浙教版科学九年级上册物理实验探究专题训练一及答案.docx
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浙教版科学九年级上册物理实验探究专题训练一及答案
2020浙教版科学九年级上册“物理实验探究”专题训练
（一）
1.下面是小聪利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆平衡条件”的实验．
（1）实验前为方便测量力臂，应将杠杆调节到________位置平衡，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）端调节．
（2）调节平衡后，在杠杆B点处挂6个钩码，如图甲所示，则在A点处应挂________个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡．
（3）图乙是小聪利用弹簧测力计做的某次实验情景，已知杠杆每格长5cm，钩码每个重0.5N．请将弹簧测力计的示数填入下表．
实验序号
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
________
0.15
3.0
0.10
上述实验数据不符合杠杆平衡条件，出现问题的原因是________________________．
2.如图所示，小明同学在测量滑轮组机械效率实验的过程中，发现所使用的刻度尺示数模糊不清，但他仍然测出了该滑轮组匀速提升重物时的机械效率．其实验步骤如下：
①用弹簧测力计测出物重G；②按图示组装好滑轮组；③竖直向上匀速拉动弹簧测力计使物体上升，读出此时弹簧测力计示数的大小F.
（1）该滑轮组机械效率的表达式为η＝________（用题中已知物理量的字母表示，绳子的股数要用具体的数字表示）．
（2）实验过程中，某同学为了实验操作方便，在弹簧测力计静止时读数，则这种操作方法测出的滑轮组机械效率的测量值将比其真实值________（选填“偏大”或“偏小”）．
（3）为提高滑轮组的机械效率，可以减小轮与轴间的摩擦．若忽略上述摩擦，也不考虑绳重，下列方法中，还能提高滑轮组机械效率的是________（选填“A”、“B”、“C”或“D”）．
A.增加滑轮的个数 B.减小动滑轮的重量
C.减小钩码升高的高度D.增大提升钩码的速度
3.张强想探究小球滚上斜面能达到的最大高度与斜面倾角、小球质量的关系．他将两个斜面AO与OB对接成如图所示的装置，进行如下的实验：
a.将质量为5g的小球从斜面AO的某一高度h处静止释放，经O点滚上斜面OB，小球达到的最大高度为H；
b.改变斜面OB的倾角θ，重复上述实验；
c.换用质量为7g的小球重复上述实验，并将实验数据均记录在下表中：
实验序号
小球质量m/g
小球释放高度h/cm
斜面OB的倾角θ/°
小球在斜面OB上最大高度H/cm
1
5
10
40
9.0
2
30
8.6
3
20
8.0
4
7
10
40
9.0
5
30
8.6
6
20
8.0
（1）每次实验都将小球从斜面AO的同一高度h处静止释放，其目的是________________________________________________________________________．
（2）比较实验1、2、3（或3、4、5），说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与____________有关．
（3）比较实验________（选择序号），说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与小球质量无关．
（4）如果斜面没有摩擦，小球能滚上斜面OB的最大高度是________cm.本实验中小球未能达到这个高度，从能量的角度来看，是小球有部分机械能转化为__________．
4.在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为6V，小灯泡L1额定电流为0.2A，电阻小于10Ω。
（1）连接电路时开关应处于状态________。
（2）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。
（3）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于________（填“A”或“B”）端。
（4）实验电路连接完毕后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数、电压表无示数，产生此现象的可能原因是________（写一条即可）
（5）示向同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图所示的I-U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是________ W。
（6）用上述电路测量了L的额定功率后，再测定一个额定电流为“0.4A”的灯泡I2的额定功率，L2的电阻略小于10Ω，需更改表的量程，且更换成L2后应该将滑动变阻器的滑片从原来的位置往________（填“A”或“B”）移动，使L2正常发光。
5．在科学实验中常用到斜面这一简单机械，请回答问题：
（1）利用斜面研究阻力对物体运动的影响，如图甲所示。
小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，在毛巾、木板、平板玻璃等不同的表面上前进不同的距离后停止，此过程中小车克服阻力做功。
假设在毛巾、木板、平板玻璃表面上小车克服阻力做的功分别为W1、W2、W3，请比较并写出它们的大小关系式：
。
（2）利用斜面探究动能大小与哪些因素有关，如图乙所示。
在这个实验中通过观察比较来判断小球动能的大小。
要探究动能大小与物体的运动速度，应该如何操作。
6.如图甲是我市沿海风力发电的外景，风力发电机主要由风机叶片和发电机组成．
（1）叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向________（选填“上”或“下”）的力使风叶旋转．
（2）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机是利用__________原理，使机械能转化为电能．
（3）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像得到的下列信息，正确的是________
A.只要有风，机组就能产生电能
B.风速越小，机组产生的电功率一定越小
C.风速越大，机组产生的电功率一定越大
D.风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变
（4）下表给出了在不同风速下某风力发电机获得的能量：
平均风速v（m/s）
4
8
12
16
1s内获得的能量E（J）
1
8
27
64
对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量E与风速v的定量关系是____________．
7.在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：
电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω 2A”，小灯泡的额定电压U额＝2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择．
（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接．
图丙
（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示．当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为________W.
实验次数
物理量
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.24
0.32
0.38
0.44
电功率/W
（3）分析表中数据可得出结论：
小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而________．根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0＝________Ω的定值电阻．
图丁
（4）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整．
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为________；
②滑片不动，再将开关S1拨至“2”，读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率：
P额＝________．（用U额、U0、R0表示）
若步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值________（选填“偏大”或“偏小”）．
8、小江在测量小灯泡电功率的实验中，发现小灯泡的额定电压是2.5V，小灯泡正常发光时的电阻为10Ω。
（1）小江按图甲所示连接完电路，闭合开关，发现电压表满偏，且灯不亮，同桌小滨告诉他，只需要改动一根导线即可，请你在图甲中将需要改动的导线打“×”，并重新连接那条导线。
（2）重新连接后，小江闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向端移动。
（3）小江同学继续移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I—U关系图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是W。
9.小明实验小组的同学进行杠杆平衡条件的探究，实验用的每个钩码均重0.5N.
（1）在甲装置中，实验前首先要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在________位置平衡，这样做目的是______________；若发现杠杆右端下倾，可将螺母向________（选填“左”或“右”）调节．
（2）小明和同学们在不同的位置挂不同数量的钩码，移动钩码位置，使杠杆重新水平平衡，记录实验数据如下表：
次数
动力
F1/N
动力臂
l1/cm
阻力
F2/N
阻力臂
l2/cm
1
2
15
3
10
2
3
20
4
15
3
4
10
2
20
分析实验数据可知，杠杆平衡的条件为：
__________________．
（3）得出结论后，小明利用弹簧测力计进行了如图甲所示实验，在杠杆的左端20cm处挂2个钩码，而在杠杆的右端10cm处用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，这时测力计的读数F＝________N；如果测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡，则测力计读数F′________F（选填“>”、“<”或“＝”）．
（4）小红实验小组的同学用如图乙所示装置进行实验，实验中，弹簧测力计始终竖直向上拉杠杆，多次调整力和力臂的大小进行测量，发现F1l1总是大于F2l2，其原因主要是杠杆受到了________的影响．
10.在“测量小灯泡的电功率”实验中，小丹设计了如图甲所示的电路图，已知小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，电源由2节新干电池串联组成．
（1）用笔画线代替导线，帮助小丹按电路图甲将图乙电路连接完整．（要求导线不交叉）
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器滑片置于________端（填字母）．
（3）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障可能是______________________________．
（4）排除故障后，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，电流表示数如图丙所示为______A，则小灯泡的额定功率为______W,此时灯丝的电阻为________Ω.
（5）小丹继续测量小灯泡两端电压略高于额定电压时的电功率，滑动变阻器的滑片应向________端调节（填字母），观察到小灯泡变亮．
（6）下表是小丹根据实验测得的多组数据，她通过分析数据发现小灯泡灯丝的电阻是变化的，则影响小灯泡灯丝电阻变化的主要因素是________________．
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.12
0.16
0.18
0.22
（7）小丹经过思考，发现用两只电流表和一个阻值为R0的定值电阻也可以测出小灯泡的额定功率．她设计的电路如图丁所示，具体操作是：
闭合开关S，调节滑动变阻器使电流表
的示数为I1时，小灯泡正常发光，此时电流表
的示数为I2.则小灯泡额定功率的表达式为P额＝________．（用I1、I2、R0表示）
图丁
参考答案及解析
1.
（1）水平 右
（2）4 （3）3.8 弹簧测力计没有竖直向下拉（或动力臂不等于0.15m）
【解析】
（1）为了便于测量力臂，应使杠杆在水平位置平衡；调节杠杆平衡的原则是“左偏右调、右偏左调”，左端下沉，应将平衡螺母向右调节；
（2）设一个钩码重G，杠杆平衡时具备：
3GA＝2×6G，由此得出GA＝4G故应在A处挂4个钩码；（3）由图可知，测力计示数为3.8N，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得：
F1×0.15m＝3.0×0.10m，得F1＝2N<3.8N，示数变大的原因是测力计没有竖直向下拉使得动力臂减小．
2.
（1）
×100%
（2）偏大 （3）B
【解析】
（1）由题图可知，绳子的有效段数为3，绳子自由端移动的距离s为物体上升高度h的3倍，s＝3h，该滑轮组机械效率的表达式为η＝
×100%＝
×100%＝
×100%；
（2）实验过程中拉力F应该在弹簧测力计做匀速运动时读数，若某同学为了方便，在测力计静止时读数，则没有测量出机械的摩擦力，测量出的拉力变小，根据W＝Fs，求出的总功变小，故测出的机械效率比真实值偏大；（3）若忽略摩擦，也不考虑绳重，则额外功为克服动滑轮的重力做的功．增加滑轮的个数，增大了额外功，在有用功不变的情况下，机械效率变小，A错误；减小动滑轮重力，减小了额外功，在有用功不变的情况下，机械效率变大，B正确；机械效率与减小钩码升高的高度及提升钩码的速度均无关，CD错误；故选B.
3.
（1）控制小球滚上斜面OB时的速度相同（到达斜面底端的速度相同）
（2）（斜面）倾角（θ） （3）1、4或2、5或3、6 （4）10 内能
4.
（1）断开
（2）
（3）A
（4）小灯泡处短路
（5）0.3
（6）B
【考点】测定小灯泡的功率
5．
（1）W1＝W2＝W3。
（2）物体B在平面上移动的距离。
用同一小球，分别在斜面不同高度由静止开始释放，测出物体B在平面上移动的距离，比较数据得出结论。
（合理即可）
6.
（1）上
（2）电磁感应 （3）D （4）E＝（
）3
【解析】
（1）由题图乙知，叶片的上表面是突出的弧形，下表面是平面，空气流过时，上表面空气流速大于下表面空气流速，上表面压强小于下表面压强，叶片受到向上的力；
（2）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把机械能转化为电能，这是电磁感应现象；（3）由题图丙知，在风很小和很大时，不能产生电能，A不符合题意；当风速v3>v2时，产生的电功率相同，所以说风速越小，机组产生的电功率越小的说法是错误的，B不符合题意．在一定范围内，风速越大，机组产生的电功率越大；在一定范围内，风速越大，机组产生的电功率不变，C不符合题意；风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变，D符合题意，故选D；（4）由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的23倍，风速增大为原来的3倍，风能增大为原来的33倍，所以风机获得的能量与风速增大倍数的三次方成正比，1s内获得的能量E与风速v的定量关系是E＝（
）3.
7.
（1）如答图所示
（2）1.05 （3）增大 10 （4）①5.5V ③
偏小
【解析】
（1）由P＝UI得，小灯泡的额定电流I额＜
＝
＝0.48A＜0.6A，所以，电流表选择0～0.6A的量程；灯泡、R0及滑动变阻器串联，故将电流表的“0.6”接线柱与电源的“＋”极连接，小灯泡的左接线柱与R0的左接线柱连接，如答图所示；
（2）由
（1）可知，电流表选择0～0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.42A．则小灯泡的额定功率P额＝U额I额＝2.5V×0.42A＝1.05W；（3）由表中数据可知，随着灯泡两端电压的增大，电流增大，根据P＝UI可知，小灯泡消耗的电功率增大，即小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大．由表中数据可知，第5次实验电流最大，此时电路总电阻最小，由I＝
可得，第5次实验时电路总电阻R总＝
＝
≈18.2Ω＜20Ω，故小聪在实验中选用的是R0＝10Ω的定值电阻；（4）要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压，①闭合开关S，将开关S1拨至“1”，小灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端的总电压，调节滑动变阻器的滑片，灯泡正常发光时，电压表的示数U＝8V－2.5V＝5.5V；②滑片不动，再将开关S1拨至“2”，电压表测R0两端的电压U0，此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流I额＝
；③小灯泡的额定功率P额＝U额I额＝
.若将开关S1拨至“2”，滑片向右移动少许，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压知识可知，滑动变阻器两端的电压变大，定值电阻R0两端的电压U0变小，根据P额＝U额I额＝
可知，测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小．
8、
（1）如下图；
（2）左；（3）0.5。
9.
（1）水平 便于测量力臂 左
（2）F1l1＝F2l2（或动力×动力臂＝阻力×阻力臂） （3）2 ＞ （4）自重
【解析】
（1）实验前调节杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂；若发现杠杆的右端下倾，表明右端重，平衡螺母应向左调；
（2）分析实验数据，每一次实验的动力×动力臂都等于阻力×阻力臂，可以得出F1l1＝F2l2的结论；（3）根据F1l1＝F2l2，2G×20cm＝F×10cm，F＝2N；如果测力计斜拉，此时拉力的力臂变短，而左边的力和力臂的乘积不变，因此要使杠杆平衡，拉力要变大；（4）乙图中，弹簧测力计的拉力为动力，而阻力除了钩码重外，还有杠杆的自重，因此F1l1>F2l2.
10.
（1）如答图所示
（2）A （3）小灯泡短路
（4）0.2 0.5 12.5 （5）B （6）温度
（7）I1R0（I2－I1）
【解析】
（1）连接电路图时，要看清电表量程的选择，正负接线柱接正确、滑动变阻器要“一上一下”接线，一定要与电路图保持一致，连接电路如答图所示；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片一定要移到最大阻值处，起到保护电路的作用，由于下端接B接线柱，所以滑片应滑到A端；（3）连接好电路，闭合开关后小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明小灯泡短路；（4）此问考查电表的读数问题，一定要看清接线柱所接量程和分度值，电流表读数为0.2A，当电压表示数为2.5V，说明小灯泡正常发光，此时电流为额定电流，根据P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；再根据欧姆定律得灯丝的电阻R＝
＝
＝12.5Ω；（5）想要测量小灯泡两端电压略高于额定电压时的电功率，需要减小滑动变阻器接入电路的电阻，来减小变阻器分得的电压，因此应向B端滑动，观察灯泡的亮度；（6）灯丝的电阻是变化的，变化的主要原因是灯丝电阻和温度有关；（7）通过两只电流表和一个已知电阻间接的测量小灯泡的额定功率时，需要调节到小灯泡正常发光的情况，闭合开关S，调节变阻器使电流表
的示数为I1时，小灯泡正常发光，此时电流表
测量干路电流，示数为I2，因此通过小灯泡的电流IL＝I2－I1，此电流为小灯泡的额定电流；又因为电路连接方式为并联，并联电压相等，因此小灯泡的额定电压U额＝I1R0，P额＝U额I额＝I1R0（I2－I1）．
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