北京中考物理设计实验题选解

北京中考物理设计实验题选解

北京市中考设计实验题选解 ‎1．在做探究大气压强存在的实验时，小英将酒精棉点燃放入瓶中，将去皮的熟鸡蛋堵住瓶口，如图26所示。发现瓶子把鸡蛋“吞”了进去。因此，小英认为是大气压把鸡蛋压入了瓶中。小青不同意这个观点，她认为瓶中空气受热后，有部分空气跑到瓶外，瓶中空气稀薄，对鸡蛋的托力变小，鸡蛋是在重力作用下进入瓶中的。请你用小英的实验器材，做实验证明，小英的观点是正确的。‎ 解：．将酒精棉点燃放入瓶中，手拿着瓶子使瓶口向下，再将去皮的熟鸡蛋堵住瓶口。…………………………………………………………………………………1分 ‎ 实验现象：鸡蛋照样“吞入”瓶中。………………………………………………1分 实验结论：由于重力方向是竖直向下的，鸡蛋向上运动，鸡蛋受的重力对鸡蛋进瓶没有帮助。鸡蛋完全是在大气压作用下进入瓶中的，所以小英的观点是正确的…………………………………………………………………………1分 ‎2．实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻各1个，电阻箱（电路图符号 ）一个。已调零的电流表一块，开关两个，导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验证明“两个电阻R1与R2并联时，如果R1的阻值保持不变，则电阻R1与R2并联消耗的总功率P跟电阻R2消耗的功率P2关系为：P= P2 + k（k为常量）”。请你画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表。‎ 解：实验电路图如右图所示。（1分）‎ 实验步骤：‎ ‎（1）按电路图连接电路。‎ ‎（2）断开开关，调节电阻箱R2的阻值。闭合开关S1，断开开关S2时，电流表的示数用I1表示，开关S1、S2都闭合时，电流表的示数用I2表示，将R1、I1、I2、R2的测量数据记录在实验数据记录表中。 （1分）‎ ‎（3）仿照步骤（2），分别改变5次电阻箱R2的阻值，用电流表分别测量S1闭合时相应的电流I1的数据，再用电流表分别测量S1、S2都闭合时相应的电流I2的数据，并分别将R1、I1、I2、R2的测量数据记录在实验数据记录表中。 （1分）‎ ‎（4）利用P2=UI’= I1 R1 （I2－I1）—分别计算出R2的电功率数据，并分别记录在实验数据记录表中。利用公式P=UI= I1 R1 I2，分别计算出6次并联电路的总功率，并分别记录在实验数据记录表中。 （1分）‎ 实验数据记录表（1分）‎ R1 /Ω I1 / A I2 / A R2 / Ω P2 / W P / W ‎（其他答案正确均可得分）‎ ‎3. 晓伟手边有两块体积大小不同的正方体M1和M2。M1和M2的材料相同、表面粗糙程度也相同。晓伟用弹簧测力计沿水平方向先后拉着M1、M2在水平放置的长木板上做匀速直线运动时，测得弹簧测力计第一次的拉力大于第二次的拉力。于是得出“接触面的粗糙程度一定时，接触面积越大，滑动摩擦力越大”‎ 的结论。从上述实验过程看，晓伟的实验结论是不可靠的。请你利用上述器材重新设计实验，验证滑动摩擦力的大小是否与接触面积有关。‎ ‎4. 实验桌上有如下器材：电源一台；调好的电流表、电压表各一块、开关一个、电阻箱一个、阻值为10Ω的定值电阻R2和导线若干。请你利用上述器材设计一个实验探究“R1与R2串联的总电阻（即等效电阻）R与电阻R1的关系”。画出实验电路图，写出主要实验操作步骤并设计实验数据记录表格 电路图（1分）‎ 解：实验步骤：(4分)‎ ‎（1） 将电压表、电流表调零 ‎（2）按实验电路图连接电路，开关S保持断开。‎ ‎（3）调节电阻箱Rx使其电阻为R1，闭合开关，读出此时电压表的读数U1，电流表的读数I1，并将R1、U1、I1记录在数据表中。‎ ‎（4）调节电阻箱使其电阻为R2，闭合开关，读出此时电压表的读数U2，电流表的读数I2，并将R2、U2、I2记录在数据表中。‎ ‎（5）重复上述操作步骤，分别调节电阻箱使其电阻为R3、R4、R5、R6，电压表读数U3、U4、U5、U6，电流表读数为I3、I4、I5、I6，并记录在表格中。‎ ‎（6）依据分别计算出各次实验的等效电阻值，并记录在数据表中。‎ 数据记录表 （2分）‎ R与Rx关系数据记录表 Rx/Ω U/V I/A R/Ω x5．某同学在学习浮力时感到物体上浮和下沉是受浮力大小影响的，因此他得出结论“受浮力大的物体在液体中会上浮，受浮力小的物体在液体中会下沉。”请你选取身边的器材或物品证明他的观点是错误的。‎ ‎ 答：把一个体积比较小的木块浸没于水中，放手后它将上浮；把一个体积比较大的石块浸没于水中，放手后它将下沉。由此可以说明此观点错误。（2分）‎ ‎6．实验桌上有如下器材：带砝码的天平一架、刻度尺一把、足够深的大水槽一个、底面积为S的细长平底试管一支、足量的水、足量的细沙、小汤匙一个。要求从实验桌上选择适当的器材，设计一个实验证明：“当水的密度保持不变时，水内部的压强与水的深度成正比。” 请写出实验步骤并画出实验数据记录表。（5分）‎ ‎（1）实验步骤：‎ ‎（2）实验数据记录表：‎ ‎6．答：‎ ‎（1）实验步骤： ‎ ‎① 天平调平衡，在试管中装入适量的沙子，将试管放入装有水的大水槽中，使其直立漂浮在水面上；（1分）‎ ‎② 用刻度尺测出试管浸入水中的深度h，用天平测出试管和沙子的总质量m，并将m、h的数值记录在表格中； ‎ ‎③ 试管中加入适量沙子后放入水中，使试管仍直立漂浮在水面上，重复步骤②；（1分）‎ ‎④ 仿照步骤③再做4次实验；（1分）‎ ‎⑤ 用公式依次算出各次试管底部的压强p，并将数据记录在表格中。（1分）‎ ‎（2）实验数据记录表：（1分）‎ 水内部的压强与水的深度关系记录表 h/m m/kg S/m2‎ ‎[来源:Zxxk.Com]‎ p/Pa ‎7．小明在家中照镜子发现，离镜子远些的物体的像看起来较小，离镜子近些的物体的像看起来较大，由此他认为：物体在平面镜中所成的像的大小与物体到平面镜的距离有关,物体距离平面镜越远像越小,物体距离平面镜越近像越大。请你利用身边的物品或实验器材设计一个实验，说明小刚的结论是不正确的。‎ ‎（1）写出你选用的物品或实验器材； ‎ ‎（2）简述实验过程及实验现象。（3分）‎ 解：．（1）实验器材：两根完全相同的蜡烛，一块平面薄玻璃板，火柴（1分）‎ ‎（2）实验过程和现象：‎ ‎①将玻璃板竖直放在水平桌面上，将一支蜡烛点燃，固定在平面玻璃前，‎ 将另一支未点燃的蜡烛放在玻璃板后面，使之与点燃蜡烛的像重合；（1分）‎ ‎② 再使点燃的蜡烛远离玻璃板，仍可使未点燃的蜡烛与点燃蜡烛的像重合，‎ 从而证明小刚的说法是不正确的。（1分）‎ ‎（其他答案正确均可得分）‎ ‎8．实验桌上有如下器材：满足实验要求（两端电压保持不变）的电源一个、已调零的电流表电压表各一块、电阻箱（电路符号为　 ）一个、滑动变阻器一个、开关一个、导线若干。请选择实验桌上的器材，设计一个实验证明：“当电阻两端电压保持不变时，电阻消耗的电功率跟它的电阻成反比”。请画出实验电路图，写出实验步骤，并设计出实验数据记录表。（7分）‎ 解： （1）实验步骤：‎ ‎①把电压表、电流表调零，按照电路图连接好电路；—————1分 ‎②调节电阻箱的电阻为R1，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表示数为U，读出电流表示数为I1，把R1、U和I1记录在表格中；—————1分 R1‎ Rw ‎③断开开关，调节电阻箱的电阻为R2，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表示数仍然为U，读出电流表示数为I2，把R2和I2记录在表格中；—————1分 ‎④仿照步骤③，再做四次实验，分别把电阻R3、R4、R5、R6和对应的电流I3、I4、I5、I6记录在表格中；—————1分 ‎⑤利用公式P=UI计算出R1－R6的电功率P1－P6并记录在表格中。—————1分 ‎ （2）电路图 ……（1分）　　　　　　　　（3）实验表格：‎ U/v R/Ω I/A P/W 第35题图 ‎0‎ ‎1‎ N ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ 第34题图 ‎9．学完滑动摩擦力与哪些因素有关的知识后，小东认为滑动摩擦力还与接触面的面积有关。小磊认为这个观点是错误的。水平桌面上有如下器材：长木板1块，安有拉环的废旧光盘1张，2N的钩码2个，A4白纸一张，测力计1个。请你用提供的器材设计实验证明小东的观点是错误的。（注：不得断裂光盘）（3分）‎ 解：．（1）将白纸铺在水平木板上，把光盘放在白纸上，在将两个钩码压在光盘上，如图所示。‎ ‎ （2）用测力计水平向右匀速拉光盘，直至有二分之一的光盘底面伸出木板之外，发现在匀速拉动光盘的过程中，测力计示数始终不变。说明光盘受滑动摩擦力不变。‎ ‎ （3）分析：光盘底面从开始伸出木板之外到有二分之一的光盘底面伸出木板之外的过程中，材料、接触面的粗糙程度和压力不变，光盘与白纸的接触面积逐渐的变小，但光盘受到的滑动摩擦力不变，证明了滑动摩擦力与接触面积无关。所以说，小东观点是错误的。‎ 评分说明：组装实验器材……………………………1分；‎ ‎ 匀速拉动光盘并改变接触面积…………1分；‎ ‎ 分析与说明………………………………1分。‎ ‎10．实验桌上摆放着如下实验器材：满足实验要求的电源1个、已知阻值的定值电阻两只，电阻箱（电路图符号 ）一个，已调零的电流表、电压表各1块，滑动变阻器1个，开关1个，导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验证明“两个电阻串联，当通过这两个电阻的电流I和其中一个电阻保持不变时，这两个电阻串联后两端的总电压与另一个电阻R的关系为：U=IR + b（b为常量）”。请你画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表。（6分）‎ 解： ‎ ‎（1）按电路图连接实验电路，电流表、电压表指针调零，将滑动变阻器画片P调到阻值最大位置。‎ ‎（2）将电阻箱的电阻R1接入电路中，闭合开关，读出电流表示数为I0，读出电压表示数为U1，‎ ‎ 将R1 、I0 、U1记录在表格中。‎ ‎（3）断开开关，将电阻箱的电阻R2接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器画片P使电流表示数为I0不变，读出电压表示数为U2，将R2 、I0 、U2记录在表格中。‎ ‎（4）仿照步骤（3）改变电阻箱电阻R，再做四次实验，将四次实验的电阻箱电阻R、电流表示数I0、电压表示数U记录在表格中。‎ ‎（5）根据b = I R0算出常量b。‎ R0/Ω R/Ω I /A U/V P R0‎ V R S 1‎ A ‎11．夏天，将一罐可乐从冰箱中取出后放在桌面上，过一会儿可乐罐的外表面上会出现一些小水珠，李明认为这些小水珠是从可乐罐中渗出来的，请你自选器材，设计一个实验证明李明的观点是错误的。要求写出：（1）实验器材，（2）实验步骤和实验现象。（3分）[来（1）器材：天平、装有饮料的可乐罐、干布或毛巾（1分）‎ ‎（2）实验步骤和实验现象：先用天平称出刚取出的可乐罐的质量m1,过一段时间后，用抹布把可乐罐外的水抹去，再用天平称出可乐罐的质量m2，如果m1=m2，则水不是从罐内渗出的，即李明的观点是错误的（其它意思表述均可）。（2分）‎ Z+X+X+K]12．实验桌上提供了6个‎50g附有挂钩的金属块，0～5N的弹簧测力计一个，适量的水和满足实验要求的量筒。请你利用提供的实验器材，设计实验证明：水对物体的浮力与物体排开水的体积成正比。写出实验步骤并设计实验数据的记录表格。（6分）‎ 解：．实验步骤: ……（4分）‎ ‎（1）在量筒中倒入适量的水，读出量筒中水的体积Vo并记录在表格中；‎ ‎（2）在调节好的弹簧测力计的挂钩上，挂上6个金属块，测出6个金属块的总重为G并将数据记录在表格中；‎ ‎（3）手提弹簧测力计，使其中的一个金属块浸没水中，且不碰杯壁和杯底，测出金属块所受拉力F1，读出此时量筒中水的体积V1，将F1的示数和V1记录在表格中；‎ ‎（4）手提弹簧测力计，使其中的两个金属块浸没水中，且不碰杯壁和杯底，测出金属块所受拉力 F2，读出此时量筒中水的体积V2，将F2的示数和V2记录在表格中；‎ ‎（5）仿照步骤（4），将3～6个金属块依次浸没水中，且不碰杯壁和杯底，分别测出为F3 ～ F6；读出此时量筒中水的体积分别为V3～ V6，并记录数据在表格中； ‎ ‎（6）根据V排=V－V0和F浮=G－F拉分别计算金属块排开水的体积V排1~ V排6及所受的浮力F浮1~F浮6并将数据记录在表格中；‎ ‎（7）整理实验器材。‎ 实验数据的记录表格：……（2分）‎ 浮力大小与排液体积成正比的数据记录表 Vo/cm3‎ V/cm3‎ V排/cm3‎ G/N F拉/N F浮/N ‎13．小明在学习了浮力的知识后，得到了这样的结论：物体在密度大的液体中受的浮力就大，在密度小的液体中受的浮力就小。请你利用身边的物品或实验器材设计一个实验，用实验来说明小明的观点是错误的。请你写出实验步骤和实验现象。‎ 解：将同一木块分别放入装有足量水和酒精的容器中，待木块静止时，可观察到木块均漂浮在液面,即此时木块在水和酒精中受到浮力相同。 说明：其它方法正确给分。‎ ‎14．实验桌上有如下器材：满足实验要求的电源一个、电流表一只、单刀单掷开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。请你利用实验桌上的器材，设计一个实验证明：“在并联电路中，通过该支路电阻的电流与该电阻的阻值成反比”。根据上述要求完成下列问题：‎ ‎ （1）在虚线框内画出实验电路图； ‎ ‎（2）写出实验步骤； ‎ ‎ （3）设计一个记录实验数据的表格。‎ R1‎ R2‎ R3‎ R4‎ R5‎ R6‎ S A ‎（1）电路图如图所示：‎ ‎（2）实验步骤：‎ ‎ ①按电路图将六个阻值不同的电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6‎ ‎ 和电流表接入电路中。‎ ‎②闭合开关S，用调好的电流表测量通过R1的电流I1，并将 ‎ I1及R1的阻值，记录在实验数据记录表中； ‎ ‎ ③断开开关S，把电流表连接在R2的支路上。闭合开关S， ‎ ‎ 用电流表测量通过R2的电流I2，并将I2及R2的阻值，记录 ‎ 在实验数据记录表中； ‎ ‎ ④仿照步骤③，用电流表分别测量通过电阻R3、R4、R5和R6‎ ‎ 的电流I3 、I4、I5 和I6，并将R3、R4、R5和R6的阻值和相 ‎ ‎ 应的电流值I3 、I4、I5 和I6记录在实验数据记录表中。 ‎ ‎（3）实验数据记录表：‎ R / Ω I/A ‎1分 ‎3分 ‎1分