四、实验、探究题（本大题共5小题，共28分．）
27．（5分）（2014•必威体育：）（1）如图1所示，木块的长度是　2.65　cm；弹簧测力计的示数是　3.4　N．
（2）实验装置如图2所示，闭合开关，观察到金属杆向左运动起来，实验现象说明磁场对　通电导体　有力的作用，利用这种现象可以制成　电动　机；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到金属杆向　右　运动起来．

考点：长度的测量；弹簧测力计的使用与读数；磁场对通电导线的作用．
专题：基本仪器的使用专题．
分析：（1）由于该刻度尺的零刻度已经磨损，因此需要将紧挨物体左侧的1.00cm当作“零”刻度，然后让最后的读数减去“零”刻度的读数即为该木块的长度，注意刻度尺的读数需要进行估读；
观察该测力计的示数在3N～4N之间，且分度值是0.2N，可据此读出弹簧测力计的示数；
（2）通电导线在磁场中受到力的作用，电动机是利用通电导线在磁场中受力而工作；
电流方向改变，磁场方向不变，可以改变电流所受磁场力的方向．
解答：解：
（1）由图知：此图是以1.00cm作为“零”刻度，因此木块的长度为：3.65cm﹣1.00cm=2.65cm；
该测力计的最小刻度是0.2N，因此弹簧测力计的示数为：3N+0.4N=3.4N；
（2）给直导线通电，观察到直导线运动起来，实验现象说明磁场对电流有力的作用，
电动机就是利用这种现象制成的；将电源两极对调，改变了导体中电流的方向，导体运动方向变的相反，金属杆向右运动起来．
故答案为：
（1）2.65；3.4；
（2）通电导体；电动；右．
点评：此题考查的是常见的几种物理仪器的读数方法，磁场对电流的作用等问题；测量工具在读数前一定要观察仪器的量程和分度值；需要注意的是长度的测量需要进行估读．
　
28．（5分）（2014•必威体育：）小雯同学利用如图所示的装置做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验：
（1）组装实验装置时，放置石棉网的铁圈位置和悬挂温度计的铁夹位置非常重要，应当先调整固定　铁圈　的位置（选填“铁圈”或“铁夹”）．
（2）实验时，小雯向烧杯中倒入热水而不用冷水，这种做法的优点是　减少实验时间　．
（3）小雯在水温升高到88℃时开始计时，每隔1min记录1次温度，直到水沸腾后几分钟为止，记录的数据如下表：
时间/min012345678
温度/℃889092949698989898
分析上表记录的实验数据，可知水沸腾时的温度为　98　℃．xKb 1.C om
（4）若烧杯中水的质量为0.2kg，则从计时开始到水沸腾的过程中，水的内能　增大　（选填“增大”、“减小”或“不变”），水所吸收的热量为　8.4×103　J．[已知c水=4.2×103J/（kg•℃）]．

考点：探究水的沸腾实验．
专题：探究型实验综合题．
分析：（1）因为在实验中需要用酒精灯的外焰加热，所以应从下向上固定实验器材的位置；
（2）掌握影响加热时间的因素：水的多少、水的初温及是否加盖等；
（3）掌握水沸腾时的特点，知道水沸腾过程中吸热但温度保持不变．而水沸腾时的温度叫做沸点．
（4）内能的大小和物体的温度有关，温度升高内能增大；知道水的质量和温度的变化以及比热容，根据Q=cm△t求出吸收的热量．
解答：解：（1）在实验中需要用酒精灯的外焰加热，所以应先确定铁圈的高度；
（2）在实验中，向烧杯内倒入热水，这样可以缩短将水加热至沸腾所需的时间；
（3）由表格中数据可以看出，在加热到第5min、6min、7min、8min时，水的温度为98℃保持不变，所以水的沸点应为98℃；
（4）在体温计示数上升的过程中，温度计中水银的温度升高，内能增大；
水吸收的热量：Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（98℃﹣88℃）=8.4×103J．
故答案为：（1）铁圈； （2）减少实验时间；（3）98；（4）增大；8.4×103．
点评：此题是探究水的沸腾实验，实验中主要观察水的沸腾现象和探究水沸腾时的特点，学会观察和分析水温与时间的变化图标，掌握内能与温度的关系以及热量的计算，是一道热学综合题目．
　
29．（6分）（2014•必威体育：）小惠同学为了测量德化高山茶油的密度，进行以下实验：

（1）把天平放在　水平桌面上　，将游码移到称量标尺零刻度处，发现指针静止在分度标尺中央刻度线的右侧，此时应将平衡螺母向　左　（选填“左”或“右”）调节，使天平平衡．
（2）用调节好的天平测量茶油和烧杯的总质量，操作情景如图1所示，错误之处是：　测量时调节平衡螺母　．
（3）重新调节好天平，小惠称得茶油和烧杯的总质量为 60g，然后将一部份茶油倒入量筒中，如图2所示；再将烧杯放在天平上，称得剩余茶油和烧杯的总质量如图3所示，由此可知：量筒中茶油的体积是　32　cm3，量筒中茶油的质量是　28　g，茶油的密度是　0.9　g/cm3．

考点：液体的密度测量实验．
专题：测量型实验综合题．
分析：（1）天平的正确使用：①放：把天平放到水平桌面上；②移；把游码移到标尺左端零刻线处；③调：调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处．
（2）在使用天平称量物体的质量时 ，通过增减砝码和移动游码使天平平衡；
（3）用天平测物体质量时，物体的质量等于砝码的质量加上游码所对刻度，而要准确读出游码所对刻度，必须明确标尺的分度值及以游码左端所对刻度为准；读取量筒液体的体积时，视线与液面（凹液面的底部）相平；
已知茶油和烧杯的总质量，读出量筒中剩余茶油和烧杯的总质量，可求得量筒中茶油的质量，量筒中茶油的体积可从量筒中读出．
然后，利用密度公式ρ=可求出其密度．
解答：解：（1）用托盘天平测量物体质量时，把天平放置在水平桌面上易于操作的地方；游码移到标尺左端的零刻度处，然后调节平衡螺母，平衡螺母向上翘的一端移动，即若发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向左调节．
（2）在使用天平称量物体的质量时，通过增减砝码和移动游码使天平平衡；不能再移动平衡螺母；
（3）剩余茶油和烧杯的总质量是砝码20g+10g，游码刻度1.2g，共20g+10g+1.2g=31.2g；根据题意，量筒里茶油的质量是：m=60g﹣31.2g=28.8g．
由图知，量筒中茶油的体积是v=32cm3，则茶油的密度ρ== =0.9g∕cm3．
故答案为：（1）水平桌面；（2）测量时调节平衡螺母；（3）32；28.8；0.9．
点评：测量密度的实验题是常规性实验题，要掌握天平、量筒的正确使用及密度的计算公式．
　
30．（6分）（2014•必威体育：）小勇利用如图所示的装置探究“平面镜成像时像与物的关系”的实验：
（1）用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于　确定像的位置　．
（2）在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛A，再拿一支没有点燃的相同的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直到蜡烛B跟蜡烛A的像　重合　，说明像与物的大小　相等　；若用光屏代替蜡烛B，在玻璃板后面观察光屏，将　不能　（选填“能”或“不能”）观察到蜡烛A的像，说明所成的是　虚　像（选填“虚”或“实”）．
（3）若将玻璃板和蜡烛下面的白纸换成方格纸进行实验，这种做法的优点是　便于探究像和物与平面镜的位置关系　．

考点：平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案．
专题：探究型实验综合题．
分析：（1）探究平面镜成像实验中，要用透明的玻璃板代替平面镜，虽然成像不太清晰，但是在物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体的另一个物体，便于确定像的位置，便于比较物像大小关系．
（2）实验时采用两个完全相同的蜡烛，一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃，另一支放在玻璃板的后面，当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时，可以确定像的位置，同时也可以比较物像大小关系．实像和虚像的重要区别是实像能用光屏上承接，虚像不能在光屏上承接．
（3）根据平面镜成像特点进行判断：物体在平面镜中成虚像，物像大小相等，物像连线与镜面垂直，物像到平面镜的距离相等．
解答：解：（1）用玻璃板代替平面镜，主要利用玻璃板透明的特点是，在物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体的另一个物体，便于确定像的位置．
（2）蜡烛A 和B 的要求是完全一样，当玻璃板后面的蜡烛B和玻璃板前面的蜡烛A的像完全重合时，可以比较物像大小关系．平面镜成虚像，移去蜡烛B，并在其所在的位置上放一个光屏．则光屏不能承接到像．
（3）若将玻璃板和蜡烛下面的白纸换成方格纸进行实验，这种做法的优点是便于探究像和物与平面镜的位置关系；
故答案为：（1）确定像的位置；（2）重合；相等；不能；虚；（3）便于探究像和物与平面镜的位置关系．
点评：掌握平面镜成像实验中各器材选择和操作的目的，例如为什么选择薄透明玻璃板、为什么选择两个完全相同的蜡烛、玻璃板为什么要竖直放置、刻度尺的作用等．
　
31．（6分）（2014•必威体育：）小雨同学进行“测量小灯泡的电功率”实验，现有器材：额定电压为6V的同规格小灯泡（电阻约为25Ω）若干个，电压为12V的电源1个，电流表、电压表、开关各1个，规格分别为“20Ω 1A”和“50Ω 0.5A”的滑动变阻器各1个，导线若干．

（1）实验中应选择规格为“　50Ω 0.5A　”的滑动变阻器．
（2）图1中已经连接了部分电路，请用笔画线代替导线，将电路连接完整．
（3）小雨正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表示数为0，经检查电表完好，则故障可能是　小灯泡短路　．
（4）故障排除后，再次闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图2所示，则电流表的示数为　0.24　A，小灯泡的额定功率是　1.44　W．

考点：电功率的测量．
专题：测量型实验综合题．
分析：（1）根据串联电路的特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，然后由欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值，根据这个阻值，判断选择哪个滑动变阻器；
（2）开关、滑动变阻器、灯泡串联接入电路，电压表并联在电路两端，注意滑动变阻器的接法；
（3）小灯泡不亮，可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路存在断路；电流表无示数，可能是电路断路或电流表短路；电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外不存在断路；综合分析可知电路故障是小灯泡断路；
（4）确定电流表的量程、最小分度值，由图读出电流表的示数；根据公式P=UI求出小灯泡的功率；
解答：解：（1）串联电路中，电路处处相等，滑动变阻器中电流与灯泡中电流相等：I滑=I灯泡= = =0.24A；
灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣U灯泡=、12V﹣6V=6V，滑动变阻器接入电路的电阻R= =25Ω＞20Ω，所以应选择“50Ω 0.5A”的滑动变阻器；
（2）开关 、滑动变阻器、灯泡串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，连接实物电路；
（3）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，出现这一故障的原因可能是小灯泡断路；
（4）由图知，电流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数是0.24A，
灯泡的额定功率P=UI=6V×0.24A=1.44W；
故答案为：（1）50Ω 0.5A；
（2）电路连接如图所示： （3）小灯泡断路；（4）0.24，1.44
点评：本题考查了实验器材（滑动变阻器）的选择、连接电路图、电路故障分析、电流表读数、求灯泡功率等，考查的内容较多，是实验的常考内容，需要掌握．
　
五、计算题（本大题共3小题，每小题6分，共18分．解答时要写出依据的主要公式或变形公式，有数据代入，答案中必须明确写出数值和单位．）
32．（6分）（2014•必威体育：）如图所示为我国首辆“玉兔号”月球车．登月前，在水平地面上进行了测试，月球车匀速直线行驶180m用时60min，若车的质量为140kg，受到地面的摩擦阻力为500N，网状轮子与地面接触的总面积为0.02m2．求：
（1）月球车受到的重力；
（2）月球车对水平地面的压强；
（3）月球车在测试过程中的功率．

考点：压强的大小及其计算；重力的计算；功率的计算．
专题：重力、弹力、摩擦力；压强、液体的压强；功、功率、机械效率．
分析：（1）根据G=mg求出月球车的重力；
（2）对地面的压力等于其重力，根据p=求出对地面的压强；
（3）根据W=fs求出克服摩擦力做的功，根据P=求出功率．
解答：已知：时间t=60min=3600s，距离s=180m，质量m=140kg，阻力f=500N，接触面积S=0.02m2．
求：（1）月球车受到的重力G=？；（2）月球车对水平地面的压强p =？；（3）月球车在测试过程中的功率P=？
解：
（1）月球车受到的重力G=mg=140kg×9.8N/kg=1372N；
（2）月球车对地面的压力F=G=1372N，
月球车对水平地面的压强p== =6.86×104Pa；
（3）克服摩擦力做的功W=fs=500N×180m=9×104J，
月球车在测试过程中的功率P== =25W．
答：（1）月球车受到的重力是1372N；
（2）月球车对水平地面的压强为6.86×104Pa；
（3）月球车在测试过程中的功率为25W．
点评：此题主要考查的是学生对重力、压强、功和功率计算公式的理解和掌握，基础性题目．
　
33．（6分）（2014•必威体育：）早餐喝豆浆已经成为许多人的选择．如图1所示为某款全自动豆浆机及其铭牌，其主要结构：中间部位是一个电动机带动的刀头，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸．如图2所示是该豆浆机正常制作一次豆浆过程中电热管和电动机交替工作的“P﹣t”图象．求：
（1）电热管正常工作 时的电流；
（2）电热管正常工作时的电阻值；
（3）豆浆机正常制作一次豆浆，消耗的总电能．

考点：电功率与电压、电流的关系；欧姆定律的变形公式；电功的计算．
专题：欧姆定律；电能和电功率．
分析：（1）豆浆机正常加热时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出电流；
（2）由丙图可知，加热时间和电动机工作的时间，根据W=Pt求出各自消耗的电能，两者之和即为豆浆机正常工作做一次豆浆总共消耗的电能．
解答：解：（1）由P=UI可得，豆浆机正常加热时的电流：
I= = =4.55 A；
（2）电热管正常工作时的电阻值为：R== =48．Ω
（3）由丙图可知：加热时间t1=720s，电动机工作时间t2=180s，
W=W1+W2=P1t1+P2t2=1000W×720s+180W×180s=7.5 24×105J．
答：（1）电热管正常工作时的电流为4.55 A；（2）电阻值为48.4Ω；（3）豆浆机正常制作一次豆浆，消耗的总电能为7.524×105J．
点评：本题考查了电功率公式和电功公式的灵活应用，关键是从丙图中读出加热时间和电动机工作的时间．
　
34．（6分）（2014•必威体育：）如图所示的电路中，电源电压恒为9V，小灯泡L的规格为“6V 6W”，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，灯丝电阻保持不变．闭合开关S后，求：
（1）小灯泡L的电阻；
（2）当滑动变阻器接入电路的电阻为12Ω时，小灯泡L的实际电功率；
（3）在滑动变阻器的电阻从3Ω调节到20Ω的过程中，滑动变阻器能获得的最大功率．

考点：欧姆定律的应用；电功率的计算．
专题：计算题；欧姆定律；电能和电功率．
分析：（1）已知灯泡的铭牌利用R= 求出灯泡阻值；
（2）当滑动变阻器接入电路的电阻为12Ω时，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流，再根据P=I2R求出灯泡L的实际电功率；
（3）由题意可知，灯泡和滑动变阻器串联，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流，再根据P=I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率，利用数学知识得出消耗的最大功率．
解答：解：
（1）由P= 得：RL= = =6Ω；
（2）当滑动变阻器接入电路的电阻为12Ω时，
根据电阻的串联得：R串=RL+R=6Ω+12Ω=18Ω，
∴I= = =0.5A，
PL=I2RL=（0.5A）2×6Ω=1.5 W；
（3）在滑动变阻器的电阻从3Ω调节到20Ω的过程中，设电路中的电流为I，
则灯泡两端电压为UL=IRL，
∵串联电路两端的电压等于串联的各部分电路两端的电压之和；
∴滑动变阻器两端的电压UR=U﹣UL=U﹣IRL，
则滑动变阻器的功率P=IUR=I（U﹣IRL）=I（9V﹣6Ω×I）=﹣6 （I﹣）2+ ，
∴当I=A时，Pmax=3.375W．
答：小灯泡L的电阻为6Ω；当滑动变阻器接入电路的电阻为12Ω时，小灯泡L的实际电功率为1.5 W；在滑动变阻器的电阻从3Ω调节到20Ω的过程中，滑动变阻器能获得的最大功率为3.375W．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用；关键是电路中最大和最小电流、灯泡实际电功率的判断．难点在于数学知识中极值的求法．

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