题目内容
19.把小球从O点沿水平滑杆拉到A点,放开后小球在O点两侧来回振动,对小球振动的快慢,小星提出了如下猜想:
A.小球振动的快慢与它被拉离O点的距离x有关;
B.小球振动的快慢与它的质量m有关.
(1)现有固定支架、弹簧、质量不同的小球、天平、刻度尺等器材.为完成本实验,还需要的器材是秒表.
(2)小星实验探究的部分数据记录如下:
| 实验序号 | OA距离x/cm | 小球质量m/g | 振动30次所用的时间t/s |
| 1 | 4 | 50 | 30 |
| 2 | 6 | 50 | 30 |
| 3 | 8 | 50 | 30 |
(3)分析表格中的数据,可得出结论小球摆动的快慢与它被拉离O点的距离x无关.
(4)实验中我们运用的研究方法是控制变量法.
分析 (1)振动的快慢与时间有关,所以该实验中必须要测出时间;
(2)把几个猜想的问题与实验记录的数据对应,判断到底是探究哪个猜想的;
(3)对实验数据的分析,要用控制变量的思维,找出表格中数据相同的部分,分析差异性的数据对结果是否存在影响;
(4)物理学对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,而只改变其中的某一个因素,从而研究这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.
解答 解:(1)实验中需要测量小球振动30次所用的时间,必须用到秒表;
(2)表格中数据显示,小球质量相同,距离不同,所以探究的是小球振动的快慢与它被拉离O点的距离x的关系;
(3)表中数据分析可知,三组实验中的小球质量都相同,距离O点的距离不同,但小球振动30次所用的时间相同,即振动快慢相同;
(4)实验中探究的是猜想A:小球振动的快慢与它被拉离O点的距离x有关,控制了另一量质量不变,因而采用的是控制变量法.
故答案为:(1)秒表;(2)A;(3)小球摆动的快慢与它被拉离O点的距离x无关;(4)控制变量法.
点评 实验器材的选择要求学生对实验操作有整体的驾驭能力,表格数据分析与总结对控制变量法要有很好的掌握与运用.
练习册系列答案
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10.(1)法国科学家阿贝尔•费尔和德国科学家彼得•格林贝尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应,荣获了2007年诺贝尔物理学奖.巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象,这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度,从而引发了现代硬盘生产的一场革命.
如图甲是说明巨磁电阻特性原理的示意图,图中GMR是巨磁电阻.如果闭合开关S1、S2,使滑片P向左移动,巨磁电阻的阻值将减小,指示灯的亮度将变亮(选填“变暗”、“变亮”或“不变”).

(2)如图乙所示,把一根铁丝的两端分别与两根铜丝相连接,再与一直小量程的电流表串联成一闭合回路,然后把铜丝、铁丝一个接点D放在盛有冰水混合物的杯中,另一个接点G用酒精灯加热时,发现电流表指针会偏转,表明闭合电路中有电流,象这样的电路叫做热偶电路.进一步的实验表明,热偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的性质及接点D和G间的温度差有关,下表中给出了通过实验测得的铂-铑合金热偶电路中电流大小与温度关系的一组数据
①从表中数据町以发现,热电偶电路中电流的大小将随着两接点间温度差的增大而增大;
②这样的热电偶实际上是一个电源,它的电能是由内能转化而来的;
③利用热电偶电路中电流与两接点间温度差的关系可以制成热电偶温度计,根据上述实验数据可以预测:与通常的水银温度计相比,铂一铑合金热电偶温度计的优点之一是测量范围大.
如图甲是说明巨磁电阻特性原理的示意图,图中GMR是巨磁电阻.如果闭合开关S1、S2,使滑片P向左移动,巨磁电阻的阻值将减小,指示灯的亮度将变亮(选填“变暗”、“变亮”或“不变”).
(2)如图乙所示,把一根铁丝的两端分别与两根铜丝相连接,再与一直小量程的电流表串联成一闭合回路,然后把铜丝、铁丝一个接点D放在盛有冰水混合物的杯中,另一个接点G用酒精灯加热时,发现电流表指针会偏转,表明闭合电路中有电流,象这样的电路叫做热偶电路.进一步的实验表明,热偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的性质及接点D和G间的温度差有关,下表中给出了通过实验测得的铂-铑合金热偶电路中电流大小与温度关系的一组数据
| 两点间温度差/℃ | 0 | 1 | 100 | 200 | 300 | 500 | 800 | 1000 | 1500 | 1700 |
| 电路中的电流/A | 0.001 | 0.002 | 0.064 | 0.142 | 0.229 | 0.417 | 0.731 | 0.956 | 1.545 | 1.781 |
②这样的热电偶实际上是一个电源,它的电能是由内能转化而来的;
③利用热电偶电路中电流与两接点间温度差的关系可以制成热电偶温度计,根据上述实验数据可以预测:与通常的水银温度计相比,铂一铑合金热电偶温度计的优点之一是测量范围大.
7.小明想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关.于是他找来了额定电流均小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图所示1的电路开始探究.

(1)请你用笔画线代替导线,根据图1所示的电路图,将图2所示实物图连接完整.
(2)若小明连接电路后闭合开关,灯L1很暗几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度.原因是他把滑动变阻器的A、B.(选填“A、B”或“C、D”)接线柱接入了电路.
(3)小明排除故障后,按图所示的电路继续进行实验:
①闭合开关,滑片P向A(选填“A”或“B”)端移动,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计算结果如下表:
②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空白处.
(4)小明注意到灯L1的亮度变化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮.结合表中数据得出的结论是小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮.灯L1的额定功率是0.60W.
(5)用L2替换L1重复上面的实验时,需要改变电压表的量程,发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似.若该电表的另一个量程已损坏,在不添加任何器材的情况下,请在方框内图3画出能测量小灯泡L2额定功率的实验电路图.
(6)小明在实验结束后与同学们讨论:
①有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确.”这种说法错误的原因是他忽略了温度对小灯电阻的影响.
②有同学认为“把灯L1换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系.”你认为这种说法正确(选填“正确”或“错误”).
(1)请你用笔画线代替导线,根据图1所示的电路图,将图2所示实物图连接完整.
(2)若小明连接电路后闭合开关,灯L1很暗几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度.原因是他把滑动变阻器的A、B.(选填“A、B”或“C、D”)接线柱接入了电路.
(3)小明排除故障后,按图所示的电路继续进行实验:
①闭合开关,滑片P向A(选填“A”或“B”)端移动,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计算结果如下表:
| 次数 | 电压/V | 实际功率/W | 电阻Ω | |
| 1 | 1.6 | 0.20 | 0.32 | 8.00 |
| 2 | 2.5 | 0.24 | 0.60 | 10.42 |
| 3 | 2.8 | 0.26 | 0.73 | 10.77 |
(4)小明注意到灯L1的亮度变化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮.结合表中数据得出的结论是小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮.灯L1的额定功率是0.60W.
(5)用L2替换L1重复上面的实验时,需要改变电压表的量程,发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似.若该电表的另一个量程已损坏,在不添加任何器材的情况下,请在方框内图3画出能测量小灯泡L2额定功率的实验电路图.
(6)小明在实验结束后与同学们讨论:
①有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确.”这种说法错误的原因是他忽略了温度对小灯电阻的影响.
②有同学认为“把灯L1换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系.”你认为这种说法正确(选填“正确”或“错误”).
4.为比较水、空气对牛奶的冷却效果,小明同学进行了如下实验:将一盒牛奶分别装入两个瓶中,一个放在水中(如图1所示),一个放在空气中(如图2所示),其它条件均相同,实验时他每隔一定时间记录一次甲、乙两温度计的示数,如表所示:

(1)对甲、乙两个瓶中的牛奶,小明要控制它们哪些量相同?牛奶质量相等、牛奶的初温相等.
(2)根据表中数据,小明已将乙瓶中牛奶温度随时间变化的图象画在坐标系中,请你将甲瓶中牛奶温度随时间变化的图象画在答题卡上同一个坐标系中;
(3)本次实验中,小明发现水的冷却效果更好;
(4)进一步分析,小明又发现,甲瓶中牛奶冷却快慢前后不一致,是越来越慢,小明通过仔细分析认为牛奶冷却的快慢可能还受到温度的影响.
| 时间/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 |
| 甲/℃ | 70 | 60 | 53 | 47 | 42 | 39 | 37 | 35 | 34 | 33 |
| 乙/℃ | 70 | 66 | 61 | 58 | 55 | 52 | 50 | 48 | 47 | 46 |
(2)根据表中数据,小明已将乙瓶中牛奶温度随时间变化的图象画在坐标系中,请你将甲瓶中牛奶温度随时间变化的图象画在答题卡上同一个坐标系中;
(3)本次实验中,小明发现水的冷却效果更好;
(4)进一步分析,小明又发现,甲瓶中牛奶冷却快慢前后不一致,是越来越慢,小明通过仔细分析认为牛奶冷却的快慢可能还受到温度的影响.
8.某同学在一台拉力机上通过实验来探究“金属丝被拉断时拉力的大小和哪些因素有关”这个问题.这台拉力机可以逐渐增大固定在该机器上金属丝的拉力,可以读出金属丝拉断时的拉力大小.提供的实验用金属丝有如表所列的9个品种(每个品种有许多根),请根据有关猜想选择实验用的金属丝.
(1)猜想一:相同材料的金属丝被拉断时,拉力大小与金属丝长度无关.为验证“猜想一”应选用的金属丝为ADF.(填金属丝代号)
(2)猜想二:相同材料的金属丝被拉断时,单位横截面积所受拉力相同.为验证“猜想二”应选用的金属丝为ABC.(填金属丝代号)
(3)猜想三:不同材料的金属丝被拉断时,单位横截面积所受的拉力不同.
在猜想一、二都获得验证的情况下,为验证猜想三应选用的金属丝为FH.(填金属丝代号)
| 金属丝代号 | 金属丝材料 | 长度/cm | 横截面积mm2 |
| A | 铜 | 10 | 0.5 |
| B | 铜 | 10 | 1 |
| C | 铜 | 10 | 1.5 |
| D | 铜 | 20 | 0.5 |
| E | 铜 | 20 | 1.5 |
| F | 铜 | 30 | 0.5 |
| G | 铁 | 20 | 0.5 |
| H | 铝 | 30 | 1.5 |
(2)猜想二:相同材料的金属丝被拉断时,单位横截面积所受拉力相同.为验证“猜想二”应选用的金属丝为ABC.(填金属丝代号)
(3)猜想三:不同材料的金属丝被拉断时,单位横截面积所受的拉力不同.
在猜想一、二都获得验证的情况下,为验证猜想三应选用的金属丝为FH.(填金属丝代号)
9.
某小组同学探究运动球体所受空气的阻力大小与哪些因素有关,他们选用若干重力、横截面积不同的光滑小球放在水平面上,利用吹风机控制风速.向小球吹风,当小球静止时,观察并记录轻质弹簧被小球压缩的距离,实验方法如图所示,实验数据记录在表一、表二中.
表一
表二
①如图是吹风机向左吹风时,小球相当于在风中向右(选填“左”或“右”)运动.
②实验中,他们是通过弹簧被压缩距离来反映小球所受阻力大小.
③分析比较表一的实验数据及相关条件,可得初步结论:当运动小球的横截面积和速度均相同时,小球所受空气阻力与小球重力无关.
④分析比较表二的实验数据及相关条件,可得初步结论:当运动小球的速度相同时,小球的横截面积越大,小球所受空气阻力也越大.
⑤完成上述实验后,该小组同学猜想:运动球体所受空气阻力还可能跟物体的运动速度有关.为了利用现有器材验证这一猜想,请你在表三中填写实验前应该预设的数据,以体现实验方案.
表三
表一
| 实验序号 | 重力(牛) | 风速(米/秒) | 横截面积(米2) | 弹簧被压缩距离(厘米) |
| 1 | 1 | 1 | 0.1 | 2 |
| 2 | 2 | 1 | 0.1 | 2 |
| 3 | 3 | 1 | 0.1 | 2 |
| 实验序号 | 重力(牛) | 风速(米/秒) | 横截面积(米2) | 弹簧被压缩距离(厘米) |
| 4 | 1 | 1 | 0.1 | 2 |
| 5 | 1 | 1 | 0.2 | 4 |
| 6 | 1 | 1 | 0.3 | 6 |
②实验中,他们是通过弹簧被压缩距离来反映小球所受阻力大小.
③分析比较表一的实验数据及相关条件,可得初步结论:当运动小球的横截面积和速度均相同时,小球所受空气阻力与小球重力无关.
④分析比较表二的实验数据及相关条件,可得初步结论:当运动小球的速度相同时,小球的横截面积越大,小球所受空气阻力也越大.
⑤完成上述实验后,该小组同学猜想:运动球体所受空气阻力还可能跟物体的运动速度有关.为了利用现有器材验证这一猜想,请你在表三中填写实验前应该预设的数据,以体现实验方案.
表三
| 实验序号 | 重力(牛) | 风速(米/秒) | 横截面积(米2) | 弹簧被压缩距离(厘米) |
| 7 | 1 | |||
| 8 | 1 | |||
| 9 | 1 |