现象等,此题属于中等题,要求学生熟练掌握,并学会灵活运用。
24.(3分)如图所示,在“探究光的反射规律”实验中,小明将硬纸板竖直地立在平面镜上,硬纸板上的直线ON垂直于镜面,右侧纸板可绕ON向后转动,如图甲所示,入射角等于 30° (选填“30°”或“60°”);若增大入射角,则反射角 增大 ,若将右侧纸板向后转动,如图乙所示,在右侧纸板上 不能 (选填“能”或“不能”)观察到反射光。
【分析】(1)入射角是入射光线与法线的夹角; (2)反射角随入射角的增大而增大;
(3)当把纸板向后缓慢旋转时,反射光线将会消失,所以证明了反射光线、法线、入射光线在同一平面内。
【解答】解:(1)图甲中ON是法线,入射光线与法线的夹角就是入射角,为30°; (2)根据光的反射定律知:反射镜等于入射角,若入射角增大,反射角也增大; (3)根据光的反射定律知:反射光线、法线、入射光线在同一平面内,所以若将右侧纸板向后转动,在右侧纸板上不能观察到反射光。 故答案为:30°;增大;不能。
【点评】本类型题考查对平面镜成像实验的掌握情况,实验探究的关键是对相应的知识理解透彻,思路清晰。
25.(8分)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“20Ω2A“,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。
(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 1.05 W。
实验次数 电压/V 电流/A 电功率/W
1 1.0 0.24
2 1.5 0.32
3 2.0 0.38
4 2.5
5 3.0 0.44
(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 增大 。根据数据还可判断出,小聪在实验中选用的是R0= 10 Ω的定值电阻。
(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 5.5 V;
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= U额?
。(用U额、U0、R0表示)
【分析】(1)先根据P=UI估测灯泡的额定电流,进而确定电流表的量程,然后按电流的顺顺连接即可;
(2)电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,根据指针位置进行读数,然后根据P=UI求出小灯泡的额定功率;
(3)由表中数据可知,随着灯泡两端电压的增大,电流也增大,根据P=UI可知小灯泡消耗的电功率变化情况;
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,根据I=求出第5次实验时电路总电阻,进而得出答案;
(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,根据串联电路电压规律可得出电压表的示数;
滑片不动,再将开关S1拨至“2”,求出此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流,根据P额=U额I额求出小灯泡的额定功率。 【解答】解:
(1)由P=UI得,小灯泡的额定电流约为I==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,如图所示:
=0.48A<0.6A,所以,电流表
(2)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,电流也增大,
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,
因R总=RL+R0+R滑,已知定值电阻R0的阻值为10Ω或20Ω, 故小聪在实验中选用的是R0=10Ω;
(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:UV=U﹣U额=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=U额?。
故答案为:(1)如上图所示;(2)1.05;(3)增大;10;(4)①5.5; ③U额?。
【点评】本题是“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,考查了实物电路的连接、电流表的读数、电功率的计算以及测电功率的特殊方法,对于测小灯泡的额定功率,关键是判断小灯泡正常发光只能根据电表的示数,所以一般第一步是让电表的示数(或其两端的电压或通过它的电流)等于其额定值。
26.(4分)图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关后,导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表 实验序号
磁场方向
导体棒ab 运动方向
1 2 3 4 5 6 7 8
向上 向下
向上 向下 向左 向右 向上 向下 向左 向右
灵敏电流计 指针偏转情况 不偏转 不偏转 向右偏 向左偏 不偏转 不偏转 向左偏 向右偏
(1)实验时通过观察 灵敏电流计指针是否偏转 来判断电路中是否产生感应电流。 (2)由实验可知,闭合电路中的部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动时,电路中产生感应电流。
(3)比较第4次和第 8 次实验可知,导体棒运动方向相同时,感应电流的方向与磁场的方向有关。
(4)比较第7次和第8次实验可知 感应电流的方向和导体运动的方向有关 。
【分析】(1)电流是看不到的,要通过电流表指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流;
(2)通过比较产生感应电流的情况和未产生感应电流的情况作比较得出; (3)要找到导体运动方向不变而磁场方向改变的一组数据;
(4)通过比较数据中的相同点和不同点,来得出电流方向的变化是由哪个因素引起的。 【解答】解:
(1)通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有电流。
(2)由表格中数据知,当开关断开时,不会有电流产生;若导体向上运动或向下运动时,不切割磁感线,此时电路中也没有电流,可得产生感应电流的条件是:闭合电路的部分导体,在磁场中做切割磁感线运动。
(3)由表格中数据知,4和8的导体运动方向相同,磁场方向不同,电流表指针的偏转方向也不同,说明感应电流的方向与磁场的方向有关。
(4)比较第7次和第8次实验可知,磁场方向相同,导体的运动方向不同,电流表指针的偏转方向不同,说明感应电流的方向与导体运动的方向有关。
故答案为:(1)灵敏电流计指针是否偏转;(2)切割磁感线;(3)8;(4)感应电流的方向和导体运动的方向有关。
【点评】本题考查了产生电磁感应电流的条,关键是利用控制变量法找出各组数据中相同的量和不同的量。
27.(3分)小明要测量木块的密度。实验器材有:木块、弹簧测力计(0~5N)、底部固定有滑轮的水槽、细线及足量的水。(g取10N/kg)
先用弹簧测力计测木块的重力、如图甲,示数 2.4 N;再用细线绕过滑轮将木块与测力计连接起来,接着往水槽倒入适量的水,使木块浸没在水中,如图乙,木块在水中静