小明学习了阿基米德原理后,和物理兴趣小组的同学们利用图中的弹簧测力计、体积约为 的实心金属块、细线、大烧杯、小桶、小垫块和水等器材,设计实验验证阿基米德原理。
(1)小明他们首先向老师汇报了自己的实验思路:
①用弹簧测力计分别测出空桶和金属块的重力为 和 ;
②把大烧杯用小垫块垫起,使右边的溢水口斜向下,在大烧杯中 水,过会儿把小桶放在大烧杯的溢水口下方;
③用弹簧测力计吊着金属块使其浸没到大烧杯的水中,记下弹簧测力计示数为 ;
④待大烧杯中的水不再溢出时,用弹簧测力计测出溢出的水和小桶的总重力为 。
若满足 (用所测物理量符号表示)等式成立就可以验证阿基米德原理。
(2)老师肯定了他们的实验思路,但提醒他们利用现有实验器材将无法完成实验,请你帮他们分析无法完成实验的原因是: 。
(3)小明他们更换相关器材,顺利完成了实验,实验后小组成员又进行了交流,要验证阿基米德原理,金属块 (选填"一定"或"不一定" 要浸没在水中。
甲、乙同学分别做“测定小灯泡的电功率”实验,他们使用的器材中,电源电压不同(均为1.5伏的整数倍),滑动变阻器两个(分别标有“10Ω 2A”和“20Ω 2A”字样),待测小灯两个(都标有“0.2A”字样,且额定功率在0.6瓦—0.9瓦之间)。甲、乙两同学各自选取一个变阻器、小灯、电源及其它器材按要求正确连接电路,并进行实验。闭合电键后,移动变阻器的滑片,他们均发现小灯正常发光时,滑片的位置恰好在中点(即变阻器接入电路的电阻为最大阻值的一半),但是甲灯比乙灯亮。
① 请画出他们的实验电路图(14) (用2B铅笔在答题纸上相应位置作图)
②简述他们判断小灯泡正常发光的方法。(15)
③ 甲同学所用的电源电压为(16)伏,滑动变阻器的规格为(17);乙同学选用小灯泡的额定功率为(18)瓦。
如图所示,小李和小华分别用甲、乙凸透镜正对着前方的一支点燃的蜡烛,当凸透镜在A、B、C三个位置时,他们透过凸透镜观察到的烛焰的像如表一所示。
根据看到的现象他们猜想:凸透镜所成像的性质可能与物距和(9)有关。
为了进一步验证他们的猜想,小李和小华分别选用不同的凸透镜,并按下图所示安装调整好器材后进行了多次实验,每次都在光屏上得到发光体清晰的像,测量并记下相应的物理量,记录数据如表二和表三所示。
分析比较实验序号2或3或4或7或8中物距与焦距的大小关系及相关条件,可得出的初步结论是:(10),物体经凸透镜能成缩小的实像。
② 分析比较实验序号1、2、3与4(或5、6、7与8)中第二、三、五列数据的变化关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一物体经同一凸透镜成实像时,(11)。
③ 分析比较实验序号1与5,(或2与6,或3与7,或4与8)中数据及相关条件,可得出的初步结论是:(12)。
④ 根据上述实验结果可以判断:表一中甲凸透镜的焦距(13)乙凸透镜的焦距。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
在“测定物质密度”的实验中,小李填写的实验报告(部分)如下,请完成空格处的内容。
如图所示电路中,电源电压恒定不变,闭合电键S发现小灯L不亮,若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。为检测故障,现提供完好的电压表V、电流表A和检测小灯L'作为检测工具,要求在不拆除原电路的条件下,选择其一连接AB或BC两点之间。
① 检测过程中不会导致电源短路的工具的是:(16);
② 只连接一次就能够检测出故障的方法是:(17)。
某实验小组同学发现,漂浮在不同液面上的实心物体浸入液体的体积不同,于是他们猜想:物体的密度、物体的体积、液体的密度可能会对漂浮在液面上的实心物体浸入液体的体积有影响。
为验证猜想,他们选用了若干不同的实心圆柱体和足够深的不同液体进行实验(实验时物体均能漂浮在液面),并将物体的密度、物体的体积、液体的密度,以及物体浸入液体的体积记录在表一、表二和表三中。
表一
实验 序号 |
物体密度 (千克/米3) |
物体体积 (厘米3) |
液体密度 (千克/米3) |
浸入液体体积 (厘米3) |
1 |
0.4×103 |
15 |
1.0×103 |
6 |
2 |
0.4×103 |
20 |
1.0×103 |
8 |
3 |
0.4×103 |
25 |
1.0×103 |
10 |
表二
实验 序号 |
物体密度 (千克/米3) |
物体体积 (厘米3) |
液体密度 (千克/米3) |
浸入液体体积 (厘米3) |
4 |
0.6×103 |
15 |
1.0×103 |
9 |
5 |
0.6×103 |
15 |
1.2×103 |
7.5 |
6 |
0.6×103 |
15 |
1.5×103 |
6 |
表三
实验 序号 |
物体密度 (千克/米3) |
物体体积 (厘米3) |
液体密度 (千克/米3) |
浸入液体体积 (厘米3) |
7 |
0.8×103 |
15 |
1.0×103 |
12 |
8 |
0.8×103 |
15 |
1.2×103 |
10 |
9 |
0.8×103 |
15 |
1.5×103 |
8 |
① 分析比较实验序号1与2与3的数据及相关条件,可得的初步结论是:密度相同的
实心物体漂浮在同种液体中,(11)。
② 分析比较实验序号(12)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:密度和体积相同的实心物体漂浮在不同液体中,浸入液体的体积与液体密度成反比。
③ 分析比较实验序号(13)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:体积相同的实心物体漂浮在同种液体中,浸入液体的体积与物体密度成正比。
④ 实验小组同学对表一、表二、表三中2、3、4列数据进行了一定的运算,并结合相关条件,可得出的进一步结论是:
(a)当(14)时,物体浸入液体的体积相同;
(b)当(15)。