为确定某种金属块的密度,某实验小组进行了如下探究:
(1)调节天平平衡。将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端零刻度线处,发现指针指在分度盘左侧,要使天平平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调;
(2)用天平测量金属块的质量。当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,则金属块的质量m为 g;
(3)用量筒测量金属块的体积。将水倒入量筒,液面达到的位置如图乙所示,再把金属块完全浸没在量筒的水中,水面升高,如图丙所示,则该金属块的体积V为 cm3;
(4)根据测量结果可知该金属块的密度为 kg/m3。
(5)若实验中不小心把量筒打碎了,某同学用烧杯代替量筒继续做实验,其探究步骤如下:
①往烧杯倒入适量的水,把一个质量为m0的金属块放入烧杯中,发现金属块沉入水中,如图丁所示,用油性笔记下此水面位置M;
②用天平测出烧杯、水和金属块的总质量m1;
③将金属块从水中取出,再往烧杯中缓慢加水,使水面上升至记号M处,如图戊所示;
④用天平测出烧杯和水的总质量m2;
⑤已知水的密度为ρ,则金属块密度的表达式为: (请用m0、m1、m2和ρ等符号表示)
小明发现篮球的气压不足,于是用打气筒给篮球打气。在收起打气筒时发现外壁有些发热。于是他想,是什么原因导致打气筒的外壁发热呢?小明就这个问题与同学小红进行了交流,联系所学物理知识,他们提出了以下两个猜想:
A.活塞在筒内往复运动时,与筒壁摩擦导致发热
B.活塞在筒内往复运动时,不断压缩气体做功导致发热
于是他们设计了实验进行探究,选用的实验器材有:打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等,分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点,如图所示。
请回答下列问题:
(1)打气筒内壁的热量是通过 的方式传递到外壁。
(2)活塞在打气筒内向下运动时的能量转化过程,与四冲程内燃机的 冲程相同。
(3)用打气筒往气压不足的篮球内打气,10秒内使活塞在筒内往复运动20次,立即用测温枪测出此时两个测温点的温度。待打气筒外壁温度降至室温( )后,放出篮球中的部分气体,重复上述操作。实验数据记录如下表:
实验次数 |
时间 |
活塞往复次数 |
上部温度 |
下部温度 |
1 |
10 |
20 |
30.7 |
36.6 |
2 |
10 |
20 |
30.2 |
36.2 |
3 |
10 |
20 |
30.5 |
36.3 |
小明分析上表实验数据得出:导致打气筒外壁发热的原因是 。
(4)小红回顾整个实验过程,分析实验数据,认为小明得出的结论不够严谨,理由是 。于是他们对实验进行改进,对猜想A再次进行探究,你认为他们的改进方法是 。
在“探究平面镜成像特点”的实验中,小明选择的实验器材有:薄玻璃板、两支蜡烛、刻度尺、火柴、白纸等。
请回答下列问题:
(1)实验器材选用薄玻璃板而非平面镜的原因是 。
(2)实验时,小明将白纸对折,如图甲所示,铺在水平桌面上,沿折痕画线作为玻璃板底边所在的位置,在实验过程中应始终保持其与纸面 。
(3)小明将点燃的蜡烛置于玻璃板前,透过玻璃板观察到蜡烛的像,如图甲所示。然后将另一支未点燃的蜡烛放到像的位置,在白纸上记录此时两支蜡烛的位置,变换点燃蜡烛的位置,重复上述操作。将白纸上像和蜡烛位置的对应点连接,并测量点到平面镜的距离,如图乙所示。由此得出结论:像与物体到平面镜的 相等。
(4)在完成步骤(3)后小明发现,像和蜡烛位置的连线垂直于玻璃板,结合(3)的结论,小明认为自己已经发现了平面镜成像的规律:平面镜所成的像与物体关于镜面对称。你认为小明对这一规律的总结过程是否科学合理? ,原因是 。
在探究“电流与电阻的关系”实验中,小明设计了如图甲所示电路图,选用器材如下:2节新干电池、阻值分别为 、 、 的定值电阻、滑动变阻器 、电压表、电流表、开关及导线若干。
请回答下列问题:
(1)连接电路时,开关应处于 状态。
(2)实验过程中小明发现电压表示数接近 ,电流表几乎无示数,造成此故障的原因可能是 。
(3)排除故障后,小明更换定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,将实验数据填入表中。当更换 的定值电阻进行实验时,电流表的示数如图乙所示,则通过定值电阻的电流为 ,由此可知,小明控制定值电阻两端的电压为 。
电阻 |
5 |
10 |
20 |
电流 |
0.4 |
0.2 |
(4)分析实验数据可知,在实验过程中,滑动变阻器接入电路的最大阻值为 。
“十次事故九次快”说明汽车超速会带来危害,汽车“多拉快跑”更是追尾事故中的罪魁祸首,超速与超载严重危害了道路交通安全。
小明通过实验探究货车超速与超载在追尾事故中的危害,用到的器材有:小车(模拟货车)、木块(模拟被追尾车辆)、砝码若干、坡度固定的斜面。将小车从如图甲所示的A处自由释放,小车在水平面上运动一段距离 后停止, 可视为刹车后运动的距离。将木块静置于小车右侧所在的位置B处,表明符合核载量并在限速内的货车不会对前车追尾。
请回答下列问题:
(1)探究货车超速的危害:如图乙所示,木块置于B处,小车由斜面顶端释放,撞击木块并与木块共同运动一段距离 ,这表明货车超速 (选填“会”或“不会”)产生追尾的危害。本实验可用木块运动的 反映追尾的危害程度;
(2)探究货车超载的危害:如图丙所示,木块置于B处,将砝码固定在小车上,仍从A处释放小车,观察小车的运动情况。逐次增加砝码个数重复实验,发现小车在水平面上运动的距离几乎都为 ,均未与木块撞击。小明猜想:小车每次到达斜面底端时,虽其动能随 的逐次增大而增大,但仍未追尾,原因可能是小车此时 还不够大;
(3)由(2)问中的实验看出小车超载几乎不会追尾前车,但生活中货车超载引起的追尾事故却频频发生。请你在上述实验的基础上再设计一步实验操作(木块仍置于B处),证明货车追尾前车会因超载带来危害。
①操作: ;
②请你对可能产生的现象进行合理预设,并指出仅因超载造成追尾的危害程度在实验结果中是如何体现的? 。
近视程度不同的同学需要佩戴焦距不同的眼镜。为了探究近视眼的矫正过程,组装如图甲所示的实验装置,其中“ ”字样的光源代替可视物体,光屏模拟视网膜。选用如图乙所示的2号凸透镜模拟晶状体,打开“ ”光源,调节各个元件的位置,直到光屏上呈现倒立缩小的清晰像,正常眼睛的视物模型便组装完成。
请回答下列问题:
(1)模拟近视眼视物情况,选择图乙中的 (填序号)号透镜替代2号透镜安装在光具座上后,光屏上的像变模糊;
(2)用如图丙所示的水透镜模拟近视眼矫正视力。应将水透镜置于光具座上的 (选填“A”“B”或“C”)点,缓慢调节水透镜中的水量,当水透镜形成焦距合适的 透镜时,光屏上呈现清晰的像,近视眼的成像情况得到改善;
(3)更换焦距更小的凸透镜模拟近视程度更严重的眼睛晶状体,为了改善视网膜上的成像情况,实验时需要用注射器 (选填“抽取”或“注入”)适量水;
(4)根据上述实验,近视程度更严重的同学应选择焦距更大还是更小的透镜来矫正呢? ,请结合透镜对光的作用来分析选择的理由: 。