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2.科学探究:苹果电池的电压大小U与电极插入苹果的深度h的关系.
在苹果中插入铜片和锌片,就能自制成为一个苹果电极,铜片是电池的正电极,锌片是负电极.那么,苹果电池的电压大小与电极插入苹果的深度怎样的关系呢?某实验小组用如图甲的实验器材对该问题进行探究.
(1)请用笔画线代替导线完成图甲中的实物连接;
(2)实验时,应保持其它条件不变,只改变电极插入苹果的深度;
(3)小组同学测得的实验数据如表,当深度为5cm时,电压表示数如图乙所示,请将电压值填入如表的空格中;
电极插入的深度h/cm123456
苹果电池电压U/V0.120.180.220.270.300.34
(4)分析表格中的数据,你能得到的实验结论是:苹果电池的电压大小随电极插入苹果深度的增加而增大;
(5)科学猜想:苹果电池的电压大小还可能与苹果的种类等有关.

分析 (1)电压表要测苹果电池的电压,因此电压表应并联在苹果电池的两端,用开关控制电压表与电池的连接与断开,据此连接电路图;
(2)实验要探究苹果电池电压U大小与电极插入苹果的深度h的关系,应保持其它条件不变,只改变电极插入苹果的深度h;
(3)确定电压表的量程和分度值读出示数;
(4)分析表中数据,找出电池电压与电极插入深度间的关系从而得出结论;
(5)可从苹果的种类、苹果大小、两电极间的距离、电极面积大小、电极材料等方面猜想影响电池电压大小的因素.

解答 解:(1)电压表经开关接在电池两端,电路图如图所示:

(2)实验时,应保持其它条件不变,只改变电极插入苹果的深度h;
(3)根据表格中数据,电压表的示数应小于1V,所以选用的是0~3V的量程,分度值为0.1V,示数为0.3V;
(4)由表中实验数据可知,随电极插入深度的增加,电池电压增加;
(5)苹果电池的电压大小还可能与苹果的种类(或苹果大小、两电极间的距离、电极面积大小、电极材料等)有关.
故答案为:(1)见上图;(2)电极插入苹果的深度;(3)0.30;(4)苹果电池的电压大小随电极插入苹果深度的增加而增大;(5)苹果的种类等.

点评 本题为实验探究题,探究了苹果电池的电压大小U与电极插入苹果的深度h的关系,考查了对控制变量法的理解应用.

练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

12.小明在探究电流与电阻关系的实验中,采用了如图所示的电路图,实验中他选用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω,电源由两节新的干电池组成,滑动变阻器的阻值范围是0~15Ω.
(1)连接电路时,开关应处于断开状态,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处在阻值最大的位置.
(2)李明在实验过程中始终保持滑动变阻器的滑片位置不变,先后在m、n间换上5Ω、10Ω和15Ω的电阻,并记录电流表的示数.他这样操作是否错误,原因是错误,因为这样不能保证5Ω、10Ω和15Ω电阻两端的电压始终相等.
(3)正确操作应是每次更换电阻、闭合开关后,首先应调节滑动变阻器,使电压表的示数保持不变,然后再记录电流表的示数.
(4)通过分析实验数据,你能得到的结论是在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.

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13.某小组同学用图甲的电路图探究欧姆定律,实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、20Ω,电源电压为3V不变.

(1)如图甲所示,是小华所连接的不完整实验电路,请你补充完整.
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现电压表、电流表均无示数,原因可能是下列中的哪一种:D(只填选项)
A.定值电阻断路B.电压表断路C.电流表短路   D.滑动变阻器断路
(3)在探究“导体中的电流跟电阻的关系”时,小华将5Ω的电阻接入电路,电压表如图乙所示.后把定值电阻由5Ω换成10Ω,闭合开关后,下一步的操作是:将变阻器的滑片P向右(填“左”或“右”)移动直至电压表示数为2V. 若要完成整个实验,选择的滑动变阻器的最大阻值至少为10Ω.
(4)上述探究结束后,该组同学选择原来的电源和两只灯泡L1“2.5V 0.3A”和L2“3.8V 0.3A”,设计的电路如图丙所示,探究“电功率跟电流、电压的关系”.
①此实验设计是为了探究电功率与电压的关系,通过灯泡亮度判断来电功率的大小.
②为了探究电功率与电流的关系,小明认为,利用图丙电路只要通过移动滑动变阻器,改变电流观察灯L1或L2亮度的变化,即可得出结论.请说出小明同学的方案是否合理?并说出你的理由.不合理,通过移动滑动变阻器滑片,改变电流观察灯L1或L2亮度的变化时,电压与电流同时在改变,未控制电压一定,.

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10.小宇骑车时发现,不踩踏脚板,车也能滑行一段距离,他在不同的路面上多次尝试后猜想:车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关.为探究其中的奥秘,他在水平桌面上搭成一斜面,用小球做实验,并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度.
(1)为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系:小宇应先后三次将小球从斜面的不同(选填:“同一”或“不同”)高度处释放,比较小球在同一(选填:“同一”或“不同”)粗糙面上滑行的路程.
(2)为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系:小宇应先后三次将小球从斜面上的同一(选填:“同一”或“不同”)高度处释放;小宇认为,通过进一步推理可以得出结论:运动的物体如果不受阻力作用,物体将做匀速直线运动.
(3)在上述(2)的三次实验中,若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W1,小球克服木板的摩擦力做的功为W2,则W1等于(选填:“大于”、“等于”或“小于”)W2
(4)为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患,李斌同学设计了如图乙所示的探究实验:将A、B两个小球先后从同一装置,高分别为hA、hB的位置滚下(mA<mB,hA>hB),推动小木块运动一段距离后静止.同组的小红认为他这样设计实验得出的结论有问题,理由是没有控制两个小球的质量相等.

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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

17.逆风骑自行车时,弯着身体,会省力些;雨天,撑伞逆风行走时,风速越大,行走越困难.这是因为受到空气阻力的作用.物体所受空气阻力大小与哪些因素有关呢?小明猜想可能与物体的迎风面积和风速有关.为验证以上猜想,小明选用了如下器材:可调速电风扇(高、中、低三档)、弹簧测力计、面积不同的塑料挡板三块、光滑玻璃板、小车.
(1)小明设计了如图所示实验,用电风扇向小车及挡板吹风,模拟小车运动时受到的空气阻力.根据二力平衡知识,通过弹簧测力计示数即可知道小车受到的空气阻力.
(2)小明在探究风速对小车所受空气阻力影响时,保 持迎风面积一定,测得数据如下:
风速
小车受到的空气阻力/N0.82.23.8
通过对表中数据分析,可得出的结论是:在迎风面积相同时,风速越大,阻力越大.
(3)小明还想探究迎风面积对小车所受空气阻力的影响,请你帮他设计出主要的实验步骤:①保持电风扇风速不变,②在小车上放置面积不同的塑料挡板,分别测出小车所受到的空气阻力.
(4)你认为影响物体所受空气阻力大小的因素可能还有物体的形状(写出一个).

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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

7.探究篮球反弹性能的强弱与哪些因素有关?
【猜想与假设】猜想一:可能与篮球的材质有关;
猜想二:可能与篮球的充气情况有关;
【制定计划与设计实验】在探究猜想一时,我们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球,设计了以下实验方案.
方案一:其他条件都相同,用力向下拍不同的篮球,观察比较它们反弹后的高度;
方案二:其他条件都相同,将不同的篮球从同一高度自由下落,观察比较它们反弹后的高度;
方案三:其他条件都相同,使不同的篮球反弹到相同的高度,观察比较它们所需自由下落的高度;
【评估与交流】
(1)按照方案一探究,其不足之处是很难控制向下拍的力相同;
(2)按照方案二探究,篮球反弹后的高度越高,反弹性能就越强;像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法,在物理学上,我们把这种研究方法称之为转换法;
(3)按照方案三探究,篮球所需自由下落的高度越高,反弹性能就越弱.
【拓展应用】类比于机械效率,我们可以用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的比值来描述篮球反弹性能的强弱,其值越大,则反弹性能就越强.

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14.归纳式探究-研究金属的受拉伸长量:
桥梁建筑工程中所用的金属材料(如钢筋钢梁等)在外力作用下会伸长,其伸长量△l不仅和拉力F的大小有关,还与金属材料的长度l,直径D和金属材料的种类有关,小明将利用不同规格的黄铜丝进行了如图1所示的实验,得到如下数据:
实验次数F/ND/ml/m△l/m
10.11×10-311.2×10-6
20.11×10-30.50.6×10-6
30.21×10-312.4×10-6
424×10-30.30.45×10-6
(1)△l=k$\frac{LF}{{D}^{2}}$,其中k=1.2×10-11m2/N(填上数值和单位).在寻求黄铜丝的伸长量与各个因素的具体比例关系时,我们运用的研究方法是控制变量法.
(2)在其它情况相同时,金属受拉伸长量与金属材料的长度的关系可用图象如图2中的图线a表示.

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11.在透明塑料袋中滴入几滴酒精,用细线把袋口扎紧,然后放入80℃的热水中,看到塑料袋鼓起来了.小阳认为是塑料袋中的空气受热膨胀造成的,小红查阅资料,发现酒精的沸点为78.5℃,于是她认为是酒精汽化造成的.请你选择适当的器材,用实验证明小阳的观点是错误的.请写出实验步骤和实验现象.

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12.会测定滑轮组的机械效率,通过探究认识不同情况下滑轮组的机械效率不同,并能解释其中的原因.
小芳和小兰运用如图所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率,在全班交流实验结果时,老师提出:如果各组所用滑轮和串烧绳子的方式不变,改变其它因素,是否会影响它们的机械效率呢?大家积极思考,提出了各种猜想,概括起来有如下几种:
猜想1:可能与匀速提升的速度大小有关;
猜想2:可能与被提升的钩码重有关;
猜想3:可能与钩码被提升的高度有关.
小芳和小兰分别根据各自的猜想进行了探究,每次提升的高度相同,实验记录如下表:
(A)从表二数据中可以发现,小兰探究的猜想是第2种猜想
(B)请根据小兰(表二)和小芳(表三)的实验记录,在表中写出这次探究的结果.
表二
控制因素钩码重/N绳端拉力/N机械效率
相同的速度提升10483.3
155.487.7
探究结果
表三
 控制因素钩码重/N绳端拉力/N机械效率
较小提升速度10483.3
较大提升速度10483.3
探究结果
(C)归纳他两的实验探究,你所得的结论是滑轮组的机械效率与匀速提升物体的速度大小无关,与被提升物体的重力大小有关,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高.

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