天津市2017中考物理 重点题型补充题库 方案设计性实验

方案设计性实验

1.酱油是一种密度略大于水的居家调味品.小明学习了密度测量的有关知识后，想测定家里所用酱油的密度.

请你利用下列常见器材，帮助小明设计测定酱油密度的实验步骤，并写出密度的表达式（用已知量和测量量表示）.（水的密度用ρ水表示）

所用器材：一个边长为L的正方体小塑料块，两只小碗，一把刻度尺，水和酱油.

2.张华同学到某养殖基地参加社会实践活动，他帮助工作人员捡拾鸡蛋时，想知道新鲜鸡蛋的密度有多大.请你从“弹簧测力计、密度计、细盐、烧杯、水、细线、玻璃棒”中选出合适的实验器材，在不打碎鸡蛋的情况下，设计一个实验测量新鲜鸡蛋的平均密度（ρ鸡蛋＞ρ水）.要求：

（1）写出所选实验器材；

（2）简要说明测量方法.

3.小明想测量一捆细金属丝的长度，于是他从实验室中找来了如下器材：弹簧测力计（量程足够）、量程为10 cm的直尺、水、一个足够大的烧杯、细线和一支粗细均匀的铅笔.请你利用上述器材帮助小明设计一个方案，在不破坏这捆金属丝的情况下，巧妙测出它的长度（不可以用直尺直接测量）.要求：

（1）写出主要的实验步骤；

（2）推导出计算金属丝长度L的表达式（用已知量和测量量表示）.

4.小红准备测一只未知电阻（R x=5～10 Ω）的阻值，手边有以下器材：电池组、电压表、电流表、开关、R0 =15 Ω的定值电阻、最大阻值为20 Ω的滑动变阻器和几根导线．当她准备实验时，发现电流表已经损坏，但一时又找不到新的电流表替代，小红顿时犯了愁，请你利用现有器材设计一个实验方案，帮她完成实验.

（1）在方框内画出你设计的实验电路图.

（2）简述实验主要步骤，要求写出需要测量或记录的物理量.

（3）R x的表达式是_________.

5.现有一个电压恒定的电源（电压值未知）、一个电压表（量程大于电源电压值）、一个阻值为R1的定值电阻、一个单刀双掷开关和若干导线，要利用以上器材测量待测电阻R2的阻值.请在方框内设计出实验电路图（电路连接好后实验中不能拆卸），并完成下列步骤.

（1）根据电路图连接实物电路；

（2） .

（3）利用上述测量值算出待测电阻的阻值R 2= .

6.薛同学想利用电源、电流表、滑动变阻器、电阻箱各一个，2个开关及若干条导线，对额定电流为0.1 A 的小灯泡的额定功率进行测定.请在虚线框中画出他设计的实验电路图，并写出实验步骤及小灯泡额定功率的数学表达式.

答案及解析

1. 实验步骤：①向一只小碗中加入适量的水，让正方体小塑料块漂浮在水面上，在小塑料块与水面交接位置处做上标记；

②取出正方体小塑料块，用刻度尺量出小塑料块浸入水中的深度h ；

③往另一只小碗中加入适量的酱油，让正方体小塑料块漂浮在酱油面上，在小塑料块与酱油面交接位置处做上标记；

④取出正方体小塑料块，用刻度尺量出小塑料块浸入酱油中的深度h 1；

密度表达式：酱油的密度1

=.h h ρρ水 2. （1）实验器材：密度计、烧杯、细盐、水、玻璃棒

（2）测量方法：①在烧杯中倒入适量的水，把鸡蛋放入水中；

②向烧杯的水中慢慢加入食盐，并用玻璃棒不断搅拌，知道鸡蛋恰好悬浮在盐水中；

③用密度计测出盐水的密度，此时鸡蛋密度等于盐水密度.

3. （1）实验步骤：

①用弹簧测力计测出这捆细金属丝的重力G ；

②在烧杯中倒入适量的水，用细线将金属丝悬挂在弹簧测力计下，并将金属丝全部浸没水中，金属丝不能碰烧杯底和烧杯壁，读出测力计的示数为F ；

③将金属丝紧密地绕在铅笔上，用刻度尺测出线圈的长度为L '，输出线圈的圈数为n

（2）金属丝长度2

2π4L g F G n L '-=水）（ρ 【解析】金属丝受到的浮力F 浮=G －F ，由阿基米德原理可知金属丝的体积

g F G g F V V 水水浮排物ρρ-===，铅笔上金属丝的直径n

L d '=，金属丝的横截面积2222π2ππ）（）（n

L d r S '===，金属丝的长度222

2π44πL g F G n n L g F

G S V L '-='-==水水物）（ρρ.

4. （1）实验电路图：如答图所示

第4题答图

（2）主要步骤：

①按电路图连接实物图

②将电压表并联在R x 两端，闭合开关，读出电压表的示数U x ③将电压表并联在R 0两端，闭合开关，读出电压表的示数U 0

（3）00U R U R x x =

5. （1）如答图所示

第5题答图

（2）先把开关S 接a 时，读出电压表的示数U ； 把开关S 接b 时，读出电压表的示数U 2；

（3）12

2R U U U - 【解析】（3）根据串联电路电压规律可知：R 1两端电压U 1=U －U 2，则1

2111R U U R U I -==，由串联电路的电流特点可知I 1=I 2，所以12

21

22222R U U U R U U U I U R -=-==. 6. 实验电路如答图所示

第6题答图

实验步骤：

①根据电路图连接实物图；

②只闭合S 1，移动变阻器滑片，使电流表示数为0.1 A ；

③断开S1，闭合S2，滑片不动，调节电阻箱，当电流表示数为0.1 A时，读出电阻箱连入电路中的电阻R.

④小灯泡的额定功率P额=I额2R=（0.1A）2R