用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率答案解析

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（2012•无锡）小明用如图所示的实验装置，探究反射光线与入射光线是否在同一平面内，应进行的操作是（　　）

A．沿ON向后转动板A

B．沿ON向后转动板B

C．改变入射光线与ON的夹角

D．改变反射光线与ON的夹角

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导体的电阻与哪些因素有关？实验小组用如图所示的装置进行探究．实验记录数据如下表：
（1）比较步骤

3、4

3、4

，得出结论：导体的电阻与材料有关；
（2）比较步骤1和2，得出结论：

导体的电阻与导体的横截面积有关

导体的电阻与导体的横截面积有关

；
（3）根据你掌握的电学知识，你认为电阻还与

温度

温度

有关；
（4）小刚同学在完成上述实验后，将M同时接到c、d，N同时接到c′、d′，此时小灯泡的亮度比步骤4的小灯泡还亮，这是因为

两根电阻丝并联后，增大了导体的横截面积，总电阻变小，使灯泡中的电流变大，灯泡的实际功率变大了

两根电阻丝并联后，增大了导体的横截面积，总电阻变小，使灯泡中的电流变大，灯泡的实际功率变大了

．

步骤	材料	长度/cm	横截面积/cm2	M接	N接	灯泡亮度
1	镍铬合金丝	30	0.5	a	a′	暗
2	镍铬合金丝	30	1.0	b	b′	较亮
3	镍铬合金丝	15	0.5	c	c′	较亮
4	锰铜合金丝	15	0.5	d	d′	亮

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（2011•南充）用如图所示的装置探究“平面镜成像的特点”．关于该实验：
（1）如果在像A₁位置放置光屏，在光屏上

不能

不能

承接到像A₁（填“能”或“不能”）．说明平面镜成的是

虚

虚

像．
（2）如果将蜡烛A由距平面镜15cm变为20cm，则蜡烛A和像A的距离变为

40

40

cm，像的大小将

不变

不变

（选填“变大”，“变小”或“不变”）．

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某同学在用如图所示的装置研究杠杆平衡条件时：
A、把杠杆中点支在支架上
B、照甲图中那样把钩码挂在两边，并调节钩码的位置使杠杆在水平位置平衡后，把力和力臂的数据记录在表格中
C、改变力和力臂的数据照B步骤那样重做两次
D、求出各次实验中动力×动力臂与阻力×阻力臂的数值
（1）该同学在

B

B

步骤前漏掉了一个重要步骤是

调节杠杆在水平位置平衡

调节杠杆在水平位置平衡

（2）实验中要求杠杆在水平位置平衡的原因是

便于测量力臂，同时消除杠杆自身重对杠杆平衡的影响

便于测量力臂，同时消除杠杆自身重对杠杆平衡的影响

（3）实验的结论是

动力×动力臂=阻力×阻力臂

动力×动力臂=阻力×阻力臂

（4）该同学填表时漏掉了两个数据，请你补上：

实验次数	动力F/N	动力臂L/cm	阻力F/N	阻力臂L/cm
1	0.49	12	0.98
2		6	2.94	4

（5）若图乙中拉力由竖直向上改为斜向上拉，要使杠杆平衡则拉力大小将

变大

变大

．

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（2010•威海）在研究热现象的实验中，小明用烧杯、试管、温度计等器材研究冰的熔化和水沸腾时温度变化的规律．
（1）小明选用碎冰研究冰的熔化过程．实验装置及冰的温度随时间变化的图象如图所示．在冰熔化过程中，如果将试管从烧杯拿出来，冰停止熔化．将试管放回烧杯后，冰又继续熔化，说明固体熔化时

吸收热量

吸收热量

．分析图象可知，冰的熔点是

0

0

℃．
（2）某实验小组用如图所示的装置来探究水的沸腾．观察水沸腾的实验装置时发现：在烧杯上加盖纸板，其优点是减少加热时间，其缺点是增大了烧杯中的气压，使水的沸点较常压时要高，解决的办法是

在纸板上开一个小孔

在纸板上开一个小孔

．某同学观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况，如图中A、B所示，则图

B

B

是水沸腾前的情况．

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在研究杠杆平衡条件的实验中，首先要使杠杆在水平位置平衡，其目的是使

杠杆上的刻度能表示力臂（或便于测量力臂）

杠杆上的刻度能表示力臂（或便于测量力臂）

；小明用如图所示的装置验证杠杆的平衡条件，调节右边钩码的个数和悬挂位置，使杠杆水平平衡时，读出弹簧测力计的示数F₁=1.1N，钩码对杠杆的拉力F₂=1.47N，测得支点O到这两个作用点的距离L₁=20cm，L₂=10cm，他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中，发现F₁•L₁和F₂•L₂并不相等，从而认为杠杆的平衡条件不一定是F₁•L₁=F₂•L₂，小明的失误地方是

误将图中的L₁看作是F₁的力臂（或F₁的力臂测量错误）

误将图中的L₁看作是F₁的力臂（或F₁的力臂测量错误）

．

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小华用如图所示的装置做“探究水和沙子吸热本领”的实验时，分析数据后发现，实验结果与课本中“水的比热容较大”不相符．面对这一事实，下列做法中最不可取的是（　　）

A、与同学讨论分析可能原因

B、实验失败，停止实验

C、改进实验装置，重新实验

D、查阅资料，寻找可能原因

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小红和小明分别用如图所示的装置，他们分别将两段阻值不同的电阻丝（R₁＜R₂）密封在完全相同的两个烧瓶中，并通过短玻璃管与气球相连（设他们所用的各种同类器材性能相同）
 
（1）在这个实验中电流做功产生热量的多少是通过

 

来体现的．
（2）他们同时开始进行实验，小红观察到的现象是

 

气球先鼓起来，小明观察到的现象是

 

气球先鼓起来．
（3）小红和小明的实验方案中有一个设计是错误的，请指出那个错误的，并简要分析错误的原因

 

．

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课堂上，小明同学用如图所示的装置，研究光的反射规律，其中有一个可折转的光屏，得出了正确的结论．

（1）光屏在实验中的作用是：（写出两条）
①

显示光的传播路径

显示光的传播路径

；
②

探究反射光线、入射光线和法线是否共面

探究反射光线、入射光线和法线是否共面

．
（2）实验的第二步需要把纸板F向后折或向前折，则不能看到

反

反

射光线，这说明：

反射光线、入射光线和法线在同一平面

反射光线、入射光线和法线在同一平面

．
（3）根据光的反射定律，如果入射角为20°，则反射角的大小是

20°

20°

（4）课后，某同学利用同一套实验器材，选择入射角分别为15°、30°、45°的三条光线进行实验，结果得到了不同的数据，如图所示．经检查，三次试验中各角度的测量值都是准确的，但总结的规律却与反射定律相违背．你认为其中的原因应该是

反射角判断错误（误认反射光线与镜面的夹角为反射角）

反射角判断错误（误认反射光线与镜面的夹角为反射角）

．

实验次数	入射角	反射角
1	15°	75°
2	30°	60°
3	45°	45°

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于赐同学用如图所示的装置测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表：

实验 次数	斜面倾 斜程度	物体重 量G/N	斜面高 度h/m	沿斜面 拉力F/N	斜面长 S/m	有用功 W有/J	总功 W总/J	第15题图 斜面的机 械效率η
1	较缓	5	0.1	1.5	1	0.5	1.5	33.3%
2	较陡	5	0.2	2	1	1	2	50%
3	较陡	10	0.2	4	1	2	4	50%
4	最陡	5	0.3	2.4	1

（1）根据表格中数据，第四次（最陡）实验的有用功是

1.5

1.5

J，总功是

2.4

2.4

J，机械效率是

62.5%

62.5%

；
（2）分析数据可知，斜面越陡，机械效率

越高

越高

（选填“越高”、“越低”或“不变”）；
（3）分析实验数据还可知道，斜面越陡越

费力

费力

（选填“省力”或“费力”）；
（4）分析实验数据还可知道，斜面的机械效率与物重

无关

无关

 （填“有关”或“无关”）
（5）第一次实验中，若拉力作用时间是5s，则拉力的功率是

0.3

0.3

W．

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小明用如图所示的实验装置研究小车滑下来的运动速度．小车从带刻度（分度值为1mm）的斜面顶端由静止下滑，图中的圆圈是小车到达A．B．C三处时电子表的显示（数字从左至右的单位分别是“小时：分：秒”）
（1）实验中为了便于及时观察电子表进行计时，小车的速度不能太快，所以应使斜面的坡度较

小

小

（填“大”或“小”）
（2）请根据图中所给的信息回答：s_BC=

5.00

5.00

cm  t_BC=

1

1

s  v_BC=

0.05

0.05

m/s
（3）通过分别计算A到B、A到C、B到C三段的平均速度，证明小车下滑的速度是变

大

大

的．

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在进行光学实验的探究过程中：
（1）小明同学用如图所示的装置，研究光的反射规律，其中有一个可折转的光屏，这个光屏在实验中除了能呈现光线外，另一个重要作用是可以便于探究

反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内

反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内

．
（2）小明在平面镜成像的实验中取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的

大小

大小

关系．用玻璃板代替平面镜目的是

便于确定虚像的位置

便于确定虚像的位置

．

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（2012•毕节地区）导体的电阻与哪些因素有关？
实验小组用如图所示的装置进行探究．实验记录数据如表：
（1）连接电路时，开关应

断开

断开

；
（2）比较步骤

3、4

3、4

，得出结论：导体的电阻与材料有关；
（3）比较步骤1和2，得出结论：

导体的电阻与导体的横截面积有关

导体的电阻与导体的横截面积有关

；
（4）比较步骤1和3，得出结论：

导体的电阻与导体的长度有关

导体的电阻与导体的长度有关

；
（5）根据你掌握的电学知识，你认为电阻还与

温度

温度

有关；
（6）王刚同学在完成上述实验后，将M同时接到c、d，N同时接到c′、d′，此时小灯泡的亮度比步骤4的小灯泡还亮，是因为

两根电阻丝并联后，增大了导体的横截面积，总电阻变小，使灯泡中的电流变大，灯泡的实际功率变大了

两根电阻丝并联后，增大了导体的横截面积，总电阻变小，使灯泡中的电流变大，灯泡的实际功率变大了

．

步骤	材料	长度/cm	横截面积/cm2	M接	N接	灯泡亮度
1	镍铬合金丝	30	0.5	a	a′	暗
2	镍铬合金丝	30	1.0	b	b′	较亮
3	镍铬合金丝	15	0.5	c	c′	较亮
4	锰铜合金丝	15	0.5	d	d′	亮

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小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点．
（1）他将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F₁，测得A、B两点上升的高度分别为h₁、h₂，则此次杠杆的机械效率为η=

 

．（用物理量的符号表示）
（2）他将2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度与第一次相同，则弹簧测力计的示数将

 

（选填“＞”、“=”或“＜”）F₁，此次弹簧测力计做的功将

 

（选填“＞”、“=”或“＜”）第一次做的功．
（3）如果他想探究杠杆机械效率与物重的关系，在上述（1）实验基础上，接下来他应将3只钩码悬挂在

 

点（填“B”或“C”），并使钩码上升

 

高度（填“相同”或“不同”），测出拉力和A点移动的距离．

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下表是小莉同学用如图所示的装置，分别测得水和盐水在不同深度时，压强计（U形管中是水）两液柱的液面高度情况．

序号	液体	深度h（mm）	压    强   计
			左液面（mm）	右液面（mm）	液面高度差（mm）
1	水	30	186	214	28
2		60	171	229	58
3		90	158	242	84
4	盐水	90	154	246	92

（1）分析表中序号为

1、2、3

1、2、3

三组数据可得到的结论是：同种液体的压强随深度的增加而增大，比较表中序号为3.4两组数据可得到的结论是：不同液体的压强还跟液体的

密度

密度

有关．
（2）为了进一步研究在同一深度，液体向各个方向的压强是否相等，他们应控制不变的量有

液体的深度

液体的深度

和

液体的密度

液体的密度

，要改变的是金属盒橡皮膜的

方向

方向

．
（3）实验时，小莉发现U型管压强计中的水面高度差没有随金属盒在水中的深度增大而增大．你认为造成这种现象的原因可能是（写出一种即可）：

装置可能漏气

装置可能漏气

．

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实验分析：某同学用如图所示的实验装置测量小车从斜面顶部自由下滑时的平均速度，并将测得的几项数据填入下表．

分段	AC段	AB段	BC段
长度（m）	0.4	0.8	0.4 0.4
时间（s）	3	5	2 2
平均速度（m/s）	0.133 0.133	0.16 0.16	0.2 0.2

（1）请你根据已有数据，补充表内的剩余数据；
（2）根据表中的数据分析，小车从A点向B点滑动的过程中，速度越来越

快

快

．

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小明同学用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”．甲、乙两瓶中装入了质量和初温度相同的同种液体．
（1）实验中将锰铜丝和镍镉合金丝串联接入电路中，是为了控制

 

、

 

相同．
（2）实验中根据锰铜丝和镍镉合金丝的电阻的大小及观察到的

 

，可得出电流通过导体产生的热量与电阻的关系．

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小琳用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件．
（1）请你帮她设计一个实验数据记录表格．
（2）杠杆在倾斜一定角度的位置做实验，也能得出杠杆平衡条件．这种实验方案与杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为那种实验方案好？请你简要说明理由．

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（2012•梅州）用如图所示的实验装置研究“运动和力的关系”．
（1）让小车从斜面上滑下后沿水平面运动是为了使小车在竖直方向受到的

重

重

力和

支持

支持

力相平衡，其作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的摩擦力的作用；
（2）每次让小车从同一个斜面的同一高度位置由静止开始滑下，是为了使小车滑到斜面底端时具有相同的

速度

速度

；
（3）比较图中小车在不同表面滑行的最大距离，可以得出：在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越

小

小

，速度减小的越

慢

慢

；
（4）在此实验的基础上进行合理的推理，可以得出：运动物体不受外力时它将

做匀速直线运动

做匀速直线运动

．

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用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．实验中，将杠杆拉至图中虚线位置测力计的示数F=

0.5

0.5

N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为

66.7%

66.7%

．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：

克服杠杆与支点O间摩擦及杠杆自重多做的功是额外功

克服杠杆与支点O间摩擦及杠杆自重多做的功是额外功

．