如图所示,是某学校科技节上展示的两件作品,小明为此作了以下解说:
(1)甲是简易的温度计,它的工作原理是利用______的性质而制成的,它的测温效果与小玻璃瓶的容积和玻璃管的______有关;所用的测温物质是煤油而不是水,这是因为煤油的______较小,吸收(或放出)相同的热量时,玻璃管内液柱变化更为明显;
(2)乙是简易的气压计,当外界气压减小时,玻璃管内液柱的液面会______;
【提出问题】小华发现甲、乙的构造非常相似,提出乙是否也能做温度计使用?
【设计实验和进行实验】把两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中,观察到乙装置中玻璃管内液柱上升更明显,这是由于瓶内的______受热膨胀更显著,故乙也能做温度计使用;
【拓展】查阅相关资料,了解到人们很早就发明了如下图所示的气体温度计,当外界环境气温升高时,该温度计中的管内液面会______,但由于受外界______、季节等环境因素变化的影响,所以,这种温度计测量误差较大。
(1). 液体热胀冷缩 (2). 内径大小 (3). 比热容 (4). 上升 (5). 气体 (6). 下降 (7). 大气压
【解析】
【详解】(1)温度计是根据液体的热胀冷缩的性质制成的。
小玻璃瓶的容积不变,液体升高相同的温度,体积膨胀相同,管越细,上升的刻度越多,越灵敏,所以测温效果与玻璃管的内径大小有关。
因为煤油的比热容较小,吸收(或放出)相同的热量时,玻璃管内液柱变化更为明显,所以所用的测温物质是煤油而不是水。
(2)当外界气压减小时,瓶内空气的压强不变,此时在瓶内气压的作用下,会有一部分液体被压入玻璃管,因此管内液柱的高度会升高。
将两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中,乙装置中玻璃管内液柱上升更明显,因为乙装置中瓶内气体受热膨胀更显著。
当气温升高时,玻璃泡内的气体体积膨胀,玻璃管中的液面应该下降,由于受外界大气压、季节等环境因素变化的影响,这种温度计测量误差较大。
探究磁与电的联系。
如左图所示,是灵敏电流计的内部结构,小红同学参加课外实践活动,发现灵敏电流计内部结构与电动机、发电机内部结构类似,出于好奇,她利用如右图所示的装置进行了下面的实验。
【进行实验】用手拨动其中一个灵敏电流计指针的同时,另一个灵敏电流计的指针也发生了偏转。
【交流】拨动右侧灵敏电流计的指针时,表内线圈在磁场中______运动,产生了感应电流。于是,左侧灵敏电流计内的线圈同时也会有电流,它在______中受到力的作用,带动指针偏转起来。此时的右侧灵敏电流计相当于______机。
(1). 做切割磁感线 (2). 磁场 (3). 发电
【解析】拨动右侧灵敏电流计的指针时,表内线圈在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,由于左侧灵敏电流计和右侧灵敏电流计相连,左侧灵敏电流计内的线圈同时也会有电流,在磁场中受到力的作用,从而带动指针偏转。
右侧灵敏电流计产生感应电流,属于电磁感应现象,相当于发电机。
【实验名称】用天平、量筒测量小石块的密度。
【实验设计】如下图所示,是小普同学设计的两种测量小石块密度的方案(操作步骤按照示意图中的①②③顺序进行)你认为方案______测量误差会较大,原因是______;
【进行实验】小晟同学进行了实验,测出了相关物理量,计算出了石块的密度,以下是他测量小石块质量的实验片段:
①将天平放在______台上,把游码移到标尺左端的零刻度线处,发现指针指在分度盘中线的左侧,再向右调节______直至天平水平平衡;
②在左盘放被测小石块,在右盘从大到小加减砝码,当加到最小的砝码后,观察到指针静止在如下图所示的位置,接下来的操作是______,直至天平水平平衡;
③读出小石块的质量。
【实验数据】测出所有相关物理量,并将实验数据记录在下面表格内,计算出石块的密度,请你将表格中①、②处的内容补充完整。
石块的质量m/g | ①______ | ②______ | 石块的体积V/cm3 | 石块的密度 |
(1). 一 (2). 石块从量筒中取出会沾上水,测得石块的质量偏大 (3). 水平 (4). 平衡螺母 (5). 移动游码 (6). 水的体积V1/cm3 (7). 水和石块的总体积V2/cm3
【解析】由图可知,方案一中先测石块的体积,后测量石块的质量,这样石块从量筒中取出会沾上水,测得石块的质量偏大,导致石块的密度偏大。方案二中先测石块的质量,后测量石块的体积,这样石块密度的误差较小。
①调节托盘天平,将天平放在水平台上,指针指在分度盘中线的左侧,向右调平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处。
②左盘放被测小石块,在右盘从大到小加减砝码,当加到最小的砝码后,指针偏左,说明质量较小,需要移动游码,调节天平平衡。
用排水法测量石块的体积,表格中需要有水的体积V1/cm3,水和石块的总体积V2/cm3。
请你应用所学的物理知识解答下列问题。
(1)如图所示的量筒,其测量范围是______mL,量筒中液体的体积为______mL;
(2)在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,就被拉得______,利用这个道理可以制成弹簧测力计如下图甲所示,圆筒测力计下挂有一重物,其重G为2N。则此测力计的分度值为______N。如果用力F竖直向下拉动挂钩,如下图乙所示,则拉力F为______N。
(3)小莹同学测量电流时,连接好电路,闭合开关,发现电表指针向右偏转至如下图丙所示位置,原因是______;断开开关,纠正错误后,再闭合开关,发现指针偏至如下图丁所示位置,接下来的操作是:断开开关______继续进行实验。
(1). 0~100 (2). 65 (3). 越长 (4). 0.2 (5). 0.8 (6). 电流表接线柱连接错误,电流“负进正出” (7). 换接小量程
【解析】(1)图中量筒的测量范围是0-100mL,一个大格表示25mL,里面有5个小格,一个小格表示5mL,即分度值为5mL,因此液体的体积为65mL。
(2)在一定弹性限度范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长就越长,弹簧所受的拉力与弹簧的伸长成正比;弹簧测力计就是根据这个原理制成的。
圆筒测力计下挂有一重物,其重G为2N,共有10个小格,一个小格表示0.2N,分度值是0.2N。
图乙中,拉力F为
F=4×0.2N=0.8N
(3)由图丙可知,闭合开关,电流表的指针偏向零刻度线的左侧,说明电流“负进正出”,接线柱连接错误。
断开开关,纠正错误后,再闭合开关,由图丁可知,电流表的指针偏转较小,说明电流表选择较大量程,应该断开开关,换接小量程。
探究凸透镜成像的规律。
【设计实验与进行实验】
(1)实验器材:刻度尺、凸透镜、光屏、三个底座、蜡烛及火柴;
(2)如下图所示,为保证像能成在光屏中央,将装有底座的蜡烛、凸透镜、光屏从左到右摆放在水平桌面上,调整位置,使它们排列在______上,再调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度;
(3)如下图所示,F为凸透镜的焦点,A′B′为某次实验时物体AB通过凸透镜在光屏上成的像,则物体AB在图中______区域,箭头方向竖直向______,其大小比像A′B′______。
(1). 同一直线 (2). ④ (3). 上 (4). 大
【解析】(2)为了使像成在光屏的中央,需要将蜡烛、凸透镜、光屏排列在同一直线上。
(3)由图可知,像距在1倍焦距和2倍焦距之间,物距应该是2倍焦距以外,所以物体AB在图中④区域,此时像是倒立、缩小的实像,像A′B′箭头方向竖直向下,物体AB箭头方向竖直向上,像是缩小的,所以物体AB比像A′B′大。
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