天津物理中考2002所有设计实验汇总含答案

1、三.设计实验1. 小明家买的某品牌的牛奶喝着感觉比较稀，因此他想试着用学过的知识测量一个这种牛奶的密度。他先上网查询了牛奶的密度应该为，然后他找来一根粗细均匀的细木棒，在木棒的表面均匀地涂上一层蜡，并在木棒的一端绕上一段金属丝(体积不计)，做成了一枝“密度计”，小明又找来一个足够深的盛水容器和一把刻度尺，请你帮助小明利用这些器材设计一个测量牛级密度的方案。要求写出主要的测量步骤并推导出计算牛奶密度的公式(有足量的水和牛奶)。2. 斜面是简单的机械之一，如图所示，一个重物在沿斜面的拉力作用下，沿斜面从底端被匀速拉到顶端的过程中，拉力做了功为了测定该斜面的机械效率，需要测量哪些物理量？请你用所测量

2、的物理量推导出该斜面的机械效率的数学表达式3.某电热水器的简化电路，如图10所示。请你设计虚线框内的指示灯电路。供选择的器材有：“220V 10W”灯泡一只，“2.5V 0.75W”灯泡一只，“2V 10mA”发光二极管一只，各种阻值的电阻，导线若干。（1）在指示灯能正常工作的情况下，请你通过计算说明选用器材的最佳方案及器材的具体规格。（2）将电路图中的虚线框部分补充完整。4物体只在重力作用下由静止开始下落的运动称为自由落体运动”。小明对这种落体运动产生了探究的兴趣，提出如下两个问题。问题一：物体下落的快慢是否与物体的质量有关?问题二：物体下落的高度与下落的时间存在着怎样的关系?于是他找来一些

3、器材并在可忽略空气阻力情况下准备进行实验。(1)请你帮助小明设计探究“问题一”的实验方案。(2)小明探究“问题二”时，通过实验，测量出同一物体分别从最高点下落的高度为hl、h2、h3，并测量出每次下落的高度所对应的下落时间为fl、f2、f3。分析实验数据发现“物体下落的高度与下落的时间不满足正比例关系”。他猜想“物体下落的高度与下落的时间平方成正比”，若要验证这一猜想，应如何处理分析实验数据?5现有电流表(量程0.6A、3A)，电压表(量程3V、15V)，滑动变阻器(阻值范围020)，两节干电池(电压3V)，开关，导线若干。请你利用这些器材测未知电阻R(阻值约为10) 要求： (1)在虚线框内

4、画出实验电路图；(2)在图l4中，根据电路图用笔画线代替导线连接实物图。6某校地质小组的同学们，需测量一种矿石的密度。现有器材：小矿石块、天平（含砝码）、一个烧杯、足量的水、细线。请你利用上述器材帮助他们设计出两种测量该矿石密度的实验方案。要求：（1）写出其中一种方案的实验步骤及矿石密度的表达式（用测量量和已知量表示）（2）简述另一种方案的步骤；（3）对两种方案的可操作性或误差进行简单评估，写出一条即可。7小明要测量一根1m左右、粗细和质地都均匀的细木棒的质量，通过估测发现木棒的质量会超出现有天平的量程于是，他想用其他方法进行测量现有器材：天平、一块质量适当的金属块、一把量程为20cm的刻度尺

5、和几根足量长的细绳只利用现有器材请你帮他设计测量这根细木棒质量的方案，要求：（1）写出主要实验步骤和需测量的物理量；（2）写出木棒质量的数学表达式（用测量量表示）8.现有一个阻值为30的定值电阻R0，一个电压约为12V的电源，一个只有03V量程的电压表，一个最大阻值约为200的滑动变阻器，开关及导线若干。请你设计一个实验，比较精确地测出一个约为20的位置电阻Rx的阻值（电路可重组）。要求：（1）画出实验电路图；（2）写出主要实验步骤和需测量的物理量；（3）写出待测电阻Rx的数学表达式（用已知量和测量量表示）。9小亮想测出小木块（密度比水的小，表面经处理后不吸水）的密度除了此木块，老师还给他提供

6、了如下器材：与木块体积相同的铜块，足够大的量筒和足量的水（已知水的密度为水）请你仅利用上述器材帮他设计测量这个木块密度的实验方案，要求：（1）写出实验步骤及所需测量的物理量；（2）写出木块密度的数学表达式（用已知量和测量量表示）10某同学要测出一个电压约为40V的电源电压（电压保持不变），可供选用的器材如下：待测电源：一块电压表（量程015V）；四个阻值已知的电阻，分别为R1（100）、R2（150）、R3（200）和R4（4k）；一个开关及若干导线请合理选择器材，设计一个实验精确地测出电源电压要求：（1）画出实验电路图；（2）写出实验步骤及所需测量的物理量；（3）写出电源电压的表达式（用已知

7、量和测量量表示）1. 测量方法：(1)将“密度计”轻轻放入水中，使其漂浮在水面上，用刻度尺测出“密度计”浸入水中的长度(也可以测量露出液面的长度)；(2)将“密度计”轻轻放入待测牛奶中漂浮，用刻度尺测出浸入牛奶中的长度计算方法： 2. 解：利用斜面做功时，克服重力做功为有用功，利用W有=Gh计算，沿斜面拉力做功为总功，利用W总=Fs计算，所以需要测量的物理量有：物体的重力G，沿斜面向上匀速拉动物体的拉力F；斜面的长度L，斜面的高度h克服重力做功为有用功：W有=Gh，沿斜面拉力做功为总功：W总=Fs，斜面的机械效率：=3. （1）若选“220V 10W”，指示灯电路消耗功率若选“2.5V 0.7

8、5W”，指示灯电路消耗功率若选“2V 10mA”发光二极管，指示灯电路消耗功率根据计算结果，应选用发光二极管串联电阻阻值（2）电路连接如图答2所示。4. (1)选用质量不同的物体，比较它们下落相同的高度所用的时间。(或选用质量不同的物体，比较它们在相同时间内下落的高度。)(3分)(2)计算出下落的高度与对应一下落的时间平方的比值如果它们的比值在误差范围内可认为相等，说明以上猜想是正确的，否则猜想是错误的5.、6. 实验方案一：（1）用天平称出矿石块的质量m0（2）在烧杯中倒入适量的水，称出质量m1（3）烧杯仍放在天平左盘，用细线将矿石块系好后，手提细线使矿石块浸没在此烧杯的水中并保持静止（水无

9、溢出且矿石块不接触烧杯）。天平平衡时的称量值为m2矿石的密度： 实验方案二：（1）用天平称出矿石块的质量m0（2）在烧杯中倒满水，称出质量m1（3）将矿石块放入水中，将杯壁外的水擦干净，称出质量m2矿石的密度：与实验方案二同理的方法：（1）用天平称出矿石块的质量m0（2）将块石块放入装有适量水的烧杯中，用细线在烧杯外壁与水面相平处做一记号，称出质量m1（3）取出矿石块，向烧杯中加水，直到水面与标记相平，称出质量m2矿石的密度：7. （1）主要实验步骤：用天平称出金属块的质量m；用细绳和刻度尺测出木棒的长度L；将用细绳系好的金属块系在木棒的一端，然后再将另一细绳一端做成绳环套在木棒上，用手提起该

10、绳的另一端，并移动绳环的位置，使木棒保持水平平衡；用细绳和刻度尺测量出绳环到系金属块那端的木棒长度L（2）如图，以O为支点，杠杆平衡，G铁×L=G×（LL）即：mg×L=Mg×（LL）解得：木棒的质量：M=m答：（1）主要实验步骤和需测量的物理量同上；（2）木棒质量的数学表达式为M=m8. （1）如图答2所示（2）按照电路图连好电路，将滑动变阻器滑片调到阻值最大处。闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数接近满偏，记下电压表的示数U0；断开开关，保持滑片位置不动，将电压表改接在待测电阻两端。闭合开关，记下电压表的示数Ux.（3）Rx=UxR0/U0。9.

11、 解：（1）实验步骤：向量筒内加入适量的水，记下量筒内水的体积V0；将铜块缓慢放入量筒内水中，记下此时水和铜块的总体积V1；再将木块轻轻放入量筒内水中，待木块静止处于漂浮状态时，记下此时总体积V2（2）木块密度的数学表达式因为木块漂浮，G=F浮=水gV排=水g（V2V1）木块的质量为m=水（V2V1）木块的体积为V=V1V0=水10. 解：（1）本题中需要考虑电压表的量程，无论电压表测量哪个电阻的电压，电压表的示数都不能超过15V，因此选用R1、R3两个电阻串联，则电路中的电流I=A，则电阻R1上的电压为U1=I×R1=A×10013.3V，不超过15V，若选用用R1、R2两个电阻串联，则电路中的电流I=A则电阻R1上的电压为=I×R1=A×10