请阅读《物理实验中的图象法》回答问题。
物理实验中的图象法
物理实验中的图象法是一种整理、分析数据的有效方法,图象中的图线可直观、简洁地显示出因变量随着自变量变换的趋势或规律。如果想要将物理实验数据绘制成图象,可以按照下面的步骤来进行。
第一步,建立坐标轴、标注物理量和设定分度。首先建立坐标轴,通常用横轴代表自变量,纵轴代表因变量,在坐标轴上分别标注自变量和因变量的名称及单位;然后,设定坐标分度值。为了使绘制的图线比较均匀地分布在整幅坐标纸上,而不要偏在一角或一边,坐标分度值可以不从零开始。在一组数据中,自变量与因变量均有最低值和最高值,分度时,可用低于最低值的某一整数值作起点,高于最高值的某一整数值作终点。
第二步,根据数据描点。描点时根据数据在坐标纸上力求精准地画出对应的点。
第三步,绘制图线。绘制图线时不要把数据点逐点连接成折线,而应依据数据点的整体分布趋势,描绘出一条直线或光滑曲线,让尽可能多的点在图线上,或让数据点比较均匀地分布在图线两旁,这样绘制出的图线比图上的任何一个数据点更适合作为进行分析预测的依据。
倒如,小宇记录了自己沿直线步行过程中的时间及所对应的路程,图1中的黑点是他根据记录的数据在坐标纸上描出的数据点,利用这些数据点绘制出了图1中的直线。利用这条直线可以清楚地看出小宇步行的过程近似为匀速运动,还可以利用图线上的点计算出小宇步行过程中的速度,进而用速度预测出他在某一段时间内步行的路程。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)根据图1所示的图象,预测小宇步行 的路程为 。
(2)下表是某同学记录的物体温度随时间变化的实验数据。
时间 |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
温度 |
80 |
72 |
64 |
59 |
55 |
51 |
47 |
46 |
45 |
①若要绘制上述物体的温度随时间变化的图象,应选择图2中 图更合理。(选填"甲"或"乙"
②请在你选择的图中描出第 时的温度数据点,并绘制出本次实验中物体温度随时间变化的图线。
在比较相同厚度的海绵和棉花的保温性能的实验中,小明先用海绵包着装有热水的烧瓶,每隔5min测量一次水的温度,用t1表示.25min后,将海绵换成相同厚度的棉花,每隔5min测量一次水的温度,用t2表示,实验记录如下表.用表中数据作出t2-t图像如图中图线2所示.
(1)图示温度计是10min时t1的值,读数为 ℃.
(2)用海绵包裹时,25min内烧瓶中水的温度下降 ℃,此过程中瓶中水的内能 (减小/不变/增加).
(3)两次测量的25min内,用海绵包裹时水放出的热量 (大于/等于/小于) 用棉花包裹时水放出的热量.
(4)在坐标纸中作出t1-t图像.
(5)根据实验能否得出结论?如能,写出结论,如不能,请说明理由.
答: (能/不能).结论或理由: .
小华总结两年来所做的物理探究实验发现
(1)当要研究的物理量不易直接测量时,都要想办法把它们的大小间接表示出来。这种研究物理问题的方法叫转换法。
如:甲实验中小球动能的大小是通过观察比较木物块B ▲ 反映出来的。
乙实验中水和沙子吸收热量的多少是用 ▲ 来表示
(2)当要研究的物理量与多个因素有关时,都要采用 ▲ 法。
如:甲实验研究小球动能的大小与速度的关系就要多次改变 ▲ 的大小,同时控制小球的 ▲ 不变。
乙实验中只有物质的 ▲ 不同,其他因素必须控制相同(例如烧杯的规格相同、水和沙的 ▲ 相等、酒精灯加热方式相同等)。
小华总结所做的物理探究实验发现:
(1)当要研究的物理量不易直接测量时,都要想办法把它们的大小间接表示出来,这
种研究物理问题的方法叫转换法.
如图:甲实验中小球动能的大小是通过观察比较物块B ▲ 反映出来的.
乙实验中水和沙子吸收热量的多少是用 ▲ (选填“加热时间”或“温度计示数”)来反映的.
(2)当要研究的物理量与多个因素有关时,都要采用控制变量法.
如图:甲实验研究小球动能的大小与速度的关系就要多次改变 ▲ 的大小,同时控制小球的 ▲ 不变.乙实验中只有物质的 ▲ 不同,其他因素必须控制相同(例如烧杯的规格相同、水和沙的 ▲ 相等、酒精灯加热方式相同等).
某同学把弹簧测力计下挂一均匀金属圆柱体浸在液体中,探究弹簧测力计示数与液体密度的关系,实验时该同学把圆柱体浸没在不同液体中,分别记下了弹簧测力计的示数,得到实验数据如表所示。
液体密度 |
1.2 |
1.8 |
2.0 |
2.4 |
弹簧测力计示数 |
7.5 |
4.5 |
1.5 |
(1)根据表中实验数据,空格处应填写 。
(2)在如图中能反映表中弹簧测力计示数与液体密度之间关系的图象是 。
在“探究实心圆柱体对地面的压强与哪些因素有关”的实验中,某中学一小组的同学们认为此压强跟圆柱体的密度 、高度 、圆柱体底面积 是有关的,但有怎样的关系看法不同,于是,在老师的帮助下,小组的同学们从实验室里挑选了由不同密度的合金材料制成、高度和横截面积不同、质量分布均匀的实心圆柱体做实验,测出实心圆柱体竖直放置时(如图所示)对水平桌面上海绵的压下深度,实验记录见下表。
序号 |
物体 |
底面积 |
高度 |
海绵被压下深度 |
1 |
合金甲圆柱体 |
10 |
5 |
0.5 |
2 |
合金甲圆柱体 |
10 |
10 |
1 |
3 |
合金甲圆柱体 |
20 |
10 |
1 |
4 |
合金乙圆柱体 |
10 |
5 |
1.5 |
5 |
合金乙圆柱体 |
10 |
10 |
3 |
6 |
合金乙圆柱体 |
20 |
10 |
3 |
(1)该小组同学是通过 来判断压强大小的。
(2)分析实验1、2或4、5可以得出:当圆柱体的材料密度相同时,实心圆柱体对水平地面的压强与圆柱体的 有关。
(3)分析 可以得出,当圆柱体的密度相同时,实心圆柱体对水平地面的压强与底面积无关。
(4)此探究过程用到的科学探究方法有 、 。
(5)实验结束之后,同学们在老师的指导下,以某一合金甲圆柱体为研究对象,推导它对海绵的压强大小的表达式(已知合金的密度为 ,圆柱体合金的高度为 ,底面积为 。表达式为 。
(6)上面推导出的表达式 (选填“能”或“不能” 应用于各类固体的压强的计算。
人类在探索自然规律的过程中,总结出了许多科学研究方法,如:“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”、“转换法”、“理想模型法”、“科学推理法”等。
(1)下面是初中物理中的几个研究实例:①研究通过导体电流与导体的电阻的关系时,让导体两端的电压保持不变;②研究磁场时,引入“磁感线”;③研究动能与速度的关系时,让物体的质量保持不变;④研究电流时,把电流比作水流。其中,采用了相同研究方法的是( )
A.①和② B.①和③
C.②和④ D.③和④
(2)下面的几幅图运用了_________的方法说明分子也具有动能和势能。
(3)在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中。同学们提出了下列几种猜想:
猜想1:电阻可能与导体的长度有关;
猜想2:电阻可能与导体的横截面积有关;
①根据你掌握的电学知识,你认为猜想3:电阻还与___________有关。
序号 |
材料 |
长度 |
横截面积 |
1 |
锰铜合金丝 |
L |
S |
2 |
镍铬合金丝 |
L |
S |
3 |
镍铬合金丝 |
L |
2S |
4 |
镍铬合金丝 |
2L |
S |
②小明设计了如图所示的电路图,在A、B间接入下表中待研究的电阻丝(电阻丝用电阻符号表示),电源电压U恒定。
若电阻受温度的影响可以忽略,要探究猜想1,应该控制__________和__________不变;要探究猜想2,应该选用电阻丝__________和电阻丝__________(填电阻丝的序号)进行对比实验。
③甲同学也利用以上的电路和电阻丝对猜想2进行了探究。甲同学的实验探究如下:
实验:先在A、B间接入电阻丝2,闭合开关S,记录电流表的示数为I1;然后在A、B间接入电阻丝4,闭合开关S,记录电流表的示数为I2;发现:I1≠I2。
分析:由于电阻丝2和4的横截面积不变,而两种情况下电路中电流的大小不等,所以电阻与导体的横截面积无关。
结论:猜想2是错误的。
对甲同学的实验探究,你认为他的实验方法是__________(正确/错误)的,请具体指出他的错误是:__________________,根据他的实验和他的分析思路还可得出:__________的结论,这个结论是__________(正确/错误)的。
夏天烈日曝晒过的汽车,车内温度可达50℃以上。针对这一情况,市场上出现了一些汽车遮阳帘,汽车遮阳帘是否真的有遮阳效果?研究人员选取了普通型、加厚型和折叠反射型三款汽车遮阳帘进行了以下实验。实验步骤如下:
①选取三辆小轿车,并排朝南停放在阳光充足的空旷地方。
②将三款汽车遮阳帘分别安装在汽车的前挡风玻璃后,关上车门,并编号。
③一段时间后,用灵敏温度计分别测量车内的温度。
(1)该实验选取三辆的小轿车应该保持型号、 、颜色相同
(2)该实验所用的探究方法是 。
(3)进行该实验的最佳时间是 。(填字母)
A.早晨 B.中午 C.傍晚
(4)15分钟后研究人员发现三个温度计示数如下表所示
窗帘 |
普通型 |
加厚型 |
折叠反射型 |
温度/℃ |
45 |
40 |
30 |
由此可以得出以下结论: 窗帘的遮阳效果好。
小丽同学在初中物理探究实验时发现:
(1) 当要研究的物理量不易直接测量时,都要想办法把它们的大小间接表示出来。
如:图甲的实验是通过 ,间接的知道物体动能的大小;图乙的实验是通过 ,间接比较两个电阻丝产生的热量的多少。
(2) 当要研究的物理量与多个因素有关时,都要采用控制变量法。
如:图甲的实验中,使用同一个球就是为了 ,探究动能大小与 的关系;图乙中将两个电阻串联起来,就是为了 ,探究电流产生的热量与 的关系。
(3)有些实验装置经过适当的改进还可以进行其它的探究实验。
如:图甲装置中增加一个弹簧测力计等器材,我们还可以探究斜面的机械效率是否与物体的重力有关;图乙中如果再增加一个 ,我们就可以探究电流产生的热量与电流大小的关系了。
小明骑自行车上学途中,要经过一段上坡路。他猜想物体冲上粗糙程度相同的斜坡的最大距离可能与斜坡与水平面的夹角的大小有关。为了验证猜想,小明将两块与水平面平滑连接的长木槽分别以与水平面一定夹角α、θ固定,如图所示,将右边的木槽作为实验研究的斜坡。让一金属小球从左边的木槽上同一高度处静止滚下,分别冲上与水平面的夹角不同的粗糙程度相同的右边的斜坡,测得的数据记录如下表:
次数 |
1 |
2 |
3 |
斜坡与水平面夹角θ |
10° |
30° |
53° |
向上冲的最大距离s/m |
0.50 |
0.40 |
0.36 |
①根据表中数据可知:同一物体以相同的初始速度冲上与水平面的夹角不同的粗糙程度相同的斜坡, 。
② 小明觉得自己的实验中还有不足之处,他又用粗糙程度与木槽不同的塑料槽、钢槽,重复做猜想实验,目的是 。
(4分)在学校实验室开放时.同学们对手摇发电机非常感兴趣,他们想:发电机产生感应电流大小跟哪些因素有关呢?于是他们开展了探究,以下是他们所用的发电机和实验记录表:
(1)根据表格可知,他们准备研究发电机产生感应电流的大小是否与_________有关.
(2)手摇发电机在发电时将________能转化为电能.
(3)他们根据小灯泡的亮度来判断电路中感应电流的大小,像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”.下列方法属于“转换法”的是___(填序号)
①根据磁铁吸引大头针的多少来判断磁性的强弱;
②根据能否进行新陈代谢来区分生物与非生物;
③根据纯净物中元素种类的多少来区分单质与化合物.
(4)判断电流大小,除了借助小灯泡观察之外,实验室常用__________表来测量.
如图所示,探究重力势能的大小与哪些因素有关时,为了显示重力势能的大小,甲用橡皮泥代替沙子,乙用海绵代替沙子,你认为更合适是 (甲 乙)的方法,理由是 。
小明注意家里摆钟的钟摆在有规律地摆动(如图甲),经认真观察发现钟摆来回摆动一次的时间刚好是1秒,就想:是不是所有的摆来回摆动一次的时间都是1秒呢?于是,他请教了物理老师,知道摆来回摆动一次的时间叫做周期,在老师的指导下他设计如图乙所示的单摆(即细绳下系一小钢球)进行探究。实验数据记录如下表:
(1)从表中数据可知,单摆的摆长l越长,周期T越 __ (选填“长”或“短”)。
(2)请根据表中数据在图丙中作出单摆周期的平方T2与摆长l的关系图像。
(3)分析图丙所示图象,可知的单摆T2与l成 __ 关系。
(4)由表中实验记录可知,单摆来回摆动一次时间比较短,直接测量摆动一次的时间误差比较大。你认为小明为了减小测量误差是怎么做的? ____________________
(5)生活中若摆钟走慢了,应如何调整钟摆的长度? _______________ 。
将一只闹钟放进密封的玻璃罩中,然后逐渐往外抽气,我们听到闹钟声越来越_______(强/弱).由此我们可以得出一个结论_________________,但现有的抽气设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态,即实验无法达到绝对的真空.在这种情况下,你是怎样得出这一结论的( )
A.通过日常生活经验得出的 |
B.用实验直接证实的 |
C.通过理论推导出来的 |
D.建立在实验基础上加科学的推理得出的 |
试题篮
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