4. 图10-4是一种显示微小形变的装置,它可以将微小形变“放大”,方法是这样的:在一张桌子上放两个平面镜M和N,让一束光依次被这两面镜子反射,最后射到一个刻度尺P上,形成一个光点。如果在箭头所指处用力向下压桌面,使桌面发生形变,此时M上的入射角

图10-4
变小
(选填“变大”“变小”或“不变”),光点就会在刻度尺上出现明显的移动,在图中,刻度尺上光点将会向下
(选填“上”或“下”)移动。我们在以前的实验中也用到了此法,如当乒乓球靠近正在发声的音叉,乒乓球被弹起,说明发声的音叉在振动(答案不唯一)
。(举出一例即可)图10-4
答案
4. 变小 下 当乒乓球靠近正在发声的音叉,乒乓球被弹起,说明发声的音叉在振动(答案不唯一)
解析
【分析】
本题需结合光的反射定律与微小形变的放大原理分析:当用力压桌面时,桌面形变带动平面镜M、N倾斜,改变M的入射角;再根据反射定律判断光点移动方向,最后回忆采用转换法放大微小量的实验。
【解析】
1. 用力向下压桌面时,桌面发生微小形变,使平面镜M和N向中间倾斜,导致平面镜M的入射光线与法线的夹角(入射角)变小。
2. 根据光的反射定律,反射角等于入射角,M处入射角变小则反射角变小,光线经M、N两次反射后,最终射到刻度尺P上的光点会向下移动。
3. 这种将微小形变放大的方法是转换法,类似的实验如:当乒乓球靠近正在发声的音叉,乒乓球被弹起,说明发声的音叉在振动(利用乒乓球的弹起放大音叉的微小振动)。
【答案】
变小;下;当乒乓球靠近正在发声的音叉,乒乓球被弹起,说明发声的音叉在振动(答案不唯一)
【知识点】
光的反射、微小形变放大、转换法
【点评】
本题通过光的反射放大微小形变,考查学生对转换法的掌握,需结合形变对平面镜位置的影响分析入射角变化,进而判断光点移动方向,同时能列举类似的放大微小量的实验。
【难度系数】
0.5
本题需结合光的反射定律与微小形变的放大原理分析:当用力压桌面时,桌面形变带动平面镜M、N倾斜,改变M的入射角;再根据反射定律判断光点移动方向,最后回忆采用转换法放大微小量的实验。
【解析】
1. 用力向下压桌面时,桌面发生微小形变,使平面镜M和N向中间倾斜,导致平面镜M的入射光线与法线的夹角(入射角)变小。
2. 根据光的反射定律,反射角等于入射角,M处入射角变小则反射角变小,光线经M、N两次反射后,最终射到刻度尺P上的光点会向下移动。
3. 这种将微小形变放大的方法是转换法,类似的实验如:当乒乓球靠近正在发声的音叉,乒乓球被弹起,说明发声的音叉在振动(利用乒乓球的弹起放大音叉的微小振动)。
【答案】
变小;下;当乒乓球靠近正在发声的音叉,乒乓球被弹起,说明发声的音叉在振动(答案不唯一)
【知识点】
光的反射、微小形变放大、转换法
【点评】
本题通过光的反射放大微小形变,考查学生对转换法的掌握,需结合形变对平面镜位置的影响分析入射角变化,进而判断光点移动方向,同时能列举类似的放大微小量的实验。
【难度系数】
0.5
5. 大气压与生活密切相关,驻守青藏高原的战士用普通锅煮不熟饭,是因为高原上的大气压较低,导致水的沸点

图10-5
降低
(选填“降低”“不变”或“升高”)。某同学在青藏高原做“托里拆利实验”,液面稳定后如图10-5所示,当时测量的大气压值为580
mm高水银柱。如果测量时,管中的水银混有空气泡,导致管中上方不是真空,则测量结果偏小
(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。图10-5
答案
5. 降低 580 偏小
解析
【分析】
要解决这道题,需掌握沸点与气压的关系、托里拆利实验的原理及误差分析:①液体沸点随气压降低而降低,高原气压低,水的沸点会变化;②托里拆利实验中,大气压值等于管内外水银面的高度差,需从图中读取该高度差;③若管内混有空气,空气会产生向下的压强,影响水银柱高度,导致测量结果偏差。
【解析】
1. 沸点与气压的关系:气压越低,液体的沸点越低。高原地区大气压较低,因此水的沸点会降低;
2. 托里拆利实验的大气压测量:大气压值等于管内水银面与槽内水银面的高度差,由图可知该高度差为580mm,故当时测量的大气压值为580mm高水银柱;
3. 实验误差分析:若管中水银混有空气泡,管内上方不是真空,空气会对水银柱产生向下的压强,抵消了部分大气压的作用,使得支撑的水银柱高度减小,因此测量结果偏小。
【答案】
降低;580;偏小
【知识点】
沸点与气压关系;托里拆利实验;大气压测量
【点评】
本题结合生活实例和经典实验考查大气压相关基础知识点,难度适中,需准确理解沸点与气压的关系、托里拆利实验的原理及误差产生的原因。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需掌握沸点与气压的关系、托里拆利实验的原理及误差分析:①液体沸点随气压降低而降低,高原气压低,水的沸点会变化;②托里拆利实验中,大气压值等于管内外水银面的高度差,需从图中读取该高度差;③若管内混有空气,空气会产生向下的压强,影响水银柱高度,导致测量结果偏差。
【解析】
1. 沸点与气压的关系:气压越低,液体的沸点越低。高原地区大气压较低,因此水的沸点会降低;
2. 托里拆利实验的大气压测量:大气压值等于管内水银面与槽内水银面的高度差,由图可知该高度差为580mm,故当时测量的大气压值为580mm高水银柱;
3. 实验误差分析:若管中水银混有空气泡,管内上方不是真空,空气会对水银柱产生向下的压强,抵消了部分大气压的作用,使得支撑的水银柱高度减小,因此测量结果偏小。
【答案】
降低;580;偏小
【知识点】
沸点与气压关系;托里拆利实验;大气压测量
【点评】
本题结合生活实例和经典实验考查大气压相关基础知识点,难度适中,需准确理解沸点与气压的关系、托里拆利实验的原理及误差产生的原因。
【难度系数】
0.5
6. 图10-6为小丽研究“影响压力作用效果的因素”实验中的场景。

图10-6
(1)本实验的科学探究方法是
(2)小丽为了探究压力的作用效果跟压力大小的关系,应该通过图中的
得出结论。
(3)通过实验小丽得出结论:压力的作用效果不仅跟压力的大小有关,而且跟受力面积有关。小丽的结论
(4)在生活中,书包的背带做得又宽又大,这是利用了
图10-6
(1)本实验的科学探究方法是
控制变量法
和转换法
。(2)小丽为了探究压力的作用效果跟压力大小的关系,应该通过图中的
D、E
两次实验进行比较得出结论;为了探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系,应该通过图中的E、F
两次实验进行比较得出结论。
(3)通过实验小丽得出结论:压力的作用效果不仅跟压力的大小有关,而且跟受力面积有关。小丽的结论
正确
(选填“正确”或“不正确”)。(4)在生活中,书包的背带做得又宽又大,这是利用了
增大受力面积
来减少压力作用的效果;俗话说“磨刀不误砍柴工”所蕴含的物理知识是通过减小受力面积
来增加压力作用的效果。答案
6.(1) 控制变量法 转换法 (2) D、E
E、F
(3) 正确 (4) 增大受力面积 减小受力面积
E、F
(3) 正确 (4) 增大受力面积 减小受力面积
解析
【分析】
要解答本题,需结合“影响压力作用效果的因素”实验的原理、探究方法、结论及生活应用来分析:
1. 实验中,探究多个变量对压力作用效果的影响时,需控制其他变量不变,采用控制变量法;同时通过海绵的凹陷程度(易观察的现象)体现压力的作用效果,这是转换法。
2. 探究压力作用效果与压力大小的关系时,要保持受力面积相同,改变压力,需选择受力面积一致、压力不同的实验;探究与受力面积的关系时,要保持压力相同,改变受力面积,需选择压力一致、受力面积不同的实验。
3. 结合实验的变量控制和现象可判断结论是否正确,再联系生活实例分析压力作用效果的改变方式。
【解析】
(1)本实验研究压力作用效果与多个因素的关系,需控制其他因素不变,采用控制变量法;压力的作用效果通过海绵的凹陷程度反映,将不易直接观察的效果转换为明显的凹陷程度,采用转换法。
(2)探究压力作用效果与压力大小的关系时,需控制受力面积相同:图D是小桌(无砝码),图E是小桌加砝码,两者受力面积均为桌腿与海绵的接触面积,压力不同,故选D、E;探究压力作用效果与受力面积的关系时,需控制压力相同:图E是小桌加砝码,图F是小桌倒放加砝码,两者压力相同,受力面积分别为桌腿、桌面与海绵的接触面积,故选E、F。
(3)D、E对比说明压力越大,压力作用效果越明显;E、F对比说明受力面积越小,压力作用效果越明显,因此小丽的结论正确。
(4)书包背带做得宽,是压力一定时,通过增大受力面积减小压力作用效果;磨刀是压力一定时,通过减小受力面积增大压力作用效果。
【答案】
(1) 控制变量法 转换法
(2) D、E E、F
(3) 正确
(4) 增大受力面积 减小受力面积
【知识点】
压力作用效果、控制变量法、转换法
【点评】
本题考查力学基础实验“影响压力作用效果的因素”,涵盖实验方法、变量控制、结论应用,需掌握实验设计的核心思路,结合生活实例理解物理知识,是常规基础题。
【难度系数】
0.6
要解答本题,需结合“影响压力作用效果的因素”实验的原理、探究方法、结论及生活应用来分析:
1. 实验中,探究多个变量对压力作用效果的影响时,需控制其他变量不变,采用控制变量法;同时通过海绵的凹陷程度(易观察的现象)体现压力的作用效果,这是转换法。
2. 探究压力作用效果与压力大小的关系时,要保持受力面积相同,改变压力,需选择受力面积一致、压力不同的实验;探究与受力面积的关系时,要保持压力相同,改变受力面积,需选择压力一致、受力面积不同的实验。
3. 结合实验的变量控制和现象可判断结论是否正确,再联系生活实例分析压力作用效果的改变方式。
【解析】
(1)本实验研究压力作用效果与多个因素的关系,需控制其他因素不变,采用控制变量法;压力的作用效果通过海绵的凹陷程度反映,将不易直接观察的效果转换为明显的凹陷程度,采用转换法。
(2)探究压力作用效果与压力大小的关系时,需控制受力面积相同:图D是小桌(无砝码),图E是小桌加砝码,两者受力面积均为桌腿与海绵的接触面积,压力不同,故选D、E;探究压力作用效果与受力面积的关系时,需控制压力相同:图E是小桌加砝码,图F是小桌倒放加砝码,两者压力相同,受力面积分别为桌腿、桌面与海绵的接触面积,故选E、F。
(3)D、E对比说明压力越大,压力作用效果越明显;E、F对比说明受力面积越小,压力作用效果越明显,因此小丽的结论正确。
(4)书包背带做得宽,是压力一定时,通过增大受力面积减小压力作用效果;磨刀是压力一定时,通过减小受力面积增大压力作用效果。
【答案】
(1) 控制变量法 转换法
(2) D、E E、F
(3) 正确
(4) 增大受力面积 减小受力面积
【知识点】
压力作用效果、控制变量法、转换法
【点评】
本题考查力学基础实验“影响压力作用效果的因素”,涵盖实验方法、变量控制、结论应用,需掌握实验设计的核心思路,结合生活实例理解物理知识,是常规基础题。
【难度系数】
0.6
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