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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化的趋势或规律。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。
例如,某学习小组在探究同种物质的质量与体积的关系时,选用了体积为10cm3、20cm3、30cm3和40cm3的四个铝块和托盘天平进行实验。下图1中的黑点是该实验小组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岀了图1中的直线,利用这条直线可以清楚地看出同种物质的质量与体积成正比,还可以利图线上的点计算出铝的密度,进而用铝的密度计算一定体积铝块的质量,或计算一定质量铝块的体积。
(1)根据图1所示的图像,进行下列计算:1m3铝的质量为______kg=______t;270g铝的体积为_______cm3。
(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/min | 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像,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20min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。
(____________________)
小丽做“探究水的沸腾”实验,实验装置如图所示。
(1)实验时,按照___________(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序安装器材更合理,还需要的仪器是:____________;
(2)实验装置中的错误是:_________;
(3)小丽纠正实验错误后,水沸腾过程中,温度计示数如图所示,可知水的沸点为_______℃,说明小丽做实验时所在地点的大气压________(选填“低于”或“高于”)一个标准大气压。若水停止吸热,水________(选填“能”或“不能”)继续沸腾。
如图1所示,在探究“凸透镜成像规律”的实验中
(1)凸透镜的焦距是表示凸透镜会聚光线能力强弱的一个物理量,有两个焦距分别为5cm和10cm的凸透镜,那么焦距为_______cm的凸透镜对光线的会聚能力强一些。
(2)如图2所示,选用焦距为10cm的凸透镜进行实验。先把蜡烛放在距凸透镜35cm处,在凸透镜另一侧前后移动光屏,光屏上可以看到一个_______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)、 倒立的清晰的实像,此成像特点可应用于____________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。接着,为了探究投影仪成像的原理,移动蜡烛至正确位置后,要想在光屏上看到清晰的像,应该将光屏向________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动,使它到凸透镜的距离大于_______cm。在光屏上得到清晰的像后,该同学把他的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上烛焰的像变模糊了,在不改变凸透镜和光屏位置的情况下,若想在光屏上再一次得到烛焰清晰的像,他应该将蜡烛向______(选填“左”或“右”)移动。
人体内血液总量约为身体质量的8%,质量为53kg的小明参加献血,测得他所献200cm3血的质量为212g,求:
(1)小明血液的密度是多少g/cm3?
(2)献血前,小明血液的总质量约是多少kg?合多少g?
(3)献血前,小明血液总体积约是多少cm3?
如图所示,在“探究平面镜成像特点”实验中:
(1)平面镜成像原理是光的__________(选填“直线传播”、“反射”或“折射”);
(2)实验中用玻璃板代替平面镜是为了便于准确确定_______________;
(3)为了比较像与物大小关系,选取两支____(选填“完全相同”或“完全不同”)的蜡烛;
(4)无论怎样水平移动蜡烛B,都不能与蜡烛A的像重合,原因是玻璃板与桌面__________;
(5)判断平面镜成虚像的方法是:在B处放一个光屏,眼睛在_____(选填“A”或“B”)侧观察,如果光屏上没有像,那么,所成像为_____像;
(6)平面镜成像时像和物到平面镜的距离_______(选填“相等”或“不相等”)。
小丽同学利用天平和量筒测量自己配制的盐水的密度。
(1)实验步骤如下:
①把天平放在水平台上,发现指针位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向_________移动,使天平平衡;
②在玻璃杯中盛入盐水,放在调节好的天平左盘称量,当天平重新平衡时,记下砝码和游码的读数为126.2g;
③把玻璃杯中的部分盐水倒入量筒中,如图乙所示,记下量筒中盐水的体积为_________cm3;
④把玻璃杯和剩余盐水放在天平左盘中称量,当天平重新平衡时,所用砝码、游码的位置如图丙所示为_________g;
⑤计算出盐水的质量是_______g,密度是________g/cm3=______________kg/m3;
(2)如果小丽在实验过程中先测量盐水的体积,再测量盐水的质量,则测得的密度值会偏_________。