实验十
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第五部分探究性实验考情总析:本部分实验考查学生的综合分析、归纳能力和数据处理能力,在中考中往往在16、26题中出现,是能力题。
一般来说,这类实验往往要求学生学会从实验现象出发,运用科学的分析方法归纳总结出相应的物理本质和规律,进行定性、定量探究。
实验十探究物质质量与体积的关系一、实验介绍考纲要求:学会探究物质质量与体积的关系。
知道实验目的和器材;学会用实验器材测量物质的质量和体积;能根据实验数据分析归纳结论;认识控制变量的方法。
生活经验:分别用玻璃与合金制造的体积相同的海宝纪念品质量不相同,由同种合金制造的大小不同的海宝纪念品质量不相同。
(一)实验准备:1.猜想某种物质的质量与体积之间可能存在什么关系2.复习天平和量筒的使用及读数方法(二)实验要求实验目的:探究物质质量与体积的关系实验器材:托盘天平;量筒;水;橡皮或其他几种物体。
实验方法:控制变量法实验步骤:1.每组同学只选由一种物质组成的物体,如橡皮(或玻璃弹子),用天平称出一些橡皮的质量,并用盛水的量筒测出它们的体积。
改变橡皮的质量,并测出相应的体积。
重复5磁,记录五组数据,填入下表物质________________实验序号质量(克)体积(厘米3)123452.用横坐标表示物体的体积,用纵坐标表示物体的质量,然后根据你所测出的五组数据在m-V坐标系中标出适当的分度,并用描点法将甲物质的数据点在坐标系中标出,用平滑的线将它们连接起来。
观察图线形状,讨论橡皮(或玻璃)的质量与体积之间存在什么关系。
3.收集别组的数据,也画在同一张坐标系中,分析并比较。
必须明确的问题:1.“探究物质质量与体积的关系”实验中有两处多次测量,一处是对体积不同的同种物质组成的物体进行多次测量,至少要测量3次,这样做的目的是为了在质量和体积的变化中得出规律;另一处是选不同的物质组成的物体进行多次测量,至少要2种不同的物质,这样做的目的是为了从不同情况得出普遍规律。
2.比较“探究物质质量与体积的关系”与“测量物质密度”两个实验,所用的器材相同,需要测量的物理量也相同。
有趣的科学小实验十个小实验
1.飞行器模型:制作纸飞机、纸直升机等模型,探索空气动力学原理。
2.磁悬浮列车:使用磁铁和导体制作一个悬浮在空中的小列车,研究磁力和电磁感应。
3.水火箭:利用压力和空气动力学原理,制作一个能够飞行的水火箭。
4.光的折射:通过将光线通过不同介质中观察其折射现象,研究光的传播规律。
5.音叉实验:使用音叉和水杯,观察不同频率的声音对水面的影响,研究声音传播原理。
6.阻力实验:通过改变物体形状和表面材质,测量不同条件下的阻力大小,研究阻力的影响因素。
7.电磁铁:使用铁芯、线圈和电源制作一个简单的电磁铁,观察其吸引力和磁场效应。
8.镜面反射:利用平面镜和凹凸镜,观察光线的反射现象,研究镜面反射规律。
9.音叉共振:使用音叉和玻璃杯,调整音叉频率,观察共振现象,研究共振原理。
10.颜色混合:使用彩色滤光片和光源,观察不同颜色的光线混合后的效果,研究颜色的原理。
混合碱含量的测定一、实验目的1.了解多元酸盐滴定过程中溶液的pH值变化,掌握用双指示剂法测定混合碱的组成及其含量的方法;2.了解混合指示剂的作用。
二、实验原理混合碱是指NaOH、Na2CO3、与NaHCO3中两种组分NaOH与Na2CO3或Na2CO3与NaHCO3的混合物。
在试液中,先加酚酞指示剂,用盐酸标准滴定溶液滴定至溶液由红色恰好褪去,消耗HCl溶液体积为V1。
反应式如下:NaOH + HCl = NaCl + H2ONa2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl然后在试液中再加甲基橙指示剂,继续用HCl标准滴定溶液滴定至溶液由黄色变橙色,消耗HCl溶液体积为V2,反应式为:NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑三、仪器与试剂1.仪器:250.0ml锥形瓶、50.00ml酸式滴定管、250.00ml容量瓶、玻璃棒、100.0ml烧杯、25.00ml移液管、洗耳球2.试剂:(1)HCl标准滴定溶液c(HCl)=0.1mol/L。
(2)甲基橙指示剂(1g/L)。
(3)酚酞指示剂(10g/L)。
(4)混合碱试样四、实验步骤1.准确称取1.5~2.0g碱试样于250.0mL烧杯中,加水使之溶解后,定量转入250.00mL容量瓶中,用水稀释至刻度,充分摇匀。
2.用移液管移取25.00mL试液于锥形瓶中,加酚酞指示液2滴,用0.1mol/LHCl标准滴定溶液滴定至溶液由红色恰好变为无色,记下HCl溶液用量V1,然后,加入甲基橙指示液1~2滴,继续用HCl 标准滴定溶液滴定至溶液由黄色变为橙色。
记下HCl溶液用量V2(即终读数减去V1)。
平行测定三次。
根据V1、V2判断混合碱组成,并计算各组分的含量。
1、什么叫双指示剂法?答:所谓双指示剂法就是分别以酚酞和甲基橙为指示剂,在同一份溶液中用盐酸标准溶液作滴定剂进行连续滴定,根据两个终点所消耗的盐酸标准溶液的体积计算混合碱中各组分的含量。
10个可以在家做的小实验简单实验一弹跳的泡泡实验材料:水、洗洁精、胶水、吸管、手套实验步骤:1、将水和洗洁精按照3:1的比例配制成混合溶液,用吸管蘸取溶液,即可吹出泡泡,但泡泡较易破;2、将胶水和混合溶液按照1:2的比例混合,此时再用吸管蘸取溶液,吹出泡泡。
带着手套接触泡泡,此时的泡泡不仅不易破,并且用手接触后还能弹跳。
实验二颜色变变变实验材料:紫甘蓝、热水、杯子若干、白糖、柠檬、小苏打、碱面、白醋实验步骤:1、紫甘蓝切丝或切片,放入杯中,加热水浸泡,10分钟后,只留下水,将紫甘蓝滤去。
2、准备糖水、柠檬水、苏打水、碱水、白醋、白开水各一杯。
3、将泡过紫甘蓝的水分别倒入糖水、柠檬水、苏打水、碱水、白醋和白开水中,这是你就会发现原本无色的液体,全部有了新的颜色,而且颜色还都不一样哦。
实验三自动升高的水实验材料:蜡烛、水、碟子、玻璃杯实验步骤:1、在碟子中装入水。
2、点燃蜡烛,放入碟子中。
3、将玻璃杯扣在蜡烛上。
4、当蜡烛熄灭时,观察水的运动。
实验四彩虹糖实验材料:水、一包彩虹糖和一个盘子1、把彩虹糖按不同颜色放到盘子上,糖与糖之间间隔相近,相邻两颗颜色不同。
2、向盘中缓缓倒水,没过彩虹糖一半的高度3、稍等片刻,彩虹旋涡出现了!实验五滴水不漏实验道具:瓶子、纱网、牙签、橡皮筋、水实验步骤:1.往瓶内灌满水(一定要倒满)2.将纱网套在瓶口用橡皮筋扎住3.将瓶子缓慢地倒转过来4.观察瓶子里的水有没有漏出来实验六弹跳鸡蛋实验材料:鸡蛋、白醋、杯子实验步骤:1、在杯子中倒入白醋。
2、将一个带壳的生鸡蛋放入白醋中。
3、1-2天后,拿出鸡蛋,用水冲洗干净,观察鸡蛋的变化。
(鸡蛋外壳已经没有了,而且蛋清和蛋黄也发生了变化,就像一个弹球一样,富有弹性)实验七拉不开的书实验材料:两本书实验步骤:1、将两本书的每一页依次重叠。
2、然后尝试拉开他们,却发现怎么拉都拉不开实验八生气的瓶子实验材料:塑料瓶、小苏打、白醋、气球实验步骤:1、在塑料瓶中装入适量白醋。
实验十 牛顿环和劈尖分振幅方法获得相干光的主要装置是牛顿环和劈尖。
牛顿环是牛顿于1675年发现的一种典型的等厚薄膜干涉实验装置。
可以用来测量平凹、平凸透镜的曲率半径,还可以用来检查工件的光洁度、平整度,而且测量精密度较高,相对误差小于%1.0。
通过本实验加深对用分振幅法产生干涉的认识。
一、实验目的(1)了解等厚干涉(牛顿环、劈尖)相干光的产生、光程差及干涉条纹的特点。
(2)掌握用牛顿环测量透镜曲率半径的方法。
(3)掌握用劈尖等厚干涉测微小长度的原理和方法。
(4)掌握避免回程误差的方法。
二、实验仪器JCD3型读数显微镜、牛顿环、玻璃劈尖和钠光灯。
三、实验原理所谓分振幅法获得相干光就是利用薄膜上下两表面对入射光的依次反射,将入射光的振幅分解成有一定光程差的几个部分而产生干涉。
而等厚干涉是:一条干涉条纹所对应的薄膜厚度相等,光程差相等。
1.牛顿环测平凸透镜半径、测波长的原理如图3-48(a)所示, DCE 是一块平面玻璃的表面,在它上面放一块平凸透镜,ACB 是球面,除接触点C以外,两玻璃之间是一层空气薄膜,其厚度从中心接触点C到边线逐渐增加。
当一列单色光垂直入射穿入平凸透镜后,一部分被空气膜上表面ACB 球面反射,另一部分则进入空气膜后又被下表面DCE 平面反射,这两部分为同一列光分出,因此满足相干条件(频率、振动方向相同,位相差恒定)而产生干涉现象。
因为ACB 是球面,而DCE 是平面。
所以光程差相等的地方即是以C为中心的同心圆。
因此干涉条纹也就是以C点为圆心的一系列同心圆,如图3-48(b)所示。
设透镜球面的曲率半径为R ,与接触点C距离为r 处的空气膜厚度为e ,则空气膜上下两表面所反射的光的光程差δ为(空气折射率近似为1)22λδ+=e (3-37)式中,附加光程差2λ是因为在平玻璃面DCE 上反射时,光从光疏(空气)到光密(玻璃)媒质,发生“半波损失”。
由图3-48(a )可得Rr e 22= (3-38)22λδ+=R r (3-39)式(3-39)说明,r 相同处光程差相同,因而干涉条纹是一系列同心圆环。
小学生的十大科学趣味实验培养他们的探索精神科学实验是培养学生科学素养和探索精神的重要途径之一。
通过参与有趣的实验,小学生能够亲身体验科学的奥妙,激发他们对科学的兴趣和好奇心。
本文将介绍十个适合小学生的科学趣味实验,旨在培养他们的探索精神。
实验一:漂浮与沉没材料:水槽、塑料球、钉子、瓶盖、硬纸板步骤:在水槽中加入水,然后让小学生将塑料球、钉子、瓶盖和硬纸板一一放入水中观察,让他们思考为什么有些物体能够漂浮而有些物体则会沉没。
实验二:气球充气材料:透明塑料瓶、气球、苏打水、醋、小漏斗步骤:将透明塑料瓶中倒入一些醋,然后使用小漏斗将苏打水倒入气球中,将气球缓慢地套在瓶口上。
当苏打水和醋反应时,产生的二氧化碳气体将充满气球,让小学生亲自参与气球充气的过程,感受气体的特性。
实验三:植物的水分吸收材料:芹菜、食用色素、玻璃杯、水步骤:在玻璃杯中倒入一些水,并加入食用色素,然后将芹菜的底部放入杯中,让芹菜吸收着色的水。
通过观察芹菜的变化,小学生可以了解植物对水分的吸收作用。
实验四:风力驱动车材料:气球、竹竿、轮子、胶水步骤:将轮子固定在竹竿的一端,然后将气球充气后系在轮子的另一端,当气球放气时,气流会推动轮子转动,从而驱动车子行走。
这个实验可以让小学生体验到风力的力量。
实验五:石头的溶解材料:醋、透明杯、小石头步骤:将小石头放入透明杯中,然后倒入醋。
小学生可以观察到石头与醋发生反应,产生气泡并最终溶解掉,通过这个实验,他们可以了解到醋的酸性特性。
实验六:电流的传导材料:电池、铜线、器皿、小灯泡步骤:将电池的两极分别与铜线的两端连接,然后将铜线的另一端连接到小灯泡。
当电路正常连接时,小灯泡会亮起,让小学生亲自搭建电路并观察电流的传导现象。
实验七:稀释饮料的浓度材料:饮料、水、杯子步骤:将一定量的饮料倒入杯子中,然后再加入适量的水,搅拌均匀。
通过品尝、观察饮料的颜色等,小学生可以了解到稀释对饮料浓度的影响。
实验八:隔热材料的选择材料:透明塑料杯、热水、保温杯、泡沫板、棉布、报纸步骤:将热水倒入透明塑料杯中,然后分别将保温杯、泡沫板、棉布和报纸套在塑料杯的外面,让小学生观察热水的变温情况,以此了解到不同材料的隔热性能。
十个简单的科学小实验步骤以下是十个简单的科学小实验的步骤:实验一:水的实验材料:-一个空玻璃杯-清水-一个塑料勺子-一个小纸片步骤:1.将空玻璃杯放在平坦的表面上。
2.用塑料勺子轻轻地将清水倒入杯子中,直到杯子装满水。
3.用小纸片覆盖住杯子的顶部。
4.快速地将杯子倒过来,保持小纸片在杯子的底部。
5.缓缓地放开手,小纸片仍然保持在杯子底部,水不会从杯子中流出。
实验二:气球与醋实验材料:-一个透明的塑料瓶-白醋-小苏打粉-一个漏斗-一个气球步骤:1.将漏斗放入瓶口,将小苏打粉倒入瓶子中。
2.慢慢地倒入白醋,直到瓶子装满。
3.将气球拉伸一下,将其套在瓶子的口上。
4.观察发生了什么?气球会膨胀起来,因为醋与小苏打产生了化学反应。
实验三:鸡蛋浮沉实验材料:-一个干净的玻璃杯-清水-一个新鲜的鸡蛋-盐步骤:1.将玻璃杯装满清水。
2.轻轻地将鸡蛋放入杯子中,观察它是否浮在水上。
3.慢慢地向杯子中加入盐,同时观察鸡蛋的变化。
4.当鸡蛋浮在水面上时,说明加入的盐数量达到了饱和。
实验四:香蕉变色实验材料:-一个新鲜的香蕉-柠檬汁步骤:1.将柠檬汁倒入一个碗中。
2.将香蕉在柠檬汁中浸泡一段时间。
3.观察香蕉是否慢慢变色。
柠檬汁可以防止香蕉变黑,因为其中的柠檬酸能抑制香蕉内部的酸化酶。
实验五:光的折射实验材料:-一个透明的杯子-饮料吸管-水-食盐步骤:1.将杯子装满水。
2.向水中加入一些食盐,搅拌均匀。
3.慢慢地将饮料吸管插入杯子中,但不要碰到杯子底部。
4.观察吸管呈现的形状。
水中的折射使得吸管的形状看起来弯曲了。
实验六:长毛绒玩具电击实验材料:-一个长毛绒玩具-尼龙线(绝缘材料)-积木或者其他支架步骤:1.将玩具的一只手足用尼龙线系在支架上。
2.用手或其他物体轻轻地摩擦另一只手足。
3.用手靠近玩具的摩擦部位,观察玩具周围是否会产生静电火花。
实验七:洗手液和胡椒粉实验材料:-一个浅盘-清水-一小撮胡椒粉-洗手液步骤:1.在浅盘中放入一些清水。
中国古代趣味物理实验十摘
1、铁桶船:将一个桶中填满水,在桶底放一块铁片,再把桶反过来放在水中,可使桶不沉,即使里面装了重物也不会沉下去。
2、倒盆船:在水中放一个盆,在盆中放一块铁片,再把盆倒过来放在水中,可使盆不沉,即使里面装了重物也不会沉下去。
3、漂浮针:将一根细针放在一碗水中,当把碗中的水倒入到容器中时,针会漂浮女在水面上,可以看得出针比水轻。
4、攀壁板:将一块木板浸入水中,将之放在水壁上,即使随后把板上面放了重物,板也不会掉下来,可以看得出水压力使它接触上持续。
5、漂浮木柱:将一根木柱放在水中,可以看到木柱漂浮在水上,可以看到木柱比水轻。
6、关节管:将两个管的关节处填满水,使之形成一个圆环,可以看到圆环漂浮在水上,可以看到弧面比水轻。
7、台阶铅块:将一把台阶置于两个铅块之间,即使台阶中间放入重物,也不会使台阶下沉,可以看出空气的涨落起作用。
8、悬浮金字塔:将一个金字塔置于水中,将其侧面朝上,可以使它悬浮在水面上,可以看出金字塔比水轻。
9、气动瓶:将一个空玻璃瓶密封好,然后放在水中,可以看到瓶仍在水面上漂浮,可以看到空气的涨落起作用。
10、真空装水:将一瓶水倒入容器中,然后用真空装置
将空气吸出来,可以看到水在容器中不沉,可以看出真空的抵抗力使它漂浮。
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实验十、燃料电池综合特性
实验目的
1、了解燃料电池的工作原理
2、观察仪器的能量转换过程:光能→太阳能电池→电能→电解池→氢能(能量储存)→燃料电池→电能
3、测量燃料电池输出特性,作出所测燃料电池的伏安特性(极化)曲线,电池输出功率随输出电压的变化曲线。
计算燃料电池的最大输出功率及效率
4、测量质子交换膜电解池的特性,验证法拉第电解定律
5、测量太阳能电池的特性,作出所测太阳能电池的伏安特性曲线,电池输出功率随输出电压的变化曲线。
获取太阳能电池的开路电压,短路电流,最大输出功率,填充因子等特性参数
实验原理
1、燃料电池
质子交换膜(PEM,Proton Exchange Membrane)燃料电池在常温下工作,具有启动快速,结构紧凑的优点,最适宜作汽车或其它可移动设备的电源,近年来发展很快,其基本结构如图1所示。
目前广泛采用的全氟璜酸质子交换膜为固体聚合物薄膜,厚度0.05~0.1mm,它提供氢离子(质子)从阳极到达阴极的通道,而电子或气体不能通过。
催化层是将纳米量级的的铂粒子用化学或物理的方法附着在质子交换膜表面,厚度约0.03mm,对阳极氢的氧化和阴极氧的还原起催化作用。
膜两边的阳极和阴极由石墨化的碳纸或碳布做成,厚度0.2~0.5mm,导电性能良好,其上的微孔提供气体进入催化层的通道,又称为扩散层。
商品燃料电池为了提供足够的输出电压和功率,需将若干单体电池串连或并联在一起,流场板一般由导电良好的石墨或金属做成,与单体电池的阳极和阴极形成良好的电接触,称为双极板,其上加工有供气体流通的通道。
教学用燃料电池为直观起见,采用有机玻璃做流场板。
入阳极的氢气通过电极上的扩散层到达质子交换膜。
氢分子在阳极催化剂的作用下解离为2个氢离子,即质子,并释放出2个电子,阳极反应为:H2 = 2H++2e (1)氢离子以水合质子H+(nH2O)的形式,在质子交换膜中从一个璜酸基转移到另一个璜酸基,最后到达阴极,实现质子导电,质子的这种转移导致阳极带负电。
在电池的另一端,氧气或空气通过阴极扩散层到达阴极催化层,在阴极催化层的作用下,氧与氢离子和电子反应生成水,阴极反应为:
O2+4H++4e = 2H2O (2)
阴极反应使阴极缺少电子而带正电,结果在阴阳极间产生电压,在阴阳极间接通外电路,就可以向负载输出电能。
总的化学反应如下:
2H2+O2 = 2H2O (3)(阴极与阳极:在电化学中,失去电子的反应叫氧化,得到电子的反应叫还原。
产生氧化反应的电极是阳极,产生还原反应的电极是阴极。
对电池而言,阴极是电的正极,阳极是电的负极。
)
2、水的电解
将水电解产生氢气和氧气,与燃料电池中氢气和氧气反应生成水互为逆过程。
水电解装置同样因电解质的不同而各异,碱性溶液和质子交换膜是最好的电解质。
若以质子交换膜为电解质,可在图1右边电极接电源正极形成电解的阳极,在其上产生氧化反应2H 2O = O 2+4H ++4e 。
左边电极接电源负极形成电解的阴极,阳极产生的氢离子通过质子交换膜到达阴极后,产生还原反应2H ++2e = H 2。
即在右边电极析出氧,左边电极析出氢。
作燃料电池或作电解器的电极在制造上通常有些差别,燃料电池的电极应利于气体吸纳,而电解器需要尽快排出气体。
燃料电池阴极产生的水应随时排出,以免阻塞气体通道,而电解器的阳极必须被水淹没。
3、太阳能电池
太阳能电池利用半导体P-N 结受光照射
时的光伏效应发电,太阳能电池的基本结构就是一个大面积平
面P-N 结,图2为P-N 结示意图。
P 型半导体中有相当数量的空穴,几乎没
有自由电子。
N 型半导体中有相当数量的自由电子,几乎没有空穴。
当两种半导体结合在一起形成P-N 结时,N 区的电子(带负电)向P 区扩散, P 区的空穴(带正电)向N 区扩散,在P-N 结附近形成空间电荷区与势垒电场。
势垒电场会使载流子向扩散的反方向作漂移运动,最终扩散与漂移达到平衡,使流过P-N 结的净电流为零。
在空间电荷区内,P 区的空穴被来自N 区的电子复合,N 区的电子被来自P 区的空穴复合,使该区内几乎没有能导电的载流子,又称为结区或耗尽区。
当光电池受光照射时,部分电子被激发而产生电子-空穴对,在结区激发的电子。