中考物理教材重点实验Word文件下载.docx
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2.如图所示,小明和小红使用不同的器材分别对石块的密度进行了测量.
第2题图
(1)小明用天平、大杯、小杯和密度为ρ水的水测一石块密度,如图甲、乙所示.
①天平平衡时如图甲所示,石块的质量m= g.
②小明测量石块体积的操作步骤如下:
a.测出空小杯的质量m1;
b.把装了水的大杯和空的小杯如图乙放置;
c.把石块缓缓放入大杯中,大杯中部分水溢进小杯;
d.测出溢出水的小杯总质量m2;
请你指出步骤b的错误之处:
.
③用本题中出现过的物理量符号表示石块体积为V= .石块密度为ρ石= __________(设步骤b中的错误已改正).
(2)小红利用圆柱形容器、刻度尺和一个塑料小碗,设计了一个测石块密度的实验,如图丙、丁所示.请按照他的设计思路完成下列步骤.
A.将圆柱形容器放在水平桌面上并装入适量的水;
B.让塑料小碗漂浮在水面上,测出容器内的水深为H1,如图丙所示;
C.当把石块放入塑料小碗中,漂浮在水面时,测出容器内的水深为H2,如图丁所示;
D. ;
E.则石块的密度表达式为ρ石= .(水的密度用ρ水表示)
(1)①67 ②大杯中的水没达到杯子最高处(或没满) ③
ρ水
(2)将石块从塑料小碗中拿出,放入水中,记下水面的深度为H3
ρ水
(1)①石块质量m=50g+10g+5g+2g=67g;
②若大烧杯中的水未满,则放入石块后溢出水的体积就不是石块的体积,水面要与溢出口平齐;
③石块体积就是溢出水的体积,即V=
;
石块密度ρ=
(2)因为石块放在小碗中,处于漂浮状态,则F浮=G石,即ρ水gV排=m石g,ρ水g(H2-H1)S=m石g,则m石=ρ水(H2-H1)S;
又因为石块体积V石=(H3-H1)S,所以ρ石=
ρ水.
二、测量液体的密度
3.为确定某种未知液体的“身份”,小明的实验小组自己动手想一探究竟,他们利用天平和量筒进行了多次测量.
第3题图
(1)把天平放在水平桌面上,调节天平平衡后,在称量物体质量时,他在天平右盘中加、减砝码后,发现指针静止时指在分度盘中央刻度线左侧,这时他应进行的操作是 W.如图甲所示,是天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码所在的位置,则称得烧杯和液体的质量m= g.
(2)小明用两个相同的烧杯分别装入高度相同的水和未知液体,并标记液面的位置,然后找来一个塑料圆柱体,分别放入两个烧杯中,发现塑料圆柱体均漂浮在液面上,如图乙、丙所示.他利用刻度尺量出放入塑料圆柱体时两个烧杯内液面变化的高度分别为h1和h2,则未知液体的密度表达式为 .
(3)小明回想刚才的实验,发现他将塑料圆柱体从水中取出来后直接放入未知液体中进行测量的做法会导致实验得出的结果 (选填“偏大”或“偏小”).
(4)他们对测量方法进行修正后,测出了几组实验数据,并根据测量结果作出了“m-V”图像,如图丁所示.由图像可知该液体的密度为ρ= g/cm3.
(1)向右移动游码 49
(2)ρ液=
(3)偏小 (4)0.8
(1)称量过程中指针指在分度盘的左侧,则要在加减砝码后,通过移动游码来使天平平衡.如图甲所示,砝码质量为5g+20g+20g=45g,游码所对的刻度值为4g,因此物体的质量为45g+4g=49g;
(2)由于在两烧杯中塑料圆柱体均处于漂浮状态,固有G=mg=ρ水gV1,G=mg=ρ液gV2,即ρ水gV1=ρ液gV2,ρ液=
(3)因为塑料圆柱体从水中取出时沾有水,放入未知液体时会使液面上升高度变大,从而使h2变大,因此测出的密度偏小;
(4)由图像可知,当烧杯中没有液体时,烧杯的质量为25g;
当烧杯中液体的体积为25mL时,烧杯和液体的总质量为45g,由此可知烧杯中液体的质量为20g.所以液体的密度为ρ=
=0.8g/cm3.
4.在实验课上,海涛在吸管的下端装入适量的小钢珠后用蜡封住并使底部平整,自制土密度计并测定盐水的密度,如图甲所示,将密度计放入液体中呈漂浮状态,h为密度计底到液面的距离.
第4题图
(1)海涛同学在吸管的底部放入小钢珠的目的是 .
(2)漂浮时,密度计受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)自身重力,被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积 (选填“越小”或“越大”).
(3)海涛将自制的密度计放入水中时,测得h水为6cm,而将该密度计放入盐水中,测得h盐水为5cm,则该盐水的密度为 kg/m3,吸管下表面受到水的压强 吸管下表面受到盐水的压强(选填“大于”“等于”或“小于”).
(4)有两根粗细不同的吸管甲和乙,甲管较粗,乙管较细,装入小钢珠后质量相同.你认为选 (选填“甲”或“乙”)吸管制成的密度计更好,理由是 ___________________________.
(5)邻桌的小红将自制的密度计放入液体中时,密度计却沉到容器底,不能进行液体密度的测量,如图乙所示,请提出一种改进方法 W.
(1)使密度计能够竖直漂浮在液体中
(2)等于 越小 (3)1.2×
103 等于 (4)乙 乙管较细,使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,测量结果更准确 (5)减少吸管下端的一些小钢珠
(1)密度计重心越低越稳定,为了使密度计能够竖直漂浮在液体中,所以在吸管的底部放入适量的小钢珠;
(2)根据漂浮条件,密度计在液体中处于漂浮状态,浮力与重力相等,因此密度计在水中与在盐水中所受的浮力大小相等,即:
F浮=ρ液gV排,当液体密度越大时,V排会越小,即密度计排开液体的体积越小;
(3)密度计放入水中时,测得h水为6cm,则F浮水=G,即ρ水gV排水=G,密度计放入盐水中时,测得h盐水为5cm,则F浮盐水=G,即ρ盐水gV排盐水=G,则ρ水gV排水=ρ盐水gV排盐水,ρ水gS×
0.06m=ρ盐水gS×
0.05m,解得ρ盐水=1.2×
103kg/m3;
根据浮力的产生原因:
“浮力的大小等于浸入液体中的物体上下表面的压力差”可知,F浮=F下-F上=F下-0=p下S-0=p下S;
由于浮力相等,所以p下相等,故吸管下表面受到水的压强等于吸管下表面受到盐水的压强;
(4)为了使测量结果更准确,使密度计上两条刻度线之间的距离大一些;
因为ΔV=SΔh,所以要使Δh变大,应减小S,即选用较细的乙管;
(5)为了让密度计能竖直地漂浮在液体中,应减少吸管下端的一些小钢珠.
三、研究影响滑动摩擦力大小的因素
5.某物理小组在探究活动中测量滑块与木板间的滑动摩擦力.实验装置如甲图所示,在表面粗糙的木板上放置一滑块,绳的一端系在滑块上,通过轻绳绕过定滑轮,绳的另一端系在固定在铁架台上的弹簧测力计的挂钩上.实验时,可在滑块上增加砝码并拉动木板运动.请回答下列问题:
第5题图
F/N
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
f/N
0.4
0.6
0.8
1.2
(1)若某同学进行实验得到如表格所记录的实验数据.请根据表格中的数据在图乙所给的坐标中作出滑动摩擦力f的大小与接触面受到的压力F的大小之间的关系图像,根据图像可以得出f与F之间的关系是 .
(2)实验中,滑块受到的滑动摩擦力的方向是 ,用这种方法测出的摩擦力将比真实值偏 (选填“大”或“小”),其原因是 .
(3)若某同学将滑块沿竖直方向截去一半后,再做实验测得弹簧测力计的示数变小,他认为:
滑动摩擦力的大小随着接触面积的减小而减小.你认为他的探究过程中存在的问题是 _____________________.
(4)该实验有一些优点也存在不足,请说明本实验的一个优点:
_______________________.(答案合理即可)
(1)如答图所示 接触面粗糙程度一定时,滑动摩擦力f的大小与接触面受到的压力F的大小成正比
(2)水平向右 小 绳子和定滑轮间存在一定的摩擦 (3)没有控制压力大小不变 (4)不需要弹簧测力计做匀速直线运动(或弹簧测力计的读数稳定)
第5题答图
(1)在作图时,首先要根据表格数据进行描点,然后将各点用平滑的曲线连接起来,分析图像,观察摩擦力的大小与接触面受到的压力的大小变化情况,可得出它们之间的关系为接触面的粗糙程度一定时,滑动摩擦力f的大小与接触面受到的压力F的大小成正比;
(2)长木板向右运动,滑块相对于长木板向左运动,因此滑块受到水平向右的摩擦力;
由于绳子与滑轮之间存在摩擦,所以用这种方法测出的摩擦力将比真实值偏小;
(3)整个实验中,需要掌握控制变量法,滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,所以探究滑动摩擦力大小与其中一个量之间的关系时需要控制另外一个量不变,将滑块沿竖直方向截去一半后,滑块的压力发生变化,同时接触面积也发生变化,所以无法得出滑动摩擦力的大小与接触面积的关系;
(4)掌握二力平衡条件的应用,在实验中拉动木板做匀速直线运动,此时滑块受力平衡,滑动摩擦力大小通过弹簧测力计的示数体现,滑块受到的摩擦力与弹簧测力计受到的拉力大小相等.该装置的优点是不需要弹簧测力计做匀速直线运动,弹簧测力计的读数稳定等.
6.为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,小明做了以下实验:
第6题图
第①次:
把木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块做匀速直线运动(如图甲),读出弹簧测力计的示数,并记入下表中;
第②次:
把木块侧放在水平长木板上,用同样的方法拉木块(如图乙),记下相应的示数;
第③次:
把两块相同的木块叠在一起平放在水平长木板上,用同样的方法拉木块(如图丙),记下相应的示数;
第④次:
把木块平放在铺有毛巾面的水平长木板上(如图丁),用同样的方法拉木块,记下相应的示数.
(1)比较①②两次实验数据,可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积 (选填“有关”或“无关”).
(2)比较①③两次实验数据,可以得出的结论是:
接触面粗糙程度一定时, _____________________________.
(3)为了探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度是否有关,应比较 两次实验数据,下列现象中可以利用该次实验所得出的结论解释的是 (填字母序号).
A.压路机的碾子做得很重
B.车轮上有凹凸不平的花纹
C.移动很重的石块时,铺设滚木
(4)实验中很难保证木块在水平方向做匀速直线运动,请你写出一条对实验装置的改进措施:
________________________________________________________________________.
(1)无关
(2)压力越大,滑动摩擦力越大 (3)①④ B (4)将弹簧测力计固定,用手拉动木板
四、探究影响浮力大小的因素
7.在探究浮力的大小跟哪些因素有关?
小明作了以下猜想:
猜想一:
与物体排开液体的体积有关
猜想二:
与液体的密度有关
猜想三:
与物体浸没在液体中的深度有关
用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器,分别装有一定量的水和盐水,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示.
第7题图
(1)本实验采用的实验方法是 .
(2)分析甲、乙、丙,可以证明猜想 正确.
(3)为了验证猜想三可选用 图的装置来进行操作.
(4)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 N,圆柱体的体积是 m3.(g取10N/kg)
(5)用图示实验数据测出盐水的密度是 kg/m3.
(1)控制变量法
(2)一 (3)丙、丁 (4)4 4×
10-4 (5)1.1×
103
(1)本实验采用的实验方法是控制变量法;
(2)分析图甲、乙、丙可知,浸在同种液体中时,圆柱体排开液体的体积越大,它受到的浮力越大,说明浮力大小与物体排开液体的体积有关,所以可以证明猜想一正确;
(3)探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系时,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同,改变物体浸没在液体中的深度,因此选用图丙、丁中的装置进行实验可验证猜想三;
(4)由图甲、丙知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F=5N-1N=4N,根据阿基米德原理得圆柱体的体积V=V排=
=4×
10-4m3;
(5)由甲、戊图可知,圆柱体浸没在盐水中时受到的浮力F浮′=G-F′=5N-0.6N=4.4N,根据阿基米德原理得盐水的密度ρ盐水=
=1.1×
103kg/m3.
8.物理学习小组为了探究“浮力与液体密度的关系,找来烧杯、清水、盐水、细线、弹簧测力计、橡皮泥(不溶于水),进行如下实验:
第8题图
(1)实验步骤如下:
①将橡皮泥用细线拴好悬挂在弹簧测力计下,读出弹簧测力计的示数F1.
②把橡皮泥浸没在清水中,读出弹簧测力计的示数F2,橡皮泥受到的浮力F浮水= _____________________.
③把橡皮泥 ,并读出弹簧测力计的示数,求出橡皮泥此时受到的浮力F浮盐.
④比较橡皮泥在清水和盐水中受到的浮力的大小,若F浮水 F浮盐(选填“=”或“≠”),说明浮力的大小和液体的密度有关.
(2)为了验证浮力的大小跟物体形状是否有关,只需要改变这块橡皮泥的 ,重复上面步骤中的 (填序号),通过比较橡皮泥浸没在 (选填“同种”或“不同种”)液体中测力计的示数即可判断浮力的大小是否与物体的形状有关.
(1)②F1-F2 ③浸没在盐水中 ④≠
(2)形状 ②(或③) 同种
(1)②橡皮泥受到的浮力F浮水=G-F=F1-F2.②接下来的操作是,把橡皮泥浸没在盐水中,读出弹簧测力计的示数,求出橡皮泥受到的浮力.③橡皮泥在清水中受到的浮力不等于在盐水中受到的浮力,说明浮力与液体的密度有关,否则无关;
(2)探究浮力的大小可能还跟物体的形状有关时,控制其他条件相同,改变物体的形状,通过比较橡皮泥在同种液体中受到的浮力的大小,判断浮力的大小是否与物体的形状有关.
五、探究杠杆的平衡条件
9.某物理兴趣小组的同学,利用如图所示的装置,来探究杠杆的平衡条件.
第9题图
(1)实验前杠杆如图甲所示,可将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡.
(2)若杠杆每小格代表10cm,每个钩码的质量为100g,改变动力和阻力的位置并调节钩码的数量,得到下表所示数据,第③次实验杠杆水平平衡时的情景如图乙所示,则此时杠杆右端所挂钩码的个数为 .第①次实验杠杆平衡后,小亮将杠杆两侧两点下方所挂钩码同时向支点O靠近1格,则杠杆 (选填“能”或“不能”)在水平位置重新平衡.
(3)如图丙所示,B点处钩码数量不变,若不在D点挂钩码,而在杠杆的A点或C点使用弹簧测力计使杠杆在水平位置平衡,为使弹簧测力计的示数最小,应将弹簧测力计挂在 点,且拉力的方向应 .
(4)某同学在探究后分析得到F1+L1=F2+L2的错误结论,你能想出一个快速证明该结论错误的操作方法吗?
.
(1)右
(2)3 不能 (3)A 竖直向上 (4)不改变杠杆两端钩码的重量,只将两侧钩码分别远离(靠近)支点1格(或相同的格数),观察杠杆的平衡情况
(1)图甲中杠杆右端偏高,根据“左高左调,右高右调”的原则,要使杠杆在水平位置平衡,应该将平衡螺母向右调节;
(2)根据题图可知,弹簧测力计在杠杆左端3格即30cm处,弹簧测力计示数为4N,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,将数据带入,可得第③次实验中阻力的大小为F2=
=3N,此时杠杆右端所挂钩码的个数为
=3;
将第①次杠杆平衡时的两侧钩码同时靠近支点1格,则此时动力和阻力不变,分别为3N和2N;
动力臂为40cm-10cm=30cm,阻力臂为60cm-10cm=50cm;
此时动力与动力臂的乘积3N×
30cm小于阻力与阻力臂的乘积2N×
50cm,故杠杆不能重新平衡;
(3)要使杠杆平衡且弹簧测力计示数最小,应使弹簧测力计拉力的力臂最大,因为OA>
OC,所以要使杠杆平衡且弹簧测力计示数最小,应使弹簧测力计挂在A点且竖直向上拉;
(4)要想证明F1+L1=F2+L2的结论是否错误,最快的方法是不改变杠杆两端钩码的质量,只将两侧钩码分别远离(靠近)支点1格(或相同的格数),观察杠杆的平衡情况,若杠杆在水平位置不平衡,则结论错误,反之结论正确.
10.某实验小组在探究“杠杆的平衡条件”的实验中:
第10题图
(1)实验时,第一组按图甲进行实验,第二组按照图乙进行实验.你认为第 组实验更好,理由是 .
(2)实验时收集的部分实验数据如下表所示.
实验
次数
动力臂
L1/cm
阻力
F2/N
阻力臂
L2/cm
1
10
15
2
20
3
0.5
①表头处所缺栏目为 ,第三次实验时,阻力为 N.
②分析表格数据可知杠杆的平衡条件为:
(写表达式),实验中多次改变力和力臂的大小,从而得到多组数据,这样做的目的是 .
(3)用如图丙所示装置进行探究杠杆平衡条件时,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,发现在杠杆左端的不同位置,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因是 ____________________________.
(1)一 便于测出力臂
(2)①动力F1/N 0.25 ②F1L1=F2L2 得出普遍规律
(3)杠杆有自重
六、测简单机械的机械效率
11.在探究“影响滑轮组的机械效率的因素”的实验时,小明利用两组滑轮组进行了4次测量,用较轻的动滑轮组成的滑轮组测定前3组数据,换用一个更重的动滑轮组成滑轮组测得第4组数据,记录数据如表:
第11题图
动滑
轮重
G动/N
物重
G物/N
钩码上
升高度
h/m
动力
绳端移
动距离
s/m
滑轮组
的机械
效率
η/%
0.1
0.7
0.3
47.6
1.1
60.6
4
①
②
55.6
(1)实验中应 拉动弹簧测力计,使钩码缓缓上升.
(2)由表中数据可知①处应为 ;
根据图中弹簧测力计示数可知②处应为 N.
(3)比较第1、3两次实验数据可得出结论:
使用同一滑轮组,重物越重,机械效率 (选填“越高”“不变”或“越低”).
(4)比较第 次实验数据可得出结论:
使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低.
(1)匀速竖直
(2)66.7 2.4 (3)越高 (4)3.4
(1)实验中应匀速竖直拉动弹簧测力计,这样才能准确读出拉力的值;
(2)①η=
×
100%=
100%≈66.7%;
②由图知,弹簧测力计的分度值为0.2N,所以其示数为2.4N;
(3)比较第1、3次实验数据可得出结论:
使用同一滑轮组,重物越重,机械效率越高;
(4)比较第3、4次实验数据可得出结论:
12.同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时,提出了下列假设.
假设1:
滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关
假设2:
滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关
假设3:
滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关
假设4:
滑轮组机械效率高低可能与滑轮组绳子股数有关
一位同学设计了如图所示的四个滑轮组,并将实际数据填入下表中.
第12题图
表一:
名称
定滑轮
动滑轮1
动滑轮2
钩码
图示
重力/N
表二:
拉力
F1
F2
F3
F4
大小/N
1.67
机械效率/%
66.7
80
(1)在表二中填写第四次实验的机械效率.
(2)根据实验 (选填①、②、③、④)可知,滑轮组机械效率高低与被提升物重有关.
(3)根据实验②和④可知,滑轮组机械效率高低与 无关.
(4)通过实验可以发现,不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,机械效率越 .
(5)要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关,应该选用 (选填“同一”或“不同”)滑轮组,提升同一重物到 (选填“相同”或“不同”)的高度去研究.
(1)80
(2)①和② (3)滑轮组绳子股数 (4)低 (5)同一 不同
(1)实