中考科学错题集训功和机械实验探究题.docx
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中考科学错题集训功和机械实验探究题
2018年中考科学错题集训：
功和机械实验探究题
一、解答题（共2题；共8分）
1.铺设水泥路时，有时要在水泥里面掺入少量纤维材料．某科学兴趣小组为探究在水泥中掺入纤维材料是否会影响水泥路面的牢固程度，设计好方案，利用图中装置用落锤对样品进行连续撞击直至样品断裂，将数据记录在表中。
实验
组别
样品厚
度/cm
样品面
积/cm2
▲ /cm
掺入纤
维种类
纤维掺
入量/%
撞击
次数
1
4
100
50
无
无
20
2
4
100
50
A纤维
0.1
80
3
4
100
50
B纤维
0.1
90
请回答下列问题：
（1）样品的牢固程度可通过比较样品断裂时所承受的________ 来判断。
（2）表中“▲”处填写的内容应为________。
（3）为缩短检验上述规格样品的实验时间，需减少撞击次数，可采用的方法是________ 。
与探究性实验方案．
2.随着智能手机的普及，低头看手机的“低头族”越来越多，那么，颈椎承受的压力跟低头的角度有什么关系？
科研人员进行了研究：
制作头部模型，如图甲，头部可绕支点O（颈椎）转动，转动角度通过固定在上面的量角器测量，将一个小球挂在模型内，其重为5牛模拟头部的重力，头部后面绑一根绳子模拟肌肉，绳子上系一测力计，支点（颈椎）承受的压力约为头部重力与绳子拉力之和，实验数据如下表：
低头
角度/度
绳子
拉力/牛
颈椎承受的压力/牛
0
0
5
15
5
10
30
9
14
45
13.5
18.5
60
17.5
22.5
（1）分析表中数据，可得出的结论是________ ；
（2）改头部模型相当于绕O点转动的杠杆，如图乙，当低头角度增大时，头部重心向左移动，拉力F的力臂变小，请分析拉力F变大的原因________ ；
（3）下列措施中，有利于保护颈椎的是（ ）
A. 不要长时间低头看手机
B. 适当抬高手机屏幕，减小低头角度
C. 低头看书久了应适当抬头，以缓解颈椎承受的压力
二、实验探究题（共10题；共36分）
3.实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能大小与质量和速度的关系”。
放在斜面上某一高度处的小钢球A滚下时，撞击水平面上木块B，并将木块B推出一段距离，数据记录如表所示。
实验
次数
钢球
质量/g
钢球高度/cm
木块滑行距离/cm
1
20
20
30
2
40
20
58
3
60
20
75
（1）实验中钢球动能的大小是通过观察________来判断的。
（2）分析实验数据可以得到的结论是________。
4.在学习影响滑动摩擦力大小的因素后，小柯还是认为重力越大，滑动摩擦力越大。
于是张老师用如图装置与他一起实验。
步骤一：
将铁块放在木板上，往沙桶中加入一定量细沙，使压力传感器的示数为5.00牛，水平向左拉动木板，读出拉力传感器的示数并记录。
步骤二：
换用质量不同、粗糙程度和底面积都相同的铁块，重复步骤一，记录结果如下表。
请回答下列问题：
（1）第1次实验中铁块受到的摩擦力为________牛。
（2）实验中能否用钩码代替细沙？
并说明理由________。
（3）通过实验得出的结论是________。
（4）小柯认为：
该实验中压力传感器的上表面要尽量光滑，否则会使压力传感器的读数偏大。
你认为他的说法是否合理，为什么________。
5.实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。
将钢球从某一离度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。
（1）本实验使钢球获得动能的操作方法是________，钢球动能的大小是通过观察________来判断的。
（2）从表中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达竖直位置的________相同。
实验
次数
钢球
质量/g
钢球下摆
高度/cm
木块滑行
距离/cm
1
20
20
30
2
40
20
58
3
60
20
（3）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换一个较大的木块，乙同学认为不合理，乙的理由是________。
（4）由上述实验数据和现象可得出结论：
________。
6.（2017•衢州）大家都知道：
“摩擦生热”。
那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系？
焦耳等科学家运用多种方法、不同实验，测出做功（W）和做功产生的热（Q）两者之间的比值关系。
其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验：
（1）如图甲，在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮，多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动，转动的叶片与水摩擦，产生的热使水的温度升高。
焦耳通过测量________和重物下落的距离，计算出重物做的功，即翼轮克服水的摩擦所做的功（W）；测量绝热桶中水升高的温度，从而计算出水吸收的热（Q）。
（2）焦耳做这个实验的目的是________。
（3）小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材，粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。
具体方案是：
①用刻度尺测量空保温杯内部高度，记为h杯。
②用天平称量一定质量的水，记为m水，用温度计测出水的温度，记为t1。
③将水倒入保温杯中，测量杯中水的高度，记为h水。
计算出h杯－h水，这也就是杯中水下落的高度。
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1℃的温度计（连接处密闭绝热），盖紧保温杯，如图乙。
⑤________（填写操作），计算出水的重力所做的功（W）。
⑥测出杯中水的温度，记为t2，计算出水吸收的热（Q）。
⑦根据⑤、⑥数据，得出两者的比值关系。
7.（2017•温州）根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。
为了验证此规律，某兴趣小组设计了如图所示的实验：
在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连；当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合水的比热计算出水增加的内能，以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。
（1）为了完成此实验，除已提供测质量的电子天平外，还需要的测量工具有：
________。
（2）兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的一种原因：
________。
（3）改进实验后，获得了如下数据，规律得到验证。
实验
序号
重物质量
（千克）
下降高度
（米）
升高温度
（℃）
实验
序号
重物质量
（千克）
下降高度
（米）
升高温度
（℃）
1
20
5
0.5
4
10
10
0.5
2
20
10
1.0
5
30
10
1.5
3
20
15
1.5
6
40
10
2.0
若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则25千克的重物需下降________米。
8.动能的大小与哪些因素有关呢？
小雨相同的斜面、长木板和纸盒，两个不同质量的小球，设计了如图所示的甲、乙、丙三次实验，测量出每次实验中纸盒移动的距离，再通过比较分析得出结论．
（1）小雨通过观察比较纸盒移动的距离来比较小球动能的大小，这种科学研究的方法与以下选项中的 相同．
A. 研究磁场时用磁感线表示
B. 用黄豆和芝麻混合前后的体积变化研究分子间隙
C. 研究压力的作用效果与受力面积的关系时控制压力的大小相同
D. 电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流我们可以通过电路中的灯泡是否发光去确定
（2）要探究的是动能与质量的关系，应选图甲和图________进行实验．
（3）实验中观察到纸盒移动的距离图丙比图甲短，可得出的结论是________．
（4）如果纸盒与小球碰撞的侧面过于柔软，则纸盒的移动的距离会偏小，请分析解释原因________．
9. 如图所示是小明利用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆的平衡条件”的实验，每个钩码重为0.5N．
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向________ （填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡．
（2）在A点悬挂两个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，需在B点悬挂 ________ 个钩码；取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆水平位置平衡，测力计的拉力为 ________ N；若改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向左上方，杠杆仍然在水平位置平衡，则测力计的读数将________ （填“变大”、“变小”或“不变”）
10.小科在观看台球比赛时发现：
有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动。
小科想：
白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？
通过了解和初步实验，小科发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象。
为进一步探究，小科设计了下述实验方案：
将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，将B球静置于轨道的水平部分，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h1，如图所示，释放A球，撞击后，A球静止，B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的高点，测出该点的高度h2。
通过比较h2与h1的大小关系即可作出判断。
请你作答以下问题：
A球从斜面滑下的过程中，________能转化为动能。
若轨道光滑，且h2=h1，则B球被撞后速度________A球被撞前速度（填“＞”、“=”或“＜”）。
在实际实验中，测出的h2总小于h1，导致这一现象的原因是轨道不光滑，那么你认为小科的设计是________价值（填“有”或“无”）。
11.某同学为探究弹簧的伸长与所用的拉力大小之间的关系，他分别选取了甲、乙两个不同的弹簧进行实验，实验时，他用测力计和刻度尺分别测出所用的拉力大小和弹簧的伸长量（伸长量：
拉伸后的长度与原来长度的差值），实验数据如表一、表二所示
（1）分析表一中1﹣5组数据或表二中6﹣10组数据及相关条件，可归纳出的初步结论是________ ；
（2）分析表一、表二中实验序号 ________ 数据及相关条件，可归纳出初步结论是：
对不同的弹簧，在拉力相同时，它们的伸长量是不同的．
（3）请进一步综合分析表一、表二中数据，能归纳得出的结论是
（a）________；（b）________ ．
（4）综合上述结论及相关条件，如果要定义一个描述同一弹簧发生形变的难、易程度的物理量k，你认为k=________
12.某人在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的重量，在称象过程中，他用到了吊车、铁笼和一根很长的配槽钢等辅助工具，操作步骤如下：
a、如图甲所示，将铁笼系于槽钢上的B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡．b、将大象引入铁笼，保持吊钩悬吊点O点和铁笼悬挂点B点的位置不变，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，如图乙所示，测得OB=6cm，OA=9m，弹簧测力计的示数为200N，根据上述数据测出了大象的重量．
（1）大象的重为________ N．
（2）设计步骤a的目的是________．
三、综合题（共2题；共5分）
13.图甲是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滑下，碰到同一木块上；图乙是探究“牛顿第一定律”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的平面上运动，请回答下列问题：
（1）图甲实验的目的是探究钢球动能的大小与________的关系；
（2）图乙实验中让同一小车从斜面上相同高度由静止滑下的目的是使________．
（3）图甲实验中通过观察木块被推动距离的大小，判断钢球动能的大小；图乙实验通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动的距离，判断小车受到的阻力的大小，两个实验中用到的研究方法是否相同？
________（填“相同”或“不相同”）．
14.小柯在测量某铁块的重力时，发现铁块的重力超出了弹簧测力计的量程，为了测出该铁块的重力，他找来木棒、细铁丝等物品进行如下改进：
步骤一：
将细线系在木棒的A位置，在木棒左端绕上适量的细铁丝，如图甲；
步骤二：
用手指勾住弹簧测力计的B处，对弹簧测力计进行调零，如图乙；
步骤三：
在木棒左端挂上铁块，右端用弹簧测力计竖直向下拉，如图丙。
（1）步骤一中“在木棒的左端绕上适量的细铁丝”的目的是________。
（2）步骤三中，当木棒处于水平位置平衡时，弹簧测力计的示数如图丁所示，则该铁块的重力为________牛。
答案解析部分
一、解答题
1.【答案】撞击次数；落锤下落的高度；提高落锤下落时的高度或增大落锤的质量
【解析】【分析】
（1）实验中通过比较样品断裂时所承受的撞击次数来判断样品的牢固程度；
（2）根据表格中的单位确定相应的物理量；
（3）要减少撞击次数，可增大落锤的重力势能，根据影响重力势能的因素分析即可。
【解答】
（1）由表格中数据知，样品的牢固程度是通过比较样品断裂时所承受的撞击次数来判断的；
（2）表中空格后的单位是cm，cm是长度单位，而落锤的撞击力应该与落锤下落的高度有关系，所以表中“▲”处填写的内容应为落锤下落的高度；
（3）为缩短检验上述规格样品的实验时间，需减少撞击次数，应增大落锤的重力势能，可增大落锤下落时的高度，或增大落锤的质量。
故答案为：
（1）撞击次数；
（2）落锤下落的高度；（3）提高落锤下落时的高度或增大落锤的质量。
2.【答案】
（1）低头角度越大，颈椎承受的压力越大
（2）当低头角度变大时，重力的力臂越大
（3）A,B,C
【解析】【分析】
（1）根据表格中数据得出颈椎承受压力与低头角度的关系。
（2）根据杠杆平衡条件进行分析。
（3）要保护颈椎，应使颈椎受到的力最小，根据上面的结论分析。
【解答】
（1）由表格数据可知，低头角度越大，颈椎承受的压力越大；
（2）由图乙知，根据杠杆平衡条件：
G•L1=F•L2，
由于重力是竖直向下的，当低头角度变大时，重力的力臂越大，则力F越大；
（3）由于低头会使颈椎所受压力变大，且角度越大，对颈椎所受压力越大，所以要保护颈椎，不能长时间低头看手机，可适当抬高手机屏幕，减小低头角度，且低头看书久了应适当抬头，以缓解颈椎承受的压力，ABC均正确。
故答案为：
（1）低头角度越大，颈椎承受的压力越大
（2）当低头角度变大时，重力的力臂越大 （3）ABC
二、实验探究题
3.【答案】
（1）木块在木板上滑行的距离
（2）当物体速度一定时，质量越大，动能越大
【解析】【分析】用控制变量法研究动能大小的影响因素，用转换法表示动能的大小；采用控制变量法研究实验时，一定注意相同因素和不同因素。
（1）让钢球从某一高度由静止释放，使钢球获得动能；一个物体能够做功就说这个物体具有能量，若物体做的功越多就说明物体具有的能量越大；
（2）运用控制变量法，通过数据得出结论。
【解答】
（1）让钢球从某一高度由静止释放，使钢球获得动能；钢球动能的大小是通过钢球对木块做功的多少来体现出来的，木块运动的距离越长，就表示钢球的动能越大；
（2）由表中的数据知：
在速度一定时，物体的质量越大动能越大。
故答案为：
（1）木块在木板上滑行的距离；
（2）当物体速度一定时，质量越大，动能越大。
4.【答案】
（1）2.10
（2）不能；细沙质量小，能较为准确的调节对铁块的拉力，来保证压力大小相同
（3）摩擦力大小与重力无关
（4）不合理，拉力传感器示数始终等于木块对铁块的摩擦力，而与压力传感器和木板之间的摩擦无关
【解析】【分析】
（1）根据二力平衡的知识可知，铁块在水平方向受到的拉力和摩擦力大小相等；
（2）钩码的质量是固定的不能连续变化，据此进行分析；（3）根据影响摩擦力大小的因素利用控制变量法进行分析，得出结论；（4）根据滑动摩擦力产生的条件进行分析。
【解答】
（1）实验中，水平向左拉动木板时，铁块在水平方向受到向右的摩擦力和拉力传感器向左的拉力处于静止状态，根据二力平衡的知识可知，水平方向受到的摩擦力和拉力大小相同，因此第1次实验中铁块受到的摩擦力为2.10N；
（2）钩码质量是固定的不能连续变化，细沙的质量可以连续变化，方便控制铁块对水平木板的压力，实验中不能用钩码代替细沙；（3）三次实验中，木板受到的压力和接触面的粗糙程度相同，摩擦力大小相同，可得出结论：
在压力和接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小相同；（4）实验中测量的摩擦力是铁块与木板之间的摩擦力，铁块与压力传感器不接触，压力传感器与木板之间的摩擦力对实验无影响，所以小柯的说法不合理。
故答案为：
（1）2.10；
（2）不能；细沙质量小，能较为准确的调节对铁块的拉力，来保证压力大小相同；（3）摩擦力大小与重力无关；（4）不合理，拉力传感器示数始终等于木块对铁块的摩擦力，而与压力传感器和木板之间的摩擦无关。
5.【答案】
（1）将钢球从某一高度由静止释放；木块运动的距离
（2）速度、质量
（3）增大木块，会使木块对木板的压力增加，从而增大了木块与木板的摩擦力
（4）在速度一定时，质量越大动能越大
【解析】【分析】
（1）让钢球从某一高度由静止释放，使钢球获得动能；一个物体能够做功就说这个物体具有能量，若物体做的功越多就说明物体具有的能量越大；
（2）影响动能大小的因素是质量和速度，在研究时要采用控制变量法，速度相同是研究动能与质量的关系；（3）由图知是控制速度相同时，研究动能与质量的关系，动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的；（4）通过数据得出结论。
【解答】
（1）让钢球从某一高度由静止释放，使钢球获得动能；钢球动能的大小是通过钢球对木块做功的多少来体现出来的，木块运动的距离越长，就表示钢球的动能越大；
（2）让小球从斜面的同一高度处释放，使小球到达最底端的速度相同，从而探究动能与质量的关系；
（3）上面的两次实验是在速度一定时，改变物体的质量，探究动能的大小，动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的，增大木块，会使木块对木板的压力增加，从而增大了木块与木板的摩擦力；
（4）有表中的数据知：
速度一定时，质量越大动能越大。
6.【答案】
（1）所挂重物的重力（质量）
（2）研究摩擦做功和产生热量的关系
（3）将保温杯慢慢上下翻转多次（n次）
【解析】【分析】
（1）题目中焦耳用下落的重物带动翼轮上的叶片转动，转动的叶片与水摩擦，产生的热使水的温度升高。
重力做功的表达式是W＝GH，所以焦耳需要测量出所挂重物的重力（质量）和重物下落的距离，计算出重物做的功。
（2）焦耳做这个实验的目的是什么？
在题目中明确研究的问题是摩擦做功与生热之间存在怎样的关系？
所以这小题答案：
研究摩擦做功和产生热量的关系。
（3）小柯用自己设计的装置粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。
原理与焦耳的相同，第⑤步操作主要解决的是保温杯内的水做功的问题，由③这一步中“计算出h杯－h水，这也就是杯中水下落的高度。
”可知要让水下落，所以操作应该是将保温杯慢慢上下翻转多次（n次）。
【解答】
（1）由重力做功的表达式是W＝GH，所以焦耳需要测量出所挂重物的重力（质量）和重物下落的距离；
（2）焦耳做这个实验的目的是研究摩擦做功和产生热量的关系；（3）水的重力做功，让水落下所以可以将保温杯慢慢上下翻转多次。
故答案为：
1、所挂重物的重力（质量）；2、研究摩擦做功和产生热量的关系；3、将保温杯慢慢上下翻转多次（n次）
7.【答案】
（1）刻度尺、温度计
（2）由于转轴处存在摩擦（或液体散热）
（3）20
【解析】【分析】
（1）根据实验原理，需要测量温度，以及做功的距离分析；
（2）在实验过程中有能量损失，考虑为摩擦问题；（3）根据实验表格，分析规律，从而计算出水的温度升高2.5℃，25千克的重物下降的高度。
【解答】
（1）需要测量温度，以及做功的距离，因此需要刻度尺、温度计；
（2）由于转轴处存在摩擦（或液体散热），因此存在能量损失；
（3）根据表格可以知道升高0.5摄氏度，物体mh=100kg·m，因此水的温度升高2.5℃，物体mh=500kg·m，则
。
故答案为：
（1）刻度尺、温度计；
（2）由于转轴处存在摩擦（或液体散热）；（3）20。
8.【答案】
（1）D
（2）乙
（3）在质量相同时，物体的速度越大，动能就越大
（4）纸盒的形变需要消耗部分机械能
【解析】【分析】
（1）在物理学中，我们经常把一些不易观察的物理量转化为便于观察的物理量，这就是我们所说的转换法，即在该实验中，动能的大小不易观察，于是我们将小球的动能的大小转换为小球推动纸盒移动的距离来观察，即小球推动纸盒距离越远，小球所具有的动能就越大；在物理学中经常用的转换法，请同学们注意区分和理解．
（2）动能的决定因素有两个：
质量和速度，要研究动能与质量的关系，必须保证速度相同，而质量不同．（3）比较甲和丙图中小球的高度、质量关系，而后再观察小球推动纸盒移动的距离即可得出结论．（4）如果纸盒与小球碰撞的侧面过于柔软，小球撞击纸盒，纸盒要发生形变，需要消耗部分机械能，因而纸盒的移动的距离会偏小．
【解答】解
（1）小雨通过观察比较纸盒移动的距离来比较小球动能的大小，这种科学研究的方法叫转换法，
A、磁感线实际不存在，是人们为形象地描述磁场分布而假想出来的，属于建立模型法．此选项不符合题意；
B、在研究分子间存在间隙的实验中，比较黄豆和芝麻混合前后的体积，根据体积减小得出分子之间有空隙，是通过实际实验得出的，所以不符合题意；
C、研究压力的作用效果与受力面积的关系时控制压力的大小相同，属于控制变量法，此选项不符合题意；
D、电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流我们可以通过电路中的灯泡是否发光去确定，属于转换法，此选项符合题意；
故选D．
（2）要研究动能与质量的关系，要保持两球的速度相等，即处于相同的高度滚下，我们应选择甲图和乙图来进行比较．（3）比较图甲与图丙两实验可看出，此时小球的质量相同，但从不同的高度释放，其滚动到斜面低端的速度不同，推动纸盒的距离也不相同，故能得出：
在质量相同时，物体的速度越大，动能就越大的结论；（4）如果纸盒与小球碰撞的侧面过于柔软，小球撞击纸盒，纸盒要发生形变，需要消耗部分机械能，因而纸盒的移动的距离会偏小．故答案为：
（1）D；
（2）乙；（3）在质量相同时，物体的速度越大，动能就越大；（3）纸盒的形变需要消耗部分机械能．
9.【答案】
（1）右
（2）3；0.75；变大
【解析】【解答】解：
（1）杠杆左端下沉，说明杠杆重心左移，应将平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；
（2）杠杆平衡后，若在A点挂2个钩码，则左边点重力为2G；
又因为力臂OA=3，左边力臂OB=2，
所以由杠杆的平衡条件（F1l1=F2l2）可知：
2G×3=FB×2．
解得FB=3G，故应在B点应挂3个钩码，才能使杠杆恢复平衡．
一个钩码的重是0.5N，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得，
1N×3=FC×4，FC=1.5N，即在B处挂3个
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