2022年浙教版科学中考复习:力学实验探究专题练习(含解析)

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名称 2022年浙教版科学中考复习:力学实验探究专题练习(含解析)
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科目 科学
更新时间 2022-02-07 22:37:14

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2022年浙教版科学中考复习之力学实验探究
一、浮力
1.小金用相同的钩码作“力的测量”实验,请回答下列问题:
(1)用钩码和弹簧测力计探究“弹簧伸长量和受到拉力大小的关系”如图甲所示,由图可得到的结论是______。
(2)若将悬挂的钩码浸没在如图乙所示的水中,再重复上述实验,所得关系图可能是下列哪个图______。
A. B.
C. D.
2.金属与盐溶液发生置换反应时一般会引起溶液密度变化,科学兴趣小组决定设计实验来验证铁块与硫酸铜反应时溶液密度变化情况。如图 1 所示,弹簧测力计挂一铜块 A,烧杯中盛有硫酸铜溶液 B,杯底放入一铁块 C。
(1)科学兴趣小组实验设计的原理是___________。该实验方案中,弹簧测力计的示数变化与溶液密度变化之间存在怎样的关系?___________。
(2)科学兴趣小组将反应过程中弹簧测力计的示数变化描绘成图,各图中正确反映弹簧测力计示数变化的是___________。
(3)小金同学认为该实验方案可以简化,在弹簧测力计下方直接挂一铁块 C,观察弹簧测力计的示数变化就可知道溶液的密度变化(如图 2 所示)。你认为小科的设计是否科学,并说明理由:_________。
3.小明设计了一个“巧妙测出不规则固体密度”的实验。该实验的主要步骤如下:(取g=10N/kg)
①将两个已调好零刻度的弹簧测力计悬挂在铁架台下,将一溢水杯和另一空杯用细线拴在测力计下,向溢水杯中加入一定量的水,使水满过溢水口流入空杯中;
②当水不再流出时,读出弹簧测力计的读数G1和G2;
③将一不溶于水的小石块用细线拴住并慢慢放入溢水杯中,此时溢出的水全部流入另一杯中,
当水不再流出时,读出弹簧测力计的读数G3和G4;
④根据以上数据,通过计算得出小石块密度ρ。
(1)上述实验中,他测得G1=0.94N,G2=0.40N。G3和G4的读数如图 (b)所示,则G3=___________N,G4=___________N;
(2)实验中,小石块排开水的重力是___________N,小石块的体积是___________ m3;
(3)石块的重力是___________N;
(4)通过以上数据,他得出小石块的密度是___________kg/m3;
(5)若将小石块换成一个小盐块,其它步骤不变,不考虑弹簧测力计读数的误差,则他测得的盐块的密度ρ盐’与它的真实密度ρ盐相比,ρ盐’___________ρ盐(选填“>”、“=”或“<”)。
4.小科从课外资料中看到庄子的一句话:如果河中的水积得不够多,那么乘载大船就没有力量。也就是说浮力的大小与河中液体的多少有关。庄子的说法有道理吗?
(1)小科为了验证这说法,他先用弹簧测力计测出木块的重力(如图甲)。再将木块放入烧杯内的水中,木块处于漂浮状态(如图乙),此时浮力为。然后他往烧杯中加水,发现木块仍然漂浮,此时浮力为。经分析可知,___________N。从而得出木块漂浮时浮力大小与水的多少无关。
(2)小科进一步开展了如图丙实验。往两个形状相同的塑料盆、B中各加入10牛的水,再将B盆放入A盆,B盆漂浮。继续往B盆内加30牛水,B盆仍漂浮。此实验还可得出___________的结论。
(3)结合小科的探究活动,给我们的启发是:面对前人的观点,应采取的做法是___________。
A.普通人的观点可以质疑,科学家的观点也可以质疑
B.只要多数人认同的观点我们就要全盘接受
C.可以通过查阅资料、观察实验等方法去验证观点是否正确
D.到目前为止没人反对的观点我们就可以放心接受
5.在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,某小组同学用如图甲所示的装置,将一物体分别逐渐浸入到水和酒精中。为了便于操作和准确收集数据,用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积。他们观察了弹簧测力计的示数及排开液体的体积,并将实验数据记录在下表中。
液体种类 实验序号 物体重力G/N 弹簧测力计读数F/N 物体受到的浮力F浮/N 排开液体的体积V/cm3
水 1 2 1.5 0.5 50
2 1.0 1.0 100
3 0.5 1.5 150
酒 4 2 1.6 0.4 50
5 1.2 0.8 100
6 0.8 1.2 150
(1)加入物块前溢水杯中应加满水,为减少实验误差,下列操作中符合要求的是______。
A.慢慢加水,目测加水到与溢水口相平即可
B.慢慢加水,加水到溢水口有水流出即可
(2)分析实验数据可得出的结论是______。
(3)小黄同学观察到将同一物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越小,弹簧测力计示数与液体密度间存在一定的对应关系。于是小黄将图乙中装置改装成一个密度秤,并将水的密度标在1.0N处,那么酒精的密度应该标在______N处。
6.2020年7月11日“中国航海日”动拉开帷幕,明星舰船极地科考破冰船“雪龙2”号轮停靠在上海港国际客运中心码头供市民参观,“雪龙2”号是中国第一艘自主建造的极地科考破冰船,吃水785米,排水量13996吨,填补了中国在极地科考重大装备领域的空白。为了探知轮船的奥秘,了解轮船各项参数背后的意义,STEAM小组的同学自己动手,设计并制作了“雪龙2”模型,如图甲所示。
(1)设计制作船模的过程中,同学们应该重点考虑船的哪些因素?_______(至少答3点)
(2)根据船的相关知识,小明同学已经在船舷上绘制了一条载重线。请你根据载重线测出这艘船模的最大载重量的测量方法是_______(简述实验步骤)。
(3)你觉得在轮船上勘绘载重线标志的目的是_______。
A.最大限度地利用船舶的装载能力  B.保证船舶的航行安全
C.保证船舶行驶过程中保持稳定  D.判断船舶是否超载
(4)现实中,船舶上往往不止一条载重线。如图乙所示为“雪龙2”轮船船舷上漆着的5条载重线其中的S表示“印度洋载重线”,W表示“北大西洋载重线”。请说明“S”在上,“W”在下的原因?_______
二、摩擦力运动和力
7.摩擦力是初中科学学习的难点,如何形象地表现出摩擦力的大小呢?小柯同学想到了妈妈洗衣服时用的毛刷。
(1)小柯将一个毛刷分别静置在水平面和斜面上,图________显示出毛刷受到了摩擦力的作用。(选填“甲”或“乙”)
(2)小柯发现用不同的速度拉动图甲的毛刷观察到毛刷的形变程度都相同。他在长毛刷上放一个砝码,继续拉动,他观察到毛刷的弯曲程度更大了,据此可得出结论:摩擦力大小与_________有关。
(3)小柯将长毛刷A放在B物体上,拉着B向右运动时,观察到的现象如图丙所示,可推知A没有做匀速直线运动,请从力学角度加以分析___________ 。
(4)小柯运用了转化法,以下研究方法相同的是___________ 。
A.用磁感线来表示磁场
B.用沙子的凹陷程度来表现压强的大小
C.用水流比做电流
D.用磁铁吸引大头针的数目表示磁性的强弱
8.船只停泊在岸边时将缆绳缠绕在码头的立柱上(如下图),为什么缆绳要缠绕多圈呢?某校课外兴趣小组展开了研讨,他们猜想:绕绳的圈数越多,绳和立柱间的摩擦力越大,且摩擦力与绕绳的圈数成正比为了验证猜想,该兴趣小组的同学设计了如下的实验进行探究:
绕的圈数 0 1 2 3 4 5
测力计的示数F/N 7.6 2.9 1.1 0.2 0.1
摩擦力的大小f/N 0 4.7 6.5 7.4 7.5
(1)如图甲,用棉线将重物挂在弹簧测力计下方,测出重力为7.6N,将数据记录在表格中;
(2)如图乙,将铁棒固定在铁架台上,将棉线在铁棒上绕1圈,读出弹簧测力计的示数;
(3)逐渐增加棉线绕在铁棒上的圈数重复实验,直至弹簧测力计的示数接近于0;
(4)棉线绕3圈时,弹簧测力计示数如图丙所示,此时示数为______,该摩擦力大小为______N;
(5)分析实验数据,在弹簧测力计的示数接近0之前,关于摩擦力与绳子缠绕圈数之间关系的探究结论是:______
9.如图所示装置是探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验,铝块和木块的外形相同,一端带有定滑轮的长木板固定不动,铝块通过细线与弹簧测力计相连。(滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计)
(1)比较甲、乙两次实验可探究______。
(2)比较乙、丙两次实验来探究“滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”,该方案中存在的主要缺陷是______。
(3)某同学用如图装置来测量铝块受到的摩擦力,实验时拉着长木板沿水平地面向左运动,读出弹簧测力计示数即可测出铝块受到的摩擦力。在木板运动的过程中,以下说法正确的是______(填字母)。
A.铝块受力平衡
B.铝块所受摩擦力的方向水平向右
C.木板做加速、减速、匀速运动均可
D.拉动木板的力F变大时,弹簧测力计的示数也变大
10.为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,小何同学在老师的指导下做了一系列实验。以下是部分实验步骤(实验过程中保持长木板水平且固定)。已知每个木块的质量为。
第1次:把木块平放在长木板上,用弹簧测力计水平拉,使木块做匀速直线运动(如图)
第2次:把木块侧放在长木板上,用同样的方法拉木块(如图)
第3次:把两块相同木块叠在一起平放在长木板上,再用同样的方法拉木块(如图),得到下列数据。
实验次数 木块对木板的压力 弹簧测力计的示数 滑动摩擦力
1 20 4.0 4.0
2 20 4.0 4.0
3 40 8.0 8.0
(1)比较第1、2两次实验数据,可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积______(填“有关”或“无关”)。
(2)比较第1、3两次实验数据,可以初步得出的结论是:______。
(3)如图所示,若将上述实验中完全相同的木块和叠放在水平桌面上,在的水平拉力F1作用下,、一起作匀速直线运动,若将、紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推使它们一起匀速运动,则推力______。
11.如图甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块,A端的拉力均匀增加,0-t1时间木块静止,木块运动后改变拉力,使木块t2后处于匀速直线运动状态。计算机对数据拟合处理后,得到如图乙所示拉力随时间变化图线,回答下列问题:
(1)当用F=5.2N的水平拉力拉静止的木块时,木块所受摩擦力大小为___________牛;若用F=5.7N的水平拉力拉木块,木块所受摩擦力大小为___________牛。
(2)如图丙所示,为研究滑动摩擦力Ff大小与接触面受到压力大小FN的关系,在重力为17牛的木块上每次增加1牛重的砝码,分别用水平拉力F使木块作匀速直线运动。实验测量数据如下表。
木块对水平面压力FN(牛) 17 18 19 20 21
水平拉力F(牛) 5.1 5.4 5.7 6.0 6.3
根据表格数据,得出滑动摩擦力Ff大小与接触面受到压力FN大小的关系式为___________。
12.在测量滑块与木板之间的滑动摩擦力探究活动中,实验装置如图所示,一表面相糙的木板固定在水平桌面上,木板上的滑块通过轻绳绕过定滑轮,绳的另一端悬挂托盘,实验时,在托盘中放入适量的砝码,使滑块做匀速直线运动.已测量出木板的质量m1,滑块的质量m2,砝码的质量m3,托盘和砝码的总质量m4
(1)滑块的滑动摩擦力表达式为f=______(用已知或测量的物理量符号表示)
(2)我们知道,滑动摩擦力f的大小是由物体接触面间的压力FN和接触面的粗糙程度决定的,物理学中用动摩擦因数表示接触面的粗糙程度则有关系式成立,图中滑块与木板间的动摩擦因数______
(3)小朱同学改进了实验,将托盘和砝码改成了装沙的小桶,优点是______
13.在“探究摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,小明同学设计了如图所示的装置进行实验。弹簧测力计固定在木板上,开启电动机后,小明在 4 秒钟内观察测力计的示数变化, 并绘制了如图乙所示的图像。
(1)0~2 秒木块相对于小车处于___________状态。
(2)木块受到的滑动摩擦力的大小和方向分别是:___________。
A.2.3 牛水平向左 B.2.3 牛水平向右 C.2.0 牛水平向左 D.2.0 牛水平向右
(3)4 秒钟后,如将电动机的转速由每分钟 20 转调至每分钟 40 转,则弹簧测力计的示数将___________。 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)如要探究滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度的关系时,在现有实验的基础上,还应增加的操作是:_______________________________。
14.某兴趣小组在探究“影响摩擦力大小的因素”时,用如图所示的装置进行实验。
实验一:将长方体木块平放在长木板上,用力F拉长木板,当长木板与木块发生相对滑动后,记录弹簧秤的示数于表一、再将木块分别侧放、竖放,重复实验。
实验二:将长方体木块平放在长木板上,用力F拉长木板,当长木板与木块发生相对滑动后,记录弹簧秤的示数于表二、再分别将一个砝码,二个砝码放在木块上,重复实验。
表一
实验次数 压力大小 木块放置情况 弹簧秤示数/牛
1 木块的重 平放 1.0
2 木块的重 倒放 1.0
3 木块的重 竖放 1.0
表二
实验次数 压力大小 木块放置情况 弹簧秤示数/牛
1 木块的重 平放 1.0
2 木块和一个砝码的总量 平放 1.5
3 木块和二个砝码的总量 平放 2.0
(1)实验一的第3次实验时,木块与长木板之间的滑动摩擦力为___________牛;
(2)实验一探究的问题是___________;
(3)表二中的实验数据可得出的结论是___________。
15.探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有怎样的关系”的活动,小丽所在小组的实验如图甲所示。
(1)实验中要测量出每次木块A与水平放置的木板间的滑动摩擦力的大小,应沿木板水平拉木块A做匀速直线运动,但实验中很难控制木块A做匀速直线运动,她重新设计实验如图乙,当她水平向左加速拉动木板时,待木块A稳定后,A受到的摩擦力___________(填“<”或“>”或“=”)弹簧秤所受的拉力。
(2)接着小丽按图乙只改变砝码,做了4次实验,实验数据如下表,分析实验数据可得出结论:___________。
实验次数 1 2 3 4
砝码重G(N) 3 5 7 9
木块G(N) 1 1 1 1
弹簧秤示数F(N) 0.8 1.2 1.6 2.0
(3)实验中,小丽拿掉木块A上的砝码,沿木板水平拉木块A做匀速直线运动,测出滑动摩擦力。再将A沿竖直方向截去一半后测量,测得截去后的木块所受的滑动摩擦力是完整时的一半。她由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。她的探究过程存在的问题是______________________。
(4)小张用如图的方式来测定滑动摩擦力,但实验屡次失败。在弹簧秤符合实验要求,且不改变木块放置、不换器材的情况下,请提出改进建议___________。
16.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,往砂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:
实验次数 质量不同的铁块 压力传感器示数(牛) 拉力传感器示数(牛)
1 小 5.00 2.10
2 中 5.00 2.11
3 大 5.00 2.11
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,否则会使拉力传感器的读数偏大,你认为他的说法是否合理,为什么?____________________________。
17.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,往砂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:
实验次数 质量不同的铁块 压力传感器示数(牛) 拉力传感器示数(牛)
1 小 5.00 2.10
2 中 5.00 2.11
3 大 5.00 2.11
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,否则会使拉力传感器的读数偏大,为什么?__________________________________________________________________________.
18.某兴趣小组在探究“影响摩擦力大小的因素”时,用如图所示的装置进行实验。
实验一:将长方体木块平放在长木板上,用力F拉长木板,当长木板与木块发生相对滑动后,记录弹簧秤的示数于下表;再将木块分别侧放、竖放,重复实验;
实验次数 压力大小 木块放置情况 弹簧秤示数/牛
1 木块的重 平放 1.0
2 木块的重 倒放 1.0
3 木块的重 竖放 1.0
实验二:将长方体木块平放在长木板上,用力F拉长木板,当长木板与木块发生相对滑动后,记录弹簧秤的示数于下表;再分别将一个砝码,二个砝码放在木块上,重复实验;
实验次数 压力大小 木块放置情况 弹簧秤示数/牛
1 木块的重 平放 1.0
2 木块和一个砝码的总量 平放 1.5
3 木块和二个砝码的总量 平放 2.0
(1)实验一的第3次实验时,木块与长木板之间的滑动摩擦力为________牛;
(2)实验一探究的问题是________;
(3)表二中的实验数据可得出的结论是________。
19.科学兴趣小组同学发现利用播种机对谷粒进行播种时,有少量谷粒因与机器摩擦而损伤。为了比较不同材质的薄板对谷粒的摩擦力大小,他们采用如图所示的装置进行了探究,具体步骤如下:
①取含水率为10.7%的同一品种谷粒若干,用泡沫胶单层均匀固定在水平测试台上。
②将一定厚度和大小的薄钢板平放在谷粒上方,并在钢板上方放置一定质量的配重。
③用弹簧测力计水平匀速拉动钢板,记录弹簧测力计的读数F,重复操作3次。
④将钢板替换为形状相同的铁板、亚克力板,并分别调整配重的质量,重复步骤①~③。获得实验结果如下表。
实验次数 拉动不同材质薄板的拉力F/牛
钢板 铁板 亚克力板
1 1.69 1.90 1.82
2 1.62 1.95 1.78
3 1.73 1.87 1.85
(1)实验中每次都要调整配重的目的是___________。
(2)通过本实验研究,可得出的结论是___________。
(3)为使实验结论更具普遍性,还需选择怎样的谷粒进行进一步实验?___________ 。
20.在探究“影响滑动摩擦力的因素”实验中,小明用弹簧秤水平拉着木块在水平木板上匀速滑动(如图),进行了 6 次测定,实验数据整理如下表。(木块因纹路不同,侧面比正面粗糙)
次数 接触面 压力/N 弹簧秤示数/N
1 木块正面 1.7 0.3
2 木块正面 3.7 0.8
3 木块正面 5.7 1.2
4 木块侧面 1.7 0.6
5 木块侧面 3.7 1.5
6 木块侧面 5.7 2.5
(1)小明认为滑动摩擦力的大小与弹簧秤的拉力大小相等,理由是___________。
(2)比较分析实验次数 1、2、3 或 4、5、6,可以得出的结论是___________。
(3)比较实验次数 1 和 4,小明发现木块受到的滑动摩擦力不同,小明认为有可能是由于接触面积的大小不同引起的。为了研究这个问题,在不增加任何辅助工具的前提下,请你简要设计实验方案___________。
21.在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,南南选用了如图所示的装置进行实验,实验步骤:①在水平面上依次铺上毛巾、棉布、塑料板;②将小车从斜面同一高度静止下滑至斜面底端,并继续滑行;③用数据传感器采集在3次实验中,从斜面同一高度静止下滑至斜面底端,并继续滑行至静止时小车速度大小的变化(如图乙所示),滑行至斜面底端时所需的时间均为t0,空气阻力忽略不计,请回答:
(1)由步骤②的信息可知,小车从同一高度静止下滑,每次到达斜面底部时的速度是______的(选填“相同”、“不同”或“无法判断”)。
(2)实验中,南南通过观察______来比较阻力对物体运动的影响大小。
(3)若在平面上换上一种材料,使小车在其上运动时所受阻力为0,则小车从斜面底端开始运动过程中速度化是怎样的?请在乙图中画出小车从斜面底部开始其速度v随时间t的变化图像。_____
22.跳跳球是一种老少皆宜的健身器材,如图所示,脚环套住一只脚并甩动即可使小球绕着脚运动,实现另外一只脚的跳跃运动,运动时脚环对脚丫有拉力,小明猜想该拉力大小可能与小球的运动速度、小球的质量、绳子的长度等有关。小明设计图乙所示装置,探究小球运动速度对拉力大小的影响,在光滑水平桌面上用没有弹性的细绳连接一个小钢球,并通过桌面中央的小孔接到固定的弹簧测力计上,小钢球顺时针运动,A、B两点离小孔距离相等,从A点匀速运动到B点小钢球转过的角度为90°。在A、B两点正上方有“测时激光孔”。“测时激光孔”能记录物体经过该点的时刻。
第一次实验 第二次实验 第三次实验
数据组 A点时刻 B点时刻 A点时刻 B点时刻 A点时刻 B点时刻
1组 0分2秒 0分5秒 0分2秒 0分4秒 0分2秒 0分3秒
2组 0分14秒 0分17秒 0分10秒 0分12秒 0分6秒 0分7矜
3组 0分26秒 0分29秒 0分18秒 0分20秒 0分10秒 0分11秒
弹簧测力计 读数 0.1牛 0.25牛 F
(1)第三次实验测得力大小记为F,大小如图乙中弹簧测力计示数所示,为___________牛。
(2)小明获得数据如表所示,其中速度最快的是第___________次实验。
(3)小红认为小明的实验无法得出严谨的科学结论,小红的理由是___________。
23.学习过摩擦力以后,小明同学想探究“滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小”之间的关系,为了提高实验的精准度,小明选用了如图甲所示的装置,该装置通过驱动装置带动传送带运动,木块保持不动,其中力传感器可以代替弹簧测力计精确显示拉力的大小。驱动装置的电路如图乙所示。
(1)在实验过程中,要增大传送带运动的速度,可以将滑动变阻器滑片向______(选填“左”或“右”)移动实现。
(2)在实验过程中让同一木块在同一传送带上进行实验是为了:______。
(3)图丙是不同速度下滑动摩擦力与时间的关系图,观察该图可知,滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关,理由是:______。
24.在《二力平衡条件》一课中,教材设计了一个活动,在一块正方形轻质木板两对角位置打上两个小孔A和B,并在A和B间画一条对角线。用两个弹簧测力计通过细绳分别对木板施加力。
(1)现在由一位同学用手按住木板,另两位同学拉住弹簧测力计对木板施加力,力的方向如图所示,拉力大小保持相等;当按住木板的同学放开手后,可以观察到木板________。
(2)两位施加力的同学继续用力使得木板再次静止,此时可以发现这两个力的方向________。
(3)两位施加力的同学继续保持用力状态,原来按住木板的同学两次将木板按住,并设法用刀具沿另一条木板的对角线将木板一分为二,放手后,木板两部分立即分离,此现象说明要使二力平衡,这两个力必须________。
25.如图是小八和小乐探究“二力平衡条件”时的实验情景,回答问题:
(1)据图分析,此实验的研究对象是________,小八在实验中保持G1和G2相等,将小车扭转一个角度:松手后发现小车无法在原位置静止。小八进行此实验的目的是探究二力平衡时,必须满足的条件之一是两个力________。
(2)小乐在进行实验时,发现G1和G2大小存在较小的差异时小车也能保持静止,这与他预估的现象不相符,你认为可能的原因是什么________。
26.飞机在空中飞行时都有一定的迎角(机翼轴线与水平气流的夹角),飞机飞行时的升力除了与机翼形状有关外是否还与迎角大小有关?为了研究这一间题,在老师的帮助下,小明利用电风扇、升力测力计、飞机模型,按图甲方式进行如下实验。
①闭合电风扇的开关,调节档位使其风速最大,并使飞机模型的迎角为0°,记录测力计的示数。重复5次实验并计算升力平均值。
②改变迎角大小,使其分别为5°、10°、15°、20°,重复步骤①。
③处理相关数据得到“升力与迎角的关系”如图乙。
(1)本实验得出的结论是:______________。
(2)小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”。利用现有器材,如何操作可以模拟飞机不同的飞行速度?________________。
(3)资料显示:本实验结论与实际相符,且飞机迎角一定时,飞行速度越大升力也越大。若某飞机以500千米/时做水平匀速直线飞行时的迎角为θ1,而以800千米/时做水平匀速直线飞行时的迎角为θ2(θ1、θ2均小于15°)。请比较θ1、θ2的大小关系:__________。
27.某科学兴趣小组为探究物体运动速度改变的快慢(单位时间内运动速度的改变量)与物体受力大小的关系,在创新实验室做了如下的实验:
如图甲所示,水平桌面上固定了一个导轨。导轨上的小车用细绳跨过定滑轮(摩擦不计)与重物相连,小车上固定一个宽为厘米的挡光片。在导轨上A、B两个位置各固定一个光电门。光电门如图乙所示。光电门内有一束光从N射向M。M处装有光传感器,当有物体经过NM之间把光挡住时,传感器能记录光被挡住的时间t。这样就可求得挡光片经过光电门时的速度、和。两个光电门配合使用还能测出挡光片从A点运动到B的时间
实验步骤:
①保持重物P质量不变,让小车从OA间任意点释放,分别测出挡光片经过A、B两位置的挡光时间和,以及挡光片从A运动到B的时间,计算出单位时间运动速度的改变量(用表示),则 。重复实验。a近似相等。
②增大重物质量且保持不变,让小车从OA间任意点释放,按照①的操作,计算出单位间运动速度的改变量(用a2表示)重复实验。a2近似相等,且。
(1)在实验①时,某次挡光片经过A位置的挡光时间为0.025秒,则挡光片穿过光束的速度为_______________。
(2)该实验中为什么用重物P来提供拉力 _______________
(3)由实验可得出的结论是______________________________
(4)上述结论可以解释汽车在行驶过程中_______________的现象。
A.制动力(阻力)越大,汽车越容易停下来
B.质量越大,汽车越难停下来
C.速度越大,汽车越难停下来
28.某同学学习了“研究影响滑动摩擦力大小的因素”后,做了如下实验;同种材质且体积相等、质量都为500g的A、B两个木块,放在一长木板上进行实验,实验中保证水平匀速拉动弹簧测力计,实验过程及结果如图所示。
(1)图甲中物体运动的速度大小为,图乙中物体运动的速度大小为,实验过程中,关于和的大小,下列说法正确的是_____。
A.一定大于 B.一定小于
C.一定等于 D.可以大于、等于或小于
(2)图丁中拉动物体A、B一起匀速运动,拉力的大小为_____N。
(3)在甲乙丙丁实验中,对比_____实验,可以得出A木块与B木块表面粗糙程度不同。
29.在学习“二力平衡的条件”时,同学们设计下列三种实验方案:
(1)分析上述三个方案,你认为_________方案最合理。其他两个方案不合理的理由是_________(选择一个方案作答)。
(2)科学猜想的提出都是以一定的事实为基础。在实验中,小明提出二力平衡的条件之一是“方向相反”的猜想。请举出一个生活中的实例_________。
30.某小组探究“滑动摩擦力太小与压力、重力两个因素是否有关”,设计了如图装置:在水平放置的台式测力计上放质量不计的白纸,再在白纸上压金属盒,金属盒右边连接弹簧测力计,弹簧测力计右端固定,左边用手拉动白纸。探究小组进行了3次实验,记录如下,请根据探究记录回答:
实验步骤 台式测力计的示数F/N 金属盒重力G/N 弹簧测力计示数f/N
① 将金属盒放在质量不计的白纸上,在拉动白纸的过程中读出相关数据 5 5 2
② 接步骤①,将质量不计的氢气球系在金属盘上,在拉动白纸的过程中读出相关数据 3 5 1.2
③ 接步骤②,往金属盒注入适量的沙子,使台式测力计的示数为5N,在拉动白纸的过程中读出相关数据 5 7 2
(1)为了测出滑动摩擦力的大小,弹簧测力计读数时有什么要求?___________
A.白纸、金属盒都必须匀速运动 B.白纸必须匀速运动、要等金属盘停止运动
C.白纸运动可以不匀速、要等金属盒停止运动D.白纸、金属盒都必须停止运动
(2)要得出摩擦力大小与重力是否有关的结论,应对比步骤___________。
(3)该探究实验能得出的结论是___________。
(4)科学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易于测量的物理量去间接测量,这种研究问题的方法叫做转换法,如本题滑动摩擦力的大小转换为弹簧测力计示数的大小,下列事例中属于这种方法的是___________。
A.研究电压时把电压比作水压
B.扩散现象可证明分子做无规则运动
C.研究导体电阻与长度的关系时,控制导体材料、横截面积等因素相同
D.研究电学相关知识时,用电路图来代替实物电路进行分析研究
三、功和能
31.小金和小华利用如图所示斜面进行有关探究活动,请回答下列问题:
(探究一)小金设计了图甲所示的实验,他每次控制小球在斜面的同一高度自由静止释放,在水平面上第一次铺上毛巾,第二次铺上棉布,第三次铺上玻璃,观察A球在水平面上运动距离的远近。
(1)小金进行以上实验探究,基于的猜想是__________________。
(2)小金根据小球在毛巾表面运动距离最近,玻璃表面运动距离更远的事实,得出结论:若运动的小球在没有摩擦的水平面上,将一直作匀速直线运动。他得出以上结论的过程,应用的科学方法是__________________________。
(3)(探究二)小华设计了图乙所示的实验,探究动能大小的与质量的关系。她控制质量不同的小球从斜面上同一高度由静止开始滑下,撞击静止于水平木板上的木块(不计空气阻力),比较木块运动距离的远近。
小华“控制质量不同的小球从斜面上同一高度由静止开始滑下”的目的是______。
(4)请写出图甲实验与图乙实验中,一个操作上的不同之处:______。
32.如图甲所示是表面光滑、斜面倾斜程度可调的实验装置。小明用该装置探究“物体由静止沿光滑斜面下滑到底端的速度大小与什么因素有关”。他提出如下猜想:
A.可能与斜面倾斜程度有关;
B.可能与___________有关;
C.可能与物体下滑起点的高度有关。
可供选用的器材:质量不同的钢球若干,刻度尺,量筒,秒表。
斜面倾斜程度 较大 较小
实验次数 1 2 3 1 2 3
小球从P运动到Q的时间t/s 5.1 5.0 5.1 5.1 5.1 5.0
(1)将猜想补充完整;
(2)丙表格是利用一钢球探究猜想,根据数据可以得出的结论是:___________。
(3)如乙图所示,让小球从A点静止释放,运动到C点时,若一切外力消失,则小球会沿哪条路线继续运动,并写出判断的依据:___________。
33.小明在选用弹簧测力计的过程中,发现测量大小相同的力时,用不同规格的测力计,弹簧伸长的长度不一样。对哪些因素会影响弹簧的伸长量,小明有三种猜想:
猜想1:制造弹簧所用的材料可能影响弹簧的伸长量;
猜想2:弹簧的原长可能影响弹簧的伸长量;
猜想3:弹簧的粗细可能影响弹簧的伸长量。
小明为探究自己的猜想,设计出一个实验方案:
①将一根弹簧剪成长度不同的两根,测出两根弹簧的初始长度L1、L2;
②如图所示,固定弹簧的一端,用大小相等的力拉弹簧,测出两根弹簧的对应长度L1′、L2′;
③改变拉力的大小,重复实验步骤①②,记录实验数据。
(1)该实验方案研究的是猜想________(填写序号);
(2)实验方案中将“一根弹簧剪成长度不同的两根”,这样做的目的是________;
(3)实验方案中“用大小相同的力拉弹簧”表明弹簧的伸长量还与________有关;
(4)探究此猜想需要研究和比较的物理量是________和________。
34.在科学实验中常用到斜面这一实验器材来探究问题,比如:
(1)利用斜面研究阻力对物体运动的影响,如图甲所示。小车从同一斜面的同一高度由静止释放,是为了使小车到达水平面时的_______相同。实验中,在毛巾、木板、平板玻璃等不同的表面上前进不同的距离后停止,此过程中小车克服阻力做功。假设在毛巾、木板、平板玻璃表面上小车克服阻力做的功分别为W1、W2、W3,请比较并写出它们的大小关系式:________。
(2)利用斜面探究动能大小与哪些因素有关,如图乙所示。在这个实验中通过观察比较_______来判断小球动能的大小。
(3)在探究“动能的大小与质量的关系”时,某同学对“不同质量的小球在斜面同一高度由静止下滑到水平面时速度相等”的结论存在质疑,请你设计实验证明不同质量的小球在同一高度的斜面上下滑速度是否相等,写出实验操作步骤及判断方法?_________。
四、压力压强
35.离瘪塑料袋的袋口一定距离向袋内吹气,塑料袋会鼓起(如图甲)。小明认为塑料袋中的气体都由口中吹出。为了验证猜想,他用瘪塑料袋做了如下实验:
①取口径相同、长度分別为30厘米、60厘米、90厘米的瘪塑料袋各两个,分別标为、,、和、;
②微微张开塑料袋的袋口,将袋口紧贴嘴(如图乙),将口中的气体一次性吹入袋中,直至人不能吹气时迅速扎紧袋口,塑料袋呈筒状(如图丙),过程中保证不漏气。用刻度尺粗略测量并估算袋中气体的体积在塑料袋容积中的占比;
③微微张开塑料袋的袋口,将袋口距嘴10厘米,向袋内快速吹一口气,然后迅速扎紧袋口,用刻度尺粗略测量并估算袋中气体的体积在塑料袋容积中的占比;
④换用塑料袋和、和、,重复步骤②和③,获得结果如表所示。
吹气方式 实验组别
第1组 第2组 第3组
嘴贴袋口吹气 中充满气体 中气体体积约占容积的 中气体体积约占容积的
嘴距袋口10厘米吹气 中充满气体 中充满气体 中充满气体
(1)根据实验结来.可以否定小明猜想的实验组别是______;
(2)实验中,塑料袋中的气体并未充满,如何用刻度尺粗略测量并估算袋中气体体积在容积中的占比?______;
(3)说明“嘴距袋口10厘米吹气,能使塑料袋充满气体”的原因:______。
36.小黄利用一次性注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等器材测量大气压,实验步骤如下:
①观察并记录注射器所标的最大容积V,并用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L。
②将活塞推至注射器底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。
③如图甲所示,用细绳拴住注射器活塞的颈部,使线的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F。
(1)实验步骤①的目的是______。
(2)若小黄选用图乙中注射器B进行实验,当弹簧测力计被拉到最大读数时,注射器活塞仍没有滑动,此时你的建议是:______。
(3)若采用图丙所示的方式来测量大气压强,与甲比较,图丙的测量结果______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
37.如图甲所示,是科技兴趣小组制作的“真空炮”模型:在一根两端开口、内壁光滑、水平放置的透明塑料管左端管口处,放置一枚弹丸;管口两端各有一块可自由开合的挡板;靠近管口右端连接一抽气机。抽气一段时间后,迅速将挡板1打开,弹丸便可冲开挡板2从管右端射出。
弹丸从管口射出的出口速度与哪些因素有关呢?小明提出了如下猜想:
A:与弹丸的形状有关;B:与弹丸的质量有关;C:与抽气时间有关;
小明在塑料管壁两侧安装了多套光电传感计时器,用于测量弹丸在管中不同位置的运动速度。请完成下列各实验步骤的填空:
(1)抽出挡板1时,弹丸受到的动力来自于其两端气体的___________。
(2)探究猜想A时,控制弹丸的质量和抽气时间相同,分别用球形与弹头形弹丸进行实验,测得弹丸速度大小随运动位置变化关系的图像(如图乙所示),则出口速度较大的是___________弹丸。
(3)为探究猜想B,小明设计了完整的实验方案,请帮他简述一下实验设计要点:___________。
(4)探究猜想C时,小明根据实验数据绘制了弹丸射出的出口速度随抽气时间变化关系的图像(如图丙所示),试解释抽气时间后,弹丸射出的出口速度保持不变的原因:___________。
38.某科技兴趣小组制作了如图甲所示的“真空炮”模型,对弹丸从管口射出的速度的影响因素展开探究,具体实验步骤如下:
①在一根两端开口、内壁光滑、水平放置的透明塑料管左端管口处,放置一枚质量为20克的弹丸(弹丸与透明塑料管上下形成封闭结构);管口两端各放置一块可向上打开的挡板。
②在透明塑料管壁两侧安装多套光电传感计时器,测量弹丸在管中不同位置时的运动速度。
③靠近右端管口处连接额定功率1000瓦的抽气机,抽气一段时间后,迅速将挡板1打开,弹丸便可冲开挡板2从右端管口射出。
④___________
⑤处理相关数据,得到“弹丸质量与射出管口的速度’’的数据图像,如图乙所示。
(1)根据研究意图,填写实验步骤④___________。
(2)实验中为了控制弹丸每次获得的能量一致,在具体操作时需要保证每次___________相同。
(3)进一步研究“弹丸从管口射出的速度与透明塑料管长度的关系”时,小组换用了多根长度不同的透明塑料管,用同一个弹丸,抽出等量空气后,重复多次实验,分析实验数据发现:长度小于3米的透明塑料管,弹丸在管中运动的速度总是逐渐增大;长度大于3米的透明塑料管,弹丸在管中运动的速度却先增大后减小。请你分析弹丸在长度大于3米的透明塑料管中速度先增大后减小的原因:___________。
39.覆杯实验是科学教材中的经典实验(如图甲)。科学小组利用现代高速摄影技术进行了相关研究。当杯中装入部分水(如图乙),倒置的瞬间水与轻质盖片会一起下降一段高度(如图丙),在杯口和盖片之间形成一段液桥。
空气柱高度/cm 2.25 4.50 9.00 13.50 15.75
液桥高度/cm 0.078 0.138 0.215 0.168 0.123
(1)覆杯实验的目的是证明___________的存在;
(2)在图丙中,形成液桥的瞬间,容器内气体压强___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)外界大气压强;
(3)取一个高为的杯子,改变杯子内空气柱高度,盖上轻质盖片并倒置,测出相应液桥长度,得到数据如表丁。说明___________;
(4)相关实验表明:空气会从液桥进入,液桥越长空气越容易进入,覆杯实验成功率越低。则下列四个留有部分空气的覆杯实验,最不可能成功的是___________。
A. B. C. D.
40.水对容器侧壁有压强,水从小孔水平射出的速度与哪些因素有关?
(提出猜想)水从小孔水平射出的速度可能与小孔在水中的深度有关。
(查阅资料和思考)如图甲所示,h表示小孔在水中的深度,v表示水流从小孔水平射出的速度,H表示小孔到桌面的高度,s表示水流射程(小孔到落点的水平距离)。查阅资料可知,当H一定时,s随v的增大而增大。要研究v和h的关系,由于v无法直接测量,转为研究s、H、h的关系。
     
(实验步骤)
①将容器置于木块上,如图乙所示。
②堵住三个小孔,往容器中加入适量的水。记录h和H。
③打开小孔,同时测量并记录从三个小孔水平射出的水流射程s。
④换高度不同的木块,重复步骤①~③。
(实验数据及分析)
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
小孔 a b c a b c a b c
h/cm 10 20 30 10 20 30 10 20 30
H/cm 30 20 10 40 30 20 50 40 30
s/cm 35 41 35 40 49 50 45 58 59
(1)分析表中数据可知,当小孔在水中的深度h一定时,水流射程s随小孔距桌面的高度H增大而___________(填“增大”或“减小”)。
(2)采用控制变量的方法,通过比较实验序号为___________的三组数据,可以得出:水从小孔水平射出的速度v与小孔在水中的深度h有关。
(3)小宁再分别用食盐水和酒精替换水进行实验,目的是为了探究液体从小孔水平射出的速度v是否与___________有关。
41.在“比较纸锥下落快慢”的活动中:
(1)将如图甲所示两个等大的相同材料圆纸片,各裁去一个扇形,做成如图、所示的两个锥角不等的纸锥。应选择图___________中所示的位置(填“乙”或“丙”),将两个纸锥从同一高度同时释放。
(2)小温如甲图制作两个纸锥进行实验,结果多次实验发现,纸锥在相同高度下落都恰好同时落地,于是他得出结论:纸锥下落快慢与顶部横截面积无关。你认同吗___________?说明理由___________。
(3)在实验过程中,发现有些纸锥下落时摇摇晃晃,运动的轨迹类似于“型”,运动的路程与测量结果不符,请你帮忙改进,你的方法是___________(写出一种即可)。
42.在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中:
(1)如图是小明同学设计的用压强计探究影响液体压强因素的两次实验情景,比较甲、乙两图得到的结论是________。
(2)在乙图中,小明保持压强计的橡皮膜到烧杯底部的高度不变。将橡皮膜朝向不同方向,发现U型管两侧液面的高度差________ (填“变大”、“变小”或“不变”)。之后,向水中加入适量的食盐并充分搅拌(设液面高度不变),发现U型管两边液面的高度差与原来相比增加了,小明设计此步骤想探究的问题是_______________。
(3)实验时把金属盒放入液体中,通过观察U型管两侧液面的高度差来判断液体压强的大小。在以下几个实验中,所用研究方法与此方法相同的有__________(填序号)。
A.探究滑动摩擦力大小与压力大小、接触面粗糙程度关系
B.将玻璃罩内的空气慢慢抽出,听到罩内闹钟的铃声逐渐减弱,由此推理得出真空不能传声
C.探究电流产生的热量与电流强度大小、电阻大小的关系
D.探究动能大小相关因素实验中,由木块移动距离反映小车动能的大小
43.在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。
步骤一:将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;
步骤二:将金属盒放入水中深度15厘米处时,发现金属盒的位置不动,但形管两侧的液面高度差逐渐减小;
步骤三:调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图(甲)所示,在深度15厘米处观察到现象如图(甲)所示。
得出结论:同种液体内部压强随着深度的增加而增大。请完成下列问题:
(1)该实验过程用到的科学方法有___________(填选项)
A.转化法 B.控制变量法 C.类比法
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是___________;
(3)小金反思:只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的,还需改变深度、更换液体进行多次实验,其目的是___________;
(4)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为的液体,点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式,推导出点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是pa=___________。
五、密度
44.为测食盐的密度,小明进行如下实验;
①让烧杯Ⅰ漂浮在盛满水的溢水杯中,如图甲。
②向烧杯Ⅰ加食盐,使溢出水的体积为50毫升,如图乙。
③将烧杯Ⅰ从溢水杯中取出,另取足量食盐和水,加入溢水杯,搅拌使其充分溶解,结果如图丙。
④将烧杯Ⅰ中的食盐全部加入到溢水杯,测得烧杯III中溢出的水为23毫升,如图丁。
(1)步骤③中配制该溶液的目的是___________。
(2)据题中信息,计算出食盐的密度_________。(结果保留两位有效数字)
(3)下列操作中会使食盐密度测量值结果偏大的是___________。(可多选)
A.步骤①中烧杯II中的水没有倒掉直接进行步骤②
B.步骤②中量简测量烧杯Ⅱ中水的体积时仰视读数
C.步骤③中溢水杯未加满液体
D.步骤④中烧杯Ⅰ中有极少量食盐未倒出
45.学习浮力知识后,小华想制作一个密度计,他制作步骤如下:
a、取一根饮料吸管,将铁丝从吸管的下端塞入作为配重,并用石蜡将吸管的下端封起来。
b、将其漂浮在水中,在吸管上标出水面的位置,测出该位置到吸管下端的距离,即吸管浸入水中的深度H,如图所示。
c、推导:设吸管横截面积为S,在水中漂浮,故浮力与重力二力平衡,所以G=水gSH;若漂浮在其它液体中,则浸入的深度h会因液体密度的改变而改变,但浮力仍与重力平衡,即G=液gSh。
(1)小华制作密度计的原理是利用了物体漂浮在液面时,浮力___________重力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。步骤a中,将一些铁丝从吸管的下端塞入作为配重是为了降低吸管的重心,从而让它能够竖直的漂浮在液面上。
(2)通过对步骤c的分析,请推导出漂浮在ρ液液体中时,浸入深度h=___________(用水、液、H表达)。
(3)若吸管漂浮在水中时H=7.2cm,漂浮在某液体中时h=9cm,则液体密度为___________kg/m3
(4)制作完毕后,小黄发现两个相邻密度值刻度线之间的距离较小,请提出一个方法,使两条刻度线之间的距离增大一些,进而使测量结果更精确。方法是___________。
46.小明在学完浮力后认识了密度计,将其放入液体中,当它竖立静止时,与液面相交的读数即为待测液体的密度。
(1)如图甲、乙所示,让同一支密度计分别静止在水和酒精中,密度计受到的浮力________(填“变大”“变小”或“不变”);装水的容器是________(填“甲”或“乙”)。
(2)小明将一只玻璃的下端缠绕了适量铁丝,初步做成了一支密度计(如图丙所示);为了给密度计标上刻度,他进行了如下实验。
a.将其放入水中,竖立静止后,做好标记为A,在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0克/厘米3;
b.将其放入植物油中,用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9克/厘米3。
①如图丙所示,小明制作的密度计,你认为刻度0.9应该在________(填“p”或“q”)点。
②使用过程中小明发现细铁丝很容易滑落,于是他改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯水(如图丁所示),杯中液面将________(填“上升”“下降”或“仍在A处”)。
47.小科在一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝(体积忽略不计),制成一支自制密度计,用它来测量液体密度,测量过程中杯内液体总量没有变化。
(1)在空心玻璃管下端绕上一段细铁丝的目的______;
(2)当密度计在杯中漂浮时,液面高度在处(如图甲)。此时,密度计受到的浮力______重力(选填“”、“”或“”);
(3)使用中,小科发现细铁丝很容易滑落,于是他改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯液体密度(如图乙),玻璃管浸入液体中的深度将______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
48.某校“制作浮力秤”项目研究小组,制成如图所示浮力秤。使用过程中,发现称量范围较小,有待提升改造。
(原理分析)浮力秤是利用物体漂浮时,F浮=G物的原理工作的:浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。
(问题提出)浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系?
(方案设计)
器材:悬挂式电子秤、金属块(4.0N)、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。
步骤:①将金属块挂在电子秤下,读取电子秤示数并记录;
②将金属块浸没在盛水的烧杯中,读取电子秤示数并记录,然后取出金属块擦干;
③按照步骤②的操作,换用不同密度的溶液,多次重复试验。
(数据处理)
实验编号 1 2 3 4 5 6 7
液体密度ρ液(g/cm3) — 0.8 1.0 1.2 1.4 1.9 2.0
电子秤示数F拉(N) 0.4 3.6 3.5 3.4 3.3 2.6 3.0
浮力大小F浮(N) — 0.4 0.5 X 0.7 1.4 1.0
(交流分析)
(1)表格中x的数据是___________;
(2)实验过程中,除步骤①外,其余每一次测量,金属块都需要浸没,其目的是___________;
(3)小组同学对实验数据进行了分析讨论,认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是___________;
(得出结论)……
(知识应用)
(4)根据以上探究,写出一种增大浮力秤称量范围的方法___________。
49.下面是小金利用量筒和水测量橡皮泥密度的实验过程及分析,请完成下列填空。
第1步:在量筒中装适量的水,读出水面对应的刻度值V1;
第2步:把橡皮泥捏成碗状,小心放入量筒使之漂浮在水面上,读出此时水面对应的刻度值V2,根据________原理可求出橡皮泥的质量;
第3步:________,读出此时水面对应的刻度值V3;
第4步:利用上述所得数据可推导出橡皮泥密度的表达式为:ρ=________。(用上述字母代号表示,水的密度用ρ水表示)
下图是整个实验的操作情景,由图中读数可算出橡皮泥的密度是________kg/m3。
50.如图为鱼缸过滤打氧装置,抽水涡轮把鱼缸里的水从底部吸入,从出水口排出时便会有大量的空气通过进气管进入水中,小明为研究每分钟进气量与进气管角度的关系记录了如下表数据:
进气管角度 每秒钟进水量(毫升) 每分钟进气量(毫升)
100 303
100 331
100 352
100 434
100 344
(1)本实验控制每秒钟进水量相同的目的是:___________。
(2)试分析空气会从进气管进入水中的原因。___________
(3)从上表中可以得出的结论是:___________。
参考答案
1.在弹性限度内,弹簧伸长的长度与受到的拉力大小成正比 B
【详解】
(1)如果两个物理量的变化图像为一条倾斜的直线,那么二者成正比关系,所以由图可得到的结论是:在弹性限度内,弹簧伸长的长度与受到的拉力大小成正比。
(2)当钩码浸没在水中时,它会受到浮力,
此时测力计的示数
根据上面的公式可知,钩码的重力越大,它的体积越大,则测力计的示数越大,弹簧的伸长量越大,即弹簧的伸长量与钩码的个数成正比,
那么图像仍然为一条倾斜的直线。
当钩码个数为10个时,原来弹簧的伸长量为5,现在肯定要小于5,故选B。
2.当硫酸铜溶液密度发生变化时,铜块A受到的浮力发生变化,从而引起弹簧测力计示数的变化 弹簧测力计的示数随溶液密度的减小而变大 A 不科学,铁块与硫酸铜反应生成的铜会附在铁块表面,影响弹簧测力计示数
【详解】
(1)科学兴趣小组实验设计的原理是,当硫酸铜溶液密度发生变化时,铜块A受到的浮力发生变化,从而引起弹簧测力计示数的变化;“如图1所示,弹簧测力计挂一铜块A,烧杯中盛有硫酸铜溶液B,杯底放入一铁块C”,C为铁块,B为硫酸铜溶液,二者发生反应,其反应的化学方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu.由化学方程式可得:每56份质量的铁可置换出64份质量的铜,而溶液的质量则减小,根据ρ液=m/V;由于质量变小,体积不变,故ρ液变小;根据F浮=ρ液gV,由于溶液的密度变小,所以A所受的浮力变小,由于重力变不变,据公式:F=G-F浮,可知弹簧测力计的示数会变大
(2)根据F浮=ρ液gV,由于溶液的密度变小,所以A所受的浮力变小,由于重力变不变,据公式:F=G-F浮,可知弹簧测力计的示数会变大,反应结束后示数不再改变。一开始浮力大于重力,弹簧测力计的示数不为零,故图中正确反映弹簧测力计示数变化的是A。
(3)小科的设计不科学,理由为:铁块与硫酸铜反应生成的铜会附在铁块表面,影响弹簧测力计示数。
3.1.10 0.50 0.1 10-5 0.26 2.6×103 >
【详解】
(1)[1][2]由0.94N和0.4N的读数知,每一个大格代表1N,每一个小格代表0.1N,所以G3和G4的示数是1.10N和0.50N。
(2)[3] [4]小石块排开水的重力
G排=0.5N-0.4N=0.1N
小石块完全浸没,小石块的体积
(3)[5]由图甲、乙可计算出小石块的重力:
G=G3+G4-(G1+G2)=1.1N+0.5N-(0.94N+0.40N)=0.26N。
(4)[6]小石块的密度

(5)[7]如果小石块换成小盐块,质量不变,但是盐块放入水中会溶化,溢出水的体积减小,求得的盐块的体积减小,测量的密度会增大。
4.2.5 较少的水能产生较大的浮力 AC
【详解】
(1)[1]由图甲所示可知,弹簧测力计的示数为2.5N,木块重力为2.5N,木块始终漂浮在水上,它受到的浮力始终等于其重力,即
(2)[2]往两个形状相同的塑料盆、B中各加入10牛的水,再将B盆放入A盆,B盆漂浮。继续往B盆内加30牛水,B盆仍漂浮,可以得到较少的水能产生较大的浮力。
(3)[3]A.对前人的观点,我们不要盲目的接受,可以提出质疑,并通过查阅资料或进行实验的方法来进行验证,故AC符合题意;
B.只要多数人认同的观点不一定正确,我们不能全盘接受,故B不符合题意;
D.到目前为止没人反对的观点不一定正确,我们不可以放心接受,故D不符合题意。
故选AC。
5.B 见解析 1.1
【详解】
(1)[1]为了保证溢出水的体积测量准确,溢水杯中应加满水,操作时应慢慢加水,直到溢水口有水流出。
(2)[2]由表中数据可知,物体受到的浮力大小与排开液体体积、液体的密度有关,且排开液体的体积越大、液体的密度越大,浮力越大。
(3)[3]由图乙可知,物块的重力G=1.5N,浸没在水中时弹簧测力计的示数F示=1N,则物块在水中受到的浮力为
F浮=G-F示=1.5N-1N=0.5N
则物块的体积为
V=V排=
将该物块浸没在酒精中时,受到酒精的浮力为
F浮'=ρ酒精gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.5×10-4m3=0.4N
则物块浸没在酒精中时,弹簧测力计的示数为
F示'=G-F浮'=1.5N-0.4N=1.1N
即,该密度秤的酒精的密度应该标在1.1N处。
6.见解析 见解析 ABD 见解析
【详解】
(1)[1]制作船模的过程中,选择密度小于水的材料、船要宽一些,尽量降低船的重心。
(2)[2]在船舷上绘制了一条载重线,将船放入水中,向船舱中加入重物,让水面刚好到达载重线,用天平测量重物的质量,可以得到这艘船模的最大载重量。
(3)[3]在轮船上勘绘载重线,可以最大限度地利用船舶的装载能力,保证船舶的航行安全和判断船舶是否超载,故ABD符合题意。
(4)[4]轮船在北大西洋和印度洋中,都是漂浮,轮船受到的浮力
F浮=G
轮船受到的重力不变,轮船受到的浮力不变,根据F浮=ρ液gV排,设北大西洋与印度洋的海水密度ρ1和ρ2,轮船排开北大西洋与印度洋的海水的体积为V1、V2,因为标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线,轮船排开海水的体积
V1<V2
所以海水的密度
ρ1>ρ2
北大西洋海水的密度大于印度洋海水的密度。
7.乙 压力 A水平方向只受到摩擦力(或受力不平衡) BD
【详解】
(1)[1]小柯将一个毛刷分别静置在水平面和斜面上,在图甲中,毛刷没有相对运动的趋势,故不受摩擦力;图乙中毛刷发生了形变,故受到了摩擦力的作用。
(2)[2]小柯发现用不同的速度拉动图甲的毛刷观察到毛刷的形变程度都相同,说明摩擦力与速度无关,他在长毛刷上放一个砝码,继续拉动,他观察到毛刷的弯曲程度更大了,根据力能使物体发生形变,相同条件下,形变程度越大,说明力越大,即摩擦力变大了,据此可得出结论:摩擦力大小与压力大小有关。
(3)[3]小柯将长毛刷A放在B物体上,拉着B向右运动时,根据毛刷发生了形变,可知B对A施加了水平方向的摩擦力,受到非平衡力的作用,即A没有做匀速直线运动。
(4)[4]A.用磁感线来表示磁场,采用了理想化模型法;
B.用沙子的凹陷程度来表现压强的大小,运用了转换法;
C.用水流比做电流,采用了类比法;
D.用磁铁吸引大头针的数目表示磁性的强弱,运用了转换法;
故选BD。
8.0.5N 7.1 绕绳的圈数越多,绳和铁棒间的摩擦力越大,但摩擦力和绕绳的圈数不成正比
【详解】
(4)[1]由图丙可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,弹簧测力计示数是0.5N。
[2]因为用重力减去弹簧测力计的示数,就可以算出棉线和铁棒之间的摩擦力,所以摩擦力为
f=7.6N-0.5N=7.1N
(5)[3]一圈时摩擦力是4.7N,二圈时摩擦力是6.5N,三圈时摩擦力是7.1N,四圈时摩擦力是7.4N,五圈时摩擦力是7.5N,可见圈数越多摩擦力越大,摩擦力和圈数的比值不是定值,所以摩擦力和圈数不是成正比的关系。
9.滑动摩擦力大小与压力大小的关系 没有控制接触面的粗糙程度相同 AC
【详解】
(1)[1]由图甲乙可知,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
(2)[2]比较乙、丙两次实验,没有控制接触面的粗糙程度相同,不能探究“滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”。
(3)[3]A.铝块处于静止状态,受到平衡力的作用,故A正确;
B.铝块受到的测力计拉力与长板施加的摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以,铝块受到的滑动摩擦力方向向左,故B错误;
C.木板做加速、减速、匀速运动,因压力大小和接触面粗糙程度相同,故滑动摩擦力不变,不会影响铝块受到摩擦力大小,故C正确;
D.拉动木板的力F变大时,因压力大小和接触面粗糙程度相同,故滑动摩擦力不变,弹簧测力计示数不变,故D错误。
故选AC。
10.无关 滑动摩擦力的大小与压力的大小有关 12
【详解】
(1)[1]1、2两次实验接触面积的大小不同,压力相同,但两次所测的摩擦力的大小相同,所以比较1、2两次实验可以得出滑动摩擦力的大小与接触面积无关。
(2)[2]1、3两次实验接触面积的小相等,第三次压力比第一次的压力大,第三次的摩擦力也大于第一次的摩擦力,所以可以得出滑动摩擦力的大小与压力的大小有关。
(3)[3]因为木块A和B叠放在水平桌面上,在12N的水平拉力F1作用下,A、B一起做匀速直线运动,因此地面对A的摩擦力等于水平拉力,即12N;若将A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起匀速运动,由于摩擦力与接触面积的大小无关,因此推力F2等于摩擦力,即12N。
11.5.2N 5.1N f=0.3FN
【详解】
(1)[1]由图乙可知,当用的水平拉力拉静止的木块时,木块静止,则受到的拉力与摩擦力是平衡力,木块所受摩擦力大小等于拉力等于5.3N;
[2]由乙图可知,当物体做匀速直线运动时,,所以摩擦力:

当时,物体将做加速运动,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以物体所受摩擦力仍为5.1N;
(2)[3]在研究摩擦力大小与所受压力关系时,拉动物体做匀速直线运动,所以摩擦力与拉力是一对平衡力,因此。从表格中数据可以看出,拉力与压力大小的比值不变,即摩擦力与所受压力的比值是0.3;所以摩擦力大小与接触面受到压力之间的关系是:

12.m4g 便于改变质量的大小
【详解】
(1)[1]使用定滑轮不省力也不费力,故拉动滑块的力等于砝码和托盘的总重力;滑块在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,且这两个力是一对平衡力,所以,摩擦力为
f=G=m4g
(2)[2]在水平面上,压力等于重力,即
FN=G'=m2g
又因为f=μFN,所以,滑块与木板间的动摩擦因数
(3)[3]将托盘和砝码改成了装沙的小桶,其优点是:便于改变质量的大小。
13.静止 C 不变 改变平板小车表面的粗糙程度(或“改变木块下表面的粗糙程度)重新实验
【分析】
阻碍物体相对运动(或相对运动趋势)的力叫做摩擦力。摩擦力的方向与物体相对运动(或相对运动趋势)的方向相反。摩擦力分为静摩擦力、滚动摩擦力、滑动摩擦力三种。一个物体在另一个物体表面发生滑动时,接触面间产生阻碍它们相对运动的摩擦,称为滑动摩擦力。滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的大小和压力大小有关。压力越大,物体接触面越粗糙,产生的滑动摩擦力就越大。
【详解】
(1)[1]由图可知,0~2s过程中,拉力逐渐增大,达到最大为2.3N,而后开始变小,说明0~2s时,木块一直没动,受静摩擦力作用,最大静摩擦力为2.3N。
(2)[2]当物体开始匀速运动时,摩擦力为滑动摩擦力等于2N;物体相对于小车向右运动,而摩擦力的方向与物体的运动方向相反,所以摩擦力方向向左。
(3)[3]如图可知,弹簧测力计测量的是木块的摩擦力,而摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关,电动机的转速不会影响摩擦力,所以弹簧测力计示数不会变。
(4)[4]要探究滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度的关系时,实验的变量是接触面粗糙程度,所以要改变小车表面或者木块下表面的粗糙程度重新实验即可。
14.1.0 滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关? 在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力也越大
【详解】
(1)[1]表一中,每次测力计的示数都是1.0N,测力计的拉力与摩擦力是一对平衡力,所以木块受到的摩擦力为
f=F=1.0N
(2)[2]由表一实验数据可知,三次实验压力和接触面的粗糙程度相同,接触面积大小不同,所以实验一探究的问题是滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关?
(3)[3]由表二实验数据可知,三次实验接触面积和接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,压力越大滑动摩擦力越大,所以可得结论:在接触面粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大。
15.= 在接触面粗糙程度不变时,滑动摩擦力与压力成正比 没有控制压力大小相同 弹簧秤在物体的作用点应在物体的重心以下
【详解】
(1)[1]图乙中,A在水平方向上受到弹簧秤的拉力与受到的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,即A受到的摩擦力等于弹簧秤所受的拉力。
(2)[2]按图乙只改变砝码,做了4次实验,由实验数据知,实验中对支持面的压力分别为4N、6N、8N、10N,弹簧秤示数即摩擦力大小分别为:0.8N、1.2N、1.6N、2.0N,故摩擦力与压力的比值为一定值,故得出:在接触面粗糙程度不变时,滑动摩擦力与压力成正比。
(3)[3]研究滑动摩擦力的大小随接触面积变化关系,要控制压力大小和接触面粗糙程度相同,小丽拿掉木块A上的砝码,将木块A沿竖直方向截去一半,对支持面的压力也变小了,即没有控制压力大小相同。
(4)[4]用如图的方式来测定滑动摩擦力,因弹簧秤在物体的作用点在重心之上,故木块会倾倒,可将弹簧秤与物体的作用点移至物体的重心以下。
16.2.10 不能;细沙质量小,能较为准确调节对铁块的拉力,来保证压力大小相同 摩擦力大小与重力无关 不合理,拉力传感器示数始终等于木板对铁块的摩擦力,而与压力传感器和木板之间的摩擦无关
【详解】
(1)[1]实验中,水平向左拉动木板时,铁块在水平方向受到向左的摩擦力和拉力传感器向右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)[2]钩码的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)[3]三次实验中,铁块重力不同,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:滑动摩擦力的大小与物体的重力无关。
(4)[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。
17.2.10 见解析 在压力和接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小相同 见解析
【详解】
(1)[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)[2]钩码的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,实验实验中不能用钩码代替细沙;
(3)[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:在压力和接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小相同;
(4)[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。
18.1.0 滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关? 在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力也越大
【详解】
(1)[1]根据二力平衡摩擦力等于拉力,因此摩擦力为1.0N。
(2)[2]实验一通过不同的摆放方式改变接触面积,探究的是滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关。
(3)[3]表二为不同的压力下,摩擦力的变化,观察表格可以得出结论在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力也越大。
19.保持谷粒受到薄板的压力相同 见解析 见解析
【详解】
(1)[1]实验中每次都要调整配重的目的是:保持谷粒受到薄板的压力相同。
(2)[2]通过本实验研究,可得出的结论是:相同压力下,不同材质对谷粒的摩擦力不同,铁板最大,亚克力板次之,钢板最小。
(3)[3]为使实验结论更具普遍性,还需选择不同含水率的同一品种的谷粒或同一含水率的不同品种的谷粒进行进一步实验。
20.木块做匀速直线运动,拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反 接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 使用同一个接触面,将木块放置在桌子边缘,并使木块部分露出桌面,用弹簧秤匀速拉着木块,读出弹簧秤的示数,并与全部接触匀速拉动时的示数进行比较
【详解】
(1)[1]小明认为滑动摩擦力的大小与弹簧秤的拉力大小相等,理由是:木块做匀速直线运动,拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反。
(2)[2]比较分析实验次数 1、2、3 或 4、5、6, 可以得到结论: 接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[3]要探究接触面的大小对摩擦力是否有影响,必须控制压力和接触面粗糙程度相同,改变接触面积大小,实验方案为:使用同一个接触面,将木块放置在桌子边缘,并使木块部分露出桌面,用弹簧秤匀速拉着木块,读出弹簧秤的示数,并与全部接触匀速拉动时的示数进行比较 。
21.相同 小车在水平面上运动的时间
【详解】
(1)[1]小车从同一斜面同一高度静止下滑至斜面底端,3次实验图像的数据是重合的,表明小车从同一高度静止下滑,每次到达斜面底部时的速度是相同的。
(2)[2]根据转化法,通过观察小车在水平面上运动的时间来比较阻力对物体运动的影响大小。
(3)[3]因为小车到达水平面后,阻力为0,在水平方向上不受力,所以将做速度为v0的匀速直线运动,其速度v随时间t的变化图像如下所示:
22.1 第三 见解析
【详解】
(1)[1]由图乙可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,弹簧测力计的示数是1N。
(2)[2]从A点匀速运动到B点小钢球转过的角度为90°,AB之间的距离相等,第一次实验中AB之间的时间是3s,第二次实验中AB之间的时间是2s,第三次实验中AB之间的时间是1s,第三次实验速度最快。
(3)[3]小球到小孔的距离改变了,没有控制其它变量相同,小明的实验无法得出严谨的科学结论。
23.左 控制压力大小和接触面的粗糙程度相同 当速度改变时,滑动摩擦力大小不变
【详解】
(1)[1]要增大传送带运动的速度,需要增大通过电动机的电流,即要减小电路中的电阻,所以滑片应该向左移动。
(2)[2]探究“滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小”之间的关系时,采用的是控制变量法,让同一木块在同一传送带上进行实验,可以控制压力大小和接触面的粗糙程度相同。
(3)[3][4]根据图象可知,在速度不同时,摩擦力的大小是相同的,即滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关。
24.转动 相反 作用在同一个物体上
【详解】
(1)[1]现在由一位同学用手按住木板,另两位同学拉住弹簧测力计对木板施加力,力的方向如图所示,拉力大小保持相等;当按住木板的同学放开手后,可以观察到木板转动。
(2)[2]两位施加力的同学继续用力使得木板再次静止,此时可以发现这两个力的方向相反。
(3)[3]两位施加力的同学继续保持用力状态,原来按住木板的同学两次将木板按住,并设法用刀具沿另一条木板的对角线将木板一分为二,放手后,木板两部分立即分离,此现象说明要使二力平衡,这两个力必须作用在同一个物体上。
25.小车 必须在同一直线上 小车受到桌面对它的静摩擦力
【详解】
(1)[1] 将小车放在水平桌面上,左右两端各连接一根绳子,绳子末端挂上钩码。通过改变钩码的重力来改变小车受到拉力的大小,通过小车的状态判断是否平衡,因此此实验的探究对象是小车。
[2] 小八在实验中保持G1和G2相等,也就是小车受到的拉力大小相等。将小车扭转一个角度,此时小车左右两侧受到的拉力不在同一直线上了,因此小车不能保持静止状态,那么说明二力平衡必须满足的条件之一是:两个力必须在同一直线上。
(2)[3]小乐在进行实验时,发现G1和G2大小存在较小的差异时小车也能保持静止,可能的原因是:小车受到桌面对它的静摩擦力。
26.飞机以一定速度飞行时,迎角从0°到20°,随着迎角增大,飞机所受升力先增大后减小,15°附近时达到最大 改变电风扇档位来改变风速大小(改变电风扇与飞机模型的距离) θ1>θ2
【详解】
(1)[1]由图可看出:飞机以一定的速度飞行时,迎角从0°到20°时迎角的增大,飞机所受升力先增大后减小,15°附近时达到最大;
(2)[2]小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”根据控制变量法的思路需要控制仰角相同,改变飞行速度,实验中通过改变电风扇的档位来改变风速大小;
(3)[3]飞机在水平匀速直线飞行时升力一定,根据“飞机迎角一定时,飞行速度越大升力也越大”知飞行时升力一定,速度越大,仰角越小,所以θ1>θ2。
27.0.4米/秒 使物体所受拉力恒定不变 小车质量不变的前提下,拉力越大小车速度改变得越快 A
【详解】
(1)[1] 挡光片运动的速度为
(2)[2]重物P通过定滑轮拉动物体,由于重物P的重力不变,则对物体的拉力不变,物体受到的拉力是恒定的。
(3)[3]根据实验步骤①②可知,a2>a1,这表明在小车的质量不变的情况下,增大重物P的重力,对小车的拉力会变大,小车的速度的增加量越大;故结论为:在小车的质量不变的情况下,拉力越大,小车的速度改变的越快。
(4)[4]A.制动力(阻力)越大,则汽车的运动状态改变的越快,即速度减小的快,汽车越容易停下来,故A正确;
B.质量越大,汽车越难停下来,是因为质量大,惯性大,其运动状态不容易改变,故B错误;
C.在阻力一定的情况下,汽车的速度越大,汽车越难停下来,故C错误。
故选A。
28.D 4.4 甲、丙或乙、丁
【详解】
(1)[1]图甲和乙都拉物体在水平方向做匀速运动,而摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,与物体的运动速度无关,故v1可以大于、等于或小于v2,故选D。
(2)[2]丙、丁相比,接触面粗糙程度相同,丁中压力为丙的2倍,根据接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力与压力大小成正比,故如图丁中拉动木块A、B一起匀速运动,拉力的大小为4.4N。
(3)[3]比较如图甲、丙或乙、丁可知,压力相同,丙或丁图中的示数不同,故可知A木块与B木块表面粗糙程度不同。
29.乙 甲方案有摩擦力干扰,丙方案不能排除自重的影响 放在桌面的茶杯受到重力和桌面支持力,两个力方向相反且物体保持静止
【详解】
(1)[1][2]乙法案最合理,因为甲方案有摩擦力干扰,丙方案不能排除自重的影响。
(2)[3]放在桌面的茶杯受到重力和桌面支持力,两个力方向相反且物体保持静止。
30.C ①③ 见解析 B
【详解】
(1)[1]金属盒在水平方向受到弹簧测力计的拉力与摩擦力的作用,金属盒处于平衡状态时,拉力与摩擦力是一对平衡力,由平衡条件可知,摩擦力等于测力计的示数;实验时必须保持金属盒处于平衡状态,即金属盒静止或做匀速直线运动,白纸既可以做匀速直线运动,也可以不做匀速直线运动,故ABD错误,C正确,故选C。
(2)[2]要判断重力的大小是否直接决定摩擦力大小,应控制接触面的粗糙程度与物体间压力相同而物体的重力不同,由表中实验数据可知,应选择①③实验步骤进行分析。
(3)[3]由表中实验数据可知,接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力随压力增大而增大,与重力大小无关。
(4)[4]A.研究电压时把电压比作水压,采用的是类比法,故A不符合题意;
B.扩散现象可证明分子做无规则运动,采用的是转换法,故B符合题意;
C.研究导体电阻与长度的关系时,控制导体材料、横截面积等因素相同,用到控制变量,故C不符合题意;
D.研究电学相关知识时,用电路图来代替实物电路进行分析研究,采用的是模型法,故D不符合题意。
故选B。
31.外力对物体运动状态改变的影响(或摩擦力大小对物体运动状态改变的影响或摩擦力大小对物体运动的影响) 实验基础上推理(推理也可) 控制质量不同的小球到水平面时的初速度相同 图甲每次实验需要改变水平面的粗糙程度,而图乙实验不能(其他合理均可)
【详解】
(1)小金进行以上实验探究,基于的猜想是:外力对物体运动状态改变的影响(或摩擦力大小对物体运动状态改变的影响或摩擦力大小对物体运动的影响)。
(2)我们无法模拟小球不受摩擦的情形,小金得出结论的过程,应用的科学方法是:实验基础上推理。
(3)小华“控制质量不同的小球从斜面上同一高度由静止开始滑下”的目的是:控制质量不同的小球到水平面时的初速度相同。
(4)在图甲中,为了改变小球在水平面上受到的阻力,因此需要不断改变接触面的材料;在图乙中,为了通过小球在水平面上通过的距离反映小球动能的大小,必须控制接触面的材料相同。
32.物体的质量 见解析 沿b路线运动,见解析
【详解】
(1)[1]猜想:物体由静止沿光滑斜面下滑到底端的速度大小可能与物体的质量有关。
(2)[2]由表中数据可知,在物体下滑起点高度相同情况下,由静止沿光滑斜面下滑到底端的速度大小与斜面倾斜程度无关。
(3)[3]让小球从A点由静止释放,运动到C点时,若一切外力全部消失,根据牛顿第一定律则小球会沿b路线继续运动。
33.2 得到材料、粗细均像相同的两根弹簧 拉力大小 弹簧的原长 对应的伸长量
【详解】
(1)[1]保持弹簧材料、粗细相同,原长不同,改变拉力大小,对比伸长量的大小关系,这是探究弹簧伸长量与原长的关系,故是研究猜想2。
(2)[2]实验方案中将“一根弹簧剪成长度不同的两根”,保持了弹簧材料、粗细相同,原长不同。
(3)[3]实验方案中“用大小相同的力拉弹簧”观察伸长量的变化,探究伸长量与拉力大小的关系。
(4)[4][5]该探究过程需要探究的物理量是弹簧的原长,比较弹簧的伸长量。
34.初速度 W1=W2=W3 木块撞击后在水平面上运动的距离 见解析
【详解】
(1)[1][2]小车每次都从斜面上同一位置释放,使小车运动到斜面底端时的速度相等,小车的质量始终不变,因此,小车具有的动能相同,也就是说,小车的做功能力是相同的,最终克服阻力做的功也是相等的,即
W1=W2=W3
(2)[3]动能大小与速度和质量有关,本实验中应用转换法,通过钢球推动木块的距离来反映动能的大小。
(3)[4]两小球从斜面相同高度同时静止下落,用秒表测量达到水平面时的时间。若时间相同,说明下滑速度相等。或两小球从斜面相同高度静止下落,比较两小球在水平面上运动的距离。若距离相同,说明下滑速度相等。
35.第2、3组 见解析 见解析
【详解】
(1)[1]由实验数据表格可知,第1组实验结果相同,均充满气体,无法否定小明猜想,第2、3组实验结果不同,可以否定小明猜想。
(2)[2]将袋内气体挤压到底部,用刻度尺测出鼓起部分的长度,计算出与袋子长度的比值。
(3)[3]吹出气体进入袋内,袋口内气体流速大于周围气体,气压小于外界气压,周围空气进入袋中。
36.测出活塞的面积 换用注射器A或换用更大量程的弹簧测力计 偏大
【详解】
(1)[1]根据注射器上的刻度得知容积V,再测出注射器有刻度部分的长度L,这样可以算出活塞的面积。
(2)[2]因为大气的压强是一定的,根据公式F=pS,受力面积越小,压力也会越小,所以当弹簧测力计量程不够时,可换用小量程注射器A或换用更大量程的弹簧测力计。
(3)[3]若采用图丙所示的方式来测量大气压强,则弹簧测力计的拉力与大气压力和注射器的重力相平衡,所以会造成测量结果偏大。
37.气压差 弹头形 见解析 见解析
【详解】
(1)[1]抽气机将透明塑料管内的气体抽出,管内气体压强减小,外界大气压大于里面的大气压,里外气压差将弹丸压出。
(2)[2]由图乙知,在同时刻,弹头形弹丸的出口速度大。
(3)[3]探究弹丸从管口射出的出口速度与弹丸的质量的关系,保持其它因素不变,改变弹丸的质量,测量出口速度。
(4)[4]抽气时间后,塑料管内是真空,管外气压不变,管内气压为零,弹丸所受合力不变,弹丸射出的出口速度保持不变。
38.见解析 抽气时间 见解析
【详解】
(1)[1]保持弹丸形状相同,改变弹丸质量,使其质量分别为30克、40克、50克、60克、70克,重复步骤①②③。
(2)[2]为了控制弹丸每次获得的能量一致,需要保证每次抽气时间相同。
(3)[3]打开档板1时,管外气压大于管内气压,弹丸受力向右加速运动;因为透明塑料管较长,抽气后仍留有部分空气,运动一段时间后,弹丸前端空气被压缩,导致内压大于外压,档板2被压缩空气推开,管内、外压相同,弹丸在空气阻力的作用下减速。
39.大气压 小于 见解析 B
【详解】
(1)[1]覆杯实验中,水为什么没有把纸压下来,是因为纸下面有大气压给纸一个向上的压力,能够证明大气压的存在。
(2)[2]图丙中,倒置过来,倒置的瞬间水与轻质盖片会一起下降一段高度,在杯口和盖片之间形成一段液桥,杯内上方气体的体积增大,质量不变,密度变小,压强变小,此时容器内气体压强小于外界大气压强。
(3)[3]由表中数据可知,杯子高度一定,随着空气柱高度的增大,液桥高度先增大后减小。
(4)[4]液桥越长空气越容易进入,覆杯实验成功率越低,杯子的高度是18cm,由表中数据可知,空气柱高度是9cm时,液桥高度最大,空气柱高度是杯子高度的一半时,覆杯实验成功率越低,所以图B中最不可能成功。
40.增大 1、5、9 液体种类
【详解】
(1)[1]由第1、4、7(或2、5、8或3、6、9)次实验可知,当小孔在水中的深度h一定时,小孔距桌面的高度H越大,水流射程s越大。故可得当小孔在水中的深度h一定时,水流射程s随小孔距桌面的高度H增大而增大。
(2)[2]因为射程与水流射出的速度和距地面的高度有关,所以在探究水从小孔水平射出的速度v与小孔在水中的深度h之间的关系时,应保持H相同,又因为射程s随水流射出的速度增大而增大,由第1、5、9次实验可知,当H一定时,小孔在水中的深度h越大,水流射程s越大,即水从小孔水平射出的速度v越大,故水从小孔水平射出的速度v与小孔在水中的深度h有关。
(3)[3]小宁再分别用食盐水和酒精替换水进行实验,只改变液体的种类,其它条件不变,目的是为了探究液体从小孔水平射出的速度v是否与液体密度有关。
41.乙 不认同 未控制纸锥质量相同 增加纸的质量(其他答案合理即可)
【详解】
(1)[1]为了比较纸锥下落的快慢,应把两个纸锥拿到同一高度同时释放,且纸锥是下端着地;图乙中两纸锥的下端高度相同,图丙中两纸锥的上端高度相同,故应选图乙的位置释放。
(2)[2][3]实验中,没有控制AB两个纸锥的质量相同,不能得到纸锥下落快慢与顶部横截面积无关。
(3)[4]某些纸锥下落时摇摇晃晃,可能是纸锥较轻,重力较小、阻力较大,所以可选用质量较大的纸锥(或在纸锥内放入一个较重的小物体)。
42.液体密度相同时,深度越深压强越大 不变 液体压强大小与液体的密度有什么关系 D
【详解】
(1)[1]甲、乙两次实验,液体都是水,深度各不相同,U形管中液面的高度差也不同,故可得出:液体密度相同时,深度越深压强越大。
(2)[2][3]在同一高度,物体受到的液体压强相同,所以将橡皮膜朝向不同方向,发现U型管两侧液面的高度差不变;向水中加入适量的食盐,改变了液体的密度,所以小明设计此步骤想探究的问题是:液体压强大小与液体的密度有什么关系。
(3)[4]实验中把金属盒放入液体中,通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处液体的压强的大小,这里用到了转换法;
A.探究滑动摩擦力大小与压力大小、接触面粗糙程度关系时,用到了控制变量法,故A不符合题意。
B.将玻璃罩内的空气慢慢抽出,听到罩内闹钟的铃声逐渐减弱,由此推理得出真空不能传声,运用了科学推理法,故B不符合题意。
C.探究电流产生的热量与电流强度大小、电阻大小的关系时,用到了控制变量法,故C不符合题意。
D.探究动能大小相关因素实验中,由木块移动距离反映小车动能的大小,运用了转换法,故D符合题意。
故选D。
43.AB 装置漏气 得出普遍性的结论
【详解】
(1)[1]根据题意知道,液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,即采用了转换法;由于液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,即采用了控制变量法。
故选AB。
(2)[2]液体压强计是通过管内的气体传递橡皮膜上受到的压强的,由于步骤二中金属盒在水里的位置不动,所以,U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是装置漏气。
(3)[3]多次改变深度,更换液体进行实验,其目的是得出普遍性的结论。
(4)[4]图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,高为h的液柱的重力
G=mg=ρVg=ρShg
由于横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力,由 知道,a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是
44.使盐水达到饱和状态,便于步骤④测量食盐的体积 ACD
【详解】
(1)步骤③中配制该溶液的目的是:使盐水达到饱和状态,便于步骤④测量食盐的体积。
(2)根据阿基米德原理,可知步骤②溢出水的质量为食盐的质量,
m盐=,

(3)A、步骤①中烧杯II中的水没有倒掉直接进行步骤②,会导致V排偏大,则导致食盐质量偏大,密度也会偏大,故A正确;
B、测量烧杯Ⅱ中水的体积时仰视读数,V排偏小,则导致食盐质量偏小,密度也会偏小,故B错误;
C、步骤③中溢水杯未加满液体,会导致V盐偏小,导致食盐密度偏大,故C正确。
D、步骤④中烧杯Ⅰ中有极少量食盐未倒出,会导致V盐偏小,导致食盐密度偏大,故D正确。
故选ACD。
45.等于 0.8×103kg/m3 在吸管下端塞入质量更大的物体作为配重或用更细的吸管制作密度计
【详解】
(1)[1]当密度计漂浮在液面上时,它受到的浮力与重力相互平衡。根据二力平衡的条件可知,此时它受到的浮力等于重力。
(2)[2]在不同液体中,密度计的重力不变,即
ρ水gSH=ρ液gSh
解得
(3)[3]根据得到
解得
ρ液=0.8g/cm3=0.8×103kg/m3
(4)[4]小黄发现两个相邻密度值刻度线之间的距离较小,使两条刻度线之间的距离增大一些,进而使测量结果更精确。方法是: ①在吸管下端塞入质量更大的物体作为配重; ②用更细的吸管制作密度计。
46.不变 乙 p 仍在A处
【详解】
(1)[1][2]密度计始终在液面漂浮,那么它受到的浮力始终等于自身重力,因此它受到的浮力不变。根据图片可知,排开液体的体积
V甲>V乙
据阿基米德原理
F浮=ρ液gV排
可知,液体密度
ρ甲<ρ乙
因此装水的容器是乙。
(2)①[3]根据上面的分析可知,V排越大,刻度越靠上,那么液体的密度越小;V排越小,刻度越靠下,那么液体的密度越大,因此密度计上刻度从上到下逐渐变大。因为0.9<1,所以植物油的密度0.9在p点。
②[4]无论铁丝在外面还是在里面,铁丝和密度计的总重力保持不变。根据浮沉条件可知,它们受到的总浮力保持不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它们排开水的体积保持不变,因此杯中液面仍然在A处。
47.见解析 = 不变
【详解】
(1)[1]为了使密度计竖直浮在液体中,在空心玻璃管下端绕上一段细铁丝。
(2)[2]密度计漂浮,根据漂浮条件可知,密度计受到的浮力等于重力。
(3)[3]把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯液体密度时,密度计的重力不变,根据漂浮条件可知,受到的浮力不变;因为液体的密度不变,浮力大小不变,由阿基米德原理F浮=ρgV排可知,排开液体的体积不变,玻璃管浸入液体中的深度将不变。
48.0.6 控制排开液体的体积相等 金属块碰到烧杯底部 换用密度比水大的液体
【详解】
(1)[1]由表中数据可知,电子秤的示数F拉减小0.1N,浮力增大0.1N,第4次电子秤示数比第3次电子秤示数减小0.1N,第4次浮力比第3次浮力增大0.1N,第4次浮力的大小为
0.5N+0.1N=0.6N
(2)[2]为了保证物体排开液体的体积相等,需要金属块都需要浸没。
(3)[3]小组同学对实验数据进行了分析讨论,认为第6次实验数据异常,第6次电子秤的示数变化量较大,可能金属