2024年浙江中考科学二轮专题练习-物理实验探究(1)(含解析)

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名称 2024年浙江中考科学二轮专题练习-物理实验探究(1)(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2024-04-23 07:48:51

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2024年浙江中考科学二轮专题练习-物理实验探究
质量与密度的相关实验
1.暑假小涵去外婆家玩,外婆买了一大包她喜欢吃的食品,其中有一包压缩饼干,小涵看见外包装袋上有一个标签,如图所示:
(1)标签中的“净含量”指的是物质的   。
(2)小涵将这包饼干带到学校,与小倩一起在实验室用天平进行了检验。
a.如图是天平的结构示意图,请写出图中结构的名称:
5:   ;8:   ;
b.对放在水平桌面上的托盘天平进行调节时,若发现指针的位置指在分度盘的中央刻度线的左侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向   调节(填“左”或“右”)。
c.然后   盘放饼干,另一个盘内放有50克、10克的砝码各1个,5克砝码2个,游码的位置如图所示,此时天平再次平衡。该饼干的实际质量为   ,符合标签说明吗?   (填“符合”或“不符合”)。
2.过度饮酒有损健康。标准酒度是法国著名化学家盖·吕萨克提出,它是指在20℃时,每100毫升酒液中含有多少毫升的酒精。白酒的密度随度数变化的关系见下表。
白酒度数/度 密度/克·厘米3
38 0.951
42 0.945
46 0.938
50 0.930
52 0.926
56 0.918
(1)结合表中数据分析,可以得出: ;
(2)某同学想知道自己家一坛散装白酒的度数,开展了以下探究:
①用电子秤先称出一个空瓶的质量m0;
②在其中装满水(水的密度为)称出总质量m1;
③再取一个相同空瓶装满白酒称出总质量m2。
计算白酒的表达式为: (用所测物理量的字母表示),根据测得结果查出白酒度数。
3.天平是一种重要的测量工具。根据实验,回答下列问题:
(1)小宁同学在调节天平平衡时,先将游码移至零刻度线处,指针偏向分度盘右侧,则应将平衡螺母向   调节。当用已经调节好的天平测量铁块的质量,操作部分过程如图所示,请指出他在操作中的一处错误   
(2)测了固体铁块的质量后,小宁想测液体食用油的质量,如图所示,把适量食用油倒入玻璃杯中,用天平测出玻璃杯和食用油的总质量,然后把玻璃杯中的适量食用油倒入容器中;再测剩余食用油和玻璃杯的质量,天平再次恢复平衡,此时玻璃杯和食用油的质量是   g;则容器中食用油的质量为   g。
(3)学过天平使用后,好奇的小宁想用家中一架旧天平称一个鸡蛋质量。在调平时,他发现无论怎样调节平衡螺母,指针总略偏向分度盘右侧,于是他在天平的左盘中放入几粒米后重新调节平衡并进行了鸡蛋的测量,则鸡蛋测量值   (选填“大于”“等于”或“小于”)鸡蛋的真实值。
4.下图甲为某中学“科技文化节”的纸飞机项目海报,某班科技小组的小胡同学为探究纸飞机在空中飞行的距离与纸飞机大小和形状的关系,他设计了形状大小不同的纸飞机(如图乙所示),进行实验,测量并计算出平均距离,结果如表一所示。
表一:纸飞机飞行距离与纸飞机大小和形状的关系
纸飞机大小 纸飞机飞行的平均距离/cm
中翅型 平斗型 尖头型 波浪型
大 446 272 234 539
中 334 175 201 372
小 171 146 176 188
(1)在本实验中,你认为应该控制的变量有哪些? 。(写出1点即可)
(2)根据表一的信息,小胡想要取得好成绩,请你为他提出一条可行的建议: 。
(3)小胡同学了解到市场上的A4纸纸张大小相同但厚度不等,如常见的70克纸就是指70克/米2,75g纸就是指75克/米2,80g纸就是指80克/米2.。往往以5克/米2递增。小胡选择不同厚度的纸张折成大小形状相同的纸飞机重复实验,结果如表二所示:
表二:纸飞机飞行距离与纸飞机厚度的关系
纸张厚度/(克/米2) 60 70 100 115
飞行距离平均值/厘米 352 627 575 410
①70克/米表示这种打印纸每平方米的质量为70克,已知这种纸每100张的厚度为1厘米。由此可算出这种打印纸的密度为 kg/m3
②小胡同学得出结论当A4纸厚度为70克/米2时纸飞机飞行距离最远。你认为此结论可信吗?并请说明理由。 。
5.为了测量一块金属的密度,小明在实验室按如图所示步骤进行实验:
①如图甲所示,测得量筒中水的体积为45mL。
②如图乙所示,将空塑料瓶和金属块分别系在绳子两端(绳子的摩擦、塑料瓶和绳子的重忽略不计),并将金属块浸没在装水的烧杯中。用图甲量筒缓缓向空塑料瓶中逐渐加水,待处于如图乙所示的位置平衡。
③如图丙所示,测得量筒中剩余水的体积为10mL。
④如图丙所示,将金属块从烧杯中取出并擦干,用图丙量筒缓缓向塑料瓶中再次逐渐加水,待处于如图丁所示的位置平衡。
⑤如图戊所示,测得量筒中剩余水的体积为5mL。
(1)根据测得的数据,计算金属块的密度 (g取10牛/千克)。
(2)分析实验过程和使用的设备,若计瓶的重力,实验结果将 (选填偏大、偏小或不变)。
6.将酒敞口放置,酒精度(酒中酒精的体积百分比)会变化吗?小科认为:只要确定酒的密度是否变化就能作出判断。于是利用身边的物品,动手制作“密度秤”来测量酒的密度。
步骤I:按图甲制作好秤杆,提起提纽,移动秤砣(小螺母),当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点B标记为“0”刻度(单位:g/cm3)。
步骤II:按图乙所示,将大螺母浸没在水中(大螺母必须浸没且不碰底),提起提纽,移动秤砣,当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点C标记为“1”刻度。再将BC两刻度之间分为10等份。
步骤III:测量酒的密度。
(1)应用:小科用该密度秤分别测出瓶盖刚打开和敞口一段时间后酒的密度约为0.92g/cm3和0.96g/cm3,已知酒精密度为0.8g/cm3,应用密度知识明判断出其酒精度 (填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)反思:在制作和测量过程中,大螺母必须浸没的目的是 。
(3)拓展:小科若要测量食盐水的密度,他应先在密度秤上增加大于1的刻度,请你写出利用直尺和笔标定刻度的过程: 。
物态变化相关实验
1.某小组用图甲的实验装置探究海波在熔化前后其温度随加热时间变化的规律,得到下表的实验记录。
时间(分) 0 1 2 3 4 5 6 7 8
温度(℃) 32 36 40 44 48 48 48 48 48
(1)请按上述实验数据在坐标中作出温度随时间变化的图像;( )
(2)第5分钟时,海波处于 状态;
(3)试管要放在盛水的烧杯内加热,而不是用酒精灯直接加热,理由是: 。
2.某小组在“探究冰和蜡的熔化规律”时,使用的实验装置如图甲所示:
(1)向试管中放入500g冰,应选用颗粒 (选填较大或较小)的冰块做实验。
(2)从加热到熔化记录的实验数据如下表,可以判断蜡属于 (填晶体或非晶体)。小组成员发现冰从开始加热至开始熔化,酒精灯内共消耗了3.5g酒精,若加热的效率为10%,则酒精的热值是 J/kg(c水=4.2×103J/kg℃)
(3)根据冰加热过程中记录的数据画出如图丙所示温度-时间图象,AB这段时间内,该物质处于 状态。若继续加热,试管中的水 (选填会或不会)沸腾。实验后将烧杯中的沸水放在桌上越来越凉,探究水沸腾前后温度变化特点,根据实验数据作出了如图象,最合理表示其温度T随时间t变化关系的是 。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7
蜡的温度/℃ 42 44 46 48 49 50 51 52
3.在“水的沸腾实验”中,小乐进行了如下探究,回答问题:
(1)如图甲所示的A、B两套实验装置(酒精灯的规格和水的质量相同),小乐选取了B实验装置进行实验,其优点是 。
(2)当水温到达90C时后,每隔1分钟记录一次水温,直到水沸腾后持续几分钟为止,根据记录数据绘制出如图乙所示的水温与加热时间关系图像,实验中,是通过 (选填“热传递”或“做功”)方式增加水的内能;水的沸点是 ℃。
(3)水沸腾时,小乐观察到的实验现象如图丙所示。气泡在上升过程中逐渐变大的原因是 (写出2点)。
4.在同一地方,夏天大树树荫下的气温要比阳光直晒下的气温明显低,其主要原因是什么呢?几位同学有不同意见:小王认为主要是树叶不断散发出大量的水分,有降温的作用;小李认为主要是树叶挡住了太阳光的辐射,所以树荫下的气温降低了。
请回答下列问题:
(1)小王认为主要是“树叶不断散发出大量的水分,有降温的作用”的科学原理是 。
(2)小方认为造成树荫下的气温要比阳光直晒下的气温低,除了小王和小李说的原因外,从能量转化的角度看,还有一个重要原因,你认为这个原因是 。
(3)小李针对自己的猜想,设计了以下实验来加以验证:
①在同一地点选择间隔适当距离,阳光照射、周边环境一样,树种、大小、长势、树形都相同的两棵树,分别编号为A、B。
②在B树全部树叶的正反两面喷上一层极薄的无色无害不溶于水的透明膜,阻止树叶水分蒸发(透明膜经过一段时间后,会自动分解)。
③在无风晴天的中午进行测量,同时测定离地1.5米高处的三个点的气温,这三个点的气温分别是: 树下的气温(T1)、 树下的气温(T2)、 的气温(T3)。测温时,其中两支温度计放置地点除离地高度相同外,还应离 的距离相同。
④若不考虑小方说的造成树荫下气温低的原因,要证明小李的猜想是正确的,测量得到的数据(T1、T2、T3)之间的温差关系式应是 。
5.为何晾在密闭空间里的湿衣服不容易干?小宁思考后做了如下探究:
【提出问题】
空气湿度会对水蒸发产生怎样影响?
【实验装置】
在七个相同的密闭房间内装有相同的如图所示的实验装置。
【实验步骤】
①控制每个房间的气温和空气流动情况相同,空气湿度都在70%以上;
②开启每个房间的除湿机,用除湿机调节房间湿度,使七个房间内的空气湿度在实验期间分别控制在一定值;
③用相同质量的水把毛巾均匀湿润,完全展平后晾在晾衣架上,读取电子秤的示数;
④经相同时间后,再次读取电子秤的示数
(实验过程中水蒸发对毛巾温度的影响、除湿机工作时对室内空气流动和室温的影响均忽略)
【实验数据】
空气湿度 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70%
500.0 500.0 500.0 500.0 500.0 500.0 500.0
599.9 586.0 573.1 561.3 550.6 540.7 532.0
【实验结论】
在水的温度、水的表面积和水面空气流速等条件均相同时, ,水蒸发越快。
【实验反思】
从微观角度分析,一部分液态水的分子能逸出水面成为气态水的分子,另一方面部分气态水的分子也会返回水中成为液态水的分子;当逸出的水分子数量比返回的水分子数量多时,宏观上表现为水蒸发了。本实验中,在其它条件相同时,空气湿度越大,返回水中的水分子数越 。
4.图为验证沸腾条件的实验装置。关于小烧杯内水的最终状况,同学们有不同看法。
小明认为:温度达到沸点,且会沸腾。
小李认为:温度达到沸点,但不会沸腾。
小红认为:温度达不到沸点,不会沸腾。
通过实验观察到小烧杯内的水没有沸腾,所以小明的观点是错误的。为了验证小李和小红的
观点,观察并记录温度计甲和乙的示数变化,如下表。
时间/分钟 0 3 6 9 12 15 18 21 24
甲的示数/℃ 40 57 71 81 91 97 100 100 100
乙的示数/℃ 40 48 61 74 84 90 94 94 94
(1)通过实验数据分析, 的观点是正确的。
(2)在0至18分钟内,小烧杯中水的温度从40℃上升到94℃,其原因是小烧杯中的水从大烧杯中吸收的热量 (选填“大于”或“等于”或“小于”)小烧杯中的水蒸发散失的热量。
(3)18分钟以后,为什么小烧杯中水的温度保持94℃稳定,但又低于大烧杯中水的温度(100℃)?请分析其原因 。
(4)为了验证液体的沸腾除了要满足温度达到沸点,还需要继续吸热的条件,同学们经过讨论,认为只需改进原装置即可。如图所示的改进方案中, 更合理。
声音相关实验
1.在探究声音的产生与传播时,小明和小华一起做了下面的实验:
(1)如图①所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察,这说明了 。
(2)如图②所示,为了验证(1)中的探究结论,小华同学用手使劲敲桌子,桌子发出了很大的声响,但他几乎没有看到桌子的振动,为了明显地看到实验现象,你的改进方法是: 。
(3)如图③所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,并且把泡沫塑料球弹起。该实验能说明 可以传声。
(4)如图④所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,将听到 ,并由此推理可知: 。
2.在研究声音的产生与传播的实验中:
(1)如图甲,用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,泡沫塑料球被弹起,这个现象说明 ;
(2)如图乙,两只音叉完全相同,敲击右边的音叉,我们却看到左边音叉旁的泡沫塑料球不断弹起,这个现象说明 。
(3)如将上述乙装置由宇航员带到月球表面做同样的实验,则泡沫小球 (“会”或“不会”)弹起,这是因为 。
3.图1所示,小明与小红用细棉线连接了两个纸杯,制成了一个“土电话”。
(1)他们用“土电话”能实现10m间的通话,这表明 ;
(2)相距同样远,讲话者以同样的响度讲话,如果改用细金属丝连接土电话,则听到的声音就大些。这一实验现象表明 ;
(3)如果在用土电话时,另一个同学用手捏住线上的某一部分,则听的一方就听不到声音了,这是由于 ;
(4)如果在用土电话时,线没有拉直而处于松弛状态,则听的一方通过棉线不能听到对方的讲话声,理由是: 。
(5)某研究小组利用以上两个纸杯和一些长短、粗细不同的琴弦,又进行了探究“音调和哪些因素有关”的活动。他们选用的琴弦长度、材料图中已标出(其中琴弦的直径关系:a=c=d<b),并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致。
①若他们想研究“音调的高低与琴弦长度”的关系应选择琴弦 (选填符号a、b、c或d);
②若选择琴弦a和b,则是为了研究 ;
③两位同学还可以选择琴弦 (选填符号a、b、c或d),研究“琴弦音调高低与材料的关系”。
4.在学习吉他演奏的过程中,小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,他决定对此进行研究。经过和同学们讨论,提出了以下猜想:
猜想一,琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横载面积有关,
猜想二,琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关,
猜想三,琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关
为了验证上述猜想是否正确,他们找到了下表所列9种规格的琴弦,因为音调高低取决于声源振动的频率,于是借来个能够测量振动频率的仪器进行实验。
(1)为了验证猜想与琴弦的横载面积有关,应选用编号为 的琴弦进行实验。
(2)表中有的材料规格还没填全,为了验证猜想可能与琴弦的材料有关必须知道该项内容。请在表中填上所缺数据 。
(3)随着实验的进行,小华又觉得琴弦音调的高低,可能还与琴弦的松紧程度有关,为了验证这猜想,必须进行的操作是: 。
光的反射与平面镜成像实验
1.某科学兴趣小组用如图所示装置研究平面镜成像特点。探究像距与物距关系时的实验步骤如下:
①在水平桌面上铺上白纸,将玻璃板竖立在自纸中间位置,记下玻璃板的位置;
②将点燃的蜡烛放在玻璃板前面,再拿另一支大小相同的未点燃的蜡烛竖立在玻璃板后面移动,直到看上去它跟玻璃板前面那支蜡烛的像完全重合,用笔记下两支蜡烛的位置;
③移动点燃的蟒烛到另一个位置,重复上述实验;
④用直线连接每次实验中的蜡烛和它的像的位置,用刻度尺测量出每次的物距和像距,记录数据如表。
次数 物距/cm 像距/cm
1 5.0 5.0
2 8.0 8.0
3 12.0 12.0
(1)等效替代法是指在研究中 ,因实验本身的限制,要用与实验对象具有相似或共同特征的对象来替代的方法。本实验中用到的等效替代法具体体现在 。
(2)分析表格中的数据,可得出的结论是 。
2.小明在家中用大小相同的硬币代替蜡烛做“探究平面镜成像特点”实验,实验中将硬币a放在玻璃板前,可以看到该硬币的像;在玻璃板后放硬币b,前后移动,使硬币b与硬币a的像完全重合。
(1)实验中用玻璃板代替平面镜的目的是 ;
(2)在比较物与像的大小关系时,硬币b替代的是 (选填“硬币a”或“硬币a的像”);
(3)若用手推动玻璃板到图乙位置,则会观察到硬币a的像的位置是 。(选填图中字母)
3.小明家屋顶安装了一台太阳能热水器(如图甲所示)。为探究太阳能热水器的集热效果与入射光线角度关系,他利用图乙所示器材进行实验。
实验器材:(a)内壁涂黑的泡沫箱,底面积约1m2;(b)盛水的透明塑料袋;(c) 玻璃板面积稍大于1m2;(d)大功率白炽灯;其他:刻度尺、温度计、若干高度不同的泡沫砖、20厘米长的细木棒、橡皮泥。
(1)选择合适的器材,写出本实验的步骤。
(2)对于太阳能热水器的集热效果,请再提出一个可探究的科学问题: 。
4.如图甲所示,小科与同学一起探究“光的反射规律”。实验时使用了激光笔、纸板、平面镜、量角器等器材。
(1)让激光笔射出的一束光贴着纸板沿着某一个角度射到O点,经过平面镜的反射,沿着另一个方向射出,在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹。请解释在纸板上能看到一条明亮的入射或反射光的“径迹”原因是 ;
(2)小科实验过程中,入射光线可见,发现反射光线只能看到其中部分光路,如图乙所示。你觉得造成该现象的原因是 。请帮他解决。
5.小金用如图甲所示实验装置探究“平面镜成像的特点”,把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,玻璃板的后面放一根完全相同但未点燃的蜡烛B,与蜡烛A的像完全重合。然后在白纸上沿蜡烛A和B的边缘画圆(如图乙),分别测量A到玻璃板的距离LA,B到玻璃板的距离LB,多次改变A的位置,得到三组数据如图丙所示。
次数 1 2 3 平均
LA/cm 4.00 5.00 6.00 5.00
LB/cm 4.00 5.00 6.00 5.00
(1)小金应在 (选填“A”或“B”)蜡烛一侧观察玻璃板中的像;
(2)小金仅将图甲中玻璃板从M的位置水平向右移至N的位置时,蜡烛A的像 (选填“会”或“不会”)随之移动;
(3)小金将三组数据取平均值,得到LB和LA的平均值相等,由此得出结论:像与物到平面镜的距离相等。请判断该数据处理是否正确并说明理由 。
6.在探究“光从空气斜射入水和油时,哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图所示);接着分别倒入水和油,记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论。经讨论,同学们认为这一方案是可行的,于是进行了探究实验。
(1)要实现探究目标,他们应选择图中的 (选填字母序号)两图示实验;
(2)实验时,同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺,这样做的目的是为了 ;
(3)某小组同学正确实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图所示,经分析可知:光从空气斜射入水和油时, 对光的偏折本领较大。
凸透镜成像实验
1.在“探究凸透镜成像规律”实验中,有如下操作:
(1)实验前,小明利用“平行光聚焦法”(如图甲所示)粗略测出该凸透镜的焦距为 厘米;
(2)小明将(1)中的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示,欲使光屏上成一个清晰的实像,应将光屏 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜;
(3)小明用该凸透镜制成照相机的镜头,能在底片上呈现清晰的近处景物的像,而远处景物的像却相当模糊,小明找来了家中废弃的眼镜镜片放在自制照相机镜头前,发现远处景物的像也变得清晰了,则该镜片属于 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
2.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,如图所示,小明用高为4cm发光体(由发光二极管组成)作为物体,把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处不动,下表是小明记录的凸透镜成实像时的部分实验数据(数据记录时取整数):
实验次数 物距/cm 像距/cm 像高/cm
1 30 15 2
2 20 4
3 15 8
(1)分析表中数据可知,实验中所用凸透镜的焦距为 cm;
(2)当光屏上出现清晰实像时,将一镜片放在发光体和透镜之间后,光屏上的像变模糊了,将光屏向左移动,光屏上再次出现清晰的像,则所加镜片可以矫正 (选填“近视”或“远视”)的视力缺陷;
(3)将物体、透镜及光屏置于光具座上(如图甲)做成像实验,记录每次成实像的物距u,像距v,物像间距L(u+v),绘出图线乙(以f为长度单位),由图乙可知,要想成实像,发光体与光屏的间距应满足L≥4f。物理学中有一个凸透镜成实像的“新概念”:放大率
结合甲、乙两图,可知当n>1时,像与物的距离随物距的减小而 。
3.在学完凸透镜成像规律后,小明选择了一块焦距未知的凸透镜,对凸透镜成像特点做了进一步探究。
(1)如图甲所示,当他将一个发光的小灯泡放在图示位置时,无论怎么移动右侧的光屏,在光屏上始终得到一个与透镜等大的光斑,他又将小灯泡换成点燃的蜡烛,当调整至图乙位置时,恰好在光屏上接收到清晰的倒立、 的实像;若保持此时蜡烛和光屏的位置不变,当将凸透镜向左平移 cm时,光屏上可再次出现清晰的像;
(2)如图乙所示,当光屏上呈现清晰的像时,不改变图乙中蜡烛和透镜位置:
①若仅将凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜,再次实验,光屏上所成的像与原来相比(选填“变小”“变暗”或“变不完整”)了;
②若将凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜,再次实验,则需将屏 (选填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像;
(3)有人将他的眼镜片放在图乙中的凸透镜前,光屏上的像变模糊了,适当向左移动蜡烛,像就又清晰了,由此可判断此人戴的是 (选填“近视”或“远视”)眼镜;
(4)如图丙,线段AB为用另一只凸透镜多次成像时的物距倒数和像距倒数所描绘出的图像,则该凸透镜焦距为 cm。
4.小科学完光学知识后回家进行了实验,先根据课本介绍将铅笔放入水中观察到了预期的现象(图甲),后又发现将铅笔竖直放入盛有水的圆柱形的杯子当中,观察到水中的铅笔变粗并错位。将铅笔由水杯中间向两边移动,发现水中的铅笔错位更加明显,快到水杯边上时,水中的铅笔竟然“消失”了,如图乙。
于是小科在老师的指导下,查阅了一些资料,并且将实验现象画成简图。
资料一:若界面为弧形,可以将折射点及反射点的切面视为该点的折射面(图丙)。
资料二:光从水中射向空气中折射角与入射角的变化规律如下表。
入射角 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60°
折射角 0° 13.4° 27.1° 41.7° 58.7° 无 无
(1)请在图丙中画出入射光线ao大致的折射光线 ;
(2)当铅笔放入盛有水的圆柱形杯子当中,水杯相当于凸透镜,铅笔的位置小于一倍焦距成正立放大的 (填“虚”或“实”)像,因此筷子变粗;
(3)分析表中数据,反射的光线通过折射面射入人眼,折射角大于入射角,进一步分析可得到折射角之间的差值,随着入射角的增大而 ,因此铅笔错位更加厉害;
(4)图表中还可发现入射角大于一定角度时(如大于50°时),铅笔会“消失”视野中,发生这个现象的原因是因为此时的光线 的缘故。
5.三棱镜是一种重要的光学元件,光通过三棱镜的传播路线是怎样的呢?小越用红光以一定角度射到三棱镜上,光路图如图1所示。改变入射角度,光路图如图2、图3所示。
(1)经过两次折射后,红光均向三棱镜的 (选填“顶角A”或“底面BC”)偏折。这个规律对于其他的单色光成立吗?小越选用其他不同的单色光重复上述实验,发现了同样的规律;
(2)了解了小越的探究后,老师建议小越把凸透镜分割成两部分进行思考,如图4所示。小越经过分析和综合,理解了凸透镜对光具有 作用的原因。
(3)利用三棱镜还可以进行的探究实验是 。
6.在“研究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)某次实验过程中,小敏移动光屏直到出现清晰的像,蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图所示,此时所成的是倒立 的实像。
(2)若通过移动透镜,使光屏上再次成清晰的像,透镜应该移到 厘米刻度处。
(3)实验一段时间后,原来成在光屏中央的像“跑”到图甲所示的位置。下列操作可以让像重新回到光屏中央的有 。
①光屏上移一段距离 ②蜡烛下移一段距离 ③透镜下移一段距离
(4)研究好成像规律后,小敏模拟了近视和远视的矫正。图乙中,小敏给透镜戴上“眼镜”(凸透镜B),光屏上刚好出现清晰的像,摘下“眼镜”后,光屏上的像变模糊,如图丙所示。若要通过移动蜡烛使像再次清晰,应将蜡烛向 (选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动一段距离。
重力的影响因素
1.小宁观察到电风扇不易翻倒是因为它有个大而重的底座,于是他想探究物体的稳定程度(稳度)与哪些因素有关,他猜想:可能与物体所受的重力大小、重心高低及支持面的大小有关。为了比较物体的稳度,他将物体放在表面粗糙的水平木板上,让木板绕A点转动,通过观察物体刚好翻倒时木板转过的角度θ的大小(物体不滑动)来比较物体稳度的大小,如图1所示。物体刚好翻倒时木板转过的角度θ越小,稳度越小。他制作了三块重力和外形完全相同、重心高低不同的甲、乙、丙圆柱体,如图2所示。实验时,将它们依次放在木板上,分别记下让它们刚好翻倒时,木板转过的角度θ的大小,实验记录如表。
实验次数 1 2 3
重心离支持面高度 低 中 高
物体刚好翻倒时木板转过的角度θ 大 较大 小
(1)在探究稳度大小与重心高低关系的实验中,应控制物体所受的重力大小和 的大小相同;
(2)依据实验数据和结论,卡车装货时,应把重的货物装在 (填“上层”或“下层”)可使货物不易翻倒。
2.小明发现建筑物中的柱子有大有小且形状各异,承重大小也不相同。他猜想:柱子的承重效率与横截面的形状、周长等因素有关。查阅资料获知,柱子的承重效率可以用承重比(柱子能承受的最大质量与柱子质量的比值)表示,承重比越大,承重效率越高。为研究柱子承重效率与横截面的形状、周长的关系,他开展如下探究:
①用纸板制成高度相同的各种实验所需的空心模型(如图)。
②测出模型的横截面周长、质量。
③测量模型的最大承重质量。多次重复实验,整理相关数据如表。
组别 横截面形状 周长/厘米 承重比
1 18 3509
2 24 3307
3 30 3116
4 30 3319
5 30 3514
6 30 3766
(1)研究模型承重效率与横截面形状关系时,除横截面周长、高度相同外,还要控制相同的因素有 (写出一个)
(2)根据1、2、3组实验结果,可得出的结论是 。
(3)根据实验结果,小明推测柱子高度、横截面周长一定时,圆柱承重效率最大。写出其推测过程: 。
运动和力、速度、牛顿第一定律、二力平衡等实验
1.自然界两个物体之间都存在着非常微小的引力,科学家用如图甲装置进行研究。实验步骤如下:在装有平面镜的轻质T形支架两端分别固定两个相同的小球A、B,并将T形支架悬挂在石英丝上,用固定光源发射一束光线照射在平面镜上,在远处的接收器上得到反射光点O。再将大球C、D分别靠近小球A、B,小球静止时,大、小球之间的距离相同,石英丝受到引力作用发生微小偏转(称为扭转角θ),并测量出接收器上光点M偏移O点的距离。
(1)实验中,判断大、小球之间的引力大小变化的实验现象是: ;
(2)科学家采用多种方法将实验中微小的扭转角θ放大,写出其中的一种方法 ;
(3)实验中科学家发现石英丝在相同大小的力的作用下扭转角度(如图乙所示)与悬丝的长度L及半径r有关,测得数据如下:
实验次数 L(cm) r(mm) 扭转角(θ度)
1 5 0.25 40.0
2 5 0.50 10.0
3 10 0.50 20.0
4 10 1.00 5.0
5 40 2.00 ___________
则第5次实验中扭转角θ为 度。
2.项目化学习小组利用橡皮筋进行自制简易测力计项目。在橡皮筋下悬挂一枚回形针作为挂钩,并依据此时指针位置标上零刻度。
(1)项目一:标明刻度。在回形针上每次加挂一个50克的钩码,测量每次指针到零刻线的距离,画出拉力逐渐增大过程的图像,如图乙中曲线①所示。该自制测力计刻度不均匀的原因是 ;
(2)项目二:检验作品。将钩码逐个取下。测量每次指针到零刻线的距离L,画出拉力逐渐减小过程的F-L图像,如图乙中曲线②所示,与拉力逐渐增大过程的曲线①不重合。小龙用此测力计先后连续测量和(),请根据图乙判断的测量值比真实值偏大还是偏小,并说明理由 ;
(3)项目三:改进完善。同学们在老师的指导下针对该测量仪器的科学性设计了评价表。
自制简易测力计评价表(节选)
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 设计合理,结构完整 结构完整 结构不完整,有1处以上缺失
指标二 刻度均匀,刻度线之间距离较大,测量精确度高 刻度均匀,但刻度线之间距离较小,测量精确度差 刻度不均匀
根据评价表,该测力计的“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“待改进”。为使“指标二”达到优秀水平,请你对该测力计提出合理的改进建议: 。
3.在“观察物体间力的作用”活动中,小宁进行如下实验。
【实验1】如图甲所示,将两个量程相同的弹簧测力计A、B放在水平位置,抽动刻度板调整指针零位:把它们的挂钩勾在一起,用手分别拉住测力计的圆环,水平向外拉。当测力计A示数分别为、、时,读取测力计B的示数。实验数据如下表:
序号 测力计A示数/N 测力计B示数/N
1 1.0 1.0
2 2.0 2.0
3 3.0 3.0
小宁分析实验数据,得到结论:物体间的作用力与反作用力大小 ;
老师告诉小宁,从本实验得出的正确结论具有普适性;
【实验2】将两个测力计A、B竖直悬挂、调零,如图乙所示:把它们的挂钩勾在一起后悬挂起来,竖直向下拉测力计B的圆环,如图丙所示;
小宁发现:当测力计A的示数为时,测力计B的示数为;
此时,测力计A对B的拉力大小为多少? ,为什么? 。
4.科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小;
【项目准备】提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙;
【评分量规】在老师的指导下小组同学制定了评价量规,表中为部分评价指标;
评价指标 评价等级
优秀 良好 待改进
调零方式 多种方式调零 只能移动指针调零 不能调零
精确度 达到0.1牛 达到0.2牛 大于0.2牛
【项目制作】
(1)选择材料时,弹簧比橡皮筋更合适。理由是一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成 关系,便于标注均匀刻度;
(2)选用图乙中b弹簧制作测力计,确定“0”和“2牛”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为 牛,小组同学用制好的弹簧测力计称量身边小物件的重力;
【项目评价】
(3)自制测力计“调零方式”指标为良好。用该测力计测量水平拉力,应先将测力计水平放置,弹簧处于自由状态,指针调整到 刻度位置,方可进行测量;
(4)实测时,挂上0.1牛的铅粒,发现测力计示数几乎没有变化,为使“精确度”指标表现更优秀,需选取图乙中 弹簧取代b弹簧制作测力计(填“a”或“c”)。
5.小明在百米赛跑时,感觉到奔跑得越快,受到风的阻力越大。小明猜想:物体所受空气阻力大小与物体运动速度的大小有关。小明和同学们在一个无风的周末进行了如下实验。
他们将如图所示的装置固定在水平桌面上(虚线框内是玩具汽车),一个同学依次以不同速度的风匀速吹向玩具汽车,待小车静止后,将相关数据记录在表格中。
风速 5 10 15 20
弹簧测力计示数F/N 0.5 2.0 4.5 8.0
(1)实验原理:根据
(2)实验选材:现有上图中A、B两款玩具汽车可供选择,为使实验现象更明显,你认为应选择
(3)实验分析:根据该次实验数据分析,该小车受到的阻力f与风速v的定量关系式是
(4)拓展应用:根据实验结论,小明推测从足够高的高空下落雨滴的运动速度变化情况是
6.科学探究源于观察和问题,拓展性小组同学观察到下列现象,跳伞运动员在未打开降落伞时下落很快,打开降落伞下落的速度会减小;“瓢泼大雨”以很快速度降落到地面,而“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面。
【查阅资料】物体从高空下落时,速度越来越大,所受阻力也越来越大,当阻力增大到与重力相等时,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度被称为物体下落的收尾速度。
【提出问题】物体从高空下落时收尾速度与什么因素有关?
【建立猜想】①可能与物体的横截面积有关。②可能与物体的 有关.
【设计方案】同学们经过讨论后认为,可以用小球作为理想化模型来代替生活中的不规则物体作为研究对象进行探究,于是同学们决定取5个不同的小球进行实验,在相同环境条件下,分别从一定高度(足够高)由静止下落,来探究小球从高空下落时的收尾速度与哪些因素有关。
【获取证据】相关测量数据见表:
小球编号 1 2 3 4 5
小球质量m(克) 2 5 5 5 45
小球半径r(米) 0.05 0.05 0.05 0.25 0.15
小球收尾速度v(米/秒) 16 40 10 1.6 ?
【得出结论】
(1)比较1、2号小球的相关实验数据,可以得到的结论是 。
【拓展应用】
(2)根据表中数据,推测5号小球的收尾速度v= 。
(3)请你结合上述探究,解释“跳伞运动员打开降落伞后比打开降落伞前收尾速度小”的原因是 。
7.降落伞是让人或物体从空中安全降落到地面的一种工具,广泛用于应急救生、空投物资等。某STEM项目学习小组同学对降落伞下降的速度与哪些因素有关产生了兴趣,并开展了以下探究。
【实验器材】①纱布、棉布、防水布;②小沙包若干;③剪刀、刻度尺、透明胶带、绳子、天平。
【提出问题】降落伞下降的速度与哪些因素有关?
【建立假设】
假设一:降落伞下降的速度与伞面材料有关;
假设二:降落伞下降的速度与伞面面积有关;
假设三:降落伞下降的速度与伞和重物的总质量有关。
(1)【收集证据】如图,将沙包挂在降落伞上,并使它从同一高度自由下落。实验时,同学们发现实验器材中缺少一种测量工具 .
(2)完善实验器材后继续实验,获得以下数据。
组别 伞面材料 伞面面积 (cm2) 伞和重物的总质量(g) 降落时间(s)
第 1 次 第 2 次 第 3 次 平均
1 纱布 1200 100 8.6 8.5 8.7 8.6
2 棉布 1200 100 9.3 9.5 9.4 9.4
3 防水布 1200 130 10.7 10.8 10.9 10.8
4 防水布 1500 130 13.1 13.4 13.4 13.3
【得出结论】分析上述数据,发现降落伞下降的速度与 有关。
(3)【思考讨论】进一步分析发现,针对建立的假设,所收集的证据并不完整,请你在答题卷的表格中将实验方案补充完整 。
8.小科发现汽车启动时,车内挂件总是向后摆动,而汽车刹车时,挂件又总是向前摆动。这是为什么呢?于是他用乒乓球、实心铁球(体积与乒乓球相同)、带轮子的透明有盖容器、细线、水等在水平地面上进行研究。
(1)如图甲,将一个乒乓球用细线悬挂在容器的盖上,推动容器向右运动的瞬间,可观察到乒乓球向 摆动。这是因为向右推动容器时,细线上端和容器一起向右运动,由于乒乓球具有惯性,仍保持原有的静止状态,于是观察到乒乓球摆动。
老师给出另一种解释: 乒乓球与等体积的空气相比,乒乓球的质量大,惯性也大,所以乒乓球比空气更容易保持原有的运动状态。在容器被推动的瞬间,空气随容器一起运动,而乒乓球仍在原来位置,于是观察到乒乓球摆动;
(2)小科将实心铁球也用等长的细线悬挂在容器的盖上,继续实验。向左推动容器的瞬间,观察到两球摆动方向相同(如图乙),但细线偏离竖直方向的最大角度不同,且最大角度α β(选填“大于”或“小于”);
(3)如图丙,将细线一端系住乒乓球,另一端固定在容器底部,铁球用另一等长细线悬挂在盖上,往容器中注满水,并盖上盖子。请你在答题纸相应位置上画出向左推动容器的瞬间,两球在容器中的大致位置 ,两球这样的摆动,则可说明质量大的物体惯性大。
9.小明观看北京冬奥会滑雪比赛时,突发奇想:如果运动员从斜坡滑道上自由滑下,怎样才能滑得更远呢?于是用如图所示的装置探究“小车从斜面上滑下时,在水平面上滑行的最大距离跟小车的下滑高度、小车总质量、水平面粗糙程度是否有关”。实验结果如下表:
实验次数 小车下滑高度/cm 水平面材料 车上钩码个数 小车在水平面上骨行的最大距离/cm
1 3 木板 1 50
2 3 木板 2 50
3 3 木板 3 50
4 6 木板 3 100
5 6 棉布 3 60
6 6 毛巾 3 30
(1)每次实验中,都应让小车从相应高度由 状态开始沿斜面下滑。
(2)分析1、2、3三组实验数据,得出的结论是: 。
(3)小明根据上述第3、4两次实验得出结论:当小车总质量和水平面粗糙程度相同时,小车在水平面上滑行的最大距离与小车下滑高度成正比。小明这样就得出结论不合理,请你对其实验提出改进建议: 。
10.小舟骑自行车时发现猛踩脚踏板提升车速后,车子能滑行的距离比不踩时远,车子在较光滑路面上滑行的距离比粗糙的路面上滑行要远。基于上述生活经验,小舟想影响物体运动的因素有哪些呢?他进行如下研究,装置如图。
【建立猜想】①……;②物体运动可能与阻力大小有关。
【设计方案】
方案一:在水平木板上不铺材料,让小车从斜面的不同高度由静止开始滑下,观察小车在水平面上运动的距离。
方案二:在水平木板上分别铺上毛巾、棉布和不铺材料,让小车从斜面顶端由静止开始滑下,观察小车在水平面上运动的距离。
【交流反思】
(1)方案一的设计,小舟基于的猜想是 。
(2)方案二中观察到小车在毛巾表面滑行距离最近,木板表面最远,由此现象可知:小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。进一步推理可得,不受阻力的小车将 。
(3)很多运动项目都需要助跑,如跳远、跳高、标枪等,目的是提高成绩,其原因是 。
11.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
12.小明同学为模仿伽利略斜面实验“探究阻力对物体运动的影响”(如图甲)。让同一辆小车分别滑到铺有毛巾、棉布和未铺任何材料的木板上,观察并记录小车水平滑行的距离。(不计空气阻力)
(1)在实验过程中,该同学让小车从斜面的同一位置静止释放,这一操作的目的是为了控制小车到达水平面时的 相等;
(2)小明根据图甲实验绘制出小车速度——时间关系图,并推测绘制出小车在光滑水平面上运动的图像,如图乙所示;其中可表示水平面光滑的是 ;(填图中的序号)
(3)图丙是各科学家先后对“运动和力”关系的不同观点,下列说法正确的是 (可多选)。
A.亚里士多德认为运动物体在不受力时会停止运动
B.伽利略提出力是维持物体运动状态的原因
C.相对牛顿的观点,笛卡尔观点未涉及静止物体
D.“牛顿第一定律”是牛顿通过实验得出的结论
E.科学观点的形成是一个不断完善、修正的过程
13.“牛顿第一定律”的建立是一个不断完善的过程。
①两千多年前,亚里士多德凭借自己的生活经验认为:力是维持物体运动的原因。
②16世纪末,伽利略通过实验和推理得出结论:如果运动的物体没有阻力的影响,它将在水平面上一直运动下去。
③与伽利略同时代的笛卡尔补充和完善了伽利略的观点,明确指出:如果运动物体不受到任何力的作用,它不会向左、右方向偏,将永远沿原来的方向做匀速直线运动。
④十七世纪初,牛顿总结了以上科学家的研究成果,进一步得出:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
(1)如图所示为伽利略的理想实验,若小球从斜面落下后以1米/秒的速度向右运动,那么可以推理出10秒后小球在水平面上经过的路程 (选填“大于”、“等于”或“小于”)10米;
(2)现在我们可以在太空中演示“牛顿第一定律”的现象。航天员王亚平老师在绕地球运行的“天宫空间站”中将“冰墩墩”扔出。以 为参照物,“冰墩墩”在做近似的匀速直线运动;
(3)分析上述科学史料,判断下列观点正确的有 。(可多选)
A.科学推理是科学研究的方法之一
B.科学定律都可以通过实验直接得出
C.只有完全正确的理论才是科学理论
D.普通人观点可以质疑,科学家观点不可以质疑
E.当前被人们认同的理论今后可能会被另一种理论取代
14.学习关于物体的平衡条件时,小明同学提出了下列疑问:只受一个力作用的物体能保持平衡状态吗?只受两个力作用的物体一定保持平衡状态吗?物体处于平衡状态时一定只受两个力作用吗?为此他做了如图所示实验,研究物体处于平衡状态时的受力情况。
①他将小球用一根细线悬挂起来,如图(a)所示,剪断细线后小球落下,如图(b)所示;
②他又将小球用两根细线悬挂起来,如图(c)所示,剪断其中的一根细线,小球发生摆动,如图(d)所示;通过实验,他的疑问得到解决根据实验现象及相关条件,小明同学归纳得出的初步结论(选填下面对应的结论字母):
(1)由图(a)和(b)可知:结论 正确;
(2)由图(a)和(c)可知:结论 正确;
(3)由图(a)和(d)可知:结论 正确;
A.物体处于平衡状态时不一定只受两个力作用
B.只受一个力作用的物体不能保持平衡状态
C.小球不受力时将下落
D.只受两个力作用的物体不一定保持平衡状态
15.为研究作用在物体上的两个力满足什么条件时,才能使物体处于平衡状态,进行如下实验。
(1)选用轻薄塑料片作为图甲实验研究对象的原因是
(2)将图甲中静止的研究对象转到虚线位置,松手后发现研究对象发生转动。据此可以得出结论:作用在物体上的两个力需要满足的条件是 ,物体才处于静止状态。
(3)如图乙,若启动电动机继续进行研究:当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时,观察物体的运动状态;当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时,再观察物体的运动状态。继续这项研究的目的是 。
16.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 。
摩擦力相关实验
1.小永同学在学习了摩擦力后,对“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”产生了浓厚的兴趣,他猜想影响滑动摩擦力的因素有:①接触面所受的压力大小;②接触面的粗糙程度;③接触面积的大小。为此他设计了下列实验进行探究,如图所示。
【实验器材】:长方体木块(长方体木块上表面是棉布面,侧面和下表面是面积不同而粗糙程度相同的木板面)、弹簧测力计、长木板等。
【实验过程】:小永同学选择不同的接触面,通过增减砝码改变木块对木板的压力,依次水平向右拉动长木板。
【实验数据】:实验测得木块受到的滑动摩擦力如下表所示。
实验序号 木块与木板的接触面 压力 测力计示数
1 下表面与木板面 2.5N 1.2N
2 下表面与木板面 5.0N 2.4N
3 下表面与木板面 7.5N 3.6N
4 侧面与木板面 2.5N 1.2N
5 上表面与木板面 2.5N 1.8N
6 上表面与木板面 5.0N
(1)当小永水平向右拉动长木板时,木块受到的滑动摩擦力方向是 ;
(2)实验序号 研究滑动摩擦力与接触面积的关系。由数据可知:滑动摩擦力大小与接触面积无关;
(3)由实验1、2、3可知, ;
(4)当用4.5N的力拉动长木板时,弹簧测力计的示数为2.5N,则木块与长木板之间的摩擦力为 N。
2.家里的罐头瓶盖得太紧(如图甲所示),拧不开了,小嘉就在瓶盖外包上毛巾,再用力拧,毛巾在打滑。瓶盖还是没动,爸爸让他换一条湿毛巾试试,果然,湿毛巾不再打滑。瓶盖打开了。由此,他觉得水有助于增大摩擦力。但为什么许多公共场合的地面在用水打扫过后会摆放“小心地滑”的牌子(如图乙所示),水量到底能增大摩擦还是减小摩擦?
为了解决困惑,他设计了如图丙所示的实验,在水平玻璃桌面上滴不同滴数的水并涂匀,立即用弹簧测力计拉着一块用油漆漆过的木块在玻璃桌面上做匀速直线运动,测出摩擦力,记录数据如表所示;
水滴数与摩擦力关系统计表
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
水滴数/滴 4 8 12 16 20 24 28 32 36
摩擦力/N 3.16 3.34 3.72 3.92 3.02 2.80 2.82 2.82 ______
(1)请你预测,当水滴数增加到36滴时,摩擦力大小为 ;
(2)根据实验数据能得出的结论是 ;
(3)请解释人走在湿滑的地面上容易向后摔倒的原因是 。
3.某实验小组用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素,木块挂在测力计下,右侧面与竖直传送带接触,左侧面有可旋转的螺杆对其施加不同的压力。启动电机,传送带逆时针转动,通过测力计的读数即可计算出木块所受的摩擦力。部分实验数据如表:
实验次数 木块重力(N) 螺杆旋转的圈数(圈) 测力计示数(N)
1 0.60 1 0.70
2 0.60 2 0.82
3 0.60 3 0.95
4 1.20 1 1.30
(1)比较第1、2、3次实验的数据可知,滑动摩擦力大小与 有关;
(2)第4次实验中,木块受到的滑动摩擦力大小是 N。
4.为更精确地测量木块的滑动摩擦力,小丽引入拉力传感器并设计了如图甲的实验。.她将长、宽、高均不同的长方体木块平放,拉动木板发现传感器示数不稳定,同时观察到实验中木块总有些摆动,获得数据如图乙。是什么引起子木块的摆动,进而引起摩擦力测量值的不稳定 小丽继续实验,将同一木块侧放,重复实验,获得数据如图丙。
(1)实验中测量滑动摩擦力时,木板 匀速直线拉动(填“需要”或“不需要”)。
(2)分析图乙,第1秒末,木块所受摩擦力为 。
(3)继续实验环节基于的假设是 。
(4)小丽认为,本实验还可得出滑动摩擦力大小与接触面积有关。小科认为不正确,并从实验中找出了说服小丽的证据 。
5.汽车在坡陡路险的山区公路上坡时,因车轮打滑(车轮原地转动,不能为车辆前进提供足够的驱动力)引起的事故偶有发生。小宁学习了“摩擦力”后,对汽车上坡时车轮打滑这一现象产生了兴趣。于是他利用一辆车轮可拆装的四轮电动小车进行了探究。
【实验方案】
拆下小车的4个车轮,按要求装上实验用车轮(除了有无花纹外,其它均相同),置于斜坡,如图所示。启动小车,记录爬坡情况。
【实验现象】
序号 车轮的花纹情况 爬坡情况
1 四个车轮均没有花纹 前轮打滑,无法上坡
2 仅两个后轮有花纹 前轮打滑,无法上坡
3 仅两个前轮有花纹 能正常上坡
4 仅左前轮、左后轮有花纹 向右偏转
5 仅左前轮、右后轮有花纹 向右偏转
6 仅右前轮、右后轮有花纹 向左偏转

【实验分析】
(1)第1、2次实验现象说明:该小车的前轮是为小车运动提供驱动力的(这样的车轮称为驱动轮)。由第1、3次实验现象可知:驱动轮的轮胎表面粗糙些更 (填“有利于”或“不利于”)提升该小车的爬坡能力。结合学过的知识,本实验能初步说明车轮打滑的原因 ;
(2)由第3~6次实验可知:前轮驱动的小车若前轮粗糙程度差异过大,易造成小车偏转。如果继续实验,当该小车仅右前轮、左后轮有花纹,可推测小车爬坡情况为 。
6.用如图所示的实验装置可以方便测量物体相对运动时摩擦力的大小。木板A放在水平地面上,木块B放置在水平的木板A上,细绳跨过定滑轮,一端与木块B相连,另一端与上端固定的弹簧测力计的秤钩相连,且细绳的段保持竖直,段保持水平。(木板A足够长,不计细绳重力和滑轮摩擦)
(1)用水平向右的拉力F拉动木板A向右运动,待木块B静止后,弹簧测力计示数为,此时木块B受到的摩擦力大小为 N。接着将拉力F增大一倍,木块B受到的摩擦力 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)撤去水平拉力F后,当木板A和木块B都静止时,弹簧测力计示数仍为,此时木板A受到地面施加的摩擦力方向为水平 (选填“向右”或“向左”)。
固体压强、液体压强、气体压强相关实验
1.为研究“影响压力作用效果的因素”,小科在家中用质量可忽略的塑料瓶和海绵进行实验:测得瓶底面积为35厘米2,瓶盖面积为7厘米2,并将瓶子装满600毫升水,依次正放和倒放于海绵上(如图)。
(1)本实验可初步得出:压力的作用效果与 有关;
(2)正放时水对瓶底的压强为p1,倒放时水对瓶盖的压强为p2。则p1 p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,需要从瓶子中倒出 毫升水。
2.兴趣小组为探究压力作用效果与哪些因素有关,用如图所示装置做实验。将规格相同的注射器前端的管口密封并固定在小桌子上,在其活塞上放置数量不等的相同重物,活塞下降。经过多次实验,获得如下数据:
实验序号 注射器个数 重物个数 活塞下降距离(格)
甲 同 学 1 3 1 1
2 3 2 6
3 3 3 8
乙 同 学 4 4 2 4
5 5 2 2
6 6 2 1
(1)实验中,压力作用效果是通过 来反映的;
(2)通过比较实验序号 这四组实验得到的实验结论,可以解释“背包带为什么要做得宽一些”。
3.如图1所示,用一只矿泉水瓶和一块海绵等器材探究“影响压力的作用效果的因素”。
(1)在图A、B操作中,观察 可知:压力一定时,压力的作用效果与受力面积有关;下列实例没有应用该结论的是 ;
A.菜刀要经常磨一磨 B.书包要用宽的背带
C.汽车限重 D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙
(2)比较图B、C可得结论: 。
(3)小明在装满水的矿泉水瓶侧壁不同高度钻出A、B两个小孔,发现瓶盖拧紧的甲图(图2)水并不流出,这是因为大气压的作用,打开瓶盖后如图2乙,水从两孔中流出的远近并不相同,B孔中的水喷的更急,这表明 。
(4)小明想继续探究“液体内部压强的大小与哪些因素有关”,
①用到如图3(a)所示的压强计,当其金属盒在空气中时,U形管两边的液面应该相平,而小明却观察到如图(a)所示的情景,出现这种情况的原因是U形管左边支管液面上方的气压 大气压(填“大于”或“小于”或“等于”),调节的方法是: 。(选填下面的字母)
A.将此时右边支管中高出的液体倒出 B.取下软管重新安装
②小明在图3(b)所示的检查时,用手指按压橡皮膜,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化,出现这种情况的原因是 。
③将压强计的金属盒放入水中,通过观察U形管左右两液面的高度差可以判断金属盒处水的压强大小。下列试验中用到了相同的方法的是 。
A.用弹簧测力计测量力的大小 B.探究影响滑动摩擦力大小的因素
C.用光线表示光的路径 D.平面镜成像实验
④将装置调节正常后,小明将金属盒先后浸入到两杯液体中如图3(c)和(d)所示,发现图3(d)中U形管两边的液柱高度差较大,于是认为图3(d)杯子中盛的是盐水。你认为小明的结论是 (选填“可靠”或“不可靠”)的。简要说明理由: 。
4.小科学习液体压强计的原理后,将液体压强计进行了如下改进:
(1)图甲中,当两金属盒置于空气中时,U形管液面相平。现将两金属盒分别放入装有不同液体的甲、乙容器内,两金属盒所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则说明液体A密度比液体B密度 ;
(2)图乙中,U形管右端通过橡皮管与玻璃管侧壁管口相连通。用吹风机向玻璃管中吹风时,U形管的右端液柱将 (填“上升”或“下降”)。
5.如图,在透明密闭正方体塑料盒的上下左右四个面的中心处,挖出四个大小相同的圆孔,在孔的表面分别蒙上相同的橡皮膜a、c、b、d。抓住手柄将塑料盒竖直浸没到水中后静止。
(1)通过观察橡皮膜 (填字母)的形变可知,液体内部存在向上的压强;
(2)观察到橡皮膜 (填字母)形变程度相同,可知:同种液体同一深度的液体内部压强相等;
(3)通过橡皮膜的形变大小来反映液体内部压强大小,这运用了 法。
6.“飞机迷”小王学习了流体压强知识后,他想探究飞机升力大小与哪些因素有关。他猜想:升力大小与机翼形状、飞机飞行速度和飞机的迎角(机翼轴线与水平气流方向的夹角)有关。
(1)小王制作了如图甲所示的飞机机翼模型,机翼做成该形状是利用了 ;
(2)他利用如图乙和丙的电风扇、升力测力计、飞机模型进行实验探究。在探究升力与迎角的关系时,按以下步骤进行:
①调节使风扇风速最大,并使飞机模型的迎角为0°,记录测力计的示数,多次实验求平均值;
②改变 ,重复步骤①并计算升力平均值;
③得到“升力与迎角的关系”的图像如图丁。由图像可知:飞机速度一定时,迎角增大,升力会 (填序号);
A.逐渐变大 B.逐渐变小 C.先增大后减小 D.先减小后增大
(3)资料显示:本实验结论与实际相符,若某飞机以80km/h做水平匀速直线飞行,迎角为,后来以500km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为(、在15°和20°之间),则迎角 (选填“>”“<”或“=”)。
7.学习小组利用压强计探究“影响液体压强大小的因素”,进行如下实验。
(1)图1是U形管压强计,为了使实验现象更加明显,金属盒上的橡皮膜选用的是 (选填“易形变”或“不易形变”)的;
(2)如图2,将压强计金属盒上的橡皮膜朝上,逐渐浸入至水中某一深度,压强计上反映的是橡皮膜 (选填“上方”、“下方”或“各个方向”)水产生的压强。压强大小用U形管左右液面高度差来反映,此处采用的科学方法是 。保持橡皮膜朝向不变,继续向下浸入,发现U形管左右液面高度差变大,说明液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)学习小组选择图3和图4进行实验,是想探究液体压强与液体 的关系。小组其他成员指出探究还不完整,继续探究……
8.研究小组利用压强计探究液体内部压强与液体密度的关系。
【实验器材】压强计、橡皮膜、两端开口的玻璃管、玻璃杯、圆柱形容器等。
【实验过程】小金用手指按压橡皮膜,如图所示,无论轻压还是重压,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化。
(1)出现这种情况的原因可能是 ;
解决上述问题后,小金按下列步骤进行实验:
①将金属盒放入水中深度10厘米处观察并记录;
②将金属盒放入酒精中深度10厘米处观察并记录;
③比较两次实验U形管左右两边液面高度差;
④换用密度不同的液体,重复上述实验。
(2)该实验通过U形管左右两边液面高度差来判断液体内部压强的大小,这种科学方法是 ;
【实验结论】液体的压强与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大压强越大。
【迁移应用】小金将一支两端开口的玻璃管进行改装,用橡皮膜将其下端封住,往玻璃管内倒入一定量的酒精,观察到橡皮膜向下凸起,然后将玻璃管置于一空玻璃杯内,如图所示(固定仪器省略),再沿着玻璃杯内壁缓慢注水。
(3)当玻璃管内外液面相平时,橡皮膜的形变情况为 (选填“向下凸起”“向上凸起”或“相平”);
【拓展提升】图是两个完全相同的圆柱形容器,分别装有甲、乙两种不同的液体,在距离容器底同一高度处分别有M、N两点。
(4)若,则两容器底部受到的液体压强大小关系是 (选填“>”“=”或“<”)。
9.图甲所示容器,常用来研究容器内液体对容器侧壁的压强特点。
(1)小科在容器中装满水,橡皮膜凸出,再将容器按图乙箭头方向,绕容器中轴线在水平桌面上缓慢旋转一圈(水与容器壁一起转动且保持相对静止),发现在整个转动过程中橡皮膜凸出情况一直未变。上述操作及现象 (填“能”或“不能”)作为容器内的水对容器各个方向的侧壁均存在压强的证据。
(2)小科去掉图乙中3个小孔上的橡皮膜,发现并不是最下端的小孔喷水距离最大,难道不是水压越大喷水距离也越大吗?深入思考后他认为小孔喷水距离还可能与小孔离地高度有关。于是,他利用打孔器、大可乐瓶、干燥细沙、刻度尺和水等材料,重新设计实验进行探究:
I、用打孔器在大可乐瓶同一高度不同位置打3个相同的小孔,用塞子堵住。
II、如图丙所示,在水平地而上均匀铺一层干燥细沙,将大可乐瓶加满水放在细沙中央。
III、拔出瓶上一个小孔的塞子让水喷出,一段时间后用塞子堵住小孔。
IV、针对另外两个小孔,分别重复步骤III。
V、移去大可乐瓶,测出相关数据得出初步结论。
①小科重新设计实验想探究的问题是 。
②步骤III中对“一段时间”的要求是 。
10.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。
11.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U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)A所示,在深度15厘米处观察到现象如图(甲)B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 (填字母);
A.转换法 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U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ρ的液体,a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p= ,推导出a点所在横截面受到的液体压强p与深度h之间的关系式是p= 。
12.同学们平时吹气球是不是有这样的体验:开始时最费劲,然后越来越省力,这是为什么呢?某科技兴趣小组同学对此展开了探究:
(1)他们利用气压传感器测量了同一个气球内气压随气球体积变化的数据,如下表所示(温度变化忽略不计;实验时气球外部的气压是1.01×105帕)
气球体积变化(ΔV/L) 0.1 0.2 0.3 0.4
内部气压(p/×105帕) 1.09 1.05 1.03 1.02
根据上述表格数据你可以得出结论:当外界气压一定时,相同材质的气球,体积变化越大,内部气压 ;
(2)小组同学又换其它气球作同样的测量,得到相似的数据,结合第(1)小题结论可解释用嘴吹气球时开始时最费劲,然后越来越省力的原因是
(3)探究过程中小组同学突发奇想,如果两个相同材质的气球一个吹成大球,一个吹成小球,然后将它们用带阀门的玻璃管连接在一起,如图所示,现打开阀门使大小气球连通,你认为小气球体积将 (填“变大”“变小”或“不变”),其理由是 。
13.科学源于生活又高于生活,日常生活中的许多现象,往往隐含着科学道理。
【生活现象】①一只略有凹陷的乒乓球放进一杯热水中,乒乓球会鼓起来恢复球形;
②压缩一段封闭在注射器内的空气,发现越压缩越费力。
小明对上述现象非常感兴趣,于是想探索其中奥秘。
【提出问题】一定质量的气体压强大小与什么因素有关呢?
【建立猜想】
猜想一:一定质量的气体压强大小可能与温度有关;
猜想二:一定质量的气体压强大小可能与体积有关。
(1)小明作出猜想一是基于生活现象 (填“①”或“②”)。
【获取证据】
小明为了验证猜想二,他找来一个注射器和一个气压传感器,在注射器里密封了30mL空气(不计注射器活塞重力和摩擦,大气压强p=1.0×105Pa),并与传感器密封连接,接上数据采集器,如图所示,然后缓缓推动活塞,记录数据如下:
实验次数 1 2 3 4 5
体积(mL) 30 25 20 15 10
压强(×105Pa) 1 1.2 1.5 2.0 3.0
【得出结论】
(2)小明分析表中数据可得出的结论是 。
【交流评价】
(3)实验中如果小明快速推动活塞,传感器的读数会 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”),理由是 。
14.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、长度分别为30厘米、60厘米、90厘米的瘪塑料袋各两个,分别标为、,、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)根据实验结果.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: 。
浮力实验
1.某项目化小组用和材料制作5个不同密度的小球,分别标为1,2,3,4,5号。按顺序用长度相同的细线连接(细线粗细与体积忽略不计)。如图所示﹐将这串小球放人未知液体中,根据小球不同的浮沉状态测出液体的密度。
材料种类 A B C
密度(g/cm3) 0.5 1.0 2.7
【原理】图中液体的密度与 号小球密度相同。
【制作】请从表1中选择一种材料来制作密度均匀变化的5个小球,并说明具体制作方法: 。
【改进】若被测液体密度介于相邻的两球之间、请预测出现的实验现象: 。
2.某兴趣小组为了验证阿基米德原理,设计并开展了如下的实验:
步骤一:取一个如图甲所示的塑料圆筒和金属圆柱体(塑料圆筒和金属圆柱体直径相同),按图乙进行操作,读出弹簧测力计的示数,记为F1。
步骤二:如图丙所示,向烧杯中逐渐加水,直到液面与金属圆柱体上表面相平,读出弹簧测力计的示数,记为F2。
步骤三:如图丁所示,用滴管向塑料圆筒中加满水,调节铁夹的高度、使烧杯中液面与金属圆柱体上表面相平,读出弹簧测力计的示数,记为F3。
(1)如图丙所示,此时金属圆柱体受到的浮力大小为 (用F1、F2、F3列式表示)。
(2)若实验中的测量结果满是 的关系,则可以验证阿基米德原理。
(3)实验中小组发现圆柱体受到的浮力大于它排开水的重力。下列操作会引起该结果的有 (填字母)。
A.步骤一中弹簧测力计未调零就使用 B.步骤二中液面未达到圆柱体上表
C.步骤三中塑料圆筒中的水没有加满 D.步骤三未调节好铁夹的高度就读数
3.为探究浮力的方向和大小,小柯选取乒乓球、透明容器、细线、铁架台、钩码、物块、小桶、烧杯等器材进行实验。
(1)小柯用手将乒乓球按在水底,松手后,他观察到 说明乒乓球受到浮力的方向是向上的;
(2)浮力的方向是任意向上还是竖直向上呢?小柯进行如图甲实验,用细线等将乒乓球固定在容器底部,将水注入容器,直至乒乓球浸没,观察细线被拉直的方向:然后将容器的一角垫高后,再次观察。小柯认为根据细线被拉直的方向便可以得出浮力的方向是竖直向上的,请你设计方案证明细线被拉直的方向为竖直方向 ;
(3)如图乙,小柯利用电子天平直接测量浮力的大小:先将盛有水的容器放在电子天平上,按“去皮”按钮,此时显示屏读数为0;再用线拴住物体,将物体浸在水中(水未溢出),此时电子天平读数等于物体所受浮力的大小,你认为两者数值相等的原因是 。
4.小帆发现装有啤酒的易拉罐无论以怎样的形态放入水中都不会下沉。学习了物体受到浮力大小的影响因素和沉浮条件后,小帆用家中一罐装啤酒来验证浮力与体积的关系。
(1)易拉罐从开始进入水中到将要完全浸没的过程中,易拉罐所受浮力 ;
(2)小帆将实验中测出浮力与排水体积的4组数据,在坐标图中画出相应的点,连点得到线a,如图。通过分析得出浮力与排水体积之间存在定量关系F=9.69V。将水换成酒精重复实验,得到线b,发现两线的倾斜程度不一样,分析图像可知,其倾斜程度受 影响;
(3)换用第三种液体进行实验,描点时发现其中点m与其他三点不能连成一直线,请你说出对m点处理的建议 。
5.近几年县、市均开展自制潜水艇比赛,某小组同学开展了自制潜水艇项目,过程如下:
【产品设计】图甲为某小组自制的潜水艇,由生活舱和水舱构成,生活舱体积大于水舱体积。其材质为硬质塑料瓶,塑料瓶厚度不计,三个舱之间密封不连通,水舱与200毫升的注射器通过塑料软管相连,移动注射器活塞改变其中的空气体积可以实现潜水器的浮沉。
【产品调试】
任务一:如图乙所示,潜水艇完成从水面A位置下潜到B位置并稳定停留;
任务二:能从水底上浮到B位置并稳定停留;
任务三:完成从水底打捞一个重物(重0.3牛,体积为10厘米3)到B位置并稳定停留。
(1)小明关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中,当观察到 现象,则气密性良好;
(2)完成任务二上浮过程,对注射器活塞的操作是: ;
(3)已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度a毫升,完成任务三时(用细线系住打捞重物,细线体积和质量不计),注射器活塞需要稳定在哪个刻度?(提示:写出计算过程,结果用含a的代数式表示;注射器内气压始终等于外界大气压;水的密度为1克/厘米3) 。
6.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 。
答案解析部分
质量与密度的相关实验
1.(1)质量
(2)平衡螺母;游码;右;左;71.6g;不符合
2.(1)左;调节平衡螺母或左码右物
(2)115.8;34.2
(3)等于
3. 见解析
【详解】
(1)[1]根据表中数据信息可知,白酒的度数越大,密度越小,白酒的密度随度数的增大而减小。
(2)[2]瓶的容积
白酒的体积
白酒的密度
4. 每张A4纸的厚度、质量、纸飞机的发射速度、角度等 折成形状较大、波浪型的纸飞机 700 不可信,因为没有用65克/米2、75克/米2等A4纸进行实验
【详解】
(1)[1]小胡同学要探究纸飞机在空中飞行的距离与纸飞机大小和形状的关系,所以需要除纸飞机形状外的变量都相同,例如:每张A4纸的厚度、质量、纸飞机的发射速度、角度等。
(2)[2]根据表格中信息,可知折成形状较大、波浪型的纸飞机飞的较远。
(3)[3]①一张面积为1m2的打印纸的体积
V=Sh=1×104cm2×0.01cm=100cm3
由70g/m2可知,一张面积为1m2纸的质量m=70g,则打印纸的密度

[4]②不可信,因为没有用65克/米2、75克/米2等A4纸进行实验。
5. 8.0g/cm3 偏小
【详解】
(1)[1]分析乙图中金属块平衡状态的受力情况
G物=F浮+G水
由阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排、重力公式和密度公式
G=mg=ρVg
代入上式
G物=ρ水gV物+ρ水V1g-----①
分析丁图中金属块平衡状态的受力条件
G物=G水=ρ水gV2--------②
由①式-②式得
V物=V2-V1
其中
V1=45mL-10mL=35mL
V2=45mL-5mL=40mL
V物=5cm3
故金属块的密度表达式
ρ物= =8.0g/cm3
(2)[2]将瓶子的重力计算在内,对金属块体积的测量都不会有影响,只是会使测出金属块的质量偏小。根据公式可知,这时测定的密度会偏小。
6. 变小 控制排开的液体体积相同 方法一:先测出BC的长度,以C点为起点向左画出与BC等长的CD,再把CD长度十等分;方法二:先测每小格的长度,以C点为起点向左画出与前面每小格等距的刻度
【详解】
(1)[1]刚打开和敞口一段时间后酒的密度约为0.92g/cm3和0.96g/cm3,酒精密度小于水的密度,酒的密度变大说明酒精变少了,其酒精度变小。
(2)[2]根据题意,一开始两边杠杆平衡,根据杠杆平衡条件有
m大螺母gL1=m小螺母gL2
完全浸没后,有
两式联立,变形可得
根据题意,想让刻度按照距离均匀等分,则ρ液与L必须为线性关系,所以为定值,则V必须为定值,所以每次大螺母都必须浸没。
(3)[3]因为刻度均匀,故使用刻度尺,测量0~1之间的距离为L0,在“1”右边距离L0的位置标上“2”,并将1~2等分为10份,分别标上1.1~1.9刻度。若总距离不足以标到“2”,则根据杆的实际总长度相应改变最大值。
物态变化相关实验
1. 固液共存 均匀受热
【详解】
(1)[1]由表中数据,描点连线可得温度随时间变化的图像,如下图所示:
(2)[2]观察表中数据发现,从第4分钟至第8分钟,海波温度一直保持不变,所以海波处于熔化过程中,故第5分钟时,海波处于固液共存态。
(3)[3]试管放在盛水的烧杯内加热,是水浴法加热,所以不用酒精灯直接加热,是为了海波均匀受热。
2. 较小 非晶体 3×107J/kg 固液共存 不会 A
【详解】
(1)[1]实验时应选用颗粒较小的冰块做实验,利于均匀受热,测量出来的温度和观察到的现象越接近客观实际。
(2)[2]根据表格可知,蜡熔化时没有固定不变的温度,即没有熔点,属于非晶体。
[3]冰吸收的热量为
Q=cmt=2.1×103J/(kg ℃)××0.5kg=1.05×104J
酒精放出的热量为
Q放= ==1.05×105 J
酒精的热值为
q===3×107 J/kg
(3)[4]AB段冰吸热但温度不变,因此正在熔化,处于固液共存状态。
[5]若继续加热,试管中的水可以达到沸点,但是无法从外面的水中继续吸热,所以它不会沸腾。
[6]水在沸腾前,由于不断的加热,所以温度升高较快;沸腾时温度保持不变;停止沸腾后,开始温度下降的快,后来下降的慢,当到达室温时几乎保持不变,故选A。
3. 可缩短实验时间 热传递 99 见解析
【详解】
(1)[1]B实验装置给烧杯甲了盖子,可减少热量散失,加快水升温,缩短实验时间。
(2)[2]加热过程中,水不断吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递方式改变内能的。
[3]由图乙可知,水的温度升高到99℃就保持不变,说明水的沸点是99℃。
(3)[4]气泡在上升过程中逐渐变大,一方面是由于杯中的水不断变为水蒸气,所以体积变大;另一方面是由于气泡上升过程中,深度减小,水对气泡的压强减小,所以体积变大。
4. 液态水蒸发会吸收环境中的热量 部分太阳能通过光合作用转化为化学能 A B 阳光直晒下 树干; T3-T2>T2-T1
【详解】
(1)树叶通过蒸发散发出水分时,水由液体变为气态发生汽化,水汽化时要从周围环境吸收热量,从而使环境温度降低;
(2)树叶通过光合作用,把部分太阳能转化为树的化学能,照射到树下的太阳能减少,从而可以降低温度;
(3)③这三个点的气温分别是:A树下的气温(T1)、B树下的气温(T2)、阳光直晒下的气温(T3),根据控制变量法的要求可知,测温时,其中两支温度计放置地点除离地高度相同外,还应离树干的距离相同.
④阳光直晒下的温度T3与B树下的温度T2之间的差T3-T2是证明树叶挡住太阳光的辐射,使树荫下的气温比阳光直晒下的气温明显低的实验证据,而B树下的温度T2与A树下的温度T1之间的差T2-T1是证明树叶水分蒸发使树荫下的气温低的实验证据.只要将这两个温度差的大小进行比较,若,则小李的猜想是正确的.
5. 空气湿度越小 多
【详解】
{实验结论}由图可知,在水的温度、水的表面积和水面空气流速等条件均相同时,空气湿度越小,毛巾中水的质量增加得越多,说明水蒸发越快,故填空气湿度越小。
{实验反思}本实验中,在其它条件相同时,空气湿度越大,毛巾中水的质量越少,说明返回水中的水分子数越多,故填多。
6. 小红 大于 见解析 方案2
【详解】
(1)[1]由表中数据可知,大烧杯中水到达沸点100℃,而小烧杯中水温保持94℃,没有达到沸点,不会沸腾,小红的观点是正确的。
(2)[2]在0至18分钟内,小烧杯中水的温度从40℃上升到94℃,由于小烧杯中的水从大烧杯中吸收的热量大于小烧杯中的水蒸发散失的热量。
(3)[3]因为小烧杯中的水散失的热量与从大烧杯中吸收的热量相等。小烧杯中的水被不断向外界散失热量,而小烧杯中的水温保持稳定,则小烧杯中的水必须从大烧杯中吸收热量,因此小烧杯中的水温低于大烧杯中水温。
(4)[4]为了验证液体的沸腾除了要满足温度达到沸点,还需要继续吸热的条件,可以给大烧杯加盖,防止热量的散失,提高大烧杯内水沸腾的温度,使小烧杯内水和大烧杯内水有温度差,小烧杯中的水从大烧杯中吸收热量,方案2更合理。
声音相关实验
1. 声音是由物体振动产生的 在桌面上洒一些纸屑(或其他轻小物体) 空气 铃声越来越小 真空不能传声
【详解】
(1)用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到乒乓球弹跳起来;它说明发声体在振动;音叉的振动不能直接观察,乒乓球起的作用是将音叉的振动放大,更容易直观观察;
(2)桌子是较大的物体,发声振动不易观察,可转换成桌面上小纸屑的振动,所以可在桌子上放一些小纸屑;
(3)敲击右面的音叉,左面的小球跳起来了,说明空气可以传声;
(4)瓶内空气越来越少,声音就越来越小,是声音传播的物质(空气)逐渐减少造成的,由此可以推出:真空不能传声。
2. 声音是由振动产生的 空气能够传播声音 不会; 月球表面没有空气
【详解】
(1)如图甲所示,用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,泡沫塑料球被弹起,这个现象说明发声体在振动;
(2)如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这个现象说明空气能够传播声音;
(3)这个实验不能在月球上进行,因为月球上没有空气,真空不能传声,因此敲击右边的音叉,左边的音叉不能把泡沫塑料球弹起。
3. 固体(细棉线)可以传声 细金属丝比细棉线传声效果好 振动停止,发声停止 振动会被棉线上的空隙吸收,从而无法传递振动 a、d 音调与粗细(截面积)的关系 a、c
【详解】
(1)细棉线是固体,能实现通话,说明固体能传播声音;
(2)因为相距同样远,且说话声音的响度也相同,但改用金属丝连接土电话,听到的声音大,说明了金属丝的传声效果比棉线的好;
(3)用“土电话”时,另一个同学捏住棉线的某一部分,则听的一方就听不到声音了,这是由于说话声引起棉线振动,棉线把这种振动由近及远的传到远方,如果用手捏住棉线的某一部分,声音在传播过程中被阻断,则振动就会停止,也就听不到声音了;
(4)如果线没有拉直而处于松弛状态,则听的一方就听不到对方讲话的声音,这是由于棉线“松弛”,振动会被棉线上的空隙吸收,从而无法传递振动,则另一方就听不到声音;
(5)
①研究音调高低和琴弦长度的关系,应保持琴弦的材料和粗细相同,故选择琴弦a和d;
②选择琴弦a和b,材料和长度都相同,琴弦的粗细不同,可探究音调的高低与琴弦粗细的关系;
③探究音调高低跟材料的关系时,应保持琴弦的长度和粗细相同,材料不同,故选择a和c.
4. ABC 80 1.02 见详解
【详解】
第一空.为了验证猜想与琴弦的横载面积有关,根据控制变量法,应选择琴弦的长短和材料都相同,而横截面积不同的琴弦A、B、C三根琴弦进行实验;
第二空.验证猜想可能与琴弦的材料有关,应选择横截面积和长度都相同,而材料不同的琴弦E、G、I进行研究,故长度都是80;横截面积都是1.02。
第三空.任选一根琴弦保持粗细和长度相同,改变松紧程度,用相同的力弹奏比较音调高
光的反射与平面镜成像实验
1. 见解析 用未点燃的蜡烛替代像 像距等于物距
【详解】
(1)[1]等效替代法是科学研究中常用的方法之一,是在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下,将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程的方法。
[2]实验中采用等效替代法,用未点燃的蜡烛替代像。
(2)[3]由表格中的数据可知,蜡烛到玻璃板的距离与相对应的蜡烛的像到玻璃板的距离是相等的,像距等于物距。
2. 确定像的位置 硬币a b
【详解】
(1)[1]由于玻璃板是透明的,玻璃既能透光又能反射光使物体成像,能看到前面物体在玻璃板后面成的像,也能看到玻璃板后面的物体,便于确定像的位置。
(2)[2]实验中运用等效替代法,用硬币b代替硬币a,与玻璃板后面的硬币a的像重合,判断像与物的大小关系。
(3)[3]用手推动玻璃板到图乙位置,由于像与物关于平面镜对称,所以硬币a的位置不变,则硬币a的像的位置也不变,故会观察到硬币a的像的位置仍在b。
3. 见解析 太阳能热水器的集热效果是否与光照强度有关(合理即可)
【详解】
解:(1)[1]探究太阳能热水器的集热效果与入射光线的角度关系,设计的思想是:保持其他条件不变,改变照射热水器的光线的角度,测量被加热的水的温度变化情况,从而总结归纳二者的关系。实验设计如下:
第一步:将温度计放于盛水的塑料袋中,读出温度计示数T0。将塑料袋放于泡沫箱中,盖上玻璃板。将细木棒用橡皮泥竖直固定于玻璃板中央。
第二步:打开白炽灯,用泡沫砖调整泡沫箱高度,使细木棒影子长度为0。
第三步:30分钟后,读出温度计示数T1。
第四步:关闭白炽灯,冷却装置至温度回到T0。
第五步:调整泡沫箱高度,使细木棒影子长度分别为10cm、20cm、30cm 重复实验。
第六步:比较每次实验升高的温度,得出结论。
(白炽灯竖直悬挂正上方,不用细木棒仅用刻度尺测量泡沫箱长度和泡沫砖高度来确定角度关系也可)
实验方案设计与评价
(2)[2]太阳能热水器工作的能量来源于太阳光的照射,因此,它的集热效果可能与光照强度有关。
4. 见解析 见解析 见解析
【详解】
(1)[1]在纸板上能看到一条明亮的入射或反射光的“径迹”原因是:光在纸板表面发生了漫反射,反射光进入人的眼睛而看到光的径迹。
(2)[2][3]小科实验过程中,入射光线可见,发现反射光线只能看到其中部分光路,如图乙所示。我觉得造成该现象的原因是纸板表面不平整不在同一平面上。解决方法为:换用平整的硬纸板或将纸平展在水平桌面上而平面镜竖直放置在纸上 。
5. A 不会 不正确,见解析
【详解】
(1)[1]平