2021-2022学年人教版物理八年级下册期末实验题冲刺训练(含答案)
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2022年八年级下册物理实验题冲刺训练
1.在“探究影响浮力大小因素”的实验中,在弹簧测力计下悬挂一圆柱体,当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降,直到圆柱体下表面刚好与烧杯底接触为止,如图甲所示。
(1)分析图a、b、c,说明浮力的大小与 ______有关;
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用图 ______和图 ______的装置来进行操作;
(3)如图甲所示圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 ______;
(4)小亮完成如图甲所示的实验后,把水换成另一种未知液体,重复上述实验,根据实验数据绘制出如图乙所示的,弹簧测力计示数F与物体下降高度h的关系图像;那么物体浸没在这种液体中时受到的浮力F'浮______N,该未知液体的密度是 ______kg/m3,由此表明,浸在液体里的物体受到的浮力大小还与 ______有关;
(5)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中合理的是 ______
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案,将石块更换成与其体积不同的铁块进行实验
2.如图所示是“探究液体内部压强特点”的实验;
(1)实验前,要使U形管两边液面保持相平,而小明同学却发现U形管右管液面比左管液面高,接下来应如何操作 ______(选填序号);
①将右边支管中高出的液体倒出,②取下软管重新安装
(2)如图乙和图丙,将该装置的探头放入水中不同深度处,比较后得出液体内部压强的大小随液体深度的增加而 ______(填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)比较图 ______和图丁,可以得出液体内部压强的大小与液体密度有关;为了进一步证明液体内部压强与液体密度的关系,有同学提出保持丁图中的探头的位置不动,将一杯比丁图中更浓的盐水倒入烧杯中搅匀后,比较前后两次实验,可以得出的结论是:液体的密度越大,其内部压强越大,你认为这个结论可靠吗?原因是 ______;
(4)如图戊、己所示,用相同的盐水换用形状不同的容器进行实验,可以得出结论是:液体压强与盛液体的容器形状 ______(填“有关”或“无关”);
(5)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用 ______(选填“有色”或“无色”)液体进行实验;小明在实验过程中尝试将U形管内的液体换成其他液体,当探头在水中的深度相同时,U形管内装入哪种液体时左右两侧液面的高度差最大 ______(选填“酒精”、“植物油”或“盐水”);由此可以推测,如果U形玻璃管足够长时,U形玻璃管内选用密度 ______(填“较大”或“较小)的液体可以使实验结果更准确。(ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ植物油=0.9×103kg/m3,ρ盐水=1.1×103kg/m3)
3.如图所示在探究“杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示位置,此时的杠杆是 ______(填“平衡”或“不平衡”)的;接下来应该将杠杆右端的平衡螺母向 ______端移动直至杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是:______
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置处于平衡状态,杠杆上的每格均匀等距,每个钩码都相同;下列操作中,会使杠杆左端下倾的是 ______
①将两侧的钩码同时各向外移动相同距离
②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码
③将两侧的钩码同时各向内移动相同距离
④在两侧钩码下同时各减少一个相同的钩码
A.①③
B.②③
C.②④
D.③④
(3)如图丙,在右边用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置平衡,若左边钩码离支点20cm,右边挂钩离支点15cm,每个钩码重为0.5N,则此时弹簧测力计示数应为 ______
(4)如图丁,当杠杆在水平位置平衡时,此时拉力的力臂 ______15cm(填“大于”“小于”或“等于”)。
4.如图所示,某同学探究“阻力对物体运动的影响”所设计的实验装置。
(1)三次实验该同学都应让滑块从同一斜面的______自由下滑,目的是使滑块每次到达水平面开始滑行的______相同。
(2)为了让滑块在水平面滑行时受到的阻力不同,采取的做法是使水平面的______不同。
(3)实验结论:水平面越光滑,滑块受到的阻力就越______,速度减小得就越______(选填“快”或“慢”)。但由于阻力始终存在,所以无法观察到滑块在水平面上做______运动的情形。
(4)牛顿第一定律是由______(选填正确答案前字母)得出来的。
A.直接由实验结果
B.日常生活经验
C.实验和科学推理相结合
D.科学家猜想
(5)由实验可知,力不是维持物体运动的原因,而是改变物体______的原因。
5.小华同学利用U形管压强计探究液体内部压强的特点,具体操作如图所示:
(1)安装后,小华发现U形管内液面左低右高如图甲所示,接下来应通过______(选填正确答案前字母)的方法使U形管左右两侧液面______,之后才能进行实验探究;
A.摇晃U形管
B.拆除软管重新安装
C.往左侧管中加入适量红墨水
(2)实验前,要检查装置气密性,方法是用手指轻轻按压探头上的橡皮膜,如果U形管中液面升降灵活,则说明该装置______(选填“漏气”或“不漏气”);
(3)小华将探头放入水中,并逐渐增大探头在水中的深度,发现U形管两侧液面高度差逐渐变大,这说明同种液体的压强______;
(4)随后,小华将压强计探头固定在水中某一深度不动,调节探头的方向向上、向下、向左、向右等方位,这是为了探究同一深度处,液体向______的压强大小关系。
(5)小华按图乙和丁所示进行液体压强与液体密度关系的实验探究,得出“液体内部压强与液体密度有关”的结论,你认为小华的操作是______(选填“正确”或“错误”)的,理由是______;
(6)小华将压强计进行改装,在U形管另一端也连接上探头,实验现象如图所示,不同液体内部在同一深度处,______(选填“左”或“右”)侧液体产生的压强大。
6.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
A.测空杯的重力B.测小石块的重力
C.测石块浸在水中所受拉力D.测出杯和石块排开水的总重力
(1)由B、C两图可得出小石块受到的浮力大小等于______N,由______两图可知小石块排开液体受到的重力为______N。
(2)实验结果表明:浸在液体中的物体所受______等于物体排开液体所受的重力。
(3)步骤C中,同学们还发现,当石块浸入水中的体积逐渐增加时,弹簧测力计示数会逐渐______,这说明浸在液体中的物体所受浮力的大小与______有关。
(4)为得到更为普遍的结论,实验小组将小石块更换成体积不同的铁块、铝块,或是将水更换成酒精、盐水重复以上实验步骤。若将C图中的水更换成密度比水小的酒精,小石块受到的浮力______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
7.(1)小周同学用如图所示的器材做“探究凸透镜成像规律”实验。
①为使烛焰的像成在光屏的中央,应将光屏向______(选填“上”或“下”)调整,实验过程中,当蜡烛距凸透镜20cm时,移动光屏至某一位置,在光屏上得到一个等大清晰的像,则该凸透镜的焦距是______cm;
②接着把蜡烛再向左移动5cm,此时如果将光屏向______(选填“左”或“右”)移到某一位置,就能在屏上得到如图中______图所示烛焰的像。
A.B.C.D.
(2)小华同学通过实验“探究水沸腾前后温度变化的特点”,请根据要求回答下列问题:
①图所示是他最初组装好的实验器材,请你指出图中的错误温度计之处:______;
②他改正错误后,进行了实验,并将部分数据记录在下表中.由表中数据可知,水的沸点______℃,由此可以判断此时大气压______(选填“小于”或“大于”)一个标准大气压;
t/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
T/℃
50
57
64
71
78
85
91
94
96
97
98
98
98
98
③根据实验数据可以推断,在其它条件都不变的情况下,第13min后继续加热一段时间,水的温度会______(选填“升高”、“不变”或“降低”)。
8.如图是“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。
(1)在杠杆上挂钩码前,杠杆静止在图甲中的位置,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,这样做的好处是______;
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡后,在杠杆B点挂2个相同的钩码,可在杠杆的A点挂______个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡;平衡后若把B处下方取下一个钩码,为使杠杆保持水平平衡,则需将挂在A处的钩码向______(选填“左”或“右”)移动一格;
(3)某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码,同时调节平衡螺母使杠杆平衡,你认为他们的做法是______(选填“正确”或“错误”)的;
(4)此实验多次改变挂在支点0两边钩码的个数和悬挂位置,收集杠杆平衡时多组动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据,其目的是______(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”);
(5)下列正在使用的工具:铡刀、钓鱼竿、羊角起钉锤、瓶盖起子,属于费力杠杆的一种是__________。
9.某同学用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响.他在水平长木板上分别铺上不同材料,让同一小车从斜面上的同一高度由静止滑下,在小车停下的位置分别做上标记a、b、c。
(1)用同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时的_______相同;
(2)小车在水平面上运动时受到________个力的作用,若在水平面上铺毛巾、棉布,之后直接用长木板进行多次实验,则标记b是小车在________表面下停下的位置;
(3)对上述实验进行分析并进一步推理:如果运动的物体在没有受到力的作用时,将_________,由这个实验可以推理得出的物理学基本定律是________;
(4)上述实验中用到的科学探究方法有________和转换法;
(5)若在水平面铺上同种材料,让同一小车从不同高度由静止滑下,推动水平面上的木块,则还可以探究小车________的关系(选填下列选项的序号)。
①动能与质量 ②动能与速度
10.如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中:
(1)每次实验中让小车从同一斜面上的同一高度由静止自由滑下,通过改变水平面表面的______,使其对小车运动的阻力不相同,观察小车在水平面上滑行的距离。为了让小车不滑出木板,可采取的办法之一是______。
(2)最终小车静止时的位置如图所示,分析实验现象可知:运动物体受到的阻力______,速度减小得越慢,运动的路程就越长。进一步推理可知:若小车运动时所受阻力为零,小车将保持______状态。说明物体的运动______(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
(3)小车在棉布和木板两种不同的水平面上克服阻力做功的关系:______,功率的关系:______(均选填“>”、“=”或“<”)。
(4)若在水平面上铺上棉布时,让同一小车从同一斜面的不同高度静止滑下,还可以探究小车______的关系。
11.学习了杠杆知识后,小红利用身边的物品来探究杠杆平衡条件。如图所示,她选择的器材有:铅笔、橡皮块若干(每块橡皮重力为0.1N)、细线、刻度尺等。
(1)她将细线大致系在铅笔的中部位置,铅笔静止后如图甲所示,此时铅笔______(选填“是”或者“不是”)处于平衡状态,若想调节铅笔水平平衡,她应将细线向______(选填“左”或“右”)移动;
(2)调节水平平衡后,她用细线绑定数量不等的橡皮块挂在杠杆支点两侧,移动其位置,使杠杆仍在水平位置平衡,如图乙所示,并将所测数据记录在下表中:
动力(N)
支点到动力作用点的距离OA(m)
阻力(N)
支点到阻力作用点的距离(m)
()
()
0.2
0.02
0.1
0.04
0.004
0.004
记录数据后,小红便分析得出了如下结论:“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”。你认为小红实验中的不足之处是______,为了进一步完善实验,得到正确的结论,接下来的做法还应该多次改变力的______并进行实验;
(3)在实验过程甲,铅笔水平平衡后(如图乙),小红不小心将前端细长的铅笔芯弄断了(如图丙),她立刻将铅笔稳住,并将铅笔芯放到左端细线上方固定(如图丁),则松手后铅笔______;
A.左端下沉 B.右端下沉 C.仍然水平平衡
(4)本次实验在挂橡皮块之前,小红将铅笔调节在水平位置平衡,这样做的好处是:既可以消除铅笔重力对实验的影响,还可以______;
(5)小红发现杠杆在生活中应用比较广泛,其中我们吃饭时使用的筷子也是杠杆,它属于______杠杆;
(6)学习了功的知识后,小红回看之前杠杆记录的数据,她想能否将的单位换成J?根据功的定义,你觉得可以换吗?______(选填“可以”或“不可以”)。
12.“五一”节期间,小李与同学一起骑自行车环绕美丽的滇池骑行游玩。活动中他停放在烈日下的自行车车胎自己发生爆胎现象。小李与同学们很好奇气体压强大小与什么因素有关?回到学校和同学们展开了科学探究活动:
【提出问题】气体压强的大小可能与什么因素有关呢?
【猜想与假设】
猜想一:把注射器活塞推至注射器筒中部,用手指堵住前端小孔,这样就在注射器内封住了一定质量的空气,当压活塞使筒内空气体积缩小时,手指会感到很费力。由此可猜想气体压强的大小可能与体积有关;
猜想二:生活中,自行车轮胎在夏天烈日下容易爆胎。据此可猜想气体压强的大小可能跟______有关。
【设计实验】
为了验证猜想一,用一个带有刻度的注射器封闭一定质量的气体,气体的体积可直接读出,气体的压强由图中压强传感器和计算机辅助系统得出(如图所示)。
【进行实验与收集证据】
(1)实验中应保持环境______不变且注射器管壁导热性能良好;
(2)缓慢推动话塞到某一位置,从注射器的刻度上读出______值,待压强传感器示数稳定后读出压强值。继续缓慢推动活塞,得到多组实验数据如下表。
实验序号
1
2
3
4
5
气体的体积V()
50
40
34
30
26
气体的压强p()
1.01
1.26
1.49
1.68
1.94
压强与体积的成绩()
50.5
50.4
50.66
50.4
50.44
【分析与论证】
分析表中实验数据,可以初步得出的结论:一定质量的气体,在温度一定时,压强与体积成______关系。
【拓展应用】
(1)打气筒是人们生活中常用的工具,当打气筒的导气管被堵塞时,我们会感到向下压活塞特别费力。这是因为筒内封闭一定质量的空气,当向下压缩时,气体的体积越______,压强越______(均选填“大”或“小”);
(2)在炎热的夏天,载重汽车在盘山公路下坡行驶时,要不断往车上喷水,主要是通过水蒸发吸热使轮胎内气体的温度降低,来______轮胎内气体的压强,防止爆胎。
小李同学尝试利用注射器、弹簧测力计和刻度尺粗测本地的大气压值。他先将注射器内吸满水,小孔向上竖直放置,再将活塞由下至上推到注射器筒的底端,之后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样操作是为了______。
完成了上述操作后,如图所示,他水平向右慢慢地拉动注射器筒。当活塞刚开始滑动时,记下了弹簧测力计示数为F,并用刻度尺测出注射器筒刻度部分的全部长度为L,已知注射器的容积为V,则本地大气压强的大小可表示为______。测量结束后,老师告诉他这样测量可能会导致测量值偏大,你认为其原因是______。
13.如图所示,在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小林用弹簧测力计、细线、金属块、容器、水和某种液体,按照步骤①②③④⑤⑥的顺序进行了实验。实验中液体均未溢出,弹簧测力计示数标记在图中。
(1)金属块浸没在水中时所受的浮力是________N;
(2)由实验①②③④可知物体所受浮力的大小跟________有关;由________三个步骤可知物体所受浮力的大小跟液体密度有关;从实验①④⑤中弹簧测力计的示数可知物体所受浮力与________无关;
(3)由测量的数据可以计算出实验⑥中液体的密度是________;
(4)实验中金属块底部所受液体压强最大的是________(填实验序号);
14.如图是“探究影响动能大小因素”的装置,其中,,所用物块为木块。
(1)实验中通过________来判断小球动能的大小;木块在水平面上移动的过程中,摩擦力对木块________(填“做功”或“不做功”);
(2)由甲、乙两次实验可得结论:质量相同的物体,________越大,它的动能越大;
(3)由甲、丙两次实验得出“物体动能的大小与质量有关”的结论,他得出这一结论的方法是________的(填“正确”或“错误”),理由是________;
(4)小球沿斜面向下运动的过程中,________能转化为动能;若水平面光滑,则________到实验的目的(填“能”或“不能”);
(5)比较甲、乙两次实验,整个过程中A球减小的机械能________B球减小的机械能(填“大于”、“小于”或“等于”)。
15.如图所示,小强在家里用筷子、细线、几块相同的橡皮擦和钢卷尺等物品“探究杠杆的平衡条件”。
(1)他将细线系在筷子的中部位置,筷子静止后如图甲所示,此时筷子处于________(填“平衡”或“非平衡”)状态;接下来他应该将细线向________(填“左”或“右”)移动适当距离,让筷子在水平位置平衡,这样做除了可以消除筷子重力对实验的影响外,还有一个优点,请你写:________。
(2)调节筷子在水平位置平衡,他把数量不等的橡皮擦分别挂在筷子两侧,然后用钢卷尺测出橡皮擦悬挂点距支点的距离,如图乙所示,实验数据记录在下表中。在第三次实验中________时筷子才能在水平位置平衡;在第二次实验中,将两侧的橡皮擦向远离支点的方向移动1cm,则筷子________(填“能”或“不能”)在水平位置平衡。
实验
左侧橡皮擦个数/个
左侧橡皮擦悬挂点距支点距离
右侧橡皮擦个数个
右侧橡皮擦悬挂点距支点距离
1
3
3.0
1
9.0
2
3
5.0
2
7.5
3
4
3.5
7.0
(3)小强利用实验器材将筷子制作了一把杆秤,如图丙所示,这把“杆秤”________(填“是”或“不是”)等臂杠杆;他想增加“杆秤”的量程,应将悬挂“杆秤”的细线向________移动一定的距离即可;小强将作为“秤陀”的橡皮擦取下擦了一些字以后,再用此“秤陀”称量物品的质量,则测量结果________(填“大于”“小于”或“等于”)物品的真实质量。
16.小林同学利用如图所示的装置,探究力与运动的关系,进行如下操作:
①将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
②取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
③取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
请针对以上操作回答下列问题:
(1)以上操作中错误的是______(选填“①”“②”或“③”)。
(2)对比两次正确实验操作能说明:小车在水平面受到的阻力越小,通过的距离越______。
(3)纠正错误后,多次实验并分析如图④所示,进一步推测:在水平面上滑行的小车,如果表面光滑受到的阻力为零,它将做______运动。
(4)为了得出科学结论,实验中小车每次都从斜面上同一高度静止下滑,这样做的目的是:使小车从斜面上同一高度到达底端水平面时______。
(5)在水平面滑行的小车受到的重力和小车对水平面的压力______(选填“是”或“不是”)相互作用力。
(6)人类对力与运动关系的认识经历了漫长而曲折的过程,下面是三位不同时代科学家的主要观点,这三种观点形成的先后顺序是______。
(7)实验结束后,小林用手捏着一支粉笔静止于空中,他说:“同学们,假设我现在将手松开,手松开的同时,粉笔所受的一切外力同时消失”,则( )
A.粉笔将静止于原来位置 B.粉笔将竖直向上运动
C.粉笔将竖直向下运动 D.粉笔将沿水平方向运动
17.在探究影响液体内部压强大小的因素的实验中,操作如图所示:
(1)实验中液体压强的大小是通过U形管两侧液面______来表示,这种研究方法叫做______法。
(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用______(选填“有色”或“无色”)的液体,通过比较______两个图,可以得出结论:同一种液体的压强随深度的增加而增大。
(3)通过比较丁、戊两个图,可以探究液体压强与______关系。
(4)通过比较甲、乙、丙三个图,可以得出结论:同种液体在相同深度,向各个方向的压强都______。
(5)工程师把芒市孔雀湖、盈江千岛湖、陇川麻栗坝等水库大坝的形状设计成上窄下宽是因为______。
18.在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)如图甲所示杠杆______(选填“是”或“不是”)平衡状态,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量______。
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂2个钩码,要使杠杆在水平位置平衡, 应在B点挂_________个钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆______(选填“能”或“不能”)在水平位置平衡。
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,使杠杆仍然在水平位置平衡,并把弹簧测力计的示数记录在表格中,若弹簧测力计从a位置到b位置时,其示数将______。
(4)接下来小明又进行多次实验,将数据填在表中,最后总结得出规律。若每次实验在确定F1大小的情况下,总是在前一次实验基础上改变F2、l1、l2中的一个量。小华分析数据后发现,第______次的实验与前一次改变量相同,需要调整的步骤是______。
序号
F1/N
l1/cm
F2/N
L2/cm
1
1.5
10.0
1.0
15.0
2
3.0
10.0
2.0
15.0
3
1.5
20.0
2.0
15.0
4
1.0
30.0
2.0
15.0
19.某小组探究“液体内部压强大小的影响因素”的实验装置如图所示。
(1)U形管压强计_______(选填“是”或“不是”)连通器;U形管两侧液面_______可表示橡皮膜受到的压强;
(2)实验前,小华通过调试,使压强计U形管两边的液面_______;在调试过程中却发现:按压橡皮膜时,U形管两边液面变化很小。解决方法是_______(选填字母);
A.从U形管中液面高的一侧倒出适量水;
B.向U形管中液面低的一侧加入适量水;
C.取下软管重新安装。
(3)比较乙、丙图,可以初步得出结论:在同种液体中,液体的压强与_______有关;
比较_______两图,可以得到:同一深度,液体的压强还与液体密度有关;
(4)已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=8cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为_______ Pa;(g=10 N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(5)实验结束后,小华自制了一个简易压强计,如图所示。将压强计浸入水中,橡皮膜将_______(选填“上凹”或“下凸”),浸入深度越深,玻璃管中液柱_______(选填“上升”或“下降”);为使自制压强计的更灵敏,应选用更_______(选填“粗”或“细”)的玻璃管。
20.某同学在探究“物体的重力势能与哪些因素有关”时,选用下列实验器材:一块厚泡沫,三个相同的铁钉,三个铝块m1、m2和m3(m1=m2
(1)在这个实验中,铝块在下落的过程中,它的_______能转化为动能,可以通过观察_______来比较铝块重力势能的大小;
(2)a、b两次实验可得到的结论是_______;比较_______两次实验的情况,说明铝块高度相同时,质量越大,铝块的重力势能越大;实验后,同学们联想到高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”,是一种不文明的行为,而且会带来很大的社会危害,因为高处的物体具有较大的_______。
(3)铝块落在铁钉上不能立即停下,是因为铝块具有_______;铁钉最终停下来是因为受到_______的作用。
21.某兴趣小组用100cm3的圆柱形铝块、水、盐水(ρ盐水=1.1×103kg/m3)、蔗糖水(ρ蔗糖水=1.6×103 kg/m3)、烧杯、弹簧测力计等来探究“浮力大小的影响因素”。
小明通过预习教材,得出三个猜想:
猜想1:与浸入液体的深度有关;
猜想2:与液体密度有关;
猜想3:与排开液体体积有关;
(1)为了验证上述猜想是否正确,小明依次做了下列4个实验,如图所示:
①C中圆柱形铝块受的浮力为_______ N,方向_______;
②依据_______三个实验,可以验证猜想2是_______(选填“正确”或“错误”)的。
(2)小华发现ABC三个实验不能验证猜想1,原因是_______,于是他改进了实验,将圆柱形铝块改为长、宽、高分别为8cm,5cm,2cm的长方形铝块,并在长和宽的中点处做上标记,如图甲所示。接着将长方体铝块水平悬挂在弹簧测力计下端并逐渐浸入水中,分别读出铝块浸入一半长和铝块刚好全部浸没时弹簧测力计示数F1、F2,如图乙所示;然后将长方体铝块竖直悬挂在弹簧测力计的下端,并逐渐浸入水中,分别读出铝块浸入一半宽和铝块刚好全部浸没时弹簧测力计的示数F3、F4,如图丙所示;当发现F3=_______,F4=_______,则可得到结论:浮力与物体浸在液体中的深度_______(选填“无关”或“有关”)。
(3)小华认真分析相关数据后发现:小明选用蔗糖水代替浓盐水进行实验更加合理,理由是_______。
22.如图所示是某实验小组做“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验。
(1)实验中液体压强的大小是用液体压强计两侧液面的___________来表示的。使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液面能灵活升降,则说明该装置___________(填“漏气”或“不漏气”)。
(2)某同学用同一压强计和盛有水的容器进行了多次实验,情形如图甲所示。比较A、B两图可知:在液体内部的同一深度,___________。
(3)通过比较A、C两个图,可得出结论:_______。因此拦河大坝要做成________(填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(4)该同学为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论,用图乙的装置,在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,说明橡皮膜________(填“左”或“右”)侧压强较大,左侧的液体密度___________(填“大”或“小”)。
23.小明在探究浮力的大小与哪些因素有关的实验时,分别做出了三个猜想:
猜想1:浮力的大小与浸入液体的深度有关;
猜想2:浮力的大小与液体的密度有关;
猜想3:浮力的大小与物体的形状有关。
图是小明为验证猜想所进行的实验,请你根据小明的实验回答下列问题。
(1)小明对A、B、C、D四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与液体的深度有关,有时又与深度无关。对此正确的解释是:
①比较图B与图C,浮力的大小随物体排开水体积的增大而______(填“增大”“减小”或“不变”);
②比较图C与图D,当物体浸没在水中,浮力的大小与浸没的深度______(填“有关”或“无关”)。因此猜想1是______(填“正确”或“错误”)的。
(2)D与E两图是探究浮力与______的关系,根据A与E两图所标实验数据,可知物体浸没在盐水中所受浮力的大小为______N。根据图A、D、E的实验数据,可得小明的猜想2是______(填“正确”或“错误”)的。
(3)为了验证猜想3,小明用同一块橡皮泥分别捏成实心圆锥体和正方体,进行图所示的实验,由此小明得出“浮力的大小与物体的形状有关”的结论。你认为这个结论是可靠的吗?______(填“可靠”或“不可靠”),理由是______。
24.如图所示是某同学做“探究杠杆平衡条件”的实验装置,杠杆上相邻刻线间的距离相等。
(1)实验前,杠杆静止于如图甲所示的位置,你认为此时杠杆平衡吗?______(填“平衡”或“不平衡”);
(2)为使图甲中的杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向______(填“左”或“右”)端调节。这样做既便于从杠杆上直接读出______,也能排除杠杆的______对实验的影响;
(3)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡后,在A点挂两个重均为0.5N的钩码,在B点竖直向下拉弹簧测力计(弹簧测力计的重力不计),仍使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数为______N;用弹簧测力计斜拉时,再次使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将______(填“变大”“变小”或“不变”);
(4)该同学改变钩码数量和悬挂位置进行了多次实验,其目的是为了______(填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
25.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明同学的三次使用情况分别如图甲、乙、丙所示:
(1)该实验的关键是用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做______运动。根据______的知识可知弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力的大小相等;
(2)若要探究滑动摩擦力大小与压力的关系,应选______、______两图的实验,进行探究可得正确结论。下列现象中,运用到此结论的是______(填序号)
A.压路机的碾子质量很大 B.汽车在结冰的路面行驶时,在车轮上缠上铁链
C.骑自行车刹车时,用力捏车闸 D.移动很重的物体时,在地面上铺圆木
(3)本探究物理问题的方法叫______;
(4)实验后,经过大家一起讨论,小明将实验装置改成图丁所示装置,当他向右拉出木块的过程中,______(填“一定”或“不一定”)要匀速拉动,此时A所受的摩擦力方向向______。
26.小芸同学用一个弹簧测力计,一个圆柱体金属块,两个相同的烧杯(分别装有一定质量的水和酒精),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。如图表示探究过程有关数据。
(1)在第②步中圆柱体金属块所受的浮力F浮=______N;
(2)分析______三步,说明浮力的大小跟物体排开液体的体积有关;
(3)分析④ ⑤两步,说明浮力的大小跟______有关;
(4)小芸边做边思考,觉得浮力可能还和以下因素无关;
A.跟物体的重力有关 B.跟物体的形状有关
于是小芸利用上面的实验器材,同时又找来体积相同的实心铁块和铝块,一团橡皮泥,设计了实验进行探究,实验过程如下,请你帮助她把实验步骤补充完整。
①用弹簧测力计分别测出铁块和铝块的重力G1、G2;
②用弹簧测力计分别拉着铁块和铝块______,读出弹簧测力计的示数分别为F1、F2;
③用细线拴住橡皮泥挂在弹簧测力计的挂钩上,把橡皮泥浸没在烧杯的水中,读出弹簧测力计的示数为 F3;
④把橡皮泥拉出来,然后______,再把橡皮泥浸没在烧杯的水中,读出弹簧测力计的示数为 F4;
⑤实验结束后,小芸认真分析了数据发现:G1-F1=G2-F2;F3=F4,你认为浮力与物体的重力和形状______(填“有关”、“无关”);
(5)小芸结束了自己的实验探究,就马上得出自己认为具有普遍意义的结论。小敏认为她的实验结论不可靠,请你分析小芸的实验设计的不足之处______。
27.小明在上学的路上看到村里的一群人正在撬动一个客井(各种地下管道到地面的这一段称为客井)盖。他觉得撬动井盖是一个杠杆问题,于是拍下照片如甲,邀约同学进行如下探究:
(1)对于此情景小明和同学们认为可以进行"探究阻力和阻力臂一定,当杠杆平衡时,动力和动力臂有怎样的关系"实验。实验前杠杆静止如乙图,此时杠杆处于______(填“平衡”或“非平衡”)状态,为使杠杆在水平位置平衡,应把杠杆两端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节;
(2)如图丙所示,他们让B点所挂钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂和动力F,数据,实验测出了正确的数据记录在下表中:
次数
动力F1
动力臂l1
阻力F2
阻力臂l2
1
1.5
8
3
4
2
2
6
3
4
3
3
4
3
4
4
5
2.4
3
4
①分析表中数据,同学们可以得出结论:当阻力和阻力臂一定,杠杆平衡时,______;
②小明通过表中的数据还得出杠杆的平衡条件:______(用字母表示)同学们探讨后认为得出的这个结论不妥,你认为他们想要得出杠杆的平衡条件,接下来应该______;
(3)结合上面的结论,同学们明白要想撬动图中的客井盖,最省力的是( )
A. B. C. D.
(4)实验结束后,小明提出了新的探究问题;“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图丁所示装置进行探究,发现多次用弹簧测力计在不同的位置竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是:______。
28.在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,某学习小组的实验过程及现象如图所示。
(1)在实验过程中,每次均让同一小车从同个斜面___________(选填“相同”或“不相同”)位置由静止开始下滑,目的是使小车在水平面上开始滑行时的速度大小___________(选填“相等”或“不相等”),本实验中的“阻力”是指小车受到的___________。
(2)另一组同学设计了如图所示的实验装置,将铁球用细绳悬挂于O点,小车置于O点正下方水平面上静止。实验时,分别在水平面上铺毛巾、棉布、木板,每次把铁球从图中A点由静止释放,观察小车在水平面上运动的距离。
①由实验可知,水平面越光滑,小车的速度减小得越___________(选填“快”或“慢”),运动的距离越远。由此推理得出:如果水平面绝对光滑,被撞击后的小车将做___________填(“变速”或“匀速”)直线运动。
②如果用此装置探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验,换用不同质量的铁球,每次从图中A点由静止释放,通过观察小车在同一水平面上运动的距离,来探究物体的动能与___________的关系。
(3)通过实验说明,物体的运动___________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
29.物理兴趣小组同学们在探究“杠杆平衡条件”的实验中,采用了如图所示的实验装置(每个钩码重0.5N)。
(1)实验前,杠杆在图甲所示位置静止,杠杆处于______(选填“平衡”或“非平衡”)状态。此时,应将平衡螺母向______调节,使杠杆在______位置保持平衡,这样做的目的是:______,且可以忽略杠杆自重对实验的影响;
(2)小组同学进行了如图乙所示的探究,发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉动,使杠杆仍然在水平位置平衡时需要施加的拉力大于4N,原因是______;
(3)如图乙所示,把弹簧测力计从竖直方向逐渐向左倾斜的过程中,小明同学认为弹簧测力计示数不会变,但是同组同学小青认为弹簧测力计示数会变,你认为______的观点正确,理由是______;
(4)小明同学想能不能借助杠杆测出一个实心小球的密度呢?于是他设计了如图丙所示的实验装置,实验步骤如下:
①将小球挂在杠杆的A点,将钩码挂在杠杆的B点,杠杆在水平位置平衡;
②用刻度尺测出OB的长度;
③将小球浸没在水中(),将钩码移至C点,杠杆仍在水平位置平衡;
④用刻度尺测出OC的长度;
⑤小球密度的表达式______(用实验测得的物理量以及已知量表示,杠杆重力忽略不计)。
30.在“测量滑轮组机械效率”的实验中,小明利用同一滑轮组先后提升不同重量的物体进行实验,如图甲和乙所示,不计空气阻力。实验测量的数据记录在表格中:
次数
物重/N
提升高度/m
拉力/N
绳端移动距离/m
机械效率
1
1.5
0.1
1.0
0.3
50%
2
3.0
0.1
1.6
0.3
___________
(1)根据测量的实验数据,可计算出表格中的横线上应填的数据大小为______(用百分数表示);
(2)分析实验数据,可初步得出的实验结论为:使用同一滑轮组提升重物时,被提升重物重力越______(选填“大”或“小”),滑轮组的机械效率越高;
(3)如果不计绳重和摩擦,只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组,并利用图丙方案提升相同重量的物体,对比图甲和图丙所示的滑轮组的机械效率,可知______(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(4)小明认为测量滑轮组机械效率时,可以不测量重物及绳子自由端移动的距离,只需测出所提升的物重大小及匀速拉动绳子自由端的拉力就可以了。他的这种观点是______(选填“正确”或“不正确”)的;
(5)机械效率是衡量机械性能的一个重要指标,下列方法中不能提高滑轮组机械效率的是______
A.减轻绳重 B.减轻动滑轮重
C.减轻被提升重物重力 D.经常在滑轮与绳及转动部分加润滑油
(6)小明回家后观察到家中有:水龙头、扳手、红酒开瓶器、升降晾衣架上的滑轮等简单机械,其中属于斜面的是______。有一个长5m、高2m的粗糙斜面,将一个重为15N的物体匀速拉到斜面顶端,沿斜面向上的拉力为8N,物体受到的摩擦力大小为______N。
31.小明为研究动能大小与哪些因素有关,设计了如图实验,让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞,斜面底端和水平面平滑相接,请结合实验回答下列问题:
(1)实验中通过 ______ 反映小球动能的大小;实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下,当高度 ______ (选填“越大”或“越小”)时,观察到弹簧被压缩得越短,说明小球动能大小与速度有关。
(2)为了研究动能大小是否和物体质量有关,应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度滚下,这样做的目的是 ______ 。
(3)实验中小明发现小球压缩弹簧后被弹簧弹回到斜面上,为了研究小球被弹回到斜面上的高度与哪些因素有关,小明分别将玻璃板、木板和毛巾铺在接触面(含斜面和平面)上,进行实验,而保证小球质量和高度 ______ (选填“相同”或“不同”),发现当小球在玻璃表面滚动时被弹回的高度最大,在毛巾表面滚动时被弹回的高度最小,因此小明认为小球被弹回的高度与接触面粗糙程度有关。
(4)小明在(3)实验所得结论基础上进行推理,接触面越光滑小球被弹回的越高,如果接触面光滑到没有摩擦,那么小球将 ______
A.沿着斜面匀速直线运动 B.不能上升到初始高度,最终静止在平面上
C.上升到初始高度后静止 D.能上升到初始高度,并在斜面和弹簧之间往复运动
(5)小明在(4)中用到一种科学方法,下面哪个定律或原理的得出用到了同一种方法 ______
A.阿基米德原理 B.杠杆原理 C.牛顿第一定律。
32.苗苗在“探究杠杆平衡条件”的实验中。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆______(选填“达到”或“没有达到”)平衡状态,应将杠杆左端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样调节的目的是____________;
(2)如图乙所示,调节杠杆平衡后,在杠杆上A点处挂3个钩码,在B点处挂2个钩码,杠杆恰好在原位置平衡,于是便得出了杠杆的平衡条件为:F1L1=F2L2;请判断他这样得出的结论是否合理______,(选填“合理”或“不合理”)判断的理由是__________________;
(3)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆将______(选填“仍保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”);
(4)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点如图丙,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡,则测力计的示数如何变化______?
(5)完成以上实验后,苗苗利用杠杆来测量杠杆的机械效率。如图丁,实验时,竖直向上拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。实验中,将杠杆拉至图中虚线位置测力计的示数F=1N,钩码总重G=2.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为______%(结果精确到0.1%)。如果把钩码由A移至B,两次都将A点竖直移动相同距离,拉力所做的有用功将______,此杠杆的机械效率将______(两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
33.苗苗在家中自制了一个简易密度计并用它来测定盐水的密度。
实验器材有:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。
实验步骤如下:
①用刻度尺测出竹筷的长度L;
②竹筷的下端缠上适量的细铅丝;
③把自制的密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h1(如图所示);
④把自制的密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2;
根据上面的步骤回答下列问题:
(1)竹筷下端缠上适量的细铅丝,主要目的是______(选填“降低重心”或“增大支撑面”)使竹筷能______漂浮在液面;
(2)密度计是利用浮力______重力的条件工作的,竹筷下表面受到水的压强______竹筷下表面受到盐水的压强(均选填“大于”、“等于”、或“小于”);
(3)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”);
(4)被测盐水的密度表达式:ρ盐水=______(不计铅丝体积,水的密度为ρ水);
(5)小军也用吸管也制作了一个密度计,他发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小。导致用此密度计测量液体密度时误差较大,为此同学们提出了如下改进方案,其中可行的是______。
A.换大的容器盛放液体做实验
B.换更细的吸管制作密度计
C.适当减小密度计的配重
34.在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)小明的三次实验情况分别如图中的甲、乙、丙所示,实验时,为了使摩擦力大小等于测力计示数,小明应该用测力计沿水平方向拉着物体在水平木板(或毛巾)上做________运动;
(2)小明在探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”时,利用图中甲、乙两组数据比较得出:“压力越大,滑动摩擦力就越大”的结论。你认为他这样对比这两组数据就得出这样的结论对吗?__。你的理由是__;
(3)在实验探究中,小明同学应用的研究物理问题的方法是__;
A.类比法B.控制变量法C.推理法D.等效替代法
(4)比较图中甲、丙两组数据,你能得出的结论是__;
(5)在图甲实验中,木块受到的滑动摩擦力是________N;若弹簧测力计示数增大到4N,此时木块受到的滑动摩擦力是________N。
35.如图是小华同学为探究杠杆的平衡条件而设计的实验。
(1)实验前,小华发现杠杆在如图甲所示位置静止,此时杠杆处于__(填“平衡”或“不平衡”)状态;要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向____(填“左”或“右”)调节,这样做是为了__________;
(2)在图乙、丙中,为了便于实验操作,减少实验误差,你认为按图__进行实验更好;
(3)小华用调好的杠杆分别按图丙和图丁进行实验,杠杆处于平衡状态时,弹簧测力计的示数____(填“大于”“小于”或“等于”),原因是______________________________;
(4)若使杠杆静止于水平位置,每个钩码的重为2N,则按图丁实验时弹簧测力计的示数应为______N。
36.请你和小智同学一起完成测量盐水密度的实验。
(1)将适量的盐水倒入量筒中,盐水的体积如图1乙所示。然后将量筒中的盐水全部倒入空烧杯中(已知空烧杯的质量为58.4g),用调节好的天平测出烧杯和盐水的总质量如图1丙所示,为______g。则盐水的质量是______g,盐水的密度为______。用该实验方案得到的测量值比真实值____(填“偏大”或“偏小”)。
(2)小智改进上述实验操作后,进行了如下步骤:
①将一个烧杯装入适量盐水,用天平测出烧杯和盐水的总质量为;②将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分,测出体积为;
③用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量为;④盐水的密度表达式________。
(3)小智在学习完浮力后,想到了用浮力的知识测量物体密度的方法,他利用一个已经调零的弹簧测力计、系着细线的物块、一个烧杯和适量的水,设计了如下方案测量待测液体的密度。图2甲、乙、丙是小智正确测量过程的示意图。物块保持静止时弹簧测力计的示数如图所示,已知水的密度为。
①根据测量的物理量可知物块浸没在水中时,受到的浮力大小为________N。②根据测量的物理量和已知量,可知物块的密度________。③根据测量的物理量和已知量,可知待测液体的密度________。
参考答案
1. 排开的液体的体积 c d 5N 4 0.8×103 液体密度 B
解:
(1)[1]分析图a、b、c可知,物体进入到液体中的体积越大,即排开液体的体积越大,弹簧测力计示数越小,物体受的浮力会越大,这说明浮力的大小与物体排开的液体的体积有关。
(2)[2][3]探究浮力的大小与深度的关系时,需要控制液体的密度相同,排开的液体的体积相同,深度不同,故需要对比图c和图d。
(3)[4]由图a和图c可知,物体没有浸入到水中前的拉力即为物体的重力G6N,圆柱体浸没在水中时受到的拉力Fc1N,则圆柱体浸没在水中时受到的浮力
F浮G-Fc6N-1N5N
(4)[5]由图乙可得,圆柱体浸没在未知液体中受到的浮力
F'浮=G﹣F液=6N﹣2N=4N
[6]圆柱体完全浸没在两种液体中排开的液体的体积相同,由F浮=ρ液gV排得
V排
即
液0.8103kg/m3
[7]对比圆柱体浸没在水中和未知液体受到的浮力可知,浸在液体里的物体受到的浮力大小还与液体的密度有关。
(5)[8]为了得到更普遍得结论,应换用不同液体和物体进行多次实验,而不是用原来的方案和器材多次测量取平均值,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
2. ② 增大 丙 不可靠、没有控制深度不变 无关 有色 酒精 较小
解:
(1)[1]压强计是通过比较U形管液面高度差来比较被测压强大小的;使用前,U形管两边的液面应当相平,发现U形管两边液面的高度不等,为了使U形管液面保持相平,接下来的操作应该是取下软管重新安装,故②正确。
(2)[2]如图丙所示,将金属盒浸没于水中,发现随着金属盒没入水中的深度不断增大,U形管两边液面的高度差逐渐变大,由此可知液体内部的压强与深度有关,深度越深,压强越大。
(3)[3]要探究液体内部压强与液体密度的关系,则应保持深度不变,改变液体的密度,故丙丁图符合题意。
[4]保持丁图中的探头的位置不动,将一杯比丁图中更浓的盐水倒入烧杯中搅匀,液体的深度增大,密度增大,U形管左右液面差增大,没有控制深度不变,不能探究液体压强跟密度的关系。
(4)[5]比较戊和己两图知液体的深度和密度均相同,容器的形状变化,U形管液面的高度差不变,液体内部的压强不变,故可以得出:液体压强与盛液体的容器形状无关。
(5)[6]为了使实验现象更明显,U形管内液体使用有色液体便于观察。
[7]探头在水中的深度相同,所以产生的压强相同,根据p=ρgh可知,U形管中分别注入不同液体,液体的密度越大,高度差越小;液体的密度越小,高度差越大,所以U形管左右两侧液面的高度差最大的是酒精。
[8]在压强大小一定的情况下,根据p=ρgh可知,在U形管内充灌密度较大的液体比充灌密度较小的液体U形管中液面高度差小,因此仪器的精确度比充灌密度较小的液体小,所以U形玻璃管内选用密度较小的液体可以减小实验误差。
3. 平衡 右 便于测量力臂 B 2N 小于
解:
(1)[1]实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,杠杆静止,此时杠杆处于平衡状态。
[2][3]为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡,由图甲可知,杠杆右端偏高,为使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向右调节。
(2)[4]设一个钩码重为G,杠杆上的一个格为L,由图乙可知,左边3G×4L,右边4G×3L,由杠杆的平衡条件可知,当动力×动力臂>阻力×阻力臂时,就会满足杠杆左端下倾;
①将两侧的钩码同时各向外移动相同距离l,左边
3G×(4L+l)=12GL+3Gl
右边
4G×(4L+l)=16GL+4Gl
右边下倾;
②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码,左边4G×4L,右边:5G×3L,左边下倾;
③将两侧的钩码同时各向内移动相同距离l,左边
3G×(4L-l)=12GL-3Gl
右边
4G×(4L-l)=16GL-4Gl
因为l<L,左边下倾;
④在两侧钩码下同时各减少一个相同的钩码,左边2G×4L,右边3G×3L,右边下倾。
(3)[5]根据杠杆平衡条件得
1.5N×20cm=F2×15cm
解答F2=2N。
(4)[6]杠杆在水平位置平衡,并且力竖直作用在杠杆上时,力的力臂在杠杆上,此时力臂最大,当如丙图,弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,力臂不在杠杆上,动力臂变小。
4. 相同高度 速度 粗糙程度 小 慢 匀速直线 C 运动状态
解:
(1)[1][2]滑块开始所处的位置越高,滑到水平面时的速度越大;三次实验该同学都应让滑块从同一斜面的相同高度自由下滑,目的是使滑块每次到达水平面开始滑行的速度相同,采用了控制变量法。
(2)[3]压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;为了让滑块在水平面滑行时受到的阻力不同,采取的做法是使水平面的粗糙程度不同。
(3)[4][5][6]由图知,接触面粗糙程度由大到小依次是:毛巾、棉布、木板;滑块受到的阻力由大到小依次是:毛巾表面、棉布表面、木板表面;滑行距离由长到短依次是:毛巾表面、棉布表面、木板表面;由此可得出结论:水平面越光滑,滑块受到的阻力就小,速度减小的就越慢。如果阻力变为零,则滑块的速度不会减小,滑块将做匀速直线运动;但由于阻力始终存在,所以无法观察到滑块在水平面上做匀速直线运动的情形。
(4)[7]牛顿第一定律是在实验的基础上进行合理的推理得出的,故选C。
(5)[8]由实验可知,物体不受阻力时,可一直做匀速直线运动,所以,力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
5. B 相平 不漏气 随深度增加而增大 各个方向 错误 没有控制探头在液体中的深度 左
解:
(1)[1][2]若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故B正确。
(2)[3]用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置不漏气。
(3)[4]将探头放入水中,并逐渐增大探头在水中的深度,发现U形管两侧液面高度差逐渐变大,说明液体产生的压强越大,得到同种液体的压强随深度增加而增大。
(4)[5]将压强计探头固定在水中某一深度不动,不同方向,这是为了探究同种液体、同一深度处,液体向各个方向的压强大小关系。
(5)[6][7]在探究液体内部压强与液体密度关系时,要控制液体的深度相同,根据图乙、丁所示情形不能得出“液体内部压强与液体密度有关”的结论,理由是没有控制液体的深度相同。
(6)[8]在U形管另一端也连接上探头,如图所示,U形管左侧液面的高度较低,说明不同液体内部在同一深度处,左侧液体产生的压强大。
6. 1.2 A、D 1.2 浮力 变小 物体排开液体的体积 变小
解:
(1)[1]由B、C两图可得出小石块受到的浮力大小
F浮=G-F=3.8N-2.6N=1.2N
[2][3]由实验步骤A、D可知,物体排开液体的重力
G排=GD-GA=2.2N-1N=1.2N
(2)[4]因F浮=G排,故得出的结论是:浸在水中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体的重力。
(3)[5][6]步骤C中,当石块浸入水中的体积逐渐增加时,弹簧测力计示数会逐渐变小,由称重法可知石块受到的浮力变大,说明浸在液体中的物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(4)[7]若将C图中的水更换成密度比水小的酒精,小石块排开液体的体积不变,由阿基米德原理可知小石块受到的浮力变小。
7. 上 10 左 A 温度计的玻璃泡接触了容器底部 98 小于 不变
解:
(1)①[1]由图示的光屏、凸透镜、烛焰三者的位置关系知道,光屏的中心低于凸透镜、烛焰的中心,要使像成在光屏的中心,就要使光屏向上调整使三者的中心在同一高度上,即光屏向上移动。
[2]根据题意知道,当烛焰距凸透镜20cm时,移动光屏至某一位置,在光屏上得到一等大清晰的像,说明此时满足
20cm=u=2f
所以该凸透镜的焦距是
f=10cm
②[3][4]使烛焰向左移动5cm后,此时u=25.0cm,即u>2f,成倒立、缩小的实像,此时像距2f>v>f,所以,需要将光屏左移,故A图正确。
(2)①[5]使用温度计的正确方法是温度计的玻璃泡不能接触器壁和底部,故图中的操作错误是温度计的玻璃泡碰到了容器底部。
②[6]由表格中数据知道,水在98℃时,不断吸收热量,温度保持不变,所以,水的沸点是98℃。
[7]水在标准气压下的沸点为100℃,水的沸点低于100℃,说明此时的气压小于1标准气压。
③[8]由于从第10min开始,水已经沸腾,在13min后,继续加热,水的温度不变。
8. 右 便于测量(或读出)力臂或消除杠杆的自重对实验的影响 3 左 错误 寻找普遍规律 钓鱼竿
解:
(1)[1] [2]调节杠杆在水平位置平衡时,由于杠杆右端偏高,即右端的平衡螺母应向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡,这样力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
(2)[3]设一个钩码重为G,一格的长度为L,由杠杆的平衡条件知道
2G×3L=nG×2L
解得n=3,即可在杠杆的A点挂3个相同的钩码。
[4]平衡后若把B处下方取下一个钩码,即
G×3L=3G×n′L
解得n′=1,即在右侧的第1格处,则需将挂在A处的钩码向左移动一格。
(3)[5]某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码,同时调节平衡螺母使杠杆平衡,他们的做法是错误的,因为此时再调节平衡螺母,杠杆的自重会对杠杆平衡产生影响。
(4)[6]探究杠杆平衡的条件时进行多次实验,多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬挂位置,收集杠杆平衡时多组动力,动力臂、阻力和阻力臂的数据,其目的是通过实验数据总结实验结论,使实验结论具有普遍性,避免偶然性。
(5)[7]铡刀、羊角起钉锤和瓶盖起子在使用过程中动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
9. 速度(或“初速度”) 3 棉布 做匀速直线运动 牛顿第一定律 控制变量法(或“实验推理法”) ②
解:
(1)[1]用同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时小车的初速度相同,这用到了控制变量法。
(2)[2]小车在水平面上运动时,水平方向只受阻力作用,竖直方向受到的重力和支持力,即小车在水平面上运动时受到3个力的作用。
[3]毛巾表面最粗糙,小车在上面运动的距离最近,则标记a是小车在毛巾表面上停下的位置;木板表面最光滑,小车在上面运动的距离最远,则标记c是小车在木板表面上停下的位置,棉布表面的粗糙程度在毛巾和木板之间,运动距离在ac之间的b点。
(3)[4][5]由上述实验可知:接触面越光滑,小车受到的阻力越小,运动的路程越远,速度减小的越慢,由此可推理得:如果运动的物体在没有受到力的作用时,将做匀速直线运动,由这个实验可以推理得出的物理学基本定律是牛顿第一定律,这用到了实验推理法。
(4)[6]上述所以探究实验中除用到转换法外,还用到了控制变量法和实验推理法。
(5)[7]若在水平面铺上同种材料,让同一小车从不同高度由静止滑下,则小车的质量相同,到达水平面时的速度不同,这样还可以探究小车动能与速度的关系,即②符合题意。
10. 改变阻力大小 换一个更长的木板 越小 匀速直线运动 不需要 = > 动能与速度
解
(1)[1]从毛巾、棉布到木板接触面的粗糙程度变小,为了探究阻力对物体运动的影响,实验中换用不同粗糙程度的接触面是为了改变阻力大小。
[2]为让小车不滑出木板,可以换一个更长的木板;或者将小车从高度较低处滑下,或者可以减小斜面的倾角,从而减小小车到达水平面的动能,减小小车在水平面的速度,减小小车通过的路程。
(2)[3][4][5]由图示可知,小车受到的阻力越小,小车速度减小得越慢,运动的路程越远;进一步推理可知,当阻力为零时(即小车不受摩擦力),则小车会在水平面上做匀速直线运动;从而说明了物体的运动不需要力来维持。
(3)[6][7]因小车达到水平面时初速度相同,小车的动能相同,最终速度为0,小车的动能全部转化为内能,大小等于克服阻力做的功,故小车在棉布、木板表面上克服阻力做功相等,即;但在木板表面滑行时间长,根据知木板表面功率小,棉布表面功率大,即则。
(4)[8]在水平面上铺上相同材料的物体,让同一小车从不同高度由静止滑下,通过小车运动的距离可知克服阻力做功的多少,从而可判断小车具有能量的大小,所以可以探究小车重力势能与高度的关系;由于从不同高度滑下,到达水平面时的初速度不同,所以还可探究动能与速度的关系,
11. 是 左 见解析 大小、方向和作用点 B 方便测量力臂 费力 不可以
解
(1)[1]图甲中,铅笔处于静止,是处于平衡状态。
[2]图甲中,细线左端铅笔下沉,则左端铅笔的质量大,所以应向左移动细线。
(2)[3]小红只进行了一次实验便得出结论,这样得出的结论具有偶然性。
[4]小红接下来应改变力的大小、方向和作用点,进行多次实验,才能得出具有普遍性的结论。
(3)[5]由图丁知,把折断的铅笔放到左端细线下方向固定,对于杠杆来说,杠杆两侧的重力不变,但杠杆左侧的力臂变短,根据杠杆的平衡条件知
G左L左
(4)[6]在实验前,调节铅笔在水平位置平衡,可以消除铅笔重力对实验的影响,还方便测量力臂。
(5)[7]吃饭时使用的筷子的动力臂小于阻力臂,使用时可以省距离,所以是费力杠杆。
(6)[8]功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积,功的单位是J,而杠杆平衡条件中力与力臂垂直,所以力与力臂的乘积不是功,不能把表格中的单位N⋅m换成J。
12. 温度 温度 气体的体积 反比 小 大 减小 排尽注射器筒内空气,并杜绝空气进入筒内 活塞与筒壁间有摩擦
解
[1]车轮胎在烈日下暴晒会爆胎,原因是轮胎内部压强增大造成的,而引起气压变化是由于温度升高导致的,所以气压的大小还与温度有关。
(1)[2]为了验证气压与体积的关系,应保持环境温度不变。
(2)[3]推动活塞到某位置时,应在注射器的刻度上读出气体体积的值,因为注射器活塞对应刻度值便注射器内气体的体积。
[4]由表格数据知,气体压强与体积的乘积是定值,那么可以得出:一定质量的气体,在温度一定时,压强与体积成反比。
【应用拓展】
(1)[5][6]打气筒的导气管被堵塞时,筒内封闭的空气质量不变,活塞向下压时,气体的体积变小,那么气压变会变大。即气体体积越小,气压越大。
(2)[7]往正在盘山公路上下坡行驶的载重汽车上喷水的作用是,水在蒸发时吸热,可以让轮胎内的气体温度降低,压强减小,而避免气压过高出现爆胎危险。
[8]将活塞由下至上推出注射器筒内的水,再用橡皮帽封住注射器,是为了将筒内空气排尽,且保证空气不再进入筒内。
[8]由题意知,注射器筒活塞的横截面积
[9]活塞刚开始滑动时,所受的拉力与空气对它的压力是一对平衡力,那么空气对活塞的压力为F,则大气压强
[10]以上测量,活塞与筒壁间压在摩擦,则拉力会大于空气对活塞的压力,这样便会造成测量结果偏大。
13. 1 排开液体的体积 ①⑤⑥ 深度 0.8×103 ⑤
解
(1)[1]由图甲可知,物体的重力是2.7N,金属块浸没在水中时,受到的浮力为
F浮=G-F示=2.7N-1.7N=1N
(2)[2]由实验①②③④可知,液体的密度相同,排开液体的体积不同,浮力大小不同,说明物体所受浮力的大小跟排开液体的体积有关。
[3]要探究浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关,就要让液体密度不同,其他条件相同,对比图示,应用①⑤⑥两图分析。
[4]从实验①④⑤中可知,金属块排开液体体积相同,金属块在水中的深度不同,但弹簧测力计示数相同即金属块所受水的浮力相同,所以浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。
(3)[5]金属块完全浸没在水中时,金属块的体积
V金=V排水=
金属块浸没在液体中时
V排液=V金=1×10-4m3
浮力为
F浮液=G-F=2.7N-1.9N=0.8N
液体的密度为
(4)[6]由图可知,⑤和⑥图金属块底部的深度最大,并且它们的深度相同,水的密度大于液体的密度,由p=ρgh可知金属块在水中受到的压强最大。
14. 木块被推动的距离 不做功 速度 错误 见详解 重力势 不能 小于
解
(1)[1]该实验中通过木块被推动的距离来判断小球动能的大小,这属于转换法。
[2]做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上通过的距离;题中木块运动的方向是水平向右,木块受到的摩擦力的方向是水平向左,所以摩擦力对木块不做功。
(2)[3]甲乙两次实验中小球质量相同,小球下滑的高度不同,导致小球到达水平面的速度不同,小球推动木块移动距离的远近不同,所以可探究出的结论是:质量相同的物体,速度越大,动能越大。
(3)[4][5]由于,,而且丙图中小球推动木块移动的距离大于甲图中小球推动木块移动的距离,所以无法得出“物体动能的大小与质量有关”的结论,故改结论是错误的,要说明物体的动能与质量有关,应该控制小球下滑的高度相同,从而控制小球到达水平面的速度相同。
(4)[6]小钢球从斜面滚下过程中,质量不变,高度减小,故重力势能减小,同时速度变大,动能增加,所以是将重力势能转化为动能的过程。
[7]若水平面绝对光滑,则木块运动时不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小,所以本实验将不能达到探究目的。
(5)[8]由于,,所以A球具有的机械能小于B球具有的机械能,两球的机械能最终全部转化为内能,所以整个过程中A球减小的机械能小于B球减小的机械能。
15. 平衡 左 便于力臂的测量 2 不能 不是 左 大于
解
(1)[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态时,杠杆处于平衡状态,所以平衡。
[2]左端下沉,若想调节水平平衡,应将支点向左移动,即细线向左移动。
[3]调节水平平衡可以消除重力对实验的影响,同时可从杠杆上直接读取力臂的大小。
(2)[4]设每个橡皮重力为G,根据杠杆平衡条件得
4G×3.5cm=n2G×7cm
解得n2=2。
[5]在第二次实验中,将两侧的橡皮擦向远离支点的方向移动1cm,左边为
3G×6cm
右边为
2G×8.5cm
因为
3G×6cm>2G×8.5cm
所以不能水平平衡。
(3)[6]动力臂和阻力臂不相等,不是等臂杠杆。
[7]增加“杆秤”的量程,即可称量的物重G增大,细线向左移动一些,左边的力臂减小,根据杠杆平衡条件可知,左边物体的重力要增大。
[8]秤砣质量减小,但仍当成准确的去称量,则测量值出的数值比实际的值要大。
16. ② 远 匀速直线 速度相同(速度相等) 不是 ②——③——①(亚里士多德——伽利略——牛顿) A
解
(1)[1]为了使小车到达水平面时的速度相等,应让小车从相同斜面的同一高度由静止开始下滑,在斜面上铺上棉布改变了接触面的粗糙程度,就不能保持初速度相同了。
(2)[2]水平面越光滑,小车运动的距离越远,由图示可知,木板的表面最光滑,则小车在木板表面受到阻力最小,运动的距离最远。
(3)[3]由实验可知,平面越光滑,小车受到的阻力越小,运动距离越远,速度减小得越慢,如果表面光滑受到的阻力为零,它将做匀速直线运动。
(4)[4]实验中每次让小车从斜面顶端由静止滑下,是为了使小车到达水平面时具有相同的速度。
(5)[5]小车受到的重力和小车对水平面的压力方向相同,不是一对相互作用力。
(6)[6]亚里士多德最早提出力是维持物体运动状态的原因的错误观点,后来伽利略提出如果物体在运动中不受力的作用,他的速度将保持不变,即力是改变物体的运动状态的原因;再后来牛顿在伽利略等人的基础上又总结出静止的物体不受力的情况。从而总结出牛顿第一定律,即:一切物体在没有受力时,总保持静止或匀速直线运动状态。故这三种观点形成的先后顺序是②——③——①。
(7)[7]根据牛顿第一定律我们知道,物体不受外力作用时,原来静止的物体将永远保持静止状态,原来运动的物体将永远做匀速直线运动,速度的大小和方向都不改变。因为粉笔原来是静止的,而松开手的同时,一切外力又同时消失,所以粉笔仍然保持原来的静止状态,故选A。
17. 高度差 转换 有色 乙、丁 液体的密度 相等(相同) 液体深度越深液体压强越大,大坝能承受更大的压强
解
(1)[1][2]用手按压压强计金属盒上的橡皮膜,会发现橡皮膜受到的压强越大,U形管两侧液面高度差也会越大,故液体压强可以用U形管两侧液面高度差来反映液体内部压强的大小;这种实验的方法为“转换法”。
(2)[3]为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用有色的液体,这样对比更明显,更容易比较两管液面高度差。
[4]要探究液体内部的压强和深度的关系,由控制变量法可知,需保证液体的密度以及金属盒的朝向完全相同,根据图中情境,应选择乙、丁两图进行对比。
(3)[5]丁、戊两图中,金属盒的朝向以及所处深度完全相同,但液体密度不等,故比较丁、戊两个图,可探究液体压强与液体密度的关系。
(4)[6]比较甲、乙、丙三图中,压强计的U形管两侧液面高度差相同,它说明同种液体在相同深度向各个方向的压强相等。
(5)[7]工程师把芒市孔雀湖、盈江千岛湖、陇川麻栗坝等水库大坝的形状设计成上窄下宽是因为液体深度越深液体压强越大,大坝底部做的宽能承受更大的压强,更加安全。
18. 是 右 力臂 3 不能 变大(增大) 4 控制l1、F2不变,改变l2或在第三次实验基础上,改变l2
解
(1)[1]此时杠杆处于静止状态时,处于平衡状态。
[2][3]杠杆右端高,说明此时杠杆的重心在支点左边,所以应将杠杆左侧的平衡螺母向右移动,或将右侧的平衡螺母向右调,便于测量力臂。
(2)[4]设杠杆的分度值为L,一个钩码的重为G,根据杠杆平衡条件
2G×3L=nG×2L
解得n=3。
[5]若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格,则左侧
2G×4L=8GL
右侧
3G×3L=9GL
两边不等,不能平衡。
(3)[6]拉力向右倾斜时,此时拉力的力臂变小,阻力、阻力臂不变,根据杠杆的平衡条件,动力变大。
(4)[7][8]由实验序号1、2可知,l1和l2不变,F2改变;由实验序号2、3可知,F2和l2不变,l1增大10cm;由序号4、3可知,F2和l2不变,l1增大10cm,所以第4次实验与前一次改变的量相同;由于要分别改变F2、l1、l2中的一个量,所以还需要改变l2,具体步骤为:保持F2和l1不变,改变l2的大小。
19. 不是 高度差 相平 C 深度 丙、丁 800 上凹 上升 细
解
(1)[1][2]U形管左端开口处连有橡皮管密封,不符合连通器上部开口下部连通这个特点,则U形管压强计不是连通器;放在液体中的探头受到的压强大小是通过U形管两侧液面高度差显示出来的,这种方法叫转换法。
(2)[3][4]实验前,由于探头没有收到压强,因此压强计U形管两边的液面要相平;按压橡皮膜时,U形管两边液面变化很小,说明橡皮管连接处漏气,需要重新安装软管,故选C。
(3)[5][6]比较乙、丙图可知,液体都是水,探头在水中的深度不同,丙图探头在水中的深度比乙大,U形管两侧液面高度差也大;比较丙、丁图,探头在液体中的深度相同,丙液体是水,丁液体是盐水,两个U形管两侧液面高度差丁比丙大,所以比较丙丁两图,可以得到:同一深度,液体的压强还与液体密度有关。
(4)[7]因为右侧与大气相通,所以右侧的水柱的高度为8cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
(5)[8][9][10]把简易压强计浸入水中,水对橡皮膜由向上的压强,使橡皮膜上凹;越往下,水对橡皮膜的压强越大,上凹的越严重,所以玻璃管中液柱会上升;使自制压强计的更灵敏,即在相同的压强下,玻璃管越细,液柱上升的越高,效果越明显,所以应选用更细的玻璃管。
20. 重力势 铁钉插入泡沫的深度 质量相同时,高度越大,物体具有的重力势能越大 a、c 重力势能 惯性 阻力(或摩擦力)
解
(1)[1][2]铝块下落的过程中质量不变,高度变小,速度变大,重力势能转化为动能,我们是通过观察比较铁钉插入泡沫的深度来间接比较铝块重力势能的大小,这是转换法的应用。
(2)[3]a、b中铝块的质量相同,高度不同,铁钉进入泡沫深度不同,故可得到的结论:在质量相同时,物体被举得越高,重力势能越大。
[4]根据控制变量法可知,比较 a、c两次实验的情况,说明铝块高度相同时,质量越大,铝块的重力势能越大。
[5]高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”,因为高处的物体具有较大的重力势能,会带来很大的社会危害。
(3)[6][7]因为铝块具有惯性,所以铝块落在铁钉上不能立即停下;因为铁钉受到阻力的作用,所以铁钉最终停下来。
21. 1 竖直向上 ACD 正确 没有控制物体排开液体的体积相同 F1 F2 无关 弹簧测力计的示数变化更明显
解
(1)[1][2]C中圆柱形铝块受的浮力为
F浮=G-F=2.7N-1.7N=1N
浮力方向竖直向上。
[3][4]要探究猜想2,即浮力与液体密度的关系,需要控制排开液体的体积不变,改变液体的密度,图A、C、D符合题意,由ACD知排开液体的体积相同,D中液体的密度大,弹簧测力计的示数小,浮力大,故可以得出浮力与液体的密度有关,故猜想2正确。
(2)[5]要验证猜想1,即浮力与浸入液体的深度有关,需要控制液体的密度、排开液体的体积不变,改变深度,而ABC中没有保持排开水的体积不变,所以不能验证猜想1。
[6][7][8]要验证猜想1,需要保证排开液体的体积不变,改变深度,实验中将长方体铝块浸入一半长和浸入一半宽,浸没在水中的体积都为总体积的一半,保证了排开液体的体积相同,深度不同,如果F3=F1,F4=F2,则可得到结论:浮力与物体浸在液体中的深度无关。
(3)[9]由题意知蔗糖水的密度大于盐水的密度,弹簧测力计在空中和液体中示数的差值越大,现象越明显,故小明选用蔗糖水代替浓盐水进行实验更加合理。
22. 高度差 不漏气 向各个方向的压强相等 同一种液体的压强随深度的增加而增大 上窄下宽 右 小
解
(1)[1]压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,液面高度差越大,液体的压强越大。
[2]用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中液体能灵活升降,则说明装置不漏气。
(2)[3]比较A、B可知,在液体内部的同一深度,橡皮膜的方向不同,U形管的液面高度差是相同的,即向各个方向的压强都是相等的。
(3)[4][5]通过比较A、C两个图,液体的密度相同,A图中金属盒在液体中的深度较大,U形管的液面高度差较大,液体压强较大,可以得到同一种液体的压强随深度的增加而增大,因此拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(4)[6][7]在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,则右侧液体压强大,根据p=ρgh,右侧液体的密度较大,左侧液体的密度较小。
23. 增大 无关 错误 液体密度 1.1 正确 不可靠 没有控制变量唯一
解
(1)[1][2][3] 比较图B与图C,物体排开水体积的增大,弹簧测力计的示数变小,即浮力增大,故浮力大小随物体排开水体积的增大而增大;图C与图D,物体排开水体积的相同,深度不同,弹簧测力计的示数相同,故浮力相同,故浮力的大小与深度无关;因此猜想1与深度有关是错误的。
(2)[4][5][6] D与E两图变量是液体的密度,排开液体的体积相同,故探究的是浮力与液体密度的关系;A与E两图所标实验数据,可知物体浸没在盐水中所受浮力的大小为
故物体浸没在盐水中所受浮力的大小为1.1N;根据图A、D、E的实验数据,物体排开液体体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,故浮力的大小与液体的密度有关,故猜想2是正确的。
(3)[7][8]不可靠,形状和排开液体的体积都不同,无法判断浮力的不同是哪一个变量引起的;因为两次实验没有控制关键性的物理量排开液体的体积相同,所以结论不可靠。
24. 平衡 右 力臂 重力 1.5 变大 寻找普遍规律
解
(1)[1]杠杆处于静止即为平衡状态,所以图示杠杆平衡。
(2)[2]由图可知,杠杆左低右高,所以为使图甲中的杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右端调节。
[3][4]要验证杠杆平衡的条件,需要测量动力和阻力的力臂,把杠杆调节到水平平衡的目的是便于从杠杆上直接读出力臂,也能排除杠杆的重力对实验的影响。
(3)[5]设杠杆上每格的长度为L,由杠杆平衡条件可知
即
[6]用弹簧测力计斜拉时,根据力臂的定义可知,弹簧测力计拉力的力臂变小,由杠杆平衡条件可知,再次使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将变大。
(4)[7]该同学改变钩码数量和悬挂位置进行了多次实验,得到多组数据,其目的是为了寻找普遍规律,避免偶然性。
25. 匀速直线 二力平衡 乙 丙 C 控制变量法 不一定 右
解
(1)[1][2]实验时应用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,根据二力平衡的知识可知,此时木块受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,两个力大小相等,可以通过测量出拉力的大小来知道摩擦力的大小。
(2)[3][4]若要探究滑动摩擦力大小与压力的关系,应控制接触面的粗糙程度相同,改变接触面受到的压力,所以应选择乙、丙两图进行实验。
[5]接触面的粗糙程度相同时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;
A.压路机的碾子质量很大是在受力面积一定时,通过增大压力的方式来增大压强的,故A不符合题意;
B.汽车在结冰的路面行驶时,在车轮上缠上铁链是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦的,故B不符合题意;
C.骑自行车刹车时,用力捏车闸是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦的,故C符合题意;
D.移动很重的物体时,在地面上铺圆木是通过变滑动摩擦为滚动摩擦的方式来减小摩擦的,故D不符合题意。
故选C。
(3)[6]物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。实验中影响滑动摩擦力的因素有多个,所以采用了控制变量法。
(4)[7]图丁改进后,无论是否匀速拉动长木板,木块A都受力平衡,木块和木板间的压力和接触面粗糙程度不变,摩擦力始终不变,受到的拉力和摩擦力始终是一对平衡力,所以不一定要匀速拉动长木板。
[8]木块A相对于长木板向左运动,所以木块A受到的摩擦力方向向右。
26. 1 ②③④ 液体的密度 浸没到烧杯的水中 改变橡皮泥的形状 无关 实验次数过少,结论不具有普遍性
解
(1)[1]圆柱体金属块所受的浮力
故圆柱体金属块所受的浮力1N。
(2)[2]说明浮力的大小跟物体排开液体的体积有关,即排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,即②③④。
(3)[3]分析④⑤两步,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,故浮力与液体的密度有关。
(4)[4]由于是探究浮力与形状的关系,故需要测量排开液体体积相同的物体的浮力,为了控制排开液体的体积相同,可以直接浸没,故用弹簧测力计分别拉着铁块和铝块浸没到烧杯的水中,这一即控制了排开液体的体积相同,也可以测量浮力;
[5]探究浮力与形状的关系,需要改变橡皮泥的形状,故把橡皮泥拉出来,改变橡皮泥的形状。
[6][7]形状虽然变了,但是浮力不变,故浮力与物体的形状无关;实验设计不足的就是实验次数太少,不具有普遍性。
27. 平衡 左 动力臂越大,需要的动力越小 多次改变阻力和阻力臂的大小,进行实验 D 杠杆的重力对实验有影响
解
(1)[1][2]如图乙所示,杠杆处于静止或者匀速转动时为杠杆的平衡状态,故图乙杠杆处于平衡;为了使之在水平位置平衡,重心偏右,故需要将平衡螺母向左移动。
(2)[3][4][5]当阻力和阻力臂一定,杠杆平衡时,动力臂越变越大,而动力越变越小,故当阻力和阻力臂一定,杠杆平衡时,动力臂越大,需要的动力越小;通过表中的数据,发现阻力乘以阻力臂的值是一个定值,而动力和动力臂的乘积也是一个定值,且两定值相同,故可以得出杠杆平衡的条件是;认为得出的这个结论不妥,因为每一次阻力和阻力臂的值是相同的,我们为了寻找普遍规律,需要多次改变阻力和阻力臂的大小进行实验。
(3)[6]在杠杆上找到离支点最远的那一点即为动力作用点,那么支点和动力作用点之间的距离作为动力臂,即为最大的力臂,故最小的动力垂直于杠杆,故D正确。
(4)[7]若支点不在杠杆的中点时,杠杆自重对实验是有影响的。
28. 相同 相等 摩擦力 慢 匀速 质量 不需要
解
(1)[1][2]为了使小车在水平面上开始滑行时获得的速度大小相等,每次均让同一小车从斜面相同位置由静止自由下滑。
[3]实验中阻力是小车受到的摩擦力,实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小。
(2)①[4][5]从毛巾、棉布、木板粗糙程度变小,分析图中运动情况得出:水平面越光滑,小车受到的摩擦力越小,小车的速度减小得越慢,小车运动的距离就越长,假如水平面对小车完全没有摩擦,则小车速度不发生改变,即小车将做匀速直线运动。
②[6]换用不同质量的铁球,每次从图中A点由静止释放,质量不同,到达水平面的速度相同,探究动能和质量的关系。
③[7]通过实验可知,物体不受力,可以做匀速直线运动,物体的运动不需要力来维持。
29. 平衡 右 水平 便于测量力臂 杠杆有自重(杠杆自重的影响) 小青 力臂变短
解
(1)[1][2][3][4]杠杆停在如图甲所示的位置,保持静止状态,故杠杆处于平衡状态;要使杠杆在水平位置处于平衡状态,应将平衡螺母向往上翘的右侧调节,这样做的目的是便于测量力臂的长,且可以忽略杠杆自重对实验的影响。
(2)[5] 图乙中,若不计杠杆的重力,根据杠杆的平衡条件有
F×3L=4G×6L
解得
F=8G=8×0.5N=4N
由于杆的重心在杆的中点,方向竖直向下,考虑杠杆自重对实验的影响,拉力大于4N。
(3)[6][7]把弹簧测力计从竖直方向逐渐向左倾斜的过程中,阻力和阻力臂不变,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,所以,弹簧测力计的示数将变大。故小青的观点正确。
(4)[8]杠杆第一次平衡时
m球glOA=m码gl1
杠杆第二次平衡时
解方程组得
30. 62.5% 大 等于 正确 C 红酒开瓶器 2
解
(1)[1]根据测量的实验数据,2的机械效率为:
(2)[2]分析实验数据,可初步得出的实验结论为:使用同一滑轮组提升重物时,被提升重物重力越大,滑轮组的机械效率越高。
(3)[3]不计绳重和摩擦,只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组,并利用图丙方案提升相同重量的物体,绳子的有效股数不同、动滑轮的个数相同、物体的重力相等,绳子的缠绕方式不同,两装置中,提升相同的物体上升相同的高度时所做的有用功相同,动滑轮的个数和摩擦力的大小相同所做的额外功相等,由
可知两者的机械效率相等,可知等于。
(4)[4]只测出所提升的物重大小及匀速拉动绳子自由端的拉力,根据
可求机械效率,他的这种观点是正确的。
(5)[5]A.减轻绳重,减小了额外功,有用功与总功的比值变大,机械效率变大,故A不符合题意;
B.减轻动滑轮重,减小了额外功,有用功与总功的比值变大,机械效率变大,故B不符合题意;
C.减轻被提升重物重力,有用功减少,有用功与总功的比值变小,机械效率变小,故C符合题意;
D.经常在滑轮与绳及转动部分加润滑油,减小了额外功,有用功与总功的比值变大,机械效率变大,故D不符合题意。
故选C。
(6)[6][7]水龙头、扳手、红酒开瓶器、升降晾衣架上的滑轮等简单机械,属于斜面的是红酒开瓶器,由题意可知,拉力所做的功为
所做的有用功为
故所做的额外功为
又因为
故物体受到的摩擦力大小为
31. 弹簧被压缩的程度 越大 使小球到达水平面时速度相同 相同 D C
解
(1)[1]小球压缩弹簧,对弹簧做功,做功的多少反映了小球动能的多少,弹簧被压缩的程度越大,说明小球的动能越大。所以,可以通过弹簧被压缩的程度来反映小球动能的多少。
[2]实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下,当高度越小时,小球达到水平面上的速度越小,弹簧被压缩得越短,说明小球动能大小与速度有关。
(2)[3]要研究动能大小与质量的关系,由控制变量法的应用可知:就要控制速度不变,让质量变化;速度是通过起始点的高度来控制的,所以要控制两球从同一高度滚下。
(3)[4]斜面实验中,小球从同一斜面的同一高度滚下,可以让小球到达水平面上时保持相同的初速度。
(4)[5]接触面越光滑小球被弹回的越高,由此推理,如果接触面光滑到没有摩擦,只有动能和势能相互转化,机械能保持不变,那么小球将能上升到初始高度,并在斜面和弹簧之间往复运动。
(5)[6]牛顿第一定律:水平面越光滑,对小车的阻力越小,小车运动得越远,小车的速度减小得越慢;由此推理,当水平面绝对光滑时,运动的小车受到的阻力为0,即小车在水平方向上不受力的作用时,小车将匀速直线运动下去;牛顿第一定律也是在实验和科学推理相结合的基础上得出的。
32. 达到 右 便于测量力臂大小,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响 不合理 仅通过一次实验得出的结论不具有普遍性,应该多次测量找普遍规律 左端下沉 先变小再变大 66.7 变大 变大
解
(1)[1]杠杆保持静止,此时杠杆处于静止状态,达到了平衡状态。
[2]如图甲所示,杠杆左端下沉,其右端偏高,应将平衡螺母向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡。
[3]此时所挂钩码对杠杆产生的拉力的力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
(2)[4][5]这样得出结论不合理。实验中仅通过一次实验得出的结论不具有普遍性,应该多次测量找普遍规律。
(3)[6]根据杠杆的平衡条件
FALA=FBLB
若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则左侧
3G×3L=9GL
右侧
2G×4L=8GL
因为9GL>8GL,所以杠杆左侧下沉。
(4)[7]让杠杆在水平位置平衡,将弹簧测力计由斜向左拉改为斜向右拉,阻力和阻力臂不变,拉力的力臂先变长再变短,根据杠杆平衡条件可知,杠杆在水平位置平衡时,拉力先变小再变大。
(5)[8]有用功是
W有用=Gh=2.0N×0.1m=0.2J
总功是
W总=Fs=1N×0.3m=0.3J
所以杠杆的机械效率是
[9] 将钩码的悬挂点由A移至B,O、C位置不变,仍将A点竖直移动相同距离,钩码提升的高度增加,有用功变大。
[10] 由于额外功是提升杠杆所做的功,悬挂点由A移至B后,仍将A点竖直移动相同距离,杠杆实际提升的高度不变,所以额外功也不变,根据
知杠杆的机械效率将变大。
33. 降低重心 竖直 等于 等于 越小 B
解
(1)[1][2]重心越低,稳度越大,故竹筷下端缠上适量的细铅丝,主要目的是降低重心使竹筷能竖直漂浮在液面。
(2)[3]密度计是利用物体漂浮条件工作的,密度计不管放入哪种液体中,都是漂浮,浮力等于自身的重力。
[4]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,故竹筷下表面受到水的压强等于竹筷下表面受到盐水的压强。
(3)[5]据F浮=ρ液gV排可知,同一密度计,在不同液体中的浮力相同,液体密度越大,排开液体的体积就越小。
(4)[6]在水中时
F浮水=ρ水gV排1=ρ水gS(L﹣h1)
在盐水中时
F浮盐=ρ盐水gV排2=ρ盐水gS(L﹣h2)
因为浮力相等所以
ρ水gS(L﹣h1)=ρ盐水gS(L﹣h2);
即,被测盐水的密度
(5)[7]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,即要求密度计放入某液体中时,密度计竖直浸入液体的深度变大,设密度计浸入液体深度为h,底面积为S,因为密度计漂浮在液体中,F浮=G,又因为
F浮=ρ液gV排=ρ液gSh
即
ρ液gSh=G
所以
当ρ液一定时,可适当增大配重,用更细的吸管,故B正确,C错误;
换用大的容器不会使密度计相邻两刻度线之间的距离变大,故A错误;
故选B。
34. 匀速直线 不对 没有控制接触面粗糙程度相同 B 压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 3.4 3.4
解
(1)[1]为了使摩擦力大小等于测力计示数,小明应该用测力计沿水平方向拉着物体在水平木板(或毛巾)上做匀速直线运动,根据二力平衡,拉力大小才等于摩擦力的大小。
(2)[2][3]探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”时,要控制接触面粗糙程度相同,而图中甲、乙接触面粗糙程度不相同,他对比这两组数据就得出这样的结论不对,理由是没有控制接触面粗糙程度相同。
(3)[4]在实验探究中,小明同学应用的研究物理问题的方法是控制变量法,故应该选B。
(4)[5]比较图中甲、丙两组数据,压力相同,丙中接触面粗糙,滑动摩擦力较大,故得出的结论是压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(5)[5]在图甲实验中,测力计分度值为0.2N,木块受到的滑动摩擦力是3.4N。
[6]若弹簧测力计示数增大到4N,因影响滑动摩擦力的两个因素:压力大小和接触面粗糙程度不变,故此时木块受到的滑动摩擦力不变,是3.4N。
35. 平衡 右 便于测量力臂,避免杠杆自重对实验的影响 乙 大于 拉力力臂越小,拉力越大 3
解
(1)[1]杠杆静止在如图甲所示位置,杠杆处于静止状态,所以此时杠杆处于平衡状态;
[2]杠杆的右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动。
[3]调节杠杆在水平位置平衡,目的是便于从杠杆上测量力臂,同时是为了让杠杆的重心在支点上,可避免杠杆自重对实验的影响。
(2)[4]力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,图乙所示实验,测力计拉力与杠杆垂直,可以直接从杠杆上读取测力计拉力力臂,图丙所示实验,拉力与杠杆不垂直,不便于测量测力计拉力力臂,因此图乙所示实验便于实验操作,乙组实验更好,此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直,力臂在杠杆上,便于测量力臂。
(3)[5][6]图丁所示实验中测力计拉力力臂大于图丙所示实验测力计拉力的力臂,钩码重力与钩码重力的力臂不变,由杠杆平衡条件可知,拉力力臂越小,拉力越大,即大于。
(4)[7]设每个小格的长度为,根据杠杆的平衡条件有
解得
36. 112.4 54 偏小 1
解
(1)[1][2][3][4]烧杯和盐水的总质量
量筒中盐水的质量
量筒在盐水的体积
盐水的密度
由于量筒中的盐水不能全部倒入烧杯,导致质量测量值偏小,密度测量值偏小。
(2)[5]量筒中盐水的质量
盐水的密度
(3)①[6]由图2甲知,物块的重力是3N,物块浸没在水中受到的拉力是2N,物块浸没在水中受到的浮力
②[7]物块的质量
物块浸没在水中,物块排开水的体积等于物块的体积,则物块的体积
物块的密度
③[8]物块浸没在液体中,受到的浮力为
则
即
解得液体的密度
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