【实战中考】2024重难典题型综合突破子专题2实验重难典突破一、教材重点实验类型二 (2)

这是一份【实战中考】2024重难典题型综合突破子专题2实验重难典突破一、教材重点实验类型二 (2)，共11页。试卷主要包含了实验步骤设计，结论总结，实验评估等内容，欢迎下载使用。

1．实验步骤（方案）设计
（1）①先明确实验探究因素、改变量以及控制量
②操作时研究什么，改变什么，其余因素都是控制不变的
（2）进行实验时只能改变一个研究因素，其余因素都不变，操作也不变
2．结论总结：
（1）根据所选装置或数据确定控制的因素和改变的因素
（2）总结实验结论可分为两步：
①描述控制不变的因素（格式为：“在……一定时”或“当……相同时”）；②描述研究的物理量与改变因素之间的关系
注：也可通过结论找出控制因素和改变因素，然后选择对应装置
3．实验评估：
实验方案中在改变研究因素大小不同时，是否引起其他因素也随之发生变化
一般从操作、现象、误差三个方面改进：
（1）使操作更加简便
（2）使现象更加直观
（3）使结果更加准确
1．如图所示是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验，实验所选的木块长、宽、高相等。
（1）比较 两次实验可知，滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关；比较甲乙两次实验可知，滑动摩擦力的大小跟 有关；
（2）小明在探究滑动摩擦力与接触面积的关系时，将图甲木块沿竖直方向切去一半，重复图甲的操作过程，再与图甲中的弹簧测力计示数比较，得出结论．你认为他的探究过程中存在的问题是 ，改进方法是 ；
（3）小明认为在探究滑动摩擦力与接触面积的关系时，还有更加简便的方案，只需将图中的木块换成一个长方体的木块即可，请你帮助小明写出下一步的实验操作 。
2．小明同学在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验后，对实验装置进行了改进，如图所示，该装置的优点是 ，此装置中定滑轮的作用是 。
3．小平同学通过如图甲所示的装置，在做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验时，记录的实验数据如下表所示。
（1）测量前观察弹簧测力计，发现指针在“0”刻度线与“1”刻度线之间，为了准确测量滑动摩擦力，实验前应该先在 方向对弹簧测力计调零；
（2）测量滑动摩擦力时，小平用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平方向做 直线运动，进行实验甲时弹簧测力计的示数如图甲所示，请补全表中①处的数据 ；
（3）比较甲、乙两次实验数据，你得到的实验结论是： ；比较甲、丙两次实验数据，小平同学得出滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关的结论，请你判断小平的结论是否正确，并写出依据 ；
（4）做完实验后，同学们想到了一些拔河比赛获胜的诀窍，请你从增大摩擦的角度写出一个方法 。
（5）同组的小红做此实验，收集的数据如下表所示，据此可知，她探究的问题是：______，得出的结论是______．
（6）小平继续找来接触面粗糙程度不同的长木板A、B，通过改变木块上砝码的个数来改变压力的大小；记录多组滑动摩擦力f及压力的大小，作出了如图乙所示摩擦力f随压力变化的图像．由图像可知，长木板______（选填“A”或“B”）的接触面更粗糙．
（7）在老师的指导下物理兴趣小组的同学改进了该实验，如图丙所示．
①上述测量滑动摩擦力的方法是______（选填“间接”或“直接”）测量法．
②按图丙所示的实验装置进行实验有较多的优点，请列举两条：
a．______；
b．______．
（8）（教材实验拓展）在图丙所示的实验中，小平同学通过在木块上面加砝码的方法改变压力的大小，将实验数据填在下表中，分析实验数据发现，当接触面粗糙程度不变时，滑动摩擦力的大小与压力的大小成______比；于是查阅资料得知，在物理学中，把两个物体间的滑动摩擦力与压力的比值称为这两个接触面间的“动摩擦因数”，用符号表示．木块与长木板间的动摩擦因数______．（g取）
【一题多设问】（5）滑动摩擦力的大小与物体的运动速度是否有关 滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关 （6）A （7）①间接 ②不需要控制木板做匀速直线运动，便于操作 弹簧测力计示数稳定，便于读数 （8）正 0.3
【解析】（5）由表格数据可知，实验时控制了木块的放置方式，改变了木块运动的快慢，探究的是滑动摩擦力的大小与物体的运动速度是否有关；表格中三次实验弹簧测力计的示数相同，则木块受到的滑动摩擦力大小相等，则滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关；（6）由图乙可知，当压力大小相同时，A接触面上受到的滑动摩擦力更大，故A的接触面更粗糙；（7）①此实验当中运用的是间接测量法，其中运用转换法的思想，把滑动摩擦力的大小通过弹簧测力计转换为拉力大小；②图丙所示实验方案的好处是：不需要控制木板做匀速直线运动，便于操作；弹簧测力计示数稳定，便于读数；（8）由表格中的实验数据可以得出：故当接触面粗糙程度不变时，滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比；由第1组数据，可知木块对长木板的压力等于木块和砝码的总重力：；由题意可知，木块与木板之间的动摩擦因数为：．
（5）分析步骤：
①观察图表当中的控制量、改变量以及研究量分别是什么，从而提出问题
②分析它们之间的关系，得出结论
（6）图像分析：
（8）①根据表格信息确定两物理量的比例信息（可采用描点的方法）
②根据题干内容提取关键公式
③根据提取出的公式进行计算
4．如图所示，小明用弹簧测力计、木块、砝码、长木板和毛巾探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验。
（1）实验过程中，小明刚开始拉动木块时，他的水平拉力逐渐增大，但木块仍静止，木块受到的摩擦力 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）对比甲、乙两次实验，在 一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（3）小明想进一步探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系，进行了图丙的实验，当测力计示数达到最大值时仍没拉动木块，为了使用现有实验器材顺利完成此实验探究，小明可采取的办法： ，测出滑动摩擦力的大小，再和实验 （选填“甲”或“乙”）进行比较，完成实验；
（4）此实验方案的不足之处是 。（答出一条即可）
5．小明用如图所示装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”，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。（忽略细线与滑轮之间的摩擦）
（1）图甲中，将铝块放在水平木板上，竖直向上拉弹簧测力计，当铝块沿水平方向做 运动时，此时铝块所受滑动摩擦力大小为 N；
（2）若在图甲铝块上放一外形相同的木块，则可以探究滑动摩擦力大小与 的关系；
（3）若将铝块和外形相同的木块按照图乙所示方式放置，则此时铝块受到的滑动摩擦力大小 （选填“大于”“小于”或“等于”）图甲中铝块所受滑动摩擦力；
（4）小明查阅资料得知：在接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与压力大小成正比。若将图乙中的木块放在铝块上，变成如图丙所示的实验装置，用弹簧测力计拉着铝块，使铝块和木块一起做匀速直线运动，已知木块的质量是铝块质量的，则此时弹簧测力计的示数为 N，木块所受到的摩擦力为 N；
（5）实验中弹簧测力计损坏，小明设计了如图丁所示的实验装置，小桶内装入适量沙子，使铝块恰好做匀速直线运动，铝块质量为，沙子和小桶总质量为，则铝块受到的摩擦力 （用符号表示，不计绳与滑轮之间的摩擦）。
6．为了探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”，小柯设计了如图甲所示的实验装置。
步骤一：小柯用水平向左的力F拉动平板小车1，在4秒钟内观察拉力传感器的示数变化，并绘制了如图乙所示的图像；
步骤二：如图丙，用电动机水平向左拉动上表面比平板小车1光滑的平板小车2，并用弹簧测力计竖直向上拉铁块，读出弹簧测力计和拉力传感器的示数并记录在表格中（拉线足够长）。

（1）在步骤一中，当平板小车1开始运动时，铁块受到的摩擦力为 N；
（2）步骤二第1次实验中拉力传感器的示数比步骤一时小，由此我们可知滑动摩擦力的大小与 有关；
（3）通过分析表中数据，我们得出结论： ；
（4）小刚认为：该实验中小车与水平桌面之间要尽量光滑，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？ 。
实验序号
甲
乙
丙
接触面
木板
木板
粗糙木板
压力/N
10
15
15
弹簧测力计示数/N
①
1.8
3.0
实验序号
木块放置方式
木块运动快慢/（）
弹簧测力计示数/N
1
平放
2
1.2
2
平放
4
1.2
3
平放
6
1.2
次数
1
2
3
4
5
木块与砝码的总质量（kg）
0.5
1
1.5
2
2.5
弹簧测力计示数（N）
1.5
3
4.5
6
7.5
实验次数
铁块重力/N
弹簧测力计示数/N
拉力传感器示数/N
1
4
0
1.6
2
4
0.5
1.4
3
4
1.0
1.2
参考答案：
1． 甲丙 压力大小 没有控制压力大小相等 将切去的木块叠放在另一半木块上方，重复图甲的操作过程 见解析
【详解】（1）[1]滑动摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关，实验时要控制变量；探究滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关时，必须控制压力不变，改变接触面的粗糙程度，因而比较甲、丙两次实验可知，滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关。
[2]甲、乙两次实验，接触面粗糙程度相同，压力不同，所以可得出滑动摩擦力大小与压力有关。
（2）[3][4]探究滑动摩擦力与接触面积的关系时，必须控制压力和接触面的粗糙程度不变；将图甲木块沿竖直方向切去一半，改变接触面积的同时改变了压力，因而得出错误的结论，改进方法是将切下的一半放在另一半上方，保持压力不变。
（3）[5]要探究滑动摩擦力与接触面积关系时，需要改变的是接触面积，控制其他条件相同，故可将长方体木块正放和侧放，用弹簧测力计拉动其做匀速直线运动，记录测力计的示数并进行比较。
2． 不需要传送带做匀速直线运动（或弹簧测力计示数稳定，便于读数） 改变力的方向
【详解】[1][2]上图中，物块相对地面处于静止状态，受到弹簧的测力计的拉力与受到的摩擦为一对平衡力，大小相等，故装置的优点是不需要传送带做匀速直线运动（或弹簧测力计示数稳定，便于读数）；此装置中定滑轮的作用是改变的方向。
3． 水平 匀速 1.2 在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大 不正确，没有控制压力大小相同 挑选质量较大的队员（或比赛时穿带花纹的鞋子）（答案合理即可）
【详解】（1）[1]实验前应该先在水平方向对弹簧测力计调零，避免指针不指零时，读数产生误差。
（2）[2]测量滑动摩擦力时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平方向做匀速直线运动，此时木块处于平衡状态，拉力和摩擦力是一对平衡力，读出拉力的大小，摩擦力等于拉力。
[3]如图，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为1.2N，表中①处的数据为1.2N。
（3）[4]甲、乙两次实验接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，所以是为了探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系；由表中数据可知，在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
[5]甲、丙两次实验中压力大小和接触面的粗糙程度都不相同，因此不能得出滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关的结论，所以不正确，原因是没有控制压力大小相同。
（4）[6]要增大队员赢的几率，需增大摩擦，可以从增大压力和增大接触面的粗糙程度的角度入手，比如①拔河前挑选质量较大的队员，这是从增大压力的角度去增大摩擦力；②拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛，这是在压力一定时通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
4． 变大 接触面的粗糙程度 先将丙实验中木块上的砝码取下 甲 弹簧测力计示数不稳定
【详解】（1）[1]木块静止时处于平衡状态，弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的静摩擦力是一对平衡力，大小相等，拉力变大时静摩擦力也变大。
（2）[2]分析比较甲、乙两次实验可知，接触面粗糙程度相同，乙中压力大，弹簧测力计示数大，滑动摩擦力大，故可以得出：在接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）[3][4]为了探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，需使压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，由于滑动摩擦力较大，弹簧测力计量程不够，可使丙的压力与甲相同进行探究，所以可以将丙实验中木块上的砝码取下，测出滑动摩擦力，再和甲实验进行比较。
（4）[5]实验方案的不足之处为：由于不容易控制木块做匀速直线运动，因此弹簧测力计示数不稳定，读数不准确。
5． 匀速直线 1.6 压力大小 等于 1.92 0
【详解】（1）[1][2]竖直向上拉弹簧测力计，当铝块沿水平方向做匀速直线运动时，此时铝块在水平方向上受到平衡力的作用，由二力平衡的条件，所受滑动摩擦力大小等于测力计示数大小，弹簧测力计分度值为0.2N，示数为1.6N，为
f1=1.6N
（2）[3]影响滑动摩擦力大小因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变。在图甲铝块上放一外形相同的木块，接触面的粗糙程度不变、压力改变，因此可以探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
（3）[4]甲、乙图中，铝块对支持面的压力大小和接触面的粗糙程度都保持不变，所以图乙中铝块受到的滑动摩擦力大小等于图甲中铝块所受的滑动摩擦力。
（4）[5]由图甲可知，单独拉铝块时弹簧测力计的示数为；已知木块的质量是铝块质量的，木块的重力是铝块重力的，故图丙中此时压力大小（等于物体的重力之和大小）
即图丙中此时压力大小为甲图中铝块对支持面压力大小的，因在接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与压力大小成正比，所以此时弹簧测力计的示数为
[6]因木块相对于铝块没有相对运动的趋势，故木块所受到的摩擦力为0。
（5）[7]铝块做匀速直线运动时，受到的拉力与滑动摩擦力为一对平衡力，大小相等，方向相反，所以
6． 2 接触面粗糙程度 在接触面粗糙程度相同时，压力越小，滑动摩擦力越小 不合理，拉力传感器示数始终等于平板小车对铁块的摩擦力，与小车和水平桌面之间的摩擦力无关
【详解】（1）[1]拉力传感器等效于弹簧测力计，数字化实验装置在测量速度等实验中测量结果更精确；在步骤一中，当平板小车1开始运动时，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大小和拉力大小相同，因此铁块受到的摩擦力为。
（2）[2]步骤二第1次实验中拉力传感器示数比步骤一时小，即铁块受到的滑动摩擦力较小，压力相同时，平板小车2的接触面比平板小车1光滑，由此可知滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关；
（3）[3]对铁块而言，弹簧测力计的示数越大，铁块对于小车的压力越小，拉力传感器的示数也变得越小，故可得出结论：在接触面粗糙程度相同时，压力越小，滑动摩擦力越小。
（4）[4]该实验中小车与水平桌面之间要尽量光滑，否则会使拉力传感器的读数偏大，这种说法不合理，理由是拉力传感器示数始终等于平板小车对铁块的摩擦力，与小车和水平桌面之间的摩擦力无关，小车与桌面之间的摩擦力增大会使电动机的拉力增大，不影响铁块与平板小车之间的摩擦力。