2024贵州中考物理二轮中考题型研究 题型八 新情景探究实验专项训练 (含答案)

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为了验证这一猜想，准备了如下器材：充气的气球、无弹性细线、钩码、弹簧测力计、刻度尺、铁架台、带连拍照相功能的手机(该手机每隔相同时间对物体拍摄一次)．
如图甲所示以气球为研究对象，在气球下方用细线悬挂钩码，保持钩码底部与刻度尺的某一刻度线相平，释放气球并用手机记录钩码竖直下落过程的位置．(气球和钩码的运动情况相同，可将两者视为一个整体)
第1题图
请回答下列问题：
(1)将刻度尺固定在水平放置的铁架台上时，如何检验刻度尺是否竖直？写出你的办法：________________________________________；
(2)用不同质量的钩码进行实验，选取相同时间间隔的多张照片组合对比：第一次记录钩码位置如图乙所示，可判断钩码从位置________(填序号)开始匀速下落；增加钩码质量继续实验，再次记录钩码位置如图丙所示．对比乙、丙两图可知：在图________中，气球匀速下落的速度较大；
(3)若不考虑气球所受的浮力，气球和钩码匀速下落时，其重力和空气阻力是一对平衡力，于是用弹簧测力计测量气球和钩码静止时的总重，便可推导阻力大小，由上述实验可得：气球运动的速度越大，受到的空气阻力________；
(4)以上实验过程均没有考虑气球所受浮力，那么气球受到的浮力对空气阻力大小的推导结果是否产生影响？请在虚线框中分别画出测量它们重力和匀速下落时的受力情况，并结合受力情况写出理由．(不考虑空气对钩码的作用力)
2. 小明在实验室看到一科学玩具——牛顿摆，如图甲所示，它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成，每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上，并紧挨着排列在同一水平直线上．拉起最左侧的钢球，释放后，它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球，仅把最右侧的钢球撞出，其他球几乎静止不动．
这引发了小明的思考：为什么碰撞后仅有一个球摆动，而其余球仍然保持静止？
于是他提出问题：被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关？接着他作出以下猜想：
Ⅰ.可能与撞击球撞击时的速度大小有关
Ⅱ.可能与撞击球的数量多少有关
第2题图
将牛顿摆等效为单摆模型，如图乙所示是一个钢球撞击其它钢球的情形，五个钢球自左向右标为A→E球．若不考虑能量损失，请回答下列问题：
(1)将A球作为撞击球拉至一定的高度(保持细线绷直)，释放后，A球向右摆动过程中，将________能转化为动能．
(2)探究猜想Ⅰ时，为了改变撞击球撞击时的速度，你的操作办法是：________________．释放后，当钢球发生碰撞时，仅有E球被撞出，由此可判断：被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度________(选填“有关”或“无关”)．
(3)通过上述实验，小明还是不明白为什么仅有一个球被撞出，于是他向老师请教，老师说：牛顿摆的钢球间发生碰撞时，撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，所以最终只有一个钢球被撞出．根据老师的讲解，小明继续探究猜想Ⅱ，将A、B两球作为撞击球紧挨着拉起一定高度后同时释放，A、B球向右摆动并与C球相撞，则此时可观察到的现象是如图中的________(选填“丙”“丁”或“戊”)；请阐述你选择的理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
第2题图
3. 小明运用浮力的相关知识制作了可以用来测量物体质量的“浮力秤”，其构造如图所示，在水平支架的左端固定刻度盘，支架横梁两端各固定一个滑轮，将一根无弹性的细线跨过两个滑轮，细线的一端悬挂秤盘，另一端连接装有适量细沙的圆柱形浮筒(浮筒自重不计)，在线的适当位置固定一根大头针作为秤的指针；把浮筒浸入装有适量水的水槽中．称量时，把待测物放入秤盘后，指针下降浮筒上升．静止后，待测物的质量就可以通过指针在刻度盘的位置反映出来．
请你回答下列问题：(不计细线、秤盘、指针的质量以及线与滑轮间的摩擦)
第3题图
(1)为了制作量程为1 kg的浮力秤，向秤盘添加1 kg的砝码，逐渐向空浮筒内加入细沙，当浮筒的______(选填“上”或“下”)表面刚好与水面齐平并保持静止状态时，在刻度盘上将指针所指的位置标定为最大刻度线．
(2)取下砝码，当浮筒受到________力和______力是一对平衡力时，浮筒能直立地浮在水面静止，此刻指针所指的位置应标定为零刻度线，再均匀地标定其余刻度线．
(3)若将质量为m(m＜1 kg)的待测物放在秤盘上，当浮筒静止时其下表面距水面的距离为h.若细沙的质量为M，浮筒的横截面积为S，水的密度为ρ水，请写出待测物质量的表达式m＝________．
(4)若将原来的浮筒更换为长度相同、横截面积更小的另一圆柱形浮筒，细沙的质量和细线的长度等不变，则重新标定的刻度线与原刻度线相比发生的变化是____________(选填“零刻度线上升”或“最大刻度线下降”)，请你分析带来这一变化的原因：
________________________________________________________________________.
全国视野训练
4. 在学习“流体压强与流速关系”后，同学们知道了当气流吹向机翼时，飞机会获得升力，并且在相同条件下，气体的流速越大，飞机获得的升力也越大．为了探究飞机获得的升力与其他因素的关系，研究人员利用3D打印机制作出大小不同的纸机翼模型进行风洞模拟实验，如图甲所示．用传感器测量相关数据，进行分析研究．
第4题图
(1)研究人员利用控制变量法探究飞机获得的升力与机翼投影面积的关系时，实验数据如下表所示．①分析数据，你得出的初步结论是__________________________________________．
②此实验选用三组不同的风速分别进行是为了_______________________________________．
(2)通过上述信息分析可知：v1________v2(选填“大于”或“小于”)．
(3)研究人员又探究了飞机获得的升力F与迎角α的关系，根据实验数据绘制的图像如图乙所示．分析图像，你得出的结论是_________________________________________.
5. 篮球运动员传球时，篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中，小明觉得好奇：篮球撞击地面后，反弹方向与哪些因素有关呢？与同学讨论后，他们觉得可以用弹性小球代替篮球，对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究，并提出了三种猜想．
第5题图甲
猜想1：与小球撞击地面前是否旋转有关；
猜想2：与小球撞击地面时的入射方向有关；
猜想3：与地面的粗糙程度有关．
(1)对于猜想1，联想到旋转的乒乓球打到球台后，反射的路线发生明显变化，由此判断猜想1是_______的．
(2)为验证猜想2和3，同学们设计了如图甲所示的装置，每次都让弹性小球从压缩了相同长度的弹簧的下端，由静止弹出并撞击地面，分别改变地面的粗糙程度和小球的入射方向与地面的夹角α，测出小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，记录数据如下表．
①对猜想2，分析数据可得β与α的定性关系是：_______________________________，说明该猜想是正确的．
②对猜想3，小虎认为：表中α一定时，各次测得的β不等，这是由测量误差引起的，所以猜想3是错误的．同学们不赞成小虎的观点，理由是________________________________．
第5题图乙
(3)用每隔1/30s曝光一次的频闪相机拍摄到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照片，如图乙所示．
①用毫米刻度尺测出图乙中小球在O、D两位置时球心间距为______cm；小球上标有“直径4 cm”字样，请估测小球从O运动至D的平均速度为______m/s.
②小球是从图乙中的________(选填“A”“B”或“C”)位置开始入射时．
(4)同学们分析：当α一定时，地面越光滑，β值与α越接近，由此推理，如果地面没有摩擦，则β与α应相等．请写出一个用此思想方法研究问题的实例____________________________.
6. 同学们在学完弹簧测力计的相关知识后，自制了一个“橡皮筋测力计”，将橡皮筋不挂重物时下端对应位置标为零刻度线；挂1 N重物时，下端对应位置标为1 N；将这段距离等分为20格，每格表示0.05 N．用此测力计测量物体重力时，发现测量值不准确．为了弄清其中的原因，同学们探究了橡皮筋的伸长与受到外力的关系．
第6题图
他们利用规格为0.05 N的螺母若干、刻度尺、橡皮筋、白板等进行了实验探究．不挂重物时，使橡皮筋下端与刻度尺的零刻度线对齐；挂不同重物时，橡皮筋下端对应不同的刻度值，作出标记，如图所示．
(1)螺母挂在橡皮筋下静止时，受到橡皮筋的拉力________(选填“大于”“等于”或“小于”)它受到的重力．
(2)同学们在橡皮筋下依次挂上个数不等的螺母，实验数据记录如表所示．
①分析实验数据可初步得出：橡皮筋下所挂重物越重，橡皮筋的伸长越________．
②进一步分析数据发现：每增加 1个螺母时，刻度尺读数的变化量总体上是不同的，但中间有部分读数的变化量是相同的．若静止时橡皮筋下端对应刻度尺的70.0 mm处，推测橡皮筋下所挂的物体重约为______N(结果保留两位小数)；若挂另一重物，静止时橡皮筋下端对应刻度尺的15.0 mm处，此时________(选填“能”或“不能”)确定此物体的重．
(3)同学们根据实验数据，用此橡皮筋重新制作一个刻度均匀的测力计，橡皮筋上端和刻度尺的位置保持不变．若使测力计的量程最大，零刻度线应标在刻度尺的________mm刻度处，此测力计的最大量程为________．
(4)同学们更换不同的橡皮筋进行探究，发现其他橡皮筋的特点均与此相似，他们由此总结出，若要用橡皮筋制作测力计，受橡皮筋材料影响，刻度均匀部分可测量范围________，整体上测量不准确，所以橡皮筋不适合做测力计．
参考答案
1. (1)在刻度尺的旁边挂一个重锤，如果刻度尺的边缘与重锤的重垂线相平行，说明刻度尺是竖直的 (2)3 丙 (3)越大 (4)不会产生影响 如答图所示 由受力分析可知，G、F浮相同，所以f＝F拉．而F拉即为弹簧测力计所测重力的大小，因此没有影响
第1题答图
2. (1)重力势 (2)改变撞击球拉起的高度 无关 (3)丁 因为释放A、B两球撞击其他钢球时，两球的动能全部转移给被撞击球，又因为被撞击球的速度与撞击球的速度相同，由能量守恒可知被撞击球的质量与撞击球的质量相同，由此判断被撞击出的是两个钢球 3. (1)下 (2)浮 重 (3)M－ρ水Sh (4)零刻度线上升
浮筒内细沙质量不变，所以浮筒受到的浮力不变，则V排不变，由于浮筒横截面积减小，浸入水中的深度h变大，所以零刻度线上升 4. ①其他因素相同，机翼投影面积越大，飞机获得的升力越大 ②寻找普遍规律，避免偶然性 (2)大于 (3)其他因素相同，飞机获得的升力随迎角增大先变大后变小
5. (1)正确 (2)①当地面的粗糙程度一定时，β随α的增大而增大 ②改变夹角α后多次实验结果相同，说明不是测量误差引起的问题 (3)①3.50 2.8 ②C (4)探究阻力对物体运动的影响实验，小车从同一斜面下滑，阻力越小，速度减小得越慢，若无阻力，则小车将保持匀速直线运动状态
6. (1)等于 (2)①长 ②0.33 不能 (3)30.0 0～0.2 N (4)小
机翼投影
面积S/m2
风速为v1时飞机获得的升力F1/N
风速为v2时飞机获得的升力F2/N
风速为v3时飞机获得的升力F3/N
0.013 31
0.032
0.027
0.023
0.009 98
0.023
0.021
0.017
0.006 65
0.015
0.013
0.011
夹角α
20.0°
30.0°
45.0°
60.0°
70.0°
夹角β
玻璃地面
25.5°
34.7°
49.2°
63.5°
72.8°
木板地面
28.6°
37.3°
51.6°
65.4°
74.1°
水泥地面
30.9°
39.2°
53.9°
67.5°
76.6°
实验次数
1
2
3
4
5
6
螺母个数n/个
0
1
2
3
4
5
螺母总重G/N
0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
刻度尺读数L/mm
0
5.0
11.0
20.0
30.0
45.0
实验次数
7
8
9
10
11
12
螺母个数n/个
6
7
8
9
10
11
螺母总重G/N
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
刻度尺读数L/mm
60.0
75.0
90.0
110.0
133.0
158.0