专项2 实验与探究题专练-【追梦之旅·期末真题篇】2023-2024学年八年级物理下册（人教版 江西专用）

江西专版·八年级物理·下册　 第 1 页 江西专版·八年级物理·下册　 第 2 页 江西专版·八年级物理·下册　 第 3 页　 　 　 　 专项 2 追梦专项二　 实验与探究题专练 类型一　 运动与力 1. 小秋为探究“运动与力的关系”,设计了如图 1 所示的斜面实验。 让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观 察小车在水平面上滑行的距离。 图 1 图 2 (1)为了使小车滑到水平面时的初速度相同,实验时应让小车从 同一斜面的 　 　 　 　 　 由静止滑下,这种研究问题的方法是 　 　 　 　 　 法。 (2)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就 越　 　 　 　 (选填“远”或“近”),说明小车运动的速度改变得越 　 　 　 　 (选填“快”或“慢”)。 (3)图 2 是对在水平面上运动的小车进行受力分析,其中正确的 　 　 　 　 。 (4)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果水平 面光滑,小车在运动时不受阻力,那么小车将在水平面上　 　 　 　 　 　 　 　 　 ,说明运动的物体　 　 　 　 (选填“需要”或“不需 要”)力来维持。 2. 疫情期间,停课不停学。 某同学在妈妈的协助下,利用家中物品 探究二力平衡的条件。 【实验器材】晾衣架两个、相同的矿泉水瓶若干、小卡片若干、细 线、水、剪刀等 【设计实验】如图 1 所示: (1)将小卡片两侧各系一根细线,再把细线的另一端分别穿过晾 衣架; (2)将两个矿泉水瓶分别绑在细线两端,请妈妈用两手各提起一 个晾衣架,按照以下步骤进行实验,观察并记录小卡片的受力及 运动情况。 【进行实验】 (1)如图 1 所示,提起两个装有水量不等的矿泉水瓶; (2)如图 2 所示,提起两个装有水量相等的矿泉水瓶;再将其中 一只手逐渐放低,使小卡片倾斜至如图 3 所示; (3)用剪刀把图 3 中的小卡片从中间剪断; (4)更换小卡片,重新组装。 如图 4 所示,使小卡片扭转一定的 角度。 图 1 　 　 图 2 　 　 图 3 　 　 图 4 实验 步骤 小卡片所受二力情况 是否作用在 同一物体上 大小 方向 是否作用在 同一直线上 小卡片的运动 状态是否改变 (1) 是 不等 相反 是 是 (2) 是 相等 相反 是 否 (3) 否 / / / 是 (4) 是 相等 相反 ① 是 请将表格中①的内容补充到横线上:①　 　 　 　 。 【结论】上述实验表明,二力平衡的条件是:作用在同一物体上的 两个力,必须大小　 　 　 　 ,方向相反,并作用在　 　 　 　 　 上。 【交流与评估】 (1)本实验中的晾衣架起到了改变拉力的　 　 　 　 的作用,它类 似于简单机械中的　 　 　 　 ; (2)静止在水平桌面上的剪刀,它受到的　 　 　 　 力和　 　 　 　 力是一对平衡力。 3. (北京)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,利用长木 板、毛巾、木块、砝码及弹簧测力计进行实验。 甲(木板表面) 　 　 乙(木板表面) 　 　 丙(毛巾表面) a. 鞋底花纹较深 　 　 b. 鞋底花纹较浅 　 　 c. 旱冰鞋 (1)实验中,为了测量滑动摩擦力的大小,用弹簧测力计沿水平 方向拉动木块,应使其做　 　 　 　 　 运动。 图甲中木块与木板 表面间滑动摩擦力大小为　 　 　 　 N。 (2)比较甲、乙两图中弹簧测力计示数,结论是滑动摩擦力大小 与　 　 　 　 　 有关;比较　 　 　 　 两图中弹簧测力计示数,结论 是滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。 (3)实验现象说明,如果要取得拔河比赛的胜利,组队时应选体 重　 　 　 　 (选填“大”或“小”)的同学参加比赛,在比赛中选用 图中　 　 　 　 (选填“a”“b”或“c”)类型的鞋。 类型二　 压强 4. 在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”实验,小欣同学利用 木条、橡皮泥、包装带和钩码进行活动。 (1)如图所示,将橡皮泥做成长方体平放于木条上方,把包装带 撕成　 　 　 　 (选填“相同”或“不相同”)宽度的两段,并将两段 包装带绕过橡皮泥,且在包装带下方挂上不同数量的钩码,通过 观察对比橡皮泥上端的变化,小欣同学可得出结论:受力面积相 同时,　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 。 (2)小欣同学想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应 进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包装带撕成　 　 　 　 宽度 的两段,两包装带下方挂　 　 　 　 数量的钩码。 (均选填“相同” 或“不同”) (3)实验过程中,小欣同学是通过观察橡皮泥　 　 　 　 来比较压力 作用效果的,物理学中,我们用　 　 　 　 来表示压力的作用效果。 (4)橡皮泥被压后会留下凹痕,说明力的作用效果可以使物体发 生　 　 　 　 。 5. 用如图甲所示的装置,探究影响液体内部压强大小的因素。 甲　 　 　 　 乙　 　 　 丙　 　 　 　 丁　 　 (1)实验前应检查图示压强计装置是否漏气,方法是用手轻轻按 压几下橡皮膜,如果 U 形管中的液体能灵活升降,则说明装置 　 　 　 　 (选填“漏气”或“不漏气”)。 (2)实验中,液体内部压强的大小可以用压强计 U 形管两侧液面 的　 　 　 　 来表示。 (3)为了探究液体密度对液体内部压强大小的影响,应分别将压 强计金属盒的橡皮膜放在图乙中　 　 　 　 (填字母)两个位置处 进行实验。 (4)小延自制了一个简易压强计,如图丁所示,把简易压强计浸 入水中,橡皮膜　 　 　 　 (选填“上凹”或“下凸”),增加简易压 强计在水中的深度,细玻璃管中液柱会　 　 　 　 (选填“上升”或 “下降”)。 专项 2 　 　 　 　 　江西专版·八年级物理·下册　 第 4 页 江西专版·八年级物理·下册　 第 5 页 江西专版·八年级物理·下册　 第 6 页 类型三　 浮力 6. (重庆)小开要探究“影响浮力大小的因素”,图 1 是他的实验 过程。 A　 　 　 　 B　 　 　 　 C　 　 　 D　 　 　 E　 图 1 (1)由图 1 A、B、C 三图可知,浮力大小与　 　 　 　 　 　 　 　 有 关;由图 1 A、 　 　 　 　 三图可知,浮力大小与浸没深度无关; (2)由图 1A、D、E 三图可知,浮力大小与　 　 　 　 　 　 有关;还 可以算出盐水的密度为　 　 　 　 g / cm3; (3)小开受上面实验的启发,制作了一个测质量的装置,如图 2 甲。 刻度标在底面积为 100 cm2 透明薄壁柱形容器外壁,先加水 至“0 g”刻线处,再将被测物体放入水中漂浮时,水位处对应的 刻度值即为被测物体的质量。 则“0 g”刻线上方 1 cm 处对应的 刻度值为　 　 　 　 g; 图 2 (4)利用该装置还可测量物体密度:将物体 A 放入水中,如图 2 乙所示,静止时示数为 m1;然后将物体 B 放在 A 上方,如图 2 丙 所示,静止时示数为 m2;最后将物体 B 放入水中,如图 2 丁所示, 静止时示数为 m3,则物体 B 的密度 ρB = 　 　 　 　 　 　 (用 m1、 m2、m3、ρ水 表示); (5)小南发现该装置测量质量误差较大,为提高准确度,请你提 出一条可行的改进方案: 　 。 类型四　 功与机械能 7. 为了探究物体的动能大小跟哪些因素有关,同学们设计了如下 实验。 实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下,在 底部与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块沿水平方向向右 运动直至停止,其中 m2 >m1,h2 >h1,不考虑空气阻力。 甲 乙 丙 丁 (1)实验中是通过观察　 　 　 　 　 　 　 　 来判断　 　 　 　 (选填 “钢球”或“木块”)的动能大小的;用来研究超速安全隐患时,我 们应选择　 　 　 　 两图所示实验来进行比较。 (2)实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离,则开始时钢 球的重力势能　 　 　 　 (选填“ >” “ <”或“ = ”)木块克服摩擦力 所做的功。 (3)若完成了图乙操作后,在做图丙所示的实验时,木块滑出了 水平木板,如果仅对图丙所示的实验进行改进,下列措施中可行 的是　 　 　 　 (填写序号)。 A. 换质量更大的木块　 　 　 　 　 　 B. 降低钢球开始的高度 C. 换质量大于 m2 的钢球 D. 换质量小于 m1 的钢球 (4)小斌在实际操作的过程中,发现钢球从斜面上滚下时,运动 的方向难以控制,有时撞不到木块,有时撞歪了,请你为小斌提 供一种改进的实验方案: 　 。 (5)小斌还利用图丁来研究动能和势能相互转化,图中两个相同 的光滑弧形槽,一个为凸形,一个为凹形,A、B 两个相同的钢球 分别进入两弧形槽的速度都为 v,运动到槽的末端速度也都为 v, A 小球通过凸形槽的时间为 t1,B 小球通过凹形槽的时间为 t2, 则通过时间较长的是小球　 　 　 　 (选填“A”或“B”)。 类型五　 简单机械 8. 某小组同学在“探究杠杆的平衡条件”的实验中: 甲 乙 丙 丁 (1)在做实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,下一步的操作 应该将图甲右边的平衡螺母向 　 　 　 　 (选填“左” 或“右”) 调节。 (2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在 A 点挂 3 个钩码,要使杠 杆在水平位置平衡,应在 B 点挂　 　 　 个相同的钩码;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 杠杆仍在水平位置,当测力计从 a 位置转到 b 位置时,其示数大 小将　 　 　 　 (选填“不变”“变大”或“变小”)。 (3)小组同学用如图丁所示的实验装置测定杠杆的机械效率。 实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆下面的钩码 缓缓上升。 ①实验中,弹簧测力计的示数 F 为　 　 　 　 N,缓慢提升过程中, 弹簧测力计的示数大小 　 　 　 　 (选填“变大” “变小” 或“不 变”); ②若只将钩码的悬挂点由 A 点移至 B 点,仍将钩码提升相同的高 度,则杠杆的机械效率将　 　 　 　 (选填“变大”“变小”或“不变”); ③若将同一物体悬挂在 A 点,弹簧测力计分别挂在 B 点和 C 点 时,竖直向上匀速使物体提高相同高度时的机械效率分别为 η1 和 η2,则 η1 　 　 　 　 η2(选填“ >”“ = ”或“ <”)。 9. 【探究名称】探究影响滑轮组机械效率的因素。 甲 　 　 乙 　 　 丙 　 　 丁 【猜想与假设】猜想一:滑轮组的机械效率与绕绳方式有关。 猜想二:滑轮组的机械效率与物重有关。 猜想三:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关。 【进行实验与收集证据】 (1)为了验证上述猜想,兴趣小组的同学进行了如下实验,实验 装置如图所示。 实验过程中发现边拉动边读数,弹簧测力计示 数不稳定,应该静止读数,你认为兴趣小组同学的想法 　 　 　 　 (选填“正确”或“错误”)。 (2)组员通过更换滑轮组,改变钩码质量,测得数据如下表所示。 实验 次数 钩码重 G / N 钩码上升 高度 h / m 绳端拉力 F / N 绳端移动 距离 s / m 机械效率 η 1 4 0. 1 2. 7 0. 2 74% 2 4 0. 1 1. 8 0. 3 74% 3 8 0. 1 3. 2 0. 3 83% 4 8 0. 1 2. 5 0. 4 【分析与论证】 (3)①请将表中的数据填写完整:　 　 　 　 。 ②分析数据可知,第 3 次实验是用图 　 　 　 　 (选填“丙” 或 “丁”)所示装置做的实验。 ③不计摩擦及绳重,分析 1、2 两次实验数据可知,猜想一是 　 　 　 　 (选填“正确”或“错误”)的。 ④通过比较　 　 　 　 两次实验数据可得出结论:使用相同滑轮 组提升物体时,物体越重,滑轮组机械效率越　 　 　 　 。 ⑤根据表格中的数据分析可知:随着物重的增大,额外功　 　 　 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 追梦专项二　 实验与探究题专练 1. (1)同一高度　 控制变量　 (2)远　 慢　 (3)B (4)做匀速直线运动　 不需要 2. 否　 相等　 同一直线 (1)方向　 定滑轮　 (2)重　 支持 3. (1)匀速直线　 3. 6 (2)压力大小　 甲、丙　 (3)大　 a 4. (1)相同　 压力越大,压力的作用效果越明显 (2)不同　 相同　 (3)凹陷程度　 压强　 (4)形变 5. (1)不漏气　 (2)高度差 (3)b、c　 (4)上凹　 上升 6. (1)排开液体的体积　 C、D (2)液体的密度　 1. 1　 (3)100　 (4) m2 -m1 m3 -m1 ρ水 (5)减小容器的底面积 7. (1)木块移动的距离　 钢球　 甲、乙　 (2) >　 (3)D (4)将斜面换成斜槽　 (5)A 8. (1)右　 (2)4　 变大 (3)①0. 5　 不变　 ②变大　 ③ = 9. (1)错误　 (3)①80% 　 ②丙　 ③错误 ④2、3　 高　 ⑤变大 追梦专项三　 计算题专练 1. 解:(1)汽车运动的速度:v= s t = 1 800m 60s = 30m / s; (2)汽车的重力:G = mg = 1. 6×103kg×10N / kg = 1. 6× 104N; (3)汽车受到的阻力:f= 0. 1G= 0. 1×1. 6×104N = 1. 6× 103N,因为汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,汽 车所受牵引力等于阻力,即 F= f= 1. 6×103N。 2. 解: ( 1 ) 由 p = ρgh 得, 液 体 的 密 度: ρ = p gh = 5. 0×103Pa 10N / kg×0. 5m = 1×103kg / m3; (2)由 p= F S 可得,液体对容器底的压力:F = pS = 5× 103Pa×2×10-3m2 = 10N; (3)A 点距离水面的距离:h′ = 0. 5m-0. 2m = 0. 3m,A 点的液体压强:p′= ρ水 gh′= 1. 0×10 3kg / m3 ×10N / kg× 0. 3m = 3 000Pa; (4)由 ρ= m V 可得,容器内液体的质量:m液 = ρV = 1 × 103kg / m3 ×2. 0×10-3m3 = 2kg;液体的重力:G液 = m液 g = 2kg×10N / kg = 20N;容器对桌面的压力为:F′=G容 + G液 = 20N + 20N = 40N;容器对桌面的压强:p0 = F′ S = 40N 2×10-3m2 = 2×104Pa。 3. 解:(1)物块三分之二体积浸在水中静止时,由物块 受平衡力可知:物块所受的浮力 F浮 =G-F= 3N-0. 5N = 2. 5N,由阿基米德原理可知,物块排开水的体积 为:V排 = F浮 ρ水 g = 2. 5N 1×103kg / m3 ×10N / kg = 2. 5×10-4m3,因 为 V排 = 2 3 V物,所以物块 A 的体积 V物 = 3 2 V排 = 3 2 ×2. 5 ×10-4m3 = 3. 75×10-4m3; (2)若物块 A 浸没在水中,所受浮力 F浮1 = ρ水 gV排 ′ = ρ水 gV物 = 1 × 10 3kg / m3 × 10N / kg × 3. 75 × 10-4m3 = 3. 75N,因 F浮1 >G,所以静止时物块处于漂浮状态,由 二力平衡得物块 A 静止时所受浮力 F浮2 =G= 3N。 4. 解:(1)立方体木块 A 的边长为 10cm = 0. 1m,则木块 A 的底面积:SA = ( 0. 1m) 2 = 1 × 10-2m2,木块 A 的体 积:VA = (0. 1m) 3 = 1×10-3m3,由题可知,甲图中木块 排开水的体积: V排甲 = 3 5 VA = 3 5 × 1 × 10-3m3 = 6 × 10-4m3,则甲图中木块受到的浮力:F浮 = ρ水 gV排 = 1. 0 ×103kg / m3 ×10N / kg×6×10-4m3 = 6N; (2)甲图中木块底部所受的压强:p = F浮 S = 6N 1×10-2m2 = 600Pa; (3)甲图中木块漂浮,所以木块的重:GA =F浮 = 6N,图 乙中木块浸入水中的体积:V浸 = SAh浸 = 1 × 10 -2m2 × (0. 1m-0. 02m)= 8×10-4m3,乙图中正方体木块 A 和 金属块 B 受到的总浮力:F浮 ′= ρ水 gV排 ′= ρ水 gV浸 = 1. 0 ×103kg / m3 ×10N / kg×8×10-4m3 = 8N,由于 A 和 B 整体 处于漂浮状态,所以 GA +GB = F浮 ′,则金属块 B 的重 力:GB =F浮 ′-GA = 8N-6N = 2N,金属块 B 的质量:mB = GB g = 2N 10N / kg = 0. 2kg。 5. 解:(1) 对物体做的有用功:W有 = Gh = mgh = 0. 6 × 103kg×10N / kg×60m = 3. 6×105J; (2)由图可知,将物体拉上斜面时,拖拉机通过距离 s = L= 100m,拉力做的总功:W总 = F拉 s = 4. 8 × 10 3N × 100m = 4. 8×105J,斜面的机械效率 η = W有 W总 = 3. 6 ×105J 4. 8×105J = 75%; (3) 拖拉机做匀速直线运动, 所以 F牵 = f + F拉 = 0. 01G拖拉机 +F拉 = 0. 01m拖拉机 g+F拉 = 0. 01×12×10 3kg× 10N / kg+4. 8×103N = 6×103N;拖拉机的最大输出功率 为 48kW,根据 P= W t = Fs t =Fv 知,拖拉机在水平地面 上匀 速 拉 动 物 体 过 程 中 的 最 大 速 度: v = P F牵 = 48×103W 6×103N = 8m / s。 6. 解:(1)由图乙可知,当物体受到的摩擦力 f1 = 100N 时,滑轮组机械效率 η1 = 50%,滑轮组拉动水平面上 的物体做的有用功:W有1 = f1s,由题知,不计绳重及绳 与滑轮间的摩擦,则额外功:W额 =G动 s,所以 η1 = W有1 W总1 = W有1 W有1 +W额 = f1s f1s+G动 s = f1 f1 +G动 = 100N 100N+G动 = 50%,动滑 轮重:G动 = 100N; (2)当 η2 = 75%时,不计绳重及绳与滑轮间的摩擦, 此时滑轮组的机械效率:η2 = W有2 W总2 = f2s f2s+G动 s = f2 f2 +G动 = f2 f2 +100N = 75%,此时的摩擦力:f2 = 300N;则滑轮组的 有用功功率:P有 = W有2 t = f2s t = f2v = 300N × 0. 1m / s = 30W; (3)由图可知,n= 3,不计绳重及绳与滑轮间的摩擦, 当 f3 = 1 500N 时,拉动物体需要的拉力:F3 = 1 3 ( f3 + G动) = 1 3 × ( 1 500N + 100N) ≈533N,小熊的重力为 500N,根据力的作用是相互的,所以小熊给绳子的最 追梦之旅·初中期末真题篇·江西专版 ZDR·八年级物理下　 第 3 页