专题三 测量型实验题- 【通城学典】2024八年级物理暑期升级训练（教科版）

37 专题三　测量型实验题 测量型实验分为直接测量和间接测量两种,直接测量是天平、刻度尺、温度计和弹簧测力计 等测量工具的直接使用,需要关注测量工具的使用规范和读数;间接测量是根据待测物理量与其 他物理量的关系式,先测出关系式中其他各量,再利用公式算出该量,如测量物体运动的平均速 度、测量物质的密度、大气压、机械效率等。此类考题也是中考的重点考查内容。 1. (长春中考)在“测量物体运动的平均速度” 实验中,实验装置如图所示。 (第1题) (1) 测量平均速度的原理是 。 (2) 实验中,小组同学发现小车通过AB 段 路程的时间过短,不便于测量时间,为了解 决这一问题,可以只将木块向 适当 移动;也可以将小车倒置滑下,这是因为用 代替滚动摩擦可以增大摩擦力。 (3) 改进后,进行实验并在表格中记录数据, 计算出小车通过AC 段路程的平均速度是 m/s。小车通过AB 段路程的平均 速度比BC 段路程的平均速度 。 路 程 运动时间 平均速度 sAB=0.45m tAB=3.2s vAB≈0.14m/s sAC=0.90m tAC=4.5s vAC=? (4) 小车在运动过程中,支持力对小车是否 做功? (选填“是”或“否”)。 (5) 小车运动到斜面底端撞到金属片会停下 来,说明力可以改变物体的 。 答案讲解 2. 常见的自行车车型有“28英寸”“26英 寸”和“24英寸”等,这些型号是按 车轮直径的尺寸命名的,如“26英 寸”型号的自行车车轮的直径是26英寸, 1英寸=2.54cm。 (1) “26英寸”的车轮的直径是 m。 (2) 现提供一把量程为0~2m的卷尺和一 辆“28英寸”的自行车,请设计一个简单的方 案测量学校跑道的长度。请写出测量步骤, 并用适当的符号表示所测得的物理量。 ① 用卷尺测出 。 ② 算出车轮的 。 ③ 用红布条在自行车车轮上做一个记号(或 用气门芯做记号),让记号与跑道的起点重 合,推着自行车沿跑道移动一圈,记下 。 ④ 跑道长度s的表达式为 (用 测量的物理量的符号表示)。 3. 如图甲所示,某学习小组研究“充水玻璃管 中气泡的运动规律”时,在内径为1cm、长约 为50cm的玻璃管中注水,管内留一小气泡。 (第3题) (1) 在此实验中,研究的是 (选填 “玻璃管”“水柱”或“气泡”)的运动情况。 (2) 为了判断气泡是否做匀速直线运动,需 要测量气泡运动的路程和时间,为了便于测 量,应使气泡在管内运动得较 (选 填“快”或“慢”)。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 2整合提优 38 (3) 实验中气泡经过A 点开始计时,测出气 泡从A 点运动到10cm处、20cm处、30cm 处、40cm处所用时间分别为10.0s、20.0s、 30.0s、40.1s。根据测量结果,以路程s为 纵坐标,时间t为横坐标,在如图乙所示的坐 标系上作出s-t图像。 (4) 根据(3)中的数据,可判断该气泡在做 运动,判断的依据是 。 答案讲解 4. ★(湘潭中考)用天平和量筒测量某 种饮料的密度。 (1) 将天平放在水平台面上,游码归 零,发现指针指在分度盘中央刻度线的右侧, 如图甲所示,则应将平衡螺母向 (选 填“左”或“右”)调节使天平平衡。 (第4题) (2) 如图乙所示,测得烧杯和饮料的总质量 为 g;向量筒中倒入部分饮料,如图 丙所示,量筒中饮料的体积为 mL; 用天平测得烧杯和剩余饮料的总质量为40g, 则饮料的密度为 kg/m3。 (3) 只利用天平、两只完全相同的空烧杯和适 量的水也能测出饮料的密度,步骤如下: ① 调好天平,测出一只空烧杯的质量m0。 ② 将一只烧杯装入适量的水,测出烧杯和水 的总质量m1。 ③ 将另一只烧杯装同样高度的饮料,测出烧 杯和饮料的总质量m2。 则烧杯内饮料的体积V= ,密度 ρ= 。(用已知量的字母表示,ρ水 已知)。 5. (锦州中考)下列是小明测量盐水密度的实验。 (1)小明将天平放在水平桌面上,把游码移 至标尺左端零刻度线处,发现指针指在如图 甲所示的位置,此时他应将平衡螺母适当向 (选填“左”或“右”)调节,使天平平 衡;再将装有盐水的烧杯放在天平的左盘, 在右盘中放入50g、20g、10g砝码各一个 时,天平刚好再次平衡。 (第5题) (2) 将烧杯中的一部分盐水倒入量筒中,盐 水的体积如图乙所示为 cm3。 (3) 用天平测出剩余盐水和烧杯的总质量如 图丙所示为 g,则所测盐水的密度 是 kg/m3。 (4) 上述实验结束后,小明利用刚刚测出了 密度的盐水和其他一些工具,又想测量一块 木块的密度,请帮他将实验步骤补充完整: ① 用调好的天平测出木块的质量m1。 ② 容器内装有适量的盐水,将木块和一个空 瓶叠加在一起漂浮,如图丁所示。 ③ 向瓶中倒入适量的水,直到木块 ,用天平测出瓶子和水的总质量m2。 ④ 木块密度表达式为ρ木= (用字 母表示,盐水密度用ρ盐 表示)。 6. (攀枝花中考)为了估测小强双脚站立时对 水平地面的压强,课外活动小组进行的实验 过程如下: Ⅰ. 用秤称出小强的质量为55.5kg。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(教科版)八年级 39 Ⅱ. 为了测量地面的受力面积,活动小组将 小强的鞋底印在一张方格纸上,通过鞋底印 占有方格的个数(大于或等于半个方格面积 的按一格计数,小于半个方格面积的不计数) 及每个方格的面积计算出地面的受力面积。 Ⅲ. 根据压强公式计算出小强双脚站立时对 地面的压强。 请回答下列问题: (第6题) (1) 步骤Ⅱ中得到的鞋底 印如图所示,图中每个方 格的面积为1cm2。小组 同学在进行该步骤时发现图中鞋底印占有 的方格个数太多,计数比较麻烦,分析图后 发现可以根据图中方格的行、列数计算出图 中全部方格的总数为 ,再用步骤Ⅱ的 方法找出鞋底印外的方格个数为 , 该鞋底印的面积约为 cm2。 (2) 为方便计算,g 取10N/kg,小强双脚站 立时对地面的压强约为 Pa。 (3) 为了使结果更加精确,请提出一条建议: 。 答案讲解 7. (南充中考)小明利用下列器材设计 了如图甲和乙所示的两种方案测量 金属球的密度。 (第7题甲) [方案一] 器材:天平、量筒、水、细线(质量和 体积均不计,不吸水)。 (1) 他先将天平放在水平桌面上,游码置于 “0”刻度线处,调节平衡螺母,直至天平 平衡。 (2) 接着他按如图A所示的方法来称量金 属球的质量,其中有两处错误:① ;② 用手拿取砝码。 (3) 改正错误后,正确测出金属球的质量和 体积,如图B和图C所示,密度的测量值是 g/cm3。 [方案二] 器材:电子秤、溢水杯、水。 (1) 用电子秤测出金属球的质量,如图D 所示。 (2) 将金属球放入溢水杯中,然后向溢水杯 中注满水,测出总质量,如图E所示。 (3) 缓慢取出金属球,再向溢水杯中补满水, 测出总质量,如图F所示。 (第7题乙) (4) 金属球密度的测量值是 g/cm3。 实验中取出金属球时会带出一些水,则金属 球密度的测量值将 (选填“偏大” “偏小”或“不变”)。 [评估] 在所有操作均正确的情况下,小明发 现两种方案的测量结果依然有差异,通过进 一步分析,发现产生差异的原因是 。 8. (德阳中考)如图所示为“利用杠杆测量玉石 密度”的实验。 (第8题) (1) 如图甲所示,要使杠杆在水平位置平衡, 应将平衡螺母向 (选填“左”或 “右”)调节。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 2整合提优 40 (2) 如图乙所示,在溢水杯中装满水,将玉石 缓慢浸没在水中,让溢出的水全部流入小桶 A 中,此时小桶A 中水的体积 (选 填“大于”“小于”或“等于”)玉石的体积。 (3) 将玉石从溢水杯中取出擦干后,放入另 一个相同的小桶B 中,将分别装有水和玉石 的小桶A、B 挂在已水平平衡的杠杆两端, 移动两个小桶在杠杆上的位置,直到杠杆在 水平位置恢复平衡,如图丙所示。此时小桶 A、B 的悬挂点离支点O 的距离分别为 10cm和4cm,若不考虑小桶的重力,ρ水= 1.0×103kg/m3,则该玉石密度的测量值为 kg/m3。 (4) 若考虑小桶重,则玉石的实际密度值与 上述测量值相比 (选填“更大” “更小”或“相等”)。 9. (海南中考)小明发现某些公共场所的无障 碍通道是斜面,且不同的斜面通道的倾斜程 度有所不同,这引发了小明对斜面的兴趣。 他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度 有关,便与实验小组的同学们用如图所示的 装置进行实验探究。 (第9题) (1) 测量斜面的机械效率,需要的测量工具 是 、 。 (2) 请设计出实验数据记录表。 (3) 准备实验时,有同学提出:斜面的机械效 率还可能跟斜面的粗糙程度有关,因此他们 要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有 关,应当保持 不变,这里 采用的科学研究方法是 。 答案讲解 10. ★(湘潭中考)用如图所示的装置测 量滑轮组的机械效率,部分实验数 据如表所示。 (第10题) 实验 次序 钩码 重力 G/N 钩码 上升 高度 h/cm 拉力 F/N 绳子自 由端移 动距离 s/cm 机械 效率 η/% 1 2.0 5 1.0 15 66.7 2 4.0 5 1.8 15 74.1 3 4.0 10 1.8 30 74.1 4 6.0 5 2.5 15 (1) 实验过程中,缓慢竖直拉动弹簧测力 计,使钩码向上做 运动。第1次实 验时,钩码上升的时间为3s,在此过程中, 绳子自由端上升的速度为 m/s。 (2) 第4次实验时所做的有用功为 J, 滑轮组的机械效率是 %。 (3) 分析第1、2、4次实验的数据可知,使用 同一滑轮组提升钩码时,钩码所受重力越 (选填“大”或“小”),滑轮组的机 械效率越高;分析第2、3次实验的数据可 知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 (选填“有关”或“无关”)。 (4) 用滑轮组提升钩码时,下列操作中也可 以提高机械效率的是 。 A. 换用更轻的动滑轮 B. 加快提升钩码的速度 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(教科版)八年级 16 F浮2 Vg= 2N 1×10-4m3×10N/kg =2×103kg/m3 (3) 当测 力计的示数为零时,所测的液体密度最大,则小球在密度 最大的液体中受到的浮力F浮最大=G-0=5N-0=5N; 则根据F浮 =ρ液gV排 可得,液体的最大密度ρ液最大 = F浮最大 Vg = 5N 1×10-4m3×10N/kg =5×103kg/m3 (4) 在 测量范围内,根据F浮=G-F 和F浮=ρ液gV排 可得,待测 液体的密度ρ= F浮 V排g= G-F V排g = 5N-F 1×10-4m3×10N/kg ;因 为ρ与F 成一次函数,所以该“浸没式液体密度计”的刻 度值分布均匀 9. (1) 外卖员骑电动自行车做匀速直线运动,由图可得 骑电动自行车的速度v=st= 75m 15s=5m /s;外卖员和电 动自行车所受的总重力G总=m总g=(60kg+55kg)× 10N/kg=1150N,外卖员骑电动自行车做匀速直线运动 时,对地面的压力大小等于外卖员和电动自行车所受的总 重力,即F压=G总=1150N,电动自行车对地面的压强 p= F压 S = 1150N 5×10-3m2=2.3×10 5Pa (2) 由P=Wt 可 知,电能转化为机械能的效率η= W机械 W电 ×100%= P机械t P电t× 100%= P机械 P电 ×100% ,则牵引力做功的功率P机械=P电× 65%=400W×65%=260W,由P=Wt= Fs t=Fv 可知, 牵引力F= P机械 v = 260W 5m/s=52N 10. (1) 有用功W有用=G物h=1000N×6m=6000J;额 外功W额外=G动h=200N×6m=1200J;总功W总= W有用+W额外=6000J+1200J=7200J;拉力做功的功率 P= W总 t = 7200J 30s =240W (2) 滑轮组的机械效率η= W有用 W总 ×100%= 6000J 7200J≈83.3% (3) 不计绳重和机械 之间的摩擦,根据η= W有用 W总 ×100%= G物h G物h+G动h× 100%= G物 G物+G动×100% 可知,机械效率达到90%时,有 90%= G物' G物'+200N×100% ,解得G物'=1800N 用滑轮组竖直提升物体时机械效率的计算 (1) 根据W有用=G物h 计算有用功,根据 W额= G动h计算额外功,根据W总=W有用+W额外 计算总功, 然后根据P= W总 t 求出拉力的功率;(2) 根据机械效率 公式 计 算 机 械 效 率 的 大 小;(3) 根 据η= W有用 W总 × 100%= G物h G物h+G动h×100%= G物 G物+G动×100% 求出物 体所受的重力。 专题三　测量型实验题 1. (1) v=st (2) 右 滑动摩擦 (3) 0.2 小 (4) 否 (5) 运动状态 2. (1) 0.6604 (2) ① 自行车车轮的直径D ② 周长 C=πD ③ 自行车车轮转动的圈数n ④ s=nπD 3. (1) 气泡 (2) 慢 (3) 如图所示 (4) 匀速直线 气 泡在相等时间内通过的路程相等 (第3题) 4. (1) 左 (2) 71.2 30 1.04×103 (3) m1-m0 ρ水 m2-m0 m1-m0ρ水 解析:(1) 将天平放在水平台面上,游码归 零,发现指针指在分度盘中央刻度线的右侧,将平衡螺母 向左调节,使天平平衡。(2) 由图乙可知,标尺的分度值 为0.2g,烧杯和饮料的总质量m总=50g+20g+1.2g= 71.2g,图丙中量筒的分度值为2mL,饮料的体积V饮= 30mL=30cm3;则量筒中饮料的质量Δm=m总-m'= 71.2g-40g=31.2g;饮料的密度ρ饮= Δm V饮 = 31.2g 30cm3= 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 17 1.04×103kg/m3。(3) 烧杯内饮料的体积V=V水= m1-m0 ρ水 ,饮料的质量m=m2-m0,饮料的密度ρ= m V= m2-m0 m1-m0 ρ水 = m2-m0 m1-m0ρ水 。 等量法测液体密度 用天平测出空烧杯的质量m0,在两只完全相同的 烧杯中加满水和待测液体(或同时加到某一标识处), 分别测出水和烧杯的总质量m1 及液体和烧杯的总质 量 m2,则 V液 = V水 = m1-m0 ρ水 ,ρ液 = m2-m0 V液 = m2-m0 m1-m0 ρ水 = m2-m0 m1-m0ρ水 。 5. (1) 右 (2) 40 (3) 38 1.05×103 (4) ③ 刚好浸 没在盐水中 ④ m1ρ盐 m1+m2 6. (1) 260 38 222 (2) 1.25×104 (3) 选用方格边 长更小的方格纸(合理即可) 7. [方案一](2) ① 天平的左盘放砝码,右盘放金属球 (3) 7.2 [方案二](4) 7.5 不变 [评估] 用量筒测量 金属球的体积误差较大,用电子秤测量体积时更精确 解析:[方案一](2) 调节平衡螺母使天平平衡后,根据“左 物右码”测出金属球的质量,图中金属球放在右盘、游码放 在左盘了,且用手拿砝码。(3) 图B中标尺的分度值为 0.2g,金属球的质量m=50g+20g+2g=72g;由图C 知,量筒的分度值为1mL,水的体积V1=20mL,水和金 属球的总体积V2=30mL,则金属球体积V=V2-V1= 30mL-20mL=10mL=10cm3;金属球的密度ρ= m V= 72g 10cm3=7.2g /cm3。[方案二](4) 排开水的质量m排= 72.0g+35.6g-98.0g=9.6g,排开水的体积V排水= m排 ρ水 = 9.6g1.0g/cm3 =9.6cm3,金属球的体积等于排开水的 体积,即V球=V排水=9.6cm3,金属球密度ρ球= m V球 = 72g 9.6cm3=7.5g /cm3。实验中取出金属球时会带出一些 水,再往溢水杯中加满水,总质量不变,排开水的质量不 变,则金属球密度的测量值将不变。[评估] 在所有操作 均正确的情况下,电子秤测量的体积比量筒测量的体积更 精确。 8. (1) 右 (2) 等于 (3) 2.5×103 (4) 更大 9. (1) 弹簧测力计 刻度尺 (2) 如表所示 (3) 斜面 的粗糙程度 控制变量法 实验 次序 斜面的 倾斜 程度 物重 G/N 拉力 F/N 斜面 高度 h/m 斜面 长度 s/m W有用/JW总/J 机械 效率 η/% 1 2 3 10. (1) 匀速直线 0.05 (2) 0.3 80 (3) 大 无关 (4) A 提高滑轮组机械效率的方法 首先从W有用 和W额外 的角度进行分析:由公式η= W有用 W总 ×100%= W有用 W有用+W额外×100% 可知:① 当有用 功(W有用)一定时,额外功(W额外)越小,则机械效率 (η)越大,因此设法减小额外功可以提高机械效率,如 减轻动滑轮(做额外功的机械)本身的质量、加润滑油 以减小摩擦、用轻质材料制作机械,都可以不同程度地 减小额外功,提高机械效率。② 当额外功(W额外)一定 时,有用功(W有用)越大,则机械效率(η)越大,因此增大 有用功可以提高机械效率,如增加物重可以提高机械 效率。然后可利用机械效率的相关公式进行分析 比较。 专题四　探究型实验题 1. 光 学 类 1. (1) 垂直 漫 (2) 寻找普遍规律 40° (3) 可逆 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈