17.力学中考实验题精选-2025科学中考真题分类精选
2025-02-26
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内容正文:
力学中考实验题精选
一、实验题
1.(2024·青海西宁·中考真题)小西和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材,做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,进行了如图所示的操作。
(1)由 两图得出物块所受浮力,再由另外两图得出物块排开液体所受重力,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(2)实验时,若溢水杯中未装满水,则会导致测出的 ;
(3)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是 ;
A.用原来的方案和器材多次测量求平均值
B.将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验
(4)小组同学经过交流、评估和反思后,得出实验步骤的最佳顺序是 ;
(5)根据实验数据,还可以计算出物块的密度ρ= (g取10N/kg);
(6)另一实验小组将物块换成可以漂浮在水面的木块进行实验,则 (选填“能”或“不能”)得到与(1)相同的结论。
2.(2024·山东淄博·中考真题)同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”,如图甲。一端烛油滴下时,此端就上升,两端交替上下。为了寻找上述现象的原因,同学们用铁架台、杠杆(已在水平位置平衡)、质量相等的钩码等器材进行以下探究。
(1)图乙中杠杆水平平衡,分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置,发现杠杆不再平衡。
小聪认为:影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离;
小明认为:影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。
为判断谁的观点正确,同学们利用图丙中水平平衡的杠杆(OD>OA=OC)进行实验,保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。
①把A处悬挂的钩码改挂在C处,发现杠杆不再平衡。与A处相比,支点到力的作用点的距离 (选填“变小”“不变”或“变大”);
②把A处悬挂的钩码改挂在D处,发现杠杆仍保持平衡,这两种情况下 的距离不变;
③由此初步判断 的观点是正确的;
(2)明确影响因素后,同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件,将实验数据记录在设计的表格中。
实验次数
动力F1/N
a
阻力F2/N
b
1
1.0
10
2.0
5
2
1.5
5
0.5
15
3
2.0
15
1.5
20
①表格中a处应填写的内容是 ;
②分析表中数据,得出杠杆平衡的条件是 ;
③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码,杠杆 端下沉;
(3)交替上下的蜡烛“跷跷板”,一端烛油滴下时,此端上升。原因是 。
3.(2024·四川巴中·中考真题)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小华猜想浮力的大小可能与以下因素有关:I液体的密度;Ⅱ物体受到的重力;Ⅲ物体的形状;Ⅳ物体排开液体的体积。
(1)如图甲用手把空的易拉罐按入水中,易拉罐浸入水中越深,手会感觉越吃力。这个事实可以支持以上猜想 (选填“I”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。
(2)为了研究猜想I和Ⅱ,用体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N和5N,然后进行如图乙所示的实验:
①序号a的实验中物体A所受的浮力为 N。进一步计算得出A、B、C所受浮力 (选填“相等”或“不相等”),可得出初步结论:浮力的大小与物体的重力 (选填“有关”或“无关”)。
②比较序号 的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关。
(3)为了研究猜想Ⅲ,将两块相同的橡皮泥(不吸水且不溶于水)分别做成不同形状,进行如图丙所示实验,此时两弹簧测力计的示数不同,得出浮力的大小与物体形状有关。同学小珍认为该结论不可靠,主要原因是 。
(4)小珍觉得用量筒就可以测出橡皮泥的密度,进行了如图丁所示操作:
①在量筒中加入适量的水,此时读数为V1;
②将橡皮泥捏成小碗形,轻放入量筒中,使其漂浮在水面上,此时读数为V2;
③将橡皮泥用细长针按入水中,此时读数为V3。
橡皮泥的密度为ρ= (用ρ水、V1、V2、V3表示)。
4.(2024·山东济南·中考真题)小东在学习“阿基米德原理”时,发现老师研究的物体都是在液体里下沉的,于是他想用木块验证“漂浮在液体中的物体所受浮力的大小是否等于物体排开的液体所受重力的大小”。
(1)小东在设计实验时,通过推理得到了一种间接验证的方法。推理过程如下:
因为木块漂浮在水中,所以木块所受浮力的大小等于木块所受重力的大小;
若要验证是否等于,只需验证 ;
又因为,所以只需验证是否等于;
于是,小东找来了电子秤(可直接显示物体质量)、溢水杯和小烧杯进行实验,实验步骤如下:
a、用电子秤测量木块的质量;
b、用电子秤测量小烧杯的质量;
c、把木块轻轻放入装满水的溢水杯中,用小烧杯收集从溢水杯中被木块排开的水;
d、用电子秤测量小烧杯和排开的水的总质量;
(2)实验数据记录如表所示:
研究对象
木块质量 /g
小烧杯质量 /g
杯、水总质量/g
排开水的质量 /g
木块
80
38
118
分析表格中的实验数据,得出结论:漂浮在液体中的物体所受浮力的大小与物体排开的液体所受重力的大小 ;
(3)在和同学交流分享时,小华认为以上实验过程可以更加简化,如图乙所示,只需将装满水的溢水杯放在电子秤上,将木块轻轻放入溢水杯的同时用手拿着小烧杯收集排开的水,等溢水杯中不再有水溢出时,拿走小烧杯,若观察到 ,即可得到;
(4)小明梳理小东的推理过程时发现,下沉的物体不能通过“是否等于”间接验证“是否等于”,原因是 。
5.(2024·江苏宿迁·中考真题)在“探究影响液体内部压强的因素”的活动中,兴趣小组准备了压强计、水和盐水等实验器材。
(1)对于图甲所示压强计出现的问题,应将压强计金属盒拿出液体,然后___________;
A.将U形管中液体倒出一部分
B.更换U形管中液体
C.检查压强计的气密性
(2)正确处理存在问题之后,将压强计的金属盒放入液体中,如图乙、丙、丁所示,需要观察和记录U形管中 ;
(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该比较 两图所示的实验;
(4)小明利用矿泉水瓶装满水,继续探究,如图戊①所示,将瓶盖拧紧,他只将孔堵住,水从孔也不能流出,因为水受到了 的作用。当他拧开瓶盖,放开两小孔,在瓶底部水平放置接水盘,发现水的落点为图戊②所示的B、C,于是他将接水盘向下平移至处,使,水的落点为、。为了比较两小孔处液体压强大小,应比较与 的距离。
6.(2024·山东潍坊·中考真题)某同学在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,提出了如下猜想:
猜想a:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
猜想b:滑动摩擦力的大小与接触面的压力有关
猜想c:滑动摩擦力的大小与接触面积有关
为了验证猜想,该同学利用弹簧测力计、两个完全相同的木块、木板、玻璃板、细线等器材进行了如图甲所示的4次操作。玻璃板和木板固定,每次操作均用弹簧测力计沿水平方向以相同的速度匀速向右拉动木块,第1次弹簧测力计的示数为0.3N,第2次弹簧测力计的示数为0.6N,第3次和第4次弹簧测力计的示数均为1.2N。
(1)比较第2次和第3次操作,可验证猜想 是否正确;比较第3次和第4次操作,可验证猜想 是否正确(均填“a”“b”或“c”)。
(2)该同学查阅资料发现,物体受到的滑动摩擦力大小与接触面压力大小的比值反映了接触面的粗糙程度,称为动摩擦因数,则木块与玻璃板间的动摩擦因数跟木块与木板间的动摩擦因数之比为 。
(3)小明对实验装置进行了改进,如图乙所示,木板放在水平桌面上,木块叠放在木板上,细线一端连接木块,另一端连接固定的拉力传感器。向右拉动木板,水平细线的拉力大小通过拉力传感器的示数显示。
①实验过程中, (填“需要”或“不需要”)匀速拉动木板;
②小明认为拉力传感器的示数反映的是木板与桌面间的滑动摩擦力大小,你认为是否正确,并说明理由: 。
7.(2024·黑龙江大庆·中考真题)密度计是根据“浮在液面上的物体所受浮力等于物体自重的原理”制作的。某学习小组在研究与密度有关的实验时,要自制一个简单的密度计。关于密度计及相关实验,请回答下列问题:
(1)如图甲,在一根一端封闭粗细均匀的玻璃管内放一些小铅粒使管能竖直浮于水中不动,设玻璃管的横截面积为S,管和管内铅粒总质量为m,水的密度为,则玻璃管在水面以下的长度 (用S、m、表示);在玻璃管与水面交接处画上刻线并标记下1.0,代表这个位置对应的液体密度为水的密度的1.0倍。
(2)将这个自制密度计放置于某未知液体中,管竖直且漂浮不动时,如果标记1.0的刻线位于液面上方,距离管与液面交接处为,如图乙所示。则该液体密度与水的密度的比值为 (用、表示);如果标记1.0的刻线位于液面下方,距离管与液面交接处为(题中未画出),则该液体密度与水的密度的比值为 (用、表示);
(3)若用上述方法在玻璃管上依次标记0.7、0.8、0.9、1.1、1.2、1.3……的刻线,分别代表液体密度与水的密度的比值,则数值小的刻线在 (填“上边”或“下边”),刻线分布 (填“均匀”或“不均匀”);
(4)现用某种密度较大的液体做成一个简易的气压计,当大气压为时,管内外液面高度差为,如图丙所示。现将管竖直向上提升少许,下端管口未露出槽内液面,管内外液面高度差将 (填“变大”“不变”或“变小”);
(5)将(4)中简易气压计拿到山顶,发现管内外液面高度差为,则山顶的气压为 (用、、表示)。
8.(2024·广东广州·中考真题)实验小组在探究弹簧伸长量(x)与弹簧受到拉力(F)关系的实验中,得到如图甲所示的关系图像(图线记为a)。
(1)分析图甲的数据,得到实验结论:,则比值k的单位是 ,这根弹簧k的大小为 ;
(2)把这根弹簧截去一部分,剩余部分弹簧的k是否会发生变化?实验小组的同学对此产生了兴趣并提出了各自的猜想:
甲同学:因为是同一根弹簧,所以k不变;
乙同学:因为弹簧变短了,所以k变小;
丙同学:因为弹簧变短了,所以k变大;
为验证猜想,他们对剩余部分弹簧进行如下探究:
①把弹簧悬挂在竖直的刻度尺旁,静止时如图乙,则此时弹簧长度为 cm;
②在弹簧下端挂上钩码,某次弹簧静止时如图丙所示,每个钩码的重力为,则弹簧下端受到钩码的拉力 N,此时弹簧的伸长量 cm;
③多次改变悬挂钩码的数量,实验数据记录如下表;
④根据表中的数据,请在甲图中描点,并画出图像(对应图线记为b);
弹簧受到的拉力F/N
0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
弹簧的伸长量x/cm
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
⑤比较图线a、b,可以判断 (选填“甲”、“乙”或“丙”)同学的猜想是正确的。
9.(2024·江西·中考真题)图甲是公园里两个绳长不同的秋千。某同学荡秋千时发现这两个秋千往返一次的时间不同。该同学猜想:秋千往返一次的时间是否与绳长有关?
【证据】该同学用细线系上一个小球模拟秋千,如图乙所示,悬点O到小球重心的距离简称摆长。每次让小球由静止释放,且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变,改变摆长进行探究,记录结果如表三:
表三
实验次数
摆长L/cm
小球往返摆动十次的总时间
小球往返摆动一次的时间t/s
1
60.0
15.8
1.58
2
80.0
18.1
1.81
3
100.0
20.0
2.00
【解释】同一小球由静止释放,且保持释放时悬线和竖直方向的 不变,摆长越长,小球往返摆动一次的时间越 。由此可知,秋千未坐人时(如甲所示)往返一次的时间与绳长有关。
【交流】
(1)该探究所需的测量工具有量角器、 和 。
(2)该同学发现小球往返摆动一次的时间不易测准,于是他测出小球往返摆动十次的总时间,再算出往返摆动一次的时间。
①下列物理量的测量也可采用类似方法的是 ;
A.物理书中一张纸的厚度 B.一支铅笔的长度
C.一个苹果的质量 D.一杯水的温度
②采用这种方法的目的是减小测量的 。
(3)该同学联想到杂技演员荡秋千,有时站着,有时坐着。由此合理猜想,演员改变重心的位置相当于改变了摆长,该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时,坐着比站着往返一次的时间更 。(温馨提示:杂技动作,请勿模仿)
10.(2024·江苏盐城·中考真题)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,空气该如何流动?小明为此设计实验展开探究。
【明确思路】
要判断空气如何流动,需知道两球内部空气 的关系。
【收集证据】
(1)如图甲,将气球套在三通玻璃管的一端,用橡胶管把气压传感器和注射器分别与三通玻璃管另外两端相连。用细线把气球、气压传感器和注射器与三通玻璃管的连接处扎紧,防止 。
(2)将注射器内的空气,通过橡胶管为气球充气,充气结束后立刻用夹子 连接注射器和三通玻璃管的橡胶管,记录气球半径和传感器显示的气压值。
(3)解开其中一根细线,拔出 ,用注射器再次吸取一定体积的空气,重复以上实验。
(4)按照步骤3,多次实验,获取足够多的半径和气压数据。
(5)将探究实验所得的数据以气球半径为横坐标,内外压强差为纵坐标绘制得到如图乙图像。
【交流结论】
(1)若小气球半径,大气球半径,则它们相连通后空气将向半径 的气球流动。
(2)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,空气流动可能发生的情况有 种。
11.(2023·江苏盐城·中考真题)篮球从空中下落,撞击地面的过程中,与地面的接触面会不断增大,最大接触面积与下落高度之间有怎样的关系?学校兴趣小组利用器材进行探究。
(1)在球场地面上铺一张白纸,白纸上用复写纸覆盖,篮球从一定高度处自由下落,撞击复写纸,在白纸上留下蓝色圆斑,如图甲所示是蓝色圆斑的照片,用刻度尺测量出照片中圆斑的直径为 cm。
(2)小明让篮球从不同高度处自由下落,将下落的高度与蓝色圆斑的面积记录在表中,在图乙中描点并用平滑的曲线作出“”图像 。说出蓝色圆斑的面积与下落高度之间的变化关系: 。
次数
1
2
3
4
5
下落高度
30.0
60.0
90.0
120.0
150.0
蓝色圆斑面积
45.3
66.4
84.9
98.5
107.5
(3)压力传感器能记录瞬间的压力大小,并将数据呈现在计算机上。小明想测量篮球从处下落时撞击地面的最大压强。如图丙所示,他将压力传感器放置在球场上,篮球从相应高度处自由下落撞击压力传感器,从电脑上读取最大压力的大小,并在表格中查找对应的面积,进行计算,你认为小明的做法是否正确? 。理由是: 。
12.(2023·四川雅安·中考真题)小雨在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验时,结合生活中的现象,猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
猜想一:接触面所受的压力大小
猜想二:接触面的粗糙程度
……
(1)如图甲所示,将一个木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向 拉动,根据 可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)如图乙所示,在木块上放一个重物,重复上面的操作。比较甲、乙两图中弹簧测力计的示数,可探究滑动摩擦力大小与 的关系;
(3)如图丙所示,将木块放在毛巾上,重复上面的操作。比较甲、丙两图可得出:压力大小相同时, ,滑动摩擦力越大;
(4)小雨猜想滑动摩擦力大小还与速度大小有关。她设计了如图a所示的实验装置,传送带速度可以自由调节,物块始终相对地面静止,拉力传感器可以显示拉力大小。改变传送带速度,根据实验数据分别绘制出传送带的速度与时间()和拉力与时间()的关系图象。分析图b、c两图可知,滑动摩擦力的大小与物体相对传送带运动速度的大小 (选填“有关”或“无关”),理由是: 。
13.(2023·山东威海·中考真题)小明探究重力势能大小与物体质量和高度的关系,实验装置如图甲所示。
(1)将铁球从斜面由静止释放后到压缩弹簧,记录铁球速度减为0时弹簧的长度,整个过程涉及的能量转化情况为 ;铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映,长度越长,则说明铁球的重力势能越 (选填“大”或“小”)。
(2)将同一铁球先后从同一斜面的不同高度()处由静止释放,弹簧被压缩后的长度分别为(),则你能得出的结论是 。
(3)若要探究重力势能大小与物体质量的关系,请简要写出你的设计思路: 。
(4)结合本实验和所学知识,分析图乙所示的水坝,发电机安装在 位置较为合理(选填“C”或“D”);你认为适合建造大型水力发电站的地方应该具备哪些条件: 。
14.(2023·吉林长春·中考真题)物理实践小组设计了一个测量固体密度的方案(仅用于不吸水、不溶于水的固体)。如图甲所示,将适量的配重颗粒装入粗细均匀的薄壁圆筒中并封闭筒口,将圆筒放入盛有适量水的薄壁大容器中,大容器的横截面积是圆筒的横截面积的5倍。圆筒静止后用记号笔在圆筒对应水面位置标记“0”,在大容器的水面位置标出初始水位线。
(1)请在答题卡的图中画出圆筒受到的重力的示意图。(答题卡图中的O点为圆筒的重心)
(2)为使圆筒静止后竖直漂浮在水面,在沙粒、泡沫粒中应选择 作为圆筒的配重颗粒。
(3)将待测金属块用细线挂在圆筒下方,放入水中静止后(细线的质量、体积忽略不计,金属块始终不触底)如图乙所示,与图甲相比圆筒所受的浮力 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。分别测出圆筒静止后水面到“0”点和到初始水位线的距离h1和h2,则该金属块的密度表达式为ρ金属= (用h1、h2和ρ水表示)。
15.(2023·山东日照·中考真题)小明“五一”假期到游乐场体验了一项惊险刺激的游戏项目“过山车”,满载游客的“过山车”从轨道的最高端飞驰而下,到达大回环的顶端,再疾驰而下、体验了“过山车”的惊险刺激后,小明做了以下的实验探究。
(1)小明设计了如图甲所示的装置,右侧斜面上可以铺设不同材质的面料,右侧的斜面倾角可以调节:
①保持右侧斜面倾角不变,在斜面铺上毛巾,让小球从左端等高线A处自由下滑,小球 (选填“能”或“不能”)到达右侧等高线处;
②更换较光滑的棉布面,重复刚才的操作,发现滑到右侧斜面最高点比第一次距离等高线 (选填“远”或“近”);
③继续更换成更光滑的面料,重复上述操作……;
通过以上实验现象,小明进一步推理得出:当右侧斜面 时,小球将到达右侧等高线处;
(2)小明在上述第①次实验中,取下毛巾,其他条件不变,只减小了右侧斜面的倾角。他发现倾角越小,小球在右侧斜面上运行的距离越大;
进一步推理得出:当倾角为0°时,如图乙,如果小球在水平面运动时受到的阻力为0,则小球将做 运动。英国科学家牛顿在此类研究成果上,概括总结出一条重要的物理规律“牛顿第一定律”;
(3)通过以上实验,小明发现物体接触表面的粗糙程度是影响滑动摩擦力大小的因素之一,为了验证是否还有其他影响因素,小明进一步设计了以下实验进行探究。如图丙、丁、戊所示,A、B是完全相同的两个物块,与木板的接触面的粗糙程度不变:
①实验要求拉动物块时均需要保持物块做 运动,此时物块受力平衡,拉力大小等于物块受到的滑动摩擦力大小;
②由图丙、图丁两次实验测得(物块AB一起运动),可得出结论:当接触面的粗糙程度相同时,接触面受到的 越大,滑动摩擦力越大;
③由图丁和图戊两次实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系(物块AB一起运动),实验测得。可得出结论: 。
16.(2023·贵州·中考真题)汽车在通过起伏路段的凸起路面时,经验丰富的司机往往慢速平稳适过。若快速通过会让乘客有“腾飞”的感觉,且安全隐患很大,这一现象是因为凸起路面与车之间竖直方向的相互作用力在变大吗?
小明猜想:汽车通过凸起路面时的速度越大,可能路面与车之间的相互作用力越大。
为了探究这一问题他选用小球(模拟小车)、轨道、弧面支架(模拟凸起路面)、电子秤等器材进行了如图所示的实验。
释放位置
A
B
C
D
F/N
1.56
1.51
1.47
1.38
(1)先测小球静止时对电子秤的 (选填“压力”或“摩擦力”)来反映小球与弧面顶部相互作用力F的大小。他将小球置于水平放置的电子秤上时,示数为0.17kg,则力F= N(g取10N/kg)。
(2)在秤上安放弧面支架并调零,将小球从轨道的A点由静止释放,沿轨道经弧面运动到右侧轨道,记录小球通过弧面顶部O点时小球与弧面的作用力F,再依次将小球从高于A点的B、C、D点由静止释放,目的是逐次增大小球通过O点时的 ,各次实验F的大小记录如表,分析数据可知小明的猜想 (选填“成立”或“不成立”)。
(3)根据上述实验现象推理:若小球速度足够大,通过弧面顶部时,电子秤的示数将显示 kg。进一步推理:当汽车通过凸起路面顶部的速度足够大,若路面前方突发状况,结合本实验判断是否可以紧急刹车避让并说明理由: 。
17.(2023·湖南株洲·中考真题)某同学利用图示装置测量滑动摩擦力的大小。水平传送带由微型电动机控制其运转,连接滑块和压块的细绳自然拉直,事先用电子秤分别测出滑块和压块的重力G1和G2。
(1)此装置中定滑轮的作用是改变力的 (填“大小”或“方向”);
(2)本实验除了要保证压块在电子秤上保持静止外,还需控制的条件是 (填“①”或“②”)
①水平传送带必须匀速运转 ②定滑轮左侧连接滑块的细绳必须水平
(3)开启电源,应使皮带轮上方的传送带向 (填“左”或“右”)运动,此时滑块受到的滑动摩擦力方向为水平向 (填“左”或“右”)。读出电子秤的示数G3,此时滑块所受滑动摩擦力大小f= (用测得的物理量表示)。
18.(2023·湖南郴州·中考真题)小明通过下面的实验,研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。质量相同的小球,从斜面上不同高度处自由滚下,小球到达水平面时的速度是 的。(选填“相同”或“不同”)。
(1)实验1将小球从斜面顶端自由滚下(图甲),观察到木块被撞出了一段距离。
(2)实验2将小球从斜面中间自由滚下(图甲乙),观察到木块被撞出的距离比实验1的距离 (选填“短”、“长”或“相等”)由上述实验现象,我们可以得出结论;同一物体, ,动能越大。
(3)实验3将小球从一光滑斜槽轨道(OAB)O点自由滚下(图丙),依次经过A、B两点到达C点(忽略空气阻力),设A、B两点的机械能分别为和,则 (选填“>”、“=”或“<”)。当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时,假设小球所受的外力全部消失,则小球将 。
A.沿a轨迹运动 B.沿b轨迹运动 C.沿c轨迹运动 D.保持静止
19.(2023·四川自贡·中考真题)某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时,用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
(1)甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块,根据二力平衡知识,弹簧测力计对木块的拉力大小 滑动摩擦力的大小(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)通过对比甲、乙两次实验可知:在接触面的粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大;
(3)通过对比 两次实验可知:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(4)兴趣小组的同学利用甲图实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系,改变拉动木块的速度,进行实验,记录的实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
运动速度(m/s)
0.3
0.4
0.5
0.6
测力计的示数(N)
1.2
1.2
1.2
1.2
分析实验数据可知:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度 (选填“有关”或“无关”);
(5)小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动,于是小伟设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是 长木板B做匀速直线运动(选填“需要”或“不需要”)。
20.(2023·重庆·中考真题)小莉在“悟理创新实验”社团活动中,看见如图甲的双探头压强计,该装置一次测量可采集多个数据,激起了她探究液体压强的浓厚兴趣。
(1)U形管A、B中装入同种液体,小莉用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度,U形管两侧液面都出现了明显高度差且保持稳定,说明压强计 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)如图甲,小莉先在装水的容器中进行实验:然后换用密度大于水的硫酸铜溶液进行实验,记录实验数据如下表:高度差
序号
液体种类
探头C深度
高度差格
探头D深度hɒ
高度差格
1
水
3
6
5
10
2
水
4
8
6
12
3
硫酸铜溶液
3
9
5
15
4
硫酸铜溶液
4
12
6
18
①分析表中 (填序号)两次数据可知:同种液体中,深度越深,压强越大;
②分析表中1、3(或2、4)数据可知:深度相同时,液体 越大,压强越大;
③根据表中数据,小莉估算出硫酸铜溶液的密度为 ;
(3)①小莉受双探头压强计原理的启发制作出如图乙的器材(细金属管与浮筒相通),她将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动,感受到细金属管对手的作用力越来越 ;浮筒竖直浸没水中后,仔细观察其表面橡皮膜形变更明显,从而分析出 产生的原因;
(4)让浮筒浸没后继续下降,浮筒受到的浮力将 。
21.(2024·宁夏银川·模拟预测)在学习速度一节的内容后,同学们想探究纸锥下落快慢与锥角和扇形半径的关系。他们用普通复印纸裁出3个不同规格的扇形纸片,制成了如图甲所示的3个纸锥。实验中,纸锥每次从相同高度由静止释放,用秒表多次测量每个纸锥下落的时间,取平均值后记录在表格中。
纸锥编号
下落高度h/m
扇形纸片半径r/cm
剪掉的扇形圆心角0°
纸锥锥角a°
下潜时间t/s
1
1.9
10
90
81.9
2.20
2
1.9
10
135
71.1
1.84
3
1.9
5
90
81.9
2.20
(1)对于纸锥下落前的初始位置,有乙图所示的两种摆放方式,你认为正确的是 (填“A”或“B”),本实验中通过下落时间长短来反映物体下落快慢体现了 (填写一种物理实验方法)在研究物理问题中的应用。
(2)分析表格数据可知∶纸锥下落快慢与扇形半径 (选填“有关”或“无关”)。纸锥锥角越小,下落的速度越 (选填“快”或“慢”)
(3)小明随后用同种纸张制成了质量相等的两个纸锥如图丙所示,其中4号纸锥的锥角比5号纸锥的锥角大,如果从相同的高度同时由静止释放两个纸锥,以下选项正确的是_____。
A.4号纸锥先到达地面
B.5号纸锥先到达地面
C.两个纸锥同时到达地面
22.(2024·辽宁锦州·模拟预测)在科技系列项目化竞赛活动中,图甲是水火箭50米打靶模拟赛场,图乙的水火箭是一种广受学生喜爱的科技制作。在可乐瓶中装入适量的水,用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住,配置上火箭顶端的导流罩就完成了水火箭的制作,其结构示意如图丙所示。将水火箭置于地面,利用打气筒通过打气管向瓶内打气,当瓶内压强足够大时,瓶塞脱落,瓶内的水向后喷出,水火箭迅速飞起。在一次训练中,琦琦对水火箭水平方向飞行距离的影响因素产生了兴趣,接着他作出以下猜想:
Ⅰ可能与加水质量的多少有关系;
Ⅱ可能与发射的角度有关系。
接着进行项目化学习进行研究,请帮助完成下列内容。(不考虑水火箭容积变化和空气阻力)
(1)在探究猜想Ⅰ时,使用同一支水火箭,依次加0g,50g,100g,150g,200g,250g水,每次用同样的打气筒加压15次,每组实验进行三次,调整箭体与水平地面夹角为度,实验时无风,测量发射点到落地点的水平距离记录如下表:
水的质量(g)
0
50
100
150
200
250
第一次水平距离(m)
3.20
40.1
44.3
71.6
55.6
46.2
第二次水平距离(m)
3.25
35.3
42.6
66.3
59.2
42.4
第三次水平距离(m)
3.40
33.6
50.5
63.1
56.3
48.9
平均值水平距离(m)
3.28
36.33
45.80
67.00
57.03
45.83
根据实验数据得出:当水的质量为 g时水火箭水平方向飞行距离最远;
(2)打气筒向瓶内打气时,此时打气筒筒壁变热主要是用 方式改变了内能; 当瓶内压强足够大时,瓶内的水向后喷出,水火箭向前运动,这是因为物体间力的作用是 的;
(3)当水火箭竖直向上发射时,无法直接测量水火箭发射的最大高度,这时可以测量水火箭从发射到落地时的 来间接反映发射的高低情况;
(4)探究猜想Ⅱ时,选用同一支水火箭,控制水量和气压一定,依次改变其发射角度(“发射角度”指水火箭与水平面的夹角大小)为25°、35°、45°、55°、65°。并记录水平方向飞行距离如下表:
发射角度(度)
25
35
45
55
65
水平距离(m)
31.32
43.60
53.07
49.82
35.42
其他条件相同的情况下,水平方向飞行距离与发射角度的关系为 ;
【项目拓展】
(5)除上述探究过的影响因素外,你认为还有哪些因素可能会影响水火箭的飞行距离: 写出一条。
23.(2024·陕西宝鸡·一模)实心球是中考体育考试项目之一,如何将实心球投掷的更远,物理兴趣小组的同学做了如下猜想:
猜想一:与投掷出去的角度有关;
猜想二:与投掷时的速度有关
同学们利用喷水枪来验证以上猜想,实验过程如图所示(忽略空气阻力)
(1)在探究水流落地点距离s与枪管和水平方向夹角θ的关系时要保持 不变,物理学中这种研究方法叫 。
(2)实验小组同学完成了相关数据如下表所示:
实验序号
水流射出时的速度
枪管与水平方向的夹角θ度
水流落地点与枪口的水平距离s/m
20
5.3
30
5.8
40
6.0
50
5.6
20
7.7
30
8.8
40
9.3
50
8.9
①分析表格数据,在水流射出速度相同的情况下,枪管与水平方向的夹角为 时,水流落地点与枪口的水平距离最远,为了使实验结论更加准确、更具普遍性,可以进行的操作是 。
②根据表格中的数据得出结论:在水流射出时角度相同的情况,水流的 越大,落地点与枪口的水平距离越远。
③为了在中考体育实心球项目中取得好成绩,请你给小明提出合理建议: 。
24.(2024·贵州黔东南·模拟预测)小鹏发现生活中船靠岸时,常常将缆绳缠绕在码头的立柱上,可为什么缆绳要缠绕很多圈呢?那么“绕在固定圆棒上的绳子受到的滑动摩擦力大小与哪些因素有关?”他作出猜想如下:
猜想①:可能与缆绳缠绕圈数有关
猜想②:可能与立柱的材质有关
小鹏用钩码、弹簧测力计、绳子、粗糙程度相同材质不同的圆棒进行实验。如图1所示,将绳子缠绕在固定的圆棒上,绳子一段挂上钩码,将弹簧测力计系在绳子的另一端,拉动绳子使之匀速上升并记下弹簧测力计的读数填入表中。
实验序号
圆棒材质
缠绕圈数
弹簧测力计示数
a
橡胶
1
0.7N
b
橡胶
2
1.6N
c
橡胶
3
4.1N
d
玻璃
1
1.2N
e
玻璃
2
4.0N
(1)当钩码匀速上升时,绳子受到的摩擦力方向 (选填“向上”或“向下”);
(2)分析序号a、b、c的三次实验数据,可以得出:圆棒的材质相同时,绳子缠绕的圈数越多,缠绕在固定圆棒上的绳子受到的摩擦力 (选填“越大”或“越小”);
(3)探究猜想②时,小鹏通过a、d和b、e两次实验数据得出:在其他条件相同时,绳子受到的摩擦力与立柱材质有关。且材料越柔软摩擦力越小,你认为这一结论是否可靠 ;理由是 ;
(4)如图2所示为了牢牢的将船拴住,现在很多码头使用铁做成如图所示的双立柱来绕绳,请结合上述实验说明这样设计是否合理 ;理由: 。
25.(2024·江苏泰州·一模)兴趣小组为探究“杠杆的平衡条件”,准备了以下器材:杠杆(有均匀刻度的直杆)、铁架台、若干钩码(每个钩码质量均相同)、圆盘等;
(1)图甲杠杆静止不动,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态。为使杠杆在水平位置平衡,应将两端的平衡螺母向 侧适当调节;
(2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A点挂3个钩码,B点挂 个钩码,可使杠杆在水平位置平衡。多次改变所挂钩码的个数和位置,使杠杆在水平位置平衡。实验中“多次”的目的是 ;
(3)通过以上实践,小红认为“支点到力的作用点的距离”会影响杠杆的平衡。为判断这一观点是否正确,他们采用图丙装置进行实验。将一个密度均匀的圆盘放置在支架上,圆盘可绕O点自由转动,在C点挂4个钩码并用手使圆盘CG处于水平位置,分别在D、E、F、G、H点处挂6个钩码,松手后观察圆盘状态并记录在下列表格中;
实验序号
C点所挂钩码个数
右侧所挂钩码位置
右侧所挂钩码个数
圆盘状态
1
4
D
6
保持静止
2
4
E
6
保持静止
3
4
F
6
保持静止
4
4
G
6
不能保持静止
5
4
H
6
不能保持静止
①综合以上实验分析可知,小红的观点是 (选填“正确”或“错误”)的;
②1、2、3三次实验圆盘能保持静止,原因是支点到 的距离不变,物理学中将该距离叫做 (填物理量的名称)。
26.(2024·江苏宿迁·二模)小林同学游泳时,感觉身体入水越深,呼吸越费力。他关于“液体压强的规律”进行了一系列探究:
(1)实验中,液体内部压强越大,观察到U形管中液面的高度差 ;
(2)固定金属盒的橡皮膜在水中的深度不变,使橡皮膜处于向上、向下、向左、向右等方位时,U.形管中液面高度差 (选填“不变”或“改变”);
(3)小林比较图甲和图乙后认为:在同种液体内部,深度 ,液体的压强越大;而同组的小雨通过比较图甲和图丙,得出“液体密度越大,液体的压强越大”的结论,他的判断 (选填“合理”或“不合理”);
(4)保持图丙中金属盒的位置不变,并将一杯清水倒入烧杯中搅匀后(液体未溢出),U形管两侧的液面的高度差将会 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)聪明的小林想知道实验中所用的盐水密度是多少,于是设计了如图丁所示的实验装置。内外两个容器紧密粘合在一起,内部小容器的底部为一张弹性很好的橡皮膜(橡皮膜的质量和体积忽略不计),小林进行了如下操作:
①在内部小容器内装入适量待测盐水,发现橡皮膜向下突出;
②在外部大容器内装入清水,直到橡皮膜变平,测出盐水深度h以及清水与盐水的液面高度差△h,请你写出此盐水的密度表达式:ρ盐水= (用含有h、Δh和ρ水的式子表示)。
27.(2024·陕西西安·二模)小明同学用如图甲所示的装置,探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关:
(1)图甲中,小明将木块放在水平木板上,弹簧测力计沿水平方向拉动木块做 运动,此时拉力与滑动摩擦力的大小相等;
(2)实验时小明记录的部分数据如表所示:
序号
木块放置情况
木板表面情况
压力/N
弹簧测力计示数/N
1
平放
木板
6
1.2
2
平放
木板
8
1.6
3
平放
木板
10
2.0
4
平放
木板表面铺棉布
6
1.8
5
平放
木板表面铺毛巾
6
3.0
①分析序号为1、2、3的三组数据可得出结论: ;
②分析序号为 的三组数据可得出结论:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)若小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零,后用它拉动物体在水平放置的长木板上运动,则测出的滑动摩擦力 (选填“大于”“等于”或“小于”)实际滑动摩擦力;
(4)小明对实验装置进行改进,用图乙装置进行实验、他用水平拉力拉动长木板,待弹簧测力计示数稳定后,读出弹簧测力计示数如图乙所示为 N,即为木块受到的滑动摩擦力大小,实验时,下列操作条件必须的是 (填字母);
A.实验时,匀速拉动木板 B.与木块相连的细线保持水平 C.实验时,拉动木板的力大小一致
(5)小明利用图乙装置进行实验,根据实验数据绘出了如图丙中的图线①和②,你认为图线①与图线②不一样的原因是 。
28.(2024·江苏常州·一模)小明用透明薄壁圆筒制作测量液体密度的密度计。已知水的密度,圆筒底面积为S。
(1)用调节好的天平测空圆筒质量m;往右盘加减砝码过程中,加入最小砝码后,天平指针位置如图甲(一)所示,将最小砝码取出,指针位置如图甲(二)所示,接下来正确的操作是 ,直至指针对准分度盘中央刻度线,此时天平如图乙所示则空圆筒的质量m= g;
(2)标记一定体积:向圆筒中倒入适量水,用天平测得圆筒与水的总质量为74.4g,计算得到圆筒内水的体积V0= cm3。如图丙所示,在圆筒外壁上与水面平齐处做好虚线标记后,倒掉圆筒内的水;
(3)标记刻度线和密度值:如图丁所示,向圆筒内倒入待测液体至标记处,使待测液体体积为V0。将圆筒放入水中处于漂浮状态,测量圆筒浸入水中的深度h,则待测液体密度ρ液= (用m、S、h、V0、ρ水表示)。根据表达式计算出待测液体密度ρ液分别为0.8、0.9、1.0、1.1(单位均为g/cm)对应的4个h值,再在圆筒外壁上从筒底开始量取这4个h值,分别标上对应的刻度线和密度值;
(4)交流与讨论:
①圆筒外壁上1.0g/cm3的刻度线在图丙中虚线标记处的 (上方/下方/同一位置);②步骤(3)中所标的刻度线在圆筒外壁上分布 (均匀/不均匀);为了使上述刻度线分布更疏一些,在保持其它情况不变时,可以适当 (填字母);
A.增大圆筒底面积S B.增大圆筒质量m C.增大步骤(2)中水的体积V0
③用自制密度计测量某种液体密度时,发现圆筒在容器中触底无法漂浮,请提出一条改进建议: 。
29.(2024·江西·模拟预测)【实验名称】探究质量对惯性的影响。
【实验过程】小明找来电吹风、粗砂砾、细砂砾、冰盘等物品进行了如下探究。
(1)将粗、细砂砾均匀混合为一个和电吹风口径差不多大的砂砾堆;选择粗、细砂砾的目的是保证二者的 (选填“质量”或“体积”)不同;
(2)将电吹风调至“风力适当”的挡位从左边正对砂砾堆,开启电吹风,砂砾被吹入右边的冰盘中;
(3)观察比较冰盘中砂砾水平运动的距离。实验现象如图甲所示,结果记录在表中:
砂砾质量
大
小
砂砾水平运动的距离
近
远
【分析论证】实验中通过观察 来比较砂砾惯性的大小。由实验结果可知,在相同风速的作用下,质量越大的砂砾水平运动的距离越近,其运动状态越 (选填“容易”或“不容易”)发生改变,由此说明物体惯性的大小与质量有关,质量越 ,惯性越大;
【交流评估】为了使实验结论更科学,可以更换不同的物体或改变 ,重复上述实验;
【生活应用】
(1)下列选项中,是根据上述实验得出的结论来防范惯性造成的危害的是 (填选项);
A.驾驶员必须系安全带
B.大货车严禁超载
C.行车时保持车距
(2)如图乙所示,将少量碎石、谷粒及糠皮的混合物从农用扬场机进料口倒入,在快速转动的轮和皮带的带动下三者被抛出落地形成了A、B、C三堆,达到分离的目的,其中落在最远处C点的是 。
30.(2024·陕西渭南·模拟预测)如图甲是一种草坪喷水器,它是通过向外喷水而使自身转动的.那么,草坪喷水器的旋转速度与哪些因素有关呢?同学们仔细观察,思考后提出以下猜想:
猜想1:草坪喷水器的旋转速度与孔的数量有关;
猜想2:草坪喷水器的旋转速度与孔的大小有关。
(1)喷水器向外喷水而自身转动,说明了 ;
(2)同学们设计了如下实验:在离易拉罐底1的罐体上,用如图乙所示方法打一个孔,将细绳系在易拉罐的罐顶中心,把易拉罐浸入水中,灌满水后,快速把易拉罐提到水面上方,如图丙所示,将易拉罐在10s内旋转的圈数记入表中.改变孔的大小和数目,重复上述实验,得到数据如表。
序号
孔的大小
孔的数量
10s易拉罐旋转圈数
1
小
1
11
2
小
2
12
3
小
3
21
4
中
1
15
5
中
2
26
6
大
1
22
7
大
2
30
①实验时,观察易拉罐旋转速度的方法是 (选填“相同时间比旋转圈数”或“旋转相同圈数比时间”);
②通过分析表中序号为 的三次实验记录,可以得出;孔的数量一样时,孔越大,转速越 ;
③通过分析表中序号为1、2、3的三次实验记录,可以得出:孔的 一样时, 。
(3)实验中,在易拉罐体上打孔时,钉子戳入罐体后要以罐体的直径为基准旋转,让水沿罐体圆周的切线方向从孔中射出(如图丙),这样做是为了增加水对罐体作用力的 (选填“大小”或“力臂”)。
参考答案
1.(1)甲、乙 (2)偏小 (3)B (4)丁甲乙丙 (5) (6)能
【详解】(1)由图甲可知,物块的重力为2N,由图乙可知,将物块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1N,因此物块受到的浮力大小为
(2)实验时,若溢水杯中未装满水,则会导致溢出水的体积偏小,则导致测出的偏小。
(3)为了得到更普遍的结论,应该选择不同的液体或者物体重复试验,使用相同的方案和器材多次测量是没有意义的。故选B。
(4)实验步骤的最佳顺序是先测出空小桶的重力,再测出物块的重力,然后将物块浸没在水中进行排水,最后测得小桶和溢出水的总重力,所以最佳顺序是丁甲乙丙。
(5)物块的体积为
则物块的密度为
(6)将物块换成可以漂浮在水面的木块进行实验,木块的浮力可以由漂浮时浮力等于重力得到,根据原来的方法得到,所以也能得到与(1)相同的结论。
2.(1) 不变 支点到力的作用线 小明
(2) 动力臂l1/cm 动力×动力臂=阻力×阻力臂 左
(3)此端力和力臂的乘积变小
【详解】(1)[1][2][3]由题意知,OD>OA=OC,当把A处悬挂的钩码改挂在C处,支点到力的作用点的距离不变,但杠杆不再平衡;把A处悬挂的钩码改挂在D处,支点到力的作用线的距离相同,发现杠杆仍保持平衡;因此可知影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离,故小明的观点是正确的。
(2)[1]由杠杆平衡条件可知,还需要测量力臂,因此a处应填:动力臂l1/cm,b处应填:阻力臂l2/cm。
[2]由表中数据可知,每一组实验中动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积,故得出杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
[3]设一个钩码的重为G,标尺上一格的长度为L,则在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码,此时左侧
2G×2L=4GL
右侧 3G×L=3GL
故杠杆左端下沉。
(3)当一端烛油滴下时,此端蜡烛的重力变小,导致此端的力和力臂的乘积变小,杠杆失去平衡,所以此端上升。
3.(1)Ⅳ (2) 1 相等 无关 ade (3)没有保持橡皮泥排开液体体积相同 (4)ρ水
【详解】(1)图甲易拉罐浸入水中越深,排开水的体积越大,手会感觉越吃力,也就是浮力越大。可知浮力与排开液体的体积有关。
(2)①[1][2][3]A受到的浮力 F浮A=GA-FA=4N-3N=1N
B受到的浮力 F浮B=GB-FB=4.5N-3.5N=1N
C受到的浮力 F浮C=GC-FC=5N-4N=1N
所以物体A、B、C受到的浮力相等为1N,但它们的重力不相等,由此可知浮力的大小与重力无关。
②[4]a、d、e三次实验物体A浸入的体积相同,只改变浸入的液体种类即密度不同,受到的浮力也不同,由此可初步结论:浮力的大小与液体密度有关。
(3)要探究浮力的大小与物体形状的关系,要控制浸入的体积和液体密度都相同,只改变形状,比较浮力的大小,实验中没有控制排开液体的体积相同。
(4)橡皮泥排开水的体积为 V排=V2-V1
橡皮泥漂浮在水面上 G=F浮=V排ρ水g=(V2-V1)ρ水g
橡皮泥的体积为 V=V3-V1
橡皮泥的密度为
4.(1)木块的重力等于木块排开的液体的重力 (2)相等 (3)电子秤的示数保持不变
(4)下沉的物体受到的浮力小于物体的重力
【详解】(1)木块漂浮在水中时,处于漂浮状态,由沉浮条件可知,木块的重力等于木块受到的浮力,由等量代换可知,要验证是否等于,只需要验证木块的重力等于木块排开的液体的重力,即
(2)分析表格中的实验数据发现,烧杯和水的总质量为118g,烧杯的质量为38g,则排开水的质量
m水=118g-38g=80g
所以木块的质量等于排开水的质量,故木块的重力等于木块排开的液体的重力,由等量代换可知,漂浮在液体中的物体所受的浮力等于物体排开的液体所受重力。
(3)由于漂浮在液体中的物体的重力等于物体排开的液体的重力,所以木块轻轻放入溢水杯,木块排开水的重力等于木块的重力,即木块排开水的质量等于木块的质量,所以会观察到溢水杯中不再有水溢出时,拿走小烧杯,电子秤的示数保持不变,故若观察到电子秤的示数保持不变,即可得到。
(4)由沉浮条件可知,下沉的物体受到的浮力小于物体的重力,由阿基米德原理可知,下沉的物体受到的浮力等于排开液体的重力,所以下沉的物体的重力大于排开液体的重力,故下沉的物体的质量大于排开液体的质量,故下沉的物体不能通过“等于”间接验证“等于”。
5.(1)C (2)液面的高度差 (3)丙、丁 (4) 大气压 DF
【详解】(1)图甲中橡皮膜受到水的压强,但U形管两侧液面高度相同,说明装置漏气,接下来应该检查压强计的气密性,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(2)本实验利用转换法,通过U形管液面的高度差比较液体压强的大小,所以如图乙、丙、丁所示,将压强计的金属盒放入液体中不同深度,需要观察和记录U形管中液面的高度差。
(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,需控制金属盒在不同液体中的深度相同,应该比较丙、丁两图所示的实验。
(4)[1]堵住N孔,由于外界大气压的作用,水从孔也不能流出;
[2]为了比较两小孔处液体压强大小,需比较水下落高度相同的情况下的落地点距离小孔的水平距离。M孔距离接水盘原位置的高度为MA,N孔距离接水盘向下平移后的位置的高度为ND,由于,所以为了比较两小孔处液体压强大小,应比较与DF的距离。
6.(1) b c (2)1:2 (3) 不需要 不正确,理由见解析
【详解】(1)[1]比较第2次和第3次操作,接触面的粗糙程度相同,接触面积相同,压力不同,第3次操作中压力更大,弹簧测力计的示数也更大,滑动摩擦力也更大,说明滑动摩擦力的大小与接触面的压力有关,可验证猜想b是否正确。
[2]比较第3次和第4次操作,接触面的粗糙程度相同,压力相同,接触面积不同,两次操作中弹簧测力计的示数相同,说明滑动摩擦力的大小与接触面积无关,可验证猜想c是否正确。
(2)由第1次和第2次操作可知,木块与玻璃板间的动摩擦因数为 ,木块与木板间的动摩擦因数为,则木块与玻璃板间的动摩擦因数跟木块与木板间的动摩擦因数之比为
(3)[1]向右拉动木板时,木块对木板的压力不变,接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,故不需要匀速拉动木板。
[2]同一根细线上的力大小相等,故细线对木块的拉力等于细线对拉力传感器的拉力,由于木块处于静止状态,细线对木块的拉力等于木块受到的滑动摩擦力,故拉力传感器的示数反映的是木块与木板间的滑动摩擦力大小,故小明的想法不正确。
7. 上边 不均匀 不变
【详解】(1)[1]玻璃管漂浮,根据浮沉条件,有
根据阿基米德原理
可得此时排开水的体积
(2)[2][3]由题意及图乙可知,此时排开液体的体积
因为自制密度计始终漂浮,浮力不变,根据阿基米德原理可得
如果标记1.0的刻线位于液面下方,则此时排开液体的体积
同理可得
(3)[4][5]由阿基米德原理可知,液体密度越小,玻璃管浸在液体中的体积越大,故数值小的刻度线在水的密度的上边,同时由(2)可知,浸在液体中的深度差和液体密度不成正比,故刻度线分布不均匀。
(4)[6]管内的液柱是由于受到大气压的作用,如果大气压不变,则液柱的高度将保持不变,即管内外液面高度差不变。
(5)[7]由(4)可知,液体的密度
山顶的气压
8. N/cm 0.5N/cm 3.00 2.5 2.50 丙
【详解】(1)[1][2]拉力的单位是N,弹簧的伸长量单位是cm,则比值k的单位是N/cm;这根弹簧k的大小为
(2)①[3]如图乙,此时弹簧长度为 11.50cm-8.50cm=3.00cm
②[4][5]如图丙所示,每个钩码的重力为,5个钩码的总重力为2.5N,则弹簧下端受到钩码的拉力为2.5N,此时弹簧的伸长量
④[6]在图甲中依次找到并标出表格中数据对应的各点,然后连接起来,如图所示:
⑤[7]图线b的k值为
大于原来图线a的k值,可以判断丙同学的猜想是正确的。
9. 夹角 长 刻度尺 秒表 A 误差 长
【详解】[1]实验采用控制变量法,实验时需要控制小球的质量和摆下时的角度相同,改变摆长,故用同一小球由静止释放,保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变。
[2]由表格数据可知,摆长越长,小球往返摆动一次的时间越长。
(1)[3][4]由表格数据可知,实验需要控制摆下时的角度不变,改变摆长,测量小球往返摆动的时间,故该探究所需的测量工具有量角器、刻度尺和秒表。
(2)①[5]小球往返摆动一次的时间不易测准,于是测出小球往返摆动十次的总时间,再算出往返摆动一次的时间,该方法为累计法。
A.物理书中一张纸的厚度很小,小于刻度尺的分度值,很难直接测量,故可以先测量一整本书的厚度,再除以纸张的数量,从而得到一张纸的厚度,采用了累计法,故A符合题意;
B.一支铅笔的长度较长,可以直接使用刻度尺测量,故B不符合题意;
C.一个苹果的质量较大,可以直接使用天平进行测量,故C不符合题意;
D.一杯水的温度通常在0℃~100℃之间,可以直接使用温度计进行测量,故D不符合题意。
故选A。
②[6]由于所测量的物体小于分度值,直接测量时会产生较大的误差,故采用这种方法的目的是减小测量的误差。
(3)[7]演员改变重心的位置相当于改变了摆长,该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时,坐着的重心位置比站着的重心位置更低,即坐着时的摆长更长,摆长越长,往返一次的时间更长,故坐着时往返一次的时间更长。
10. 压强 橡胶管脱落 夹住 注射器 大 3
【详解】[1]空气该如何流动,取决于气体压强,空气要由压强大的位置流向压强小的位置。
(1)[2]用细线把气球、气压传感器和注射器与三通玻璃管的连接处扎紧,防止橡胶管从三通上脱落。
(2)[3]充气结束后立刻用夹子夹住连接注射器和三通玻璃管的橡胶管,防止气球内的空气跑出。
(3)[4]解开其中一根细线,是解开注射器这边的细线,拔出注射器,是为了用注射器再次吸取一定体积的空气。
【交流结论】(1)[5]由图像可知,球的半径为2cm时的压差大于4cm时的压差,因空气要由压强大的位置流向压强小的位置,则它们相连通后空气将向半径大的气球流动。
(2)[6]两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,由图乙可知,有可能半径小的气球内部气压大,则此时空气从半径小的气流流向半径大的气球;也可能半径小的气球内部气压小,则此时空气从半径大的气球流向半径小的气球;还可能两球内气体的压强相同,则此时空气不流动。故空气流动可能发生的情况有三种。
11. 2.60(2.50~2.70均可) 见解析 不正确 见解析
【详解】(1)[1]由图可知,照片中圆斑的直径为2.60(2.50~2.70均可)cm。
(2)[2]根据表格中的数据描点,然后把所描的点用线连接即可,如下图所示:
[3]由上图可知,下落高度越大,蓝色圆斑的面积越大。
(3)[4][5]压强是压力与受力面积的比值,压力最大时压强不一定最大。因此小明的做法不正确。
12. 匀速直线(匀速也可) 二力平衡 接触面所受的压力大小 接触面粗糙程度越大 无关 见解析
【详解】(1)[1][2]根据二力平衡的知识,若物体做匀速直线运动,此时物体受到的摩擦力和弹簧测力计对它的拉力在水平方向是一对平衡力,两者大小相等、方向相反,在一条直线上,读出弹簧测力计的示数,就等于摩擦力。
(2)[3]比较甲乙两幅图可知,在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,可探究滑动摩擦力与接触面所受压力大小的关系。
(3)[4]比较甲、丙两图可知,接触面所受压力大小相同时,丙图中接触面比较粗糙,弹簧测力计的示数较大,滑动摩擦力较大,可以得到压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)[5][6]根据图像可知,在速度不同时,木块所受的拉力不变的,木块相对于地面处于静止状态,此时拉力等于滑动摩擦力,所以摩擦力的大小是不变的,即滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关,当速度发生变化时,压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力的大小不变。
13. 重力势能先转化为动能,动能再转化为弹性势能 小 质量相同,高度越高,重力势能越大 质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放,比较弹簧压缩后的长度 D 水资源丰富和地势高度差大
【详解】(1)[1][2]铁球在斜面上滚下时重力势能转化为动能,铁球压缩弹簧时动能转化为弹性势能,所以整个过程涉及的能量转化情况为:重力势能先转化为动能,动能再转化为弹性势能;铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映,长度越长,弹簧的形变越小,弹性势能越小,则说明铁球的重力势能越小。
(2)[3]将同一铁球先后从同一斜面的不同高度()处由静止释放,弹簧被压缩后的长度分别为(),结合(1)的分析可得出的结论是:质量相同,高度越高,重力势能越大。
(3)[4]探究重力势能大小与物体质量的关系,就要控制铁球的高度相同,改变铁球的质量,设计思路为:质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放,比较弹簧压缩后的长度。
(4)[5][6]D位置与上游的高度差较大,所以应该安装在D位置;水资源丰富(或水量大)和地势高度差大,重力势能就大,转化为的动能就越大,适合建造大型水力发电站。
14. 沙粒 变大
【详解】(1)[1]从圆筒的重心沿竖直向下的方向画出一条带箭头的线段,由G表示,如图所示:
(2)[2]要使圆筒静止后竖直漂浮在水面,选择质量较大的物体放到圆筒中,相同体积的沙粒和泡沫粒相比,沙粒的质量较大,选择沙粒作为圆筒的配重颗粒。
(3)[3]将待测金属块用细线挂在圆筒下方,放入水中静止后,总重力增大,处于漂浮状态,浮力等于重力,浮力增大,与图甲相比圆筒所受的浮力变大。
[4]设圆筒浸入水中的深度为h,圆筒的横截面积为S,原来水位为H,大容器的横截面积 S容=5S
根据金属块用细线挂在圆筒下方前后,容器内的水体积不变可知 5SH-Sh=5S(H+ h2)- V金- S (h+ h1)
金属块的体积为 V金=5Sh2-Sh1
原来圆筒处于漂浮,浮力等于重力,即 G筒=F浮=ρ水gSh①
将金属块和圆筒看成整体,处于漂浮状态,浮力等于重力,即 G筒+G金=F浮总=ρ水gS(h+h1)+ρ水gV金②
②-①得到 G金=ρ水gSh1+ρ水gV金
金属的体积代入 G金=ρ水gSh1+ρ水g(5Sh2-Sh1)=5ρ水gSh2
金属块的密度
15. 不能 近 绝对光滑 匀速直线 匀速直线 压力 滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关
【详解】(1)①[1]由于右侧斜面铺有毛巾,小球在其上面运动时,会受到阻力作用,故在小球运动的过程中,需要克服摩擦力做功,小球的机械能减小,小球不能到达右侧等高线处。
②[2]更换较光滑的棉布面,小球在运动过程中克服摩擦力做的功变少,机械能减小的少,故小球滑到右侧斜面最高点更接近等高线,即比第一次距离等高线近。
③[3]根据以上分析可推理出:当左侧斜面绝对光滑时,小球在运动的过程中,不需要克服摩擦力做功,机械能守恒,小球将到达右侧等高线处。
(2)[4]由于力是改变物体运动状态的原因,如果小球在水平面运动时受到的阻力为0,因此没有力改变运动的小球的运动状态,小球将做匀速直线运动。
(3)①[5]当物体处于静止状态或者匀速直线运动状态时,物体处于平衡状态,受的是平衡力作用。因此该实验中,拉动物块时均需要保持物块做匀速直线运动,此时物块受力平衡,拉力大小等于物块受到的滑动摩擦力大小。
②[6]由图丙、图丁两次实验可知,图丁物块对木板的压力大于图丙物块对木板的压力,物块与木板的接触面的粗糙程度相同,实验测得,故图丁中物块受到的摩擦力大于图丙中物块受到的摩擦力。故可得出结论:当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。
③[7]由图丁和图戊所示实验可知,物体间的压力相等、接触面的粗糙程度相同,接触面积大小不同,弹簧测力计的示数相同,摩擦力相同,所以可以得出:滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。
16. 压力 1.7 速度 不成立 0 不可以,理由:压力减小为0,摩擦力减小为0,不能改变汽车的运动状态
【详解】(1)[1]电子秤显示了上方压力的大小引起的示数变化,先测出小球静止时对电子秤的压力来反映小球与弧面顶部相互作用力F的大小。
[2]他将小球置于水平放置的电子秤上时,示数为0.17kg,压力等于物体质量等于示数时受到的重力
F=G=mg=0.17kg×10N/kg=1.7N
(2)[3]依次将小球从高于A点的B、C、D点由静止释放,由于小球释放位置升高,具有的重力势能增大,下滑后获得动能增大,速度逐渐变大,故目的是逐次增大小球通过O点时的速度。
[4]从表格数据可知,速度越大,电子秤而对应的示数逐步减小,说明压力逐渐减小,因而小明的猜想不成立。
(3)[5] [6]根据上述实验知,速度越大,路面与车之间的相互作用力越小,当速度足够大时,相互作用力减小为0,则压力为0,显示的示数为0。因而汽车与地面的摩擦力减小为0,不可以紧急刹车避让,容易出现危险。
17. 方向 ② 左 左
【详解】(1)[1]如图所示,定滑轮的实质是一个等臂杠杆,此装置中定滑轮的作用是改变力的方向。
(2)[2] 本实验要保证压块在电子秤上保持静止,滑块才能相对于压块保持静止,当传送带运转时滑块受到的摩擦力大小就等于压块对滑块的拉力,所以传送带不一定要匀速运转,但是滑块受到拉力的方向必须是水平向右的,否则滑块受到的拉力就不等于摩擦力。所以,实验除了要保证压块在电子秤上保持静止外,还需控制的条件是:定滑轮左侧连接滑块的细绳必须水平。
(3)[3]因为滑块右端和细绳相连,要受到细绳的拉力,所以开启电源后,应使皮带轮上方的传送带向左运动。
[4]当传送带向左运动时,滑块受到细绳对它向右的拉力,有向右运动的趋势,所以此时滑块受到的滑动摩擦力方向为水平向左。
[5]如图所示,当传送带运转时,分析压块的受力情况,因为压块通过细绳对滑块的拉力等于滑块受到的摩擦力f,故此时压块受到细绳对它向上的拉力大小也就是f,由题意可知,压块还受到竖直向下的重力G2和竖直向上的支持力,也就是电子秤的示数G3;因为压块静止,受平衡力作用,所以压块受到细绳对它向上的拉力等于其受到的重力和支持力之差,即此时压块受到细绳对它向上的拉力等于滑块所受摩擦力大小为
18. 不同 短 (运动)速度越大 = A
【详解】[1]小球从斜面上不同的高度由静止滚下,由于小球的重力势能不同,则小球到达斜面底端时速度不同。
(2)[2][3]根据图示可知,实验2中木块被撞的距离比实验1的距离要小一些,两次实验中的小球的质量相同,滚下的高度不同,高度越低,到达水平面时的速度越小,推动木块移动的距离就越小,动能越小,所以能得出结论;同一物体,运动速度越大,动能越大。
(3)[4]由于忽略空气阻力,经过A、B两点到达C点的过程中,没有外力对小球做功,则小球的机械能守恒,即。
[5]当小球到达C点时,速度为水平向右运动,此时小球所受各个力突然全部消失,根据牛顿第一定律可知,小球将保持这一状态,所以小球将沿a轨迹运动。
故选A。
19. 等于 压力 甲、丙 无关 不需要
【详解】(1)[1]甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块,木块受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,拉力大小等于滑动摩擦力的大小。
(2)[2]对比甲、乙两次实验,接触面的粗糙程度相同而压力不同,压力越大,弹簧测力计示数越大,则滑动摩擦力越大。
(3)[3]对比甲、丙两次实验:压力相同而接触面粗糙程度不同,接触面越粗糙,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力越大。
(4)[4]分析实验数据可知:木块运动的速度越来越大,但弹簧测力计示数不变,摩擦力大小不变,说明滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关。
(5)[5]如图丁, 水平向左拉动长木板B,木块A相对地面静止,受到的弹簧测力计的拉力和木板的滑动摩擦力仍然是一对平衡力,此时长木板B不需要做匀速直线运动。
20. 不漏气 12 密度 1.5 大 浮力 变小
【详解】(1)[1]U形管A、B中装入同种液体,小莉用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度,U形管两侧液面都出现了明显高度差且保持稳定,说明压强计不漏气,若漏气,按压橡皮膜时,U形管两边不会出现液面高度差。
(2)如图甲,小莉先在装水的容器中进行实验:然后换用密度大于水的硫酸铜溶液进行实验,记录实验数据如下表:高度差
[2]①分析表中12或34两次数据可知:同种液体中,深度越深,U形管两边液面高度差越大,压强越大。
[3]②分析表中1、3(或2、4)数据可知:深度相同时,液体密度越大,U形管两边液面高度差越大,压强越大。
[4]③根据表中13数据与得 ,
由两式相除得
则
(3)[5]她将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动,水深度越深,压强越大,浮筒受到水的压力越来越大,因此会感受到细金属管对手的作用力越来越大。
[6]将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动,感受到细金属管对手的作用力越来越大,浮筒竖直浸没水中后,仔细观察其下表面橡皮膜形变更明显,从而分析出浮力产生的原因。
(4)[7]让浮筒浸没后继续下降,随着深度的增加,上探头橡皮膜向下凹,下探头橡皮膜向上凸,浮筒排开水的体积变小,所受浮力变小。
21.(1) A 转换法 (2) 无关 快 (3)B
【详解】(1)[1]要比较纸锥下落的快慢,应把两个纸锥放到同一高度同时静止释放,因为落地时是下端触地,所以要保证下端最开始在同一高度,故应选图A。
[2]本实验中通过下落时间长短来反映物体下落快慢,下落高度相同时,下落时间越短,下落越快,所以用到了转换法。
(2)[1][2]分析表格数据可知,由纸锥编号1、3组实验数据可知,下落高度、纸锥锥角相同,扇形纸片半径不同,下落时间相同;由纸锥编号1、2组实验数据可知,下落高度、扇形纸片半径相同,纸锥锥角不同,下落时间不同,纸锥锥角越小,下落时间越短,下落速度越快。由此可以得到结论:纸锥下落快慢与锥角有关,与扇形半径无关,纸锥锥角越小,下落时间越短。
(3)由上述结论可知,纸锥下落快慢与锥角有关,纸锥锥角越小,下落时间越短,因为4号纸锥的锥角比5号纸锥的锥角大,所以5号纸锥下落时间短,先到达地面。
22.(1)150 (2) 做功 相互 (3)时间 (4)见解析 (5)水火箭自身的质量
【详解】(1)分析表中的实验数据可知,当水的质量为150g时,水火箭的水平方向飞行距离最远。
(2)[1]打气筒向瓶内打气时,活塞对筒壁做功使筒壁内能增加,温度升高,这是通过做功的方式改变了内能。
[2]水向后喷出时,水火箭给水一个向后的力,因为力的作用是相互的,所以水给水火箭一个向前的力,使其向前运动。
(3)水火箭发射的最大高度越大,其从发射到落地所用的时间就越长,所以可以通过测量水火箭从发射到落地时的时间来间接反映发射的高低情况。
(4)分析表中的实验数据可知,发射角度为45°时,水火箭水平方向的飞行距离是最大的,当发射角度小于45°时,水平方向飞行距离随着发射角度的增大而增大,当发射角度大于45°时,水平方向飞行距离随着发射角度增大而减小。
(5)根据水火箭的结构可知,水火箭自身的质量也有可能影响水平方向的飞行距离。
23.(1) 水流射出时的速度 控制变量法 (2) 40° 见详解 射出速度 见详解
【详解】(1)[1][2]水流落地点与枪口的水平距离与枪管和水平方向夹角、水流射出时的速度有关,因此要探究水流落地点距离s与枪管和水平方向夹角θ的关系时要保持水流射出时的速度不变,该实验采用了控制变量法。
(2)[1][2]比较1、2、3、4(或5、6、7、8、)四次实验序号的实验数据得出水流落地点与枪口的水平距离s最远时枪管与水平方向的夹角为40°;为了使实验结论更加准确、更具普遍性,可以进行的操作是多次改变水流速度或在0~90°范围内多次改变投掷角度测量。
[3]对比1、5;2、6;3、7;4、8序号的实验得出水流落地点与枪口的水平距离s与水流射出时的速度的关系:在水流射出时角度相同的情况,水流的射出速度越大,落地点与枪口的水平距离越远。
[4]根据以上实验,水流的射出速度越大,落地点与枪口的水平距离越远;枪管与水平方向的夹角为40°时,水流落地点与枪口的水平距离最远;给出结论:投掷时应尽量选择40°角,并以最大抛出速度投掷。
24.(1)向下 (2)越大
(3) 不可靠 小鹏只用了一组材料进行实验,从而得出结论,结论不具有普遍性
(4) 合理 能增加绳子缠绕圈数,从而增大绳子与立柱间的摩擦力
【详解】(1)当钩码匀速上升时,绳子整体向上运动,即绳子相对于圆棒向上运动,绳子受到的摩擦力方向与相对运动方向相反,故绳子受到的摩擦力方向向下。
(2)由表中数据可知,a、b、c的三次实验中圆棒材质相同,缠绕圈数越来越多;拉动绳子使之匀速上升,以绳子为研究对象,绳子受到弹簧测力计对其施加的拉力、滑动摩擦力和钩码对其施加的拉力,钩码对其施加的拉力等于钩码的重力,根据力的平衡,测力计示数F等于绕在固定圆棒上的绳子受到的滑动摩擦力f与所挂钩码的重力G之和,即
则绕在固定圆棒上的绳子受到的滑动摩擦力大小为
因钩码的重力G一定,a、b、c三次实验中测力计示数越来越大,故绕在固定圆棒上的绳子受到的滑动摩擦力越来越大,故分析序号a、b、c的三次实验数据,可以得出:圆棒的材质相同时,绳子缠绕的圈数越多,缠绕在固定圆棒上的绳子受到的摩擦力越大。
(3)[1][2]小鹏只用了一组材料进行实验,从而得出结论,结论不具有普遍性,故结论不可靠。
(4)[1][2]如图所示的双立柱来绕绳,能增加绳子缠绕圈数,使绳子与立柱间的摩擦力增大,所以这样的设计合理。
25.(1) 平衡 右 (2) 2 寻找普遍规律 (3) 错误 力的作用线 力臂
【详解】(1)[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态是平衡状态,故此时杠杆处于平衡状态。
[2]为了便于测量力臂,应该使杠杆在水平位置平衡;如图甲所示,杠杆左端下沉,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右调节。
(2)[1]设杠杆分度值是L,一个钩码重是G,在A点挂3个钩码,设在B处挂了n个钩码,由乙图和杠杆的平衡条件得
解得:n=2,应在B点挂2个钩码。
[2]多次改变所挂钩码的个数和位置,使杠杆在水平位置平衡。实验中“多次”的目的是:为了得到普遍结论,避免偶然性。
(3)①[1]由表格可知,分别在D、E、F位置处挂6个钩码,此时的力臂都是OF,说明其他条件不变时,力到作用线的距离不变,杠杆保持平衡;分别在G、H点处挂6个钩码,此时的力臂为OG,杠杆不能保持平衡,说明其他条件不变时,支点到力的作用线的距离改变,会影响杠杆的平衡,小红的观点错误。
②[2][3]1、2、3三次实验圆盘能保持静止,原因是支点到力的作用线的距离相等,物理学中将该距离叫做力臂。
26.(1)越大 (2)不变 (3) 越深 不合理 (4)变大 (5)
【详解】(1)压强计是通过观察U形管两侧液面高度差判断液体压强大小的,液体内部压强越大,U形管中液面的高度差越大。
(2)液体压强大小与液体密度和深度有关,在同一液体的同一深度,液体向各个方向的压强都相等,所以固定金属盒的橡皮膜在水中的深度不变,使橡皮膜处于向上、向下、向左、向右等方位时,U.形管中液面高度差不变。
(3)[1][2]比较图甲和图乙,液体密度相同,探头在液体中的深度越深,U形管液体高度差越大。说明在同种液体内部,深度越深,液体的压强越大;比较图甲和图丙,液体密度不同,探头在液体中的深度也不同,即没有控制液体深度相同,所以他的判断不合理。
(4)保持图丙中金属盒的位置不变,并将一杯清水倒入烧杯中搅匀后(液体未溢出),探头所处的深度变大,液体密度变小;根据公式可知,容器底部所受液体压强变大,根据公式可知,探头以下部分液体压强变小,则探头以上部分液体压强变大,U形管两侧的液面的高度差将会变大。
(5)当橡皮膜变平时,盐水对其向下的压强与水对其上的压强相等,则
所以盐水密度为
27.(1)匀速直线 (2) 接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大 1、4、5
(3)小于 (4) 2.6 B (5)接触面的粗糙程度不同
【详解】(1)木块在水平方向做匀速直线运动,木块受力平衡,由二力平衡可知,木块受到的滑动摩擦力等于拉力。
(2)[1]由表中数据可知,在序号为1、2、3的三组实验中,接触面的粗糙程度相同,而压力大小不同,实验3压力最大,弹簧测力计示数最大,即物体受到的滑动摩擦力最大,故可得:在接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
[2]实验1、4、5中,压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,实验5接触面的粗糙程度最大,滑动摩擦力最大,故可得:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)弹簧测力计的弹簧和挂钩本身受到重力,若在竖直调零后在水平方向上使用,弹簧会回缩,所以测得的滑动摩擦力将小于实际的滑动摩擦力。
(4)[1]图中测力计的分度值为0.2N,示数为2.6N。
[2]木块相对于地面静止,受力平衡,拉力等于滑动摩擦力,所以要保证细线水平拉直,可以提供水平向左的拉力,因滑动摩擦力大小与速度无关,所以不需要匀速拉动长木板,也就不需要确保拉动长木板的力大小相等。
故选B。
(5)由图丙可知,在压力大小相同时,滑动摩擦力大小不同,原因是接触面的粗糙程度不同。
28.(1) 向右移动游码 34.4 (2)40 (3)
(4) 上方 均匀 C 容器中加足够深的水(言之有理即给分)
【详解】(1)[1]右盘中加入最小砝码后,天平指针向右偏转(图一甲),此时右盘质量偏大。取出最小砝码,天平指针向左偏转,此时左盘中质量偏大,所以接下来应向右调节游码直至指针对准分度盘中央刻度线。
[2]图乙中,空圆筒的质量 m=20g+10g+4.4g=34.4g
(2)圆筒中水的质量
水的体积
(3)圆筒漂浮在水中,所受浮力等于圆筒和待测液体的总重力。即
圆筒排开水的体积 V排=Sh
据阿基米德原理有
则
待测液体的密度
(4)[1]圆筒中装入水,放入水中漂浮,所受的浮力等于圆筒及筒中水的重力,则圆筒排开水的体积比筒内水的体积大,而圆筒为薄壁,所以筒外水的高度比筒内的高,筒外壁上1.0g/cm3的刻度线在图丙中虚线标记处的上方。
[2]液体的密度
其中、S、V0、m是定值,液体密度是关于h的一次函数,所以标得的刻度线在圆筒的外壁上分布均匀。
[3]由液体密度公式可知,为使刻度线分布更疏一些,即在液体密度不变时,让圆筒浸入水中的深度更深,可减小圆筒的底面积或减小圆筒的质量,也可以增大V0,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
[4]圆筒触底无法漂浮,是因为重力大于浮力,所以可以增大浮力,也就是往容器中加入足够多的水增大容器排开水的体积从而增大浮力,使其漂浮。或者减小重力,也就是减小待测液体体积,从而减小重力使圆筒漂浮,但这时减小待测液体体积,需要重新标刻度,那么往容器中加水,更易操作。
29. 质量 砂砾水平运动的距离 不容易 大 风速大小 B 碎石
【详解】(1)[1]在实验的过程中,探究质量对惯性的影响,应保证质量不同,所以选择粗、细砂砾的目的是保证二者的质量不同。
【分析论证】[2]电吹风将砂砾吹入冰盘中,根据砂砾水平运动的距离来判定质量对惯性的影响,采用了转换法。
[3][4]根据实验结果可知,在相同风速的作用下,质量较大的砂砾在冰盘中距沙粒堆较近的位置,这表明其运动状态不容易发生改变,质量较小的砂砾在冰盘中距沙粒堆较远的位置,这表明其运动状态容易发生改变,即质量会影响惯性的大小,质量越大,惯性越大。
【交流评估】[5]为了获得普遍的规律,使实验结论更科学,实验中可以更换不同的物体或改变风力的大小来重复上述实验。
【生活应用】(1)[6]实验结论是惯性大小与质量有关。
A.驾驶员必须系安全带,是为了减小车突然减速时人由于具有惯性将继续向前运动而造成的伤害,与质量无关,故A不符合题意
B.大货车严禁超载,是因为车的质量越大,惯性越大,大货车不容易刹车,故B符合题意;
C.行车时保持车距,是因为防止刹车时由于惯性导致的追尾事故的发生,与质量无关,故C不符合题意。
故选B。
(2)[7]碎石、谷粒及糠皮的初速度相同,质量越大,惯性越大,其运动状态不容易发生改变,质量越小,运动状态越容易发生改变,碎石的质量最大,故碎石落到最远处。
30.(1)力的作用是相互的
(2) 相同时间比旋转圈数 1、4、6/2、5、7 大 大小 见解析
(3)力臂
【详解】(1)喷水器向外喷水而自身转动,是因为水给罐体一个反作用力,说明力的作用是相互的。
(2)[1]由题意“将易拉罐在10s内旋转的圈数记入表中”,说明观察易拉罐旋转速度的方法是相同时间比转圈数。
[2][3]要得到旋转速度与孔的大小的关系,保持孔的数量一样,孔的大小发生改变,选择表中序号1、4、6(或2、5、7)的数据,可以得到当孔的数量相同时,孔越大、旋转速度越大。
[4][5]由表中序号1、2、3的数据可知,孔的大小相同,记录的时间相同,孔的数量越多,转的圈数就越多。说明当孔的大小相同时,孔越多,旋转速度越快。
(3)当力不变的情况下,增大力臂可以增大增加易拉罐旋转的圈数。
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