期末复习讲义2——实验突破 2025-2026学年人教版八年级上册物理
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摘要:
该初中物理期末复习讲义以“实验突破”为核心,通过知识回顾模块系统构建八年级物理实验知识体系,涵盖测量平均速度、密度测量、水的沸腾、光现象等重点实验,利用框架图呈现实验原理、器材与步骤的内在联系,突出实验操作与数据处理的重难点分布。
讲义亮点在于考向精析与巩固练习的分层设计,例题涵盖测量型(如矿石密度测量)、探究型(如水的沸腾特点分析)等题型,通过误差分析(如吸水性矿石密度测量偏差)、步骤优化(如食用油密度实验步骤调整)培养学生科学思维与科学探究素养。配套巩固练习覆盖光的反射、平面镜成像等实验,助力学生自主突破薄弱点,为教师实施精准教学提供清晰导向。
内容正文:
2025-2026八年级物理期末复习2——实验突破
知识回顾
考向精析
例1.(23-24八年级上·北京西城·期末)小强利用如图所示的实验装置做“测量小车的平均速度”的实验。他让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别记录小车通过上半段路程s1和全程s2及所用时间t1、t2。
(1)本实验的原理是 ;需要的测量工具是刻度尺和 。
(2)小强调节木块的位置,使斜面保持较小的坡度,他这样做的目的是 。
(3)小强测得t1=2s,t2=3s,小车通过上半段路程和全程的平均速度分别v1和v2。请你判断v1 v2。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
例2.(2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测)为了研究金矿矿石,小阳利用天平和量筒测量了一小块矿石的密度。
(1)把天平放在水平台上,将游码移至标尺左端的零刻度线上,指针的位置如图甲所示,此时应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平平衡;
(2)将矿石放在天平的左盘中,通过向右盘加减砝码后,指针的位置如图甲所示,此时应 使天平平衡;天平平衡后,所用砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示;
(3)向量筒中倒入的水,用细线拴住矿石并放入量筒中后,量筒中的水面如图丙所示,则实验所测矿石的密度为 ;
(4)因矿石具有吸水性,实验所测石的密度值 (选填“偏大”或“偏小”)。
例3.(23-24八年级下·江苏徐州·月考)小明在做测量食用油密度的实验中,用天平和量筒做了如图所示的实验。
(1)天平调节平衡后,①测出空烧杯的质量为28g;②在烧杯中倒入适量的食用油,测出烧杯和食用油的总质量 g(如图甲所示);③将烧杯中的食用油全部倒入量筒中,读出食用油的体积 (如图乙所示);④算出烧杯中食用油的质量为 g,食用油的密度为 ;
(2)小明用这种方法测出的食用油密度与真实值相比 (选填“偏大”、“偏小”、“不变”),为使测量更准确,将第2问中的实验步骤顺序调整为 ;(填序号)
(3)小华认为不用量筒也能测量出食用油的密度,他进行了如下实验操作:
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为;
②在烧杯中装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为;
③把烧杯中的水倒尽,再装满食用油,用天平测出烧杯和食用油的总质量为,则食用油的密度表达式 。(已知水的密度为)
例4.(25-26八年级上·河南驻马店·月考)小丽在厨房看到锅里的水开了,想到了物理课上学的水的沸腾特点,所以向老师借来了器材想探究“水的沸腾特点”,实验装置如图甲所示。
(1)安装如图甲所示的装置时,安装顺序为 (填“自下而上”或“自上而下”)。
(2)在加热过程中,某时刻水的温度如图乙所示,此时水的温度为 。
(3)细心的小丽还观察到水在沸腾前和沸腾时气泡变化如图丙所示,图 (填“”或“”)是沸腾前的情况。
(4)小丽记录的数据如下表所示,从数据中可以看出水沸腾时温度的特点是 。
时间/
1
2
3
4
5
6
7
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9
温度/
91
93
95
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99
99
99
99
99
例5.(25-26八年级上·河南驻马店·月考)如图甲所示是小强在水平桌面上探究“平面镜成像的特点”实验时的实验装置。
(1)如图甲用玻璃板代替平面镜的目的是 。
(2)为了实验效果更好应在 (填“较暗”或“较亮”)的环境中进行实验;为了探究像与物的大小关系,接下来的操作步骤是 。
(3)实验结束时,将蜡烛放在了如图乙的位置A,成像的位置是 (填“1”“2”或“3”)处。
(4)小强是一个善于观察,又爱思考的学生,乘坐汽车时发现汽车的挡风玻璃是倾斜的,为了弄明白原因,于是回到家自己设计了实验,实验中,将玻璃板沿为轴向蜡烛A转动(如图丙),蜡烛A的像将 (填“仍然”或“不再”)与蜡烛A关于镜面对称。此时蜡烛A在镜中的像 (填“向上”或“向下”)运动,小强通过这个实验,明白了汽车倾斜的前挡风玻璃这样设计的目的是防止车内物体成像在车的正前方干扰司机视线。
例6.(25-26八年级上·河南驻马店·月考)小华在早上跑步时,看到路边的草叶上有一滴露珠,观察到露珠下草叶的脉络比露珠外的脉络粗大,从而想到了学过的“凸透镜成像特点”实验,于是她进行了如下探索:
(1)如图甲所示,是小华做的水凸透镜,让一束平行于水凸透镜主光轴的光线经过水凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。则最小、最亮的光斑所在点即为 ,凸透镜的焦距是 。
(2)如图乙所示,此时烛焰恰好在光屏上成清晰的像,光屏上的像是倒立、 (填“放大”或“缩小”)的实像;此种成像情况和 的成像特点相同(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
(3)当在光屏上恰好成清晰的像时,若在水凸透镜和物体之间放一凹透镜,物体应 (填“靠近”或“远离”)水凸透镜才能再次找到清晰的像。
(4)水凸透镜既可注水也可抽水,蜡烛和水凸透镜不动,小华用注射器向内注水,发现光屏向 (填“左”或“右”)移动才可成清晰的像,通过一次实验从而总结出:“凸透镜越厚其焦距越小”的结论。那么这个结论可靠吗? ,原因是: 。
(5)小华完成水凸透镜实验后,又拿来一个在商场买的放大镜,安装在光具座上,将点燃的蜡烛放在某处,发现无论怎样移动光屏,在光屏上都无法得到蜡烛的像,你认为可能的原因是 。
例7.(25-26八年级上·河南鹤壁·月考)在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,水平放置平面镜,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可以绕ON翻折。实验器材有直尺及铅笔。
(1)使用可以旋转的硬纸板,其目的是 ;
(2)光在平面镜上的O点发生了 反射,我们能从不同的方向在纸板F上看到反射光,是因为光在纸板上发生了 反射;(两空均选填“镜面”或“漫”)
(3)实验时,把纸板ENF垂直放在平面镜上,入射光线AO的法线是 ,光线AO的入射角大小是 度;
(4)接着,该实验小组测量出反射角也为此度数,由此得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论。你认为有何不妥之处? ;
(5)将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点,纸板F上会显示出反射光束OB,接着将纸板F绕ON向后翻折,则纸板F上 (选填“能”或“不能”)显示出反射光束,由此说明反射光线、入射光线与法线在 (选填“同一平面”或“不同平面”)内;
(6)若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出,该实验现象说明( )(选填字母)。
A.反射角等于入射角 B.在光的反射现象中,光路可逆
巩固练习
1.(23-24八年级上·天津和平·期中)频闪拍摄是研究物体运动的方式之一。某科创小组用频闪拍摄的方法来“测量小车运动的平均速度”。如图所示,他们用相机每隔0.5s曝光一次,拍摄了小车在斜面上下滑的频闪照片。请根据照片信息回答下列问题。
(1)本实验中刻度尺是测量 的工具,刻度尺的分度值是 cm;
(2)小车从A点到C点的路程sAC= cm,从A点运动到C点所用时间tAC= s,小车在AC段的平均速度vAC= m/s;
(3)根据照片信息可判断小车做 (选填“匀速”或“变速”) 直线运动。
2.(24-25八年级上·河南鹤壁·期末)学习过光的反射一课后,某小组利用如图所示的装置验证“光的反射定律”的实验,请回答下列问题:
(1)如图甲所示,当纸板、与平面镜垂直时,让一束光贴着纸板沿方向射向镜面,在纸板上可看到反射光沿方向射出,与垂直于镜面的直线的夹角是入射角,与的夹角是反射角。
(2)改变入射光的方向,测量和,实验数据如表所示,能得出结论: 。
(3)在图甲中,让光束沿方向射向镜面,反射光沿射出,与(1)对比,可得出结论:在光的反射现象中,光路是 (选填“可逆”或“不可逆”)的。
(4)如图乙所示,把纸板A、B均倾斜相同角度立在平面镜上,使一束光贴着纸板A仍沿某一个角度射到点,在纸板上 (选填“能”或“不能”)看到反射光。
(5)重复图甲、乙所示实验,现象不变,请你进一步推断:反射光线与入射光线共同所在的平面与平面镜的位置关系是 (选填“垂直”或“不垂直”)的,根据法线的定义进一步可以得出光的反射规律中的一个结论是: 。
3.(24-25八年级上·河南濮阳·期末)下面两图是本学期我们所做的部分实验的示意图。
(1)如图所示,所用刻度尺的分度值为 ,物体的长度为 cm。
(2)如图所示,轻敲音叉,用悬吊着的小球接触发声的音叉,发现小球被弹开,说明 ;当重敲同一音叉时,可听到更大的声音,同时发现小球被弹开得更远,说明 。
4.(25-26九年级上·山东济南·月考)实验小组利用图所示的实验装置进行“观察水的沸腾”的实验。
时间/min
0
1
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3
4
5
6
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温度/℃
90
92
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98
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98
98
98
现象
水没有沸腾
水沸腾
(1)在组装该实验装置时,小明首先应当根据 (选填“酒精灯”“酒精灯火焰”或“酒精灯外焰”)的高度调节并固定放置石棉网和铁圈的位置。
(2)在对水进行加热的过程中,小明判断烧杯中水沸腾的依据是___________。
A.水中有大量气泡上升、变大到水面破裂
B.温度计的示数已经达到了100℃
C.温度计的示数在一段时间内保持不变
D.温度计的示数不变后还需要继续加热
(3)小明为了验证“水在沸腾过程中需要继续吸收热量”,他可以在水沸腾一段时间之后 ,观察水是否能继续沸腾。
(4)根据表格中的数据,请在答题卡相应位置的坐标纸上描点,并用平滑曲线画出水沸腾前后温度随时间变化的关系图像;
(5)根据表格中的数据和图像可知,实验小组分析、归纳了水在沸腾时温度变化的特点是 。
(6)小明又改用烧瓶进行了实验,他在烧瓶内加入适量的水,用酒精灯加热。水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,小明看到水不再沸腾;然后迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,如图乙所示,结果发现已停止沸腾的水又重新沸腾,水重新沸腾的原因是 。
5.(25-26八年级上·西藏日喀则·期末)如图甲所示,是“探究物质的熔化规律”的实验装置。实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内,再放入大烧杯的水中,观察固体的熔化过程。
(1)试管内物质在熔化过程中,某时刻温度如图乙所示,正确的示数为 ℃,某同学根据实验记录的数据描绘出该物质的温度随时间变化的图像(如图丙ABCDE),则可知该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(2)根据图丙该物质在BC段处于 (选填“固体”、“液体”或“固液共存”)状态,此过程中该物质的温度 (选填“升高”、“降低”或“不变”);
(3)根据图丙该物质在DE段是沸腾的过程,则该物质的沸点是 ℃。
6.(25-26八年级上·福建福州·月考)图甲是小明探究光的反射定律时的实验情景。
(1)选用表面较 (选填“粗糙”或“光滑”)的纸板进行实验,便于从各个方向看清光的传播路径;
(2)实验时,小明让一束光贴着纸板从多个角度射到O点,并在纸板上记录每次实验的光路。记录时,为了区分这些光路,可采用的方法是 ;
(3)小明在实验中记录的数据如下表所示。通过表中数据可以得出结论:在光的反射现象中, ;
实验次数
1
2
3
4
入射角
70°
55°
40°
25°
反射角
70°
55°
40°
25°
(4)小明进行如图乙所示的三种操作:
A.将纸板的右半部分向后翻折
B.将纸板与入射光一起以ON为轴旋转
C.将纸板与入射光一起以AB为轴向后倾倒
以上操作后仍可以在纸板上看到反射光的是 (填字母)。
7.(24-25九年级下·江西宜春·月考)在探究“平面镜成像特点”的实验中,选取完全相同的蜡烛A和B如图所示,在竖直的玻璃板前10cm处放一支点燃的蜡烛A,烛焰高2cm。
(1)用透明玻璃板代替平面镜的目的是 ,在寻找蜡烛像的时候,应该在蜡烛 (选填“A”或“B”)这一侧观察;
(2)小明将玻璃板前面的蜡烛A点燃,将另一支外形相同的未点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,这种确定像与物大小关系的物理研究方法是 ;实验过程中不小心将玻璃板的右侧部分打碎了,左侧玻璃板的位置没有变化,则蜡烛A (选填“能”或“不能”)通过左侧玻璃板成完整的像;
(3)接下来,小明用跳棋棋子代替点燃的蜡烛进行实验,但看不清跳棋棋子的像。请你想个办法能看清跳棋棋子的像,应该采取的做法是 (选填“照亮棋子”或“照亮玻璃板”)。
(4)根据平面镜成像的特点可判断,身高的人,站在镜前5m处,当他远离平面镜时,像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)若平面镜竖直放置,镜前有一个发光物体S,现将平面镜绕M点从MN转到位置,在转到水平位置如图乙所示,点S离它像点的距离 (选填“越来越小”“越来越大”“先变小后变大”“先变大后变小”或“保持不变”)。
8.(24-25八年级上·河南濮阳·期末)某兴趣小组使用如图所示的实验装置探究凸透镜成像的规律。
(1)为使像完整呈现在光屏中央,应调节烛焰、光屏和凸透镜,使它们的中心在 。
(2)当烛焰、光屏和凸透镜在如图所示位置时,光屏上承接到清晰的像,该像是倒立、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)应用了此成像规律。
(3)实验时,由于实验时间较长,蜡烛燃烧变短,烛焰的像在光屏上的位置会向 方移动,此时应向 调节凸透镜,使烛焰的像回到光屏的中央。(均选填“上”或“下”)
(4)若保持上图中的蜡烛与光屏的位置不变,向 (选填“左”或“右”)适当移动凸透镜,可以在光屏上重新看到烛焰的像。
9.(24-25八年级上·河南濮阳·期末)某物理实验小组利用天平、量筒、烧杯等器材测量牛奶的密度,如图所示。
(1)将托盘天平放在 工作台上,将游码移至标尺左端的 处,当横梁静止时,指针位置如图甲所示,应将平衡螺母向 调节,直到横梁在水平位置平衡、指针对准分度盘的中央刻度线;
(2)本实验测牛奶密度的实验原理是 ;
(3)天平调平衡后,继续完成下列实验步骤:
①测出空烧杯的质量为38.4g;②取适量的牛奶倒入烧杯中,用天平测出牛奶和烧杯的总质量,如图乙所示,牛奶和烧杯的总质量为 g;③将烧杯中的牛奶全部倒入量筒中,如图丙所示;④该牛奶的密度为 ;
(4)小组内交流时发现有误差,如果将上述实验步骤顺序调整为 ,可以减小误差;
(5)实验小组又按照正确顺序测量了一次,但有少量的牛奶附着在量筒液面上方的内壁上,则测得的牛奶密度比真实值 (选填“大”或“小”)。
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2025-2026八年级物理期末复习2——实验突破
知识回顾
考向精析
例1.(23-24八年级上·北京西城·期末)小强利用如图所示的实验装置做“测量小车的平均速度”的实验。他让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别记录小车通过上半段路程s1和全程s2及所用时间t1、t2。
(1)本实验的原理是 ;需要的测量工具是刻度尺和 。
(2)小强调节木块的位置,使斜面保持较小的坡度,他这样做的目的是 。
(3)小强测得t1=2s,t2=3s,小车通过上半段路程和全程的平均速度分别v1和v2。请你判断v1 v2。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】 停表 见解析 小于
【解析】(1)[1][2]实验中,需要测量路程和时间,需要用到刻度尺和秒表,根据得到平均速度,本实验的原理是。
(2)[3]实验中应使斜面的坡度小一些,是为了减小小车运动的速度,使小车在斜面上通过的时间更长,计时方便。
(3)[4]设全程的路程是s,小车通过上半段路程的平均速度
小车通过下半段路程的平均速度
小车通过全程的平均速度
所以v1<v2
例2.(2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测)为了研究金矿矿石,小阳利用天平和量筒测量了一小块矿石的密度。
(1)把天平放在水平台上,将游码移至标尺左端的零刻度线上,指针的位置如图甲所示,此时应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平平衡;
(2)将矿石放在天平的左盘中,通过向右盘加减砝码后,指针的位置如图甲所示,此时应 使天平平衡;天平平衡后,所用砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示;
(3)向量筒中倒入的水,用细线拴住矿石并放入量筒中后,量筒中的水面如图丙所示,则实验所测矿石的密度为 ;
(4)因矿石具有吸水性,实验所测石的密度值 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 右 (向右)调节游码 2.44 偏大
【解析】(1)[1]使用托盘天平称量物体的质量时,应将天平放在水平工作台面上,先将游码移至横梁标尺左端零刻度线处,然后调节平衡螺母;由图可知,指针偏左,因此应将右平衡螺母向右移动,直到指针静止时指在分度标尺的中央处。
(2)[2]根据题意知,称量矿石质量时,增减砝码后指针偏左,说明右盘中砝码质量小于矿石的质量,故应向右移动游码,使天平平衡。
(3)[3]根据图乙知,标尺的分度值为0.2g,矿石的质量
由图丙知,总体积为80mL,故矿石的体积
矿石的密度
(4)[4]由于矿石具有吸水性,导致矿石浸没后的总体积偏小,计算出矿石的体积就偏小,由密度公式可知,实验所测矿石的密度值偏大。
例3.(23-24八年级下·江苏徐州·月考)小明在做测量食用油密度的实验中,用天平和量筒做了如图所示的实验。
(1)天平调节平衡后,①测出空烧杯的质量为28g;②在烧杯中倒入适量的食用油,测出烧杯和食用油的总质量 g(如图甲所示);③将烧杯中的食用油全部倒入量筒中,读出食用油的体积 (如图乙所示);④算出烧杯中食用油的质量为 g,食用油的密度为 ;
(2)小明用这种方法测出的食用油密度与真实值相比 (选填“偏大”、“偏小”、“不变”),为使测量更准确,将第2问中的实验步骤顺序调整为 ;(填序号)
(3)小华认为不用量筒也能测量出食用油的密度,他进行了如下实验操作:
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为;
②在烧杯中装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为;
③把烧杯中的水倒尽,再装满食用油,用天平测出烧杯和食用油的总质量为,则食用油的密度表达式 。(已知水的密度为)
【答案】 40 33.2 偏大 ②③①④
【解析】(1)[1][2][3][4]烧杯和食用油的总质量
食用油的体积
烧杯的质量是为28g,烧杯中食用油的质量
食用油的密度
(2)[5][6]因为不可能把烧杯内的食用油全部倒入量筒内,导致测得食用油的体积偏小,由公式知,测出的食用油的密度偏大,为使测量更准确,按照②③①④的顺序,可以减去残留食用油的质量。
(3)[7]水的质量
由可得,水的体积
食用油的质量
根据题意可知,烧杯内水的体积等于食用油的体积,则食用油的密度表达式
例4.(25-26八年级上·河南驻马店·月考)小丽在厨房看到锅里的水开了,想到了物理课上学的水的沸腾特点,所以向老师借来了器材想探究“水的沸腾特点”,实验装置如图甲所示。
(1)安装如图甲所示的装置时,安装顺序为 (填“自下而上”或“自上而下”)。
(2)在加热过程中,某时刻水的温度如图乙所示,此时水的温度为 。
(3)细心的小丽还观察到水在沸腾前和沸腾时气泡变化如图丙所示,图 (填“”或“”)是沸腾前的情况。
(4)小丽记录的数据如下表所示,从数据中可以看出水沸腾时温度的特点是 。
时间/
1
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6
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温度/
91
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99
99
99
99
【答案】(1)自下而上
(2)
(3)
(4)不断吸热,温度保持不变
【解析】(1)实验中,因需要利用酒精灯的外焰加热,故要先确定铁圈的位置,然后根据温度计的使用要求确定铁夹的位置,所以应按照自下而上的顺序安装。
(2)由图可知,该温度计分度值为1℃,目前读数为94℃。
(3)沸腾时,水的气泡在上升过程中体积逐渐变大,所以a是沸腾时的现象,b是沸腾前的现象。
(4)由表格数据可知,水在沸腾前不断吸热温度不断升高;沸腾时不断吸热,温度保持不变。
例5.(25-26八年级上·河南驻马店·月考)如图甲所示是小强在水平桌面上探究“平面镜成像的特点”实验时的实验装置。
(1)如图甲用玻璃板代替平面镜的目的是 。
(2)为了实验效果更好应在 (填“较暗”或“较亮”)的环境中进行实验;为了探究像与物的大小关系,接下来的操作步骤是 。
(3)实验结束时,将蜡烛放在了如图乙的位置A,成像的位置是 (填“1”“2”或“3”)处。
(4)小强是一个善于观察,又爱思考的学生,乘坐汽车时发现汽车的挡风玻璃是倾斜的,为了弄明白原因,于是回到家自己设计了实验,实验中,将玻璃板沿为轴向蜡烛A转动(如图丙),蜡烛A的像将 (填“仍然”或“不再”)与蜡烛A关于镜面对称。此时蜡烛A在镜中的像 (填“向上”或“向下”)运动,小强通过这个实验,明白了汽车倾斜的前挡风玻璃这样设计的目的是防止车内物体成像在车的正前方干扰司机视线。
【答案】(1)便于确定像的位置
(2) 较暗 见解析
(3)1
(4) 仍然 向上
【解析】(1)用玻璃板代替平面镜,是因为玻璃板是透明的,不仅可以反射光,还可以观察到另一侧的像,便于确定像的位置。
(2)[1]实验应选择放在较暗的地方,这样增加烛焰、像与环境的对比度,使观察效果更明显。
[2]为了探究像与物的大小关系,根据等效替代法,接下来应取两支完全相同的蜡烛A和B,把点燃的蜡烛A放在镜前,在镜后移动未点燃的蜡烛B,观察蜡烛B是否能与蜡烛A的像完全重合,当点燃的蜡烛A的像与没有点燃的蜡烛B重合,便可证明像和物体是等大的。
(3)根据平面镜成像的特点,像与物关于镜面对称,所以将蜡烛放在了如图乙的位置A,成像的位置是1处。
(4)[1][2]根据平面镜成像的特点,像与物关于镜面对称,因此实验中,将玻璃板沿为轴向蜡烛A转动,蜡烛A的像仍然与蜡烛A关于镜面对称,由图丙可知,此时蜡烛A在镜中的像向上运动,因此可以解释汽车挡风玻璃是倾斜的,这样的话车内物体通过挡风玻璃所成的像会位于上方,不妨碍司机视线。
例6.(25-26八年级上·河南驻马店·月考)小华在早上跑步时,看到路边的草叶上有一滴露珠,观察到露珠下草叶的脉络比露珠外的脉络粗大,从而想到了学过的“凸透镜成像特点”实验,于是她进行了如下探索:
(1)如图甲所示,是小华做的水凸透镜,让一束平行于水凸透镜主光轴的光线经过水凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。则最小、最亮的光斑所在点即为 ,凸透镜的焦距是 。
(2)如图乙所示,此时烛焰恰好在光屏上成清晰的像,光屏上的像是倒立、 (填“放大”或“缩小”)的实像;此种成像情况和 的成像特点相同(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
(3)当在光屏上恰好成清晰的像时,若在水凸透镜和物体之间放一凹透镜,物体应 (填“靠近”或“远离”)水凸透镜才能再次找到清晰的像。
(4)水凸透镜既可注水也可抽水,蜡烛和水凸透镜不动,小华用注射器向内注水,发现光屏向 (填“左”或“右”)移动才可成清晰的像,通过一次实验从而总结出:“凸透镜越厚其焦距越小”的结论。那么这个结论可靠吗? ,原因是: 。
(5)小华完成水凸透镜实验后,又拿来一个在商场买的放大镜,安装在光具座上,将点燃的蜡烛放在某处,发现无论怎样移动光屏,在光屏上都无法得到蜡烛的像,你认为可能的原因是 。
【答案】(1) 焦点
(2) 缩小 照相机
(3)远离
(4) 左 不可靠 一次实验得出的结论不具有普遍性
(5)蜡烛放在了透镜的一倍焦距内/蜡烛放在了焦点上/凸透镜焦距太大,光具座不够长
【解析】(1)[1][2]根据平行光测焦距,让一束平行于水凸透镜主光轴的光线经过水凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑,最小、最亮的光斑所在点即为焦点,焦点到凸透镜的距离为焦距
(2)[1][2]由图乙可知,物距大于像距,则物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距到二倍焦距之间,根据凸透镜成像的特点,此时成倒立缩小的实像,应用于照相机。
(3)当在光屏上恰好成清晰的像时,若在水凸透镜和物体之间放一凹透镜,凹透镜对光有发散作用,会延迟像的形成,因此此时如果不改变光屏的位置,则应让物体远离水凸透镜才能再次找到清晰的像。
(4)[1][2][3]蜡烛和水凸透镜不动,小华用注射器向内注水,水透镜的厚度变大,会聚能力变强,会使像提前形成,因此将光屏向左移动才可成清晰的像。通过这一次实验就得出凸透镜越厚其焦距越小的结论是不可靠的,因为一次实验得出的结论不具有普遍性。
(5)完成水凸透镜实验后,又拿来一个在商场买的放大镜,安装在光具座上,将点燃的蜡烛放在某处,发现无论怎样移动光屏,在光屏上都无法得到蜡烛的像,可能是蜡烛放在了透镜的一倍焦距内,此时成正立放大的虚像,无法在光屏上呈现;或者是蜡烛放在了焦点上,无法成实像;也可能是凸透镜焦距太大,光具座不够长,所成的像不能在光屏上清晰呈现。
例7.(25-26八年级上·河南鹤壁·月考)在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,水平放置平面镜,白色纸板竖直立在平面镜上,纸板由E、F两部分组成,可以绕ON翻折。实验器材有直尺及铅笔。
(1)使用可以旋转的硬纸板,其目的是 ;
(2)光在平面镜上的O点发生了 反射,我们能从不同的方向在纸板F上看到反射光,是因为光在纸板上发生了 反射;(两空均选填“镜面”或“漫”)
(3)实验时,把纸板ENF垂直放在平面镜上,入射光线AO的法线是 ,光线AO的入射角大小是 度;
(4)接着,该实验小组测量出反射角也为此度数,由此得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论。你认为有何不妥之处? ;
(5)将一束光贴着纸板E沿AO射到镜面上O点,纸板F上会显示出反射光束OB,接着将纸板F绕ON向后翻折,则纸板F上 (选填“能”或“不能”)显示出反射光束,由此说明反射光线、入射光线与法线在 (选填“同一平面”或“不同平面”)内;
(6)若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出,该实验现象说明( )(选填字母)。
A.反射角等于入射角 B.在光的反射现象中,光路可逆
【答案】(1)探究入射光线、反射光线、法线是否在同一平面内
(2) 镜面 漫
(3) ON 40
(4)一次实验得到的结论具有偶然性
(5) 不能 同一平面
(6)B
【解析】(1)实验中可以通过旋转硬纸板观察反射光线所在的位置,从而探究反射现象中反射光线、入射光线、法线是否在同一平面内。
(2)[1]镜面是平整、光滑的,一束平行光照射到镜面上后,反射光会平行射出,故光在平面镜上的O点发生的是镜面反射。
[2]我们能从不同的方向在纸板F上看到反射光,是因为纸板表面粗糙,光发生了漫反射(漫反射的光线向各个方向传播)。
(3)[1]经入射点并垂直于反射面的直线叫做法线,由图可知,入射光线AO的法线是ON。
[2]入射角是入射光线和法线的夹角,由图可知,光线AO与镜面的夹角为50°,故入射角大小为。
(4)仅通过一次实验测量就得出 “反射角等于入射角” 的结论,实验次数太少,具有偶然性,无法避免实验误差或特殊情况的影响,应多次改变入射角进行实验,归纳普遍规律。
(5)[1][2]将纸板F绕ON向后翻折,纸板F和纸板E不在同一平面内,此时纸板F上不能显示出反射光束,说明此时反射光线的位置不在纸板F上,而当两片纸板在同一平面上时,我们可以在两片纸板上看到入射光线与反射光线,这说明反射光线与入射光线、法线在同一平面上。
(6)若让另一束光沿BO方向射向平面镜,反射光将沿OA方向射出,即入射光线逆着原来的反射光线射在镜面上,而反射光线则逆着原来的入射光线射出,这说明在反射现象中,光路是可逆的,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
巩固练习
1.(23-24八年级上·天津和平·期中)频闪拍摄是研究物体运动的方式之一。某科创小组用频闪拍摄的方法来“测量小车运动的平均速度”。如图所示,他们用相机每隔0.5s曝光一次,拍摄了小车在斜面上下滑的频闪照片。请根据照片信息回答下列问题。
(1)本实验中刻度尺是测量 的工具,刻度尺的分度值是 cm;
(2)小车从A点到C点的路程sAC= cm,从A点运动到C点所用时间tAC= s,小车在AC段的平均速度vAC= m/s;
(3)根据照片信息可判断小车做 (选填“匀速”或“变速”) 直线运动。
【答案】 长度 1 40.0 1 0.4 变速
【解析】(1)[1][2]刻度尺是测量长度的工具,图示刻度尺10cm又分为10个小刻度,故分度值为1cm。
(2)[3][4][5]由图可知小车从A点运动到C点的路程为
sAC=80.0cm-40.0cm=40.0cm
相机每隔0.5s曝光一次,从A点运动到C点曝光2次,所用的时间为
tAC=0.5s×2=1s
小车在AC段的平均速度为
(3)[6]由图可知,sDC>sCB>sAB ,小车在DC、CB、AB的时间相同,即在相等的时间内通过的路程不相等,所以小车做的是变速直线运动。
2.(24-25八年级上·河南鹤壁·期末)学习过光的反射一课后,某小组利用如图所示的装置验证“光的反射定律”的实验,请回答下列问题:
(1)如图甲所示,当纸板、与平面镜垂直时,让一束光贴着纸板沿方向射向镜面,在纸板上可看到反射光沿方向射出,与垂直于镜面的直线的夹角是入射角,与的夹角是反射角。
(2)改变入射光的方向,测量和,实验数据如表所示,能得出结论: 。
(3)在图甲中,让光束沿方向射向镜面,反射光沿射出,与(1)对比,可得出结论:在光的反射现象中,光路是 (选填“可逆”或“不可逆”)的。
(4)如图乙所示,把纸板A、B均倾斜相同角度立在平面镜上,使一束光贴着纸板A仍沿某一个角度射到点,在纸板上 (选填“能”或“不能”)看到反射光。
(5)重复图甲、乙所示实验,现象不变,请你进一步推断:反射光线与入射光线共同所在的平面与平面镜的位置关系是 (选填“垂直”或“不垂直”)的,根据法线的定义进一步可以得出光的反射规律中的一个结论是: 。
【答案】 在光的反射现象中,反射角等于入射角 可逆 不能 垂直 光反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内
【解析】(2)[1]由表格中数据知,每组反射角都等于入射角,则在光的反射现象中,反射角等于入射角。
(3)[2]让光束沿逆着反射光的方向射向镜面,反射光沿逆着入射光方向射出,说明在光的反射中,光路是可逆的。
(4)[3]法线与镜面垂直,如果把纸板倾斜的立在平面镜上,纸板与平面镜不垂直,则镜面的法线不在纸板上,入射光沿纸板照射后,反射光线也不在纸板上,则我们在纸板上看不到反射光线。
(5)[4]要使入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现,则法线必须在纸板平面内,此时反射光线、入射光线和法线必须在纸板平面内,因此纸板与平面镜的位置关系必垂直。
[5]反射光线与入射光线共同所在的平面与平面镜垂直,而法线也垂直于平面镜,说明法线也在反射光线与入射光线共同所在的平面内,即光反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
3.(24-25八年级上·河南濮阳·期末)下面两图是本学期我们所做的部分实验的示意图。
(1)如图所示,所用刻度尺的分度值为 ,物体的长度为 cm。
(2)如图所示,轻敲音叉,用悬吊着的小球接触发声的音叉,发现小球被弹开,说明 ;当重敲同一音叉时,可听到更大的声音,同时发现小球被弹开得更远,说明 。
【答案】(1) 1mm 2.50
(2) 声音是由物体振动产生的 响度与振幅有关,且振幅越大,响度越大
【解析】(1)[1][2]由图可知,刻度尺每个小格代表0.1cm,即1mm,所以物体的长度为
(2)[1]通过实验发现,用小锤敲击音叉的时候.音叉发出声音的同时,小球会被弹起一定的角度,说明发声的音叉在振动,即声音是由物体振动产生的。
[2]当敲击音叉的力增大时,音叉发出响度更大的声音,观察到小球被弹开的更远,说明振动幅度变大,说明了响度与声源的振幅有关,而且是振幅越大,响度越大。
4.(25-26九年级上·山东济南·月考)实验小组利用图所示的实验装置进行“观察水的沸腾”的实验。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
98
98
现象
水没有沸腾
水沸腾
(1)在组装该实验装置时,小明首先应当根据 (选填“酒精灯”“酒精灯火焰”或“酒精灯外焰”)的高度调节并固定放置石棉网和铁圈的位置。
(2)在对水进行加热的过程中,小明判断烧杯中水沸腾的依据是___________。
A.水中有大量气泡上升、变大到水面破裂
B.温度计的示数已经达到了100℃
C.温度计的示数在一段时间内保持不变
D.温度计的示数不变后还需要继续加热
(3)小明为了验证“水在沸腾过程中需要继续吸收热量”,他可以在水沸腾一段时间之后 ,观察水是否能继续沸腾。
(4)根据表格中的数据,请在答题卡相应位置的坐标纸上描点,并用平滑曲线画出水沸腾前后温度随时间变化的关系图像;
(5)根据表格中的数据和图像可知,实验小组分析、归纳了水在沸腾时温度变化的特点是 。
(6)小明又改用烧瓶进行了实验,他在烧瓶内加入适量的水,用酒精灯加热。水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,小明看到水不再沸腾;然后迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,如图乙所示,结果发现已停止沸腾的水又重新沸腾,水重新沸腾的原因是 。
【答案】(1)酒精灯外焰
(2)A
(3)停止加热
(4)
(5)继续吸热,温度保持不变
(6)瓶内气压降低,水的沸点降低
【解析】(1)酒精灯的外焰温度最高,实验时要用外焰加热,所以组装装置时需根据酒精灯外焰的高度调节石棉网和铁圈的位置。
(2)A.水沸腾的典型现象是水中有大量气泡上升、变大,到水面破裂,故A符合题意;
B.液体的沸点会受气压影响,水的沸点不一定是,故B不符合题意;
C.温度计示数保持不变也可能是加热过程中出现的暂时稳定情况,并非沸腾的直接判断依据,故C不符合题意;
D.“温度计示数不变后还需要继续加热”是沸腾的条件而非判断依据,故D不符合题意。
故选A。
(3)要验证水沸腾需要持续吸热,在水沸腾后停止加热,若水不再沸腾,就能证明沸腾过程需要继续吸收热量。
(4)横坐标为时间/min,纵坐标为温度/℃,根据表格数据依次描出各点,并用平滑曲线连接这些点,如图所示:
(5)从表格数据能看到,4分钟后水的温度稳定在,结合实验现象可知,水沸腾时持续吸热但温度保持不变。
(6)液体的沸点随气压的减小而降。浇冷水后,烧瓶内的水蒸气遇冷液化,瓶内气压减小,水的沸点随之降低,就会使已停止沸腾的水又重新沸腾。
5.(25-26八年级上·西藏日喀则·期末)如图甲所示,是“探究物质的熔化规律”的实验装置。实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内,再放入大烧杯的水中,观察固体的熔化过程。
(1)试管内物质在熔化过程中,某时刻温度如图乙所示,正确的示数为 ℃,某同学根据实验记录的数据描绘出该物质的温度随时间变化的图像(如图丙ABCDE),则可知该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(2)根据图丙该物质在BC段处于 (选填“固体”、“液体”或“固液共存”)状态,此过程中该物质的温度 (选填“升高”、“降低”或“不变”);
(3)根据图丙该物质在DE段是沸腾的过程,则该物质的沸点是 ℃。
【答案】(1) 35 晶体
(2) 固液共存 不变
(3)90
【解析】(1)[1]使用温度计测温度,在读数时,视线应与液柱中液面相平,由图乙可以看出只有B视线与液面相平,温度计的分度值是1℃,故此时温度为35℃。
[2]从丙图中可以看出物质从固态熔化变为液态,再加热到沸腾的过程,由丙图中BC段吸热熔化但温度不变可知,该物质是晶体。
(2)[1][2]由图丙可知,在BC段过程中,该物质的温度不变,所处的状态是固液共存状态。
(3)图丙中DE段是物质处于液态继续吸热而温度不变,说明此时正在沸腾,而此时温度为90℃,故其沸点90℃。
6.(25-26八年级上·福建福州·月考)图甲是小明探究光的反射定律时的实验情景。
(1)选用表面较 (选填“粗糙”或“光滑”)的纸板进行实验,便于从各个方向看清光的传播路径;
(2)实验时,小明让一束光贴着纸板从多个角度射到O点,并在纸板上记录每次实验的光路。记录时,为了区分这些光路,可采用的方法是 ;
(3)小明在实验中记录的数据如下表所示。通过表中数据可以得出结论:在光的反射现象中, ;
实验次数
1
2
3
4
入射角
70°
55°
40°
25°
反射角
70°
55°
40°
25°
(4)小明进行如图乙所示的三种操作:
A.将纸板的右半部分向后翻折
B.将纸板与入射光一起以ON为轴旋转
C.将纸板与入射光一起以AB为轴向后倾倒
以上操作后仍可以在纸板上看到反射光的是 (填字母)。
【答案】(1)粗糙
(2)用不同颜色的笔将其画下来
(3)反射角等于入射角
(4)B
【详解】(1)粗糙的纸板发生漫反射,能让光向各个方向反射,便于从不同角度看清光的传播路径。
(2)通过不同颜色的笔,能清晰区分不同角度入射的光路。
(3)从表格数据中能看到,每次实验的反射角数值都和入射角数值相等,由此可得出该结论:反射角等于入射角。
(4)A.将纸板右半部分向后翻折,此时反射光线所在的平面与入射光线、法线所在平面不再重合,无法在纸板上看到反射光,故A不符合题意;
B.将纸板与入射光一起以ON为轴旋转,入射光线、反射光线和法线仍在同一平面内,能在纸板上看到反射光,故B符合题意;
C.将纸板与入射光一起以AB为轴向后倾倒,法线不再垂直于平面镜,反射光线会偏离纸板,无法在纸板上看到反射光,故C不符合题意。
故选B。
7.(24-25九年级下·江西宜春·月考)在探究“平面镜成像特点”的实验中,选取完全相同的蜡烛A和B如图所示,在竖直的玻璃板前10cm处放一支点燃的蜡烛A,烛焰高2cm。
(1)用透明玻璃板代替平面镜的目的是 ,在寻找蜡烛像的时候,应该在蜡烛 (选填“A”或“B”)这一侧观察;
(2)小明将玻璃板前面的蜡烛A点燃,将另一支外形相同的未点燃的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,这种确定像与物大小关系的物理研究方法是 ;实验过程中不小心将玻璃板的右侧部分打碎了,左侧玻璃板的位置没有变化,则蜡烛A (选填“能”或“不能”)通过左侧玻璃板成完整的像;
(3)接下来,小明用跳棋棋子代替点燃的蜡烛进行实验,但看不清跳棋棋子的像。请你想个办法能看清跳棋棋子的像,应该采取的做法是 (选填“照亮棋子”或“照亮玻璃板”)。
(4)根据平面镜成像的特点可判断,身高的人,站在镜前5m处,当他远离平面镜时,像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)若平面镜竖直放置,镜前有一个发光物体S,现将平面镜绕M点从MN转到位置,在转到水平位置如图乙所示,点S离它像点的距离 (选填“越来越小”“越来越大”“先变小后变大”“先变大后变小”或“保持不变”)。
【答案】(1) 便于确定像的位置 A
(2) 等效替代法 能
(3)照亮棋子
(4)不变
(5)先变大后变小
【解析】(1)[1]用透明玻璃板代替平面镜,便于确定像的位置。
[2]平面镜成的像是光的反射形成的,A蜡烛发出的光线经玻璃板反射,被人眼接收,才能看到像,故眼睛在A蜡烛所在这一侧。
(2)[1]一支蜡烛放在玻璃板前面并点燃,另一支放在玻璃板后面,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,说明像与物大小相等,利用了等效替代法。
[2]实验过程中不小心将玻璃板虚线的右侧部分打碎了,左侧玻璃板的位置没有变化,则蜡烛A能通过左侧玻璃板成完整的像。
(3)平面镜成像时,成像物体越亮,环境越暗,物体成像越清晰所以用手电筒照亮跳棋子,棋子反射出的光线增多,棋子成像更清晰。
(4)由平面镜成的像特点可知,平面镜成的像是正立等大的虚像,因为不论物离镜远还是近,像与物大小都相同,当人远离镜子时,像的大小是不变的。
(5)根据平面镜成像特点,分别作出平面镜在多个位置时的像,由图可知,平面镜绕M点从MN转到位置,再转到水平位置过程中,点S离它像点的距离先变大后变小。
8.(24-25八年级上·河南濮阳·期末)某兴趣小组使用如图所示的实验装置探究凸透镜成像的规律。
(1)为使像完整呈现在光屏中央,应调节烛焰、光屏和凸透镜,使它们的中心在 。
(2)当烛焰、光屏和凸透镜在如图所示位置时,光屏上承接到清晰的像,该像是倒立、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)应用了此成像规律。
(3)实验时,由于实验时间较长,蜡烛燃烧变短,烛焰的像在光屏上的位置会向 方移动,此时应向 调节凸透镜,使烛焰的像回到光屏的中央。(均选填“上”或“下”)
(4)若保持上图中的蜡烛与光屏的位置不变,向 (选填“左”或“右”)适当移动凸透镜,可以在光屏上重新看到烛焰的像。
【答案】(1)同一水平直线上(或同一高度)
(2) 放大 投影仪
(3) 上 下
(4)右
【解析】(1)为了使像能清晰地成在光屏中央,需要让烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,防止像偏上或偏下。
(2)[1]先计算物距和像距:物距
像距
比较:→物距比像距小→是放大的实像。
[2]根据凸透镜成像规律:当,且时,成倒立、放大的实像。此时像距大于物距,符合投影仪的工作原理。
(3)[1]根据“过光心的光线传播方向不变”,火焰向下移,其像会向上移,所以像会向上移动。
[2]要使像回到光屏中央,可以:向下移动凸透镜(使光心向下),从而让像向下移动。
(4)当前情况:蜡烛在30.0cm,光屏在85.0cm,距离固定。凸透镜在50cm处,成清晰像。
现在保持蜡烛和光屏不动,移动凸透镜,仍要在光屏上成清晰像。这属于“光路可逆性”的应用。物距,像距
如果把凸透镜向右移动,使得新的物距变为原来的像距(35cm),像距变为原来的物距(20cm),仍然可以成像。
9.(24-25八年级上·河南濮阳·期末)某物理实验小组利用天平、量筒、烧杯等器材测量牛奶的密度,如图所示。
(1)将托盘天平放在 工作台上,将游码移至标尺左端的 处,当横梁静止时,指针位置如图甲所示,应将平衡螺母向 调节,直到横梁在水平位置平衡、指针对准分度盘的中央刻度线;
(2)本实验测牛奶密度的实验原理是 ;
(3)天平调平衡后,继续完成下列实验步骤:
①测出空烧杯的质量为38.4g;②取适量的牛奶倒入烧杯中,用天平测出牛奶和烧杯的总质量,如图乙所示,牛奶和烧杯的总质量为 g;③将烧杯中的牛奶全部倒入量筒中,如图丙所示;④该牛奶的密度为 ;
(4)小组内交流时发现有误差,如果将上述实验步骤顺序调整为 ,可以减小误差;
(5)实验小组又按照正确顺序测量了一次,但有少量的牛奶附着在量筒液面上方的内壁上,则测得的牛奶密度比真实值 (选填“大”或“小”)。
【答案】(1) 水平 零刻度线 右
(2)
(3) 82.4 1.1
(4)②③①④
(5)大
【解析】(1)[1][2]天平使用时,应将天平放在水平工作台上,将游码移到标尺左端零刻度线处,调节平衡螺母使天平平衡。
[3]由图甲可知,指针左偏,说明左盘较重,故应将平衡螺母向右调,直至指针对准分度盘的中央刻度线。
(2)实验中用天平测出物体的质量,用量筒测出物体的体积,再根据公式计算出物体的密度,故该实验的实验原理为。
(3)[1]天平读数时应将砝码质量加上游码所对应的刻度值,由图乙可知,标尺的分度值为0.2g,故牛奶和烧杯的总质量为
[2]牛奶的质量为
由图丙可知,量筒的分度值为2mL,故牛奶的体积为
则牛奶的密度为
(4)将烧杯中的牛奶全部倒入量筒中时,烧杯中会有液体残留,会导致测量的体积偏小,从而导致密度偏大,为了减小误差,可以将实验步骤顺序调整为②③①④,即先测量牛奶和烧杯的总质量,再将牛奶倒入量筒,接着测量空烧杯的质量,最后计算牛奶的密度。
(5)如果量筒内壁上有少量牛奶附着,会导致测量的牛奶体积偏小,而质量测量准确,根据可知,测得的牛奶密度比真实值偏大。
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