内容正文:
实验专题
注:标“”代表该实验为2022年版课程标准要求的学生必做实验。
实验1 用弹簧测力计测量力
1.如图1所示,小明使用弹簧测力计测量生活中常见的力。
图1
(1)弹簧测力计的工作原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越________。
(2)要选取____________和分度值合适的弹簧测力计。使用弹簧测力计前,要调节指针到____________处;再轻轻拉动几次挂钩,检查指针、弹簧和外壳之间是否________。
(3)如图甲,该弹簧测力计的测量范围是________N,分度值为________N,苹果的重力为________N。
(4)如图乙,在测量鞋子在水平木板上运动时受到的摩擦力前,要在________(选填“竖直”或“水平”)方向上对弹簧测力计进行调零;图乙是用弹簧测力计拉着鞋子做匀速直线运动时的情景,则鞋子受到的摩擦力大小为________N。
实验2 阻力对物体运动的影响
2.在探究“阻力对物体运动的影响”时,小车最终静止时所在的位置如图2所示,已知毛巾的表面最粗糙,木板的表面最光滑。
图2
(1)让同一小车从斜面上同一位置由静止开始下滑,目的是使小车到达水平面时的________相同。
(2)实验中,用小车在水平面上______________反映阻力对物体运动的影响,这种物理研究方法是____________法。
(3)观察图中的实验现象可知,小车在________(选填“毛巾”“棉布”或“木板”)表面滑行的距离最远。由此可得,小车受到的阻力越________,速度减小得越慢。
(4)在(3)的基础上进一步推理可得:假设水平面绝对光滑(即小车不受任何阻力),小车滑到水平面上后将________________。这说明物体的运动____________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。这里用到的科学研究方法是____________法。
(5)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了最右端,同学们讨论后,认为不需要重做本实验,理由是________________________________________________________________________。
(6)若在木板表面某位置放置一个木块,让同一小车从同一斜面的不同高度处由静止滑下,并撞击木块,则还可以探究小车的________________(选填“动能与速度”或“动能与质量”)的关系。
实验3 探究二力平衡的条件
3.如图3所示,某实验小组在做“探究二力平衡的条件”实验。
(1)如图甲,实验时应选择较________(选填“光滑”或“粗糙”)的水平桌面。定滑轮的作用是________________。
图3
(2)用手按住小车不动,在两托盘中放入质量相等的砝码,放手后小车保持静止;在两托盘中放入质量不相等的砝码,放手后小车的运动状态改变。这说明相互平衡的两个力大小________。
(3)在两托盘中放入质量相等的砝码,小车保持静止,接着将小车扭转一个角度后释放,这样做的目的是探究____________________的两个力能否相互平衡。
(4)利用图乙装置________(选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。图乙装置中保持两侧钩码质量相等,用手捏住卡片使其静止,松手后,卡片将____________(选填“保持静止”或“开始运动”)。
(5)为了验证二力平衡时两个力是否作用在同一物体上,在图乙情况下,下一步的操作是:____________________,再观察卡片的运动情况。
实验4 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
4.如图4所示,小明用表面粗糙程度相同的长方体木块、材料相同但表面粗糙程度不同的长木板和弹簧测力计等器材探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。
图4 图5
(1)根据____________条件,当小明用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做____________运动时,木块所受拉力的大小等于滑动摩擦力的大小。
(2)比较甲、乙两次实验,可以初步得出结论:当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越________。下列实例中,可用该结论解释的是________(多选,选填字母)。
A.在行李箱下安装滚轮 B.难以推动装满书的书橱
C.自行车刹车时用力捏闸 D.向自行车转轴处滴加润滑油
(3)________两次实验,可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。该实验中,小明主要采用的物理研究方法是______________。
(4)若小明还想探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系,则他可以采取的实验操作是__________________。
(5)小明在实验中发现较难保持弹簧测力计的示数稳定,于是他改用图5所示的装置进行实验。在用此装置进行实验时,__________(选填“需要”或“不需要”)匀速拉动木板;将木板向左拉出,木块保持静止时,弹簧测力计________(选填“A”或“B”)的示数反映了木块与木板间滑动摩擦力的大小。
实验5 研究同一直线上二力的合成(新教材实验)
5.如图6所示,涛涛在研究同一直线上二力合成的实验中,把一根轻质弹簧的一端固定在O位置,另一端用尼龙细线固定在弹簧测力计的挂钩上。每次实验时,他都将弹簧的右端由A位置拉伸到B位置,实验数据已在图中标出。
图6
(1)在a、b、c三次实验中,涛涛均将弹簧的右端从A位置拉伸到B位置,目的是使三次实验中力的作用效果________(选填“相同”或“不同”),该物理研究方法是______________(选填“控制变量法”“转换法”或“等效替代法”)。
(2)分析a、b两次实验中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得:在同一直线上,方向相同的两个力,其合力的大小等于这两个力的大小________(选填“之和”或“之差”),合力的方向与这两个力的方向________(选填“相同”或“不同”)。
(3)分析________(选填字母)两次实验中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得:在同一直线上,方向相反的两个力,其合力的大小等于这两个力的大小________(选填“之和”或“之差”),合力的方向与较________(选填“大”或“小”)的力的方向相同。
实验6 压力和受力面积对海绵形变的影响
6.如图7所示,某实验小组利用小桌和砝码探究了压力和受力面积对海绵形变的影响。
图7
(1)对比甲、乙两图可得,海绵在压力作用下的形变情况与____________有关。
(2)对比乙、丙两图可得,其他条件不变时,受力面积越________,海绵在压力作用下的形变越明显。下列实例中,可以用此结论解释的是________(多选,选填字母)。
A.啄木鸟有尖锐的喙 B.用力剁排骨 C.吸管的一端剪成斜口
(3)如图丁所示,小桌桌面的一部分不在海绵上,请比较图丙、丁中小桌对海绵的压强大小:p丙________p丁。(选填“>”“<”或“=”)
图8
(4)同组的小强将小桌换成肥皂,并将肥皂沿竖直方向切成质量不同的A、B两块,放在海绵上,如图8所示。他发现海绵的形变情况相同,由此得出结论:压力的作用效果与压力的大小无关。小强的实验方案是________(选填“正确”或“错误”)的,理由是________________________。
(5)如图9所示,除了①小桌、②海绵、③砝码、④肥皂外,实验室还有⑤盛有水的矿泉水瓶、⑥装有沙子的容器、⑦木板等器材供同学们在探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验中使用,则实验小组的同学们所选的下列四组器材中,不能达到探究目的的是________。(选填字母)
图9
A.①③⑥ B.③④⑤⑦
C.②③⑦ D.②⑤
实验7 探究液体压强与哪些因素有关
7.小明和同组同学在做“探究液体压强与哪些因素有关”实验,实验操作如图10所示。(已知ρ水<ρ盐水)
图10
(1)如图甲,实验前应检查压强计是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,若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”)。若在使用压强计前发现U形管两侧液面不相平,接下来应该________(选填字母),直到U形管两侧液面相平。
A.向U形管内添加适量水 B.从U形管内向外倒出适量水 C.取下软管重新安装
(2)实验中,通过______________________来反映液体内部压强的大小,这里用到的研究方法是__________。
(3)比较乙、丙两图可得,液体的密度相同时,深度越深,液体的压强越________。
(4)比较丙、丁两图,可探究的问题是“___________________________________________________?”
(5)比较________两图,可以探究液体压强与液体密度的关系。由实验现象可知,深度相同时,液体的密度越大,液体压强越________。
(6)若将U形管压强计改为图11所示的装置,将两个探头分别放在左、右两个容器内,左侧容器中是密度为ρ的液体,右侧容器中是水。当U形管压强计两侧液面高度相同时,两探头所处深度的高度差为Δh,则待测液体的密度ρ液________ρ水(选填“>”“<”或“=”)。
图11 图12
(7)小明将矿泉水瓶装满水,继续探究,如图12所示,水从M、N两小孔喷出,落到瓶底处水平放置的接水盘上,水的落点分别为C、B,接着小明将接水盘向下平移至D处,使MA=ND,水的落点分别变为E、F。为了比较M、N两小孔处液体压强的大小,应比较AC与________(用字母表示)的距离。
实验8 探究浮力大小与哪些因素有关
8.如图13所示,某实验小组在做“探究浮力的大小与什么因素有关”实验。
图13
(1)②中铜块所受的浮力大小为________N,方向____________。
(2)比较①②③④⑤可知:浸没前,随着浸入液体深度的增加,铜块受到的浮力________;浸没后,随着浸入液体深度的增加,铜块受到的浮力________(前两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。由此可得,物体所受浮力的大小与物体浸入液体的________有关,与物体浸入液体的深度________(选填“有关”或“无关”)。物体所受浮力F浮的大小与物体浸入液体深度h的大致关系图像是________(选填字母)。
(3)分析__________(选填序号)三次实验可知:物体所受浮力的大小与液体的密度有关,在其他条件相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越________。
(4)若⑤中不小心使铜块触碰到了容器底,且铜块对容器底有力的作用,则测得的浮力将偏________。
(5)由①④可得,铜块的密度为________kg/m3;由①⑥可得,盐水的密度为________kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(6)小华同学分析②③④实验时,发现物体浸在液体中的深度和浸入液体的体积都发生了变化。为了进一步验证上述所得结论的准确性,她又准备了一个如图14所示的密度大于水的三棱锥(三棱锥上标记有中位线)。请你和她一起完成实验:
图14
①用弹簧测力计挂住三棱锥A端浸入水中,使其中位线与水面相平,记下弹簧测力计的示数F1;
②________________________________________________________________________,
记下弹簧测力计的示数F2;
③若F1≠F2,则能初步说明物体浸没前所受浮力的大小与________________________________________________________________________
________有关。
实验9 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
9.如图15所示,小明所在的实验小组用石块、溢水杯、水和弹簧测力计等器材来探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
图15 图16
(1)为了减小误差且方便操作,最合理的实验顺序是____________。
(2)下表是该实验小组设计的记录数据的表格,请将表头和数据补充完整。
小桶所受的
重力G桶/N
__________
__________
石块在水中时
弹簧测力计
的示数F拉/N
小桶和石块排开
的水所受的总
重力G总/N
__________
__________
石块排开的水所
受的重力G排/N
1
________
1.8
2.2
1.2
________
(3)由表格数据可知,石块所受浮力的大小________(选填“大于”“小于”或“等于”)其排开的水所受的重力。
(4)同组的其他同学在实验中存在以下问题,其中可能会对实验结果产生影响的是________(多选,选填字母)。
A.溢水杯中未装满水 B.步骤乙中石块碰到了溢水杯底
C.步骤乙中石块没有完全浸入到水中
(5)另一小组用图16所示的器材代替石块和溢水杯进行实验:在一只薄塑料袋(重力忽略不计)中装入大半袋水,用弹簧测力计测出其所受重力的大小,再将它逐渐浸入水中;当____________________________时,观察到弹簧测力计的示数为零,原因是________________________________________________________________________
____________________________________________。
实验10 研究物体的动能跟哪些因素有关
10.汽车超载、超速行驶很容易造成交通事故。小东想要探究物体的动能大小与其质量、速度的关系,实验过程如图17所示。
图17
(1)该实验中所探究的“物体的动能”是指________(选填字母)。
A.钢球在斜槽上的动能 B.钢球到达水平面时的动能
C.木块的动能
(2)实验中所探究物体的动能大小是通过__________________________来反映的,这里用到的物理研究方法是________法。
(3)甲、乙两次实验探究的是物体的动能与________的关系。
(4)________两次实验探究得出的结论可用来解释超载带来的安全隐患。由实验现象可得,物体的速度相同时,其质量越大,动能越________。
(5)甲实验中若将木块的初始位置向右移动一小段距离,要使小球撞击木块后,木块移动的距离s甲′和s甲相等,则在斜面上由静止释放小球的高度应该比原来的________(选填“高”或“低”)。
(6)若水平面绝对光滑,则该实验装置________(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(7)小东发现高速公路限速牌上标有“120”和“100”字样,结合本实验可知,________(选填“大客车”或“小轿车”)的限速应该是100 km/h。
实验11 探究杠杆的平衡条件
11.如图18所示,小明用杠杆、钩码等器材进行了“探究杠杆的平衡条件”实验,实验中每个钩码重1 N,杠杆上每个小格的长度相等。
图18
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,此时杠杆处于________(选填“平衡”或“不平衡”)状态。为使杠杆水平平衡,小明应将右端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节。
(2)将杠杆调至水平平衡的好处是便于直接读出________的大小。
(3)改变杠杆两端的钩码数量和钩码所在位置多次实验,记录的数据如下表所示,由表可得,F1、l1、F2、l2的关系为________________。
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
2
3
3
2
2
1
6
2
3
3
3
2
1
6
(4)多次实验的目的是____________________________。
(5)如图乙所示,小明改用弹簧测力计进行实验,保持杠杆水平平衡,将弹簧测力计从位置a移到位置b,则该过程中弹簧测力计的示数________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(6)图丙中杠杆恰好水平平衡,若从杠杆两端各取下一个钩码,则杠杆的________(选填“左”或“右”)端将翘起。
(7)同班的小李同学用图丁所示的装置探究杠杆的平衡条件,最终得出的结论与小明得出的结论不同,原因可能是________________________________________________________________________。
(8)实验结束后,小明联想到生活中的杆秤,如图19所示,杆秤主要由秤杆、秤钩、提纽A、提纽B和秤砣组成。
图19
①在用该杆秤称量货物时,使用提纽________(选填“A”或“B”)能使该杆秤称量更大的质量;
②若该杆秤配套的秤砣有磨损,则称量货物时该杆秤显示的质量将比被测货物的真实质量________(选填“大”或“小”)。
实验专题
1.(1)大 (2)测量范围 零刻度线 卡住
(3)0~5 0.2 1.6 (4)水平 3
2.(1)速度 (2)滑行的距离 转换 (3)木板 小
(4)做匀速直线运动 不需要 科学推理
(5)仅在木板上滑行时滑出了最右端,足够说明小车在木板上滑行的距离最大 (6)动能与速度
3.(1)光滑 改变力的方向 (2)相等
(3)不在同一条直线上 (4)能 保持静止
(5)把卡片从中间剪开
4.(1)二力平衡 匀速直线 (2)大 BC
(3)甲、丙 控制变量法 (4)将木块竖着放置
(5)不需要 B
5.(1)相同 等效替代法 (2)之和 相同
(3)a、c 之差 大
6.(1)压力的大小 (2)小 AC (3)<
(4)错误 没有控制受力面积相同 (5)B
7.(1)不漏气 C (2)U形管两侧液面的高度差 转换法
(3)大
(4)液体内部同一深度向各个方向的压强是否相等
(5)丙、戊 大 (6)< (7)DF
8.(1)0.5 竖直向上 (2)变大 不变 体积 无关 C
(3)①④⑥ 大
(4)大 【解析】铜块触碰到了容器底,且对容器底有力的作用,此时弹簧测力计的示数变小,由F浮=G-F示可得,F浮将偏大。
(5)9×103 1.2×103 (6)②用弹簧测力计挂住三棱锥B端浸入水中,使其中位线与水面相平 ③浸入液体的体积
9.(1)丁、甲、乙、丙 (2)石块所受的重力G石/N 石块在水中所受的浮力F浮/N 3 1.2 (3)等于 (4)AB
(5)薄塑料袋内外液面相平 此时薄塑料袋受到的浮力等于薄塑料袋内水的重力
10.(1)B (2)木块被撞出距离的远近 转换 (3)速度
(4)甲、丙 大 (5)高 (6)不能 (7)大客车
11.(1)平衡 右 (2)力臂 (3)F1l1=F2l2
(4)避免偶然性,得出普遍规律 (5)变大 (6)右
(7)杠杆自重对实验有影响 (8)①B ②大
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