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加练7 课外创新实验探究题
1.张芳在物理课上学习了液体蒸发快慢与液体温度、液体表面积、液体表面上方气流速度三个因素有关。星期天,他做了一次家庭实验进行进一步验证:在四块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水,然后进行如图1所示的实验探究:
第1题图
(1)通过、两图的对比,可以验证水蒸发的快慢与液体 有关;
(2)通过 (填字母)两图的对比,可以验证水蒸发的快慢与水的温度有关;
(3)猜想水蒸发快慢可能与水上方的空气流速有关,张芳同学可以通过 (填字母)两图来进行探究,该实验的研究方法是 ;
(4)在一些洗手间装有热风干手器,洗手后用它可以很快把手烘干,如图2所示,关于图中利用了哪几种方法加快水的蒸发,以下选项中正确的是 。
①提高液体的温度 ②增大液体的表面积 ③加快液体表面空气流动速度
2.物理课上老师让同学们自制简易测力计,每组实验器材有:完全相同的橡皮筋若干、质量为50g的钩码若干、回形针、木板、白纸、钉子、刻度尺。制作的测力计如图甲所示。请你回答下列问题:
(1)图甲中,当橡皮筋(挂上回形针时)自然下垂时指针所在位置应标记为测力计的 。在回形针下挂上钩码,橡皮筋被拉长,是因为橡皮筋受到钩码 力的作用.
(2)小敏在回形针上同时挂6个钩码,钩码静止时在指针位置处标记3.0,用刻度尺等分刻度后标记相应数字,如图乙所示。小华在回形针上逐次增加一个钩码,分别记下指针静止时的位置,标记相应的刻度线和数字,如图丙所示。
(3)对比发现两人标记的刻度线位置并不完全重合,图 (选填“乙”或“丙”)的刻度方式较准确,你判断的理由是 。造成图丙刻度不均匀的主要原因是 .
(4)制作好的测力计分度值过大,影响测量的精确度。如果要制作分度值为0.1N的测力计,利用现有的器材,你准备怎么完成?请简单说明你的方法
。
3.在长约1米、一端封闭的玻璃管灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如图所示。
(1)为了测得大气压的值,这时必须测量内外水银面的 ;
(2)如果将水银槽中的玻璃管稍微倾斜,水银柱的高度将 (选填“增大”“减小”或“不变” ;
(3)如果把装置里的水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内,管中的水柱 下降(选填“会”或“不会” ;
(4)如果在管壁的中间开一个小孔,里面的水柱 喷出(选填“会”或“不会” ,理由是 。
第3题图
4.在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,小欣同学利用木条、橡皮泥、包装带和钩码进行探究活动。
(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: 相同时, 越大,压力的作用效果越明显;
第4题图
(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,这种研究物理问题的方法在物理学中叫 ;
(4)实验过程中,小欣同学在包装带下方挂了2个的钩码,并测得包装带与橡皮泥的接触面积为,则包装带对橡皮泥的压强是 .(取
5.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:
。
6.一次课外活动中,小金用浮有乒乓球的水杯从一定高度下落到达地面后,发现乒乓球反弹的高度远大于乒乓球起始高度,如图所示。为了探究乒乓球反弹的高度与哪些因素有关,他提出自己的猜想:
猜想1:与水杯的起始高度有关;
猜想2:与杯中的水量有关;
猜想3:与杯子的材料有关。
第6题图
小金用同型号乒乓球和纸杯进行了多次实验,数据如表格:
组别
杯中水量
水杯的起始高度
乒乓球的反弹高度
1
50
50
61
2
50
75
102
3
50
100
1476
4
100
100
184
5
140
100
218
(1)本实验中需要的测量工具是 。
(2)比较组别 三次实验数据可验证猜想一,其他条件相同时,水杯的起始高度越高,乒乓球反弹的高度越 (选填“高”或“低” 。
(3)比较组别3、4、5三次实验数据,可以得出的结论是 。
(4)为了验证猜想三,小金准备了塑料杯,纸杯和玻璃杯,并保持杯中水量和 均相同,观察乒乓球的反弹高度。
(5)请从做功的角度解释乒乓球反弹高度总比乒乓球起始高度要更高的原因: 。
7.小明设计了用吸盘测量大气压值的实验,可选用测量工具有刻度尺、弹簧测力计、秒表和天平。请回答:
第7题图
(1)实验步骤:
①如图所示,将塑料吸盘压在光滑的水平玻璃板上,挤出里面的空气;
②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢添加 (选填“砝码”或“细沙” ,直到吸盘恰好脱离玻璃板;
③用天平测出小桶和里面物体的总质量;
④用刻度尺测量 (写出相关物理量及其符号);
⑤大气压强表达式为: (用所测量的物理量的符号表示)。
(2)为了减小误差,下列做法可行的是 。
.减小吸盘的直径
.减小塑料桶的质量
.在吸盘上沾点水后再压在玻璃板上
(3)小组同学通过实验数据计算出的大气压值与1个标准大气压值相差很大,造成该现象的原因可能是 (写出一条即可)。
8.小明在实验室探究弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系。
第8题图
(1)小明选取了一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码(每个钩码重力已知)、铁架台。要完成实验,他还需要的测量仪器是 ;实验中小明记录数据如表,表中数据明显错误的是第 次实验;
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
拉力
0
1
2
3
4
5
6
弹簧伸长量△
0
0.40
0.80
1.70
1.60
2.00
2.40
(2)请你根据表中的数据在图乙所示的坐标系中画出弹簧伸长量与所受拉力的关系曲线;
(3)分析图像可得到结论 ;
(4)小明又选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,绘制出如图丙所示图像。小明准备自己动手制作弹簧测力计,若要制作精确度较高的弹簧测力计,应选用弹簧 (选填“甲”或“乙” 。若他选用弹簧甲制作弹簧测力计,则该测力计的量程为 。
9.一同学根据生活中的一些现象猜想:运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关。他在老师的帮助下利用一些“小纸杯”作为研究对象,用超声测距仪等先进仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度,在相同的实验条件下,该同学首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离,将数据填入下表中,图(a)是对应的路程时间图线。
第9题图
(1)图(a)中的段反映了运动物体在做 运动,表中处的值约为
。接下来,该同学将不同数量只、2只、3只、4只、5只)的“小纸杯”先后叠放在一起从空中释放,并分别测出它们的速度时间图线,如图(b)中图线1、2、3、4、5所示。
(2)观察图(b)中单个纸杯的速度时间图线1可知,小纸杯在直线下落的开始阶段,其运动速度的变化具有 的特点,小纸杯最后做匀速直线运动,此时,它所受空气的阻力 自身重力(选填“大于”、“小于”或“等于” ,依据 原理。
(3)单个纸杯和5只叠放纸杯比较,在它们各自到达匀速运动时所受的空气阻力之比为 ;再结合图(6)中的图线1和图线5可知,物体运动时遇到的阻力确实随着速度的增加而增大,但不成正比例关系,理由是: 。
10.在生活中常看到船在码头停泊时把缆绳绕在码头的船桩上几圈,即使不打结也能固定住船。生活经验告诉我们:绳子缠绕之后,会增大摩擦力。那摩擦力的大小与缠绕的圈数之间存在怎样的关系呢?带着这一问题小明设计了如下的实验。实验器材:课桌、铁架台、弹簧测力计、粗棉线、圆柱形铁棒、重物。请回答下列问题:
(1)将铁架台置于水平桌面上,弹簧测力计挂在铁架台细杆上,并且在 方向上对弹簧测力计校零。将棉线的一端系在弹簧测力计挂钩上,另一端与重物相连,测力计示数稳定后为。
第10题图
(2)把铁棒固定在铁架台的底座上,将棉线在铁棒上绕1圈如图甲所示,此时测力计的示数为,则棉线与铁棒之间的摩擦力为 。
(3)逐次增加棉线绕在铁棒上的圈数,直至弹簧测力的示数接近于零,将相关数据记录并画出拉力的大小随绕绳圈数变化的大致图像,如图1乙所示。通过分析图像可以得出摩擦力随绕绳圈数变化的关系是 。
(4)结合影响滑动摩擦力大小的因素分析:增加绕绳圈数后摩擦力增大的原因是由于 增大,这一物理量增大的原因是 。
11.高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”,其强大的打击力对人们的生命安全构成了严重威胁。为了探究高空抛物对地面打击力的大小与哪些因素有关,小峰提出了下列猜想:
猜想一:打击力的大小与物体的高度有关;
猜想二:打击力的大小与物体的质量有关。
为了验证猜想,小峰准备了以下器材:一个足球和一个篮球(如图甲所示)、三张面积足够大的白纸和印纸(注:印纸受到力的挤压后会在下方的白纸上留下印迹)、一台电子秤。
第11题图
(1)实验中用足球或篮球模拟高空抛下的物体,通过观察物体下落在白纸上留下的印迹的 来反映其对地面打击力的大小。印迹的产生说明力可以改变物体的 ;
(2)为了验证猜想一,小峰设计实验:a.将印纸叠放在白纸上平放于水平地面,将足球从印纸正上方的高度处由静止释放,足球对印纸的打击力为F,并在白纸上留下“印迹1”,如图乙所示;b.换用新的白纸和印纸,将足球从印纸正上方的高度处由静止释放,足球在白纸上留下“印迹2”,如图乙所示。对比“印迹1”和“印迹2”可以得出结论:同一物体,所处的高度越高,由静止释放后对地面的打击力越 ;
(3)为了验证猜想二。小峰换用新的白纸和印纸,将篮球()从印纸正上方的高度处由静止释放,篮球对印纸的打击力为,并在白纸上留下“印迹3”,如图乙所示。他通过比较“印迹1”和“印迹3”得出结论:从同一高度处由静止释放的物体,质量越大,对地面的打击力越大。你认为小峰通过上述实验过程得出的结论可信吗? (选填“可信”或“不可信”)。理由是 ;
(4)经讨论之后,他们还发现:同一重物从同一高度由静止自由下落对水平地面产生的打击破坏能力,比被竖直向下推出下落时对同一水平地面产生的打击破坏能力弱。这是为什么呢?请你说明其中的道理: 。
12.小帅在观看了央视科教频道关于风洞实验的节目,了解到很多飞行器的外形设计都要以风洞实验的结果为依据。受此启发他用风扇和电子秤组装起来模拟风洞装置(如图甲所示),并用塑料瓶、木板等材料制作了两个形状不同的机翼模型(如图乙所示),用来比较不同形状的机翼模型所受到的升力大小。请你回答下列问题:
第12题图
风速
电子秤示数
模型
平凸型
凹凸型
不吹风
470
380
吹风(低速档)
455
362
吹风(高速挡)
436
331
(1)开启电风扇向右吹风过程中,模型相对于空气向 (选填“左”或“右” 运动。
(2)实验中发现电风扇开启后模型会向右倒。为解决上述问题,你的办法是 。
(3)小帅将两个模型在不同风速下电子秤的示数记录到表格中。根据表格中的数据,对同一机翼模型,风速越大,模型受到的升力越 。
(4)在比较不同形状机翼的升力时,小帅依据实验数据得到结论:“平凸型机翼模型受到的升力比凹凸型机翼模型小”。你认为应该给该结论加上的条件是 。
(5)为了更直接的测量升力的大小,小美建议将本实验的电子秤改成弹簧测力计。采用如图丙的方式将机翼模型悬吊起来,通过测力计示数的差值来反映升力大小。再进行上述实验。请你评估该方案是否合理 ,并说明理由
。
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加练7 课外创新实验探究题
1.(1)表面积 (2) (3) 控制变量法 (3)①②③
2.(1)0 N 拉力 (3)丙 因为是实际测量的拉力大小对应的刻度
是因为超过了橡皮筋的弹性限度,橡皮筋的伸长与拉力不是成正比。
(4)如果将5个相同的橡皮筋串联,相同拉力伸长是原来的5倍,则相同伸长是原来的五分之一,因而可以提高精确度。
3.(1)高度差;减小;(2)不变;(3)不会;(4)不会;小孔处有空气进入,玻璃管和水槽组成连通器,则管内的水不会从小孔喷出,反而会立即下降,直到液面相平。
4.(1)受力面积 压力 (2)不同 相同 (3)凹陷程度 转换法 (4)
5.(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
6.(1)刻度尺 (2)1、2、3 高 (3)乒乓球反弹的高度与杯中水量有关;杯中水量越少,乒乓球的反弹高度越高 (4)水杯的起始高度 (5)乒乓球被反弹,受到溅起水花的推力,推力对乒乓球做功,它的机械能大于开始的机械能,故乒乓球反弹高度总比乒乓球起始高度要更高
7.(1)②细沙 ④吸盘的直径 ⑤ (2) (3)吸盘漏气
8.(1)刻度尺 4 (2)如答图所示 (3)在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比 (4)甲
9.(1)匀速直线 1.937 (2)速度增大,增大得越来越慢 等于 二力平衡 (3) 速度之比明显不等于阻力之比
10.(1)竖直 (2)4.6 (3)绕绳的圈数越多,摩擦力越大 (4)压力 每段绳子的压力不变,圈数越多,总压力越大
11. (1)大小 形状 (2)大
(3)不可信 没有控制球的弹性相同
(4)静止自由落体运动重力势能转化为动能,竖直推出而下落,推出时有力的作用,具有初始动能,相同的高度静止物体下落后具有的动能更小,所以打击破坏能力更弱一些。
12.(1)左 (2)增大底座的质量或增加底座的支撑面积 (3)大 (4)在相同风速下;(5)不合理;流动的空气在水平方向对模型有力的作用,使得弹簧与外壳之间产生摩擦力,不能准确测量。
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