期末题型分类特训:实验探究题-2025-2026学年物理八年级下册人教版
2026-06-09
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.42 MB |
| 发布时间 | 2026-06-09 |
| 更新时间 | 2026-06-09 |
| 作者 | 满天星状元教育 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58275205.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦八年级下册核心实验,以30道探究题构建“方法-知识-应用”体系,融合控制变量、转换等科学方法,强化实验原理与操作逻辑,培养科学探究与科学思维能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|杠杆平衡|8道|杠杆平衡条件(F₁l₁=F₂l₂)应用、力臂测量|从杠杆调平(平衡螺母调节)到力与力臂关系探究,涵盖动态平衡分析|
|力学综合|15道|控制变量法(探究动能、浮力因素)、转换法(用木块移动距离反映动能)|从基础概念(摩擦力、重力)到实验设计(阻力对运动影响、阿基米德原理验证)|
|压强探究|7道|液体压强公式(p=ρgh)应用、压力作用效果分析|从固体压强(压力与受力面积)到液体压强(深度、密度关系),结合实验误差分析|
内容正文:
期末题型分类特训:实验探究题-2025-2026学年物理八年级下册人教版
一、实验探究题
1.小月同学利用学具器材,进行“探究杠杆的平衡条件”的实验。
(1)实验时,让杠杆在水平位置平衡,目的是便于直接读出 ;
(2)实验前,杠杆状态如图甲所示,为保证杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 移动,调平后再开始进行实验;
(3)调节杠杆水平平衡后,小月进行的三次实验如图乙所示,其数据如下表:
序号
左边钩码总质量/g
力臂/cm
右边钩码总质量/g
力臂/cm
a
150
2
150
2
b
150
2
100
3
c
150
2
50
6
根据实验数据,他得出杠杆的平衡条件为“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”,查了下发现与物理书上的结果不一样下列能帮助她得出正确结论的操作是 ;
A.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计竖直向下拉
B.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计斜向下拉
(4)在图乙(b)装置的左右两边各取下一个钩码后,杠杆 (选填“左”或“右”)端下沉,为使杠杆恢复水平平衡,只需将右侧钩码移至第 格。
2.如图所示是小明探究“阻力对物体运动的影响”的实验情景:
(1)实验中小明让同一小车从同一斜面同一位置静止滑下,目的是使小车到达水平面时的 相同。
(2)小明是通过改变 改变小车所受阻力的大小的。
(3)分析小车运动情况可知,小车受到的阻力越小,小车运动的距离越 ,速度减小的越 ,由此推理可知,若水平面绝对光滑,则运动的小车将在水平面上 。
(4)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,是否需要重做本实验以获取结论?答: (选填“需要”或“不需要”)。
3.小伟同学猜想:物体动能的大小可能跟物体的质量和运动速度有关。于是,他设计了如图所示的实验,让小球沿光滑斜面自由向下滚动,与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止。
(1)该实验的研究对象是 。(选填“小球”或“纸盒”)
(2)图甲是控制两球的 相等,探究的是物体动能跟 的关系。
(3)在探究“物体动能跟质量的关系”时,他设计的实验如图乙所示。让质量不同的两个小球从同一斜面的同一高度滚下,将小球的 能转化为 能,让两个小球达到水平面时,具有相同的初速度。
(4)通过图甲、乙两组实验,可得出的结论是:物体质量越大,运动速度越大,它的动能越 。
(5)若水平面足够光滑(完全没有阻力),则 (选填“能”或“不能”)得出以上结论,其原因是纸盒被撞击后将 。
4.为了验证阿基米德原理,小杨设计了如图所示装置进行实验。他将一柱体缓慢浸入盛有水的溢水杯中,观察到溢水杯中水面逐渐上升,直到水面上升至溢口处,水从溢口流出,流入小烧杯中。小杨利用力传感器测量了柱体受到向上的拉力F,与小烧杯和溢出水的总重力G,并计算出柱体受到的浮力F浮与溢出水的重力G溢的大小,相关实验数据如下表。(柱体重为10牛,小烧杯重为2牛)
序号
F(牛)
G(牛)
(牛)
(牛)
1
8.0
3.0
2.0
1.0
2
6.0
5.0
4.0
3.0
3
4.0
7.0
6.0
5.0
4
2.0
9.0
8.0
7.0
①根据阿基米德原理可知:浸在液体中物体受到 力的大小等于 力的大小;
②比较序号1~4中与大小关系,可得初步结论:柱体浸在水中, ;
③小杨认为实验结果与阿基米德原理内容不相符。请分析小杨的实验过程,写出小杨操作中不合理之处: 。
5.在探究“重力的大小跟什么因素有关”实验中,得到的实验数据如表:
A. B.
C. D.
(1)本实验中用到的测量器材有:天平和 ;
(2)分析表中数据可知:物体的质量为时,它受到的重力是 ;
(3)如图四个图象中,关于物体重力的大小与其质量的关系,正确的是 。
6.小华做“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验时,进行了如下图所示的操作:
(1)分析甲、乙、丙、丁四次实验可知:浮力的大小与 有关;
(2)分析甲、丁、戊三次实验可知:浮力的大小与 有关;
(3)实验中物体浸没在盐水中时所受的浮力为 N;
(4)为了验证“阿基米德原理”,小华又做了如图己的实验,若弹簧测力计的示数、、和的大小关系为 ,则验证了浸入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。
7.某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中,准备的器材有:质量分别为m、2m的两个钢球、木块和斜面等,实验过程如图:
(1)本实验是探究 (选填“钢球”或“木块”)的动能,物体的动能是通过 来反映钢球动能大小的,这种物理的实验方法叫做 ;
(2)为了探究物体动能大小与质量的关系,应选择 两图进行实验分析;
(3)实验中为了探究动能大小与速度的关系,应让质量相同的钢球,从同一斜面 (选填“相同高度”或“不同高度”)由静止滚下,由此得出的实验结论: 。 这个结论可用于解释汽车 (选填“超速”或“超载”)带来的危害;
(4)实验装置中,如果水平面光滑, (选填“能”或“不能”)完成本实验的探究内容。
8.如图是“探究二力平衡条件”的实验装置。
(1)实验中,通过调整 来改变小车所受拉力的大小;水平桌面应尽量“光滑”,目的是: ;
(2)保持F1与F2大小相等,将小车扭转一个角度,松手后小车不能保持静止,设计此实验步骤的目的是为了证明相互平衡的两个力必须要 ;
(3)将小车换成弹簧测力计,两吊盘内各放入重5N的砝码,静止时弹簧测力计的示数为 N。
9.某小组用塑料瓶做了以下实验:
(1)将塑料瓶装满水,覆盖一张硬纸片后倒置,水和纸片均不会下落,如图甲所示,该实验说明了 的存在。
(2)将塑料瓶装满水,在瓶侧面扎两个小孔,水从小孔流出,如图乙所示,该实验说明液体压强与 有关。
(3)如图丙所示,将一个完好的空塑料瓶横放并固定在水平桌面上,一个小纸团放在瓶口处,正对着瓶口用力迅速吹气,此时小纸团将会 (选填“飞出瓶外”、“原地不动”或“进入瓶中”),判断的理由是 。
10.如图是小明利用刻度均匀的匀质杠杆探究“杠杆的平衡条件”实验。(每个钩码重0.5N)
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,这时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡,其目的是 ;
(2)在A点悬挂两个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,需在B点悬挂 个钩码; 取走悬挂在B点的钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆水平位置平衡,测力计的拉力为 N;若改变弹簧测力计拉力的方向使之斜向右上方,杠杆仍水平位置平衡,则测力计读数 (选填“变大”或“变小”或“不变”);
(3)本实验可得到的结论是: 。(用符号表示)
11.探究“当接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力的关系”,装置如图所示。
(1)实验过程中小刚用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在水长木板上做匀速直线运动,则木块所受滑动摩擦力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数。
(2)在实验中,小刚通过改变木块的重力进行多次实验,记录的数据如下表,通过分析可知,当接触面粗糙程度不变时,滑动摩擦力与接触面受到的压力成 比。
(3)小刚在老师的指导下对实验装置进行改进,用如图乙所示的方式测量滑动摩擦力发现效果更好,图乙实验中 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动水平长木板做直线运动。
次数
1
2
3
4
5
6
木块的重力(N)
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
测力计读数(N)
0.8
1.3
1.6
1.9
2.4
2.8
12.利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素,如图甲、乙、丙所示。
(1)通过比较图甲和图乙,得出的结论是: ;
(2)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙中海绵受到的压强p丙和图丁中受到的压强 p丁的大小关系为 p丙 p丁(选填“>”“<”或“=”);
(3)实验时如果将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示。小明发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程存在的问题是: 。
13.在探究液体内部压强大小影响因素的实验中:
(1)如图1所示的仪器叫微小压强计,将橡皮膜放入水中,U形管内水面出现高度差,这说明液体内部存在 。
(2)将水中橡皮膜的探头朝向不同方向,比较图A、B、C可知,同种液体在同一深度处的各个方向的压强 。
(3)小明将压强计放入甲、乙两种溶液中,现象如图3所示,由此可知甲液体的密度 乙液体的密度(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
14.某同学利用如图所示的实验装置,进行了如下实验:
(1)物体A浸没在水中时受到的浮力是 N,物体A的体积是 m3;
(2)由图示实验数据得出盐水的密度是 kg/m3;
(3)他还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”,于是找来薄铁片、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一,将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;
步骤二,将铁片弯成“碗状”再放入盛水的烧杯中,让它漂浮在水面上;通过分析可知,第一次铁片受到的浮力 (选填“﹥”“﹤”或“=”)第二次铁片受到的浮力。
15.如图所示,在探究物体动能的大小与哪些因素有关时,让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放,撞击水平木板面上的同一木块。
(1)本实验探究的是小车的动能与 的关系;
(2)两次实验的情景如图所示,由此得到的结论可以解释汽车行驶时, (超载/超速)易带来较大的危害;
(3)木块被撞击后在水平木板面上滑行的过程中,其机械能不断转化为 ;
(4)若要验证动能大小与另外一个因素的关系,则需要添加的一样器材是 (砝码/棉布秒表)。
16.小明同学用压强计探究“影响液体内部压强大小的因素”:
(1)实验前,小明检查实验装置,发现按压橡皮膜,U形管两侧液柱高度有明显变化,表明其气密性 (选填“好”、“不好”);
(2)将压强计的探头浸没水中,使橡皮膜朝向不同方向,如图甲、乙、丙所示,观察U形管两侧液面的高度差,可知同种液体,同一深度,液体向各个方向的压强 ;
(3)比较 两次实验可知:同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大;
(4)对比甲、戊两次实验,是为了探究液体压强与 的关系;
(5)继续换用其他液体进行探究时,小明发现,当探头在此种液体中的相同深度处,U形管两侧液面的高度差不明显,于是他做了一些改进,继续探究,顺利完成实验。请写出他的改进方法: 。
17.林林学习了杠杆的平衡条件后,利用如图所示的装置对杠杆做了进一步研究。
(1)未挂钩码时,杠杆位置如图甲所示,为了使杠杆静止时处于水平位置,接下来的操作是将杠杆的平衡螺母向 选填“左”或“右”移动。
(2)挂上钩码后,也会让杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是 。
(3)为了得出杠杆的平衡条件,林林记录了多组动力、动力臂和阻力、阻力臂,测多组数据的目的是 。
(4)如图丙所示,用弹簧测力计拉杠杆的点,在弹簧测力计由位置1缓慢转至位置2的过程中,测力计示数变化情况是 。
18.在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,
(1)如图甲所示,小明把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向 拉动木块,由 知识可知,木块此时受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数;
(2)比较图甲、乙两图的实验可得出的初步结论: ;
(3)图丙使用粗糙木板表面,而不是在原木板表面上铺设棉布,原因是滑动摩擦力大小还可能与接触面的 有关。
19.在研究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验前,检查压强计的气密性时,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,U形管两边液柱高度差变化 (填大或小),表明气密性差。应调整U形管压强计,使左右两边玻璃管中的液面 。
(2)甲、乙两图是探究液体压强与 的关系。
(3)选择丙和丁两图进行对比,得出结论是:液体压强与盛液体的容器形状 。
(4)对比乙和丙两个图,可知液体压强与液体密度的关系是: 。
20.小亮买药时,看到医生用如图甲所示的小杆秤称中药,他便思考小杆秤在水平位置平衡需要满足什么条件呢?为此他做了以下的探究:
(1)实验思路:小杆秤实质是一个杠杆,提绳处是杠杆的 ;小亮利用图乙的实验装置及若干相同的钩码进行探究;
(2)实验过程:实验前,杠杆静止时如图乙所示,为使杠杆在水平位置平衡,应把平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,目的是便于测量 ;
(3)在杠杆两边挂上钩码后出现了图丙所示的现象,要使杠杆恢复水平平衡,接下来可以把钩码向 移动,直到杠杆在水平位置平衡;
(4)实验结论:小亮继续进行实验,数据记录在下表。
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
16
1
8
2
2
4
1
8
3
3
8
2
12
分析数据可知,杠杆平衡的条件是 。(用表中字母写出表达式)
21.如图所示,实验小组在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。
(1)如图甲所示,利用弹簧测力计拉动木块A在长木板上匀速直线运动,弹簧测力计的示数为 N;此时A受到的滑动摩擦力大小为 N;
(2)比较甲、乙两次实验,可以探究摩擦力与 的关系;比较乙、丙两次实验,可以探究摩擦力与 的关系;
(3)小明利用图丁装置做实验,如果木板向右加速运动时,木块处于静止状态,此时弹簧测力计的示数 (选填“大于”“小于”或“等于”)木块与木板之间的摩擦力,此时木块A受到的摩擦力向 (选填“左”或“右”)。
22.实验小组在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,提出了如下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
猜想三:滑动摩擦力的大小与接触面积有关
接着他们利用长方体木块(每个面的粗糙程度相同)、长木板、弹簧测力计、毛巾和钩码,设计并进行了如图所示的实验:实验中,应用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做匀速直线运动。改变实验条件,他们收集到的信息如下表:
序号
木块放置方法
接触面
压力情况
弹簧测力计示数/N
①
平放
木块与木板
木块
2.0
②
平放
木块与木板
木块+1个钩码
2.4
③
平放
木块与毛巾
2.8
④
侧放
a
b
2.0
(1)为验证猜想一,应选择表中 (填序号)的数据进行分析;
(2)由②③两次实验可知: ;
(3)为验证猜想三,小明设计并完成了第④次实验,并分析表中的记录数据得出:滑动摩擦力的大小与接触面积无关。表中第④次实验a、b两处的信息他忘记填写了,请你帮他完成填写:a 、b 。
23.实验探究小组的同学探究液体内部压强的特点。
[猜想与假设]
猜想一:液体内部的压强大小可能与方向有关。
猜想二:液体内部的压强大小可能与液体深度有关。
猜想三:液体内部的压强大小可能与液体的密度有关。
[制定计划与设计实验]
为了验证以上猜想,小组同学找来了一些实验器材,设计并完成了实验探究。
(1)实验前,要通过调试,使压强计U形管两边的液面 ,小聪在调试时发现,用手指不论是轻压还是重压探头的橡皮膜U形管两边液面都几乎没有变化,说明该压强计 (选填“漏气”“不漏气”);
(2)调试好压强计,小聪把探头放入水中,再观察压强计U形管两边液面是否有 来判断探头处是否受到水的压强;
[进行实验与收集证据]通过实验,收集到表中的数据:
序号
液体
深度h/mm
压强计
橡皮膜方向
液面高度差/mm
1
水
20.0
朝上
18.5
2
朝下
18.5
3
朝左
18.5
4
朝右
18.5
5
40.0
朝上
36.8
6
60.0
朝上
54.6
7
酒精
60.0
朝上
43.5
[评估]
(3)比较序号1、2、3、4组的数据,可得出的结论是 ;
(4)为了验证猜想二,应比较表中序号为 的实验数据;
(5)比较序号6、7,两组的数据,可得出液体的压强与液体 有关;
(6)小聪在实验中主要用到的研究方法有 (写出一种即可)。
24.如图所示,用一只矿泉水瓶和一块海绵等器材探究“影响压力作用效果的因素”。
(1)实验时,通过观察 来比较矿泉水瓶对海绵的压力作用效果;这种实验方法名称是 ;
(2)在图A、B、C的操作中,观察图A和图 可知:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;观察图B和C可知:受力面积一定时, 越大,压力的作用效果越明显;
(3)若将矿泉水瓶放在石块上,如图D所示。图D与图A比较,矿泉水瓶对石块和海绵的压强 (填“相同”或“不相同”);
(4)如图甲所示,一质地均匀的长方体砖块放在水平地面上。现将砖块切去一部分,剩余部分如图乙所示,此时砖块对地面的压强将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);将图乙中的砖块倒置后如图丙所示,此时砖块对地面的压强 图甲中砖块对水平地面的压强(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
25.物理课上,同学们利用压强计“研究液体内部压强”,进行了如图所示的操作。
(1)实验前,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)当压强计的金属盒在空气中时,小王同学却观察到U形管中的液面如图①所示,原因是软管内的气压 外界大气压强(填“大于”、“小于”或“等于”)。该同学接下来操作应该 ;
(3)正确操作后,分析图②、图③的实验现象,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而 ;
(4)分析图③、图④的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的 ,压强越大;
(5)如果所用的压强计U形管中可选择装染色的酒精、水以及水银中的一种液体,为了使实验现象更明显,小明应该选择三种液体中的 装入U形管中;
(6)小王用图⑤所示的装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,她测量了以下物理量:
A.右侧待测液体到容器底的深度 B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度
C.左侧水到容器底的深度 D.左侧水到橡皮膜中心的深度
请你推导出待测液体密度的表达式为 (选择题中合适的字母和表示)。
26.用弹簧测力计、细线和水来测量某金属块的密度,步骤如下:
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测得该金属块在空气中的重力G= N。
(2)如图乙所示,弹簧测力计的示数为1.6N,则金属块受到的浮力F浮= N,金属块的体积V= m3。
(3)该金属块的密度ρ金= kg/m3 。
(4)若在上述实验的基础上,想继续测出某种液体的密度,你的操作是 。
27.在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,小强有如下猜想:
A.滑动摩擦力大小与压力大小有关;
B.滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关.
为此小强进行了如图所示实验,实验数据如表:
序号
压力/N
接触面种类
弹簧测力计示数/N
1
6
木板
1.5
2
6
毛巾
2.8
3
12
毛巾
5.6
4
12
毛巾
?
(1)实验1、2、3中,用弹簧测力计水平拉动木块,使其做匀速直线运动,根据 知识可知滑动摩擦力大小等于拉力大小.
(2)由实验1、2可验证猜想 (填“A”或“B”)正确,并可得到的结论是: .
(3)接着小强在毛巾表面上,进行第4次实验,如图4所示,使木块沿水平方向做匀速直线运动移动的距离为15 cm,则绳子自由端水平移动的距离为 cm,若此滑轮组的机械效率η=80%,则表中序号4弹簧测力计的示数是 N(不计滑轮组重力).
28.小明用如图所示装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)实验前将装置放到水平位置,刚松手杠杆顺时针转动,如图甲所示,为使其在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节;
(2)给水平平衡的杠杆两侧挂上不同数量的钩码,设左侧钩码对杠杆施的力为动力,右侧钩码对杠杆施的力为阻力,测出杠杆水平平衡时的动力臂和阻力臂,多次实验并把数据填入下表:
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
0.3
1.5
0.1
2
1.5
0.2
1.0
0.3
3
3.0
0.1
0.5
0.6
4
1.0
0.6
1.5
0.4
……
小明分析表格中的数据,初步得出杠杆的平衡条件为: (用字母表示);
(3)图乙中,若将弹簧测力计固定在点,当拉着弹簧测力计由竖直方向位置,沿着虚线缓慢转动到位置的过程中杠杆始终保持水平平衡,则该过程中弹簧测力计的示数逐渐 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)如图丙所示,轻质杠杆可绕点转动,A点悬挂一重物,点受到电子测力计竖直向上的拉力,杠杆水平静止。保持拉力方向不变,改变点位置,记录拉力的力臂及的大小,画出与的关系图像如图丁①,则拉力和动力臂的关系成 (选填“正比”或“反比”);将从A移至,再重复上述步骤,得到新的与的关系图像为图丁中的 (选填“①”“②”“③”或“④”)。
【拓展】某科技小组想利用电子秤来研究力臂对杠杆作用效果的影响。他们先将金属块乙放到电子秤上,显示,然后如图戊组装试验设备,将轻质硬杆点悬挂,在A点悬挂金属块甲,记下电子秤的示数;将金属块甲挂到点记录电子秤示数(下表为实验记录表),已知长2cm,ON长10cm,则金属块甲的质量为 。
悬挂点
A
电子秤示数
0.60kg
0.56kg
29.某中学物理兴趣小组用压强计做“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验如图所示。
(1)实验是通过U形管中液面的 来反映被测液体压强大小的。使用前检查装置时用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置 (填“漏气”或“不漏气”);
(2)图甲、乙、丙分别表示探究过程中三个情景。容器中的液体、金属盒插入的深度以及U形管中液面情况,都可以从图上看出,比较图 可知液体压强大小与液体的深度有关;比较图乙、丙可知液体压强大小与液体的 有关;
(3)在图乙中,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位时,两玻璃管中液面高度差不变,说明了同一深度处液体向各个方向的压强大小 ;
(4)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应选择 两图进行对比,结论是:液体压强与盛液体的容器形状 ;
(5)测得丙图中U形管左右两侧液面的高度差为10cm,探头深度为9cm,忽略橡皮膜弹力的影响,则盐水密度为 g/cm3(结果保留两位小数)。(U形管中液体密度为)
30.为了研究圆柱体浸入水的过程中水对容器底部的压强情况,某小组同学选用高度H、底面积S均不同的圆柱体A和B进行实验。如图所示,他们设法使圆柱体A逐步浸入水中,测量并记录其下表面到水面的距离h及水对容器底部的压强p,接着仅换用圆柱体B重新实验,并将全部实验数据记录在表一中(实验中容器内水均未溢出)。
表一:
圆柱体
实验序号
h(米)
p(帕)
圆柱体
实验序号
h(米)
p(帕)
A
H为0.4米
S为0.03米2
1
0
7000
B
H为0.3米
S为0.05米2
7
0
7000
2
0.10
7200
8
0.12
7400
3
0.20
7400
9
0.18
7600
4
0.40
7800
10
0.24
7800
5
0.50
7800
11
0.30
8000
6
0.60
7800
12
0.40
8000
(1)分析比较实验序号 数据中p和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一圆柱体浸入水的过程中,当h<H时,p随h的增大而增大。
(2)分析比较实验序号4、5与6或11与12数据中p和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一圆柱体浸入水的过程中, 。
(3)由实验序号3与8或4与10的数据及相关条件,发现两圆柱体浸入水的过程中,存在h不同而p相同的现象。若用圆柱体A、B进一步实验,请在表二中填入拟进行实验的数据,使每一组实验中水对容器底部的压强p相同。
表二
实验组号
hA(米)
hB(米)
第Ⅰ组
0.10
第Ⅱ组
0.18
答案解析部分
1.【答案】力臂;右;B;左;4
2.【答案】速度;接触面的粗糙程度;远;慢;做匀速直线运动;不需要
【解析】【解答】(1)斜面上的物体滑到底端的速度与斜面高度有关,由本实验的探究目的可知,实验中小明让同一小车从同一斜面同一位置静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度相同。
(2)由题可知,毛巾、棉布和木板表面粗糙程度不同,小车运动时受到的阻力不同,故小明是通过改变接触面的粗糙程度改变小车所受阻力的大小的。
(3)第3空,第4空,由实验现象可知,小车在最光滑的木板表面表面运动的距离最长,故可知小车受到的阻力越小,小车运动的距离越远,速度减小的越慢;
第5空,由此进一步推理可得,若水平面绝对光滑,小车的速度不会发生变化,运动的小车将在水平面上做匀速直线运动。
(4)本实验根据小车在水平面上通过的距离长短来表示小车在水平面受到的阻力大小,如图,若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,说明在木板上小车受到的阻力最小,不需要重做本实验以获取结论。
故答案为:(1)速度;(2)接触面的粗糙程度;(3)远;慢;做匀速直线运动;(4)不需要。
【分析】(1)根据控制变量法,要使小车到达水平面时的速度相同。
(2)木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力越小,据此分析;
(3)小车在木板通过的距离最长,结合实验现象分析回答,据此推理得出结论;
(4)本实验根据小车在水平面上通过的距离长短来反应小车在水平面受到的阻力大小,据此回答。
3.【答案】小球;质量;运动速度;重力势;动;大;不能;做匀速直线运动
4.【答案】浮(力);排开液体的重(力);大于;溢水杯中未装满,排开水重力大于溢出水重力
5.【答案】弹簧测力计;6.86;A
6.【答案】物体排开液体的体积;液体的密度;4.4;
7.【答案】钢球;木块移动的距离;转换法;乙、丙;不同高度;质量相同,速度越大,动能越大;超速;不能
8.【答案】(1)砝码的数量;减小摩擦力对实验的影响
(2)在同一直线上
(3)5
9.【答案】大气压;深度;飞出瓶外;向瓶中迅速吹气,瓶内气体压强变大,同时由于瓶口气流速度变大,压强减小,瓶内气体对纸团水平作用力大于瓶外气体对纸团水平作用力,纸团不再平衡,飞出瓶外
10.【答案】(1)左;便于测量力臂,消除杠杆自重对实验结果的影响
(2)3;0.75;变大
(3)F1l1=F2l2
【解析】【解答】(1)杠杆右端下沉,则说明杠杆左端轻右端重,故这时应将平衡螺母向左端调节,直到杠杆在水平位置平衡,其目的是为了便于测量力臂并消除杠杆自重对实验结果的影响。
(2)在A点悬挂两个钩码,若要使杠杆在水平位置平衡,则此时A点力为0.5N×2=1N
A点力臂为3L,B点力臂为2L,故由杠杆原理可知,B点力应为1.5N,即需在B点悬挂3个钩码;改用弹簧测力计在C点竖直向上拉时,此时A点力与力臂不变,而C点力臂为4L,故由杠杆原理可知,此时C点测力计的拉力应为0.75N;当弹簧测力计的拉力的方向斜向右上方时,此时动力臂减小,而阻力与阻力臂不变,故由杠杆原理可知,此时动力变大,即测力计读数变大。
(3)本实验可得到的结论是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即 。
【分析】(1)调节杠杆平衡,杠杆的哪一端高就把平衡螺母往哪端调,最后使杠杆在水平位置平衡;杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂的大小;杠杆的支点不在中央,杠杆自身的重力会影响杠杆的平衡。
(2)杠杆处于平衡状态,结合动力、动力臂、阻力、阻力臂,利用杠杆的平衡条件分析求解;根据杠杆的平衡条件分析可得,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,所需要的动力就越小。
(3)结合表格中的数据分析求解杠杆的平衡条件,即动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂。
11.【答案】等于;正;不一定
12.【答案】当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;=;没有控制压力大小相同
13.【答案】(1)压强
(2)相等
(3)大于
【解析】【解答】(1)转换法:通过比较U形管液面的高度差来反映液体压强的大小,所以将橡皮膜放入水中,U形管内水面出现高度差,这说明液体内部存在压强。
(2) 比较图A、B、C三次实验,液体密度和探头在液体中的深度相同,探头的朝向不同,U形管液面的高度差相同,可知,同种液体在同一深度处的各个方向的压强相等。
(3) 由图3可知,探头在甲液体中的深度小于探头在乙液体中的深度,即h甲<h乙,但U形管的液面高度差相等,即P甲=P乙,根据P=ρ液gh可知,甲液体的密度大于乙液体的密度。
【分析】(1)转换法:通过比较U形管液面的高度差来反映液体压强的大小;
(2)液体压强与液体密度和深度有关,同种液体在同一深度处的各个方向的压强相等;
(3)由图可知,探头所处的深度液液体压强的大小关系,根据P=ρ液gh分析比较液体密度大小。
14.【答案】4;;;﹤
15.【答案】速度;超速;内能;砝码
16.【答案】(1)好
(2)相等
(3)甲、丁
(4)液体密度
(5)烧杯中换密度更大的液体(其它合理答案亦可)
17.【答案】(1)右
(2)便于从杆上直接读出力臂
(3)实验结论具有普遍性,避免偶然性
(4)先变小后变大
18.【答案】(1)匀速直线;二力平衡
(2)在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
(3)粗糙程度
19.【答案】(1)小;相平
(2)深度
(3)无关
(4)当深度相同时,液体的密度越大,液体压强越大
【解析】【解答】(1)在实验开始前,需要检查压强计的气密性。当气密性不佳时,无论用手指轻压还是重压橡皮膜,U形管两侧液面的高度差变化都不明显。为确保实验数据的准确性,实验前必须调节U形管压强计,使左右两侧玻璃管中的液面处于同一水平位置,这样初始压强为零,便于后续精确测量压强差值。
(2)通过对比甲、乙两图可以发现,两种情况下液体密度相同,但橡皮膜所处的深度不同,导致U形管两侧液柱高度差出现差异。因此,这两组实验数据主要用于研究液体压强与深度之间的关系。
(3)观察丙和丁两图的实验现象,虽然容器形状不同,但液体密度和橡皮膜深度相同,且U形管液面高度差一致。这表明液体压强的大小与盛装液体的容器形状没有关联。
(4)分析乙和丙两图的实验结果:在相同深度条件下,丙图使用的是密度较大的盐水,对应的U形管液面高度差比乙图(水)更大。这验证了当深度相同时,液体密度越大,其产生的压强也越大的规律。
【分析】1、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大,在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强相同;
2、液体压强影响因素的试验:仪器有压强计、不同密度的液体,U型管;试验步骤:检查装置的气密性,方法为 按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化 明显,则气密性良好;使用控制变量法,探究压强和深度关系时,需要控制液体密度不变;
3、转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如用通过观察U型管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的大小。
(1)[1][2]实验前检查压强计气密性时,若气密性差,用手指轻压或重压橡皮膜,U形管两边液柱高度差变化小。实验前应调整U形管压强计,使左右两边玻璃管中的液面相平,这样才能保证初始状态压强为零,方便后续准确测量压强差。
(2)甲、乙两图中,液体的密度相同,橡皮膜所处的深度不同,U形管两边液柱高度差不同,因此这两幅图是探究液体压强与深度的关系。
(3)丙和丁两图中,液体的密度相同,橡皮膜的深度相同,只有容器的形状不同,但U形管中液面的高度差相同,这说明液体压强与盛液体的容器形状无关。
(4)乙和丙两图中,橡皮膜的深度相同,丙图中液体是盐水,其密度大于乙图中水的密度,且丙图中U形管液面的高度差更大,由此可知当深度相同时,液体的密度越大,液体压强越大。
20.【答案】(1)支点
(2)右;力臂
(3)左
(4)
【解析】【解答】(1)图中,杠杆转动时,固定不动的点是支点,图中提绳处是杠杆的支点。
(2)实验中,杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂,乙图杠杆左端低,应将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。
(3)图中,杠杆右端力和力臂的乘积为,根据杠杆平衡条件,左侧,
则n=4,将左侧钩码向左移动一个格,杠杆恢复水平平衡。
(4)表格中,第1组数据:,第2组数据:
第3组数据:,可知,杠杆的平衡条件为。
【分析】(1)杠杆转动时,固定不动的点是支点;
(2)调节杠杆平衡时,平衡螺母向偏高的一侧调节,使杠杆水平平衡;
(3)根据杠杆平衡条件,计算力臂的大小;
(4)根据多次实验数据,总结杠杆平衡条件。
(1)支点是指杠杆发生作用时起支撑作用固定不动的一点,图中提绳处是杠杆的支点。
(2)[1][2]实验中为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡,乙图中杠杆左端低,说明左侧沉,应将平衡螺母向右调节至杠杆在水平位置平衡。
(3)设1个钩码的重力为G,杠杆一格长为L,杠杆恢复水平平衡时,杠杆右端力和力臂的乘积为
根据杠杆平衡条件得到
则n=4,所以将左侧钩码向左移动一个格,杠杆恢复水平平衡。
(4)分析表格数据,第1组数据得到
由第2组数据得到
由第3组数据得到
可知,杠杆的平衡条件为。
21.【答案】4.2;4.2;压力;接触面粗糙程度;等于;右
【解析】【解答】(1) 如图甲所示, 利用弹簧测力计拉动木块A在长木板上做匀速直线运动,木块处于平衡态,弹簧测力计的拉力等于滑动摩擦力,如图弹簧测力计的拉力为4.2N,滑动摩擦力大小为4.2N。
(2)甲、乙两实验压力大小不同,接触面的粗糙程度相同,所以甲、乙两次实验是为了探究摩擦力与压力大小的关系。
分析比较乙、丙两次可知,乙、丙两实验压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,所以乙、丙两次实验是为了探究摩擦力与接触面的粗糙程度的关系。
(3) 利用图丁装置 ,木块处于静止状态,是平衡态,弹簧测力计拉力等于木块与木板之间的摩擦力,则弹簧测力计的示数等于木块与木板之间的摩擦力,摩擦力方向与拉力方向相反,则摩擦力方向向右。
【分析】(1)根据探究滑动摩擦力的实验中,应匀速直线拉动木块,根据二力平衡的条件得出拉力和滑动摩擦力的大小;
(2)滑动摩擦力受压力和接触面的粗糙程度的影响,运用控制变量法进行分析;
(3)木块与弹簧测力计静止不动,受力平衡,据此分析。
22.【答案】①②;压力一定,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;木块与木板;木块
23.【答案】相平;漏气;高度差;同种液体在同一深度内向各个方向上的压强相等;1、5、6;密度;控制变量法
24.【答案】海绵的凹陷程度;转换法;B;压力;相同;变小;大于
25.【答案】(1)不漏气
(2)大于;拆下软管,重新安装
(3)增加
(4)密度越大
(5)酒精
(6)
【解析】【解答】(1)用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气,故该空填“不漏气”。
(2)当压强计的金属盒在空气中时,由于U形管左右两管上方的气压相同,都等于大气压,根据连通器原理可知U形管两边的液面保持相平;现在没有压力作用在U形管的橡皮膜上U形管左支管的液面却低于U形管右支管的液面,这是由于U形管液面上方的气压不同造成,且气压越大管中的液面就会越低,因此出现图中这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压大于大气压.故故该空填“大于”, 该同学接下来操作应该 “ 拆下软管,重新安装 ”;
(3)分析图2、图3的实验知液体的密度相同,深度不同,深度越深,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增加,故改空填“增加”;
(4)分析图3、图4的实验知液体的深度相同,液体的密度不同,且密度越大,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大,故改空填“ 密度越大 ”;
(5)如果被测压强大小相同,根据/p=ρ液gh, U形管中液体密度越小,液面高度差就越大,为了使实验现象更明显,小明应该选择染色的酒精装入U形管中,故改空填“酒精”;
(6)实验时,橡皮膜两侧受到的压强容易观察,所以需要利用水和液体在橡皮膜处的压强相等来计算液体压强,因此需要测量待测液体和水到橡皮膜中心的深度,如图5,橡皮膜相平,所以橡皮膜左侧和右侧的压强相等,即
p左=p右
根据液体压强公式得
解得待测液体密度的表达式为
【分析】 首先通过按压橡皮膜检查装置气密性。接着解释压强计在空气中液面应相平及出现液面不等的原因和解决方法。然后通过不同深度和相同液体的实验得出液体压强随深度增加而增加的结论,通过不同液体和相同深度的实验得出液体压强与液体密度有关,密度越大压强越大的结论。为使现象明显选择密度小的液体。最后说明利用橡皮膜处压强相等来计算液体压强,并给出推导待测液体密度表达式的过程。
26.【答案】(1)4
(2)2.4;2.4×10-4
(3)1.67×103
(4)用弹簧测力计吊着金属块完全浸没在这种液体中,记下测力计的示数F拉'
【解析】【解答】(1)根据甲图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,则金属块的重力G=4N;
(2)根据乙图可知,金属块完全浸没时受到的浮力F浮力=G-F拉=4N-1.6N=2.4N;
则金属块的体积.
(3)该金属块的密度.
(4)若在上述实验的基础上,想继续测出某种液体的密度,我的操作是:用弹簧测力计吊着金属块完全浸没在这种液体中,记下测力计的示数F拉'。
【分析】(1)根据图甲确定测力计的量程和分度值,然后根据指针的位置读出金属块的重力;
(2)根据F浮力=G-F拉计算金属块受到的浮力,根据阿基米德原理计算金属块的体积;
(3)根据公式计算出金属块的密度;
(4)根据可知,通过前面的测量可以得到完全浸没时金属块排开液体的体积,只要测量出完全浸没时金属块受到的浮力即可,根据F浮力=G-F拉分析解答。
27.【答案】二力平衡;B;压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大;30;3.5
28.【答案】(1)左
(2)
(3)变大
(4)反比;④;0.2kg
【解析】【解答】(1)甲图中,杠杆顺时针转动,则右侧沉,平衡螺母向左调节至杠杆在水平位置平衡。
(2)根据表格中的数据,则,
,,
,动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,则杠杆的平衡条件为:;
(3)图乙中,弹簧测力计由竖直方向位置,转动到位置,拉力的力臂变小,左侧力与力臂的乘积不变,测力计的力逐渐变大,弹簧测力计的示数逐渐变大。
(4)图丁①。该图线是一条过原点的倾斜直线,与成正比,力和动力臂成反比。
图丙中,根据杠杆平衡条件可得F×l=G×OA,即①
将M从A移至P,根据杠杆平衡条件可得 F×l=G×OP,即②
联立①②两式,拉力F与的图像是正比例函数图象,且OP<OA,则②式的倾斜程度小于①式的倾斜程度,重物M从A点移至P点,F与的关系图像为图丁中④。
根据杠杆平衡原理,当甲挂在A点时,
当甲挂在B点时,
代入数据可得:③
④
联立③④,解得:金属块甲的质量m甲=0.2kg。
【分析】(1)调节杠杆水平平衡时,平衡螺母向偏高的一侧调节;
(2)根据多次实验的数据,总结杠杆的平衡条件;
(3)杠杆水平平衡时,拉力倾斜,力臂减小,拉力变大;
(4)杠杆平衡时,拉力和对应的力臂成反比,和力臂的倒数成正比;结合力臂的大小,计算未知物体的质量。
(1)甲图中杠杆顺时针转动,说明右侧沉,应将平衡螺母向左调节至杠杆在水平位置平衡。
(2)分析表格中的数据,第一次实验有
第二次实验有
第三次实验有
第四次实验有
可知,左侧动力与动力臂的乘积等于右侧阻力与阻力臂的乘积,可得出杠杆的平衡条件为:
(3)图乙中,若将弹簧测力计固定在点,当拉着弹簧测力计由竖直方向位置,沿着虚线缓慢转动到位置的过程中杠杆始终保持水平平衡,此时拉力(测力计对B点的力)的力臂逐渐变小,左侧力与力臂的乘积不变,根据杠杆平衡条件可知,测力计对B点的力逐渐变大,所以,该过程中弹簧测力计的示数逐渐变大。
(4)[1]如图丁①。该图线是一条过原点的倾斜直线,可知,与成正比,所以,力和动力臂成反比。
[2]图丙中,根据杠杆平衡条件可得F×l=G×OA
即①
将M从A移至P,根据杠杆平衡条件可得 F×l=G×OP
即②
观察①②两式可知,拉力F与的关系图像都是正比例函数图象,且OP<OA,则②式的倾斜程度小于①式的倾斜程度,故将重物M从A点移至P点,F与的关系图像为图丁中④。
[3]根据杠杆平衡原理可知,当甲挂在A点时
当甲挂在B点时
代入数据可得③
④
由③④解得:金属块甲的质量m甲=0.2kg。
29.【答案】高度差;不漏气;甲、乙;密度;相等;丙、丁;无关;1.11
30.【答案】(1)1、2、3或7、8、9与10
(2)当h≥H时,p不随h的改变而改变
(3)0.06;0.3
【解析】【解答】①根据圆柱体A、B中:“同一圆柱体浸入水的过程中h < H”的条件,综向分析比较实验序号1、2与3或7、8、9与10数据中p和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一圆柱体浸入水的过程中,当h < H时,p随h的增大而增大。
②注意两物体A、B中的h与H的关系,分析比较实验序号4、5与6或11与12数据中p和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一圆柱体浸入水的过程中,当h≥H时,p不随h的改变而改变;
③由实验序号3与8或4与10的数据及相关条件,发现两圆柱体浸入水的过程中,h不同而p相同,序号3中,SA = 0.03m2,A的下表面到水面的距离: hA =0.20m,
圆柱体A浸入水中的体积:
VA浸= SAhA = 0.03m2 x 0.20m= 0.006m3
序号8中,SB = 0.05m2,B的下表面到水面的距离: hB = 0.12m,
圆杵体B浸入水中的体积:
VB浸= SBhB = 0.05m2 x 0.12m= 0.006m3;
比较可知,VA浸= VB浸,此时水对容器底部的压强p相等;同理,计算实验序号4与10中两圆柱体浸入水中的体积,也可以得到:当两圆柱体浸入水中的体积相等时,水对容器底部的压强p相等。根据上面的规律来计算表二中所缺的数据:
第Ⅰ组,SA=0.03m2,SB = 0.05m2,已知hA = 0.10m,
由上面的规律可知,当水对容器底部的压强p相等时,需满足: SAhA = SBhB;
所以,
第Ⅱ组,SA = 0.03m2,SB = 0.05m2,已知h'B = 0.18m,
由上面的规律可知,当水对容器底部的压强p相等时,需满足SAh'A = SBh'B,所以,
【分析】本题的关键是对表格所记录的实验数据进行分析,根据题目的要求,寻找普遍性的规律,解答过程中要注意控制变量法的运用,以及液体内部压经规律等知识的相互联系等。
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