2026年青岛市物理自主招生力学实验专题
2026-06-13
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摘要:
**基本信息**
聚焦青岛自主招生力学实验,以密度测量、浮力探究、杠杆平衡为核心,通过28道典型题构建"原理推导-实验设计-误差分析"三阶方法体系,突出科学探究与模型建构能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|密度测量|8题|排水法/电子秤法/杠杆法;误差分析(残留/气泡)|从直接测量到间接推导,衔接密度公式与浮力原理|
|浮力探究|7题|称重法/压力差法;控制变量法应用|浮力产生原因→影响因素→阿基米德原理递进|
|杠杆平衡|6题|动态平衡分析;机械效率计算|杠杆平衡条件→多力平衡→实际应用拓展|
|综合实验|7题|跨知识点整合(密度+浮力+压强)|单一实验到复杂系统,培养科学推理与创新能力|
内容正文:
青岛物理自主招生力学实验专题
1.如图甲所示,两端开口中空的碳纤维圆筒是无人机机臂的核心制造材料之一,其密度需在范围内才达标。小王准备了托盘天平、量筒、足量的水及细线对该碳纤维圆筒的密度进行达标检测。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,将________移到标尺左端零刻度线处,发现指针位置如图乙所示,则应将平衡螺母向________调节,使指针对准分度盘中央刻度线;
(2)在左盘中放入碳纤维圆筒,在右盘中用镊子放入砝码,加上最小砝码后发现指针再次静止在图乙的位置,则接下来的操作是________,直至天平再次平衡,所加的砝码和游码的位置如图丙所示,则这块碳纤维圆筒的质量________g;
(3)将这块碳纤维圆筒放入装有5mL水的量筒中后液面位置如图丁所示,碳纤维材料的密度是________,由此可判断该碳纤维圆筒________(选填“达标”或“不达标”);
(4)小王思考不达标的原因,比对标准圆筒的内径后发现其内径不一致,他想利用生活中的器材测量该碳纤维圆筒内部直径。如图所示,他利用电子秤、密度为的蜡块、密度为的足量水和一个底面积为的柱形容器,实验步骤如下:
①电子秤放水平桌面上,将碳纤维圆筒放在容器中,并加入适量的水,使得水面刚好与圆筒相平并在水面处做标记,把容器放在电子秤上,测得总质量为;
②取出碳纤维圆筒,然后往容器中加水至标记处,测得总质量为;
③用熔蜡灌入碳纤维圆筒,待凝固后充满圆筒,再次放入容器中,加水至标记处,测得总质量为;
④将碳纤维圆筒取出,容器中的水全部倒出,测得容器的质量为。
小王通过分析和计算可知:圆筒内部直径为________(用已知符号表示);
(5)小王发现第④步时容器内壁会残留一些水,这会导致圆筒内部直径测量结果________(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
2.如图所示,爱探究的小名在实验室做测量木块密度的实验。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,移动______至零刻度线,此时指针如图乙所示,他应该将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)移动,直至天平平衡;
(2)小名将木块放在托盘天平左盘,往右盘加减砝码和移动游码,天平再次平衡时,砝码和游码的位置如图丙所示,则木块质量为______g;
(3)小名用图丁测量木块体积,弹簧测力计示数为,则木块所受浮力为______N,计算得木块体积;计算可得木块的体积为______。
(4)小联认为弹簧测力计不够精确,改进设计了如图所示的实验。
①图甲电子秤示数为;②图乙木块漂浮时,电子秤示数为;
③图丙用细针将木块压入水中,木块未触底,静止时电子秤示数为,则该实验测得木块密度为______;
(5)若图乙中木块吸水,则该实验测得木块密度值______(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
(6)小名和小联兴趣正浓,继续探究盐水密度。
④图丁在烧杯中加入适量盐水,电子秤示数为;
⑤图戊用细针将木块压入盐水中,木块未触底,静止时电子秤示数为;则盐水密度______(用字母、、、、、表示)。
3.如图甲所示,圆柱形容器中间用隔板分成左右相同的两部分:隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。隔板的厚度不计。
(1)用它来检验“同种液体中液体压强跟深度有关”这一结论时,应该怎样实验?说出实验操作和应该看到的现象。实验操作:在容器的左右两侧分别加入适量的水,使水面高过橡皮膜,且________。实验现象:________。
(2)在检验“在深度相同时,液体压强跟液体密度有关”这一结论时,在容器左右两侧分别加入体积相等的盐水和清水。实验现象如图乙所示,说明:深度相同时,液体的密度越大,压强________。
(3)继续实验,向容器右侧增加水,当水面距橡皮膜中心的竖直距离为21cm时,橡皮膜变平,此时水和盐水的高度差为1cm;然后将一个小球放入右侧的水中,发现小球漂浮,向容器左侧增加盐水,当盐水液面升高2cm时,橡皮膜变平。用细长针将小球压入水中,使其浸没,测得水面又上升6.3cm,(不考虑橡皮膜形变对液面高度的影响),则小球的密度为_______。
4.在探究“杠杆的平衡条件”实验中。
(1)实验开始前,杠杆的位置如图甲所示。应将平衡螺母向________________移动使杠杆在水平位置平衡;
(2)第一小组实验数据如表所示,漏填的数据应为________N;
序号
动力
动力臂
阻力
阻力臂
①
1
20
2
10
②
2
15
1.5
20
③
5
1
15
(3)如图乙所示,第二小组某次实验弹簧测力计处于竖直方向时,其示数稍稍超过量程。为了完成实验,下列方案可行的是________;
A.钩码的数量适当增加 B.钩码的位置适当向左平移
C.弹簧测力计转到图中虚线位置 D.弹簧测力计位置适当向左平移
(4)如图丙,实验结束后小华用弹簧测力计a、b吊在质量分布不均匀的木条两端,保持木条在水平位置平衡,其中,a、b示数分别是18 N和6 N。若将该木条放置在水平桌面上时,如图丁所示,在D点用力将右端刚好拉起时的最小力________N。
5.某学校实验小组欲测量某矿石的密度,而该矿石形状不规则,无法放入量筒,故选用水、烧杯、天平(带砝码和镊子)、细线、铁架台等器材进行实验,主要过程如下:
(1)将天平放置在水平桌面上,把游码拨至标尺左端_______,调节平衡螺母使天平平衡;
(2)将装有适量水的烧杯放入天平的左盘,先估计烧杯和水的质量,然后用镊子向天平的右盘 _________(选填“从小到大”或“从大到小”)试加砝码,并移动游码,直至天平平衡,这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图1甲所示,则烧杯和水的总质量为 __g;
(3)如图1乙所示,用细线系住矿石,悬挂在铁架台上,让矿石浸没在水中,细线和矿石都没有与烧杯接触,天平重新平衡时,右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为149g,则矿石的体积为____cm3;(ρ水=1.0×103kg/m3)
(4)如图1丙所示,矿石下沉到烧杯底部,天平平衡时,右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为174g,则矿石的密度为___kg/m3;
(5)小组同学在拓展学习中认识了密度计。将其放入液体中,当它竖直静止时,与液面相交的读数即为待测液体的密度。如图2甲、乙所示,让同一支密度计分别静止在水和酒精中,密度计受到的浮力大小____,密度计底部所受液体压强大小____(均选填“变大”、“变小”或“不变”),装水的容器是____(选填“甲”或“乙”)。
(6)小红将一根吸管的下端缠绕了适量铜丝,初步做成了一支密度计,如图2丙,为了给密度计标上刻度,她进行了如下实验:
a.将其放入水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0g/cm3;
b.将其放入植物油中,用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9g/cm3;
c.像标示弹簧测力计刻度的方法一样,她以两刻度线间的长度表示0.1g/cm3,将整个吸管均匀标上刻度;
d.她将做好的密度计放入酒精中进行检验,发现液面明显不在0.8g/cm3刻度处。
①如图2丙所示小红制作的密度计,你认为刻度0.9应该在_____点(选填“p”或“q”)。
②若被测液体的密度为ρ液,密度计浸入被测液体的深度为h(如图2丁所示),自制密度计的质量为m,铅笔的横截面积为S(忽略铜丝引起的横截面积变化),小组同学推导出h与ρ液的关系式为h=_____(用给定的字母表示推导结果)。结合此关系小红清楚了在实验步骤c中均匀标示刻度是不对的。小组同学思考,如果在不换用该吸管的情况下,想要提高此自制密度计的精确度可采取_____方法。
A.增加配重 B.减少配重
6.如图所示为“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验装置。
(1)为减小实验误差且操作最方便,合理的操作步骤顺序是______(填序号);
(2)按最合理顺序操作,弹簧测力计在四个步骤中的读数分别为_______N,,,,出现上述数据的原因可能是______;
A.步骤①中金属块未浸没在水中B.步骤④中小桶内有少量水C.步骤①中金属块触碰了烧杯底部
(3)小蜀所在小组利用两个相同的测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计),升降台(可使溢水杯缓慢上升、下降)对实验进行了改进,装置如图所示。实验时逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中直至刚好全部浸没,在这个过程中溢水杯对升降台的压力______;(选填“变大”“变小”或“不变”);比较两种实验方案,改进后的优点是______(只写一点即可);
(4)完成上述实验后,小蜀利用浮力知识来测金属块的密度,进行如下实验(如图):
A.在薄壁柱形容器中装有适量的水,将一只装有配重的薄壁柱形烧杯放入柱形容器的水中,稳定后容器中水的深度,烧杯露出水面的高度,如图甲;
B.将金属块A用细线吊在烧杯底部,稳定后容器中水的深度,烧杯露出水面的高度,如图乙;
C.剪断细线,稳定后容器中水的深度,烧杯露出水面的高度,如图丙;
D.将丙图中金属块A取出放入烧杯中,稳定后容器中水的深度,烧杯露出水面的高度,如图丁。不计细线的体积和质量,则:
①______;
②若选用、、及进行计算,金属块的密度表示为______;
③若图丙向图丁操作的过程中导致图丁中的金属块表面沾有水,则用上面①和②计算出的金属块密度的大小______。
7.根据下列学科实践活动,回答问题。
小丽在帮妈妈利用厨房电子秤配特定浓度糖水做面包时,发现在使用瓷勺搅拌糖水过程中,电子秤的示数在不停地变化,这引起了她浓厚的兴趣。她首先了解到电子秤是利用压力传感器工作的,它将压力转换为质量显示。于是,便如下猜想:
猜想一:增加的质量就是金属块的质量大小;
猜想二:增加的质量是金属块排开水的质量。
为排除不规则形状带来的干扰,小丽找到一个长方体金属块来探寻“示数不停变化”的原因。如图,将装有适量水的烧杯放在水平电子秤上,读数为,再将细线系住的金属块缓慢浸入水中(不接触容器),电子秤读数随之逐渐增大然后稳定在,随后松手金属块沉入水底(细线质量、体积均不计)。
(1)对比几次测量数据,小丽很快否定了猜想一,并算出金属块质量为_______;
(2)观察图①到④可知浮力大小与_______有关,长方体金属块所受浮力越大,电子秤读数越______,为验证猜想二,她将烧杯一侧垫高,放在电子秤上,装水至杯口,并在杯口处放置好接水用小烧杯,若猜想正确,此时将金属块缓慢浸没到水中的过程中,电子秤示数将______,并可以测量小烧杯中水的质量加以验证;
(3)小丽还意外收获了利用电子秤快速测量固体密度的方法,此金属块密度为_____;
(4)推理应用:两个相同烧杯装等量的水,分别把、B两实心球浸没在水中(A球用细线固定,B球用细线吊着,两细线均产生有拉力),放在电子秤上后示数分别为和,如果和B质量相同,则______。如果和B体积相同,则______。
8.在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小段同学利用如图所示的器材完成实验,其步骤如图甲、乙、丙、丁、戊所示。已知开始实验前弹簧测力计和电子秤均放在水平桌面上并调零,薄壁容器中所装液体为水,轻绳、物块均不吸水,且整个过程物块与容器壁和底不接触。
(1)在实验前,弹簧测力计应该在______方向上进行调零,然后将物块用细线挂在弹簧测力计的下端,在缓慢浸入水中的过程中,根据图甲、乙、丙弹簧测力计示数的变化可知,物体所受浮力______(选填“增大”“减小”或“不变”),再结合图丁可得出结论:物块在水中受到的浮力大小与______有关;
(2)若要探究物体所受的浮力与液体密度的关系,可选用图______所示三幅图的操作进行验证;
(3)根据上述实验数据,计算出物块的密度为______;
(4)从物块接触水面到刚刚浸没的过程中,若弹簧测力计示数的变化量为,电子秤示数的变化量为,则______(选填“>”“<”或“=”);
(5)小段完成探究后还想测量泡沫的密度(),他发现所用泡沫体积较大,不能放入量筒中测量其体积,于是他找来2个小滑轮、1个足够大的容器、水和细线,顺利测出了泡沫的密度。
①以下是他的操作,请帮他完善实验步骤:
a.把小滑轮固定在容器底部,再在容器中盛上适量的水,将盛水的容器放在水平放置的电子秤上,如图己所示,读出电子秤的示数为;
b.将泡沫放入容器中,泡沫漂浮时,读出电子秤的示数为;
c.用细线拴住泡沫并将细线绕过小滑轮,______,读出电子秤的示数;
②泡沫浸没后与其未放入时相比,容器对电子秤的压强______(选填“变大”“变小”或“不变”)(不考虑滑轮的摩擦,在整个过程中水始终没有溢出,泡沫不吸水,不变形,且未与容器接触)。则所测泡沫的密度______。(用所测物理量的字母和表示)
9.如图甲所示是小刚同学利用弹簧测力计、水、小石块、溢水杯、小桶、细线等器材探究“浮力的大小与排开液体所受到的重力大小的关系”。
(1)为减小实验误差,图甲中最合理的实验顺序是_______。利用图甲中的两个实验_______(填序号)步骤可以计算出物体所受的浮力大小为_______N;利用另外两个实验步骤可以计算出物体排开液体所受重力的大小;
(2)根据实验结果初步分析,石块排开水的重力_______石块受到的浮力(选填“>”“=”或“<”);
(3)在实验③中,随着石块缓慢没入水中,水对溢水杯底的压力_______(选填“变大”“变小”或“不变”);由以上实验数据还可以计算出石块的密度为_______;
(4)以下关于实验过程中的操作,不会影响验证结果的是( )(选填序号);
A.图③中溢水杯内未盛满水B.图①空桶中沾有少量水C.石块慢性吸水性但体积不变
(5)如图乙所示,同组的小欢同学运用已学浮力知识测量盐水密度,具体操作过程如下:
a.电子秤测烧杯和水的总质量为;
b.将不吸水的木块放入烧杯中漂浮时,电子秤示数为;
c.用细针将木块压入水中浸没,木块未触底,静止时电子秤示数为;
d.电子秤测烧杯和适量盐水的总质量为;
e.用细针将同一木块压入盐水中浸没,木块未触底,静止时电子秤示数为。
则盐水密度_______(用字母表示)。
10.图甲是一款普通的豆芽机,项目小组想在图甲的豆芽机上增设智能控温和自动淋水功能,从而保证豆子发芽需要的适宜温度和湿度。图乙是智能豆芽机的简化模型。项目小组为此开展了以下的项目式学习。
【任务一】设计豆芽机的温控装置
控温装置的电路设计如图丙所示,可实现加热、保温两挡自动切换, 为热敏电阻(置于发育盒内),为电阻箱,、为电热丝,且。控制电路电流≥5mA时衔铁被吸下。
(1)主要是由__________(选填“绝缘体”、“半导体”或“超导体”)材料制作而成,当温度升高时,的阻值______;(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)如图丙所示,开关闭合时,电磁铁的上端为______极,当衔铁被吸下来时,工作电路处于______(选填“加热”或“保温”)状态,加热与保温功率之比为__________;
(3)豆芽适宜在23℃~28℃环境下生长,豆芽机若要实现25℃自动切换挡位,则控制电路中电阻箱应该调为______Ω;干电池用久了,会导致发育盒内温度比设定的温度______(选填“偏高”或“偏低”),除了更换电池外,还可以采取措施是____________________,使得豆芽机恢复在25℃自动切换挡位;
【任务二】设计豆芽机的喷淋装置
(4)如图乙所示,水在水泵的作用下通过水管输送到淋水系统,多余的水通过沥水孔会回到水箱。水泵喷口流量指水泵1h内喷出水的质量。若水泵的流速为0.5m/s,喷口的横截面积为0.4cm2,则水泵喷口流量为______kg/h;
(5)实验小组结合豆芽的生长特性,采用淋水系统定时给豆芽淋水,而不是将豆芽浸泡在水中的原因是:____________________。控制水泵间歇性喷水的电路设计如图戊所示,AB两端输入如图己所示的周期性变化的电压,定值电阻,D为电阻可以变化的电子元件。当图戊中时,D两端的电压等于电子元件D两端的实际输入电压;时,电子元件D通过改变阻值,控制保持5V不变。则时,通过电路的电流为______A;若要使豆芽机在1小时内,喷水时间为20min,请你结合上面的电路设计,应设置的电功率______W时,水泵启动喷水。
11.学习了密度的知识后:(一)小明想知道酱油的密度,于是他和小华用天平和量筒做了如下实验:
(1)调节天平平衡;
(2)①用天平测出空烧杯的质量为17g;
②在烧杯中倒入适量酱油,测出烧杯和酱油的总质量如图1甲所示;
③将烧杯中的酱油全部倒入量筒中,酱油的体积如图1乙所示。
根据实验测得烧杯中酱油的质量为___________g,酱油的密度为___________kg/m³。
(3)小明用这种方法测出的酱油密度会___________(选填“偏大”或“偏小”)。
(二)小明和小华想比较物理实验室中甲、乙两种液体的密度,进行了以下操作:
(1)小明在两个完全相同的烧杯中分别装入等体积的两种液体,并用电子秤测出了液体和烧杯的总质量,电子秤的示数如图2所示,则这两种液体的密度关系是_________(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)小华想通过图像比较甲、乙两种液体的密度大小。她用量筒测出液体的体积V并用电子秤测出了量筒和液体的总质量m,用甲、乙两种液体各测两组数据后,在如图3所示的m-V图像上描出了四个点。但是小华忘记标注这四个点的数据分别属于哪种液体。根据小明实验测出的数据分析可知属于甲液体的两点是______。
(3)小红在小明实验的基础上添加了一个边长为3cm的正方体金属块测量出了甲液体的密度,实验步骤如图4所示,则甲液体的密度为_________g/cm³。为了减小该实验的误差,她应该选择图5中的________(选填“a”或“b”)烧杯。
12.学习了浮力和机械后,同学们发现了许多种利用生活中的物品来测量密度的特殊方法。
I.小芳利用电子秤、柱形玻璃杯、长方体木块、长细针(质量和体积忽略不计)、抹布等测量木块的密度,主要步骤如下:
①向柱形玻璃杯内倒入适量的水,电子秤示数如图1甲所示;
②将木块放入柱形玻璃杯的水中漂浮,电子秤示数如图1乙所示;
③用长细针将木块缓慢完全压入水中静止,电子秤的示数如图1丙所示;
(1)根据图1中的甲、乙、丙,可以得出木块的质量为______g,木块的体积为______cm3;
(2)如图1丙中,长细针对木块的压力为______N;
Ⅱ.小婷则利用迷你手提电子秤、螺母等测量木块的密度。
(1)操作步骤如下:
①用细线将木块挂在电子秤下方,记下电子秤示数为F1;
②按照如图2乙所示,将螺母挂在木块下方,并将螺母浸没在水中,记下电子秤示数为F2;
③按照图2丙所示,将螺母和木块一起浸没在水中,记下电子秤示数为F3。
(2)则木块密度的表达式为______(用已经测量的量和ρ水表示);
(3)如果交换乙、丙两步骤的顺序,木块密度测量值比真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”);
Ⅲ.小佳用一根粗细不均匀的筷子、刻度尺、细线、螺母、带盖塑料小瓶、水,制作杠杆密度计测量消毒液的密度。测量过程如下:
(1)将带盖的小瓶系在筷子的细端P处,用细线把筷子悬挂起来,调整系细线的位置O,如图3甲所示,使筷子在水平位置平衡;
(2)保持P、O的位置不变,在塑料小瓶中加满水,盖好盖子,调整螺母到A点时,筷子在水平位置平衡,如图3乙所示,测得OP、OA的长度分别为2.00cm、10.00cm;
(3)把瓶中的水倒干净,加满消毒液,盖好盖子,调整螺母到B点时,筷子又在水平位置平衡,如图3丙所示,测得OB的长度为8.70cm,则消毒液的密度ρ消毒液=______kg/m3;
(4)若小佳在步骤(3)中,出现下列两种情况:
①瓶中没有加满消毒液就盖好盖子,调整螺母位置使筷子水平平衡,测得OB的值,则消毒液密度的测量值比真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
②瓶中加满消毒液并盖好盖子,调整螺母位置,但在筷子右端偏高时就测出了OB的值,则消毒液密度的测量值比真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(5)小佳要给自己制作的杠杆密度计标刻度值,则A处应标______g/cm3,然后从A向左、向右标注,每隔0.1cm,密度变化______g/cm3。
13.小亮同学为了测量酱油的密度,进行以下实验:
(1)如图甲所示,将待测酱油倒入烧杯中,用已调好的天平测量烧杯和酱油的总质量。由图可知烧杯和酱油的总质量是______g;
(2)将烧杯中的酱油倒入一部分到量筒中(如图乙所示),量筒中酱油的体积是_____cm3;
(3)用已调好的天平测量剩余酱油的烧杯的总质量(如图丙所示),由此可知酱油的密度是____kg/m3;
(4)如果小亮实验结束后发现天平左边托盘下一直沾着一点小污垢,这会使测得的酱油的密度_____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(5)小华设计另一种测量酱油密度的实验方案:用天平测出空烧杯的质量m1,向烧杯内倒入适量酱油,再测出烧杯和酱油的总质量m2;然后把烧杯内的酱油全部倒入量筒内,测出量筒内酱油的体积为V;酱油密度的表达式_________,按该实验方案测出酱油的密度_____(选填“偏大”或“偏小”);
(6)小明同学发现自己桌上没有量筒,思考了一会儿后,他想出利用实验桌上的弹簧测力计、空饮料瓶、水、细线等物品来测量。其操作步骤是:
①用弹簧测力计测出空饮料瓶的重力G1;
②在空饮料瓶中装满水,用弹簧测力计测出瓶和水的总重力G2,计算水的体积V=_______(用测出物理量的字母表示,水的密度ρ水已知);
③_________(说出具体方法和要测出的物理量并用字母表示);
④计算酱油密度ρ=_____________(用测出的物理量的字母表示)。
14.学习是需要温故知新,小明再次回顾了杠杆和热学实验。
(1)在探究“杠杆平衡条件”的实验中,所用的器材有:每格长度等距的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线、每个重力都为0.5N的钩码若干个。实验前将杠杆中点置于支架上,调节平衡螺母使杠杆在水平位置静止的目的是:__________;
(2)如甲图所示,杠杆处于平衡状态。若杠杆的两侧同时增加一个钩码,那么杠杆的_________(选填“右“或“左”)端下沉;
(3)在乙图中,将弹簧测力计由竖直方向旋转至沿虚线方向,如果要继续保持杠杆在水平方向静止,测力计的示数要_____(选填“变小”“不变”或“变大”);
(4)如果忽略杠杆自重对实验的影响,则在丙图中要使杠杆在水平位置保持平衡,弹簧测力计对杠杆的最小拉力为_____。
(5)小明同学用图丁所示的实验装置探究“冰熔化时温度的变化规律”。设计实验时,小明选择用加热烧杯内水的方法给试管中的物质加热,这样做不仅能让试管中的碎冰受热均匀,而且冰的温度升高较__________(选填“快”或“慢”),便于记录各时刻的温度和观察各时刻碎冰的状态。
(6)从图戊可知水的凝固点是__________,还可知,0~t1与t5~t6两段时间相等,升高的温度却不同,请根据所学知识分析原因是__________。
(7)比较t4与t5时刻的内能,__________时刻试管内物质的内能较小。
15.按要求回答。
(1)图甲是小华测量木块长度的情形,读数时视线正确的是______(选填“A”或“B”),图中木块的长度为___________cm。
(2)清晨,小明绕小区花园步行锻炼身体。他借助秒表测量了自己步行一圈的时间,如图乙所示,秒表所测的时间为_______s。
(3)如图丙,该量筒的量程是________,小石块的体积是_______cm3;若小石块吸水,则测量结果__________ (选填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
16.小明想探究摆的周期与什么因素有关,他猜想可能与小铁块的质量有关,还可能与细绳的长短以及摆角有关,于是他想利用一条细绳一端系一个小铁块做成摆(如图所示),用电子表测出这个摆的周期(摆动一个来回所用的时间),他通过仅仅改变小铁块的质量或者细绳的长度测出摆动10个周期所用的时间(保持摆角不变),得出下表的实验数据:
测量值次数
铁块质量(g)
细绳长度(cm)
10个周期(s)
周期(s)
1
10
50
14.0
1.4
2
10
80
18.0
1.8
3
20
50
14.0
1.4
4
20
80
18.0
1.8
(1)题中划线部分属于科学探究中的_____环节。摆动一个来回所用的时间比较短,小明的做法是:用停表测其摆动10次的时间,算出其摆动一次所用的时间,这样做的目的是_____。
(2)在第1、2次实验中,小明用其他条件不变,仅改变细绳长度方法来探究摆的周期与细绳长度的关系。这种方法是物理学中研究问题常用的_____。
(3)通过比较第1、2(或3、4)次实验的两组数据,得出的实验结论是_____;通过比较第_____实验的两组数据,得出的实验结论是:摆的周期与小铁块的质量无关。
(4)通过实验分析,小明得出的初步结论是_____。
(5)生活中的摆钟就是依据这个原理工作的,如果我们家里的摆钟走慢了,修理师傅需将摆钟的摆长调_____一点。
17.杆秤是前些年我们家中常用的测量重量的工具,小刚所在的实践创新小组对家中的杆秤进行观察,并准备动手制作一个杆秤。
(1)如图甲所示是我们家中常用的杆秤,这个杆秤有两个提纽,当小刚使用提纽1时杆秤最大能称量20kg的物体,当他使用提纽2时杆秤能称量物体的最大重量会___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)20kg。使用这两个提纽时,零刻度线的位置___________(选填“相同”或“不相同”)。
(2)已知杆秤粗细不均匀,小刚通过分析可知,杆秤的刻度是___________(选填“均匀”或“不均匀”)的;若某次称量时小刚只使用了提纽1,称量了同一物体两次,当他第二次换用质量更大的秤砣时,第二次秤砣在杆秤上的位置会___________(选填“靠近”或“远离”)提纽的位置。
(3)如图乙所示,小刚用一根长为1m、分度值为1cm、质量不计的粗细均匀的直尺来制作杆秤,制作过程如下:
①他分别在直尺上5cm和10cm刻度处钻了一个小孔,各穿了一根细绳作为秤钩和提纽(秤钩和提纽的质量均忽略不计);
②接着他又找来一个质量为1kg的钩码挂在细绳上作为秤砣,可以在秤杆上移动;
当小刚用这个自制的杆秤称量物体时,这个杠杆的支点是___________(选填“提纽”或“秤钩”)所在的位置,当在秤钩上挂一重物时,秤砣的位置在如图乙所示位置,则秤钩上挂的重物的质量为___________kg。
18.小融通过以下实验探究“阿基米德原理”,选用了以下实验器材:弹簧测力计、小吊桶、小石块、圆柱体、溢水杯、细线、小烧杯、铁架台、水。他们操作过程如图1中a、b、c、d所示。
(1)由图a得,石块的重力为______N;如图1所示将石块逐渐放入装满水的溢水杯中(石块没有与杯底接触),溢水杯对铁架台底座的压强______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)当小石块浸没在溢水杯中,溢出的水全部流入小烧杯,弹簧测力计的示数如图c所示,把小烧杯中的水全部倒入小吊桶中,此时弹簧测力计的示数如图d所示,则排开的水的重力为______N;并计算出小石块的密度为______;
(3)小融在完成d步骤后保持器材状态继续实验,把弹簧测力计拆下,把小石块放入装有水的小吊桶中(水不溢出),然后把小吊桶放入溢水杯,发现小吊桶处于漂浮状态,溢水杯中水溢出,这个过程排出的水重为______N(忽略小石块所附带的水);
(4)一旁的小渝灵机一动,设计出了如图2所示的测量圆柱体密度的方案,步骤如下:
①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中:
②将圆柱体浸没在水中,测得烧杯中水的体积为10mL,则圆柱体的体积为______mL;
③将烧杯中10mL水倒掉,从水中取出圆柱体;
④将圆柱体放入小空筒,小空筒仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为27mL;则圆柱体的密度是______,在实验步骤③和④中,将圆柱体从水中取出后(表面沾水)直接放入小空筒,测出的圆柱体密度将______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
19.托盘天平是重要的测量工具,使用天平时需要将其放在水平桌面上。
(1)将游码归零,指针指在分度盘的左侧。将平衡螺母向 _____调才能调平;
(2)托盘天平结构图如图甲,天平平衡时,指针、横梁、平衡螺母、托盘,游码组合体看成一个等效杠杆,如图乙所示,由于底座内特殊结构,无论物体、砝码放在托盘内何处,横梁受到的力(即O1,O2受到的力)都始终在竖直方向,其中刀口O在O1O2连线上方,整体的重心在O的正下方,且在O1O2连线上;此时我们可以把这个整体简化为如图丙所示模型,其中∠OO1O2=∠OO2O1;用手缓慢作用在左盘,左侧下沉(如图丁虚线所示),松手后天平 _______(选填“能”或“不能”)保持静止,这是因为 ______________。
(3)将物体正确放置,再次调平时所加砝码和游码的位置如图戊所示,物体质量为 _________g。
(4)湾湾对天平上游码的质量进行了计算,她用刻度尺测出L1和L2(如图己所示),则游码的质量为 ____________________g。
20.利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件:
(1)实验前,杠杆如图甲所示,应将杠杆两端的平衡螺母向________(填“左”或“右”);
(2)实验时,在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码位置使杠杆在________位置平衡,这样做的目的是为了________________;
(3)经过多次实验,以两边钩码的重力分别为动力和阻力,对应的力臂为和,可得杠杆的平衡条件为:________;实验中进行多次实验的目的是________________;
(4)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂________个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆会________(选填:“顺时针转动”、“逆时针转动”或“保持静止”);
(5)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,则当测力计从a位置转到b位置时,测力计示数将________(选填:“变大”、“变小”或“不变”);
(6)某实验小组利用图丁示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下:
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计,使杠杆保持水平;
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持O点位置不变),在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为、;
③杠杆机械效率的表达式为________;(用已知或测量的物理量符号表示)
④实验中,若提升的钩码重一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是:________;
⑤若只将钩码的悬挂点由A移至C,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将________(选填:“变大”、“变小”或“不变”)。
21.某班物理实验小组的同学,在实验中验证阿基米德原理。
(1)方案一:小王同学用石块按照如图1甲所示的实验步骤依次进行实验。
①由图甲可知,石块浸没在水中时排开水的重力___________N,发现造成这种结果的原因不可能是___________(选前下列选项前的字母)。
A.最初溢水杯中的水未装至溢水口
B.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
C.步骤C中,石块浸没后,碰触到溢水杯的底部
②小王同学改正错误后,得到石块浸没在水中的浮力为1N,则石块密度为___________kg/m³;
(2)方案二:如图1乙所示,小李同学将装满水的溢水杯放在升降台C上,用升降台来调节水杯的高度。当小李逐渐调高升降台时,随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A示数___________(选填“逐渐变大”、“逐渐就小”或“保持不变”),弹簧测力计B示数___________(选填“逐渐变大”、“逐渐就小”或“保持不变”),弹簧测力计A示数变化量___________B示数的变化量(选填“大于”、“小于”或“等于”),从而证明了,在这个过程中溢水杯对升降台C的压力___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)小军实验后用如图2方法测量石块密度,在圆柱形透明桶中装入适量水并将一个木块放入圆桶中,水深为h₁;把小石块放在木块上,水深为h₂;再将小石块放入水中,水深为h₃。已知水的密度为ρ水,则石块密度为ρ石=___________。
22.项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀,估读时误差较大,由此准备制作一个刻度均匀的密度计。
【小组讨论】
液体密度计是根据排开液体体积的变化来判断密度大小,根据密度公式 ρ=想到,是否可以通过密度与质量之间的关系来制作刻度均匀的密度计。经过查阅资料及深入讨论,最后确定了制作方案。
【查阅资料】
如图杆秤是我国古老的质量称量工具,刻度是均匀的,使用时先把被测物体挂在秤钩处,提起秤纽,移动秤砣,当秤杆在水平位置平衡时,秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。杆秤的工作原理是______。
【产品制作】
(1)备用器材:木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块。
(2)制作步骤:
①模仿杆秤结构,用塑料杯代替秤钩,杯中不加液体,提起秤纽,移动金属块做的秤砣,当木棒做的秤杆在水平位置平衡时(如图甲),将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度;
②塑料杯中加水200cm3,水面处标记为a,提起秤纽,秤杆出现左低右高现象(如图乙),将秤砣应适当向______侧移动,直至秤杆在水平位置平衡(如图丙),此时秤砣的悬挂点B的刻度应记为______kg/m³;
③以A、B两点之间的长度的1/10为标准,在整根秤杆上均匀地标上刻度。
【产品检验】
在杯中倒入“等量”的密度已知的液体,移动秤砣,使密度秤在水平位置平衡,读出液体的密度,这里的“等量”是指液体的_______相等。用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。如图丁是某次检验时测量的数据,(OC=10cm、OA=5cm、OD=41cm),秤砣(金属块)的质量为100g,则该液体密度为______kg/m³。
【产品升级】
为了制作出精确度更高的“密度秤”,下列改进措施可行的是______。
A.把秤纽位置往靠近杯子一侧移动 B.减小秤砣的质量
C.减少加入杯中液体的体积 D.换用更细的秤杆
23.项目化学习小组同学将两支完全相同的密度计,分别放入甲、乙两个盛有水和盐水的烧杯中,静止时观察到的现象如图所示,则______杯中装的是水。
【项目提出】
使用密度计时,该小组同学发现密度计刻度不均匀且测量时误差较大,因此准备制作一支刻度均匀的密度计。
【项目分解】
(1)了解杆秤原理,
(2)制作“杆秤密度计”
【项目实施】
(1)了解杆秤原理:如图丙所示,杆秤是我国古老的质量称量工具,刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩处,提起秤纽,移动秤砣,当秤杆在水平位置平衡时,秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。杆秤的工作原理是________(用文字表述)。
(2)制作“杆秤密度计”:实验器材:木棒、塑料杯、细线、______、金属块(代替秤砣)、记号笔、酒精。
实验步骤:
①模仿杆秤结构,用杯子代替秤钩,先自制一根无刻度“密度秤”;
②杯中不加液体,提起秤纽,移动秤砣,当秤杆在水平位置平衡时,将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度;
③如图丁所示,杯中加酒精至a处,提起秤纽,移动秤砣,当秤杆在水平位置平衡时,将此时秤砣的悬挂点B标记为“______”刻度(单位);
④以AB两点之间长度的八分之一为标准,在整根秤杆上均匀地标上刻度。
【项目实践】
用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。
【项目优化】
(1)如图戊所示,在制作过程中,秤杆出现左低右高现象,要调节秤杆至水平位置平衡,秤砣应往______(选填“左”或“右”)侧移动。
(2)为了制作出精确度更高的“密度秤”,可行的改进措施是______(填选项前的字母)。
A.把秤纽位置往靠近秤钩一侧移动
B.减少加入杯中的液体体积
C.减小秤砣的质量
24.如图是小高用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)U形管压强计是通过观察U形管中液面______显示橡皮膜所受压强大小。使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体______(选填“能”或“不能”)灵活升降,则说明装置不漏气;
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,为了使U形管左右两侧的水面相平,正确的调节方法是______(选填“A”或“B”);
A.将右侧支管中高出的水倒出一些 B.取下软管重新安装
(3)比较______两图,可以得出结论:同种液体,液体压强的大小与液体深度有关;
(4)比较丙、丁两图,可以得出结论:在同一深度,液体______越大,液体的压强越大。下面操作会使两图中U形管两侧液面高度差对比更加明显的是______;
A.向U形管中加水 B.用内径更细的U形管 C.两烧杯中换密度差更大的液体
(5)实验结束后,小高将扎有小孔的装满水的矿泉水瓶打开瓶盖放入盛有盐水的水槽中,如图戊所示。瓶子下方有一小孔B,B孔在盐水中的深度为、在水中深度为,若B孔没有水和盐水交换,则盐水密度______(用、、);若B孔有水流入盐水中,则A孔______。
A.一定有水流出 B.一定有盐水流入 C.可能水既不流出,盐水也不流入
25.用注射器估测大气压的值实验中。
(1)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,不用橡皮帽封住注射器的小孔,用手沿水平方向慢慢地拉动注射器筒,当活塞开始滑动时,此时弹簧测力计示数为0.6N;
(2)他重新将活塞推至筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器筒,当活塞开始滑动时,此时弹簧测力计示数为4.2N,然后利用刻度尺测出____________如乙图所示,则本地大气压强的测量值为________ Pa;
(3)根据(2)测得的大气压值与标准大气压值可能不同,原因是__________(不考虑实验时的误差);
(4)小明采用了另一种实验方案测量大气压力:将活塞推至底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器筒,当活塞开始向外滑动时,记下此时弹簧测力计示数为F1,当活塞开始向内滑动时,记下此时弹簧测力计示数为F2,则大气对活塞的压力F=____________;
(5)小明认为不能采用丙图的方法来估测大气压的值,主要是因为_______的重力对实验有影响。
26.学习了密度知识后,小华想测一测磨砂橡皮的密度,设计了如下实验。
(1)实验原理是______。实验时首先将天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端零刻度线处,调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)将橡皮擦放在左盘,向右盘中加减砝码,调节游码,直到横梁恢复平衡。所加砝码和游码的位置如图甲所示,则该橡皮的质量是______g。
(3)利用量筒和水测出橡皮的体积,则该橡皮擦的密度是______。
(4)小明设计了方案如图乙所示,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4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。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。将待测橡皮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,橡皮始终不触底)如图丙,与图乙相比圆筒所受的浮力______(变大/不变/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和,则该橡皮的密度表达式为______(用、和表示)。
27.星星同学得到了一块钛合金金属材料,他利用实验室器材对材料的密度进行了测量。
(1)他将天平放在______台面上,将游码移动到标尺左端的零刻度线处,此时,指针在分度盘上的位置如图甲所示,他应将平衡螺母向______端调节,使天平平衡;
(2)星星用调节好的天平测量材料的质量,天平平衡时,右盘中砝码的质量及游码在标尺上的位置如图乙所示,则该材料的质量为______g;
(3)接着用图丙所示的方法测出了该材料的体积为______,则该材料的密度为______;
(4)爱动脑筋的星星同学利用这个材料,只用电子秤测量出了牛奶的密度,实验步骤如图:
①电子秤放在水平桌面上,放上装有适量牛奶的杯子,示数如图丁所示;
②把材料用细线绑好,缓慢放入装有牛奶的杯子中,示数如图戊所示;
③用手提起细线,让被测材料离开杯子底部,继续全部浸没在牛奶中,示数如图己所示。经测量杯子的外底面积为,则己图相对戊图中杯子对电子秤的压强变化了______Pa,经过计算,牛奶的密度为______。若在③步骤中,材料接触到了杯子底部且有挤压,其余操作完全正确,则所测牛奶的密度值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
28.某小组的同学在实验室发现一印章,他们利用这块印章做了以下实验探究。
(1)小超同学想测量这块印章的密度;
①将托盘天平放在水平桌面上,把______拨至标尺左端零刻度线,如果发现指针所处位置如图甲所示,应将平衡螺母向______移动,使天平横梁在______(填“水平”或“任意”)位置平衡;
②将印章放在天平左盘,天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,这枚印章的质量是______。把印章放入装有水的量筒中,液面达到的位置如图丙所示。由此可以求出这枚印章的密度为______;
③若天平的右盘在实验前沾了少许泥,则所测印章密度比真实值______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”);
(2)完成实验后,小超还想利用这块印章来探究浮力的影响因素:
A.在大烧杯中装入适量的某种液体,电子秤的示数为,如图甲所示;
B.将印章和一个气球用轻质细绳连接在一起后,将印章浸没在液体中,读出电子秤的示数为,如图乙所示;
C.将印章和和气球一起浸没在液体中,电子秤的示数为,如图丙所示;
D.将印章和气球继续往下放,待气球和印章静止时,电子秤的示数为,如图丁所示;
④对比乙、丙两图可知,气球浮力大小与______有关,乙图中,印章所受浮力大小为多少______?
⑤对比丙、丁两图,气球的体积变化了多少______?(保留小数点后一位)
29.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”)。
30.在“物理创新实验”社团活动中,小莉利用图甲的双探头压强计,探究液体压强大小的影响因素。
(1)实验开始前应对装置进行检查,当用手指按压橡皮膜时,发现U形管两边的液面升降灵活,则说明该装置___________(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)她利用甲装置探究液体压强时,发现U形管A内的液面高度差ΔhA较小,U形管B内的液面高度差ΔhB较大,上下移动金属支架,发现ΔhB始终大于ΔhA,说明在同种液体中,___________越大,液体压强越大;
(3)受双探头压强计原理的启发,小莉联想到浮力的来源上下压力差,于是又制作出如图乙的器材,并给乙图圆筒上下表面的橡皮膜分别连接图甲的U形管A和B,用来探究浮力大小与物体浸入水中深度的关系。她将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动,再次记录 U形管A和B内的液面高度差ΔhA和ΔhB,记录实验数据如表(忽略橡皮膜形变对实验的影响):
序号
液体种类
探头C 深度 hC/m
高度差ΔhA/格
探头 D 深度 hD/m
高度差ΔhB/格
1
水
0
0
0.01
2
2
水
0
0
0.02
4
3
水
0
0
0.03
6
4
水
0.01
2
0.04
8
5
水
0.02
4
0.05
10
6
水
0.03
6
0.06
12
①本实验通过观察___________可知浮力的大小,下列实验中,用到这种研究方法的是___________(用字母表示);
A.研究磁场时引入磁感线
B.探究电阻大小影响因素时给电路中接入电流表
C.探究平面镜成像特点时选用两个相同的物体比较大小
D.探究阻力对物体运动的影响时合理推理得出牛顿第一定律
②小莉在分析第1、2、3组实验数据时,认为同种液体中,浮力的大小与深度有关;同组的小明认为,她的实验过程是错误的,其原因是___________,于是她换用第___________组实验数据重新分析,最终得出浮力大小与深度无关的正确结论;
(4) 【拓展】完成以上问题后,小莉又设计了测量巧克力球密度的实验:
①如图甲所示,用电子秤测出铜块的质量为m0;
②如图乙所示,测出圆柱形容器和适量水的质量为m1;
③如图丙所示,将钢块和巧克力球用绳子系在一起,使铜块浸没在水中,电子称示数为m2;
④如图丁所示,铜块和巧克力球都浸没后,电子秤示数为m3;
⑤如图戊所示,放手后,铜块沉底,电子秤示数为m4;
⑥巧克力球的密度表达式是 ρ球=___________(用字母m0、m1、m2、m3、m4、 ρ水表示)。
31.1.泰州市某中学八年级(1)班的小刚同学学完“测量物质的密度”后,想动手测量酱油和醋的密度。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,把游码移动到零刻度线,指针静止在图甲所示位置时,应将横梁右端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调,直至天平平衡。
(2)a.小刚在烧杯中倒入适量的酱油后放在天平的左盘,通过往右盘加减砝码并调节游码使天平恢复平衡,如图乙所示,由此测出烧杯和酱油的总质量m1=______g;
b.把烧杯中的酱油倒入量筒中,如图丙所示,读出酱油的体积为V=______cm3;
c.测出烧杯和内壁上残留酱油的总质量为m2=38.6g。
(3)根据以上所测得的物理量写出计算酱油密度的表达式:ρ=______,算出酱油的密度为______g/cm3。
(4)评估小刚的实验方案可知,在误差允许的范围内,他测得的酱油密度是______(选填“偏大”“偏小”或“准确”)的。
(5)小刚做完上面实验后,将游码归零。然后在天平两边分别放上两个完全相同的烧杯,并往里面分别倒入酱油和醋,直到天平再次平衡,如图丁所示,由此判断酱油的密度______醋的密度(选填“大于”、“小于”或“等于”);小刚用刻度尺测量出酱油和醋的液面高度分别为6.30cm和6.90cm,通过(3)小题所得酱油密度便可算出醋的密度约为______kg/m3。
32.小迪周末回家,看到妈妈正在厨房切土豆,于是她取来一小块,用天平和量筒测量土豆的密度。
(1)将天平放在______桌面上,游码归零后,发现指针指示的位置如图甲所示,则应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使天平平衡;
(2)将土豆放在天平的左盘,当右盘中砝码的质量和游码在标尺上的位置如图乙所示时,横梁再次水平平衡,土豆的质量为______g;
(3)用量筒测出土豆的体积为13cm3;
(4)该土豆的密度为______g/cm3;
(5)在测量过程中,若使用的砝码磨损,所测土豆的密度______(选填“偏大”、“不变”或“偏小”);
(6)小迪测完土豆的密度后,意犹未尽。看到旁边有一个放土豆的玻璃碗,又想测量碗的密度。但碗太大,不能放入量筒中,于是她自制了一个如图丙所示的容器来测量碗的密度。容器中间用隔板分成A、B两个容器(横截面积分别为4S、S),隔板某高度处有一小孔O用薄橡皮膜封闭。具体操作步骤如下:
①向容器A中倒入高度为H1的水,容器B中倒入高度为h1的牛奶,直到橡皮膜刚好变平;
②将小碗放入容器A中沉底,向容器B中倒入牛奶,直到容器B中牛奶总高度为h2时,橡皮膜又重新变平;
③将小碗拿出使其漂浮在容器A的水面上,此时橡皮膜向容器______(选填“A”或“B”)一侧凸起,继续向容器B中倒入牛奶,直到容器B中牛奶总高度为h3时,橡皮膜又变平;
则小碗的密度为ρ=______(选用ρ水、ρ奶、S、h1、h2、h3、H1表示)。妈妈提出,步骤③从水中取出碗时,碗内带水会影响实验结果,你认为测量出的密度将______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
33.生活中有这样一个现象:一叠整齐的纸从斜面滑下,纸张不再整齐,这是由于纸张之间有摩擦造成的,如图所示。疯狂物理力学实验组发现食用油从壶中倒出总是有少量的油粘在杯壁上要过好久才能流下来,而调味酒粘在杯壁上时间较少。
(1)资料显示:在容器中流动的液体可以看作是由许多片液层组成的,各片层之间也存在着______,产生液体内部的阻力,这就是液体的粘滞性;
(2)实验小组提出:液体的粘滞性可能与液体的种类、细管的直径、细管两端的压强差有关。于是,小组同学选取了长度相同的细管,在温度相同的情况下测得1秒内通过细管的液体体积如下:
实验次数
液体种类
细管半径/mm
细管两端压强差
通过细管的液体体积/
1
水
1
p
100
2
油
1
p
2
3
水
2
p
1600
4
油
2
p
32
5
水
3
p
8100
6
水
1
2p
200
①在相同条件下,通过细管的水的体积______通过细管的油的体积(选填“大于”“小于”或“等于”),说明不同液体的粘滞性不同,我们用液体的粘滞系数表示,;
②分析表中______两组数据可以得到结论:液体的粘滞性与液体的种类有关;
③分析上表1、3两组数据可以得到结论:同种液体,当细管两端压强差一定时,细管半径越______,通过细管液体的体积越大。用油做的实验中,细管半径是3mm,1s内通过细管的油的体积是,则细管两端的压强差是______。
34.在学完浮力的知识后,小明利用刻度尺、塑料碗、大烧杯等器材,来测量一个金属球的密度,测量过程如下:
(1)在烧杯内放入适量水,再将塑料碗轻轻放入水中,如图甲所示,测出此时烧杯内水的深度为,此时塑料碗受到的浮力______碗的重力;
(2)将金属球放在塑料碗中,放入球后的状态如图乙所示,测出此时烧杯内水的深度为。再将塑料碗中的金属球轻轻放入烧杯中,如图丙所示,测出此时烧杯内水的深度为;则、、的大小关系为______;
(3)该金属球的密度______(用、、和表示);
(4)如果在实验中,小明是按照图甲、丙、乙的顺序操作,则测出金属球的密度值将______(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值。
35.小王同学利用注射器(容积为)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔.这样做的目的是__________________。
(2)如图所示,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L,则大气压的值可表示为____________。
(3)实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得的大气压值______________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(4)若注射器活塞与筒壁间摩擦较大,则测得的大气压值___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(5)实验室有三个注射器,活塞的横截面积分别为和,若弹簧测力计量程为,实验时应选用__________(选填“A”、“B”、“C”)注射器合适,理由是_______________。
(6)小王将活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,沿水平方向慢慢地拉动注射器筒,当活塞开始滑动时,此时弹簧测力计示数为。然后利用刻度尺测出注射器筒刻度部分的长度为,则本地大气压强的测量值为_________,该结果___________(选填“低于”或“高于”)标准大气压。
36.物理探究小组做“测量盐水和小木球的密度”实验过程如下:
(1)小鹭将天平放在水平桌面上,把___________放到标尺左端的零刻度线处,并旋动平衡螺母,使横梁水平平衡;
(2)烧杯中装入适量的盐水,称出烧杯和盐水的质量,如图甲,烧杯和盐水的质量为___________g;将烧杯中盐水倒入量筒中一部分,如图乙,称出烧杯和剩余盐水质量为34g,则盐水的密度为___________g/cm3。
(3)小辉看到一个小木球漂浮在水面上,想知道小木球的密度,与同组成员讨论后,进行了如下实验:
①用调节好的天平正确测量小木球的质量m;②在量筒内盛适量水,读出水面所对刻度V1;
③将铅笔A和铅笔B固定成如图丙所示的形状,放入量筒内的水中,直到铅笔B的下表面刚好与水面相平,如图丁所示,读出水面所对刻度V2;
④取出铅笔,将小木球轻轻放入量筒内的水中漂浮,用固定好的铅笔A和铅笔B将小木球压入水中,直到铅笔B下表面刚好与水面相平,如图戊所示,读出水面所对刻度V3;
⑤小木球的密度表达式:ρ球=___________(用所测物理量符号表示:水的密度用ρ水);
⑤实验评估时,小辉提出,若考虑小木球“吸”水,铅笔不“吸”水,会导致小木球的密度测量值___________(选填“偏大”或“偏小”)。
(4)经过一段时间的学习后,老师提出把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤。晓璐一组用同一小桶分别盛满不同的液体(图己),用弹簧测力计测出小桶的重力为1N,装满水后总重力为3N,再装满另一液体时示数为4N,则液体密度为___________kg/m3。用这样的方法分别在弹簧测力计的示数处标注对应其它液体的密度;该密度秤的分度值为___________g/cm3;如果要增大该密度秤的量程,除了增大弹簧测力计的量程,你还能采取的方法是:___________。
37.小致同学利用如图所示的装置探究浮力的大小与哪些因素有关。图甲中大容器的底面积为50cm2,高为10cm,内部装有260cm3的水,小容器柱形部分底面积为30cm2,柱形部分高为12cm。小容器始终竖直漂浮在大容器的液体中。
(1)图甲中,当小容器竖直漂浮在大容器的水中时,稳定后小容器柱形部分浸在水中的深度为4cm,在大容器上记录液面的位置为A;
(2)在小容器的托盘上放一个物块,稳定后液面如图乙所示。在大容器上记录液面的位置为B,对比甲、乙可知:浮力的大小与 ___________有关。乙图中小容器底部所受的液体压力 ___________甲图中小容器底部所受的液体压力;
(3)将大容器中的水倒出并擦干后,再倒入260cm3、密度为1.1g/cm3 的盐水。为使液面再次达到B点,小致在托盘中又增加一个物块,如图丙所示。对比乙、丙可知:浮力的大小与 ___________有关。
(4)实验结束后,小致发现如果将放入托盘物体的质量标记在大容器对应的液面位置处,则利用图甲装置可以制作一个能够测量物体质量的浮力秤。如果大容器中的液体仍为图丙中260cm3的盐水(未溢出),则该浮力秤可以测量的物体的最大质量为 ___________kg。
38.小红在厨房帮忙时发现,当食用油从壶中倒出时,总是有少量的油粘在杯壁上要过好久才能流下来;而调味酒粘在杯壁上时间较少。小红联想到生活中的一个现象:让一摞整齐的纸从斜面滑下,发现纸张变得不齐了,这是由于纸张之间有摩擦造成的。
(1)小红查阅了相关资料发现,液体在容器中流动,液体也可以看作是由许多片液层组成的,各片层之间也存在着 ___________,产生液体内部的阻力,这就是液体的粘滞性;
(2)液体的粘滞性与哪些因素有关?她提出了以下的猜想:
猜想1:与液体的种类有关;
猜想2:与细管的直径有关;
猜想3:与细管两端的压强差有关。
①她选取了长度相同的细管来研究液体的粘滞性,做了如下实验。在温度相同的情况下测得1s内通过细管的液体体积如下:
实验次数
液体种类
细管半径/mm
细管两端压强差
通过细管的液体体积/mm3
1
水
1
p
100
2
油
1
p
2
3
水
2
p
1600
4
油
2
p
32
5
水
3
p
8100
6
水
1
2p
200
a.可见,在相同条件下,通过细管的水的体积 ___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)通过细管的油的体积,这说明不同液体的粘滞性不同。我们用液体的粘滞系数η表示,η水<η油;
b.分析表中 ___________两组(只需选择两组实验)数据可以得到结论,液体的粘滞性与液体的种类有关;
c.分析上表1、3两组数据可以得到结论:同种液体,当 ___________一定时,细管半径越大通过细管液体的体积越大。在小红用油做的实验中,若细管半径是3mm,1s内通过细管的油的体积是40.5mm3,则细管两端的压强差是 ___________;
(3)蓖麻油的粘滞系数和温度的关系如下表所示;
温度t/(℃)
10
15
20
25
30
35
40
η
2.42
1.51
0.95
0.62
0.45
0.31
0.23
分析表格中数据可以看出流体的温度越高,粘滞系数 ___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)由于流体的粘滞性,使得在流体中运动的物体要受到流体阻力,在一般情况下,半径为R的小球以速度v运动时,所受的流体阻力可用公式f=6πηRv表示。因此,小球在流体中运动时。速度越大,受到的阻力 ___________。两个外形相同的量筒,分别装有体积相同的蓖麻油,甲量筒中蓖麻油温度为t1,乙量筒中蓖麻油温度为t2(t2>t1)。现在同时将两个相同的玻璃球从液面处静止释放,投入到量筒中,则 ___________(选填“甲量筒中的玻璃球”、“乙量筒中的玻璃球”或“同时”)先触底。
39.为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明利用完全相同的两块木块A、B设计了如图所示的实验。
(1)实验时用弹簧测力计必须沿___________方向拉着物块做匀速直线运动,此时,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)图甲、乙两次实验说明:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越___________;
(3)比较图丙、丁两次实验,可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小___________(选填“有关”或“无关”),图丙中木块A、B一起做匀速直线运动时,则木块B受到的摩擦力为___________N,图丁中A、B一起做匀速直线运动时,木块A、B之间的细绳的拉力为___________N;
(4)小明对实验装置进行了改进,如图所示。两个传感器可分别显示拉力和压力的大小。往沙桶中加减沙子的目的是探究滑动摩擦力的大小与___________的关系;实验过程中,___________(选填“需要”或 “不需要”)匀速拉动长木板,当沙桶中沙子增加时,拉力和压力传感器的示数___________。(填序号)
A.拉力和压力传感器的示数都增大 B.拉力传感器的示数增大,压力传感器的示数减小
C.拉力和压力传感器的示数都减小 D.拉力传感器的示数减小,压力传感器的示数增大
40.如图甲所示,小明用2N的钩码若干个、弹簧测力计(量程为0-5N)、相同的滑轮、不易拉断的轻质细线等器材探究滑轮组的机械效率。实验中得到的数据如下表所示。
实验次数
1
2
3
钩码重力G/N
2
4
6
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
0.2
测力计示数F/N
1.0
1.8
2.4
绳子自由端移动距离s/m
0.3
0.3
①______
机械效率η/%
66.7
74.1
②______
(1)实验时,应______拉动弹簧测力计;
(2)小组同学使用此装置又做了第3次实验,表格中空缺的数据应为:①______,②______;
(3)分析表格内数据,得到的结论是:使用相同的滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率______(选填“越高”“不变”或“越低”);
(4)分析表格中的实验数据,小明能悬挂的钩码数最多可能是______个;
(5)小红改变动滑轮重力,提升另外某一物体,多次实验获得数据,绘制出如图丙所示的图像。由图像可得出的结论是______。分析图像A点数据可知,如忽略绳重和摩擦,则被提升物体的重力为______N。
41.小明用如图所示的器材探究“杠杆平衡条件”。
(1)实验前,把杠杆中心支在支架上,杠杆静止在图甲所示位置,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调。
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡后,在A点悬挂3个钩码,则在B点悬挂___________个钩码,才能使杠杆在水平位置平衡;在实验中多次改变力和力臂的大小主要是为了___________(选填答案序号)。
A.减小摩擦B.多次测量取平均值减小误差
C.使每组数据更准确D.获取多组实验数据归纳出物理规律
(3)如图丙所示,始终保持杠杆在水平位置平衡,小明将弹簧测力计从竖直位置移动到图丙中的位置时,测力计的示数将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)该小组利用图中丁所示的装置进行探究,在杠杆B点处挂上两个共100g钩码,用弹簧测力计在A点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计示数如图中所示。若,则该提升重物过程中此杠杆的效率为___________%。
(5)小明将一根长1m、重5N的细金属棒AB平放在水平地面上,用弹簧测力计将金属棒的B端竖直向上缓慢拉起,如图戊所示,弹簧测力计的示数为3N。根据实验数据可知金属棒的重心距离B端___________m;若拉动过程中,金属棒B端上升了1.2m,则拉力对金属棒做的功是___________J。
42.如图所示,厦门中学生助手利用天平和量筒测量石块的密度,进行如下测量:
(1)把天平放在水平台上,游码移到标尺左端零刻度线处,指针在分度盘的位置如图甲所示,为使天平横梁平衡,应将平衡螺母向______调节(选填“左”或“右”);
(2)用天平测石块质量,当横梁平衡时,放在右盘中的砝码和游码位置如图乙所示,则石块质量为______g;用量筒测出石块体积为,则石块密度为______。
(3)厦门中学生助手猜想能否使用刻度尺和杠杆等器材测量石块密度,于是他进行如下探究:(杠杆重力不计)
①如图丙所示,杠杆处于水平位置且平衡。
②保持石块的悬点位置A不变,将石块浸没在盛水的杯中(未与杯底、杯壁接触),调整重物的悬点位置至C点,使杠杆再次处于水平位置且平衡,则C点应该在B点的______侧(选填“左”或“右”),用刻度尺测量OC的长度。
③石块密度的表达式______(用字母、、、表示)。
(4)阅读了教材“自制密度计”的课外小实验后,厦门中学生助手的小曾决定尝试做一个密度计。
①小曾选择了一个由某种特殊材料制成的条形长方体A来制作密度计,测得A的质量为12g;
②小曾查阅了相关资料,在得知该材料的密度后,作出了如图丁所示的图象,据图可以找到关于A的一些信息。他发现A的质量可以在图中用阴影部分面积表示出来,请你在图丙中用细线画出这一阴影部分;______
③小曾想用理论推导的方法,在A上标注出各种密度值。他先标注水的密度,再测量出A的长度为20cm后,作出了图戊中所示的示意图,经过计算,他确定出水面位置距A上表面______cm处,并作了标记。()
④为验证结果,小曾将A放入足够多的水中,发现它不容易竖直漂浮。小曾在A的下端密绕了适量的金属丝(金属丝体积可忽略不计),制成了“密度计”B,小曾经过思考后发现,B的刻度应该与A不同,为了重新标注,小曾测出金属丝的质量是2g。按照这种方法,他在B上标出了水、酒精等液体对应的刻度值,一个简易的密度计就制成了,则A、B在标注水对应的刻度值时,其两刻度的距离为______cm。
43.物理实验小组的同学测量一个蜡块的密度,他们利用天平、量筒、适量的水、铝块等器材, 经过思考,想出了如下的实验方法。
(1)天平放在水平桌面上,调节天平横梁平衡时,指针偏向分度盘中央刻度线的右侧,此时应向______(填“左”或“右”)移动平衡螺母,才能使天平平衡;
(2)将蜡块放在天平左盘,天平平衡时右盘中所加砝码和游码的情况如图 1 所示,则蜡块的质量是______g;
(3)测完质量后,按照图 2 所示步骤,完成了蜡块体积的测量,由图知,蜡块的体积是______cm3;
(4)通过计算,测得蜡块的密度是______g/cm3,实验后发现蜡块上附着气泡会导致测得蜡块的密度______(填“偏大”或“偏小”);
(5)受甲同学实验的启发,乙同学进一步简化了实验步骤,在实验时除了利用原有的量筒、适量的水, 又找了一根细针,不用天平也测出了蜡块的密度。请你将下列测量步骤补充完整(测量的物理量需用字母表达):
①在量筒中装入适量的水,记录此时水的体积 V0;
②______;
③用细针缓慢地把蜡块压入水中,使之完全浸没,记录此时量筒中水的体积 V1;
④蜡块密度的表达式:ρ蜡=______。(用测量的物理量和已知量的符号表示,水的密度为ρ水);
(6)小刚同学学完浮力的知识后,对测液体的密度很感兴趣,如图所示,有一正方体木块,边长为L,漂浮在水中时露出水面的高度为L1,漂浮在某种液体中时,露出液面的高度为L2,试推导出液体密度ρ液的表达式,用已知量表示(水的密度用ρ水表示)( )。
44.生活中,我们会遇到下面的现象:
(1)现象一:如图甲所示,将两个相同的鸡蛋先后从同一高度静止释放,鸡蛋P落到地板上,摔烂了;而鸡蛋Q落到一块海绵上,完好无损。此现象说明鸡蛋 ___________(填“P”或“Q”)受到的撞击力较小;
现象二:如图乙中a所示,一根细线拴着一个重物,把重物拿到一定高度,然后释放,重物可以把细线拉断;如图b,如果在细线上端拴段橡皮筋,再从同样的高度释放该重物,细线就不会被拉断。此现象说明图 ___________中细线的拉力较小;这就是典型的“软着陆”或“缓冲”现象,这种现象背后的物理原因是什么呢?
(2)为了进一步探究这种现象,兴趣小组的同学做了一个实验:先后三次让同一个同学骑同一辆自行车,从斜坡上的同一位置由静止开始滑下,每次到达坡底进入同一水路面时用大小不同的力捏刹车,实验数据如下表所示:
实验次数
捏刹车的用力情况
在水平面上滑行时间
1
较小的力
40s
2
较大的力
17s
3
更大的力
4s
(3)由以上实验数据可以得出的结论是:在质量和速度相同的情况下,要使物体停下来,作用 ___________越长,作用力越 ___________;这就是现象一与现象二所蕴含的物理知识;
(4)下列现象中没有利用缓冲知识的是 ___________。
A.自行车坐垫上装减震弹簧
B.运动员跳远时跳到沙坑里
C.装修时用橡胶锤敲打地砖而不用铁锤
D.用撬杠撬石头
45.科学小组用如图甲所示的装置做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验。
(1)图甲中A、B、C、D四个实验步骤最科学合理的顺序是___________;
(2)小组利用三个不同物体a、b、c进行实验探究,下表是实验记录表格。
物体
物重
物体浸没在水中测力计的示数
浮力
空桶重
桶与排开水的重力
排开水的重力
a
1.2
0.7
0.5
0.6
1.1
0.5
b
2
1.4
0.6
0.6
1.2
0.6
c
2.4
1.7
0.7
0.6
1.2
0.6
分析表中物体a、b的实验数据,可得出实验结论:浸在水中的物体所受浮力大小___________物体排开水所受的重力,在实验中,物体___________(选填“一定”或“不一定”)要浸没在水中。
(3)有组员发现c物体的数据明显与其他组数据反映的规律不符。下列实验操作中可能造成这种结果的原因是___________(填序号)。
①溢水杯中的水未装满 ②空桶中沾有水 ③物体形状不规则
(4)实验结束后,科学小组用粗细均匀的塑料吸管、石蜡、铁丝等物体制成一支密度计,用它来测量液体密度,如图乙、丙所示,分别将吸管置于乙、丙两种不同的液体中。密度计在乙、丙两液体中所受浮力___________,液体密度___________(均选填“>”“<”或“=”)。
(5)在标注刻度时,若将该密度计放入酒精中量出密度计底端到液面的长度h为,将该处刻度标记为“”,则“”的刻度应标记于长度h为___________cm处。
46.达达想利用如图所示的器材进行浮力及密度相关的实验探究。
(1)通过对比甲图中A、B和C可得到浮力与___________有关,不添加任何器材,利用图甲中的实验器材___________(选填“能”或“不能”)初步验证水中的阿基米德原理;
(2)根据实验数据可知物体浸没在盐水中所受的浮力为___________N,盐水密度为___________kg/m3;若在每次测量前弹簧测力计都指在零刻度线上方同一位置,则计算的盐水密度___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(3)如果将盛水的柱形烧杯换成梯形容器,如图乙所示,再将A物体按上述操作进行实验,则物体放入水的过程中物体所受浮力大小F随下降高度h的变化图像是下图中的___________(选填“A”、“B”或“C”);
(4)达达利用实验得到的结论,通过下图的方法测量了一块鹅卵石的密度:
①将空烧杯放入盛有适量水的柱形玻璃容器中,如图甲所示,用刻度尺测量出水深h1;
②将鹅卵石直接放入水中,如图乙所示,用刻度尺测量出水深h2;
③将鹅卵石从水中拿出轻轻放入空烧杯中,如图丙所示,用刻度尺测量出水深h3;
④达达根据测量过程计算出鹅卵石的密度ρ=__________(用题目中所给的物理符号及ρ水表示);在实验后的分析中发现,步骤②鹅卵石放入水中时,溅出了部分的水(不考虑附着在杯壁上的水),则测出鹅卵石的密度__________。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
47.为测量75%酒精消毒液的密度,小明和小华分别设计实验方案。
(1)小华的方案,实验操作步骤如下:
①实验前,将天平放在水平桌面上,游码移至标尺左端零刻度线处,发现指针摆动的范围如图1所示,则应将平衡螺母向______调节,使天平平衡;
②向烧杯中倒入适量的酒精消毒液,测量出烧杯和消毒液的总质量为100g;
③如图2,将烧杯中的部分消毒液倒入量筒中,读出消毒液的体积______mL;
④如图3,测量出烧杯和剩余消毒液的总质量为______g;
⑤计算出该酒精消毒液的密度ρ液=______g/cm3。
(2)小明的方案,实验操作步骤如下:
①如图4,取密度为ρ的合金块,用电子秤测得其质量为m1;
②如图5,在烧杯中倒入适量消毒液,用细线提起合金块,使其缓慢浸没在消毒液中,稳定后,电子秤的示数为m2(细线的质量与体积都不计);
③如图6,松手后,合金块沉底,电子秤的示数为m3,则该酒精消毒液的密度ρ液=______________(用ρ、m1、m2和m3表示)。
(3)小明的实验步骤②中,若合金块未完全浸没时读数,则密度测量值______(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
48.小明收藏了一个物品“铜核桃”,他想要知道“铜核桃”是否真的是由铜制成,于是他找来了天平、量筒等器材,进行了如图所示实验。
(1)使用托盘天平进行测量时,应将托盘天平放置在水平桌面上,先将标尺上游码移到零刻度线处,再调节______ ,使天平平衡。
(2)利用调节好的天平测得“铜核桃”的质量m1,如图甲所示,小明用细线拴住“铜核桃”并将它浸没在盛水的量筒中,量筒的示数如图乙所示,则该物体的密度为______ kg/m3(忽略细线对实验的影响)。
(3)勤于思考的小明根据已知的质量,又想到一种方法测量“铜核桃”的密度,操作如图丙所示,步骤如下:
①用电子秤测出大碗的质量,读数为m2;
②将装满水的小碗放入大碗中,轻轻放入“铜核桃”使之完全浸没;
③取出小碗与“铜核桃”,且无水溢出,用电子秤测出此时大碗的质量,读数为m3,计算得出“铜核桃”的密度ρ=______ (用m1、m2、m3与ρ水表示)。利用此方法测得“铜核桃”的平均密度______ (选填“偏大”、“准确”或“偏小”)。
49.在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让小车A从斜面上由静止滑下,将水平面上的木块B推出一段距离,如图所示。
(1)小车从斜面上滑下时对木块做的功越多,表示小车的___________ 越大。因此实验时是通过观察___________ 来显示无法直接测量的动能大小。同时也说明___________ 是能量的量度。
(2)实验时让质量不同的小车从斜面的同一高度滑下,去观察推动木块的情况,这是在探究动能大小跟___________ 的关系;若让同一辆小车从斜面的___________ 滑下,去观察推动木块的情况,这是在探究动能大小跟速度的关系。这种研究问题的方法称为___________ 法。
(3)结合实验探究的结论,解释在同样的道路上要对不同车型的汽车限制不同车速的道理(图乙所示):___________ 。
(4)完成实验后,给水平面铺上粗糙程度不同的物体,让小车自同一斜面同一高度由静止滑下,继续探究“阻力对物体运动的影响”,实验时的装置如图丙所示。实验时发现,小车在毛巾表面运动距离最近,在平板玻璃表面运动最远。由此得出结论:表面越光滑,小车受的阻力越小,小车速度减小的越___________ 。联想到在雨雪天,驾驶汽车应适当___________ (选填“增大”或“减小”)汽车之间的距离。
50.在“探究浮力的大小与什么因素有关”的实验中,小红依次进行实验,如图1所示;
(1)比较①③④可知,物体浸没时受到的浮力为______N,浮力大小与物体浸没在水中的深度______(选填“有关”或“无关”);
(2)比较______可知,浮力大小与液体密度有关;
(3)比较①②③④可知,当液体密度一定时,______越大,物体所受浮力也越大;
(4)实验步骤⑤中盐水的密度为______g/cm3;
(5)同组的小明同学,继续用如图2所示的方法测出了物块B的密度,她的具体操作如下:
①将物块B放入漂浮于水面的小烧杯中,如图甲所示,测出小烧杯杯底距水面高度h1;
②将物块B取出后系在烧杯底静止后,如图乙所示,测出______;
③剪断细绳后物块B沉入杯底,如图丙所示,测出此时小烧杯杯底距水面高度h3;
④则物块B的密度表达式为______。(用题目中所测物理量表示,已知水的密度为ρ水)
51.小明用蜡烛和水探究物体的浮沉条件。圆柱形蜡烛的底面积是1cm2,长为20cm,底部嵌有一个薄铅片,使蜡烛竖直在水中。蜡烛静止时露出水面0.8cm,如图甲所示(铅片未画出)。薄铅片忽略体积但不忽略质量,蜡烛芯的体积和质量忽略不计,ρ蜡=0.9×103 kg/m3。
(1)蜡烛在水面静止时,分析受力大小,蜡烛所受的浮力______蜡烛和薄铅片的总重力。
(2)将蜡烛点燃,在蜡烛燃烧的过程中,水对容器底的压强将______。
(3)燃烧到最后蜡烛被水熄灭(熄灭后仍视为圆柱体),此时蜡烛恰好悬浮,剩余蜡烛的长度为______ cm。
(4)剩余蜡烛如图乙所示,AB=2cm,CD=6cm。小明在BC间标上刻度制成液体密度计,使它竖直漂浮在不同液体中,通过读取液面对应刻度值得到液体密度。请通过推理计算该密度计最大测量值。______(g取10N/kg,写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
52.高空抛物不仅是不文明的行为,还会对他人的人身安全造成极大的威胁,如果抛掷物的质量越大,下落的速度越大,那么对人的伤害越大。小强想:物体下落的速度是否与物体的质量有关?于是他找来一些器材:质量不同的小钢球、硬币、小石块、电子表、卷尺。设计了以下探究方法:将质量不同的物体从相同的高度由静止开始释放,并测出相应的物理量记录在下表中。
种类
时间(s)
高度(m)
一元硬币
五角硬币
小石块
小钢球
8.2
1.2
1.3
1.2
1.2
11.7
1.5
1.6
1.5
1.5
15.1
1.7
1.7
1.8
1.7
(1)实验中可通过比较 ______________来判断物体下落的快慢。
(2)分析表中的数据可以得出:当质量不同的物体从同一高度下落时,物体下落的速度与物体的质量 _______(选填“有关”或“无关”);质量大的物体从同一高度下落过程中将更多的重力势能转化为 _____能,所以会造成更大的伤害。
(3)小强通过查找资料知道:物体下落的高度h与下落时间t的平方成正比,即h=gt2,若要验证该结论,应如何处理分析实验数据?你的做法是:_________。
(4)小强用一张小纸片重复以上实验,发现测量结果与硬币、小石等实验时测量的结果差异较大,请你帮小强分析出现这种现象的原因可能是:________。
53.小明用电子秤、玻璃杯和水测量鸭蛋的密度,测量步骤如图所示,依次读出图中电子秤显示的质量。分析计算时,他发现只要读出图中的三个质量就能求出鸭蛋的密度,其中有一个图的质量是必须要读出的,这个图是___________(填字母)。若读出A、C、E三次的质量分别是、和,则鸭蛋的密度___________(用、、和表示),该结果___________(填“受”或“不受”)鸭蛋取出时带走水多少的影响。
54.某兴趣小组探究影响浮力大小的因素:
猜想1:与物体浸在液体中的深度有关猜想2:与物体浸在液体中的体积有关猜想3:与液体的密度有关
兴趣小组为验证上述猜想,用弹簧测力计、1个长方体物块、2个分别盛有水和盐水的烧杯等,按如图1步骤进行实验:
(1)根据图A、B、C的测量结果,小明认为猜想1是正确的,小华却认为不一定正确。小华的理由是______ ;
(2)小华为了证明自己的想法,利用上述器材设计实验D,请在图D中画出她实验时长方体物块的放置图;
(3)根据图A、B、C的测量结果能得出的结论是______ ;
(4)根据______ 实验测量的结果对比,得出:浮力大小还与液体的密度有关。由图中数据可以计算出盐水密度是______ 。
【实验拓展】
(5)爱思考的小华又进一步研究水产生的浮力与水自身重力的关系,设计了如下实验:取两个相同的容积均为300mL的一次性塑料杯,甲杯中装入50g水,乙杯中装入100g水,然后将乙杯放入甲杯中,发现乙杯浮在甲杯中。这时乙塑料杯受到甲杯中水的浮力为______ N;这个实验说明,液体______(选填“能”或“不能”)产生比自身重力大的浮力。
55.在综合实践活动中,小宇利用刻度尺、弹簧、细线、圆柱形薄壁小桶制成了液体密度秤。弹簧未挂小桶在竖直放置时的长度为5cm,其受到的拉力每增大0.2N,长度就增加1cm。(本题中弹簧伸长均在弹性限度内,g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)。
(1)在弹簧下端挂上空桶时,指针位置如图1所示,小桶的重力为___________N;
(2)在小桶内装满水时,指针位置如图2所示,则小桶的容积为___________cm3;将小桶中的水缓缓抽出,当指针对准刻度为20cm时,在小桶上液面处标记为a(如图3所示);此时小宇在刻度尺上20cm刻度线处标记了1.0g/cm3;
(3)将小桶中的水倒净,再装入另一未知液体到标记a处,此时指标对准22cm刻度处,则该未知液体的密度为___________g/cm3;将桶中液体更换为不同密度的液体,重复上述实验;小宇对本实验原理进行了进一步分析,从而得到弹簧总长度L与被测液体的密度ρ之间的函数关系,则符合此关系的应是图4中的图线___________(选填“①”、“②”或“③”);
(4)图3所示密度秤的测量范围是___________g/cm3,分度值是___________g/cm3,仅利用题述所提供实验装置的条件下,要使该密度秤测出密度值更大的液体密度,可行的方法是___________。
56.在“测量盐水的密度”实验中,小明、小刚和小强组成实验小组,小组进行了分工:小明负责天平的操作,小刚负责量筒的测量,小强负责实验数据记录及处理。他们根据实验室提供的实验器材,按照设计的实验方案进行了实验。如图所示,为实验过程的主要操作示意图。
实验的主要步骤:
A、实验准备阶段,小明将托盘天平放置在水平桌面上,按照如图甲的方式对天平进行调平;
B、如图乙所示,小明用托盘天平测得烧杯与剩余盐水的质量之和′;
C、小刚将烧杯中的部分盐水倒入量筒,三人按照图丙所示的方式各自读出所测盐水的体积 V;
D、如图丁所示,小明将盐水倒入烧杯,并用托盘天平测出二者质量之和M;
(1)步骤 A中,小强发现小明有一处不当的操作是________;
(2)改正不当操作后,继续按照正常的实验流程操作,后面三个实验步骤的顺序应该是_______(用步骤前的字母代号表示);
(3)步骤 D中 M=_______g;
(4)步骤 C中,三人对盐水体积的读数方式正确的是_______(选填“小刚”、“小明”或“小强”),测出的盐水体积 V=_______mL;
(5)小强根据实验数据和密度公式,求得盐水密度ρ=______。
(6)小华利用干燥、不吸水的矿石还可测出未知液体的密度,操作如下:
①在圆柱形容器中装入待测液体,如图戊所示,将平底烧杯放入待测液体中,烧杯静止时容器中液体的深度为H1;
②将矿石放入烧杯中,如图己所示,烧杯静止时露出液面的高度为h1,容器中液体的深度为H2;
③将矿石拴在烧杯底部,如图庚所示,烧杯静止时露出液面的高度为h2。已知矿石的密度为ρ石,圆柱形容器的底面积是烧杯底面积的3倍,则待测液体密度的表达式ρ液=_______。(用已知物理量字母表示,烧杯视为粗细上下均匀的容器)
57.小明所在的课外兴趣小组需要密度为1.05g/cm3的盐水,为检验配制的盐水是否合格,小明用如图所示天平和量筒做了如下实验;
(1)将天平放在水平台上,把游码放在标尺左端处,发现指针指如图甲所示,要使横梁平衡,应将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调;
(2)天平调节好之后,小明依次进行了如下操作:
①用天平测出空烧杯的质量为m1=21g;
②向烧杯中倒入适量的盐水,测出烧杯和盐水的总质量m2,如图乙所示;
③将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,测出盐水的体积V,如图丙所示;
根据上述实验步骤,可知烧杯中盐水的密度为___________g/cm3,为配制合格的盐水,需要继续向盐水中___________(选填“加盐”或“加水”);
(3)小明用这种方法测出的盐水密度与真实值相比会___________(选填“偏大”或“偏小”);
(4)小夏利用身边物体测量液体密度。实验器材如图所示:刻度尺、细绳(若干)、橡皮筋、铝块(已知铝的密度ρ铝)、石块、容器、待测液体;实验步骤如下:
A.如图甲,在刻度尺左端扎上橡皮筋(橡皮筋相当于平衡螺母),用细绳悬挂刻度尺;调节橡皮筋位置,使刻度尺在水平位置平衡;
B.如图乙,将悬挂铝块的细绳固定于a位置并保持不变,记录oa长度L1;
C.如图乙,调节悬挂石块的细绳b的位置,使刻度尺在水平位置平衡,记录ob长度L2;
D.如图丙,将铝块浸没于待测液体中,调节右侧细绳至c位置,使刻度尺在水平位置平衡,记录oc长度L;
①位置c应在位置b的___________侧(选填“左”或“右”);
②待测液体的密度ρ液=___________(用上述已知量和测量量表示);
③更换待测液体,重复以上步骤,就可以测出不同液体的密度,这把可测液体密度的“密度秤”刻度是___________(选填“均匀”或“不均匀”)的。
58.某同学用如图甲装置“探究小车加速度与力、质量的关系”,根据实验原理,回答下列问题:
(1)实验过程中,下列操作正确且必要的是___________;
A.先放开小车再接通打点计时器的电源
B.改变小车质量时,重新调节垫片的位置
C.调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行
(2)在重物质量远小于小车质量和平衡摩擦力的前提下,正确操作实验步骤后,某次实验得到的纸带如图乙所示,已知所用电源的频率为,两计数点间还有四个点没有画出。根据纸带可求出打出点时小车的速度大小为___________;小车的加速度大小为___________;(结果均保留两位有效数字)
(3)该同学研究小车质量一定的情况下,根据加速度与砝码和砝码盘总重力的关系,描点连线得到如图丙中①所示图线,根据图像得到的结论是___________;
(4)该同学研究小车质量一定的情况下,加速度与砝码重力(忘记测量砝码盘的质量,但其他操作均正确)的关系,得到的图线应该是图丙中的___________。(填“②”或“③”)。
59.在综合实践活动中,小明利用自制杆秤测量液体的密度。如图1,已知杆秤的自重不计,O点是杆秤的提纽(杠杆支点),秤砣质量为50g,OA:OB=1:6,烧杯内液体体积V=100mL(液面在标记处),烧杯质量是100g。
(1)为了比较甲、乙液体的密度大小,小明用带标记的烧杯盛取等体积的两种液体,然后用自制杆秤分别称量,当杆秤水平平衡时,测出秤砣的位置到支点O的距离x,如图1所示,则两种液体的密度关系为ρ甲______ρ乙(选填“<”、“=”或“>”);
(2)小明对本实验原理进行了进一步分析,从而得到秤砣到支点O的距离x与被测液体的密度之间的函数关系,则符合此关系的应是图2中的图线______(选填“①”、“②”或“③”);
(3)根据上述结论,小明对杆秤的刻度进行重新标度,将杆秤改装成密度秤,它的刻度是______(选填“均匀”或“不均匀”)的,它的零刻度应标在杆秤______g的刻度处。用它测量时,待测液体密度ρ液应不超过______g/cm3;
(4)用此密度秤进行测量时,若待测液体液面高于标记,则测得液体密度值将偏______;
(5)为了提高该密度秤测量液体密度时的精确度,下列方法可行的是:______。
A.保持烧杯形状和容积不变,换用质量更小的烧杯B.将支点O向A点移动,减小OA距离
C.选用质量更小的秤砣D.将烧杯上的标记向上移动,增大液体的体积
60.小宇在测浓盐水的密度时进行如图1操作:
(1)把天平放在水平桌面上,将游码归零,发现指针静止时偏向分度盘中线的左侧,此时应将平衡螺母向 ___________(填“左”或“右”)调节,使横梁平衡。
(2)天平调平后小宇进行了三步操作:
①测空烧杯的质量为32g;
②如图甲所示,用天平测烧杯和浓盐水的总质量为 ___________g;
③将浓盐水倒入量筒中,液面的位置如图乙所示。
为减小误差,以上操作合理的顺序是 ___________。
(3)浓盐水的密度为 ___________g/cm3
(4)实验二:小宇利用已测密度为的浓盐水测量密度均匀的萝卜的密度:
①用天平测出 ___________(填“萝卜”或“杯和浓盐水”)的质量为m1;
②萝卜轻轻放入浓盐水中漂浮,如图丙,标记液面在萝卜上的位置;
③取出萝卜擦干,用刀沿标记将萝卜切成a、b两块,测出b块的质量为m2,萝卜密度的表达式为ρ=___________(用所给字母表示)。
(5)实验三:利用上面已测好密度的盐水和电子秤来测量泡沫块的密度,如图2所示:
①在底部安装有定滑轮的圆柱形容器中加入适量的盐水,静止在水平电子秤上(如图2甲),电子秤的示数m1为250g;
②把一块不吸水泡沫放入盐水中(如图乙),电子秤示数m2为300g;
③用细线(质量忽略不计)绕过定滑轮竖直向上拉动泡沫,使泡沫浸没在盐水中(如图丙),电子秤的示数m3与m2相比变化了70g,根据实验数据知泡沫的密度为 ___________g/cm3.;若泡沫吸水,则所计算出来的密度 ___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
61.在探究“阻力对物体运动的影响”时,器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小球。
小球编号
1
2
3
4
小球质量/g
2
5
45
40
小球半径/(×10-3m)
5
5
15
20
小球的收尾速度/(m•s-1)
16
40
40
20
(1)实验时固定斜面并将小球从斜面上________(选填“同一”或“不同”)位置由止释放,目的是____________________;
(2)根据实验现象推理得出:若水平面绝对光滑,则运动的小球将在水平面_______________;
(3)在本实验中,观察到小球运动距离越远可得出它受阻力越小。下列研究方法与之相同的是_____;
A.在探究二力平衡的条件时,选用轻质卡片
B.在探究液体压强与深度的关系时,使用相同的液体
C.在探究压力的作用效果时,用海绵的形变程度反映压强的大小
(4)小明发现将小球从高空释放后,小球速度变大时它受到的阻力也变大。一段时间后小球以某一速度做匀速直线运动,通常把这个速度称为收尾速度;在相同的环境条件下,小球受到的阻力与小球半径的平方成正比,与小球的收尾速度成正比,上表为某次研究的实验数据:
①由表中数据可知,4号小球达到收尾速度时受到的阻力是_________N;
②由表中数据分析:半径为lcm、质量为10g的小球下落时,其收尾速度是________m/s。
62.在探究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验中,同学们设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下,在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块沿水平方向向右运动直至停止,其中(不考虑空气阻力)。
(1)实验中是通过观察________来判断_________(选填“钢球”或“木块”)的动能大小;用来研究超速安全隐患时,我们应选择________两图所示实验来进行比较;
(2)实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离,则开始时钢球的重力势能_________木块克服摩擦力所做的功(选填“>”“<”或“=”);
(3)若完成了图乙操作后,在做图丙所示的实验时,木块滑出了水平木板,如果仅对丙图所示的实验进行改进,下列措施中可行的是_________(填写序号);
A.换质量更大的木块 B.降低钢球开始的高度
C.换质量大于的钢球 D.换质量小于m1的钢球
(4)小明在实际操作的过程中,发现钢球从斜面上滚下时,运动的方向难控制,有时撞不到木块,有时撞歪了,请你为小明提供一种改进的实验方案:________;
(5)小明还利用丁图来研究动能和势能相互转化,图中两个相同的光滑弧形槽,一个为凸形,一个为凹形,A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v,运动到槽的末端速度也都为v,A小球通过凸形槽的时间为,B小球通过凹形槽的时间,则时间较长的是________(选填“”或“”)。
63.小程猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面所受压力、接触面的粗糙程度、接触面积大小有关。为了验证猜想,他用如下器材进行实验:长木板、弹簧测力计、大小和形状完全相同且带挂钩的铜块和木块、细线,实验装置如图所示;实验时用弹簧测力计拉着物块沿水平向右的方向做匀速直线运动。
(1)①图乙、丙两图中铜块和木块叠在一起的目的是使______________相同;
②比较图乙、丙两图可得出滑动摩擦力的大小与_________________有关。(以上两空均选填“接触面所受压力”、“接触面粗糙程度”或“接触面积大小”)
(2)在“探究滑动摩擦力大小与接触面积的大小是否有关“时,小程将木块和铜块用细线紧紧捆在一起平放在长木板上,如图丁所示,测出滑动摩擦力的大小并与图丙进行比较。他的探究方案中存在的主要问题是:____。
64.小李利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”,实验中所用钩码的质量均为50g。请你帮助他完成实验。(g取10N/kg)
(1)杠杆静止时的位置如图1甲所示,此时杠杆处于___________(选填“平衡”或“不平衡”)状态。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)在杠杆B点用如图1乙所示的动力F拉杠杆,此时杠杆的类型与___________(选填“筷子”、“老虎钳”或“托盘天平”)相同;
(3)如图1丙所示,用弹簧测力计拉杠杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,测力计示数变化情况是___________(选填“变小”、“变大”、“先变小后变大”、“先变大后变小”或“不变”);
(4)小红利用上述的杠杆和钩码设计了一个“密度秤”。如图2所示,将容积为100mL的小桶悬挂在杠杆的挂钩A下,调节杠杆在水平位置平衡。小桶中装满待测液体时,在杠杆的B点悬挂2个钩码,杠杆在水平位置平衡,则待测液体的密度是___________kg/m3。为了增大“密度秤”的量程,下列措施不可行的是___________。
A.增大小桶的容积 B.小桶位置固定,向左侧移动杠杆的支点O
C.增加钩码质量 D.杠杆支点固定,向右侧移动小桶
65.小明用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究(不考虑空气阻力),让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲),在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙),小球速度为5m/s,从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短(如图丙)的整个过程中,得到小球的速度v和弹簧缩短的长度之间的关系(如图丁),已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短1cm,并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变;
(1)从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,弹簧的弹性势能______,小球的机械能______(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)当弹簧的压缩量最大时,小球的速度为0,则小球处于______(填“平衡”或“非平衡”)状态;
(3)为了进一步探究小球压缩弹簧的最大压缩量是否与小球的质量有关,可将质量不同的小球从______高度(选填“不同”或“相同”)处由静止落下测出弹簧的最大压缩量进行比较;
(4)整个过程中,小球速度达到最大时为______;若实验用的小球重力为1N,弹簧产生的弹力的最大值为______N;
66.如图甲是研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h的关系实验装置。用弹簧测力计提着物体A,使其缓慢浸入水中(水未溢出),根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与物体A的下表面浸入水中的深度h的关系图象(如图乙)。
(1)物体A完全浸没在水中之前,弹簧测力计的示数随A向下运动距离的增加而减小,说明浮力与______(选填“物体体积”或“排开液体体积”)有关。
(2)物体A完全浸没在水中后,所受的浮力为______N,且保持不变,说明浸没在水中的物体所受的浮力与它浸没在水中的深度无关。若某同学在使用弹簧测力计时,指针在零刻度线以上,该同学没有调零而直接进行测量,这样计算出的浮力值______(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
(3)结合实验数据,物体A的密度为______kg/m3。若改变操作先后顺序(既先测浮力后测重力),物体A的密度的测量结果______(选填“偏大”、“不变”或“偏小”或“无法判断”)。
(4)圆柱体A的底面积为______cm2。若把圆柱体A从水中取出,用抹布抹干A上的水,把它放在水平桌面上(如图丙所示),则A对桌面的压强为______Pa。
(5)如果将盛水的柱形容器换成梯形容器,如图丁,再将物体按上述操作进行实验,则物体放入水的过程中水对容器底部的压强增加量Δp随h的变化图象是图戊中的______(选填“”“”“”)。
67.小华在“探究弹性势能大小与形变量的关系”时,猜测弹性势能可能与弹簧形变量x有某种定量关系,于是用如图甲所示的装置进行探究,他将轻弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平桌面上。刻度尺与杆平行,进行了如下操作:
(1)实验步骤如下:
①弹簧处于自由状态时,读出其上端距水平桌面的高度h0;
②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端,竖直向下按压铁块,读出此时弹簧上端到水平桌面的高度h1;
③释放小铁块,当铁块上升到最大高度时,读出铁块下端到水平桌面的高度h2;
④改变弹簧的压缩长度,重复步骤②和③,将测出的数据记录在下面的表格中,并计算出弹簧的形变量x和小铁块移动的距离Δh;
实验次数
h0/m
h1/m
h2/m
1
0.50
0.40
0.55
2
0.50
0.30
0.90
3
0.50
0.20
1.55
4
0.50
0.15
2.09
(2)实验中计算弹簧形变量的表达式为x=___________(用所需物理量符号表示);
(3)实验中,弹簧弹性势能的大小是通过小铁块移动的距离Δh=___________来间接反映的;
A.h1
B.h2
C.h2-h0
D.h2-h1
(4)根据表中数据计算出形变量x的平方,在乙图中作出Δh-x2图像,根据所作图像,可得到的实验结论是:___________成正比;
(5)小华进一步探究上述四次实验中小铁块动能最大的位置,他发现:
①小铁块从距离地面高度为h1的位置上升至距离地面高度为h2的过程中,小铁块的动能 ___________(填变化情况);
②测得第1次实验和第3次实验时,小铁块动能最大的位置离水平面的高度分别为ha和hb,则ha___________hb(选填“>”、“<”或“=”)。
68.如图所示,为了粗略测量大气压,小红利用了电子测力计、刻度尺和吸盘等设计并进行了如下的实验。
①将塑料挂钩吸盘按压在竖直放置的玻璃板上,挤出塑料吸盘内的空气,用刻度尺和三角板测出吸盘的直径为d,并记录;
②将电子测力计轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上;
③逐渐增加拉力至塑料吸盘刚好脱离玻璃板,读出此时测力计上拉力大小F,并记录。
(1)测得大气压数值的表达式为:p0=_______。(用测量的物理量表示)
(2)实验中测出的大气压值比实际气压要偏_______(选填“大”或“小”),产生这一结果的原因是(写出一条即可):________。
69.如图所示,小明在探究“滑动摩擦力与哪些因素有关”的实验中:
(1)实验时用弹簧测力计往水平方向拉动木块,使其在水平桌面上做______运动,可得出滑动摩擦力的大小;
(2)观察图甲、乙两次实验,发现测力计的示数,由此可得结论为:______。
(3)如图甲中木块运动的速度大小为v1,图乙中木块运动的速度大小为v2,实验过程中关于v1和v2的大小,下列说法正确的是______(填选项字母)。
A.v1一定大于v2
B.v1一定小于v2
C.v1一定等于v2
D.v1可以大于、等于或小于v2
(4)小明用丙图器材探究“滑动摩擦力与压力的关系”的实验中,通过改变沙桶中沙的质量来改变铁块对硬纸板(质量忽略不计)的压力,在抽拉硬纸板的时候利用压力传感器和拉力传感器测出拉力和压力。
①实验过程中______(选填“要”或“不需要”)匀速直线拉动硬纸板。
②多次实验后小明得到滑动摩擦力F摩与压力F压的关系图线如丁图所示,由图可知:F摩=______F压,当压力为12N时,拉力传感器测出的拉力为______N。
70.如图甲所示是研究做功与能量转化关系的装置.重物通过细绳与木块相连,细绳不可伸长.AQ为水平面,AP段光滑,PQ段粗糙.实验开始时,质量为M的重物恰好置于地面.将质量为m的木块从P向右拉至A,PA长为L,放手后木块向左运动,最终停在B点,PB长为x.不计空气阻力、滑轮摩擦。
(1)木块在AB段运动过程中,重物的重力做的功为______(用字母表示);木块经过PB段内能______(增大/不变/减小);
(2)观察实验,小明提出猜想:重物和木块(系统)动能的变化与重物重力做功多少有关;
(3)为了验证猜想,小明做了以下实验.重物,木块,改变木块从P点右移的距离L,测得一组数据,记录如下:
序号
1
2
3
4
5
6
PA的长L/m
0.1
0.15
0.2
0.35
0.43
0.5
木块在P点的速度平方
0.2
0.3
0.4
0.7
0.9
1.0
①根据表中数据,在图乙中作出L与v2的图像______。已知物体动能的表达式为 ,分析系统动能的变化及重物的重力做功的大小,可知猜想是______(正确/错误)的,得到的结论是______。
②利用实验信息分析,当L=0.8m时,木块在P点获得的动能是______J。
71.小华在知道“物体间力的作用是相互的”之后,好想知道“物体间相互作用的力的大小有什么关系”,于是,他准备了两个弹簧测力计,设计了如下实验:将A、B两弹簧测力计的秤钩相互挂在一起,弹簧测力计B的另一端固定在墙上,在同一直线上,用手拉弹簧测力计A,如图所示。请根据图示情况回答问题:
(1)弹簧测力计A对B的拉力为_________N,这个力作用在_________上,力的方向_________。
(2)弹簧测力计B对A的拉力大小为_________N,这个力作用在_________上,力的方向_________;
(3)由此可以初步得出,这两个力的关系为_________
(4)你对第(3)小题中的“初步”二字如何理解_________?
72.小桂按照如图所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)当物体全部浸没在水中时,受到的浮力大小是___________N;
(2)由BC两图可知:同一液体中,物体浸入液体的___________越大,受到的浮力越大;
(3)由___________两图可知:浸没在同一液体中的物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度___________(选填“有关”或“无关”);
(4)如图所示,小林用轻质杠杆和小石块等器材进行了实验探究,以下是他的实验步骤:
①架设杠杆,发现杠杆静止时左端低右端高,应将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。
②钩码和重为G的小石块分别挂在支点两侧,调节钩码的悬挂点使杠杆处于水平位置平衡,分别测出小石块和钩码的悬挂点到支点的距离L和D(如图甲);
③将小石块浸没在盛水的烧杯中,保持L不变,调节钩码的悬挂点使杠杆重新在水平位置平衡,测出钩码悬挂点到支点的距离d(如图乙);
④往烧杯中加食盐(此时小石块仍浸没在液体中),则杠杆___________端(选填“左”或“右”)降低,说明物体浸入液体体积相同时,液体密度越大,物体所受的浮力越___________。
⑤图乙中小石块受到的拉力表达式为:F拉=___________(用上述步骤中所给字母表示)。
73.小欣和小婕在实验室做测量密度的实验
(1)将托盘天平放在水平桌面上,将游码移至标尺___________处,通过调节平衡螺母,使横梁平衡;
(2)将物体放在天平的左盘,砝码放在右盘,当最小的砝码被放入后,指针偏在分度盘中线左侧一点,此时应该___________(选填A.向右调平衡螺母 B.向左盘中加砝码C.向右移动游码);
(3)小欣想测量酒精的密度,正确的操作步骤应该是:___________
A.用天平测出空烧杯的质量记为m1=106.4g;
B.将酒精全部倒入量筒中,用量筒测出酒精的体积记为V;
C.用天平测出烧杯和酒精的总质量记为m2;
(4)在上述B步骤中,量筒的示数如图甲所示,则量筒中酒精的体积为___________mL;在上述C步骤中,天平的示数如图乙所示,则烧杯和酒精的总质量为___________g,用这种方法测出的酒精密度是___________;
(5)同组的小婕用另外的方法来测量酒精的密度,她取来一块密度为的鹅卵石,利用电子秤继续测量,设计了如下方案:
①先用电子秤测出鹅卵石的质量;
②在烧杯中放入适量的酒精将鹅卵石浸没,在液面到达的位置作标记,用电子秤测出总质量为;
③将鹅卵石从酒精中取出,用电子秤测出剩余酒精和烧杯的总质量为;
④向烧杯中加酒精到标记处,再用电子秤测出此时酒精和烧杯的总质量为
为了使测出来的酒精密度尽可能的准确,在小明记录的上述数据中,步骤___________(选填“①”“②”“③”“④”)记录的数据是多余的,则酒精的密度ρ酒精=___________(用测出来的物理量表示)。小婕测量完毕之后,取下电子秤上的烧杯发现电子秤的示数并不为0,而是显示为“﹣0.5g”,则小婕测得的酒精的密度将___________(选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
74.在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,小甜用弹簧测力计拉同一木块运动进行了三次正确的实验操作,实验情景如图甲、乙、丙所示。
(1)实验中需要用弹簧测力计水平拉动木块在水平木板上做___________运动,这是利用___________的原理测出滑动摩擦力的大小;
(2)在如图甲、乙、丙中,分别用不同大小的拉力,拉着物块A匀速前进;对比甲、乙的两组实验数据,可以得出的正确结论是:接触面的粗糙程度一定时,___________;图甲中物体运动的速度大小为v1,图乙中物体运动的速度大小为v2,若想探究f与压力的关系,则v1和v2的大小关系是___________(填字母);
A.v1一定大于v2 B.v1一定小于v2
C.v1一定等于v2 D.v1可以大于、等于或小于v2
(3)在图乙实验中,木块受到的滑动摩擦力是___________N,此时木块上的砝码受到的摩擦力是___________N;
(4)大量实验证明:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小成正比;在丙图中物块A上叠放一块与A相同的物块B(A、B各表面粗糙程度相同),用弹簧测力计拉着物块A,使物块B随A一起匀速前进(如图丁所示)。此时弹簧测力计示数为F4,则F4=___________N;将B取下,改用一推力水平匀速推动AB一起前进,则推力F5=___________N。
(5)某实验小组提出:实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,可能的原因是___________。
A.木板的粗糙程度不均匀 B.木板的长度太长
C.木块速度是变化的 D.木块与木板的接触面积太大
75.小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有:刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)如图A所示,实验前,杠杆左侧下沉,则应将左端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在___________位置平衡,便于在杠杆上测量并读出___________的大小;
(2)如图B所示,小李同学通过对数据分析后得出的结论是: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,小组同学交流后,小丽同学做了如图C的实验,此实验______(选填“能”或“不能”)初步说明小李同学得出的结论是错误的;图C实验中,已知杠杆上每个小格长度为5cm,每个钩码重为0.5N,当弹簧测力计斜向上拉(与水平方向成角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,动力×动力臂___________(选填“等于”或“不等于”)阻力×阻力臂;
(3)实验结束后,小明利用图D所示装置继续研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下:
a.用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计,使杠杆保持水平;
b.竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持O点位置不变),在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。
回答下列问题:
①杠杆机械效率的表达式为η=___________;(用已知或测量的物理量符号表示)
②本次实验中,若提升的钩码重一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是___________;(不计转轴O处的摩擦)
③若只将测力计的悬挂点由B移至C,而O、A位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
76.重庆一中物理兴趣小组的同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”时,提出了如下猜想:
A.可能跟物体浸入液体的深度有关;B.可能跟物体的重力有关;
C.可能跟物体浸入液体的体积有关;D.可能跟液体的密度有关;
为了验证上述猜想,李明做了如图所示的实验:铜块和铁块的体积相同
(1)分析图中的①、③(或①、④),说明浸在液体中的物体受到___________(选填“竖直”或“斜”)向上的浮力;比较①、④可知铁块浸没在水中时所受的浮力是___________N;
(2)铁块从位置④→⑤的过程中,弹簧测力计的示数不变,说明铁块受到的浮力不变,可以验证猜想A是___________(选填“正确”或“错误”)的;
(3)铁块从位置③→④的过程中,弹簧测力计的示数减小,说明铁块受到的浮力___________(选填“变大”“变小”或“不变”),可以验证猜想___________(选填“A”“B”“C”或“D”)是正确的;
(4)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想B是错误的;
(5)分析比较___________两次实验可得结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关;
(6)另一组物理兴趣小组的同学捡到了一个不吸水的工艺品,它的上端为质地均匀的柱形木块A,木块上粘有合金块B.小明将工艺品竖直在水中如图甲,静止时木块浸入水中的深度为h1;因粘合处松动导致合金块沉底,如图乙,静止时木块浸入水中的深度为h2,工艺品(由A、B两部分构成)所受浮力与甲图相比____。(选填“变大”、“变小”或“不变”)。将B从水中捞出放在A的上方,AB一起漂浮,合金的密度为水的n倍,当木块在水中竖直漂浮时,浸入水中的深度h3=_______,(用h1、h2、n表示,不考虑工艺品沾水对实验的影响)。
77.物体下落时受到的空气阻力与速度和横截面积有关,已探究出在横截面积不变时空气阻力与速度的平方成正比。为探测空气阻力与横截面积的关系,取质量相同,半径分别为r、2r和3r的甲、乙、丙三个小球,让它们从不同高度分别竖直落下,并以砖墙为背景,当进入砖墙的区域时,用照相机通过每隔相等时间曝光一次的方法记录小球的运动过程,如图是其中一段的示意图。
(1)图中的这段路程中,甲小球做______直线运动(选填“匀速”或“变速”);
(2)在图示运动过程中,甲、乙、丙三个小球的速度之比是______;
(3)分析实验数据可知:在阻力相同时,小球的速度与半径的关系是成______;
(4)实验结论是:在速度不变时,小球受到的空气阻力______。
78.小丽利用弹簧测力计、实心圆柱体物块、烧杯等器材,探究浮力的大小跟哪些因素有关。小丽提出如下猜想,设计并进行了实验;
猜想a:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关;
猜想b:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想c:浮力大小与液体的密度有关;
(1)小丽确定了测量浮力的方法:用弹簧测力计先测出物重G,接着将物体浸入液体中静止时,读出测力计对物体的拉力F拉,可计算出物体所受浮力F浮其测量原理利用了___________;
A.F浮与G是一对平衡力 B.F浮与G是相互作用力
C.F浮与F拉是相互作用力 D.F浮、F拉和G是一组平衡力
(2)小丽的操作步骤及测量数据如图所示。
由测量数据可得:B步骤中圆柱体物块受到水的浮力为___________N;
(3)分析图中A步骤、C步骤与___________步骤的数据,可以验证猜想a是错误的(填出步骤的序号);
(4)进一步学习了阿基米德原理之后,利用图中的测量数据,还可以计算出其它一些物理量(水的密度已知)。下列物理量中不能计算出的是___________。
A.物块的体积 B.物块的密度 C.盐水的体积 D.盐水的密度
(5)探究完浮力的大小跟哪些因素有关,小丽和小杨用如图所示的实验装置做了一个课外实验。他们将溢水杯放在电子秤上,向溢水杯中加水后(如图甲所示),在表格中记录下测力计A、B及电子秤的第一次实验数据。后他们将物体缓慢下降,当物体的部分体积浸在水中时(如图乙所示),记录下第二次实验数据。剪断系在物体上的细线,将物体缓慢沉入到水底后(如图丙所示),记录下第三次的实验数据;
测力计A/N
测力计B/N
电子秤/g
第一次
1.00
0.02
500.00
第二次
0.60
0.22
520.00
第三次
0
540.00
①观察乙、丙两图可知物体在___________图中所受浮力更大,是因为此时物体浸在水中的___________更大;
②在整理数据时,小丽和小杨发现第三次实验中测力计B的示数记录不同,小丽记的是0.62N,小杨记的是0.42N,他们讨论推理后认为有一个数据是正确的,你认为___________的记录是正确的,并计算出物体的密度为___________g/cm3
79.小西同学利用电子秤来测量矿石的密度,操作步骤如下图(在整个实验过程中,矿石体积不变)
(1)①电子秤放在水平桌面上,并将电子秤示数__________;
②然后将装有适量水的容器放在电子秤上,如图甲所示;
③把被测矿石用细线栓好、缓慢放入装水的容器中,示数如图乙所示,则被测矿石的质量__________g;
④用手提起细线,让被测矿石离开容器底部,继续浸没在水中,电子秤示数如图丙;
⑤取出被测矿石,将表面的水擦干,放在电子秤上示数如图丁;
(2)图丙中细线的拉力为__________;若容器的底面积S为100,从丙中取出石块,水对容器底压强的变化量__________Pa(不计石块沾水);
(3)被测矿石的密度__________;
(4)若将实验顺序变为乙丙甲(不考虑吸水),则所测矿石的密度将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(5)同组的小附设计了如图戊所示的装置,利用拉力传感器和丁图中的矿石来测量待测液体的密度,其中悬挂矿石的轻质细线无弹性但承受的拉力有一定限度。矿石始终浸没在待测液体中,拉力传感器示数F随液体密度变化的图像如图己所示,则该装置能显示的液体的最小密度为__________;
(6)小附在漏斗上套个橡皮膜,如图所示漏斗口内深度为5cm,他发现将其放入水中越__________,橡皮膜形变越明显,现在向下图的漏斗中加入上题中所能测出的最小密度的液体,直到橡皮膜恢复水平为止,所加液体的质量为__________g。(已知漏斗口的面积为16,漏斗上方圆柱体横截面积为1,漏斗口内的容积即不含圆柱部分,为35,漏斗浸入水中的深度为10cm,漏斗壁厚度不计,忽略容器内液面变化。)
80.近几年,宁夏各市、县对老旧小区楼房进行外墙保温改造。某物理兴趣小组的同学们在综合实践活动中,选择研究保温材料的各种性能及其应用。他们从市场上选择了三种常用的保温材料进行研究如图,材料相关信息如下表。
项目
I号
II号
III号
聚氨酯泡沫
聚苯乙烯泡沫
岩棉
传热系数W/(m·K)
0.033
0.042
0.065
防火性能
阻燃B1级
阻燃BI级
不燃A级
吸水性%
≤0.08
≤0.2
≤5
隔音性
好
好
一般
最高使用温度℃
75
65
600
Z/(kg/m2)
1.4
1.0
2.4
(1)高空坠物存在安全隐患,同学们观察表格中缺少密度信息,于是选取了上表中的一种材料进行密度测量,如图所示。
① 如图甲所示,将一小块这种材料放在调好的天平上,测出它的质量为_________g;
② 如图乙所示,在量筒中倒入适量的水,读出此时的体积;
③ 如图丙所示,用铁丝将保温材料压入水中使其浸没,读出此时的体积,则该材料的密度为_________g/cm3,此时测得的密度会比实际密度________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);(由表中信息可知,保温材料的吸水性很小,忽略材料吸水性)
(2)当保温材料的厚度一定时,为了方便比较材料的性能,在表格中的项目里引入参数“Z”,单位为kg/m2。同学们观察表格中的Z,猜想它可能与材料密度有一定关系。
① 已知保温材料厚度均为h,请推导出Z与材料密度的关系_________;(结果用已知量的符号表示)
② 三种材料厚度均为5cm,请利用上述实验中测出的密度值计算出该材料的Z值,并推断出它是哪种材料_________?
③ 若一栋楼某一侧面的面积为300m2,则需要I号保温材料的质量是_________kg。
(3)请根据你家居住地的气候特点,房屋高度及表格中保温材料的相关性能,为你居住的房屋选出一种合适的保温材料,并说明选择依据。选择_________号保温材料。选择理由:____________。(注:传热系数越大,保温性能越差)
81.如图所示,两个提纽的杆秤是人类发明的各种衡器中历史最悠久的一种,是我国古代劳动人民智慧的结晶。
(1)杆秤可以看作简单机械中的________;使用________边提纽最大测量值较大(选“左”或“右”);
(2)小明选用细木杆当秤杆,细线做提纽,夹子做秤钩,钩码做秤砣制作杆秤(如图);
①确定零刻度线的位置:秤钩上不挂物体,提起提纽,当图中秤杆右端下沉时,则应将秤砣向________移动,直到秤杆在水平位置平衡,此时秤砣悬线所在的位置标为“0”。
②确定杆秤的刻度:将质量为1kg的重物挂在秤钩上,移动秤砣直到秤杆在水平位置平衡,秤砣悬线所在的位置标为“1”……
③该杆秤的刻度线是________(选填“均匀”或“不均匀”)的;
④如果要增加这把杆秤的量程,则可以________后重新标记刻度;
A.增加秤砣质量 B.提纽固定,秤钩左移 C.提纽和秤钩向右平移
(3)小华利用所学知识将杆秤改为密度秤。
①如图所示,O为提纽位置,将空桶悬挂在B点,质量为m0的钩码悬挂在C点时,杆秤在水平位置平衡,测出B点到O点的距离为L,C点到O点的距离为L0,此时C点的密度刻度线应标注的数字是________;
②在B点的空桶(容积为V)内注满液体,移动钩码至D位置时,杆秤再次在水平位置平衡,测出D点到O点的距离为L1,通过推导分析,此时D点应标注的密度值ρ液=________(用所给的字母表示)。
82.悦悦制作了如图所示的探头,探究液体压强与浮力的相关问题进行。实验过程中悦悦通过细线将探头缓慢放入溢水杯中且探头上表面始终与液面平行。
(1)紧密蒙在探头下端的橡皮膜,形变程度越大,说明它所受的液体压强越______;
(2)对比图丙、丁可知:在同种液体中,液体内部压强与液体的______有关;
(3)对比图______可知:液体内部压强与液体的密度有关;
(4)如图丙所示,探头受到的浮力为______N;探头从图丙的位置不断缓慢往下放直至触底的过程中(细线足够长,实验过程中橡皮膜没有破裂),探头排开液体的重力将______(选填“变小”、“保持不变”或“变大”);弹簧测力计的示数会______(选填字母)。
A.一直变大 B.先不变后变小
C.先变大后变小 D.先变小后变大
(5)细心的悦悦同学发现,将探头从图丙的位置下放5cm到达图丁位置的过程中,溢水杯中的水位下降了0.2cm,已知柱形溢水杯的底面积为20cm2,探头的上表面积为10cm2,则图丁中水对橡皮膜产生的压力为______N,图丁中手对探头的拉力______图戊中手对探头的拉力(选填“大于”、“小于”、“等于”或“无法判断”)。
83.如图(a)所示的实验装置可以探究杠杆受多个力时的平衡条件。在已调节好的杠杆两端挂上不同数量的钩码,并适当移动钩码的位置,使杠杆水平平衡,记下钩码的数量和位置。通过改变钩码的数量和位置,按照同样的方法再做两次,将实验得到的数据填在表中。表中数据是以一个钩码的重力为力的单位,以杠杆的每小格为长度的单位。
实验次数
动力F1
动力臂l1
阻力F2
阻力臂l2
阻力F3
阻力臂l3
1
1
5
1
1
2
2
2
2
6
1
2
2
5
3
3
7
1
5
4
4
(1)若实验开始前杠杆右端低左端高,需要将________向________调节使杠杆水平平衡,分析表中的数据,可得杠杆的平衡条件是________;(填写关系式)
(2)在农村还广泛使用的杆秤就利用了上述原理。图(b)是一根杆秤的示意图。小明用刻度尺测量杆秤上的主要刻度的示数m到提扭O的距离x,并做出m-x关系图像,如图(c)所示。接着用刻度尺测量挂钩到提扭O的距离l为5厘米。由上述条件可知,该杆秤自身的重心在O点的________侧。设杆秤质量为m0,重心到提扭的距离l0,秤砣质量为M。则当杆秤平衡时,m0、l0、M、x、m和l之间满足关系式:________。根据上述关系式,代入图(c)中的数据后可知该秤砣的质量M为________千克。
84.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能______漂浮在液体中。
(2)将吸管放到水中的情景如图A所示,测得浸入的长度为H,放到另一液体中的情景如图B所示,浸入的长度为h,用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ水_____ρ液(选填“=”、“>”或“<”),密度计A、B两图中所受浮力大小FA______FB,ρ液与ρ水、h及H的关系式是ρ液=______。
(3)小明把这支简易密度计分别放入水、盐水和植物油中,稳定后记下简易密度计与液面相平的位置,并标出这种液体的密度(ρ盐水=1.1×103kg/m3,ρ植物油=0.9×103kg/m3),则上面图C中a,b,c,d四种刻度的标示合理的是_______;
(4)小军也用吸管制作了密度计,他发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,为此同学提出如下改进方案,其中可行的______
A.换大的容器盛放液体做实验 B.换细的吸管制作密度计
C.换稍长的吸管制作密度计 D.适当减小密度计的配重
85.小雨用器材探究“圆锥形物体所受浮力大小与哪些因素有关”,如图所示:
(1)B图中物体所受的浮力是_______N,由图中步骤A、B、C、D可得出结论:物体受到的浮力大小与_______有关,与物体浸没在液体中的深度_______(选填“有关”或“无关”);
(2)根据图中的实验数据,可计算出圆锥形物体的密度为______kg/m3,E图中液体的密度为_______kg/m3;
(3)如果在步骤E中不小心使物体接触了容器底且与容器底部有力的作用,则所测液体密度将_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(4)用弹簧测力计拉着圆锥形物体从其底部刚好接触水面开始缓慢没入水中,描绘的弹簧测力计示数F与圆锥形物体的浸入深度h的变化关系图像与下图中相符合的是_______(物体高2cm);
A. B.C. D.
(5)小雨同学接着又用此方法测另一物体的密度,她把该物体浸没在E液体中时发现弹簧秤的示数是其所受浮力的两倍,则该物体的密度是______g/cm3。
86.如图甲所示是探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验过程,弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
(1)图甲中金属块浸没在水中时,受到的浮力是______N。在D中画出物体所受浮力的示意图( );
(2)分析图甲中B、C、D可知,浮力大小跟______有关;
(3)小明用一只如图乙所示的薄底圆柱状玻璃筒来测量某种液体的密度,圆筒水平截面内径为R1,外径为R2,在筒壁外侧从底端起沿竖直方向向上标有显示高度的刻度。(设玻璃密度为ρ玻,水的密度为ρ水,且ρ玻>ρ水)小明使圆筒直立漂浮于水面后,在圆筒内缓慢注入少量某种未知液体,记录下此时圆筒内液面和筒外水面在筒外壁上的刻度值h1、h2(如图丙所示),再分批添加该液体,记录多组h1、h2数据,通过描点作图的方法作出h1﹣h2图像(如图丁所示)。若筒底厚度可忽略不计,则该液体密度值为ρ液=______(用给出的符号表示)。若筒底厚度不能忽略且为L,则上述液体密度测量值与真实值相比______。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
87.(8 分)如图,小明在“测量某种液体的密度”实验中,操作步骤如下:
(1)把托盘天平(最大测量值200g,分度值0.2g)放在水平桌面上,游码放在零刻度线,发现指针位置如图A所示,此时应将平衡螺母向________(左/右)调节,直到横梁水平平衡;
(2)将适量待测液体装入烧杯,并放在天平的左盘,测量其质量,待天平平衡时,如图 B所示。然后将烧杯中的液体全部倒入量筒中,如图C所示。再测出空烧杯的质量为 50g,由此计算出液体的密度为_________kg/m3;
(3)由于空烧杯可能有液体残留,将使测得的液体密度________;(偏大/偏小/没有影响)
(4)小明想按照教材中“综合实践活动”要求制作简易密度计来测量液体密度。
①取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入适量金属丝的目的是使吸管能竖直________在液体中;
②将吸管放到水中的情景如图D所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图E所示,浸入的长度为h,用ρ 液、ρ 水分别表示液体和水的密度,用ρ 水、h 及 H表示液体密度的关系为:ρ 液=________;
③小明根据上述表达式标出刻度后测量食用油的密度,操作时出现了如图F所示的情形,在不更换食用油和密度计的情况下,仍用此密度计能正常测量食用油的密度,可以进行的改进操作是:________(提出一个即可);
(5)小红发现可以用实验中的天平和烧杯制作另一“密度计”。她测出空烧杯的质量为 50g,然后在烧杯中加水,使烧杯和水的总质量为100 g,并在水面位置处做好标记,如图 G所示。测量液体密度时,将待测液体加至“标记”处,用天平称量出烧杯和液体的总质量m,为方便使用该“密度计”,小红做了如下的使用说明:
①图H中横坐标表示m,纵坐标表示待测液体密度ρ,请在图H的坐标系中画出ρ-m图象。_______
②理论上,该“密度计”可以鉴别密度差异不小于_______g/cm3的液体。
88.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端内部塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能竖直______在液体中。
(2)将吸管放到水中的情景如图甲所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景,如图乙所示,浸入的长度为h。若该简易密度计两次排开液体的质量分别为m1、m2,则m1______(选填“=”、“>”或“<”下同)m2;用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液______ρ水,h与ρ水、ρ液,及H的关系式是h=______。
(3)小明根据图甲,在吸管上与水面相平处标上水的密度,见丙图。再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(单位为,图中未画出)。结果发现,1.1刻度线是在1.0刻度线的______(选填“上”或“下”)方。
(4)①另一小组小华将不同质量的铜丝缠绕在同一规格吸管的外边,做成简易密度计C和D,制作好的C、D两个密度计放入水中时,水面恰好与C密度计最上面刻度线齐平,与D密度计最下面刻度线齐平,如图戊所示。如果要用它们测浓盐水的密度,则应选用密度计______(选填“C”或“D”)。
②将C依次放入一系列密度已知的液体中,每次当C在液体中处于竖直漂浮状态时,在吸管上标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值ρ,并测量吸管浸入液体的深度h,再利用收集的数据画出ρ-h图象,如图丁中图线②所示。将D同样依次放入一系列密度已知的液体中进行实验,得到丁中的另一图线①。他进一步研究发现,对同一密度计浸入液体的深度h和对应密度ρ的乘积不变。(铜丝的体积可以忽略)下列说法正确的是( )
A.上述实验中密度计C在不同液体中漂浮时,浸入的深度h越大,受到的浮力越大
B.密度计C上缠绕铜丝的质量小于密度计D上缠绕铜丝的质量
C.若图丁中ρ3-ρ2=ρ2-ρ1,则密度计C上ρ3与ρ2刻度线的间距大于ρ2与ρ1刻度线的间距
D.若图丁中ρ3-ρ2=ρ2-ρ1,则密度计C上ρ3与ρ1刻度线的间距大于密度计D上ρ3与ρ1刻度线的间距
89.小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率,杠杆的质量分布均匀,右端固定在O点,杠杆可绕O点在竖直平面内转动:
(1)该实验中杠杆所做的额外功主要是______;
(2)当总重为G的钩码悬挂在A点时,弹簧测力计作用在B点,将钩码缓慢提升高度h1,此时弹簧测力计的示数为F1,且B端上升的高度为h2,则杠杆的机械效率η1______(用物理量符号表示);
(3)若保持弹簧测力计作用在B点的位置不变,将钩码从A点移到C点,并将钩码缓慢提升相同的高度,则弹簧测力计的示数F2______F1,杠杆的机械效率η2______η1(选填“>”、“<”或“=”)。
90.在“探究影响浮力大小的因素”的实验中,小明将一圆柱体挂在弹簧测力计的秤钩上,进行了如图所示的探究过程。
(1)圆柱体所受重力为______,所受浮力的方向______向上;
(2)分析A、B两图可知:浮力的大小与______有关;
(3)分析______两图可知:当圆柱体浸没水中后,所受浮力的大小与它浸入水的深度______(有关/无关);
(4)通过比较图C和图D,可以探究浮力大小跟______是否有关。D图中,若将悬挂圆柱体的细线剪断,圆柱体将______(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”);
(5)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是______,圆柱体的体积是______;
(6)用图示实验数据测出盐水的密度是______;
(7)小明利用浮力的知识完成了以下两个测量:
①只用量筒和水测量小木块的密度,如图所示操作如下:向量筒内倒入适量的水,体积记为;
再将小木块轻轻放入量筒内,静止后,水面对应的体积记为;
用细钢针将小木块浸没在水中,水面所对应的体积记为,
由此得到木块密度的表达式______;用(和所测物理量符号表示)
②利用电子秤、烧杯、细线和一个实心铝块等器材再次对这种洗衣液的密度进行测量。具体做法如下:
在烧杯中倒入适量洗手液放置在电子秤上;
将系好细线的铝块缓缓浸没在洗手液中保持静止,洗手液未溢出;
将铝块缓慢沉底后松开细线。则这次测得洗手液的密度为______。
91.小明利用的轻质注射器等器材组成图示实验装置测量大气压。
(1)为得到活塞横截面积,需要量取的刻度部分长度为______;
(2)考虑到摩擦因素,小明取下橡皮帽,再次水平向右匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计稳定时的示数为,此时过程中活塞受到的摩擦力方向为______;
(3)利用以上数据可计算出大气压强是______;
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体;②活塞与注射器筒壁间有摩擦;③弹簧测力计的示数没有读准;④活塞与注射器筒壁不完全密封;已知实验时实为1标准大气压,则造成该偏差的可能原因是______;
(4)实验时有甲、乙二个注射器,活塞的横截面积分别为、,若弹簧测力计的量程为,实验时应选用______(甲/乙)注射器合适。
(5)小明发现:如果在针筒内吸入一定质量的空气,然后用橡皮帽将气体封闭起来,在推活塞的过程中,越推越费力,由此小明猜想:其他条件一定时,封闭气体的体积越小,压强越大。为了验证自己的猜想,小明用了的注射器吸入一定质量的空气后连接到胎压计上,通过推拉活塞,测得数据记录如表:
4
6
8
10
12
120
80
60
48
40
当小明不推拉活塞时,注射器内的空气体积为______。
92.小立同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图a所示的实验。请根据小立的实验探究回答下列问题。
(1)实验前手持拉环,来回拉动挂钩,对弹簧测力计进行___________;
(2)小明对A、B、C、D四个步骤进行了观察研究,浮力的大小随着排开水体积的增大而___________(选填“增大”或“减小”),当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度___________(选填“有关”或“无关”);
(3)在C与E两图中,探究浮力的大小跟液体的密度关系,根据测得的实验数据描绘出浮力与液体密度的关系如图b,她分析后发现,由于误将物体受到的拉力当作了浮力,导致图像甲未经过坐标原点。由此可推断:物体受到的浮力大小与液体密度的关系图像应该是___________(选填“乙”、“丙”或“丁”);
(4)根据图a有关实验数据,可以计算出盐水的密度为___________kg/m3;
(5)如图c是小立同学利用U形管压强计改装而成的测量液体密度的仪器。A为固定支架,保证橡皮膜在不同液体中深度均为5cm。U形管内盛水,在U形管右管有一个指示液面位置的浮标(厚度重力不计),未测量时,U形管两侧水面相平。当橡皮膜浸入某液体中静止时,浮标指示在b处,ab间距2cm,则液体密度为___________g/cm3(不计橡皮膜形变抵消的压强);若考虑浮标重力,仍然正常使用U形管压强计,则所测液体密度值___________(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
93.(一)跑步后,老师建议同学们喝点淡盐开水。宜馨同学想知道她喝的盐水密度,进行了如下的操作:
(1)将天平放在______上,发现天平的游码未归零,但指针却指在分度盘的中央,她将游码移至标尺左端0刻度线处,应将平衡螺母向______调,使天平横梁平衡。
(2)测出空烧杯的质量为30.1g。
(3)先将适量的盐水倒入量筒如图甲所示,测得盐水总体积为______mL,再将量筒中的部分盐水倒入烧杯中,测烧杯和其中盐水的总质量,当天平平衡时右盘内所放的砝码、游码的位置如图乙所示,量筒中剩余盐水如图丙所示则烧杯中盐水的质量为______g,盐水密度为______kg/m3。
(二)生活中,利用一些常见的仪器来进行一些简单的实验。小睿在家里测量土豆的密度(大于水),找来一个不吸水的正方体木块、一个薄壁圆柱形容器,还有待测土豆(不吸水)、刻度尺。实验操作和分析如下:
(1)用刻度尺测出正方体木块的边长为L;
(2)在圆柱形容器中装入适量的水用刻度尺测出甲中水的深度为h1;
(3)将木块轻放入水中,竖直漂浮在水中,静止后,测出乙中水的深度为h2;
(4)将待测的土豆轻放在木块上,静止后,测出丙中水的深度为h3;
(5)将待测土豆轻放在水中,静止后,测出丁中水的深度为h4;
根据以上测量,水的密度用ρ水表示,圆柱体容器的底面积为S,则木块的质量为______,土豆的密度为______。(两空均用字母表示)
如果换一种木块,该木块要吸水(吸水后不膨胀),照上面的办法测出的木块质量会______(选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”)。
94.某实验小组的同学对 A、B 两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究。将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小 F 和橡皮筋的伸长量Δx,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)分别用这两根橡皮筋制成的测力计,测力计的外壳相同和刻度线分布情况都相同。则用橡皮筋_____制成的测力计量程大;用橡皮筋_____制成的测力计测量的精确程度高;(选填“A”或“B”)
(2)实验完成后,同学们提出若将A和B两根橡皮筋并列起来制成测力计,如图丙所示,则其量程为_____;(填选项)
A.0-12N B.0-16N C.0-18N D.0-24N
(3)用上述的橡皮筋A和B,用细线C(C的长度和质量不计)紧靠地串在一起,如丁图 所示,小明在B的末端用了一大小为4N的水平拉力F,使其沿水平方向伸长,如戊图所示,则此时A和B串在一起的总伸长长度为____cm,在弹性限度内, 总伸长长度最大为_______________cm。
95.小华想测量一种红葡萄酒的密度,但家里没有量筒,只有量程为的天平、砝码、空瓶和水。他按照自己设计的实验方案进行了测量。
(1)小华调节好天平后,利用天平测了3次质量,具体步骤如下:
①用天平测出小空瓶的质量,并将数据记录在表格中。
②______,并将数据记录在表格中。
③用天平测出小瓶装满红葡萄酒的质量,并将数据记录在表格中、小华在记录数据的过程中不小心将第三次的测量数据让红葡萄酒浸湿了,看不清楚,但是他此时还没有收拾测试台,第三次测量时天平平衡时的情景如图所示,则小瓶中红葡萄酒的质量为______。
m1/g
12
m2/g
36
m3/g
(2)根据小华测量的数据,红葡萄酒的密度是______。
(3)小李在看到小华的做法后,想用其它方法来测量红葡萄酒的密度。于是,他找到一些器材:弹簧测力计、一个正方体金属快、烧杯、细线、刻度尺、竹筷、细铜丝,请你从其中选出所需器材测出红葡萄酒的密度,写出必要的步骤:
①______
②______
③密度表达式______。(用所测得的物理量表示)
96.小敏在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计,底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块,相同的圆柱形容器若干,水和密度未知的某种液体,细线等。
(1)小敏进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为______N;用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在下表中:
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.6
2.5
2.4
2.4
2.3
(2)在实验步骤B中铜块所受浮力F浮=______N。
(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟______有关;分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟______有关。
(4)小敏用表格中的数据算出了步骤B中铜块下表面受到水的压强是______Pa,并发现步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐______(选填“增大”或“减小”)。
(5)小敏在步骤B的基础上继续探究:保持铜块下表面所处的位置不变,把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上,缓慢向烧杯内加水,发现弹簧测力计的示数逐渐______(选填“增大”或“减小”);当所加水为22g时,使铜块刚好浸没时(水未溢出),容器底部受到水的压强增加了420Pa,则容器的底面积为______cm2。
97.小明利用如图所示的装置,探究在水平面上阻力对物体运动的影响,进行如下操作:
a、如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
b、如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
c、如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。请针对以上操作回答下列问题:
(1)以上操作中错误的一次是______(选填“a”、“b”或“c”);
(2)对比两次正确实验操作能说明:小车受到的阻力越小,通过的距离越______;
(3)纠正错误后,多次实验进行分析,并进一步推测:在水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,它将做______运动;
(4)为了得出科学结论,三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,这样做的目的是:使小车从斜面上同一位置到达底端水平面时______;
(5)在水平面滑行的小车受到的重力和小车对水平面的压力______(选填“是”或“不是”)一对平衡力;
(6)上述所有探究实验中用到的科学研究方法有______(只要求写出一种即可);
(7)在大量类似实验基础上,牛顿概括出了著名的牛顿第一定律。在实际生活中有着广泛的应用。一架运输机参加某次抗震救灾时,在沿水平向右做匀速直线运动的过程中,间隔相同时间先后从飞机上静止释放三个相同的物资。若不计空气阻力,且地面水平。那么,在地面上看,能正确表示物资在空中的排列情况和着地位置的图示组合是______。
A.①⑥ B.②⑤ C.③④ D.①④
98.归纳探究——研究升力的大小: 一块平板以一定的冲角(平板与水平方向的夹角)α在空气中水平运动时,平板会受到一个竖直向上的升力FL(如图),升力FL的大小与空气的密度ρ,平板的速度v,平板的面积S之间的关系,得到数据如下表:
次数
ρ/(kg/ m3)
v/(m/s)
S/ m2
FL/N
1
1
2
1
2.4
2
2
2
1
4.8
3
2
4
1
19.2
4
2
4
2
38.4
5
3
6
2
(1)升力大小FL=k___________,其中比例系数k=___________(填上数值和单位);
(2)将表格中的数据填写完整_______;
(3)如果将这个比例系数k叫做升力系数。它的大小与冲角α的关系如下数据:
α/°
0
5
10
15
20
25
k
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.3
由表中数据可以看出:冲角越大,升力系数越大;但是,当冲角超过一定角度时,升力系数反而减小。上述关系可以用图像中的图线_______来表示。
99.某同学做“测匀变速直线运动的加速度”的实验装置如图1所示。一小车放在水平长木板上,左侧拴有一细软线,跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连,小车右侧与穿过电火花计时器的纸带相连,在重物牵引下,小车在木板上向左运动,下图给出了电火花计时器在纸带上打出的一些计数点,相邻的两个计数点间还有4个点没画出,电火花计时器所用的交流电频率为50Hz。
(1)该同学进行了以下实验操作步骤,其中错误的步骤是______
A.将打点计时器固定在长木板有滑轮一端,并接好电路
B.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码
D.拉住纸带,将小车移到靠近打点计时器的一端后,放开纸带,再接通电源
(2)根据图3纸带可以计算打下各点时小车的瞬时速度及小车的加速度,现计算打下第2点时小车的瞬时速度:______,小车的加速度为a=______m/s2(结果取三位有效数字)
(3)另一同学利用如图2所示的装置测定导轨上滑块运动的加速度,滑块上安装了宽度为d的挡光片,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门A、B,配套的数字毫秒计(图中未画出)记录了挡光片通过光电门A、B的时间分别为、,若两个光电门A、B间距离为L,则滑块通过第一个光电门的速度表达式为______,滑块加速度的表达式为a=______(用题中字母表示)。
100.小明在选用弹簧测力计的过程中,发现测量大小相同的力时,用不同规格的测力计,弹簧伸长的长度不一样。哪些因素会影响弹簧的伸长量呢?小明提出以下三种猜想:
猜想1:弹簧的材料可能影响弹簧的伸长量;
猜想2:弹簧的原长可能影响弹簧的伸长量;
猜想3:弹簧的粗细可能影响弹簧的伸长量。
小明为探究自己的某个猜想,设计出一个实验方案并进行了实验:
①取两根完全一样的弹簧,测出每根弹簧的原长均为L;
②先用一根弹簧(称作弹簧A)进行实验,将弹簧A的一端固定于竖直墙上,另一端用一水平力拉弹簧,如图甲所示,测出此时弹簧的长度为LA;
③将两根弹簧串接起来得到一根新的弹簧(称作弹簧B)再进行实验,实验时同样将弹簧B的一端固定于竖直墙上,另一端用与前面相同的水平力拉弹簧,如图乙所示,测出此时弹簧B的长度是LB;
④改变拉力的大小,重复实验步骤②③,记录实验数据如下表。
L=10.0cm
F/N
1
2
3
4
5
LA/cm
10.8
11.6
12.4
13.2
14.0
(LA-L)/cm
0.8
1.6
2.4
3.2
4.0
LB/cm
21.6
23.2
24.8
26.4
28.0
(LB-2L)/cm
1.6
3.2
4.8
6.4
8.0
现请回答下列有关问题:
(1)该实验方案研究的是猜想_______(填写序号);
(2)实验方案中将“两根弹簧串接起来得到弹簧B”,这样做便控制了弹簧的______和______相同;
(3)从表中可以发现,在拉力大小相同的情况下,弹簧B的伸长量总是弹簧A的伸长量的______倍,这表明弹簧的伸长量与原长有关,弹簧原长越长,它的伸长量就越______。进一步的实验表明,在其它因素一样的情况下,弹簧的伸长量与其原长成正比;
(4)从表中还可以看出,对于同一根弹簧,在弹性限度内,它的伸长量x与所受的拉力F成正比,写成数学表达式即,其中常数k与弹簧的材料、原长及粗细有关。设弹簧A的常数为kA,那么弹簧B的常数kB=______;若把弹簧A剪成长度相等的两半,则与每半根弹簧相对应的常数k'=______;
《青岛物理自主招生力学实验专题》参考答案
1.(1) 游码 左
(2) 取下最小的砝码,再移动游码 44g
(3) 不达标
(4)
(5)偏大
【详解】(1)[1][2]将托盘天平放在水平桌面上,在调零前要将游码移至标尺零刻度线处,此时指针偏向分度盘中央刻度线的右侧,说明天平右侧比较重,应将平衡螺母向左调节,使横梁平衡。
(2)[1]加上最小的砝码后发现指针静止后向右偏,说明砝码的质量偏大,此时应用镊子取下最小的砝码,再移动游码,直至指针静止时对准中央刻度线。
[2]天平读数时,物体的质量等于砝码的质量加上游码对应的示数。由图丙可知,此天平游码的分度值为0.2g,示数为4g。这块碳纤维圆筒的质量
(3)[1][2]由图丁可知,量筒的分度值为1mL,示数为25mL。碳纤维圆筒的体积为
44g碳纤维材料的密度是
密度需在范围内才达标,因此该碳纤维筒不达标。
(4)由②④步骤可知,容器内水的质量为,由和知,标记处的深度为
由①③步骤可知,蜡的质量
蜡的体积为
圆筒内部的底面积为
解得
根据和可知,圆筒内部半径
圆筒的直径
(5)由直径公式分析可知,当第④步容器内壁会残留一些水,会导致m4偏大,从而使直径的值偏大,因此会导致圆筒内部直径测量结果偏大。
2.(1) 游码 右
(2)12
(3) 0.22 22
(4)
(5)偏大
(6)
【详解】(1)[1]将天平放在水平面上后,须先将游码移动至标尺0刻度线处,之后再调节横梁平衡。
[2]指针指在刻度盘中央刻度线左侧,说明右盘高,需将调节螺母向右调节。
(2)木块质量为
(3)[1]细线对木块向下拉力为0.1N,木块受到向上的浮力、向下的拉力与重力,处于平衡状态,则浮力为
[2]木块体积为
(4)木块质量为
木块排开水的质量为
木块的体积等于排开水的体积,为
木块的密度为
(5)由于木块吸水后重力变大,浸没时排开水的体积不 变,木块受到的浮力不变,则需要施加的向下压力就会变小,则测得m2的值会变小,所以会导致测得的体积变小,密度偏大。
(6)木块浸没时排开盐水质量为
排开盐水体积等于木块体积,为
则盐水密度为
3.(1) 在容器的左右两侧分别装入不同深度的水(向容器两侧倒水,且水面高度不同) 橡皮膜凹向深度小的一侧(或橡皮膜向水面低的一侧凸起)
(2)越大
(3)0.25g/cm3
【详解】(1)[1][2]若要探究“液体压强跟深度的关系”,要控制液体密度相同,深度不同,则应在容器两侧倒入深度不同的同种液体,观察橡皮膜产生的现象;实验操作:在容器的左右两侧分别加入适量的水,使水面高过橡皮膜,且在容器的左右两侧分别装入不同深度的水。实验现象:橡皮膜凹向深度小的一侧,说明深度越深,液体的压强越大。
(2)在容器左右两部分分别加入体积相等的盐水和清水,水和盐水的深度相同,如图乙,右侧水的密度小,这一侧压强小,所以橡皮膜会向右侧凸起,说明液体压强与液体密度有关;深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(3)橡皮膜变平时,水面到橡皮膜的中心的距离为21cm,盐水面到橡皮膜中心的距离为20cm,此时橡皮膜左右两侧压强相等,盐水的密度
放入小球后,橡皮膜变平时,盐水在橡皮膜中心处产生的压强
小球漂浮时,水的深度
设小球的密度为,圆柱形容器右侧的底面积为S,小球漂浮时浮力等于重力,则有
小球的密度
4.(1)左
(2)3
(3)D
(4)8
【详解】(1)杠杆平衡螺母的调节原则是“左高左调,右高右调”,图甲中杠杆左端高,右端低,所以应将平衡螺母向左移动使杠杆在水平位置平衡。
(2)根据杠杆的平衡条件,对于第③组数据,已知,,故有
故漏填的数据应为3。
(3)由题意可知,发现弹簧测力计示数稍稍超过量程,说明动力偏大,为了完成实验,需要减小弹簧测力计示数,即减小动力。
A.若钩码的数量适当增加,阻力变大,阻力×阻力臂变大,动力臂不变,则需要的动力更大,故A不符合题意;
B.钩码的位置适当左移,阻力臂变大,阻力×阻力臂变大,动力臂不变,则需要的动力更大,故B不符合题意;
C.弹簧测力计转到图中虚线位置,动力臂变小,阻力×阻力臂不变,则需要的动力更大,故C不符合题意;
D.弹簧测力计位置适当向左平移,动力臂变大,阻力×阻力臂不变,则需要的动力变小,故D符合题意。
故选D。
(4)由图可知,木条受到两弹簧测力计竖直向上的拉力和竖直向下的重力,由力的平衡条件可知,木条的重力
设木条的重心在O点,以E为支点,由杠杆的平衡条件可知Fa×AE=G×OE
则
而弹簧测力计b从E点平移到D点时,以A点为支点,此时重力的力臂为
弹簧测力计b对木条的拉力的力臂为,由杠杆的平衡条件可知
故
5.(1)零刻度线处
(2) 从大到小 124
(3)25
(4)2×103
(5) 不变 不变 乙
(6) p A
【详解】(1)将天平放置在水平桌面上,把游码拨至标尺左端零刻度线,调节平衡螺母使天平横梁在水平位置平衡。
(2)[1][2]将装有适量水的烧杯放入天平的左盘,先估计烧杯和水的质量,然后用镊子向天平的右盘从大到小试加砝码,并移动游码,直至天平平衡,这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图1甲所示,标尺的分度值为0.1g,游码指示的质量为4.0g,则烧杯和水的总质量为
(3)由图1乙可知,物体浸没在水中时,增加的重力等于物体的重力减去拉力,所以增加的重力就是浮力,即(m2﹣m总)g=F浮=ρ水gV排
矿石的体积就是排开水的体积,即
(4)矿石下沉到烧杯底部,天平再次平衡时,右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为174g,则矿石的质量为
则矿石的密度为
(5)[1][2]让同一支密度计分别静止在水和酒精中,密度计受到的浮力等于它自身的重力,大小不变。根据浮力产生原因可知,密度计底部所受液体的压力不变,根据,所以密度计底部所受液体压强大小不变。
[3]根据,浮力一定时,密度计浸入液体中的深度越小,液体的密度越大,装水的容器是乙。
(6)[1]密度计的刻度下大上小,且不均匀,所以刻度0.9应该在p点。
[2]自制密度计的质量为m,铅笔的横截面积为S,密度计漂浮时满足浮力等于重力,即
所以。
[3]要提高自制密度计的精确度,增加配重,可增大m,使相同密度变化时,深度变化更大,更易区分刻度,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
6.(1)④③①②
(2) 1.8 C
(3) 不变 见解析
(4) >
【详解】(1)为减少实验误差且最方便,应先测小桶的重力,再测金属块的重力,可以减少取挂金属块的次数;接着把金属块进入装满水的溢水杯中,读取测力计的示数,最后测量小桶和水的总重力,因此合理得顺序为④③①②。
(2)[1]如图①,测力计的分度值为0.1N,读数为1.8N,
[2]金属块受到的浮力
排开水的重力
A.步骤①中金属块未浸没在水中,也成立,不会影响实验结果,故A不符合题意;
B.步骤④中小桶内有少量水,会导致,与实际计算结果不符,故B不符合题意;
C.步骤①中金属块触碰了烧杯底部,拉力F1减小,测得浮力偏大,会使得,故C符合题意。
故选C。
(3)[1]实验时逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中直至刚好全部浸没,在这个过程中重物受到的浮力逐渐变大,排出的水逐渐变多,由可知,溢水杯对升降台的压力不变。
[2]比较两种实验方案,改进后的优点是:两个弹簧测力计固定、示数更稳定,便于比较浮力与排开液体重力的大小关系,通过弹簧测力计B可以直接测量出排开水的重力。
(4)①[1]图乙中和图丁中都是漂浮,浮力都等于其重力,两者重力相同,由可知,排开水的体积相同,则水的深度相同,即
②[2]设容器的底面积为S,对于甲
对于乙
其中, ①
由图甲和图丙可知 ②
A的重力
由乙图可得 ③
由①②③可得,A的重力
解得金属块的密度
②[2]设薄壁烧杯的底面积为,高度为L,由甲、丁烧杯和金属块都漂浮,排开的水的体积相等,则由
化简得 ①
对比甲、丁两图可得A受到的浮力 ②
联立①②解得金属块密度的表达式
③[3]若图丙向图丁操作的过程中导致图丁中的金属块表面沾有水,虽然会导致金属块和烧杯的总重力增大,烧杯受到的浮力增大,其排开水的体积增大,但多排开水的体积等于容器中减少水的体积(带出水的体积),所以对容器中水的深度H4无影响,则按方法①求出的金属块的密度ρA不变; 金属块和烧杯的总重力增大时,其排开水的体积增大,烧杯露出水面的高度h4会偏小,由图可知,设
则根据②的表达式可得
因h4偏小,所以根据上面表达式可知测得ρ'A会偏小,则
7.(1)26
(2) 排开液体体积 大 不变
(3)
(4) > <
【详解】(1)由图①知,水及烧杯的总质量为220g,由图⑤知,水、烧杯及金属块的总质量为246g,金属块的质量m=246g-220g=26g
(2)[1][2]由图①到④,金属块排开水的体积越大,电子秤的示数越大。金属块放入水中,水对它有向上的浮力,据力的作用是相互的,金属块对水也有向下的作用力,于是电子秤的示数发生变化,则浮力越大,电子秤的示数变化越大,所以可得:浮力大小与金属块排开液体的体积有关。
[3]将烧杯垫高,装水至杯口,则金属块浸入水中排开的水全部溢入小烧杯中,据阿基米德原理知,金属块所受的浮力等于排开水的重力,由于金属块浸入过程中,排开水的进入小烧杯中,所以电子秤的示数不变。
(3)由图④知,金属块浸没水中时,电子秤的示数为230g,则金属块排开水的质量m水=230g-220g=10g
排开水的重力
则金属块所受的浮力为0.1N,金属块的体积
金属块的密度
(4)[1]左图中,实心球A受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力及拉力的作用,处于静止,所受的浮力大于A的重力;右图中,实心球B受到竖直向上的浮力、拉力及竖直向下的重力的作用,处于静止,所受的浮力小于B的重力。两实心球的质量相等,重力相等,所以A所受的浮力大于B所受的浮力,则A排开水的重力大于B排开水的重力,则左烧杯对电子秤的压力大于右烧杯对电子秤的压力,则m1>m2。
[2]将烧杯、水及实心球看成一个整体,则左图中,烧杯受到竖直向下的烧杯、水及实心球A的重力和竖直向上的支持力,两个力是平衡力,大小相等,烧杯对电子秤的压力与烧杯所受的支持力是相互作用力,大小等于烧杯、水及实心球的总重力。右图中,烧杯受到竖直向下的烧杯、水及实心球B的重力和竖直向上的支持力、拉力的作用。两个实心球都浸没水中,且体积相等,则排开水的体积相等,所受的浮力相等,左图中,实心球A受到竖直向下的重力、拉力及竖直向上的浮力作用,A的重力小于浮力;右图中,实心球B受到竖直向下的重力及竖直向上的浮力、拉力的作用,B的重力大于浮力,此时的拉力F拉=GB-F浮
则左图中,烧杯对电子秤的压力F压左=G左=G水+杯+GA<G水+杯+F浮
右图中,烧杯对电子秤的压力F压右=G右=G水+杯+GB-F拉=G水+杯+GB-(GB-F浮)=G水+杯+F浮
所以F压左<F压右
则m1<m2。
8.(1) 竖直 增大 物体排开液体的体积
(2)甲、丁、戊
(3)
(4)=
(5) 拉动细线使泡沫浸没在水中 变小
【详解】(1)[1]实验中测力计所测力的方向是竖直方向上的力,所以在实验前,弹簧测力计应该在竖直方向上进行调零。
[2][3]由图甲、乙、丙所示实验可知在同种液体中,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,由称重法可知物体受到的浮力越大;由图丁可知,物体排开液体的体积不变时,弹簧测力计的示数不变,由称重法可知物体受到的浮力不变,说明物体在水中受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(2)由图甲、丁、戊所示实验可知物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法可知,物体受到的浮力不同,说明物体所受的浮力与液体的密度有关。
(3)由图甲知,弹簧测力计的分度值,读数为5N,则物体重力;由图丙知,物块浸没在水中,静止时弹簧测力计示数为3N,此时物块受到的浮力
由可知,物块的体积
则物块的密度为
(4)从物块接触水面到刚刚浸没的过程中,物块受到的浮力F变大,弹簧测力计对物块的拉力减小,并且F与弹簧测力计示数的减少量相等,即;又因为水对物块的浮力与物块对水的压力是一对相互作用力,这个压力又大小不变的通过水与容器传递给电子秤,使电子秤示数发生变化,故,由以上知。
(5)[1][2][3]a.把小滑轮固定在容器底部,再在容器中盛上适量的水,将盛水的容器放在水平放置的电子秤上,如图己所示,读出电子秤的示数为;
b.将泡沫放入容器中,泡沫漂浮时,读出电子秤的示数为,则泡沫质量为
c. 由公式可得,还需要求得泡沫的体积才可以求得其密度。所以我们应用细线拴住泡沫并将细线绕过小滑轮,拉动细线使泡沫浸没在水中,读出电子秤的示数。未放入时泡沫时,容器对电子秤的压力为
泡沫的密度小于水的密度,所以泡沫浸没时,浮力大于重力,要使得泡沫浸没,需要在绳子末端施加拉力,则此时容器对电子秤的压力为
,,所以,则拉力为
所以泡沫浸没时,容器对电子秤的压力,受力面积不变,根据,泡沫浸没后与其未放入时相比,容器对电子秤的压强变小。拉力为
则泡沫浸没时浮力为
则泡沫体积为
则泡沫密度为
9.(1) ①②③④或②①③④ ②③ 1.6
(2)=
(3) 不变 2.25×103
(4)B
(5)
【详解】(1)[1]最合理的实验顺序是:先测空桶的重力,再测物体的重力,将物体浸入水中,最后测量桶和水的总重,故实验顺序是:①②③④或②①③④。(说明:①和②的顺序可以调换,不影响实验)
[2][3]由②③可知,物体重力G=3.6N,浸入水中后弹簧测力计的示数F=2N,故物体所受的浮力大小为
(2)由①④可知,物体排开液体的重力为2.6N-1.0N=1.6N,石块排开水的重力等于石块受到的浮力,为1.6N。
(3)[1]刚开始水面就在溢水口处,在实验③中,随着石块缓慢没入水中,溢水杯中的深度不变,根据可知,水对溢水杯底的压力大小不变。
[2]由②③可知,物体浸没在水中所受的浮力大小为F浮=1.6N,物体重力G=3.6N,由得物体的体积
根据得物体的质量为
则物体的密度为
(4)A.图③中溢水杯内未盛满水,会导致排开液体的重力变小,影响实验,故A不符合题意;
B.图①空桶中沾有少量水,但是排开液体的重力是用桶和水的总重减去空桶的重力,故差值不受影响,故B符合题意;
C.石块慢性吸水性但体积不变,慢性吸水会导致排开液体变少,故影响实验,故C不符合题意。
故选B。
(5)如图a所示向烧杯中倒入适量水,电子秤的示数为m0,如图b所示将木块放在水中,静止时电子秤的示数为m1,木块的质量;用细钢针把木块压入水中,使木块浸没在水中,电子秤的示数为m2,木块的体积
电子秤测烧杯和适量盐水的总质量为m3,用细针将同一木块压入盐水中浸没,木块未触底,静止时电子秤示数为m4,木块所受浮力
所以盐水的密度
10.(1) 半导体 变小
(2) S 保温 3∶1
(3) 偏高 减小R的阻值
(4)72
(5) 保证豆芽呼吸作用所需氧气 5 12.5
【详解】(1)[1]热敏电阻是一种电阻值随温度显著变化的半导体元件,所以主要是由半导体材料制作而成。
[2]根据图丙分析,热敏电阻的阻值随温度升高而变小。
(2)[1]如图丙所示,根据安培定则,电流从电磁铁的下端流入,伸出右手,四指弯曲所指方向为电流的方向,则大拇指指向电磁铁的N极,即电磁铁的下端为N极,电磁铁的上端是S极。
[2]分析图丙所示的工作电路,当衔铁被吸下来时,R1和R2串联,根据串联电路的电阻特点,串联电路时总电阻最大,当衔铁释放时,工作电路中仅有R2,由可得,衔铁被吸下来时,工作电路处于保温状态,衔铁释放时,工作电路处于加热状态。
[3]工作电路处于保温状态时的功率为
工作电路处于加热状态时的功率为
因为,则可得
(3)[1]豆芽机若要实现25℃自动切换挡位,即当热敏电阻的阻值为300Ω时,如图丙所示,控制电路中,电阻箱R与热敏电阻Rx串联,当控制电路中电流达到5mA即0.005A,衔铁被吸下,实现换挡,由欧姆定律可得,热敏电阻两端的电压为
由串联分压可得,电阻箱R两端的电压为
则控制电路中电阻箱的阻值为
[2][3]干电池用久了,控制电路的总电压值减小,衔铁被吸下时控制电路中的电流不变,由欧姆定律可得,电路的总电阻减小,若电阻箱的阻值不变,则热敏电阻的阻值变小,由丁图可知,热敏电阻的阻值变小,温度变高,故会导致发育盒内温度比设定的温度偏高;若想豆芽机恢复在25℃自动切换挡位,即热敏电阻的阻值不变,可以减小电阻箱R的阻值。
(4)由题意可知,喷口的横截面积为0.4cm2,即为
若水泵的流速为0.5m/s,则水泵每秒流过水的体积为
由可得,每秒流过水的质量为
则水泵1h内喷出水的质量为
即水泵喷口流量为72kg/h。
(5)[1]豆芽生长时需要氧气,如果将豆芽浸泡在水中,豆芽呼吸作用时所需氧气不足,故采用淋水系统定时给豆芽淋水,保证豆芽呼吸作用所需氧气。
[2]当时,由图己可知,,由题可知,时,电子元件D通过改变阻值,控制保持5V不变,根据图戊可知,电子元件D与定值电阻R0串联,根据串联电路分压特点可得,定值电阻R0两端电压为
根据串联电路电流处处相等,由可得,通过电路的电流为
[3]若要使豆芽机在1小时内,喷水时间为20min,结合题意,淋水系统每3秒之中要工作1秒,从第2秒工作至第3秒,由图己可得,第2秒时,
此时电子元件D两端的电压为5V,电阻R0两端的电压为
由可得,此时R0的电功率为
故应设置的电功率12.5W时,水泵启动喷水。
11. 45 1.125×103 偏大 大于 A和C 1.1 b
【详解】[1]酱油与烧杯总质量为
酱油质量为
[2]酱油体积为
酱油密度为
[3]在向量筒中倒酱油时,会有一部分酱油留存在烧杯中,故测量出来的酱油体积比真实体积小,根据可知,测量密度值偏大。
[4]两种液体体积相等。读图2电子秤读数可知,甲与烧杯总质量大于乙与烧杯总质量。两个烧杯完全相同,烧杯的质量是相等的,故甲质量大于乙质量。根据密度计算公式可知,甲密度大于乙密度。
[5]在体积相等时,甲的质量大于乙的质量,故AC表示甲。
[6]金属块的体积为
第一图与第四图相比,表明体积为27cm3甲液体质量为
液体密度为
[7]在体积变化相同时,烧杯的底面积越小,液体高度变化越大,则测量越准确。故应选择b。
12. 45 90 0.45 偏小 0.87×103 偏小 偏小 1 0.01
【详解】[1]由图甲和图乙可知木块的质量
[2]由图甲和图丙可知,木块排开水的质量
则木块所受浮力
因为木块浸没在水中,所以木块的体积等于木块排开水的体积,即
[3]木块的重力
由二力平衡可得长针对木块的压力
[4]由图2甲可知,木块的重力为,由图2丙、丁知木块受到的浮力为
因为木块浸没在水中,所以木块排开水的体积等于木块的体积,由阿基米德原理可得木块的体积
木块的质量
则木块的密度
[5]如果交换乙、丙两步骤的顺序,则因乙中木块上沾有水,导致偏大,由密度的表达式可知,木块密度测量值比真实值偏小。
[6]根据杠杆平衡条件可得,
代入数据得,
解得
[7]由,
化简可得
根据此式,若瓶中没有加满消毒液就盖好盖子,调整螺母位置使筷子水平平衡,则B点的位置就会偏向支点,测得OB的长度就会偏小,因此的值就会偏小。
[8]加满消毒液并盖好盖子,调整螺母位置,但在筷子右端偏高时就测出了OB的长度,若要让筷子平衡,螺母就要向右移动,故右端偏高时,螺母位置偏左,读数偏小,即测量值OB的长度偏小,根据表达式可知消毒液密度的测量值比真实值偏小。
[9]A处对应的是,因此应标。
[10]AB间的距离
因此从A向左、向右标注,每隔,密度变化为。
13.(1)72.4g
(2)40
(3)1.13×103
(4)不变
(5) 偏大
(6) 倒出饮料瓶中的水,装满酱油,测出瓶与酱油总重力为G3
【详解】(1)总质量为m1=20g+50g+2.4g=72.4g
(2)油面最低处与40cm3刻度线相平,故酱油的体积为40cm3。
(3)剩余酱油与烧杯的总质量为
酱油密度为
(4)此种情况下,第一次测量的为杯、污垢、酱油总质量,第二次测量的是杯、污垢、剩余酱油质量,通过求差法求出倒出酱油质量,有无污垢对测量结果没有影响。
(5)[1]酱油密度为
[2]酱油相比水来说较粘稠,将其从烧杯中倒入量筒中时,会有残留,则测得其体积比真实体积要小,根据可知,计算出密度比真实值较大。
(6)[1]水的体积为
[2]此实验的思路为:瓶子容积不变,将瓶中分别装满水与酱油时,二者体积是相等的。通过测量空瓶与瓶与水的重力,从而计算出水的质量,再计算出水的体积,即等于酱油的体积。通过测量空瓶与瓶与酱油的总重力,计算出酱油重力,再计算出酱油质量,之后结合体积计算出酱油密度。故此步骤为:倒出饮料瓶中的水,装满酱油,测出瓶与酱油总重力为G3。
[3]酱油密度为
14.(1)便于测量力臂和消除杠杆自重对实验的影响
(2)左
(3)变大
(4)1.2N
(5)慢
(6) 0℃ 固态和液体的比热容不同
(7)t4
【详解】(1)用悬挂重物的方式对杠杆施加动力与阻力,当杠杆有水平位置平衡时,力臂和杠杆重合在一起,便于测量力臂。
(2)以一个钩码重力作为一个力的单位,以杠杆上一格作为长度单位,当两端各增加一个钩码后,左端力和力臂的乘积为
右端力和力臂的乘积为
左端力与力臂乘积大于右端,故杠杆左端下沉。
(3)当将弹簧测力计由竖直方向旋转至沿虚线方向时,弹簧拉力力臂减小,为了保持力与力臂乘积不变,就要增加拉力。
(4)杠杆平衡时,要使作用力最小,就要使其力臂最大。当测力计拉力作用点在杠杆最左端或最右端时,其力臂为10个小格,有
(5)这种加热方法为水浴法。用水浴法加热物体时,由于水的比热容较大,且质量也较大,水的温度升高较慢,被加热物体温度升高也较慢。且水将被加热物体包围,加热比较均匀。
(6)[1]图戊为冰的熔化图像,读图可知,冰在熔化时温度保持在0℃不变,故其熔点为0℃。
[2]前一段时间为冰吸热温度升高,后一段时间为水吸热温度升高。二者质量相等,在相同时间内吸收的热量也相等,因为水的比热容大于冰的比热容,根据可知,水升温较慢。
(7)加热时间越长,物质吸收的热量越多,内能增加得就越多。故t4时刻物质内能小。
15.(1) B 2.35
(2)397.5
(3) 0~40 mL 10 偏小
【详解】(1)[1]用刻度尺测量长度时,视线应该正视刻度线。
[2]刻度尺分度值为0.1cm,物体长度为
(2)小盘指针指示位置在6.5min~7min之间,则秒表计数为
(3)[1]量筒最大刻度值为40mL,则其量程为0~40mL。
[2]分度值为2mL,石块体积为
[3]若石块吸水,被石块排开的水有一部分被水吸收,放入石块后上升的那部分水体积小于石块体积,即对石块体积测量值偏小。
16.(1) 设计实验与制定方案 累积法减小实验误差
(2)控制变量法
(3) 摆的周期与摆长(细绳的长短)有关 1、3
(4)摆的周期与小铁块的质量无关,与摆长有关
(5)短
【详解】(1)[1]以下叙述:“于是他想利用一条细绳一端系一个小铁块做成摆(如图所示),用电子表测出这个摆的周期(摆动一个来回所用的时间),他通过仅仅改变小铁块的质量或者细绳的长度测出摆动10个周期所用的时间(保持摆角不变),得出下表的实验数据……”这个环节包括 设计实验、进行实验、观察现象获取数据,属于设计实验与制定计划环节。
[2]因为摆动一次的时间极短,测量有困难,可测量多次摆动所需时间再除以次数可以减小误差。
(2)控制其他因素不变,只改变其中一个因素改变时的情况,这属于控制变量法。
(3)[1]这两次铁块质量相等,只是细绳长度(摆长)不同,导致周期不同,说明摆动周期与摆长有关。
[2]想探究摆的周期与质量关系,应该控制摆长相同,改变铁块质量,探究二者关系。1、3次(或2、4次)实验,摆长相同,铁块体量不同,可以用来归纳周期与质量关系。
(4)[1]结合四组数据,可以得出结论:摆的周期与小铁块的质量无关,与摆长有关。
[2]根据1、2次(或3、4次)实验可以知道,摆越短,周期越小。因此可以将摆长变短一些来调节。
17.(1) 小于 不相同
(2) 均匀 靠近
(3) 提纽 8
【详解】(1)[1]杆秤利用了杠杆原理,由杠杆的平衡条件可知:,由图可知,将秤砣置于最远处,由使用提纽1改为使用提纽2时,l1增大而l2减小,G砣不变,G杆不变,G杆对应的力臂l杆变小,由于秤杆自身重力和力臂的变化很小,则此时G物变小,即使用提纽2时杆秤能称量物体的最大重量会小于20kg。
[2]零刻度线的位置可理解为秤砣平衡杆秤自身重力的悬挂点,使用不同提纽时秤杆自身重力的力臂大小发生变化,而G砣和杆秤自身重力不变,因此秤砣的力臂也会变化,可知使用不同提纽时零刻度线位置不相同。
(2)[1]由可知,当G物均匀增大时,因、、和大小不变,当均匀变化时,l2均匀变大,故杆秤的刻度是均匀的。
[2]若某次称量时小刚只使用了提纽1,称量了同一物体两次,当他第二次换用质量更大的秤砣时,由知,减小,即第二次秤砣在杆秤上的位置会靠近提纽的位置。
(3)[1]自制的杆秤相当于杠杆,当小刚用这个自制的杆秤称量物体时,杠杆可绕提纽转动,这个杠杆的支点是提纽。
[2]如图乙,提纽到秤钩的力臂,提纽到秤砣的力臂,由杠杆平衡条件可得
由可知,上式可写成
秤钩上挂的重物的质量为
18.(1) 2.8 不变
(2) 1.4
(3)3
(4) 10 不变
【详解】(1)[1]由图a得,弹簧测力计的示数为2.8N,即石块的重力为2.8N。
[2]将石块逐渐放入装满水的溢水杯中,石块下降的过程,水在不断溢出,溢出水的重力等于石块受到的浮力,即溢出水的重力和增加的压力相同,故溢水杯对铁架台底座的压力不变,压强不变。
(2)[1]由图c可知,弹簧测力计的示数为1.6N,由图d可知,弹簧测力计的示数为3N,则排开的水的重力为
[2]小石块完全浸没在水中,故小石块的体积为
小石块的质量为
小石块的密度为
(3)把小石块放入装有水的小吊桶中(水不溢出),然后把小吊桶放入溢水杯,发现小吊桶处于漂浮状态,由沉浮条件可知,浮力等于重力,由阿基米德原理可知,浮力等于排开水的重力,溢水杯中水溢出,所以溢出水的重力等于石块和小桶的重力,由图b可知,石块和小桶的重力为3N,所以溢出水的重力等于3N。
(4)[1]圆柱体浸没在装满水的溢水杯中,体积等于溢出水的体积,溢出水的体积为10mL,故则圆柱体的体积为10mL。
[2]小空筒仍漂浮在水面,浮力等于重力,此时溢出水的重力即为圆柱体所受的浮力,即圆柱体的重力,则有
则圆柱体的密度为
[3]若在实验步骤③和④中,圆柱体带走一部分水会降低杯中水面高度,再随圆柱体进入小桶中,增加小桶受到的浮力,水的密度不变,圆柱体沾的水使浮力的增加量等于其重力,所以对排开水的体积没有影响,故计算得出圆柱体的密度不变。
19.(1)右
(2) 不能 天平受的不是平衡力
(3)28.2
(4)
【详解】(1)在调节横梁平衡时,要调节平衡螺母,指针指向分度盘中线的右侧,向左调节平衡螺母,指针指向分度盘中线的左侧,向右移动平衡螺母。
(2)[1][2]当横梁水平时,刀口对横梁的支持力作用于O点,竖直向上,整体所受重力作用点在重心,重心在O的正下方,且在O1O2连线上,此时所受的支持力与重力二力平衡,当横梁倾斜时,重心偏离了O点正下方的位置,受力不再是平衡力,松手后会上下摆动。
(3)根据图示的砝码质量和游码的位置可以确定此时物体的质量为
(4)以天平的刀口为杠杆的支点,天平的左盘和右盘的质量分别为m1和m2,游码的质量为m克,当游码位于零刻度线时,由杠杆的平衡条件得
当游码位于最大值5g时,由杠杆的平衡条件得
由①、②得
20.(1)右
(2) 水平 便于测量力臂
(3) 使结论具有普遍性
(4) 6 顺时针转动
(5)变大
(6) 杠杆自身的重力 变大
【详解】(1)由图甲知道,杠杆的右端上翘,左端的平衡螺母向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[1][2]当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。这样做的目的是便于测量力臂。
(3)[1]根据题意知道,两边钩码的重力分别为动力和阻力,对应的力臂为和,可得杠杆的平衡条件为
[2]探究杠杆平衡的条件时,多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律,使结论具有普遍性。
(4)[1]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件,即
解得
FB=6G
需在B点挂6个钩码。
[2]若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格,则左侧
右侧
因为
杠杆不能平衡,右端下降,顺时针转动。
(5)保持B点不变,若拉力F向右倾斜时,此时F的力臂变小,根据杠杆的平衡条件知道,在FALA一定时,LB变小,拉力FB变大。
(6)③[1]有用功为
总功
则机械效率的表达式
④[2]有用功是提升钩码所做的功,额外功主要是克服杠杆重力做的功,影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例;提升的钩码重一定说明有用功一定,所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力。
[3]钩码的悬挂点在A点时,由杠杆的平衡条件得
悬挂点移至C点时,由杠杆的平衡条件得
经对比发现,由OA到OC时力臂变大,所以拉力F也变大;因钩码匀速提高相同高度时根据三角形的知识知道,杠杆重心提升的高度减小,所以根据W额=Gh知道,额外功减小,因此在有用功相同的条件下,杠杆的机械效率变大,即
21. 1.0 B 2.5×103kg/m3 逐渐就小 逐渐变大 等于 不变
【详解】(1)①[1]石块浸没在水中时排开水的重力
[2]为了准确测量石块浸没在水中时排开水的重力G排,需要确保溢水杯中的水在石块浸入前是满的,且石块完全浸没在水中后,排开的水能够全部流入小桶中。
A.如果最初溢水杯中的水未装至溢水口,那么当石块浸入时,溢出的水可能不足以填满小桶,导致测量的G排偏小。故A正确,不符合题意;
B.如果整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零,那么无论是测量石块的重力还是石块在水中的拉力,都会存在一个固定的偏差,但这个偏差在计算浮力F浮=G−F拉时会被抵消掉,所以不会影响F浮和G排的比较。故B错误,符合题意;
C.如果步骤C中,石块浸没后碰触到溢水杯的底部,那么石块会受到一个额外的支持力,导致弹簧测力计测得的拉力F拉偏小,根据浮力公式F浮=G−F拉,这将导致计算出的浮力F浮偏大,从而可能出现F浮>G排的情况。故C正确,不符合题意。
故选B。
②[3]由图甲A可知,石块的重力为
G石=F1=2.5N
则石头的质量为
石块浸没在水中的浮力为1N,由于石块完全浸没,所以其排开水的体积等于石块的体积。根据阿基米德原理,石块的体积为
石头的密度为
(2)[4]弹簧测力计A是测量水中拉力的,当升降台逐渐调高时,重物浸入水中的体积增加,浮力增大,所以弹簧测力计A的示数应该逐渐就小。
[5]弹簧测力计B是测量溢水杯和水以及被排开的水的总重力的,当重物浸入水中的体积越来越大时,它排开的水也越来越多,这些被排开的水会留在溢水杯中增加其总重力,因此,弹簧测力计B的示数会逐渐变大。
[6]重物浸入水中的体积越来越大时,排开液体的体积变大,根据可知,重物受到的浮力变大,因为F浮=G-F示,所以弹簧测力计A的示数F示=G-F浮变小;又因为重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,所以弹簧测力计B的示数变大;根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,所以弹簧测力计A示数的变化量和弹簧测力计B的示数变化量相等。
[7]将溢水杯、水和物体看做一个整体,溢水杯对升降台C的压力等于空杯和杯内水的总重与物体的重力之和再减去物体受到的拉力(大小等于测力计的示数),即
而G物-F示=F浮,所以
根据阿基米德原理,F浮=G排水,所以
由于杯内的水和排出的水的总重等于原来杯子里的水的重力,是个定值,所以在这个过程中溢水杯对升降台C的压力不变。
(3)[8]设烧杯的底面积为S,由甲乙图可知,石块放在木块上时比单独放木块时多排开液体的体积为
此时木块增加的浮力为
木块和石块放在木块上时的木块漂浮,漂浮时物体所受浮力等于重力,则小石块的重力为
小石块的质量为
由甲、丙两图可知小石块的体积为
小石块的密度为
22. 杠杆平衡条件 右 1.0×103 体积 1.8×103 B
【查阅资料】 [1]通过图示的模型结合杠杆的定义,即可确定它用到的相关知识,杆秤的工作原理是杠杆平衡原理,即。
【产品制作】 (2)制作步骤:
①已经描述了将秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度的过程。
②[2][3]当塑料杯中加水后,由于水对塑料杯有向下的压力,使得秤杆左低右高,为了恢复平衡,需要将秤砣向右移动,以增加动力臂,从而根据杠杆平衡条件使秤杆恢复水平。此时,秤砣的悬挂点B对应的刻度应记为水的密度,即1.0×103kg/m3。
③接下来,以A、B两点之间的长度的为标准,在整根秤杆上均匀地标上刻度。这样,由于杠杆平衡条件,刻度就会是均匀的。
【产品检验】 [4]产品检验时在杯中倒入“等量”密度已知的液体,无法直接测量质量,所以应加入等体积的液体。
[5]杯中不加液体,提起秤纽,移动秤砣,当秤杆在水平位置平衡时(如图丁),将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度,此时
m秤砣gLOA=G桶LOC
解得
设该杆秤D点的密度为ρ,此时杠杆平衡,由杠杆的平衡条件得
(ρVg+G桶)LOC=m秤砣gLOD
代入数据得
(ρ×200×10-6m3×10N/kg+0.5N)×10cm=100×10-3kg×10N/kg×41cm
解得
ρ=1.8×103kg/m3
【产品升级】 [6]令杯的重力为G杯,装水后杯的重力为G水,秤砣的重力为G砣,秤纽与秤杆连接点到杯的重力的作用线的距离为l,则未装水前,由杠杆平衡条件可得
G杯l=G砣lA
当装水后,有
G水l=G砣lB
则AB间的距离
由此可知,在液体密度一定时,即杯中液体的重力一定时,若测量时AB间的距离增大,则可以标出更多的刻度值,所以精度就增大,由此可知:
A.由上式可知,当把秤纽位置往靠近杯子一侧移动时,l变小,则AB间的长度变小,所以精度下降,故A不符合题意;
B.减小秤砣的质量,即G砣减小,由上式可知,AB间的长度变大,所以精度提高,故B符合题意;
C.减少加入杯中液体的体积 ,即G水变小,由上式可知,AB间的长度变小,所以精度下降,故C不符合题意;
D.由上式可知,秤杆自重对AB间的长度无影响,故D不符合题意。
故选B。
23. 乙 动力动力臂阻力阻力臂 刻度尺 0.8 右 C
【详解】[1]同一支密度计分别放在甲、乙两种液体中均处于漂浮状态,则F浮=G,即密度计在两种液体中受到的浮力相等,都等于密度计受到的重力G,所以F甲=F乙。密度计受到的浮力相等,由图可知密度计排开液体的体积:V甲排<V乙排,由可知:ρ甲>ρ乙,则乙杯中装的是水,甲杯装的是盐水。
【项目实施】(1)[2]杆秤的工作原理是杠杆平衡条件,即动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。
(2)[3]在制作“杆秤密度计”时,除了木棒、塑料杯、细线、金属块(代替秤砣)、记号笔外,根据“以AB两点之间长度的八分之一为标准,在整根秤杆上均匀地标上刻度。”所以需要一种能够测量液体密度的工具为刻度尺来测量木棒的长度,以表示对应的密度值。
③[4]因为酒精的密度为0.8g/cm3,将此时秤砣的悬挂点B标记为“0.8”刻度(单位g/cm3)。
【项目优化】(1)[5]如果秤杆出现左低右高现象,根据哪端高就往哪边调节的原则,应该将秤砣向右移动。
(2)[6]为了制作出精确度更高的“密度秤”,可行的改进措施是:在液体密度一定时,即杯中液体的重力一定时,若测量时密度称的分度值距离增大(即AB距离变大),则可以标出更多的刻度值,所以精度就增大;减小秤砣的质量,即G砣减小,AB间的长度变大,所以精度提高,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
24. 高度差 能 B 乙丙 密度 C A
【详解】(1)[1]当橡皮膜受到压强时,橡皮膜发生形变,通过空气对U形管中的液体产生压强,压强计U形管两边液柱就会出现高度差。压强计测量液体压强时,就是靠U形管两侧液面高度差来体现压强大小的,液面高度差越大,说明液体压强越大。
[2]压强计在使用前,需检查装置是否漏气,通过用手轻轻按压橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气;若压强计漏气,软管中的气体和大气相通,等于大气压强,此时U形管中的液面就不会出现高度差。
(2)[3]若在使用压强计前发现U形管中有高度差,进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的,都等于大气压,当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)[4]由乙图和丙图知,液体的密度相同,探头在液体中的深度不同,U形管中液面的高度差不同,且丙图的深度深,U形管液面的高度差大,说明液体压强与液体深度有关,并且液体内部压强随着深度的增加而增大。
(4)[5]由丙图和丁图知,探头在液体中的深度相同,液体的密度不同,对比两图可以研究液体的压强与液体的密度之间的关系,其中盐水的密度大于水的密度,丁图中U形管液面的高度差大,说明了在同一深度,液体密度越大,液体的压强越大。
[6]根据p=ρ液gh可知,液体的密度越大,深度越大,压强越大,液体的压强与U形管粗细无关,所以在烧杯中换密度更大的液体,U形管左右两侧液面的高度差都将变大;“向U形管中加水”不能使两侧液面高度差对比更加明显,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(5)[7]由题意知,距离盐水液面h1、距离矿泉水瓶中水液面h2的孔处,几乎没有水和盐水交换,说明此处盐水与水产生的压强相等,由p=ρ液gh可得
可得盐水的密度为
[8]设水槽中盐水液面处为D,如图所示:
由题意知,当B点有水流出时,说明B点水产生向外的压强大于盐水产生向内的压强,即
整理得
因为
所以
所以在A孔水产生向外的压强大于盐水产生向内的压强,所以水会喷出。故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
25. 注射器刻度部分的长度 0.9×105 空气没有排尽或装置漏气 活塞
【详解】(2)[1]注射器是一个圆柱体形状,因此,为了测出活塞所受大气压力和受力面积,需在活塞从被橡皮帽封住的注射器的底端开始滑动后,测出弹簧测力计的示数后,再利用刻度尺测出注射器刻度部分的长度L,再读出有刻度部分的总容积V;观察刻度尺的分度值为1mm,测量时从零刻度测量,所以读数为5.00cm,即注射器有刻度部分的长度为5.00cm,对应的注射器刻度部分的容积为,得出活塞的受力面积
[2]当活塞开始滑动时,活塞受到水平的拉力,以及筒壁的摩擦力与大气的压力的合力,此时活塞受力平衡,则大气压对活塞的压力为
由可得,本地大气压强的大气压强测量值为
(3)[3]如果筒内空气没有排尽或装置漏气,会使拉力测量值偏小,根据压强公式可知,导致测得大气压值偏小。
(4)[4]当注射器中的活塞开始向外滑动时,对瓶塞受力分析知,活塞所受摩擦力为方向和大气对活塞的压力F的方向相同,故由二力平衡得此时
……①当注射器中的活塞开始向内滑动时,对瓶塞受力分析知,此时摩擦力方向改变,则
……②联立①②解得大气对活塞的压力
(5)[5]当采用丙图的方法来估测大气压的值时,由于活塞自身有重力,会影响实验结果。
26. 14.4 2 沙粒 变大
【详解】(1)[1]密度是质量与体积的比值,故实验原理:。
(2)[2]读图可知,标尺的分度值为0.2g,橡皮的质量
m=5g+5g+4.4g=14.4g
(3)[3]橡皮的密度
(4)[4]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,故选择沙粒作为圆筒的配重颗粒。
[5]将待测橡皮用细线挂在圆筒下方,放入水中静止后,由图乙可知,V排增大,根据F浮=ρ液gV排可知,与图甲相比圆筒所受的浮力变大。
[6]设圆筒浸入水中的深度为h,圆筒的横截面积为S,大容器的横截面积S容=4S,橡皮用细线挂在圆筒下方,放入水中静止后,体积的变化量为
ΔV=4Sh2
ΔV筒+V橡皮=S容h2
Sh1+V橡皮=S容h2
橡皮的体积为
V橡皮=4Sh2-Sh1
原来圆筒处于漂浮,浮力等于重力,即
G筒=F浮=ρ水gSh………………①
将橡皮和圆筒看成整体,处于漂浮状态,浮力等于重力,即
G筒+G橡皮=F浮总=ρ水gS(h+h1)+ρ水gV橡皮…………②
②-①得
G橡皮=ρ水gSh1+ρ水gV橡皮=4ρ水gSh2
则橡皮的密度为
27. 水平 右 52.8 12 4.4 39 1.15 偏大
【详解】(1)[1][2] 使用天平时,应将天平放在水平台面上,将游码移动到标尺左端的零刻度线处,此时,指针在分度盘上的位置如图甲所示向左偏,说明左端重,他应将平衡螺母向右端调节,给右端增重,使天平平衡。
(2)[3] 如图乙所示,横梁标尺的分度值为0.2g,则该材料的质量为
(3)[4][5] 图丙所示的量筒分度值为,前后示数分别为、,根据排水法,则材料的体积为
则该材料的密度为
(4)[6] 己图相对戊图中杯子对电子秤的压力变化量为
则压强变化量为
[7] 根据称重法,己图中杯子对电子秤的压力为
则结合丁图,材料在己图中受到的浮力为
则牛奶的密度为
[8] 根据
若在③步骤中,材料接触到了杯子底部且有挤压,则绳子的拉力会减小,则计算的浮力偏大,根据可知所测牛奶的密度值偏大。
28. 游码 左 水平 54 无影响 物体排开液体体积 0.15 10.7
【详解】(1)①[1][2][3] 使用天平时,要将托盘天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左端零刻度线,如果发现指针所处位置如图甲所示向右偏,说明右端重,应将平衡螺母向左调节,给左端增重,使得天平横梁在水平位置平衡。
②[4][5] 如图乙所示,标尺分度值为0.2g,则这枚印章的质量为
如图丙所示,量筒的分度值为,示数为,根据排水法,这枚印章的体积为
则这枚印章的密度为
③[6]天平的右盘在实验前沾了少许泥,调节平衡后,泥对测量结果没有影响,则测得的印章的质量不变,体积测量准确,所以对所测印章密度无影响。
(2)④[7]结合称重法,容器对电子秤的压力为
对比乙、丙两图可知,丙中物体排开液体体积变大,同时丙中电子秤示数变大,则容器对电子秤的压力变大,说明受到的浮力变大,据此可得气球浮力大小与物体排开液体体积有关。
[8] 乙图中,印章所受浮力大小为
⑤[9] 将印章和气球继续往下,气球与印章受到液体压强变大,气球体积变小,排开液体体积变小,对比丙、丁两图,浮力的变化量为
液体的密度为
则气球的体积变化量为
29. 海绵的凹陷程度 转换法 B 压力 相同 变小 大于
【详解】(1)[1][2]实验时,通过观察海绵的凹陷程度来比较矿泉水瓶对海绵的压力作用效果,海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显,这种方法叫转换法。
(2)[3]研究压力作用效果与受力面积大小关系,要控制压力大小一定,在图A、B、C操作中,观察图A和B可知:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
[4]探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变,只改变压力大小,故观察图B和C可知:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)[5]由(2)的结论知,压力的作用效果与压力和受力面积有关。若将矿泉水瓶放在石块上如图D所示,图D与A比较,压力和受力面积都相同,故对石块和海绵的压力作用效果相同,压强相等。
(4)[6]设如图甲所示,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,压力减小,受力面积不变,剩余部分对地面的压强将变小。
[7]将图乙中的砖块倒置后如图丙所示,为了便于比较压强的大小,可以将丙图中的砖块看做由一个小长方体和三棱柱组成,如图
丙图中的砖块与小长方体相比,受力面积相等,但丙图中的砖块对地面的压力较大,根据可知,丙图中的砖块对地面的压强较大, 即
而小长方体与甲图中的砖块相比,密度不变、高度也不变,因均匀柱体对水平面的压强,所以两者对地面的压强相等,即
比较以上两式可知,即丙图中砖块对水平地面的压强大于图甲中砖块对水平地面的压强。
30. 不漏气 深度 U形管A和B内的液面高度差ΔhA和ΔhB的差值 C 没有控制排开液体的体积不变 4、5、6
【详解】(1)[1]实验开始前,用手指按压橡皮膜时,发现U形管两边的液面升降灵活,则说明该装置不漏气,如果U形管两边的液面不变化,则说明该装置漏气。
(2)[2]由图可知,U形管A的探头比U形管B的探头所处深度小,压强大小是通过U形管两侧液面的高度差来判断的,而U形管A内的液面高度差ΔhA较小,U形管B内的液面高度差ΔhB较大,上下移动金属支架,发现ΔhB始终大于ΔhA,因此可知在同种液体中,深度越大,液体压强越大。
(3)[3]根据浮力产生的原因,上下表面受到的压力差是产生浮力的原因,由于上下表面的面积相同,因此根据压强差可以判断浮力的大小,因此由实验数据可知,是根据U形管A和B内的液面高度差ΔhA和ΔhB的差值判断浮力的大小,这是等效替代法的应用。
[4] A.研究磁场时引入磁感线是模型法的应用,故A不符合题意;
B.探究电阻大小影响因素时给电路中接入电流表,是通过观察电流的大小判断导体电阻的大小,是转化法的应用,故B不符合题意;
C.探究平面镜成像特点时选用两个相同的物体比较大小,是等效替代法的应用,故C符合题意;
D.探究阻力对物体运动的影响时合理推理得出牛顿第一定律,是科学推理法的应用,故D不符合题意。
故选C。
[5]第1、2、3组实验时,由数据可知,上表面还未浸入,因此随着深度的增大,排开水的体积也增大,因此得出同种液体中,浮力的大小与深度有关是错误的。
[6]根据控制变量法,研究浮力的大小与深度的关系,应控制排开液体的体积、液体的密度相同,因此分析实验数据可知,选择第4、5、6组实验,此时物体浸入的深度不断变大,而U形管A和B内的液面高度差ΔhA和ΔhB的差值不变,证明浮力不变,说明浮力的大小与深度无关。
(4)[7]由图2乙、丙可知,电子秤示数的变化是由于把铜块放进容器中引起的,铜块受到浮力的作用,由于力的作用是相互的,容器中的水也受到铜块的竖直向下的压力作用,从而使电子秤受到的压力发生改变,由阿基米德原理可知,铜块所受到的浮力等于排开液体受到的重力,则电子秤示数的变化量等于铜块排开液体的质量,铜块受到的浮力为
F浮丙=G排丙=ΔF丙=(m2-m1)g
同理,由乙、丁两图可知,铜块和巧克力球一起受到的浮力为
F浮丁=G排丁=ΔF丁=(m3-m1)g
由甲、乙、戊可知,巧克力球的质量为
m=m4-m1-m0
由丙、丁可知,巧克力球受到的浮力为
F球=F浮丁-F浮丙=(m3-m1)g-(m2-m1)g=(m3-m2)g
由F浮=ρ液V排g可知,巧克力球的体积为
巧克力球的密度表达式是
31. 左 84.6 40 1.15 准确 大于 1.05×103
【详解】(1)[1]由图甲可知,天平的指针偏右,说明天平右侧重,应将平衡螺母向左调,直至天平平衡。
(2)[2]由图乙可知,烧杯和酱油的总质量为
[3]由图乙可知,量筒的分度值为1mL,酱油的体积为
(3)[4][5]量筒中酱油的质量为
酱油密度的表达式为
酱油的密度为
(4)[6]小刚的实验方案中,先测量酱油和烧杯总质量,到处部分酱油后,再测量剩余酱油,故不存在烧杯残留对实验的影响,故评估小刚的实验方案可知,在误差允许的范围内,他测得的酱油密度是准确的。
(5)[7]由图丁可知,酱油和醋的质量相同,酱油的体积小于醋的体积,由可知,酱油的密度大于醋的密度。
[8]酱油的质量与醋的质量相同,烧杯完全相同,故烧杯的底面积相等,则酱油与醋的密度之比为
则
32. 水平 左 15.6 1.2 偏大 B 不变
【详解】(1)[1][2] 将天平放在水平桌面上,游码归零后,发现指针指示的位置如图甲所示,指针右偏,说明右端重,则应将平衡螺母向左调节,给左端增重,使天平平衡。
(2)[3] 如图乙所示,横梁标尺的分度值为0.2g,游码对应的刻度为0.6g,则土豆的质量为
(4)[4] 该土豆的密度为
(5)[5] 在测量过程中,若使用的砝码磨损,则需要更多的砝码,所以所测质量偏大,根据所测土豆的密度偏大。
(6)[6][7] ①向容器A中倒入高度为H1的水,容器B中倒入高度为h1的牛奶,直到橡皮膜刚好变平,此时橡皮膜两侧压强相等;
②将小碗放入容器A中沉底,向容器B中倒入牛奶,直到容器B中牛奶总高度为h2时,橡皮膜又重新变平,橡皮膜两侧压强相等,则橡皮膜两侧压强变化量相同,设左侧小碗排开水的重力为,根据、和阿基密度原理则有
解得小碗排开水的体积为
小碗浸没,则小碗的体积为
③原本小碗沉底,浮力小于重力,将小碗拿出使其摆浮在容器A的水面上,则浮力等于重力,所以小碗所受浮力变大,根据可知,变大,所以水位升高,则橡皮膜左侧压强变大,此时橡皮膜向容器B一侧凸起,继续向容器B中倒入牛奶,直到容器B中牛奶总高度为h3时,橡皮膜又变平,橡皮膜两侧压强相等,则橡皮膜两侧压强变化量相同,对比①,左侧压力增加量为小碗的重力,则有
解的小碗的质量为
所以小碗的密度为
[8] 步骤③从水中取出碗时,碗内带水,漂浮在容器A的水面上后浮力等于重力,水位不变,所以测量出的密度不变。
33. 摩擦 大于 1、2或3、4 大 0.25p
【详解】(1)[1]由题知,让一摞整齐的纸从斜面滑下,发现纸张变得不齐了,这是由于纸张之间有摩擦造成的;同理可知,液体在容器中流动,液体也可以看作是由许多片液层组成的,各片层之间也存在着摩擦,从而产生液体内部的阻力,这就是液体的粘滞性。
(2)①②[2][3]要探究粘滞系数与液体的种类是否有关,则要控制液体的通过的管的半径和细管两端的压强差相等,只改变液体的种类,故可以选择表中第1、2或3、4两组数据进行分析得出结论;由表中1、2两组或3、4两组数据,管的半径和管两端的压强差都相同时,通过细管的水的体积大于油的体积大。
③[4]表中1、3组数据,液体的种类和细管两端的压强差都相同,只改变了细管的半径,则探究液体粘滞系数与细管半径的关系,得出结论是:同种液体,在细管两端的压强差一定时,细管半径越大,通过细管液体的体积越大。
[5]分析1、6两组数据可得,当液体种类和细管半径一定时,通过细管的液体体积与细管两端压强差成正比,压强增大为原来的一倍,通过吸管的液体体积为原来的2倍;由表中1、3或2、4组数据可知,同种液体在细管两端压强差相同时,细管半径增大为原来的2倍,通过细管的水的体积增大为原来的16倍,即24倍;细管半径增大为原来的3倍,通过细管的水的体积增大为原来的81倍,即34倍;也就是说同种液体在细管两端的压强差相同时,通过细管的液体体积与细管半径的4次方成正比;故当细管半径为3mm,1s内通过细管的油的体积是40.5mm3,则同等条件下,当细管半径为1mm,1s内通过细管的油的体积是
当细管半径为1mm,1s内通过细管的油的体积是时,细管两端的压强差是0.25p;因此细管半径是3mm,1s内通过细管的油的体积是,则细管两端的压强差是0.25p。
34. 等于 等于
【详解】(1)[1]塑料碗漂浮在水中,塑料碗受到的浮力等于大碗的重力。
(3)比较甲、丙可知,丙中加入了小球,因此丙的液面高于甲中的液面,乙、丙相比较,小球放入水中时沉底,浮力小于重力;在碗中时相当于漂浮,浮力等于重力,乙、丙两图中小球排开水的体积,因此乙、丙烧杯中的液体深度;由以上分析可知,、、的大小关系为
[3]设大烧杯的底面积是S,如图甲大碗漂浮的水面上,当把金属球放在大碗里,大碗还在水中漂浮,碗增加的重力等于增加的浮力,则金属球的重力
金属球的质量
金属球的体积
金属球的密度
(4)[4]如果先测量金属球的体积,再测量金属球的质量,金属球上会沾有水,金属球放入大碗中,大碗漂浮在水面上,根据阿基米德原理得,大碗排开水的体积变大;由于金属球沾了水,烧杯中的水会减少,烧杯中减少的水的体积等于碗多排开的水的体积,因此烧杯中液面的位置h2不变;故金属球的体积测量值是准确的,故金属球的密度测量值和实际值相等。
35. 排尽筒内空气,防止空气进入 偏小 偏大 C 选择其他注射器,所需拉力超出弹簧测力计量程 低于
【详解】(1)[1]将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔,为了排尽注射器内的空气,防止外面的空气进入。
(2)[2]用手沿水平方向慢慢地拉动注射器筒,活塞水平方向受到两个力的作用:拉力和大气压力,当活塞开始滑动时,这两个力为一对平衡力,故此时大气压力大小为
注射器容积为V,全部刻度的长L,则活塞面积为
根据压强公式,大气压强为
(3)[3]实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则活塞水平方向所受的力为:向左的拉力、向左的空气推力和向右的大气压力,此时弹簧测力计提供的拉力小于原本应有的数值,会使得测出的压强值偏小。
(4)[4]若注射器活塞与筒壁间摩擦较大,拉力的测量值会偏大,则测得的大气压值偏大。
(5)[5][6]根据可知,活塞面积应为
所以应选择C注射器。若选择其他注射器,所需拉力超出弹簧测力计量程。
(6)[7][8]由题可知,该注射器活塞面积为
大气产生的压强为
一个标准大气压约为1.013×105Pa,则本地大气压强的测量值低于标准大气压。
36. 游码 78 1.1 偏大 0.1 减小桶的质量
【详解】(1)[1]将天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左端零刻度线上,调节横梁左右两端的平衡螺母,使横梁水平平衡。
(2)[2]烧杯和盐水的质量为
[3]量筒中盐水的质量
量筒的分度值为2mL,量筒中盐水的体积
所以盐水的密度为
(3)⑤[4]由题意可知,木球的体积为
木球的密度为
⑤[5]实验中先测小木球的质量,测得木球的质量是准确的;若考虑小木球“吸”水,则测得的总体积V3偏小,根据
可知,测得木球的体积偏小,由可知,会导致小木球的密度测量值偏大。
(4)[6]小桶的重力为1N,小桶中最多装入液体的重力
由题意可知,用弹簧测力计测出小桶的重力为1N,装满水后总重力为3N,则这些水的重力为2N,小桶的容积等于桶中水的体积,小桶的容积为
再装满另一液体时示数为4N,则这液体的重力为3N, 则该液体的密度为
[7]根据上述分析,弹簧测力计示数增大1N,液体的密度增大,1N之间有5个小格,所以液体密分度值为。
[8]在测力计刻度一定的情况下,减小桶的质量,所测液体重力变大,体积一定,则密度变大,可增大该秤的称量范围。
37. 排开液体体积 大于 液体密度 0.144
【详解】(2)[1]对比甲、乙两图可知,乙图中容器排开液体的体积大,受到的浮力大,由此可知浮力的大小与排开液体的体积有关。
[2]由可知,乙图中小容器底部所受的液体压强大于甲图中小容器底部所受的液体压强,小容器与水的接触面积一样,由可知,则乙图中小容器底部所受的液体压力大于甲图中小容器底部所受的液体压力。
(3)[3]对比乙、丙两图可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,所受的浮力不同,可得结论:浮力的大小与液体密度有关。
(4)[4]由甲图可知,小容器排开水的体积为
由图可知,小容器漂浮在水中,则小容器的重力为
则托盘上不放物体时,排开盐水的体积为
称量最大质量时,排开的体积为
根据物体平衡可以计算出测量的最大重力为
由可得,浮力秤可以测量的物体的最大质量
该浮力秤可以测量的物体的最大质量为0.144kg。
38. 摩擦 大于 1、2(或3、4) 细管两端压强差 0.25p 变小 大 乙量筒中的玻璃球
【详解】(1)[1]由题知道,让一摞整齐的纸从斜面滑下,发现纸张变得不齐了,这是由于纸张之间有摩擦造成的;同理可知,液体在容器中流动,液体也可以看作是由许多片液层组成的,各片层之间也存在着摩擦,从而产生液体内部的阻力,这就是液体的粘滞性。
(2)[2] a.由表中1、2两组或3、4两组数据,管的半径和管两端的压强差都相同时,通过细管的水的体积比油的体积大。
[3]b.粘滞系数与液体的种类是否有关,则要控制液体的通过的管的半径和细管两端的压强差相等,只改变液体的种类,故可以选择表中第1、2两组数据进行分析得出结论。
[4]c.表中1、3两组数据液体的种类(水)和细管两端的压强差(p)都相同,只改变了细管的半径,则探究液体粘滞系数与细管半径的关系,得出结论是:同种液体,当细管两端的压强差一定时,细管半径越大通过细管液体的体积越大。
[5]由表中1、3、5组数据知道,同种液体(水),在细管两端压强差相同时,细管半径增大为原来的2倍,通过细管的水的体积增大为原来的16倍,即24倍;细管半径增大为原来的3倍,通过细管的水的体积增大为原来的81倍,即34倍。也就是说同种液体在细管两端的压强差相同时,通过细管的液体体积与细管半径的4次方成正比。
由表中1、5两组数据知道,同种液体(水),在细管半径相同时,细管两端压强差增大为原来的2倍,通过细管的液体(水)体积也增大为原来的2倍,即同种液体在细管半径相同时,通过细管的液体体积与细管两端的压强差成正比。故可推算当细管半径为3mm,1s内通过细管的油的体积是40.5mm3,则细管两端的压强差是0.25p。
(3)[6]由蓖麻油的粘滞系数和温度的关系表中观察,随着温度的升高,其粘滞系数在减小。
(4)[7]根据公式f=6πηRv知道,小球在流体中受到的阻力与速度成正比,故小球在流体中的运动速度越大,受到的阻力越大。
[8]根据公式f=6πηRv知道,小球在流体中运动时,粘滞系数越大,受到的阻力越大,而由表格数据可知温度越高,粘滞系数越小,故在较高温度的乙量筒中,粘滞系数小,小球受到的阻力小,则乙量筒中的玻璃球先触底。
39. 水平 大 无关 0 0.6 压力 不需要 C
【详解】(1)[1]实验中木块沿物板在水平方向上前进,则拉力方向必须与物块前进的方向一致:即沿水平方向匀速拉动物块。
(2)[2]两次实验中,物体对水平压力的相同,木板比玻璃粗糙,木板对物块的摩擦力大,这说明:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)[3]这两次实验,物体对木板的压力相等,接触面间的粗糙程度不变,只是两次实验中物块与木板的接触面积不等,两次实验中测力计的示数相同。这说明:在其他情况相同时,摩擦力大小与接触面积无关。
[4]B与A叠放在一起,共同做匀速直线运动,二者之间没有相对运动或者相对运动的趋势,故它们之间的摩擦力为0。
[5]两个相同的物体受到的摩擦力为1.2N,则B受到的摩擦力为
B做匀速直线运动,拉力与摩擦力平衡,则细绳对B的拉力为0.6N。
(4)[6]通过改变小桶中沙子的多少,改变铜块受到向上的拉力,从而改变了铜块对木板的压力,这可以用来探究摩擦力与压力的关系。
[7]实验中,无论木板如何运动,铜块均静止,处于平衡状态,它受到的拉力与摩擦力平衡。所以不需让木板匀速运动。
[8]当小桶中的沙子增加时,铜块受到的向上的拉力增大,铜块对木板的压力减小,故压力传感器的示数减小;在其他情况相同时,压力减小了,木板对铜块的摩擦力也减小了,而拉力与摩擦力平衡,所以拉力传感器的示数也减小了。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
40. 缓慢 0.6 83.3 越高 6 见解析 12
【详解】(1)[1]为使测力计示数稳定,应缓慢拉动测力计。
(2)[2]3段绳子与动滑轮接触,绳子自由端移动的距离是物体上升距离的3倍,物体上升0.2m,则绳子自由端移动的跨度为
[3]第三次实验中滑轮组的机械效率为
(3)[4]同一滑轮组提升不同的重物,物体重力为2N、4N、6N时,机械效率分别为66.7%、74.1%、83.3%,说明随着被提升物体重力的增大,机械效率也在变大。
(4)[5]第三组数据中,钩码重为6N时,即挂3个钩码时,拉力为2.4N。即当钩码数量较多时,每挂一个钩码(2N),测力计示示数增加0.4N,因此最多可以挂6个钩码(12N),此时测力计示数约为4.8N。如果再多挂一个钩码,测力计示数要增加0.4N,超过了测力计最大测量值(5N)。
(5)[6]分析图像可知,当动滑轮的重力越大时,机械效率在降低,故结论是:在用同一滑轮组提升同一重物,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。
[7]当动滑轮重4N时,机械效率为75%,不考绳重与摩擦,有
将机械效率与动滑轮重代入得。
41. 右 2 D 变大 65.2 0.4 4
【详解】(1)[1]如图甲,杠杆左端下沉,杠杆的右端上翘,应将杠杆重心向右移,所以应将平衡螺母向右移动。
(2)[2]设每个钩码的重力为G,杠杆上每个小格的长度为L,杠杆在水平位置平衡,A点处受到的拉力大小为3G,力臂为 2L,B点处拉力的力臂为3L,由杠杆平衡条件可得
3G·2L=F1·3L
则B处需要的拉力大小为2G,即需要挂2个钩码。
[3] 研究杠杆平衡的条件时,多次改变力和力臂的大小,记录多组数据,主要是为了归纳出物理规律,使结论具有普遍性,故选D。
(3)[4]弹簧测力计从竖直位置移动到图丙中的位置时,可知阻力和阻力臂不变,而动力臂变小,则动力变大,即测力计的示数将变大。
(4)[5]如丁图所示,弹簧测力计的分度值为0.1N,故弹簧测力计的示数为2.3N,杠杆的效率为
(5)[6] 将金属棒看作杠杆,支点为A,则重力为阻力,拉力为动力,设金属棒的重心为O,因为重力和拉力都沿竖直方向,因此根据几何知识易知动力臂与阻力臂之比
又根据杠杆平衡条件可得
因此解得
则
BO=AB-AO=lm-60cm=100cm-60cm=40cm=0.4m
[7]金属棒B端从地面开始上升1m的过程中,弹簧测力计拉力做的功为
W1=FBs1=3N×1m=3J
金属棒B端从lm高度上升到1.2m高度的过程中,金属棒AB已经离开地面,弹簧测力计的拉力为
FB'=G=5N
拉力做的功为
W2=FB's2'=5N×0.2m=1J
故全程拉力做的功为
W=W1+W2=3J+1J=4J
42. .左 15.6 左 8 2
【详解】(1)[1]由图甲可知,指针指在分度盘的右侧,说明天平的右端下沉左端上翘,所以平衡螺母向上翘的左端移动。
(2)[2]石块的质量
[3]石块的体积,则石块的密度
(3)①石块的重力
重物的重力,杠杆重力忽略不计,如图丙所示,杠杆处于水平位置且平衡,由杠杆的平衡条件可得
①
②[4]保持石块的悬点位置A不变,即的大小不变,将石块浸没在盛水的杯中未与杯底、杯壁接触石块受到的浮力
杠杆左端受到的拉力为
调整重物的悬点位置至C点,使杠杆再次处于水平位置且平衡,由杠杆的平衡条件可得
②
由①比②得
③
即,所以C点应该在B点的左侧;
③[5]由③式可得,石块的密度为
(4)②[6]由图象可知,物体A的密度,A的质量为12g,由得物体A的体积
在图丁中涂黑如下:
③[7]因为物体漂浮,所以,由阿基米德原理可得,,则,即,由可得:,设水面位置在距A上表面h,则物体浸入水中的深度为,则有
代入数据
解得
④[8]由②可知,长方体A的体积:,A的长度为20cm,则长方体A的底面积
由于“密度计”B下端密绕了适量的金属丝金属丝体积可忽略不计,且“密度计”B漂浮,根据可知,,由阿基米德原理可得,,则,即,由可得
代入数据
解得:,即A、B在标注水对应的刻度值时,其两刻度的距离为2cm。
43. 左 13.6 16 0.85 偏小 将蜡块放入量筒中,记录此时水的体积
【详解】(1)[1]调节天平横梁平衡时,指针偏向分度盘中央刻度线的右侧,说明右端重,此时应向左侧移动平衡螺母,给左端增重。
(2)[2]如图 1 所示,天平的读数为砝码的质量加上游码的质量,由图可得,此时蜡块的质量为
m蜡块=10g+3.6g=13.6g
(3)[3]由图2可得,利用排水法,蜡块的体积为
V蜡块=72mL-56mL=16mL=16cm3
(4)[4]测得蜡块的密度为
[5]蜡块上附着气泡会导致测得的体积偏大,则根据蜡块的密度会偏小。
(5)[6][7] ①在量筒中装入适量的水,记录此时水的体积 V0;②将蜡块放入量筒中,记录此时水的体积,此时蜡块漂浮,浮力等于重力,所以蜡块重力为
所以蜡块质量为
③用细针缓慢地把蜡块压入水中,使之完全浸没,记录此时量筒中水的体积 V1,则蜡块体积为
所以蜡块密度为
(6)[8]正方体木块在水和该液体中均漂浮,浮力等于重力,重力不变,则浮力不变,根据有
正方体木块,边长为L,漂浮在水中时露出水面的高度为L1,漂浮在某种液体中时,露出液面的高度为L2,则代入上式,则有
44. Q b 时间 小 D
【详解】(1)[1]现象一:力可以改变物体的形状,当将两个相同的鸡蛋先后从同一高度静止释放,鸡蛋P落到地板上,摔烂了,受到的力为F1;而鸡蛋Q落到一块海绵上,完好无损,Q的形变小,受到的力为F2,说明Q受到的作用力小,即此现象说明鸡蛋撞击海绵时受到的撞击力较小,即F1>F2,故鸡蛋Q受到的撞击力较小。
[2]现象二:当在细线上端拴一段橡皮筋后,再从同样的高度释放该重物,细线不会被拉断,此现象说明细线中的拉力是图 b中的较小;①地板比较硬,鸡蛋从接触地面到摔烂的时间比较长,海绵比较软,鸡蛋从接触到抵达最低点的时间比较长,则t1<t2,②图a中,细线从刚好拉直到它断开的时间为t3,作用力为F3,图b中,细线从刚好拉直到物体下落到最低点的时间为t4,作用力为F4,图b中的橡皮筋起到一个缓冲的作用,使得图b中细线从刚好拉直到物体下落到最低点的时间较长,作用力小,即t3<t4,F3>F4,综上分析,根据t1<t2、F1>F2;t3<t4,F3>F4知:作用时间越短,作用力越大。
(3)[3][4]由表格实验数据可知:捏刹车的用力越小,车在水平面上滑行时间越长,越不容易停下来,故可以得出的结论是:在质量和速度相同的情况下,要使物体停下来作用时间越长,作用力越小。
(4)[5]A.自行车坐垫上装减震弹簧,是通过弹簧的缓冲延长了作用时间,减小了人受到的缓冲力,故A不符合题意;
B.运动员跳远时跳到沙坑里,沙坑里的沙对运动员有一个缓冲力,避免对运动员造成伤害,故B不符合题意;
C.装修时用橡胶锤敲打地砖而不用铁锤是因为橡胶锤有弹性,延长作了用时间,减小了作用力,故C不符合题意;
D.用撬棒撬石头利用了杠杆的原理,与缓冲没有关系;故D符合题意。
故选D。
45. CADB 等于 不一定 ① = > 10
【详解】(1)[1]为了减小误差,应该选测量小桶重力,再测小桶与排开的水的总重。故最科学合理的步骤是:CADB。
(2)[2]分析表中数据可以知道,物体受到的浮力等于它排开水的重力。
[3]阿基米德原理适用于一切情况,物体只要浸在液体中,无论浸没与否,受到的浮力就等于它排开的液体的重力。
(3)[4]测量时发现,物体排开水的重力小于受到的浮力,原因是物体排开的水没有全部流入小桶,即溢水杯未装满水,物体排开的水只有一部分流入小桶,使测量出来的排开的水重小于物体受到的浮力。故①符合题意,②③不符合题意。
故选①。
(4)[5]密度计工作时,都是漂浮在液面上的,受到的浮力与自身重力是相等的。
[6]在产生浮力相同的情况下,根据阿基米德原理可以知道,被排开的体积越大,液体的密度越小。故乙的密度大。
(5)[7]密度计漂浮在两种液面上时,受到的受浮力都等于自身的重力,即两种液体对密度计的浮力是相等的。设计密度计的横截面积为S,有
即
代入数据得
解得
46. 物体排开的液体的体积 不能 2.4 1.2×103 不变 C 偏大
【详解】(1)[1]通过对比甲图中A、B和C可知,物体浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,物体所受水的浮力也越大,故可知浮力与物体排开的液体的体积有关。
[2]由阿基米德原理可知,物体所受浮力等于物体排开液体的重力,不添加任何器材,利用图甲中的实验器材无法测出物体排开液体的重力,故不能验证阿基米德原理。
(2)[3]由A、E两图可知,物体浸没在盐水中所受的浮力为
F浮=G-F示=8N-5.6N=2.4N
[4]由A、E两图可知,物体浸没在水中所受的浮力为
F浮′=G-F示′=8N-6N=2N
根据阿基米德原理可知,物体的体积为
所以盐水的密度为
[5]若在实验前弹簧测力计指在零刻度上方,则在计算物体所受浮力时,由称重法可知,误差会被抵消,故测得的盐水密度不变。
(3)[6]将A物体放到梯形容器中,随着物体的浸入,物体排开水的体积的增大量逐渐变大,根据阿基米德原理可知,物体放入水的过程中物体所受浮力大小F的变化量变大,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(4)[7]设容器的底面积为S,由甲、乙两图可知,鹅卵石的体积为
V石=S(h2-h1)
根据漂浮条件,由甲、丙可得鹅卵石的重力为
G石=ΔF浮=ρ水gV排=ρ水gS( h3-h1)
鹅卵石的质量为
所以鹅卵石的密度为
[8]步骤②中,鹅卵石放入水中时,溅出了部分的水,使得测得鹅卵石的体积变小,根据可知,测得的鹅卵石密度将偏大。
47. 左 40 68 1.7 · 偏小
【详解】(1)[1]指针向右摆动的幅度大,说明天平右盘低,因此应将平衡螺母向左移动。
[2]液面底端恰与40mL刻度线相平,故液体的体积为。
[3]烧杯与剩余液体总质量为
则量筒中消毒液体的质量为
[4]消毒液的密度为
(2)[5]图6中,烧杯对电子秤的压力等于烧杯、消毒液、金属块三者总重,为
图5中,设金属块受到的浮力为F,则细线对金属块向上的拉力等于金属块重与浮力的差,为
此时,烧杯对电子秤的压力等于烧杯、消毒液、金属块三者总重与细线拉力的差,为
①
又因
②
将②代入①中,得
即金属浸没在液体中受到的浮力为
金属块排开液体的体积等于金属块的体积,为
则消毒液的密度为
[6]如金属块未完全浸没,则计算出来的细线上的拉力偏大,图5中烧杯对电子秤的压力就会偏小,即偏小,由液体密度的计算式可以知道,液体密度值会偏小。
48. 平衡螺母 偏大
【详解】(1)[1]称量前,先把天平放在水平桌面上,游码归零,再调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)[2]如图1所示,则物体的质量为
图2得出物体的体积为
所以物体的密度为
(3)[3]根据实验步骤可知,铜核桃的体积等于排出水的体积,排出水的质量为
铜核桃的体积为为
排
则铜核桃的平均密度为为
[4]将小碗从水中取出时,小碗上带有水,使大碗中剩余的水减少,测得铜核桃的体积偏小,由可知,用这种方法测得铜核桃的平均密度偏大。
49. 动能 木块移动的距离 功 质量 不同高度 控制变量 动能与质量和速度有关,对于质量较大的车,允许的速度就比质量较小的车的速度低 慢 增大
【详解】(1)[1][2][3]具有能量的物体能够对外做功,对外做的功越多,说明物体具有的能量就越大。运动的小车具有动能,它把木块推得越远,对木块做的功就越多,说明小车具有的动能就越大。因此实验是通过小车对木块做的功的多少来间接显示小车能量大小的,而对木块做的功的多少也是通过木块通过的距离间接显示出来的。能够做功的多少间接体现了物体本身具有能量的多少,功是能量变化的量度。
(2)[4]小车从同一斜面的同一高度由静止自由下滑,到达平面时的速度是相同的;小车的质量不同。这是探究动能大小与物体质量的关系。
[5]在探究动能大小与速度的关系时,应该保持小车的质量不变,改变小车到达平面时的速度。让小车人从同一斜面的不同高度由静止自由下滑,小车到达平面时的速度就是不同的。
[6]多个因素影响动能的大小,在研究一个因素是否影响动能大小时,要保持其他因素不变,这种方法在物理学中称为控制变量法。
(3)[7]为了保证行车安全,要控制车辆的动能大小。动能的大小与质量、速度有关。在动能大小相同的情况下,质量的车,速度就要小一些。
(4)[8]同样速度的小车,在受到阻力不同时,运动的距离不同。受到的阻力越小,运动得越远,说明它的速度减小到0就很慢。
[9]雨雪天,地面对车辆的阻力很小,这是车辆速度减小得很慢,因此为了保证车辆不碰撞,就要增大车辆之间的距离。
50. 1 无关 ①④⑤ 物体排开液体的体积 1.2 ②小烧杯杯底距水面高度h2 ④
【详解】(1)[1]物体浸没时受到的水对其施加的浮力为
[2]对比这三图可知,浸没在水中的物体,在深度发生变化时,测力计的示数不变,即浮力不变。故浮力与物体浸没在液体中的深度无关。
(2)[3]要探究浮力与液体密度的关系,需要将物体浸在密度不同的液体中,但要保持物体排开液体的体积相同。故①④⑤三图符合要求。
(3)[4]这四幅图中,物体排开水的体积逐渐增大,同时测力计的求数逐渐减小,即受到的浮力逐渐增大。故实验结论是:在液体密度一定时,排开液体的体积越大,物体所受浮力越大。
(4)[5]物体浸没在盐水中受到的浮力为
物体浸没在水中时受到的受浮力为1N,物体浸没时排开液体的体积相等,根据阿基米德原理有
即
盐水密度为
(5)[6][7]本实验的原理是:通过不同状况下杯子底浸入液体中深度不同,间接地反映出体积与浮力的变化,进而计算出物体的密度,故要测量出乙图中烧杯底部距离液体的高度h2。
设大容器的底面积为S,乙与甲相比,由于烧杯与物块总体均处于漂浮状态,故它们受到的浮力不变,即排开水的体积不变,乙中烧杯上浮,排开水的体积减小了,这部分减小的体积等于物块的体积,则物块的体积为
丙与乙相比,烧杯继续上浮,说明烧杯与物块排开水的总体积减小了,二者受到的总浮力减小了。减小的浮力为
乙中,杯与物块的整体处于浮力状态,受到的浮力与总重相等;丙中,烧杯漂浮,受到的浮力与烧杯重相等;物块沉没,受到的浮力小于本身重力。故两图相比,减小的浮力等于物块重力与物块浸没时受到的浮力差,即
即
得
51. 等于 变小 12 2×103 kg/m3
【详解】(1)[1]蜡烛在水面静止时,处于漂浮状态,蜡烛所受的浮力等于蜡烛和薄铅片的总重力。
(2)[2]将蜡烛点燃,在蜡烛燃烧的过程中,处于漂浮状态,蜡烛所受的浮力等于蜡烛和薄铅片的总重力,随着蜡烛的燃烧,蜡烛的重力减小,浮力也减小,由知排开水的体积减小,水面降低,由知水对容器底的压强将减小。
(3)[3]当蜡烛未燃烧前时,蜡烛的质量为
此时,蜡烛排开水的质量为
蜡烛与铅片漂浮在水面上,它们受到的重力等于水对它们的浮力,而浮力又等于排开水的重力。即蜡烛与铅的总重等于排开水的重力,即蜡烛与铅的总质量等于排开水的质量,则铅的质量为
当点燃的蜡烛熄灭后,剩余蜡烛与铅悬浮,则它们的总重等于受到的浮力,即它们的总重等于排开水的重力,即它们的总质量等于排开水的质量。设此时剩余蜡烛的长为L,剩余蜡烛的质量为m4,排开水的质量为m5,有
即
即
解得
L=12cm
(4)[4]剩余蜡烛长度为12cm,CD长度为6cm。当这段蜡烛悬浮在水中时,受到的浮力等于总重,排开水的体积等于蜡烛的体积。物体漂浮时,液体密度越大,蜡烛浸入液体中的部分越小。当只有CD部分浸在液体中且蜡烛漂浮时,此时这种液体的密度最大。因为CD长度为蜡烛长度的一半,故此时排开液体体积为蜡烛悬浮在水中时排开水的体积的一半,它们产生的浮力都等于蜡烛与铅的总重,即产生的浮力是相等的。根据可知,在产生浮力相等的情况下,排开待测液体体积为水的体积的二分之一,则待测液体密度是水的密度的二倍,即为
52. 相同路程所用的时间 无关 动 见解析 见解析
【详解】(1)[1]从表中数据可知,当质量不同的物体从同一高度下落时,通过比较下落时间来判断物体下落的快慢。
(2)[2]由表格中数据值,质量、材料不同,但下落相同的高度所用时间基本相同,说明自由落体运动的快慢与物体的材料、质量无关。
[3]质量大的物体,高度下降,重力势能减小,质量不变,速度增大,动能增大,它从高空下落过程中将重力势能转化为动能。
(3)在进行实验得到实验数据的基础上,分别计算出物体下落高度与所用时间平方的比值,比较比值大小,如果比值相等,则成正比;如果比值不等,则不成正比。
(4)用一张小纸片做实验时,小纸片下落过程中,忽左忽右受空气阻力影响较大,因此测量结果与硬币、小石等实验时测量的结果差异较大。
53. E 不受
【详解】[1]测出了鸭蛋的质量,再用排水法来测量鸭蛋的体积,鸭蛋浸没在水中时,;补入水的体积即鸭蛋的体积,求出鸭蛋的密度,其中E的示数是必须要读出的。
[2]排开水的质量为
鸭蛋的体积为
鸭蛋的密度为
[3]由于取出鸭蛋时带出一些水,在补入水时已补上,由A、C、E三图中三个数据计算排开水的体积可以不受带出水对实验的影响。
54. 没有控制物体排开液体的体积相同 浮力大小与排开液体的体积有 ACE 1 能
【详解】(1)[1]根据控制变量法可知,探究物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的深度有关时,应控制液体的密度和物体排开液体的体积相同,改变物体浸在液体中的体积,但由图甲B、C可知,没有控制物体排开液体的体积相同;
(2)水面与(1)中B相同,说明此时物体排开液体体积等于小长方体物块的体积,并且测力计的示数不变,说明物块全部浸没,但没有沉底,如图所示:
;
(3)[2]根据图A、B、C可知,物块浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,可知物体所受浮力大小与浸入液体的体积有关;
(4)[3]比较步骤步骤A、C、E可知,在物体排开液体的体积不变时,随着液体密度的增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,物体所受浮力也增大,说明浮力的大小还与液体密度有关;物体在空气中时弹簧测力计示数,由图A、C所示实验可知,物体浸没在水中受到的浮力为
由图A,E所示实验可知,物体浸没在盐水中受到的
设物体体积为V,物体浸没时排开液体体积等于物体体积,由浮力公式:,得
则盐水的密度为
(5)[5]甲杯中水的重力为
[6]乙杯浮在甲杯中,由物体的漂浮条件可知,甲杯中水产生的浮力为
因此液体能产生比自身重力大的浮力
55. 1 400 1.2 ② 0~2 0.1 见详解
【详解】(1)[1]由题意可知,弹簧受到的拉力每增大0.2N,长度增加1cm,弹簧未挂小桶在竖直放置时的长度为5cm,由图1可知,弹簧下端挂上小桶时,弹簧伸长的长度为
则小桶的重力为
(2)[2]由图2可知,小桶内装满水时,弹簧比图1中又伸长
因此可知小桶内水的重力为
小桶内装满水时,水的质量为
小桶内水的体积为
因此小桶的容积为
(3)[3]将小桶中的水缓缓抽出,当指针对准刻度20cm时,弹簧比图1中伸长
小桶中水的重力为
小桶中此时水的质量为
小桶中此时水的体积为
小桶中的水倒干净,再装入另一种未知液体到标记a处时,小桶中液体的体积为,此时指针对准22cm处,由此可知,小桶中液体的重力为
液体的质量为
液体的密度为
[4]弹簧的伸长量与所受的拉力成正比,即伸长量与小桶中液体的重力成正比,因此可得
其中、、g是定值,弹簧的总长度为
因此L是ρ的一次函数,由于常数项不为零,故①不符合题意;因为一次项系数kVg大于零,故③不符合题意;因此符合L是ρ关系的应该是图4中的图像②;
(4)[5][6]图3中密度秤中所装液体的最大重力为
所装液体的最大质量为
所测液体的最大密度为
因此图中密度秤的测量范围是,刻度尺上的分度值为1cm,对应的液体重力为
对应每一个分度值的液体质量为
对应每一个分度值的密度为
[7]仅利用题目中所提供的实验装置的条件下,要使该密度秤测出密度值更大的液体密度,在弹簧的最大伸长量不变时,液体的最大重力不变,根据公式可知应减少小桶内液体的体积,即可以降低标记线a的位置;若小桶内液体的体积不变,则需要增大液体的最大重力,即增大弹簧的最大伸长量,实验还可以在挂上小桶时将指针对准0cm位置,即弹簧的最上端向上移动并固定。
56. 小明在调节天平横梁平衡过程中的操作错误是游码未归零 DCB 51.4 小明 20
【详解】(1)[1]调节天平横梁平衡时,先要把游码移到标尺左端的零刻度,再调节平衡螺母,由图甲可知,小明在调节天平横梁平衡过程中的操作错误是游码未归零。
(2)[2]为防止容器壁粘液体影响所测结果,要先测烧杯和盐水总质量,再将盐水倒入量筒中测出倒出的食盐水的体积,测出剩余盐水和烧杯的总质量,则倒出的盐水质量可求,盐水的密度可用倒出的盐水质量和倒出的盐水的体积求出,这样就可以减小误差的产生,所以实验顺序应是DCB。
(3)[3]如图丁所示,标尺的分度值为0.2g,读数为1.4g,烧杯和盐水的总质量
(4)[4][5]量筒读数时时,视线要和液体的凹液面相平,故小明的读数方法是正确的;由图知,量筒分度值1mL,盐水的体积
(5)[6]如图所示,烧杯与剩余盐水的质量
,
盐水的密度
(6)[7]设烧杯底面积为S,则容器底面积为3S,烧杯高h;由己和庚两次实验,烧杯和矿石整体漂浮在液体中,所受浮力等于矿石和烧杯的重力之和,两次浮力相等,由可知,则
解得,矿石的体积为
矿石质量为
由图戊、己可知将矿石放在烧杯中,排开水的体积变化为
矿石的重力
故液体密度为
57. 右 1.025 加盐 偏大 左
均匀
【详解】(1)[1]由甲图可知,指针偏向分度盘左侧,由左偏右调可知,应将平衡螺母向右调,直到天平水平平衡。
(2)③[2]由乙图可知标尺的分度值为0.2g,游码对应刻度为2g,则烧杯和盐水的总质量
m2=50g+10g+2g=62g
将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,由丙图可知,量筒的分度值2mL,量筒中盐水体积为40mL,合40cm3,则烧杯中盐水的密度
[3]由于盐水密度比需要配制的盐水的密1.05g/cm3小,所以需要继续向盐水中加盐。
(3)[4]由于将烧杯中的盐水倒入量筒中时,烧杯中的盐水有残留,所以使测量的盐水体积偏小,由可知,测量的盐水密度偏大。
(4)①[5]将铝块浸没于待测液体中,铝块受到浮力,则铝块对a端的拉力减小,L1的长度不变,石块对c端的拉力不变,由杠杆平衡条件可知,oc的长度变短,所以位置c应在位置b的左端。
②[6]设铝块的体积为V,则铝块浸没在液体中,排开液体的体积为V,铝块的重力
乙图中杠杆平衡,由杠杆平衡条件可得,石块的重力
由丙图中,铝块浸没在液体中受到浮力,杠杆仍处于平衡状态,由杠杆平衡条件可得,铝块对a端的拉力
则铝块浸没在液体中受到的浮力
则液体的密度
③[7]由②中液体密度关系式可知,液体的密度与铝块的密度成正比,所以这把可测液体密度的“密度秤”刻度是均匀的。
58. C 0.72 2.4 小车质量一定时,加速度与合外力成正比 ③
【详解】(1)[1]A.打点计时器使用时应先接通电源,再释放小车,故A不符合题意;
B.当调整垫片的位置时,使得Mgsinθ=μMgcosθ,所以改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力,故B不符合题意;
C.为了确保细绳的拉力就是小车的合外力,所以细绳必须与长木板保持平行,故C符合题意。
故选C。
(2)[2]相邻两计数点间的时间间隔为T=0.1s,小车做匀加速直线运动,所以打出B点时小车的速度大小为
[3]根据Δx=aT2,可得小车的加速度大小为
(3)[4]通过该实验,可以得到的结论是:物体质量一定时,加速度与合外力成正比。
(4)[5]忘记测量砝码盘的质量(设为m),但其他操作均正确,则a与F的实际关系满足,则所作a -F图像应存在纵截距,即图丙中的③。
59. < ② 均匀 100 2 大 CD
【详解】(1)[1]当杆秤水平平衡时,测出秤砣的位置到支点O的距离,根据杠杆平衡条件可得
如图1所示x甲<x乙,则G甲<G乙,两种液体的体积相等,根据
可得两种液体的密度关系为
(2)[2]根据G=mg可得
根据m=ρV可得
整理可得
分析函数关系可知x与ρ液是一次函数,但不是正比函数,且x随ρ的增大而增大,故选②。
(3)[3]对杆秤的刻度进行重新标度,将杆秤改装成密度秤,根据(2)中函数关系可知x与ρ液是线性函数,所以它的刻度是均匀的。
[4]液体密度为0时,代入数据可得
它的零刻度应标在杆秤100g的刻度处。
[5]已知
用它测量,待测液体密度ρ液最大为
(4)[6]用此密度秤进行测量时,若待测液体液面高于标记,根据
可知x随V的增大而增大,则测得液体密度值将偏大。
(5)[7]为了提高该密度秤测量液体密度时的精确度,需要减小该密度秤的量程,根据
分析可得
A.保持烧杯形状和容积不变,换用质量更小的烧杯,该密度秤的量程变大,故A不符合题意;
B.将支点O向A点移动,减小OA距离,该密度秤的量程变大,故B不符合题意;
C.选用质量更小的秤砣,该密度秤的量程变小,故C符合题意;
D.将烧杯上的标记向上移动,增大液体的体积,该密度秤的量程变小,故D符合题意。
故选CD。
60. 右 92 ②③① 1.2 萝卜 ρ0 0.5 偏大
【详解】(1)[1]调节天平横梁水平平衡时,发现指针静止时偏向分度盘中线的左侧,说明天平的左端下沉,平衡螺母向上翘的右端移动。
(2)[2]由图甲可知,烧杯和浓盐水的总质量为
[3]如果按照小宇的步骤操作,将浓盐水倒入量筒中时,不可能把烧杯内的浓盐水全部倒入量筒内,导致测量的浓盐水的体积偏小,由公式可知所测密度偏大;为了减小误差,合理的测量液体密度的步骤为:用天平测烧杯和浓盐水的总质量;再把烧杯中的浓盐水倒入量筒中,记下量筒中浓盐水体积;最后用天平称出测空烧杯的质量;所以合理的实验顺序是②③①。
(3)[4]由图乙可知,量筒中浓盐水的体积为
量筒中浓盐水的质量为
浓盐水的密度为
(4)[5]由题意可知本题要利用浮力相关知识测量密度,把萝卜轻轻放入浓盐水中漂浮时,萝卜受到的浮力和萝卜的重力平衡,大小相等,故需要测出萝卜的质量。
[6]则萝卜受到的浮力为
F浮=G=m1g
由得,b块萝卜的体积为
萝卜密度的表达式为
(5)[7]由甲、乙两图可知,由甲图到乙图增加的质量即为泡沫块的质量
因为泡沫块漂浮在水面上,泡沫受到的浮力
由乙、丙两图可知,丙图中容器比乙图中容器多受一个向上的F的拉力,在拉力F的作用下,丙图中电子秤的读数减小,拉力大小等于减小的质量对应的重力
对于丙图中泡沫块浸没后受到的浮力
根据阿基米德原理,泡沫块完全浸没时排开液体的体积等于泡沫的体积
泡沫的密度为
[8]若泡沫吸水,泡沫受到的重力增加,则定滑轮上的拉力减小,使泡沫浸没在盐水中(如图丙),电子秤的示数m3与m2相比变化量减小,计算所得的减小,由计算出的泡沫的体积偏小,由可知,所计算出来的泡沫的密度偏大。
61. 同一 使小车到达不同水平面的速度相同 匀速直线运动 C 0.4 20
【详解】(1)[1][2]在本实验中,探究阻力对物体运动的影响时,应控制小车$
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