期末复习(4)——2025-2026学年人教版八年级下学期期末物理实验专题复习(高难度)
2026-06-20
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2份
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33页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 复习与提高,复习与提高,复习与提高 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.43 MB |
| 发布时间 | 2026-06-20 |
| 更新时间 | 2026-06-20 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58420595.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦八年级下册力学核心实验,通过高难度探究题构建“概念探究-原理应用-误差分析”的完整训练体系,强化科学探究与科学思维能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|力学基础|3题(重力、二力平衡、滑动摩擦力)|数据补全、方案评估、误差分析|从力的概念(重力与质量关系)到力的平衡条件,再到摩擦力影响因素,形成力的认知链|
|压强与浮力|4题(液体压强、浮力、压力作用效果)|图像分析、密度计算、装置改进|从固体压强到液体压强,结合浮力测量与计算,构建压强-浮力综合应用逻辑|
|能量与杠杆|6题(动能、重力势能、杠杆平衡、杆秤制作)|控制变量法应用、实验方案设计、跨学科实践|从动能/势能影响因素到杠杆平衡条件,延伸到杆秤制作的工程实践,体现能量与机械的关联|
内容正文:
人教版八年级下学期期末物理实验专题复习(高难度)
参考答案
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、实验题
1.小明进行了如下实验。
(1)①在探究“重力的大小跟质量关系”实验中,小明选用质量为50g的钩码的若干进行实验探究,并将实验数据记录在下表中。请你补全表格中A处应填的栏目:___________;根据表中数据,得出的结论是:___________。
实验序号
钩码质量m/kg
钩码重力G/N
A
1
0.1
1
10
2
0.2
2
10
3
0.3
3
10
②小明还想取质量不同的小铜块、小木块、小铁块各一个,分别测出它们的质量和重力,来探究“重力大小与质量的关系”,你认为它们的做法___________(选填“合理”或“不合理”)。
(2)如图所示,冰块中有一石块,小明用天平测出冰和石块的总质量为116g;然后将冰块放入底面积为100cm2的盛有水的圆柱形容器中,冰块完全沉入水中;用刻度尺测出此时容器中的水面上升了1.1cm;过了一段时间,当冰全部熔化后,再用刻度尺测出容器中的水面又下降了0.1cm。则冰块的质量为多少g?石块的密度是多少g/cm3?(ρ冰=0.9×103kg/m3)
【答案】(1) 重力与质量的比值G/m(N/kg) 重力与质量成正比 合理
(2)90g,2.6g/cm3
【详解】(1)[1]在探究“重力的大小跟质量关系”的实验中,我们需要明确实验的目的是探究重力与质量之间的定量关系。因此,在表格中除了记录质量和重力外,还需要记录重力与质量的比值,即G/m(单位为N/kg),这个比值反映了物体所受重力与其质量的比例关系。
[2]从表格中的数据可以看出,无论钩码的质量如何变化,其重力与质量的比值始终保持在10N/kg左右,这说明在同一地点,物体所受的重力与其质量成正比。因此,我们可以得出结论:物体所受的重力与其质量成正比。
[3]对于小明想取质量不同的小铜块、小木块、小铁块各一个来探究“重力大小与质量的关系”的做法,由于物体受到的重力只与它的质量有关,与物体的材质无关,因此,这种做法可以增加实验结论的普遍性,是合理的。
(2)设冰的质量为m,由于冰块熔化后质量不变,所以熔化后的水与冰块的质量相等,且水的密度大于冰的密度,冰熔化成水后体积变小,水面下降,由题意可有
即
解得
由题意可得,石块的质量为
根据题目中给出的数据,可以计算出冰块和石块的总体积
冰块的体积为
则石块的体积
石块的密度
2.(1)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离。如图所示。请回答问题:
①铁球从同一高度由静止释放的目的是______,该实验是为了研究铁球的动能大小与______的关系。该实验铁球的速度是指铁球从斜面由静止滚下到水平面与木块碰撞______(选填“前”、“后”或“前、后均可”)的速度,它是通过______(高度或质量)来改变的。该实验是通过观察木块被撞后移动的距离,来判断出______(“铁球”或“木块”)具有的动能的大小。
②图乙是高速公路的限速牌,但是不同车型的车限速却不一样,限制车速实际上是限制车的______。
③斜面在生活生产中常见,在物理实验中也常有,以下物理实验都用到了斜面。
A如图甲所示利用斜面测平均速度,为了提高实验测量的准确度,可以______(填“增大”或“减小”)斜面坡度,让小车从斜面顶端由静止开始滑下。
B如图乙所示利用斜面研究阻力对物体运动的影响,小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,在毛巾、木板、平板玻璃等表面上运动不同的距离后停止,此过程中小车克服阻力做功的大小分别为W1、W2、W3,它们的关系是______。
C如图丙所示利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关,该实验水平面不能光滑的原因是______。
(2)探究物体的重力势能,(木桩起始位置高度相同)
①比较图中A、B两木桩扎入沙坑的深度,可以得出的结论是:______;
②若图中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同,______(选填“能”、“不能”)说明乙、丙的重力势能相同,你的理由是______。
【答案】(1) 控制小球到达水平面时的速度相同 质量 前 高度 铁球 动能 减小 见解析
(2) 当质量相同时,高度越高,重力势能越大 能 见解析
【详解】(1)[1][2]根据控制变量法,将铁球从同一高度由静止释放其目的是为了控制小球到达水平面时的速度相同,该实验控制小球速度相同,质量不同,故目的是探究铁球动能大小与质量的关系。
[3][4][5]铁球的速度是指铁球与木块碰撞前的速度,因为探究的是碰撞前铁球动能大小关系,是通过改变铁球的不同高度来改变的,铁球具有的动能越大,木块被撞击后移动的距离越大,故该实验是通过观察木块被撞后移动的距离,来判断出铁球具有的动能大小。
[6]动能的大小与物体的质量和速度有关。由于不同车辆质量不同,为避免行驶过程中动能过大,则有不同的限速,故限制车速实际上是限制动能大小。
[7]在测平均速度的实验中,为了准确的测量运动的时间,应让斜面的坡度小一些,使小车运动的时间长一些。
[8]利用斜面研究阻力对物体运动的影响,小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,到达水平面时的速度相同,则小车到达水平面时的动能相同,小车克服阻力做功,最终静止,动能为零,因此在毛巾、木板、平板玻璃等表面上运动时克服阻力做功的大小相同,即
[9]探究动能的大小与哪些因素有关时,通过比较木块被撞击后移动的距离来判断铁球的动能大小,如果水平面是光滑的,木块将不受阻力,会一直运动下去,则无法通过木块被撞击后移动的距离比较动能的大小。
(2)[1]由图可知,甲、乙物体质量相等,从不同高度落下打在木桩上,乙物体下落的高度较大,木桩扎入沙坑的深度更深,故可以得出的结论为:当质量相同时,高度越高,重力势能越大。
[2][3]若B、C两木桩扎入沙坑的深度相同,则说明乙、丙对木桩做功相等,做功过程就是能量的转换过程,故能说明乙、丙的重力势能相同。
3.如图1所示,甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:
(1)在图1的装置中,将卡片旋转一定角度(如图丙),松手后小卡片_____(选填“能”或“不能”)平衡。这说明两个力必须作用在_____上,物体才能平衡。为了验证上述结论,有同学设计了“将卡片往下拉过一定距离(如图丁)”的操作方式,大家讨论后认为,该操作方式不可行,原因是丁图中的两个力______;
(2)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙的实验,同学们认为小华的实验优于小明的。其主要原因是( )
A.能使影响二力平衡的第三个力小到可以忽略不计
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
(3)小华想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态,那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢?他提出了自己的实验方案:用弹簧测力计拉着钩码___________(选填“必须沿水平方向”“必须沿竖直方向”或“可以沿任意方向”)做匀速直线运动,根据实验现象,可以得出结论:物体静止时的二力平衡条件________(选填“适用”或“不适用”)于物体处于匀速直线运动状态;
【拓展】
(4)小明也自选器材继续研究二力平衡条件,设计如图2所示的3个实验方案(钩码质量均为50g),其中,能验证二力平衡时两个力大小相等、方向相反的是_______;
(5)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在如图2所示情况下,小明下一步的操作是___________。
【答案】(1) 不能 同一直线 方向不相反
(2)A
(3) 可以沿任意方向 适用
(4)a、b、c
(5)用剪刀将小卡片一剪为二
【详解】(1)[1][2]当卡片被旋转一个角度时,两个拉力虽然大小相等、方向相反,但不在同一直线上,卡片会发生转动,无法保持静止,所以松手后卡片不能平衡。这说明了只有当两个力在同一直线上时,物体才可能平衡。
[3]要验证两个力是否在同一直线上物体才能平衡,必须控制两个力的大小相同,方向相反,作用在同一物体上,而图丁中的操作会导致两个力的方向不相反,因此是不可行的。
(2)小华用的是小卡片(轻质),几乎不受重力影响,且摩擦力极小。小明用的是木块,放在桌面上,与桌面之间有滑动摩擦力,会影响实验结果。小卡片悬空,只受两根绳子的拉力,几乎无摩擦,可以忽略其他力。所以,小华的实验优势是能减小摩擦力的影响,使实验更接近理想情况,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)[1][2]钩码在任何方向做匀速直线运动,都处于平衡状态。只要速度方向都不变,就满足二力平衡。所以,可以沿任意方向做匀速直线运动,只要保持匀速即可。最终通过实验可以确定,物体静止时的二力平衡条件(大小相等、方向相反、作用在同一直线上、同一物体)也适用于匀速直线运动状态。
(4)要验证“大小相等、方向相反”,需要两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体上。
图(a)用钩码拉同一物体,方向相反,可通过调节使大小相等,因此可验证;图(b)中也是用钩码拉同物体,方向相反, 可通过调节钩码数量使大小相等,虽然不在同一水平线上,但符合要求,因此也可以验证;图(c)中用手拿弹簧测力计在水平方向左右拉小卡片,方向相反,根据力的相互性,左右两边对卡片的力大小始终相等,因此可以验证。
(5)要验证“两个力必须作用在同一物体上”,需要将两个力作用在不同物体上。所以,操作是剪断小卡片,使两个力作用在不同物体上
4.在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,小红用弹簧测力计拉同一物块进行了三次正确的实验操作,实验情景如图甲、乙、丙所示。
(1)如图甲所示,为了测量滑动摩擦力大小,小红拉着物块沿水平面向右做匀速直线运动,利用________的知识可知,此时物块与长木板之间的摩擦力为________N;
(2)比较________两图可知:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)比较甲、丙两图,可得出:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越________;
(4)小红在实验后反思:操作中弹簧测力计的示数不稳定。为解决问题,小红找来重力为10N的物块A,对实验进行改进,如图丁所示,用大小为9N的水平恒力F向左拉动木板B,使B以0.2m/s的速度向左做匀速直线运动,当物块A稳定时,弹簧测力计示数如图丁所示,此时地面对B的摩擦力大小为________N,方向为水平向________(选填“左”或“右”),若增大拉力F,B受到的摩擦力________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)小红想继续探究滑动摩擦力大小与物体的重力大小是否有关,利用图丁实验做对比分析,又找来材料和物块A一样但重力为13N的物块C,设计了如图戊所示的实验,用另一弹簧测力计竖直向上拉物块C,并调整力度,使其示数为________N时,水平拉动木板B,当物块C相对于地面静止时,水平弹簧测力计的示数为4N,分析可得滑动摩擦力大小与物体重力大小无关。
【答案】(1) 二力平衡 2.5
(2)甲、乙
(3)大
(4) 5 右 不变
(5)3
【详解】(1)[1][2]拉着物块沿水平面向右做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡可知,弹簧测力计对木块的拉力大小等于木块所受滑动摩擦力的大小;由图甲可知,拉力为2.5N,则物块与长木板之间的摩擦力为2.5N。
(2)根据控制变量法,要想探究滑动摩擦力大小与压力的关系,应控制接触面的粗糙程度相同,只改变压力的大小,因此应对比甲、乙两次实验,两次实验中接触面粗糙程度相同,乙图中压力大,弹簧测力计的示数大,即滑动摩擦力大,故可得:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)通过对比甲、丙两次实验可知,压力相同,甲图接触面是木板,丙图接触面是棉布,乙中接触面更粗糙,弹簧测力计示数大,即滑动摩擦力大,故可得:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)[1][2]物块A稳定时,由图丁可知,弹簧测力计示数为4N,根据二力平衡可知,此时物块A受到木板B对它的摩擦力为4N;根据力的作用是相互的,木板B受到物块A的摩擦力为4N,方向水平向右;木板B在水平方向受到向左的拉力9N、物块A对它向右的摩擦力4N,以及地面对它的摩擦力f地,因为木板B匀速直线运动,所以
方向水平向右。
[3]滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关,增大拉力F时,木板B对接触面的压力和粗糙程度不变,所以B受到的摩擦力不变。
(5)要探究滑动摩擦力与物体重力大小是否有关,需要控制压力相同,物块A的重力为10N,物块C的重力为13N,所以需要用弹簧测力计竖直向上拉物块C,使物块C对木板B的压力等于10N,此时弹簧测力计的示数为
5.小天在学习了同一直线上二力的合成以后,对不在同一直线上的两个力的合成产生了兴趣,因此他去查找了相关的资料,资料上显示:不在同一直线上的两个力的合成遵循平行四边形定则,即不在同一直线的两个力合成时,以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。
上面的原理可以用如图甲表示,若O点受到、两个分力的作用,这两个力、为线段作一个平行四边形,那么这两个邻边之间的对角线F就是、的合力,合力F的方向如图甲所示。
小天为了弄清合力F和、大小之间的关系,设计了如下实验:
如图乙所示,用图钉将橡皮条固定在A点,橡皮条的原长是AB,用两弹簧测力计将橡皮条与细绳的结点拉至C,并记录结点C的位置、CD和CE的方向、弹簧测力计的示数、;
(1)如图丙所示,只用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条,为了使这个力的作用效果与那两个力、的作用效果______(选填“相同”或“不同”),应把橡皮条与细绳的结点也拉至______点(选填“B”或“C”),记下此时弹簧测力计的读数和细绳的方向,则大小就是、的______(选填“合力”或“分力”);
(2)某次实验时,一同学得到力和的方向如图丁所示,请根据上面平行四边形原理在图丁上作出、的合力F______;已知,且两个力垂直,计算出合力______N。由此可以判定,不在同一直线上的两个力的合力F______(选填“”“”或“”);
【答案】(1) 相同 C 合力
(2) 5 <
【详解】(1)[1]合力的作用效果应与分力的作用效果相同。
[2] 用两弹簧测力计将橡皮条与细绳的结点拉至C,此时是两个分力的作用效果,因此只用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条与细绳的结点也拉至C点,使其作用效果相同。
[3]两个力或两个以上的力合成为一个力,合成的这个力是合力,即大小就是、的合力。
(2)[1]根据平行四边形定则先补全平行四边形,之后再作出对角线,如图所示:
[2] 由勾股定理可得。
[3]在三角形中任意两边之和大于第三边,所以不在同一直线上的两个力的合力
6.如图所示,在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,实验器材有小桌、海绵、砝码、木板、砖块等。
(1)实验是通过观察海绵的_____来比较压力的作用效果,采用的研究方法是_____;
(2)通过比较乙、丙两图,说明得出初步结论:_____;
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为_____;(填“”“”或“”);
(4)实验时,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同。由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是_____。
(5)如图甲所示,实验结束后,小明将长方体砖块放在水平地面上。然后将砖块切去一部分,剩余部分如图乙所示,此时砖块对地面的压强为;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为。则图甲中砖块对地面的压强为_____。
【答案】(1) 凹陷程度 转换法
(2)在压力等其他条件相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
(3)
(4)没有控制压力一定
(5)750
【详解】(1)[1][2]本实验是通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用的研究方法是转换法。
(2)通过比较图甲、乙两图可知,受力面积相同,乙中小桌对海绵的压力大,压力作用效果明显,说明受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,根据压强公式可知,因两种情况下压力和受力面积相同,则图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为p丙=p丁。
(4)研究压力的作用效果与受力面积的关系,要控制压力大小相同,实验后,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,则压力变小了,由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关是错误的,他在探究过程中存在的问题是没有控制压力大小相同。
(5)令图乙中砖块的重力为G,底面积为S1,图丙中砖块的底面积为S2,由压强公式变形式可得图乙中砖块对地面的压力F=p1S1=600Pa×S1
同理可得丙中砖块对地面的压力F=p2S2=1000Pa×S2
解得S2=0.6S1
且乙、丙中两块砖对地面的压力均等于其重力,即F=G,将乙丙两图中的砖块组合成一块长方体物块,其高度和密度均相同,由规则固体压强公式p=ρgh可知,组合体对地面的压强与甲对地面的压强大小相等,组合长方体转体对地面的压强
7.小田利用压强计探究液体内部的压强特点,如图所示。
(1)实验前,小田发现U形管两侧液面高度不相同,接下来的操作是 ;
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出 B.取下橡皮管,重新安装
(2)组装好压强计后,将压强计的探头放入液体中,通过观察U形管两侧的液面___________来判断液体压强大小;
(3)分析比较图甲和乙可初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增大而___________(选填“增大”或“减小”);若已知乙图中U形管左侧水柱高为4cm,右侧水柱高为10cm,则U形管底部受到水的压强为___________ Pa;
(4)实验时将探头放进盛有水的容器中,小田发现压强计探头处的橡皮膜受到液体的压强会向内凹,于是对探头进行了改装,在透明正方体塑料盒的上下左右四个面挖相同的圆孔,在孔的表面蒙上相同的橡皮膜a、b、c、d,如图丙所示;
①抓住手柄竖直向下缓慢将漂浮的塑料盒压入水中,直至浸没到水下一定深度停止(如图丁所示),此过程中,手对手柄的力变化情况是___________(选填序号):
A. 一直增大 B. 先增大后不变 C. 先增大后减小
②为了探究液体内部压强与液体密度的关系,保持塑料盒的位置不变,将一杯浓盐水倒入容器中搅匀,如图戊所示,对比图丁、戊得出“同一深度,液体密度越大,液体压强越大”的结论,小朱认为小田的结论不正确,原因是___________。
【答案】(1)B
(2)高度差
(3) 增大 1000
(4) C 没有控制液体的深度相同
【详解】(1)当实验前发现U形管两侧液面高度不相同时,说明U形管内气压与外界大气压不相等,此时应取下橡皮管,重新安装,使U形管内气压与外界气压相等。故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)将压强计的探头放入液体中,通过观察U形管两侧的液面高度差来判断液体压强大小,液面高度差越大,说明液体压强越大。此处所用的物理研究方法是转换法。
(3)[1]分析比较图甲和乙可知,探头在同种液体中,乙图中探头所处的深度比甲图中深,U形管两侧液面高度差比甲图大,说明液体压强比甲图大。所以可初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增大而增大。
[2]自由液面到U形管底部水的深度h=10cm=0.1m
则U形管底部受到水的压强为
(4)[1]抓住手柄竖直向下缓慢将漂浮的塑料盒压入水中,直至浸没到水下一定深度静止的过程中,塑料盒先排开水的体积逐渐增大,根据阿基米德原理,可知塑料盒受到的浮力逐渐增大。塑料盒处于平衡状态时,手对手柄的向下的力F与浮力F浮和塑料盒的重力G满足F+G=F浮,塑料盒重力G不变,浮力F浮增大,所以手对手柄的力F逐渐增大;随着深度增加,液体压强增大,塑料盒上的橡皮膜向内凹,排开水的体积逐渐变小,所受浮力变小,则手对手柄的向下的力逐渐变小。因此手对手柄的力是先变大后变小。故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
[2]为了探究液体内部压强与液体密度的关系,需控制深度相同,由图可知,图丁、戊没有控制深度相同,不能得出“同一深度,液体密度越大,液体压强越大”的结论。
8.如图甲是小王同学探究影响物体浮力大小因素的实验装置。小王同学用弹簧测力计将物体A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的关系图像,如图乙所示。
(1)物体A浸没前,弹簧测力计的示数F随A向下运动距离的增加而_____(选填“增大”或“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浸没后,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的深度_______(选填“有关”或“无关”)。若小王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。本实验中先测金属圆柱体的重力,再放入水中测浮力。若改变操作先后顺序,物体A的密度的测量结果____ (选填“偏大”、“不变”或“偏小”);
(4)若图甲中薄壁容器的底面积为20cm2,则圆柱体A的底面积为________cm2;
(5)如果将盛水的柱形容器换成梯形容器,如图丙所示,再将A物体按上述操作进行实验,则物体放入水的过程中水对容器底部的压强增加量随h的变化图像是图中的______(选填 “A”、“B”或“C”)。
A. B. C.
【答案】 减小 排开液体体积 1 无关 偏大 偏小 20 B
【详解】(1)[1][2]物体A浸没前, 物体A向下运动距离的增加,排开液体的体积增大,根据可知,浮力的大小增大,弹簧测力计的示数变小;说明浮力的大小与排开液体体积有关。
(2)[3][4][5]物体A浸没后,所受的浮力为
物体A浸没后,弹簧测力计的示数不变,说明浮力的大小不变,故说明浸没在水中的物体所受的浮力与它浸没的深度无关;若小王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,浸没后,弹簧测力计的示数偏小,弹簧测力计的示数偏大。
(3)[6][7]物体A的重力为1.2N,物体A的质量为
物体A的体积为
物体A的密度为
物体A的密度为
物体A的重力偏大,则偏小,则偏大,则偏小。
(4)[8]圆柱体A的底面积为
(5)[9]如图丙,下宽上窄,物体A慢慢浸入水中时,高度变化是越来越大,水对容器底部的压强增加量也是变大,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
9.小渝利用弹簧测力计、高为15cm的长方体物块(物块表面标有刻度,放大如图甲)、溢水杯、水、未知液体、小桶、铁架台、细线等器材设计了如图乙所示的装置。实验时,用细线把物块挂在弹簧测力计A下(不计细线的质量和体积),在溢水杯中装满液体,缓慢向上调节升降台,数据记录在图丙的表格当中。请回答:
序号
液体
长方体物块浸入液体中的深度h/cm
弹簧测力计A的示数FA/N
弹簧测力计B的示数FB/N
1
水
0
6.0
1.0
2
水
5
5.5
1.5
3
水
15
4.5
2.5
4
水
20
4.5
2.5
5
未知溶液
5
5.4
1.6
6
未知溶液
10
丙
(1)分析如图丙序号为______两次实验数据可知:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析序号为1、2、3的三次数据可知:物块所受浮力大小与______有关;分析比较序号为______两次实验数据可知:浮力的大小还与液体密度有关;
(2)物块表面标有刻度的好处是______(填选项);
A.便于控制物块浸入的深度
B.便于测量溢水杯底到溢水口的高度
(3)数据分析可知:物块体积为______;未知液体的密度为______。序号6这一次实验数据不完整,这一次弹簧测力计B的示数FB应为______N;
(4)小渝发现弹簧测力计A示数的减小量等于弹簧测力计B示数的增加量,由此可以验证______原理。小渝进一步思考,有无可能弹簧测力计A的示数等于弹簧测力计B的示数,若要出现这种情况,使用的液体密度不得低于______(保留一位小数)。
【答案】(1) 3、4 物体浸入液体中的体积 2、5
(2)A
(3) 150 2.2
(4) 阿基米德 1.7
【详解】(1)[1]探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系时,应控制其它因素相同,只改变物体浸没在液体中的深度,观察浮力大小的变化,故分析如图丙序号为3、4两次实验数据可知:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
[2]分析序号为1、2、3的三次数据可知,探制液体的密度不变,只改变物体浸在液体中的体积,浮力大小发生相应的变化,故可以得出结论:物块所受浮力大小与物体浸入液体的体积有关。
[3]探究浮力的大小与液体密度的关系时,应控制其它因素相同,只改变液体的密度,观察浮力大小的变化,故分析比较序号为2、5两次实验数据可知:浮力的大小还与液体密度有关。
(2)根据实验需要,在物块表面标有刻度,方便确定物块浸入的深度,所以物块表面标有刻度的好处是便于控制物块浸入的深度,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(3)[1]由图丙序号为1的实验数据可知,物块的重力为,小桶的重力为,由第3、4两组实验数据可知,此时物块浸没在水中,故;弹簧测力计A的示数为,根据称重法测浮力可知,此时物块所受浮力大小为
所以,根据阿基米德原理得,物块的体积为
[2]由图丙序号为2、5的实验数据可知,长方体物块浸入水中与液体中的深度都为,物块的底面积不变,所以物块浸入水中和液体中的体积相同,即
物块在水中深度时,弹簧测力计的示数为,根据称重法测浮力得,此时物块所受水的浮力大小为
根据阿基米德原理将上式展开得:………………①式
物块在液体中深度时,弹簧测力计的示数为,根据称重法测浮力得,此时物块所受液体的浮力大小为
根据阿基米德原理将上式展开得:………………②式
,解得:
[3]已知,当物块在液体中深度时,此时物块所受液体的浮力大小为;在序号6实验数据中,当物块在液体中深度为时,物块排开液体的体积也变为原来的2倍,所以,此时物块所受液体的浮力大小为;根据阿基米德原理可知,此时物块所排开的液体的重力为,已知小桶的重力为,所以弹簧测力计B的示数FB应为
(4)[1]由题意可知,根据称重法测浮力的关系式可知,弹簧测力计A示数的减小量就是浮力的大小,而弹簧测力计B示数的增加量就是被排开的液体的重力,二者相等,才符合阿基米德原理,所以由此也验证了阿基米德原理。
[2]由题意得,弹簧测力计A的示数可表示为
弹簧测力计B的示数可表示为
已知物块的重力为,小桶的重力为,所以由题意可得关系式为
由阿基米德原理可得,所以关系式整理可得
由题意可知,物块的体积为,所以
所以所使用的液体密度最小为
10.小明骑自行车上学途中经过一段20米长的下坡路。
【问题】他思考:物体从粗糙程度相同的斜坡下来后滑行的最大距离可能与哪些因素有关呢?
(1)他发现斜面的高度越大,冲下斜坡后滑行的最大距离就越大。从能量角度分析,物体越高,重力势能也越大,到达坡底时的_____能就越大,从而滑行得越远。
(2)在斜坡高度一定时,小明又提出两个猜想:
猜想一:可能与物体的质量有关;猜想二:可能与斜坡和水平面间的夹角有关。
【证据】为验证猜想,他设计了图甲所示的装置,将A、B两个木槽在处平滑连接。实验中多次改变并测出夹角、,然后将甲、乙小滑块从木槽A上由静止释放,测量出滑块冲上木槽B的距离(滑块中心到点的距离)和,数据如表:
实验序号
1
2
3
4
5
夹角
夹角
/cm
37.9
19.3
30.0
31.2
/cm
37.8
29.8
19.3
30.1
31.1
(1)实验中甲、乙两滑块质量_____,每次应将两滑块从_____处释放;
(2)第2次实验中测量时刻度尺和滑块的位置如图乙(O点在“20”处),则表格中应填入_____;
【解释】分析上表数据,可知猜想一是_____的;分析序号_____的三组数据,可得出的探究结论是:当物体的高度和质量一定时,斜坡的角度越大,物体滑行距离越远;
【交流】进一步分析,你认为导致斜面夹角越大滑块滑行距离越远的原因是_____。
【答案】 动 不同 同一高度 30.0 错误 2、4、5 见详解
【详解】(1)[1]车子冲下斜坡时将重力势能转化为动能,物体越高,重力势能也越大,从而有更多的重力势能转化为动能,从而滑行得越远。
【证据】(1)[2][3]为了验证猜想一,依据控制变量法需要改变质量,控制斜坡和水平面间的夹角、木块滑到底端的速度不变;为了保证不同木块到达底端的速度相同,所以要木块滑动的初始点的高度相同,即让木块在轨道同一高度由静止释放。
(2)[4]刻度尺的分度值为1cm,读数时要估读到分度值的下一位,故滑块所在位置读数为50.0cm,起点O所在位置读数为20.0cm,所以乙图中滑块中心到点的距离为
即表格中应填入30.0。
[5]由于不同质量的木块以相同初始速度滑上长木板时,向上滑行的最大距离均相同。所以物体冲上斜坡的最大距离可能与物体的质量大小无关,故说明猜想一是错误的。
[6]当物体的高度和质量一定时,要探究斜坡的角度与滑行距离的关系,需要控制物体的高度和质量不变,改变斜坡的角度,实验序号2、4、5的三组数据满足实验要求,可以得出探究结论。
[7]当滑块质量、斜面高度一定时,夹角越大,滑块与斜面间的摩擦力就越小,且滑行距离也越小,滑块克服摩擦力做功就越少,滑块到达底部动能越大,滑行距离就越远。
11.为探究影响动能大小的因素,老师设计了如图甲乙所示的实验方案。
(1)图甲探究的是动能与______的关系,实验中通过_______来比较小球动能的大小;
(2)在完成甲实验的第二步操作时,木块被撞后滑出木板,为使木块不滑出木板,对甲实验的第二步操作应采取的方法是_______;
A.适当降低钢球的高度 B.换用一个较重的木块
(3)实验结束后,各小组对实验提出各种改进方案:
①小明认为在“探究动能与速度关系”的实验中,可以撤走木块并使用足够长的木板,记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离。你认为小明的实验方案是否合理______(选填“合理”或“不合理”);
②小虎利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验,通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片,通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。小华指出此装置不适合体积不同的小球做实验,原因是________;
③小刚设计了丁图所示的装置进行实验。
A.若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离,可以研究小球的动能大小与______(选填“质量”、“速度”或“质量和速度”)的关系;
B.若用A.B两个质量不同的小球(mA>mB)将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,同一木块受到撞击后相应移动距离sA___sB(选填“>”、“<”或“=”);
(4)小明认为还可以通过甲、乙两图探究物体重力势能的影响因素,他的设想是______(选填“可行”或“不可行”)的。
【答案】 速度 木块移动距离的远近 A 合理 体积大小不同的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力不同 速度 = 可行
【详解】(1)[1]图甲中,控制了小球质量相同,下降的高度不同,速度不同,探究的是动能与速度的关系。
[2]实验中小球动能大小无法直接反映,用小球撞击木块后,木块移动距离的远近来反映小球动能的大小。
(2)[3]当小球撞击木块时,小球的动能将部分或全部传递给木块,使木块移动。移动距离越远,说明小球传递给木块的动能越大。当木块被撞滑出木板,说明小球动能太大,或木块与木板之间克服摩擦力做的功较小,应减小小球的初动能或增大木块木板间的摩擦力。
A.适当降低钢球的高度,可以减小小球的速度,在质量不变下,小球的初动能减小,故A符合题意;
B.换用一个较重的木块,增大了压力,从而增大了木块与木板之间摩擦力,但若更换与第一步操作所用木块不同,不符合控制变量法单一变量的原则,还需重新做第一步实验。故B不符合题意。
故选A。
(3)①[4]“探究动能与速度关系”把小球动能大小转换成滑块移动的距离,当撤走木块,小球的动能转化成小球在水平木板上克服摩擦力做功,小球质量相同,移动的距离越长,克服摩擦力做功越多,则小球初动能越大,所以小明的实验方案是合理的。
②[5]体积大小不同的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力不同,无法“探究动能大小与质量关系”。
③A[6]用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,小球射出后速度大小不同,所以可以研究小球的动能大小与速度大小的关系。
B[7]用A.B两个质量不同的小球(mA>mB)将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,弹簧具有的弹性势能转化为小球的动能,弹簧压缩量相同,射出后小球的动能相同,所以推动木块距离相同。
(4)影响重力势能的因素为物体的质量和高度,甲图可以控制质量相同,高度不同,乙图可以控制高度相同,质量不同,都可以用推动木块距离表示重力势能的大小。故小明的设想是可行的。
12.杆秤作为华夏国粹,制作轻巧、使用方便,曾是商品流通中的重要度量工具。
【项目提出】跨学科实践小组决定自制杆秤
【项目分析】杆秤由秤杆、秤砣、秤盘、提纽等组成,结构如图所示。
称量时将物体放在秤盘中,移动系秤砣的挂绳使秤杆水平平衡,
根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量。
制作杆秤时要考虑:材料的选择、提纽和秤盘位置的确定、零刻度及各刻度的标注等。
【项目实施】
(1)选材:选择秤杆时必须考虑________(选填“材质名贵”“外形美观”或“质地坚硬”);
(2)制作:①选取一根可忽略重力的杆做秤杆,在秤杆左端选择两点依次标上A、B,在秤杆的B处系上绳子作为提纽;将10g的小盘系上细绳固定在A处做秤盘;将20g的钩码系上细绳挂在提纽右侧做秤砣;手提提纽,若A端偏高,则应将秤砣向________(选填“左”或“右”)移动,使秤杆在水平位置平衡,如图所示,此时在________(选填“提纽”或“秤砣”)的位置标“0”刻度线;
②要制作最大称量100g、分度值2g的简易杆秤(“0”刻度线已标),请为杆秤标注刻度,简要叙述操作方案:_________。
(3)称量:用做好的杆秤称量一个土豆的质量。已知,忽略绳重,当秤杆在水平位置平衡时,
秤杆上秤砣的挂绳到B点的距离是30cm,则此土豆的质量为_______g。
(4)交流评估:质量不同的秤盘_______(选填“会”或“不会”)影响零刻度线的位置;为增大杆秤的最大称量值,可采取的方法是______。(写出一种即可)
【答案】(1)质地坚硬
(2) 左 秤砣 在秤盘上放100g砝码,移动秤砣,使秤杆在水平位置处于平衡状态,在秤杆上挂绳所处的位置标注刻度并写上数字“100”,0和100之间分为50等份,每一等份表示2g,依次标上相应刻度和数字。
(3)
110/
(4) 会 换用质量更大的秤砣/将提纽向左移动,减小提纽到秤盘的距离
【详解】(1)选材时,杆秤需要秤杆不易变形保证测量准确,因此必须选择质地坚硬的材料。材质名贵、外形美观不影响使用,不是必须考虑的因素。
(2)[1][2]A端偏高,说明杠杆右侧(秤砣侧)的力和力臂的乘积更大,根据杠杆平衡条件,向左移动秤砣可以减小秤砣的力臂,使杠杆平衡;此时秤盘为空,平衡后秤砣所在位置就是零刻度线,因此在秤砣位置标0。
[3]见答案
(3)根据杠杆平衡条件,放土豆平衡时(是秤砣到提纽的距离)
化简得
代入数据得
(4)[1]零刻度线用来平衡秤盘自身重力,秤盘质量不同,平衡时秤砣位置不同,因此会影响零刻度位置。
[2]由第3问解析可知,杆秤的最大称量为,由此可知,为增大最大称量可以换更重的秤砣,或将提纽左移减小提纽到秤盘的距离。
13.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,杠杆______(“是”或“不是”)平衡状态。实验前,杠杆左侧下沉,则应将右端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在______位置平衡,便于在杠杆上直接读出______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,每个钩码重为,当弹簧测力计斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为______N,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(保持点位置不变),在此过程中弹簧测力计的读数为,利用刻度尺分别测出、两点上升的高度为、;
回答下列问题:
①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)
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移至,而、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”)。
【答案】(1) 是 右 水平 力臂
(2) 能 3.0 等于
(3) 杠杆自身重力 不变
【详解】(1)[1][2]如图A所示,实验前,杠杆左侧下沉,此时杠杆静止,杠杆处于平衡状态,为了让其在水平位置静止,应将杠杆右端的平衡螺母向右调节。
[3][4]实验前应调节杠杆两端平衡螺母,直到杠杆在水平位置平衡,则此时动力臂和阻力臂均与杠杆重合,便于测量动力臂和阻力臂的大小。
(2)[1][2][3]图C中,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3N。动力与支点到动力作用点的距离的乘积为
阻力与支点到阻力作用点的距离的乘积为
乘积不相等,因此该实验能初步说明小李同学得出的结论是错误的。由题中条件可知,阻力与阻力臂的乘积为
图C中,弹簧测力计与水平方向成角斜向上拉杠杆,由三角函数关系可知,动力臂为,则动力与动力臂的乘积为
此时动力和动力臂的乘积与阻力和阻力臂的乘积相等。
(3)[1]弹簧测力计的读数为,利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为、,则克服钩码的重力做功为,弹簧测力计的拉力做功为。则杠杆的机械效率为
[2]机械效率是有用功与总功的比值。实验中,转轴O处的摩擦不计,动力主要克服钩码和杠杆的重力,提升的钩码重一定,所以影响杠杆机械效率的主要因素为杠杆自身的重力。
[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,则杠杆绕O点转动的角度不变,即为,设此时弹簧测力计的示数为,上升的高度为,因阻力和阻力臂的大小不变,由杠杆平衡条件有,即。由于两次钩码提升相同的高度,则克服钩码重力做的有用功相同。测力计的悬挂点由B移至C的机械效率为
所以杠杆的机械效率不变。
试卷第1页,共3页
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人教版八年级下学期期末物理实验专题复习(高难度)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
1.小明进行了如下实验。
(1)①在探究“重力的大小跟质量关系”实验中,小明选用质量为50g的钩码的若干进行实验探究,并将实验数据记录在下表中。请你补全表格中A处应填的栏目:___________;根据表中数据,得出的结论是:___________。
实验序号
钩码质量m/kg
钩码重力G/N
A
1
0.1
1
10
2
0.2
2
10
3
0.3
3
10
②小明还想取质量不同的小铜块、小木块、小铁块各一个,分别测出它们的质量和重力,来探究“重力大小与质量的关系”,你认为它们的做法___________(选填“合理”或“不合理”)。
(2)如图所示,冰块中有一石块,小明用天平测出冰和石块的总质量为116g;然后将冰块放入底面积为100cm2的盛有水的圆柱形容器中,冰块完全沉入水中;用刻度尺测出此时容器中的水面上升了1.1cm;过了一段时间,当冰全部熔化后,再用刻度尺测出容器中的水面又下降了0.1cm。则冰块的质量为多少g?石块的密度是多少g/cm3?(ρ冰=0.9×103kg/m3)
2.(1)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离。如图所示。请回答问题:
①铁球从同一高度由静止释放的目的是______,该实验是为了研究铁球的动能大小与______的关系。该实验铁球的速度是指铁球从斜面由静止滚下到水平面与木块碰撞______(选填“前”、“后”或“前、后均可”)的速度,它是通过______(高度或质量)来改变的。该实验是通过观察木块被撞后移动的距离,来判断出______(“铁球”或“木块”)具有的动能的大小。
②图乙是高速公路的限速牌,但是不同车型的车限速却不一样,限制车速实际上是限制车的______。
③斜面在生活生产中常见,在物理实验中也常有,以下物理实验都用到了斜面。
A如图甲所示利用斜面测平均速度,为了提高实验测量的准确度,可以______(填“增大”或“减小”)斜面坡度,让小车从斜面顶端由静止开始滑下。
B如图乙所示利用斜面研究阻力对物体运动的影响,小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,在毛巾、木板、平板玻璃等表面上运动不同的距离后停止,此过程中小车克服阻力做功的大小分别为W1、W2、W3,它们的关系是______。
C如图丙所示利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关,该实验水平面不能光滑的原因是______。
(2)探究物体的重力势能,(木桩起始位置高度相同)
①比较图中A、B两木桩扎入沙坑的深度,可以得出的结论是:______;
②若图中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同,______(选填“能”、“不能”)说明乙、丙的重力势能相同,你的理由是______。
3.如图1所示,甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:
(1)在图1的装置中,将卡片旋转一定角度(如图丙),松手后小卡片_____(选填“能”或“不能”)平衡。这说明两个力必须作用在_____上,物体才能平衡。为了验证上述结论,有同学设计了“将卡片往下拉过一定距离(如图丁)”的操作方式,大家讨论后认为,该操作方式不可行,原因是丁图中的两个力______;
(2)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙的实验,同学们认为小华的实验优于小明的。其主要原因是( )
A.能使影响二力平衡的第三个力小到可以忽略不计
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
(3)小华想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态,那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢?他提出了自己的实验方案:用弹簧测力计拉着钩码___________(选填“必须沿水平方向”“必须沿竖直方向”或“可以沿任意方向”)做匀速直线运动,根据实验现象,可以得出结论:物体静止时的二力平衡条件________(选填“适用”或“不适用”)于物体处于匀速直线运动状态;
【拓展】
(4)小明也自选器材继续研究二力平衡条件,设计如图2所示的3个实验方案(钩码质量均为50g),其中,能验证二力平衡时两个力大小相等、方向相反的是_______;
(5)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在如图2所示情况下,小明下一步的操作是___________。
4.在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,小红用弹簧测力计拉同一物块进行了三次正确的实验操作,实验情景如图甲、乙、丙所示。
(1)如图甲所示,为了测量滑动摩擦力大小,小红拉着物块沿水平面向右做匀速直线运动,利用________的知识可知,此时物块与长木板之间的摩擦力为________N;
(2)比较________两图可知:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)比较甲、丙两图,可得出:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越________;
(4)小红在实验后反思:操作中弹簧测力计的示数不稳定。为解决问题,小红找来重力为10N的物块A,对实验进行改进,如图丁所示,用大小为9N的水平恒力F向左拉动木板B,使B以0.2m/s的速度向左做匀速直线运动,当物块A稳定时,弹簧测力计示数如图丁所示,此时地面对B的摩擦力大小为________N,方向为水平向________(选填“左”或“右”),若增大拉力F,B受到的摩擦力________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)小红想继续探究滑动摩擦力大小与物体的重力大小是否有关,利用图丁实验做对比分析,又找来材料和物块A一样但重力为13N的物块C,设计了如图戊所示的实验,用另一弹簧测力计竖直向上拉物块C,并调整力度,使其示数为________N时,水平拉动木板B,当物块C相对于地面静止时,水平弹簧测力计的示数为4N,分析可得滑动摩擦力大小与物体重力大小无关。
5.小天在学习了同一直线上二力的合成以后,对不在同一直线上的两个力的合成产生了兴趣,因此他去查找了相关的资料,资料上显示:不在同一直线上的两个力的合成遵循平行四边形定则,即不在同一直线的两个力合成时,以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。
上面的原理可以用如图甲表示,若O点受到、两个分力的作用,这两个力、为线段作一个平行四边形,那么这两个邻边之间的对角线F就是、的合力,合力F的方向如图甲所示。
小天为了弄清合力F和、大小之间的关系,设计了如下实验:
如图乙所示,用图钉将橡皮条固定在A点,橡皮条的原长是AB,用两弹簧测力计将橡皮条与细绳的结点拉至C,并记录结点C的位置、CD和CE的方向、弹簧测力计的示数、;
(1)如图丙所示,只用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条,为了使这个力的作用效果与那两个力、的作用效果______(选填“相同”或“不同”),应把橡皮条与细绳的结点也拉至______点(选填“B”或“C”),记下此时弹簧测力计的读数和细绳的方向,则大小就是、的______(选填“合力”或“分力”);
(2)某次实验时,一同学得到力和的方向如图丁所示,请根据上面平行四边形原理在图丁上作出、的合力F______;已知,且两个力垂直,计算出合力______N。由此可以判定,不在同一直线上的两个力的合力F______(选填“”“”或“”);
6.如图所示,在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,实验器材有小桌、海绵、砝码、木板、砖块等。
(1)实验是通过观察海绵的_____来比较压力的作用效果,采用的研究方法是_____;
(2)通过比较乙、丙两图,说明得出初步结论:_____;
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为_____;(填“”“”或“”);
(4)实验时,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同。由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是_____。
(5)如图甲所示,实验结束后,小明将长方体砖块放在水平地面上。然后将砖块切去一部分,剩余部分如图乙所示,此时砖块对地面的压强为;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为。则图甲中砖块对地面的压强为_____。
7.小田利用压强计探究液体内部的压强特点,如图所示。
(1)实验前,小田发现U形管两侧液面高度不相同,接下来的操作是 ;
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出 B.取下橡皮管,重新安装
(2)组装好压强计后,将压强计的探头放入液体中,通过观察U形管两侧的液面___________来判断液体压强大小;
(3)分析比较图甲和乙可初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增大而___________(选填“增大”或“减小”);若已知乙图中U形管左侧水柱高为4cm,右侧水柱高为10cm,则U形管底部受到水的压强为___________ Pa;
(4)实验时将探头放进盛有水的容器中,小田发现压强计探头处的橡皮膜受到液体的压强会向内凹,于是对探头进行了改装,在透明正方体塑料盒的上下左右四个面挖相同的圆孔,在孔的表面蒙上相同的橡皮膜a、b、c、d,如图丙所示;
①抓住手柄竖直向下缓慢将漂浮的塑料盒压入水中,直至浸没到水下一定深度停止(如图丁所示),此过程中,手对手柄的力变化情况是___________(选填序号):
A. 一直增大 B. 先增大后不变 C. 先增大后减小
②为了探究液体内部压强与液体密度的关系,保持塑料盒的位置不变,将一杯浓盐水倒入容器中搅匀,如图戊所示,对比图丁、戊得出“同一深度,液体密度越大,液体压强越大”的结论,小朱认为小田的结论不正确,原因是___________。
8.如图甲是小王同学探究影响物体浮力大小因素的实验装置。小王同学用弹簧测力计将物体A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的关系图像,如图乙所示。
(1)物体A浸没前,弹簧测力计的示数F随A向下运动距离的增加而_____(选填“增大”或“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浸没后,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的深度_______(选填“有关”或“无关”)。若小王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。本实验中先测金属圆柱体的重力,再放入水中测浮力。若改变操作先后顺序,物体A的密度的测量结果____ (选填“偏大”、“不变”或“偏小”);
(4)若图甲中薄壁容器的底面积为20cm2,则圆柱体A的底面积为________cm2;
(5)如果将盛水的柱形容器换成梯形容器,如图丙所示,再将A物体按上述操作进行实验,则物体放入水的过程中水对容器底部的压强增加量随h的变化图像是图中的______(选填 “A”、“B”或“C”)。
A. B. C.
9.小渝利用弹簧测力计、高为15cm的长方体物块(物块表面标有刻度,放大如图甲)、溢水杯、水、未知液体、小桶、铁架台、细线等器材设计了如图乙所示的装置。实验时,用细线把物块挂在弹簧测力计A下(不计细线的质量和体积),在溢水杯中装满液体,缓慢向上调节升降台,数据记录在图丙的表格当中。请回答:
序号
液体
长方体物块浸入液体中的深度h/cm
弹簧测力计A的示数FA/N
弹簧测力计B的示数FB/N
1
水
0
6.0
1.0
2
水
5
5.5
1.5
3
水
15
4.5
2.5
4
水
20
4.5
2.5
5
未知溶液
5
5.4
1.6
6
未知溶液
10
丙
(1)分析如图丙序号为______两次实验数据可知:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析序号为1、2、3的三次数据可知:物块所受浮力大小与______有关;分析比较序号为______两次实验数据可知:浮力的大小还与液体密度有关;
(2)物块表面标有刻度的好处是______(填选项);
A.便于控制物块浸入的深度
B.便于测量溢水杯底到溢水口的高度
(3)数据分析可知:物块体积为______;未知液体的密度为______。序号6这一次实验数据不完整,这一次弹簧测力计B的示数FB应为______N;
(4)小渝发现弹簧测力计A示数的减小量等于弹簧测力计B示数的增加量,由此可以验证______原理。小渝进一步思考,有无可能弹簧测力计A的示数等于弹簧测力计B的示数,若要出现这种情况,使用的液体密度不得低于______(保留一位小数)。
10.小明骑自行车上学途中经过一段20米长的下坡路。
【问题】他思考:物体从粗糙程度相同的斜坡下来后滑行的最大距离可能与哪些因素有关呢?
(1)他发现斜面的高度越大,冲下斜坡后滑行的最大距离就越大。从能量角度分析,物体越高,重力势能也越大,到达坡底时的_____能就越大,从而滑行得越远。
(2)在斜坡高度一定时,小明又提出两个猜想:
猜想一:可能与物体的质量有关;猜想二:可能与斜坡和水平面间的夹角有关。
【证据】为验证猜想,他设计了图甲所示的装置,将A、B两个木槽在处平滑连接。实验中多次改变并测出夹角、,然后将甲、乙小滑块从木槽A上由静止释放,测量出滑块冲上木槽B的距离(滑块中心到点的距离)和,数据如表:
实验序号
1
2
3
4
5
夹角
夹角
/cm
37.9
19.3
30.0
31.2
/cm
37.8
29.8
19.3
30.1
31.1
(1)实验中甲、乙两滑块质量_____,每次应将两滑块从_____处释放;
(2)第2次实验中测量时刻度尺和滑块的位置如图乙(O点在“20”处),则表格中应填入_____;
【解释】分析上表数据,可知猜想一是_____的;分析序号_____的三组数据,可得出的探究结论是:当物体的高度和质量一定时,斜坡的角度越大,物体滑行距离越远;
【交流】进一步分析,你认为导致斜面夹角越大滑块滑行距离越远的原因是_____。
11.为探究影响动能大小的因素,老师设计了如图甲乙所示的实验方案。
(1)图甲探究的是动能与______的关系,实验中通过_______来比较小球动能的大小;
(2)在完成甲实验的第二步操作时,木块被撞后滑出木板,为使木块不滑出木板,对甲实验的第二步操作应采取的方法是_______;
A.适当降低钢球的高度 B.换用一个较重的木块
(3)实验结束后,各小组对实验提出各种改进方案:
①小明认为在“探究动能与速度关系”的实验中,可以撤走木块并使用足够长的木板,记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离。你认为小明的实验方案是否合理______(选填“合理”或“不合理”);
②小虎利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验,通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片,通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。小华指出此装置不适合体积不同的小球做实验,原因是________;
③小刚设计了丁图所示的装置进行实验。
A.若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离,可以研究小球的动能大小与______(选填“质量”、“速度”或“质量和速度”)的关系;
B.若用A.B两个质量不同的小球(mA>mB)将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,同一木块受到撞击后相应移动距离sA___sB(选填“>”、“<”或“=”);
(4)小明认为还可以通过甲、乙两图探究物体重力势能的影响因素,他的设想是______(选填“可行”或“不可行”)的。
12.杆秤作为华夏国粹,制作轻巧、使用方便,曾是商品流通中的重要度量工具。
【项目提出】跨学科实践小组决定自制杆秤
【项目分析】杆秤由秤杆、秤砣、秤盘、提纽等组成,结构如图所示。
称量时将物体放在秤盘中,移动系秤砣的挂绳使秤杆水平平衡,
根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量。
制作杆秤时要考虑:材料的选择、提纽和秤盘位置的确定、零刻度及各刻度的标注等。
【项目实施】
(1)选材:选择秤杆时必须考虑________(选填“材质名贵”“外形美观”或“质地坚硬”);
(2)制作:①选取一根可忽略重力的杆做秤杆,在秤杆左端选择两点依次标上A、B,在秤杆的B处系上绳子作为提纽;将10g的小盘系上细绳固定在A处做秤盘;将20g的钩码系上细绳挂在提纽右侧做秤砣;手提提纽,若A端偏高,则应将秤砣向________(选填“左”或“右”)移动,使秤杆在水平位置平衡,如图所示,此时在________(选填“提纽”或“秤砣”)的位置标“0”刻度线;
②要制作最大称量100g、分度值2g的简易杆秤(“0”刻度线已标),请为杆秤标注刻度,简要叙述操作方案:_________。
(3)称量:用做好的杆秤称量一个土豆的质量。已知,忽略绳重,当秤杆在水平位置平衡时,
秤杆上秤砣的挂绳到B点的距离是30cm,则此土豆的质量为_______g。
(4)交流评估:质量不同的秤盘_______(选填“会”或“不会”)影响零刻度线的位置;为增大杆秤的最大称量值,可采取的方法是______。(写出一种即可)
13.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,杠杆______(“是”或“不是”)平衡状态。实验前,杠杆左侧下沉,则应将右端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在______位置平衡,便于在杠杆上直接读出______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,每个钩码重为,当弹簧测力计斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为______N,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(保持点位置不变),在此过程中弹簧测力计的读数为,利用刻度尺分别测出、两点上升的高度为、;
回答下列问题:
①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)
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移至,而、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”)。
试卷第1页,共3页
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