专题05 实验题专项训练(期中真题汇编,江苏专用)九年级物理上学期
2026-10-21
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内容正文:
专题05 实验题专项训练
考点1 探究杠杆的平衡条件
1.【答案】C
2.【答案】① 达到 ② 左 ③ 消除杠杆自重对实验的影响,便于测量力臂 ④ C ⑤ 4 ⑥ 杠杆自身重力会对杠杆转动产生影响 ⑦ 变大
3.【答案】(1)① 平衡 ② 右 (2)① 物理量没标单位 ② (3)① B ② 9
4.【答案】(1)左 (2)6 (3)B (4)杠杆自身重力影响
5.【答案】① 35.0 ② 14 ③ 15 ④ 杠杆平衡条件
6.【答案】(1)① 平衡 ② 右 (2)① 3 ② 水平 (3)0.5 (4)小于 (5)靠近
7.【答案】(1)① 左 ② 杠杆自重 (2)相互作用力 (3)① 2 ② 变小 (4)C
8.【答案】① 平衡 ② 左 ③ 测量力臂 ④ ⑤ 15 ⑥ 2 ⑦ 弹簧测力计拉力的力臂减小
9.【答案】① 便于测量力臂,而且能消除筷子自重对平衡的影响 ② 20 ③ 80 ④ 大于 ⑤ D ⑥ 小于 ⑦ 小于 ⑧ 大于
10.【答案】(1)右 (2)4 (3)0.5 (4)① 0.7 ② b ③ 右侧容器装水,左侧容器装待测液体,且容器的体积为50mL
考点2 探究滑轮组的机械效率
1.【答案】(1)① 拉动 ② 大 (2)① 0.3 ② 80 (3)使用同一滑轮组,提升的物体重力越大,机械效率越高 (4)12
2.【答案】① 匀速 ② 83.3% ③ 增大 ④ 不变
3.【答案】(1)匀速竖直向上 (2)被提升物体的重力 (3)① 越大 ② ΔW=W总-W有-W动,其中ΔW是克服绳重和摩擦所做的额外功。当钩码重力越大,绳子受到的拉力越大,绳与滑轮间的摩擦力越大;而绳子移动的距离(弹簧测力计上升距离)不变,根据W=fs,克服摩擦做的功越多,因此ΔW越大。 (4)① 低 ② A
考点3 探究不同物质吸热情况
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】① 加热时间 ② 等于 ③ b ④ b ⑤ 相等 ⑥ 甲 ⑦ 天平
4.【答案】① 质量 ② 加热时间 ③ 水
5.【答案】① 没有控制液体的质量相同 ② 吸热的多少 ③ ① ④ 不变 ⑤ 热 ⑥ 比热容较大 ⑦ 电阻
6.【答案】(1)① B ② C ③ 加热时间 ④ B ⑤ (2)① 质量 ② 温度计升高的示数 ③ 不是 (3)C
7.【答案】(1)① 需要 ② A向上 (2)① 质量 ② 使水和沙子受热均匀 ③ 加热时间 (3)① 高 ② 1和2 ③ 少 ④ 1∶2
8.【答案】(1)① 甲、乙 ② 燃料完全燃烧后 (2)① 甲、丙 ② 加热时间 (3) (4)偏小
9.【答案】(1)质量 (2)温度变化(升高的温度) (3)乙 (4) (5)ABC
10.【答案】(1)① 相同 ② 加热时间 (2)没有控制液体的质量相同 (3)① A ② B ③ B (4)a
考点4 探究影响物体动能的因素
1.【答案】(1)① 重力势能 ② 木块移动的距离 ③ 小钢球将做匀速直线运动 (2)物体速度相同时,质量越大,物体的动能越大。 (3)B (4)① 不同 ② 相同
2.【答案】(1)① 速度 ② 质量一定时,物体的速度越大,动能越大 (2)① 木块移动的距离 ② 钢球 (3)③ (4)水平面绝对光滑时,木块在平面上做匀速直线运动,无法停止,也就不能通过观察木块移动的距离长短,来判断小球动能的大小
3.【答案】(1)① 木块被推动距离的远近 ② 钢球 ③ ① (2)甲、乙 (3)= (4)= (5)>
4.【答案】(1)① 钢球 ② 不能 (2)① 速度 ② 当速度相同时,物体的质量越大,动能越大 (3) (4)速度
5.【答案】① 木块被撞击后滑动的距离 ② 不能 ③ 超载
6.【答案】(1)钢球 (2)不可以 (3)速度 (4)c
7.【答案】(1)甲 (2)使不同质量的小球到达斜面底端时速度相同 (3)木块移动的距离 (4)① 不可行 ② 因为小球在水平面上滚动时,受到摩擦力的作用,摩擦力会使小球的速度逐渐减小,最终停下来,小球滚过的距离长短不仅与小球的动能大小有关,还与小球受到的摩擦力大小有关,所以不能直接根据小球滚过的距离长短来判断小球的动能大小。 (5)可行 (6)① 能 ② 从相同高度由静止滚下的两个小球,纸盒通过的距离相同,但是两小球质量不同,丙实验中质量大的小球的盒子对水平面的压力大,摩擦阻力大,克服摩擦力做功多,所以质量大的小球具有的动能大。
8.【答案】(1)钢球 (2)① 木块被推动的距离 ② 转换法 (3)① 甲、丙 ② 当速度相同时,物体的质量越大,动能越大 (4)> (5)错误的
9.【答案】(1)B (2)① 转换法 ② 不能 (3)甲、丙 (4)质量相同时,速度越大,动能越大 (5)小球从A点滑下时具有一定的初速度 (6)质量
10.【答案】(1)① 木块移动的距离 ② 小车 (2)质量相同时,速度越大动能越大。 (3)大于
考点5 探究影响物体势能的因素
1.【答案】(1)① 下 ② 迅速 (2)弹性势 (3)减小
2.【答案】(1)重物 (2)① 桌脚陷入沙子中的深度 ② 转换 (3)C (4)① 质量相等,物体的高度越高 ② 乙、丙 (5)可行
3.【答案】① 动 ② 大 ③ 不做功
4.【答案】① A ② B ③ C
考点6 探究串并联电路中电流、电压的特点
1.【答案】(1)① C ② 断开 ③ 电流表没有调零 ④ 电流表正负接线柱接反了 (2)① ② 不同 ③ 通过使用不同规格的灯泡多次测量,使实验结论更具普遍性
2.【答案】(1)① 调零 ② L1和L2的电流 ③ (2)① L2断路 ② 电压表正负接线柱接反 ③ A
(2) [1]图丙中两灯串联,电压表测L1两端的电压。两灯熄灭且电压表示数为0,说明电路断路。因故障由某灯泡引起,且只有L2断路时,才会导致电压表无示数。则故障为L2断路。[2]将电压表接线从A点换到C点后,会导致电压表的正负接线柱接反,指针反向偏转,无法测量电压值。[3]交换两灯位置不改变电压分配规律,无法提供新数据,故不可行。其他选项均可增强结论普遍性。故选填A。
3.【答案】① A ② ③ 电流表未调零 ④ 0.24 ⑤ 等于 ⑥ 不同
试卷第1页,共3页
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专题02 实验题专项训练
6大高频考点
1. 探究杠杆的平衡条件
2. 探究滑轮组的机械效率
3. 探究不同物质吸热情况
4. 探究影响物体动能的因素
5. 探究影响物体势能的因素
6. 探究串并联电路中电流、电压的特点
考点1 探究杠杆的平衡条件
1.(2025-2026九上·江苏淮安·期中)如图小明不断改变钩码悬挂点位置和钩码数量,水平面上的轻质方形塑料板始终水平平衡,其中A、B、O、C、D五个点在同一水平线上,得出杠杆平衡条件: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,为了反驳此观点,小红设计了(a)和(b)两种方案,使塑料板始终水平平衡,关于这两种方案( )
A. 只有(a)能
B. 只有(b)能
C. (a)(b)都能
D. (a)(b)都不能
2.(2025-2026九上·江苏常州第二十四中学·期中)某科学兴趣小组在探究“杠杆平衡条件”的实验中。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 (选填“达到”或“没有达到”)平衡状态,应将杠杆左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样调节的目的是 ;
(2)如图乙所示,实验时,为便于测量力臂,应将弹簧测力计竖直向下拉动,若此时弹簧测力计的拉力逐渐增大到量程最大值仍不能使杠杆保持水平平衡,则下列操作不可能使杠杆水平平衡的是 ;
A.减少钩码的数量
B.将弹簧测力计的悬挂点向右移动
C.将弹簧测力计的悬挂点向左移动
D.将钩码的悬挂点向右移动
(3)另一小组实验时的情景如图丙所示,拉力F与杠杆的夹角为,小组同学多次实验后绘制了如图丁所示的拉力F(拉力F始终处于量程内)和夹角的关系图像,请你根据图像结合所学知识推测时对应的弹簧测力计的拉力 N;
(4)课后,第一小组同学换用如图戊所示的杠杆进行了深入探究,发现与前面的杠杆平衡条件的结论并不相符,其主要原因是: ;若将钩码的悬挂点由A移至C(钩码个数不变,O和B的位置也不变),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”)。
3.(2025-2026九上·江苏南京部分学校·期中)我国《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,它比阿基米德发现的杠杆原理要早约200年。关于秤的杠杆原理,学校物理兴趣小组针对杠杆的平衡条件进行了探究,并尝试制作了简易杆秤:
(1)杠杆静止时如图甲所示,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”),应向 (填“左”或“右”)调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(2)下表是小组成员记录实验数据的表格,该表格在设计上的不足之处是 ,纠正后,根据表中的数据初步得出杠杆的平衡条件: (用表格中的字母表示)。
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
0.2
1.0
0.1
2
1.5
0.2
1.0
0.3
3
2.0
0.15
1.5
0.2
(3)如图丙,小组成员根据杠杆的平衡条件制作了一个简易杆秤。下面是自制简易杆秤的部分过程:
①把小盆挂在槽A处作为秤盘,在槽B处系一根细线作为提纽,则简易杆秤支点是秤杆上的 。(填“A点”、“B点”、“O点”或“C点”);
②确定零刻度线位置O后,在秤盘中放500g砝码,手提提纽,并调节秤砣的位置使秤杆平衡。此时,标记秤砣细线在秤杆上的位置C,并记为500g。在O到C之间均匀地画上 条刻度线,每一格就表示50g。
4.(2025-2026九上·江苏徐州·期中)如图甲所示是小明探究“杠杆的平衡条件”的实验。
(1)将杠杆中点置于支架上,杠杆静止时,发现右端低、左端高。为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (左/右)调节;
(2)调节好后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码、在B点处挂 个钩码,杠杆恰好可以在水平位置平衡;
(3)保持图甲中左边钩码的个数和位置不变,在右端用弹簧测力计竖直向下拉杠杆。弹簧测力计从D点向支点O移动过程中(未到O点),杠杆始终保持水平平衡,大致可以反映拉力F的大小随它的力臂l变化的关系的是:______;
A. B. C. D.
(4)小华利用图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与小明所得的杠杆平衡条件不相符。其原因是: 。
5.(2025-2026九上·江苏淮安·期中)小明有一件重约15N的工艺品,用细线悬挂两端点A、B处于静止状态,如图甲所示。他想用平衡的知识,通过计算在A、B连线上找出O点的位置,以便用一根细线系在O点将工艺品悬挂起来,静止时如图乙所示,并计算出工艺品的重力。小明身边只有一把弹簧测力计(0~10N)、一把刻度尺和若干细线,他设计了如下实验,请完成以下实验步骤:
(1)取下工艺品,用刻度尺测出工艺品长度LAB= cm,如图丙所示;
(2)用弹簧测力计拉住A端,B端用细线悬挂,平衡时如图丁所示,此时弹簧测力计读数F1=8.0N;
(3)交换弹簧测力计和细线的位置,平衡时工艺品的位置也如图丁所示,弹簧测力计读数F2=6.0N;
(4)由此可以计算出该工艺品的重力G= N。
(5)计算出O点到端点A间的距离LOA= cm。
(6)反思:要准确找出O点的具体位置,除准确测量外,关键实验条件是 (只须写出一个条件即可)。
6.(2025-2026九上·江苏无锡·期中)在劳动实践课上,小晗体验了一下挑扁担,如图所示,并在老师的指导下,了解了许多挑肩担的技巧。课后,小晗想通过探究杠杆的平衡条件实验来验证这些技巧。实验使用的钩码质量均相等,杠杆上每格长度均相等。
(1)实验前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节。
(2)杠杆平衡后,小晗同学在图乙所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上 个钩码,使杠杆在 位置平衡。
(3)实验中保持阻力及阻力臂不变,多次改变动力与动力臂,收集数据并在坐标系中绘制出动力与动力臂的关系图像(如图丁所示),由图像分析可知:当 时,。
(4)如图丙所示,用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点B,杠杆都在水平位置平衡,弹簧测力计在a位置的拉力为,在b位置的拉力为,则 (选填“大于”“等于”或“小于”)。
(5)小晗学会的其中一条技巧是不用手扶,就可让肩担稳稳地横在肩上。根据上述结论,若想让肩担稳稳地横在肩上,较重的一端应该 (选填“靠近”或“远离”)肩膀。
7.(2025-2026九上·江苏苏州·期中)在探究杠杆的平衡条件实验中
(1)安装杠杆,将其放到水平位置后松手,发现杠杆右端下沉,如图甲,则应将平衡螺母向 调节,直到杠杆在水平位置平衡,这样做可以排除 对实验的影响;
(2)测力计倒置使用时的一种校零方法是:取两个弹簧测力计,先竖直校零后,按图乙所示方式竖直放置,钩对钩拉到某一数值,这时上下两测力计示数略有差别,根据 (相互作用力/二力平衡)的知识,只需调整下面的弹簧测力计,使它们示数相等即可;
(3)如图丙,在A点挂3个重力均为0.5N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为 N;若始终垂直于杠杆向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度(如图丁),此过程中,弹簧测力计的示数 (变大/变小/不变);
(4)实验中小明发现用图戊所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置平衡,但老师建议不宜采用这种方式,其主要原因为__________。
A. 杠杆不平衡
B. 不方便测量力臂
C. 力和力臂数目过多,不易得出结论
8.(2025-2026九上·江苏苏省宿迁泗阳县泗阳致远中学·期中)【探究名称】探究杠杆的平衡条件
【问题】小明家里有一杆秤如图甲所示,他发现小小的秤砣却能称量很重的物体,由此引起了他探究杠杆平衡条件的兴趣,于是他利用如图乙所示的装置开始了探究(实验中所用钩码均相同,杠杆质量均匀,相邻刻度线之间的距离相等)。
【证据】(1)实验前将杠杆放置在水平桌面上,杠杆静止时如图乙所示,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态,接下来应将杠杆的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆水平平衡;
(2)实验前要调整杠杆水平平衡,这样做的目的是便于 ;
(3)调节杠杆水平平衡后﹐在杠杆两侧悬挂不同数量的钩码并移动钩码的位置,使杠杆重新水平平衡,测得的实验数据如表。
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
__________
3
10
【解释】
(1)分析数据可知,杠杆的平衡条件是 (用字母表示);
(2)请将表格横处的内容补充完整: 。
【交流】
(1)图丙中杠杆恰好处于水平位置平行,在A点下方再加挂2个相同的钩码,为使杠杆保持水平平衡,可以将挂在B点的钩码向右移动 格;
(2)在进行图丁所示的实验的过程中,将弹簧测力计由竖直方向向左偏移时,保持杠杆水平平衡,发现测力计的示数增大,原因是 。
9.(2025-2026九上·江苏常州·期中)杆秤是我国传统的度量衡工具,项目小组开展自制杆秤的实践活动。
(一)夸克组依据“探究杠杆的平衡条件”实验进行制作:
①选取器材:筷子、小盘、细绳、笔、秤砣以及10g钩码若干;
②组装:将小盘固定在A处作秤盘;在筷子上系上绳子作为提纽,调整悬点P的位置,使筷子在水平位置平衡(未挂秤砣),再固定好P点;
③定标:秤盘中放置10g钩码,挂上秤砣并移动秤砣使秤杆水平平衡,秤砣所在位置标记为“10”;按上述方法继续加放钩码,标记其余刻度;
(1)在步骤②中,使筷子在水平位置平衡的目的是: ;
(2)如图甲所示,C处标记示数为10g,测得PA长5.00cm,PC长2.50cm,则秤砣的质量 g,测得AB总长为25.00cm,此杆秤的最大称量值为 g;
(3)某次使用时,不小心在秤砣上粘上了一点橡皮泥,测得物体测量为50g,则物体的真实质量 (大于/等于/小于)50g;
(二)黑洞组依据见过的杆秤实物进行制作:
ⅰ选取器材:筷子、小盘子、细绳、笔、秤砣以及10g钩码若干;
ⅱ组装:将小盘固定在A处作秤盘;在筷子上某处Q点系牢绳子作为提纽;
ⅲ定标;如图乙所示,秤盘中不放物体,挂上秤砣并调节秤砣位置到D点时,秤杆刚好水平平衡;再在秤盘中放置10g钩码作为重物,移动秤砣使秤杆水平平衡,秤砣所在位置标记为“10”;按上述方法继续加放钩码,标记其余刻度;
(4)此杆秤的0刻度线在 点;
(5)若某次称量时,秤尾(秤杆右端)有些翘起就读数,则所测结果 真实值。若由于绳结松动,提纽略偏移到了Q点左侧,则所测结果 真实值;(均选填“大于/等于/小于”)
(6)若夸克组和黑洞组使用的器材均相同,则黑洞组制作的杆秤的量程 (大于/等于/小于)夸克组制作的杆秤的量程。
10.(2025-2026九上·江苏无锡江南中学·期中)在探究杠杆平衡条件的实验中,每个钩码重1N。
(1)实验前杠杆如图甲所示,需将平衡螺母向 调节,使杠杆处于水平位置平衡;
(2)杠杆平衡后如图乙所示在杠杆B点挂3个相同的钩码,则在杠杆的D点挂 个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡;
(3)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂和动力数据绘制了的关系图像,如图丙所示。由图像推算,当为0.6m时,为 N;
(4)某实践小组用正中间开孔的直尺、带挂钩的重物A、水和两个可读取液体体积的相同容器等,制作了可测算液体密度的装置。使用前,需将两容器挂在直尺两端固定的挂钩上,调节两端平衡螺母使直尺水平平衡,再将重物A挂在开孔处的“0g”刻度线处,某次使用时,小明向左侧容器中倒入体积V=30mL的水,再向右侧容器中倒入相同体积的待测液体,通过向右移动重物A,使直尺再次水平平衡(左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物A所示质量之和),如图所示:
①他根据相关数据,算出了该液体的密度 ;
②依照他的做法,不同的待测液体密度与重物A所示质量m满足一定的函数关系,图中线 符合此关系;
③对小明的某些做法进行调整,可使该装置的测量范围变为,且通过将重物A从“0g”移动到“10g”的过程来实现,请具体描述如何调整: 。(写出一种方法即可)
考点2 探究滑轮组的机械效率
1.(2025-2026九上·江苏镇江·期中)某实验小组在测滑轮组机械效率的实验装置如图所示,得到的数据如表所示。
序号
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.6
0.4
62.5%
3
6
0.1
2.5
(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升,且在 (选填“静止”或“拉动”)时读数,否则计算出的机械效率偏 ;
(2)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为绳端移动距离s= m,机械效率η= %;
(3)比较第1次实验和第3次实验可得出结论: ;
(4)根据所学知识,滑轮组的机械效率还与绳重和摩擦有关,分析图中的A点可知,被提升物体所受的重力一定大于 N。
2.(2025-2026九上·江苏苏省宿迁泗阳县泗阳致远中学·期中)小华用如图装置探究滑轮组的机械效率,实验数据记录如下:
次数
物重G/N
物体上升高度h/m
拉力F/N
机械效率
1
1.0
0.1
0.5
66.7%
2
1.5
0.1
0.7
71.4%
3
2.0
0.1
0.8
(1)实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计;
(2)第3次实验的机械效率为 %;
(3)分析数据可知,提高同一滑轮组的机械效率,可以采用的措施是 物重(填“增大”或“减小”);
(4)在一次测量中,小华将同一重物提升到更高的位置,其他条件不变,该滑轮组的机械效率 (填“变大”“变小”或“不变”)。
3.(2025-2026九上·江苏南京部分学校·期中)在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如表:
次数
钩码重/N
钩码上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率/%
1
2
10
0.8
30
83.3
2
4
10
1.5
30
88.9
3
6
10
2.2
30
90.9
(1)实验中要 拉动弹簧测力计,使钩码升高;
(2)分析以上实验数据可以得出结论:同一滑轮组的机械效率与 有关;
(3)小明进一步研究时,先测出了动滑轮的重力,再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值ΔW(ΔW=W总-W有-W动),发现钩码的重力越大,ΔW (越大/越小/不变),请用所学知识进行解释: ;
(4)另一实验小组改变动滑轮的重力,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出图像丁。分析可知:被提升物体的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组机械效率越 (高/低);分析图像丁中的A点可知,此时被提升物体的重力 。
A.一定大于12N B.等于12N C.一定小于12N
考点3 探究不同物质吸热情况
1.(2025-2026九上·江苏南京部分学校·期中)如图是探究“比较水和煤油吸收热量时温度升高快慢”的实验装置,该实验运用了控制变量法,下列对各个步骤中的控制变量要求不正确的是( )
A. 酒精灯火焰大小必须相同
B. 水和煤油的初温必须相同
C. 水和煤油质量必须相同
D. 盛放水和煤油的容器必须相同
2.(2025-2026九上·江苏苏省宿迁泗阳县泗阳致远中学·期中)如图是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的两组实验装置。下列说法正确的是( )
A. 如图1,沙子吸热升温快,说明沙子吸热能力强
B. 如图2,必须控制酒精和碎纸片燃烧相同时间
C. 每组实验中,被加热的物质质量均应相等
D. 每组实验中,都根据温度计的变化来比较杯中物质吸热的多少
3.(2025-2026九上·江苏常州第二十四中学·期中)在“探究不同物质吸热升温现象”的实验中,将质量和初温相同的 a、b 两种液体分别倒入相同容器中,用相同的热源加热,如甲、乙两图所示。每隔相同时间,测量液体的温度,并根据记录的数据画出温度随加热时间变化的图像,如图丙所示 。
(1)两种液体吸收热量的多少可通过 (选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较;不计热量损失,加热相同时间后,液体a增加的内能 液体b增加的内能;
(2)由 a、b 两种液体沸腾前的温度与加热时间的关系图像可知:若升高相同的温度(均未达到沸腾),液体 吸收的热量更多。若自制一个暖手袋,若只能从液体 a或b中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,应选择液体 ;
(3)小明认为利用此装置还可以比较相等质量不同燃料燃烧时放出的热量关系,于是增加了装置丁,向容器内倒入的液体 a 与甲、乙装置中的液体质量 (选填“相等” 或“不相等”),燃烧相同质量的碎纸片后应与图 所示的实验相比较;
(4)除了图中已经呈现的器材,还需要用到其它测量工具。两个实验都还要用到的其它测量工具是 。
4.(2025-2026九上·江苏徐州·期中)如图所示,某实验小组“探究不同物质的吸热升温的现象”,用红外灯加热 相同的水和沙子,水和沙子吸收热量的多少通过 来反映;若升高相同的温度, 需要的加热时间长。
5.(2025-2026九上·江苏丹阳高中学·期中)某同学在“探究不同物质吸热情况”的实验中,将水和煤油分别装在两个相同的烧杯中,用相同的酒精灯加热,每隔1min记录一次温度。
(1)图甲是实验时的情景,水和煤油液面相平,其中有一处明显错误,请指出错误之处: ;
(2)纠正错误后,若被加热物质单位时间内吸收热量相同,则实验中用加热时间可反映物质 ;
(3)图乙中,若图线②反映水的温度随时间的变化规律,则图线 (填序号)可以反映煤油的温度随时间的变化规律。加热过程中,酒精灯内酒精的热值 (填“变大”、“不变”或“变小”);
(4)如图丙为电极式电热水袋外形图,如图丁是其内部结构示意图,热水袋内有两根棒状金属电极,在通电的情况下,电流从一个电极经过液体传导至另一个电极,利用电流的 效应加热液体。使用前先在热水袋内灌入水,再加盐。加水目的:利用水的 ,使用时暖手效果更好;加盐目的:减小液体的 来增大电流。
6.(2025-2026九上·江苏镇江·期中)小亮利用如图装置,可完成以下两个探究实验:“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”。
(1)在“探究不同物质吸热升温的现象”的实验中,甲、乙虚线中应选择的器材组合分别是 和 (选填“A”、“B”、“C”、“D”),物质吸收热量的多少通过 (选填“加热时间”或“温度计升高的示数”)来反映。某次实验后,他又绘制了如图E所示的图像,请根据所给信息判断 (选填“A”或“B”)表示的是水的温度变化图像,A物质的比热容是 J/(kg·℃);[水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)在“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”实验中,实验前,应控制烧杯中被加热物质 (选填“质量”或“体积”)相同,实验中是通过 (选填“加热时间”或“温度计升高的示数”)来表示酒精和碎纸片放出热量的多少。所以,实验中两杯水的初温可以不同。若实验过程中燃料还未燃尽时,某一烧杯内水就沸腾了,此时立即在该烧杯中添加了少量水继续实验,直至燃料燃尽后测量水温。这样操作 (选填“是”或“不是”)可行的;
(3)这两个实验都需要控制相同的有 。
A. 液体种类
B. 燃料种类
C. 液体质量
D. 燃料质量
7.(2025-2026九上·江苏常州·期中)夏天中午,海边的沙子被晒得滚烫但海水却很凉;傍晚,海边的沙子较凉但海水却较暖和。对此,同学们提出猜想:可能是沙子吸热升温或放热降温都比水快。为了比较水和沙子吸热本领的大小,小明进行了如图所示的实验:
(1)安装如图所示实验器材时, (需要/不需要)点燃酒精灯;若发现温度计玻璃泡与烧杯底接触,应将 (A向上/B向下)调整;
(2)实验前应确保烧杯中的沙子和水的初温及 相同;在加热过程中,用搅拌棒不断搅动的目的是 ,沙子和水吸收的热量根据 (升高的温度/加热时间)判断;
(3)通过实验获得下表所示的实验数据:
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
沙子的温度/℃
10
18
26
34
42
50
水的温度/℃
10
14
18
22
26
30
①比较相同时刻的实验数据,可得结论:质量相等的沙子和水吸收相等的热量时,沙子升高的温度比水 ;由此证实猜想成立;
②比较第 min两个时刻的实验数据,可得结论:质量相等的沙子和水升高相等的温度,沙子吸收的热量 ,即不同物质的“吸热本领”是不同的。根据本实验的数据,沙子和水的比热容之比= 。
8.(2025-2026九上·江苏南京部分学校·期中)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验,实验时点燃燃料加热液体,在 (选填“相同时间后”或“燃料完全燃烧后”)来测量液体温度的;
(2)比较不同物质吸热升温的特点,应选择 两图进行实验,液体吸收热量的多少是通过 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的;
(3)使用第(2)题选择的两图装置进行实验,液体温度与时间的关系如图所示,若已知a、b两种常见液体中有一种是水,则另一种液体比热容为 。【水的比热容为】
(4)在图甲装置中,若燃料为酒精,烧杯内的液体为水,先测出水的质量和酒精燃尽时水升高的温度,再结合酒精的质量(不考虑酒精的蒸发)这一数据,计算出酒精的热值。通过实验算出的热值与实际相比 (选填“偏大”或“偏小”)。
9.(2025-2026九上·江苏淮安·期中)(多选)如图甲,小明用传感器比较不同物质的比热容:他用铁夹将温度传感器及分别盛有甲、乙两种液体的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头部分要与试管内的液体良好接触,两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连。打开红外加热器开关对盛有液体的试管进行加热,在计算机上可以得到相应的温度一时间实验图线。
(1)实验前,除让两个试管内的液体初温相同外,还必须控制它们的 相同;
(2)实验时,对两种物质加热相同的时间,通过比较 来比较它们的吸热本领;
(3)某次实验中,在计算机上得到的温度一时间实验图线如图乙所示。分析图像可知, (填“甲”或“乙”)液体的吸热本领强;
(4)若乙液体是水,则甲液体的比热容是 J/(kg·℃)[c水=4.2×103J/(kg·℃)];
(5)下列现象或做法中,利用水的比热容较大的特性的是______。
A. 沿海地区昼夜温差比内陆小
B. 汽车发动机用水作为冷却剂
C. 冬天暖气设备用水循环供暖
D. 同样的红墨水滴入热水中比滴入冷水中扩散得快
10.(2025-2026九上·江苏无锡·期中)在“探究不同物质吸热升温”的实验中,将A和B两种不同密度的液体分别装在两个相同的烧杯中,两杯液体的液面相平,如图甲所示。用红外灯加热,每隔2min记录一次温度。
(1)实验中,应调节两种液体到红外灯中心的距离 。两种液体吸收热量的多少就可以通过比较 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映;
(2)在实验操作的过程中有一处明显错误,你认为是 ;
(3)纠正错误后,根据记录的实验数据,绘制了如图乙所示的温度随时间变化关系的图像,在0-4min内, 升高的温度高;A、B两液体温度均升高到60℃, 吸收的热量多;由此可知 的吸热能力更强(以上均选填“A”或“B”);
(4)美丽的青岛依山傍海,气候与无大海和湖泊环绕的内陆城市相比存在明显差异。青岛和某一无大海和湖泊环绕的内陆城市年气温变化曲线如图丙所示,从图象丙可以看出,在一年中,青岛应该对应 (选填“a”或“b”)这条曲线。
考点4 探究影响物体动能的因素
1.(2025-2026九上·江苏无锡江南中学·期中)如图所示,在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一小木块在木板上向前移动一段距离S后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验,其中hA=hC>hB,mA=mB<mC。
(1)小钢球在滚下斜面的过程中,它的 转化为动能,其动能大小是通过 大小来反映的,如果水平面光滑,则不能达到探究目的,其原因是 ;
(2)分析比较甲丙两组实验可得结论: ;
(3)某学习小组同学做丙实验时小木块被撞后滑出木板,
A.同学建议换用表面相同但长度较长的木板
B.同学建议换质量较大的木块
C.同学建议换用质量比前两次实验较小的钢球
你认为不恰当的是 同学的建议;
(4)小明将实验进行了改装:如图丁所示,将同一木块放在弹簧原长处,用形状相同质量不同的实心塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度后放手,发现两球离开弹簧时的速度 (选填“相同”或“不同”),木块被推开的距离 (选填“相同”或“不同”)。
2.(2025-2026九上·江苏常州第二十四中学·期中)如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。小明同学让钢球分别从斜面由静止开始滚下,撞击木块。
(1)利用图中的器材可以探究物体动能的大小与物体 的关系,得到的结论是: 。
(2)该实验是通过观察 来判断 (选填“钢球”或“木块”)动能的大小。
(3)在探究动能的大小与质量关系时,当换用另一个钢球实验时,发现它将木块撞出了木板,要继续完成此实验,下列措施中可行的是: 。(选填序号)。
①降低第二次钢球的高度;②换质量更大的钢球;③换质量更小的钢球;
(4)实验中,钢球碰撞木块后继续向前运动,若水平面绝对光滑,则本实验将不能达到实验探究目的,其原因是 。
3.(2025-2026九上·江苏镇江·期中)为探究物体动能的大小与哪些因素有关,实验小组利用斜面、质量不同的钢球、木块等器材进行了如图所示的实验。
(1)实验中是通过观察 来判断 (填“木块”或“钢球”)的动能大小;下列实验中也用到此种方法的是 (填序号);
①探究声音的产生——发声的音叉插入水中激起水花;②探究杠杆平衡的条件;
(2)为了研究超速的安全隐患,我们应选择 两图所示实验来进行比较;
(3)小亮又把小车从斜面同一高度由静止释放,让其分别滑到铺有毛巾和玻璃的木板表面直到静止,两次在水平面上克服摩擦力做的功分别记为W毛巾、W玻璃,则W毛巾 W玻璃;(选填“>”、“=”或“<”)
(4)继续用图丁的实验装置来探究“动能与质量的关系”,先后把质量为m1、m2(m1>m2)的两个钢球将弹簧压缩相同的长度,由静止释放分别撞击静止在同一位置一木块(忽略钢球撞击木块前的能量损失且碰撞后钢球的能量全部传递给木块),木块移动的距离为s1和s2,则s1 s2(选填“>”,“<”或“=”);
(5)小亮还利用图戊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,两个相同的钢球A、B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,则A球和B球通过弧形槽的时间为t1和t2,则t1 t2(选填“>”、“=”或“<”)。
4.(2025-2026九上·江苏南京部分学校·期中)如图所示是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图,其中,。
(1)该实验是通过观察木块移动的距离来判断 (选填“钢球”或“木块”)动能的大小,本实验装置的水平面如果绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)由甲、乙两图可知,使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下,是为了研究动能大小与 的关系;比较甲、丙两图,可初步得出结论: 。
(3)甲、乙两次实验过程中木块克服摩擦力做功分别为和,则 (选填“>”“=”或“<”)。
(4)实验后,同学们联想到在交通事故中,造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”,进一步想知道,在影响物体动能大小的因素中,哪个对动能影响更大,于是利用实验器材进行了测定,得到数据如表:分析表中数据可知, (选填“速度”或“质量”)对物体的动能影响更大,即当发生交通事故时,由此造成的危害更严重。
实验序号
钢球的质量m/g
钢球到水平面的速度v/(cm/s)
木块被撞后运动的距离s/cm
1
30
2
4
2
30
4
16
3
60
2
8
5.(2025-2026九上·江苏连云港·期中)小明想研究汽车发生撞击时的动能大小对事故结果的影响,于是做了如图所示的实验。实验中通过 来反映球的动能大小;如果水平面光滑,则 (选填“能”或“不能”)完成本实验;用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。
6.(2025-2026九上·江苏徐州·期中)如图所示,物理实验小组“探究影响动能大小的因素”,虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
(1)实验所探究的是 (选填“木块”或“钢球”)的动能,通过观察木块移动的距离比较其动能的大小;
(2)不用木块,在桌面上铺一条毛巾, (选填“可以”或“不可以”)用钢球在毛巾表面滚动的距离来比较木块的动能大小;
(3)比较甲、乙两图探究的是动能与 的关系;
(4)若小球在下图的光滑轨道由A点静止开始滑下,沿轨道到达B点后离开,不计空气阻力,离开B点后最符合题意的运动轨迹是 (a/b/c/d)。
7.(2025-2026九上·江苏淮安·期中)小宇为了探究动能的大小与哪些因素有关,他设计了如图所示的实验:
(1)要探究动能与物体运动速度的关系应选用 图;(选填“甲”或“乙”或“丙”)
(2)乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是 ;
(3)本实验中是根据 来比较物体所具有动能的大小;
(4)同组的小华认为本实验不需要木块,直接根据小球滚过的距离长短来判断小球的动能大小,你的看法是 (“可行”或“不可行”),理由是 ;
(5)小红还想通过上述甲乙实验过程探究物体重力势能与高度的关系,小红的设想 (选填“可行”或“不可行”);
(6)若用A、B两个质量不同的小球,先后从相同高度由静止滚下,钻入并推动有底的纸盒移动相同距离,如图丙,由此能不能得出质量越大动能越大的结论? (选填“能”或“不能”),理由是 。
8.(2025-2026九上·江苏无锡·期中)如图所示是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图,其中mA=mB<mC,hA=hC>hB。
(1)实验中,探究的是 (选“钢球”或“木块”)的动能;
(2)实验中通过观察 来判断钢球的动能大小,这种研究问题的物理方法叫 ;
(3)为了研究动能大小与质量的关系,应选择 (选填“甲”“乙”“丙”)两图进行分析,由图可得结论是 ;
(4)甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中AB两球克服摩擦力做功分别为W1和W2,则W1 W2(选填“>”“=”“<”);
(5)某同学用如图所示的方法探究动能的大小与速度的关系,他将相同质量的钢球从不同高度(h2>h1)由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断钢球动能的大小,这种方法是 (选填“正确的”或“错误的”)。
9.(2025-2026九上·江苏苏州立达中学校·期中)如图为“探究动能大小与哪些因素有关”的实验情景,其中h1<h2,m1<m2,s1<s2<s3。
(1)实验中,探究的动能是指( )
A. 小球在斜面上的动能 B. 小球即将撞击木块时的动能
C. 小球撞击木块后的动能 D. 木块被小球撞击后的动能
(2)实验中,通过观察木块移动的距离长短,来得到结论的研究方法是 ;若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(3)为探究动能大小与质量的关系,应选择 两图;
(4)比较甲、乙两次实验可以得出的初步结论是 ;
(5)如图丁所示,小球从A点沿轨道AOB运动,图中虚线为其离开B点后的部分运动轨迹,则小球下滑时应满足的条件是 。
(6)A同学另外设计了如图戊所示装置:用小球将同一弹簧压缩后释放,将木块撞出一段距离,比较小球动能的大小,该装置不能用于探究动能大小与物体的 (选填“质量”或者“速度”)的关系。
10.(2025-2026九上·江苏苏州·期中)为了探究物体的动能大小跟哪些因素有关,同学们设计了如下实验。实验中让小车从斜面上某个高度由静止沿斜面滑下,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 的动能大小的;
(2)比较甲、乙两图,得到的结论是: ;
(3)实验中小车碰撞木块后和木块向前运动一段距离,则开始时小车的重力势能 (大于/等于/小于)木块克服摩擦力所做的功。
考点5 探究影响物体势能的因素
1.(2025-2026九上·江苏南通-11月·期中)如图,某兴趣小组将一张硬卡片对折,在开口的一边剪两个小豁口,然后套上橡皮筋,做成会跳的卡片。
(1)把卡片放在桌面上,A面朝 (选“上”或“下”)压平,使橡皮筋伸长, (选“迅速”或“缓慢”)松开手,观察卡片跳起。
(2)这个现象说明:橡皮筋对卡片做功,具有 能。
(3)为了增加卡片跳起的高度,可以 (选“增大”或“减小”)卡片的豁口深度。
2.(2025-2026九上·江苏常州·期中)同学们在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”时,把小桌放在平整的沙面上,让重物从高处落下,撞击桌面的中心部位,使桌腿陷入沙子,如图所示为实验过程中的有关情境。
(1)本实验探究的是 (重物/小桌)的重力势能;
(2)实验中通过 来判断物体重力势能的大小,这种研究方法叫 法;
(3)实验中可能出现桌脚陷入沙子中的深度不明显或桌脚陷入沙子中的深度差不明显的现象,针对这些现象,下列做法中最不具有操作性的是______;
A. 增大重物下落的高度
B. 增大前后两次实验重物的质量差
C. 测量前后两次桌脚陷入沙面的深度h(如图丁所示)
D. 每次实验前都松动沙子、平整沙面
(4)比较甲、乙两实验,可得结论: ,重力势能越大,若要探究重力势能与质量的关系,应比较 两实验;
(5)小明想用以上器材探究“动能的大小与哪些因素有关”,他的设想 (可行/不可行)。
3.(2025-2026九上·江苏南京部分学校·期中)如图所示,将弹簧、小车置于水平木板面上,被压缩后的弹簧将小车弹出,这一过程中,弹簧的弹性势能转化为小车的 能。实验表明,弹簧被压缩得越短,小车被弹开的距离越远,这说明,弹簧的弹性形变越大,弹性势能越 。小车在水平木板上运动时,所受重力对小车 (选填“做功”或“不做功”)。
4.(2025-2026九上·江苏苏州立达中学校·期中)“探究影响重力势能大小的因素”实验中,金属小球落下后原来平整的沙盘经过打击后如图所示。可知A、B、C三个金属小球中 球释放前重力势能最大;如果A球和B球质量相等,则刚开始落下时 球的高度要低些;小球在下落过程中,重力对小球做功大小与时间关系图应是 (选填“A”、“B”或“C”)。
A. B. C.
考点6 探究串并联电路中电流、电压的特点
1.(2025-2026九上·江苏无锡江南中学·期中)小红和小明一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。
(1)图甲是他们设计的电路图,图丙是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (填“A”“B”或“C”)处的电流,连好电路前开关必须处于 状态,发现电流表指针位置如图乙所示,原因是 ;正确调整后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是 ;
(2)如表是他们实验过程中测出的A、B、C三处的电流,小红根据数据得出一个初步结论: (只写表达式),小明认为这个实验还存在不足,应该进行的操作方法是更换 (选择“相同”或“不同”)规格的灯泡进行多次实验,目的是 。
0.24A
0.24A
0.48A
2.(2025-2026九上·江苏苏州·期中)小明做探究“串、并联电路电流及电压的特点”的实验。
(1)小明用图甲所示的电路探究并联电路中的电流特点:
①实验前,发现电流表指针的位置如图乙所示,应该 ;
②解决问题后闭合开关,此时电流表测的是 的电流;
③若想在图甲中只改动一根导线来测的电流,请在该导线上画“”,并改正;
(2)小明利用图丙探究串联电路中的电压特点:
①测量灯泡两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,若故障可能是由某只灯泡引起的,则发生故障的灯泡及故障类型是 ;
②在测量了灯两端的电压后,断开开关,然后电压表的接线从点换到点上,测量灯两端的电压,这一做法会造成 ;
③正确测出、、两端的电压分别为、、后,为使结论更具有普遍性,接下来不可行的操作是 ,继续实验。
A.交换两灯的位置 B.改变电池的节数
C.再串联一个小灯泡 D.换用不同规格的小灯泡
3.(2025-2026九上·江苏苏省宿迁泗阳县泗阳致远中学·期中)为了探究并联电路的电流规律,小星同学设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)图乙实物图中,电流表测量图甲中 处电流(选填“A”、“B”或“C”);
(2)图乙中移动一根导线就可以测量C处的电流,请你在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路 ;
(3)在测量电流的过程中,闭合开关前电流表的指针出现了如图丙所示的情况,出现该现象的原因是 ;
(4)在排除故障后,电流表测量C处电流的示数如图丁所示,则电流表的示数为 A;
(5)小星接着测量A、B两处电流并把数据记录在表中,如下表所示。他便得出结论:在并联电路中,干路电流 各支路电流之和(选填“大于”、“小于”或“等于”);同组的小正认为实验次数太少,应该更换 规格的小灯泡重复多次实验(选填“不同”或“相同”)。
A点的电流IA/A
B点的电流IB/A
C点的电流IC/A
第一次测量
0.66
0.42
试卷第1页,共3页
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专题05 实验题专项训练
6大高频考点
1. 探究杠杆的平衡条件
2. 探究滑轮组的机械效率
3. 探究不同物质吸热情况
4. 探究影响物体动能的因素
5. 探究影响物体势能的因素
6. 探究串并联电路中电流、电压的特点
考点1 探究杠杆的平衡条件
1.(2025-2026九上·江苏淮安·期中)如图小明不断改变钩码悬挂点位置和钩码数量,水平面上的轻质方形塑料板始终水平平衡,其中A、B、O、C、D五个点在同一水平线上,得出杠杆平衡条件: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,为了反驳此观点,小红设计了(a)和(b)两种方案,使塑料板始终水平平衡,关于这两种方案( )
A. 只有(a)能
B. 只有(b)能
C. (a)(b)都能
D. (a)(b)都不能
【答案】C
【详解】“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”,是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的;(a)中,动力作用点不同,支点到动力作用点的距离不同,但塑料板始终水平平衡,所以能反驳小明的观点;(b)中,动力作用点相同,动力方向不同,动力的大小不同,但塑料板始终水平平衡,所以能反驳小明的观点;故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
2.(2025-2026九上·江苏常州第二十四中学·期中)某科学兴趣小组在探究“杠杆平衡条件”的实验中。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 (选填“达到”或“没有达到”)平衡状态,应将杠杆左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样调节的目的是 ;
(2)如图乙所示,实验时,为便于测量力臂,应将弹簧测力计竖直向下拉动,若此时弹簧测力计的拉力逐渐增大到量程最大值仍不能使杠杆保持水平平衡,则下列操作不可能使杠杆水平平衡的是 ;
A.减少钩码的数量
B.将弹簧测力计的悬挂点向右移动
C.将弹簧测力计的悬挂点向左移动
D.将钩码的悬挂点向右移动
(3)另一小组实验时的情景如图丙所示,拉力F与杠杆的夹角为,小组同学多次实验后绘制了如图丁所示的拉力F(拉力F始终处于量程内)和夹角的关系图像,请你根据图像结合所学知识推测时对应的弹簧测力计的拉力 N;
(4)课后,第一小组同学换用如图戊所示的杠杆进行了深入探究,发现与前面的杠杆平衡条件的结论并不相符,其主要原因是: ;若将钩码的悬挂点由A移至C(钩码个数不变,O和B的位置也不变),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 达到 ② 左 ③ 消除杠杆自重对实验的影响,便于测量力臂 ④ C ⑤ 4 ⑥ 杠杆自身重力会对杠杆转动产生影响 ⑦ 变大
【详解】
(1)[1]杠杆处于静止或匀速转动状态时,我们说杠杆处于平衡状态;杠杆处于静止状态,说明达到平衡状态。[2][3]由图甲可知杠杆的右端下倾,所以应将平衡螺母向左移动,使杠杆在水平位置平衡,实验前使杠杆在水平位置平衡,此时杠杆的重心和支点在同一竖直线上,是为了消除杠杆自重对实验的影响,力臂在杠杆上,便于测量力臂。
(2)[4]A.减少钩码的数量,这样减小了阻力,阻力和力臂的乘积减小,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,这种方法可以使杠杆在水平位置平衡,故A不符合题意;B.将弹簧测力计的悬挂点向右移动,会使动力臂变大,动力和动力臂的乘积增大,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,在阻力和阻力臂不变的情况下,动力会变小,故B不符合题意,C.将弹簧测力计的悬挂点向左移动,会使动力臂变小,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,在阻力和阻力臂不变的情况下,动力会变大,故C符合题意;D.将钩码的悬挂点向右移动,会使阻力臂变小,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,在动力臂和阻力不变的情况下,动力会变小,故D不符合题意。故选C。
(3)[5]根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越大,拉力越小,当拉力方向与水平杠杆垂直时,动力臂最大,拉力最小,由图丁可知,时,对应的拉力最小,最小拉力;由数学知识:在含有30°角的直角三角形中,30°角对应的直角边的边长是斜边长的一半可知,当拉力和杠杆的夹角如图丁中为150°时,拉力的力臂与支点到拉力的作用点的连线构成的直角三角形是含有30°角的直角三角形,此时拉力的力臂是拉力与杠杆垂直时的力臂的一半,拉力和杠杆的夹角如图丁中为150°时,拉力的大小是时的拉力的2倍,所以推测时,对应的弹簧测力计的拉力为(4)[6]第一小组同学用图戊装置进行探究,把支点支在杠杆的一端,杠杆自身重力会对杠杆转动产生影响,在探究杠杆平衡条件时,应加上杠杆重力产生的使杠杆逆时针转动的效果。[7]由题意知,将钩码从A点移到C点,仍将钩码提升相同的高度,有用功不变,因为杠杆自身重力不变,提升的高度减小,额外功减小,因此杠杆的机械效率变大。
3.(2025-2026九上·江苏南京部分学校·期中)我国《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,它比阿基米德发现的杠杆原理要早约200年。关于秤的杠杆原理,学校物理兴趣小组针对杠杆的平衡条件进行了探究,并尝试制作了简易杆秤:
(1)杠杆静止时如图甲所示,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”),应向 (填“左”或“右”)调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(2)下表是小组成员记录实验数据的表格,该表格在设计上的不足之处是 ,纠正后,根据表中的数据初步得出杠杆的平衡条件: (用表格中的字母表示)。
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
0.2
1.0
0.1
2
1.5
0.2
1.0
0.3
3
2.0
0.15
1.5
0.2
(3)如图丙,小组成员根据杠杆的平衡条件制作了一个简易杆秤。下面是自制简易杆秤的部分过程:
①把小盆挂在槽A处作为秤盘,在槽B处系一根细线作为提纽,则简易杆秤支点是秤杆上的 。(填“A点”、“B点”、“O点”或“C点”);
②确定零刻度线位置O后,在秤盘中放500g砝码,手提提纽,并调节秤砣的位置使秤杆平衡。此时,标记秤砣细线在秤杆上的位置C,并记为500g。在O到C之间均匀地画上 条刻度线,每一格就表示50g。
【答案】(1)① 平衡 ② 右 (2)① 物理量没标单位 ② (3)① B ② 9
【讲解】(1) [1][2]实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,杠杆处于平衡状态,同时发现杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,要使其在水平位置平衡,应将杠杆平衡螺母向右调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2) [1]观察表格可知,表格中的动力、阻力、动力臂、阻力臂等物理量没有标注单位,这是表格设计上的不足之处。[2]根据表格数据发现:动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积,故杠杆的平衡条件是。
(3) [1]把小盆挂在槽A处作为秤盘,在槽B处系一根细线作为提纽,简易杆秤的支点是杆上的B点,因为杠杆绕着B点转动。[2]已知在秤盘中放500g砝码时,秤砣在C点使杆秤平衡,要在O到C之间均匀画刻度线,每一格表示50g,则从0g到500g之间的段数为段,刻度线的条数比段数少1,故在O到C之间应该均匀地画上9条刻度线。
4.(2025-2026九上·江苏徐州·期中)如图甲所示是小明探究“杠杆的平衡条件”的实验。
(1)将杠杆中点置于支架上,杠杆静止时,发现右端低、左端高。为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (左/右)调节;
(2)调节好后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码、在B点处挂 个钩码,杠杆恰好可以在水平位置平衡;
(3)保持图甲中左边钩码的个数和位置不变,在右端用弹簧测力计竖直向下拉杠杆。弹簧测力计从D点向支点O移动过程中(未到O点),杠杆始终保持水平平衡,大致可以反映拉力F的大小随它的力臂l变化的关系的是:______;
A. B.
C. D.
(4)小华利用图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与小明所得的杠杆平衡条件不相符。其原因是: 。
【答案】(1)左 (2)6 (3)B (4)杠杆自身重力影响
【讲解】(1) 将杠杆中点置于支架上,杠杆静止时,发现右端低、左端高,根据杠杆“左高左调,右高右调”的原则,可将杠杆两端的平衡螺母向左调节,让杠杆在水平位置平衡。
(2) 设杠杆一格的长度为L,一格钩码的重为G,根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2可得解得,因此在B点处挂6个钩码,杠杆恰好可以在水平位置平衡。
(3) 保持图甲中左边钩码的个数和位置不变,即阻力和阻力臂不变,弹簧测力计从D点向支点O移动过程中(未到O点),动力臂减小,根据F1l1=F2l2可知动力将变大,即测力计的示数变大,F和l成反比,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
(4) 通过图乙的装置可以看出,装置中支点不在杠杆的中点,杠杆左侧除了钩码的拉力还有杠杆重力的作用,无法排除杠杆自身重力对实验的影响,因此测出的拉力大小都与小明所得的杠杆平衡条件不相符。
5.(2025-2026九上·江苏淮安·期中)小明有一件重约15N的工艺品,用细线悬挂两端点A、B处于静止状态,如图甲所示。他想用平衡的知识,通过计算在A、B连线上找出O点的位置,以便用一根细线系在O点将工艺品悬挂起来,静止时如图乙所示,并计算出工艺品的重力。小明身边只有一把弹簧测力计(0~10N)、一把刻度尺和若干细线,他设计了如下实验,请完成以下实验步骤:
(1)取下工艺品,用刻度尺测出工艺品长度LAB= cm,如图丙所示;
(2)用弹簧测力计拉住A端,B端用细线悬挂,平衡时如图丁所示,此时弹簧测力计读数F1=8.0N;
(3)交换弹簧测力计和细线的位置,平衡时工艺品的位置也如图丁所示,弹簧测力计读数F2=6.0N;
(4)由此可以计算出该工艺品的重力G= N。
(5)计算出O点到端点A间的距离LOA= cm。
(6)反思:要准确找出O点的具体位置,除准确测量外,关键实验条件是 (只须写出一个条件即可)。
【答案】① 35.0 ② 14 ③ 15 ④ 杠杆平衡条件
【详解】
(1)[1]由于刻度尺的分度值是1cm,所以工艺品的正确长度为35.0cm,故读数为35.0cm。
(4)(5)[2][3]当以A端为动力作用点时,根据杠杆平衡条件知F1·LBA=G·LOB即8N×35.0cm=G×(35.0cm﹣LOA)①当以B端为动力作用点时,根据杠杆平衡条件知F1·LAB=G·LOA即6N×35.0cm=G×LOA②由① ②得,G=14N,LOA=15cm。
(6)[4]当要准确找出O点的具体位置,除准确测量外,关键实验条件利用杠杆平衡条件。
6.(2025-2026九上·江苏无锡·期中)在劳动实践课上,小晗体验了一下挑扁担,如图所示,并在老师的指导下,了解了许多挑肩担的技巧。课后,小晗想通过探究杠杆的平衡条件实验来验证这些技巧。实验使用的钩码质量均相等,杠杆上每格长度均相等。
(1)实验前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节。
(2)杠杆平衡后,小晗同学在图乙所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上 个钩码,使杠杆在 位置平衡。
(3)实验中保持阻力及阻力臂不变,多次改变动力与动力臂,收集数据并在坐标系中绘制出动力与动力臂的关系图像(如图丁所示),由图像分析可知:当 时,。
(4)如图丙所示,用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点B,杠杆都在水平位置平衡,弹簧测力计在a位置的拉力为,在b位置的拉力为,则 (选填“大于”“等于”或“小于”)。
(5)小晗学会的其中一条技巧是不用手扶,就可让肩担稳稳地横在肩上。根据上述结论,若想让肩担稳稳地横在肩上,较重的一端应该 (选填“靠近”或“远离”)肩膀。
【答案】(1)① 平衡 ② 右 (2)① 3 ② 水平 (3)0.5 (4)小于 (5)靠近
【讲解】(1) 杠杆的平衡状态包含静止状态和匀速转动状态,图甲中杠杆静止,所以处于平衡状态。杠杆左端下沉、右端上翘,按照“左低右调”的原则,应将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2) 如图乙,设每个钩码的重力为G,杠杆每个小格的长度为L,根据杠杆的平衡条件得解得,所以可在B位置挂3个钩码。实验要让杠杆在水平位置平衡,方便直接读取力臂。
(3) 保持阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,动力与动力臂的乘积是定值,由丁图可知当时,
(4) 如图丙所示,当弹簧测力计向右倾斜到b位置时,使杠杆仍然在水平位置平衡,此时钩码对杠杆的拉力和力臂不变,弹簧测力计拉力的力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,弹簧测力计的示数将变大,即。
(5) 把扁担看作杠杆,肩膀为支点,由杠杆平衡条件可知,在阻力与阻力臂的乘积一定时,阻力越大,阻力臂就要越小,较重一端货物的阻力更大,所以要减小这一侧的阻力臂,也就是让较重的一端靠近肩膀,扁担就能平稳地横在肩上。
7.(2025-2026九上·江苏苏州·期中)在探究杠杆的平衡条件实验中
(1)安装杠杆,将其放到水平位置后松手,发现杠杆右端下沉,如图甲,则应将平衡螺母向 调节,直到杠杆在水平位置平衡,这样做可以排除 对实验的影响;
(2)测力计倒置使用时的一种校零方法是:取两个弹簧测力计,先竖直校零后,按图乙所示方式竖直放置,钩对钩拉到某一数值,这时上下两测力计示数略有差别,根据 (相互作用力/二力平衡)的知识,只需调整下面的弹簧测力计,使它们示数相等即可;
(3)如图丙,在A点挂3个重力均为0.5N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为 N;若始终垂直于杠杆向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度(如图丁),此过程中,弹簧测力计的示数 (变大/变小/不变);
(4)实验中小明发现用图戊所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置平衡,但老师建议不宜采用这种方式,其主要原因为__________。
A. 杠杆不平衡
B. 不方便测量力臂
C. 力和力臂数目过多,不易得出结论
【答案】(1)① 左 ② 杠杆自重 (2)相互作用力 (3)① 2 ② 变小 (4)C
【讲解】(1) [1]当杠杆右端下沉时,说明杠杆的重心偏右,需要将平衡螺母向左调节,使杠杆在水平位置平衡。[2]杠杆在水平位置平衡的,使杠杆重心通过支点,排除杠杆自重对实验的影响。
(2) 图乙所示方式竖直放置,钩对钩拉到某一数值,根据力的相互性,上面弹簧对下面弹簧的拉力,等于下面弹簧对上面弹簧的拉力,这两个力作用在两个物体上,只需调整下面的弹簧测力计,使它们示数相等即可。
(3) [1] A 端拉力为弹簧测力计示数为,每一格长度为l,根据杠杆平衡条件得, 解得,即弹簧测力计的示数为2N。[2]由图丁可知,动力的力臂不变,阻力的大小不变,但阻力臂在减小,根据杠杆平衡条件得,杠杆要保持平衡,需要减小动力,故弹簧测力计的示数会变小。
(4) 图戊所示的方式悬挂钩码时,杠杆也能在水平位置平衡,杠杆左侧受到三个力的作用,存在三个力臂,而右侧还有一个力的作用,存在一个力臂,在这个实验中,涉及了多个力和力臂,不易得出结论,故AB不符合题意,C符合题意。故选C。
8.(2025-2026九上·江苏苏省宿迁泗阳县泗阳致远中学·期中)【探究名称】探究杠杆的平衡条件
【问题】小明家里有一杆秤如图甲所示,他发现小小的秤砣却能称量很重的物体,由此引起了他探究杠杆平衡条件的兴趣,于是他利用如图乙所示的装置开始了探究(实验中所用钩码均相同,杠杆质量均匀,相邻刻度线之间的距离相等)。
【证据】(1)实验前将杠杆放置在水平桌面上,杠杆静止时如图乙所示,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态,接下来应将杠杆的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆水平平衡;
(2)实验前要调整杠杆水平平衡,这样做的目的是便于 ;
(3)调节杠杆水平平衡后﹐在杠杆两侧悬挂不同数量的钩码并移动钩码的位置,使杠杆重新水平平衡,测得的实验数据如表。
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
__________
3
10
【解释】
(1)分析数据可知,杠杆的平衡条件是 (用字母表示);
(2)请将表格横处的内容补充完整: 。
【交流】
(1)图丙中杠杆恰好处于水平位置平行,在A点下方再加挂2个相同的钩码,为使杠杆保持水平平衡,可以将挂在B点的钩码向右移动 格;
(2)在进行图丁所示的实验的过程中,将弹簧测力计由竖直方向向左偏移时,保持杠杆水平平衡,发现测力计的示数增大,原因是 。
【答案】① 平衡 ② 左 ③ 测量力臂 ④ ⑤ 15 ⑥ 2 ⑦ 弹簧测力计拉力的力臂减小
【详解】
(1)[1]实验前,把杠杆中心支在支架上,杠杆在图-1所示的位置静止,此时杠杆是平衡状态.。[2]杠杆静止在图-1所示位置,杠杆左端偏高,应将杠杆右端的螺母向左端移动,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[3]实验前把杠杆中心支在支架上,调节杠杆在水平位置平衡,此时力臂在杠杆上,目的是方便测量力臂。【解释】
(1)[4]由表中的数据可得由此可得杠杆的平衡条件(2)[5]由杠杆的平衡条件可得解得。【交流】
(1)[6]设每个钩码的重力为G,每个小格的长度为L,图丙中杠杆恰好处于水平位置平行,在A点下方再加挂2个相同的钩码,为使杠杆保持水平平衡,由杠杆的平衡条件可得,右侧钩码的力臂可以将挂在B点的钩码向右移动2个格。
(2)[7] 将弹簧测力计由竖直方向向左偏移时,要保持杠杆仍在水平位置平衡,则拉力F将变大,这是因为,阻力阻力臂不变,当拉力由竖直变成倾斜时,拉力F力臂变小,杠杆的平衡条件可知,相应的拉力会变大,这样才能继续平衡。
9.(2025-2026九上·江苏常州·期中)杆秤是我国传统的度量衡工具,项目小组开展自制杆秤的实践活动。
(一)夸克组依据“探究杠杆的平衡条件”实验进行制作:
①选取器材:筷子、小盘、细绳、笔、秤砣以及10g钩码若干;
②组装:将小盘固定在A处作秤盘;在筷子上系上绳子作为提纽,调整悬点P的位置,使筷子在水平位置平衡(未挂秤砣),再固定好P点;
③定标:秤盘中放置10g钩码,挂上秤砣并移动秤砣使秤杆水平平衡,秤砣所在位置标记为“10”;按上述方法继续加放钩码,标记其余刻度;
(1)在步骤②中,使筷子在水平位置平衡的目的是: ;
(2)如图甲所示,C处标记示数为10g,测得PA长5.00cm,PC长2.50cm,则秤砣的质量 g,测得AB总长为25.00cm,此杆秤的最大称量值为 g;
(3)某次使用时,不小心在秤砣上粘上了一点橡皮泥,测得物体测量为50g,则物体的真实质量 (大于/等于/小于)50g;
(二)黑洞组依据见过的杆秤实物进行制作:
ⅰ选取器材:筷子、小盘子、细绳、笔、秤砣以及10g钩码若干;
ⅱ组装:将小盘固定在A处作秤盘;在筷子上某处Q点系牢绳子作为提纽;
ⅲ定标;如图乙所示,秤盘中不放物体,挂上秤砣并调节秤砣位置到D点时,秤杆刚好水平平衡;再在秤盘中放置10g钩码作为重物,移动秤砣使秤杆水平平衡,秤砣所在位置标记为“10”;按上述方法继续加放钩码,标记其余刻度;
(4)此杆秤的0刻度线在 点;
(5)若某次称量时,秤尾(秤杆右端)有些翘起就读数,则所测结果 真实值。若由于绳结松动,提纽略偏移到了Q点左侧,则所测结果 真实值;(均选填“大于/等于/小于”)
(6)若夸克组和黑洞组使用的器材均相同,则黑洞组制作的杆秤的量程 (大于/等于/小于)夸克组制作的杆秤的量程。
【答案】① 便于测量力臂,而且能消除筷子自重对平衡的影响 ② 20 ③ 80 ④ 大于 ⑤ D ⑥ 小于 ⑦ 小于 ⑧ 大于
【详解】[1使筷子在水平位置平衡,此时力臂在筷子上,目的是便于测量力臂,而且能消除筷子自重对平衡的影响。[2]已知C处标记10g,即m物=10g,物体的力臂PA=5.00cm,秤砣的力臂PC=2.50cm。根据杠杆平衡条件得,m物×PA=m0×PC代入数据得10g×5.00cm=m0×2.50cm解得m0 = 20g。 [3]最大称量时,秤砣移到最右端B点,AB=25.00cm,所以秤砣的力臂PB=AB-PA=25.00cm-5.00cm=20.00cm根据杠杆平衡条件得,m最大×PA =m0×PB,即m最大×5.00cm=20g×20.00cm解得m最大=80g。[4]秤砣上粘了橡皮泥,秤砣质量m0变大。测量时,根据m物×PA=m0×L,m0变大,m物和PA不变,L变小,而刻度是按原来的秤砣标的,所以读数会偏小,真实质量大于测量的50g。 [5]秤盘中不放物体时,秤砣在D点时杠杆平衡,所以0刻度线在D点。 [6]秤尾翘起就读数,说明秤砣的力臂不够长,根据m物×QA=m0×L,QA和m0不变,L小了,m物就小了,所以测量结果小于真实值。[7]提纽偏到Q点左侧,此时物体的力臂QA变小了。根据m物×QA =m0×L,QA变小,m0和m物不变,L会变小,所以测量结果小于真实值。 [8]两组器材相同,秤砣质量m0、AB长度相同。量程由最大称量决定,PB<QB、PA>QA,根据可得,黑洞组制作的杆秤的量程大于夸克组制作的杆秤的量程。
10.(2025-2026九上·江苏无锡江南中学·期中)在探究杠杆平衡条件的实验中,每个钩码重1N。
(1)实验前杠杆如图甲所示,需将平衡螺母向 调节,使杠杆处于水平位置平衡;
(2)杠杆平衡后如图乙所示在杠杆B点挂3个相同的钩码,则在杠杆的D点挂 个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡;
(3)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂和动力数据绘制了的关系图像,如图丙所示。由图像推算,当为0.6m时,为 N;
(4)某实践小组用正中间开孔的直尺、带挂钩的重物A、水和两个可读取液体体积的相同容器等,制作了可测算液体密度的装置。使用前,需将两容器挂在直尺两端固定的挂钩上,调节两端平衡螺母使直尺水平平衡,再将重物A挂在开孔处的“0g”刻度线处,某次使用时,小明向左侧容器中倒入体积V=30mL的水,再向右侧容器中倒入相同体积的待测液体,通过向右移动重物A,使直尺再次水平平衡(左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物A所示质量之和),如图所示:
①他根据相关数据,算出了该液体的密度 ;
②依照他的做法,不同的待测液体密度与重物A所示质量m满足一定的函数关系,图中线 符合此关系;
③对小明的某些做法进行调整,可使该装置的测量范围变为,且通过将重物A从“0g”移动到“10g”的过程来实现,请具体描述如何调整: 。(写出一种方法即可)
【答案】(1)右 (2)4 (3)0.5 (4)① 0.7 ② b ③ 右侧容器装水,左侧容器装待测液体,且容器的体积为50mL
【讲解】(1) 杠杆左端下沉,说明左端偏重,应将杠杆左端的平衡螺母向右调节,才能使得杠杆在水平位置平衡,方便测量力臂。
(2) 如图乙所示,设杠杆上一格的长度为l,每个钩码重1N,根据杠杆平衡条件解得,即在杠杆的D点挂4个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡。
(3) 取图丙中一组数据,当时,,根据,则有,因保持B点钩码数量和力臂不变,当为0.6m时,则有解得
(4) [1]由图可知,重物A对应的刻度为9g,即,又因左右两侧液体体积相等,即。左侧容器内水的质量等于右侧容器内的液体质量与重物A所示质量之和,根据公式,则有代入数据,解得[2]由题意可知,,变形可得液体的体积和水的密度一定,由公式可知,待测液体的密度与重物为一次函数关系,且重物A质量越大,待测液体密度越小。因此图中线b符合此关系。[3]由小明原做法,可得 即液体密度的测量范围小于水的密度。要使该装置的测量范围变大为,可调换左右两侧水和液体的位置。调换后,即根据题意,,取测量液体密度最大值时,解得,因此调整措施为:右侧容器装水,左侧容器装待测液体,且容器的体积为50mL。
考点2 探究滑轮组的机械效率
1.(2025-2026九上·江苏镇江·期中)某实验小组在测滑轮组机械效率的实验装置如图所示,得到的数据如表所示。
序号
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.6
0.4
62.5%
3
6
0.1
2.5
(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升,且在 (选填“静止”或“拉动”)时读数,否则计算出的机械效率偏 ;
(2)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为绳端移动距离s= m,机械效率η= %;
(3)比较第1次实验和第3次实验可得出结论: ;
(4)根据所学知识,滑轮组的机械效率还与绳重和摩擦有关,分析图中的A点可知,被提升物体所受的重力一定大于 N。
【答案】(1)① 拉动 ② 大 (2)① 0.3 ② 80 (3)使用同一滑轮组,提升的物体重力越大,机械效率越高 (4)12
【讲解】(1) [1][2]实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升,此时钩码受力平衡,拉力等于重力。如果测量中弹簧测力计静止时读数,不用克服绳子与滑轮之间的摩擦,会导致额外功偏小,测量的机械效率偏大。
(2) [1]第1次实验中绳末端移动的距离是钩码移动距离的3倍,用第1次实验中使用的装置做第3次实验,第3次实验中绳端移动距离[2]第3次实验中的机械效率为
(3) 第1次实验和第3次实验使用的是同一滑轮组,第3次实验中提升的物体重力更大,机械效率更高,故可得:使用同一滑轮组,提升的物体重力越大,机械效率越高。
(4) 根据图丙可知,当动滑轮重为4N时,滑轮组的机械效率为75%,若忽略绳重和摩擦,滑轮组的机械效率被提升物体所受的重力但由于绳重和摩擦的存在,额外功变大,根据可知,在机械效率不变时,额外功增大,有用功也增大,若提升相同高度,物体的重力会大于12N。
2.(2025-2026九上·江苏苏省宿迁泗阳县泗阳致远中学·期中)小华用如图装置探究滑轮组的机械效率,实验数据记录如下:
次数
物重G/N
物体上升高度h/m
拉力F/N
机械效率
1
1.0
0.1
0.5
66.7%
2
1.5
0.1
0.7
71.4%
3
2.0
0.1
0.8
(1)实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计;
(2)第3次实验的机械效率为 %;
(3)分析数据可知,提高同一滑轮组的机械效率,可以采用的措施是 物重(填“增大”或“减小”);
(4)在一次测量中,小华将同一重物提升到更高的位置,其他条件不变,该滑轮组的机械效率 (填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】① 匀速 ② 83.3% ③ 增大 ④ 不变
【详解】
(1)[1]实验中应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,测力计示数才等于拉力的大小。
(2)[2]图中绳子的有效段数为n=3,第3次实验的机械效率(3)[3]纵向分析表中数据可知,同一滑轮组提升物体的重力越大,机械效率越高,故提高同一滑轮组的机械效率,可以采取的措施是增加提升物体的重力。
(4)[4]根据(2)知,滑轮组的机械效率为与提升的物体的高度无关,小华用该滑轮组再次匀速提高同样多的钩码,但钩码上升的高度比原来高,则该滑轮组的机械效率将不变。
3.(2025-2026九上·江苏南京部分学校·期中)在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如表:
次数
钩码重/N
钩码上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率/%
1
2
10
0.8
30
83.3
2
4
10
1.5
30
88.9
3
6
10
2.2
30
90.9
(1)实验中要 拉动弹簧测力计,使钩码升高;
(2)分析以上实验数据可以得出结论:同一滑轮组的机械效率与 有关;
(3)小明进一步研究时,先测出了动滑轮的重力,再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值ΔW(ΔW=W总-W有-W动),发现钩码的重力越大,ΔW (越大/越小/不变),请用所学知识进行解释: ;
(4)另一实验小组改变动滑轮的重力,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出图像丁。分析可知:被提升物体的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组机械效率越 (高/低);分析图像丁中的A点可知,此时被提升物体的重力 。
A.一定大于12N B.等于12N C.一定小于12N
【答案】(1)匀速竖直向上 (2)被提升物体的重力 (3)① 越大 ② ΔW=W总-W有-W动,其中ΔW是克服绳重和摩擦所做的额外功。当钩码重力越大,绳子受到的拉力越大,绳与滑轮间的摩擦力越大;而绳子移动的距离(弹簧测力计上升距离)不变,根据W=fs,克服摩擦做的功越多,因此ΔW越大。 (4)① 低 ② A
【讲解】(1) 实验中要匀速竖直向上拉动弹簧测力计,使钩码升高。此时钩码做匀速直线运动,受力平衡,弹簧测力计的示数稳定且等于拉力的大小。
(2) 分析实验数据可知,同一滑轮组,钩码重(被提升物体的重力)不同,机械效率不同。同一滑轮组的机械效率与被提升物体的重力(钩码重)有关。
(3) [1][2]略。
(4) [1]被提升物体的重力相同时,动滑轮越重,额外功(克服动滑轮重力的功)越多,有用功不变,总功W总=W有+W额越大,由可知,机械效率越低。[2] 由图象可知当G动=4N时,η=75%,若不计绳重和滑轮轴处摩擦,根据故有解得G物=12N。根据,当机械效率不变时,若考虑绳重和滑轮轴处摩擦,额外功会变大,则有用功也会变大,当物体提升高度不变时,物体的重力会变大,即物重应大于12N,故BC不符合题意,A符合题意。故选A。
考点3 探究不同物质吸热情况
1.(2025-2026九上·江苏南京部分学校·期中)如图是探究“比较水和煤油吸收热量时温度升高快慢”的实验装置,该实验运用了控制变量法,下列对各个步骤中的控制变量要求不正确的是( )
A. 酒精灯火焰大小必须相同
B. 水和煤油的初温必须相同
C. 水和煤油质量必须相同
D. 盛放水和煤油的容器必须相同
【答案】B
【详解】A.实验中相同的热源,酒精燃烧在相同的时间内放出热量相同,酒精灯火焰大小必须相同,故A正确,不符合题意;B.实验中加热相同的时间,比较升高的温度比较液体的吸热能力,水和煤油的初温不一定必须相同,故B错误,符合题意;C.实验采用的是控制变量法,实验中必须要控制水和煤油的质量相同,故C正确,不符合题意;D.实验中应该采用相同的容器,这样容器的吸热情况相同,故D正确,不符合题意;故选 B。
2.(2025-2026九上·江苏苏省宿迁泗阳县泗阳致远中学·期中)如图是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的两组实验装置。下列说法正确的是( )
A. 如图1,沙子吸热升温快,说明沙子吸热能力强
B. 如图2,必须控制酒精和碎纸片燃烧相同时间
C. 每组实验中,被加热的物质质量均应相等
D. 每组实验中,都根据温度计的变化来比较杯中物质吸热的多少
【答案】C
【详解】A.如图1,沙子吸热升温快,根据Q=cmΔt可知,吸收相同的热量,升温快的比热容较小,因此说明沙子吸热能力弱,故A错误;B.如图2,比较不同燃料燃烧时放出的热量,根据控制变量法,相同质量的燃料加热相同质量的水,通过水升高的温度比较吸收的热量,即放出热量的多少,从而判断热值,因此应必须控制酒精和碎纸片燃烧完全燃烧,故B错误;C.根据控制变量法,无论探究不同物质吸热能力,还是比较不同燃料燃烧时放出的热量,每组实验中,都应控制被加热的物质质量均应相等,通过水升高的温度比较吸收的热量,从而作出判断,故C正确;D.探究不同物质吸热升温的现象也可以通过升高相同的温度比较加热时间的长短来比较杯中物质吸热的多少,故D错误。故选C。
3.(2025-2026九上·江苏常州第二十四中学·期中)在“探究不同物质吸热升温现象”的实验中,将质量和初温相同的 a、b 两种液体分别倒入相同容器中,用相同的热源加热,如甲、乙两图所示。每隔相同时间,测量液体的温度,并根据记录的数据画出温度随加热时间变化的图像,如图丙所示 。
(1)两种液体吸收热量的多少可通过 (选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较;不计热量损失,加热相同时间后,液体a增加的内能 液体b增加的内能;
(2)由 a、b 两种液体沸腾前的温度与加热时间的关系图像可知:若升高相同的温度(均未达到沸腾),液体 吸收的热量更多。若自制一个暖手袋,若只能从液体 a或b中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,应选择液体 ;
(3)小明认为利用此装置还可以比较相等质量不同燃料燃烧时放出的热量关系,于是增加了装置丁,向容器内倒入的液体 a 与甲、乙装置中的液体质量 (选填“相等” 或“不相等”),燃烧相同质量的碎纸片后应与图 所示的实验相比较;
(4)除了图中已经呈现的器材,还需要用到其它测量工具。两个实验都还要用到的其它测量工具是 。
【答案】① 加热时间 ② 等于 ③ b ④ b ⑤ 相等 ⑥ 甲 ⑦ 天平
【详解】
(1)[1][2]相同热源相同时间内放出的热量相等,两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较,采用了转换法。不计热量损失,加热相同时间后,液体吸收的热量相同,液体a增加的内能等于液体b增加的内能。
(2)[3][4]分析图像可知,沸腾前,若使两者升高相同的温度,则b加热时间长,说明b吸收的热量较多,b的比热容较大,应选择液体b装入暖手袋中作为供热物质。
(3)[5][6]利用上述装置探究不同燃料燃烧时放出的热量与燃料种类的关系。根据控制变量法可知,应用质量相同的不同燃料加热质量相等的同种液体,待燃料耗尽时,通过液体升高温度的多少来比较燃料放出热量的多少。所以,向容器内倒入的液体a与甲、乙装置中的液体质量相等,燃烧相同质量的燃料后应与图甲所示的实验相比较。
(4)[7]探究不同物质吸热升温现象的实验中,还需要用到秒表和天平;比较不同燃料燃烧时放出的热量关系的实验中,还需要用到天平;所以,两个实验都还要用到的其它测量工具是天平。
4.(2025-2026九上·江苏徐州·期中)如图所示,某实验小组“探究不同物质的吸热升温的现象”,用红外灯加热 相同的水和沙子,水和沙子吸收热量的多少通过 来反映;若升高相同的温度, 需要的加热时间长。
【答案】① 质量 ② 加热时间 ③ 水
【详解】[1][2]根据控制变量法,应在两个相同的杯子中分别装有质量相等的水和沙子,用红外灯加热,根据转换法,在加热相同时间内水和沙子吸收的热量相同,因此水和沙子吸收热量的多少通过加热时间来反映。[3]由于水的比热容较大,因此使质量相同的水和沙子升高相同的温度,水需要吸收的热量较多,所以水需要的加热时间长。
5.(2025-2026九上·江苏丹阳高中学·期中)某同学在“探究不同物质吸热情况”的实验中,将水和煤油分别装在两个相同的烧杯中,用相同的酒精灯加热,每隔1min记录一次温度。
(1)图甲是实验时的情景,水和煤油液面相平,其中有一处明显错误,请指出错误之处: ;
(2)纠正错误后,若被加热物质单位时间内吸收热量相同,则实验中用加热时间可反映物质 ;
(3)图乙中,若图线②反映水的温度随时间的变化规律,则图线 (填序号)可以反映煤油的温度随时间的变化规律。加热过程中,酒精灯内酒精的热值 (填“变大”、“不变”或“变小”);
(4)如图丙为电极式电热水袋外形图,如图丁是其内部结构示意图,热水袋内有两根棒状金属电极,在通电的情况下,电流从一个电极经过液体传导至另一个电极,利用电流的 效应加热液体。使用前先在热水袋内灌入水,再加盐。加水目的:利用水的 ,使用时暖手效果更好;加盐目的:减小液体的 来增大电流。
【答案】① 没有控制液体的质量相同 ② 吸热的多少 ③ ① ④ 不变 ⑤ 热 ⑥ 比热容较大 ⑦ 电阻
【详解】
(1)[1]要探究不同物质的吸热能力,需要控制液体的质量相同,图甲中液面相平,液体的体积相同,由于液体的密度不相同,根据知液体的质量不相同,故甲图中的错误是没有控制液体的质量相同。
(2)[2]根据转换法,加热过程中,水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的。
(3)[3]可观察图像,在加热时间相同的情况下,① 的温度变化量大,故① 的吸热能力弱。又因② 是水的温度随时间的变化规律图像,水的比热容又大于煤油的比热容,故① 为煤油。[4]热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,所以加热过程中,其热值大小不变。
(4)[5]热水袋内有两根棒状金属电极,在通电的情况下,电流从一个电极经过液体传导至另一个电极,电流会产生热量,这是利用电流的热效应加热液体。[6]因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以使用前先在热水袋内灌入水。[7]水中加盐,可以减小液体的电阻,根据欧姆定律可知,可以增大电路中的电流。
6.(2025-2026九上·江苏镇江·期中)小亮利用如图装置,可完成以下两个探究实验:“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”。
(1)在“探究不同物质吸热升温的现象”的实验中,甲、乙虚线中应选择的器材组合分别是 和 (选填“A”、“B”、“C”、“D”),物质吸收热量的多少通过 (选填“加热时间”或“温度计升高的示数”)来反映。某次实验后,他又绘制了如图E所示的图像,请根据所给信息判断 (选填“A”或“B”)表示的是水的温度变化图像,A物质的比热容是 J/(kg·℃);[水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)在“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”实验中,实验前,应控制烧杯中被加热物质 (选填“质量”或“体积”)相同,实验中是通过 (选填“加热时间”或“温度计升高的示数”)来表示酒精和碎纸片放出热量的多少。所以,实验中两杯水的初温可以不同。若实验过程中燃料还未燃尽时,某一烧杯内水就沸腾了,此时立即在该烧杯中添加了少量水继续实验,直至燃料燃尽后测量水温。这样操作 (选填“是”或“不是”)可行的;
(3)这两个实验都需要控制相同的有 。
A. 液体种类
B. 燃料种类
C. 液体质量
D. 燃料质量
【答案】(1)① B ② C ③ 加热时间 ④ B ⑤ (2)① 质量 ② 温度计升高的示数 ③ 不是 (3)C
【讲解】(1) [1][2]为了比较不同物质的吸热本领的大小,需要燃烧相同的燃料,加热相同的时间,比较质量和初温相同的不同液体升高的温度,应选择B、C两套装置。[3]在实验中,使用相同的加热器,加热时间越长,物质吸收的热量就越多,所以物质吸收热量的多少通过加热时间来反映。[4]据图E可知给AB两种物质加热相同的时间,即吸收的热量,B物质升高的温度小于A物质升高的温度,说明B物质的吸热能力强,因此B物质是水。[5]图中AB两物质均加热5min,A物质升高的温度为40℃,B物质升高的温度为20℃,两种物质吸收的热量相同,即解得
(2) [1][2]探究不同燃料放热能力的实验中需要控制被加热物质的质量和初温相同,通过比较被加热物质升高的温度,即温度计升高的示数来得到燃料的放热能力,被加热物质升高的温度越高,说明燃料燃烧放出的热量越多。[3]因为添加水后,水的质量改变了,而实验需要控制水的质量相同,这样会导致实验变量不唯一,无法准确比较燃料放出热量的多少,所以不可行。
(3) 实验一“探究不同物质吸热升温的现象”需要控制液体质量相同;实验二“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”也需要控制液体质量相同。所以这两个实验都需要控制相同的是液体质量,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
7.(2025-2026九上·江苏常州·期中)夏天中午,海边的沙子被晒得滚烫但海水却很凉;傍晚,海边的沙子较凉但海水却较暖和。对此,同学们提出猜想:可能是沙子吸热升温或放热降温都比水快。为了比较水和沙子吸热本领的大小,小明进行了如图所示的实验:
(1)安装如图所示实验器材时, (需要/不需要)点燃酒精灯;若发现温度计玻璃泡与烧杯底接触,应将 (A向上/B向下)调整;
(2)实验前应确保烧杯中的沙子和水的初温及 相同;在加热过程中,用搅拌棒不断搅动的目的是 ,沙子和水吸收的热量根据 (升高的温度/加热时间)判断;
(3)通过实验获得下表所示的实验数据:
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
沙子的温度/℃
10
18
26
34
42
50
水的温度/℃
10
14
18
22
26
30
①比较相同时刻的实验数据,可得结论:质量相等的沙子和水吸收相等的热量时,沙子升高的温度比水 ;由此证实猜想成立;
②比较第 min两个时刻的实验数据,可得结论:质量相等的沙子和水升高相等的温度,沙子吸收的热量 ,即不同物质的“吸热本领”是不同的。根据本实验的数据,沙子和水的比热容之比= 。
【答案】(1)① 需要 ② A向上 (2)① 质量 ② 使水和沙子受热均匀 ③ 加热时间 (3)① 高 ② 1和2 ③ 少 ④ 1∶2
【讲解】(1) [1][2]按规范要求,要使酒精灯的外焰加热,调节铁圈的高度时,需要点燃酒精灯;由于温度计的玻璃泡碰到了烧杯底,需要将温度计向上调整,即将A处向上调整。
(2) [1]根据比较不同物质吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,故在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的沙子和水两种物质。[2]为了使水和沙子能均匀受热,应使用搅拌棒进行搅拌。[3]由于使用相同的加热装置,则水和沙子吸热的多少是通过加热时间来反映的,加热时间越长,吸收的热量越多,这种方法叫转换法。
(3) ①[1]由表格数据可知,加热相同时间,沙子和水吸收的热量相同,沙子温度升高的较高,说明沙子吸热能力较弱。② [2][3]由表格数据可知,升高8℃,沙子用时1min,水用时2min(升高16℃,沙子用时2min,水用时4min),可得质量相同的水和沙子,升高相同的温度,沙子加热时间短,吸收的热量少,可知不同物质的“吸热本领”是不同的。[4]根据,在质量和吸收热量相同的情况下,升高的温度与比热容成反比,结合题目所给表格可得,沙子和水的比热容之比为
8.(2025-2026九上·江苏南京部分学校·期中)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验,实验时点燃燃料加热液体,在 (选填“相同时间后”或“燃料完全燃烧后”)来测量液体温度的;
(2)比较不同物质吸热升温的特点,应选择 两图进行实验,液体吸收热量的多少是通过 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的;
(3)使用第(2)题选择的两图装置进行实验,液体温度与时间的关系如图所示,若已知a、b两种常见液体中有一种是水,则另一种液体比热容为 。【水的比热容为】
(4)在图甲装置中,若燃料为酒精,烧杯内的液体为水,先测出水的质量和酒精燃尽时水升高的温度,再结合酒精的质量(不考虑酒精的蒸发)这一数据,计算出酒精的热值。通过实验算出的热值与实际相比 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)① 甲、乙 ② 燃料完全燃烧后 (2)① 甲、丙 ② 加热时间 (3) (4)偏小
【讲解】(1) [1]比较不同燃料的热值,根据控制变量法可知,应该给相同质量的同种液体加热,且选用质量相同、种类不同的燃料,故选择甲、乙两图进行实验。[2]要让燃料完全燃烧,才能比较其放出热量的多少,所以是在燃料都烧完后,通过比较液体升高的温度来判断燃料放出热量的多少,液体升高的温度越高,根据可知,在液体质量和比热容相同的情况下,越大,说明燃料放出的热量越多,其热值越大。
(2) [1]比较不同物质吸热升温的特点,应该使燃料相同,被加热的液体种类不同,故选择甲、丙两图进行实验。[2]实验中加热装置完全相同,相同时间内放出的热量相同,故实验中通过加热时间来反映液体吸收热量的多少。
(3) 由图可知,在相同的加热时间内(即吸收相同的热量),a液体升高的温度比b液体升高的温度大。根据可知,质量相同的不同物质,吸收相同的热量时,比热容越大,升高的温度越小。因为水的比热容较大,所以b液体是水,a液体是另一种液体。由图可知,加热相同时间,即两种液体升高的温度,吸收热量相等所以
(4) 在实验过程中,酒精燃烧放出的热量并没有全部被水吸收,有一部分热量散失到空气中,还有一部分被烧杯等容器吸收。根据计算出的水吸收的热量小于酒精完全燃烧放出的实际热量,再根据计算出的酒精热值会比实际值偏小。
9.(2025-2026九上·江苏淮安·期中)(多选)如图甲,小明用传感器比较不同物质的比热容:他用铁夹将温度传感器及分别盛有甲、乙两种液体的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头部分要与试管内的液体良好接触,两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连。打开红外加热器开关对盛有液体的试管进行加热,在计算机上可以得到相应的温度一时间实验图线。
(1)实验前,除让两个试管内的液体初温相同外,还必须控制它们的 相同;
(2)实验时,对两种物质加热相同的时间,通过比较 来比较它们的吸热本领;
(3)某次实验中,在计算机上得到的温度一时间实验图线如图乙所示。分析图像可知, (填“甲”或“乙”)液体的吸热本领强;
(4)若乙液体是水,则甲液体的比热容是 J/(kg·℃)[c水=4.2×103J/(kg·℃)];
(5)下列现象或做法中,利用水的比热容较大的特性的是______。
A. 沿海地区昼夜温差比内陆小
B. 汽车发动机用水作为冷却剂
C. 冬天暖气设备用水循环供暖
D. 同样的红墨水滴入热水中比滴入冷水中扩散得快
【答案】(1)质量 (2)温度变化(升高的温度) (3)乙 (4) (5)ABC
【讲解】(1) 实验前,除让两个试管内的液体初温相同外,根据比较不同物质吸热能力的方法,还必须控制它们的质量相同。
(2) 实验时,对两种物质加热相同的时间,通过比较升高的温度来比较它们的吸热本领,温度变化小的吸热能力强。
(3) 根据温度-时间实验图线知,升高20℃,甲、乙加热时间分别为4min和8min,根据比较吸热能力的方法,乙液体的吸热本领强。
(4) 甲、乙吸热之比为1:2=0.5,若乙液体是水,根据Q=cmΔt可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,甲液体的比热容是c=0.5×4.2×103J/(kg•℃)=2.1×103J/(kg•℃)
(5) A.沿海地区,水多;内陆地区水少、泥土沙石多。因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和泥土沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得沿海地区昼夜的温差小;B.根据Q=cmΔt,在质量和升高的温度相同时,水的比热容大,水吸热多,故汽车发动机用水作为冷却剂;C.根据Q=cmΔt,在质量和降低的温度相同时,水的比热容大,水放热多,故冬天暖气设备用水循环供暖;D.同样的红墨水滴入热水中比滴入冷水中扩散得快,说明分子的运动剧烈与温度有关。综上所述,ABC符合题意,D不符合题意。故选ABC。
10.(2025-2026九上·江苏无锡·期中)在“探究不同物质吸热升温”的实验中,将A和B两种不同密度的液体分别装在两个相同的烧杯中,两杯液体的液面相平,如图甲所示。用红外灯加热,每隔2min记录一次温度。
(1)实验中,应调节两种液体到红外灯中心的距离 。两种液体吸收热量的多少就可以通过比较 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映;
(2)在实验操作的过程中有一处明显错误,你认为是 ;
(3)纠正错误后,根据记录的实验数据,绘制了如图乙所示的温度随时间变化关系的图像,在0-4min内, 升高的温度高;A、B两液体温度均升高到60℃, 吸收的热量多;由此可知 的吸热能力更强(以上均选填“A”或“B”);
(4)美丽的青岛依山傍海,气候与无大海和湖泊环绕的内陆城市相比存在明显差异。青岛和某一无大海和湖泊环绕的内陆城市年气温变化曲线如图丙所示,从图象丙可以看出,在一年中,青岛应该对应 (选填“a”或“b”)这条曲线。
【答案】(1)① 相同 ② 加热时间 (2)没有控制液体的质量相同 (3)① A ② B ③ B (4)a
【讲解】(1) [1][2]“探究不同物质吸热升温”的实验中需要控制加热装置相同,应调节两种液体到红外线灯中心的距离相同;则相同时间内两种液体吸收的热量相同,因此利用加热时间来表示物质吸收热量的多少。
(2) 探究不同物质的吸热能力实验中,需要控制不同物质的质量相同,由于物质的种类不同,密度不同,根据可知,两种物质的体积不同,而甲图中两种液体的体积相同,因此错误之处是没有控制不同物质的质量相同。
(3) [1]根据乙图可知,在0-4min内,A液体升高的温度高。[2]A、B两液体温度均升高到60℃,B液体需要加热的时间是8min,A液体需要加热的时间是4min,B液体吸收的热量多,说明B液体的吸热能力强。
(4) 青岛属于沿海地区,由于水的比热容大,吸热能力强,在吸收或放出相同热量的前提下温度变化小,导致沿海地区温度变化小,因此青岛应该对应a这条曲线。
考点4 探究影响物体动能的因素
1.(2025-2026九上·江苏无锡江南中学·期中)如图所示,在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一小木块在木板上向前移动一段距离S后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验,其中hA=hC>hB,mA=mB<mC。
(1)小钢球在滚下斜面的过程中,它的 转化为动能,其动能大小是通过 大小来反映的,如果水平面光滑,则不能达到探究目的,其原因是 ;
(2)分析比较甲丙两组实验可得结论: ;
(3)某学习小组同学做丙实验时小木块被撞后滑出木板,
A.同学建议换用表面相同但长度较长的木板
B.同学建议换质量较大的木块
C.同学建议换用质量比前两次实验较小的钢球
你认为不恰当的是 同学的建议;
(4)小明将实验进行了改装:如图丁所示,将同一木块放在弹簧原长处,用形状相同质量不同的实心塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度后放手,发现两球离开弹簧时的速度 (选填“相同”或“不同”),木块被推开的距离 (选填“相同”或“不同”)。
【答案】(1)① 重力势能 ② 木块移动的距离 ③ 小钢球将做匀速直线运动 (2)物体速度相同时,质量越大,物体的动能越大。 (3)B (4)① 不同 ② 相同
【讲解】(1) [1][2]小钢球在滚下斜面的过程中,其重力势能减小,动能增加,即它的重力势能转化为动能;小木块的动能大小是通过小木块移动的距离s大小来反映的,该方法为转换法。[3]如果水平面光滑,小钢球将做匀速直线运动,则不能达到探究目的。
(2) 甲和丙两组实验中,物体下滑的高度的相同,质量不同,丙图中小钢球的质量较大,推动木块滑行的距离较大,故分析比较甲、丙两组实验可得出物体速度相同时,质量越大,物体的动能越大。
(3) A.换用较长木板,可以测量出木块移动的距离,故A不符合题意; B.实验中,要使钢球推动相同的木块,比较木块移动的距离,才可比较出钢球的动能大小,这是转换法的要求,故B符合题意;C.换用质量比前两次实验较小的钢球,钢球从同一高度滑动到水平面动能较小,木块移动的距离较小,故C不符合题意。故选B。
(4) [1][2]用形状相同的塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度,弹簧的弹性势能相同,转化成的动能相同,两小球的质量不同,所以速度不同,但由于动能相同,对木块做的功应相同,对木块做得功是克服水平面对木块的摩擦力做功,摩擦力是相同的,根据W=Fs可知,木块运动的距离也应该是相同的。
2.(2025-2026九上·江苏常州第二十四中学·期中)如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。小明同学让钢球分别从斜面由静止开始滚下,撞击木块。
(1)利用图中的器材可以探究物体动能的大小与物体 的关系,得到的结论是: 。
(2)该实验是通过观察 来判断 (选填“钢球”或“木块”)动能的大小。
(3)在探究动能的大小与质量关系时,当换用另一个钢球实验时,发现它将木块撞出了木板,要继续完成此实验,下列措施中可行的是: 。(选填序号)。
①降低第二次钢球的高度;②换质量更大的钢球;③换质量更小的钢球;
(4)实验中,钢球碰撞木块后继续向前运动,若水平面绝对光滑,则本实验将不能达到实验探究目的,其原因是 。
【答案】(1)① 速度 ② 质量一定时,物体的速度越大,动能越大 (2)① 木块移动的距离 ② 钢球 (3)③ (4)水平面绝对光滑时,木块在平面上做匀速直线运动,无法停止,也就不能通过观察木块移动的距离长短,来判断小球动能的大小
【讲解】(1) [1][2]根据图示可知,小球的质量不变,滚下的高度不同,到达水平面时的速度不同,所以探究的是动能大小与速度的关系;钢球的速度越大,撞击木块移动的距离越大,动能越大,结论为:在质量一定时,物体的速度越大,动能越大。
(2) [1][2]实验中通过观察木块被撞击后滑行的距离的大小来间接判断钢球动能的大小,该方法是转换法。
(3) 在探究动能的大小与质量关系时,需要控制速度大小不变,改变质量,当换用另一个钢球实验时,发现它将木块撞出了木板,这说明该球的质量太大了;① 实验中需要控制速度相同,不能降低第二次钢球的高度,故① 不符合题意;② 换质量更大的钢球,则更容易使木块滑出木板,故② 不符合题意;③ 换质量更小的钢球,能减小木块移动的距离,故③ 符合题意;故选③ 。
(4) 水平面绝对光滑时,木块在平面上做匀速直线运动,无法停止,也就不能通过观察木块移动的距离长短,来判断小球动能的大小,所以该做法不能达到实验目的。
3.(2025-2026九上·江苏镇江·期中)为探究物体动能的大小与哪些因素有关,实验小组利用斜面、质量不同的钢球、木块等器材进行了如图所示的实验。
(1)实验中是通过观察 来判断 (填“木块”或“钢球”)的动能大小;下列实验中也用到此种方法的是 (填序号);
①探究声音的产生——发声的音叉插入水中激起水花;②探究杠杆平衡的条件;
(2)为了研究超速的安全隐患,我们应选择 两图所示实验来进行比较;
(3)小亮又把小车从斜面同一高度由静止释放,让其分别滑到铺有毛巾和玻璃的木板表面直到静止,两次在水平面上克服摩擦力做的功分别记为W毛巾、W玻璃,则W毛巾 W玻璃;(选填“>”、“=”或“<”)
(4)继续用图丁的实验装置来探究“动能与质量的关系”,先后把质量为m1、m2(m1>m2)的两个钢球将弹簧压缩相同的长度,由静止释放分别撞击静止在同一位置一木块(忽略钢球撞击木块前的能量损失且碰撞后钢球的能量全部传递给木块),木块移动的距离为s1和s2,则s1 s2(选填“>”,“<”或“=”);
(5)小亮还利用图戊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,两个相同的钢球A、B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,则A球和B球通过弧形槽的时间为t1和t2,则t1 t2(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】(1)① 木块被推动距离的远近 ② 钢球 ③ ① (2)甲、乙 (3)= (4)= (5)>
【讲解】(1) [1][2][3]物体动能的大小无法直接测量,所以通过钢球对木块做功的多少来反映钢球动能的大小,即通过木块被推动的距离来判断钢球动能的大小,所用方法为转换法;①探究正在发声的音叉插入水中激起水花,探究声音的产生,将音叉的振动转换为溅起的水花,运用了转换法;②探究杠杆平衡的条件多次实验寻找普遍规律,没有采用转换法。故选① 。
(2) 超速是指汽车的质量一定,速度越大,动能越大,所以应选择质量相等、速度不同的小球进行实验,据此可知应选择甲、乙两图进行比较。
(3) 把小车从斜面同一高度由静止释放,让其分别滑到铺有毛巾和玻璃的木板表面直到静止,两种情况下小车在水平面的初始速度相同,则初始动能相同,最终均速度变为零,即动能为零,动能变化量相同,动能用作克服摩擦力做功,则两次在水平面上克服摩擦力做功相同,即。
(4) 若用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,弹性势能相同,则转化的动能相同,因此,木块最终移动的距离相同,即。
(5) 在凸形滑道运动的物体,在运动到最高点的过程中,要将动能转化为重力势能,这个过程的平均速度小于初速度;在下落过程中不计滑道的摩擦,机械能守恒,重力势能再全部转化为动能,最后的速度等于初速度,则这个过程的平均速度小于初速度;在凹形滑道运动的物体,在运动到最低点的过程中,要将重力势能转化为动能,这个过程的平均速度大于初速度,运动在下落过程中不计滑道的摩擦,机械能守恒,动能再全部转化为重力势能,最后的速度等于初速度,则这个过程的平均速度大于初速度;因此在凸形滑道运动物体的平均速度小于在凹形滑道运动物体的平均速度,两物体运动的路程相同,由可知,凸形滑道运动物体的时间较长,即。
4.(2025-2026九上·江苏南京部分学校·期中)如图所示是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图,其中,。
(1)该实验是通过观察木块移动的距离来判断 (选填“钢球”或“木块”)动能的大小,本实验装置的水平面如果绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)由甲、乙两图可知,使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下,是为了研究动能大小与 的关系;比较甲、丙两图,可初步得出结论: 。
(3)甲、乙两次实验过程中木块克服摩擦力做功分别为和,则 (选填“>”“=”或“<”)。
(4)实验后,同学们联想到在交通事故中,造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”,进一步想知道,在影响物体动能大小的因素中,哪个对动能影响更大,于是利用实验器材进行了测定,得到数据如表:分析表中数据可知, (选填“速度”或“质量”)对物体的动能影响更大,即当发生交通事故时,由此造成的危害更严重。
实验序号
钢球的质量m/g
钢球到水平面的速度v/(cm/s)
木块被撞后运动的距离s/cm
1
30
2
4
2
30
4
16
3
60
2
8
【答案】(1)① 钢球 ② 不能 (2)① 速度 ② 当速度相同时,物体的质量越大,动能越大 (3) (4)速度
【讲解】(1) [1]实验通过木块被钢球推动的距离,来反映钢球的动能大小,木块被推动的距离越远,说明钢球的动能越大。[2]若水平面绝对光滑,木块不受摩擦力,会保持匀速直线运动,无法通过移动距离判断钢球动能。
(2) [1]甲、乙中钢球质量相同,下落高度不同,到达水平面的速度不同,控制质量探究动能与速度的关系。[2]甲、丙中钢球下落高度相同,到达水平面时速度相同,丙图中钢球的质量更大,木块移动距离更远,结论:当速度相同时,物体的质量越大,动能越大。
(3) 甲、乙两次实验,木块对水平面的压力相同,接触面粗糙程度相同,木块受的摩擦力f相同,木块移动的距离,根据,木块克服摩擦力做功
(4) 实验 1、2:质量不变,速度加倍,木块移动距离变为原来的4倍(动能与速度平方成正比);实验 1、3:速度不变,质量加倍,木块移动距离变为原来的2倍(动能与质量成正比);因此速度对动能的影响更大。
5.(2025-2026九上·江苏连云港·期中)小明想研究汽车发生撞击时的动能大小对事故结果的影响,于是做了如图所示的实验。实验中通过 来反映球的动能大小;如果水平面光滑,则 (选填“能”或“不能”)完成本实验;用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。
【答案】① 木块被撞击后滑动的距离 ② 不能 ③ 超载
【详解】[1]在探究动能大小的实验中,通常通过木块移动的距离来反映球的动能大小。球的动能越大,对木块做功越多,木块移动的距离就越远。[2]如果水平面光滑,木块被撞击后将做匀速直线运动,无法通过木块移动的距离来比较球的动能大小,所以不能完成本实验。[3]甲、乙两图中,球的高度相同,到达水平面时的速度相同,而球的质量不同,质量大的球撞击木块移动的距离远,说明在速度相同时,质量越大,动能越大。汽车超载时,质量增大,动能增大,发生事故时危险性增大,所以可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。
6.(2025-2026九上·江苏徐州·期中)如图所示,物理实验小组“探究影响动能大小的因素”,虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
(1)实验所探究的是 (选填“木块”或“钢球”)的动能,通过观察木块移动的距离比较其动能的大小;
(2)不用木块,在桌面上铺一条毛巾, (选填“可以”或“不可以”)用钢球在毛巾表面滚动的距离来比较木块的动能大小;
(3)比较甲、乙两图探究的是动能与 的关系;
(4)若小球在下图的光滑轨道由A点静止开始滑下,沿轨道到达B点后离开,不计空气阻力,离开B点后最符合题意的运动轨迹是 (a/b/c/d)。
【答案】(1)钢球 (2)不可以 (3)速度 (4)c
【讲解】(1) 实验中通过观察木块被撞击后滑动的距离来比较钢球动能的大小,木块滑动得越远,说明钢球的动能越大,因此实验所探究的是钢球的动能。
(2) 当使用质量不同的钢球实验时,钢球的重力不同,对毛巾的压力不同,钢球受到的滑动摩擦力大小不同,所以不可以用钢球在毛巾表面滚动的距离来比较木块的动能大小。
(3) 比较甲、乙两图中,钢球的质量相同,钢球下滑的高度不同,运动到水平面的速度不同,所以探究的是动能与速度的关系。
(4) 光滑轨道没有摩擦力,不计空气阻力,小球从A点由静止滑下,则小球的机械能等于A点时的重力势能,整个过程中,机械能守恒;a虚线的最高点超过了A点的高度,这是不可能的;b虚线的最高点与A点的高度相同,而在b虚线的最高点时,小球仍具有向右运动的速度,所以b虚线表示小球的机械能大于A点的机械能,也是不可能的;c虚线的最高点低于A点,由于在最高点时小球仍运动,其总机械能可能与开始时的机械能相等,符合实际;d虚线中小球离开轨道时,由于惯性,应具有沿轨道方向向上运动的速度,则d虚线不可能,所以符合实际的是c。
7.(2025-2026九上·江苏淮安·期中)小宇为了探究动能的大小与哪些因素有关,他设计了如图所示的实验:
(1)要探究动能与物体运动速度的关系应选用 图;(选填“甲”或“乙”或“丙”)
(2)乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是 ;
(3)本实验中是根据 来比较物体所具有动能的大小;
(4)同组的小华认为本实验不需要木块,直接根据小球滚过的距离长短来判断小球的动能大小,你的看法是 (“可行”或“不可行”),理由是 ;
(5)小红还想通过上述甲乙实验过程探究物体重力势能与高度的关系,小红的设想 (选填“可行”或“不可行”);
(6)若用A、B两个质量不同的小球,先后从相同高度由静止滚下,钻入并推动有底的纸盒移动相同距离,如图丙,由此能不能得出质量越大动能越大的结论? (选填“能”或“不能”),理由是 。
【答案】(1)甲 (2)使不同质量的小球到达斜面底端时速度相同 (3)木块移动的距离 (4)① 不可行 ② 因为小球在水平面上滚动时,受到摩擦力的作用,摩擦力会使小球的速度逐渐减小,最终停下来,小球滚过的距离长短不仅与小球的动能大小有关,还与小球受到的摩擦力大小有关,所以不能直接根据小球滚过的距离长短来判断小球的动能大小。 (5)可行 (6)① 能 ② 从相同高度由静止滚下的两个小球,纸盒通过的距离相同,但是两小球质量不同,丙实验中质量大的小球的盒子对水平面的压力大,摩擦阻力大,克服摩擦力做功多,所以质量大的小球具有的动能大。
【讲解】(1) 探究动能与物体运动速度的关系时,应控制物体的质量不变,改变物体的运动速度。 在甲图中,同一小球从不同高度滚下,到达水平面时的速度不同,质量相同,所以要探究动能与物体运动速度的关系应选用甲图。
(2) 乙图是探究动能与物体质量的关系,需要控制小球到达水平面时的速度相同,让不同质量的两个小球从同一高度滚下,目的是使小球到达水平面时的速度相同。
(3) 本实验中采用转换法,通过观察木块被推动的距离来比较物体所具有动能的大小,木块被推动的距离越远,说明小球的动能越大。
(4) [1][2]略。
(5) 可行。在甲乙实验中,小球从不同高度滚下,高度不同,小球的重力势能不同,到达水平面时的动能不同,推动木块移动的距离也不同,通过观察木块被推动的距离可以反映小球重力势能的大小,所以可以通过上述甲乙实验过程探究物体重力势能与高度的关系。
(6) [1][2]从相同高度由静止滚下的两个小球,纸盒通过的距离相同,但是两小球质量不同,丙实验中质量大的小球的盒子对水平面的压力大,摩擦阻力大,克服摩擦力做功多,所以质量大的小球具有的动能大,故可以得出在初速度相同时,质量越大动能越大的结论。
8.(2025-2026九上·江苏无锡·期中)如图所示是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图,其中mA=mB<mC,hA=hC>hB。
(1)实验中,探究的是 (选“钢球”或“木块”)的动能;
(2)实验中通过观察 来判断钢球的动能大小,这种研究问题的物理方法叫 ;
(3)为了研究动能大小与质量的关系,应选择 (选填“甲”“乙”“丙”)两图进行分析,由图可得结论是 ;
(4)甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中AB两球克服摩擦力做功分别为W1和W2,则W1 W2(选填“>”“=”“<”);
(5)某同学用如图所示的方法探究动能的大小与速度的关系,他将相同质量的钢球从不同高度(h2>h1)由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断钢球动能的大小,这种方法是 (选填“正确的”或“错误的”)。
【答案】(1)钢球 (2)① 木块被推动的距离 ② 转换法 (3)① 甲、丙 ② 当速度相同时,物体的质量越大,动能越大 (4)> (5)错误的
【讲解】(1) 实验中,是通过钢球撞击木块,观察木块的运动情况来探究钢球的动能大小,所以探究的是钢球的动能。
(2) [1][2]实验中,钢球动能的大小无法直接测量,通过观察木块被推动的距离来判断钢球的动能大小,木块被推动得越远,说明钢球的动能越大。这种将不容易直接测量的物理量(动能)转换为容易测量的物理量(木块被推动的距离)的研究问题的物理方法叫转换法。
(3) [1][2]为了研究动能大小与质量的关系,需要控制钢球的速度相同,改变钢球的质量。让钢球从同一高度由静止释放,钢球到达水平面时的速度相同。甲、丙两图中,钢球从同一高度(hA=hC)由静止释放,质量不同(mA<mC),所以应选择甲、丙两图进行分析。由图可知,丙图中钢球质量大,木块被推动的距离远,可得结论:当速度相同时,物体的质量越大,动能越大。
(4) 甲、乙两次实验中,钢球的质量相同(mA=mB),甲图中钢球从更高的高度(hA>hB)由静止释放,到达水平面时的速度更大,所以甲图中钢球的动能更大。木块被撞击后滑行过程中,克服摩擦力做功的大小等于钢球对木块做的功,而钢球的动能越大,对木块做的功越多,所以。
(5) 探究动能的大小与速度的关系时,需要控制接触面的粗糙程度相同,改变钢球的速度。该同学将相同质量的钢球从不同高度由静止释放,但是水平面分别是铁板和毛巾,接触面的粗糙程度不同,没有控制变量,所以这种方法是错误的。
9.(2025-2026九上·江苏苏州立达中学校·期中)如图为“探究动能大小与哪些因素有关”的实验情景,其中h1<h2,m1<m2,s1<s2<s3。
(1)实验中,探究的动能是指( )
A. 小球在斜面上的动能 B. 小球即将撞击木块时的动能
C. 小球撞击木块后的动能 D. 木块被小球撞击后的动能
(2)实验中,通过观察木块移动的距离长短,来得到结论的研究方法是 ;若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(3)为探究动能大小与质量的关系,应选择 两图;
(4)比较甲、乙两次实验可以得出的初步结论是 ;
(5)如图丁所示,小球从A点沿轨道AOB运动,图中虚线为其离开B点后的部分运动轨迹,则小球下滑时应满足的条件是 。
(6)A同学另外设计了如图戊所示装置:用小球将同一弹簧压缩后释放,将木块撞出一段距离,比较小球动能的大小,该装置不能用于探究动能大小与物体的 (选填“质量”或者“速度”)的关系。
【答案】(1)B (2)① 转换法 ② 不能 (3)甲、丙 (4)质量相同时,速度越大,动能越大 (5)小球从A点滑下时具有一定的初速度 (6)质量
【讲解】(1) 实验目的是探究小球从斜面滚下到达水平面时的动能大小。动能是由小球的质量和速度决定的,而这两个量是在刚接触木块前体现出来的。我们通过观察木块被推动的距离来判断小球的动能大小,这个距离反映的是小球撞击木块前的动能,故ACD不符合题意,B符合题意故选B。
(2) [1]由于动能本身无法直接测量,我们通过木块被推动的距离来间接反映动能大小,这是转换法。[2]若水平面绝对光滑,则木块不受摩擦力,一旦被撞后将做匀速直线运动,不会停止,也就无法通过“移动距离”比较动能大小,所以实验无法完成。
(3) 探究动能与质量的关系,需控制速度相同(即从同一高度滑下),改变质量,由图可知,甲与丙实验是从同一高度释放,小球质量,符合要求。
(4) 由图可知,甲与乙实验使用同一个小球,即质量相同,乙释放高度更大,到达水平面时的速度更大,木块被撞后滑行的距离也更远,因此可得出结论:质量相同时,速度越大,动能越大 。
(5) 由图丁可知,小球在A点与C点的高度相同,为了使小球能够达到该位置并且能沿虚线运动,小球从A点滑下时具有一定的初速度,使小球到达B点时具有足够的速度,能脱离轨道飞出。
(6) 使用同一弹簧压缩不同长度,释放后弹出小球,弹簧弹性势能转化为小球动能,压缩程度不同,弹性势能不同,小球获得的动能不同,速度不同,但小球质量不变,所以只能改变速度,因此,该装置可以用来探究动能与速度的关系(通过改变压缩量);但如果想探究动能与质量的关系,需要改变小球质量,但保持速度相同,但此装置中,改变质量后,速度也会变,无法控制速度相同,所以,该装置不能用于探究动能与质量的关系
10.(2025-2026九上·江苏苏州·期中)为了探究物体的动能大小跟哪些因素有关,同学们设计了如下实验。实验中让小车从斜面上某个高度由静止沿斜面滑下,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 的动能大小的;
(2)比较甲、乙两图,得到的结论是: ;
(3)实验中小车碰撞木块后和木块向前运动一段距离,则开始时小车的重力势能 (大于/等于/小于)木块克服摩擦力所做的功。
【答案】(1)① 木块移动的距离 ② 小车 (2)质量相同时,速度越大动能越大。 (3)大于
【讲解】(1) [1][2]探究物体动能大小与哪些因素有关时,物体动能的大小无法直接判断,但小车会推动木块做功,即通过木块被推动的距离来判断小车动能的大小;木块移动距离越远,说明小车动能越大。
(2) 比较甲、乙两图,乙图中小车下滑高度更高,速度更大,木块被撞击后移动距离更远。表明质量相同时,速度越大动能越大。
(3) 小车的重力势能转化为动能后,部分传递给木块,推动木块克服摩擦力做功,部分因碰撞损耗或小车自身继续运动消耗。因此,初始重力势能大于木块克服摩擦力所做的功。
考点5 探究影响物体势能的因素
1.(2025-2026九上·江苏南通-11月·期中)如图,某兴趣小组将一张硬卡片对折,在开口的一边剪两个小豁口,然后套上橡皮筋,做成会跳的卡片。
(1)把卡片放在桌面上,A面朝 (选“上”或“下”)压平,使橡皮筋伸长, (选“迅速”或“缓慢”)松开手,观察卡片跳起。
(2)这个现象说明:橡皮筋对卡片做功,具有 能。
(3)为了增加卡片跳起的高度,可以 (选“增大”或“减小”)卡片的豁口深度。
【答案】(1)① 下 ② 迅速 (2)弹性势 (3)减小
【讲解】(1) [1]把卡片放在桌面上,要使橡皮筋伸长,应将卡片向下压平,这样才能让橡皮筋具有弹性势能,故应将A面朝下。[2]由于橡皮筋恢复原状的力是瞬间作用的,所以迅速松开手时,卡片会立刻被弹起。
(2) 当橡皮筋被拉伸后松手,卡片跳起的现象表明发生弹性形变的橡皮筋释放了弹性势能并转化为动能,因此橡皮筋具有弹性势能。
(3) 想让卡片跳得更高,就要使橡皮筋有更大的弹性势能,橡皮筋的弹性势能的大小与橡皮筋的被拉伸的长度有关,被拉伸的越长,弹性势能越大,故应减小AB两个豁口的深度。
2.(2025-2026九上·江苏常州·期中)同学们在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”时,把小桌放在平整的沙面上,让重物从高处落下,撞击桌面的中心部位,使桌腿陷入沙子,如图所示为实验过程中的有关情境。
(1)本实验探究的是 (重物/小桌)的重力势能;
(2)实验中通过 来判断物体重力势能的大小,这种研究方法叫 法;
(3)实验中可能出现桌脚陷入沙子中的深度不明显或桌脚陷入沙子中的深度差不明显的现象,针对这些现象,下列做法中最不具有操作性的是______;
A. 增大重物下落的高度
B. 增大前后两次实验重物的质量差
C. 测量前后两次桌脚陷入沙面的深度h(如图丁所示)
D. 每次实验前都松动沙子、平整沙面
(4)比较甲、乙两实验,可得结论: ,重力势能越大,若要探究重力势能与质量的关系,应比较 两实验;
(5)小明想用以上器材探究“动能的大小与哪些因素有关”,他的设想 (可行/不可行)。
【答案】(1)重物 (2)① 桌脚陷入沙子中的深度 ② 转换 (3)C (4)① 质量相等,物体的高度越高 ② 乙、丙 (5)可行
【讲解】(1) 实验中,让重物从高处落下,撞击桌面的中心部位,桌腿陷入沙子,在探究重力势能的大小与哪些因素有关实验中,所以探究的是重物的重力势能。
(2) [1][2]实验中通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的,桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多,它原来具有的重力势能越大,运用了转换法。
(3) 实验中可能出现桌脚陷入沙子中的深度不明显或桌脚陷入沙子中的深度差不明显的现象,增大重物下落的高度,可以改变脚陷入沙子中的深度;增大前后两次实验重物的质量差,可以改变脚陷入沙子中的深度;每次实验前都松动沙子、平整沙面,能保证实验初始条件一致,且桌脚更易下陷,让下陷现象更易观察。而测量前后两次桌脚陷入沙面的深度h,不可以改变脚陷入沙子中的深度,所以最不具有操作性的是C。故选C。
(4) [1]比较甲、乙两图,物体的质量相同,乙图中物体的高度较大,桌腿进入沙子较深,说明它的重力势能较大,可以得到物体的质量相同时,所在高度越高,重力势能越大。[2]要想探究重力势能与质量的关系,保持物体的高度相同,改变物体的质量,所以应比较乙、丙两实验。
(5) 动能的大小与质量和速度有关,该实验装置中,可让不同质量的重物从同一高度落下,保证撞击速度相同,或同一重物从不同高度落下,改变撞击速度,通过小桌下陷深度反映重物撞击小桌时动能大小,因此设想可行。
3.(2025-2026九上·江苏南京部分学校·期中)如图所示,将弹簧、小车置于水平木板面上,被压缩后的弹簧将小车弹出,这一过程中,弹簧的弹性势能转化为小车的 能。实验表明,弹簧被压缩得越短,小车被弹开的距离越远,这说明,弹簧的弹性形变越大,弹性势能越 。小车在水平木板上运动时,所受重力对小车 (选填“做功”或“不做功”)。
【答案】① 动 ② 大 ③ 不做功
【详解】[1]压缩弹簧松手后,被压缩后的弹簧将小车弹出,弹簧的弹性势能减少,小车的机械能增大,所以将弹簧的弹性势能转化为小车的动能。[2]弹簧被压缩得越短,小车被弹开的距离越远,这说明,弹簧的弹性形变越大,弹性势能越大。[3]小车在水平木板上运动,小车受到的重力向下,小车没有在重力的方向上移动距离,故重力没有对小车做功。
4.(2025-2026九上·江苏苏州立达中学校·期中)“探究影响重力势能大小的因素”实验中,金属小球落下后原来平整的沙盘经过打击后如图所示。可知A、B、C三个金属小球中 球释放前重力势能最大;如果A球和B球质量相等,则刚开始落下时 球的高度要低些;小球在下落过程中,重力对小球做功大小与时间关系图应是 (选填“A”、“B”或“C”)。
A.
B.
C.
【答案】① A ② B ③ C
【详解】[1] 小球释放前的重力势能越大,小球的能量就越多,做功本领越强,则小球陷入沙中越深,图中小球A陷入沙中的深度最大,说明小球A的重力势能最大。[2] 重力势能与质量和所处高度有关,小球A的重力势能大,如果小球A和B质量相等,则小球A的高度要高些,因此刚开始落下时B球的高度要低些。[3] 小球下落过程中速度逐渐增大,小球在单位时间内下落的高度越来越大,根据W=Gh可知,单位时间内重力对该球做功也越来越多,故选C。
考点6 探究串并联电路中电流、电压的特点
1.(2025-2026九上·江苏无锡江南中学·期中)小红和小明一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。
(1)图甲是他们设计的电路图,图丙是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (填“A”“B”或“C”)处的电流,连好电路前开关必须处于 状态,发现电流表指针位置如图乙所示,原因是 ;正确调整后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是 ;
(2)如表是他们实验过程中测出的A、B、C三处的电流,小红根据数据得出一个初步结论: (只写表达式),小明认为这个实验还存在不足,应该进行的操作方法是更换 (选择“相同”或“不同”)规格的灯泡进行多次实验,目的是 。
0.24A
0.24A
0.48A
【答案】(1)① C ② 断开 ③ 电流表没有调零 ④ 电流表正负接线柱接反了 (2)① ② 不同 ③ 通过使用不同规格的灯泡多次测量,使实验结论更具普遍性
【讲解】(1) [1]由图甲、丙可知,两灯泡并联,再与电流表串联,电流表测干路电流,即C处电流。[2]为保护电路,连好电路前,开关应处于断开状态。[3][4]由图乙可知,电流表反偏,开关闭合前的电流表反偏,是因为电流表没有调零。闭合开关后,电流表指针反偏,原因是电流表的正负接线柱接反了。
(2) [1]由表中数据可知,[2][3]为了得到普遍性结论,应更换不同规格的灯泡进行多次实验。
2.(2025-2026九上·江苏苏州·期中)小明做探究“串、并联电路电流及电压的特点”的实验。
(1)小明用图甲所示的电路探究并联电路中的电流特点:
①实验前,发现电流表指针的位置如图乙所示,应该 ;
②解决问题后闭合开关,此时电流表测的是 的电流;
③若想在图甲中只改动一根导线来测的电流,请在该导线上画“”,并改正;
(2)小明利用图丙探究串联电路中的电压特点:
①测量灯泡两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,若故障可能是由某只灯泡引起的,则发生故障的灯泡及故障类型是 ;
②在测量了灯两端的电压后,断开开关,然后电压表的接线从点换到点上,测量灯两端的电压,这一做法会造成 ;
③正确测出、、两端的电压分别为、、后,为使结论更具有普遍性,接下来不可行的操作是 ,继续实验。
A.交换两灯的位置 B.改变电池的节数
C.再串联一个小灯泡 D.换用不同规格的小灯泡
【答案】(1)① 调零 ② L1和L2的电流 ③ (2)① L2断路 ② 电压表正负接线柱接反 ③ A
【讲解】(1) [1]实验前,电流表指针未指零,需调零,确保测量准确。[2]图甲中两灯泡并联,电流表接在干路,则测干路电流,即测L1和L2的电流之和。[3]将原连接L1与电流表的导线改接到电流表的负接线柱上,此时通过L1的电流不经过电流表,则电流表只测L2的电流。如下图所示:
(2) [1]图丙中两灯串联,电压表测L1两端的电压。两灯熄灭且电压表示数为0,说明电路断路。因故障由某灯泡引起,且只有L2断路时,才会导致电压表无示数。则故障为L2断路。[2]将电压表接线从A点换到C点后,会导致电压表的正负接线柱接反,指针反向偏转,无法测量电压值。[3]交换两灯位置不改变电压分配规律,无法提供新数据,故不可行。其他选项均可增强结论普遍性。故选填A。
3.(2025-2026九上·江苏苏省宿迁泗阳县泗阳致远中学·期中)为了探究并联电路的电流规律,小星同学设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)图乙实物图中,电流表测量图甲中 处电流(选填“A”、“B”或“C”);
(2)图乙中移动一根导线就可以测量C处的电流,请你在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路 ;
(3)在测量电流的过程中,闭合开关前电流表的指针出现了如图丙所示的情况,出现该现象的原因是 ;
(4)在排除故障后,电流表测量C处电流的示数如图丁所示,则电流表的示数为 A;
(5)小星接着测量A、B两处电流并把数据记录在表中,如下表所示。他便得出结论:在并联电路中,干路电流 各支路电流之和(选填“大于”、“小于”或“等于”);同组的小正认为实验次数太少,应该更换 规格的小灯泡重复多次实验(选填“不同”或“相同”)。
A点的电流IA/A
B点的电流IB/A
C点的电流IC/A
第一次测量
0.66
0.42
【答案】① A ② ③ 电流表未调零 ④ 0.24 ⑤ 等于 ⑥ 不同
【详解】
(1)[1]在图乙中,电流表在干路上,即电流表测量图甲中A处的电流。
(2)[2]让电流表测量C处的电流,也就是测量通过灯L2的电流,电流表与灯泡L2串联,将灯L3与电流表负接线柱之间的导线改接在电能表0.6接线柱上,如图所示: (3)[3]在测量电流的过程中,闭合开关前电流表的指针出现了如图丙所示的情况,电流表指针没有与零刻度线对齐,说明电流表使用前没有调零。
(4)[4]在排除故障后,电流表测量C处电流的示数如图丁所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.24A。
(5)[5][6]分析表格数据有0.42A+0.24A=0.66A由此可得出的结论为在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和:为了避免偶然性,应该更换不同规格的小灯泡重复多次实验。
试卷第1页,共3页
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