1、 中考物理 （安徽专用） 题型突破二 实验探究题 第二讲 力学实验 1.(2020江苏连云港,21,8分)密度是物质的重要属性,生产、生活中常常需要测量各种液体的密度。某同 学在综合实践活动中自制了测量液体密度的杠杆密度计,可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数 值,受到了老师的肯定和表扬,结构如图所示。 所用器材:轻质杠杆(自身重力忽略不计)、两种规格的空桶(100 mL和200 mL)、质量为m的物体A、细 线。 设计过程如下: (1)将杠杆在O点悬挂起来,空桶悬挂在B点,质量为m的物体A悬挂在C点时,杠杆水平平衡。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
2、标注为 。 (2)在B点的空桶内注满液体,空桶容积为V,移动物体A至C1位置,使杠杆在水平位置平衡。C1点到O点的 距离为l1,此时C1点的密度值为 (用题中所给的字母表示)。 (3)已知密度为1.0103 kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4 cm,则密度为0.8103 kg/m3刻度线与零刻 度线之间的距离为 cm。 (4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些,应选择 规格的空桶(选填“100 mL”或“200 mL”)。 答案答案 (1)0 (2) (3)3.2 (4)200 mL 10 ( - )m l l Vl 解析解析 (1)C点是桶内没有液体时物体A的位置,相当于盛满“密度为
3、0”的液体,所以C点对应零刻度。 (2)根据杠杆平衡条件,结合题意可得m桶gl=mgl0 ,当加满质量为m液的液体时,(m桶+m液)gl=mgl1,由 式得,m液=,所以液=。 (3)距离差l1-l0=4 cm时,将液=1.0103 kg/m3代入上述液体密度表达式,得液=,密度为0.8液时距离 差为4 cm0.8=3.2 cm。 (4)由表达式液=可知,桶的容积越大,刻度越精确,故选择200 mL规格的空桶。 10 ( - )m l l l m V 液10 ( - )m l l Vl 4cmm Vl 10 ( - )m l l Vl 解题技巧解题技巧 利用两式相减或者两式相比,可以化简表达式
4、,这是常用的处理实验题表达式的方法。 2.(2020新疆,19,8分)如图所示,小丽在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,用质量相等、表面 粗糙程度不同的两个物块A、B放在水平木板上进行实验。 (1)用A做实验,水平向左拉动木板时,弹簧测力计的示数如图所示,则木板对A的摩擦力大小为 N。再用A、B叠放在一起做实验(A在下、B在上),弹簧测力计的示数较大,说明在接触面的粗糙程度 相同时, 越大,滑动摩擦力越大。 (2)将B放在水平木板上进行实验,再与用A做的实验进行对比,目的是研究滑动摩擦力的大小与接触面的 (填“面积大小”或“粗糙程度”)的关系;用A、B分别做实验时,地面对水平木板的滑动
5、摩擦 力大小 (填“相等”或“不相等”)。 答案答案 (1)1.4 压力 (2)粗糙程度 相等 解析解析 (1)根据图示可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,示数为1.4 N;当水平向左拉动木板时,因物块A相 对于地面静止,物块A受到的摩擦力和弹簧测力计的拉力是一对平衡力,所以木板对A的摩擦力等于1.4 N;用A、B叠放在一起做实验(A在下、B在上)时,由于A与木板的接触面粗糙程度不变,压力增大,弹簧测 力计的示数较大,说明在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。(2)由于A、B的质量相 等,则用A、B单独做实验时对水平木板的压力相等,而A、B表面粗糙程度不同,故将B放在水平木板上
6、进 行实验,再与用A做的实验进行对比,是为了研究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系;A、B的 质量相等,用A、B分别做实验时,地面受到的压力不变,且地面与木板的接触面粗糙程度不变,因此地面 对水平木板的滑动摩擦力大小相等。 方法技巧方法技巧 滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,判断滑动摩擦力大小是否变化, 只需要判断压力和接触面的粗糙程度是否变化即可。 3.(2020浙江温州,25,9分)在做“探究动能大小与质量关系”的实验时,小明想:小球从相同高度滚下,若 小球材质和斜面倾角不同,到达水平位置时的速度会相同吗? (1)图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的
7、两种方案,小明实验时选择A方案而不 能选择B方案的原因是 。 (2)小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。分别让球从斜面同一高度由静 止开始释放,利用测速仪测出球到达水平位置时的速度如表所示。 甲 斜面倾角速 度(米/秒)球 的类别 10 20 30 40 50 60 大钢球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97 小钢球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97 木球 2.67 2.67 2.67 2.67 2.74 2.89 分析表中数据可知:要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关,则斜面倾角不可能是 。 A.15 B.25
8、 C.35 D.45 (3)小明利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时,通过观察球撞击相同塑料软片的数目 来比较球的动能大小(图中未画出固定塑料软片的装置)。老师指出此装置不适合体积不同的两个球做 实验,原因是 。 乙 答案答案 (1)B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同 (2)D (3)塑料软片对不同体积的小球的阻力不同 解析解析 (1)A方案中挡板水平放置,两小球从起始位置到水平位置的高度差相同,B方案中挡板与斜面垂 直放置,因为两小球的大小不同,所以两小球从起始位置到水平位置的高度差不同,为了控制大小不同的 两个小球在斜面上从起始位置到水平位置的高度差相同,实验时选择A
9、方案而不能选择B方案;(2)根据 表中数据可知,斜面倾角为10、20、30时,大钢球、小钢球、木球到达水平位置时的速度均相同,斜面 倾角为40、50、60时,大钢球、小钢球、木球到达水平位置时的速度不全都相同,所以要使球到达水 平位置时的速度与球是钢质或木质无关,则斜面倾角不可能是45,故D符合题意;(3)不同体积的小球从 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”。 解题关键解题关键 控制变量法和转换法,是中考探究实验考查的重点,设计实验时,要考虑到影响实验的因素。 4.(2019山东潍坊,22,6分)李华利用生活中常见物品巧妙地测出一石块的密度,实验过程如下: A.取
10、一根筷子,用细线将其悬挂,调节悬挂位置,直至筷子水平平衡,悬挂位置记为O点,如图甲所示; B.将矿泉水瓶剪成烧杯形状,倾斜固定放置,在瓶中装水至溢水口处,用细线系紧石块,将石块缓慢浸入水 中,溢出的水全部装入轻质塑料袋中,如图乙所示; C.取出石块,擦干水分;将装水的塑料袋和石块分别挂于筷子上O点两侧,移动悬挂位置使筷子仍水平平 衡,用刻度尺分别测出O点到两悬挂点的距离l1和l2,如图丙所示。 (1)已知水的密度为水,则石块密度石= (用字母水和所测得的物理量表示); (2)采用上述实验方法,筷子粗细不均匀对实验结果 (选填“有”或“无”)影响; (3)图乙所示步骤中,若瓶中的水未装至溢水口,
11、实验结果将 (选填“偏大”、“偏 小”或“不变”)。 答案答案 (1)水 (2)无 (3)偏大 1 2 l l 解析解析 (1)由题图丙可知,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得,G水l1=G石l2,m水gl1=m石gl2,m水l1=m石l2,由题图乙可 知,V水=V石,水V石l1=石V石l2,解得石=水。(2)根据(1)分析步骤A可知,在测量前已经将筷子调至水平平衡 状态,这样就克服了作为杠杆的筷子自身粗细不均匀对测量的影响。(3)题图乙所示步骤中,若瓶中的水 未装至溢水口,实验时排出的水偏少,根据杠杆平衡条件G水l1=G石l2可知,G水偏小时,l1偏大,根据石=水可 知,l1偏大,则石偏
12、大,可见测量结果偏大。 1 2 l l 1 2 l l 5.(2019湖南邵阳,32,6分)全国著名的“油茶之都”邵阳县盛产茶油,小华同学为了测量家中茶油的密度, 课后在老师的指导下进行如下实验: (1)把天平放在水平台上,将游码移到标尺的零刻度线处,发现指针静止时如图甲所示,此时应将平衡螺母 向 (选填“左”或“右”)调节,使天平平衡。 (2)取适量茶油倒入烧杯,用天平测量烧杯和茶油的总质量,当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位 置如图乙所示。然后将烧杯中部分茶油倒入量筒中,再次测出烧杯和剩余茶油的总质量为27 g,则量筒 中茶油的质量是 g。 (3)量筒中茶油的体积如图丙所示,请你计算
13、出茶油的密度是 kg/m3。 答案答案 (1)右 (2)36 (3)0.9103 解析解析 (1)天平静止时指针偏在分度盘中央刻度线左边,根据“左偏右调,右偏左调”的调节规则,此时应 将平衡螺母向右调节。 (2)根据题图乙,用砝码总质量加上游码示数,可读出烧杯和茶油的总质量为63 g,减去烧杯和剩余茶油的 总质量27 g,解得倒入量筒中茶油的质量为36 g。 (3)由图题丙可读出,量筒中茶油的体积为40 cm3,使用公式=0.9 g/cm3=0.9103 kg/m3,所以茶 油密度为0.9103 kg/m3。 m V 3 36g 40cm 6.(2020安徽芜湖二模,19)小明在探究“浮力大小
14、与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:分度值为0. 1 N的弹簧测力计,底面积为5 cm2、高度为6 cm的实心圆柱体铜块,相同的大烧杯若干,水,密度未知的某 种液体,细线等。已知水=1.0103 kg/m3。 (1)小明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 慢地将其浸入液体中的不同深度,步骤如图中B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将弹簧测力计的示数 记录在表中: 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 2.4 (2)分析实验步骤A、B、C、D,可以得出结论: ; (3)小明用表格中的数据算出了某种
15、液体的密度是 kg/m3。 答案答案 (1)2.7 (2)浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关,且排开液体的体积 越大,受到的浮力越大 (3)1.0103 解析解析 (1)由题图可知,弹簧测力计的分度值为0.1 N,则A步骤所示弹簧测力计的示数为2.7 N;(2)由题 图B、C、D和表格中数据可知,物体排开水的体积越大,弹簧测力计的示数越小,由F浮=G-F可知,物体受 到的浮力越大,故可得结论:浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关,且排开液 体的体积越大,受到的浮力越大;(3)由题图中步骤E、F和表格中数据可知,物体浸在水和液体中的深度 相同,即排开液体的体积相等时,弹簧测力计的示数相同,则受到的浮力相等,由F浮=gV排可知,液体的密 度和水的密度相等,均为1.0103 kg/m3。
