2022年中考物理二轮复习+力学实验专题+优化训练+
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力学实验专题 优化训练 2022年中考物理二轮复习
1.放学回家的路上,小明发现骑自行车下坡时,会越来越快。为了研究物体从斜面上滑下时速度的变化,他用小车、斜面、挡板等器材进行了实验。
(1)实验中,除了电子停表外,小明还需要的测量工具是______。
(2)小明某次实验时,在斜面上选定了间距均为40.00cm的A、B、C、D四个位置,小车经过各位置时电子停表显示的时间如图所示。由图中数据可知,小车沿斜面滑下的运动______(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
(3)完成实验后,小明在评估时意识到,时间不容易测准。在测量时间时,以下做法中,不能减小测量误差的是______。
A.熟练使用电子停表
B.适当减小斜面的倾角
C.适当减小选定位置的间距
D.用更精密的光电计时器代替电子停表
2.小明在“测量小车的平均速度”实验中,设计了如图所示的实验装置:小车从斜面顶端由静止下滑,小车到达A、B、C三处时电子表的显示如图所示。(数字分别表示时;分;秒)
(1)该实验测量小车平均速度的原理是______;
(2)实验中为了方便计时应使斜面的坡度较______(选填“大”或“小”);
(3)实验前必须学会熟练使用电子表,如果让小车过了A点才开始计时,则会使所测AC段的平均速度偏______(选填“大”或“小”);
路段
距离/m
运动时间/s
平均速度/(m⋅s-1)
AB
2
______
BC
______
______
______
AC
______
______
(4)按照实验过程,请补全上表数据。由上述实验数据分析可知,小车沿斜面下滑的速度______(选填“越来越大”“越来越小”或“不变”)。
3.在“探究力和运动的关系”的实验中,让木块由静止开始沿斜面滑下,木块在三种不同水平面上运动一段距离后分别停留在如图所示的位置。
(1)实验需要木块从同一斜面的______开始下滑,目的是使小车到斜面底端的______相同;
(2)实验结论:平面越光滑,木块受到的阻力越小,速度减小得越______;
(3)推论:如果木块在水平面受到的阻力为零,木块将______;
(4)若要探究滑行距离与小车初速度的关系,应先后将小车从斜面上______处释放,比较小车在面上滑行的路程长短_____(选填“同一粗糙”或“不同粗糙”)。
(5)牛顿第一定律是建立在______。
A.日常生活经验的基础上
B.科学家猜想的基础上
C.直接实验结果的基础上
D.实验和科学推理相结合的基础上
4.小明在学完浮力后认识了密度计,将其放入液体中,当它竖立静止时,与液面相交的读数即为待测液体的密度。
(1)如图甲、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_____(选填“变大”“变小”或“不变”);装水的容器是_____(选填“甲”或“乙”);
(2)小明将一只玻璃的下端缠绕了适量铜丝,初步做成了一支密度计(如图丙);为了给密度计标上刻度,他进行了如下实验:
a.将其放入水中,竖立静止后,做好标记为A,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。
①如图丙所示,小明制作的密度计,你认为刻度0.9应该在_____点(选填“p”或“q”);
②使用中,小明发现细铁丝很容易滑落,于是他改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯水,(如图丁),杯中液面将_____(填“上升”、“下降”或“仍在A处”)。
5.在测定大气压的实验中,因缺少大量程的弹簧测力计,小明设计并进行了如下的实验。
①将蘸水的塑料挂钩吸盘按压在光滑水平的玻璃板上,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘的直径d;
②将装有适量细砂的小桶轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上;
③用小勺轻轻地向小桶内加沙,直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板;
④用天平测出这时小桶和沙的质量为m。
请完成下列问题:
(1)吸盘脱离玻璃板时,若不计塑料挂钩的质量,空气对塑料吸盘的压力大小是 _____,测得数值的表达式是:p=______;
(2)实验中所测的大气压数值偏小,可能的原因是 _____(写出一条即可)。
6.如图所示,在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中:
(1)将物体A置于水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做______运动,此时通过______原理可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计拉力的大小;
(2)小明设计了如图所示的实验方案,通过该实验得到了正确的结论。下列各种现象中,利用该实验结论的是______;
A.汽车在结冰的路面上行驶,在车轮上缠绕铁链
B.自行车刹车时,用力捏车闸
C.移动很重的石块时,在地上铺设滚木
(3)小明还想验证“用滚动代替滑动可以减小摩擦”的正确性,利用以下一些器材:质量不相等、带钩的木块A和木块B、弹簧测力计、砝码、棉布、圆柱状铅笔若干,进行实验探究。
实验步骤一:把木块A放在水平桌面上,用弹簧测力计匀速拉动木块,记下弹簧测力计的示数F1;
实验步骤二:把______放在水平桌面上,将______放在其上方,用步骤一的方法拉动木块,记下弹簧测力计的示数F2;
实验分析:当满足______的关系时,上述结论是正确的。
7.如图甲是快递空气袋,空气袋可以防止产品之间碰撞,起填充以及缓冲保护作用,小慧同学好奇,运输过程中挤压时,袋内气压如何变化?他作出猜想:
猜想一:袋内空气质量变大,气压变大;猜想二:空气袋体积变小,气压变大
(1)仔细判断猜想___________肯定不正确,理由是:___________;
(2)小慧所在实验小组为了验证猜想二,他们打算利用如图乙所示的器材,请你帮助小慧他们完成实验方案的设计:用手___________,同时观察___________;
(3)做完验证实验,小明同学提出了新问题:冬天和夏天空气袋的硬度有何不同?
①小慧将两个大小不等的空气袋甲、乙(如图丙)分别放在阴凉处和制暖的空调房中
②10min后,小慧用手挤压空气袋甲(图丙左侧),小明用手挤压空气袋乙(图丙右侧),感知空气袋硬度,请评估这个实验方案中不足之处:___________;___________;
(4)空气袋逐步取代报纸、拷贝纸等作为缓冲材料,其优点是___________(说出一点即可)
8.为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系,探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置,实验测得的数据如表:
实验次数
斜面倾斜程度
木块重力G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长度s/m
机械效率
1
较缓
3
0.2
1.6
1
37.5%
2
较陡
3
0.3
1.8
1
3
最陡
3
0.4
2.0
1
60%
请你根据表中的数据解答下列问题:
(1)实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做 _______运动;
(2)在第(1)步的过程中,木块的机械能 _______(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)由实验数据可知:相同条件下,斜面的倾斜程度越陡,斜面的机械效率 _______;
(4)第2次实验中,斜面对木块的摩擦力为 _______N。
9.如图所示,小宇为了探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,他找到了下面器材:规格相同的两块海绵、三本字典。设计了下面的实验:图(a)海绵平放在水平桌面上;图(b)海绵上平放一本字典;图(c)海绵上叠放两本字典;图(d)海绵上立放一本字典。
(1)通过观察并分析图(a)和图(b),可以得出:力能使物体发生______,小刚是根据______来比较压力的作用效果的;
(2)通过观察并分析图(b)和图(c),可以得出:当______相同时,______越大,压力的作用效果越明显;
(3)通过观察比较图______和图______后得出:在压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
(4)实验中主要采用的研究方法是______(填一种即可)。
10.在“探究二力平衡的条件”的实验中,小笛选择了如图所示的装置,把纸质小卡片两端的细线绕过滑轮,并挂上钩码。
(1)当物体处于______状态或______状态时,我们认为它受到的力是相互平衡的;
(2)将卡片上的两根线跨放在支架的滑轮上,并在两个线端分别挂上钩码,使作用在卡片上的两个拉力方向相反,且在一条直线上。当卡片平衡时,从钩码质量看,卡片两边所受的拉力______;
(3)为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手将卡片______,释放时观察其是否保持平衡;
(4)在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象,由此可以得到二力平衡的又一个条件是______。
11.某商场夹娃娃机会使用特殊游戏币(塑料物品放入水中会浮于水面),其形状类似于圆柱形。学习了测量新知识的小紫特别想知道一枚游戏币的体积多大,于是马上进行了测量。在测量体积时他能选择的实验器材有烧杯、足量的水、细线、游戏币若干、量筒。
(1)请你帮小紫同学从下列序号中选择合适的实验步骤并排序:______。
①记下水的体积V;
②用细线将铁块与n个游戏币捆绑,并使其全部浸没,记下液面读数V1;
③将装有适量的水的量筒放在水平的工作台上;
④将铁块用细线系好后浸没在适量的水中,记下液面读数V2;
(2)一枚游戏币的体积V币=______ ;(用步骤中的字母表示)
(3)若细线的体积无法忽略,问测得的游戏币的体积比实际游戏币体积 ______。(选填“偏大”、“偏小”或“一样”)
12.小成利用带挂钩的吸盘和塑料桶(质量均可忽略不计)测量大气压的大小,如图甲。把吸盘贴在玻璃餐桌的下表面,排尽吸盘内空气,测出吸盘与玻璃的接触面积为0.001m2,将塑料桶挂在吸盘挂钩下方。向桶中缓慢加水,当吸盘刚好掉落时,测出桶中水的质量为9千克。
(1)请计算实验中小成测得的大气压值___________;
(2)小成的测量结果与当时真实气压相差较大,请分析可能存在的原因________(写出一种即可);
(3)若用吹风机在桌面下方吹气,如图乙,则桶中所加水的质量会_______9千克。(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
13.为了直观验证阿基米德原理,小明改进了实验装置,如图所示,把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上,在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下面放一小杯。铁架台的支架上放置一只溢水杯,溢水杯跟金属块、粗铁丝框、小杯都不接触。
(1)首先平稳缓慢地抬高放有溢水杯的支架,使金属块完全浸没入水中,但不与溢水杯底部接触,(如图甲→乙→丙),在此过程中,弹簧测力计示数:F甲_______F丙(填“>”、“=”或“<”)。
(2)然后再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图丁),可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为_________牛,此时浮力的测量数值将比真实数值_______(填“偏大”或“偏小”),原因是________。
14.量筒是直接测量液体体积的工具,它也可以用来测量固体体积,这时要求先倒入适量的水,所谓“适量”是指:
(1)“最少”以使物体放入后能全部 ___________为限;“最多”以放入物体后水面不超出它的 ___________ 为准;
(2)因矿石较大,放不进量筒,所以小芳利用一只烧杯,按如图所示方法来测量矿石的体积。图中所用量筒的最大测量范围(量程)是 ______mL;矿石的体积是 ______cm3。这种方法测量的矿石的体积 _______。(选填“偏大”、“偏小”或“较准确”)
15.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)小华把杠杆放在支架上后,在图甲所示位置静止,这时杠杆处于______(平衡/不平衡)状态。为了将杠杆调至水平位置平衡,可将左端的平衡螺母向______调节(左/右)。
(2)如图乙,实验时在杠杆左侧B点挂钩码,在右侧的A点挂弹簧测力计,为了便于测量力臂,小明接下来的操作应该是:______拉弹簧测力计使杠杆在______平衡
(3)实验中多次实验的目的是为了______(只有一个正确答案,选填答案序号)
①减小摩擦 ②多次测量取平均值减小误差
③使每组数据更准确 ④获取多组实验数据归纳出物理规律
(4)当弹簧测力计处于图丙中斜拉位置时,仍要使杠杆在水平位置平衡且弹簧测力计的示数仍等于竖直向下拉弹簧测力计的示数,应将钩码向______(左或右)移动适当的距离
(5)小红同学采用了图丁所示的装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与其他同学得出的正确的杠杆平衡条件下不相符,其最有可能的原因是______。
(6)某同学设想了如图戊所示的实验情景:测力计水平拉动,杠杆水平平衡。该同学的设想______(符合/不符合)实际,
16.如图1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h1=h3>h2,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______(选填“高度h”或“距离s”)大小来反映的;
(2)小钢球在水平面上不能立即停下,是因为小钢球具有______,小木块最终会停下来是因为受到______的作用;
(3)分析比较甲和乙两组实验可得,物体质量相同时,速度越大,动能越______;
(4)分析比较______两组实验可得出物体的动能与质量的关系;
(5)综上可知,图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定不同的最高______;
(6)若水平面绝对光滑,木块将做______运动,______(选填“能”或“不能”)达到探究目的;
(7)实验后,同学们联想到在许多公交事故中,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?于是利用上述器材进行了实验测定,得到的数据如表:
实验次数
钢球质量m/g
钢球的高度h/cm
木块被撞后运动的距离s/cm
1
30
10
4
2
30
20
16
3
60
10
8
分析表格中对应的实验数据可知:______对物体动能的影响更大,当发生交通事故时,由此造成的危害更严重。
17.小妍同学利用运动鞋探究“滑动摩擦力与压力的定量关系”。
(1)如图甲所示,她用弹簧测力计拉着运动鞋在水平桌面做匀速直线运动,其目的是___________;由图甲显示第1次实验时测力计示数是___________N。
(2)第1次实验时测力计示数填在下表;再往鞋里添加砝码并均匀摆放,改变的是鞋对桌面的___________,重复这步骤多次,并将实验数据记录下表中。
实验次数
压力F/N
测力计示数/N
1
2.3
2
3.3
2.6
3
4.3
3.4
4
5.3
4.2
(3)根据实验数据在图乙中作出运动鞋受到的滑动摩擦力与压力大小关系的图象。
(4)分析图象可得结论:___________。
(5)若她拉着运动鞋匀速前进的速度由0.2m/s/变为0.4m/s,在其他情况相同时鞋受到的滑动摩擦力前后阶段比较将___________(选填“变大”、“不变”或“变小”)
18.在“探究斜面的机械效率”的实验中,小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,小强猜想可能跟斜面的倾斜程度有关,如图是他们设计的实验装置,下表是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据。
实验序号
斜面的倾斜程度
物体的重力G/N
斜面的高度h/m
沿斜面的拉力F/N
斜面的长度s/m
机械效率
1
较缓
10
0.2
5.5
1
36.4%
2
较陡
10
0.4
7.0
1
57.1%
3
最陡
10
0.6
8.5
1
70.6%
(1)分析表中数据,可得第一次物体受斜面的摩擦力为______N;
(2)该实验是探究______(小明/小强)的猜想;结论是:在其他条件一定时,斜面______,机械效率越高;
(3)另一位同学为探究自己的猜想,设计了如下步骤,
①用弹簧测力计沿斜面把一木块______拉上去,进行相关测量,计算出斜面的机械效率;
②保持斜面的______不变,改变斜面的______,再进行相关测量,并计算出斜面的机械效率;
③比较两次______的大小,即可验证猜想是否正确。
参考答案
1.刻度尺 变速 C
【解析】(1)研究物体从斜面上滑下时速度的变化,需要用电子停表测物体运动的时间,还需要用刻度尺测量物体运动的路程。
(2)由题知,A、B、C、D四个位置的间距相等,由图知,小车沿斜面滑下过程中经过AB、BC、CD各段的时间不相等,所以小车沿斜面滑下的运动是变速直线运动。
(3)A.熟练使用电子停表,能更准确的记录时间,能减小误差,故A不符合题意;
B.适当减小斜面的倾角,能使小车滑下的时间延长,能减小误差,故B不符合题意;
C.适当减小选定位置的间距,小车下滑的时间缩短,不能减小误差,故C符合题意;
D.用光电计时器代替电子停表,能更准确地记录时间,能减小误差,故D不符合题意。
故选C。
2. 小 大 0.50 1 3 0.20 0.50 0.30 越来越大
【解析】(1)要测量小车运动的平均速度,需要测量路程和时间,利用计算,所以该实验的原理是
(2)斜面坡度越大,小车沿斜面向下加速运动越快,过某点的时间会越短,计时会越困难,所以斜面保持较小的坡度,是为了便于测量小车运动所用的时间。
(3)如果让小车过了A点才开始计时,会导致时间的测量结果偏小,由公式知道,平均速度会偏大。
由表格知道,
小车通过AB段的平均速度
由图知道
小车通过BC段的平均速度
由图知道
小车通过AC段的平均速度
(4)根据以上计算结果知道
所以小车在下滑过程速度越来越大。
3.同一高度 速度 慢 做匀速直线运动 不同高度 同一粗糙 D
【解析】(1)要研究木块在水平面上滑行的距离,必须控制变量,即控制木块的初速度相同,即让木块从斜面的同一高度滑下。
(2)由实验现象可知,水平面的粗糙程度不同,木块受到的阻力不同,木块运动的距离不同,由此得出结论:平面越光滑,木块受到的阻力越小,速度减小得越慢。
(3)在上述实验现象的基础上可以推理得出:如果木块在水平面受到的阻力为零,木块将做匀速直线运动。
(4)因为小车从斜面上滑下,到达底端的速度取决于物体的高度,因此探究滑行距离与小车初速度的关系,将小车从不同的高度处释放,比较小车在同一粗糙面上滑行的路程长短即可。
(5)牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论,而不是直接通过日常生活经验或实验得出的,更不是科学家猜想出来的,故选D。
4.不变 乙 p 仍在A处
【解析】(1)当密度计置于水、酒精的容器中,密度计漂浮,所以所受的浮力等于密度计的重力,因而同一支密度计分别静止在水和酒精中,密度计受到的浮力相等;由可知,所受的浮力相等,水的密度比酒精大,则密度计排开水的体积较小,即在水中浸入部分更少,由此可知,装水的容器是乙。
(2)①由可知,所受的浮力相等,水的密度比植物油大,所以,密度计放在植物油中,液面的位置在纯水密度值刻度线的上方,即刻度0.9应该在p点。
②小明改变这段细铁丝的形状再次浸没在水时,浮力依然等于密度计的重力,故其排开水的体积不变,故杯中的液体将仍在A处。
5.mg 吸盘内的空气没有排尽
【解析】(1)吸盘脱离玻璃板时,根据二力平衡可知,空气对塑料吸盘的压力大小与小桶和沙的总重力的大小相等,即空气对塑料吸盘的压力
大气压强为
(2)由于所测的大气压数值偏小,根据实验原理固体压强公式可知,可能是大气压力F测量偏小或受到面积S测量偏大所致,所以所测的大气压数值偏小的原因可能是:吸盘内的空气没有排尽。
6.匀速直线 二力平衡 B 多支圆柱形铅笔平行 木块A F1>F2
【解析】(1)用弹簧测力计水平方向匀速拉动木块时,弹簧测力计处于匀速直线运动状态;则弹簧测力计在水平方向上受到了摩擦力和拉力才是一对平衡力,根据二力平衡的原理可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计拉力的大小。
(2)由实验可知滑动摩擦力大小与压力大小有关;A.汽车在结冰的路面上行驶,在车轮上缠绕铁链是增大摩擦,故A不符合题意;
B.用力压住橡皮,擦去写错的字,就是利用改变压力大小来改变摩擦力大小的,故B符合题意;
C.移动很重的石块时,在地上铺设滚木是变滑动为滚动减小摩擦,故C不符合题意。
故选B。
(3)实验步骤二:把多支圆柱形铅笔平行放在水平桌面上,将木块A放在其上方,用步骤一的方法拉动木块,记下弹簧测力计的示数;实验分析:“用滚动代替滑动可以减小摩擦”说明同等条件下,滚动摩擦小于滑动摩擦,若说明结论是正确的。
7.一 袋子密闭,不与外界连通,质量不发生变化 挤压橡皮膜 U形管液面的高度差 实验中没有控制两个袋子相同 没有让同一个人感知空气袋的硬度 空气袋的体积可以自由调节,节省原料
【解析】(1)由于是密闭袋子,不与外界连通,袋内空气质量不发生变化,故猜想一错误。
(2)压强计是利用U形管液面的高度差来反映橡皮管内压强的大小,橡皮管内气压大,U形管液面的高度差大,所以,为了验证猜想二,即空气袋体积变小、气压变大,可以用手挤压压强计的橡皮膜,观察U形管液面的高度差,若高度差变大,说明橡皮管内气压增大。
(3)要探究:“冬天和夏天空气袋的硬度有何不同?”,需要将两个大小相同的空气袋分别放在阴凉处和制暖的空调房中,而题中小慧用两个大小不相等的空气袋甲、乙做实验;10min后,应该由同一个人分别挤压甲、乙两空气袋,感知空气袋硬度,而题中是小慧用手挤压空气袋甲,小明用手挤压空气袋乙;故题中的不足之处为:甲、乙两个空气袋大小不相等;没有让同一个人感知空气袋的硬度。
(4)空气袋的体积可以自由调节,充气多点,体积较大,充气少点,体积较小,大体积的空气袋,只需要充气即可,不需要其他材料,可以节省原料,这是空气袋逐步取代报纸、拷贝纸等作为缓冲材料的好处。
8.匀速直线 变大 越大 0.9
【解析】(1)物体做匀速直线运动时处于平衡状态,所受合力为零。实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动。
(2)木块做匀速直线运动,质量不变,速度不变动能不变,因木块高度变大,重力势能变大,机械能为动能、势能的和,所以该过程中木块的机械能变大。
(3)在第2次实验中,有用功
W有=Gh=3N×0.3m=0.9J
总功
W总=Fs=1.8N×1m=1.8J
第2次实验中,斜面的机械效率
由表中数据可知:相同条件下,斜面的倾斜程度越陡,斜面的机械效率越大。
(4)第2次实验的额外功为
W额=W总﹣W有=1.8J﹣0.9J=0.9J
根据W额=fs可得摩擦力
9.形变 海绵凹陷程度 受力面积 压力 (b) (d) 控制变量法
【解析】(1)力可以改变物体的运动状态和形状。由图(a)和图(b)所示实验可知,在压力作用下,海绵的形状发生了变化,这说明,力可以使物体发生形变;压力越大,海绵的凹陷的程度越大,说明压力的作用效果越明显,可以用海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,采用的是转换法。
(2)由图(b)和图(c)所示实验可知,海绵的受力面积相等而海绵受到的压力不同,压力越大,海绵的形变量越大,由此可得:在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)由图(b)和图(d)所示实验可知,海绵受到的压力相等而受力面积不同,受力面积越小,海绵的形变量越大,压力的作用效果越明显。由此可得:在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)影响压力作用效果的因素有两个,实验中采用控制变量法分别探究;用海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,采用的是转换法。
10.静止 匀速直线运动 相等 扭转一定角度 作用在同一物体上
【解析】(1)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体受到平衡力的作用。
(2)保持两个拉力在同一直线上,调整细线两端的钩码,当两端钩码的质量相等时,对小卡片的拉力相等,小卡片平衡。
(3)为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手将卡片扭转一定角度,并保持两个拉力方向相反,松开手后观察小卡片能否平衡。
(4)当小卡片平衡时,用剪刀沿虚线迅速剪断小卡片,由于二力不在同一物体上,所以两侧钩码落下,说明二力平衡的又一个条件是两个力作用在同一物体上。
11.③④② 偏大
【解析】(1)由于游戏币的体积较小,所以需要采用累积法,先测出n个游戏币的总体积,再除以n,可得每个游戏币的体积,目的是减小误差;由于游戏币会浮在水面,无法直接浸没于水中,利用量筒用排水法测体积时,需要在下方悬吊密度较大的物体使其浸没于水中或者用细针压入水面之下;在采用悬吊法时,悬吊物和游戏币的总体积与悬吊物的体积之差即为游戏币的体积,无需测出量筒中水的体积,所以实验步骤可以为:
③将装有适量的水的量筒放在水平的工作台上;
④将铁块用细线系好后浸没在适量的水中,记下液面读数V2;
②用细线将铁块与n个游戏币捆绑,并使其全部浸没,记下液面读数V1。
原实验步骤①多余,故选择并排序为:③④②。
(2)由实验步骤可知,n枚硬币的总体积
所以一枚硬币的体积为
(3)细线的体积无法忽略时,捆绑在硬币上的细线会使硬币总体积V1的测量值偏大,这样计算出的一枚硬币的体积也偏大。
12.9×104Pa 吸盘中的空气没有完全被挤出 小于
【解析】(1)大气对吸盘的压力等于水的重力,即
F=G=mg=9kg×10N/kg=90N
可计算大气压强
(2)吸盘中的空气没有完全被挤出,或吸盘存在漏气现象都会造成拉力F偏小,根据可知,测量结果与当时真实气压相差较大。
(3)流速越大的位置,压强越小。若用吹风机在桌面下方吹气,则吸盘下方的大气压强变小,根据F=pS可知,大气对吸盘的压力变小,根据G=F可知桶中所加水的重力变小;根据G=mg可知桶中所加水的重力质量变小,即桶中所加水的质量会小于9千克。
13.= 1.2 偏大 金属块完全离开水面时要带出一些小水滴,使重力G测的数值偏大
【解析】(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸没入水中(如图甲→乙→丙),图甲中弹簧测力计示数为金属块、粗铁丝框、小杯的总重力,图乙、丙中弹簧测力计示数为金属块对测力计的拉力、粗铁丝框、小杯和溢出水的重力之和。由于金属块对测力计的拉力等于金属块的重力与金属块受到的浮力之差,根据阿基米德原理可知:金属块受到的浮力等于排开液体所受的重力,所以,弹簧测力计示数保持不变,即
(2)由图丙、丁可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,图丁
图丙
图丙中金属块所受到的浮力约为
金属块完全离开水面时要带出一些小水滴,使重力G测的数值偏大,根据可知,此时浮力的测量数值比真实数值将偏大。
14.浸没 最大测量值 0~200 70 偏大
【解析】(1)用量筒测量固体体积时,要借助量筒和水,采用“排水法”测量其体积,为保证测量结果的准确,固体必须全部浸没在水中,同时石块放入水中后水面不超过量筒的最大测量值。
(2)如图所示,量筒的最大测量值是200mL,即量筒的量程是200mL。
如图所示,B中量筒内水的总体积为200mL,矿石在烧杯中时水面到标记处,取出矿石,将量筒中的水倒入烧杯后水面也到标记处,由图C知量筒内剩余水的体积为130mL,则从量筒中倒入烧杯中的水的体积就等于矿石的体积,即
V石=200mL﹣130mL=70mL=70cm3
这种测量方法测得矿石的体积与它的真实值相比偏大,原因是矿石取出时带出了一部分水。
15.平衡 右 竖直向下 水平位置 ④ 右 杠杆的自重对杠杆平衡有影响 不符合
【解析】(1)杠杆静止不动或匀速转动叫杠杆的平衡,故小王把杠杆放在支架上后,在图甲所示位置静止,这时的杠杆处于平衡状态。
调节杠杆在水平位置平衡,杠杆右端偏高,左端的平衡螺母应向上翘的右端移动。
(2)如图乙,实验时在B点挂钩码A点挂弹簧测力计,为了便于测量力臂,竖直向下拉测力计使杠杆在水平位置平衡,此时力的作用点与支点的距离等于拉力力臂的大小。
(3)在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,避免实验的偶然性,得出普遍性的结论,故选④。
(4)当弹簧测力计处于图丙中的斜拉位置时,如下所示:原力臂为OB,图中力的力臂OC为以OB为斜边的直角三角形的直角边,由数学知识,直角三角形直角边总小于斜边,故当弹簧测力计倾斜时,弹簧测力计拉力F的力臂变小,
若使杠杆在水平位置平衡且弹簧测力计的示数仍等于F,根据杠杆的平衡条件,阻力大小不变,故应减小阻力臂,即应将钩码向右移动适当的距离。
(5) 利用如图丁所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
(6)由图戊所示的实验情景可知,测力计水平拉动杠杆时,拉力的力臂为0,而钩码的重力与其力臂的乘积不为0,不能满足杠杆的平衡条件,所以杠杆无法在水平位置平衡。
16.重力势能 距离s 惯性 阻力 大 甲、丙 速度 匀速直线 不能 速度
【解析】(1)小钢球从斜面滚下过程中,质量不变,高度减小,故重力势能减小,同时速度变大,动能增加,所以是将重力势能转化为动能的过程;其动能大小是通过小木块移动的距离s大小来反映的。
(2)一切物体都具有惯性,小钢球在水平面上不能立即停下,是因为小钢球具有惯性;力是改变物体运动状态的原因,小木块最终会停下来是因为受到阻力的作用。
(3)分析比较甲和乙两组实验知道,物体质量相同时,速度越大,动能越大。
(4)甲丙两组实验中物体的质量不同,其高度相同,甲丙实验可得出物体的动能与质量的关系。
(5)图乙所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高车速。
(6)若水平面绝对光滑,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判定动能的大小,所以不能达到探究目的。
(7)根据序号为1、2的实验数据知道,质量相同,小车到达斜面底端的速度变为原来的2倍,木块被撞距离变为原来的4倍;根据序号为1、3的实验数据知道,小车到达斜面底端的速度相同,质量变为原来的2倍,木块被撞距离变为原来的2倍,所以速度对物体动能的影响更大。
17.使拉力等于摩擦力 1.8 压力 在粗糙程度一定时,滑动摩擦力和压力成正比 不变
【解析】(1)实验过程中为了得到摩擦力的大小采用了转换法,即:沿水平方向拉动运动鞋做匀速直线运动,此时运动鞋受平衡力,所受滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计拉力的大小。图中弹簧测力计的分度值是0.1N,指针指在1N后面第8个小格上,因此读数是1.8N。
(2)实验中,不断往鞋子里添加砝码并均匀摆放,改变的是鞋对桌面的压力的大小。
(3)图中横坐标对应的是压力,纵坐标对应的是摩擦力,把表中的数据用描点法绘制图象如下
(4)由图象可以看出,摩擦力与压力的关系图象是正比例函数图象,因此可以得出的结论是:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力与压力大小成正比。
(5)影响摩擦力大小的因素有正压力和接触面的粗糙程度。拉着运动鞋匀速前进的速度由0.2m/s变为0.4m/s,运动鞋仍然做匀速直线运动,受到的压力和接触面的粗糙程度不变,因此摩擦力的大小不变。
18.3.5 小强 “越陡”或“倾斜程度越大” 匀速 倾斜程度 粗糙程度 机械效率
【解析】(1)若不考虑摩擦,则直接用手做的有用功和利用斜面做的总功相等,即Gh=F′l,故此时把物体沿斜面方向匀速拉上去的力
F′===2N
由表数据,实际的拉力为F=5.5N,故第一次物体受斜面的摩擦力为
F﹣F′=5.5N﹣2N=3.5N
(2)由表中数据知,实验中控制斜面的粗糙程度相同和其它条件不变,只改变斜面的倾斜程度,故该实验是探究小强的猜想倾斜程度越大。
结论是:在其他条件一定时,斜面倾斜程度越大,机械效率越高。
(3)用弹簧测力计沿斜面把一木块匀速拉上去,进行相关测量,计算出斜面的机械效率。
研究机械效率与长斜面粗糙程度的关系时,要保持斜面的倾斜程度和其它条件不变,只改变斜面的粗糙程度,再进行相关测量,并计算出斜面的机械效率。
比较两次机械效率的大小,即可验证猜想是否正确。
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