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类型二第31题教材重点拓展实验
类型二 (第31题)教材重点(拓展)实验
针对训练
力学实验
一.测量固体和液体的密度
1.小芳在实验室测量红枣汁的密度.
第1题图
A.实验过程如下:
a.首先将红枣汁倒入量筒中,如甲图所示;
b.将天平放在水平台上,调节平衡螺母直至天平平衡,如乙图所示;
c.改正操作中的错误后,她重新调节天平平衡,并测出空烧杯的质量为55g;
d.接着将量筒中的红枣汁全部倒入空烧杯中,用天平测出烧杯和红枣汁的总质量,如丙图所示.
请你解答下列问题:
(1)烧杯中红枣汁的体积为________cm3.
(2)在步骤b的操作中存在的问题是_______________________________.
(3)烧杯中红枣汁的质量为________g;红枣汁的密度ρ汁=________kg/m3,这样测出的密度比实际的偏________.
B.小明听老师说只用天平也能测量出红枣汁的密度,于是他想了想,添加了两个完全相同的烧杯和适量的水,设计了如下的实验步骤,请你将实验补充完整:
(1)调好天平,用天平测出空烧杯的质量为m0.
(2)将一个烧杯装满水,用天平测出________________________为m1.
(3)用另一个相同的烧杯装满红枣汁,用天平测出_________________为m2.
(4)则红枣汁密度的表达式ρ=________(已知水的密度ρ水).
2.同学们在测量粗盐的密度时,发现粗盐易溶于水,体积难以测量,于是改良了“排水法”测出了粗盐的密度.
(1)在调节天平平衡时,首先应将游码置于标尺左端的____________处,然后调节____________,使天平的横梁处于水平平衡状态.
(2)用天平测量粗盐的质量,当天平重新平衡时,砝码质量和游码位置如甲图所示,则称量的粗盐颗粒质量是________g.测粗盐体积的过程如乙图所示,则所称量的粗盐颗粒体积是________cm3.
第2题图甲
第2题图乙
(3)粗盐的密度是________g/cm3.
(4)如果在测量过程中,在C步骤中,没有反复摇动就读出粗盐的体积,则所测粗盐的密度将______(选填“偏大”或“偏小”),原因是_______________.
(5)实验中选择细铁砂的原因是:
___________________________________.
3.小明小组在实验室测量酸奶的密度.他准备了量筒(如图甲所示)和天平(如图乙所示).
第3题图
(1)将天平放在水平桌面上,把游码移至标尺左端零刻度线处,发现指针指在分度盘的左侧,应将平衡螺母向________调,使天平横梁平衡.
(2)他先用天平测出空烧杯的质量为30g,接着他将酸奶倒入烧杯,用天平测量烧杯和液体的总质量,天平平衡时的情景如图乙所示,则烧杯和酸奶的总质量m1=________g.然后他打算将烧杯中的酸奶倒入量筒中,由于酸奶比较粘稠且不透明,容易粘在筒壁上,对测量影响较大;于是他找到了5mL针筒(如图丙所示),用针筒抽取5mL酸奶,测量烧杯和剩余酸奶的总质量m2=57.6g;则酸奶的密度为________kg/m3.
同组的小红观察发现,用针筒测量酸奶体积,还有一个优点是:
________________________.
(3)同组的小华同学在实验中发现了一个“问题”,他发现5mL针筒的刻度线前的尖端还有一点小“空隙”,这会导致测得的酸奶密度比实际值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);于是,小华和小明想出了一种正确测量方法,小明接着做出了正确的操作:
将此时抽满酸奶的针筒中的一部分酸奶返回烧杯,测量烧杯和剩余酸奶的总质量m3,记下此时________________,则酸奶密度表达式:
________________.
4.小明想测量一个小木块(不吸水)的密度,他利用天平、圆柱形玻璃杯、适量的水、细针等器材,经过思考,设计了如下的实验方案.
第4题图
(1)图甲是小明在调节天平时的情景,小丽指出了他在操作上的错误,你认为错误之处是________________________.
(2)小明纠正错误后调节好天平,按照以下步骤继续实验:
①将小木块放在天平________盘,天平平衡时砝码和游码的位置如图乙所示,则小木块的质量是________g.
②将玻璃杯中装满水,用细针缓慢地将木块压入水中,使之完全浸没.利用排水法,测出溢出水的质量为30g,则小木块的体积为________cm3.
③测出小木块的密度是________kg/m3.
(3)受小明实验的启发,小丽在实验时除了利用原有的圆柱形玻璃杯、适量的水和细针外,又找了一把刻度尺,不用天平也测出了木块的密度.请你将下列测量步骤补充完整:
①在玻璃杯中装入适量的水,用刻度尺测出杯中水的深度为h0;
②让小木块________在水面上,用刻度尺测出杯中水的深度为h1;
③用细针缓慢地把木块压入水中,使之完全浸没,用刻度尺测出杯中水的深度为hm;
④小木块密度的表达式:
ρ木=____________.(用测量的物理量和已知量的符号表示,水的密度用ρ水表示)
5.(2017山西)小明家乡种植的杏树今年获得了丰收,他想利用托盘天平和量筒测量一颗新鲜杏的密度,进行了下列操作:
第5题图
(1)先把天平放在水平台上,然后将游码移至标尺左端的零刻度线处,为使天平横梁平衡,他应该调节横梁右端的____________;
(2)将鲜杏放在调好的天平左盘,天平平衡时右盘中的砝码和游码位置如图甲所示,则鲜杏的质量为________g;
(3)为了能将鲜杏放入量筒,小明选取了容积为200mL的量筒,他先往量筒中加入适量的水,记下此时水的体积,如图乙所示;再将这个鲜杏放入量筒,再次记录读数,请你帮他计算鲜杏的密度为____________kg/m3;
(4)小明继续实验时不小心将量筒碰倒摔碎了,他又选取了小烧杯、溢水杯、容积为50mL的量筒测量鲜杏的体积,他的做法如下,请你将下列步骤补充完整.
a.先将溢水杯中盛满水,再将鲜杏轻轻放入溢水杯中,让溢出的水流入小烧杯中;
b.______________________________;
c.记录此时量筒中水的体积.
你认为小明按上述做法所测出鲜杏的密度比真实值________(选填“偏大”或“偏小”),其原因是________________________________________________
__________________________________________________________________.
二.研究影响滑动摩擦力大小的因素
6.(2017泰州)探究影响滑动摩擦力大小的因素
(1)小明用测力计拉同一木块进行了三次正确实验操作,实验情景如图甲、乙、丙所示.
第6题图
①在乙图中,木块受到的滑动摩擦力大小等于______N,方向____________.
②比较________两图的实验可知,滑动摩擦力的大小与压力有关.
③比较甲、丙两图的实验可知:
滑动摩擦力的大小与_____________有关.
(2)在操作过程中小明还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示,此过程中,木块处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态;弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力________(选填“是”或“不是”)一对平衡力,理由是:
________________________;竖直方向上,木块受到的重力和木板对它的支持力________(选填“是”或“不是”)一对平衡力.
7.(2017来宾)如图所示是探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验.器材有:
木块A一块、砝码一个、弹簧测力计一个、长木板一块和棉布一块.
第7题图
(1)实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉木块A,使其在长木板上做________直线运动,此时弹簧测力计示数的大小等于滑动摩擦力的大小;
(2)甲实验中,木块A受到的摩擦力为________N;
(3)比较甲、乙实验可以探究滑动摩擦力的大小与________有关;比较__________实验可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
(4)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小明得出:
滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关.你认为他的结论是________(选填“正确”或“错误”)的;
(5)本实验采用的探究方法是______________(选填“控制变量法”或“等效替代法”).
三.探究杠杆的平衡条件
8.小强在探究杠杆平衡条件的实验中:
第8题图
(1)实验前没有挂钩码和弹簧测力计时,发现杠杆左端高右端低,要使其在水平位置平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向________调节.实验中让支点处于杠杆中央的目的是为了使杠杆的________对杠杆平衡不产生影响,这时杠杆重力的力臂为________.
(2)在图中,杠杆水平平衡后,小强调节左边钩码的个数和位置,使杠杆水平平衡时,测出F1=1.2N,F2=1.5N;OA=30cm,OB=20cm.他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中,发现F1×OA和F2×OB并不相等,从而认为杠杆的平衡条件不一定是F1l1=F2l2.小强的失误是________________________.
(3)在图中,若B处的钩码不变,小强将弹簧测力计由A处移到C(OC=10cm)处,施加一个竖直方向的力,使杠杆在水平位置平衡,则这个力的方向应____________,大小为________N.
(4)在图中,若B处的钩码不变,小强不用弹簧测力计,在A处挂________N的钩码,杠杆在水平位置仍然平衡.
9.在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有:
杠杆:
(杠杆上每小格长为2cm)、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个.
第9题图
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于________(选填“平衡”或“不平衡”)状态.
(2)实验时,使杠杆在水平位置平衡,主要是为了__________________,因此应将如图甲所示杠杆左端的平衡螺母适当往________(选填“左”或“右”)调.
(3)杠杆在水平位置平衡后,小明在杠杆A点处挂上2个钩码,作为动力F1,B点处挂上1个钩码,作为阻力F2,杠杆恰好在水平位置平衡,如图乙所示,分别测量出两个力的力臂L1和L2,计算后发现:
F1L1=F2L2,便得出杠杆的平衡条件是:
F1L1=F2L2.但小红认为小明这种实验处理方法是不完善的,理由是__________________________________________.
(4)接着,小明提出新的探究问题:
“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?
”于是小明利用如图丙所示装置进行探究,在杠杆D点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在C点处竖直向上拉使杠杆在水平位置处于平衡状态,此时弹簧测力计的示数如图丙所示,则弹簧测力计的拉力是________N.以弹簧测力计的拉力为动力F1′,钩码重力为阻力F2′,多次调整力和力臂的大小进行测量,发现:
F1′L1′总是大于F2′L2′,其原因主要是受__________的影响.
(5)实验中,用图丁方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师建议同学不宜采用这种方式,该种方式的不足主要是因为________.
A.一个人无法独立操作
B.力臂与杠杆不重合
C.力和力臂数目过多,不易得出结论
D.杠杆受力不平衡
四.探究浮力的大小跟哪些因素有关
10.小明同学在探究影响浮力大小的因素时,用木块做了如图所示的实验.请你根据小明的实验探究回答下列问题.
第10题图
(1)在C与E两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与____________的关系;根据A与E两图所测的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为________N,方向____________.
(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关.对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而________,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小_____,说明浮力的大小与深度________.
(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为________kg/m3.
(4)该实验探究主要运用的科学探究方法是:
______________________.
11.在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中,小王同学提出了如下猜想:
猜想1:
浮力大小与液体密度有关.
猜想2:
浮力大小与物体浸入液体的体积有关.
猜想3:
浮力大小与物体浸入液体的深度有关.
猜想4:
浮力大小与物体所受的重力有关.
第11题图
为了验证以上猜想是否正确,小王在老师的帮助下找来了一些实验器材,设计并完成了实验探究.请你完成下列问题:
(1)如图①③④所示,小王把一个铜块挂在弹簧测力计下,使它浸在液体中的体积逐渐增大,观察到弹簧测力计的读数逐渐减小.此实验说明猜想________是正确的.结论是:
在____________相同时,物体排开液体体积越大,物体受到的浮力________.
(2)如图①⑤⑦所示,小王将同一铜块分别浸没在水和盐水中,此实验为了验证猜想________.在实验中,观察到铜块浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数小,则说明铜块在盐水中受到的浮力________(选填“大”或“小”).
(3)为探究浮力大小跟物体浸没在液体中深度的关系,应选实验________进行分析比较.
(4)为了验证猜想4,小王又取了一块铁块,重力与铝块相同而体积不同,并浸没在水中,观察到所受的浮力大小不相等,由此得出结论:
浮力的大小与物体的重力无关.请指出他的实验方法的错误:
__________________________.
(5)分析①②④⑥四次实验得到的结论是:
___________________________.
五.测简单机械的机械效率
12.某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时,用弹簧测力计沿斜面向上拉动物块,收集了下表中的实验数据
第12题图
实验
次数
斜面的倾
斜程度
物块重
力G/N
斜面高
度h/m
拉力
F/N
斜面长
度s/m
机械效
率η
1
较缓
5
0.2
2.4
1
41.7%
2
较陡
5
0.5
3.2
1
78.1%
3
最陡
5
0.7
4.3
1
81.4%
(1)分析表中的数据可得出:
斜面越缓越________(选填“省力”或“费力”);实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向________(选填“左”或“右”)移动.
(2)该小组又进行了第4次实验,他们在斜面上铺上棉布,使斜面变粗糙,保持斜面高和长分别是0.5m和1m,用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做________________,读出此时弹簧测力计的示数为4.5N,他们测得这种情况下斜面的机械效率约为________.
(3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出:
斜面的机械效率与____________和____________有关.
(4)当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时,物块所受的拉力________(选填“大于”“小于”或“等于”)物块所受的摩擦力.
(5)此实验用到的主要研究方法是________________________.
13.(2017莲湖区模拟)在探究“滑轮组机械效率”时,小强利用两组滑轮组进行了4次测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据,用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据,如下表:
实验
次数
物重
G物/N
动滑轮重
G动/N
钩码上
升的高
度h/N
动力
F/N
动力作用
点移动的
距离s/m
滑轮组
的机械
效率η/%
1
1
0.5
0.1
0.7
0.3
47.6
2
2
0.5
0.1
1.1
0.3
60.6
3
4
0.5
0.1
2
0.3
4
4
1
0.1
0.5
50.0
第13题图
(1)根据表中前3次实验数据,画出甲图中滑轮组的绕绳方法.
(2)在实验中,测量绳端拉力F时,应尽量________匀速向上拉动弹簧测力计,读出乙图中弹簧测力计的示数为________N,第3次实验时滑轮组的机械效率为________.
(3)由表中第________组数据可知,同一滑轮组的机械效率与物重有关.
(4)由表中第3、4组数据可知,同一滑轮组的机械效率与摩擦和_______有关,请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功为________J.
电(磁)学实验
六.探究电流与电压、电阻的关系
14.(2017滨州)某实验小组的同学们用图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”的实验.
第14题图
(1)请根据实物图在右侧虚线框内画出对应的电路图.
(2)连接电路时,开关应该__________.
(3)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于_____(选填“A”或“B”)端.
(4)闭合开关,同学们发现,电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是_______________________________________________________.
(5)实验中通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如下表,第4次实验电流表示数如图乙所示,则此时电流表示数为________A,通过分析表中的数据能够得出的结论是______________________________________________________________________________________________________________________________________.
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
电流I/A
0.24
0.28
0.32
0.4
(6)该小组的同学们利用电源、开关、最大阻值为R0的滑动变阻器、电流表、导线按图丙所示电路测定待测电阻Rx的阻值,他们进行如下操作;
第14题图丙
A:
闭合开关,将滑动变阻器滑片P滑至a端,读出电流表示数为I1;
B:
将滑动变阻器滑片P滑至b端,读出电流表示数为I2;
C:
待测电阻Rx的阻值的表达式为Rx=________(用I1、I2、R0表示).
15.小华用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”.电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样,阻值分别为5Ω、10Ω、20
Ω、50Ω的定值电阻各一个.
第15题图
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整.
(2)小华将5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表有示数而电压表无示数,则电路中的故障可能是______________________(写出一种);排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为________A.
(3)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻,闭合开关,为了保持________表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P向________(选填“A”或“B”)移动,记录此时各表的示数.
(4)将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻,重复步骤(3).
(5)实验记录的多组数据如下表所示,分析数据可得出结论:
当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成________比.
实验次数
定值电阻(Ω)
电流表示数(A)
1
5
2
10
0.18
3
20
0.09
(6)实验结束后,小华问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验?
老师指导小华分析了不能更换的原因.你认为其原因是_______________________.
16.如图甲是某实验小组探究“电流与电压、电阻关系”的电路图,使用的实验器材有:
电压为6V的电源、电流表、电压表各一个,开关一个,5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个,规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器一个,导线若干.
第16题图
(1)请把图甲中接错的那根导线找出来打上“×”,再用笔画线代替导线把它改正.
(2)改接好电路后所测得的几组电流、电压值如表一所示.在第2次实验中,电流表的示数如图乙所示,则通过电阻的电流为________A.根据表一数据可得结论:
__________________________________________________________.
表一
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.4
表二
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.6
0.3
0.24
(3)探究电流与电阻的关系时,所测得的几组电流、电压值如表二所示,
①由于操作不当,导致一组数据存在错误,请判断第________次实验的数据存在错误.产生错误的原因是___________,正确的数据应该是________A.
②纠正错误以后,该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,电压表的示数始终无法达到3V.请你找出一种可能的原因________________________.
七.伏安法测电阻
17.小明在做“用伏安法测量某定值电阻R的阻值”的实验中:
第17题图
(1)请你按照图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙中小明未连接好的电路连接完整(电压表选择小量程).
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于________端(选填“A”或“B”).
(3)如果闭合开关,移动滑动变阻器滑片P时,发现电压表始终无示数,而电流表有示数,其原因可能是下列哪一个________.
A.滑动变阻器断路 B.R断路 C.R短路
(4)排除故障后,当电压表的示数如图丙所示时,电流表的示数如图丁所示时,则通过定值电阻的电流大小为________A,该定值电阻的阻值是_______Ω.
(5)通常情况下要进行多次测量并取平均值,其目的是为了____________________________.
(6)小明将上述实验中的定值电阻进行更换,用相同的方法再次测定新电阻的阻值,然后根据实验数据作出如图戊所示的I-U图像,分析图像可知Ra________Rb(选填“>”“<”或“=”).
18.(2017重庆A卷)小张同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中,所用器材如下,两节新干电池,标有2.5V相同规格的小灯泡若干,两个滑动变阻器R1
“10Ω 1A”、R2“20Ω 2A”,开关、导线若干.
第18题图
(1)请你根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整(要求:
滑动变阻器滑片P右移灯泡变亮,且导线不交叉).
(2)闭合开关前,应将滑片P置于____
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- 类型二 第31题教材重点拓展实验 类型 31 教材 重点 拓展 实验