2017中考物理试题分类汇编专题17:实验探究题
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1、23、 (2017潍坊) (6 分)某兴趣小组的同学用斜面、小车、长刻度尺、录像机等,研究“斜面上运动的物体,运动路程和通过这段路程所用时间的关系” ,如图甲所示。在斜面一侧沿斜面方向固定一长刻度尺,刻度为 0 的位置在上方,并将该位置作为释放小车的位置。打开录像机的录像功能,并面向刻度尺录像。通过播放视频可以确定小车在不同时刻的位置。(1)视频显示,小车从 0 刻度处运动到 0.20m 刻度处,用时 1s,该过程小车的平均速度是_m/s。(2)通过视频查找出小车 5 次的位置,小车从开始运动到各个位置的路程 s 和对应时间 t 如下表所示,表中第三行数据作为对应时间的平方。根据表中数据,在坐
2、标纸上做出小车运动的 st2图像。经分析可得,小车在斜面上从静止开始运动时,小车运动的路程 s 与时间的平方 t2的关系式是_。23、 (1)0.2 (2)如图所示 251ts24 (2017滨州)把一棱长为 10cm,质量为 8kg 的正方体实心金属块,放入水平放置装水的平底圆柱形容器中如图甲所示,金属块下沉后静止在容器底部(金属块与容器底部并未紧密接触) ,水的密度是1.0103kg/m3,g 取 10N/kg求:(1)金属块的密度;(2)金属块受到的浮力;(3)金属块对容器底部的压强;(4)若用图乙所示的滑轮组,把金属块在水中匀速提升 30cm(金属块未露出水面,忽略水对物体的阻力),此
3、过程滑轮组的机械效率为 70%,那么绳子自由端的拉力 F 大小是多少?【分析】 (1)求出金属块的体积,利用密度公式即可求出金属块的密度;(2)由于金属块下沉后静止在容器底部,排开水的体积与金属块的体积相等,根据阿基米德原理即可求出金属块受到的浮力;(3)根据力的平衡求出金属块对容器底部的压力,根据 p= 即可求出压强;(4)若用图乙所示的滑轮组,把金属块在水中匀速提升 30cm(金属块未露出水面,忽略水对物体的阻力),根据机械效率 = 100%= 100%= 即可求出绳子自由端的拉力 F 大小【解答】解:(1)金属块的体积 V 金 =(10cm) 3=1000cm3=1103 m3,则金属块
4、的密度 金 = = =8103kg/m3;(2)由于金属块下沉后静止在容器底部,则 V 排 =V 金 =1103 m3,所以,F 浮 = 水 V 排 g=1103kg/m31103 m310N/kg=10N;(3)金属块的重力:G=mg=8kg10N/kg=80N,金属块对容器底的压力:F=GF 浮 =80N10N=70N,正方体金属块的底面积(受力面积)S=(10cm) 2=100cm2=0.01m2,金属块对容器底的压强:p= = =7103Pa;(4)若用图乙所示的滑轮组把金属块在水中匀速提升,由图可知绳子的股数 n=2,根据机械效率 = 100%= 100%= 可得:绳子自由端的拉力
5、F= = =50N答:(1)金属块的密度为 8103kg/m3;(2)金属块受到的浮力为 10N;(3)金属块对容器底部的压强为 7103Pa;(4)绳子自由端的拉力 F 大小是 50N22 (2017德州)探究平面成像特点:过程结论如图所示,点燃蜡烛 A 竖立在玻璃板前,再拿外形相同但不点燃的蜡烛 B,在玻璃板后移动,使蜡烛 B与 A 的像完全重合,记下 A 与 B 的位置,移动点燃的蜡烛 A,重做实验 用刻度尺测量像与物到镜面的距离,发现像与物到镜面的距离 移去蜡烛 B,在其位置竖立一光屏,在玻璃板后侧观察光屏上 (选填“能”或“不能” )承接蜡烛 A 的像方法用外形相同的蜡烛 B 来确定
6、蜡烛 A 成像的位置,运用了法 问题讨论若把上述实验中的玻璃板换成焦距为 10cm 的凸透镜,蜡烛 A 和凸透镜的位置如图所示,此时移动光屏可承接倒立、 的实像【分析】 (1)刻度尺测量物距和像距,比较二者数值可得出结论(2)光屏能承接到像,说明是实像;不能承接到像,说明是虚像(3)常用的物理学研究方法有:控制变量法、等效替代法、模型法、比较法、类比法、转换法等,是科学探究中的重要思想方法等效替代法是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一(4)凸透镜成像时,u2f,成倒立、缩小的实像【解答】解:在实验中用到刻度尺是测像到镜的距离、物到镜的距离,通过比较可以得出结论:像与物到镜面的
7、距离大小相等因平面镜成的是虚像,虚像不能用光屏承接,所以移去蜡烛 B,在其原来的位置放一块光屏,光屏上不能承接到蜡烛 A 的像;在在探究平面镜成像特点的实验中,利用另一个大小、形状完全相同的未点燃蜡烛与所成的像去比较、去确定像的位置采用的是“等效替代法” 蜡烛位于 30cm 刻度线处,物距 u=50cm15cm=15cm,凸透镜的焦距为 5cm,u2f,成倒立、缩小的实像故答案为:相等;不能;等效替代;缩小23 (2017德州)实验室有如下器材:天平(含砝码) 、量筒、烧杯(2 个) 、弹簧测力计、金属块、细线(质量和体积不计) 、足量的水(密度已知) 、足量的未知液体(密度小于金属块的密度)
8、 (1)一组选用上述一些器材测量金属块的密度,步骤是:在量筒中倒入 20mL 水;把金属块浸没在量筒的水中,如图 1 所示,由此可知金属块的体积为 cm 3;把天平放在水平桌面上,如图 2 甲所示,接下来的操作是:a、将游码拨到零刻度线处;b、向 (选填“左”或“右” )调节平衡螺母,使天平平衡;c、取出量筒中的金属块直接放在左盘,向右盘加减砝码并移动游码使天平重新平衡,如图 2 乙所示计算金属块的密度是 kg/m 3该实验所测密度比金属块实际的密度 (选填“偏大”或“偏小” ) (2)二组选用上述一些器材,设计了一种测量未知液体密度的实验方案选用器材:弹簧测力计、金属块、细线、水、足量的未知
9、液体、烧杯(2 个)主要实验步骤:用弹簧测力计测出金属块在空气中的重力 G;用弹簧测力计悬挂金属块浸没在未知液体中(未接触烧杯底) ,其示数为 F1;用弹簧测力计悬挂金属块浸没在水中(未接触烧杯底) ,其示数为 F2;未知液体密度的表达式:= (用字母表示,已知水的密度为 水 )【分析】 (1)量筒的读数:确定每一个大格和每一个小格代表的示数,读出液面对应的刻度值根据天平的正确使用进行判断:把天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻度;调节天平的平衡螺母使天平的横梁平衡;物体放在天平的左盘,砝码放在天平的右盘,使天平的横梁重新平衡;物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值知道物体的质量和体积
10、,根据密度公式求出物体的密度;由于金属块表面会沾有水,使测出的质量偏大,由密度公式分析对密度的影响;(2)利用比被测液体密度大的金属块,测量金属块在空气中的重力,把金属块分别浸没在被测液体和水中,分别读出弹簧测力计的示数,分别求出金属块在被测液体和水中受到的浮力,根据阿基米德原理,分别求出金属块排开被测液体和水的体积,根据物体排开被测液体和排开水的体积相等列出等式,求出被测液体的密度【解答】解:(1)量筒每一个大格代表 10ml,每一个小格代表 1ml,水和金属块的总体积是 40ml,水的体积是 20ml,所以金属块的体积:V=40ml20ml=20ml=20cm 3;a 把天平放在水平桌面上
11、,移动游码到零刻度线上b如图横梁右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动,使天平平衡c金属块的质量:m=100g+50g+5g+2.8g=157.8g计算金属块的密度是:= = =7.89g/cm3=7.89103kg/m3由于先测量金属块的体积,然后测量金属块的质量,金属块上会沾有一些水,导致质量测量值偏大,所以金属块密度测量值偏大;(2)用细线把金属块拴好,用弹簧测力计测金属块的重力 G;烧杯中倒入适量被测液体,用弹簧测力计测金属块浸没在未知液体中(未接触烧杯底)的示数 F1;烧杯中倒入适量水,用弹簧测力计测金属块浸没在水中(未接触烧杯底)的示数 F2分析:金属块在被测液体中受到的浮力:F 浮
12、=GF 1,根据阿基米德原理得:GF 1=Vg,金属块排开液体的体积:V 1= ,金属块在水中受到的浮力:F 浮 =GF 2,根据阿基米德原理得:GF 2= 水 Vg,金属块排开水的体积:V 2=,因为金属块浸没在被测液体中和浸没中水中的体积相等,所以, = ,所以,未知液体密度的表达式:= 故答案为:(1)40;右;7.8910 3;偏大;(2) 18(2017济宁) 根据如图中提供的实验信息,回答下列问题:(1)图和研究的是浮力与 的关系;(2)图和图研究的是 与高度的关系;(3)图 的实验装置能研究电动机原理【分析】 (1)浮力的大小可能跟液体的密度、物体排开液体的体积、物体浸没到液体的
13、深度有关,研究浮力大小的影响因素时,采用控制变量法(2)探究重力势能与高度的关系时,必须保证物体的质量相等,改变高度(3)电动机的原理通电线圈在磁场中能够转动;发电机原理电磁感应【解答】解:(1)图和液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,可探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系;(2)图和图使用的是同一物体,从不同高度落下,研究的是重力势能与高度的关系;(3)是电磁感应的实验,而根据电磁感应实验制成的是发电机;是通电导体在磁场中受力的作用的实验,电动机是利用此原理制成的故答案为:(1)物体排开液体体积;(2)重力势能;(3)19 (2017济宁)按要求回答下列问题:在今年的实验操作考试中,小
14、可利用平行光源照射凸透镜后交于 A 点(如图所示) ,说明凸透镜对光有作用小可认为 A 点就是该凸透镜的焦点,请对他的观点作出评判 【分析】凸透镜对光线具有会聚作用;平行于主光轴的光线经过凸透镜后会汇聚到焦点上;【解答】解:由图可知,平行光线经过凸透镜后会汇聚到 A 点,这说明凸透镜有会聚作用;平行于主光轴的光线经过凸透镜后会汇聚到焦点上,由于不知平行光线是否平行于主光轴,故无法判定 A 点是否为焦点;故答案为:会聚;只有平行于主光轴的光线经过凸透镜后才会汇聚到焦点上;32 (2017泰安)如图甲所示为压力式托盘秤,当把物体放在压力托盘秤盘上时指针的示数就是物体的质量(1)某次测量时压力式托盘
15、秤的指针如图乙所示,示数是 kg(2)现在要利用压力式托盘秤、水、烧杯和细线来测量一个不规则小矿石块的密度请你设计实验方案,写出实验步骤及测量的物理量,物理量要用规定的符号表示,实验过程烧杯中的水不能溢出实验步骤和测量的物理量: 用已知量和测得的物理量表示出小矿石块的密度 = 【分析】 (1)根据分度值读数;(2)根据托盘秤可以出小矿石的质量;向烧杯中倒入适量的水,称出其质量;把小矿石用细线悬挂后放入水中,此时小矿石受到浮力的作用,小石块会排开一定质量的水,根据托盘秤示数的变化可知排开的水的质量,据此求出排开的水的体积即小石块的体积,根据密度公式求出密度;【解答】解:(1)由图乙可知,表盘的分
16、度值为 0.1kg,则示数为 1.4kg;(2)把小矿石放在托盘秤上,记下此时托盘称的示数为 m1;在烧杯中倒入适量的水,把烧杯放在托盘秤上,记下此时托盘称的示数 m2;保持烧杯不动,用细线拴住小矿石块,轻轻将小矿石块浸没入烧杯的水中,小矿石块不与杯底接触,记下托盘秤的示数 m3;小矿石块在水中受到了浮力的作用,由于物体间力的作用是相互的,小石块也会对水有一个向下的压力的作用,故托盘秤的示数会增加,由阿基米德原理可知,增加的示数为排开的水的质量:m 排 =m3m 2;小矿石块的体积等于其排开的水的体积:V=V 排 = ;则小矿石块的密度为:= = = 水 故答案为:(1)1.4;(2)把小矿石
17、放在托盘秤上,记下此时托盘称的示数为 m1;在烧杯中倒入适量的水,把烧杯放在托盘秤上,记下此时托盘称的示数 m2;保持烧杯不动,用细线拴住小矿石块,轻轻将小矿石块浸没入烧杯的水中,小矿石块不与杯底接触,记下托盘秤的示数 m3; 水 11(6 分)(2017衢州)大家都知道:“摩擦生热”那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系?焦耳等科学家运用多种方法、不同实验,测出做功(W)和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系其中最经典的是 1847 年焦耳设计的桨叶轮实验:如图甲,在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮,多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动,转动的叶片与水摩擦,产生的热使水的温度升高焦耳通过测量
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