专题二 实验探究
【解题指导】对于不同实验要掌握其不同的要点:
(1)实验仪器和测量工具的使用,要求正确“调、放、看、读、记”;(2)演示实验:弄清实验的设计、实验对象、实验的现象和相应的结论及实验的注意点,要做到“会看图说话”;(3)对学生的探究性实验要求掌握:①实验目的;②实验原理;③实验器材;④实验步骤;⑤实验现象;⑥设计实验表格;⑦归纳实验结论;⑧作出必要的评估;(4)自主实验设计:①建立正确“控制变量”“转换法”“等效替代”等思想;②实验设计中要注意:科学性(设计原理要正确,量与量的关系要正确),可行性(设计步骤要具有可操作性),准确性(选取最佳方案,使实验误差最小)。 【高效训练】 (一)力学实验
类型1 测量物质的密度及特殊测量方法
1.(原创题)用托盘天平和量筒测量小矿石的密度。
甲 乙 丙
(1)调节天平时,天平应置于水平桌面上,先将游码移到 ,指针静止时的位置如图甲所示,为使天平平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
(2)天平调平后,将小矿石放在左盘,右盘中所加砝码以及游码位置如图乙所示,由此可知小矿石的质量为 g。
(3)先在量筒中倒入20 mL的水,然后将小矿石浸没在水中,此时水面如图丙所示,读取该示数时,眼睛应该在 (选填“A”“B”或“C”)位置,根据观测结果可知该小矿石的体积为 cm,密度为 g/cm。
2.(2019济南质检)寒假时,小王同学从西岭雪山带回了一块坚硬的矿石。他利用家庭实验室的器材测出了这块矿石的密度,测量过程中,他取g为10 N/kg。他可用的器材有:天平(最大称量为200 g)、量筒、烧杯、杠杆、弹簧测力计(量程为5 N)、细线、水。
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3
甲 乙 丙
(1)小王同学首先进行估测,他感觉矿石比一瓶500 mL的矿泉水重些,于是他没有直接用天平(附砝码)来测矿石的质量。你认为他的理由
是 。
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(2)小王同学用图甲所示的装置进行测量,图中杠杆水平,细线竖直。他正确操作后,读出弹簧测力计的示数为2.4 N,则该矿石的质量为m= kg。 (3)接着他用如图乙所示的方法测出了矿石的体积。他的做法是:
A.将矿石放入烧杯,往烧杯中加入适量的水,让矿石浸没,在水面到达的位置做上标记; B.取出矿石;
C.用量筒往烧杯中加水,直到 。
(4)在用量筒往烧杯中加水时,他先加了100 mL水,接着又取了50 mL水,继续往烧杯中加,到达标记处后,量筒中剩余的水如图丙所示。则矿石的密度ρ= kg/m。 3.(2018潍坊中考)用天平和量筒等器材测量食用油的密度,实验步骤如下:
3
甲 乙
(1)天平调好后,将盛有食用油的烧杯放在天平的左盘,在右盘中添加砝码并拨动游码,天平平衡时,游码位置和所加砝码如图甲所示,则烧杯和食用油的总质量是 g; (2)将烧杯中食用油倒入量筒中一部分,液面位置如图乙所示,倒出的食用油体积为 mL;
(3)用天平测出烧杯和剩余食用油的质量为41.0 g,则该食用油的密度ρ= kg/m; (4)若将食用油倒入量筒时,量筒壁上沾上了少量食用油,则食用油密度的测量值比真实值 (选填“大”“小”或“不变”)。
4.(2019眉山模拟)小明在盆中清洗樱桃时发现樱桃会沉入水中,他想知道樱桃的密度,于是他做了如下操作:
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甲 乙
(1)把天平放在水平台面上,将 移到标尺左端零刻度线处,发现指针指在分度盘左侧,接下来应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母使横梁平衡。
(2)用天平测出透明空烧杯的质量m1=20.8 g,然后将透明空烧杯中装入适量水,把一粒樱桃放入烧杯中,再往烧杯中逐渐加盐并搅拌,直至观察到樱桃悬浮,随即停止加盐,将烧杯中的樱桃取出,用调好的天平测出烧杯与盐水总质量,如图甲所示,记作m2= g。 (3)将烧杯中的盐水全部倒入空量筒中,如图乙所示,量筒中盐水的体积为V= cm,则樱桃的密度为 kg/m。
(4)以上实验操作,测出的樱桃密度比实际值将偏 (选填“大”或“小”)。
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3
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5.(原创题)3月22日为国际水资源日。某课外兴趣小组的同学对学校的供水系统和水质进行了如下实验。 (1)测自来水的密度
①某同学将天平放在水平桌面上,游码移到标尺左侧的零刻度线处,然后调节 使指针指在分度盘中央。
②实验正确操作,测出自来水和杯子总质量为118.8 g,将部分水倒入量筒,如图甲所示,测出量筒中水的体积为 cm。测出剩余自来水和杯子的质量,如图乙所示,为 g。
3
3
甲 乙 丙
③根据上述实验数据,计算出自来水的密度为 kg/m。
④在向量筒倒入自来水时,如果不慎有水溅出,则测出的自来水密度会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(2)测量水龙头打开后的流量,流量(Q)是单位时间内通过某横截面的体积。如图丙,水从B端流到A端所用时间为t,水流速度为v,管内横截面积为S。根据流量的定义,Q= 。(要求在“S”“v”“t”中选择所需字母组成表达式) 类型2 力学基本实验、压强和浮力实验
1.(2019铜仁模拟)小王在“测量小车的平均速度”的实验中,他已经从实验室借到的实验器材有:小车一辆、秒表一块、长木板一块、小木块一块。
(1)他为了完成该实验,还需要的实验器材有 。
(2)为了方便计时,应该使斜面的坡度 (选填“较大”或“较小”)。
(3)经测量,s1=0.9 m,s2=0.4 m,小车从斜面顶端由静止下滑的过程中,秒表记录如图所示,则小车在s3上的平均速度是 m/s。
2.(原创题)在探究“二力平衡条件”的实验中:甲、乙两组同学分别选择器材后,设计了两种实验方案,组装的实验装置如图甲、乙所示。
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甲 乙
(1)上述实验中利用了定滑轮能够 的特点,并通过调整 来改变F1和F2的大小。
(2)当研究对象处于 状态或匀速直线运动状态时我们认为它受到的力是相互平衡的。
(3)图甲的探究方案中研究对象是小卡片,图乙的探究方案中研究对象是 。 (4)小明选择了图甲所示的方案进行实验。
①他将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后,在两端的绳子上先后挂上个数相同和不同的钩码。这是用于探究两个力的 对物体平衡的影响。
②保持F1与F2相等,待卡片静止后,用手将卡片扭转一定角度后松手,卡片将无法在此位置平衡。实验中设计这一步骤的目的是探究二力平衡时,两个力必须满足哪个条件? 。
(5)小丽选择了图乙所示的方案进行实验,小丽发现当向左盘和右盘同时加入一个相等质量的钩码时,木块处于静止状态。小丽再把右盘中的钩码换成一个较重的钩码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因
是 。
3.(2019天水中考)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小英做了如图甲所示的三次实验,用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。实验中第1次和第2次用相同的长木板,第3次用表面更加粗糙的长木板。
甲 乙 丙
(1)实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平桌面做 运动,根据二力平衡知识,可知滑动摩擦力的大小 (选填“大于”“等于”或“小于”)拉力的大小。
(2)比较1、2两次实验,得出结论: 。 (3)刚开始小英做第1次实验时控制不好力度,拉力随时间变化的图象如图乙所示,木块的速度随时间变化的图象如图丙所示,则木块在第7 s时的摩擦力为 N。
4.(2019乐山中考)小秋为探究“运动与力的关系”,设计了如图的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)为了使小车滑到水平面时的初速度相同,实验时应让小车从同一斜面的 滑下,这种研究问题的方法是 (选填“微小量放大”“模型”或“控制变量”)法。
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(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越 (选填“远”或“近”),说明小车运动的速度改变得越 (选填“快”或“慢”)。
(3)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,则小车将在水平面上做 。说明运动的物体 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
(4)牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律 。 A.能用实验直接验证
B.不能用实验直接验证,所以不能确定这个定律是否正确 C.是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理概括得出的
5.(2019鄂州中考)在“探究影响压力作用效果的因素”实验中,某小组同学利用小桌、砝码、海绵等物品在水平桌面上进行探究。
甲
(2)比较甲、乙两图的实验可以得
乙 丙
(1)实验中用 反映压力的作用效果,采用了转换法。
出 ;比较丙图和 图,可以得出压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。 (3)本实验还采用了 的研究方法。
6.(2019菏泽中考)小明用微小压强计探究“液体内部压强的特点”时的实验情形,如图所示。
A B C
D E
(1)小明安装好实验仪器后,发现U形管两侧的液面不相平,如图A所示,实验前需要将U形管两侧液面调整相平,方法是 。
(2)小明调整好仪器,将探头放入水中同一深度并多次调整探头方向,如图B、C、D所示,其探究的问题是 。
(3)根据C、E两个图中的现象可以看出: 。 7.(2019黄石中考)如图所示,在一个标准大气压下,用1 m长玻璃管做托里拆利实验,管中水银柱高度为 mm。
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