专题15-力学实验探究(提高训练)-2019年人教版八年级下物理期末复习必考点全揭秘(解析版)

12《2019年人教版八年级物理下册期末必考点复习全揭秘》专题15力学实验探究提高训练1.在探究杠杆平衡条件的实验中：若杠杆静止在如图所示的位置，可将杠杆右端的螺母向_________（填“左”或“右”）旋进一些，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是_________。杠杆平衡后，在A点挂两个50g的钩码，在B点应挂_________个50g的钩码才能使杠杆恢复平衡。【答案】：右；便于测量力臂；3【解析】：如题图，杠杆右端上翘，螺母向右端移动。杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量动力臂和阻力臂。因为，F1l1=F2l2，设一个钩码重为G，杠杆上一个小格代表1cm，所以，2G×3cm=nG×2cm，n=3（个）2.如下图所示的实验装置可以探究杠杆受两个阻力（F2、F3）时的平衡条件。在已调节好的杠杆两端挂上数量不同的钩码，并适当移动钩码的位置，使杠杆水平平衡，记下钩码的数量和位置。通过改变钩码的数量和位置，按照同样的方法再做两次，将实验得到的数据填在表中。表中数据是以一个钩码的重力为力的单位，以杠杆的每小格为长度的单位。实验次数动力F1动力臂l1动力F2动力臂l2动力F3动力臂l3115112222612253371544（1）分析表中的数据，可得杠杆的平衡条件是_________。（填写关系式）（2）仍在农村广泛使用的杆秤就利用了上述原理。下图是一根杆秤的示意图。小云设计了如下测量秤砣质量M的实验方案，请你将②、④两步补充完整。12①用刻度尺测量杆秤上主要刻度的示数m到提纽O的距离x，并作出m－x关系图象，如下图所示。②用刻度尺测量挂钩到_________的距离l；③在m－x关系图象中任意读取两组数据x1、m1和x2、m2；④设杆秤自重为G0，重心到提纽的距离为l0，据杠杆平衡条件Mgx1=_________+G0l0以及_________=m2gl+G0l0，两式相减得M=_________（要求用l、x1、x2、m1、m2表示）。【答案】：（1）F1l1=F2l2+F3l3；（2）③提纽；④m1gl，Mgx2，。【解析】：（1）将数据中各自的力与力臂相乘，结果如下表：实验次数动力F1动力臂l1F1l1动力F2动力臂l2F2l2动力F3动力臂l3F3l31155111224226121222510337211554416分析可知：F1l1≠F2l2，F1l1≠F3l3，而是F1l1=F2l2+F3l3。（2）小云设计的测量秤砣质量M的实验方案中，①用刻度尺测量杆秤上主要刻度的示数m到提纽O的距离x，表明测出重物的质量和秤砣产生的力臂；②用刻度尺测量重物产生的力臂，即测量挂钩到提纽的距离l；③在m－x关系图象中任意读取两组数据x1、m1和x2、m2；④处理数据：设杆秤自重为G0，重心到提纽的距离为l0，由m－x关系图象可知，当杆秤不挂重物时，秤砣右侧在10cm处，能使杆秤平衡，可知杆秤自重G0的重心在支点的左侧，据杠杆平衡条件得：Mgx1=m1gl+G0l0；Mgx2=m2gl+G0l0；两式相减得M=。123.小明同学做“探究实心均匀圆柱体对水平地面压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。他把由A、B、C三种不同材料制成的若干个均匀实心圆柱体分别竖直放置在同一水平沙面上，进行了多次实验，并记录了有关数据，如下表所示。实验时，他仔细观察沙面的凹陷程度，通过比较，发现沙面的凹陷程度有相同也有不同，实验序号1、2与3的凹陷程度相同且最大，4、5与6的凹陷程度相同且其次，7、8与9的凹陷程度相同且最小。实验序号123456789材料AAAABCABC材料密度（×103kg/m3）666643643高度（×10－2m）8886912468底面积（×10－4m2）302010101010101010（1）分析比较实验序号1、2与3的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：同种材料制成的实心圆柱体，高度相同时，它对水平地面的压力的作用效果也相同，与底面积的大小_________（选填“有关”或“无关”）。（2）分析比较实验序号3、4与7（或5与8或6与9）的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：同种材料制成的实心圆柱体，高度越高，它对水平地面的压力的作用效果就越_________。（3）分析比较实验序号_________的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当实心圆柱体的高度相同时，材料的密度越大，它对水平地面的压力的作用效果越显著。【答案】：（1）无关（2）显著（3）3与9或4与8【解析】：（1）分析实验序号1、2、3可以发现材料、高度相同，底面积不同，压力的作用效果相同，说明压力的作用效果和底面积没有关系。（2）实验序号3、4与7中的材料和底面积相同，高度不同，压力的作用效果也不同，这说明压力的作用效果和圆柱体的高度有关，当圆柱体的材料相同时，高度越高，压力的作用效果越显著。（3）要得出压力的作用效果和材料密度的关系，就要保证高度和底面积一定，1与9或4与8都符合题意。4.在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的活动中，同学们首先进行了热烈讨论和大胆猜想，接着设计了多种验证方案。然后，李亚同学按图甲所示进行操作，她觉得左拇指受压的感觉比右拇指要强得多；并且越用力，受压感觉越明显。徐真同学的实验如图乙，他观察到与手掌接触部分气球的形变较小，而用手指顶着的那部分气球形变明显；且手指用力越大，形变越明显。实验完毕，同学们互相进行了交流，并得出结论：（1）当压力相同时，_________，压力的作用效果越明显；12（2）当受力面积相同时，_________，压力的作用效果越明显。（3）在物理学中，压力的作用效果用物理量_________表示。【答案】：（1）受力面积越小（2）压力越大（3）压强【解析】：（1）甲图中两手指对铅笔的压力相同，左拇指受压的感觉要比右拇指强得多，说明压力的作用效果大，而左拇指比右拇指的接触面积小，由此可知受力面积越小，压力的作用效果越明显；(2）随着压力的增大，手指顶着的那部分气球形变明显，手指形变越大。由此说明压力越大，压力的作用效果越明显。（3）为了描述压力的作用效果，引入了压强这个物理量。5.请你利用手中答题的笔设计两个实验，指出其研究或说明的物理问题。主要实验过程研究或说明的物理问题示例：用两个食指同时按住笔的两端压强的大小与受力面积有关【解析】：地面附近的物体都受到竖直向下的重力的作用，将笔向上抛出，其最后都会落回地面，就是因为受到了竖直向下的重力的作用；一切物体在任何情况下都有惯性，将笔向前抛出，笔离开手后依然会向前运动，是因为惯性，故笔保持了原来向前的运动状态。主要实验过程研究或说明的物理问题示例：用两个食指同时按住笔的两端压强的大小与受力面积有关将笔向上抛出，最后落回地面重力的方向总是竖直向下的将笔向前抛，笔离手后会继续向前运动惯性6.在探究“影响浮力大小的因素”时，某同学做了如下实验（实验装置及相关数据如图），请你回答以下问题：（1）物体A在图③中所受浮力的大小为_________N。（2）对比实验图①、②、③可得出结论：浮力的大小与_________有关。（3）在图③中，若物体A完全浸没到盐水中后，继续向下移动（没触底），则弹簧测力计示数_________，说明物体浸没后，所受浮力大小与_________无关。烧杯底部所受的液体压强将_________（填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】：（1）1.8；（2）液体密度；（3）不变；深度；不变。12【解析】：（1）由图知：G=5N，F′=3.2N，所以F浮=G－F′=5N－3.2N=1.8N；（2）分析实验图①、②、③可知，物体排开的液体的体积相同，液体的密度不同，受到的浮力不同，故可得出结论：浮力的大小与液体密度有关；（3）物体A完全浸没到盐水中后继续向下移动时，盐水的密度和排开的盐水的体积都不变，所以受到的浮力不变，即弹簧测力计的示数不变；烧杯中盐水液面的高度不再变化，根据液体压强计算公式p=ρ液gh，烧杯底部受到的盐水的压强不变。7.希腊国王让工匠做了一顶纯金的王冠，但是国王疑心工匠在王冠中掺了假，于是请阿基米德来检验。阿基米德冥思苦想而不得要领。一天，当他坐进如图澡盆里洗澡时，他突然悟到了检验王冠的真假的方法。他兴奋地跳出澡盆，大声喊着“我知道了!”（1）阿基米德是如何找到王冠真假答案的呢？原来他把王冠和等重的纯金放在盛满水的两个盆里，比较从两盆中溢出的水的多少从而得出答案。他的比较方法是：相同的____，比较_____。（2）某物理兴趣小组在学习了有关密度和阿基米德原理的内容后，也想研究这一问题，但由于王冠太大，不能直接使用天平和量筒进行测量，为此他们选择了合适的实验器材，设计了以下方法进行探究实验，请将他们的做法补充完整：①用_________测出“王冠”在空气中的重力G；②将“王冠”_________在水中，测出它的重力G′；③根据公式F浮=_________计算出此时“王冠”受到的浮力；④则“王冠”的体积V=V排=_________；⑤“王冠”的密度ρ=_________；（用上述步骤中的字母表示）⑥将算出的“王冠”密度ρ与纯金的密度进行比较，从而得出“王冠”真伪的结论。【答案】：（1）质量；体积。（2）①弹簧测力计；②浸没；③G－G′；④gρF水浮。⑤GGρG水【解析】：（1）根据密度公式的变形式：ρmV，如果都是密度相同的纯金的话，则其质量、体积也应该是一样的。（2）①用弹簧测力计称重力这是物理实验中的常识。②只有将王冠全部浸没在水中，计算时才能得出F浮=G－G′。12③王冠静止在水中，受到竖直向上的拉力、竖直向上的浮力、竖直向下的重力。根据力的平衡可以得出F浮=G－G′。④根据浮力的表达式F浮=ρgV排得变形式V排=。⑤王冠的密度Vmρ=gρFgG水浮=GGρG水8.物理课上，老师要求同学们自主选择器材，设计出测量鸡蛋密度的实验。小刚和小军两人各自设计方案进行实验：小刚的方案①取一合适的量筒，盛一定体积的水，记下量筒示数V1；②将待测鸡蛋放入量筒中，量筒中的水面上升，示数变为V2；③鸡蛋的体积为_________；④在使用已调节好的托盘天平，按规范的操作来称量鸡蛋的质量m时，通过增、减砝码，指针偏指在分度盘中线右边某处，这时应该_________；A.向左调平衡螺母B.往右盘中加砝码C.从右盘中减砝码，并移动游码D.向右移动游码⑤可测出鸡蛋的密度为ρ=_________。小军的方案①将鸡蛋放入烧杯中，放入适量的水；②向水中边倒盐边用玻璃棒搅拌，直到鸡蛋悬浮在盐水中为止（图甲）；③用密度计（图乙）测量盐水的密度ρ盐水，则鸡蛋的密度ρ鸡蛋=ρ盐水。（1）请将小刚同学方案中的空缺部分填写完整。12（2）找出小刚同学方案中的不足之处：_________。（3）两种方案对比（小刚方案中的不足之处已得到修正），你认为_________同学的方案更好一些。你的理由是_________（4）图丙是小刚在实验结束后整理器材时的情景，其中操作不规范的是_________。【答案】：（1）③V2－V1；④C；⑤，（2）测完体积后再测质量会使测得的质量偏大；（3）小军；简单、准确；（4）用手拿砝码。【解析】：（1）③利用排水法测量鸡蛋的体积：V=V2－V1；④在测量过程中，通过增、减砝码，指针偏指在分度盘中线右边某处，这时要从右盘中减砝码，并移动游码来调节天平平衡；⑤鸡蛋的密度：ρ=Vm=；（2）要先测量鸡蛋的质量，后测量鸡蛋的体积，否则会因为鸡蛋沾有水而使得鸡蛋的质量测量值偏大；（3）对比两种方案，小军的操作更简单、更准确；（4）图丙操作不规范的是用手拿砝码。9.古希腊学者亚里士多德认为：如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用。而伽利略则认为：物体运动并不需要力来维持。到底谁说得对呢？为了探究这个问题。小明和同学们设计了如图所示的实验。（1）要探究物体运动到底需不需要力来维持，只需研究力对运动物体的影响，所以小明研究一辆运动的小车在不同的阻力作用下的速度变化。小明在实验中是如何让小车受到不同的