2015中考物理押题卷考点拓展---力学重点实验探究题

力学重点实验探究题1.如图甲所示是小明同学喜欢玩的积木（不具有吸水性）．第1题图（1）小明想测其密度，进行了以下实验步骤：①将天平放在水平台上，游码归零后，发现指针位置如图乙所示，此时应将平衡螺母向___（选填“左”或“右”）边调节；②天平平衡后，用天平测出积木的质量如图丙所示是____g；③在量筒中装入20mL的水，如图丁所示；④他将积木浸入量筒的水中，发现积木漂浮，他随手拿一根玻璃棒将积木压入水中较深位置，读出量筒示数，如图戊所示，则积木的体积V是______ｍＬ，积木的密度是________kg/m3；（2）老师看了他的实验操作后，提出她的测量结果偏小．为了解决小明的操作不当引起的测量不准确，你认为在测量时应该如何操作？_________________________________________.【答案】(1)①左②5.8④200.29×103（2）在测体积时，采用细铁丝压积木（其他合理答案参考给分）【解析】（1）①题图乙中指针偏右，由天平平衡调节原则“左偏右调，右偏左调”可知应将平衡螺母往左边调节；②题图丙中砝码质量为5ｇ，标尺的分度值为0.2ｇ，游码在标尺的第４小格处，故标尺所标质量为0.2ｇ×4＝0.8ｇ，积木的质量＝砝码的质量＋标尺的示数＝5ｇ＋0.8ｇ＝5.8ｇ；④将积木压入水中后，积木浸没于量筒中，由题图戊知此时量筒的示数为40ｍＬ，积木的体积＝积木浸没于水中时量筒的示数－未放积木时量筒的示数＝40ｍＬ－20ｍＬ＝20ｍＬ．由密度计算公式得积木的密5.8g20mLmV0.29g/cm3=0.29×103kg/m3；（2）在实验步骤④中用一根玻璃棒将积木压入水中，玻璃棒的体积不能忽略，使测得的积木体积偏大，由密度计算公式mV知，所测量的密度偏小．实验的误差是由玻璃棒的体积不能忽略引起的，因此可以采用体积比较小、硬度比较大的细铁丝或者针代替玻璃棒压积木.2.杏花村酒远近驰名，小兰学习了密度知识后，想测量杏花村酒的密度，她把天平放在水平工作台上，将游码移至零刻度线处，然后调节平衡螺母，使天平的横梁在水平位置平衡．第2题图（1）小兰同学接下来进行以下４项操作，并将实验过程记录在草稿纸上．Ａ．用调节好的托盘天平测出空烧杯的质量ｍ１；Ｂ．向烧杯中倒入一些酒，测出烧杯和酒的总质量ｍ２；Ｃ．将烧杯中的酒倒入量筒，测出酒的体积Ｖ；Ｄ．根据测量结果计算出酒的密度Vmm12．根据图中所示的实验数据可知量筒内酒的质量是________ｇ，酒的密度为_____ｋｇ／ｍ3．（2）你认为大梦所测出酒的密度值比真实值______，其中原因的是______________________.（3）大梦和小梦还想用其他方法测量装在大烧杯中的酒（足够用）的密度，于是到实验室找到如下器材：Ａ.小烧杯、Ｂ.刻度尺、Ｃ.弹簧测力计、Ｄ.细线、Ｅ.铜块、Ｆ.天平和砝码、Ｇ.足够的水．请你帮助她两人选出合适的器材_________________（填入器材对应的符号）以方便测出待测液体的密度．【答案】（1）３５0.875×103（2）偏大烧杯中酒没有倒干净，有部分沾在杯壁上，使测量体积偏小（3）ＡＣＤＥＧ（或ＡＦＧ等）（合理即可）【解析】（1）由图乙可知，ｍ2＝50ｇ+20ｇ+2.4ｇ＝72.4ｇ，由图甲可知，ｍ1＝20ｇ＋10ｇ＋５ｇ＋2.4ｇ＝37.4ｇ，则酒的质量为ｍ＝ｍ2－ｍ1＝72.4ｇ－37.4ｇ＝35ｇ；由图丙可知，酒的体积为Ｖ＝40ｍＬ＝40cm3，故酒的密度为335g20cmmV＝0.875ｇ／cm3＝0.875×103ｋｇ／ｍ３；（２）在把酒从烧杯中倒入量筒中的过程中，有酒附着在烧杯壁上，倒入量筒中的酒体积小于烧杯中酒的体积，使所测体积偏小，求出的酒的密度偏大．（３）①可以用浮力知识测量：利用弹簧测力计称出铜块的重力Ｇ（ＣＤＥ），当铜块浸没于水中（ＡＧ）时，弹簧测力计示数为Ｇ1，当铜块浸没于酒中时，弹簧测力计示数为Ｇ2，根据Ｖ排相同可解得12--GGGG水液（）；②用天平测出小烧杯的质量为ｍ0（ＡF），测出盛满到最大刻度处时水的质量ｍ1（ＧF），盛满到最大刻度处时酒的质量为ｍ2，根据体积相同解得2010--mmmm水（）．3.小明在实验室里测量一块形状不规则、体积较大的矿石的密度.（1）用调节好的天平测量矿石的质量．当天平平衡时，右盘中砝码和游码的位置如图所示，矿石的质量是_________ｇ．甲乙第3题图（2）因矿石体积较大，放不进量筒，因此他利用一只烧杯，按如图所示方法进行测量，矿石的体积是____________cm3.第3题图丙（3）矿石的密度是_____kg/m3，从图丙Ａ到图丙Ｂ的操作引起的密度测量值比真实值____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．（4）同组的同学小红想知道碎小的矿石与大矿石的密度是否相等，于是，小红自己选择了身边的几样器材：圆柱形大烧杯、轻质薄壁气球、细线、矿石碎块、水、刻度尺、可吸气和打气的气筒（空气质量不计）.小红思索一会就动手操作起来.步骤：①在大烧杯中装入适量的水，用刻度尺测量烧杯中水的深度h1；②把矿石碎块装进气球，用打气筒吸出所有气体，用细线扎紧气球口，_____________________，用刻度尺测量大烧杯中水的深度为h2；③____________________________________________________________________，用刻度尺测量大烧杯中水的深度为h3.矿石密度表达式：ρ矿石=___________.【答案】（1）175.6（2）70（3）2.5×103偏小（4）将装有石块的气球浸没在烧杯中取出气球，用打气筒往气球里充入部分气体，用细线扎紧气球口，将气球放进烧杯中使之漂浮3121)hhhh水（【解析】（1）如题图中所示，游码的分度值是0.2g，矿石的质量m=100g+50g+20g+5g+0.2g×3＝175.6g；（2）矿石从烧杯中取出后，补充的水的体积就是矿石的体积，而补充的水的体积又是量筒中减少的水的体积，因此，矿石的体积为：200mL-130mL=70mL＝70cm3；（3）矿石的密度3333175.6g2.5gcm2.510kgm70cmmV;在测量矿石的体积的过程中，矿石从烧杯中取出，必然会带出一定的水，从而使补充的水量增加，也就是测量的矿石体积会偏大．质量不变，体积偏大，最终的密度就会偏小；（4）根据已有器材应①在大烧杯中装入适量的水，用刻度尺测量烧杯中水的深度h1；②把矿石碎块装进气球，用打气筒吸出所有气体，用细线扎紧气球口，将装有石块的气球浸没在烧杯中，用刻度尺测量大烧杯中水的深度为h2，假设烧杯的底面积为S，则m矿石=ρ矿石（h2-h1）S；③取出气球，用打气筒往气球里充入部分气体，用细线扎紧气球口，将气球放进烧杯中使之漂浮，用刻度尺测量大烧杯中水的深度为h3.根据物体的浮沉条件，漂浮时，F浮=G物=G排，则m矿石=ρ水V排，即ρ矿石（h2-h1）S=ρ水（h3-h1）S，则3121)hhhh水矿石（.4.在学习了滑动摩擦力知识后，小明和小华想用所学的知识进一步探究运动鞋的鞋底防滑效果，他们各自带来了洗干净的运动鞋，又准备了一张练习立定跳远用的橡胶垫，一个弹簧测力计和细线．第4题图（1）为了能准确地测量滑动摩擦力的大小，小明认为应该让运动鞋沿水平方向做___________运动，这样做的目的是___________________________________．（2）小明将自己的运动鞋放在水平桌面的橡胶垫上，按正确的方法拉动，读出了弹簧测力计的示数如图甲所示为______N；若实际拉动的过程中没有做到匀速运动，则鞋子受到的摩擦力是_________（选填“变化”或“不变”）的．（3）小华经过思考改进了小明的实验，让弹簧测力计和鞋保持静止，拉动鞋下的橡胶垫进行测量（如图乙所示）．这样改进的好处是___________________，且弹簧测力计处在_____状态，方便读数．（4）小华测出他的鞋滑动摩擦力比小明的大，但她的鞋却不一定是“防滑冠军”，这是因为________________________________________．【答案】（1）匀速直线根据二力平衡，使拉力等于摩擦力（2）2.8不变（3）不需要匀速直线拉动橡胶垫静止（4）实验中没有控制压力一定【解析】（1）在此实验中，利用二力平衡的知识可知，当水平拉动运动鞋在橡胶垫上做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数就等于摩擦力；（2）由题图甲可知弹簧测力计的分度值为0.1Ｎ，则弹簧测力计的示数为2Ｎ＋0.1N×8＝2.8N；滑动摩擦力的大小不随拉力大小的改变而改变，所以没有匀速拉动鞋子，鞋子受到的摩擦力应不变；（3）让弹簧测力计和鞋保持静止，拉动鞋下的橡胶垫进行测量（如图乙所示）．这样改进的好处是不需要匀速直线拉动橡胶垫，且弹簧测力计处在静止状态，方便读数；（4）小华和小明的实验，控制了接触面的粗糙程度相同，却没有控制压力的大小相等，所以不能比较他们鞋子受到的摩擦力的大小．新课标第一网