第二輪專題突破能力提升 第25講實驗探究專題 二 本專題主要用于熱學和力學的常規(guī)實驗探究類型題的復習備考 實驗探究專題 在復習當中 考生們應對每個實驗的實驗原理與實驗方法及操作過程都熟練掌握 在老師的講授和自我做題總結中記住每個實驗的?？伎键c 有條件的學校 爭取讓學生把每個實驗都親自動手做一遍 在實踐中理解與掌握考點 學法指導 1 2017 黃石市 小歡和小亮兩位同學互相協(xié)作完成了以下兩個實驗 實驗一 探究水被加熱至沸騰過程溫度隨時間的變化規(guī)律 1 如圖25 1甲所示 應 選填 由上至下 或 由下至上 固定各個儀器 2 器材安裝好后 為適當縮短實驗時間 小亮同學在燒杯中倒入一些熱水 溫度計示數(shù)如圖25 1乙所示 則溫度計讀數(shù)為 例題精選 3 點燃酒精燈 待水溫升至90 時 小亮同學每隔1min讀出一次溫度計示數(shù) 小歡同學及時記錄在以下表格內 如此持續(xù)8min后停止了讀數(shù) 請根據表格中數(shù)據 在圖25 1丙的坐標系中畫出水在沸騰前后溫度隨時間變化的圖線 由圖表可以看出 水的沸點是 例題精選 例題精選 分析 實驗一 要正確解答此題 需要掌握酒精燈與溫度計的使用規(guī)則 要用酒精燈的外焰加熱 溫度計的玻璃泡要完全浸沒在被測液體中 但不能碰到容器壁和容器底 溫度計讀數(shù)時 先確定是零上還是零下 認清分度值 再讀數(shù) 1 2017 黃石市 小歡和小亮兩位同學互相協(xié)作完成了以下兩個實驗 實驗一 探究水被加熱至沸騰過程溫度隨時間的變化規(guī)律 1 如圖25 1甲所示 應 選填 由上至下 或 由下至上 固定各個儀器 2 器材安裝好后 為適當縮短實驗時間 小亮同學在燒杯中倒入一些熱水 溫度計示數(shù)如圖25 1乙所示 則溫度計讀數(shù)為 例題精選 由下至上 68 3 點燃酒精燈 待水溫升至90 時 小亮同學每隔1min讀出一次溫度計示數(shù) 小歡同學及時記錄在以下表格內 如此持續(xù)8min后停止了讀數(shù) 請根據表格中數(shù)據 在圖25 1丙的坐標系中畫出水在沸騰前后溫度隨時間變化的圖線 由圖表可以看出 水的沸點是 例題精選 99 實驗二 測量某品牌牛奶的密度 1 將天平放在水平桌面上 移動游碼至標尺左端零刻度線處 此時天平指針偏向分度盤左側 小歡同學應將橫梁上的平衡螺母向 選填 左 或 右 調動 才可以使天平橫梁水平平衡 2 他們進一步實施的操作步驟如下 測出空燒杯質量m1 將該品牌牛奶倒一部分在燒杯中 測出牛奶和燒杯總質量m2 將燒杯中的牛奶再倒入量筒中 測出牛奶體積為V 他們測得牛奶的質量m 用m1 m2表示 求得該品牌牛奶的密度 用m1 m2 V表示 3 經過分析 兩位同學很快發(fā)現(xiàn)上述實驗操作步驟有不足之處 所測得該品牌牛奶密度數(shù)據比包裝盒上公布的密度數(shù)據 選填 偏大 或 偏小 例題精選 例題精選 分析 1 使用天平測量物體質量之前要進行調平 即先調節(jié)平衡螺母 使天平橫梁水平平衡 平衡螺母相對于指針的調節(jié)規(guī)律是 左偏右調 右偏左調 2 牛奶的質量為前后兩次的質量之差 根據密度公式求出密度 3 要判斷測量值是偏大或偏小 需從質量m的測量和體積V的測量兩方面進行分析 因為燒杯中的牛奶沒法完全倒入量筒 導致測量體積偏小 即密度偏大 實驗二 測量某品牌牛奶的密度 1 將天平放在水平桌面上 移動游碼至標尺左端零刻度線處 此時天平指針偏向分度盤左側 小歡同學應將橫梁上的平衡螺母向 選填 左 或 右 調動 才可以使天平橫梁水平平衡 2 他們進一步實施的操作步驟如下 測出空燒杯質量m1 將該品牌牛奶倒一部分在燒杯中 測出牛奶和燒杯總質量m2 將燒杯中的牛奶再倒入量筒中 測出牛奶體積為V 他們測得牛奶的質量m 用m1 m2表示 求得該品牌牛奶的密度 用m1 m2 V表示 3 經過分析 兩位同學很快發(fā)現(xiàn)上述實驗操作步驟有不足之處 所測得該品牌牛奶密度數(shù)據比包裝盒上公布的密度數(shù)據 選填 偏大 或 偏小 例題精選 右 m2 m1 偏大 2 小明在 探究杠桿的平衡條件 實驗中 所用的器材有 杠桿 支架 彈簧測力計 刻度尺 細線和質量相同的鉤碼若干個 1 實驗前 將杠桿中點置于支架上 調節(jié)平衡螺母 使杠桿水平平衡 實驗中 使杠桿在水平位置平衡 這樣做的好處是便于在杠桿上直接測量 例題精選 分析 若杠桿在水平位置平衡 當豎直向下拉杠桿時 力與杠桿剛好垂直 則杠桿上對應的長度就是力臂 力臂 2 實驗過程中 將鉤碼懸掛于圖25 3中A點 保持阻力 阻力臂不變 在支點O右側不同位置 用彈簧測力計施加豎直向下的拉力 動力 使杠桿水平平衡 測出每一組動力臂l1和對應的動力F1 并記錄在表中 根據表中數(shù)據可知 當l1為0 5m時 F1為 N 例題精選 3 第3次實驗時 彈簧測力計剛好掛在B點 則鉤碼的總重力為 N 分析 根據杠桿的平衡條件F1l1 F2l2可以計算出 2 和 3 題 0 6 0 75 4 實驗中小明發(fā)現(xiàn) 保持杠桿處于水平平衡 當彈簧測力計的拉力方向偏離豎直方向時 彈簧測力計的拉力會變 選填 大 或 小 原因是 例題精選 分析 當彈簧測力計偏離豎直方向時 力臂變短 根據杠桿的平衡條件 此時拉力會增大 大 拉力的力臂變短了 限時訓練 1 小天媽媽買到一塊綠松石小工藝品 小天想知道綠松石的密度 進行了如下實驗步驟 1 按圖甲調節(jié)天平橫梁平衡 這一過程中的錯誤是 2 糾正錯誤后 小天調節(jié)天平平衡并測量出該工藝品的質量 當天平平衡時 右盤砝碼和游碼如圖乙所示 工藝品的質量m為 g 游碼未放在零刻度線上 27 限時訓練 3 小天利用量筒測量工藝品的體積如圖丙所示 則該工藝品的體積V石為 cm3 4 計算出這塊綠松石制作的工藝品的密度為 g cm3 5 如果小天將實驗步驟 2 3 互換一下 測出工藝品的密度將偏 選填 大 或 小 10 2 7 大 限時訓練 6 實驗完成后 小天還利用這塊綠松石工藝品和一個彈簧測力計測出了家中食用油的密度 實驗過程如圖丁所示 彈簧測力示數(shù)為F 則食用油的密度 寫出字母表達式 油 工藝品已經測出的質量和體積分別用m石和V石表示 限時訓練 2 2018 達州市 如圖25 5 小陳同學在老師的指導下完成了以下實驗 用彈簧測力計測出一個帶蓋子的空玻璃瓶的重力 如圖甲所示 用手拿著這個蓋緊瓶蓋的空玻璃瓶浸沒在水中 放手后發(fā)現(xiàn)玻璃瓶上浮 將一個鐵塊裝入玻璃瓶并蓋緊蓋子 放入水中放手后發(fā)現(xiàn)玻璃瓶下沉 限時訓練 2 2018 達州市 如圖25 5 小陳同學在老師的指導下完成了以下實驗 取出玻璃瓶并擦干瓶上的水 掛在彈簧測力計上 保持玻璃瓶豎直 然后從圖乙所示位置慢慢浸入水中 并根據實驗數(shù)據繪制了彈簧測力計的示數(shù)F與玻璃瓶下表面浸入水中深度h的關系圖象如圖丙所示 限時訓練 1 裝有鐵塊的玻璃瓶全部浸沒在水中時受到的浮力是 N 2 BC段說明物體受到的浮力大小與浸沒的深度 選填 有關 或 無關 3 在第 操作步驟中空玻璃瓶浮出水面后靜止時受到的浮力為 N 1 6 無關 1 4 限時訓練 4 小陳認真分析以上實驗數(shù)據和現(xiàn)象后發(fā)現(xiàn) 物體的沉浮與物體的重力和所受浮力有關 其中上浮的條件是 5 若圓柱形容器的底面積為100cm2 在圖乙中 當玻璃瓶浸沒后 水對容器底的壓強增加了 Pa F浮 G 160 限時訓練 6 細心的小陳同學發(fā)現(xiàn)玻璃瓶上還標有100mL的字樣 于是在裝有鐵塊的玻璃瓶內裝滿水并蓋上瓶蓋 再用彈簧測力計測出總重力 如圖丁所示 此時彈簧測力計示數(shù)為3 1N 根據以上數(shù)據他算出了鐵塊的密度為 kg m3 8 103 限時訓練 3 2018 山東省 在探究 水沸騰時溫度變化的特點 實驗中 1 安裝好實驗器材后 為縮短實驗時間 小強在燒杯中倒入熱水 熱水中溫度計的示數(shù)如圖25 6甲所示 此時溫度計的示數(shù)為 68 限時訓練 2 當水溫接近90 時 每隔1min記錄一次溫度 并繪制了如圖乙所示水溫隨時間變化的圖象 由圖象可知 水沸騰時的特點是 水的沸點是 從實驗數(shù)據分析得知此時當?shù)卮髿鈮?選填 大于 小于 或 等于 標準大氣壓 繼續(xù)吸熱但溫度不變 97 小于 限時訓練 3 小強觀察到 沸騰時水中氣泡的情形為如圖丙中 選填 A 或 B 圖 4 小強同學想提高水的沸點 換用了火力更大的酒精燈加熱 這種做法 選填 可行 或 不可行 A 不可行 優(yōu)化提升 一 熱學實驗 一 探究固體熔化時溫度的變化規(guī)律1 2018 荊門市 在探究固體的熔化實驗中 把分別裝有固體a與b的試管放在盛水的燒杯內加熱 將溫度計正確的插入兩種固體中 實驗裝置如圖25 7甲所示 固體a的熔化圖象如圖25 7乙所示 固體b的熔化圖象如圖25 7丙所示 優(yōu)化提升 不變 1 固體a熔化過程中 繼續(xù)加熱 溫度 選填 升高 降低 或 不變 內能 選填 增加 減少 或 不變 此時a處于 選填 固 液 或 固液共存 態(tài) 2 固體b熔化過程中溫度 選填 升高 降低 或 不變 固體b屬于 選填 晶體 或 非晶體 增加 固液共存 升高 非晶體 優(yōu)化提升 18 3 某時刻溫度計的讀數(shù)如圖丁所示 溫度計的讀數(shù)為 優(yōu)化提升 質量 二 探究不同物質的吸熱能力2 2017 福建省 利用如圖25 8甲所示的實驗裝置探究 沙子和水的吸熱能力的不同 操作如下 1 在兩燒杯中分別裝入初溫度相同且 相等的沙子和水 優(yōu)化提升 39 2 用相同的酒精燈火焰加熱 并用玻璃棒不斷攪拌 每隔相同的時間記錄一次溫度 其中某時刻的溫度如圖25 8乙所示 其示數(shù)為 根據實驗數(shù)據繪制成溫度與時間的關系圖象 如圖25 8丙所示 3 實驗中 是通過比較 來間接反映沙子和水吸收的熱量 加熱時間 優(yōu)化提升 沙子 4 分析圖25 8丙圖象可知 對于質量相等的沙子和水 升溫較快的是 若使兩者升高相同的溫度 則 吸收的熱量較多 由此可見 的比熱容較大 水 水 優(yōu)化提升 二 力學實驗 一 測量固體和液體物質的密度3 2018 宜賓市 小王同學到宜賓翠屏山玩耍時 在去哪吒洞的路上撿到一個形狀奇特且不溶于水的物體 他想知道這個不明物體是由什么材料構成 于是在實驗室進行了如下操作 優(yōu)化提升 大于 1 已知空玻璃杯的質量為53 8g 2 將該物體放入裝有適量水的透明玻璃杯中 發(fā)現(xiàn)物體下沉至杯底 如圖甲 說明該物體的密度 選填 大于 小于 或 等于 下同 水的密度 物體對杯底的壓力 其重力 3 往杯中逐漸加入食鹽并攪拌 直至觀察到物體懸浮如圖乙 小于 優(yōu)化提升 121 4 取出物體 用調好的天平測玻璃杯和鹽水的總質量 如圖丙 總質量為 g 5 將玻璃杯中的鹽水全部倒入量程為100mL的量筒 如圖丁 體積為 mL 48 6 通過以上實驗 可以得到物體的密度為 kg m3 根據表中的材料信息 這個物體可能是由 構成的 優(yōu)化提升 1 4 103 硬塑料 優(yōu)化提升 二 測量平均速度4 物理實驗小組的同學在學習 測量平均速度 時 想測量從斜面上滑下的物體在不同階段時的平均速度 設計了如圖25 10所示的實驗裝置 讓小車從帶有刻度 分度值為1cm 的斜面頂端由靜止滑下 圖中的圓圈是小車到達A B C三個位置時電子表的顯示時間 圓圈里面的數(shù)字分別表示 小時 分 秒 則 優(yōu)化提升 1 該實驗是根據公式 進行測量的 2 實驗中為了方便計時 應使斜面的坡度較 選填 大 或 小 3 小車在AB段運動的路程sAB是 dm 在AC段運動的平均速度vAC是 m s 4 如果小車到達C點還沒有停止計時 則會使所測量的運動速度偏 小 4 00 0 30 小 優(yōu)化提升 三 探究影響摩擦力大小的因素5 2017 改編題 小明在探究 滑動摩擦力大小與哪些因素有關 的實驗中 提出以下猜想 猜想一 滑動摩擦力的大小與物體運動的速度有關 猜想二 滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力大小有關 猜想三 滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關 猜想四 滑動摩擦力的大小與接觸面積有關 小明通過如圖25 11甲所示的實驗驗證猜想 驗證猜想二和猜想三的數(shù)據如下表 回答下列問題 優(yōu)化提升 勻速直線 1 實驗中 小明用彈簧測力計水平拉著木塊在水平方向做 運動 其目的是使滑動摩擦力的大小 選填 大于 小于 或 等于 彈簧測力計的示數(shù) 2 為驗證猜想一 小明在用彈簧測力計水平拉著木塊沿水平方向以不同的速度在木板上做勻速直線運動時 彈簧測力計示數(shù)相同 說明滑動摩擦力的大小與速度 等于 無關 優(yōu)化提升 0 8 3 在做第3次實驗時的情景如圖25 11乙所示 此時木塊受到的摩擦力是 N 4 分析 次實驗可驗證猜想二 在接觸面不變的條件下 滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力大小 1 2 3 成正比 優(yōu)化提升 大 5 分析1 4 5次實驗 小明得出 在壓力相同的條件下 接觸面越粗糙 滑動摩擦力越 老師提出小明的實驗設計應加以改造 應控制在物體 相同的條件下粗糙程度不同 運動速度 優(yōu)化提升 不可靠 6 為了驗證猜想四 小明在完成第5次實驗后 把木塊沿豎直方向切去一半 改變了接觸面積 再做一次實驗 發(fā)現(xiàn)摩擦力變小了 于是得出結論 滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小有關 老師指出他的結論是 選填 可靠 或 不可靠 的 理由是 沒有控制壓力相同 優(yōu)化提升 深度 四 探究影響壓力作用效果的因素6 2018 沈陽市 為研究液體內部壓強特點 如圖25 12甲所示 小華將透明塑料瓶底部剪去 蒙上橡皮膜并扎緊 1 將瓶壓入水中 橡皮膜向內凹 如圖25 12乙所示 說明水對橡皮膜有壓強 將瓶向下壓 橡皮膜內凹的程度變大 說明液體內部壓強與液體的 有關 優(yōu)化提升 小于 2 接著將某液體緩慢倒入瓶中 當內外液面相平時 橡皮膜仍向內凹 如圖25 12丙所示 說明倒入液體的密度 選填 大于 小于 或 等于 水的密度 3 將圖25 12甲中裝置倒置 然后在瓶口緊密連接一根無色透明膠管 并灌注紅墨水 如圖25 12丁所示 使膠管內液面高于橡皮膜 將塑料瓶蒙橡皮膜的一端朝各個方向放置 橡皮膜都向外凸 說明液體內部向各個方向都有 壓強 優(yōu)化提升 相平 4 使裝置保持圖25 12丁所示位置不變 在橡皮膜上戳個洞 會有部分液體從洞口流出 最后穩(wěn)定時 塑料瓶和膠管里的液面 此時塑料瓶與膠管構成一個 連通器 優(yōu)化提升 凹陷程度 7 在探究 壓力的作用效果跟什么因素有關 的實驗中 小明同學用一塊海綿 一張小桌子和一個砝碼 做了如圖25 13所示的一系列實驗 請注意觀察 分析 并回答下列問題 1 實驗中小明是通過觀察海綿的 來比較壓力作用效果的大小 優(yōu)化提升 增大 2 分析比較甲 乙的實驗現(xiàn)象 乙中小桌子上加砝碼的目的是為了 選填 增大 或 減小 壓力 可得出結論 當 相同時 壓力越大 壓力的作用效果越明顯 3 分析比較乙 丙的實驗現(xiàn)象 丙中小桌子倒放的目的是為了 選填 增大 或 減小 受力面積 可得出結論 當 相同時 受力面積越小 壓力的作用效果越明顯 受力面積 增大 壓力 優(yōu)化提升 4 將該小桌和砝碼放在如圖25 13丁所示的木板上 比較圖丙中海綿受到的壓強p丙和圖丁中木板受到的壓強p丁的大小關系為p丙 p丁 選填 或 優(yōu)化提升 五 探究影響浮力大小的因素8 2017 改編題 在語文課本上學習了 死海不死 的文章后 小敏想探究 浮力的大小與哪些因素有關 她提出了如下猜想 猜想一 可能與液體的密度有關 猜想二 可能與物體排開液體的體積有關 猜想三 可能與物體浸沒在液體中的深度有關 為了驗證上述猜想 她按照圖25 14中字母順序做了如下實驗 優(yōu)化提升 三 1 分析比較實驗步驟A C D 可以驗證猜想 是錯誤的 浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度 關 2 分析比較實驗步驟A B C 可以驗證猜想 是正確的 并由此聯(lián)想到 輪船的滿載排水量越 選填 大 或 小 它的承載能力就越強 無 二 大 優(yōu)化提升 A C E 3 分析比較實驗步驟 可以驗證猜想一是正確的 分析圖中提供的信息 可知圖E中物體所受的浮力大小為 N 計算可知鹽水的密度是 kg m3 水 1 0 103kg m3 1 2 1 2 103 優(yōu)化提升 控制變量 4 實驗中采用了 的研究方法 下列問題的研究中 也用到這種方法的是 A 將乒乓球靠近發(fā)聲的音叉 通過乒乓球被彈開顯示音叉在振動B 在研究磁場時 引入 磁感線 的概念C 探究電流與電壓 電阻的關系D 伏安法測電阻 C 六 探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系9 2018 淄博市 小明利用彈簧測力計 燒杯 小桶 石塊 細線等器材探究浮力大小與排開液體的重力的關系 1 部分實驗操作步驟如圖25 15所示 遺漏的主要步驟是 若將遺漏的步驟標注為D 最合理的實驗步驟順序是 用實驗步驟對應的字母表示 優(yōu)化提升 測量空桶的重力 DBAC 優(yōu)化提升 0 2 2 小明進行實驗并把數(shù)據記錄在下表中 從表中數(shù)據可知石塊受到的浮力是 N 排開液體的重力是 N 小明根據它們的大小關系歸納出了實驗結論并準備結束實驗 同組的小麗認為實驗還沒有結束 理由是 接下來的實驗操作應該是 3 實驗結束后 小明還想進一步探究浮力大小是否與物體的密度有關 可取 相同的鐵塊和鋁塊 使其浸沒在同種液體中 比較浮力的大小 0 2 通過一組數(shù)據得出的結論會具有片面性 或偶然性 換用不同液體重新實驗 體積 優(yōu)化提升 七 探究物體的動能大小與物體的質量 速度的關系10 2017 改編題 在 探究影響動能大小的因素 實驗中 如圖25 16甲 乙 丙所示 讓質量為m 2m的兩個小球分別從斜面上由靜止?jié)L下 小球撞擊放在水平木板上的木塊 使木塊滑動 虛線位置為木塊滑動一段距離后停止的位置 1 小球動能是由 選填某種能量 轉化來的 2 實驗中通過觀察 來比較小球動能的大小 重力勢能 木塊被撞開的距離 優(yōu)化提升 3 比較 兩圖進行的實驗 可得出結論 質量相同時 物體的速度越大 其動能 4 比較 兩圖進行的實驗可知 小球的動能隨質量增大而 5 若實驗裝置的水平面絕對光滑 還能得出結論嗎 理由是 甲 丙 越大 甲 乙 增大 不能 木塊將會一直做勻速直線運動 優(yōu)化提升 右 八 探究杠桿的平衡條件11 2018 濱州市 小明在 研究杠桿平衡條件 的實驗中所用的實驗器材有 刻度均勻的杠桿 支架 彈簧測力計 刻度尺 細線和質量相同的0 5N重的鉤碼若干個 1 如圖25 17甲所示 實驗前 杠桿左側下沉 則應將左端的平衡螺母向 選填 左 或 右 調節(jié) 直到杠桿在 位置平衡 目的是便于測量 支點在杠桿的中點是為了消除杠桿 對平衡的影響 水平 力臂 自重 優(yōu)化提升 0 15 2 小明同學所在實驗小組完成某次操作后 實驗現(xiàn)象如圖25 17乙所示 他們記錄的數(shù)據為動力F1 1 5N 動力臂L1 0 1m 阻力F2 1N 則阻力臂L2 m 3 甲同學測出了一組數(shù)據后就得出了 動力 動力臂 阻力 阻力臂 的結論 乙同學認為他的做法不合理 理由是 一組實驗數(shù)據太少 結論不具有普遍規(guī)律 優(yōu)化提升 能 4 丙同學通過對數(shù)據分析后得出的結論是 動力 支點到動力作用點的距離 阻力 支點到阻力作用點的距離 與小組同學交流后 乙同學為了證明丙同學的結論是錯誤的 他做了如圖25 17丙的實驗 此實驗 選填 能 或 不能 說明該結論是錯誤的 圖丙實驗中 已知杠桿上每個小格長度為5cm 每個鉤碼重0 5N 當彈簧測力計在A點斜向上拉 與水平方向成30 角 杠桿 使杠桿在水平位置平衡時 動力 動力臂 選填 等于 或 不等于 阻力 阻力臂 此時動力臂為 cm 等于 10