专题17 实验探究题VIP

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，在坐标纸上做出小车运动的st2图像。经

2、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 24（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

3、】（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=1103m3，则金属块的密度金=8103kg/m3；（2）由于金属块下沉后静止在容器底部，则V排=V金=1103m3，所以，F浮

4、=水V排g=1103kg/m31103m310N/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

5、（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

6、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

7、“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）（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 cm3；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

8、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/m3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：

9、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，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

10、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=20cm3；a 把天平放在水平桌面上，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

11、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=GF1，根据阿基米德原理得：GF1=Vg，金属块排开液体的体积：V1=，金属块在水中受到的浮力：F浮=GF2，根据阿基米德原理得：GF2=水Vg，金属块排开水的体积：V2=，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；7.89103；偏大；（2）18（2017

12、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

13、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

14、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

15、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

16、阿基米德原理可知，增加的示数为排开的水的质量：m排=m3m2；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

17、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 和重物下落的距离，计算出重物做的功，即翼轮克服水的摩擦所做的功（W ）；测量绝热桶中水升高的温度，从而计算出水吸收的热（Q ）（1）焦耳做这个实验的目的是 （2）小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材，粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系具体方案是：用刻度尺测量空保温杯内部高度，记为h杯用天平称量一定质量的水，记为m水，用温度计测出水的温度，记为t1将水倒入保温杯中，测量杯中水的高度，记为h水计算出h杯h水，这

18、也就是杯中水下落的高度在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1的温度计（连接处密闭绝热），盖紧保温杯，如图乙 （填写操作），计算出水的重力所做的功（W）测出杯中水的温度，记为t2，计算出水吸收的热（Q）根据、数据，得出两者的比值关系【分析】根据W=Gh要计算出重物做的功，需要测量G与h（1）由题意解答即可；（2）将保温杯慢慢上下翻转多次（n次），根据W=Gh算出水的重力所做的功，再算出与水吸收的热（Q）之比【解答】解：根据W=Gh知要计算出重物做的功，需要测量所挂物体的重力G和重物下落的距离h；（1）由题意知焦耳做这个实验的目的是研究摩擦做功和产生热量的关系；（2）要粗略测量做功和做功产生的热之间

19、的比值关系，具体方案是：用刻度尺测量空保温杯内部高度，记为h杯用天平称量一定质量的水，记为m水，用温度计测出水的温度，记为t1将水倒入保温杯中，测量杯中水的高度，记为h水计算出h杯h水，这也就是杯中水下落的高度在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1的温度计（连接处密闭绝热），盖紧保温杯，如图乙将保温杯慢慢上下翻转多次（n次），根据W=Gh=nm水g（h杯h水），算出水的重力所做的功W测出杯中水的温度，记为t2，计算出水吸收的热（Q）根据、数据，得出两者的比值关系故答案为：所挂重物的重力； （1）研究摩擦做功和产生热量的关系；（2）将保温杯慢慢上下翻转多次（n次）【点评】本题考查了“研究摩擦做功和

20、产生热量的关系”的实验设计的实验目的、实验步骤等知识，难度不是很大20（2017安顺）一天饭后，小明同学帮妈妈收拾桌上的碗筷时不小心将一杯水碰倒，他忙拿干抹布去擦，却很难将水擦干，妈妈见状拿了另一块干抹布擦，很快就将桌上的水擦干了，他感到有些奇怪忙问妈妈是怎么回事？妈妈只是告诉他：“我拿的抹布是棉布做的，你手里的抹布是涤纶的”他很想知道抹布的吸水能力与布料种类的关系，于是他进行了如下的实验探究（1）实验目的： （2）所需的器材：三个形状和大小相同的烧杯、质量相同的 各一块，足够的水（3）主要步骤：将三个烧杯中倒入质量相同的水，分别将三块布放入各个烧杯中让水浸透，然后将三块布分别取出从方便和准确

21、的角度看，应观察和比较 ，将现象记入表中 布料种类 涤纶麻 棉 杯中所剩水量 最多 较少 最少 布块所含水量 最少 较多 最多（4）结论： （5）应用：炎热的夏天，如果人体皮肤被汗浸透，会让人觉得很不舒服，因此，从吸水多少这个角度说，应尽量采用 类的布料来制作夏装【分析】（1）根据短文中小明想知道抹布的吸水能力与哪些因素有关确定探究的目的（2）控制变量法是指当多因素（多变量）影响某一物理量时，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决；根据控制变量法，研

22、究影响抹布吸水能力与其布料之间的关系时，要控制其它因素相同，只改变布料的材质；（3）因三块布料吸水多少不易比较，故从方便和准确的角度看，应观察和比较杯中所剩下的水量；（4）分析实验数据，观察杯中所剩水的质量，得出合理的答案；（5）根据实验结论选择合适的布料做夏装【解答】解：（1）实验目的：探究抹布的吸水能力与其布料之间的关系；（2）三个形状和大小相同的烧杯、质量相同的涤纶、麻、棉各一块，足够的水；（3）三个烧杯中倒入质量相同的水，分别将三块布放入各个烧杯中让水浸透，然后将三块布分别取出因三块布料吸水多少不易比较，故从方便和准确的角度看，应观察和比较杯中所剩下的水量，将现象记入表中；（4）分析记

23、录的数据表格可以观察到：布的吸水能力跟布料的种类有关系，棉质抹布的吸水能力最强；（5）因为棉质抹布的吸水能力最强，因此炎热的夏天，如果人体皮肤被汗浸渍，会让人觉得很不舒服因此，从吸水多少这个角度说，应尽量采用棉质类的布料来制作夏装故答案为：（1）探究抹布的吸水能力与其布料之间的关系；（2）涤纶、麻、棉；（3）杯中所剩下的水量；（4）棉质抹布的吸水能力最强 （5）棉质18（2017河南）小明发现橙子放入水中会下沉，于是想办法测量它的密度（1）将托盘天平放在水平桌面上，将标尺上的游码移至零刻度线处，调节平衡螺母，直到指针在 ，表示天平平衡（2）用天平测量橙子质量，天平平衡时砝码和游码的示数如图所示

24、，橙子质量为 g小明利用排水法测得橙子的体积为150cm3，则橙子的密度是 kg/m3（3）做实验时，小明若先用排水法测出橙子的体积，接着用天平测出橙子质量，这样测得的密度值将比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）（4）小亮不用天平，利用弹簧测力计、细线、盛有水的大烧杯等器材，也巧妙测出了橙子的密度请你将他的测量步骤补充完整，已知水的密度为水用弹簧测力计测出橙子的重力G； ；橙子密度的表达式为：橙= （用测出的物理量和已知量的字母表示）【分析】（1）将托盘天平放在水平桌面上，将标尺上的游码移至零刻度线处，调节平衡螺母，直到指针在分度盘的中央，表示天平平衡（2）橙子的质量等于砝码的质量加游码对应的

25、刻度值知道橙子的质量和体积，根据密度公式求出橙子的密度（3）先用排水法测出橙子的体积，接着用天平测出橙子质量，质量偏大，根据=判断密度的大小；（4）选用弹簧测力计、水、细线、烧杯、橙子等，测出橙子的重力，利用浮力知识测出橙子的体积，再计算出橙子的密度【解答】解：（1）使用托盘天平时应把天平放在水平桌面上，将标尺上的游码移到零刻度线处，调节平衡螺母，直到指针指到分度盘的中线处或指针左右摆动的幅度相同为止（2）标尺的分度值为0.2g，橙子的质量：m=100g+50g+10g+2g=162g；橙子的密度：=1.08g/cm3=1.08103kg/m3（3）先用排水法测出橙子的体积，接着用天平测出橙子

26、质量，由于橙子上粘有水，所以测得的质量偏大，根据=知，测得的密度偏大（4）不用天平，利用弹簧测力计、细线、盛有水的大烧杯等器材，测橙子的密度的步骤：用弹簧测力计测出橙子的重力G；将橙子浸没在水中，读出弹簧测力计的示数为F；橙子密度表达式的推导：橙子的质量为：m=，橙子受到的浮力为：F浮=GF；橙子的体积等于橙子排开水的体积：V=V排=，橙子密度的表达式为：橙=故答案为：（1）分度盘的中央；（2）162；1.08103；（3）偏大；（4）将橙子浸没在水中，读出弹簧测力计的示数为F；29（2017伊春）小华总结所做过的力学探究实验，发现：（1）甲实验：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下后，分

27、别在毛巾、棉布、木板上滑行直到静止由实验可知：平面越光滑，小车所受的阻力越 ，速度减小的越慢，小车运动的距离越 （2）乙实验：用弹簧测力计拉着木块在水平桌面上做 运动，根据 原理可知弹簧测力计的示数即为摩擦力的大小（3）丙实验：让质量相同的钢球从同一斜槽的不同高度滑下，是为了探究动能与 的关系，钢球动能的大小是通过 来判断的【分析】（1）知道阻力大小与表面光滑程度的关系以及运动的距离与阻力大小的关系，结合实验现象做出解答；（2）做匀速直线运动的物体受到的力平衡力，此实验的思路是让木块保持匀速直线运动利用二力平衡的条件，通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小（3）动能与质量和速度有关，注意控制变

28、量法，速度通过小球滚下的高度来调控，动能的大小通过小球撞击木块移动的距离来体现【解答】解：（1）由实验现象可知，平面越光滑，小车所受的阻力就越小，速度减小得越慢，小车运动的距离就越远；（2）用弹簧测力计拉动木块，使其做匀速直线运动，所以拉力和摩擦力是一对平衡力，摩擦力大小等于拉力（3）让质量相同的钢球从同一斜槽的不同高度滑下，小球的质量相同，速度不同，研究动能大小与速度的关系，用到了控制变量法；观察木块被撞击后移动的距离来判断钢球动能的大小，用到了转换法故答案为：（1）小；远；（2）匀速直线；二力平衡；（3）速度；木块被撞击后移动的距离25. （2017上海）小明用六个重力均为10牛、体积不同

29、的球体，研究放入球体前后容器底部受到水的压力增加量的情况。他分别将球体放入盛有等质量水的相同容器中，待球体静止，得到容器底部受到水的压力增加量。实验数据和实验现象见下表。实验序号123456放入的球体ABCDEF（牛）568101010实验现象 观察序号1或2或3中的实验现象并比较和的大小关系，可得出的初步结论是：当放入的球体在水中沉底时， 。观察序号4或5或6中的实验现象并比较和的大小关系，可得出的初步结论是： 。 小明得出“在盛有等质量水的相同容器中，当放入球体的重力相同时，球体的体积越大，越大”的结论。由表中实验序号 的现象、数据及相关条件可判断小明得出的结论不正确。 分析表中序号16的

30、现象、数据及相关条件，可得出：在盛有等质量水的相同容器中，当放入球体的重力相同时， 体积越大，越大。25. 与小球G无关；当放入的球体漂浮时，与小球G相等；4、5、6；球体排开液体体积；29（2017北京）下列说法中正确的是 BDA探究物体所受重力大小与物体的质量的关系时，物体密度是需要控制的变量 B探究液体内部压强大小与液体的质量的关系时，液体密度是需要控制的变量 C探究物体所受压力大小与物体所受重力大小的关系时，物体的受力面积是需要控制的变量D探究物体所受滑动摩擦力大小与物体所受重力大小的关系时，物体对接触面的压 力是需要控制的变量38（2017北京）在探究“物体动能的大小与物体质量是否有关”的实验中，需要控制物体的速度大小 相等。为了控制物体的速度大小相等，小华选用了体积相等、质量不等的金属球 A 和 B，利用如图 21 所示的带滑槽的轨道进行实验。小华认为：如果 A、B 两球先后从轨 道上同一高度处由静止开始释放，则 A、B 两球到达轨道零刻度线处的