初中物理物质实验题

在探究“水沸腾时温度随时间变化的特点”的实验中：

$\left(1\right)$安装实验器材时，应按照　　（选填“自上而下”或“自下而上“ $)$的顺序进行。

（2）当水温接近 ${90}^{°}\text{C}$时，每隔 $1\mathit{min}$记录一次温度，并绘制了水温随时间变化的图象（如图所示），由图象可知：水沸腾时的特点是　　，水的沸点为　　 ${}^{°}\text{C}$，出现这一结果的原因可能是该处大气压　　标准大气压（选填“大于”、“等于”或“小于” $)$。

小华同学用温度计测出一部分冰的温度如图甲所示，然后利用图乙所示装置对 $100g$冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。图丙是他根据记录的数据绘制的温度 $--$时间图象，根据图甲和图丙图象可知：

（1）图甲中温度计的示数为　　 ${}^{°}\text{C}$；

（2）在 $\mathit{BC}$阶段中 $C$点处物质的内能　　 $B$点处物质的内能（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$，理由是　　；

（3）设相同时间内物质吸收的热量相同，则 $\mathit{BC}$阶段物质共吸收了　　 $J$的热量 $[c_{冰}=2.1\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)]$；

（4）由丙图可以看出 $\mathit{AB}$、 $\mathit{CD}$段升高的温度相同，但 $\mathit{CD}$段加热的时间长，其原因是　　。

如图中描述的是迷糊教授用仪器做实验的情景，请指出实验操作中的错误。（每项只指出一处错误即可）

①　　；②　　；③　　；④　　。

如图所示是“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。

（1）小刚在组装实验装置的过程中意识到，悬挂温度计的铁杆位置很重要，铁杆位置过高或过低会直接影响实验中对　　的测量。

（2）小刚在实验过程中，判断水是否已经发生了沸腾的根据是：　　（填“ $A$”或“ $B$” $)$

$A$．观察到的现象   $B$．温度计的示数

（3）小刚完成实验后，注意到只有小强还没有完成实验，观察发现，小强没有使用烧杯盖，小刚经过分析认为，烧杯盖在本实验中的作用是　　，从而缩短了实验的时间。

（4）小刚还发现，在实验装置相同和组织正确的情况下，各组完成实验的时间也不一样，他又提出了进一步缩短实验时间的两个建议：一个是减少烧杯中水的质量，二是提高烧杯中水的初温，如果你要做这个实验，在采取小刚的建议时，要注意哪些问题？写出其中的一个并说出你的理由。　　。

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：

①在量筒中倒入 $20\mathit{mL}$水；

②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　　 $c{m}^3$；

③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　　 $\mathit{kg}/m^3$．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：

①用弹簧测力计测出金属块在空气中的重力 $G$；

②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 $F_1$；

③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 $F_2$；

④未知液体密度的表达式： $\rho =$　　。（用字母表示，已知水的密度为 ${\rho }_{水})$

如图甲，是“探究某种固体物质熔化时温度变化规律”的实验装置（该物质的沸点为 ${217.9}^{°}\text{C})$。图乙是根据实验数据描绘出的该物质在熔化过程中温度随时间变化的图象。

（1）该物质的熔点是　　 ${}^{°}\text{C}$。

（2）该物质在 $\mathit{AB}$段的比热容　　在 $\mathit{CD}$段的比热容。（选填“大于”“小于”或“等于” $)$

（3）实验小组的同学发现加热 $20\mathit{min}$后继续加热，被研究物质的温度却不再升高，这是因为　　。

2017年5月5日，我国自行研制具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机 $C919$在浦东机场成功首飞。第三代铝锂合金材料在 $C919$机体结构用量达到了 $8.8\%$，为了测量该铝锂合金材料的密度，某中学学习小组的同学们用同材料的铝锂合金材料样品做了如下实验。

（1）将天平放在水平桌面上，将游码放在标尺左端的　　处，发现指针指在分度盘中央刻度线的左侧，如图甲所示，为使横梁在水平位置平衡，应将平衡螺母向　　移动（选填“左”或“右” $)$。

（2）用调节好的天平测量样品的质量，操作情景如图乙所示，错误之处是：　　。

（3）改正错误后，当右盘中所加砝码和游码位置如图丙所示时，天平平衡，则该样品的质量为　　 $g$。

（4）在量筒内装有一定量的水，样品放入量筒前后的情况如图丁所示，则样品的体积是　　 $c{m}^3$，此样品的密度是　　 $\mathit{kg}/m^3$。

（5）该小组尝试用另一种方法测量该样品的密度，如图戊所示，他们做了如下的操作：

$A$：用弹簧测力计测出样品的重力为 $G$；

$B$：将样品挂在弹簧测力计下，使样品浸没在水中并保持静止（样品未接触到容器底部）读出弹簧测力计的示数 $F$；

$C$：样品的密度表达式为 ${\rho }_{\mathit{样品}}=$　　（用 $G$、 $F$、 ${\rho }_{水}$表示）

如图甲是小明设计的“空气浮力演示器”：将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上，调节配重质量使二者保持静止，用气泵往玻璃容器内缓慢压入空气，可根据现象证明空气浮力的存在。已知金属球重5牛，体积为 $5\times {10}^{-3}$米 ${}^3$．（滑轮和细线的重力、配重的体积及各种摩擦均忽略不计）

（1）用气泵向甲装置玻璃容器内压入空气，观察到什么现象可以说明金属球受到空气浮力的作用？　　。

（2）制作该演示器中的空心金属球，用了体积为 $5\times {10}^{-5}$米 ${}^3$的金属材料求该金属材料的密度。

（3）小明想通过最小刻度为0.1牛的弹簧测力计反映空气浮力大小的变化，他设想将该演示器改进成如图乙所示装置。压入空气前，容器内原有的空气密度为1.2千克 $/$米 ${}^3$，现通过气泵向玻璃容器内压入空气，使容器内空气密度增大到3.0千克 $/$米 ${}^3$，能否使演示器中的弹簧测力计示数变化值大于0.1牛，请通过计算说明。

材料一：两千多年前，亚里士多德认为空气含有“重量”，真空是不存在的。

材料二：至少从1614年开始，伽利略却认为空气是有重量的，他的同事兼学生托里拆利在1643年做了如图实验：把一端封闭的长玻璃管装满水银倒置在一个敞口的水银槽里，水银从玻璃管顶部下降了一段距离后，液面不再下降，高度总保持距槽中水银面30英寸 $(76$厘米）左右。1646年帕斯卡重复了这一实验。

材料三：在17世纪中叶，对该实验的两个关键问题的回答都有代表性的支持者和反对者（如表）

关键问题的回答	支持者	反对者
大气压力支撑水银柱	笛卡尔 帕斯卡	所有亚里士多德学派 罗贝瓦尔
水银柱上方存在真空	罗贝瓦尔 波义耳	所有亚里士多德学派、笛卡尔、 伽利略、霍布斯

（1）一些反对者认为，由于管内水银产生了蒸汽，使水银减少，水银液面下降，为了反驳这一观点，帕斯卡同时拿出酒和水，询问反对者：用酒和水做托里拆利实验，酒柱与水柱哪个液面下降得更多？反对者们认为酒的液面下降得更多，原因是　　。但是实验现象却是水柱液面下降得更多。

（2）另一些反对者认为，由于管内遗留了少量空气，才使水银液面下降。帕斯卡利用1米左右长、不同直径的玻璃管进行托里拆利实验，如果观察到的实验现象是　　，就可以反驳反对者们的观点。

（3）下列关于科学本质及科学发现过程的描述，正确的有　　

$A$．公元1646年前，所有人都赞同亚里士多德提出“真空不存在”的观点

$B$．科学实验中要努力得到和前人一样的实验结论

$C$．科学发现是一个不断完善、不断修正的过程

$D$．实验是科学研究的重要方法

实验室购买了一卷标有长度为 $100m$的铜芯漆包线，小科想通过实验测定其实际长度。他首先测得导线横截面积 $S$为 $1m{m}^2$，查阅资料得知现温度下这种导线每米的电阻值为 $0.017\Omega$。

（1）利用图甲所示的实物图测出铜导线的电阻。

①实验中，小科在闭合开关前应将滑片 $P$置于最　　端。（填“左”或“右” $)$。

②小科通过移动滑片 $P$，测得多组数据，绘制成 $U-I$图象如图乙，据此可以判定这卷导线的实际长度　　 $100m$。（填“大于”、“等于”或“小于” $)$

（2）小思认为用电子秤测出这卷导线的质量 $m$，利用铜的密度 $\rho$也可以算出实际长度。请你写出这卷导线实际长度 $L$的计算式： $L=$　　（用字母表示）。

某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进：将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按如图所示连接。装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶里的水而相平，此时集气瓶内气体的体积为 $V_1$．关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，待火焰熄灭后，过一段时间打开活塞，观察到集气瓶中的水位上升，待集气瓶内的水面不再上升时，集气瓶内的体体积为 $V_2$．然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平，此时集气瓶内的气体体积为 $V_3$，在点燃红磷至打开活塞这一过程中，观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降，再趋于稳定。

请回答：

（1）数显设备显示，开始一段时间集气瓶内气体压强上升，这是因为温度升高导致的气压变化量　　（选填”大于”、“等于”或“小于” $)$氧气量减少导致的气压变化量。

（2）基于数显设备显示的气压变化，“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到　　所经历的时间。

（3）在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为　　（选填“ $V_1-V_2$ “、“ $V_1-V_3$”或“ $V_2-V_3$ “ $)$。

小华和小丽在观摩一次自行车比赛中，看到运动员在转弯时，身体和自行车都是向弯道内侧倾斜的，如图甲所示。

（1）骑自行车转弯时，身体为什么要向弯道内侧倾斜呢？小华提出了疑问，一旁的小丽说：“要想转弯，必须受力，身体倾斜是为了给自行车一个向内侧转弯的力，”小华觉得小丽“要想转弯，必须受力”的观点很有道理，因为　       　。

（2）我们平时骑自行车转弯时，身体的倾斜没有这么明显，可为什么比赛时选手倾斜得这么明显呢？且靠近内道的选手转弯时比外道选手倾斜得更明显，使骑行的自行车转弯的力的大小，可能与哪些因素有关呢？小华和小提出了两种猜想。

猜想一：可能与骑行的速度有关；

猜想二：可能与圆弧形跑道的半径有关。

（3）接着，小华和小丽一起设计实验，并在实验室里通过实验验证猜想一。

把半径为0.5米的半圆轨道（左端连着横杆）通过横杆在 $O$点与墙壁活动连接（能绕 $O$点在竖直方向自由转动），轨道置于压力传感器上时，传感器示数为1牛，让质量为30克的同一小钢球分别从距离传感器表面不同高度的弧面 $A$、 $B$、 $C$三处自由滚下，如图乙所示，观察、记录每次压力传感器达到的最大示数（注 $:$小钢球到达最低点时的示数最大），记录如下表。

小钢球初始位置	$A$	$B$	$C$
距压力传感器 高度 $/$米	0.5	0.4	0.3
压力传感器 达到的最大示数 $/$牛	1.90	1.78	1.66

该实验可以得出的结论是　　。

若要验证猜想二，从控制变量角度考虑，需对上述实验进行哪两项改变？（不考虑小钢球与轨道之间的摩擦）①　　；②　　。

（4）实验后，他俩在与同学们的交流中，有了新的猜想：让骑行的自行车转弯需要的力还可能与人和车的总质量有关。于是，他俩又展开了后续实验探究 $\dots \dots$

气体的密度与压强有关。为测量实验室内空气的密度，小明在实验室按如图所示步骤进行实验：

①如图甲，将一打足气的足球，放入装满水的容器中，测得溢出水的体积为426毫升。

②如图乙，将500毫升装满水的量筒倒置于水槽中，用气针和乳胶管将足球中的气体慢慢排入该量筒，同时调整量筒的位置，当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时，停止排气。共排气10次。

③如图丙，拔除气针和乳胶管，把排气后的足球放入装满水的容器中，测得溢出水的体积为420毫升。

（1）图乙中，当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时停止排气，其目的是　　。

（2）根据测得的数据，计算实验室中空气的密度。

托盘天平是一种精密测量仪器，某实验室天平的配套砝码及横梁标尺如图。

（1）小科发现砝码盒中的砝码已磨损，用这样的砝码称量物体质量，测量结果将　　。

（2）小科观察铭牌时，发现该天平的最大测量值为 $200g$，但他认为应为 $210g$。你认为小科产生这种错误想法的原因是　　。

（3）小江认为铭牌上最大测量值没有标错，但砝码盒中 $10g$的砝码是多余的，而小明认为砝码盒中所有的砝码都是不可缺少的。你认为谁的观点是正确的，并说明理由：　　。

【资料】1583年，伽利略经测量发现悬挂的油灯摆动时具有等时性。如图所示，将密度较大的小球作为摆球，用质量不计、不可伸缩的细线悬挂于 $O$点，组装成一个摆，在 $\theta <5°$时，让摆球从 $A$点静止释放后摆动，摆的周期（摆球往返一次的时间）只与摆长（摆球重心到悬挂点 $O$的距离）有关。

【质疑1】小科认为：摆球质量越大，惯性也越大，所以相同条件下摆动会越慢，周期会越长。

【探究1】选择不同的小球作为摆球进行实验：①测摆球的直径 $D$和质量 $m$，计算出摆球的密度 $\rho$；②组装摆；③调节摆长 $l$，使摆长为 $800.0\mathit{mm}$；④在 $0<5°$时，让摆球从 $A$点静止释放后摆动，测出摆动30次的时间 $T_{30}$；⑤计算周期 $T$；⑥用不同的摆球重复上述实验。

【数据】摆长 $l=800.0\mathit{mm}$

次数 摆球 物理量	1	2	3	4
	铅球	铁球 $A$	铁球 $B$	铜球
$D/\mathit{mm}$	22.22	22.24	22.20	22.20
$m/g$	15.5	25.3	44.7	51.0
$\rho /g·c{m}^{-3}$	2.7	4.4	7.8	8.9
$T_{30}/s$	53.88	53.94	53.85	53.87
$T/s$	1.796	1.798	1.795	1.796

【思考1】（1）测摆周期是通过测 $T_{30}$后求出 $T$，而不是直接测 $T$，这是为了　。

（2）实验数据说明，摆长一定时，摆的周期与物体的质量　　（填“有关”或“无关” $)$。这一结论，得到了老师的肯定。

【质疑2】为什么资料中要求用密度较大的小球做摆球呢？

【探究2】小科用 $D=39.86\mathit{mm}$、 $\rho =0.08g/c{m}^3$的乒乓球按上述实验方法测出 $T=2.023s$。

【思考2】摆长一定时，用乒乓球做实验测得的 $T$明显变大。其实，当摆球密度很小时，空气对摆周期的影响不可以忽略，因为摆球受到的外力 $--$　　不可忽略了。