初中物理物质实验题

如图所示，物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。

（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是　       　 $N$。

（2）比较　      　（填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。

（3）比较　       　（填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关。

（4）金属块的密度为　        　 $\mathit{kg}/m^3$。

（5）在实验中，排除测量误差因素的影响，兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力，请指出实验操作中可能造成这种结果的原因：　       　。

（6）纠正了错误，继续实验，兴趣小组得出结论：物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力。有同学对此结论提出质疑，他认为仅采用浸没的金属块做实验不具备普遍性，使用漂浮的蜡块做实验未必遵循以上结论。针对这个质疑，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、蜡块、细线、量筒、烧杯、小木块、小桶、轻质塑料袋（质量可忽略）、适量的水。请你根据需要选择器材并设计实验，研究使用漂浮的蜡块做实验是否遵循兴趣小组所得出的结论。

实验器材：　                                     　；

实验步骤：　                                     　；

分析与论证：　                                   　。

图甲是探究“水的沸腾”实验装置。

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

（2） $A$、 $B$、 $C$三种读数方法正确的是　       　（填字母代号）。

（3）由图乙可知，水的沸点是　     　 ${}^{°}\text{C}$．水沸腾过程中不断吸热，温度　    　（选填“升高”、“降低”或“保持不变”）。

（4）实验器材中纸板的作用：　        　、　        　。

（5）实验结束后，移开酒精灯，发现烧杯内的水没有立即停止沸腾，可能的原因是　        　。

小强对热现象的有关实验进行如下探究：

（1）在探究“冰熔化时温度的变化规律”实验中用“水浴法”加热，其目的是使冰　       　；根据图甲可知，冰属于　          　（选填“晶体”“非晶体”）。

（2）完成上述实验后，小强换用其它装置继续探究“水沸腾时温度变化的特点”。加热一段时间后，烧杯内的水温度升高，是通过　      　方式增加水的内能。图乙水的沸点没有达到 ${100}^{°}\text{C}$，可能是当地大气压强　       　（选填“高于”、“低于”或“等于”） $1$标准大气压。

（3）结合两次实验图象可知：冰的熔化过程和水的沸腾过程具有的共同特点是　　           。

在测量不规则小物块的密度实验中，某实验小组的实验步骤如下：

（1）将天平放在　       　桌面上，游码归零后发现指针的位置如图甲所示，则需将平衡螺母向　       　调节使横梁平衡（选填“左”或“右”）。

（2）天平调好后，测量小物块的质量。天平平衡时，游码位置和所加砝码如图乙所示，则小物块的质量是　      　 $g$。

（3）在量筒中倒入适量的水，记下水的体积为 $40c{m}^3$；再用细钢针将小物块浸没在量筒的水中，这时的总体积为 $60c{m}^3$，则小物块的体积为　        　 $c{m}^3$。

（4）小物块的密度 $\rho =$　       　 $g/c{m}^3$。

（5）该小组尝试用另一种方法测量该物块的密度，如图丙所示，他们做了如下的操作：

①向量筒内倒入适量的水，记下水的体积 $V_1$为 $20c{m}^3$。

②将小物块轻轻放入量筒内，稳定后水面上升至 $V_2$为 $36c{m}^3$。

③再用细钢针将小物块浸没在量筒的水中时，水面上升至 $V_3$为 $40c{m}^3$。

由以上测量数据可知：物块的质量 $m=$　      　 $g$，物块的体 $V=$　      　 $c{m}^3$，物块的密度 $\rho =$　       　 $g/c{m}^3$。

小云用如图所示装置探究水的沸腾。

（1）组装实验器材时，应按照　　的顺序（选填“自上而下”或“自下而上” $)$。实验室现有水银温度计 $(-{20}^{°}\text{C}-{120}^{°}\text{C})$、酒精温度计 $(-{80}^{°}\text{C}-{60}^{°}\text{C})$、体温计、寒暑表等不同种类的温度计，本实验应选用的温度计是　　；

（2）实验中，小云观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同，如图甲、乙所示。表示沸腾前气泡上升情况的是图　　；水沸腾时，烧杯中不停地冒出“白气”，这些“白气”实际上是　　（选填“小冰晶”、“小水滴”或“水蒸气” $)$；

（3）实验完毕，小云撤去酒精灯后发现水继续沸腾了一段时间，原因是　　。

火山石可以漂浮在水面上，小王用天平。量筒和水等器材测量某块火山石的密度，实验步骤如下：

$a$．小王用调节好的天平测出火山石的质量 $m$，其示数如图所示；

$b$．往向量筒中倒入水，使水面到达 $V_1=50\mathit{mL}$处；

$c$．用细线系住火山石，放入量筒，用铁丝将其压入水中足够长时间，水面到达 $V_2=54\mathit{mL}$处；

$d$．取出火山石，水面下降到了 $V_3=48\mathit{mL}$处；

$e$．小王认为火山石体积测量不够准确，它的体积应该包含材质和其中空隙部分的体积，于是又向量筒中加水到 $50\mathit{mL}$处，将刚才取出的石块表面附着的水擦干净，再次没入量筒的水中，此时水面到达 $V_4=55\mathit{mL}$处。

请解答下面问题：

（1）该实验原理为　　（用公式表示）。

（2）在步骤 $d$中，水面没有回到 $50\mathit{mL}$处的原因是　　。

（3）请你根据小王的实验思路，将有关数据及计算结果填入下表。

物理量 次数	火山石的质量 $m/g$	$V_1$	$V_2$	$V_3$	$V_4$	火山石的体积 $V/c{m}^3$	火山石的密度 $\rho /g·c{m}^{-1}$
1	①	50	54	48	55	②	③

（4）观察表格，请你指出其中存在的不足之处　　。

牛奶密度是检验牛乳质量的一项重要指标，小明为了比较市场上两种不同品牌牛奶的密度，设计了如下实验：

（1）通过观察比较牛奶的密度

小明将一正方体塑料块先后放入两种牛奶中，让它漂浮在液面上，观察塑料块露出液面的体积，露出液面体积较大的牛奶的密度较　　。又将压强计的金属盒先后放入两种牛奶中的同一深度，观察 $U$形管液面的高度差，高度差较大的牛奶的密度较　　。

（2）通过测量比较牛奶的密度

小明利用弹簧测力计、烧杯、石块、细绳和水等物品来测量。其操作步骤是：

①用弹簧测力计测出石块的重力为 $G$；

②将石块浸没在水中，弹簧测力计的示数为 $F_1$；

③　　（写出具体方法和要测出的物理量并用字母表示） $:$

④牛奶密度的表达式为 ${\rho }_{\mathit{牛奶}}=$　　（用测出物理量的字母表示，水的密度用 ${\rho }_{水}$表示）。

在探究热现象的实验中，小明用烧杯、试管、温度计、圆底烧瓶等器材进行了如下实验。

（1）小明用图1甲所示的装置“探究冰熔化时温度的变化规律”，根据实验数据绘制了温度随时间变化的图象，如图1乙所示。该物质在 $\mathit{BC}$段处于　　（选填“固体”、“液体”或“固液共存” $)$状态，此过程中物质的内能　　（选填“增加”、“减少”或“不变” $)$；比较图乙中 $\mathit{AB}$段与 $\mathit{CD}$段可知，质量相同的冰和水在升高相同的温度时，加热时间不同，原因是　　。

（2）小明用如图2甲所示的装置“探究水沸腾时温度变化的特点”，纸板上留有小孔的目的是　　。实验中温度随时间变化的图象如图乙所示，分析 $\mathit{FG}$段会发现　　（请写出一条）。

（3）小明用图3所示的烧瓶将水加热至沸腾后，把烧瓶从火焰上拿开，水会停止沸腾。再迅速塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水，发现水又重新沸腾了，这是因为　　。

吴丽知道了水的密度是 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，她还想知道家中食用油的密度。于是，她找来一个干净的小瓶 $A$、装满食用油，利用如图所示的天平（砝码已丢失）、量筒、茶杯、水和胶头滴管等来进行测量。爸爸说，食用油太粘、不易清洗，不要直接用量筒测量它的体积。吴丽想了想，又找来了一个与 $A$完全相同的干净的小瓶 $B$，最终测出了食用油的密度。她的探究过程如下。

（1）将托盘天平放在水平桌面上，　　，调节右端的平衡螺母，使横梁平衡。

（2）将盛满食用油的小瓶 $A$放入左盘，将小瓶 $B$放入右盘，向 $B$中加水，直至天平再次平衡。将小瓶 $B$中的水全部倒入量筒中，量筒的示数如图所示，记为 $V_1=$　　 $c{m}^3$．然后将量筒中的水全部倒出。

（3）　　，然后将水全部倒入量筒，读出示数，即为食用油的体积，记为 $V_2=40c{m}^3$。

（4）根据以上数据，计算得到食用油的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$。

回顾实验和探究（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整） $:$

（1）探究密度概念的建构：

表格图象	铝块 $m/g$ $V/c{m}^3$ 1 27.0 10 2 40.5 15 3 81.0 30	请利用表格中的数据，用描点法画出铝块的 $m-V$图象
结论	同种物质的质量与体积的比值是　　的。
问题讨论	小雨用天平和量筒测量饮料的密度，运用的科学方法是　　法。他的实验步骤如下：①用天平测出空烧杯的质量 $m_0$；②用量筒测出饮料的体积 $V$；③把饮料从量筒倒入空烧杯，测出烧杯和饮料的总质量 $m_1$；④代入公式 $\rho =\frac{m}{V}=$　　求出饮料的密度。测出的饮料密度值比真实值　　（填“偏大”或“偏小” $)$。

（2）探究影响滑动摩擦力大小的因素：

猜想	小雨猜想：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小和速度大小有关。
过程	叶子姐姐认为小雨的猜想不对，于是进行了如下实验： ①如图甲，用弹簧测力计以速度 $v_1$匀速拉动木块使它沿水平木板滑动，弹簧测力计示数为 $F_1$； ②如图乙，在木块上加放砝码，以速度 $v_1$重做上述实验，弹簧测力计示数为 $F_2$； ③如图丙，改变拉动速度，以速度 $v_2$重做上述实验，弹簧测力计示数为 $F_3$。 发现： $F_1<F_2=F_3$。 说明：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小有关，与速度大小　　。 这就证明小雨的猜想是　　。
程序	提出问题 $--$　　 $--$实验反驳 $--$得出结论。
作图	画出图甲中木块在水平方向上所受力的示意图。
问题 讨论	把一个钢笔帽竖放在静止的木块上，突然向右拉动木块，发现钢笔帽　　倾倒（填“向右”或“向左” $)$，这说明物体具有惯性。

回顾实验和探究（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整） $:$

（1）探究水沸腾时温度变化的特点：

表格	时间 $/\mathit{min}$ 0 1 2 3 4 5 6 7 温度 ${/}^{°}\text{C}$ 90 92 94 96 98 98 98 98
结论	水沸腾过程中，不断吸热，温度保持　　 ${}^{°}\text{C}$不变。
方法	实验中通过　　来说明水吸收热量的多少，运用的科学方法是转换法。
问题	再增加烧杯、红墨水和滴管，可验证“热运动和温度的关系”；分别在质量相等的 ${30}^{°}\text{C}$、 ${50}^{°}\text{C}$、 ${80}^{°}\text{C}$的水中滴入等量红墨水，观察水的颜色变化快慢。设计记录表格： 实验次数 1 2 3

（2）探究光的反射定律：

过程 方法	如图，让一束光贴着纸板沿 $\mathit{EO}$射到 $O$点，把纸板 $\mathit{NOF}$向后折，在 $\mathit{NOF}$面上　　（填“能”或“不能” $)$观察到反射光线。这说明：在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在　　。运用的科学方法是　　法。
问题 结论	如图， $a$、 $b$是两支相同的蜡烛，当 $b$与 $a$的像完全重合时，移去 $b$换上光屏，光屏上观察不到像，说明 $a$的像是　　（填“实像”或“虚像” $)$。

同学们利用如图甲所示的装置探究水沸腾时温度变化的特点。

（1）实验时，小雯向烧杯中倒入热水而不用冷水，这种做法的优点是　　。实验时，当看到水中大量气泡　　，这就说明水沸腾了；

（2）小雯在水温升高到 ${88}^{°}\text{C}$时开始计时，每隔 $1\mathit{min}$记录1次温度，直到水沸腾后几分钟为止，记录的数据如下表：

时间 $/\mathit{min}$	0	1	2	3	4	5	6	7	8
温度 ${/}^{°}\text{C}$	88	90	92	94		98	98	98	98

当加热到 $4\mathit{min}$时，温度计示数如右图乙所示，此时水的温度是　　；

（3）水沸腾过程中，不断加热，但温度　　，这个温度叫做水的沸点，该实验中水的沸点是　　。

石油是我市主要的矿产资源，石油化工对实施黄蓝国家战略发挥着重要作用。某化工企业以石油为原料，研发出一种密度比水小、强度大的复合材料，广泛应用于汽车、飞机等制造业。为了测量这种复合材料的密度，实验室提供了如下器材：一小块形状不规则的复合材料样品、量筒、烧杯、溢水杯、弹簧测力计、细线、长钢针、适量水（所给器材数量充足）。请利用所给器材，设计测量小块复合材料样品密度的实验方案。 $(g$和水的密度 ${\rho }_{水}$为已知量。 $)$

（1）从上述器材中选出实验所需器材；

（2）实验步骤；

（3）样品密度的表达式： $\rho =$　　（用测量的物理量和已知量的符号表示）；

（4）这类材料广泛应用于汽车、飞机制造的优点：　　。

探究“水的沸腾”的实验。（请将实验报告中空缺的部分填写完整）

数据表格	时间 $/\mathit{min}$	0	1	2	3	4	5	6	7	$\dots$
	温度 $/$	83	87	91	95	99	99	99	99	$\dots$
结论	水沸腾过程中，不断吸热，但温度　　，这个温度叫做水的沸点，实验中水的沸点为　　 ${}^{°}\text{C}$
方法	实验中用加热时间的长短来表示水吸收热量的多少，运用了　　法。

在“探究实心圆柱体对地面的压强与哪些因素有关”的实验中，某中学一小组的同学们认为此压强跟圆柱体的密度 $\rho$、高度 $h$、圆柱体底面积 $S$是有关的，但有怎样的关系看法不同，于是，在老师的帮助下，小组的同学们从实验室里挑选了由不同密度的合金材料制成、高度和横截面积不同、质量分布均匀的实心圆柱体做实验，测出实心圆柱体竖直放置时（如图所示）对水平桌面上海绵的压下深度，实验记录见下表。

序号	物体	底面积 $S/c{m}^2$	高度 $h/\mathit{cm}$	海绵被压下深度 $/\mathit{cm}$
1	合金甲圆柱体 $A$	10	5	0.5
2	合金甲圆柱体 $B$	10	10	1
3	合金甲圆柱体 $C$	20	10	1
4	合金乙圆柱体 $A$	10	5	1.5
5	合金乙圆柱体 $B$	10	10	3
6	合金乙圆柱体 $C$	20	10	3

（1）该小组同学是通过　　来判断压强大小的。

（2）分析实验1、2或4、5可以得出：当圆柱体的材料密度相同时，实心圆柱体对水平地面的压强与圆柱体的　　有关。

（3）分析　　可以得出，当圆柱体的密度相同时，实心圆柱体对水平地面的压强与底面积无关。

（4）此探究过程用到的科学探究方法有　　、　　。

（5）实验结束之后，同学们在老师的指导下，以某一合金甲圆柱体为研究对象，推导它对海绵的压强大小的表达式（已知合金的密度为 $\rho$，圆柱体合金的高度为 $h$，底面积为 $S)$。表达式为　　。

（6）上面推导出的表达式　　（选填“能”或“不能” $)$应用于各类固体的压强的计算。