初中物理物质实验题

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　　。

科学兴趣小组做了一个有趣的纸盒实验：在水平桌面的右端放有一个封闭纸盒，一辆绑有磁铁的小车从斜面上静止下滑后在水平桌面上向右运动。在靠近纸盒的过程中小车的速度越来越小，最后停在了 $A$位置。如图所示。

小组同学对这一现象展开了讨论：

（1）小明认为小车速度减小除了受到了摩擦力的作用外，可能还受到纸盒的影响。为了证实他的猜想，小明应该如何设置实验？　　

（2）小明通过实验发现，纸盒能使小车运动速度减小得更快。那纸盒里有什么呢？小芳提出了以下假设：

假设1：纸盒中有铁块。

假设2：纸盒中有磁体。

假设3：纸盒中有闭合的线圈。

小强根据已学的知识否认了　　。

（3）小强打开纸盒，发现里面是一个闭合的线圈。为什么闭合的线圈会使小车的速度减小得更快？请对这一现象作出合理的解释。　　。

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。

在学习"流体压强与流速关系"后，同学们知道了当气流吹向机翼时，飞机会获得升力，并且在相同条件下，气体的流速越大，飞机获得的升力也越大。为了探究飞机获得的升力与其他因素的关系，研究人员利用 $3D$ 打印机制作出大小不同的纸机翼模型进行风洞模拟实验，如图甲所示。用传感器测量相关数据，进行分析研究。

（1）研究人员利用控制变量法探究飞机获得的升力与机翼投影面积的关系时，实验数据如表所示。

①分析数据，你得出的初步结论是 　　。

②此实验选用三组不同的风速分别进行是为了 　　。

机翼投影面积     $S/m^2$	风速为     $v_1$ 时飞机获得的升力     $F_1/N$	风速为     $v_2$ 时飞机获得的升力     $F_2/N$	风速为     $v_3$ 时飞机获得的升力     $F_3/N$
0.01331	0.032	0.027	0.023
0.00998	0.023	0.021	0.017
0.00665	0.015	0.013	0.011

（2）通过上述信息分析可知： $v_1$ 　　 $v_2$ （选填"大于"或"小于" $)$ 。

（3）研究人员又探究了飞机获得的升力 $F$ 与迎角 $\alpha$ 的关系，根据实验数据绘制的图像如图乙所示。分析图像，你得出的结论是 　　。

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　　。

学习了密度的知识后，好奇的小王同学想知道老师所用粉笔的密度。在老师指导下进行了如下探究：

（1）他把10支粉笔放到调好的托盘天平上，当天平再次平衡，右盘的砝码和标尺上游码的位置如图甲，则每支粉笔的质量为　　 $g$。

（2）小王在量筒中加入体积为 $V_1$的水，把一支粉笔放入量筒，发现粉笔在水面停留一瞬，冒出大量的气泡后沉底。量筒中水面到达的刻度为 $V_2$若把 $(V_2-V_1)$作为粉笔的体积来计算粉笔的密度，测得粉笔的密度会比真实值　　（选填“大”或“小” $)$原因是　　。

（3）小王把一支同样的粉笔用一层保鲜膜紧密包裹好放入水中（保鲜膜的体积忽略不计），发现粉笔漂浮在水面上，于是他用水、小金属块、量筒和细线测量粉笔的体积，如图乙。粉笔的密度为　　 $g/c{m}^3$，粉笔越写越短后密度　　（选填“变大”，“变小”或“不变” $)$

（4）小王看到步骤（3）中量筒内浸在水里的粉笔变长变粗，这是由于光的　　（填“反射”、“折射”或“直线传播” $)$形成的粉笔的　　（选填“虚”或“实” $)$像。

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。

某同学从路边拾来小石块想测出它的密度。

（1）首先将天平放在水平桌面上，立即调节平衡螺母使横梁平衡；

（2）将小石块放入左盘，加减砝码并调节天平平衡。如图所示，石块的质量m＝ 　      　g；

（3）在量筒内装入适量的水，记下示数V ₁，再将石块轻轻浸没在量筒里，记下示数V ₂，则石块密度表达式为ρ＝ 　      　（用所给字母表示）

（4）以上实验过程中，可能缺失的步骤是 　      　；

（5）重新正确操作并得出实验结果后，有同学发现使用的砝码生了锈，则这次测量值比真实值 　      　（选填"偏大"或"偏小"）。

下列是"用托盘天平和量筒探究小石块密度"的实验，请完成以下实验步骤：

（1）把天平放在 　　桌面上，将游码移至标尺 　　零刻度线处，调节平衡螺母使天平横梁平衡。

（2）把待测小石块放在天平的 　　盘中，往 　　盘中加减 　　并移动游码直至天平横梁平衡，所加砝码和游码的位置如图甲所示，则该小石块的质量是 　　g。

（3）用细铜丝代替细线系好小石块，将其浸没在量筒的水中，如图乙所示。小石块的体积为 　 　cm ³.由公式 　　可求出该小石块的密度为 　    　kg/m ³，这样测出小石块的密度值与真实值相比 　 　（选填"偏大""偏小"或"不变"）。

（1）在探究凸透镜成像的规律时：

①调节凸透镜、光屏、烛焰的中心处于 　　（选填"相同"或"不同" $)$ 高度；

②如图甲所示，测出了凸透镜的焦距；若凸透镜不动，把蜡烛移到光具座 $15\mathit{cm}$ 刻度处，调节光屏，在光屏上会成倒立、 　　（选填"放大"、"缩小"或"等大" $)$ 的清晰实像，生活中的 　　（选填"放大镜"、"投影仪"或"照相机" $)$ 是用这一原理制成的。

（2）在探究物质熔化特点时，得到图乙物质温度随时间变化的图像，由图像可知该物质属于 　　（选填"晶体"或"非晶体" $)$ ，图中 $A$ 点的温度如图丙温度计所示，读数为 　　 ${}^{°}\text{C}$ ，熔化过程需 　　（选填"吸热"或"放热" $)$ 。

实验小组利用天平、量筒和烧杯等器材测量牛奶的密度。

（1）天平调平衡后，将适量的牛奶倒入烧杯中，并用天平测量烧杯和牛奶的总质量，通过加减砝码的一番操作，当小明将砝码盒中最小的砝码放入右盘后，横梁指针如图甲所示，接下来他应该 　 　（选填序号）；

A．	向左调节平衡螺母
B．	移动游码
C．	取下最小的砝码后移动游码

（2）测出烧杯和牛奶的总质量为116g后，将烧杯中的一部分牛奶倒入量筒，液面位置如图乙所示，则量筒中牛奶的体积为 　 　cm ³；

（3）测量烧杯和剩余牛奶的总质量，天平横梁平衡时如图丙所示，则烧杯和剩余牛奶的总质量为 　 　g；

（4）小明测量的牛奶密度为 　 　kg/m ³；

（5）在向量筒倒入牛奶时，如果不慎有牛奶溅出，则测出的牛奶密度会 　 　（选填"偏大"、"偏小"或"不变"）。

在综合实践活动中，物理兴趣小组的同学们用大豆、花生等食材制作了美味豆浆，为测量豆浆的密度，他们从实验室借来相关实验器材进行了如下实验设计和实验操作。

（1）将天平放在水平桌面上，指针静止时如图所示。要使天平水平平衡：首先将游码移到标尺左端的 　　处，再向 　　（选填"左"或"右" 调节平衡螺母，直到指针指在 　　为止。

（2）兴趣小组的同学们分别设计的实验方案如下：

方案一：

①用天平测出空烧杯的质量 ，

②在烧杯中倒入适量的被测豆浆，测出它们的总质量 ，

③将烧杯中的豆浆倒入量筒中，读出豆浆的体积 ，

④利用密度公式计算出豆浆的密度。

方案二：

①在烧杯中倒入适量的被测豆浆，测出它们的总质量 ，

②将烧杯中的部分豆浆倒入量筒中，读出豆浆的体积 ，

③测出烧杯和杯中剩余豆浆的质量 ，

④利用密度公式计算出豆浆的密度。

方案三：

①在量筒中倒入适量的被测豆浆，读出豆浆的体积 ，

②用天平测出空烧杯的质量 ，

③将量筒中的豆浆倒入烧杯，测出总质量 ，

④利用密度公式计算出豆浆的密度。

（3）分析以上三种方案，请写出你认为合理设计方案中豆浆的密度表达式 　　；你再任选其中一个不合理的设计方案，并分析不合理设计方案的原因：如方案 　　，是由于在测量豆浆的 　　时会产生较大的误差，使得计算出的豆浆密度值偏 　　。

小明利用天平、量筒、烧杯和电子秤等器材测量盐水和鸭蛋的密度。

（1）用天平测量物体质量时，添加砝码过程中， 　　（选填"能"或"不能" $)$ 调节平衡螺母。

（2）测量盐水密度时，有以下四个步骤：

①向烧杯中倒入适量盐水，测出烧杯和盐水的总质量；

②将烧杯中盐水倒入量筒（烧杯内有残留），测出盐水体积；

③ $\dots \dots$ ；

④算出盐水密度，为使测量结果更准确，步骤③的操作是 　　（选填"直接"或"擦干残留盐水后" $)$ 测量烧杯质量。

（3）测量鸭蛋密度的步骤如图甲、乙、丙、丁所示：

图中电子秤显示的四个数据，若没有" $131.0g$ "这个数据，能否求出鸭蛋的密度？请在横线上作答。要求：

①若能，请写出鸭蛋的密度值；②若不能，请说明理由。

答： 　　。

在生活中人们常会有一些模糊或错误的认识，其实只要应用科学知识进行分析，就能作出合理解释。

（1）人们经常认为，汽车的速度越大惯性越大，所以要限速，但是高速公路限速牌上却显示，大型车辆最高限速比小型车辆低，原因是汽车的　　越大惯性越大。

（2）在今年第四次成品油调价中，汽油价格下调250元 $/$吨，柴油价格下调235元 $/$吨。但细心的小明发现，加油站的汽油价格下调0.18元 $/$升，柴油价格下调0.20元 $/$升，每升柴油价格反而比汽油下调得多，其原因是　　。

（3）现在高速公路上不仅有即时测速，还有区间测速，即在某一路段上设置两个监控点，根据车辆通过前后两个监控点的时间来测算车辆有无超速。在如图所示限速要求的高速公路上，第一个监控点测得某辆小车于 $8:10$以115千米 $/$时的速度通过，相距30千米的第二个监控点于 $8:22$测得该小车以118千米 $/$时的速度通过。请通过计算判断该小车行驶途中是否超速。

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）。