初中物理物质实验题

有两块边长均为4cm的无色透明的正方体"玻璃"。一块是普通玻璃（密度为）；另一块是"有机玻璃"（密度为）。请你选用所需器材，设计一种方案，在不损坏"玻璃"的原则下区分它们。

实验器材：托盘天平、海绵、细线、大烧杯、刻度尺、浓盐水（密度为）。

请将所选器材、操作方法、现象及结论填入下表（方案不能与示例相同）。

	所选器材	操作方法	现象	结论
示例	托盘天平	将两块"玻璃"分别放在调节好的天平的两个托盘上。	天平一端下降	下降的一端放的是普通玻璃
你的方案

彤彤很想知道牛奶的密度，她用天平（带砝码）、一个干净的带盖子的空塑料瓶和水，进行了测量。请你将她的主要实验步骤补充完整（水的密度用ρ_水表示）。
主要实验步骤：
(1)她把天平放在水平桌面上，在调节天平平衡时，当天平的指针位置如图所示，她应该将天平的平衡螺母向           移动
（填“左”或“右”），使天平达到平衡；
（2）用天平测量出一个干净空瓶子（带盖子）的质量是m₁；
（3）用天平测量出装满水的瓶子(盖紧盖子)的总质量是m₂；
（4）用天平测量出                                                     
用所测物理量表示牛奶的密度
ρ_牛奶=                     。

小明利用弹簧测力计、细线、装有适量水的小桶，测量铁矿石的密度。以下是小明设计的实验步骤，请你按照他的实验思路，将实验步骤补充完整。
（1）将装有适量水的小桶悬挂在弹簧测力计下方，待小桶静止时，读出弹簧测力计的示数F₁，并记录在表格中；
（2）用细线拴住铁矿石，将铁矿石放入小桶中，手松开细线，铁矿石沉入桶底，待小桶静止时，读出弹簧测力计的示数F₂，并记录在表格中；
（3）                                                        ，待小桶静止时，读出弹簧测力计的示数F₃，并记录在表格中；
（4）已知水的密度为ρ_水，利用测量出的物理量和ρ_水计算铁矿石的密度ρ_石 =       ，并将计算结果记录在表格中。

实验室中有一只带盖空玻璃瓶、天平和配套的砝码以及足够的水，现要用这些器材测出某种金属颗粒的密度。（已知水的密度为ρ_水，待测金属颗粒足够多）
（1）小明同学设计了实验步骤：
①把天平放在水平桌面上，游码归零，调节天平横梁使天平平衡；
②将玻璃瓶中装满水，盖紧盖，用天平测出其总质量m1，并记录；
③用天平测出待测的金属的质量m2，并记录；
④将测完质量的金属颗粒放入装满水的玻璃瓶中，盖紧盖，用天平测出其总质量m₃，并记录；
⑤根据密度公式和测量数据，计算金属颗粒的密度。
（2）待测金属颗粒的密度表达式为：ρ_金=               。（用测量的物理量表示）

张华和同学到东海岛钢铁基地参加社会实践活动,张华拾到一个小金属零件,他很想知道这个零件是什么材料做成的,就把它带回学校利用天平和量筒来测定这个零件的密度.具体操作如下:

(1)把天平放在         上,并将游码移至标尺左端零刻线处;调节天平横梁平衡时,发现指针在分度盘标尺上的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向   (填“左”或“右”)调节.
(2)用调节好的天平测零件的质量.天平平衡时,砝码的质量及游码在标尺上的位置如图乙所示,则零件的质量为   g,用量筒测得零件的体积如图丙所示,则零件的体积为   cm³,由此可算得小金属零件的密度为   g/cm³.
(3)若该零件磨损后,它的密度将   (填“变大”“变小”或“不变”).

在“观察水的沸腾”实验中，当水温升到89℃时，小刚开始计时，每隔1min记录一次水的温度。然后，小刚根据实验数据绘制了如图所示的温度随时间变化的图像。由图像可以看出，水的沸点是     ℃，当时的大气压     1标准大气压。（填“低于”、“高于”、“等于”）

黎黎同学配制了一定浓度的盐水，帮妈妈筛选出饱满的种子，她想知道所配制出的盐水密度，就用天平和量筒来进行测量。
（1）把天平放在水平台上，将         拨到标尺左端的零刻线处后，发现天平横梁左高右低，应将             向   （选填“左”或“右”）调节，使天平平衡。
（2）用调节好的天平测得空烧杯的质量m₁；
（3）把实力的盐水倒入量筒中，测得盐水体积V，如图甲所示；
（4）把量筒中的盐水倒入烧杯中，测得烧杯和盐水的总质量m2,如图乙所示。

根据图中数据，帮黎黎同学把下表填写完整：

空烧杯的质量 m/g	量筒中盐水的体积 V/cm^3	烧杯和盐水的总质量 m/g	盐水的密度 ρ/g·cm^-3

（5）以上方法测出的盐水密度值比真实值＿＿＿＿（选填“偏大”或“偏小”）
（6）黎黎同学发现混杂在种子中的小石块也同饱满的种子一起觉入了盐水底部，她想尽快知道石块的密度究竟有多大，就选了一块大小合适且与其材质相同的石块，巧妙利用图乙所示的天平状态，按以下的步骤测出了石块的密度。
①用细线栓着石块浸没在盐水中（石块未接触烧杯底且盐水未溢出），天平的读数增大了
②将石块缓慢沉入烧杯底部，放开细线，天平的读数再增大了；
③石块密度的表达式_石＝＿＿＿＿＿（用，及盐水密度表示）

演绎式探究—探究宇宙中的双星问题：
（l）宇宙中任何两个物体之间都存在万有引力，万有引力的大小，其中k为常量，m₁、m₂分别为两个物体的质量，r为两个物体问的距离。物体做圆周运动的快慢可以用它与圆心连线扫过角度的快慢来描述，用角速度ω来表示。
做匀速圆周运动的物体，运动—周所用的时问叫做周期，用T表示。T与ω的关系为：。物体做匀速圆周运动需要受到指向圆心的力叫做向心力。质量为m的物体以角速度ω做半径为r的匀速圆周运动，向心力的大小F_心=mω²r，则在m与ω一定时，F_心与r的关系可用图甲中的图线      表示。
（2）被相互引力系在一起、互相绕转的两颗星叫物理双星，双星是绕公共圆心转动的一对恒星，各自需要的向心力由彼此的万有引力相互提供，转动的周期和角速度都相同。如图乙所示，质量为m₁、m₂的双星，运动半径分别为r₁、r₂，它们之问的距离L=r_l+r₂。
请推理证明：周期

小明和小红对具有吸水性的小石块的密度进行了测量。（ρ _水已知）

（1）小明的实验过程如下：

①将天平放置于水平桌面上，游码放到标尺左端的零刻度线处，天平上指针的位置如图所示，下一步的操作是 　                 　。

②用调节好的天平测出小石块的质量为m；

③往量筒中倒入适量的水，读出水面对应的刻度值为V ₁；

④用细线系好小石块将其浸没在量筒里的水中，读出水面对应的刻度值为V ₂；

⑤小石块的密度：ρ _石＝ 　                 　。

（2）小红的实验过程如下：

①将用细线系好的小石块挂在弹簧测力计下，测出小石块重为G；

②将挂在弹簧测力计下的小石块 　                 　在水中，读出弹簧测力计示数为F；

③小石块的密度：ρ _石＝ 　                 　。

（3）对小明和小红的实验进行分析与论证，可知小明实验的测量值比小石块密度的真实值 　                 　（选填"偏大"或"偏小"）。为了使测量结果更准确，可以在完成小明的实验步骤②后，将 　                 　，再继续进行实验。

探究小组的同学们利用天平、量筒等实验器材测量一个金属块的密度，具体实验操作如下：

（1）将天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端的 　　处，此时指针位置如图甲所示，要使天平平衡，应向 　　调节平衡螺母。

（2）把金属块放在天平左盘，向右盘加减砝码并调节游码在标尺上的位置，天平平衡后，右盘中砝码质量和游码的位置如图乙所示，金属块的质量是 　　 $g$。

（3）在量筒中加入 $20\mathit{mL}$水，读数时视线应与凹液面底部 　　，将金属块轻轻放入量筒中，如图丙所示，则金属块的体积是 　　 $c{m}^3$。

（4）金属块的密度是 　　 $\mathit{kg}/m^3$。

（5）实验时，若将（2）、（3）两个步骤顺序对调，这种方法测出的金属块的密度与真实值相比 　　（选填“偏大”或“偏小” $)$。

（6）小强同学又取来一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口，制成一个能始终竖直漂浮在液体中的简易密度计，用这个简易密度计测量某液体的密度，实验步骤如下： $\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

①用刻度尺测出密度计的长度是 $10\mathit{cm}$；

②将密度计放入盛有水的烧杯中，静止后测出密度计露出水面的长度是 $4\mathit{cm}$；

③将密度计从水中取出并擦干，然后放入盛有被测液体的烧杯中，静止后测出密度计露出水面的长度是 $2\mathit{cm}$；

④被测液体的密度是 　　 $g/c{m}^3$。

随着时代的发展和社会的进步，小轿车已经逐步进入普通百姓的家庭。去年寒假，小明家新买了一辆国产小轿车，当天天气晴朗，爸爸带他一起去试车，小明拿着汽车使用说明书想要了解汽车的功能。

（1）说明书上提到该汽车上的导航系统采用的是令国人骄傲的北斗导航系统，该系统通过　       　（选填“超声波”或“电磁波”）实现卫星和汽车之间的信号传输。

（2）汽车启动后，爸爸不小心碰到了方向盘旁边的一个手柄，导致玻璃水喷到前挡风玻璃的外侧，雨刮器自动工作，刮去了玻璃水。小明想，这么冷的天，玻璃水为什么不会凝固呢？应该是这款玻璃水的凝固点比普通水的凝固点　        　（选填“高”或“低”）的缘故。

（3）爸爸刚把车开出不久，车窗上出现了“哈气”，雨刮器　       　（选填“能”或“不能”）将“哈气”快速刮去。

（4）车内空调既能调节温度，又能调节风速，还能调节出风口的吹风方向。小明结合所学知识判断，如果要快速提高车内整体温度，除了调节好温度和风速之外，出风口最好是向　        　（选填“上”或“下”）吹暖风。

（5）说明书上提到了“驾驶员疲劳提示”的功能，小明经仔细阅读说明书得知，在高速公路上行驶时，汽车会智能地分析出司机的疲劳程度。如果发现司机打瞌睡，车内会立即响起警报声警示司机。如果司机连续驾驶达到 $2h$，仪表盘上会亮起一盏提示灯，提示司机休息。

①小明回家后，根据说明书对这个功能的介绍，设计了一个“驾驶员疲劳提示”的模拟电路，如图所示。当司机打瞌睡时，相当于只有开关 $S_1$闭合，铁片被电磁铁 $A$吸引向左偏，电铃响起（相当于警报声响起）：当司机连续驾驶达到 $2h$时，相当于只有开关 $S_2$闭合，铁片被电磁铁 $B$吸引向右偏，灯泡亮起（相当于提示灯亮起）。图中虚线框内电源的一端已经与铁片相连，还有一根导线没有画出，请你用笔画线代替导线，完成模拟电路的设计。

②小明按照设计，正确连接电路，上述功能均已在测试中实现。但由于两个电磁铁完全相同，在开关 $S_1$和 $S_2$同时闭合时，两个电磁铁吸引铁片的力也相同，导致铁片处于原中间位置静止不动，虚线框内电路无法接通，电铃和灯泡都不工作。这相当于司机连续驾驶 $2h$的同时又恰好打瞌睡，但警报系统不工作，无法起到警示作用。结合学过的“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的知识，小明只在原电路中又连入了一个阻值合适的定值电阻，就解决了这个问题。请你在后面横线处写出这个定值电阻是与哪个电磁铁如何连接的：　                                         　。

在"探究电流与电阻的关系"实验中，现有器材如下：电源（电压恒定但未知），四个定值电阻 $R_1\left(5\Omega \right)$ 、 $R_2\left(10\Omega \right)$ 、 $R_3\left(15\Omega \right)$ 、 $R_4\left(20\Omega \right)$ ，标有" $\times \Omega 1A$ "的滑动变阻器（阻值模糊不清），电压表（可用量程： $0~3V$ 、 $0~15V)$ ，电流表（可用量程： $0~0.6A)$ ，导线，开关。

（1）设计并正确连接如图甲所示的电路，把定值电阻 $R_1$ 接入图甲中的 $A$ 、 $B$ 两点之间，将滑动变阻器的滑片移到最 　　端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 $2V$ 时，电流表的示数应为 　　 $A$ 。

（2）分别用定值电阻 $R_2$ 、 $R_3$ 、 $R_4$ 依次替换 $R_1$ ，重复（1）的实验步骤。根据所得的四次试验数据绘制出 $I-R$ 图象，如图乙所示。由图象可得出的结论是：在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 　　。

（3）当使用定值电阻 $R_4$ 进行实验时，刚一闭合开关，就发现电压表示数恰好为 $2V$ ，为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全，应控制 $A$ 、 $B$ 两点之间的电压在 　　范围内。

（4）在使用定值电阻 $R_1$ 和 $R_4$ 进行实验过程中，读取数据时，滑动变阻器消耗的电功率之比为 　　。

测量苹果的密度：

（1）方法一：如图所示，用天平测得苹果的质量为           g，若苹果的体积为200cm³，则苹果的密度为      g/ cm³．
（2）方法二：将苹果轻放入装满水的溢水杯中，静止时，苹果漂浮在水面上，测得从杯中溢出水的 体积为V₁；再用细针缓缓地将苹果全部压入水中，从杯中又溢出了体积为V₂的水。已知水的密度为ρ_水，则苹果密度的表达式为ρ_苹果=      。（用所测的物理量来表示）

在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中，小强用酒精灯给烧杯中的水加热．
如图甲所示，在加热过程中，会看到从烧杯底部逐渐出现一些较大的气泡，有些气泡没有上升到水面就消失了，这些气泡里也含有一些水蒸气，气泡里的水蒸气去哪里了？
           （请利用物态变化的知识说明）．

（2）当水温接近90℃时，每隔0.5min记录一次温度．加热到第3min时，水开始沸腾，如图乙所示，沸腾时，水中形成的大量气泡不断上升，这是一种剧烈的          现象．（填物态变化名称）

（3）如图丙所示，小强根据测得的数据绘制出了温度与时间关系的图象，分析图象可知：沸腾前，水的温度      （选填“升高”、“不变”或“降低”），当水的温度达到        ℃时开始沸腾，沸腾过程中，水的温度     （选填“升高”、“不变”或“降低”），但仍需要        （选填“吸热”或“放热”）．

（4）实验中发现，水从开始加热到沸腾的这段时间过长，造成这种现象的原因可能是：          。（给出一种原因即可）

小红同学通过下述实验步骤测量牛奶的密度，如下图。

（1）根据图中数据可知：量筒中牛奶的质量为_____g，牛奶密度为__________kg/m³。
（2）你认为上述实验中有何不足之处_______                        ____，为了准确地测量牛奶的密度，你认为图中合理的实验顺序为_________（填序号）。