初中物理物质实验题

小红的妈妈有一只翠玉手镯，她想知道手镯的密度。现在只有如下器材：一个水槽和足量的水、细线、刻度尺、一个正方体木块。请你按照下面的实验设计思路，把实验步骤补充完整，并利用测量中的表示符号和水的密度ρ_水，写出测量翠玉手镯密度的数学表达式。
实验步骤：
①水槽中装入适量水，将木块放入水槽中，用刻度尺测出木块下表面到水面的距离h₁；
②将手镯放于木块上，如图所示，用刻度尺测出木块下表面到水面的距离h₂；

③                                       。
翠玉手镯密度的数学表达式：ρ=            。

某实验小组同学发现，漂浮在不同液面上的实心物体浸入液体的体积不同，于是他们猜想：物体的密度、物体的体积、液体的密度可能会对漂浮在液面上的实心物体浸入液体的体积有影响。
为验证猜想，他们选用了若干不同的实心圆柱体和足够深的不同液体进行实验（实验时物体均能漂浮在液面），并将物体的密度、物体的体积、液体的密度，以及物体浸入液体的体积记录在表一、表二和表三中。
表一

实验 序号	物体密度 （千克/米^3）	物体体积 （厘米^3）	液体密度 （千克/米^3）	浸入液体体积 （厘米^3）
1	0.4×10^3	15	1.0×10^3	6
2	0.4×10^3	20	1.0×10^3	8
3	0.4×10^3	25	1.0×10^3	10

表二

实验 序号	物体密度 （千克/米^3）	物体体积 （厘米^3）	液体密度 （千克/米^3）	浸入液体体积 （厘米^3）
4	0.6×10^3	15	1.0×10^3	9
5	0.6×10^3	15	1.2×10^3	7.5
6	0.6×10^3	15	1.5×10^3	6

表三

实验 序号	物体密度 （千克/米^3）	物体体积 （厘米^3）	液体密度 （千克/米^3）	浸入液体体积 （厘米^3）
7	0.8×10^3	15	1.0×10^3	12
8	0.8×10^3	15	1.2×10^3	10
9	0.8×10^3	15	1.5×10^3	8

① 分析比较实验序号1与2与3的数据及相关条件，可得的初步结论是：密度相同的
实心物体漂浮在同种液体中，      （11）      。
② 分析比较实验序号     （12）          的数据及相关条件，可得出的初步结论是：密度和体积相同的实心物体漂浮在不同液体中，浸入液体的体积与液体密度成反比。
③ 分析比较实验序号     （13）          的数据及相关条件，可得出的初步结论是：体积相同的实心物体漂浮在同种液体中，浸入液体的体积与物体密度成正比。
④ 实验小组同学对表一、表二、表三中2、3、4列数据进行了一定的运算，并结合相关条件，可得出的进一步结论是：
（a）当             （14）                     时，物体浸入液体的体积相同；
（b）当             （15）                                        。

小明同学利用如图所示的小烧杯、大水槽、量筒、水、滴管、记号笔、细线等器材测量一块金属块的密度，他设计了如下实验步骤。

(1)将金属块放入烧杯中，使烧杯直立在漂浮大水槽中，用签字笔在烧杯上标出水面的位置； 
(2)用量筒测出________ 的体积为V₁；
(3)将烧杯直立漂浮在大水槽中，向烧杯中倒入适量的水，使_________________；
(4)用量筒测出烧杯中水的体积V₂；
(5)金属块密度的表达式为ρ_金=" ____________________" .

小明探究物质熔化和沸腾的实验如图甲所示．把20g某种固体碾碎后放入试管中，插入温度计，再将试管放在装有水的烧杯中加热．根据实验数据画出的图像如图乙所示．根据图像回答问题：
（1）这种物质是__________（选填“晶体” 或“非晶体”)．你判断的依据：________
（2）这种物质的液态比热容c=3×10³J/（kg·℃)，从熔点升高到沸点吸热__    __J．实验结束时，小明发现从开始加热到实验结束的10min内消耗酒精约5g．请估算出这种装置能量的转化效率约为___________%．（酒精的热值3.0×10⁷J／kg)

如图所示，小华同学利用（a)图装置测量材料的保温性能，在（b)图中作出了两种材料①、②
温度随时间变化图线

A．由于材料始末温度相同，所以保温性能相同

B．材料①比材料②的保温性能好

C．材料②比材料①的保温性能好

D．由现有的条件不能比较它们的保温性能

(6分)阅读短文，回答问题
热电偶
把两种不同材料的导线(如铁线和铜线)组成如图所示的闭合回路，当AB 两端存在温度差时，回路中就会有电流通过，这就是塞贝克效应，这种电路叫热电偶电路，实验表明：热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关；跟接点A和B 间的温度差有关，温度差越大，回路电流越大.

（1）其它条件不变，只将铁丝换成铜丝，电路电流     (选填“变大”、“变小”、“不变”或“变为零”).
（2）其它条件不变，只将A 处杯中的冰水混合物换为沸水，电路电流     (选填“变大”、“变小”、“不变”或“变为零”).
（3）其它条件不变，移去酒精灯，将B 放人另一杯冰水混合物中，稳定后，电路电流      (选填“变大”、“变小”、“不变”或“变为零”）.
（4）这样的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由      能转化而来.
（5）热电偶电路可以把温度信号换成       信号，利用这种性质可以把热电偶做成        (写出一种应用).

如图所示是小华同学组装的“人造雪”装置．所用的器材有铁架台（底座、铁圈、铁夹、横杆）、锥形瓶、酒精灯、棉线、碘粉等．
（1）器材组装过程中，铁圈的位置是根据________________高度固定的．（选填“酒精灯”、“酒精灯及其火焰”、“锥形瓶”或“铁架台”）
（2）实验中观察的对象________________．
（3）实验中观察到的现象是________________，棉线上出现________________．
（4）实验中碘发生的物态变化是________________．

小明要测量某矿石的密度．器材有：矿石块、天平（含砝码）、烧杯、适量的水、细线．测量过程如下：

（1）调节天平平衡时，发现指针偏向分度盘的右侧，如图甲所示，此时应将平衡螺母向________________ 调．
（2）天平平衡后，小明开始测量矿石块的质量．请指出图乙中小明的错误操作________________ ．正确操作后，平时放在盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图丙所示，则矿石块的质量为________________  g．
（3）接着小明在烧杯中倒入适量的水，称出烧杯和水的总质量m₁；如图丁所示，手提细线使矿石块浸没在水中并保持静止（水无溢出且矿石块不接触烧杯）．天平平衡后，砝码与游码的总示数为m₂；则矿石密度的表达式：ρ="_____" （用m₀、m₁、m₂、ρ_水 来表示）．

联合国定义每年3月22日为国际水资源日（world water day），为了配合节约用水活动的开展，某学校课外兴趣小组对我市的供水系统和供水水质的物理参数进行了如下实验测量．

（一）测自来水的密度
（1）某同学将天平放在水平台面上，横梁静止时，通过调节平衡螺母使指针指在分度盘中央刻度线处，该同学使用天平时操作的错误之处是 ________________．
（2）在老师的指导下，该同学重新正确调节至天平平衡，将盛有适量自来水的杯子放在调节好的天平左盘内，测出总质量为122.6g，再将杯子中的一部分自来水倒入量筒中，如图甲所示，则量筒中自来水的体积为________________ cm3．再将盛有剩余自来水的杯子放在天平盘内，改变砝码的个数和游码的位置使天平横梁再次在水平位置平衡，此时右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图乙所示，则杯子及杯内剩余自来水的质量为________________ g．
（3）根据上述实验数据，计算自来水的密度为________________ kg/m³．
（二）测量水龙头打开后的出水速度
（1）首先老师告诉同学们流量是表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积，若水流在粗细均匀的水平管道内向右匀速流动，设水流速度为v，管内通道的横截面积为S．如图丙所示，取一段管道AB，水从B端流到A端所用时间为t，则AB间水柱的长度l="________________" ，根据流量的定义，Q="________________" ．（以上两空要求用S、v、t中的字母表示）．
（2）某同学根据流量的导出公式设计了如下测量水龙头出水速度的实验方案：
①测出水龙头出水口的内壁直径d
②打开水龙头使水以适当的速度匀速流出，用容器接水并同时开始计时，测出经过一段时间t后容器内水的体积V．
③由流量的导出公式算出自来水龙头出水速度表达式为________________ ．（用d、t、π、V表示）

小明和小红在做“探究密度概念的建构”实验时，得到如下数据：

实验次数	物体	m/g	V/cm^3	（g/cm^3）
1	铝块1	54	20	2.7
2	铝块2	108	40	2.7
3	松木1	108	216	0.5
4	松木2	10	20	0.5

 
（1）比较________________、________________（填实验次数编号）两次实验数据，可得出结论：同种物质的质量与体积的比值是________________（填“相同”或“不同”）的；比较2、3两次实验数据，可得出结论：不同物质的质量与体积的比值一般是________________（填“相同”或“不同”）的．
（2）由上述实验我们引入了密度的概念．可见，密度是物质本身的一种特性，与物质的质量和体积________________（“无关”或“有关”）．
（3）小红注意到铝块1有一部分磨损了，那么磨损掉的一部分的铝块与完整的铝块相比，它的密度________________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（4）上述实验图象如图所示，图象中的________________ 图线反映了铝块的实验情况．

为了测量某油井所产石油的密度，小刚收集了该井所产石油样品进行了如下测量（常温下石油为粘稠的液态）。
（1）将天平放在水平台上，调节好天平平衡。先用天平称出空烧杯的质量为31.2g。然后将石油样品倒入烧杯，放在调节好的天平左盘上称量，当天平重新平衡时，右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示。
（2）将烧杯中的石油倒入量筒，其示数如图乙所示。
（3）根据测量的数据，求得所测石油的密度为            g/cm³。
（4）联想到某起石油泄漏事故中石油漂浮在水面上的情景，小刚发现自己测量的石油密度值偏大，你认为该实验方案造成测量结果偏大的原因是_______________________________________________。
（5）针对小刚的实验方案，请提出改进办法_________________________________________。

法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了诺贝尔物理学奖。小明设计了如图所示的电路，来研究巨磁电阻的大小与有无磁场的关系。请分析回答：
（1）断开S₁，闭合S₂，移动滑动变阻器R₂的滑片，测得两电表的四组数据如下表所示。由此可知，无磁场时GMR的电阻大小为       欧；再闭合S₁和S₂，保持R₁滑片位置不变，移动滑动变阻器R₂的滑片，测得两电表的四组数据如下表所示，可计算出有磁场时GMR的电阻大小；

实验序号	1	2	3	4
U/伏	1.00	1.25	2.00	2.50
I/安	2×10^-3	2.5×10^-3	4×10^-3	5×10^-3

 
（2）通过比较上述两次实验，得出的结论是       ；
（3）利用上述的电路并保持原有器材不变，你还可以进一步研究与巨磁电阻大小有关的问题是        。

小刚为了测量不规则矿石的密度，做了如下实验：
（1）将天平放在      桌面上，移动游码至标尺左端零刻度后，发现指针位置如图甲所示，此时应将横梁平衡螺母向   侧调节，横梁平衡后进行测量，结果如图乙所示，矿石的质量为    g．
（2）在量筒中注入15mL水，系上细线后将矿石放入量筒，水面位置如图丙所示，矿石的体积为       cm³．
（3）根据以上数据算得矿石的密度为        kg/m³．
（4）假如细线的体积不能忽略，所测矿石的密度比真实值  （大/小）．

(8分)保护环境是我们每个人的职责，某校学生对青口河的水质进行监测，定期取样测量其密度进行物理分析．
（1）他们在测量过程中，首先舀取湖水倒入量筒如图19（甲）所示.然后，用调节好的天平测量一只空烧杯的质量，当天平平衡时，右盘中砝码和游码的位置如图（乙）所示．最后，将量筒中的湖水全部倒入烧杯中，同样用天平测量烧杯和湖水的总质量，测量结果如图（丙）所示，则舀取的湖水的体积为 　　 cm³，质量为            　g，密度为 　  _ kg/m³．
（2)为了更准确地测量湖水的密度，甲乙丙实验步骤顺序应调整为            ．

在“用天平和量筒测量矿泉水密度”实验中，小明的实验步骤如下：
(1)调好天平，测出空烧杯质量m₁
(2)在量简中倒入适量矿泉水，读出矿泉水的体积V
(3)将量筒中矿泉水全部倒入烧杯中，测出矿泉水和烧杯总质量m₂
则矿泉水密度的表达式ρ_矿泉水＝            
以上操作由于无法将矿泉水从量简中倒尽，测出的矿泉水密度误差较大．经过思考，小明在仍用步骤(1)、(2)的基础上,只对步骤(3)进行了改进，提高了测量结果的准确性．
改进后的步骤(3)分为两步．请你写出改进内容：
A．                                   
B．