專項綜合全練(五)實驗探究類型一“實驗推理法”在“探究阻力對物體運動的影響”實驗中的應用1.(2021湖北荊州松滋期末)小秋為探究“運動與力的關系”，設計了如圖1所示的斜面實驗。讓同一小車滑到接觸面分別為毛巾、棉布和木板的水平面上，觀察小車在水平面上滑行的距離。(1)為了使小車滑到水平面時的速度相同，實驗時應讓小車從同一斜面的________由靜止自由滑下。(2)比較甲、乙、丙三次實驗，發現阻力越小，小車滑行的距離就越遠，小車運動的速度改變得就越________(選填“快”或“慢”)。(3)伽利略對類似的實驗進行了分析，并進一步推測：如果水平面光滑，小車在運動時不受阻力，則小車將在水平面上一直做勻速直線運動，說明運動的物體________力來維持(選填“需要”或“不需要”)。(4)牛頓在伽利略等人的研究成果上概括出了牛頓第一定律。該定律________。A.能用實驗直接驗證B.不能用實驗直接驗證，所以不能確定這個定律是否正確C.是在大量經驗事實的基礎上，通過進一步的科學推理概括得出的(5)另一組同學在做探究“阻力對物體運動的影響”實驗時，發現運動的小車在棉布和木板上都沖出了水平板面，在原裝置不變的情況下你建議他們怎樣改進？答：________________________________________________________________________________。類型二“探究影響滑動摩擦力大小的因素”中的實驗改進2.(2021四川眉山中考)在探究“影響滑動摩擦力大小因素”的實驗中，器材有：木板、鐵塊、木塊和彈簧測力計。圖2(1)物理興趣小組的同學進行了如下操作：a.如圖2甲所示，將鐵塊平放在木板表面上，用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動鐵塊，彈簧測力計的示數為F1=1.2N；b.如圖乙所示，將木塊疊放在鐵塊正上方，用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動鐵塊，彈簧測力計的示數為F2=1.6N；c.如圖丙所示，將鐵塊疊放在木塊正上方，用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊，彈簧測力計的示數為F3=1.8N。分析以上操作：①操作a和b是為了探究滑動摩擦力大小跟________的關系；②比較操作b和c可得鐵塊表面比木塊表面________些(2)在老師的指導下物理興趣小組的同學改進了該實驗，如圖丁所示。當用力F4=3N拉動長木板在水平桌面上運動，鐵塊保持靜止狀態時，彈簧測力計的示數為1N。①此時鐵塊受到摩擦力的大小為________N,方向為水平________；②按圖丁所示的實驗裝置進行實驗有較多的優點，請列舉兩條：______________________________________；________________________________________。類型三“轉換法”在研究“液體內部壓強”中的應用3.(2021湖南常德中考)如圖3在“研究液體內部的壓強”的探究活動中(U形管所裝液體是水)：圖3(1)甲圖中的壓強計是通過觀察U形管中液面高度差的大小來反映________的大小；(2)小明在探究過程中，發現U形管中的液面高度差不變，說明________；(3)儀器調試好后進行實驗，得到乙、丙、丁圖的結果，由圖可知，在同一深度，液體內部向各個方向的壓強________；(4)比較丁圖和戊圖，說明同一深度，液體壓強還與________有關；(5)在戊圖中，U形管左右兩側液面高度差h=5cm,則壓強計所測之處的液體壓強是________Pa。類型四“探究浮力的大小跟哪些因素有關”與“阿基米德原理”的應用4.(2021廣東珠海香洲一模)小海探究影響浮力大小的因素，實驗過程如圖4甲所示。(假設金屬塊緩慢下降，ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)圖4請根據實驗過程，回答：(1)金屬塊浸沒在水中受到的浮力大小為________N；(2)分析________兩圖可知浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關；(3)分析d、e兩圖可知：浮力大小與________有關；硫酸銅溶液的密度是________kg/m3；(4)小珠想利用浮力知識粗略測量某未知液體的密度，于是找來了刻度尺、水、水槽、粗細均勻的薄玻璃杯等器材，進行如下實驗：①向水槽中加適量水，把空杯放人水中，如圖乙a所示，用刻度尺測得杯浸入水中的深度h1.②向杯中緩緩倒人未知液體，杯會慢慢下沉，下沉過程中杯受到的浮力________(選填“變大”、“不變”或“變小”)。當停止倒液體，杯靜止，如圖乙b所示，測得此時杯浸入水的深度h2。③從水槽中取出杯，測得________的深度h3。④未知液體密度為ρ液=________(已知水的密度為ρ水，用h1、h2、h3、ρ水表示)。類型五探究物體的動能跟哪些因素有關5.(2021廣東佛山高明模擬)在“探究影響動能大小的因素”實驗中，如圖5甲、乙、丙所示，讓質量為m、2m的兩個鋼球分別從斜面上由靜止滾下，鋼球撞擊放在水平木板上的木塊，使木塊滑動，虛線位置為木塊滑動一段距離后停止的位置。(1)實驗通過觀察木塊被撞后移動________的大小，可比較出鋼球對木塊做功的多少，從而判斷鋼球動能的大小，這種研究問題的方法叫________。(2)實驗中，質量為m、2m的鋼球分別推動同一木塊在同一水平面上運動時，木塊受到的摩擦力分別為f1、f2,則f1________f2(選填“>”“<”或“=”)。木塊在水平面上克服摩擦力做功的過程中功率________(選填“變大”“變小”或“不變”)。(3)若在進行甲、乙兩圖實驗時，乙圖中木塊被撞后滑出木板，為了使木塊不滑出木板，需改進乙圖實驗，再與甲圖實驗對比。在不改變木板長度的情況下，可行的操作是________。(填寫正確選項的字母)A.換用質量更小的鋼球 B.給水平木板鋪上毛巾 C.適當降低鋼球的高度 D.換用一個較重的木塊(4)實驗后，同學們聯想到在交通事故中，造成安全隱患的因素有汽車的“超載”與“超速”，進一步想知道，在影響物體動能大小的因素中，哪個對動能影響更大，于是又進行了實驗測定，得到數據如表：分析表格中對應的數據可知，當發生交通事故時，________造成的危害更嚴重(選填“超載”或“超速”)。類型六測量滑輪組的機械效率6.(2021河北唐山一模)某實驗小組用圖6中實驗裝置探究“影響滑輪組機械效率的因素”，實驗中每個鉤碼重2N,g=10N/kg,實驗測得的數據如表所示：(1)在實驗中，測量繩子自由端拉力F時，應盡量豎直向上________拉動彈簧測力計。(2)第1次實驗測得的機械效率為________(保留整數)，第4次實驗是用________(選填“a”、“b”或“c”)圖裝置做的。(3)分析比較“1、2”次實驗數據、“1、5”次實驗數據、“3、4”次實驗數據，得到的結論是____________________________________________________________________。(4)根據第3次實驗數據判斷，本次實驗中是否存在摩擦力？________(選填“是”或“否”)。【拓展】(5)在測量某個摩擦較大的滑輪組機械效率時，小明說，在用彈簧測力計測繩子自由端拉力大小時邊拉動彈簧測力計邊讀數不容易觀察，他提出的建議是讓彈簧測力計拉著繩子自由端不動，這樣讀數就容易了。請你對小明說法的科學性做出評價：____________________________________________________________________。

【參考答案及解析】專項綜合全練(五)實驗探究1.【答案】(1)同一高度(2)慢(3)不需要(4)C(5)降低小車下滑的高度【解析】(1)為了使小車在滑到水平面時的速度相同，在實驗中應讓小車從同一斜面的同一高度由靜止開始滑下；(2)實驗中發現：小車在毛巾表面上滑行的距離最短，在木板上滑行的距離最遠，說明小車受到的阻力越小，速度減小得越慢；(3)通過推理可知，若水平面絕對光滑，即小車不受摩擦力，則小車將做勻速直線運動，說明運動的物體不需要力來維持；(4)牛頓第一定律是在實驗的基礎上通過進一步推理概括出來的，不能用實驗來驗證，但是個正確的定律，故正確；(5)小車從斜面高處下滑到水平面時，重力勢能轉化為動能，要減小小車運動到水平面時的速度，可降低小車下滑的高度。2.【答案】(1)①壓力大小②光滑(2)①1向左②不需要長木板做勻速直線運動彈簧測力計相對桌面靜止，示數穩定，便于讀數【解析】(1)①操作a和b控制兩接觸面的粗糙程度相同，壓力大小不同，是為了探究滑動摩擦力大小跟壓力大小的關系；②比較操作b和c可知，壓力大小相同，接觸面的粗糙程度不同，丙圖彈簧測力計的示數大，滑動摩擦力大，說明鐵塊表面比木塊表面更光滑；(2)①將實驗裝置改成如圖丁所示，鐵塊相對水平桌面處于靜止狀態時，彈簧測力計的拉力與鐵塊受到的摩擦力為一對平衡力，此時彈簧測力計的示數等于鐵塊受到的摩擦力，所以鐵塊受到的摩擦力大小為f=F=1N,方向水平向左；②如圖丁所示的實驗裝置，拉動長木板向左運動，鐵塊相對水平桌面處于靜止狀態時，鐵塊受到的測力計的拉力與長木板施加的摩擦力為一對平衡力，大小相等，故該裝置的優點是不需要長木板做勻速直線運動，且彈簧測力計相對桌面靜止，示數穩定，便于讀數。3.【答案】(1)液體壓強(2)裝置氣密性不好(3)相等(4)液體密度(5)500【解析】(1)U形管中液面的高度差反映了液體壓強的大小，用到了轉換法的思想；(2)實驗探究過程中，發現U形管中的液面高度差不變，說明裝置漏氣，氣密性不好；(3)由乙、丙、丁三圖可知，在同一深度，U形管中液面高度差相同，說明同種液體內部向各個方向的壓強相等；(4)由丁圖和戊圖可知，在同一深度時，U形管中液面高度差不相同，說明液體壓強與液體的密度有關；(5)壓強計所測之處的液體壓強：p＝ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pao4.【答案】(1)2(2)c、d(3)排開液體的密度2.2×103(4)②變大③玻璃杯中液體④eq\f(h2－h1,h3)×ρ水【解析】(1)金屬塊浸沒在水中時，受到的浮力為：F浮=G－F示=F1－F3=8N－6N=2N；(2)如圖甲中c、d,液體密度相同，金屬塊排開液體體積相同，金屬塊浸沒在水中的深度不同，但彈簧測力計示數相同，所以浮力大小跟物體浸沒在液體中的深度無關；(3)分析d、e兩圖，液體密度不同，金屬塊排開液體的體積相同，彈簧測力計的示數不同，所以浮力大小與排開液體的密度有關；金屬塊浸沒在水中時，V金=V排＝eq\f(F浮,ρ水g)＝eq\f(2N,1.0×103kg/m3×10N/kg)=2×10-4m3,金屬塊浸沒在硫酸銅溶液中時V′=V金=2×104m3,F浮′=G－F示′=F1－F5=8N－3.6N=4.4N,硫酸銅溶液的密度為：ρ硫酸銅=eq\f(F浮′,gV排′)＝eq\f(4.4N,10N/kg×2×10-4m3)=2.2×103kg/m3；(4)②向杯中緩緩倒入未知液體，杯會慢慢下沉，下沉過程中杯子排開水的體積變大，杯子受到的浮力變大；③因為要知道未知液體的體積，所以需要測玻璃杯中液體的深度；④空杯放入水中豎直漂浮，空杯的重力等于浮力，可得G杯=F浮=ρ水gSh1,杯和液體整體漂浮在水中，杯和液體受到的總浮力等于重力，可得G杯+ρ液=F浮′=ρ水gh2,即：ρ水gSh1+ρ液gSh3=ρ水gSh2,解得ρ液=eq\f(h2－h1,h3)×ρ水.5.【答案】(1)距離轉換法(2)=變小(3)C(4)超速【解析】(1)實驗通過觀察木塊滑動距離來比較動能的大小，這種物理方法叫做轉換法；(2)木塊在水平面上滑動時，受到水平面的摩擦力是滑動摩擦力，與壓力大小和接觸面粗糙程度有關，二者不變，滑動摩擦力不變；由P=fv可知，滑動摩擦力f不變，速度減小，木塊在水平面上滑動時，克服摩擦力做功的功率變小；(3)換用質量更小的鋼球，不能與甲控制相同的質量，故A不符合題意；給水平木板鋪上毛巾，不能與甲控制相同的接觸面，故不符合題意；適當降低鋼球的高度，小球的動能減小，撞擊木塊前進的距離變小，就不會掉落了，故符合題意；換用一個較重的木塊，不能與甲控制木塊相同的質量，無法利用木塊被撞擊后滑動距離來比較動能的大小，故D不符合題意；(4)由表中實驗數據可知，在同等條件下速度對物體的動能影響更大，當發生交通事故時，由此造成的危害更嚴重。6.【答案】(1)勻速(2)67%c(3)被提升的重物越重，動滑輪越輕，機械效率越高；機械效率與重物被提升的高度無關(4)否(5)見解析【解析】(1)在實驗中，測繩端拉力F時，應盡量豎直向上勻速拉動彈簧測力計；(2)第1次實驗測得的機械效率為：η=eq\f(W有用,W用)＝eq\f(Gh,Fs)＝eq\f(4N×0.1m,2.0N×0.3m)≈67%；第4次實驗繩子的有效段數：n=eq\f(s′,h′)＝eq\f(1.0m,0.2m)=5,故是用圖c裝置做的；(3)分析比較“1、2”次實驗數據可知，動滑輪的質量相同，物體的重力不同，機械效率不同，物體的重力越大，機械效率越高；分析比較“3、4”次實驗數據可知，動滑輪的質量相同，物體的重力相同，鉤碼上升的高度不同，機械效率相同