初中物理实验设计及答案

初中物理实验设计及答案初中物理实验设计及答案 一 天平量筒法 例题 有一块形状不规则的石块 欲测量它的密度 所需哪些器材并写出实验步骤 并表 示出测量的结果 分 析 用天平和量筒测定密度大于水的物质的密度 可用排水法测体积 实验原理 实验器材 天平 砝码 量筒 烧杯 滴管 线 水 石块 实验步骤 1 用调节好的天平 测出石块的质量 m 2 在量筒中倒入适量的水 测出水的体积 V1 3 将石块用细线拴好 放在盛有水的量筒中 排水法 测出总体积 V2 实验结论 二 助沉法 例题 有一块形状不规则的蜡块 欲测量它的密度 所需哪些器材并写出实验步骤 并 表示出测量的结果 分 析 用天平和量筒测定密度小于水的物质的密度 可用助沉法测体积 实验原理 实验器材 天平 砝码 量筒 烧杯 滴管 线 水 蜡块 铁块 实验步骤 1 用调节好的天平 测出蜡块的质量 m 2 在量筒中倒入适量的水 如图甲将蜡块和铁块 用细线拴好 先将测铁块没入水中 测出水 和石块的体积 V1 3 再将蜡块浸没在水中 如图乙 助沉法 测出 水 石块 蜡块的体积总体积 V2 实验结论 注意 物质的密度比水小 放在量筒的水中漂浮 不能直接用量筒测出体积 例题中采用 的方法是助沉法中的沉锤法 还可以用针压法 即用一根很细的针 将物体压入量筒的水 中 忽略细针在水中占据的体积 则可用排水法直接测出物体的体积了 四 弹簧测力计法 也可称 双提法 测固体密度 例题 张小清同学捡到一块不知名的金属块 将它放到水中可以沉没 现在 小清同学 想测出它的密度 但身边只有一支弹簧秤 一个烧杯及足量的水 请你帮她想一想 替她 设计一个测量金属块密度的实验过程 写出实验步骤 分析与解 这是一道典型的利用浮力知识测密度的试题 阿基米德原理的重要应用就是已知浮力 求体积 它的基本思路就是用弹簧测力计测出浮力 利用水的密度已知 求得物体的体积 即可计算出物体的密度值 实验原理 阿基米德原理 实验器材 一支弹簧秤 一个烧杯及足量的水 金属块 线 12 vv m V m V m 12 vv m V m 实验步骤 1 用细线系住金属块 在烧杯中倒入适量的水 2 用弹簧测力计测出金属块受到的重力 G 3 用弹簧测力计测出金属块浸没在水中受到的拉力 F 实验结论 金 注意 利用弹簧测力计提着金属块测一次重力 再提着金属块测一次金属块在水中时弹簧 测力计的拉力 因此简称为双提法 这一实验使用的仪器少 操作简单 是常用的测量物 体密度的方法 密度的表达式推导过程如下 F 浮 G F 拉 V 金 金 弹簧测力计法 也可称三提法 测液体密度 49 05 年试题 小东同学想测出液体 B 的密度 他手边只有 一个弹簧测力计 一根细 线 一个小石块 两个烧杯和足量的水 小东同学根据这些器材设计出了下面的实验步骤 但不完整 请你将小东的实验步骤补充完整 1 用细线系住小石块 将适量的水与液体 B 分 别倒入两个烧杯中 2 3 用弹簧测力计测出小石块浸没在水中受到的 拉力 F 4 请根据小东测量的物理量表示出液体 B 的密 度 B 分析与解 上面的例题是用弹簧测力计 测不溶于水且密度大于水的固体的密度 如果再 用弹簧测力计提着物体浸没在未知液中 就可以测出未知液体的密度 这就是所谓的 三提 法 这道题已经将实验器材以及部分实验步骤写出 应补充的步骤为 2 用弹簧测力计测出小石块受到的重力 G 4 用弹簧测力计测出小石块浸没在液体 B 中受到的拉力 F 实验结果 液体 B 的密度 B 例题 设计两种测量牛奶密度的方法 所需器材请在以下提供的器材中选择 器材 天平 含砝码 刻度尺 两端开口的直玻璃管 一端扎有橡皮膜 烧杯 无刻度 适 量的水 足量的牛奶 细线 五 等 压 强 法 实验器材 刻度尺 两端开口的直玻璃管 一端扎有橡皮膜 烧杯 无刻度 适量的水 足 量的牛奶 细线 实验步骤 1 烧杯中倒入适量的水 水 FG G g 水 浮 F 水 水 水水 FG G gV G V m 水 FG FG 2 将适量的牛奶倒入直玻璃管中 让扎有橡皮膜的一端放在水平桌面上 如图甲 用 刻度尺测出牛奶的高度 h 牛 3 将直玻璃管缓缓放入烧杯的水中 观察橡皮膜的凹陷程度 直到橡皮膜呈水平状态 时为止 用刻度尺测出 橡皮膜到水面的高度 h 水 如图乙 实验结果 当橡皮膜呈水平状态时 牛奶对橡皮膜向下的压强等于谁对橡皮膜向上的压强 即 p 牛 p 水 牛 gh 牛 水 gh 水牛奶的密度 牛 h牛 h水 图甲 图乙 六 等 体 积 法 实验器材 天平 含砝码 刻度尺 烧杯 无刻度 适量的水 足量的牛奶 细线 实验步骤 1 用调节好的天平 测出空烧杯的质量 m0 2 将适量的水倒入烧杯中 用天平测出烧杯和水的总质量 m1 用刻度尺量出水面达 到的高度 h 或用细线标出水面的位置 3 将水倒出 在烧杯中倒入牛奶 使其液面达到 h 处 或达到细线标出的位置 用 天平测出烧杯和牛奶的总质量 m2 实验结果 因为水和牛奶的体积相等 V 牛 V 水 注意 实验器材中只有天平 含砝码 但没有量筒 可以借助水的密度已知 利用体积相 等 计算出密度 我们称之等体积法 七 等 质 量 法 实验器材 天平 刻度尺 两个相同的烧杯 无刻度 适量的水 足量的牛奶 滴管 实验步骤 实验步骤 1 调节天平 将两个相同的烧杯分别放在天平的左右盘上 2 将适量的水和牛奶分别倒入两个烧杯中 直至天平再次平衡为止 3 用刻度尺分别测量出烧杯中水面达到的高 度 h 水和牛奶液面达到的高度 h 牛 实验结果 因为水和牛奶的质量相等 m 牛 m 水 牛 V 牛 水 V 水 牛 h 牛 S 水 h 水 S 水 牛 水 h h 水 水 牛 牛 mm 水水 水 牛 牛 01 02 mm mm m m 水 牛 水 h h 牛 h 牛 水 h 水 即 牛 注意 这道题给出天平 但不含码 就没有办法测出水和牛奶的质量值 可以利用刻度尺 测出水和牛奶的高度 计算出牛奶的密度 这种方法 我们称之为等质量法 八 杠 杆 法 例题 8 2006 年北京市中考试题 小东想估测出某种油的密度 油 他手边的 测量工 具只有刻度尺 小东利用身边的器材设计出一个实验方案 首先找一根直硬棒 用细线系 在 O 点吊起 硬棒在水平位置平衡 然后将已知密度为 的金属块 B 挂在硬棒左端 C 处 另外找一个重物 A 挂在硬棒右端 调节重物 A 的位置 使硬棒在水平位置平衡 此时重物 挂在硬棒上的位置为 E 如图所示 下面是小东测出 油的部分实验步骤 请你按照小东 的实验思路 将实验步骤补充完整 1 用刻度尺测出 OE 的长度 Lo 2 把金属块 B 浸没在油中 把重物 A 从 E 处移动到 D 处时 硬棒再次在水平位置平衡 3 4 利用上述测量出的物理量和题中的已知 量计算 油的表达式为 注意 1 利用杠杆平衡条件测密度 2 利用杠杆平衡条件测液体密度 通常我们把这种测密度的杠杆 称之为 密度秤 例题 9 在课外小组里 肖英和其他同学利用木棍 铁块和细绳等材料制作了一杆可以测 量液体密度的 密度秤 把细绳系在木棍的重心 O 处并把木棍挂起 M 和 N 是两个铁块 当 M 在 A 点 N 在 B 点时 木棍如图所示平衡 把 M 浸没在水中 N 移至 C 点时 木棍 再次水平平衡 把 M 浸没在某种液体中 N 移至 D 点时 木棍又处于水平平衡 可知被 测液体的密度 水的密度 填 大于 小于 或 等于 本题答案 大于 九 一漂一沉法 15 小红家有一个空心的废牙膏皮 学习了密度知识后 想利用量筒和水测定牙膏皮的密 度 请你帮她完成下列任务 1 写出实验步骤 2 用所测量出的物理量写出 牙膏皮密度的表达式 中 分析 1 实验步骤 实验步骤 在量筒内倒入适量的水 记下量筒的示数为 V0 使空牙膏皮漂浮在量筒中 记下量筒的示数为 V1 将空牙膏皮卷成团 把空气排除 浸没在量筒的水中 记下量筒中的水示数为 V2 2 牙膏皮密度的表达式 分析与解 这道题运用的实验原理 物体的漂浮条件 所谓 一漂一沉法 即 一漂 当 物体漂浮在液面静止时 它受到的浮力等于重力 利用物体漂浮在水中找到重力 得到 物体的质量 一沉 利用物体沉没在水中 找到体积 则物体的密度就可以测得 例题 如图在盛有水的量筒中放一个木块 水面所对量筒的示数为 V1 如图甲 若在木块 上一石块后木块仍漂浮 此时水面所对量筒的示数为 V2 如图乙 若将石块从木块上拿下 放入水中 水面所对量筒的示数为 V3 如图丙 求 石块的密度 木块 石 石 V2 V3 图甲图甲 图乙图乙 图丙图丙 木木 块块 木木 块块 V1 4 测定组成实心金属球金属的密度 如图 14 所示 杠杆的重力忽略不计 请你将下列实验步骤补充完整 1 将金属球挂在杠杆的 A 段 将钩码悬挂在 B 点 杠杆在水平位置平衡 2 将金属球没入水中 此时将钩码移动到 C 点 杠杆仍在水平位置平衡 3 用刻度尺测量 AO 的长度为 L1 4 5 金属密度的表达式为 3 分 6 小明家买的某种品牌的牛奶喝着感觉比较稀 因此他想试着用学过的知识测量这种牛奶 的密度 他先上网查询了牛奶的密度应该为 1 03g cm3 然后他找来一根粗细均匀的细木 棒 在木棒的表面均匀地涂上一层蜡 并在木棒的一端绕上一段金属丝 体积不计 做 成了一支 密度计 小明又找来一个足够深的盛水容器和一把刻度尺 请你按照小明的 实验思路 将实验步骤补充完整 水 02 01 VV VV A 水 O B C 1 将一段金属丝绕在木棒的一端 制成 密度计 用刻度尺测出其长度 L 2 将 密度计 放入盛水的容器中 使其漂浮在水中 用刻度尺测出密度计露出水面 的高度 h水 3 4 已知水的密度为 水 利用上述测量出的物理量和已知量计算牛奶密度的表达式 为 9 测量某种液体的密度 1 把天平放在水平桌面上 将游码移至零刻度处 发现指针偏向分度盘的左侧 这时 应将平衡螺母向 调节 选填 左 或 右 2 将待测液体倒入烧杯中 用天平测出烧杯和液体的总质量 m1 如图 15 所示 则 m1 g 3 将烧杯中食用油的一部分倒入量筒 如图 16 所示 这部分液体的体积为 V 则 V cm3 4 用天平测量烧杯和剩余液体的总质量 m2 110g 5 根据以上数据 计算出这种液体的密度是 g cm3 10 现给你一个量筒 一个烧杯 内盛足量的水 一小块橡皮泥 橡皮泥的密度大于水 的密度 一个镊子 请你用所给器材测出这块橡皮泥的密度 1 实验步骤 2 分 2 橡皮泥密度的表达式 1 分 11 小东和小阳准备在家里测量一个小石块的密度 但没有天平和量筒 他们想到了化学 实验课上使用的滴管 他们先自制了一个瓶口密封着细吸管的小塑料瓶当做滴管 自制的 滴管中的水能一滴一滴地从滴管滴出 且每一滴水的质量和体积都是相等的 他们又找来 矿泉水瓶子 小塑料瓶 细线 剪刀 铅笔和足量的水 开始测小石块的密度 2 分 1 他们测石块体积的方法是 把石块用细线系住 放在被剪开的矿泉水瓶中 倒入一定 量的水 并记下水面的位置 取出石块 用滴管将水滴入容器中 使水面到达原来的位置 处 记录滴入的水滴数为 a 2 他们测石块质量的方法是 把石块放入小塑料瓶中 小塑料瓶浮在矿泉水瓶中的水面 上 记下水面的位置 取出石块 用滴管将水滴入小塑料瓶中 使水面到达原来的位置处 记录滴入的水滴数为 b 3 他们测出石块密度的表达式是 4 他们巧妙地利用了物理课上所学的研究方法是 图 15 18 有一块形状不规则的蜡块 小红想用天平 砝码 量筒 烧杯 滴管 线 水 蜡块 铁块来测量它的密度 以下是她设计的部分实验步骤 请你按照小红的实验思路 将实验 步骤补充完整 1 用调节好的天平 测出蜡块的质量 m 2 在量筒中倒入适量的水 将蜡块和铁块用细线拴好 先将测铁块没入水中 测出 3 再将蜡块浸没在水中 测出 4 利用上述测量出的物理量和已知量计算蜡块的密度 蜡 19 实验桌上有如图 25 所示的器材 请你利用这些器材 测出小金属块的密度 写出实验 步骤 用字母表示测出的物理量 水的密度用 水表示 及金属块的密度表达式 4 分 实验步骤 金属块密度 金属 的表达式 21 小明利用轻质硬棒 可视为杠杆 和透明塑料小桶等器材制作了如图 23 所示的测 量液体密度的秤 用细线做成提纽系在 O 点将硬棒吊起 棒的一端悬挂塑料小桶 小桶中 可装水或其他待测液体 另外找一个重物做为秤砣 通过调节秤砣在硬棒上悬挂的位置 可使硬棒 杠杆 处于水平平衡 以下是小明测量某种待测液体密度时的实验步骤的一部 分 请你将实验步骤补充完整 1 小桶内不加液体 手提 O 点处的提纽 移动秤砣位置 当秤砣置于 A 位置时使杠 杆处于水平平衡 测量并记录此时 O 点到 A 点的距离 l0 2 将适量的水注入小桶中 在桶壁上标记水面位置 移动秤砣到某一位置 使杠杆 再次处于水平平衡 测量并记录 3 将小桶内的水全部倒出 4 已知水的密度为 水 利用上述测量出的物理量和已知量 写出计算待测液体 密度 液的表达式 液 22 小红同学利用天平 烧杯 细线和水测量一块小金属块的密度 小红的实验步骤没有写完整 请你帮助小红完成实验步骤 并写出 金属块密度的表达式 3 分 1 用调节好的天平测量金属块的质量 m1 2 在烧杯中放入适量的水 用天平测量烧杯和水的质量 m2 3 在右盘中添加砝码 m3 使天平重新平衡 4 计算出金属块的密度为 金 24 小玲同学想测花生油的密度 但家里只有天平 带砝码 一个小空瓶 足量水 少量 花生油 不够装满一小瓶 一只彩笔 而没有量筒 她思考后按照自己设计的实验步骤进 行了测量 测量内容及结果如图 24 所示 刻度尺 装有适量水的圆柱形水槽 小容器 小金属块 细线 图 23 A O 秤砣 1 她第三次测得物体的质量如图乙中砝码和游码所示 其结果 g 3 m 2 请按照图甲的顺序写出对应的实验步骤 第一步 用天平测出小空瓶的质量 记为 18g 1 m 1 m 第二步 第三步 3 利用上述测量出的物理量和题中的已知量写出计算的表达式和计算结果 油 25 实验桌摆放着弹簧测力计 1 个 金属块 1 个 玻璃杯 1 只并盛 有适量的水 细线 1 段 请你利用这些实验器材 测量金属块 的密度 4 分 1 将金属块用细线系好并挂在测力计的挂钩上 2 手提弹簧测力计在空气中测出金属块的重为 G 并记录 3 4 金属块密度的表达式为 38 3 再注入待测液体到达标记处 移动秤砣到另一位置 使杠杆再次水 平平衡 测量并记录此时 O 点到秤砣悬挂点的距离 l2 4 水 01 02 ll ll 说明 其他形式的答案正确的同样得分 图 24 水 23 1 mm m 39 用细线拉着金属块浸没在水中 不接触容器底和容器壁 40 游码没有移到标尺左端的零刻度线处 41 1 3 m 33 2 g 1 分 2 第二步 在小瓶装有适量水后 用彩笔在小瓶上水面处做一个记号 用天平测出小瓶 和水的总质量 记为 2 m 2 m 38g 1 分 第三步 将水倒出 往小瓶中加入花生油至记号处 用天平测出小瓶装入花生油后的总质 量 记为 3 m 3 m 33 2g 1 分 3 3 12 13 76 0 cmg mm mm 水油 1 分 42 手提弹簧测力计 使金属块浸没在水中且不接触烧杯底和烧杯壁 记下测力计的示数 F 20 1 在 探究光反射的规律 时 小李进行如图所示的实验 让一束光 EO 贴着纸板射 到平面镜上 在纸板上会看到反射光线 OF 将纸板沿 ON 向拥不后折 此时在 NOF 面上看 不到反射光线 如图乙所示 此实验现象说明 在图甲中 如果让光线逆着 OF 的方向射向镜面 会看到反射光线沿着 OE 方向射出 这 表明 2 图甲是 小明同学探究平面镜的实验装置 在竖立的玻璃板前 A 处放一支点燃的蜡烛 可以看到玻 璃板后面出现蜡烛的像 小明拿一支大小和点燃蜡烛相同的蜡烛在玻璃板后面移动 当移 动到 A 处时 可以看到它跟像完全重合 由此可以得出的结论是 经过三次实 验后 在白纸上记录的像与物对应点的位置如图乙所示 下一步你将如何处理 白纸 上 的信息得出结论 解析 1 用可转动的光屏还为了通过转动光屏 观察反射光线是否仍然能在光屏上显示 目的是为了验证反射光线跟入射光线和法线是否在同一平面上 如果让光线逆着 OF 的方向 射向镜面 会看到反射光线沿着 OE 方向射出 表明在光的反射现象中光路是可逆的 2 在实验过程中 通过玻璃板观察后面的虚像 让另一个完全相同的蜡烛放在虚像处 观察 是否能够完全重合 目的是为了证像和物体大小是否相等 经过三次实验后 在白纸上记 水 FG G 录的像与物对应点的位置 为了探究像与物的位置关系 可以连接像与物的对应点 判断 连线与镜面是否垂直 分别测量两点到镜面的距离 或将纸沿镜面所在位置对折 判断像 与物两点