备战2021年中考科学考点54 物理实验探究1：密度+光+力试卷解析

考点54物理实验探究：密度+光+力一、密度测量1.（2019·鄞州模拟）小科设计了一个实验,用排水法测某实心金属块的密度。实验器材有小空筒、溢水杯、烧杯、量筒和水，实验步骤如下:①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中,如图甲;②将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为20毫升,如图乙;③将烧杯中20毫升水倒掉,从水中取出金属块,如图丙;④将金属块放入小空筒,小空筒仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为50毫升,如图丁。请回答下列问题:（1）被测金属块的密度是________克/厘米3。（2）图丁中小空筒受到的重力和水对小空筒的浮力________（选填“是”或“不是”）一对平衡力（3）在实验步骤③和④中,将沾有水的金属块放入小空筒,测出的金属块密度将________(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。【答案】（1）2.5（2）不是（3）不变【解析】（1）金属块的体积V=20ml=20cm3；

金属块的质量为：m=m水=ρ水V水=1g/cm3×50cm3=50g；

金属块的密度：ρ=mV=50gA.用细线将轻质直杆悬起来，悬点为O，并将一重物用细线悬于直杆O点左侧的P点；B.保持重物的悬点不变，将装水的轻质塑料袋用细线挂在直杆O点右侧的某点，直杆处于水平静止，用直尺测得该点到O的距离为30.0cm；C.在溢水杯中装满水，将待测石块缓慢浸没在杯中，让溢出的水全部流入轻质塑料袋中；D.保持重物的悬点不变，将待测石块用细线挂在直杆O点右侧的某点，直杆处于水平静止，用直尺测得该点到O的距离为12.0cm；（1）上述实验步骤最佳顺序是________

(填入步骤前的字母)；（2）已知水的密度为1.0×103kg／m3，可求得待测石块密度为________。【答案】（1）ADCB（2）2.5g/cm3【解析】根据公式ρ=GgV可知，只要能够直接或间接测量出石块的重力和体积就可以求出它的密度。将石块首先挂在杠杆上，利用杠杆的平衡条件可以求出它的重力；再将石块浸没在水中，利用杠杆的平衡条件可以测出这时石块受到的浮力，根据阿基米德原来计算出它的体积，问题迎刃而解。如果要测量物体的质量或重力，尽量不要浸入水中后测，这时物体会带水，测出的结果偏大；根据杠杠的平衡条件，分别列出两个平衡方程，然后再利用阿基米德原理替换其中的浮力部分，通过数学运算得到结果。

（1）应该先测石块的重力，后测石块的体积，那么正确的实验顺序为：

①用细线将轻质直杆悬起来，悬点为O，并将一重物用细线悬于直杆O点左侧的P点；

②保持重物的悬点不变，将待测石块用细线挂在直杆O点右侧的某点，直杆处于水平静止，用直尺测得该点到O的距离为12.0cm；

③在溢水杯中装满水，将待测石块缓慢浸没在杯中，让溢出的水全部流入轻质塑料袋中；

④保持重物的悬点不变，将装水的轻质塑料袋用细线挂在直杆O点右侧的某点，直杆处于水平静止，用直尺测得该点到O的距离为30.0cm；

即ADCB；

（2）将重物挂在直杆上时，根据杠杆的平衡条件得到：G左L左=G×12cm

①；

将装水的塑料袋浸挂在杠杆上时，根据杠杆的平衡条件得到：G左L左=F浮×30cm

②；

根据①=②得到：G×12cm

=F浮×30cm；

将重力公式和阿基米德原理代入得到：

ρgV×12cm=ρ水gV×（1）观察比较图（a）、（b）可以判断：液体________密度大（选填“甲”或“乙”）。（2）观察比较图（c）、（d）可知，自制密度计________判断出液体甲、乙密度的大小关系（选填“能”或“不能”），且对比密度计A、B可知，它们的刻度线都是________的（选填“均匀”或“不均匀”）。【答案】（1）甲（2）能；不均匀【解析】浮沉条件指的是浸没在液体中的物体，受到两个力：竖直向下的重力和竖直向上的浮力，这两个力的大小决定了物体在液体中的运动状态；浸在液体里的物体受到的浮力，浮力大小等于物体排开液体的重力，即公式F浮=ρ液gV排。浮力大小只与液体密度和浸在液体的体积有关，与物体的质量无关。（1）观察比较（a）、（b）两图，两密度计处于漂浮状态，F浮=ρ液gV排=G，由于两支密度计的重力相同，所以两支密度计受到的浮力相同，又因为V甲排<V乙排，所以ρ甲液>ρ乙液；

（2）观察比较图（c）、（d）可知，图（c）中的密度计排开液体的体积小，因此，自制密度计能判断出液体甲、乙密度的大小关系，密度计A、B的刻度线都是不均匀的；

4.（2020·杭州模拟）某同学要测一个金属块的密度，他手中的测量工具只有一只量程较小的弹簧测力计，当他用此弹簧测力计测量该金属块的重力时，发现已超过弹簧测力计的最大量程，于是他设计了如图所示的装置去测量。图中OA:OB=1:3。他实验的步骤如下：⑴用细绳把金属块悬挂于A点，用弹簧测力计在B点作用一个竖直向上的力，使杠杆OAB在水平位置静止，金属块静止在空中，读出弹簧测力计此时的读数F1；⑵向容器中加适量的水，“适量”指的是________，待杆在水平位置重新平衡后，再读出弹簧测力计此时的读数F2，则F1________F2（选填“大于”、“等于”、“小于”）；⑶若杠杆OAB质量不计，则被测金属块密度的表达式：ρ=________。（水的密度表示为ρ水）【答案】水能完全浸没金属块但又没有水溢出；大于；F1【解析】（2）由实验步骤可知，没有加入水之前是为了测量金属块的重力；而加入水后的读数是通过浮力来测量金属块的体积，从而计算金属块的密度，所以适量的水是指恰好把金属块完全浸没但又没有的水的体积；由于第二步有浮力的原因，则阻力减小，即F2要减小，所以F1>F2；

（3）由步骤一可知，F1×OB=G×OA，

∵OA:OB=1:3∴G=3F1；∴m=Gg=3F1g;

由步骤二可知，F2×OB=F①如图甲，将一打足气的足球，放入装满水的容器中，测得溢出水的体积为426毫升。②如图乙，将500毫升装满水的量筒倒置于水槽中，用气针和乳胶管将足球中的气体慢慢排入该量筒，同时调整量筒的位置，当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时，停止排气。共排气10次。③如图丙，拔除气针和乳胶管，把排气后的足球放入装满水的容器中，测得溢出水的体积为420毫升。（1）图乙中，当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时停止排气，其目的是________。（2）根据测得的数据，计算实验室中空气的密度。【答案】（1）使量筒内的气压等于外界气压

（2）G1=F浮1=ρ水gV排1=1×103千克/米3×10牛/千克×426×10-6米3=4.26牛G2=F浮2=ρ水gV排2=1×103千克/米3×10牛/千克×420×10-6米=4.2牛排出空气的质量m气=G气/g=（G1-G2）/g=（4.26牛-4.2牛）/10牛/千克=6×10-3千克排出空气的体积V气=10×500毫升=5000毫升=5×10-3米3ρ气=m气/V气=6×10-3千克/5×10-3米3=1.2千克/米3答：实验室中空气的密度为1.2千克/米3。【解析】（1）当量筒内外水面相平时，水处于静止状态，那么量筒内的气压与量筒外的大气压强相等；

（2）当足球漂浮时，它受到的浮力等于重力，根据G=F浮=ρ水gV排分别计算出排气前和排气后足球的重力，而二者之差就是排气的重力，再根据m=Gg计算出排气的质量；而排气的体积就是量筒内水面所对的刻度，即500ml，最后根据公式6.（2020·三门模拟）某兴趣小组做了以下研究，将塑料小桶中分别装满已知密度的四种不同液体后，用弹簧测力计测出它们的重力，记录数据如表所示。液体密度（g/cm3）0.81.01.21.4弹簧测力计的示数(N)1.61.82.02.2（1）通过分析此表，发现液体密度与弹簧测力计示数之间有一定规律，能正确反映这一规律的图象是________。（填字母序号）（2）根据实验结果，将实验时所用的弹簧测力计和小桶改装成了一个液体密度计。使用时，只需将小桶中装满待测液体，就可从弹簧测力计指针指示的位置直接读出液体的密度。该液体密度计的零刻度线指示的位置是________N。（3）若小桶中装满密度未知的某种液体时，弹簧测力计的示数为2.3N，该液体的体积是多少？（写出计算过程）【答案】（1）A

（2）0.8

（3）分析数据得ρ液体=1.5×103kg/m3，结合G=ρ液体gV,G+G空桶=2.3N，解得V=10-4m3或由表中任意两组数据列方程组得V=10-4m3【解析】弹簧测力计的示数等于小桶的重力和里面液体的重力之和，据此分析当小桶内没有液体时，测力计的示数是否为零。将表格中相邻的两组数据相减，分析测力计的示数和密度的变化量之间的数量关系，对图像的形状进行判断；当液体的密度为零时，那么测力计的示数就是小桶的重力。从表格中选取两组数据，根据F=G桶+G列出两个方程，联立计算出小桶的重力。

（1）弹簧测力计的示数等于小桶的重力和里面液体的重力之和，因此当里面没有液体时，即液体的密度为零时，测力计的示数等于小桶的重力，肯定不是零。将表格中相邻的两组数据相减可知，当液体密度增大0.2g/cm3时，测力计的示数增大0.2N，因此二者之间是正比例关系，即图像是一条倾斜的直线，故选C。

（2）将第一组和第二组数据代入F=G桶+G得到：1.6N=G桶+0.8×103kg/m3×10N/kg×V；

1.8N=G桶+1×103kg/m3×10N/kg×V；

解得：G桶=0.8N，V=10-4m3=100cm3；

（3）该液体的体积等于小桶的容积，即100cm3。二、凸透镜成像实验1.（2020·绍兴）在“研究凸透镜成像规律“的实验中。（1）某次实验过程中，小敏移动光屏直到出现清晰的像，蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图所示，此时所成的是倒立________的实像。（2）若通过移动透镜，使光屏上再次成清晰的像，透镜应该移到________厘米刻度处。（3）实验一段时间后，原为成在光屏中央的像，“跑“到图甲所示的位置。下列操作可以让像重新回到光屏中央的有________

。①光屏上移一段距离②蜡烛下移一段距离③透镜下移一段距离（4）研究好成像规律后，小敏模拟了近视和远视的矫正，图乙中，小敏给透镜A戴上“眼镜“（凸透镜B），光屏上刚好出现清晰的像，摘下”眼镜“后，光屏上的像变模糊，如图丙所示，若要通过移动蜡烛使像再次清晰，应将蜡烛向________(选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动一段距离。【答案】（1）放大（2）45（3）①③（4）远离【解析】凸透镜成像规律是一种光学定律。在光学中，由实际光线会聚而成，且能在光屏上呈现的像称为实像；由光线的反向延长线会聚而成，且不能在光屏上呈现的像称为虚像。（1）由图可知，U=15cm，V=30cm，U<V成倒立放大的实像；

（2）由（1）可知，f<15cm<2f，V=30cm>2f；所以7.5cm<f<15cm；所以移动透镜再次成清晰的像，即成倒立缩小的实像，U>2f，f<V<2f；所以透镜移动到45cm处即可；

（3）由图甲可知，像向上移动，所以可以把蜡烛向上移一段距离、光屏上移、透镜下移均可；故①③符合题意；

（4）图乙是两次会聚成清晰的像，因此去掉一个凸透镜后光线的偏折减小，所以物体要远离透镜一段距离即可；

2.（2017·杭州）小金在实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律。（1）当小金将三个元件移动到图示位置时，光屏上出现了清晰的像。请你根据此现象回答下列问题：光屏上像的性质为________，并推算出焦距为________厘米。（2）保持蜡烛和凸透镜位置不变，小金换了个凸透镜继续实验，并使透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同，但在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法在屏上成像（光具座足够长），请你帮助小金分析产生此现象的原因________。【答案】（1）倒立、等大、实像；20

（2）因为换的凸透镜焦距大于或等于40厘米，所以物距小于或等于焦距，得不到实像【解析】当物距等于像距时，成倒立等大的实像．物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上。（1）由图可知，此时的u=40.0cm=v，则u=2f，f=20.0cm；此时成的是倒立、等大的实像；（2）透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同，光具座也足够长，故光屏上不成像的原因是物距小于焦距，凸透镜成的是虚像，虚像不能被光屏承接。3.（2020·南浔模拟）某小组同学用如图甲的装置探究“凸透镜成像规律”，其中凸透镜的焦距为15厘米，他们进行实验的同时，在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小，如图乙（用带箭头的线段表示物或像，A'、B'、C'分别表示蜡烛在A、B、C处时像的位置）（1）从图乙中可以看出，蜡烛在ABC位置时光屏上得到的都是________（填像的性质）的实像；（2）和其他小组交流后发现，当蜡烛在距透镜15﹣30厘米之间时，像均成在透镜另一侧距透镜30厘米以外处，此时物体所成像大小与物距的关系是________。（3）根据如果所示的成像规律，若在将蜡烛放在C和焦点F之间，此时，应该在凸透镜前放置一个________(填凸透镜或凹透镜）才能使像成在C＇的位置。【答案】（1）倒立、放大（2）物距越大，像越小（3）凸透镜【解析】（1）根据乙图可知，蜡烛在ABC位置时光屏上得到的都是倒立、放大的实像；

（2）将A和C比较可知，A比C的像距大，那么对应的像A'比C'小，且对应的像距变小，那么得到结论：

物距越大，像距越小，像越小；

（3）若在将蜡烛放在C和焦点F之间，与C相比，此时物距减小了，那么根据“物近像远大”的规律可知，此时像距肯定变大，即对应的像应该在C'的右边。如果此时的像要前移成在C'的位置，那么光线就要更加会聚一些，那么应该放置一个凸透镜才行。4.（2020·温岭模拟）照相机为什么不采用小孔成像而采用凸透镜成像？为了解答这个问题，某同学利用如图装置进行实验。该装置由两个不透光的筒组成，内筒能在外筒内左右移动。内筒开口处用半透明纸作光屏，在外筒的孔上放置凸透镜(实验序号1)，调节内筒位置，直至出现清晰的像，并记录现象。然后保持内外筒位置不变，仅对孔上放置的透镜及孔的大小按照序号2、3、4、5、6进行实验，记录如表：实验序号123456外筒孔中放置物体未遮盖的凸透镜小部分遮盖的凸透镜大部分遮盖凸透镜较大孔径的小孔中等孔径的小孔较小孔径的小孔像的清晰程度清晰，能分辨出笔画清晰，能分辨出笔画清晰，能分辨出笔画很模糊，基本看不清笔画模糊，能分辨出笔画清晰，能分辨出笔画像的亮暗亮中暗亮中暗请回答以下问题：（1）小孔成像和凸透镜成像分别利用了光的什么原理？

。A.光的直线传播，光的反射B.光的直线传播，光的折射

C.光的反射，光的折射D.光的折射，光的反射（2）本实验用发光字而不用蜡烛烛焰，是因为发光字相比烛焰有以下优点：________(写出两条)。（3）一张照片要求成像清晰、亮度合适，根据实验结果分析相机中采用凸透镜成像而不采用小孔成像的原因是________。【答案】（1）B（2）能更容易判断像的清晰程度；光源亮度更稳定。

（3）凸透镜成像能兼顾亮度和清晰度，而小孔成像则是亮度合适时像模糊，像清晰时亮度暗。【解析】（1）小孔成像的成像原理是光的直线传播，而凸透镜成像的成像原理是光的折射，故选B；

（2）本实验用发光字而不用蜡烛烛焰，是因为发光字相比烛焰有以下优点：能更容易判断像的清晰程度；光源亮度更稳定。

（3）一张照片要求成像清晰、亮度合适，根据实验结果分析相机中采用凸透镜成像而不采用小孔成像的原因是：凸透镜成像能兼顾亮度和清晰度，而小孔成像则是亮度合适时像模糊，像清晰时亮度暗。5.（2020·温州模拟）科学兴趣小组探究显微镜成像原理，查阅资料发现：显微镜的镜头可以看作由一块焦距较小的凸透镜(物镜，其焦距用f物表示)和一块焦距较大的凸透镜(目镜，其焦距用f目表示)组成。并根据凸透镜成像原理推测其原理图如下：其中AB表示待观测的物体标本，F1为物镜的焦点，F2为目镜的焦点，A2B2为最终观测到的物像。（1）隔离法是一种常见的分析研究方法，可分为整体隔离和局部隔离。请使用局部隔离的观察方法找出图中物体AB经过物镜折射后所成的像的特点________。（2）眼睛透过目镜能看到A1B1所成的像A2B2。下列与其成像原理是一致的是

。A.放大镜B.照相机C.幻灯机（3）兴趣小组同学继续在光具座上利用不同焦距的凸透镜，通过改变两块凸透镜之间的距离(相当于改变显微镜镜筒长度)，模拟显微镜成像放大倍数实验，得到如下数据：f物（厘米）1f两镜之间距离（厘米）f目（厘米）1f像放大倍数1.60.625a50.250倍20.5b50.250倍1.60.625a2.50.4100倍20.5b2.50.4100倍X1/Xa50.2200倍0.52b50.2200倍表中的X的数据为________

。【答案】（1）倒立、放大、实像（2）A（3）0.4【解析】1、物体经过物镜所成的像是A1B1，从图中可得到像的特点；

2、A1B1在目镜的一倍焦距内，根据凸透镜的成像规律可知，将成一个放大、正立的虚像；

3、观察表格数据可知，像的放大倍数是由物镜和目镜的放大倍数共同决定的。在物镜不变时，目镜焦距的倒数增大几倍像的放大倍数也增加几倍。在目镜不变时，物镜焦距的倒数增大几倍像的放大倍数也增加几倍。由此可在表格中选择目镜不变的对照组来确定X的数据。（1）物体AB经过物镜所成的像是A1B1，从图中可知，所成的像是倒立、放大、实像；

（2）眼镜透过目镜看到的A1B1在目镜的一倍焦距内，根据凸透镜的成像规律可知，将成一个放大、正立的虚像，这与放大镜的原理相同，A选项正确；

（3）由表格数据第二组与第六组比较可知，目镜不变时物镜焦距的倒数扩大4倍，像放大倍数也增加4倍。将第五组与第一组比较可知，像放大倍数增加了4倍，在目镜不变的情况下，可知物镜焦距的倒数也扩大了4倍，所以1/X=0.625×4=2.5，X=0.4。三、滑动摩擦力大小的影响因素1.如图是研究“滑动摩擦力”的实验。（1）小金用弹簧秤水平向左拉木块做匀速直线运动，弹簧秤示数如图甲所示。由二力平衡可知，木块受到的滑动摩擦力大小________

（填“大于”、“小于”、“等于”）弹簧秤示数。（2）小王在用同一装置重做小金的实验时，发现弹簧秤示数不稳定，某时刻弹簧秤示数如图乙所示。此时木块受到的滑动摩擦力为________N。（3）实验后，聪明的小郑认为如果仅比较滑动摩擦力的大小可以不用二力平衡的原理。请你举出一个不用二力平衡原理比较滑动摩擦力大小的例子：________。【答案】（1）等于（2）2.2

（3）从同一斜面同一高度滑下的物块，通过比较在不同粗糙程度的水平面上滑动距离的长短，比较滑动摩擦力的大小【解析】弹簧测力计读数：首先确定每一个大格和每一个小格的读数，然后读数．弹簧测力计拉动物体时，弹簧测力计显示拉力大小，物体在水平面上进行匀速直线运动时，水平方向上受到拉力和滑动摩擦力作用，这两个力是一对平衡力，大小相等。

（1)木块进行匀速直线运动，滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，根据二力平衡条件，所以滑动摩擦力大小等于拉力等于弹簧测力计的示数；（2)弹簧测力计的每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，弹簧测力计示数是2.6N；但由滑动摩擦力的因素可知，滑动摩擦力没变化应该与第1问中相同，即为2.2N。（3)例如：①从同一斜面同一高度滑下的物块，通过比较在不同粗糙程度的水平面上滑动距离的长短，比较滑动摩擦力的大小。

②板刷滑动时通过比较毛弯曲的长度，比较滑动摩擦力的大小。2.小明看见农民伯伯在用铁锹挖土时，不时往手上吐口水，询问后得知是为了防止打滑。但为什么许多场合写着“地板湿滑小心慢走”？于是他找来弹簧测力计、滴管、一块油漆过的木块和一杯水进行探究。如图，在水平玻璃桌面上滴不同滴数的水并涂匀，立即让木块在玻璃桌面上做匀速直线运动，测出摩擦力，记录数据如表：实验次数12345水滴数/滴510152025摩擦力/牛1.31.51.81.4

（1）该实验基于的假设是________。（2）第五次实验中弹簧测力计的读数如图，为________牛。（3）随着水滴的增加，摩擦力的大小变化趋势更接近以下四幅图中的________图。

A

B

C

D【答案】（1）摩擦力大小可能与水滴多少有关（2）1.2（3）B【解析】（1)紧抓题中信息“小明看见农民伯伯在用铁锹挖土时，不时地往手上吐口水，询问后得知是为了防止打滑”和“为什么许多场合写着‘地板湿滑小心慢走’进行假设。弹簧测力计读数：首先确定每一个大格和每一个小格各代表的示数，然后读出力的大小。

（1)对”用铁锹时吐口水防止打滑“、”地板湿滑小心慢走“分析可得出：变量是水的多少，产生的结果是摩擦力大小的变化，由此得出此实验基于的假设是：摩擦力大小可能与水滴多少有关。（2)弹簧测力计每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，所以滑动摩擦力为1.2N。（3)由表格数据知，水滴从5-----15时增加时，摩擦力增大；当水滴数量从15-----25继续增加时，摩擦力反而减小。同时，结合所学知识还可知：当水滴数为0时，接触面之间存在摩擦力，当水滴很多时，接触面之间还是存在摩擦力。综合得出摩擦力和水滴数量的关系为B。3.（2017·台州）在学习影响滑动摩擦力大小的因素后，小柯还是认为：重力越大，滑动摩擦力越大。于是张老师用如图装置与他一起实验。步骤一：将铁块放在木板上，往沙桶中加入一定量细沙，使压力传感器的示数为5.00牛，水平向左拉动木板，读出拉力传感器的示数并记录。步骤二：换用质量不同、粗糙程度和底面积都相同的铁块，重复步骤一，记录结果如下表。实验次数质量不同的铁块压力传感器示数(牛)拉力传感器示数(牛)1小5.002.102中5.002.113大5.002.11请回答下列问题：（1）第1次实验中铁块受到的摩擦力为________牛。（2）实验中能否用钩码代替细沙？并说明理由________。（3）通过实验得出的结论是________。（4）小柯认为：该实验中压力传感器的上表面要尽量光滑，否则会使拉力传感器的读数偏大，为什么？________【答案】（1）2.10

（2）不能；细沙质量小，能较为准确调节对铁块的拉力，来保证压力大小相同。

（3）摩擦力大小与重力无关

（4）不合理，拉力传感器示数始终等于木板对铁块的摩擦力，而与压力传感器和木板之间的摩擦无关【解析】（1）由图可知以铁块为研究对象，拉力传感器对铁块向右的拉力与木板对铁块向左的摩擦力是一对平衡力，拉力传感器示数大小上就是摩擦力所以第1次实验中铁块受到的摩擦力为2.10牛；（2）铁块增加的质量用小桶内物质的质量抵消掉，细沙可以实现质量的微小调节所以比较合适，钩码单个质量较大不利用微小调节所以不能；（3）由表格数据可知质量增加摩擦力大小不变所以摩擦力大小与重力无关；（4）压力传感器上表面与铁块没有接触不影响木板对铁块的摩擦力。4.（2017·丽水）某兴趣小组在探究“影响摩擦力大小的因素”时，用如图所示的装置进行实验。

实验一：将长方体木块平放在长木板上，用力F拉长木板，当长木板与木块发生相对滑动后，记录弹簧秤的示数于表一。再将木块分别侧放、竖放，重复实验。实验二：将长方体木块平放在长木板上，用力F拉长木板，当长木板与木块发生相对滑动后，记录弹簧秤的示数于表二。再分别将一个砝码，二个砝码放在木块上，重复实验。

表一实验次数压力大小木块放置情况弹簧秤示数/牛1木块的重平放1.02木块的重倒放1.03木块的重竖放1.0表二实验次数压力大小木块放置情况弹簧秤示数/牛1木块的重平放1.02木块和一个砝码的总量平放1.53木块和二个砝码的总量平放2.0（1）实验一的第3次实验时，木块与长木板之间的滑动摩擦力为________牛；（2）实验一探究的问题是________；（3）表二中的实验数据可得出的结论是________。【答案】（1）1.0

（2）滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关？

（3）在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力也越大【解析】此题是探究影响滑动摩擦力的因素，主要考查了对二力平衡条件的应用及控制变量法．在此实验中要拉动木块做匀速直线运动，要研究滑动摩擦力与一个量的关系，需要控制另一个量不变。物体在平衡力的作用下处于静止状态和匀速直线运动状态，二力平衡时，摩擦力等于拉力；滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，要研究滑动摩擦力与其中一个量之间的关系，要控制另一个量不变；滑动摩擦力由物体间的压力、接触面的粗糙程度决定，与物体所受拉力大小无关，据此分析答题。（1）根据二力平衡摩擦力等于拉力，因此摩擦力为1.0N；（2）实验一通过不同的摆放方式改变接触面积，探究的是滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关；（3）表二为不同的压力下，摩擦力的变化，观察表格可以得出结论在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力也越大。5.（2016·金华）科学研究源于观察和问题，拓展性小组同学观察到下列现象，跳伞运动员在未打开降落伞时下落很快，打开降落伞下落的速度会减小；“瓢泼大雨”以很快速度降落到地面，而“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面．【查阅资料】物体从高空下落时，速度越来越大，所受阻力也越来越大，当阻力增大到重力相等时，将以某一速度作匀速直线运动，这个速度被称为物体下落的收尾速度．【提出猜想】物体从高空下落时收尾速度与什么因素有关？（1）【建立猜想】①可能与物体的横截面积有关．②可能与物体的________有关．（2）【设计方案】同学们经过讨论后认为，可以用小球作为理想化模型来代替生活中的不规则问题作为研究对象进行探究，于是同学们决定取5个不同的小球进行实验，在相同环境条件下，分别从一定高度（足够高）由静止下落，来探究小球从高空下落时的收尾速度与哪些因素有关．【获取证据】相关测量数据见表：

小球编号

1

2

3

4

5

小球质量m（g）

2

5

5

5

45

小球半径r（m）

0.05

0.05

0.10

0.25

0.15小球的收尾速度v（m/s）

16

40

10

1.6？【得出结论】比较1、2号小球的相关实验数据，可以得到的结论是________（3）【拓展应用】①根据表中数据，推测5号小球的收尾速度v=________m/s．②请你结合上述探究，解释“跳伞运动员打开降落伞后比打开降落伞前收尾速度小”的原因是________．【答案】（1）质量

（2）在该实验环境下，半径相同的小球从高空落下时的收尾速度与质量成正比

（3）40；打开降落伞后半径增大【解析】根据查阅资料的内容进行合理的猜想；比较1、2号小球的相关实验数据得出相同量和不同量，然后根据控制变量法得出结论；①分析表中2、3、4号小球的相关实验数据得出收尾速度与小球半径的关系，综合收尾速度和小球质量、小球半径的关系得出表达式，然后推测5号小球的收尾速度；②根据所得的结论解释“跳伞运动员打开降落伞后比打开降落伞前收尾速度小”的原因．本题考查了实验的猜想和分析实验数据得出结论以及利用结论解决问题，利用控制变量法分析数据得出结论是关键．【建立猜想】由“阻力增大到重力相等时，将以某一速度作匀速直线运动”可猜想，物体从高空下落时收尾速度可能与物体的质量（或重力）有关；【得出结论】比较1、2号小球的相关实验数据可知，两球的半径相等，质量不同，且质量越大收尾速度越大，且收尾速度与质量的比值8相等，故可得结论：在该实验环境下，半径相同的小球从高空落下时的收尾速度与质量成正比；【拓展应用】①分析表中2、3、4号小球的相关实验数据可知，小球的质量相等，半径不同，收尾速度不同，且收尾速度与小球半径平方的乘积0.1不变，故可得结论：在该实验环境下，质量相同的小球从高空落下时的收尾速度与小球半径的平方成反比；综上可知，小球的收尾速度可设为v=k，把1号小球的数据代入可得：16m/s=k×，解得：k=0.02，则5号小球的收尾速度：v=k=0.02×=40m/s；②因环境相同时，质量相等的小球从高空中下落时，半径越大，收尾速度越小，所以，跳伞运动员打开降落伞后，半径增大，收尾速度减小，即比打开降落伞前收尾速度小．1.（2020·温州模拟）小明利用实验用的杠杆(杠杆上有等间隔的刻度)和溢水杯等材料制作了一个固体密度秤，具体步骤如下：①将固体密度秤放在水平工作台上，并在水平位置调节平衡。②溢水杯中盛满清水，在溢水口处套好接水袋③用细线系住被测物体，并将其浸没在水中，当水停止外流时，取出物体并擦干④将被测物体挂在A点(距0点10cm处)，同时将接水袋取下，并挂在密度秤的右端⑤再读出接水袋和点O的距离，即可知道被测物体的密度（1）请完善步骤5的操作________。（2）当杠杆左端OA的长度是10cm，右端接水袋距O点的距离为78cm，那么被测物块的密度是________g/cm3。（3）下列操作会使物块的密度测量偏大的是(

)A.水袋有一定质量B.取出的物块未擦干C.步骤一的杠杆左端下沉【答案】（1）移动接水袋的位置，直至杠杆在水平位置平衡（2）7.8（3）B,C【解析】水袋里水的体积等于物体的体积，即V排=V。当杠杆平衡时，根据杠杆的平衡条件得到：G物L1=G排L2，用密度公式将两边拆开得到：ρ物gV×L1=ρ水gV排L2，解得：ρ物（1）根据公式ρ物=L2L1ρ水可知，得到杠杆平衡时水袋对应的力臂长度L2即可，因此步骤5

的操作为：移动接水袋的位置，直至杠杆在水平位置平衡；

（2）根据公式ρ物=L2L1ρ水得到：ρ物=78cm10cm×1g/c（1）方法一：①将托盘天平放在水平桌面上，把标尺上的游码移至零刻度线处，调节平衡螺母，直到指针在________，表示天平平衡；②用天平测量火山石质量，天平平衡时，砝码和游码的示数，如图乙，火山石质量为________g；③再用排水法测得火山石的体积，利用密度公式算得了火山石的密度。（2）方法二：①将装有水的玻璃杯放在电子秤上，电子秤示数清零，如图丙：②火山石用细线绑住悬挂着浸没于水中，电子秤示数为8.6g，如图丁；③结合方法一中测得的数据，小海算出火山石的密度为________g/cm3（保留一位小数）。【答案】（1）分度盘中央刻度线；21.6（2）2.5【解析】①使用天平时，如果指针在分度盘的中央，或者指针左右摆动的幅度相同，那么表示天平平衡；

②物体的质量=砝码质量+游码质量；

电子秤的示数就是火山石排开水的质量，根据V=V水=m水ρ水计算出它的体积，根据密度公式计算密度即可。

（1）①将托盘天平放在水平桌面上，把标尺上的游码移至零刻度线处，调节平衡螺母，直到指针在分度盘中央刻度线，表示天平平衡；

②砝码质量是20g，游码质量是1.6g，那么火山石的质量m=20g+1.6g=21.6g；

（2）火山石的体积V=【测量过程】将下对实验空白处补充完整：（1）调节杠杆平衡时，发现杠杆左端下沉，需将平衡螺母向________端调节（填“左”或“右”）；测量液体时往容器中加满待测液体，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，在钩码悬挂位罝直接读出液体密度。（2）当容器中没有液体时，钩码所在的位置即为“密度天平”的“零刻度”，“零刻度”距离支点O________cm。（3）若测量某种液体的密度时，钩码在距离支点右侧31cm处，则此种液体的质量为________g，液体的密度为________g/cm3。（4）若此“密度天平“的量程不够大，可以采用________的方法增大量程（写出一种即可）。（5）【拓展应用】若杠杆足够长，用此“密度天平”还可以测量固体的密度．先在容器中加满水，再将待测固体轻轻浸没在水中，溢出部分水后，调节钩码的位置，使杠杆水平平衡，测出钩码离支点O的距离为56cm；用量筒测出溢出水的体枳如图乙所示，则固体的密度为________g/cm3（已知ρ水=1.0g/cm3）。【答案】（1）右（2）22（3）45；0.9（4）增加杠杆的长度（5）5【解析】（1）平衡螺母总是向轻的那边调节；

（2）当容器中没有液体时，作用在天平左边的就是容器的重力，阻力臂是10cm，右侧钩码的重力是动力，动力臂就是“零刻线”到支点O的距离，根据杠杆平衡条件G容L2=G砝码L1计算即可；

（3）首先根据杠杆的平衡条件计算出容器和液体的总质量，然后根据m=m总-m容计算出液体的重力，最后根据【解答】（1）杠杆的左端下沉，说明右盘轻，那么平衡螺母应该向右调节；

（2）根据杠杆的平衡条件得到：G容L2=G砝码L1

0.11kg×10N/kg×10cm=0.05g×10N/kg×L1L1=22cm；

（3）钩码在距离支点右侧31cm处，根据杠杆平衡条件得到：G总L2=G砝码L1

m总×10cm=50g×31cmm总4.（2018·慈溪模拟）周末，小明到超市购物口渴了，买了一盒酸奶，喝了一口发现酸奶的味道与平时喝过的同样的酸奶似乎不同。他从网上查阅到正常酸奶的密度大于水的密度，联想起近日新闻报道食品造假现象，他怀疑该酸奶掺了一定水分，于是他想通过测量酸奶密度的方法来判断。你认为，正常酸奶掺水后其密度会________（填“变大”或“变小”）。他看到超市售货处有电子秤，并向售货员要了一只小玻璃杯，借助一瓶矿泉水，测出了酸奶的密度。下面是他测量的过程，请你帮他补充完整。⑴用电子秤测出空玻璃杯的质量m0；⑵将玻璃杯装满矿泉水，用电子秤测出玻璃杯和水的总质量m1；⑶将玻璃杯中的水倒干净，________；⑷酸奶密度的表达式为：ρ酸奶＝________。（用所测物理量的字母表示）【答案】变小；向杯中倒满酸奶，用电子秤称出杯子和酸奶的总质量m2；ρ酸奶=m2【解析】由密度计算公式ρ=m/V可知，要测量物体密度，可通过测量物体的质量和体积。根据题中提供的工具可知，质量可用电子称测出，但没有测量体积的工具，所以可先测出水的质量，用水来测出空玻璃杯的容积，以此来测出装满酸奶时酸奶的体积。由题意可知，酸奶的密度比水的密度大，在酸奶中掺水后密度会变小；

（3）将玻璃杯中的水倒干净，向杯中倒满酸奶，用电子秤称出杯子和酸奶的总质量m2；

（4）酸奶密度的表达式为：ρ酸奶=（m2-m0）/（m1−m0）ρ水5.（2021八下·杭州开学考）学习浮力知识后，小华想制作一个密度计，他制作步骤如下：a、取一根饮料吸管，将铁丝从吸管的下端塞入作为配重，并用石蜡将吸管的下端封起来。b、将其漂浮在水中，在吸管上标出水面的位置，测出该位置到吸管下端的距离，即吸管浸入水中的深度H，如图所示。c、推导：设吸管横截面积为S，在水中漂浮，故浮力与重力二力平衡，所以G=ρ水gSH；若漂浮在其它液体中，则浸入的深度h会因液体密度的改变而改变，但浮力仍与重力平衡，即G=ρ液gSh。（1）小华制作密度计的原理是利用了物体漂浮在液面时，浮力________重力（选填“大于”、“小于”或“等于”）。步骤a中，将一些铁丝从吸管的下端塞入作为配重是为了降低吸管的重心，从而让它能够竖直的漂浮在液面上。（2）通过对步骤c的分析，请推导出漂浮在ρ液液体中时，浸入深度h=________（用ρ水、ρ液、H表达）．（3）若吸管漂浮在水中时H=7.2cm，漂浮在某液体中时h=9cm，则液体密度为________kg/m3。（4）制作完毕后，小黄发现两个相邻密度值刻度线之间的距离较小，请提出一个方法，使两条刻度线之间的距离增大一些，进而使测量结果更精确。方法是________。【答案】（1）等于（2）h=ρ水H/ρ液（3）0.8×103kg/m3

（4）在吸管下端塞入质量更大的物体作为配重或用更细的吸管制作密度计【解析】（1）根据二力平衡的知识比较浮力和重力的大小关系。

（2）密度计的重力不变，以此为等量关系将前后两个数学式连接在一起，然后进行推断计算；

（3）将数值带入（2）中得到的计算式，然后计算即可；

（4）根据G=ρ水gSH分析可知，两个刻度之间的距离H与密度计的重力G成正比，与吸管的横截面积成反比，据此分析解决方法。

【解答】（1）当密度计漂浮在液面上时，它受到的浮力与重力相互平衡。根据二力平衡的条件可知，此时它受到的浮力等于重力。

（2）在不同液体中，密度计的重力不变，即ρ水gSH=ρ液gSh；

ρ水H=ρ液h解得：h=ρ水Hρ液；

（3）根据h=ρ水Hρ液6.（2020·上城模拟）在研究“凸透镜成像规律”的实验中:（1）蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，恰能在光屏上得到个清晰的实像，则凸透镜的焦距时为________cm;（2）保持蜡烛与凸透镜位置不变，换用一个不同焦距的凸透镜，将光屏向右移动才能重新得到清晰的像，此时像变大，换用的凸透镜焦距可能为（

）A.12.0cmB.18.0cmC.30.0cmD.34.0cm（3）将图中的凸透镜换成平面镜后，光屏上还能接收到像吗?请说明理由________【答案】（1）15.0(或15)（2）B（3）不能蜡烛在平面镜中成的是虚像无法呈在光屏上【解析】（1）根据图片可知，此时物距为：50cm-20cm=30cm，像距：v=80cm-50cm=30cm，那么u=f=2f=30cm，因此该凸透镜的焦距是：f=15cm。

（2）保持蜡烛与凸透镜位置不变，换用一个不同焦距的凸透镜，将光屏向右移动才能重新得到清晰的像，此时像变大，那么f<30cm<2f，那么新凸透镜的焦距范围为：15cm<f<30cm，故选B。

（3）物体在平面镜中所成的像是虚像，不是由实际光线会聚而成的，所以光屏上不能接收到像。7.（2020·富阳模拟）研究凸透镜成像的规律。（1）将三个元件移动到图示位置时，并使________三者在同一高度上，于是光屏上出现了清晰的像。请你根据此现象回答下列问题：（2）光屏上像的性质为________，并推算出焦距为________。（3）小金用同样的装置，只是换了个凸透镜做实验，透镜和蜡烛的位置与(1)相同但小金在透镜右侧无论如何移动光屏都无法在屏上成像，请分析产生此现象的原因________。【答案】（1）凸透镜光心、蜡烛焰心、光屏中心

（2）倒立等大实像；20cm

（3）换的凸透镜焦距大于或等于40厘米，所以物距小于或等于焦距，得不到实像【解析】（1）根据凸透镜成像实验的操作过程解答；在凸透镜成像的实验中，当物距u=2f时，像距v=2f，此时成倒立、等大的实像；在凸透镜成像时，如果物距u<f，那么成正立、放大的虚像，肯定不能成在光屏上。（1）将三个元件移动到图示位置时，并使凸透镜光心、蜡烛焰心、光屏中心三者在同一高度上，于是光屏上出现了清晰的像。

（2）根据图片可知，此时物距u=f=40cm=2f，所以光屏上像的性质为：倒立等大实像；焦距为20cm；

（3）光屏上不能成像的原因是：换的凸透镜焦距大于或等于40厘米，所以物距小于或等于焦距，得不到实像。8.（2020·滨江模拟）小乐利用光具座研究凸透镜成像的规律。（1）当小乐将三个元件移动到图示位置时，光屏中心出现了清晰的像。则光屏上像的性质为________。（2）在(1)的基础上，保持凸透镜不动，将蜡烛移至20cm刻度处，若仍要在光屏上得到清晰的像，应进行的操作是________。（3）若实验中用发绿光的F字形作光源，也恰好在图示位置，光屏上有清晰的F字形的像。此时，将光源换成大小和形状都相同、发红光的F字形，要在光屏上得到清晰的像，理论上应将光屏向________(选填“左”或“右”)移到合适位置，这是因为凸透镜对红光的偏折能力更________(选填“强”或“弱”)。【答案】（1）倒立缩小实像

（2）将光屏向右移至合适位置，待光屏上有较清晰像后再左右移动光屏，直到光屏上的像最清晰

（3）右；弱【解析】（1）根据图片可知，蜡烛到凸透镜的距离大于光屏到凸透镜的距离，根据“物远像近小”的规律可知，光屏上像的性质为：倒立缩小的实像；

（2）保持凸透镜不动，将蜡烛移至20cm刻度处，此时物距减小了，根据“物近像远大”的规律可知，此时像距增大，因此进行的操作是：将光屏向右移至合适位置，待光屏上有较清晰像后再左右移动光屏，直到光屏上的像最清晰。

（3）因为凸透镜对红光的偏折能力小于绿光，即对红光的会聚能力弱，所以换成发红光的F字形后，折射光线的交点向后移动了，为了得到清晰的像，需要将光屏向右移动到合适位置。9.（2019·杭州模拟）如图所示的甲、乙两图分别是“探究平面镜成像特点”和“探究凸透镜成像规律”的实验装置。（1）在“探究平面镜成像特点”的实验中，将点燃的蜡烛A直立在玻璃板前面，再拿一支跟它完全相同的未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合，这样操作的目的是为了________，同时也证明了像与物体的大小相等。（2）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，调整蜡烛、透镜和光屏到图乙所示位置时，光屏上出现清晰的烛焰的像，此时保持凸透镜位置不动，将蜡烛逐渐向凸透镜的焦点靠近，要想在光屏上观察到清晰的烛焰的像，则光屏应从图乙的位置向________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，所成像的大小将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】（1）确定像的位置（2）远离；变大【解析】平面镜所成的像是虚像，因此无法通过光屏承接的方式确定像的位置。通常的方法是寻找一个相同的物体，放在平面镜后，从平面镜前观看像的位置，移动这个物体直到与像重合即可，这样既能找到像的位置，又能比较物和像的大小关系；

（1）在“探究平面镜成像特点”的实验中，将点燃的蜡烛A直立在玻璃板前面，再拿一支跟它完全相同的未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合，这样操作的目的是为了确定像的位置，同时也证明了像与物体的大小相等。

（2）凸透镜的位置不动，蜡烛靠近凸透镜，此时物距减小，根据“物近像远大”可知，此时像距增大，即光屏要向远离凸透镜的方向移动，所成的像变大。10.（2019·宁波模拟）小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，先用焦距20cm的凸透镜甲进行实验，在光屏上得到了清晰的缩小，实像如图所示。（1）他改用10cm的凸透镜乙继续进行实验，如果不改变发光体和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，光屏应向________移动（选填“左”、“右”）。（2）改用10cm的凸透镜乙继续进行实验时，光屏所成清晰的像偏下，要是光屏所成的像移动到光屏中央处位置，应使凸透镜向________移动（选填“上”、“下”）。（3）光屏上得到发光体清晰的像时，小明不小心用手指尖触摸到凸透镜，此时光屏上________（选填“会有指尖的像、“会出现指尖的影子”、“发光体的像暗了一些”）。【答案】（1）左（2）上（3）发光体的像暗了一些【解析】当物距不变时，凸透镜的焦距变小，相当于焦距不变时物距增大；凸透镜的中心高度决定了光屏上像的位置；像的位置随凸透镜中心的高度增大而升高，减小而降低；当有物体遮盖凸透镜的镜面时，不会影响成像的特点和完整性，只会影响成像的亮度。

（1）小明先用焦距20cm的凸透镜甲进行实验，在光屏上得到了清晰的缩小的实像，说明发光体在凸透镜的二倍焦距以外，例如在三倍焦距处，即物距是60cm；如果换用焦距10cm的凸透镜，这时物距相当于在六倍焦距处，比原来离凸透镜更远了。根据“物远像近小”可知，这时像距减小，光屏应向左移动；

（2）改用10cm的凸透镜乙继续进行实验时，光屏所成清晰的像偏下，说明凸透镜的中心偏下，因此要使光屏所成的像移动到光屏中央处位置，应该使凸透镜向上移动；

（3）手指触摸到凸透镜，肯定在焦距以内，不能成实像；因此挡住了一部分射到凸透镜上的光线，因此光屏上发光体的像暗了一些。

11.（2019·天台模拟）小明利用如图装置来探究凸透镜成像规律：（1）如图所示，烛焰在光屏上成一个清晰的像。与此成像规律相同的是

。A.投影仪B.照相机C.放大镜（2）保持蜡烛和光屏的位置不变，移动透镜，能否在光屏上再次出现烛焰清晰的像?如果能，说出像的性质；如果不能，说明理由________

。（3）小明接着用此装置探究平面镜成像规律，除了把凸透镜换成薄玻璃板外，还需将光屏换成________。【答案】（1）B（2）倒立、放大、实像（3）大小相同未点燃的蜡触【解析】（1）如图所示，物距大，像距小，根据“物远像近小”可知，这时成的是倒立、缩小的实像，照相机就是根据此原理工作的，故选B；

（2）保持蜡烛和光屏的位置不变，移动透镜，当物距等于原来的像距，像距等于原来的物距时，可以在光屏上再次出现清晰的像，只是像的大小发生变化，成倒立、放大的实像；

（3）小明接着用此装置探究平面镜成像规律，除了把凸透镜换成薄玻璃板外，还需将光屏换成大小相同未点燃的蜡烛。

12.（2019·下城模拟）小叶在实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律。（1）图甲所示，一个点光源A通过凸透镜后在光屏B点处成了一个清晰像，F是该凸透镜的焦点。根据透镜的性质，在答卷上相应位置画出图中两条光线通过该凸透镜后的光线。（2）当小叶将三个元件移动到图乙所示位置时，光屏中心出现了清晰的像。则光屏上像的性质为________。（3）在图乙所示时，保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜移至________刻度处时，可以再次得到一个清晰像。【答案】（1）如图所示：（2）倒立放大的实像

（3）55cm【解析】（1）将每条入射光线与凸透镜的交点与像点B连接即可。

（2）此时物距u=25cm-10cm=15cm；像距：v=70cm-25cm=45cm；

因为物距小于像距，所以光屏上成倒立放大的实像；

（3）保持蜡烛和光屏不动，当后来的物距等于现在的像距时，还可以在光屏上找到清晰的像；现在的像距是45cm，那么后来的物距为：10cm+45cm=55cm。

13.（2019·杭州模拟）小明用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律：（1）小明首先将发光点S、凸透镜L和光屏P放置在光具座上，调整三者的高度大约在同一高度上，然后当他把发光点S移到如图甲所示位置时，发现发光点S发出的光经凸透镜折射后在光屏上恰好形成一个与凸透镜面积相等的圆形光斑，且前后移动光屏，圆形光斑面积不变，则该凸透镜的焦距是________cm；（2）然后他再用一支蜡烛S'取代发光点S，移动蜡烛S'至如图乙所示位置，若要使烛焰S'的像清晰地成在光屏P上，应将光屏向________凸透镜方向移动（填“远离”或“靠近”）；（3）当小明将光屏移动到合适的位置时，发现光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高。为了使像能成在光屏的中央，他应把蜡烛向________调整（填“上”或“下”）。【答案】（1）15.0（2）远离（3）上【解析】从凸透镜焦点射出的光线经过凸透镜后，折射光线与主光轴平行；首先将物距与焦距和二倍焦距进行比较，确定物体的位置，然后根据凸透镜成像规律确定像距的范围，最后与现在的像距进行比较，最终确定光屏的移动方向；在凸透镜成像的实验中，像的移动方向与物体的移动方向相反。

（1）前后移动光屏，光斑的面积不变，说明折射光线与主光轴平行，那么从s点发出的光线肯定是通过凸透镜焦点的，即S点到凸透镜的距离就是焦距：f=50cm-35cm=15cm；

（2）乙图中，物距是u=5ocm-25cm=25cm，因为15cm＜25cm＜30cm，所以物体在一倍焦距和二倍焦距之间，那么像肯定成在二倍焦距意外，即：v＞80cm，因此光屏向远离凸透镜方向移动；

（3）原来像的位置偏高，说明物体的位置偏低，因此应把蜡烛向上调整。

14.（2019·杭州模拟）小岩在实验室利用光具座探究凸透镜成像的规律，如图所示的位置时，在光屏的中心呈现一个清晰的像。（1）蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的________方。（2）若此时蜡烛与光屏的距离大于四倍凸透镜的焦距且保持不变，仅向左移动凸透镜，光屏上再成清晰的像时，像的性质是________。（3）若此时换成焦距更小的凸透镜，如果保持蜡烛与凸透镜的位置不变，要使光屏上呈现一个清的像，可采用的方法有

。A.将光屏向左移动适当的距离

B.将光屏向右移动适当的距离

C.给凸透镜“戴”上合适的近视眼镜

D.给凸透镜“戴”上合适的远视眼镜【答案】（1）上（2）倒立放大的实像（3）A,C【解析】（1）在凸透镜成实像时，像的运动方向与物体的运动方向相反；

（2）物体和光屏的距离一定时，当物距和像距的数值交换时，仍然成实像，但像的大小相反；

（3）当凸透镜的焦距变小时，相当于物距增大，根据“物近像远大，物远像近小”的规律判断；

（4）近视眼成像在视网膜前，用凹透镜矫正；远视眼成像在视网膜后，用凸透镜矫正。

【解答】（1）蜡烛燃烧一段时间后，长度变短，相当于火焰向下移动，这时它的像向上移动，位于光屏中心的上方；

（2）因为物距大于像距，所以这时蜡烛成的是倒立缩小的实像；蜡烛与光屏的距离大于四倍凸透镜的焦距且保持不变，仅向左移动凸透镜，光屏上再成清晰的像时，根据光路的可逆性可知，这时成的是倒立放大的实像；

（3）若此时换成焦距更小的凸透镜，如果保持蜡烛与凸透镜的位置不变，相当于物距增大了，根据“物远像近小”可知，这时像靠近凸透镜，即将光屏向左移动适当的距离；由于像成在光屏前面，相当于近视眼，可以给凸透镜戴上合适的凹透镜矫正。故选AC。

15.（2019九下·杭州模拟）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示。（1）调节光屏高度后，恰好能从光屏上观察到________的像(填像的性质)。（2）如图甲，要使像能够成在光屏的中央，应将透镜向________(上下)调整。（3）在上一步实验获得清晰的像后，小明拿来只眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，且较靠近凸透镜。结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到蜡烛清晰的像。由此可见，这只眼镜是________(填“近视”或“远视”)眼镜。【答案】（1）缩小（2）下（3）近视【解析】（1）当凸透镜成实像时，根据“物近像远大，物远像近小”判断成像的性质；

（2）光屏上的像的位置随凸透镜的高度变化而变化；

（3）根据光屏的移动方向判断折射光线是发散了还是会聚了，如果光线会聚了，那么它就是凸透镜，即远视镜；如果光线发散了，它们它就是凹透镜，即近视镜。

【解答】（1）根据图片可知，这时物距>像距，根据“物远像近小”可知，光屏上成倒立、缩小的实像；

（2）据甲图可知，如果像要成在光屏中央，就必须向下移动；因为像的移动方向与凸透镜的移动方向相同，因此应将透镜向下调整；

（3）因为光屏远离凸透镜后再次看到清晰的像，说明折射光线的交点向远处移动了，即光线发散了，那么这只透镜肯定是凹透镜，即近视镜。

16.（2018·温州模拟）科学兴趣小组在做“探究凸透镜成像规律”实验时，组内三人分别设计了实验方案，部分内容如下：小明的方案小红的方案小方的方案分别把点燃的蜡烛放在一倍焦距f和二倍焦距2f处，调整光屏到凸透镜的距离，观察并记录在屏上能否成像以及所成像的特点。除小明的做法外，还把蜡烛放在大于2f的某一位置，大于f小于2f的某一位置，观察并记录对应的成像情况。把点燃的蜡烛从较远的位置逐渐靠近凸透镜，通过不断调整光屏到凸透镜的距离，观察并记录对应的成像情况，尤其是在f和2f处所成像的情况。（1）以上三种方案中，最合理的是________（选填“小明”“小红”或“小方”）的方案。（2）为了模拟远视眼的矫正，小明将两只凸透镜装在了光具座上（如图甲），其中2号凸透镜相当于图乙中人眼球结构中的________。（3）小明查阅资料发现，显微镜的镜头可以近似地看作由一块焦距较小的凸透镜（物镜，其焦距用f物表示）和一块焦距较大的凸透镜（目镜，其焦距用f目表示）组成，于是兴趣小组同学在光具座上利用不同焦距的凸透镜，通过改变两块凸透镜之间的距离（相对于改变显微镜镜筒长度），模拟显微镜成像放大倍数实验，得到如下数据：f物（厘米）1f两镜之间距离（厘米）f目（厘米）1f像放大倍数1.60.625a50.250倍20.5b1.60.625a2.50.4100倍20.5b0.42.5a50.2200倍X1/Xb表中的X的数据为________。

【答案】（1）小方

（2）晶状体（“角膜和晶状体”、“角膜、晶状体和玻璃体”、“角膜、房水、晶状体和玻璃体”都算对）

（3）0.5【解析】凸透镜成像规律是一种光学定律。在光学中，由实际光线会聚而成，且能在光屏上呈现的像称为实像；由光线的反向延长线会聚而成，且不能在光屏上呈现的像称为虚像。（1）探究规律性问题时，要去寻找普遍规律，而不能是固定的某点和某一范围的现象，所以小方的最合理；故答案为：小方；

（2）凸透镜相当于人眼的晶状体；故答案为：晶状体（“角膜和晶状体”、“角膜、晶状体和玻璃体”、“角膜、房水、晶状体和玻璃体”都算对）；

（3）对比表格中的数据，可以发现，当f物=1.6，f目=5，放大50倍；而当f物=0.4，f目=5，放大200倍；都是相差4倍，所以f物=2，f目=5，放大50倍；而当f物=X，f目=5，放大200倍；也相差4倍；X=2/4=0.5；故答案为：0.5；

17.（2017·金华模拟）某科学兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的液体透镜，并利用液体透镜探究“光的折射”和“透镜成像”，如图所示：（1）在探究“凸透镜对光线的作用”时，首先在两个透明玻璃长方体容器中充入蚊香烟雾，然后将水注入橡皮膜，制成液体透镜，再将液体透镜放置在两个玻璃容器之间，如图甲所示，让光线沿图示方向射入玻璃容器，经透镜折射后折射光线将________（选填“偏离”或“偏向”）主光轴。（2）在用液体透镜探究“凸透镜成像规律”时，蜡烛、光屏和液体透镜的位置如图乙所示，光屏上出现清晰的烛焰像，若透镜位置不动，将蜡烛移到光具座10cm刻度时，则烛焰经凸透镜所成的像是___________。A.放大、倒立的实像B.放大、正立的虚像

C.缩小、倒立的实像D.缩小、正立的实像（3）为了探究“影响液体透镜折光能力强弱的因素”，科学兴趣小组人员做了如下实验：在图甲所示的装置中，保持液体透镜的凸起程度、即形状不变，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度，此时，他们是在探究液体透镜折光能力与________是否有关，在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度，即形状不变的具体原因是凸透镜对光的偏折能力与________有关。【答案】（1）偏向（2）C（3）液体种类；凸透镜的凸起程度【解析】（1）凸透镜对光线有会聚作用，当平行光线经过凸透镜折射后向主光轴偏折；凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关；当光照到烟雾时，烟雾颗粒对光的反射方向是不同的，会发生漫反射现象，所以我们从各角度可以看到光的路径；（2）分析图象中物距和像距的大小关系，得出此时成像的特点及像距、物距与焦距的关系，从而判断当物体在10cm刻度处时物距与焦距的关系，从而得出成像的特点；（3）光的折射程度与光的传播介质有关；凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关。【解答】（1）由图可知，玻璃容器的形状相当于一个凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，经透镜折射后折射光线将向主光轴方向偏折；凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关，用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，则折射光线偏折的程度会发生改变；在玻璃容器中充入蚊香烟雾，当光照到烟雾时，烟雾颗粒对光的反射方向是不同的，会发生漫反射现象，所以我们从各角度可以看到光的路径；

（2）由图知，物距小于像距，此时成倒立放大的实像，因此物距处于1倍和2倍焦距之间，像距大于2倍焦距，物距u=40cm-25cm=15cm；像距v=70cm-40cm=30cm；由上分析得：30cm＞2f

f＜15cm＜2f；解得：7.5cm＜f＜15cm；将蜡烛移到光具座的10cm刻度处时，物距u=40cm-10cm=30cm，处于2倍焦距之外，所以成倒立缩小的实像；所以C选项正确；

（3）在图甲所示的装置中，保持液体透镜的凸起程度、即形状不变，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度，此时，他们是在探究液体透镜折光能力与液体的种类是否有关，在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度，即形状不变是因为凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关；

18.（2021·鹿城模拟）科学兴趣小组同学发现利用播种机对谷粒进行播种时，有少量谷粒因与机器摩擦而损伤。为了比较不同材质的薄板对谷粒的摩擦力大小，他们采用如图所示的装置进行了探究，具体步骤如下：①取含水率为10.7%的同一品种谷粒若干，用泡沫胶单层均匀固定在水平测试台上。②将一定厚度和大小的薄钢板平放在谷粒上方，并在钢板上方放置一定质量的配重。③用弹簧测力计水平匀速拉动钢板，记录弹簧测力计的读数F，重复操作3次。④将钢板替换为形状相同的铁板、亚克力板，并分别调整配重的质量，重复步骤①~③。获得实验结果如下表。实验次数拉动不同材质薄板的拉力F/牛钢板铁板亚克力板11.691.901.8221.621.951.7831.731.871.85（1）实验中每次都要调整配重的目的是________。（2）通过本实验研究，可得出的结论是________。（3）为使实验结论更具普遍性，还需选择怎样的谷粒进行进一步实验？________

。【答案】（1）保持谷粒受到薄板的压力相同

（2）相同压力下，不同材质对谷粒的摩擦力不同，铁板最大，亚克力板次之，钢板最小

（3）不同含水率的同一品种的谷粒或同一含水率的不同品种的谷粒【解析】（1）摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关；探究不同材质的薄板对摩擦力的影响时，必须控制压力相等。实验中每次调整配重，其实就是保持薄板对谷粒的压力相同。

（2）根据表格数据，根据控制变量法的要求描述实验结论；

（3）实验中只研究了一种含水量的谷粒，并没有他那就其它含水率、其它品种的谷粒，可从这两个方面增加实验，使实验结论更具有普遍意义。【解答】（1）实验中每次都要调整配重的目的是：保持谷粒受到薄板的压力相同；

(2)、通过本实验研究，可得出的结论是：相同压力下，不同材质对谷粒的摩擦力不同，铁板最大，亚克力板次之，钢板最小；

（3）为使实验结论更具普遍性，还需选择不同含水率的同一品种的谷粒或同一含水率的不同品种的谷粒进行进一步实验。

19.（2020·三门模拟）某同学学习了“研究影响滑动摩擦力大小的因素”后，做了如下实验：同种材质且体积相等、质量都为500g的A、B两个木块，放在一长木板上进行实验，实验中保证水平匀速拉动弹簧测力计，实验过程及结果如图所示。（1）图甲中物体运动的速度大小为v1，图乙中物体运动的速度大小为v2，实验过程中，关于v1和v2的大小，下列说法正确的是

。A.v1一定大于v2B.v1一定小于v2

C.v1一定等于v2D.v1可以大于、等于或小于v2（2）图丁中拉动物体A、B一起匀速运动，拉力F4的大小为________N。（3）在甲乙丙丁实验中，对比________实验，可以得出A木块与B木块表面粗糙程度不同。【答案】（1）D（2）4.4（3）甲、丙或乙、丁【解析】（1）滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关，只要保持物体做匀速直线运动，那么它受到的摩擦力就与测力计的示数相等；

（2）当接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比，根据丙、丁两图计算即可；

（3）探究滑动摩擦力的大小与表面粗糙程度的关系时，必须控制压力相等而改变接触面。【解答】（1）图甲中物体运动的速度大小为v1，图乙中物体运动的速度大小为v2，实验过程中，v1可以大于、等于或小于v2，故选D；

（2）对比丙和丁，接触面的粗糙程度相同，而丁对地面的压力等于丙对地面压力的2倍，那么丁中物体受到的摩擦力就是丙图中的2倍，即f=2.2N×2=4.4N；

（3）甲丙两图中，压力相同但接触面不同；乙丁两图中，压力相同但接触面不同，因此对比甲、丙或乙、丁实验，可以得出A木块与B木块表面粗糙程度不同。20.（2020·南浔模拟）某科学兴趣小组探究“滑动摩擦力大小与压力、重力二个因素是否有关”，设计了如图装置：在水平放置的台式测力计上放质量不计的白纸，再在白纸上压金属盒，右边连弹簧测力计，弹簧测力计右端固定，左边用手拉白纸。（1）为了测出滑动摩擦力的大小，弹簧测力计读数时有什么要求？

A.白纸、金属盒都必须匀速运动

B.白纸必须匀速运动、要等金属盒停止运动

C.白纸运动可以不匀速、要等金属盒停止运动

D.白纸、金属盒都必须停止运动（2）探究小组进行了3次实验，记录如下：请根据探究记录回答：实验步骤台式测力计的示数F/N金属盒重力G/N弹簧测力计示数f/N①将金属盒放在质量不计的白纸上，在拉动白纸的过程中读出相关数据552②接步骤①，将质量不计的氢气球系在金属盒上，在拉动白纸的过程中读出相关数据351.2③接步骤②，往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计的示数为5N，在拉动白纸的过程中读出相关数据572要得出摩擦力大小与重力是否有关的结论，应对比步骤________。（3）写出本探究的结论________。【答案】（1）C

（2）①③

（3）接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力随压力增大而增大，与重力无关【解析】（1）滑动摩擦力的大小与运动速度大小无关，因此拉动白纸时，无论白纸是否匀速，金属盒和白纸之间的滑动摩擦力不变。只有金属盒静止下来时，它受到的滑动摩擦力才和测力计的拉力相互平衡，即这时测力计的示数才等于滑动摩擦力，故选C。

（2）要探究滑动摩擦力的大小与重力是否有关，就必须控制压力相等而改变重力，因此应该对比步骤①③；

（3）将①③对比可知，当金属盒的重力增大时，滑动摩擦力保持不变；对比①②可知，当压力减小时，滑动摩擦力也减小，那么得到结论：当接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力随压力增大而增大，与重力无关。21.（2019·台州模拟）在探究“影响滑动摩擦力的因素”实验中，小明用弹簧秤水平拉着木块在水平木板上匀速滑动（如图），进行了6次测定，实验数据整理如下表。（木块因纹路不同，侧面比正面粗糙）（1）小明认为滑动摩擦力的大小与弹簧秤的拉力大小相等，理由是________。（2）比较分析实验次数1、2、3或4、5、6，可以得出的结论是________。（3）比较实验次数1和4，小明发现木块受到的滑动摩擦力不同，小明认为有可能是由于接触面积的大小不同引起的。为了研究这个问题，在不增加任何辅助工具的前提下，请你简要设计实验方案________。【答案】（1）木块做匀速直线运动，拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等