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18.小王用如图16甲所示的器材探究物体动能大小与哪些因素有关。他让小球从斜面上由静止释放,然后撞击静止在水平面上的木块。
(1)本实验研究的是小球在
(2)实验中通过观察
(3)让不同质量的小球从同一高度由静止释放,可以使小球到达斜面底端的
(4)小亮另外设计了图16乙所示的装置来探究小球动能的大小与质量的关系,他用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,发现木块移动的距离相同。这个设计方案
(1)本实验研究的是小球在
撞击木块时
(填“斜面上”“撞击木块时”或“撞击木块后”)的动能大小。(2)实验中通过观察
木块移动的距离
来反映小球的动能大小。(3)让不同质量的小球从同一高度由静止释放,可以使小球到达斜面底端的
速度
相同,从而探究小球的动能大小与质量
的关系。(填“质量”或“速度”)(4)小亮另外设计了图16乙所示的装置来探究小球动能的大小与质量的关系,他用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,发现木块移动的距离相同。这个设计方案
不可行
(填“可行”或“不可行”),原因是相同的弹簧压缩相同程度后,由静止释放转化的动能相同
(填“相同”或“不同”)。答案
18.(1)撞击木块时 (2)木块移动的距离 (3)速度 质量 (4)不可行 相同
解析
【分析】本实验探究物体动能大小的影响因素，需运用控制变量法和转换法：动能的大小无法直接观察，通过木块被推动的距离间接反映；研究动能与某一因素的关系时，需控制其他因素不变。对于乙图装置，弹簧压缩程度相同则弹性势能相同，转化的动能相同，无法改变小球的动能来探究质量的影响。
【解析】
(1) 实验中，小球撞击木块时对木块做功，因此研究的是小球撞击木块时的动能大小。
(2) 动能大小通过转换法体现，即观察木块移动的距离，距离越远说明小球动能越大。
(3) 不同质量的小球从同一高度释放，到达斜面底端时的速度相同，改变了小球的质量，因此探究的是动能与质量的关系。
(4) 同一弹簧压缩相同程度，其弹性势能相同，释放后转化为小球的动能相同，因此无论小球质量如何，木块移动距离相同，无法探究动能与质量的关系，故方案不可行，转化的动能相同。
【答案】(1)撞击木块时 (2)木块移动的距离 (3)速度 质量 (4)不可行 相同
【知识点】动能的影响因素、控制变量法、转换法
【点评】本题考查探究动能大小影响因素的实验，核心是控制变量法和转换法的应用，需明确实验中各操作的目的，乙图的设计错误在于未控制变量，是易出错的考点。
【难度系数】0.6
【解析】
(1) 实验中，小球撞击木块时对木块做功，因此研究的是小球撞击木块时的动能大小。
(2) 动能大小通过转换法体现，即观察木块移动的距离，距离越远说明小球动能越大。
(3) 不同质量的小球从同一高度释放，到达斜面底端时的速度相同，改变了小球的质量，因此探究的是动能与质量的关系。
(4) 同一弹簧压缩相同程度，其弹性势能相同，释放后转化为小球的动能相同，因此无论小球质量如何，木块移动距离相同，无法探究动能与质量的关系，故方案不可行，转化的动能相同。
【答案】(1)撞击木块时 (2)木块移动的距离 (3)速度 质量 (4)不可行 相同
【知识点】动能的影响因素、控制变量法、转换法
【点评】本题考查探究动能大小影响因素的实验，核心是控制变量法和转换法的应用，需明确实验中各操作的目的，乙图的设计错误在于未控制变量，是易出错的考点。
【难度系数】0.6
19. 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小华猜想浮力的大小可能与以下因素有关:Ⅰ. 液体的密度;Ⅱ. 物体受到的重力;Ⅲ. 物体的形状;Ⅳ. 物体排开液体的体积。
(1)如图17甲所示,用手把空的易拉罐按入水中,易拉罐浸入水中越深,手会感觉越吃力。这个事实可以支持猜想
(2)为了研究猜想Ⅰ和Ⅱ,用体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得它们的重力分别为4 N、4.5 N和5 N,然后进行如图17乙所示的实验:
①序号a的实验中物体A所受的浮力为
②比较序号
(3)为了研究猜想Ⅲ,将两块相同的橡皮泥(不吸水且不溶于水)分别做成不同形状,进行如图17丙所示的实验,此时两弹簧测力计的示数不同,于是得出结论:浮力的大小与物体的形状有关。同学小珍认为该结论不可靠,主要原因是
(4)小珍觉得用量筒就可以测出橡皮泥的密度,进行了如图17丁所示的操作:
①在量筒中加入适量的水,此时读数为$V_1$;
②将橡皮泥捏成小碗形,轻放入量筒中,使其漂浮在水面上,此时读数为$V_2$;
③将橡皮泥用细长针按入水中,此时读数为$V_3$。
橡皮泥的密度$\rho=$
(1)如图17甲所示,用手把空的易拉罐按入水中,易拉罐浸入水中越深,手会感觉越吃力。这个事实可以支持猜想
Ⅳ
(填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。(2)为了研究猜想Ⅰ和Ⅱ,用体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得它们的重力分别为4 N、4.5 N和5 N,然后进行如图17乙所示的实验:
①序号a的实验中物体A所受的浮力为
1
N。进一步计算得出A、B、C所受的浮力相等
(填“相等”或“不相等”),可得出初步结论:浮力的大小与物体的重力无关
(填“有关”或“无关”)。②比较序号
a、d、e
的三次实验,可得出初步结论:浮力的大小与液体的密度有关。(3)为了研究猜想Ⅲ,将两块相同的橡皮泥(不吸水且不溶于水)分别做成不同形状,进行如图17丙所示的实验,此时两弹簧测力计的示数不同,于是得出结论:浮力的大小与物体的形状有关。同学小珍认为该结论不可靠,主要原因是
没有保持橡皮泥排开液体的体积相同
。(4)小珍觉得用量筒就可以测出橡皮泥的密度,进行了如图17丁所示的操作:
①在量筒中加入适量的水,此时读数为$V_1$;
②将橡皮泥捏成小碗形,轻放入量筒中,使其漂浮在水面上,此时读数为$V_2$;
③将橡皮泥用细长针按入水中,此时读数为$V_3$。
橡皮泥的密度$\rho=$
$\frac{V_2-V_1}{V_3-V_1}\rho_水$
(用$\rho_{水}$、$V_1$、$V_2$、$V_3$表示)。答案
19.(1)Ⅳ (2)①1 相等 无关 ②a、d、e (3)没有保持橡皮泥排开液体的体积相同 (4)$\frac{V_2-V_1}{V_3-V_1}\rho_水$
解析
【分析】
本题围绕“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验展开，需结合控制变量法、称重法测浮力、阿基米德原理等知识解题：
(1) 易拉罐按入水中时，浸入深度对应排开液体体积变化，手的吃力程度反映浮力大小，据此判断对应猜想；
(2) ① 用称重法计算浮力，对比不同重力物体的浮力，分析浮力与物体重力的关系；② 探究浮力与液体密度的关系时，需控制排开液体体积相同，改变液体密度，据此选择实验序号；
(3) 探究浮力与物体形状的关系时，需控制排开液体体积相同，分析丙图实验的变量缺陷；
(4) 利用漂浮条件（浮力等于重力）和密度公式，结合量筒体积读数推导橡皮泥密度。
【解析】
(1) 用手把空易拉罐按入水中，易拉罐浸入水中越深，排开液体的体积越大，手越吃力说明浮力越大，这支持浮力与物体排开液体的体积有关，对应猜想Ⅳ。
(2) ① 序号a中，物体A的重力$G_A=4\ \mathrm{N}$，弹簧测力计示数$F_{\mathrm{拉}A}=3\ \mathrm{N}$，根据称重法，A所受浮力$F_{\mathrm{浮}A}=G_A-F_{\mathrm{拉}A}=4\ \mathrm{N}-3\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{N}$；同理，B的重力$G_B=4.5\ \mathrm{N}$，$F_{\mathrm{拉}B}=3.5\ \mathrm{N}$，$F_{\mathrm{浮}B}=4.5\ \mathrm{N}-3.5\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{N}$；C的重力$G_C=5\ \mathrm{N}$，$F_{\mathrm{拉}C}=4\ \mathrm{N}$，$F_{\mathrm{浮}C}=5\ \mathrm{N}-4\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{N}$，三者浮力相等，而物体重力不同，说明浮力大小与物体的重力无关。
② 探究浮力与液体密度的关系，需控制排开液体体积相同，液体密度不同，序号a（水，A浸没）、d（酒精，A浸没）、e（浓盐水，A浸没）符合要求，故填a、d、e。
(3) 探究浮力与物体形状的关系时，应控制排开液体的体积相同，丙图中两块橡皮泥形状不同，但排开液体的体积也不同，没有控制排开液体体积相同，因此结论不可靠。
(4) 橡皮泥漂浮时，浮力等于重力，即$G=F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}g(V_2-V_1)$，橡皮泥的质量$m=\frac{G}{g}=\rho_{\mathrm{水}}(V_2-V_1)$；橡皮泥浸没在水中时，体积$V=V_3-V_1$，所以密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{V_2-V_1}{V_3-V_1}\rho_{\mathrm{水}}$。
【答案】
(1) Ⅳ；(2) ①1；相等；无关；②a、d、e；(3) 没有保持橡皮泥排开液体的体积相同；(4) $\frac{V_2-V_1}{V_3-V_1}\rho_{\mathrm{水}}$
【知识点】
浮力的影响因素；称重法测浮力；密度的计算
【点评】
本题是探究浮力相关因素的实验题，重点考查控制变量法的应用，以及称重法、漂浮条件、密度公式的综合运用，需要学生掌握实验设计的控制变量原则，难度适中，适合中等水平学生解答。
【难度系数】
0.6
本题围绕“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验展开，需结合控制变量法、称重法测浮力、阿基米德原理等知识解题：
(1) 易拉罐按入水中时，浸入深度对应排开液体体积变化，手的吃力程度反映浮力大小，据此判断对应猜想；
(2) ① 用称重法计算浮力，对比不同重力物体的浮力，分析浮力与物体重力的关系；② 探究浮力与液体密度的关系时，需控制排开液体体积相同，改变液体密度，据此选择实验序号；
(3) 探究浮力与物体形状的关系时，需控制排开液体体积相同，分析丙图实验的变量缺陷；
(4) 利用漂浮条件（浮力等于重力）和密度公式，结合量筒体积读数推导橡皮泥密度。
【解析】
(1) 用手把空易拉罐按入水中，易拉罐浸入水中越深，排开液体的体积越大，手越吃力说明浮力越大，这支持浮力与物体排开液体的体积有关，对应猜想Ⅳ。
(2) ① 序号a中，物体A的重力$G_A=4\ \mathrm{N}$，弹簧测力计示数$F_{\mathrm{拉}A}=3\ \mathrm{N}$，根据称重法，A所受浮力$F_{\mathrm{浮}A}=G_A-F_{\mathrm{拉}A}=4\ \mathrm{N}-3\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{N}$；同理，B的重力$G_B=4.5\ \mathrm{N}$，$F_{\mathrm{拉}B}=3.5\ \mathrm{N}$，$F_{\mathrm{浮}B}=4.5\ \mathrm{N}-3.5\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{N}$；C的重力$G_C=5\ \mathrm{N}$，$F_{\mathrm{拉}C}=4\ \mathrm{N}$，$F_{\mathrm{浮}C}=5\ \mathrm{N}-4\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{N}$，三者浮力相等，而物体重力不同，说明浮力大小与物体的重力无关。
② 探究浮力与液体密度的关系，需控制排开液体体积相同，液体密度不同，序号a（水，A浸没）、d（酒精，A浸没）、e（浓盐水，A浸没）符合要求，故填a、d、e。
(3) 探究浮力与物体形状的关系时，应控制排开液体的体积相同，丙图中两块橡皮泥形状不同，但排开液体的体积也不同，没有控制排开液体体积相同，因此结论不可靠。
(4) 橡皮泥漂浮时，浮力等于重力，即$G=F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}g(V_2-V_1)$，橡皮泥的质量$m=\frac{G}{g}=\rho_{\mathrm{水}}(V_2-V_1)$；橡皮泥浸没在水中时，体积$V=V_3-V_1$，所以密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{V_2-V_1}{V_3-V_1}\rho_{\mathrm{水}}$。
【答案】
(1) Ⅳ；(2) ①1；相等；无关；②a、d、e；(3) 没有保持橡皮泥排开液体的体积相同；(4) $\frac{V_2-V_1}{V_3-V_1}\rho_{\mathrm{水}}$
【知识点】
浮力的影响因素；称重法测浮力；密度的计算
【点评】
本题是探究浮力相关因素的实验题，重点考查控制变量法的应用，以及称重法、漂浮条件、密度公式的综合运用，需要学生掌握实验设计的控制变量原则，难度适中，适合中等水平学生解答。
【难度系数】
0.6
