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。

m 实验原理： ρ= V

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V 1

（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V 2；

m m 实验结论： ρ=＝ V v 2－v 1

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V 1

（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V 2；

m m 实验结论： ρ=＝ V v 2－v 1

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。

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：ρ金＝ G ρ水 G -F

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

F m G G ＝ρ水 V 金＝ 浮 ρ金＝ ＝V gV G －F ρ水g

《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：ρB ＝。

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：ρB ＝ G -F 'ρ水 G -F

【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；

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 ρ牛gh 牛＝ρ水gh 水牛奶的密度：ρ牛＝ h 水

h 牛ρ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m 0；

2. 将适量的水倒入烧杯中，用天平测出烧杯和水的总质量m 1，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m 2。

实验结果：

∵ 因为水和牛奶的体积相等，

V 牛＝V 水

m 牛m 水m m －m 0 ∴ ρ牛牛ρ水2ρ水m 水m 1－m 0ρ牛ρ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：

（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

∴ ρ牛V 牛＝ρ水V 水

ρ牛h 牛S ＝ρ水h 水S h 水 ρ牛h 牛＝ρ水h 水 即 ρ牛＝

ρ水h 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ρ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ρ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ρ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L o ；

（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ρ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：

①在量筒内倒入适量的水，记下量筒的示数为V0；

②使空牙膏皮漂浮在量筒中，记下量筒的示数为V1；

③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： ρ

=

V -V ρV -V

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V 1，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V 2，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V 3，如图丙。 求：石块的密度。

10水20

3

图甲 图乙 图丙

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L 1；

（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。

(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ρ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m 1，如图15所示，则m 1＝ __________ 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

3＝ __________ cm；

（4）用天平测量烧杯和剩余液体的总质量m 2＝110g ；

3（5）根据以上数据，计算出这种液体的密度是___________g/cm。

图15

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：________________________。

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ρ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ρ水表示）及金属块的密度表达式。（4分）

刻度尺 装有适量水的圆柱形水槽 小容器 小金属块 细线

实验步骤：

金属块密度（ρ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l 0；

（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ρ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ρ液的表达式：ρ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

图23 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m 1；

（2）在烧杯中放入适量的水，用天平测量烧杯和水的质量m 2；

（3）__________________，在右盘中添加砝码m 3，使天平重新平衡；

（4）计算出金属块的密度为：ρ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。

图24

（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m 3；

（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m 1， m 1=18g

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ρ油的表达式和计算结果。

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．

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 ρ=m 1ρ水m 3-m 2

41. （1）m 3= 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m 2，m 2=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m 3，m 3=33.2g.(1分)

ρ油=

（3）

m 3-m 1ρ水=0. 76g /cm 3m 2-m 1 (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 ρ=G ρ水G -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，判断像与物两点是否重合）。

答案：（1）反射光线、入射光线和法线在同一平面内 光的反射现象中光路是可逆的

///（2）像和物的大小相等 用刻度尺量出A 和A 、B 和B 、C 和C 到镜面的距离；看

///A 和A 、B 和B 、C 和C 到镜面的距离是否相等。

4．生活中的很多现象可以用学过的物理知识加以解释．下列解释错误的是

A．天气很冷时，窗玻璃上会出现冰花，这是一种凝固现象

B．“下雪不冷化雪冷”，这是因为雪在熔化时吸热

C．游泳后，刚从水中出来，感觉比较冷，这是因为人身上水分蒸发带走热量

D ．取出在冰箱中被冷冻的冰糕，放一会儿，发现包装外层出现小水珠．这是一种液化现象 解析：选A, 天气很冷时，窗玻璃上的冰花，是空气中的水蒸气遇冷直接凝华而成的，故选A.

（2011·淄博中考）关于电磁波下列说法正确的是

A 、电磁波和声波一样不能在真空中传播

B 、电磁波的应用对人体有利无害

C 、根据公式c=λf 可以推断，频率越高的电磁波，波长越短

D 、电磁波的传播速度为340m/s

【解析】选C. 本题考查了电磁波的传播及应用。电磁波可以在真空传播，强的电磁波对人

8体有害，要真空是波速是3×10m/s, 根据公式c=λf 可以推断，频率越高的电磁波，波长

越短; 所以答案选C 。某电台的电磁波波长为3 m，则它的频率是____________M H z。电磁波的家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线等，它们与人们的生活息息相关。电视机遥控器是利用 _______________来工作的。

解析：此题考查电磁波的波长、波速与频率的关系和频率不同单位的换算关系。电磁波的波

8速一定c=3×10m/s，与波长和频率的关系是：c=λf ，波长与频率成反比，则电台电磁波的

3⨯108m/s8频率是f===1×10Hz=100MHz，电视机遥控器发出的是红外线，对电视机进行λ3m c 遥控的。

答案：100 红外线