2024年浙江省科学中考三轮复习：力学实验一

2024中考专项力学实验一 一、实验探究题 1．小明制作了一个可测量物体质量的装置，如图甲所示小筒与大筒均为圆柱形容器．小筒和托盘的总质量为200g，小筒底面积50cm2，高12cm，大筒中装有适量的水，托盘上不放物体时，在小筒和大筒上与水面相平的位置的刻度均为“0”，将小筒竖直压入水中，当水面距小筒底10cm时，在小筒和大筒上与水面相平位置的刻度均为最大测量值，小筒和大筒的分度值相同。把被测物体放入托盘中，读出小筒或大筒上与水面相平位置对应的刻度值，即为被测物体的质量。 （1）该装置所能测量物体的最大质量为　 　g； （2）小筒上相邻两刻度线的间距比大筒上相邻两刻度线间的距离　 　（选填“大”或“小”）； （3）他想利用此装置测算出石块的密度，操作如下，如图乙所示，将石块放入托盘中，读出大筒上的示数为m1；如图丙所示，将此石块沉入水中，读出大筒上的示数为m2，该石块密度的表达式为ρ石=　 　（水的密度用ρ水表示） 2．校园科技节举行自制潜水器项目比赛。图甲为某项目化小组设计的潜水器模型，其材质为硬质塑料瓶，塑料瓶厚度不计。内部由工作舱和水舱构成，两个舱之间密封不连通，注射器与水舱通过塑料软管相连，移动注射器活塞改变水舱中的空气体积从而改变水量，实现潜水艇的沉浮。设计要求： ⑴潜水器可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。 ⑵为保证潜水艇正常工作，应尽可能提高工作舱的体积。 ①如图甲位置，向外拉动注射器活塞，则潜水器将 ▲ （选填“上浮”或“下沉”）。 ②已知该小组同学采用的材料总质量为0.5千克，体积为800厘米。他们设计了四种方案的工作舱和水舱的体积，如表格所示。请根据设计要求，选择最合适的方案 ▲ 。（g取10N/kg） 方案 工作舱体积/厘米 水舱体积/厘米 1 550 250 2 500 300 3 480 320 4 450 350 ③图乙为潜水器的横截面示意图。某次潜水器沉浮测试过程中，潜水器经过的几个位置如图丙，O点开始向水舱内注水，潜水器开始下沉；A点向外排尽水舱中的水；B点潜水艇顶端恰好到达水面；C点潜水器弧形部分恰好露出水面；D点为潜水器最后停在水面的位置。请在图丁中画出潜水器上浮过程中浮力随上升位置变化的曲线。 3．小乐想制作一个浮力秤，他找来一个瓶身为圆柱体的空饮料瓶(图中零刻度线以上部分为圆柱体)，剪掉瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖上系一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，即制成浮力秤。使用时，只要把被测物体投入瓶中，从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量。(g取10 N/千克) （1）石块的作用是　 　。 （2） 如图1所示，秤上不放其他物体时，瓶身与水面齐平位置即为浮力秤的0刻度。若浮力秤圆柱状部分的横截面积为50厘米2，请计算图中刻度4右边对应的质量应标上多少? （3）在浮力秤中放入不同质量的物体时，浮力秤浸入水中深度也不同。若放入物体的质量为m，水面到浮力秤0刻度线之间的距离为h，则图2四个选项中，能正确表示两者关系的是　 　。 4．为证明空气浮力的存在，科学兴趣小组利用自行车气嘴、矿泉水瓶、细绳、气球等器材进行了如下实验： 步骤一：在矿泉水瓶盖和底部上各钻一个小孔，将两个自行车气嘴分别固定在瓶盖和底部，将气球用细绳与底部的气嘴绑紧，如图甲所示。打开瓶盖，使瓶内外气压一致，再拧紧瓶盖不漏气。 步骤二：关闭气嘴2，打开气嘴1；用气泵向矿泉水瓶充入气体，待手压瓶子感觉较硬时停止充气；用天平称出整个装置的质量为m1。 步骤三：关闭气嘴1，打开气嘴2；让瓶内的高压气体进入气球，至气球停止胀大；称出整个装置的质量为m2。 步骤四：比较m1与m2的大小。 （1）实验装置的气密性是本实验成功的关键，写出一种检查图甲装置气密性的方法：　 　。 （2）本实验能验证气球在空气中受到浮力，其依据是m1　 　m2。 （3）实验中，小组同学发现气球与气嘴2之间漏气，于是设计了如图乙所示的改进型实验装置：将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上，调节配重质量使二者保持静止，用气泵往密闭玻璃容器内缓慢压入空气，观察到 　 　现象，说明金属球受到空气浮力的作用。 5．某项目化学习小组同学制作”浮漂器”，成功地验证了阿基米德原理。 [选材制作]选取溢水杯、泡沫块、托盘和粗铁丝、细铁丝等材料制作成”浮漂器”。”浮漂器”的支撑杆由粗铁丝制成，下托盘由细铁丝制成。 [验证步骤] ①将”浮漂器”置于装有适量水的溢水杯中，取一小石块放在上托盘，在支撑杆上标出水位刻度线； ②将小石块改放在下托盘，往上托盘加砝码，同时用空烧杯接收溢出的水，直到水位刻度线与水面相平； ③取下砝码，把烧杯中的水全部倒入上托盘。 [结果分析]由步骤①②得出小石块所受浮力F浮=G砝码，由步骤②③得出烧杯中水的重力G排=G砝码。因此，F浮=G排，即小石块所受浮力等于其所排开的水受到的重力，从而验证了阿基米德原理。 （1）泡沫块是制作”浮漂器”的关键材料之一，”浮漂器”与密度计的原理相同，在液体中都处于　 　状态(F浮=G总)。 （2）步骤①中将”浮漂器”置于溢水杯中，判断杯中水为”适量”的依据是　 　 （3）完成步骤②③后，该组同学得出结论：烧杯中所收集水的重力等于砝码的总重力，即G排=G砝码。推测在步骤③中其观察到的现象为：　 　 6．某同学用硬度适当的塑料瓶、橡皮塞、有刻度的两端开口的细玻璃管、滴入红墨水的溶液，自制了一个简易气压计（如图所示），用它来“探究大气压随高度的变化情况”。回答下列问题： （1）液面上方是空气，分析可知瓶内的气压　 　（填“大于”“小于”或“等于”）瓶外的大气压。 （2）该同学将气压计从山下拿到山上后，细玻璃管内的液柱高度会　 　（填“上升”“下降”或“不变”），这说明了大气压随海拔高度的上升而减小。 （3）为了排除其他因素对实验结果的影响，在探究过程中除了要塞紧橡皮塞外，还应该注意　 　（写出一点即可）。 7．由于弹簧秤的量程过小，某科学兴趣小组设计了如图所示的实验方案去测量石块的重力以及液体的密度，当杠杆（自身重力不计）处于水平静止状态时，小明测量获取的实验数据如下表所示： 　 金属块的体积/厘米3 弹簧秤的示数/牛 OB的长度 OA的长度 物体处于空气中（如图甲） 150 1.8 30 10 物体浸没在液体中（如图乙） 150 1.2 30 10 （1）为了完成本实验，除弹簧秤外，还需要的测量工具有 　 　。 （2）根据图甲以及表中的数据可求得石块的重力为 　 　牛。 （3）根据图乙以及表中的实验数据，计算容器中液体的密度 　 　。（请写出计算过程） 8．小宁用电子密度计测量盐水的密度。电子密度计主要由玻璃砝码、挂钩测量支架等组成。测质量时，示数由测量支架所受的拉力大小决定。 步骤1：如图(a)中显示的20.00 g表明是质量为20.00 g的砝码对支架产生的拉力。 步骤2：如图(b)所示，将玻璃砝码浸没在纯净水中，示数变小，此时测量支架所受拉力相当于11.00 g的物体所产生的拉力，按下“密度”键后，电子密度计能依据阿基米德原理换算出纯净水的密度为0.99g/cm3，如图(c)所示。 步骤3：提起玻璃砝码并擦干，再浸没在待测盐水溶液中，示数变为9.00 g，如图(d)所示。 （1）玻璃砝码在步骤2所受的浮力F1　 　步骤3中所受的浮力F2(填“大于”“小于”或“等于”) （2）通过实验测得，该盐水的密度最接近于　 　g/cm3。 9．小乐用表面贴有白纸的木板、弹簧、指针、金属块、细线等制作了一个液体密度计。如图所示，弹簧下端挂上金属块后，指针静止时的位置标为A；将金属块浸没在水中(不接触容器)，指针静止时的位置标为B并记为1.0；将金属块浸没于密度为0.8 g/cm3的酒精中(不接触容器)，在指针静止时的位置标为C并记为0.8。 （1）C处应在B处的　 　(填“上方”或“下方”)。 （2）B与C的中点处标记的值　 　(填“>”“=”或“<”)0.9。 （3）A处应标记的值为　 　。 10．在星期六学校组织的科学托管课上，小宁对如图实验产生了兴趣：B、C是体积均为10cm3的实心铜块。当B浸没在酒精中时，木块A恰能在水平桌面上向左匀速运动。(ρ铜=8.9 g/cm3，ρ水=1g/cm3，ρ酒精=0.8g/cm3，B始终在液体中，液体与B之间的摩擦以及滑轮出的摩擦均忽略不计)他提出了猜想：其他条件不变，如果酒精更换成水，实验结果是否一样?在老师的帮助下，他进行了下列实验： （1）B、C是体积均为10cm3的实心铜块，当B浸没在水中时，木块A受到的摩擦力为　 　N。则木块A会　 　(填“向左运动”“向右运动”或“静止”) （2）接着通过实验，他用　 　g铜块D替换C，能使A在水平桌面上向右匀速运动。 11．某学校科学社团布置学习小组制作密度计，制作步骤如下： ①取一根粗细均匀，横截面积为S的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。 ②将吸管放到水中的情景如图甲所示，测得浸入的长度为H；放到另一液体中的情景如图乙所示，浸入的长度为h。则经过推导分析，ρ液=　 　(ρ水、h、H表达)。 实验次数 1 2 3 4 5 液体密度ρ/gcm-2 0.8 0.9 1.0 1.1 1.25 浸入深度h/ (cm) 6.3 6.3 5 4.5 4 学习小组做了5次实验，数据如上表。根据图甲在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3，下同)，再根据其余数据标出了0.8、0.9、1.1的刻度线(图中未画出)。结果发现，1.1刻线是在1.0刻线的　 　(填“上”或“下”)方，相邻刻度间距　 　(填“均匀”或“不均匀”)。为检验刻度误差，学习小组取来食用油，先用天平和量筒测量其密度，然后再用这个密度计测量密度，但操作时却出现如图丙所示的情形，在不更换食油的情况下，你认为小明可以进行怎样的尝试：　 　。 12．“飞机迷”小王学习了流体压强知识后，他想探究飞机升力大小与哪些因素有关。他猜想：升力大小与机翼形状、飞机飞行速度和飞机的仰角（机翼轴线与水平气流方向的夹角）有关。 （1）小王制作了如图甲所示的飞机机翼模型，机翼做成该形状是利用了　 　； （2）他利用如图乙和丙的电风扇、升力测力计、飞机模型进行实验探究。在探究升力与仰角的关系时，按以下步骤进行： ①调节使风扇风速最大，并使飞机模型的仰角为0°，记录测力计的示数，多次实验求平均值； ②改变　 　，重复步骤①并计算升力平均值； ③得到“升力与仰角的关系”的图像如图丁。由图像可知：飞机速度一定时，仰角增大，升力会　 　（填序号）； A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 （3）资料显示：本实验结论与实际相符，若某飞机以80km/h做水平匀速直线飞行，仰角为，后来以500km/h做水平匀速直线飞行时的仰角为（、在15°和20°之间），则仰角　 　（选填“>”“＜”或“=”）。 13．实验小组设计了一个利用刻度尺、细线、质量未知的钩码和杠杆测量石块密度的实验方案，如图所示。 （1）调节杠杆平衡。杠杆静止时如图甲所示，此时应向　 　调节杠杆的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，其目的是：　 　； （2）测量石块密度。 ①把石块挂在杠杆右侧A处，在杠杆左侧B位置挂上钩码，使杠杆水平平衡，如图乙所示，用刻度尺测量出OA的长l1； ②保持钩码及位置B不动，把石块全部浸没装有水的烧杯中；移动石块位置，使杠杆水平静止，如图丙所示，测量出长l2； ③石块密度表达式：ρ石=　 　。（用测量的物理量符号和ρ水表示） 14．善于奇思妙想的小强及其兴趣小组在实验室（温度为20℃）进行综合实验。 （1）该小组想研究“密度计的工作原理”。图甲所示是密度计的简化模型，在一根粗细均匀的玻璃管内放一些小铅粒使其能竖直漂浮在液体中，设玻璃管浸入液体的深度为h液，该液体密度为ρ液，密度计漂浮在水中时浸入水中的深度为h水，水的密度为ρ水，则浸入液体的深度h液＝　 　（用给出的物理量表示）。 （2）该小组想继续探究“某液体的密度和温度的关系”，设计了如图乙所示装置，长为0.6m的绝缘轻质杠杆ab悬挂在高处，可绕O点转动。杠杆a端的轻质细线悬挂一体积为1×10﹣3m3的实心合金块，浸没在烧杯内的液体中。b端轻质细线悬挂的铜柱在上下移动时能带动滑片P移动。滑片P重力和摩擦不计。 ①若电源电压为3V，滑动变阻器标有“100Ω 1A”字样。在电路中串联一个量程为0～15mA的电流表，为保证电路安全，定值电阻R的最小阻值是 　 　Ω。 ②小强在给该液体加热过程中发现，电流表示数减小，则可得出该液体的密度随温度升高而 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）（除烧杯内的液体外，装置中其他物体的热胀冷缩忽略不计，合金块始终浸没）。 （3）该小组还想利用此装置继续测量该合金块的密度。已知该烧杯中液体在温度为20℃时计的密度为1.1×103kg/m3。杠杆水平平衡时，铜柱质量为2kg，点O距杠杆b端0.2m。则合金的密度是 　 　kg/m3（g取10N/kg）。 15．下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：(本实验均使用轻质杠杆)实验1：在直杠杆水平平衡时(如图甲所示)进行实验，记录多组数据。得出：(注：和分别表示支点到和的作用点的距离)。在直杠杆倾斜平衡时(如图乙所示)进行实验，也得到了同样的结论。该结论适用于所有平衡时的杠杆吗? 实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即： ▲ 。 实验次数 1 1.0 10.0 0.5 21.3 20.1 2 1.5 20.0 1.0 31.7 29.8 3 2.0 30.0 2.5 25.5 24.0 和(支点到力的作用线的距离)这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢?研究小组的同学观察到：支点到的作用点的距离与支点到的作用线的距离是相等的。研究小组的同学又进行了实验。 实验3： ①移动钩码，使杠杆 ▲ 并使杠杆处于平衡状态。 ②记录和。 ③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平倝时的多组和。 ④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。最后，通过科学思维，得出所有杜杆的平衡条件都是。杜杆的平衡条件可用于解释许多杜杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用杜杆的平衡条件作出合理解释。 请回答： （1）在研究一侧弯曲的杜杆时，发现的一个新的等量关系是　 　。 （2）将实验3中的(1)填写完整　 　。 （3）“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为　 　。通过探究杜杆平衡条件的实验，使我们深深认识到建立这一科学量的价值。 （4）用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是　 　。 16．实验是科学研究的重要手段。 （1）小科在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相邻刻度间的距离相等。 ①杠杆在如图甲所示的位置静止时 　 　（填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态。 ②如图乙所示，杠杆水平位置平衡后，在A点挂了2个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆保持水平平衡，此时弹簧测力计的示数应为 　 　N。 （2）如图丙为水流抽气泵的结构示意图，当水不断地从上往下流动时A的气压会　 　（填“大于“小于”或“等于”）待抽气容器，请利用前一空的结论分析图丁中的过滤方式与普通过滤具有的优点是 　 　。 17．某实验小组用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素，木块挂在测力计下，其右侧面与竖直传送带接触， 装置左侧有可旋转的螺杆对其施加不同的压力，启动电动机使传送带转动，通过测力计的读数即可计算出木块所受的摩擦力。部分实验数据如表： 实验次数 木块重力(N） 螺杆旋转的圈数（圈） 测力计示数（N） 摩擦力(N）： 1 0.60 1 0.70. 0.10 2 0.60 2 0.82· 0.22. 3 0.60. 3 0.95 0.35 4 1.20 1 1.30 0.10 5 1.80 1 1.90 ? （1）该实验用螺杆旋转圈数的多少来表示木块与传送带之间压力的大小，这里运用的实验方法为　 　。 （2）比较 1、4 次实验的数据可知，滑动摩擦力大小与　 　无关。 （3）在实验过程中，传送带转动的方向为　 　。（选填“顺时针”或“逆时针”） （4）第 5 次实验中，木块受到的滑动摩擦力大小是　 　N。 答案解析部分 1．【答案】（1）300 （2）大 （3） 【解析】【分析】（1）当水面距小筒底10cm时，根据阿基米德原理计算出装置受到的浮力，根据漂浮条件求出小筒、托盘和所测物体的重力，减去小筒和托盘的重力，然后即可求出测量物体的最大质量； （2）根据V排=V浸即可判断； （3）根据该装置可知石块质量为m1；将此石块沉入水中，读出大筒上的示数为是石块排开的水的质量m2，所以据此即可求出石块的体积，然后利用即可求出密度。 【解答】（1）当水面距小筒底10cm时，则V排=S小h=50cm2×10cm=500cm3=5×10-4m3， 则F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N。 由于小筒和托盘处于漂浮，则G总=F浮=5N； 所以； 则测量物体的最大质量m大=m总-m小=500g-200g=300g； （2）由于托盘上不放物体时，在小筒和大筒上与水面相平的位置的刻度均为“0”，当托盘上放物体时，则小筒再浸入水的体积为V浸=S小h小； 大筒中水面上升后增加的体积V排=S大h大； 由于S小＜S大，则：h小＞h大， 即：小筒上相邻两刻度线的间距比大筒上相邻两刻度线间的距离大； （3）根据该装置可知石块质量为m1；将此石块沉入水中，读出大筒上的示数为是石块排开的水的质量m2， 根据可得石块的体积为：； 则石块的密度：。 2．【答案】解：①下沉； ②最合适的方案是方案3 ③浮力的变化如图所示： 潜水艇自身重力为： 所以水舱内的水至少为：； 所以水舱内的水的体积至少为： ， 为了能够实现潜水艇下沉，水舱的水的体积需要超过，因此水舱的体积也需要超过，结合表格可知，最合适的方案是方案3 【解析】【分析】 ①潜水艇是通过改变自身重力从而实现上浮、下潜或者悬浮的，所以要让潜水艇下潜，就需要增加水舱的水量，据此分析解答； ②通过阿基米德原理的公式计算出潜水艇整个浸没在水中时的浮力大小，要实现潜水艇下潜，需要水舱的水重力加上潜水艇自身重力大于浸没时的浮力才行，在满足条件的情况下，工作舱的体积要尽可能的大。 ③当潜水艇整个在水下时，浮力最大，而由于排开水的体积不变，所以只要未露出水面，浮力就不变；露出水面的过程浮 力在变小；漂浮在水中时浮力最小，浮力等于重力。 【解答】①如图甲位置，向外拉动注射器活塞，则水舱内进水，使潜水器的重力增大，则潜水器将下沉； ②实现潜水艇下潜，需要水舱的水重力加上潜水艇自身重力大于浸没时的浮力才行。 潜水艇浸没时所受的浮力为：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×800×10-6m3=8N； 潜水艇自身重力为：G=mg=0.5kg×10N/kg=5N； 所以水舱内的水至少为：G水=F-G=8N-5N=3N； 所以水舱内的水的体积至少为：， 为了能够实现潜水艇下沉，水舱的水的体积需要超过300cm3， 因此水舱的体积也需要超过300cm3， 结合表格可知，最合适的方案是方案3； ③从A到B过程中，潜水艇还未露出水面，故排开水的体积不变，浮力不变；B点开始露出水面，从B到C过程中排开水的体积变小，浮力变小，由于潜水艇顶部是圆弧形的，若潜水艇匀速露出水面，则排开水的体积减小的会越来越快，直到圆弧部分全部露出水面；从C到D过程则是排开水的体积均匀减小，所以浮力也是均匀减小，D点处于静止，之后浮力不再变化，浮力等于潜水艇自身重力。 所以画得如下图所示： 3．【答案】（1）使浮力秤能够竖直地漂浮在水中 （2）解：V排=50 cm²×4cm=200cm³ F浮=ρgV排=1×10³kg/m³×10N/kg×200×10-6m³=2N （3）B 【解析】【分析】 （1）从空饮料瓶受到的重力和石块受到的重力比较，从而可知如果没有石块，整套装置的重心将会高于浮力的作用点，在浮力和重力的作用下，浮力秤容易歪斜。 （2）设被测物体的质量为m，瓶身浸入的深度增加值为h，根据阿基米德原理和物体的漂浮条件得出m与h的关系式；根据上面得出的m与h的关系式求出刻度4cm对应的质量。 （3）根据h与m的关系式即可判断图像。 【解答】 （1）石块受到的重力远大于空饮料瓶受到的重力，所以放入石块后浮力秤的重心较低，并低于浮力的作用点，如图所示，当浮力等于重力时，浮力秤将竖直漂浮在水中；如果没有石块，整套装置的重心将会高于浮力的作用点，在浮力和重力的作用下，浮力秤容易歪斜，难以竖直漂浮在水中，所以石块的作用是可以使浮力秤能够竖直地漂浮在水中 。 （2）设被测物体的质量为m，圆柱状部分的横截面积为S，在浮力秤中放入被测物体后，瓶身浸入的深度增加值为h，则浮力秤再次漂浮时，增大的浮力等于增大的重力，即：ΔF浮=G物，即：ρ水gSh=m物g，所以，m物=ρ水Sh，图中刻度4，即h=4cm时，物体的质量m物=ρ水Sh=1.0g/cm3×50cm2×4cm=200g。 （3）根据m物=ρ水Sh可知：，即h与m物成正比，其图像是过原点的一条倾斜直线，所以B图符合。 4．【答案】（1）用天平称出整个装置的质量为m1保持不变 （2）＞ （3）金属球会上升，配重下降 【解析】【分析】物体在空气中受到浮力的原因为物体在空气中受到大小不等的上下表面压力形成的。 【解答】（1）为验证其装置的气密性，应在充气后称量其总质量是否发生变化； （2）若气球受到浮力，在称量时气球受到向上的浮力（向上托住气球），使称量值变小，故m1>m2； （3）当往其中充入空气时，由于金属球体积大于配重块，故金属球受到的竖直向上的浮力更大，故金属球上升，配重下降。 故答案为：（1）用天平称出整个装置的质量为m1保持不变；（2）>；（3）金属球会上升，配重下降 5．【答案】（1）漂浮 （2）将小石块放入上托盘时，有少量水溢出 （3）溢水杯中的水刚好到溢水口处，水位刻度线与水面相平 【解析】【分析】 （1）密度计的使用原理：密度计在使用时始终处于漂浮状态，即浮力大小等于重力大小，浮力不变； （2）杯中水为“适量”的依据是泡沫块可以浸没水中但又不会使水溢出； （3）两重力相等直观的现象是具有相同的作用效果。 【解答】 （1）密度计的使用原理：密度计在使用时始终处于漂浮状态，即浮力大小等于重力大小，浮力不变，所以“浮漂器”的原理为：使用时在液体中始终处于漂浮状态； （2）判断杯中水为“适量”的依据是泡沫块可以浸没水中但又不会使水溢出； （3）两重力相等直观的现象是有相同的作用效果，即水位刻度线与水面相平。 故答案为：（1）漂浮；（2）泡沫块可以浸没水中但又不会使水溢出；（3）水位刻度线与水面相平。 6．【答案】（1）大于 （2）上升 （3）保持瓶内水温不变 【解析】【分析】（1）瓶内气压等于外界大气压与细管内水柱产生压强之和，如果瓶内气压等于外界大气压，管内和瓶内的水面应该相平。图中细管内的水面高，说明瓶内气压大于瓶外大气压。 （2）大气压随海拔高度的上升而减小，所以将气压计从山下拿到山上后，细玻璃管内的液柱高度会上升。（3）挤压瓶子，水温升高等都会影响细玻璃管内的液柱高度。 【解答】（1）P瓶内=P外＋P水柱，由图可知，瓶内的气压大于瓶外的大气压。 故答案为：大于 （2）大气压随高度上升而减小，气压计从山下拿到山上，P外减小，由P瓶内=P外＋P水柱可知，瓶内气压不变，则水柱压强变大，所以细玻璃管内的液柱高度会上升。 故答案为：上升 （3）瓶内水温热胀冷缩也会影响水柱高度。 故答案为：保持瓶内水温不变 7．【答案】（1）刻度尺 （2）5.4 （3）1.2×103 【解析】【分析】（1）由表格数据判断出测量工具； （2）物体在空气中时，根据杠杆的平衡条件G×LOA=F×LOB算出物体的重力； （3）由图乙知当物体浸没在液体中时，根据杠杆的平衡条件（G-F浮）×LOA=F′×LOB算出物体受到的浮力，由F浮=ρ液gV排算出液体的密度。【解答】（1）由表格数据知实验中需要用弹簧秤测量物体在空气中和浸没在液体中示数，用刻度尺测量OA、OB的长度，所以除弹簧秤外，还需要的测量工具有刻度尺； （2）物体在空气中时，根据杠杆的平衡条件知G×LOA=F×LOB， 解得：； （3）由图乙知当物体浸没在液体中时，根据杠杆的平衡条件：（G-F浮）×LOA=F′×LOB， 解得：； 由F浮=ρ液gV排得液体的密度为：。 8．【答案】（1）小于 （2）1.21 【解析】【分析】（1）根据F浮力=G-F拉分析比较即可； （2）当物体浸没时，根据阿基米德原理F浮力=ρ液体gV排可知，它受到的浮力与液体密度成正比，据此列式计算出盐水的密度即可。 【解答】（1）玻璃砝码浸没在水中时，示数为11g，浸没在盐水中时示数为9g，则物体受到的拉力F2>F3。根据F浮力=G-F拉可知，砝码在步骤2中受到的浮力小于在步骤3中受到的浮力。 （2）当物体浸没时，根据阿基米德原理F浮力=ρ液体gV排可知，它受到的浮力与液体密度成正比， 即：； ； 解得：ρ盐水=1.21g/cm3。 9．【答案】（1）下方 （2）= （3）0 【解析】【分析】（1）首先根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较受到浮力的大小关系，再根据F=G-F浮比较弹簧测力计的示数大小；测力计的示数越大，指针静止时所对的位置越靠下； （2）根据阿基米德原理和二力平衡的知识得到测力计的示数与液体密度的数学关系式，然后判断二者之间的定量关系，从而确定B与C中点处的刻度值； （3）弹簧下端挂上金属块后，指针静止时的位置标为A，此时F=G，由此可知浮力发大小，据此分析A处应标记的值。【解答】（1）根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，金属块完全浸没时受到的浮力与液体密度成正比； 因为0.8g/cm3＜1g/cm3，所以标记为0.8时的浮力小于标记为1时的浮力； 根据F=G-F浮可知，标记为0.8时的弹簧测力计的示数大于标记为1时的示数，因此C处应在B处的下方； （2）当金属块完全浸没在液体中时，弹簧测力计的示数：F=G-F浮=G-ρ液gV排=-ρ液gV排+G； 其中G、g和V排都是常量，因此弹簧测力计的示数F与液体密度ρ液为一次函数关系； 所以标注的刻度值是均匀的，则因为B与C之间的示数F肯定等于这两个示数和的一半， 所以标注的刻度值应该为1和0.8的一半，即中点处的标注值等于； （3）弹簧下端挂上金属块后，指针静止时的位置标为A，此时F=G，即此时F浮=ρ液gV排=0，即ρ液=0，所以A处应标记的值是0。 10．【答案】（1）0.08；向左运动 （2）71 【解析】【分析】（1）根据G=mg计算出铜块的重力，根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g计算出铜块浸没时受到的浮力。接下来对木块A进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出木块A受到的摩擦力。 当B浸没在水中时，再根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g计算出B受到的浮力，根据F=GB-F浮'计算出A受到向右的拉力，然后与向左的拉力比较，从而确定合力方向，最终确定木块的运动方向。 根据影响滑动摩擦力的因素分析木块A此时受到摩擦力是否发生改变。 （2）当木块A向右匀速运动时，根据二力平衡的知识对其进行受力分析，得到平衡关系式，进而计算出D的重力，并计算出D的质量即可。 【解答】（1）铜块的重力G=mg=ρVg=8.9×103kg/m3×10N/kg×10×10-6m3=0.89N； B浸没在酒精中受到的浮力F浮=ρ液V排g=0.8×103kg/m3×10N/kg×10×10-6m3=0.08N； 当木块A在水平桌面上向左匀速运动时，其受摩擦力水平向右。 根据力的平衡条件可得：GC=f+GB-F浮① B、C是体积相同的实心铜块，所以GB=GC② 由①②可得f=F浮=0.08N。 当B浸没在水中时，它受到的浮力为：F浮'=ρ液'V排g=1×103kg/m3×10N/kg×10×10-6m3=0.1N； A受到水平向右的拉力F=GB-F浮'=0.89N-0.1N=0.79N； A受到水平向左的拉力为F'=GA=0.89N； 二者的合力为水平向右，因此木块A向左运动。 由于木块A对桌面的压力和接触面的粗糙程度不变，因此它受到的摩擦力不变，还是0.8N。 （2）若用铜块D替换C，当木块向右做匀速运动时，其受摩擦力水平向左。 根据力的平衡条件可得：GD+f=GB-F浮， 则GD=GB-F浮-f； 所以GD=0.89N-0.1N-0.08N=0.71N； 则铜块D的质量为：。 11．【答案】；下；不均匀；再向容器中加油或者将容器换成直径细些的 【解析】【分析】（1）从图（a）和图（b）中可以看出，吸管在水和另一种液体中，浸入的深度不同，但都漂浮，所以浮力相等，都等于自身的重力。根据浮沉条件，结合阿基米德原理F浮=ρ液gV排列出方程，从而得出h与ρ水、ρ液，及H的关系式。 （2）根据（1）得出的关系式，分析密度计浸入液体的深度与液体密度变化之间的数量关系，从而得到密度计上刻度的分布特点。 （3）根据丙图可知，密度计的下端触底，说明此时密度计受到的浮力小于重力。如果要使密度计漂浮起来，就要想办法增大它受到的浮力。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排=ρ液gSh浸分析解答即可。【解答】（1）由于吸管在（a）、（b）图中均漂浮， 则：F浮水=G，F浮液=G， 所以F浮水=F浮液， 设吸管的底面积为S，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知， ρ水gV排水=ρ液gV排液； 即ρ水gSH=ρ液gSh， ρ水H=ρ液h， 解得：； （2）根据可得：， 即密度计进入液体的深度与液体的密度变化成反比， 将上端刻度与下端刻度进行比较，得到刻度线的两个特点是：上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密； 即1.1刻线是在1.0刻线的下方，且相邻刻度间距不均匀。 （3）根据丙图可知，密度计的下端触底，说明此时密度计受到的浮力小于重力。如果要使密度计漂浮起来，就要想办法增大它受到的浮力。 根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排=ρ液gSh浸可知，此时可以增大密度计浸入的深度h，即再向容器中加油。根据V=Sh可知，当液体的体积相同时，底面积越小深度越大，即此时可以将容器换成直径更细一些的。 12．【答案】（1）流体的压强与流速的关系 （2）迎角大小；C （3）＜ 【解析】【分析】（1）根据飞机机翼获得升力的原理分析解答； （2）②根据控制变量法的要求可知，探究升力与仰角的关系时，需要控制风速相同而改变仰角大小； ③根据丁图确定升力与迎角的关系。 （3）根据升力与飞行速度和仰角大小的关系分析解答。 【解答】（1）小王制作了如图甲所示的飞机机翼模型，机翼做成该形状是利用了流体的压强与流速的关系； （2）②改变仰角大小，重复步骤①并计算升力平均值； ③由图像可知：飞机速度一定时，仰角增大，升力会先增大后减小，故选C。 （3）速度小，产生的升力小，需要角度接近15°来获取更大的升力，使得升力等于重力；速度大，产生的升力大，需要角度大于15°来获取比之前小点的升力，使得升力等于飞机重力，所以飞行升力一定时，速度越大，仰角越小，故θ1＜θ2。 13．【答案】（1）右；消除杠杆自身重力对平衡条件的影响，直接在杠杆上测出力臂 （2） 【解析】【分析】（1）调节杠杆平衡时，平衡螺母应向上翘的一端移动，让杠杆在水平位置保持静止，便于测量力臂； （2）①进行实验时，为了便于测量力臂，应使杠杆在水平位置平衡； ②③石块在空气中时杠杆右侧的拉力等于石块的重力，石块浸没在水中时杠杆右侧的拉力等于石块重力与浮力之差，结合杠杆平衡条件列出表达式求解石块的密度。【解答】（1）由图甲可知，杠杆的左端下沉、右端上翘，则杠杆的右端轻，因此应将平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂； （2）①把石块挂在杠杆右侧A处，在杠杆左侧B位置挂上钩码，使杠杆水平平衡，如图乙所示，用刻度尺测量出OA长l1， 由杠杆平衡条件可得：G钩码×OB=G石×l1 ① ②保持钩码及位置B不动，把石块浸没在装有水的烧杯中，移动石块位置，使杠杆水平静止，如图丙所示，测量出OA'长l2，此时杠杆右侧A′处的拉力F拉=G石-F浮， 此时由杠杆平衡条件可得：G钩码×OB=（G石-F浮）×l2 ② ③由Ⅰ、Ⅱ可得：G石×l1=（G石-F浮）×l2， 因为G石=m石g=ρ石V石g，F浮=ρ水gV排=ρ水gV石， 所以ρ石V石g×l1=（ρ石V石g-ρ水gV石）×l2， 解得：。 14．【答案】（1） （2）200；减小 （3）2.1×103 【解析】【分析】（1）根据密度计在水中和在被测液体中的浮力相等列出等式，结合阿基米德原理F浮=ρ液gV排求得液体的深度。 （2）①当电路中电流最大，电阻最小，滑动变阻器的阻值为零时求出定则电阻的阻值。 ②电流表示数变小，根据欧姆定律可知电路中的电阻变化，从而可知滑动变阻器阻值的变化和滑片的移动方向，根据杠杆平衡条件可知左端受到的拉力变化，从而可知物体受到的浮力变化，由阿基米德原理可知液体密度的变化。 （3）对合金块进行受力分析，杠杆在水平位置平衡，利用杠杆平衡条件，结合阿基米德原理F浮=ρ液gV排和重力、密度公式列出等式求得合金的密度。【解答】（1）密度计在水中和在被测液体中都是漂浮的，所以浮力相等，即F水浮=F液浮， 由F浮=ρ液gV排可得：ρ水gV排水=ρ液gV排液， 即：ρ水gSh水=ρ液gSh液， 所以密度计浸入液体的深度：h液=。 （2）①滑动变阻器阻值为零时，电路最大电流是：I=15mA=0.015A， 所以定值电阻最小阻值：。 ②电流表示数变小，由欧姆定律可知电路的总电阻变大，则滑动变阻器接入电路的阻值变大，那么滑动变阻器的滑片向上移动，即杠杆右端向上运动，左端下沉，杠杆左端受的拉力变大。合金块受到竖直向下的重力、竖直向处的浮力和拉力作用，即G=F拉+F浮，所以物体受到的浮力变小。由F浮=ρ液gV排可知液体的密度变小，即该液体的密度随温度升高而减小。 （3）合金块受到重力、浮力和拉力作用，物体间力的作用是相互的， 同时合金块给杠杆一个力，杠杆在水平位置平衡， 由杠杆平衡条件可得：（G合金-F浮）×Oa=G铜×Ob， 又因为物体浸没，物体排开液体的体积等于物体的体积， 由F浮=ρ液gV排和G=mg=ρgV可得，（ρgV-ρ液gV）×Oa=m铜g×Ob， 即：（ρV-ρ液V）×Oa=m铜×（ab-Oa）， 代入数据可得：（ρ×1×10-3m3-1.1×103kg/m3×1×10-3m3）×0.4m=2kg×（0.6m-0.4m）， 解得：ρ=2.1×103kg/m3。 15．【答案】（1） （2）倾斜或转动 （3）力臂 （4）图1的动力臂大于阻力臂，而图2的动力臂等于阻力臂 【解析】【分析】（1）根据表格数据分析解答； （2）根据实验目的分析解答； （3）根据力臂的定义解答； （4）根据定滑轮和动滑轮的本质分析解答。 【解答】（1） 在研究一侧弯曲的杜杆时， 根据表格数据得到新的等量关系为：F1×s1=F2×l2； （2）本实验是研究支点到F1的作用点的距离（s1）与支点到F1的作用线的距离（l1）哪个更有价值，所以应该让着两者不相等，所以应该让杠杆偏转或倾斜一定角度时，记录杠杆处于平衡时的多组F、s、l的关系； （3）科学上把支点到力的作用线的距离称为力臂； （4）图1中是动滑轮，动力臂是阻力臂的2倍，而图2中是定滑轮，动力臂等于阻力臂，所以图1中的动力臂大于图2中的动力臂，所以用图1方式提升物体比用图2方式省力。 16．【答案】（1）是；1.5 （2）小于；会加快过滤速度 【解析】【分析】简单机械中杠杆的平衡条件为F1·L1=F2·L2. 【解答】（1）杠杆的平衡条件为静止或匀速转动状态，故其处于平衡； ，所以F=FB=1.5N； （2）A处流速大，流体压强小，故气压会减小；使锥形瓶中气压也减小，漏斗上方的液体流下来速度更快； 故答案为：（1）是；1.5（2）小于； 会加快过滤速度 17．【答案】（1）转换法 （2）木块的重力 （3）逆时针 （4）0.10 【解析】【分析】（1）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。 （2）根据表格数据1和4分析滑动摩擦力是否与重力有关； （3）摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反； （4）根据二力平衡的知识分析解答。 【解答】（1）该实验用螺杆旋转圈数的多少来表示木块与传送带之间压力的大小，这里运用的实验方法为转换法。 （2）分析实验数据1和4可知，螺杆旋转的圈数相同，即对木块的压力相同，只有木块的重力不同，但是摩擦力大小相同，那么得到结论：滑动摩擦力大小与木块的重力无关。 （3）根据图片可知，木块受到滑动摩擦力的方向竖直向下，而木块的运动方向与摩擦力的方向相反，即木块相对传送带向上运动。根据相对运动的知识可知，传送带向下运动，即沿逆时针方向运动。 （4）木块受到向下的重力，摩擦力和向上的拉力，即F=G+f。根据第5组数据可知：0.18N+f=0.19N，解得：f=0.1N。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$