专题04 期末压轴实验题（十大题型）（考题猜想）-2024-2025学年八年级物理下学期期末考点大串讲（沪科版2024）

专题04 期末压轴实验题 考点1 液体压强动及其综合应用 考点2 估测大气压（含传感器） 考点3 探究浮力的大小与哪些因素有关 考点4 验证阿基米德原理实验 考点5 探究浮力的大小与哪些因素有关、验证阿基米德原理综合实验 考点6 密度计 考点7 探究浮力的大小与哪些因素有关、密度计综合实验 考点8 杠杆 考点9 机械效率 考点10 探究阻力对物体运动的影响、动能和势能的影响因素及其综合实验 考点1 液体压强动及其综合应用 1．如图所示，是乐乐同学探究液体内部压强特点的实验过程。 （1）如上图是U形管压强计，使用前若发现U形管两端液面有明显的高度差，则说明 ；其调节的方法是 （选填“A”或“B”），并使U形管左右两侧的水面相平。 A．将右侧支管中高出的水倒出    B．取下软管重新安装 （2）调节好装置后，进行了实验，比较图甲、乙可知，液体内部压强与 有关； （3）在图乙中保持探头的位置不变，改变探头的方向，U形管两液面的高度差不变，表明在相同条件下，液体内部某一点向各个方向的压强 （选填“相等”或“不相等”）； （4）小静还自制了另一套装置来探究液体压强与什么因素有关。如图丁所示，在一个右侧开孔并贴上橡皮膜的塑料瓶中装入部分水，然后将瓶子放入装有盐水的烧杯中，当瓶内外液面相平时，发现橡皮膜会内凹。这个现象说明：当深度相同时， 越大，液体压强越大； （5）学完了液体压强的知识后，小静想到可以用这套装置来测量液体的密度。如图戊所示，将装有水的瓶子放入装有酒精的烧杯中，使橡皮膜变平，测量此时水面到橡皮膜中心的距离为，酒精液面到橡皮膜中心的距离为，则酒精的密度为 （用、、表示）。 （6）在图乙的实验中，保持金属盒位置不变，在容器中加入适量酒精与其均匀混合后（液体不溢出），容器底部液体压强将 ，橡皮膜受到的液体压强将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 2．小雨同学在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，进行了如图所示的操作：      （1）压强计通过U形管两支管的液面 来反应液体压强的大小，这里采用的研究方法是 法（选填“控制变量”或“转换”）； （2）组装好的压强计上的U形管 （选填“属于”或“不属于”）连通器； （3）当压强计的金属盒在空气中时，U形管两支管的液面应当相平，而她却观察到如图甲所示的情景，调节的方法是 （选填“A”或“B”）； A．将此时右边支管中高出的液体倒出 B．取下软管重新安装 （4）压强计调节正常后，小雨将金属盒先后浸入乙、丙两杯液体中，她观察到如图所示的情景，于是认为乙杯中盛的液体密度较大，她的结论是 的（选填“可靠”或“不可靠”）； （5）在乙杯中，保持金属盒在液体中的深度不变，转动金属盒中橡皮膜的朝向，发现U形管两支管液面不变，说明同一深度的同种液体内部向各个方向的压强 ； （6）小雨在此基础上做了如图丁所示拓展实验。她将两端开口的玻璃管的一端扎上橡皮膜并倒入水，底端橡皮膜向下凸起，然后将装有水的玻璃管缓慢插入装有某种液体的烧杯中，直到橡皮膜变平，此时测出玻璃管中水柱的高度为h1，橡皮膜到烧杯中液面高度为h2。据图丁可知该液体密度ρ ρ水 （选填“>”“<”或“=”）。用小雨测得的物理量推导出该液体密度的表达式 （水的密度用ρ水表示）。 3．游泳能有效促进青少年生长发育。小明在父亲的陪伴下去游泳馆游泳时，明显感觉水越深，呼吸越困难。他不禁猜想：液体内部的压强可能与深度有关； 为了验证猜想，回家后，他设计了如图（甲）所示的装置进行实验探究： 将橡皮膜置于空气中，U形管两侧水面应该 （选填“相平”或“不相平”）； ②轻轻按压橡皮膜，若观察到U形管两侧水面升降灵活，则可以认为U形管 （选填“漏气”或“不漏气”）； （2）调试好实验装置后，小明和爸爸进行了合作探究，下表是他们利用压强计在实验过程中所测得的部分数据； 实验序号 金属盒在水中的深度h/cm 金属盒在水中的方向 U形管两侧液面高度差/cm 1 3 朝上 2.6 2 6 朝上 5.4 3 9 朝上 8.2 4 6 朝下 8.2 5 9 朝左 8.2 6 9 朝右 8.2 ①在处理数据时，爸爸提醒小明有一组数据有问题，这一组数据的“实验序号”是 ；小明翻看智能手机上的实验视频，发现实验3、4、5、6的橡皮膜位置如图（乙）所示，他很快发现错误的原因是把 记录错了（选填“深度”、“方向”或“高度差”）； ②分析实验序号1、2、3的数据，可以得到实验结论：物体在液体中的 越大，液体压强越大； ③分析实验序号3、5、6的数据，可以得到实验结论：在同种液体的同一深度，各个方向的压强大小 ； （3）小明还提出了液体内部的压强可能与液体的密度有关的猜想。为了验证这个猜想，小明在水中加入一定量的食盐，并用玻璃棒搅拌均匀，实验装置如图（丙）所示，此时U形管两侧液面高度差为8.4cm，小明由此得到实验结论：液体的密度越大，液体内部的压强越大。对比实验方案乙和丙，可以判断出小明关于液体压强与液体密度的关系的探究方案 （选填“合理”或“不合理”），理由是 。 4．我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟创造了10909m的载人深潜纪录，这激发了某学习小组探究液体内部压强的兴趣。如图所示，学习小组将探头放到水中，探究液体内部压强的规律。 （1）实验前需要检查装置气密性好不好，检查方法是 。 （2）调节好装置，进行实验，比较图丙和图丁可知液体压强与 的关系。 （3）在图丙中保持探头的位置不变，改变探头的方向，U形管两液面的高度差 。 （4）“奋斗者”号下潜时采用水箱注水，上浮时不用水箱排水，而用抛掉压载铁的方式减重，其原因是 。利用的是图 、图 的结论。 （5）了解了液体压强的特点后，小组合作设计了一个液体密度检测仪，如图所示。内外两个容器紧密粘合在一起，内部小容器的底部为一张弹性很好的橡皮膜。 ①每次在内部小容器内装入高度为h的待测液体，橡皮膜向下突出。 ②在外部大容器内装入清水，直到橡皮膜 ，测出清水与待测液体的液面高度差。请你写出盐水的密度表达式： （用h、和表示）。 ③在清水液面对应处标注液体密度刻度，则刻度的特点是 。 A．均匀，上小下大    B．不均匀，上小下大 C．均匀，上大下小    D．不均匀，上大下小 5．如图为探究影响液体压强的因素的实验情景，甲乙丙烧杯内液面相平，所用的压强计均相同。 （1）该实验是通过U形管两侧 的来反映被测压强大小的，使用前应检查装置是否漏气，方法是用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置 （选填“漏气”或“不漏气”）。若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差，应通过方法 进行调节； A．从U形管内倒出适量的水 B．拆除软管重新安装 C．向U行管内加适量的水 （2）比较 两图，可初步得出：在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大。 （3）小东保持丙图中探头的位不变，并向容器内加入适量的浓盐水，他发现U形管两侧液面的高度差又变大了，于是得出了“在同一深度，液体的密度越大，其内部的压强越大”的结论．他的操作 （填“是”或“否”）可靠，原因是 。 （4）兴趣小组又制作了一个如图丁所示的容器，容格中问用隔板分成A、B两个容器（横截面积分别为）。隔板某高度处有一小孔O用薄橡皮膜封闭。当容器A中注入深度为的水，容器B中注入深度为的某溶液后，橡皮膜恰好没有形变，继续向容器A中注水，直到水深为，观察到橡皮膜向容器某一侧凸起，向容器B中注入液体至深度为时，橡皮膜又恢复原状，则容器B中液体的密度为 （已知）。 考点2 估测大气压（含传感器） 6．小华发现，压缩一个已经充气的气球感到很容易，但想把它压缩得很小却又很困难。由此她猜想被封闭的一定质量的气体产生的压强与体积可能有关。为此她准备了20mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细绳等，进行探究，步骤如下： （1）如图甲所示，用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度为 cm，则活塞的横截面积为 cm2； （2）把注射器的活塞推至注射器简的底端，排尽筒内的空气，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，如图乙所示。用细绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，弹簧测力计一端固定并水平放置，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒，当注射器活塞开始滑动时，弹簧测力计的示数如图乙所示为 N，此时外界大气压的数值为 Pa； （3）取下橡皮帽，拉动活塞，让活塞的底端位于注射器4mL刻度处，用橡皮帽封住注射器的小孔，确保不漏气，此时注射器内被封闭的气体体积为4mL。再按照图乙的方式操作，水平向右慢慢地拉动注射器筒，当注射器内气体体积变为8mL时，弹簧测力计的示数为10N，继续向右慢慢地拉动注射器筒，记下注射器内气体体积与对应的弹簧测力计的示数、将所测数据记录在下表中。 注射器内气体体积V/mL 8 10 12 16 20 弹簧测力计的示数F/N 10 12 13.3 ▲ 16 ①当注射器内气体体积为10mL时，注射器内气体压强为 Pa； ②当注射器内气体体积为16mL时，弹簧测力计示数为 N。 7．如图1所示是某校八班级2班科技小组做“估测大气压的值”的实验：        （1）请你帮他们将实验步骤补充完整： ①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，目的是 ，然后用橡皮帽封住注射器的小孔； ②用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒。当注射器的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为F=34N； ③如图1甲所示用刻度尺测出注射器全部刻度长L= cm，读出注射器的容积V=20mL，算出活塞的横截面积； ④最后计算出此时大气压的数值p= Pa。 （2）实验中，同学们正确使用了测量仪器，且读数正确，但发现测量结果总是有偏差，其中会使实验结果偏大是 （选填“筒内没有完全排尽空气”或“活塞与注射器筒间有摩擦”）； （3）由于实验过程中很难排尽筒内空气，活塞刚开始滑动立即读数也很难控制，组长提出利用DIS实验系统对实验做了改进，如图2所示（注射器与图乙相同），传感器和电脑可以采集到注射器内气体的压强p、活塞所受到的拉力F。若改变拉力，控制活塞匀速运动，某时刻计算机显示，F1=32N，则该实验室内，此时的大气压为 Pa。（注射器活塞与注射器筒间摩擦忽略不计） 考点3 探究浮力的大小与哪些因素有关 8．如图是“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验。（g取10N/kg） （1）由图甲可知步骤②中的金属块受到的浮力为 N，步骤④中金属块排开水的质量为 kg。 （2）分析步骤①④⑤，可探究浮力的大小与 是否有关。 （3）图乙中能正确反映弹簧测力计的示数F和金属块下表面浸入水中的深度h的关系图像是 。（选填字母，物体未接触容器底） （4）若金属块浸没在盐水中时，不小心碰到容器底且与容器底有力的作用，则测得的盐水的浮力 （选填“偏大”“偏小”或“准确”）。 （5）由图甲中所给数据计算出金属块的密度为 kg/m3。 （6）实验中小明观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时，弹簧测力计的示数越小。于是，他灵机一动，在步骤④的弹簧测力计刻度盘的7N处对应标上1.0g/cm3的字样；根据步骤⑤，他应该在弹簧测力计刻度盘的6.4N处对应标上 g/cm3，聪明的他就将弹簧测力计改装成了一个能测液体密度的密度秤。 9．小斌同学利用如图所示的实验器材和步骤探究浮力大小与哪些因素有关。 （1）本实验采用的探究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）。 （2）比较图A、D、E三图，可以得出浮力大小与 有关； （3）比较图 、C两图，可以得出浮力大小与排开液体的体积有关； （4）小斌还算出上述实验中物块浸没于水中所受浮力为 N，物块的密度为 kg/m3； （5）小斌回家后，利用刻度尺、底面积为50cm2的薄壁柱形杯和密度为0.4g/cm3的正方体塑料块测可乐的密度（塑料块不吸液体）； ①如图甲所示，他往杯中注入一定量的可乐，测出杯中可乐深度为h1=10.00cm； ②如图乙所示，将塑料块漂浮在可乐中，测出此时杯中可乐的深度为h2=10.80cm； ③如图丙所示，用细铁丝将塑料块全部压入可乐中，测出此时杯中可乐的深度h3=11.96cm。由此可测出可乐的密度为ρ可乐= g/cm3。如果步骤②③交换操作顺序，塑料块露出时表面粘有液体，则测出的可乐密度值与本次测量值相比会 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （6）物理天才小斌，他知道酒精的密度ρ酒=0.8ρ水。如图所示，利用正方体塑料块的三次竖直漂浮，并测出每次塑料块露出部分的高度分别为ha、hb、hc，还得到了未知液体的密度表达式为ρ液= 。（用数字、ha、hb、hc和ρ水表示） 考点4 验证阿基米德原理实验 10．小清利用弹簧测力计、金属块、水、小桶等器材进行了验证阿基米德原理的实验，如图甲所示。 （1）为了方便操作、减小测量误差，图甲中最合理的实验顺序是 ； A．①②③④    B．④②①③    C．④①②③    D．②①③④ （2）按照正确的实验步骤操作，图甲步骤①中弹簧测力计下悬挂物体受到水的浮力为 ，图甲步骤③中小桶内水的重力为 。当测量结果满足 时，说明阿基米德原理成立；（均用弹簧测力计示数、、、中的部分或全部表示） （3）小清对此实验进行了改进：用两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯、小桶等器材，组装成图乙中的装置。实验时逐渐向下移动水平横杆，重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中直至刚好浸没，观察到弹簧测力计A的示数逐渐减小，弹簧测力计B的示数逐渐增大。弹簧测力计A的示数变化量为，弹簧测力计B的示数变化量为。若它们的大小关系满足 （选填“>”“=”或“<”），则说明阿基米德原理成立。在这个过程中，溢水杯对升降台的压力 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （4）做完上述实验后，组员小亮想利用图乙中的装置测量一个苹果的密度，步骤如下： ①将苹果轻轻放入装满水的溢水杯中，如图丙所示（实验中的小桶容积足够大），弹簧测力计B的示数变化量为； ②将苹果取出擦干，将溢水杯加满水，再将小桶中的水倒掉擦干后，用牙签将苹果全部压入溢水杯中，如图丁所示，弹簧测力计B的示数变化量为。 则该苹果的密度表达式为 （用、和等已知物理量的符号表示）； 若步骤②中，未将溢水杯完全加满水，则所测得的苹果密度将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 11．某小组同学用如图所示装置，研究圆柱体在水中下降的过程中弹簧测力计示数和台秤示数的变化情况。他们使圆柱体在水中缓慢下降，将圆柱体下表面到水面的距离h、弹簧测力计的示数、台秤的示数记录在下表中。 实验序号 h（厘米） （牛） （牛） 1 1.0 7.7 10.3 2 2.0 7.4 10.6 3 3.0 7.1 10.9 4 4.0 6.8 11.2 5 5.0 6.5 11.5 6 6.0 6.5 11.5 (1)分析比较实验序号1~4的数据中、的变化情况及相关条件，可得出的初步结论是：圆柱体在浸入水的过程中， 。（选填“减小”、“不变”或“增大”） (2)表中实验序号 的数据表明，圆柱体在相应的位置已全部浸没在水中。 (3)表中两组数据间变化量的大小为，相应的变化量的大小为，分析比较实验序号1~6的数据，可得出的结论是：圆柱体在水中缓慢下降的过程中，与的关系是 。当圆柱体处于实验序号6的位置时，所受浮力的大小为 N。 考点5 探究浮力的大小与哪些因素有关、验证阿基米德原理综合实验 12．小亮通过如图的步骤进行了“浮力的大小可能与哪些因素有关”的实验。 (1)对A、C、D三图中的实验现象和数据进行分析，得出结论：物块浸没后，浮力的大小与深度 （填“有关”或“无关”） ； (2)分析D、E两图中的实验现象和数据，可得出结论：物块受到的浮力大小还与液体的 有关； (3)根据图中的数据，物块的重力是 N，物块的密度为 kg/m3，如考虑物体具有吸水性，则计算的结果比物块的真实密度偏 （填“小”或“大”）； (4)如图F是小亮利用不同的粗细均匀吸管制成的密度计竖直漂浮在水中时的情形，其中密度计 （选填“①”“②”或“③”）在测量其他液体密度时结果更精确。爱思考的小亮同学又进一步研究漂浮在水面上的木块受到的浮力大小是否符合阿基米德原理，他进行了如图所示的实验； (5)分析图中提供的信息，可知图丁中木块所受浮力大小为 N； (6)根据图乙和图戊测量结果可知木块排开水所受的重力为 N，由此可知漂浮在水面上的木块受到的浮力大小 （填“符合”或“不符合”）阿基米德原理。 13．创新实验小组在探究“物体受到浮力的大小与什么因素有关”，交流后他们提出了以下猜想。 猜想一：浮力的大小与物体密度有关； 猜想二：浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关； 猜想三：浮力的大小与液体密度有关； 猜想四：浮力的大小与物体排开液体的体积有关； （1）请你写出一个支持猜想三的生活现象： （合理即可）； （2）为了验证猜想，小组同学利用弹簧测力计、长方体物块（长为20cm）、溢水杯、小桶、铁架台、细线等器材设计了如图所示的装置进行实验探究（细线的质量和体积均忽略不计），其实验数据记录如下表； 序号 液体 长方体物块浸入液体中的深度h/cm 弹簧测力计A 的示数FA/N 弹簧测力计B的示数FB/N 1 水 0 4.0 0.5 2 水 10 3.5 1.0 3 水 20 3.0 1.5 4 水 40 3.0 1.5 5 酒精 0 4.0 0.5 6 酒精 10 3.6 0.9 7 酒精 20 3.2 1.3 （3）分析比较序号为1、2、3（或5、6、7）的三次实验数据可知：猜想 是正确的；分析比较序号为 的两次实验数据可知：浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 （选填“有关”或“无关”）。分析比较序号为2、6（或3、7）的两次实验数据可知：浮力的大小与 有关； （4）进一步分析实验数据可知：浸在液体中的物体所受浮力的大小 （选填“大于”、“小于”或“等于”）物体排开液体所受重力的大小； （5）小组同学用水和酒精重复进行多次实验的目的是 （填选项）； A．减小误差 B．寻找普遍规律 （6）相对于课本上探究“影响浮力大小因素”的实验装置，小组同学设计的实验装置具有的优点是 （填选项）。 A．弹簧测力计B的示数就是长方体物块所受浮力的大小 B．弹簧测力计固定，示数稳定，便于读数 考点6 密度计 14．学习了浮力知识后，科技小组的同学们想自己动手制作密度计。 【材料选取】 一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等。 【制作方案】 先将吸管两端剪平，铁丝密绕成小团后塞入吸管一端，再用石蜡将该端口堵住密封；接着，将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态。如图甲所示，用笔在吸管上标记此时水面位置O；取出吸管，量出O点至封口端的距离H，通过分析与计算，在吸管上分别确定密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3、1.2g/cm3的位置并标上密度值。使用时，将密度计静置于待测液体中，读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。 【交流分析】 （1）密度计的制作原理是利用 。制作过程中，将一些铁丝密绕成小团后塞入吸管一端作为配重，这是为了降低吸管的 ，从而让它能够竖直的漂浮在液面上； （2）O位置处的刻度值为 g/cm3； （3）吸管漂浮在其他液体中时，如图乙所示，液面下方的深度h= （用ρ水、ρ液、H表示）； （4）利用上面的计算结果发现：管壁上标注的5个刻度值，相邻两刻度值之间的距离是否相等？答： 。密度计的刻度由上至下数值逐渐变 ； 【扩展研究】 （5）若将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出，缠绕到底部外侧，其它没有变化如图丙所示，若同学们用这样“改装”后的密度计测同一液体密度，则测量结果将 ； （6）制作完毕后，同学们分别测量可乐、色拉油等液体的密度，发现色拉油的密度在1.1和1.2之间，且两刻度线的距离较小，请提出一个方法使两条刻度线之间的距离大一些，使测量结果更精确。 。 15．小江同学进行了“制作简易的密度计”的实践活动：他选用一根两端圆口的直饮料吸管，先用刻度尺测量出其总长度L，再将一些细砂粒从吸管的下端塞入作为配重，并用石蜡将吸管的下端封闭起来。 （1）小江把自制的简易密度计竖直漂浮在水中，在吸管上标出水面的位置，并测量出该位置到吸管顶端的距离为l1，进一步确定了吸管浸入水中的深度为h1。再使其竖直漂浮在某种液体中，在吸管上标出液面的位置，并测量出该位置到吸管顶端的距离为l2，也确定了吸管浸入这种液体中的深度为h2。根据以上测量的结果可得这种液体的密度ρ液 （用h1、h2和ρ水表示）； （2）小江再把这支密度计分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，当它分别竖直静止在两种液体中时，如图乙和丙所示，从观察到的现象可以判断：简易密度计所受浮力F乙 F丙，两杯液体的密度ρ乙 ρ丙；（均选填：“＜”“＞”“＝”） （3）小江把这支密度计放入一系列密度已知的液体中，每次当它在液体中处于竖直漂浮状态时，在密度计上标出与液面位置相平的刻度线，并用上述同样的方法测量出密度计浸入液体中的深度h，对照相应的液体密度值ρ，再利用收集到的数据画出了ρ﹣h图像，如图丁所示； （4）小江又用一根完全相同的饮料吸管，将更多的细砂粒从吸管的下端塞入作为配重，并用石蜡将吸管的下端封闭起来，制作成了第二支密度计。接着把这支密度计同样依次放入一系列密度已知的液体中进行实验，得到如图丁中的另一条ρ﹣h图像。他进一步研究发现对同一密度计浸入液体的深度h和对应液体的密度ρ的乘积ρh是 （变大/不变/变小）的。图丁中描述第二支密度计的ρ﹣h图像的是 曲线（“①”“②”）； （5）最后，小江把这两支密度计一起放入足够多的水中静止时，发现水面恰好与第一支密度计的最下面的刻度线齐平，与第二支密度计的最上面的刻度线齐平。若要选用这两支密度计来粗测酒精的密度，则应选用 。 A．第一支密度计 B．第二支密度计 C．都适用 D．都不适用 考点7 探究浮力的大小与哪些因素有关、密度计综合实验 16．在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验课上，勤勤和立立选用一实心物块、弹簧测力计、体积相同的水和盐水等进行探究。 （1）将实心物块挂在弹簧测力计下，然后将物块缓慢浸入水中，当物块在图甲中b、c、d位置时分别记录弹簧测力计的示数，其中图甲b中物块所受浮力大小为 N； （2）分析图甲a、b、c三次实验可以得到结论：物体在水中受到的浮力大小与 有关； （3）分析a、d、e三次实验，可知其他条件一定时，液体密度越大，物体受到的浮力 （选填“越大”或“越小”）； （4）勤勤通过a、b、c、d四次实验发现，物体浸没液体前，随着浸入深度越来越大，弹簧测力计示数一直在减小，但物体浸没之后弹簧测力计示数不变。于是得出结论：物体所受浮力的大小在浸没液体前，与浸入液体的深度有关；浸没之后与浸入液体的深度无关。勤勤的结论是 （选填“合理”或“不合理”）的，理由是 ； （5）由图甲a、d、e可知，物块的体积为 ，盐水的密度为 ； （6）在实验过程中，立立同学想用自制的“密度计”测液体的密度。他将一个吸管的底部密封，并缠上铜丝，制成简易密度计。密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮，露出液面的长度用表示，如图乙所示。立立将该密度计放入酒精中，密度计静止时为6cm，他在密度计上与液面相平的位置处标注；立立将该密度计放入水中，密度计静止时为8cm，他在密度计上与液面相平的位置处标注。利用上述数据，可计算出该密度计上密度值为的刻度线到密度计顶端的距离为 cm（忽略铜丝的体积）。 考点8 杠杆 17．小明和小红利用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件。 （1）若实验前杠杆静止如图甲所示，此时杠杆 （选填“是”或“不是”）平衡状态，可将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡； （2）实验过程中，在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，目的是为了方便 。多次实验并把数据记录在表格中。小明根据表中数据得出杠杆的平衡条件是 ； 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1 10 2 5 2 2 10 1 20 3 2 15 3 10 （3）调节杠杆平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B点挂 个钩码； （4）如图丙，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （5）探究杠杆的平衡条件后，小红利用杠杆测出了小石块的密度。步骤如下： ①如图丁（a），用细线将小石块拴好，把小石块和钩码分别挂在杠杆上，调节钩码的位置使杠杆在水平位置平衡，用刻度尺分别量出小石块悬挂处到支点的距离L和钩码悬挂处到支点的距离l； ②如图丁（b），将小石块浸没在水中，保持L不变，调节钩码的悬挂位置，使杠杆重新在水平位置平衡，测出钩码悬挂处到支点的距离为，； ③小石块的密度 。（） 18．项目学习小组想利用杆秤制作一个刻度均匀的液体密度计如图。 【查阅资料】杆秤是我国古老的质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。 （1）杆秤的工作原理是 。 【产品制作】器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。 步骤： ①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”。 ②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“？”刻度。 ③杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“1”刻度（单位）。 ④以AB两点之间长度的为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。 （2）步骤②中？为“ ”刻度； （3）在杯中加水，秤杆出现左低右高现象（如图丙），要调至水平位置平衡，秤砣应往 侧移动； 【产品检验】 方法一：用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。 方法二：根据原理计算“密度秤”刻度值进行检验： （4）小科测量图乙中的数据如下：，，、秤砣的质量为，计算该杆秤D点应标注的密度值为 ； 【产品升级】 （5）为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进措施可行的是 。 A．减小秤砣的质量        B．减少加入杯中的液体体积 C．把秤纽位置往远离杯子（秤钩）一侧移动    D．换用更细的秤杆 考点9 机械效率 19．提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，滑轮组如图1所示，实验测得的数据如表所示。 次数 物体的重力 提升的高度 拉力F/N 绳端移动的距离 机械效率 1 2 0.1 1 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3 4 4 0.2 1.8 0.6 74.1% (1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，某同学在该实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）； (2)分析第3次实验数据，求出此时机械效率的是 ； (3)分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升重物时，被提升的物体越重，机械效率 （选填“越高”、“越低”或“不变”），分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度 （选填“有关”或“无关”）； (4)小红用均为的滑轮，组装了如图2所示的甲、乙两个滑轮组（两个滑轮组都不计绳重和摩擦），在相同时间内把重物G提升相同高度，拉力，则、做功的功率 ，机械效率 （两空均选填“>”、“<”、“＝”）， 。滑轮组的机械效率之比 。 考点10 探究阻力对物体运动的影响、动能和势能的影响因素及其综合实验 20．小明同学骑自行车上学途中，要经过一段上坡路。他思考：物体以相同初速度冲上斜坡后运动的最大距离可能跟哪些因素有关呢？他和小华思考后提出以下猜想： 猜想一：可能与斜坡的粗糙程度有关； 猜想二：可能与物体的质量大小有关； 猜想三：可能与斜坡的倾角大小有关。 他们将与水平面平滑连接的长木板以角度θ（可改变）倾斜固定，并找来质量不同的小木块若干、较光滑的斜面M（物块在斜面M上滑动时可忽略物块所受的摩擦力）和轻弹簧P等实验器材进行探究。 （1）他们上网查找得知：初速度相同的汽车关闭发动机后在路面滑行时，路面越粗糙，汽车滑行的距离越短。由此他们思考认为猜想一是 （选填“正确”或“错误”）的； （2）为了验证猜想二，小明在老师的帮助下一起设计了如图甲所示的装置。实验时将质量 的小木块从斜面M的 高度自由滑下，就可以使木块以 的初始速度滑上长木板，通过比较木块冲上长木板的最大距离就可以验证猜想二（以上三格均选填“相同”或“不同”）； 小华设计了如图乙所示的装置进行实验，他认为只要让不同质量的小木块分别将同一弹簧压缩到相同程度后自由释放，也可以验证猜想二。老师告诉小华这一设计方案是不可行的，理由是： ； （3）他们保持长木板的粗糙程度和木块的初速度相同，分别改变木块的质量m和长木板的倾角θ，测得木块冲上长木板后运动的最大距离x，实验数据记录如表； m/kg 1.2 1.0 0.5 0.3 θ/° 10 20 30 30 40 45 45 50 55 55 60 65 x/m 1.76 1.57 1.45 1.45 1.38 1.37 1.37 1.36 1.37 1.37 1.39 1.42 分析数据可知： ①最大距离x与质量m （选填“有关”或“无关”）； ②最大距离x随长木板倾角θ变化的关系是：θ角增大时， 。 21．古希腊学者亚里士多德认为：如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用。而伽利略则认为：物体的运动并不需要力来维持。到底谁说得对呢？为了探究这个问题，小明和同学们设计了如图甲所示的实验。 （1）如图甲，分别让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，其目的是使小车到达平面时的 相同，实验中让小车在粗糙程度不同的水平面上滑行目的是为了探究 对物体运动的影响； （2）小车三次滑行的距离如甲所示，可以得出的结论是：小车受到的阻力越小，速度减小得 ，进一步推理可知，如果运动的物体不受力，将做 运动； （3）通过上述实验的探究，你赞同 （选填“亚里士多德”或“伽利略”）的观点； 完成上述实验后，小明想利用斜面小车还可以模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，于是设计了如图乙①②③所示的探究实验，将A、B、C三个小车先后从同一装置，高度分别为hA、hB、hC的位置滚下（mA=mB<mC，hA=hC>hB），推动小木块运动一段距离后静止，请你根据生活经验和所学的物理探究方法，对以下问题进行解答： （4）用来研究超速带来的安全隐患时，应选择图乙中的 两个图所示实验进行比较，理由是： ； （5）选择①③两图是用来模拟研究 带来的安全隐患，实验时需要控制的变量是 相同。 1 / 37 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 期末压轴实验题 考点1 液体压强动及其综合应用 考点2 估测大气压（含传感器） 考点3 探究浮力的大小与哪些因素有关 考点4 验证阿基米德原理实验 考点5 探究浮力的大小与哪些因素有关、验证阿基米德原理综合实验 考点6 密度计 考点7 探究浮力的大小与哪些因素有关、密度计综合实验 考点8 杠杆 考点9 机械效率 考点10 探究阻力对物体运动的影响、动能和势能的影响因素及其综合实验 考点1 液体压强动及其综合应用 1．如图所示，是乐乐同学探究液体内部压强特点的实验过程。 （1）如上图是U形管压强计，使用前若发现U形管两端液面有明显的高度差，则说明 ；其调节的方法是 （选填“A”或“B”），并使U形管左右两侧的水面相平。 A．将右侧支管中高出的水倒出    B．取下软管重新安装 （2）调节好装置后，进行了实验，比较图甲、乙可知，液体内部压强与 有关； （3）在图乙中保持探头的位置不变，改变探头的方向，U形管两液面的高度差不变，表明在相同条件下，液体内部某一点向各个方向的压强 （选填“相等”或“不相等”）； （4）小静还自制了另一套装置来探究液体压强与什么因素有关。如图丁所示，在一个右侧开孔并贴上橡皮膜的塑料瓶中装入部分水，然后将瓶子放入装有盐水的烧杯中，当瓶内外液面相平时，发现橡皮膜会内凹。这个现象说明：当深度相同时， 越大，液体压强越大； （5）学完了液体压强的知识后，小静想到可以用这套装置来测量液体的密度。如图戊所示，将装有水的瓶子放入装有酒精的烧杯中，使橡皮膜变平，测量此时水面到橡皮膜中心的距离为，酒精液面到橡皮膜中心的距离为，则酒精的密度为 （用、、表示）。 （6）在图乙的实验中，保持金属盒位置不变，在容器中加入适量酒精与其均匀混合后（液体不溢出），容器底部液体压强将 ，橡皮膜受到的液体压强将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 气密性好 B 深度 相等 液体密度 变大 变大 【详解】（1）[1]U形管两端液面有明显的高度差，且能保持着，说明其气密性好，没有漏气。 [2]需要将U形管液面相平，则液面上方气压也要相等，可将软管拆下重装，右侧支管倒出无法使两边上方气压相等。 故选B。 （2）[3]甲乙两个图探头朝向一样，同是在水中，但探头深度不一样，U形管液面高度差也不一样，故而说明液体压强与液体深度有关。 （3）[4]图乙中保持探头的位置不变，改变探头的方向，U形管两液面的高度差相同说明；同一液体中，相同深度，各个方向压强相等。 （4）[5]图丁中可看到橡皮膜向水的方向凸，说明该点水的压强比盐水压强小。盐水密度比水大，所以得到深度相同时，液体密度越大，液体压强越大。 （5）[6]由题可知，水对瓶底的压强等于酒精对瓶底的压强，则有 经计算的 （6）[7]容器为柱形容器，溶液对容器底部的压强可以为，加入酒精后，液体重力增大，压力增大，所以容器底部液体压强将增大。 [8]设橡皮膜到容器底部的距离为h，橡皮膜在水中的深度为h3，橡皮膜在混合液里面的深度为h4，原来液体对容器底部的压强为p0，混合液对容器底部的压强为p，则有 因为p0＜p，所以有 由因为，所以 ，故而橡皮膜受到的压强增大。 2．小雨同学在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，进行了如图所示的操作：      （1）压强计通过U形管两支管的液面 来反应液体压强的大小，这里采用的研究方法是 法（选填“控制变量”或“转换”）； （2）组装好的压强计上的U形管 （选填“属于”或“不属于”）连通器； （3）当压强计的金属盒在空气中时，U形管两支管的液面应当相平，而她却观察到如图甲所示的情景，调节的方法是 （选填“A”或“B”）； A．将此时右边支管中高出的液体倒出 B．取下软管重新安装 （4）压强计调节正常后，小雨将金属盒先后浸入乙、丙两杯液体中，她观察到如图所示的情景，于是认为乙杯中盛的液体密度较大，她的结论是 的（选填“可靠”或“不可靠”）； （5）在乙杯中，保持金属盒在液体中的深度不变，转动金属盒中橡皮膜的朝向，发现U形管两支管液面不变，说明同一深度的同种液体内部向各个方向的压强 ； （6）小雨在此基础上做了如图丁所示拓展实验。她将两端开口的玻璃管的一端扎上橡皮膜并倒入水，底端橡皮膜向下凸起，然后将装有水的玻璃管缓慢插入装有某种液体的烧杯中，直到橡皮膜变平，此时测出玻璃管中水柱的高度为h1，橡皮膜到烧杯中液面高度为h2。据图丁可知该液体密度ρ ρ水 （选填“>”“<”或“=”）。用小雨测得的物理量推导出该液体密度的表达式 （水的密度用ρ水表示）。 【答案】 高度差 转换 不属于 B 不可靠 相等 > 【详解】（1）[1][2]用U形管两侧液面的高度差的大小来反映液体内部压强的大小，这是运用了转换法。 （2）[3]上端开口，下端相连通的容器是连通器，压强计上端不都是开口的，故不属于连通器。 （3）[4]进行调节时，只需要将软管取下，再重新安装，这样的话，U形管中两管上方的气体压强就是相等的都等于大气压，当橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面就是相平的，故选B。 （4）[5]因液体压强与液体密度与所处深度均有关，故探究液体压强与液体密度的关系时，应控制压强计的金属盒所在液体中的深度相同，而由图中乙和丙可知，乙图中深度深，U形管液面的高度差大，液体内部的压强大，不能判断出液体密度的大小，故无法判断哪种液体的密度较大，故小雨的结论是不可靠的。 （5）[6]保持金属盒在此深度不变，转动金属盒的方向，U形管两侧水面的高度差不变，说明液体内部向各个方向的压强相等。 （6）[7]橡皮膜的表面相平时，液体对其向上的压强与水对其向下的压强相等。即 液体的压强和液体密度、液体深度有关，因为 所以 ， 利用测得的液体深度h2和其密度ρ，表示出p；即 同理表示出p水，即 两者相等即 由此可以求得液体的密度 3．游泳能有效促进青少年生长发育。小明在父亲的陪伴下去游泳馆游泳时，明显感觉水越深，呼吸越困难。他不禁猜想：液体内部的压强可能与深度有关； 为了验证猜想，回家后，他设计了如图（甲）所示的装置进行实验探究： 将橡皮膜置于空气中，U形管两侧水面应该 （选填“相平”或“不相平”）； ②轻轻按压橡皮膜，若观察到U形管两侧水面升降灵活，则可以认为U形管 （选填“漏气”或“不漏气”）； （2）调试好实验装置后，小明和爸爸进行了合作探究，下表是他们利用压强计在实验过程中所测得的部分数据； 实验序号 金属盒在水中的深度h/cm 金属盒在水中的方向 U形管两侧液面高度差/cm 1 3 朝上 2.6 2 6 朝上 5.4 3 9 朝上 8.2 4 6 朝下 8.2 5 9 朝左 8.2 6 9 朝右 8.2 ①在处理数据时，爸爸提醒小明有一组数据有问题，这一组数据的“实验序号”是 ；小明翻看智能手机上的实验视频，发现实验3、4、5、6的橡皮膜位置如图（乙）所示，他很快发现错误的原因是把 记录错了（选填“深度”、“方向”或“高度差”）； ②分析实验序号1、2、3的数据，可以得到实验结论：物体在液体中的 越大，液体压强越大； ③分析实验序号3、5、6的数据，可以得到实验结论：在同种液体的同一深度，各个方向的压强大小 ； （3）小明还提出了液体内部的压强可能与液体的密度有关的猜想。为了验证这个猜想，小明在水中加入一定量的食盐，并用玻璃棒搅拌均匀，实验装置如图（丙）所示，此时U形管两侧液面高度差为8.4cm，小明由此得到实验结论：液体的密度越大，液体内部的压强越大。对比实验方案乙和丙，可以判断出小明关于液体压强与液体密度的关系的探究方案 （选填“合理”或“不合理”），理由是 。 【答案】 相平 不漏气 4 深度 深度 相等 不合理 改变液体的密度时，没有控制液体的深度相同 【详解】（1）①[1]液体压强计就是利用U形管中液面的高度差来体现压强的，压强越大，U形管液面高度差越大。调节好的压强计放在空气中时，橡皮膜不受液体的压强，因此U形管两边的液面应该相平。 ②[2]若压强计的气密性好，用手指不论轻压还是重压橡皮膜时，导致U形管内两侧压强不等，水面都会升降灵活，则可以认为U形管不漏气，否则就会有漏气现象。 （2）①[3][4]根据实验序号3、5、6的数据知，同种液体深度相同时压强相等，由图乙知，第4次实验记录的实验数据中压强与3、5、6次的相同，金属盒的深度应相同，故金属盒的深度记录错误，h应为9cm，而不是6cm；金属盒的深度是指液面到金属盒的竖直距离，故不是由容器底到金属盒的距离。 ②[5]在实验序号1、2、3中，水的密度一定，由1到3，深度增大，金属盒所受压强增大。实验结论为：物体在液体中的深度越大，液体压强越大。 ③[6]已知同种液体在同一深度，由实验序号3、4、5、6知深度相同，向个各方相同，故可得结论：同种液体在同一深度处，液体向各个方向的压强都相等。 （3）[7][8]小明在水中加入一定量的食盐，并用玻璃棒搅拌均匀，液体密度变大，实验装置如图（丙）所示，液体深度也变大为9.2cm，此时U形管两侧液面高度差为8.4cm，与没加盐相比变大，即压强变大，小明由此得到实验结论：液体的密度越大，液体内部的压强越大。对比实验方案乙和丙，可以判断出小明关于液体压强与液体密度的关系的探究方案不合理，理由是改变液体的密度时，没有控制液体的深度相同。 4．我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟创造了10909m的载人深潜纪录，这激发了某学习小组探究液体内部压强的兴趣。如图所示，学习小组将探头放到水中，探究液体内部压强的规律。 （1）实验前需要检查装置气密性好不好，检查方法是 。 （2）调节好装置，进行实验，比较图丙和图丁可知液体压强与 的关系。 （3）在图丙中保持探头的位置不变，改变探头的方向，U形管两液面的高度差 。 （4）“奋斗者”号下潜时采用水箱注水，上浮时不用水箱排水，而用抛掉压载铁的方式减重，其原因是 。利用的是图 、图 的结论。 （5）了解了液体压强的特点后，小组合作设计了一个液体密度检测仪，如图所示。内外两个容器紧密粘合在一起，内部小容器的底部为一张弹性很好的橡皮膜。 ①每次在内部小容器内装入高度为h的待测液体，橡皮膜向下突出。 ②在外部大容器内装入清水，直到橡皮膜 ，测出清水与待测液体的液面高度差。请你写出盐水的密度表达式： （用h、和表示）。 ③在清水液面对应处标注液体密度刻度，则刻度的特点是 。 A．均匀，上小下大    B．不均匀，上小下大 C．均匀，上大下小    D．不均匀，上大下小 【答案】 用手轻轻挤压橡皮膜，看U形管两液面的高度差是否有明显变化，如果有明显变化，说明气密性好，否则就差 液体密度 不变 万米深处的海水压强很大，水箱内水很难排出 乙 丙 变平（或恢复原状） C 【详解】（1）[1]实验前需要检查装置气密性好不好，检查方法是用手轻轻挤压橡皮膜，看U形管两液面的高度差是否有明显变化，如果有明显变化，说明气密性好，否则就差。 （2）[2]图丙和图丁中，探头所在深度相同，液体密度不同，所以可以探究液体压强与液体密度的关系。 （3）[3]同种液体，同一深度，液体内部压强向各个方向的压强大小相等，所以在图丙中保持探头的位置不变，改变探头的方向，液体的密度和深度都没有发生改变，所以U形管左右液面的高度差不变。 （4）[4]“奋斗者”号下潜是采用水箱注水，上浮时不用水箱排水，是因为“奋斗者”号下潜到10909米深度时其受到的海水压强非常大，舱内的海水需要很大的压强才能排出舱外，所以不能像潜艇那样采用排水的方法实现上浮，而是通过抛掉压载铁的方式减重实现上浮。 [5][6]同种液体中，液体压强随深度的增加而增大。由图可知，乙、丙可知，液体密度相同，探头深度不同，在丙图中要深一些，且U形管左右液面高度差比乙图中大，压强大些，所以利用的是图乙、图丙的结论。 （5）[7]当橡皮膜变平或橡皮膜恢复原状，此时内部小容器中液体对其向下的压强和外部大容器中水对其的压强相等。 [8]由液体压强计算公式p=ρ液gh可知，橡皮膜变平，内部小容器中盐水对其向下的压强和外部大容器中水对其的压强相等，即p水=p液体，即 ρ水g（h+Δh）=ρ液gh 解得 [9]由 可知，每次实验h、ρ水相同，ρ液与Δh之间是线性关系，且ρ液随Δh的增大而增大，所以清水液面对应处标注液体密度刻度的特点是均匀，上大下小，故选C。 5．如图为探究影响液体压强的因素的实验情景，甲乙丙烧杯内液面相平，所用的压强计均相同。 （1）该实验是通过U形管两侧 的来反映被测压强大小的，使用前应检查装置是否漏气，方法是用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置 （选填“漏气”或“不漏气”）。若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差，应通过方法 进行调节； A．从U形管内倒出适量的水 B．拆除软管重新安装 C．向U行管内加适量的水 （2）比较 两图，可初步得出：在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大。 （3）小东保持丙图中探头的位不变，并向容器内加入适量的浓盐水，他发现U形管两侧液面的高度差又变大了，于是得出了“在同一深度，液体的密度越大，其内部的压强越大”的结论．他的操作 （填“是”或“否”）可靠，原因是 。 （4）兴趣小组又制作了一个如图丁所示的容器，容格中问用隔板分成A、B两个容器（横截面积分别为）。隔板某高度处有一小孔O用薄橡皮膜封闭。当容器A中注入深度为的水，容器B中注入深度为的某溶液后，橡皮膜恰好没有形变，继续向容器A中注水，直到水深为，观察到橡皮膜向容器某一侧凸起，向容器B中注入液体至深度为时，橡皮膜又恢复原状，则容器B中液体的密度为 （已知）。 【答案】 液面高度差 不漏气 B 甲、乙 否 没有控制探头所处的深度不变 1.25×103 【详解】（1）[1]本实验中是通过U形管两侧液面高度差来反映液体压强大小的。 [2]用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵敏，说明该装置不漏气。 [3]在使用压强计前，发现U形管中两侧液面已有高度差，接下来的操作是：需要将软管取下，再重新安装。故选B。 （2）[4]由甲、乙可知，液体的密度相同，探头所处的深度不同，乙中探头所在的深度较深，U形管两侧液面高度差较大，由此可知：同种液体的压强随着深度的增加而增大。 （3）[5][6]研究液体压强与密度的关系，要控制液体的深度相同；保持丙图中探头的位置不变，并向容器内加入适量的浓盐水，密度增大的同时，液体深度也增大了，没有控制液体的深度不变，因此得到的结论不正确。 （4）[7]当容器A中注入深度为的水，容器B中注入深度为的某溶液后，橡皮膜恰好没有形变，左右两侧压强相等，设橡皮膜中心距离容器底部的距离为L，则有，即，代入数据得     ① 当水深为，容器B中注入液体至深度为时，橡皮膜又恢复原状，左右两侧压强相等，则有，即，代入数据得    ② 解①②得容器B中液体密度为。 考点2 估测大气压（含传感器） 6．小华发现，压缩一个已经充气的气球感到很容易，但想把它压缩得很小却又很困难。由此她猜想被封闭的一定质量的气体产生的压强与体积可能有关。为此她准备了20mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细绳等，进行探究，步骤如下： （1）如图甲所示，用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度为 cm，则活塞的横截面积为 cm2； （2）把注射器的活塞推至注射器简的底端，排尽筒内的空气，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，如图乙所示。用细绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，弹簧测力计一端固定并水平放置，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒，当注射器活塞开始滑动时，弹簧测力计的示数如图乙所示为 N，此时外界大气压的数值为 Pa； （3）取下橡皮帽，拉动活塞，让活塞的底端位于注射器4mL刻度处，用橡皮帽封住注射器的小孔，确保不漏气，此时注射器内被封闭的气体体积为4mL。再按照图乙的方式操作，水平向右慢慢地拉动注射器筒，当注射器内气体体积变为8mL时，弹簧测力计的示数为10N，继续向右慢慢地拉动注射器筒，记下注射器内气体体积与对应的弹簧测力计的示数、将所测数据记录在下表中。 注射器内气体体积V/mL 8 10 12 16 20 弹簧测力计的示数F/N 10 12 13.3 ▲ 16 ①当注射器内气体体积为10mL时，注射器内气体压强为 Pa； ②当注射器内气体体积为16mL时，弹簧测力计示数为 N。 【答案】 10.0 2.0 20.0 1.0×105 4.0×104 15 【详解】（1）[1][2]从图中可以看出，刻度部分的长度是10.0cm，由于注射器的容积是20mL，即20.0cm3，活塞的横截面积为 （2）[3][4]从图中可以看出，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为20.0N。此时外界大气压的数值为 （3）①[5]注射器内被封闭的气体体积为4mL，再用测力计拉动活塞时，测力计的拉力与注射器内气体对活塞的压力之和等于外界大气压对活塞的压力 F测力计+F内=F大气压 由上弹簧测力计读数可知，外界大气压对活塞的压力F大气压=20N；由表格数据可知，当注射器内气体体积为10mL时，内部气体对活塞的压力 F内=F大气压-F测力计=20N-12N=8N 当注射器内气体体积为10mL时，注射器内气体压强为 ②[6]由表格数据可知，当气体体积为10mL时，注射器内气体对活塞的压力为 F内=F大气压-F测力计=20N-12N=8N 当气体体积为20mL时，注射器内气体对活塞的压力为 F内=F大气压-F测力计=20N-16N=4N 即注射器内的气体变化为原来体积的2倍时，注射器内气体对活塞的压力减半。所以注射器内气体为8mL时注射器内气体对活塞的压力为 20N-10N=10N 推知注射器内气体为16mL时注射器内气体对活塞的压力为5N，则当注射器内气体体积为16mL时，弹簧测力计示数为 F测力计=F大气压-F内=20N-5N=15N 7．如图1所示是某校八班级2班科技小组做“估测大气压的值”的实验：        （1）请你帮他们将实验步骤补充完整： ①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，目的是 ，然后用橡皮帽封住注射器的小孔； ②用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒。当注射器的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为F=34N； ③如图1甲所示用刻度尺测出注射器全部刻度长L= cm，读出注射器的容积V=20mL，算出活塞的横截面积； ④最后计算出此时大气压的数值p= Pa。 （2）实验中，同学们正确使用了测量仪器，且读数正确，但发现测量结果总是有偏差，其中会使实验结果偏大是 （选填“筒内没有完全排尽空气”或“活塞与注射器筒间有摩擦”）； （3）由于实验过程中很难排尽筒内空气，活塞刚开始滑动立即读数也很难控制，组长提出利用DIS实验系统对实验做了改进，如图2所示（注射器与图乙相同），传感器和电脑可以采集到注射器内气体的压强p、活塞所受到的拉力F。若改变拉力，控制活塞匀速运动，某时刻计算机显示，F1=32N，则该实验室内，此时的大气压为 Pa。（注射器活塞与注射器筒间摩擦忽略不计） 【答案】 见解析 6.00 活塞与注射器筒间有摩擦 【详解】（1）①[1]将注射器的活塞推至注射器筒的底端，尽量将筒内空气排尽，减小筒内气压对实验的影响。 ③[2]由图1中的甲知，刻度尺分度值为0.1cm，注射器全部刻度长 L=8.00cm-2.00cm=6.00cm ④[3]活塞的横截面积 活塞刚开始滑动时，弹簧测力计的示数即为活塞受到的大气的压力，因为此时活塞受到弹簧测力计的拉力和大气压力是一对平衡力，大小相等。大气压的数值 （2）[4]筒内没有完全排尽空气时，活塞受到向左的拉力、筒内气体向左的压力及向右的大气的压力处于平衡，则弹簧测力计的拉力F=F外-F内，示数偏小，据知，测得的压强偏小。活塞与注射器筒间有摩擦时，活塞受到向左的拉力及大气向右的压力、向右的摩擦力作用，三个力是平衡力，则测力计的拉力F=F外+f，示数偏大，据知，测得的结果偏大。 （3）[5]当注射器内气压为p=5×103Pa时，注射器内气体对活塞的压力 此时活塞受到大气压力 此时的大气压 考点3 探究浮力的大小与哪些因素有关 8．如图是“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验。（g取10N/kg） （1）由图甲可知步骤②中的金属块受到的浮力为 N，步骤④中金属块排开水的质量为 kg。 （2）分析步骤①④⑤，可探究浮力的大小与 是否有关。 （3）图乙中能正确反映弹簧测力计的示数F和金属块下表面浸入水中的深度h的关系图像是 。（选填字母，物体未接触容器底） （4）若金属块浸没在盐水中时，不小心碰到容器底且与容器底有力的作用，则测得的盐水的浮力 （选填“偏大”“偏小”或“准确”）。 （5）由图甲中所给数据计算出金属块的密度为 kg/m3。 （6）实验中小明观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时，弹簧测力计的示数越小。于是，他灵机一动，在步骤④的弹簧测力计刻度盘的7N处对应标上1.0g/cm3的字样；根据步骤⑤，他应该在弹簧测力计刻度盘的6.4N处对应标上 g/cm3，聪明的他就将弹簧测力计改装成了一个能测液体密度的密度秤。 【答案】 1 0.2 液体密度 D 偏大 4.5×103 1.3 【详解】（1）[1]由图中数据可知，金属块的重力9N，步骤②中弹簧测力计示数8N，由称重法可知，此时金属块受到的浮力为1N。 [2]步骤④中弹簧测力计示数7N，由称重法可知，此时金属块受到的浮力为2N，即排开水的重力也为2N，金属块排开水的质量 （2）[3]由步骤①④⑤可知，金属块排开液体的体积相同而液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，则金属块所受的浮力不同，所以步骤①④⑤，是为了探究浮力大小与液体密度是否有关。 （3）[4]随着金属块下表面浸入水中的深度h的增加，金属块排开液体的体积增加，金属块所受浮力变大，弹簧测力计示数变小，当金属块上表面浸入水中时，随着金属块下表面浸入水中的深度h的增加，金属块排开液体的体积不变，金属块所受浮力不变，弹簧测力计示数不变，故D符合题意。 故选D。 （4）[5]称重法可知，金属块受到的浮力F浮盐水=G物-F示，碰到容器底且与容器底有力的作用时，金属块受力为F浮盐水'+F支=G物-F示，所以有F浮盐水'+F支>F浮盐水，则测得的盐水的浮力偏大。 （5）[6]金属块浸没在水中时，受到的浮力F浮水=2N，根据阿基米德原理 金属块的体积 金属块的质量 金属块的密度 （6）[7]金属块浸没在盐水中时，受到的浮力F浮盐水=2.6N，根据阿基米德原理 则他应该在弹簧测力计刻度盘的6.4N处对应标上1.3g/cm3。 9．小斌同学利用如图所示的实验器材和步骤探究浮力大小与哪些因素有关。 （1）本实验采用的探究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）。 （2）比较图A、D、E三图，可以得出浮力大小与 有关； （3）比较图 、C两图，可以得出浮力大小与排开液体的体积有关； （4）小斌还算出上述实验中物块浸没于水中所受浮力为 N，物块的密度为 kg/m3； （5）小斌回家后，利用刻度尺、底面积为50cm2的薄壁柱形杯和密度为0.4g/cm3的正方体塑料块测可乐的密度（塑料块不吸液体）； ①如图甲所示，他往杯中注入一定量的可乐，测出杯中可乐深度为h1=10.00cm； ②如图乙所示，将塑料块漂浮在可乐中，测出此时杯中可乐的深度为h2=10.80cm； ③如图丙所示，用细铁丝将塑料块全部压入可乐中，测出此时杯中可乐的深度h3=11.96cm。由此可测出可乐的密度为ρ可乐= g/cm3。如果步骤②③交换操作顺序，塑料块露出时表面粘有液体，则测出的可乐密度值与本次测量值相比会 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （6）物理天才小斌，他知道酒精的密度ρ酒=0.8ρ水。如图所示，利用正方体塑料块的三次竖直漂浮，并测出每次塑料块露出部分的高度分别为ha、hb、hc，还得到了未知液体的密度表达式为ρ液= 。（用数字、ha、hb、hc和ρ水表示） 【答案】 控制变量法 液体的密度 A、B 0.6 0.98 不变 【详解】（1）[1]影响浮力大小的因素有多个，要探究某一因素的影响，需控制其他因素不变。本实验采用的探究方法是控制变量法。 （2）[2]比较图A、D、E三图，排开液体的体积相同，液体的密度越大，所受的浮力越大，可以得出浮力大小与液体的密度有关。 （3）[3]比较图A、B、C三图，同一液体，排开体积越大，所受的浮力越大，以得出浮力大小与排开液体的体积有关。 （4）[4]如图所示小斌还算出上述实验中物块浸没于水中所受浮力为 4.8N-4.2N=0.6N [5]根据阿基米德原理，物体的体积为 物体的质量为 则物体密度为 （5）[6]如图乙所示，将塑料块漂浮在可乐中时，排开与人体的体积为 漂浮时重力等于浮力 则物体质量为 如图丙所示，用细铁丝将塑料块全部压入可乐中，此时排开液体的体积为 则有 可解得 [7]如果②③两步交换做，虽然物块浮出液面时会带一部分液体，导致变小，但是物体变重，也变大。由于物体是漂浮在液面上的，增加的浮力等于增加的重力，，即 因为，所以测得的深h2不变，测量值也不变。 （6）[8]塑料块在三种液体中都是处于漂浮状态，则重力都等于浮力，则有 设塑料块的底面积为S，高度为h，则 因为ρ酒=0.8ρ水，所以 可解得 考点4 验证阿基米德原理实验 10．小清利用弹簧测力计、金属块、水、小桶等器材进行了验证阿基米德原理的实验，如图甲所示。 （1）为了方便操作、减小测量误差，图甲中最合理的实验顺序是 ； A．①②③④    B．④②①③    C．④①②③    D．②①③④ （2）按照正确的实验步骤操作，图甲步骤①中弹簧测力计下悬挂物体受到水的浮力为 ，图甲步骤③中小桶内水的重力为 。当测量结果满足 时，说明阿基米德原理成立；（均用弹簧测力计示数、、、中的部分或全部表示） （3）小清对此实验进行了改进：用两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯、小桶等器材，组装成图乙中的装置。实验时逐渐向下移动水平横杆，重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中直至刚好浸没，观察到弹簧测力计A的示数逐渐减小，弹簧测力计B的示数逐渐增大。弹簧测力计A的示数变化量为，弹簧测力计B的示数变化量为。若它们的大小关系满足 （选填“>”“=”或“<”），则说明阿基米德原理成立。在这个过程中，溢水杯对升降台的压力 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （4）做完上述实验后，组员小亮想利用图乙中的装置测量一个苹果的密度，步骤如下： ①将苹果轻轻放入装满水的溢水杯中，如图丙所示（实验中的小桶容积足够大），弹簧测力计B的示数变化量为； ②将苹果取出擦干，将溢水杯加满水，再将小桶中的水倒掉擦干后，用牙签将苹果全部压入溢水杯中，如图丁所示，弹簧测力计B的示数变化量为。 则该苹果的密度表达式为 （用、和等已知物理量的符号表示）； 若步骤②中，未将溢水杯完全加满水，则所测得的苹果密度将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】 B = 不变 偏大 【详解】（1）[1]在验证阿基米德原理的实验中，为了减小测量误差和方便操作，我们需要先测量出物体的重力和空桶的重力，然后再将物体浸入水中，读出此时的弹簧测力计示数，最后收集排开的水并测量其重力。因此，最合理的实验顺序应该是先测量物体和空桶的重力（步骤④和②），然后将物体浸入水中并读数（步骤①），最后收集并测量排开水的重力（步骤③）。所以，正确的实验顺序是B选项：④②①③。 故ACB不符合题意，B 符合题意。 故选B。 （2）[2]在图甲步骤①②中，物体受到的浮力可以通过称重法计算得出，即 [3]在图甲步骤③④中，物体排开的水的重力，即 [4]因此，当测量结果满足F浮​=G排，即当 时，就说明阿基米德原理成立。 （3）[5]在图乙的改进实验中，弹簧测力计A的示数变化量ΔFA​代表了物体受到的浮力大小，而弹簧测力计B的示数变化量ΔFB​则代表了物体排开的水的重力大小。如果阿基米德原理成立，那么物体受到的浮力就应该等于它排开的水的重力，即ΔFA​=ΔFB​。 [6]在这个过程中，因为物体受到的浮力等于其排开液体所受的重力，因此水杯对升降台的压力不变。 （4）[7]在测量苹果密度的实验中，通过图丙的步骤我们可以得到苹果漂浮时苹果受到的浮力等于它排开水的重力，即 由于苹果漂浮，所以它的重力 通过图丁的步骤我们可以得到苹果完全浸没时排开水的重力 由此可以计算出苹果的体积与它排开水的体积相等，即 利用密度公式和重力公式G=mg，可以得到苹果的密度表达式为 [8]如果步骤②中未将溢水杯完全加满水，那么收集到的水就会偏少，导致计算出的苹果排开水的体积偏小，进而使得测得的苹果密度偏大。 11．某小组同学用如图所示装置，研究圆柱体在水中下降的过程中弹簧测力计示数和台秤示数的变化情况。他们使圆柱体在水中缓慢下降，将圆柱体下表面到水面的距离h、弹簧测力计的示数、台秤的示数记录在下表中。 实验序号 h（厘米） （牛） （牛） 1 1.0 7.7 10.3 2 2.0 7.4 10.6 3 3.0 7.1 10.9 4 4.0 6.8 11.2 5 5.0 6.5 11.5 6 6.0 6.5 11.5 (1)分析比较实验序号1~4的数据中、的变化情况及相关条件，可得出的初步结论是：圆柱体在浸入水的过程中， 。（选填“减小”、“不变”或“增大”） (2)表中实验序号 的数据表明，圆柱体在相应的位置已全部浸没在水中。 (3)表中两组数据间变化量的大小为，相应的变化量的大小为，分析比较实验序号1~6的数据，可得出的结论是：圆柱体在水中缓慢下降的过程中，与的关系是 。当圆柱体处于实验序号6的位置时，所受浮力的大小为 N。 【答案】(1)增大 (2)5、6 (3) 1.5 【详解】（1）分析比较表中实验序号1~4的数据可知，随着圆柱体下降的深度越深，弹簧测力计的示数F1越来越小，台秤的示数F2越来越大，因此可得初步结论：圆柱体在浸入水的过程中，F1减小， F2增大。 （2）由表可以看出，在序号5、6两次实验中，弹簧测力计的示数F1不变、台秤的示数F2也不变，说明圆柱体受到的浮力不变，根据可知，物体排开水的体积不变，则说明物体已全部浸没在水中。 （3）[1]由表中的实验数据可得，任意两次实验中F1的减小量等于对应F2的增加量，在5、6两次实验中F1没有发生改变，F2也没有发生改变，因此可得出的结论是：圆柱体在水中缓慢下降的过程中，ΔF1=ΔF2。 [2]取序号3、4 两次实验，可得弹簧测力计F1的变化量为 ΔF1=7.1N−6.8N=0.3N 则可得圆柱体在这两次实验中受到浮力的变化量为 ΔF浮=ΔF1=0.3N 圆柱体的底面积为S，圆柱体下降的深度变化量为 Δh=4.0cm−3.0cm=1cm=0.01m 由阿基米德原理可得 ΔF浮=ρ液gΔV排=ρ液gSΔh=1×103kg/m3×10N/kg×S×0.01m=0.3N 解得S=0.003m2，由表格可知，当物体下降的深度为5cm时，物体已经完全浸没在水中，则有 V排=V=Sh 圆柱体所受到的浮力为 ΔF浮=ρ液gV排==ρ液gSh=1×103kg/m3×10N/kg×0.003m2×0.05m=1.5N 此时物体继续下降，但是受到的浮力不变，因此当圆柱体处于实验序号6的位置时，圆柱体受到的浮力为1.5N。 考点5 探究浮力的大小与哪些因素有关、验证阿基米德原理综合实验 12．小亮通过如图的步骤进行了“浮力的大小可能与哪些因素有关”的实验。 (1)对A、C、D三图中的实验现象和数据进行分析，得出结论：物块浸没后，浮力的大小与深度 （填“有关”或“无关”） ； (2)分析D、E两图中的实验现象和数据，可得出结论：物块受到的浮力大小还与液体的 有关； (3)根据图中的数据，物块的重力是 N，物块的密度为 kg/m3，如考虑物体具有吸水性，则计算的结果比物块的真实密度偏 （填“小”或“大”）； (4)如图F是小亮利用不同的粗细均匀吸管制成的密度计竖直漂浮在水中时的情形，其中密度计 （选填“①”“②”或“③”）在测量其他液体密度时结果更精确。爱思考的小亮同学又进一步研究漂浮在水面上的木块受到的浮力大小是否符合阿基米德原理，他进行了如图所示的实验； (5)分析图中提供的信息，可知图丁中木块所受浮力大小为 N； (6)根据图乙和图戊测量结果可知木块排开水所受的重力为 N，由此可知漂浮在水面上的木块受到的浮力大小 （填“符合”或“不符合”）阿基米德原理。 【答案】(1)无关 (2)密度 (3) 4 大 (4)② (5)1.2 (6) 1.2 符合 【详解】（1）A、C、D三图中，物块浸没在同一液体中，深度不同，测力计的示数相同，根据称重法可知，物块受到的浮力相等，得出结论：物块浸没后，浮力的大小与深度无关。 （2）D、E两图中，物块分别浸没在水和酒精中，排开液体的体积相同，测力计的示数不同，根据称重法可知，物块受到的浮力不同，可得出结论：物块受到的浮力大小还与液体的密度有关。 （3）[1]图A中，测力计的示数为4N，所以，物块的重力为4N。 [2]A、D两图中，根据称重法可得，物块浸没在水中受到的浮力为 由于物块浸没在水中，排开水的体积等于物块的体积，根据阿基米德原理可得，物块的体积为 则物块的密度为 [3]如考虑物块具有吸水性，则在物块被完全浸入水中后，由于吸水性，最后弹簧测力计的示数将变大，根据称重法 F浮=G-F示 可知浮力将偏小，由F浮=ρ液gV排可得物块排开水的体积偏小，即物块的体积偏小，由得到物块的密度比物块的真实密度偏大。 （4）密度计的特点是刻度不均匀，上疏下密，上小下大，而且分度值越小越准确；深度越深，相邻两密度值的间距越大，由题图可知，密度计②所处的深度最深，相邻两密度值的间距最大，测量值最准确。 （5）由图甲可知，测力计的分度值为0.2N，此时示数为1.2N，故木块的重力为1.2N。图丁中，因为木块漂浮在水面上，处于平衡状态，受到平衡力作用，所以，此时木块受到的浮力和重力是一对平衡力，大小相等，所以，木块所受浮力大小为 （6）[1][2]根据图乙和图戊测量结果可知，小桶和水的重力为2.8N，空桶的重力为1.6N，则木块排开水所受的重力为 等于木块所受浮力大小，所以，漂浮在水面上的木块受到的浮力大小符合阿基米德原理。 13．创新实验小组在探究“物体受到浮力的大小与什么因素有关”，交流后他们提出了以下猜想。 猜想一：浮力的大小与物体密度有关； 猜想二：浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关； 猜想三：浮力的大小与液体密度有关； 猜想四：浮力的大小与物体排开液体的体积有关； （1）请你写出一个支持猜想三的生活现象： （合理即可）； （2）为了验证猜想，小组同学利用弹簧测力计、长方体物块（长为20cm）、溢水杯、小桶、铁架台、细线等器材设计了如图所示的装置进行实验探究（细线的质量和体积均忽略不计），其实验数据记录如下表； 序号 液体 长方体物块浸入液体中的深度h/cm 弹簧测力计A 的示数FA/N 弹簧测力计B的示数FB/N 1 水 0 4.0 0.5 2 水 10 3.5 1.0 3 水 20 3.0 1.5 4 水 40 3.0 1.5 5 酒精 0 4.0 0.5 6 酒精 10 3.6 0.9 7 酒精 20 3.2 1.3 （3）分析比较序号为1、2、3（或5、6、7）的三次实验数据可知：猜想 是正确的；分析比较序号为 的两次实验数据可知：浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 （选填“有关”或“无关”）。分析比较序号为2、6（或3、7）的两次实验数据可知：浮力的大小与 有关； （4）进一步分析实验数据可知：浸在液体中的物体所受浮力的大小 （选填“大于”、“小于”或“等于”）物体排开液体所受重力的大小； （5）小组同学用水和酒精重复进行多次实验的目的是 （填选项）； A．减小误差 B．寻找普遍规律 （6）相对于课本上探究“影响浮力大小因素”的实验装置，小组同学设计的实验装置具有的优点是 （填选项）。 A．弹簧测力计B的示数就是长方体物块所受浮力的大小 B．弹簧测力计固定，示数稳定，便于读数 【答案】 鸡蛋在水中沉底，在盐水中悬浮 四 3、4 无关 液体密度 等于 B B 【详解】（1）[1]请你写出一个支持猜想三的生活现象：鸡蛋在水中沉底，在盐水中悬浮，盐水密度大于水的密度，说明鸡蛋排开水与盐水体积相同时，鸡蛋受到水的浮力与盐水的浮力不相等，说明浮力的大小与液体密度有关。 （3）[2]分析比较序号为1、2、3（或5、6、7）三次实验数据可知：长方体排开液体体积越大，受到的拉力越小，说明长方体受到的浮力越大，说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关，说明猜想四是正确的。 [3][4]分析比较序号为3、4两次实验数据可知：物体浸没在水中深度不同，物体受到的测力计的拉力不变，物体受到的浮力不变，说明浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。 [5]水的密度大于酒精密度，分析比较序号为2、6（或3、7）两次实验数据可知：物体排开液体体积相同时，液体密度越大，物体受到的测力计的拉力越小，说明物体受到浮力的大小与越大，说明说明物体受到浮力与液体密度有关。 （4）[6]进一步分析实验数据可知：两测力计示数的改变量相等，说明浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体所受重力的大小。 （5）[7] A．虽然重复实验可以在一定程度上减小随机误差，但在这个问题中，小组同学用水和酒精这两种不同的液体进行重复实验，其主要目的并不是为了减小由于测量或操作等随机因素引起的误差，故A不符合题意； B．小组同学选择水和酒精这两种具有不同性质的液体进行重复实验，是为了探究在不同液体中，影响浮力大小的因素是否会有相同或不同的表现。这样的设计有助于他们更全面地理解浮力现象，并寻找出普遍适用的规律，故B符合题意。 故选B。 （6）[8]A．弹簧测力计的示数的改变量为长方体物块所受浮力的大小，故A不符合题意； B．测力计不动，通过烧杯位置的升降，改变物块浸入水中的体积，弹簧测力计固定，示数稳定，便于读数，故B符合题意。 故选B。 考点6 密度计 14．学习了浮力知识后，科技小组的同学们想自己动手制作密度计。 【材料选取】 一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等。 【制作方案】 先将吸管两端剪平，铁丝密绕成小团后塞入吸管一端，再用石蜡将该端口堵住密封；接着，将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态。如图甲所示，用笔在吸管上标记此时水面位置O；取出吸管，量出O点至封口端的距离H，通过分析与计算，在吸管上分别确定密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3、1.2g/cm3的位置并标上密度值。使用时，将密度计静置于待测液体中，读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。 【交流分析】 （1）密度计的制作原理是利用 。制作过程中，将一些铁丝密绕成小团后塞入吸管一端作为配重，这是为了降低吸管的 ，从而让它能够竖直的漂浮在液面上； （2）O位置处的刻度值为 g/cm3； （3）吸管漂浮在其他液体中时，如图乙所示，液面下方的深度h= （用ρ水、ρ液、H表示）； （4）利用上面的计算结果发现：管壁上标注的5个刻度值，相邻两刻度值之间的距离是否相等？答： 。密度计的刻度由上至下数值逐渐变 ； 【扩展研究】 （5）若将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出，缠绕到底部外侧，其它没有变化如图丙所示，若同学们用这样“改装”后的密度计测同一液体密度，则测量结果将 ； （6）制作完毕后，同学们分别测量可乐、色拉油等液体的密度，发现色拉油的密度在1.1和1.2之间，且两刻度线的距离较小，请提出一个方法使两条刻度线之间的距离大一些，使测量结果更精确。 。 【答案】 物体漂浮在液面时，浮力等于重力 重心 1.0 不相等 大 偏大 增加塞入吸管中铁丝的质量 【详解】（1）[1][2]根据浮与沉的条件可知，密度计是利用物体漂浮在液面时，浮力等于重力制作的；将一些铁丝密绕成小团后塞入吸管一端作为配重，这是为了降低吸管的重心，增加其稳定性，使其能够竖直的漂浮在液面上。 （2）[3]密度计竖直漂浮在水中时，水面位于图中O处，说明此时密度计在O处显示的密度值应该为水的密度，所以则O处应标为1.0g/cm3。 （3）[4]由题意知密度计漂浮在水面上时，V排=SH，则有F浮=G物，即 G物=ρ水V排g=ρ水gSH 当密度计漂浮在密度为ρ液的液体中时，V排液=Sh，则有F浮液=G物，即 G物=ρ液V排g=ρ液gSh 可得 ρ水gSH=ρ液gSh 解得 （4）[5][6]由可知，h和ρ液是反比例函数，刻度分布不均匀，且液体的密度越大，密度计浸没的深度就越小，所以密度计的刻度由上至下数值逐渐变大。 （5）[7]小明把吸管中的细铁丝拿出来，缠绕在吸管的下端，再用这支密度计去测量液体的密度，此时排开液体的体积不变，因吸管排开液体的体积等于排开液体的总体积减去铁丝的体积，所以，吸管排开液体的体积减小，会上浮一些，测得的密度值偏大，即测出的同一液体密度值偏大。 （6）[8]为了使测量结果更准确，使密度计上两条刻度线之间的距离大一些，增加塞入吸管中铁丝的质量，从而获得更大的重力，即浮力更大，排开体积更大，由V=Sh可知，S不变，即可使h变大，据此设计精确程度更高。 15．小江同学进行了“制作简易的密度计”的实践活动：他选用一根两端圆口的直饮料吸管，先用刻度尺测量出其总长度L，再将一些细砂粒从吸管的下端塞入作为配重，并用石蜡将吸管的下端封闭起来。 （1）小江把自制的简易密度计竖直漂浮在水中，在吸管上标出水面的位置，并测量出该位置到吸管顶端的距离为l1，进一步确定了吸管浸入水中的深度为h1。再使其竖直漂浮在某种液体中，在吸管上标出液面的位置，并测量出该位置到吸管顶端的距离为l2，也确定了吸管浸入这种液体中的深度为h2。根据以上测量的结果可得这种液体的密度ρ液 （用h1、h2和ρ水表示）； （2）小江再把这支密度计分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，当它分别竖直静止在两种液体中时，如图乙和丙所示，从观察到的现象可以判断：简易密度计所受浮力F乙 F丙，两杯液体的密度ρ乙 ρ丙；（均选填：“＜”“＞”“＝”） （3）小江把这支密度计放入一系列密度已知的液体中，每次当它在液体中处于竖直漂浮状态时，在密度计上标出与液面位置相平的刻度线，并用上述同样的方法测量出密度计浸入液体中的深度h，对照相应的液体密度值ρ，再利用收集到的数据画出了ρ﹣h图像，如图丁所示； （4）小江又用一根完全相同的饮料吸管，将更多的细砂粒从吸管的下端塞入作为配重，并用石蜡将吸管的下端封闭起来，制作成了第二支密度计。接着把这支密度计同样依次放入一系列密度已知的液体中进行实验，得到如图丁中的另一条ρ﹣h图像。他进一步研究发现对同一密度计浸入液体的深度h和对应液体的密度ρ的乘积ρh是 （变大/不变/变小）的。图丁中描述第二支密度计的ρ﹣h图像的是 曲线（“①”“②”）； （5）最后，小江把这两支密度计一起放入足够多的水中静止时，发现水面恰好与第一支密度计的最下面的刻度线齐平，与第二支密度计的最上面的刻度线齐平。若要选用这两支密度计来粗测酒精的密度，则应选用 。 A．第一支密度计 B．第二支密度计 C．都适用 D．都不适用 【答案】 = < 不变 ② A 【详解】（1）[1]由漂浮得，密度计在水中和在液体中受到的浮力大小相等，都为密度计的重力，由得 所以 （2）[2]由图乙和丙得，密度计分别漂浮在两种不同的液体中，所以简易密度计所受浮力 [3]密度计在乙中排开液体的体积大于密度计在丙中排开液体的体积，由得，两杯液体的密度 （4）[4]由图丁得，同一密度计浸入液体的深度h和对应液体的密度ρ的ρ﹣h图像是双曲线的一条，说明同一密度计的ρ与h成反比，因此同一密度计浸入液体的深度h和对应液体的密度ρ的乘积ρh是不变的。 [5]依题意得，小江又用一根完全相同的饮料吸管，将更多的细砂粒从吸管的下端塞入作为配重，并用石蜡将吸管的下端封闭起来，制作成了第二支密度计，因此第二根密度计的重力较大，密度计都是漂浮在液体上，密度计受到的浮力等于密度计的重力，所以在同一液体中，第二根密度计受到的浮力较大，排开的液体的体积较大，吸管完全相同，横截面积相同，因此第二根密度计进入液体中的深度较深，因此图丁中描述第二支密度计的ρ﹣h图像的是②。 （5）[6]酒精的密度小于水的密度，密度计受到的浮力都等于密度计的重力，因此使用同一密度计测量液体的密度时，液体密度越小，密度计排开液体的体积越大，密度计进入液体中的深度越深，小江把这两支密度计一起放入足够多的水中静止时，发现水面恰好与第一支密度计的最下面的刻度线齐平，与第二支密度计的最上面的刻度线齐平，因此这两支密度计分别放进酒精中时，酒精液面与第一支密度计最下面的刻度线上面一些的刻度平齐，从密度计的刻度能测出酒精的密度；酒精液面超过第二支密度计最上面的刻度线超过密度计的测量范围，密度计不能测出酒精的密度。若要选用这两支密度计来粗测酒精的密度，则应选用第一支密度计，故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 考点7 探究浮力的大小与哪些因素有关、密度计综合实验 16．在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验课上，勤勤和立立选用一实心物块、弹簧测力计、体积相同的水和盐水等进行探究。 （1）将实心物块挂在弹簧测力计下，然后将物块缓慢浸入水中，当物块在图甲中b、c、d位置时分别记录弹簧测力计的示数，其中图甲b中物块所受浮力大小为 N； （2）分析图甲a、b、c三次实验可以得到结论：物体在水中受到的浮力大小与 有关； （3）分析a、d、e三次实验，可知其他条件一定时，液体密度越大，物体受到的浮力 （选填“越大”或“越小”）； （4）勤勤通过a、b、c、d四次实验发现，物体浸没液体前，随着浸入深度越来越大，弹簧测力计示数一直在减小，但物体浸没之后弹簧测力计示数不变。于是得出结论：物体所受浮力的大小在浸没液体前，与浸入液体的深度有关；浸没之后与浸入液体的深度无关。勤勤的结论是 （选填“合理”或“不合理”）的，理由是 ； （5）由图甲a、d、e可知，物块的体积为 ，盐水的密度为 ； （6）在实验过程中，立立同学想用自制的“密度计”测液体的密度。他将一个吸管的底部密封，并缠上铜丝，制成简易密度计。密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮，露出液面的长度用表示，如图乙所示。立立将该密度计放入酒精中，密度计静止时为6cm，他在密度计上与液面相平的位置处标注；立立将该密度计放入水中，密度计静止时为8cm，他在密度计上与液面相平的位置处标注。利用上述数据，可计算出该密度计上密度值为的刻度线到密度计顶端的距离为 cm（忽略铜丝的体积）。 【答案】 1.4 物体排开液体的体积 越大 不合理 见解析 200 1.2×103 11 【详解】（1）[1]由图甲a可知物块受到的重力是4.8N，由图甲b可知物体受到的拉力为3.4N，物块所的浮力大小为 F浮1=G-Fb=4.8N-3.4N=1.4N （2）[2]由图甲a、b、c所示实验可知在同种液体中，物体排开液体的体积越大，弹簧测力计的示数越小，由称重法可知物体受到的浮力越大，说明物体在水中受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。 （3）[3]由图甲a、d、e所示实验可知物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，可探究浮力大小与液体的密度的关系，盐水的密度较大，物体在盐水中，弹簧测力计的示数较小，由称重法可知浮力较大，可以得到其他条件一定时，液体密度越大，物体受到的浮力越大。 （4）[4][5]勤勤的结论是不合理的，如图所示： 将长方体竖挂在弹簧测力计下，使长方体浸入水中直至刻度线处，然后将长方体横挂在弹簧测力计下，使长方体浸入水中直至刻度线处，两次弹簧测力计的示数相同，说明浮力相同，所以浸没前，物体浸入水中的深度不一样，如果排开液体的体积相同，浮力相同，在浸没液体前，浮力与深度无关。 （5）[6][7]由图甲a和d得到物块受到的浮力 F浮2=G-Fd=4.8N-2.8N=2N 物块的体积为 由图甲a和e得到物块受到的浮力 F浮3=G-Fe=4.8N-2.4N=2.4N 物块排开盐水的体积等于物块的体积，盐水的密度 （6）[8]设吸管长度为h，底面积为S，密度计重力为G，将该密度计放入酒精中，密度计静止时L为6cm，酒精的密度为0.8g/cm3，即0.8×103kg/m3，密度计漂浮在酒精中，根据浮沉条件可知，浮力等于重力，即 F浮酒精=G 结合阿基米德原理得 ρ酒精gV排酒精=G 0.8×103kg/m3×10N/kg×(h-6×10-2m)×S=G① 将该密度计放入水中，密度计静止时L为8cm，密度计漂浮在水中，根据浮沉条件可知，浮力等于重力，即 F浮水=G 结合阿基米德原理得 ρ水gV排水=G 1×103kg/m3×10N/kg×(h-8×10-2m)×S=G② 由①②可得长度为 h=0.16m 该密度计上对应密度值为1.6g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为L'，则 1.6×103kg/m3×10N/kg×(h-L')×S=G③ 将h=0.16m分别代入②和③，并将②③联立，解得该密度计上对应密度值为1.6g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为L=0.11m，即11cm。 考点8 杠杆 17．小明和小红利用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件。 （1）若实验前杠杆静止如图甲所示，此时杠杆 （选填“是”或“不是”）平衡状态，可将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡； （2）实验过程中，在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，目的是为了方便 。多次实验并把数据记录在表格中。小明根据表中数据得出杠杆的平衡条件是 ； 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1 10 2 5 2 2 10 1 20 3 2 15 3 10 （3）调节杠杆平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B点挂 个钩码； （4）如图丙，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （5）探究杠杆的平衡条件后，小红利用杠杆测出了小石块的密度。步骤如下： ①如图丁（a），用细线将小石块拴好，把小石块和钩码分别挂在杠杆上，调节钩码的位置使杠杆在水平位置平衡，用刻度尺分别量出小石块悬挂处到支点的距离L和钩码悬挂处到支点的距离l； ②如图丁（b），将小石块浸没在水中，保持L不变，调节钩码的悬挂位置，使杠杆重新在水平位置平衡，测出钩码悬挂处到支点的距离为，； ③小石块的密度 。（） 【答案】 是 右 测量力臂 （动力动力臂阻力阻力臂） 6 变大 【详解】（1）[1][2]实验前杠杆如图甲所示，此时杠杆处于静止状态，故此时杠杆处于平衡状态，静止时杠杆左端下沉，需要将平衡螺母向右调节，使杠杆水平平衡。 （2）[3]在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是消除杠杆自重对实验的影响，同时便于测量力臂（或直接在杠杆上读出力臂的大小）。 [4]由表格数据可知，在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中。小明根据以上数据得出杠杆的平衡条件是：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即 F1l1=F2l2 （3）[5]根据杠杆平衡的条件，调节杠杆平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B点挂的钩码的个数为 （4）[6]用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，此时力臂变小，力变大。 （5）[7]如图丁(a)，根据杠杆平衡的条件可得 G石L=G码l如图丁(b)可得 根据 F浮=ρ水gV 以及 G=ρ物gV可求得 18．项目学习小组想利用杆秤制作一个刻度均匀的液体密度计如图。 【查阅资料】杆秤是我国古老的质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。 （1）杆秤的工作原理是 。 【产品制作】器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。 步骤： ①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”。 ②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“？”刻度。 ③杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“1”刻度（单位）。 ④以AB两点之间长度的为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。 （2）步骤②中？为“ ”刻度； （3）在杯中加水，秤杆出现左低右高现象（如图丙），要调至水平位置平衡，秤砣应往 侧移动； 【产品检验】 方法一：用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。 方法二：根据原理计算“密度秤”刻度值进行检验： （4）小科测量图乙中的数据如下：，，、秤砣的质量为，计算该杆秤D点应标注的密度值为 ； 【产品升级】 （5）为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进措施可行的是 。 A．减小秤砣的质量        B．减少加入杯中的液体体积 C．把秤纽位置往远离杯子（秤钩）一侧移动    D．换用更细的秤杆 【答案】 杠杆平衡 0 右 2.5 AC 【详解】（1）[1]通过图示的模型结合杠杆的定义，即可确定它用到的相关知识，杆秤的工作原理是杠杆平衡原理。 （2）[2]杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点A标记为零刻度。 （3）[3]秤杆出现左低右高现象，根据杠杆平衡原理，右侧的动力和动力臂的乘积小于左侧阻力和阻力臂的乘积，所以向右移动秤砣，增大动力臂，可以达到水平平衡。 （4）[4]杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为零刻度，由杠杆的平衡条件得到 G砣×OA=G桶×OC m砣g×OA=m桶g×OC 由杠杆的平衡条件得到 G×OC=G砣×OD mg×OC=m砣g×OD m×OC=m砣×OD 液体的质量 m液=m-m桶=550g-50g=500ga处液体的体积是200cm3，液体的密度 （5）[5]A．减小秤砣的质量，说明动力减小，根据杠杆平衡原理，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，分度值更小，密度秤会更精确，故B符合题意； B．杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时 G0×L1=G砣×LA 杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时 (G0+G水)×L1=G砣×LB 联立两式可得 杯中加某种液体至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在AB中某一点E处，水平位置平衡时，可得 所以 当液体体积和水的体积相同时，液体和水的密度比就是重力比，也为长度比；如果减少加入杯中的液体体积，则不能通过密度秤得到液体的密度大小，故B不符合题意； C．把秤纽位置往远离秤钩一侧移动，说明阻力臂增大，根据杠杆平衡原理，动力和阻力不变，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，密度秤会更精确，故C符合题意； D．秤杆的重力不影响最后的密度结果，换用更细的秤杆不可行，故D不符合题意。 故选AC。 考点9 机械效率 19．提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，滑轮组如图1所示，实验测得的数据如表所示。 次数 物体的重力 提升的高度 拉力F/N 绳端移动的距离 机械效率 1 2 0.1 1 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3 4 4 0.2 1.8 0.6 74.1% (1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，某同学在该实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）； (2)分析第3次实验数据，求出此时机械效率的是 ； (3)分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升重物时，被提升的物体越重，机械效率 （选填“越高”、“越低”或“不变”），分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度 （选填“有关”或“无关”）； (4)小红用均为的滑轮，组装了如图2所示的甲、乙两个滑轮组（两个滑轮组都不计绳重和摩擦），在相同时间内把重物G提升相同高度，拉力，则、做功的功率 ，机械效率 （两空均选填“>”、“<”、“＝”）， 。滑轮组的机械效率之比 。 【答案】(1) 匀速 偏小 (2)74.1% (3) 越高 无关 (4) ＜ ＞ 【详解】（1）[1]实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，系统处于平衡状态，拉力大小才等于测力计示数。 [2]某同学在该实验中加速向上提升重物，根据，加速时拉力会偏大，而有用功不变，根据可知，机械效率会偏小。 （2）分析第3次实验数据，可得此时机械效率的是 （3）[1]比较第1、2、3次实验数据可知，提升高度相同，绳子自由端移动的距离相同，说明使用的是同一滑轮组，但物重不同，且物重越大，滑轮组的机械效率越高。 [2]分析比较第3、4次实验数据可知，使用相同的滑轮组提升相同的物体，物体上升的高度不同，机械效率相同，这说明机械效率与物体上升的高度无关。 （4）[1]由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n′=4；若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为：s甲=3h，s乙=4h；甲滑轮组中拉力做的总功为 W1=F1s甲=3hF1 乙滑轮组中拉力做的总功为 W2=F2s乙=4hF2 已知F1=F2，所以W1<W2，已知时间相同，由公式知，P1<P2。 [2]甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，把重物G提升相同高度，根据W有＝Gh可知所做的有用功相同，而乙滑轮组中多了一个动滑轮，需要克服动滑轮的重力做更多的额外功，则使用乙滑轮组所做的总功更多，根据可知，即η1>η2。 [3]根据可知， 已知F1=F2，可得 解得 故 [4]由[2]可知，不计绳子重和摩擦，根据 可得滑轮组的机械效率之比 考点10 探究阻力对物体运动的影响、动能和势能的影响因素及其综合实验 20．小明同学骑自行车上学途中，要经过一段上坡路。他思考：物体以相同初速度冲上斜坡后运动的最大距离可能跟哪些因素有关呢？他和小华思考后提出以下猜想： 猜想一：可能与斜坡的粗糙程度有关； 猜想二：可能与物体的质量大小有关； 猜想三：可能与斜坡的倾角大小有关。 他们将与水平面平滑连接的长木板以角度θ（可改变）倾斜固定，并找来质量不同的小木块若干、较光滑的斜面M（物块在斜面M上滑动时可忽略物块所受的摩擦力）和轻弹簧P等实验器材进行探究。 （1）他们上网查找得知：初速度相同的汽车关闭发动机后在路面滑行时，路面越粗糙，汽车滑行的距离越短。由此他们思考认为猜想一是 （选填“正确”或“错误”）的； （2）为了验证猜想二，小明在老师的帮助下一起设计了如图甲所示的装置。实验时将质量 的小木块从斜面M的 高度自由滑下，就可以使木块以 的初始速度滑上长木板，通过比较木块冲上长木板的最大距离就可以验证猜想二（以上三格均选填“相同”或“不同”）； 小华设计了如图乙所示的装置进行实验，他认为只要让不同质量的小木块分别将同一弹簧压缩到相同程度后自由释放，也可以验证猜想二。老师告诉小华这一设计方案是不可行的，理由是： ； （3）他们保持长木板的粗糙程度和木块的初速度相同，分别改变木块的质量m和长木板的倾角θ，测得木块冲上长木板后运动的最大距离x，实验数据记录如表； m/kg 1.2 1.0 0.5 0.3 θ/° 10 20 30 30 40 45 45 50 55 55 60 65 x/m 1.76 1.57 1.45 1.45 1.38 1.37 1.37 1.36 1.37 1.37 1.39 1.42 分析数据可知： ①最大距离x与质量m （选填“有关”或“无关”）； ②最大距离x随长木板倾角θ变化的关系是：θ角增大时， 。 【答案】 正确 不同 相同 相同 不能控制初速度相同 无关 上滑的最大距离x先减小后增大 【详解】（1）[1]初速度相同的汽车关闭发动机后在路面滑行时，路面越粗糙，汽车滑行的距离越短，说明物体以相同初速度冲上斜坡后运动的最大距离与斜坡的粗糙程度有关，故猜想一正确。 （2）[2][3][4]为了验证猜想二，即物体以相同初速度冲上斜坡后运动的最大距离可能与物体的质量大小有关，需要控制速度相同，质量不同，即使质量不同的木块从同一高度滑下，就可以使木块以相同的初始速度滑上长木板，通过比较木块冲上长木板的最大距离就可以验证猜想二。 [5]让不同质量的小木块分别将同一弹簧压缩到相同程度后，弹性势能相同，释放后，转化成的动能相同，由于质量不同，速度不同，木块到达斜面底端的速度不相同，所以不能验证猜想二。 （3）[6]由表格数据知当长木板的倾角θ一定，质量不相同时，木块冲上长木板后运动的最大距离x相同，说明最大距离x与质量m大小无关。 [7]由实验数据可以发现，从10°到50°这个过程，物体的上升的高度随着倾斜角度的增加在减小；从50°到65°这个过程，物体的上升的高度随着倾斜角度的增加在增大；故得结论：随倾角θ的增大，木块上滑的最大距离x先减小后增大。 21．古希腊学者亚里士多德认为：如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用。而伽利略则认为：物体的运动并不需要力来维持。到底谁说得对呢？为了探究这个问题，小明和同学们设计了如图甲所示的实验。 （1）如图甲，分别让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，其目的是使小车到达平面时的 相同，实验中让小车在粗糙程度不同的水平面上滑行目的是为了探究 对物体运动的影响； （2）小车三次滑行的距离如甲所示，可以得出的结论是：小车受到的阻力越小，速度减小得 ，进一步推理可知，如果运动的物体不受力，将做 运动； （3）通过上述实验的探究，你赞同 （选填“亚里士多德”或“伽利略”）的观点； 完成上述实验后，小明想利用斜面小车还可以模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，于是设计了如图乙①②③所示的探究实验，将A、B、C三个小车先后从同一装置，高度分别为hA、hB、hC的位置滚下（mA=mB<mC，hA=hC>hB），推动小木块运动一段距离后静止，请你根据生活经验和所学的物理探究方法，对以下问题进行解答： （4）用来研究超速带来的安全隐患时，应选择图乙中的 两个图所示实验进行比较，理由是： ； （5）选择①③两图是用来模拟研究 带来的安全隐患，实验时需要控制的变量是 相同。 【答案】 速度 阻力 越慢 匀速直线 伽利略 ①② 质量相同，速度不同 超载 速度 【详解】（1）[1]在实验中，为了控制小车在水平面上的速度相同，可以使小车在同一高度下滑。 [2]由题意可知，三次实验中，小车的质量相等，小车在水平面上的初速度相同，而小车在粗糙程度不同的水平面上滑行，即小车受到的阻力不同，所以这是为了探究阻力对物体运动的影响。 （2）[3][4]由图可知，小车在木板表面受到的阻力最小，滑行的最远，在毛巾表面受到的阻力最大，滑行的最近，所以可以得出的结论是：小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，进一步推理可知，如果运动的物体不受力，将做匀速直线运动。 （3）[5]通过上述实验，我们通过推理得知，如果运动的物体不受力，将做匀速直线运动，也就是说，物体的运动并不需要力来维持，所以赞同伽利略的观点。 （4）[6][7]在研究超速安全隐患时，即研究动能大小与速度的关系，我们需要控制的变量是质量，实验时，应选择质量相等，到达水平面时速度不同的两个小车，即下滑高度不同的两个小车，由图可知，①②两图符合题意。 （5）[8][9]由图及题意可知，①③两图，两个小车下滑的高度相同，即两小车到达水平面时的速度相同，而两小车的质量不同，小车撞击木块移动的距离也不同，所以这研究的是动能大小与质量的关系，即研究的是超载安全隐患。 1 / 37 学科网（北京）股份有限公司 $$