题型06 实验探究题(力学)(题型专练)(安徽专用)2026年中考物理二轮复习讲练测
2026-03-16
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2份
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32页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.64 MB |
| 发布时间 | 2026-03-16 |
| 更新时间 | 2026-03-16 |
| 作者 | 物理怪老师课堂 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-03-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56852552.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
题型06 实验探究题(力学)
内●容●导●航
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
第三部分 题型训练 整合应用,模拟实战
题●型●解●码
内容
核心知识
天平测质量
1.操作规范:游码归零、左物右码,平衡螺母调节遵循“左偏右调,右偏左调”原则;
2.易错点:未水平放置天平、读数时忽略游码示数(质量=砝码质量+游码示数);
3.命题预测:结合密度测量考查特殊形状物体质量计算(如液体质量换算)。
弹簧测力计测力
1.调零关键:沿测量方向调零,记录量程(如0~5N)和分度值(如0.2N);
2.动态分析:弹簧形变需在弹性限度内,超限会导致塑性形变;
3.实验设计:可能结合摩擦力实验验证拉力与形变关系。
滑动摩擦力影响因素
1.控制变量法:固定接触面粗糙度,改变压力大小;实验需匀速拉动木块(测力计示数=摩擦力);
2.易错点:误将滑动摩擦与滚动摩擦混淆;
3.命题趋势:结合生活情境(如轮胎防滑)设计实验。
阿基米德原理
1.核心公式:F浮=ρ液gV排,通过两次测力计示数差计算浮力;
2.误差分析:溢水杯未装满水导致V排测量偏小;
3.创新实验:不规则物体浮力测量(如金属块+塑料袋法)。
杠杆平衡条件
1.平衡调节:杠杆水平平衡(便于直接读力臂),多次实验验证F₁L₁=F₂L₂;
2.动态分析:力臂变化时调整钩码位置恢复平衡。
液体压强规律
1.公式应用:p=ρgh,通过U形管高度差比较压强大小;
2.实验拓展:探究液体密度与压强关系时需保持深度相同。
3.易错点:误将液体压强公式p=ρgh用于固体计算。
机械效率计算
1.公式变形:,分析额外功来源(如摩擦、动滑轮自重);
2.实验优化:通过增大物重或减小动滑轮质量提高效率;
3.命题预测:结合节能减排政策设计滑轮组效率优化方案。
考●向●破●译
考向01 力学实验
真题引领
1.(2025·安徽·中考真题)小明同学利用图甲所示的实验装置测量滑动摩擦力的大小。在水平底板上正确安装好装置后,先给弹簧测力计调零,再调节定滑轮和物块的位置,使细线与物块相连的部分保持水平,与弹簧测力计相连的部分保持竖直。
(1)水平向左拉动长木板,当弹簧测力计的示数稳定后,物块处于______状态;
(2)水平向左拉动长木板的过程中,若弹簧测力计的指针稳定在如图乙所示的位置,不计滑轮处的摩擦,则物块受到的滑动摩擦力大小为______。
2.(2024·安徽·中考真题)小亮同学用图甲所示的装置探究液体压强与哪些因素有关,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部用薄橡皮膜封闭一个圆孔,橡皮膜两侧压强不同时橡皮膜的形状发生改变。
(1)将同种液体倒入容器左右两边,右侧液面高于左侧,观察到橡皮膜的形状如图乙所示。将A、B两种不同的液体(ρA<ρB)分别倒入容器左右两边,使左右两侧的液面相平,观察到橡皮膜的形状如图丙所示。
①由图乙可初步得出:同种液体中,深度越大,压强越大;
②由图丙可初步得出:深度相同时,液体的密度越大,压强越______;
(2)若将C、D两种不同的液体分别倒入容器左右两边,倒入液体的深度如图丁所示,发现橡皮膜的形状几乎没有变化。由此可知两种液体的密度大小关系为:ρC______ρD(选填“>”“=”或“<”)。
3.(2022·安徽·中考真题)用图中所示的装置探究杠杆的平衡条件, 通过正确的实验操作, 得到下表中的数据。
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
3.0
0.20
2.0
0.30
2
2.0
0.15
1.5
3
1.5
0.20
1.0
0.30
……
……
……
……
……
(1)第 2 次实验数据中的阻力臂 应为___________;
(2)第 3 次实验后,用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线 (保持上端悬点不动), 如图乙所示,不计摩擦,杠杆___________(选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡,原因是:___________。
4.(2022·安徽·中考真题)为探究液体压强与哪些因素有关,取一个空的透明塑料瓶,在瓶口扎上橡皮膜,将塑料瓶浸在液体中,橡皮膜向瓶内凹进得越多,表明液体的压强越大。
(1)将塑料瓶竖直地浸入水中,第一次瓶口朝上(如图甲),第二次瓶口朝下(如图乙),两次塑料瓶在水里的位置相同。图乙中的橡皮膜凹进得更多,则可得到的实验结论是:同种液体中,______,液体的压强越大;
(2)若用体积相同的酒精(ρ酒精<ρ水)进行实验,如图丙所示,塑料瓶在酒精里的位置与图乙相同,则图______(选填“乙”或“丙”)中的橡皮膜凹进得更多。
5.(2021·安徽·中考真题)小华按图示的步骤进行探究浮力的实验;
A.在弹簧测力计下悬挂个金属球,如图甲所示,弹簧测力计的示数为2.6N;
B.将金属球浸没在水中,弹簧测力计的示数如图乙所示;
C. 将金属球从水中取出并擦干水分,再将它浸没在另一种液体中,弹簧测力计的示数如图丙所示。
由实验可知,金属球浸没在水中时受到的浮力大小为______N,图丙中液体的密度______(选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
6.(2020·安徽·中考真题)实验室用的托盘天平,砝码盒中常配备的砝码规格有∶100g、50g、20g、10g、5g。现要测量一物体的质量(约为70g)。
(1)调节横梁平衡∶将天平放在水平桌面上,取下两侧的垫圈,指针就开始摆动。稳定后指针指在分度盘的位置如图甲所示。则接下来的调节过程为∶________。
(2)调节天平横梁平衡后,将物体放在左盘中,用镊子由大到小在右盘中加减砝码……,当放入5g的砝码时,指针偏向分度盘的右侧,如图乙所示。则接下来的操作是________,直到横梁恢复平衡。
方法透视
考
向
解
读
1. 考点聚焦:核心围绕滑动摩擦力测量、液体压强探究、杠杆平衡条件、浮力计算、天平使用五大实验模块,涵盖实验操作、数据处理、规律推导、现象分析等高频考点,是力学实验的核心考查内容,侧重实验原理应用与逻辑推导。
2. 命题特点:以实验装置图、数据表格为载体,设问呈现“操作细节→数据计算→规律总结”的梯度,结合控制变量法、等效替代法等实验思想,无复杂计算,侧重实验流程规范性和规律灵活应用,难度中等,是实验模块的重点得分项。
3. 题型规律:液体压强探究、滑动摩擦力测量考查频率最高,杠杆平衡条件、浮力计算考查有,天平使用侧重基础操作;实验题多结合“平衡状态分析”“控制变量法”设题,强调实验现象与物理规律的直接关联。
方
法
技
能
一、分模块解题技巧
1. 滑动摩擦力测量实验
状态判断:拉动长木板时,物块相对地面静止,处于平衡状态,滑动摩擦力与弹簧测力计拉力是一对平衡力,大小相等;
读数规范:明确弹簧测力计分度值(常为0.2N),视线与指针平齐,直接读取示数即为摩擦力大小;
关键提醒:细线需水平,避免拉力方向偏移导致力的分解,影响测量精度。
2. 液体压强探究实验
控制变量法应用:① 探究压强与深度关系:保持液体密度相同,改变深度(如瓶口朝上/朝下);② 探究压强与密度关系:保持深度相同,更换不同密度液体;
现象分析:橡皮膜凹进方向反映压强大小(凹进越深,压强越大),结合公式推导密度或深度关系;
数据处理:若橡皮膜平衡,两侧压强相等,即,可快速判断液体密度大小。
3. 杠杆平衡条件实验
计算技巧:根据杠杆平衡条件,已知任意三项可求第四项,注意单位统一(力臂单位为m);
平衡判断:当力的方向改变时,需关注力臂变化(支点到力的作用线的距离),力臂改变则平衡条件不再满足;
操作规范:实验前需调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,便于直接测量力臂。
4. 浮力计算实验
称重法应用:浮力(为物体重力,为浸没时弹簧测力计示数);
密度比较:同一物体浸没在不同液体中,排开液体体积相同,浮力越大,液体密度越大(依据);
读数注意:弹簧测力计需先调零,浸没时物体不接触容器底/壁,避免额外力干扰。
5. 天平使用实验
平衡调节:先将游码归零,再调节平衡螺母,指针偏右则向左调,指针偏左则向右调;
砝码增减:由大到小加减砝码,放入最小砝码后指针偏右,需取下最小砝码,向右移动游码直至平衡;
操作禁忌:不能用手直接拿砝码,游码需用镊子移动,测量时物体放左盘、砝码放右盘。
核
心
知
识
总
结
核心实验原理与规律
1. 滑动摩擦力:二力平衡(静止物体受力平衡,拉力=摩擦力);
2. 液体压强:(压强与液体密度、深度成正比,与受力面积无关);
3. 杠杆平衡条件:(动力×动力臂=阻力×阻力臂,力臂是支点到力的作用线的距离);
4. 浮力:称重法、阿基米德原理;
5. 天平使用:左盘质量=右盘质量+游码示数,平衡调节遵循“游码归零→平衡螺母调节”。
实验名称
关键操作
注意事项
滑动摩擦力测量
细线水平、拉动长木板、弹簧测力计稳定后读数
避免物块运动,减小摩擦干扰
液体压强探究
控制液体密度或深度、观察橡皮膜形变
隔板两侧液体无渗漏,橡皮膜完好
杠杆平衡条件
水平位置平衡、力臂垂直于力的方向
挂钩码后不移动平衡螺母,避免力臂测量错误
浮力计算
物体完全浸没、不接触容器壁或 底
弹簧测力计调零,读数时视线与指针平齐
天平使用
游码归零、左物右码、由大到小加砝码
不用手直接拿砝码,测量前检查天平水平
模拟演练
一、机械运动
1.(2025·安徽六安·三模)如图是“测量小车运动的平均速度”的实验装置。用刻度尺测量AB段的距离,让小车从斜面的A点由静止下滑并开始计时,小车到达B点停止计时。
(1)图中AB段的距离为__________m。
(2)若测得小车从斜面的A点由静止下滑到达B点的时间为2.3s,则小车在AB段的平均速度为__________m/s。(结果精确到0.01m/s)
二、运动和力
2.(2025·安徽安庆·三模)某实验小组用如图所示的装置“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,木块挂在弹簧测力计下,木块的右侧面与竖直传送带接触,左侧面有可旋转的螺杆对其施加不同的压力,启动电机,传送带逆时针转动,通过弹簧测力计的示数即可计算出木块所受的摩擦力。部分实验数据见下表。
实验序号
木块所受的重力G/N
螺杆旋转的圈数(圈)
弹簧测力计示数F/N
摩擦力/N
1
0.60
1
0.70
0.10
2
0.60
1.5
0.76
0.16
3
0.60
2
0.82
0.22
4
1.20
1
1.30
0.10
5
1.80
1
1.90
(1)比较第1、2、3次的实验数据可知,滑动摩擦力的大小与______有关;
(2)第5次实验中,木块受到的滑动摩擦力的大小是______N;
(3)当仅将传送带的转动方向调整为顺时针时,弹簧测力计的示数会减小,则木块受到传送带的摩擦力会______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
3.(2025·安徽阜阳·三模)小苏利用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)对长木板施加一个水平向右的拉力F,当弹簧测力计的示数稳定时,其示数即为木块所受滑动摩擦力的大小,该实验的原理为____________。
(2)在木块上放不同质量的砝码,重复上述操作是为了探究滑动摩擦力的大小与______的关系。
4.(2026·安徽·一模)在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,小明利用的实验装置如图所示,其中长木板上下表面粗糙程度不同、长方体木块每个面粗糙程度都相同且长宽高不等。
(1)实验时,应沿水平方向拉着弹簧测力计使木块在水平接触面上做匀速直线运动,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计示数的大小;
(2)比较乙、丙两图的实验数据可知,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
(3)小明利用同一个木块探究滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,他改变接触面积的操作是___________;
(4)拔河比赛时为了取得好成绩,请你结合本实验提一条合理建议:___________(合理即可)。
5.(2026·安徽·模拟预测)安安同学利用如图甲所示的实验装置探究影响滑动摩擦力大小的因素。先将木块放在由电动机驱动的匀速水平传送带上,然后给弹簧测力计调零,最后调节定滑轮和木块的位置,使细线与木块相连的部分保持水平。已知木块的上表面B比下表面A更粗糙。
(1)将木块A面贴放在传送带上,水平传送带沿图甲所示方向做匀速直线运动,此时木块所受摩擦力方向水平向________;
(2)在木块上放置不同数量的砝码进行实验,测出每次实验时木块和砝码的总重力和摩擦力,绘制出摩擦力f与压力F之间的关系图像如图乙中曲线a所示。然后将B面贴放在传送带上,按以上操作继续实验并收集相关数据,请在图乙中画出此时摩擦力f与压力F之间关系的曲线b的大致图像。
6.(2025·安徽黄山·模拟预测)如图所示,这是“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验的两种方案。
(1)图甲、乙两种方案中,A为矩形木块(多个相同),B为木板(或玻璃板),C为弹簧测力计。你认为实验中采用哪种设计方案更合理且便于操作并说明理由:______;
(2)下表是按所选方案完成实验的一些数据,通过分析,你认为下列说法不正确的是______。
B
木板
玻璃板
玻璃板(一个木块)
木板(一个木块)
A
一个木块
两个木块
一个木块
速度大
速度小
木块平放
木块侧放
测力计示数/N
0.5
1.0
0.3
0.3
0.3
0.5
0.5
A.物体所受摩擦力的大小与物体的运动速度有关
B.接触面的粗糙程度、压力一定时,滑动摩擦力大小与接触面积无关
C.接触面的粗糙程度一定时,压力越大,物体所受的滑动摩擦力越大
D.压力一定时,接触面的粗糙程度越大,物体所受的滑动摩擦力越大
7.(2025·安徽·模拟预测)在学习了滑动摩擦力的知识后,小安和小徽想用所学的知识探究运动鞋的鞋底防滑效果,他们各自带来了相同尺码和品牌的一只橡胶底和一只牛筋底的运动鞋,又准备了一张练习立定跳远的橡胶垫、一个弹簧测力计和细线,分别设计实验甲和实验乙。
(1)如图乙所示,小徽让弹簧测力计和鞋保持静止,拉动鞋下的橡胶垫进行测量滑动摩擦力的大小,实验过程中________(选填“需要”或“不需要”)匀速拉动橡胶垫。
(2)他们实验测得的结果是橡胶底运动鞋受到的摩擦力更大,由此小安认为橡胶底运动鞋防滑效果更好,小徽认为实验有缺陷,原因是_________。
三、做功与机械能
8.(2025·安徽宣城·三模)如图所示是“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图,实验中将、、三个小球先后从同一斜面由静止释放,小球滚动到水平面后推动小木块运动一段距离后静止。已知小球质量,起始高度。
(1)分析甲、乙两图可以得出的结论是_____;
(2)小明发现乙实验中木块移动距离与甲实验中相差不大,实验效果不明显,若只重新做甲实验,可采取的改进措施是_____(写出一种即可);
(3)在甲、乙、丙三次实验中,滑到水平面动能最大的是_____球(选填“A”“B”或“C”)。
四、压强
9.(2025·安徽铜陵·三模)如图甲所示,小刚用液体压强计探究液体内部压强的特点。
(1)使用压强计时,如图甲所示的实验是通过观察________来比较液体内部的压强大小;
(2)下面操作能使两侧液面高度差对比更加明显的是________;(选填字母序号)
A.烧杯中换用密度更小的液体
B.U形管中换用密度更小的酒精
C.将U形管换成更细的
(3)小刚自制了如图乙所示的实验装置,A侧下部蒙有一层张紧的橡皮膜。向A侧加水,再向B中加入密度未知的液体,直到橡皮膜水平。分别测出水深,橡皮膜到底部的距离,未知液体深度。则未知液体密度________(用测得的量的符号和表示)。
五、简单机械及机械效率
10.(2025·安徽铜陵·三模)小明利用如图甲所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
(1)若实验前杠杆静止在图甲位置,为了使杠杆在水平位置平衡,应该向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡的目的是________。
(2)如图乙所示,用弹簧测力计拉杠杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡,则测力计的示数变化情况是________(选填“逐渐变大”“逐渐变小”“先变大后变小”“先变小后变大”或“不变”);
(3)如图丙所示,小红实验时在一平衡杠杆的左右两侧分别放上两枚、三枚相同的硬币,杠杆仍在水平位置平衡。她用刻度尺测出和,则________(选填“大于”“小于”或“等于”)。
11.(2025·安徽蚌埠·三模)实验小组通过探究杠杆的平衡条件,来解释桔槔的使用原理。
(1)当杠杆静止时如图甲所示,为了方便测量力臂,需要调节杠杆在水平位置平衡,应当将杠杆的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节。
(2)在杠杆两侧挂上钩码,设右侧钩码对杠杆施的力为动力,左侧钩码对杠杆施的力为阻力,测出杠杆平衡时的动力臂和阻力臂;多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,使杠杆在水平位置平衡,如图乙所示,得到实验数据如表。
次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
2
3
…
分析表中的数据,得到杠杆的平衡条件是_________。
(3)桔槔是我国古代的取水工具,如图丙所示,在井边竖一根树杈,架上一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶,简化图如图丁所示。若水桶盛满水后,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件,可以采用的方法是__________(写出一条即可)。
六、浮力
12.(2025·安徽宿州·模拟预测)物理学习小组在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用同一金属块依次进行了如下操作:
(1)分析图A、B、C的实验数据,初步得出“浮力大小与物体所处深度有关”的结论,请判断这个结论是否正确并简要说明原因:______。
(2)轮船从长江驶入大海时,船身会适当上浮一些,这种现象可以用上述实验步骤______(选填序号)得出的结论来解释。
七、质量和密度
13.(2025·安徽亳州·模拟预测)在“测量盐水密度”的实验中,步骤如下:
(1)将装有适量盐水的烧杯放在已调平的天平左盘,当右盘中的砝码和标尺上的游码如图甲所示时,天平再次平衡,则盐水和烧杯的总质量为______g。
(2)然后将烧杯中部分盐水倒入空量筒中,如图乙所示。再用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量,为51.4g,则盐水的密度为______kg/m3。
14.(2025·安徽安庆·模拟预测)某同学想测量一种液体的密度,他将适量的待测液体倒入圆柱形平底玻璃容器里,然后一起缓慢放入盛有水的水槽中,容器处于直立漂浮状态,如图甲所示,测出容器下表面所处的深度为h1;从容器中倒出一部分液体后,容器又处于直立漂浮状态,如图乙所示,测出此时容器下表面所处的深度为h2。已知容器的底面积为S,水的密度为,可用的器材还有量筒。
(1)该同学还需进行的测量步骤是 ___________(用文字和字母表示待测测量量)。
(2)液体的密度表达式为=___________(用已知量和测量量的字母表示)。
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题型06 实验探究题(力学)
内●容●导●航
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
题型概述 考向分类 技巧点拨
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
真题引领 方法透视 模拟演练
考向01 力学实验
第三部分 题型训练 整合应用,模拟实战
题●型●解●码
内容
核心知识
天平测质量
1.操作规范:游码归零、左物右码,平衡螺母调节遵循“左偏右调,右偏左调”原则;
2.易错点:未水平放置天平、读数时忽略游码示数(质量=砝码质量+游码示数);
3.命题预测:结合密度测量考查特殊形状物体质量计算(如液体质量换算)。
弹簧测力计测力
1.调零关键:沿测量方向调零,记录量程(如0~5N)和分度值(如0.2N);
2.动态分析:弹簧形变需在弹性限度内,超限会导致塑性形变;
3.实验设计:可能结合摩擦力实验验证拉力与形变关系。
滑动摩擦力影响因素
1.控制变量法:固定接触面粗糙度,改变压力大小;实验需匀速拉动木块(测力计示数=摩擦力);
2.易错点:误将滑动摩擦与滚动摩擦混淆;
3.命题趋势:结合生活情境(如轮胎防滑)设计实验。
阿基米德原理
1.核心公式:F浮=ρ液gV排,通过两次测力计示数差计算浮力;
2.误差分析:溢水杯未装满水导致V排测量偏小;
3.创新实验:不规则物体浮力测量(如金属块+塑料袋法)。
杠杆平衡条件
1.平衡调节:杠杆水平平衡(便于直接读力臂),多次实验验证F₁L₁=F₂L₂;
2.动态分析:力臂变化时调整钩码位置恢复平衡。
液体压强规律
1.公式应用:p=ρgh,通过U形管高度差比较压强大小;
2.实验拓展:探究液体密度与压强关系时需保持深度相同。
3.易错点:误将液体压强公式p=ρgh用于固体计算。
机械效率计算
1.公式变形:,分析额外功来源(如摩擦、动滑轮自重);
2.实验优化:通过增大物重或减小动滑轮质量提高效率;
3.命题预测:结合节能减排政策设计滑轮组效率优化方案。
考●向●破●译
考向01 力学实验
真题引领
1.(2025·安徽·中考真题)小明同学利用图甲所示的实验装置测量滑动摩擦力的大小。在水平底板上正确安装好装置后,先给弹簧测力计调零,再调节定滑轮和物块的位置,使细线与物块相连的部分保持水平,与弹簧测力计相连的部分保持竖直。
(1)水平向左拉动长木板,当弹簧测力计的示数稳定后,物块处于______状态;
(2)水平向左拉动长木板的过程中,若弹簧测力计的指针稳定在如图乙所示的位置,不计滑轮处的摩擦,则物块受到的滑动摩擦力大小为______。
【答案】(1)静止;(2)3.6
【解析】(1)水平向左拉动长木板,当弹簧测力计的示数稳定后,物块处于静止状态,受力平衡。
(2)水平向左拉动长木板的过程中,物块处于静止状态,受力平衡,受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反。如图乙,弹簧测力计分度值为0.2N,示数为3.6N,则物块受到的拉力为3.6N,则物块受到的滑动摩擦力大小为3.6N。
2.(2024·安徽·中考真题)小亮同学用图甲所示的装置探究液体压强与哪些因素有关,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部用薄橡皮膜封闭一个圆孔,橡皮膜两侧压强不同时橡皮膜的形状发生改变。
(1)将同种液体倒入容器左右两边,右侧液面高于左侧,观察到橡皮膜的形状如图乙所示。将A、B两种不同的液体(ρA<ρB)分别倒入容器左右两边,使左右两侧的液面相平,观察到橡皮膜的形状如图丙所示。
①由图乙可初步得出:同种液体中,深度越大,压强越大;
②由图丙可初步得出:深度相同时,液体的密度越大,压强越______;
(2)若将C、D两种不同的液体分别倒入容器左右两边,倒入液体的深度如图丁所示,发现橡皮膜的形状几乎没有变化。由此可知两种液体的密度大小关系为:ρC______ρD(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】 大 <
【解析】(1)[1]由图丙可知,A、B两种不同的液体倒入容器左右两边,使左右两侧的液面相平,此时橡皮膜向左凸出,说明橡皮膜右侧受到的液体压强较大,而橡皮膜右侧液体密度较大,说明深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(2)[2]由图丁可知,橡皮膜的形状几乎没有变化,说明左右两侧的压强相等,左侧的C液体深度较深,由p=ρgh可知,隔板左侧的C液体密度小于隔板右侧D液体密度,即ρC<ρD。
3.(2022·安徽·中考真题)用图中所示的装置探究杠杆的平衡条件, 通过正确的实验操作, 得到下表中的数据。
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
3.0
0.20
2.0
0.30
2
2.0
0.15
1.5
3
1.5
0.20
1.0
0.30
……
……
……
……
……
(1)第 2 次实验数据中的阻力臂 应为___________;
(2)第 3 次实验后,用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线 (保持上端悬点不动), 如图乙所示,不计摩擦,杠杆___________(选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡,原因是:___________。
【答案】 0.20 不能 见解析
【解析】(1)[1]根据杠杆平衡可知,阻力臂 应为
(2)[2][3]用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线 (保持上端悬点不动),改变了拉力的方向,但是没有改变拉力的大小,但是支点到力的作用线的距离,即力臂的长短发生了变化,由可知,不变,的大小不变,但是力臂发生了变化,故杠杆不能保持平衡。
4.(2022·安徽·中考真题)为探究液体压强与哪些因素有关,取一个空的透明塑料瓶,在瓶口扎上橡皮膜,将塑料瓶浸在液体中,橡皮膜向瓶内凹进得越多,表明液体的压强越大。
(1)将塑料瓶竖直地浸入水中,第一次瓶口朝上(如图甲),第二次瓶口朝下(如图乙),两次塑料瓶在水里的位置相同。图乙中的橡皮膜凹进得更多,则可得到的实验结论是:同种液体中,______,液体的压强越大;
(2)若用体积相同的酒精(ρ酒精<ρ水)进行实验,如图丙所示,塑料瓶在酒精里的位置与图乙相同,则图______(选填“乙”或“丙”)中的橡皮膜凹进得更多。
【答案】 深度越大 乙
【解析】(1)[1]由甲、乙两图可知,虽然两次塑料瓶在水里的位置相同,但瓶口朝向不同,甲图中的瓶口所处的深度小于乙图中瓶口所处的深度,乙图中瓶口的橡皮膜凹进得更多。则可得到的实验结论是:同种液体中,深度越大,液体的压强越大。
(2)[2]用体积相同的酒精放入相同的塑料瓶中,则两液体的液面处于同一水平高度。如图丙所示,塑料瓶在酒精里的位置与图乙相同,塑料瓶的瓶口朝向也相同,即瓶口处橡皮膜在两种液体的同一深度,由液体压强与液体的密度和深度有关,当液体深度相同时,液体的密度越大,压强越大可知,橡皮膜在水中受到的压强大于在酒精中受到的压强,所以乙图中的橡皮膜凹进得更多。
5.(2021·安徽·中考真题)小华按图示的步骤进行探究浮力的实验;
A.在弹簧测力计下悬挂个金属球,如图甲所示,弹簧测力计的示数为2.6N;
B.将金属球浸没在水中,弹簧测力计的示数如图乙所示;
C. 将金属球从水中取出并擦干水分,再将它浸没在另一种液体中,弹簧测力计的示数如图丙所示。
由实验可知,金属球浸没在水中时受到的浮力大小为______N,图丙中液体的密度______(选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
【答案】 1.0 小于
【解析】[1]甲图中弹簧测力计的示数等于金属球的重力。由图乙可知,弹簧测力计分度值为0.2N,则金属球浸没在水中时弹簧测力计的示数为1.6N。故金属球浸没在水中时受到的浮力大小为F浮=G-F示=2.6N-1.6N=1.0N
[2]由图丙可知,弹簧测力计的示数为1.8N,则金属球浸没在液体中时受到的浮力大小为=G-=2.6N-1.8N=0.8N
与浸没在水中相比,金属球排开液体的体积相同,在液体中受到的浮力小于在水中受到的浮力,根据F浮=ρ液gV排可知,图丙中液体的密度小于水的密度。
6.(2020·安徽·中考真题)实验室用的托盘天平,砝码盒中常配备的砝码规格有∶100g、50g、20g、10g、5g。现要测量一物体的质量(约为70g)。
(1)调节横梁平衡∶将天平放在水平桌面上,取下两侧的垫圈,指针就开始摆动。稳定后指针指在分度盘的位置如图甲所示。则接下来的调节过程为∶________。
(2)调节天平横梁平衡后,将物体放在左盘中,用镊子由大到小在右盘中加减砝码……,当放入5g的砝码时,指针偏向分度盘的右侧,如图乙所示。则接下来的操作是________,直到横梁恢复平衡。
【答案】 游码归零,调节平衡螺母至指针指在分度盘中央 取下5g砝码,向右缓慢移动游码
【解析】(1)[1]调节横梁平衡∶将天平放在水平桌面上,取下两侧的垫圈,指针就开始摆动。稳定后指针指在分度盘的位置,游码未归零,且指针偏右,故接下来的调节过程为∶游码归零,调节平衡螺母至指针指在分度盘中央。
(2)[2]调节天平横梁平衡后,将物体放在左盘中,用镊子由大到小在右盘中加减砝码……,当放入5g的砝码时,指针偏向分度盘的右侧,但5g砝码为可用的最小砝码,故接下来的操作是取下5g砝码,向右缓慢移动游码,直到横梁恢复平衡。
方法透视
考
向
解
读
1. 考点聚焦:核心围绕滑动摩擦力测量、液体压强探究、杠杆平衡条件、浮力计算、天平使用五大实验模块,涵盖实验操作、数据处理、规律推导、现象分析等高频考点,是力学实验的核心考查内容,侧重实验原理应用与逻辑推导。
2. 命题特点:以实验装置图、数据表格为载体,设问呈现“操作细节→数据计算→规律总结”的梯度,结合控制变量法、等效替代法等实验思想,无复杂计算,侧重实验流程规范性和规律灵活应用,难度中等,是实验模块的重点得分项。
3. 题型规律:液体压强探究、滑动摩擦力测量考查频率最高,杠杆平衡条件、浮力计算考查有,天平使用侧重基础操作;实验题多结合“平衡状态分析”“控制变量法”设题,强调实验现象与物理规律的直接关联。
方
法
技
能
一、分模块解题技巧
1. 滑动摩擦力测量实验
状态判断:拉动长木板时,物块相对地面静止,处于平衡状态,滑动摩擦力与弹簧测力计拉力是一对平衡力,大小相等;
读数规范:明确弹簧测力计分度值(常为0.2N),视线与指针平齐,直接读取示数即为摩擦力大小;
关键提醒:细线需水平,避免拉力方向偏移导致力的分解,影响测量精度。
2. 液体压强探究实验
控制变量法应用:① 探究压强与深度关系:保持液体密度相同,改变深度(如瓶口朝上/朝下);② 探究压强与密度关系:保持深度相同,更换不同密度液体;
现象分析:橡皮膜凹进方向反映压强大小(凹进越深,压强越大),结合公式推导密度或深度关系;
数据处理:若橡皮膜平衡,两侧压强相等,即,可快速判断液体密度大小。
3. 杠杆平衡条件实验
计算技巧:根据杠杆平衡条件,已知任意三项可求第四项,注意单位统一(力臂单位为m);
平衡判断:当力的方向改变时,需关注力臂变化(支点到力的作用线的距离),力臂改变则平衡条件不再满足;
操作规范:实验前需调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,便于直接测量力臂。
4. 浮力计算实验
称重法应用:浮力(为物体重力,为浸没时弹簧测力计示数);
密度比较:同一物体浸没在不同液体中,排开液体体积相同,浮力越大,液体密度越大(依据);
读数注意:弹簧测力计需先调零,浸没时物体不接触容器底/壁,避免额外力干扰。
5. 天平使用实验
平衡调节:先将游码归零,再调节平衡螺母,指针偏右则向左调,指针偏左则向右调;
砝码增减:由大到小加减砝码,放入最小砝码后指针偏右,需取下最小砝码,向右移动游码直至平衡;
操作禁忌:不能用手直接拿砝码,游码需用镊子移动,测量时物体放左盘、砝码放右盘。
核
心
知
识
总
结
核心实验原理与规律
1. 滑动摩擦力:二力平衡(静止物体受力平衡,拉力=摩擦力);
2. 液体压强:(压强与液体密度、深度成正比,与受力面积无关);
3. 杠杆平衡条件:(动力×动力臂=阻力×阻力臂,力臂是支点到力的作用线的距离);
4. 浮力:称重法、阿基米德原理;
5. 天平使用:左盘质量=右盘质量+游码示数,平衡调节遵循“游码归零→平衡螺母调节”。
实验名称
关键操作
注意事项
滑动摩擦力测量
细线水平、拉动长木板、弹簧测力计稳定后读数
避免物块运动,减小摩擦干扰
液体压强探究
控制液体密度或深度、观察橡皮膜形变
隔板两侧液体无渗漏,橡皮膜完好
杠杆平衡条件
水平位置平衡、力臂垂直于力的方向
挂钩码后不移动平衡螺母,避免力臂测量错误
浮力计算
物体完全浸没、不接触容器壁或 底
弹簧测力计调零,读数时视线与指针平齐
天平使用
游码归零、左物右码、由大到小加砝码
不用手直接拿砝码,测量前检查天平水平
模拟演练
一、机械运动
1.(2025·安徽六安·三模)如图是“测量小车运动的平均速度”的实验装置。用刻度尺测量AB段的距离,让小车从斜面的A点由静止下滑并开始计时,小车到达B点停止计时。
(1)图中AB段的距离为__________m。
(2)若测得小车从斜面的A点由静止下滑到达B点的时间为2.3s,则小车在AB段的平均速度为__________m/s。(结果精确到0.01m/s)
【答案】(1)0.800;(2)0.35
【解析】[1]由题图可知,刻度尺的分度值为1cm,读数时应估读到分度值的下一位,故AB段的距离为80.0cm,即0.800m。
[2]小车在AB段的平均速度
二、运动和力
2.(2025·安徽安庆·三模)某实验小组用如图所示的装置“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,木块挂在弹簧测力计下,木块的右侧面与竖直传送带接触,左侧面有可旋转的螺杆对其施加不同的压力,启动电机,传送带逆时针转动,通过弹簧测力计的示数即可计算出木块所受的摩擦力。部分实验数据见下表。
实验序号
木块所受的重力G/N
螺杆旋转的圈数(圈)
弹簧测力计示数F/N
摩擦力/N
1
0.60
1
0.70
0.10
2
0.60
1.5
0.76
0.16
3
0.60
2
0.82
0.22
4
1.20
1
1.30
0.10
5
1.80
1
1.90
(1)比较第1、2、3次的实验数据可知,滑动摩擦力的大小与______有关;
(2)第5次实验中,木块受到的滑动摩擦力的大小是______N;
(3)当仅将传送带的转动方向调整为顺时针时,弹簧测力计的示数会减小,则木块受到传送带的摩擦力会______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)压力大小;(2)0.10;(3)不变
【解析】(1)由1、2、3次实验数据可知螺杆旋转圈数越多,木块对传送带压力越大,故而得到滑动摩擦力大小与压力大小有关。
(2)对木块进行受力分析可知,木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的拉力减去木块所受的重力大小,即
(3)滑动摩擦力的影响因素是压力和接触面的粗糙程度,仅将传送带的转动方向调整为顺时针时,没有改变压力大小和接触面的粗糙程度,故滑动摩擦力的大小不变。
3.(2025·安徽阜阳·三模)小苏利用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)对长木板施加一个水平向右的拉力F,当弹簧测力计的示数稳定时,其示数即为木块所受滑动摩擦力的大小,该实验的原理为____________。
(2)在木块上放不同质量的砝码,重复上述操作是为了探究滑动摩擦力的大小与______的关系。
【答案】(1)二力平衡;(2)压力大小
【解析】(1)木块相对地面静止,处于平衡状态,其在水平方向受到的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,大小相等,因此弹簧测力计的示数即为木块所受滑动摩擦力的大小。故该实验原理为二力平衡条件。
(2)在木块上放不同质量的砝码,可以改变木块对长木板的压力大小,依据控制变量法,是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系。
4.(2026·安徽·一模)在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,小明利用的实验装置如图所示,其中长木板上下表面粗糙程度不同、长方体木块每个面粗糙程度都相同且长宽高不等。
(1)实验时,应沿水平方向拉着弹簧测力计使木块在水平接触面上做匀速直线运动,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计示数的大小;
(2)比较乙、丙两图的实验数据可知,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
(3)小明利用同一个木块探究滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,他改变接触面积的操作是___________;
(4)拔河比赛时为了取得好成绩,请你结合本实验提一条合理建议:___________(合理即可)。
【答案】 换用木块面积不同的侧面置于同一水平木板表面 选体重较大的同学参加比赛
【解析】[1]小明要探究滑动摩擦力与接触面积的关系,需要控制压力和接触面粗糙程度不变,只改变接触面积。操作是:换用木块面积不同的侧面置于同一水平木板表面。
[2]结合实验可知,滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度有关。拔河比赛的合理建议:选用鞋底花纹较深的鞋子,或选体重较大的同学参加比赛。
5.(2026·安徽·模拟预测)安安同学利用如图甲所示的实验装置探究影响滑动摩擦力大小的因素。先将木块放在由电动机驱动的匀速水平传送带上,然后给弹簧测力计调零,最后调节定滑轮和木块的位置,使细线与木块相连的部分保持水平。已知木块的上表面B比下表面A更粗糙。
(1)将木块A面贴放在传送带上,水平传送带沿图甲所示方向做匀速直线运动,此时木块所受摩擦力方向水平向________;
(2)在木块上放置不同数量的砝码进行实验,测出每次实验时木块和砝码的总重力和摩擦力,绘制出摩擦力f与压力F之间的关系图像如图乙中曲线a所示。然后将B面贴放在传送带上,按以上操作继续实验并收集相关数据,请在图乙中画出此时摩擦力f与压力F之间关系的曲线b的大致图像。
【答案】(1)右
(2)
【解析】(1)由题知,木块放置在水平传送带上,当传送带沿图示方向做匀速直线运动时,木块相对于传送带向左运动,则传送带对木块有水平向右的摩擦力。
(2)在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,由于木块的表面B比表面A更粗糙,则在压力相同时,将B面贴放在传送带上,摩擦力较大,所以大致图像如图所示:
6.(2025·安徽黄山·模拟预测)如图所示,这是“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验的两种方案。
(1)图甲、乙两种方案中,A为矩形木块(多个相同),B为木板(或玻璃板),C为弹簧测力计。你认为实验中采用哪种设计方案更合理且便于操作并说明理由:______;
(2)下表是按所选方案完成实验的一些数据,通过分析,你认为下列说法不正确的是______。
B
木板
玻璃板
玻璃板(一个木块)
木板(一个木块)
A
一个木块
两个木块
一个木块
速度大
速度小
木块平放
木块侧放
测力计示数/N
0.5
1.0
0.3
0.3
0.3
0.5
0.5
A.物体所受摩擦力的大小与物体的运动速度有关
B.接触面的粗糙程度、压力一定时,滑动摩擦力大小与接触面积无关
C.接触面的粗糙程度一定时,压力越大,物体所受的滑动摩擦力越大
D.压力一定时,接触面的粗糙程度越大,物体所受的滑动摩擦力越大
【答案】(1)见解析;(2)A
【解析】(1)方案乙实验时,应该拉动木块做匀速直线运动,此时拉力和摩擦力是平衡力,由二力平衡条件可知摩擦力和拉力大小相等,从而得出摩擦力。方案甲实验时,木块受到的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力平衡,不需要控制木板做匀速直线运动,方便实验操作,同时弹簧测力计静止不动,便于读数,因此更合理、更易于操作的是方案甲。
(2)A.由表格数据可知,在玻璃板上放置一个木块的实验中,接触面的粗糙程度、压力一定,速度大和速度小测力计的示数都是0.3N,即物体所受摩擦力的大小与物体的运动速度无关,故A错误;符合题意;
B.由表格数据可知,在木板(一个木块)的实验中,接触面的粗糙程度、压力一定,木块平放和木块侧放测力计的示数都是0.5N,即接触面的粗糙程度、压力一定时,滑动摩擦力大小与接触面积无关,故B正确,不符合题意;
C.由表格数据可知,在木板上放一个或两个木块的实验中,接触面的粗糙程度一定时,两个木块时测力计的示数大于一个木块的,即摩擦力更大,故接触面的粗糙程度一定时,压力越大,物体所受的滑动摩擦力越大,故C正确,不符合题意;
D.在木板与一个木块、玻璃板与一个木块实验中,B受到的压力一定,木板接触面的粗糙程度大,测力计示数大,即摩擦力更大,故压力一定时,接触面的粗糙程度越大,物体所受的滑动摩擦力越大,故D正确,不符合题意。
故选A。
7.(2025·安徽·模拟预测)在学习了滑动摩擦力的知识后,小安和小徽想用所学的知识探究运动鞋的鞋底防滑效果,他们各自带来了相同尺码和品牌的一只橡胶底和一只牛筋底的运动鞋,又准备了一张练习立定跳远的橡胶垫、一个弹簧测力计和细线,分别设计实验甲和实验乙。
(1)如图乙所示,小徽让弹簧测力计和鞋保持静止,拉动鞋下的橡胶垫进行测量滑动摩擦力的大小,实验过程中________(选填“需要”或“不需要”)匀速拉动橡胶垫。
(2)他们实验测得的结果是橡胶底运动鞋受到的摩擦力更大,由此小安认为橡胶底运动鞋防滑效果更好,小徽认为实验有缺陷,原因是_________。
【答案】(1)不需要;(2)没有控制压力的大小相同
【解析】(1)拉运动鞋下的橡胶垫并发生相对运动时,鞋相对于地面处于静止状态,受到弹簧测力计的拉力与受到橡胶垫施加的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,与橡胶垫的运动状态无关,故不需要匀速拉动橡胶垫。
(2)研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时,要控制压力相同,而上面的实验中,橡胶底和牛筋底的运动鞋质量不同,对支持面的压力也不同,故实验缺陷为:没有控制压力的大小相同。
三、做功与机械能
8.(2025·安徽宣城·三模)如图所示是“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图,实验中将、、三个小球先后从同一斜面由静止释放,小球滚动到水平面后推动小木块运动一段距离后静止。已知小球质量,起始高度。
(1)分析甲、乙两图可以得出的结论是_____;
(2)小明发现乙实验中木块移动距离与甲实验中相差不大,实验效果不明显,若只重新做甲实验,可采取的改进措施是_____(写出一种即可);
(3)在甲、乙、丙三次实验中,滑到水平面动能最大的是_____球(选填“A”“B”或“C”)。
【答案】(1)质量相同时,物体的速度越大,动能越大;(2)将小球从更高处释放;(3)
【解析】(1)甲、乙两图中,小球质量,即质量相同,小球从同一斜面的不同高度由静止释放,到达水平面时速度不同,甲图中小球起始高度,甲图中小球到达水平面速度更大,且甲图中木块被推动的距离,说明甲图中小球动能更大。所以可得结论:质量相同时,物体的速度越大,动能越大。
(2)乙实验中木块移动距离与甲实验中相差不大,实验效果不明显,要增大甲实验中木块移动距离,即增大小球动能。根据影响动能大小的因素,在质量不变时,增大速度可增大动能,所以可采取的改进措施是将小球从更高处释放。
(3)实验中通过观察木块被推动的距离来判断小球动能大小,木块被推动距离越远,小球动能越大。丙图中木块被推动的距离最大,说明丙图中小球动能最大,丙图中小球是C球,所以滑到水平面动能最大的是C球。
四、压强
9.(2025·安徽铜陵·三模)如图甲所示,小刚用液体压强计探究液体内部压强的特点。
(1)使用压强计时,如图甲所示的实验是通过观察________来比较液体内部的压强大小;
(2)下面操作能使两侧液面高度差对比更加明显的是________;(选填字母序号)
A.烧杯中换用密度更小的液体
B.U形管中换用密度更小的酒精
C.将U形管换成更细的
(3)小刚自制了如图乙所示的实验装置,A侧下部蒙有一层张紧的橡皮膜。向A侧加水,再向B中加入密度未知的液体,直到橡皮膜水平。分别测出水深,橡皮膜到底部的距离,未知液体深度。则未知液体密度________(用测得的量的符号和表示)。
【答案】(1)U形管两侧液面的高度差;(2)B;(3)
【解析】(1)液体压强计是通过观察U形管两侧液面的高度差来比较液体内部压强大小的,高度差越大,说明液体内部压强越大。
(2)A.烧杯中换用密度更小的液体,根据可知,在深度相同的情况下,液体密度越小,压强越小,U形管两侧液面高度差会变小,故A不符合题意;
B.U形管中换用密度更小的酒精,在压强相同的情况下,根据可知,液体密度越小,液面高度差越大,故B符合题意;
C.U形管的粗细不影响液面高度差的大小,因为液体压强只与液体密度和深度有关,与容器横截面积无关,故C不符合题意。
故选B。
(3)当橡皮膜水平时,A侧水对橡皮膜的压强等于B侧未知液体对橡皮膜的压强。此时橡皮膜距离水面和未知液体液面的深度分别为、,由可得,解得。
五、简单机械及机械效率
10.(2025·安徽铜陵·三模)小明利用如图甲所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
(1)若实验前杠杆静止在图甲位置,为了使杠杆在水平位置平衡,应该向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡的目的是________。
(2)如图乙所示,用弹簧测力计拉杠杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡,则测力计的示数变化情况是________(选填“逐渐变大”“逐渐变小”“先变大后变小”“先变小后变大”或“不变”);
(3)如图丙所示,小红实验时在一平衡杠杆的左右两侧分别放上两枚、三枚相同的硬币,杠杆仍在水平位置平衡。她用刻度尺测出和,则________(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1)左 减小杠杆自重对实验的影响/便于测量力臂;(2)先变小后变大;(3)大于
【解析】(1)[1][2]杠杆静止在图甲所示的位置,右端下沉。要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向左调节,使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂且能减小杠杆自重对实验的影响。
(2)由图乙可知,测力计竖直向上拉点时,为最长力臂,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,动力臂先变大后变小,而杠杆在水平位置始终保持平衡,阻力和阻力臂大小不变,根据杠杆平衡条件可知,测力计示数将先变小后变大。
(3)设每个硬币的重力为,硬币的半径为,由图丙,结合杠杆的平衡条件可得,
可得
所以,即
11.(2025·安徽蚌埠·三模)实验小组通过探究杠杆的平衡条件,来解释桔槔的使用原理。
(1)当杠杆静止时如图甲所示,为了方便测量力臂,需要调节杠杆在水平位置平衡,应当将杠杆的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节。
(2)在杠杆两侧挂上钩码,设右侧钩码对杠杆施的力为动力,左侧钩码对杠杆施的力为阻力,测出杠杆平衡时的动力臂和阻力臂;多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,使杠杆在水平位置平衡,如图乙所示,得到实验数据如表。
次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
2
3
…
分析表中的数据,得到杠杆的平衡条件是_________。
(3)桔槔是我国古代的取水工具,如图丙所示,在井边竖一根树杈,架上一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶,简化图如图丁所示。若水桶盛满水后,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件,可以采用的方法是__________(写出一条即可)。
【答案】(1)右;(2)动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂;(3)增大石头的重力
【解析】(1)调节杠杆平衡时,按照“左偏右调”的方法,应将平衡螺母向右调。
(2)根据表中的数据,每一次实验,杠杆平衡时,左右两边力与力臂的乘积相等,得出杠杆平衡条件:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂(或)
(3)根据杠杆平衡条件可知,阻力乘以阻力臂不变,则动力乘以动力臂不变,若动力臂不变,则动力不变,而动力为石头的重力和拉力,因此想要减小拉力,可以增大石头的重力。
六、浮力
12.(2025·安徽宿州·模拟预测)物理学习小组在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用同一金属块依次进行了如下操作:
(1)分析图A、B、C的实验数据,初步得出“浮力大小与物体所处深度有关”的结论,请判断这个结论是否正确并简要说明原因:______。
(2)轮船从长江驶入大海时,船身会适当上浮一些,这种现象可以用上述实验步骤______(选填序号)得出的结论来解释。
【答案】(1)不正确,没有控制排开液体的体积相同;(2)ACD
【解析】(1)浮力大小受到液体密度、排开液体的体积多个因素的影响,在探究浮力大小是否与物体所处深度有关,应控制液体密度相同、排开液体的体积相同;图A、B、C对比可知,排开液体的体积不同;所以得出的结论不正确。
(2)轮船从长江驶入大海时,船始终漂浮在海面上,根据二力平衡可知,轮船受到竖直向上的浮力等于轮船的重力,即
轮船从长江驶入大海时,液体密度会变大;根据阿基米德原理可知,轮船排开水的体积会变小,所以船会上浮一些;这种现象可以用上述实验步骤A、C、D得出的结论来解释,C、D对比,排开液体的体积相同,液体密度不同,即,根据阿基米德原理可知,浮力大小不同,即,所以金属块会上浮一些。
七、质量和密度
13.(2025·安徽亳州·模拟预测)在“测量盐水密度”的实验中,步骤如下:
(1)将装有适量盐水的烧杯放在已调平的天平左盘,当右盘中的砝码和标尺上的游码如图甲所示时,天平再次平衡,则盐水和烧杯的总质量为______g。
(2)然后将烧杯中部分盐水倒入空量筒中,如图乙所示。再用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量,为51.4g,则盐水的密度为______kg/m3。
【答案】(1)83.8;(2)
【解析】(1)天平读数为砝码的质量和游码的示数之和,甲图中标尺的分度值是0.2g,读数为3.8g,则盐水和烧杯的总质量
(2)由题意可知,量筒中盐水的质量
由题图乙可知,量筒的分度值是1mL,量筒中盐水的体积
则盐水的密度
14.(2025·安徽安庆·模拟预测)某同学想测量一种液体的密度,他将适量的待测液体倒入圆柱形平底玻璃容器里,然后一起缓慢放入盛有水的水槽中,容器处于直立漂浮状态,如图甲所示,测出容器下表面所处的深度为h1;从容器中倒出一部分液体后,容器又处于直立漂浮状态,如图乙所示,测出此时容器下表面所处的深度为h2。已知容器的底面积为S,水的密度为,可用的器材还有量筒。
(1)该同学还需进行的测量步骤是 ___________(用文字和字母表示待测测量量)。
(2)液体的密度表达式为=___________(用已知量和测量量的字母表示)。
【答案】(1)用量筒测出倒出部分液体的体积V;(2)
【解析】(1)要推导液体密度,需要知道倒出液体的质量和倒出液体的体积这两个物理量。倒出液体的质量可以通过两次漂浮时浮力的差值计算得出;但倒出液体的体积是未知量,题目中给出的器材包含量筒,因此需要将倒出的液体倒入量筒,测量出倒出部分液体的体积V,才能结合质量求出密度。
(2)容器漂浮时,浮力等于总重力,两次浮力的差值等于倒出液体的重力。
甲图中容器受到的浮力
乙图中浮力
则倒出液体的重力
倒出液体的质量
液体的密度
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