内容正文:
专题18 力学实验复习(复习讲义)
目 录
01 析·考情目标 1
02 筑·专题框架 2
03 攻·重难考点 2
真题动向 核心提炼 拓展提升
考点一 力学实验
04 测·预测闯关 19
命题透视
力学实验是中考物理实验探究题的重中之重。涵盖测量型实验和探究型实验两大类别。力学实验题覆盖了密度、运动和力、压强、浮力、简单机械五大力学板块。试题命制重视科学探究,突出科学思维的考查,加强对《课标》必做实验的考查,重点关注实验设计、实验操作、数据分析等方面。试题素材广泛融入传统文化、科技创新等元素,注重情境真实化与跨学科融合,考查学生理解情境、转化问题、建构模型、分析论证并解决问题的能力
命题预测
1.测量固体和液体的密度:实验题将继续围绕天平量筒的规范使用、误差分析及特殊方法测密度进行考查。跨学科实践如“自制密度计”(附加细铜丝配重的简易密度计制作)往往与浮力计算融合考查,密度计原理为:漂浮时F浮=G,浸得越深(即排开液体体积越大),液体密度越小。
2.探究影响滑动摩擦力大小的因素:实验题预计围绕匀速直线运动的要求、二力平衡的应用、控制变量法的判断和实验改进方案进行考查。
3.探究浮力的大小跟哪些因素有关(阿基米德原理实验):实验题将围绕控制变量法的应用、阿基米德原理的验证实验操作及与密度计算综合考查。2025年真题尤其强调跨学科实践(自制简易密度计)与浮力实验的融合。
4.探究杠杆的平衡条件:实验题将围绕杠杆水平位置平衡的调节目的、实验数据处理、倾斜拉弹簧测力计时示数变化进行考查。动态平衡分析如悬挂点移动后各臂长度及受力变化,也是近年压轴小题。
5.探究液体压强与哪些因素有关:U形管压强计的原理与使用、控制变量法、转换法的应用;液体压强与深度、密度、方向的关系及实验结论归纳;装置漏气判断、初始液面不平的处理、探究方案的优化;液体压强与生物(如腹式呼吸)、工程(如船闸)等学科融合。
考点一 力学实验
1.(2025·陕西·中考真题)在“测量物体运动的速度”实验中,使用了小车、带有刻度的长木板、秒表、挡板等实验器材。
(1)该实验的原理是______;
(2)实验中,为了使小车运动的时间长一些,可以将斜面的坡度调整得较______(选填“大”或“小”)些;
(3)将小车从O点由静止释放,同时用秒表计时,测得小车到达A点所用的时间为3s,则小车在OA段运动的平均速度大小为______m/s;
(4)将小车从O点由静止释放,若小车运动后才开始计时,则所测得的小车在OA段的平均速度______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2)小
(3)0.4
(4)偏大
【详解】(1)速度等于路程除以时间,该实验所依据的原理是。
(2)实验时应使斜面的坡度较小,小车运动的速度较慢,所用时间较长,便于准确测量小车运动的时间。
(3)图中刻度尺分度值为1cm,OA段长度为120.0cm,则小车在OA段运动的平均速度大小为
(4)将小车从O点由静止释放,若小车运动后才开始计时,则所测得的小车在OA段的时间偏短,根据,测得的小车在OA段的平均速度偏大。
2.(2025·江西·中考真题)【实验名称】测量液体的密度
某同学在放学途中看到一群小朋友吹泡泡,回家后配制了一些泡泡水,测量了该液体的密度。
【实验器材】天平(带砝码)、量筒、烧杯、泡泡水等
【实验步骤】
(1)将天平放在水平台面上,游码移至标尺左端___________刻度线处,调节平衡螺母,使指针对准分度盘的中央,并且读出图中标尺的分度值为___________g;
(2)测出烧杯和泡泡水的总质量(如图甲所示),再将烧杯中部分泡泡水倒入量筒中测出体积;
(3)按照如图乙所示测出需要测量的物理量;
(4)计算量筒中泡泡水的质量为__________;
(5)把测得的数据填入表一中,并计算泡泡水的密度。
【实验数据】请你将表一中①、②和③的内容补充完整填写到横线上:①___________、②___________、③___________。
表一
烧杯和泡泡水的总质量
①___________中泡泡水的体积
②___________的质量
量筒中泡泡水的质量
泡泡水的密度(③___________)
【交流】
在读量筒内泡泡水的体积时,观察到液体中有一些气泡,则应___________(选填“立即”或“待气泡消失后”)读数。
【答案】 零 82 量筒 烧杯和剩余泡泡水 待气泡消失后
【详解】(1)[1][2]实验前,天平放在水平台面上且将游码移至标尺左端的零刻度线处,通过调节平衡螺母使天平平衡;由图可知,标尺上的1g分为5个小格,1个小格是0.2g,分度值为0.2g。
(4)[3]由图甲可知,烧杯和泡泡水的总质量为
由图乙可知,烧杯和剩余泡泡水的总质量为
计算量筒中泡泡水的质量
(5)[4][5][6]实验中,将烧杯中部分泡泡水倒入量筒中测出体积,测量烧杯和剩余泡泡水的总质量m2,实验中质量的单位是g,体积的单位是cm3,泡泡水的密度单位是g/cm3。
[7]在读量筒内泡泡水的体积时,观察到液体中有一些气泡,如果直接读取液体的体积,导致误差较大,所以待气泡消失后再读数,可以减小误差。
3.(2025·甘肃·中考真题)小童外出游玩时捡到一颗白色的小石头,看着很像和田白玉,他想到可以用测密度的方法来鉴别是不是和田白玉,具体方法如下。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,取下两侧垫圈后,将游码移至标尺__________处,然后调节平衡螺母,直至指针对准分度盘中央的刻度线;
(2)用调好的天平测量石头的质量。天平平衡后,右盘中砝码的数量和游码对应的位置如图甲所示,则石块的质量是__________g;
(3)测体积时,先往量筒内倒入40mL的水,然后用细线拴住石头放入水中,石头沉底后,量筒中液面的高度如图乙所示,由此计算出石头的密度为__________g/cm3。
(4)小查阅资料发现,和田白玉的密度在2.9g/cm3至3.1g/cm3之间,通过对比可知此石头__________(选填“是”或“不是”)和田白百玉;
(5)小童在实验评估时,考虑到石头会吸水,请你说明这对密度测量结果会产生怎样的影响,并说明理由(石头体积变化不计):____________________________。
【答案】(1)左端零刻线
(2)47.6
(3)2.38
(4)不是
(5)石头吸水会导致体积测量值偏小,密度测量值偏大
【详解】(1)天平使用前要调节平衡,首先将游码移至标尺左端的零刻线处,然后调节平衡螺母,直至指针对准分度盘中央的刻度线。
(2)如图甲,标尺的分度值为0.2g,读数为2.6g,石块的质量
(3)如图乙,量筒的分度值为2mL,读数为60mL,石头的体积
石块的质量是
(4)和田白玉的密度在2.9g/cm3至3.1g/cm3之间,测得石块的密度为,此石头不是和田白玉。
(5)如果石头会吸水,使得测出的石头的体积偏小,由可知,测得石头的密度偏大。
4.(2025·黑龙江·中考真题)如图1,这是小明同学做“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。
(1)实验前,小明同学用大小相同的力将手分别压在毛巾和木板表面上,并向前滑动,在此过程中小明感到 _______ (填“毛巾”或“木板”)对手的运动的阻碍作用较大些。
(2)小明打算实验时将同一辆小车从同一个斜面上的同一高度处,由静止开始滑下,他这样操作的目的是为了使小车运动到水平面时具有相同的 ________ 。
(3)实验时,让小车从斜面上由静止滑下,观察小车在毛巾和木板表面上滑行的距离。小明同学发现:当小车受到的阻力越小,则小车运动的距离就越 _____ 。由此可进一步推理得出:若运动的小车不受阻力,它将会一直做 _________ 运动。
(4)小明还想探究物体的动能大小与物体速度的关系,他进行了如图2甲、乙所示的实验。他将一个小钢球分别放在同一斜面上的 _______ (填“相同”或“不同”)高度处,由静止滑下,撞击放在水平桌面上的木块,比较木块移动的距离。当他将小钢球放在斜面上较高处实验时,发现小球撞击木块后,木块直接冲出水平桌面,为避免这种现象发生,请你为小明同学提出一条较合理的改进建议:________________ 。
【答案】(1)毛巾
(2)初速度
(3) 远 匀速直线
(4) 不同 减小小球在斜面上的高度
【详解】(1)实验前,小明同学用大小相同的力将手分别压在毛巾和木板表面上,并向前滑动,根据滑动摩擦力大小影响因素,压力一定,由于毛巾最粗糙,在此过程中小明感到毛巾对手的运动的阻碍作用较大些。
(2)由控制变量法,实验时将同一辆小车从同一个斜面上的同一高度处,由静止开始滑下,他这样操作的目的是为了使小车运动到水平面时具有相同的初速度。
(3)[1][2]木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小,小车在木板表面上通过的距离最长,速度减小得最慢,实验时,让小车从斜面上由静止滑下,观察小车在毛巾和木板表面上滑行的距离,当小车受到的阻力越小,则小车运动的距离就越远。由此可进一步推理得出:若运动的小车不受阻力,它的速度不会变小,将会一直做匀速直线运动。
(4)[1]小明还想探究物体的动能大小与物体速度的关系,要控制质量相同,改变速度大小,将一个小钢球分别放在同一斜面上的不同高度处,由静止滑下,撞击放在水平桌面上的木块,比较木块移动的距离。
[2]当他将小钢球放在斜面上较高处实验时,发现小球撞击木块后,木块直接冲出水平桌面,可知小球的动能过大,为避免这种现象发生,应减小小球的动能大小,在质量不变时,减小小球的速度,较合理的改进建议:减小小球在斜面上的高度。
5.(2025·江苏宿迁·中考真题)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,某同学猜想滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、压力大小有关。他按照甲、乙、丙三种情况进行实验,先后水平向右拉动木块,使木块做匀速直线运动,弹簧测力计示数、、如图所示。
(1)该同学在实验探究中采用的研究方法是___________,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等,这是利用了___________知识。
(2)比较甲、乙两次实验的结果可知,滑动摩擦力大小与___________有关;比较甲、丙两次实验的结果可知,滑动摩擦力大小与___________有关。
(3)日常生活中,擦去写错的字,要用力压住橡皮,是为了___________摩擦;在自行车链条上加润滑油,是为了___________摩擦。
【答案】(1) 控制变量法 二力平衡
(2) 接触面粗糙程度 压力大小
(3) 增大 减小
【详解】(1)[1]影响滑动摩擦力大小的因素有多个变量,在实验探究中采用的研究方法是控制变量法。
[2]将木块放在水平木板上,当用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,拉力和摩擦力是平衡力,根据二力平衡可知,木块所受的摩擦力等于弹簧测力计的示数。
(2)[1]比较甲、乙两图的实验可知,压力大小和材料相同,接触面的粗糙程度不同,弹簧测力计的示数不同,受到的摩擦力不同,故可得出滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
[2]比较甲、丙两图的实验可知,接触面的粗糙程度和材料相同,压力大小不同,弹簧测力计的示数不同,受到的摩擦力不同,故可得出滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(3)[1]日常生活中,擦去写错的字,要用力压住橡皮,是在接触面的粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦。
[2]在自行车链条上加润滑油,是通过使接触面分离的方法减小摩擦。
6.(2025·山东青岛·中考真题)小明用如图所示的装置研究“液体内部压强”。
(1)如图甲所示,使用液体压强计前,先用手指轻压探头的橡皮膜,若U形管两侧液面的高度差变化明显,说明压强计的________良好,可以正常使用。
(2)比较图乙和图丙可知,液体内部压强随深度的增加而________。因此拦河大坝应设计成________(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(3)若将液体压强计的探头放入图丁的液体a中,发现丙、丁两次实验中U形管两侧液面高度差相等,则液体a的密度为________。
(4)相同情况下,U形管中液体的密度越________,两侧液面的高度差变化越明显。
【答案】(1)气密性
(2) 增加 上窄下宽
(3)
(4)小
【详解】(1)使用液体压强计前,用手指轻压探头的橡皮膜,若U形管两侧液面的高度差变化明显,说明压强计的气密性良好,如果气密性不好,压强变化时,气体容易泄漏,U形管两侧液面高度差就不会有明显变化。
(2)[1]比较图乙和图丙,液体都是水(密度相同),图丙中探头深度比图乙深,U形管两侧液面高度差更大,说明丙图中探头受到的水的压强更大,所以可得液体内部压强随深度的增加而增大。
[2]由于液体压强随深度增加而增大,拦河大坝下部受到的水的压强大于上部,为了承受更大的压强,应设计成上窄下宽的形状。
(3)丙图中是水,探头深度
丁图中是液体a,探头的深度
丙、丁两次实验中U形管两侧液面高度差相等,即探头所受液体压强相等,由得
则液体a的密度
(4)根据液体压强公式,当压强变化量Δp相同时,U形管两侧液面的高度差
由此可知,在相同的压强变化量下,U形管中液体的密度越小,Δh就越大,即两侧液面的高度差变化越明显。
7.(2025·四川凉山·中考真题)小东想知道家中酱油的密度,于是他采用下列两种方式进行测量。
(1)他用天平和量筒进行酱油密度的测量,步骤如下:
①小东将天平放置在水平桌面上,将游码移到标尺零刻度处,天平指针如图甲所示。要使天平横梁平衡,应将平衡螺母向______调节;
②在烧杯中倒入适量的酱油,用调好的天平测出烧杯和酱油的总质量120g;
③将烧杯中的部分酱油倒入量筒中,体积如图丙所示;
④再次用天平测出烧杯和剩余酱油的总质量,如图乙所示,记为______g;
⑤小东根据以上实验所测数据,计算出酱油的密度为______kg/m3;
(2)经思考,小东想到用浮力相关知识也能粗略测出酱油密度,于是他找来图丁、戊、己中的实验器材,进行测量,步骤如下:
①用细线系住物体,如图丁,用弹簧测力计测出该物体受到的重力G为3N,并记录;
②将物体浸没在水中,如图戊,弹簧测力计示数F1为2N,并记录;
③再将该物体取出擦干后浸没在酱油中,如图己,弹簧测力计示数为F2,并记录;
④利用上述测量出的物理量和已知量,可以计算该物体浸没在水中时所受浮力为______N;酱油的密度ρ酱油=______(用ρ水、G、F1、F2表示)。
【答案】(1) 右 54 1.1×103
(2) 1
【详解】(1)''[1]在调节托盘天平时,首先将其放在水平桌面上,游码放在标尺的左端零刻度线处,此时,若发现指针指在分度盘的中央零刻度线的左边,应将平衡螺母向右调节。
[2]由图乙可知,烧杯和剩余酱油的总质量m剩=50g+4g=54g
[3]由图丙可知,倒出的酱油的体积V=60mL=60cm3
倒出的酱油的质量m=m总-m剩=120g-54g=66g
酱油的密度
(2)[1]根据称重法可知,物体浸没在水中时所受浮力F浮水=G-F=3N-2N=1N
[2]由F浮=ρ液V排g可得,物体排开水的体积,即物体的体积
再将该物体取出擦干后浸没在酱油中,如图己,弹簧测力计示数为F2,则该物体在酱油中受到的浮力F浮酱油=G-F2
因为物体在酱油中和在水中都是全部浸没,所以V排酱油=V排水=V
由F浮酱油=ρ酱油V排酱油g可得,酱油的密度表达式
8.(2025·四川广安·中考真题)小丽用图甲所示的装置,测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列问题。
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/cm
绳子自由端的拉力F/N
绳子自由端移动的距离s/cm
机械效率
1
1
3
0.5
①
66.7%
2
3
5
1.4
15
71.4%
3
6
9
2.5
27
②
(1)实验时应该竖直向上______(选填“匀速”或“变速”)拉动弹簧测力计;
(2)她按照正确步骤进行了3次实验,记录数据如表格所示。第1次实验中,绳子自由端移动的距离①为______;第3次实验中,机械效率②为______;
(3)她将图甲装置改接为图乙装置,提升相同钩码,得出图乙装置更______。(选填“省力”或“费力”)
【答案】(1)匀速
(2) 9 80.0%
(3)费力
【详解】(1)在实验中,应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时处于平衡状态,受到的拉力等于测力计示数。
(2)[1]第1次实验中,根据
得到滑轮组的动滑轮绕绳子的段数
绳子自由端移动的距离s1=n1h1=3×3cm=9cm
[2]第3次实验中,机械效率
(3)承担物重的绳子段数越多,越省力,将图甲装置改接为图乙装置,提升相同钩码,滑轮组的动滑轮绕绳子的段数由3段变成2段,图乙装置更费力。
9.(2025·广西·中考真题)某实验小组做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)实验前,若杠杆静止时的位置如图甲所示,则需要将杠杆左端的螺母向___________调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)实验操作中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码(每个钩码所受重力均为),移动钩码位置,使杠杆重新水平平衡,如图乙所示,施加在杠杆右侧的力为,读出其对应的力臂为,施加在杠杆左侧的力为___________,读出其对应的力臂为___________。
(3)改变和,相应调节和,再做几次实验,分析记录的数据得到杠杆的平衡条件是___________。
(4)用木棒撬动大石头时,固定支点位置后,如图丙所示,要想用较小的力撬动这块大石头,应将支点到手施力的作用线的距离___________(选填“增大”或“减小”)。
【答案】(1)左
(2) 1 15.0cm
(3)
(4)增大
【详解】(1)据图可知,杠杆偏右,所以右端较重,需要增加左端的重力,所以平衡螺母向左移动。
(2)[1]砝码的重力等于拉力,据图可知,左侧的砝码数量为2,所以拉力F2=1N。
[2]砝码悬挂在刻度15.0cm处,所以力臂为15.0cm。
(3)杠杆平衡的条件为动力×动力臂=阻力×阻力臂,即。
(4)在阻力和阻力臂不变的条件下,要使得动力小则需要增加动力臂,所以增大支点到手施力的作用线的距离。
知识1 力学实验
1.测量物体运动的速度
【常考考向】
(1)金属片的作用:让小车停止运动,便于测量时间。
(2)搭建斜面时,坡度不能太小也不能太大。斜面的坡度太小,小车可能达不到底部;斜面的坡度太大,小车运动的速度大,时间短,导致测量难度大、实验误差大。
(3)实验过程中,斜面的倾斜程度不能改变。
(4)测量小车下滑路程时,起点从车头算起,终点也应该是车头。
(5)测量小车在下半段路程的平均速度,不能把小车从斜面的中部开始释放的原因是:小车从中部由静止释放,到达底端的时间,并不等于下半程的时间,这样测得的平均速度与上面的实验中小车在下半路程的平均速度不相等。
(6)误差分析(实验误差主要来自于时间测量的误差)
①当小车过了起始位置才开始计时或小车未达终点就停止计时,会导致测量时间偏小,平均速度偏大;
②当小车到达终点后才停止计时或小车未开始运动提前计时,会导致测量时间偏大,平均速度偏小;
③小车没有从静止开始下滑,所测平均速度偏大。
(7)小车下滑过程中重力势能转化为动能。
2.测量固体和液体的密度
(1)测量盐水的密度
实验原理
实验步骤
(1)将天平放在水平桌面上,调节天平平衡;
(2)将适量的盐水倒入烧杯中,用天平测出盐水和烧杯的总质量m1(如图甲所示);
(3)将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分,读出量筒中盐水的体积V(如图乙所示);
(4)用天平测出烧杯和剩余盐水的质量m2(如图丙所示);
(5)待测液体的密度为。
误差分析
(1)若先测出空烧杯的质量m1,再测出液体和烧杯的总质量m2,然后将烧杯的液体全部倒入量筒中测出体积V,计算出液体的密度,则在这个方案中,将烧杯中的液体倒入量筒内时,总有部分液体附着在烧杯内壁上无法倒出,使测出的液体的体积偏小,从而使计算出的液体的密度偏大。
(2)若先用量筒测出液体的体积V,再用调节好的天平测出空烧杯的质量m1,然后将将量筒内的液体全部倒入烧杯中,测出烧杯和液体的总质量m2,计算出液体的密度,则在这个方案中,将量筒中的液体倒入烧杯中时,总有部分液体附着在量筒内壁上无法倒出,使测出的液体和烧杯的总质量m2偏小,即测出的液体的质量偏小,从而使计算出的液体的密度偏小。
(2)测量小石块的密度
实验原理
实验步骤
(1)将天平放在水平桌面上,调节天平平衡;
(2)用天平测出小石块的质量m(如图甲所示);
(3)在量筒中倒入适量的水,读出水的体积V1(如图乙所示);
(4)将小石块用细线拴住浸没在量筒内的水中,读出小石块和水的总体积V2(如图丙所示);
(5)待测固体的密度为。
误差分析
(1)细线体积对测量结果的影响:实验中测量出的总体积V2不仅包含固体和水的体积,还包含浸在水中细线的体积,所以测量的结果会略微偏大,计算出的密度会略偏小。
(2)若实验中先用排水法测量固体体积,再将固体放在天平上测量其质量,则因为固体上带有水,会使质量的测量结果偏大,致使计算出的密度值偏大。
(3)“标记法”法测密度
实验器材
电子秤、水、烧杯、石块
实验步骤
①用电子秤测出装有适量水的杯子总质量m1,如图甲所示;
②将石块缓慢浸没在杯中,测得杯、水、石块的总质量m2,如图乙所示,在水面到达的位置上做标记,然后取出石块;
③向杯中缓慢加水,让水面上升至标记处,测得杯和水的总质量m3,如图丙所示。
推导过程及表达式
,,
(4)“等体积法”测液体密度
实验步骤
①用已调好的天平测出空烧杯的质量,记为m0;
②在烧杯中倒入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;
③在另一个相同的烧杯中倒入等体积的酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m2。
推导过程及表达式
,,
3.探究阻力对物体运动的影响
【常考考向】
(1)转换法:用小车在水平面上运动距离的大小来反映阻力对物体运动的影响。
(2)控制变量法:控制小车到达水平面时的速度相同(在斜面同一位置由静止释放),只改变水平面的粗糙程度(在木板上铺上不同材料)
(3)科学推理法:根据实验结果推理得出,若水平面绝对光滑且足够长,则小车将在水平面上一直做匀速直线运动。
(4)小车到达斜面底端后继续运动的原因:小车具有惯性。
(5)小车在水平面上最终停下来的原因:受到阻力的作用。
(6)小车从斜面滑下到最终停止的过程中主要的能量转化:重力势能转化为动能,机械能转化为内能。
(7)若小车最终冲出了木板,实验改进方法:①更换长度更长的木板;②降低小车在斜面上由静止释放的高度。
拓展:
(8)该实验装置还可以探究:①滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系;②重力势能与高度的关系;③动能大小与速度的关系。
4.探究二力平衡的条件
【常考考向】
(1)通过定滑轮改变力的方向。
(2)通过改变钩码的数量来改变力的大小。
(3)尽量减小装置间的摩擦(小车和桌面),防止摩擦对实验的影响。
(4)扭转一定角度:验证不在同一直线上的两个力是否平衡。
实验创新:
(5)纸片质量要小,减小重力对实验的影响;
(6)两边的定滑轮高度不需要相同。
5.探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
【常考考向】
(1)间接测量滑动摩擦力:用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动,根据二力平衡可知木块与长木板间的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块的拉力大小。
(2)控制变量法:①探究滑动摩擦力大小与压力的关系,控制接触面的粗糙程度不变,改变压力大小;②探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,控制压力不变,改变接触面的粗糙程度。
(3)实验设计不足之处:很难使木块做匀速直线运动,弹簧测力计读数不稳定。
(4)实验改进:改进方案如下图所示。
将弹簧测力计的挂钩与木板相连,拉环处固定,拉动长木板进行实验,这样不但方便读数,而且长木板也不需要做匀速直线运动。
(5)滑动摩擦力的大小与速度和接触面积大小无关。
6.探究影响压力作用效果的因素
【常考考向】
(1)转换法:通过海绵的凹陷程度反映压力的作用效果。
(2)控制变量法:①探究压力的作用效果与压力大小的关系时,控制受力面积不变,只改变压力大小;②探究压力的作用效果与受力面积的关系时,控制压力大小不变,只改变受力面积。
(3)海绵凹陷说明了力可以使物体发生形变。
(4)压力作用效果的物理表述:压强。
(5)在研究压力作用效果与受力面积的关系时:控制压力大小相同。
7.探究液体压强与哪些因素有关
【常考考向】
(1)转换法:通过U形管中液面的高度差反映液体压强大小
(2)控制变量法:①探究液体压强与深度的关系时,在同种液体中控制金属盒方向不变,改变金属盒的深度(图b、c);②探究液体压强与方向的关系时,在同种液体中控制金属盒的深度不变,改变金属盒方向(图c、d);③探究液体压强与密度的关系时,控制金属盒的方向和深度不变,选择不同的液体(图c、e)
(3)实验前检查U形管压强计:
①检查U形管压强计的气密性:用手按压金属盒橡皮膜,观察U形管中液面高度差的变化,若变化明显则气密性良好,否则应拆下软管重新安装
②U形管内液面调平:不平的原因是软管中有过多气体,应拆下软管重新安装
(4)测量值小于计算值的原因:橡皮膜分担了压强(压力使橡皮膜发生了形变)
(5)(更换不同液体)多次实验的目的:寻找普遍规律,避免偶然性
(6)压强计重的U型管不是连通器:有一端密封
8.探究浮力的大小与哪些因素有关
【常考考向】
(1)控制变量法:①探究浮力大小和排开液体体积的关系时,控制液体密度不变,改变漫入的体积;②探究浮力大小和液体密度的关系时,控制排开液体体积不变,改变液体密度;③探究浮力大小和浸没深度的关系时,控制排开液体的体积和液体密度不变,改变浸没的深度
(2)浮力的计算方法:F浮=G物-F示
(3)浮力的方向与大小判断:竖直向上,弹簧测力计示数变小时,浮力变大
(4)绘制液体密度一定时,浮力F和物体浸人的深度h的关系图像
(5)物体所受浮力的大小与物体本身的形状、密度均无关
拓展
(6)阿基米德原理的应用:①测固体密度:由如图a、c操作分别测出物体所受重力G和浸没在水中所受到的浮力F,固体密度;
②测液体密度:由如图a、c、e操作分别测得物体浸没在两种液体中所受到的浮力F水和F液,液体密度
9.探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
【常考考向】
(1)浮力的计算方法:F浮=G物-F示
(2)排开液体所受的重力计算:G排=G总-G桶
(3)误差分析:①溢水杯没有盛满,溢水量少于实际排水量,测得排开液体所受的重力偏小;②先称总重再称空桶,桶中有水渍残留,测得排开液体所受的重力偏小;③物体先浸入溢水杯再称重,物体上有水附着,计算得物体所受的浮力偏大
(4)(更换液体)多次实验的目的:寻找普遍规律,避免偶然性
(5)创新装置
10.探究物体的动能与哪些因素有关
【常考考向】
(1)转换法:用木块被推移的距离反映小球的动能大小
(2)控制变量法:①探究动能大小与速度的关系时,控制小球的质量不变,只改变小球进入水平面的速度(改变由静止释放的高度);②探究动能大小与质量的关系时,控制小球的速度不变(从同一高度由静止释放),只改变小球的质量
(3)木块最终停下的原因:受到木板摩擦力的作用
(4)能量转化:小球从斜面滚下时,重力势能主要转化为动能;小球随木块在水平面上运动至静止时,动能转化为内能
(5)改进:实验装置可以改为小球由高处摆下撞击物块,如下图
(6)科学推理:若水平木板绝对光滑,则物块将一直做匀速直线运动
11.探究杠杆的平衡条件
【常考考向】
(1)支点位置选择:杠杆的重心;以避免杠杆自重对实验产生影响
(2)使用前调节杠杆平衡,使其在水平位置静止的方法:调节平衡螺母,左高左调,右高右调(实验过程中不能调平衡螺母)
(3)调节杠杆在水平位置平衡的原因:可以在杠杆上直接读出力臂的大小
(4)杠杆平衡的判断:杠杆静止或匀速转动
(5)用弹簧测力计代替钩码提供动力的好处:可以直接测出动力的大小;可以提供不同方向的力
(6)弹簧测力计从竖直拉变成斜着拉,弹簧测力计示数的变化:力臂减小示数增大
(7)多次实验的目的:寻找普遍规律,避免偶然性
12.测量滑轮组的机械效率
【常考考向】
(1)控制变量法:①在探究滑轮组的机械效率与物重的关系时,控制动滑轮重不变,只改变物重;②在探究滑轮组的机械效率与动滑轮重的关系时,控制物重不变,只改变动滑轮重
(2)滑轮组的绕线方式:(段数为奇数时从动滑轮开始绕,段数为偶数时从定滑轮开始绕,即“奇动偶定”)
(3)匀速(缓慢)拉动的目的:使弹簧测力计示数稳定,方便读数
(4)设计实验数据表格:(表格应包含实验序号、动滑轮重、钩码重、钩码上升的距离、弹簧测力计的示数、自由端移动的距离、机械效率)
(5)有用功:钩码重×钩码上升的距离
(6)总功:拉力×自由端移动的距离
(7)提高机械效率的方法:减小摩擦、增大物重、减小动滑轮重
拓展
(8)滑轮组的机械效率与物体被提升的高度、速度、滑轮组的绕线方式均无关
1.(2026·陕西·模拟预测)在“测量物体运动的平均速度”实验中,实验装置如图所示:
(1)实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较_______(选填“大”或“小”);
(2)同学们进行实验并记录数据如下表,根据表格中的数据可得:小车通过AC段路程的平均速度是_______m/s;小车在下滑过程中速度越来越_______(选填“大”或“小”);
路程
运动时间
(3)如果小车过了A点才开始计时,则所测AC段的平均速度_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)小
(2) 0.2 大
(3)偏大
【详解】(1)斜面坡度越大,小车沿斜面向下加速运动越快,过某点的时间会越短,计时会越困难,所以为使计时方便,斜面坡度应较小。
(2)[1]由表中数据可得,小车通过AC的路程
通过AC段路程的平均速度为
[2]小车通过AB的路程
通过AB段路程的平均速度为
小车通过BC的路程
通过BC段的时间
通过BC段路程的平均速度为
可见小车在下滑过程中速度越来越大。
(3)如果让小车过了A点才开始计时,会导致时间的测量结果偏小,由公式可知,路程准确的情况下,平均速度会偏大。
2.(2026·山东济宁·一模)许多实验器材在物理实验中能被重复利用,斜面就是其中之一。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容:
(1)图甲所示实验中,为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持________(选填“很大”或“很小”)的坡度;
(2)图乙所示实验中,用同一个球A,可探究动能大小跟________有关,探究过程中多次实验的目的与下列哪个实验不同________(填序号);
A.探究杠杆平衡条件 B.测量物质密度 C.探究重力与质量关系
(3)在丙中探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,用________方法(选填“控制变量”、“转换”或“推理”)得出:如果运动物体不受力,它将做匀速直线运动。
【答案】(1)很小
(2) 速度 B
(3)推理
【详解】(1)斜面倾角越小,小车运动时间越长,为了便于测量小车的运动时间,实验中斜面应该保持很小的坡度。
(2)用同一个小球质量不变,从斜面不同高度滚下,到达水平面时的速度不同,因此可探究动能大小跟速度有关。
探究过程中多次实验的目的是为了寻找普遍规律,避免偶然性;而探究杠杆平衡条件:多次实验是为了寻找普遍规律;测量物质密度:多次实验是为了取平均值减小误差;探究重力与质量关系:多次实验是为了寻找普遍规律;因此,与动能实验目的不同的是测量物质密度,故选B。
(3)在丙中探究“阻力对物体运动的影响”实验中,用推理方法得出:如果运动物体不受力,它将做匀速直线运动。实验中只能让阻力逐渐减小,观察速度变化越来越慢,无法真正做到不受力,最终结论是在实验事实的基础上科学推理出来的。
3.(2026·青海西宁·一模)如图,为了探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,请你完成下列实验步骤:
(1)实验中应该用弹簧测力计水平________拉动木块在长木板上运动。
(2)由图中的________图和________图可知,在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)小宁在探究滑动摩擦力的大小跟接触面的面积关系时做法是:将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,将测得的数据记录在表格中,由表中数据验证了自己的猜想,这种做法是________(填“正确”或“错误”)的,理由是________。
次数
木块大小
接触面积S/cm2
摩擦力f/N
1
整块
150
1.5
2
三分之二块
100
1.0
3
三分之一块
50
0.6
(4)同学们针对实验中存在的困难对实验装置进行改进,用如图丁所示的方式测量滑动摩擦力,发现操作更加容易,请写出一条优点。______________
【答案】(1)匀速直线
(2) 甲 丙
(3) 错误 没有控制压力大小相等
(4)不需要匀速拉动长木板,弹簧测力计示数稳定,方便读数
【详解】(1)在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,应将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使木块做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)分析甲、丙两次实验,根据控制变量法,接触面的粗糙程度相同,压力不同,故由甲、丙两次实验可知,在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)探究滑动摩擦力的大小跟接触面面积的关系时,要控制压力大小和接触面粗糙程度相同,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,接触面的面积改变了,压力大小也改变了,将测得的数据记录在表格中,由表中数据验证自己的猜想,这种做法是错误的,理由是没有控制压力的大小相同。
(4)如图丁所示的装置,木块始终保持静止,无论长木板是否匀速运动,木块受力都平衡,滑动摩擦力大小始终等于弹簧测力计示数,操作更方便,读数更准确。
4.(2026·湖南株洲·一模)小明想比较某两种运动鞋的防滑性能,他设计了如图甲所示的实验,实验步骤如下:
(1)将两种运动鞋各取一只,用弹簧测力计分别称出它们的重力。图乙是用正确调零后的弹簧测力计测量其中一只鞋子时示数,鞋子的重力为___________N;
(2)用弹簧测力计挂起较轻的那只鞋子,再向里面缓慢加入干细沙,直至弹簧测力计示数与悬挂较重鞋子时的示数相同,其目的是___________;
(3)在跑步机的水平传送带上按图甲摆放实验用品,将弹簧测力计正确调零后,其一端固定在跑步机上,另一端钩住鞋子;启动跑步机,待弹簧测力计示数稳定后记录弹簧测力计示数,则与鞋子受到的摩擦力的大小关系是_________(选填“>”、“<”或“=”)
(4)换另一只运动鞋B,重复步骤(3),并记录弹簧测力计示数;若,则A、B两种运动鞋中___________的防滑性能更好;
(5)为了得到更加可靠的结论,接下来需要进行的实验操作是:___________。
【答案】(1)2.4
(2)控制鞋子对传送带的压力大小相同
(3)=
(4)A
(5)多次重复上述实验
【详解】(1)弹簧测力计分度值为,指针对应读数为,因此鞋子重力为。
(2)滑动摩擦力和压力大小、接触面粗糙程度有关,探究防滑性能(接触面粗糙程度的影响)时,需要控制压力相同,让两只鞋子总重力相同,是为了保证鞋子对传送带的压力相等。
(3)弹簧测力计示数稳定后,鞋子保持静止,处于平衡状态,水平方向拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此。
(4)压力相同时,摩擦力越大说明防滑性能越好,说明A鞋受到的摩擦力更大,因此A防滑性能更好。
(5)一次实验存在偶然性,为得到可靠结论,需要多次重复实验,避免偶然性,得到普遍规律。
5.(2026·天津红桥·一模)某校的兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时,用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
(1)根据二力平衡知识,在甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向____________拉动木块时,弹簧测力计对木块的拉力大小____________滑动摩擦力的大小(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)通过对比甲、乙两次实验可知:在接触面的粗糙程度相同时,___________越大,滑动摩擦力越大;
(3)通过对比__________两次实验可知:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(4)兴趣小组的同学利用甲图实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系,改变拉动木块的速度,进行实验,记录的实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
运动速度(m/s)
0.3
0.4
0.5
0.6
测力计的示数(N)
1.2
1.2
1.2
1.2
分析实验数据可知:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度_____________(选填“有关”或“无关”);
(5)在小组交流讨论时,小伟设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是___________(写出一条即可)。
【答案】(1) 匀速 等于
(2)压力
(3)甲、丙
(4)无关
(5)不需要匀速拉动长木板,操作更方便/弹簧测力计静止,便于读数
【详解】(1)根据二力平衡知识,只有沿水平方向匀速拉动木块时,木块处于平衡状态,水平方向的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,此时弹簧测力计对木块的拉力大小等于滑动摩擦力的大小。
(2)甲、乙两次实验中接触面粗糙程度相同,乙中木块对接触面的压力较大,弹簧测力计的示数较大,即滑动摩擦力较大,因此可得结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)要探究“压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大”,需要控制压力不变,改变接触面粗糙程度,因此对比甲、丙两次实验。
(4)由表格数据可知,改变木块运动速度后,滑动摩擦力大小不变,因此滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关。
(5)丁装置中木块A始终保持静止,受力平衡,因此不需要匀速拉动下方长木板,操作更简单;同时弹簧测力计静止,示数稳定,方便读数。
6.(2026·湖北十堰·一模)“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明利用了多个完全相同的铁块、小桌、砝码和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过比较海绵的________来比较压力作用效果。
(2)图甲和图_________可以探究压力作用效果与压力大小的关系。
(3)对比乙、丙两图可以得出:当压力一定时,__________,压力作用效果越明显。
(4)小明又做了图丁与图戊两次对比实验,请问哪一次实验中,小桌对海绵的压力作用效果更明显?____(填“丁”、“戊”或“无法比较”)。
【答案】(1)凹陷程度
(2)乙
(3)受力面积越小
(4)丁
【详解】(1)本实验利用转换法,通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,凹陷程度越大,说明压力作用效果越明显。
(2)探究压力作用效果与压力大小的关系时,需要控制受力面积相同,只改变压力大小,因此对比甲和乙可以探究该问题。
(3)乙、丙两图中压力相同,乙的受力面积更小,海绵凹陷更明显,因此可得结论:当压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(4)由图可知,丁图中海绵的凹陷程度更明显,所以丁图中小桌对海绵的压力作用效果更明显。
7.(2026·江西南昌·一模)爷爷想给花浇水,可是洒水壶不见了,小明帮爷爷想了个方法,小明利用塑料袋装水在塑料袋的底部扎几个小孔,可以当洒水壶用,他发现水装的越满,袋子越鼓,喷出来的水也越急,液体压强与什么因素有关呢?
【猜想】A.液体压强与液体的深度有关;B.液体压强与液体的密度有关
【证据】小明按如图所示的步骤进行实验,比较U形管液面的高度差,并记录下来
【解释】
(1)比较图中A、B、C三图,可知:同种液体在相同深度向各个方向的压强_______;
(2)比较C、D两图,可知:同种液体内部的压强随深度的增加而_______;
(3)比较D、E两图,可得结论:不同液体的相同深度处,_______越大,液体的压强越大;微小压强计是通过U形管两侧液面的高度差来反映被测液体压强的大小,这种方法叫_______;气密性良好的微小压强计_______(选填“是”或“不是”)连通器。
【交流】
(4)我国自主研发的“奋斗者”号成功坐底10909米的马里亚纳海沟,承受着海水巨大的压强,标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。“奋斗者”号在万米深海处继续下潜过程中,不考虑海水密度及潜水器体积的变化,“奋斗者”号受到海水的压强_______,浮力_______。
【答案】(1)相等
(2)增加
(3) 密度 转换法 不是
(4) 变大 不变
【详解】(1)A、B、C三图中液体的密度和金属盒所处的深度相同,金属盒的方向不同,U形管内液面的高度差相同,说明金属盒处的液体压强相同,因此可以得出结论:同种液体在相同深度,向各个方向的压强都相等。
(2)C、D两图液体的密度相同,D图金属盒所处的深度大,U形管内液面的高度差大,液体的压强大,可得出结论:密度一定时,液体压强随液体深度的增加而增大。
(3)[1]D、E两图金属盒所处的深度相同,液体的密度不同,由于盐水的密度大于水的密度,E图中U形管内液面的高度差大,分析实验现象,可得出结论:深度一定时,液体压强随液体密度的增加而增大。
[2]被测液体压强的大小转换为U形管两侧液面的高度差,这种方法叫转换法。
[3]因微小压强计U形管一端封闭,故从结构来看,气密性良好的微小压强计不是连通器。
(4)[1][2]不考虑海水密度及潜水器体积的变化,下潜时,“奋斗者”号排开水的体积保持不变,由可知,“奋斗者”号所受的浮力保持不变; 所处的深度变大,由可知,“奋斗者”号所受水的压强变大。
8.(2026·辽宁铁岭·二模)实验小组要探究“液体内部压强的大小与哪些因素有关”,所用的实验器材有:压强计、大烧杯、刻度尺,足量的水、酒精和浓盐水。
(1)某同学根据生活经验发现,浴盆中水越深,浴盆的塞子拔出越费劲。这个经验可以作为液体压强的大小与_____有关的猜想依据。同时他还提出了液体内部压强的大小可能与液体的密度等因素有关;
(2)请你帮助同学们在实验前检查一下压强计,看看压强计是否漏气?写出你的检查方法:_____;
(3)某同学将探头放在水中某一深度,只改变探头的方向,U形管内液柱情况如图所示。可以得出:液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,向各个方向的压强_____;
(4)某同学又连续增加探头在水中的深度,发现U形管中液面高度差逐渐增大。
①他猜想:液体内部压强的大小与液体深度有关。
②进一步探究得出:液体的密度相同,深度越深,液体内部压强_____;
(5)某同学继续探究“液体内部压强的大小与液体密度是否有关”,他按自己的设计进行了实验。收集的信息和数据如下表:
实验次数
液体种类
探头在液体中的深度
U形管两侧液面的高度差
液体压强的大小
1
酒精
8.0
6.4
不相等
2
水
6.0
6.0
3
浓盐水
5.0
6.5
由于实验中某同学没有控制探头的深度,他认为这组实验数据得不出结论,有的同学认为能得出结论。你的观点是?_____,其理由是:____________________。
【答案】(1)深度
(2)用手轻轻按压探头的橡皮膜,观察U形管两侧液面是否出现高度差
(3)相等
(4)越大
(5) 能得出结论 根据液体压强公式p=ρgh,U形管两侧液面的高度差反映液体内部压强的大小。三组实验中,液体密度越大,探头所处的深度越小,但液体压强仍更大;可推导出,当控制探头在液体中的深度相同时,液体密度越大,液体内部的压强越大,因此可以得出液体内部压强与液体密度有关的结论。
【详解】(1)浴盆中水越深,塞子越费劲,说明液体压强随深度的增加而增大,这个经验可以作为液体压强的大小与深度有关的猜想依据。
(2)检查压强计是否漏气的方法:用手轻轻按压探头的橡皮膜,观察U形管两侧液面是否出现高度差。若液面有明显高度差,说明不漏气;若液面无明显高度差,说明漏气。
(3)将压强探头浸入水中某一深度处并保持在该位置不变,改变探头的方向,可以发现U形管两侧液面高度差不变,表明在液体内部的同一深度,向各个方向的压强相等。
(4)将压强计探头浸没在水中的深度逐渐加深,此时U形管中液柱高度差变大,由此可以得出的结论是:在同种液体中,液体压强与液体深度有关,且液体压强随液体深度的增加而增大。
(5)略
9.(2026·新疆乌鲁木齐·一模)小渝用图甲所示仪器探究液体压强与哪些因素有关。
(1)观察图乙、丙,为保持探头所处深度相同,应将图丙中探头向___________移动,移动后发现U形管左右液面的高度差比图乙大,可初步得出液体内部压强与液体的___________有关。
(2)如图丁,为了便于测量探头所处的深度,小渝在探头支架上以橡皮膜平面所在位置作为起点标刻度,并将仪器改进为双探头,将左侧探头始终固定在水下h1=8.8cm深处,调节右侧探头在盐水()中的位置,使U形管左右液面再次相平,读出深度h2=8cm,通过计算发现___________(选填“>”“=”或“<”);小渝将右侧盐水换成另一液体,当U形管左右液面再次相平时,右侧探头所处深度,通过进一步分析可以计算该液体密度为___________。
【答案】(1) 下 密度
(2) = 0.8
【详解】(1)探头的深度是指探头到液面的竖直距离。观察图乙、丙可知,丙中探头的深度比乙中探头浅,要让探头深度相同,需将丙中探头向下移动。
移动后探头在液体中的深度相同,液体的密度不同,且在盐水中U形管液面高度差更大,因此可得出结论:液体内部压强与液体的密度有关。
(2)U形管液面再次相平时,说明两个探头处液体压强相等,根据液体压强公式,可得
故
当换用待测液体后,U形管再次相平时,即,代入数据得
解得
10.(2026·河南周口·模拟预测)实验小组探究“浮力大小与哪些因素有关”,其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。
(1)由图甲可知,实验所用物块重______N,图乙中物块所受浮力为______N;
(2)根据图甲、乙、丙三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力______;分析甲、______三次实验可知,排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关;
(3)分析甲、______三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度无关;
(4)由以上实验数据可推算出实验中所用盐水的密度为______。(已知)
【答案】(1) 3.8 1.5
(2) 越大 丁、戊
(3)丙、丁
(4)
【详解】(1)[1]图甲中,弹簧测力计的分度值是0.1N,其读数是3.8N,即物块重力。
[2]根据称重法,图乙中物块所受浮力为
(2)[1]图乙中物块所受浮力,图丙中物块所受浮力,可得出结论浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力越大。
[2] 图丁中物块所受浮力,图戊物块所受浮力,可得出结论排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关。
(3)图丙中物块所受浮力,图丁中物块所受浮力,可得出结论浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度无关。
(4)图丁中物块所受浮力,根据阿基米德原理有
图戊物块所受浮力,有
两式相除得盐水的密度为
11.(2026·河北石家庄·一模)在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,烧杯底面积为60cm2,物体所受的重力为4.8N,当把物体逐渐浸在水中和盐水中时,弹簧测力计的示数如图1所示。水的密度为1.0×103kg/m3。
(1)图1甲中物体所受浮力的大小是______N。
(2)对比图1______可知浮力大小与物体浸没的深度无关,由图甲、乙可知浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)由图1丙、丁可知浮力大小与______有关。
(4)由图1中的信息还能得到以下物理量中的__________(填写序号)。
A.物体的密度 B.烧杯中水的体积 C.盐水的密度
(5)图1甲到乙过程中,水对烧杯底的压强增加了____Pa。
(6)【拓展】结合浮力知识,小明利用一个质量和厚度均可忽略的塑料饮料瓶测量一块小石头的密度,步骤如图2所示:
①图2甲:在瓶中装入适量水后密封瓶口,用刻度尺测得h1=10cm。
②图2乙:把石头粘在瓶底,将瓶子瓶口朝上放入水槽中竖直漂浮,用刻度尺测得h2=14cm。
③图2丙:瓶口朝下,再次将粘有石头的瓶子放入水槽中竖直漂浮,用刻度尺测得h3=6cm。
则石头的密度为______g/cm3。
【答案】(1)0.8
(2)乙、丙
(3)液体密度
(4)AC
(5)100
(6)3
【详解】(1)根据称重法,物体所受浮力的大小
(2)要探究浮力和浸没深度的关系,需要控制液体密度、排开液体体积相同,改变浸没深度,符合条件的是图1中乙、丙两图。
(3)图1中丙、丁两图,物体都浸没,排开液体体积相同,液体密度不同,弹簧测力计示数不同,浮力不同,说明浮力大小与液体密度有关。
(4)A.物体浸没在水中时,物体体积,物体受到的浮力
由 、 、可求出物体密度,故A符合题意;
B.题中只给出放入物体后液面变化,无法得到原来水的体积,故B不符合题意;
C.物体浸没在盐水中,此时物体受到的浮力
和物体体积相等,由可求出盐水密度,故C符合题意。
故选AC。
(5)甲到乙,浮力增加量
根据力的作用是相互的,水对烧杯底的压力增加量
烧杯底面积 ,图1甲到乙过程中,水对烧杯底增加的压强
(6)设瓶子横截面积为,不放石头时,瓶子和水的总重力;
倒置后,石头在水面外,总重力不变,浮力不变,总排开体积不变,因此,得石头体积
由物体的浮沉条件和阿基米德原理可得,石头的重力为
石头密度
12.(2026·山东淄博·一模)我国古代劳动人民很早就掌握了盐水选种的技术。北魏贾思勰在《齐民要术·收种》中记载:“以盐水和,投谷种于中,浮者去之,沉者留之”。实验小组测量用于选种的盐水的密度,判断其是否符合选种要求(合格盐水密度约为
(1)实验操作如下:
①把天平放在水平台上,并将游码移至标尺零刻度线处,指针位置如图甲所示,此时应向________(填“左”或“右”)调节平衡螺母,直至横梁在水平位置平衡。
②在烧杯中倒入适量的盐水,用调节好的天平测出烧杯和盐水的质量为117.4g。
③将烧杯中的部分盐水倒入量筒,液面位置如图乙所示,则量筒中盐水的体积为________cm³。
④用天平测出烧杯和剩余盐水的质量,砝码质量和游码在标尺上的位置如图丙所示,则烧杯和剩余盐水的质量为________g。
(2)计算得出盐水的密度为________kg/m³。
(3)小组还有成员用另一种方法测量该浓度盐水密度,用弹簧测力计、烧杯、水、薄塑料袋(体积和质量可忽略不计)进行测量。实验步骤如下:
①把适量的盐水装入塑料袋,尽量排出空气后扎紧口,用弹簧测力计测其重为5.6N;
②然后用弹簧测力计提着塑料袋浸没在水中,弹簧测力计示数如图丁所示,为________ N;
③则根据测量数据计算出盐水的密度为________kg/m³;
【答案】(1) 左 40 71.4
(2)
(3) 0.6
【详解】(1)由图甲得,指针指向分度盘的右边,说明天平的右端质量较大,则此时应向左调节平衡螺母,直至横梁在水平位置平衡;由图乙得,量筒的分度值为2mL, 量筒中盐水的体积为
由图丙得,标尺的分度值为0.2g,游码所在位置为1.4g,烧杯和剩余盐水的质量为
(2)盐水的密度为
(3)如图丁所示,弹簧测力计分度值为0.2N,示数为0.6N;塑料袋受到的浮力
塑料袋体积可忽略,则
盐水的质量
盐水的密度
13.(2026·重庆江津·一模)小龙和小马测量某种矿石的密度。
(1)小龙选取的器材:实心小矿石、天平(配套砝码100g、50g、10g、5g 各一个、20g两个)、量筒、水及细线等。
①将天平放在水平台上,把游码移到标尺左端的零刻度线处,这时天平指针位置如图甲所示,则应将天平的平衡螺母向________(左/右)调,使指针对准分度盘中央刻度线;
②用天平测出小矿石的质量,小龙在记录质量为51.6g时,突然发现小矿石放置在右盘、砝码放置在左盘,而其它的操作都是正确的,则这块矿石的质量应该是________g;
③把这块矿石放入装有20mL水的量筒后,量筒内水面如图乙所示,则小矿石的体积是________cm3;
④计算出这块矿石的密度是________g/cm3。
(2)小马选取的器材:实心大矿石、量程为0~5N、分度值0.1N的弹簧测力计、大容器、细线、水及其它液体等。
⑤用细线将大矿石挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的示数如图丙所示,将大矿石浸没在水中,弹簧测力计的示数如图丁所示,则大矿石受到的浮力为_______N;
⑥小马根据所学物理知识,很快计算出大矿石的密度为_______g/cm3。
(3)反思与拓展:小龙与小马认真思考后认为,利用小马的实验器材可以制作一个简易“浸没式密度计”。
⑦将挂在弹簧测力计下的大矿石浸没在不同液体中,收集了下表中的数据。
弹簧测力计示数/N
3.2
2.6
1.9
1.2
液体的密度(g·cm-3)
0.8
1.1
1.45
1.8
分析上表,可知由此装置制作的简易“浸没式密度计”的分度值是_______g/cm3,所能测量的液体密度的最大值为_______g/cm3。
【答案】(1) 左 48.4 20 2.42
(2) 2 2.4
(3) 0.05 2.4
【详解】(1)将天平放在水平台上,把游码移到标尺左端的零刻度线处,指针偏向分度盘的右侧,根据“左偏右调,右偏左调”,此时应将平衡螺母向左调。
小龙将物体与砝码的位置放错,所以是左盘砝码的质量等于右盘物体质量与游码对应刻度之和,记录的质量是51.6g,天平配套砝码100g、50g、10g、5g各一个、20g两个,所以游码对应刻度是1.6g,砝码的质量是50g,由此可知矿石实际的质量
乙图量筒的分度值1mL,量筒中矿石和水的总体积是40mL,矿石的体积为
所以矿石的密度为
(2)图丙和图丁中弹簧测力计的分度值是0.1N,图丙中弹簧测力计的示数为4.8N,所以物体的重力为4.8N,图丁将大矿石浸没在水中,不碰到烧杯底,静止时弹簧测力计的示数为2.8N,由称重法可得大矿石受到的浮力为
大矿石浸没在水中后排开水的体积等于大矿石自身体积,即
大矿石的质量为
所以大矿石的密度为
(3)大矿石浸没在不同液体中时,排开液体的体积都等于大矿石的体积,即
弹簧测力计的分度值为0.1N,所以“密度计”的分度值为
当弹簧测力计示数为0时,此时浮力最大等于大矿石的重力,即
代入数据可得
14.(2026·广东汕头·一模)图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置;
(1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于_________(填“平衡”或“非平衡”)状态;要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的螺母向_________(填“左”或“右”)侧调节。
(2)图乙是一个平衡的杠杆,此时若推动右侧钩码的悬线(如图丙所示),就会发现杠杆_________(填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”)。
(3)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是_________。
(4)实验可得,杠杆的平衡条件是动力×动力臂_________(填“大于”“等于”或“小于”)阻力×阻力臂。
(5)某同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是该小组利用图丁所示的装置进行探究,在杠杆O点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在A点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计示数为_________N。以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子拉力为阻力F2,多次改变动力作用点的位置进行实验发现:当杠杆水平平衡时,F1L1总是_________(填“大于”“等于”或“小于”)F2L2,其原因可能是_________。
(6)图丁中,弹簧测力计处在A点位置时,此杠杆属于_________(填“省力”或“费力”)杠杆,请举出它在生活生产中的一个应用实例:_________。
【答案】(1) 平衡 左
(2)左端下沉
(3)使实验结论具有普遍性
(4)等于
(5) 2.6 大于 杠杆自身重力
(6) 费力 船桨、镊子
【详解】(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于平衡状态;
由图甲知,杠杆的左端较高,所以接下来应将两端的螺母向左调节,使杠杆保持水平并静止。
(2)图丙中改变了右侧拉力的力臂,使右侧拉力的力臂减小,故此时,故左端会下沉。
(3)本实验进行多次实验,是为避免偶然性,得出普遍结论。
(4)实验可得,杠杆的平衡条件是动力×动力臂等于阻力×阻力臂。
(5)分度值为,弹簧测力计示数为;图丁中,设杠杆的重力为,力臂为,当杠杆平衡时,根据杠杆的平衡条件:,由丁图可知,所以杠杆自重对杠杆平衡有影响,此时。
(6)由图丁可知此时,故为费力杠杆,生活中常见的船桨、镊子、钓鱼竿等都是费力杠杆.
15.(2026·辽宁沈阳·一模)在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)实验前,杠杆在图(a)的位置静止,此时杠杆处于________(填“平衡”或“非平衡”)状态:为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向________调节。
(2)图(b)是其中某一次实验的情况,小明将此时杠杆水平平衡时的数据填入表中。为了获得更多的实验数据,小明分别更改了左、右两侧钩码的个数,并调整钩码的位置,进行多次实验,将数据依次填入下表中:
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2.0
0.150
1.5
0.200
2
2.0
0.100
1.0
0.200
3
1.0
0.100
2.0
0.050
4
1.0
0.150
1.5
0.100
5
1.0
0.250
2.5
0.100
6
0.5
0.200
2.0
0.050
分析表中的数据,可以得出杠杆的平衡条件是:_________________________________。
(3)动手实践,制作一个简易杆秤:
器材如下:
一根长度约为40 cm的木制筷子(质量忽略不计)、一个质量为20 g的小盆、一个50 g钩码、细线若干、一把刻度尺、一支记号笔等制作了一个简易杆秤。
过程如下:
①用筷子作为秤杆,在筷子的最左端刻一个槽A,在距槽A为5 cm处再刻一个槽B。把小盆挂在槽A处作为秤盘,在槽B处系一根细线作为提纽,用细线系一个50 g的钩码作为秤砣,秤砣可以在秤杆上移动;
②如图(c),当秤盘中不放任何物体时,调整秤砣的位置使杆秤平衡,用记号笔在秤杆上标记此时秤砣上细线悬挂的位置,此位置为秤的定盘星O,该位置对应的刻度值为0 g,该位置距槽B的距离为________cm;
③接着通过计算,小明在该秤杆的最右端写下了杆秤测量范围的最大值,该最大值为________g;想要增大杆秤的测量范围,可以采取的措施是:________。(写出一种即可)
【答案】(1) 平衡 右
(2)动力×动力臂=阻力×阻力臂/
(3) 2 330 换用质量更大的秤砣/向左移动提扭
【详解】(1)[1]杠杆的平衡状态定义为静止或匀速转动,图a中杠杆静止,因此属于平衡状态。
[2]图a中杠杆左低右高,说明左端偏重,所以应将平衡螺母向右调节,使杠杆水平平衡。
(2)分析表格中每组数据,都满足,因此可得杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
(3)[1]定盘星是秤盘不放物体时,平衡秤盘重力的位置,支点为提纽B,根据杠杆平衡条件,简化得
代入数据,解得
[2]筷子总长40cm,A在最左端,因此提纽B到杆最右端的最大距离为,设最大测量质量为,根据杠杆平衡 ,简化得
代入数据,解得
[3]根据杠杆平衡条件,要增大测量范围,即增大m,可以换用质量更大的秤砣,或向左移动提纽等。
16.(2026·山东德州·一模)枧枧同学用如图所示的装置来探究杠杆的平衡条件。(注:实验中所用钩码的规格相同)
(1)实验前,枧枧同学将组装好的杠杆放在水平桌面上,她发现杠杆静止时情况如图甲所示,由此可以判断杠杆处于________(填“平衡”或“非平衡”)状态;此时可以向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是便于测量________;
(2)如图乙,枧枧同学在杠杆两侧挂上钩码,设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F2,测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2;多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,得到实验数据如表:
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
0.5
20.0
1.0
10.0
2
1.0
20.0
1.0
20.0
3
1.5
10.0
1.0
15.0
4
2.0
15.0
0.5
20.0
通过分析表格中的数据,可以得到杠杆的平衡条件。
枧枧同学说:生活中用核桃夹子夹核桃,与实验________(填实验序号)原理相同;下列实验中多次测量的目的与本次探究不同的是________;
A.测量定值电阻的阻值
B.探究电流与电压的关系
C.探究反射角与入射角关系
(3)如图丙所示,用弹簧测力计在B位置向下拉杠杆,保持杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计由图中a位置移至b位置时,其示数________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】(1) 平衡 左 力臂
(2) 1 A
(3)变大
【详解】(1)杠杆静止时,处于平衡状态。
此时杠杆左端上翘,应该将杠杆的平衡螺母向左调节,使杠杆在水平位置平衡。
在探究杠杆平衡条件实验中,把杠杆调到水平位置平衡,此时力臂与杠杆重合,可以直接从杠杆上读出力臂的大小,目的是便于测量力臂。
(2)生活中的核桃夹子,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故与实验中第1次实验原理相同。
本次探究杠杆平衡条件的实验中,多次测量的目的是寻找普遍规律,避免偶然性。
A.测量定值电阻的阻值,多次测量是为了求平均值减小误差,故A符合题意;
B.探究电流与电压的关系,多次测量是为了寻找普遍规律,故B不符合题意;
C.探究反射角与入射角的关系,多次测量是寻找普遍规律,故C不符合题意。
故选A。
(3)根据力臂是支点到力的作用线的垂直距离可得,弹簧测力计b位置的力臂要比a位置的力臂短,由杠杆平衡条件可得,弹簧测力计b位置的拉力要比a位置的拉力大,所以弹簧测力计由图中a位置移至b位置时,其示数会变大。
17.(2026·陕西·一模)在探究“影响斜面机械效率的因素”的实验中,同学们提出以下猜想:
猜想一:斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关;
猜想二:斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关;
猜想三:斜面的机械效率可能跟物体的重力有关;
为了验证以上猜想,小铭和同学们找来棉布、两个相同的木块、一块长木板,并将其一端垫高,构成长度一定,高度可调的斜面。用弹簧测力计沿平行于斜面向上的方向拉着木块做匀速直线运动。记录木块的重力、拉力、斜面的高度和长度的数据如表所示,请完成相关问题。
实验次数
接触面
物重G/N
斜面高度h/m
斜面长度s/m
沿斜面拉力F/N
机械效率η
1
木板
2
0.2
1
0.7
57.1%
2
木板
2
0.4
1
1
80%
3
木板
2
0.5
1
1.1
___________①
4
毛巾
2
0.5
1
1.4
71.4%
5
毛巾
4
0.5
1
2.8
71.4%
(1)表格中①处的数据应该为___________(保留到0.1%)
(2)分析1、2、3三次实验数据,可以验证猜想___________是正确的;在第2次实验中,木块所受的摩擦力为___________N;
(3)分析___________两次实验数据,可知在其他条件一定时,斜面越粗糙,机械效率越小;
(4)分析数据可知,斜面的机械效率与物体的重力___________(选填“有关”“无关”);
(5)由实验数据可知,使用斜面可以___________(选填“省力”或“省功”);
(6)实验结束后,小铭和同学对实验过程进行了反思:在测木块的重力前沿竖直方向对弹簧测力计进行了调零,测完重力后就开始测量沿斜面向上的拉力,这可能会对机械效率的测量结果有影响。你认为这样的操作会使得测量的机械效率___________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)90.9%
(2) 一 0.2
(3)3、4
(4)无关
(5)省力
(6)偏大
【详解】(1)第3次实验的机械效率为
(2)[1]1、2、3次实验中,接触面粗糙程度、物重相同,斜面倾斜程度(高度)不同,机械效率不同,因此验证了“猜想一(斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关)”是正确的。
[2]有用功为
总功为
额外功为
额外功由克服摩擦力做功产生,,因此,木块所受的摩擦力为
(3)要验证猜想二,需控制物重、斜面倾斜程度相同,改变接触面粗糙程度。因此选择3、4两次实验(物重均为2N,高度均为0.5m,接触面分别为木板和毛巾),可得出:在其他条件一定时,斜面越粗糙,机械效率越小。
(4)实验4、5中,接触面、斜面倾斜程度相同,物重分别为2N和4N,机械效率均为71.4%,说明斜面的机械效率与物体的重力无关。
(5)对比拉力F与物重G,第1次:
第2次:
所有实验中拉力均小于物重,说明使用斜面可以省力。
(6)弹簧测力计在竖直方向调零,其自身的重力已被计入零点。当沿斜面方向使用时,其自身重力沿斜面向下的分力小于其自身重力,导致弹簧测力计的读数F偏小。根据,F偏小,计算出的总功偏小,因此机械效率的测量结果会偏大。
18.(2026·黑龙江绥化·一模)小明和小组同学进行了“测量滑轮组的机械效率”的实验。
(1)利用如图所示的装置分别进行实验,将测得的实验数据记录在表中。
实验
序号
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
4
0.2
1.8
0.6
74%
4
8
0.1
3.2
0.3
83%
5
8
0.1
2.5
0.4
(2)根据表格数据可知,第5次实验是用__________图装置进行实验的,该装置的机械效率为__________%;通过分析第1、2两次实验,可得出结论:使用相同滑轮组提升同一物体时,滑轮组的机械效率与绕绳方式__________;通过比较第2、4两次实验数据可得出结论:使用相同滑轮组提升物体时,物体越重,滑轮组的机械效率越__________(选填“大”或“小”);
(3)为提高滑轮组机械效率,根据以上结论和生活经验,不可采取的措施有__________(填字母)
A.减轻动滑轮重 B.增加所提物体 C.机械加润滑油 D.增加重物上升高度
【答案】 丁 80 无关 大 D
【详解】(2)[1]第5次实验中,根据滑轮组的绳子承重股数公式可得,承担物重的绳子段数
四个图中只有丁图的绳子段数为4段,因此第5次实验用丁图装置。
[2]第5次实验的机械效率为
[3]分析1、2两次实验结论可知,1、2两次实验提升物重、动滑轮重力都相同,仅绕绳方式不同,最终机械效率相同,因此可得:滑轮组的机械效率与绕绳方式无关。
[4]分析2、4两次实验结论可知,2、4两次实验使用相同滑轮组,提升物体重力越大,机械效率越高,因此可得:使用相同滑轮组提升物体时,物体越重,机械效率越大。
(3)[5]A.减轻动滑轮重力,可减少额外功,提高机械效率,故A不符合题意;
B.增加提升物体重力,有用功占总功的比例增大,机械效率提高,故B不符合题意;
C.加润滑油减小摩擦,减少额外功,可提高机械效率,故C不符合题意;
D.根据可知,滑轮组机械效率和重物上升高度无关,增加重物上升高度不能提高机械效率,不可行。故D符合题意。
故选D。
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专题18 力学实验复习(复习讲义)
目 录
01 析·考情目标 1
02 筑·专题框架 2
03 攻·重难考点 2
真题动向 核心提炼 拓展提升
考点一 力学实验
04 测·预测闯关 14
命题透视
力学实验是中考物理实验探究题的重中之重。涵盖测量型实验和探究型实验两大类别。力学实验题覆盖了密度、运动和力、压强、浮力、简单机械五大力学板块。试题命制重视科学探究,突出科学思维的考查,加强对《课标》必做实验的考查,重点关注实验设计、实验操作、数据分析等方面。试题素材广泛融入传统文化、科技创新等元素,注重情境真实化与跨学科融合,考查学生理解情境、转化问题、建构模型、分析论证并解决问题的能力
命题预测
1.测量固体和液体的密度:实验题将继续围绕天平量筒的规范使用、误差分析及特殊方法测密度进行考查。跨学科实践如“自制密度计”(附加细铜丝配重的简易密度计制作)往往与浮力计算融合考查,密度计原理为:漂浮时F浮=G,浸得越深(即排开液体体积越大),液体密度越小。
2.探究影响滑动摩擦力大小的因素:实验题预计围绕匀速直线运动的要求、二力平衡的应用、控制变量法的判断和实验改进方案进行考查。
3.探究浮力的大小跟哪些因素有关(阿基米德原理实验):实验题将围绕控制变量法的应用、阿基米德原理的验证实验操作及与密度计算综合考查。2025年真题尤其强调跨学科实践(自制简易密度计)与浮力实验的融合。
4.探究杠杆的平衡条件:实验题将围绕杠杆水平位置平衡的调节目的、实验数据处理、倾斜拉弹簧测力计时示数变化进行考查。动态平衡分析如悬挂点移动后各臂长度及受力变化,也是近年压轴小题。
5.探究液体压强与哪些因素有关:U形管压强计的原理与使用、控制变量法、转换法的应用;液体压强与深度、密度、方向的关系及实验结论归纳;装置漏气判断、初始液面不平的处理、探究方案的优化;液体压强与生物(如腹式呼吸)、工程(如船闸)等学科融合。
考点一 力学实验
1.(2025·陕西·中考真题)在“测量物体运动的速度”实验中,使用了小车、带有刻度的长木板、秒表、挡板等实验器材。
(1)该实验的原理是______;
(2)实验中,为了使小车运动的时间长一些,可以将斜面的坡度调整得较______(选填“大”或“小”)些;
(3)将小车从O点由静止释放,同时用秒表计时,测得小车到达A点所用的时间为3s,则小车在OA段运动的平均速度大小为______m/s;
(4)将小车从O点由静止释放,若小车运动后才开始计时,则所测得的小车在OA段的平均速度______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
2.(2025·江西·中考真题)【实验名称】测量液体的密度
某同学在放学途中看到一群小朋友吹泡泡,回家后配制了一些泡泡水,测量了该液体的密度。
【实验器材】天平(带砝码)、量筒、烧杯、泡泡水等
【实验步骤】
(1)将天平放在水平台面上,游码移至标尺左端___________刻度线处,调节平衡螺母,使指针对准分度盘的中央,并且读出图中标尺的分度值为___________g;
(2)测出烧杯和泡泡水的总质量(如图甲所示),再将烧杯中部分泡泡水倒入量筒中测出体积;
(3)按照如图乙所示测出需要测量的物理量;
(4)计算量筒中泡泡水的质量为__________;
(5)把测得的数据填入表一中,并计算泡泡水的密度。
【实验数据】请你将表一中①、②和③的内容补充完整填写到横线上:①___________、②___________、③___________。
表一
烧杯和泡泡水的总质量
①___________中泡泡水的体积
②___________的质量
量筒中泡泡水的质量
泡泡水的密度(③___________)
【交流】
在读量筒内泡泡水的体积时,观察到液体中有一些气泡,则应___________(选填“立即”或“待气泡消失后”)读数。
3.(2025·甘肃·中考真题)小童外出游玩时捡到一颗白色的小石头,看着很像和田白玉,他想到可以用测密度的方法来鉴别是不是和田白玉,具体方法如下。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,取下两侧垫圈后,将游码移至标尺__________处,然后调节平衡螺母,直至指针对准分度盘中央的刻度线;
(2)用调好的天平测量石头的质量。天平平衡后,右盘中砝码的数量和游码对应的位置如图甲所示,则石块的质量是__________g;
(3)测体积时,先往量筒内倒入40mL的水,然后用细线拴住石头放入水中,石头沉底后,量筒中液面的高度如图乙所示,由此计算出石头的密度为__________g/cm3。
(4)小查阅资料发现,和田白玉的密度在2.9g/cm3至3.1g/cm3之间,通过对比可知此石头__________(选填“是”或“不是”)和田白百玉;
(5)小童在实验评估时,考虑到石头会吸水,请你说明这对密度测量结果会产生怎样的影响,并说明理由(石头体积变化不计):____________________________。
4.(2025·黑龙江·中考真题)如图1,这是小明同学做“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。
(1)实验前,小明同学用大小相同的力将手分别压在毛巾和木板表面上,并向前滑动,在此过程中小明感到 _______ (填“毛巾”或“木板”)对手的运动的阻碍作用较大些。
(2)小明打算实验时将同一辆小车从同一个斜面上的同一高度处,由静止开始滑下,他这样操作的目的是为了使小车运动到水平面时具有相同的 ________ 。
(3)实验时,让小车从斜面上由静止滑下,观察小车在毛巾和木板表面上滑行的距离。小明同学发现:当小车受到的阻力越小,则小车运动的距离就越 _____ 。由此可进一步推理得出:若运动的小车不受阻力,它将会一直做 _________ 运动。
(4)小明还想探究物体的动能大小与物体速度的关系,他进行了如图2甲、乙所示的实验。他将一个小钢球分别放在同一斜面上的 _______ (填“相同”或“不同”)高度处,由静止滑下,撞击放在水平桌面上的木块,比较木块移动的距离。当他将小钢球放在斜面上较高处实验时,发现小球撞击木块后,木块直接冲出水平桌面,为避免这种现象发生,请你为小明同学提出一条较合理的改进建议:________________ 。
5.(2025·江苏宿迁·中考真题)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,某同学猜想滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、压力大小有关。他按照甲、乙、丙三种情况进行实验,先后水平向右拉动木块,使木块做匀速直线运动,弹簧测力计示数、、如图所示。
(1)该同学在实验探究中采用的研究方法是___________,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等,这是利用了___________知识。
(2)比较甲、乙两次实验的结果可知,滑动摩擦力大小与___________有关;比较甲、丙两次实验的结果可知,滑动摩擦力大小与___________有关。
(3)日常生活中,擦去写错的字,要用力压住橡皮,是为了___________摩擦;在自行车链条上加润滑油,是为了___________摩擦。
6.(2025·山东青岛·中考真题)小明用如图所示的装置研究“液体内部压强”。
(1)如图甲所示,使用液体压强计前,先用手指轻压探头的橡皮膜,若U形管两侧液面的高度差变化明显,说明压强计的________良好,可以正常使用。
(2)比较图乙和图丙可知,液体内部压强随深度的增加而________。因此拦河大坝应设计成________(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(3)若将液体压强计的探头放入图丁的液体a中,发现丙、丁两次实验中U形管两侧液面高度差相等,则液体a的密度为________。
(4)相同情况下,U形管中液体的密度越________,两侧液面的高度差变化越明显。
7.(2025·四川凉山·中考真题)小东想知道家中酱油的密度,于是他采用下列两种方式进行测量。
(1)他用天平和量筒进行酱油密度的测量,步骤如下:
①小东将天平放置在水平桌面上,将游码移到标尺零刻度处,天平指针如图甲所示。要使天平横梁平衡,应将平衡螺母向______调节;
②在烧杯中倒入适量的酱油,用调好的天平测出烧杯和酱油的总质量120g;
③将烧杯中的部分酱油倒入量筒中,体积如图丙所示;
④再次用天平测出烧杯和剩余酱油的总质量,如图乙所示,记为______g;
⑤小东根据以上实验所测数据,计算出酱油的密度为______kg/m3;
(2)经思考,小东想到用浮力相关知识也能粗略测出酱油密度,于是他找来图丁、戊、己中的实验器材,进行测量,步骤如下:
①用细线系住物体,如图丁,用弹簧测力计测出该物体受到的重力G为3N,并记录;
②将物体浸没在水中,如图戊,弹簧测力计示数F1为2N,并记录;
③再将该物体取出擦干后浸没在酱油中,如图己,弹簧测力计示数为F2,并记录;
④利用上述测量出的物理量和已知量,可以计算该物体浸没在水中时所受浮力为______N;酱油的密度ρ酱油=______(用ρ水、G、F1、F2表示)。
8.(2025·四川广安·中考真题)小丽用图甲所示的装置,测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列问题。
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/cm
绳子自由端的拉力F/N
绳子自由端移动的距离s/cm
机械效率
1
1
3
0.5
①
66.7%
2
3
5
1.4
15
71.4%
3
6
9
2.5
27
②
(1)实验时应该竖直向上______(选填“匀速”或“变速”)拉动弹簧测力计;
(2)她按照正确步骤进行了3次实验,记录数据如表格所示。第1次实验中,绳子自由端移动的距离①为______;第3次实验中,机械效率②为______;
(3)她将图甲装置改接为图乙装置,提升相同钩码,得出图乙装置更______。(选填“省力”或“费力”)
9.(2025·广西·中考真题)某实验小组做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)实验前,若杠杆静止时的位置如图甲所示,则需要将杠杆左端的螺母向___________调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)实验操作中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码(每个钩码所受重力均为),移动钩码位置,使杠杆重新水平平衡,如图乙所示,施加在杠杆右侧的力为,读出其对应的力臂为,施加在杠杆左侧的力为___________,读出其对应的力臂为___________。
(3)改变和,相应调节和,再做几次实验,分析记录的数据得到杠杆的平衡条件是___________。
(4)用木棒撬动大石头时,固定支点位置后,如图丙所示,要想用较小的力撬动这块大石头,应将支点到手施力的作用线的距离___________(选填“增大”或“减小”)。
知识1 力学实验
1.测量物体运动的速度
【常考考向】
(1)金属片的作用:让小车停止运动,便于测量时间。
(2)搭建斜面时,坡度不能太小也不能太大。斜面的坡度太小,小车可能达不到底部;斜面的坡度太大,小车运动的速度大,时间短,导致测量难度大、实验误差大。
(3)实验过程中,斜面的倾斜程度不能改变。
(4)测量小车下滑路程时,起点从车头算起,终点也应该是车头。
(5)测量小车在下半段路程的平均速度,不能把小车从斜面的中部开始释放的原因是:小车从中部由静止释放,到达底端的时间,并不等于下半程的时间,这样测得的平均速度与上面的实验中小车在下半路程的平均速度不相等。
(6)误差分析(实验误差主要来自于时间测量的误差)
①当小车过了起始位置才开始计时或小车未达终点就停止计时,会导致测量时间偏小,平均速度偏大;
②当小车到达终点后才停止计时或小车未开始运动提前计时,会导致测量时间偏大,平均速度偏小;
③小车没有从静止开始下滑,所测平均速度偏大。
(7)小车下滑过程中重力势能转化为动能。
2.测量固体和液体的密度
(1)测量盐水的密度
实验原理
实验步骤
(1)将天平放在水平桌面上,调节天平平衡;
(2)将适量的盐水倒入烧杯中,用天平测出盐水和烧杯的总质量m1(如图甲所示);
(3)将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分,读出量筒中盐水的体积V(如图乙所示);
(4)用天平测出烧杯和剩余盐水的质量m2(如图丙所示);
(5)待测液体的密度为。
误差分析
(1)若先测出空烧杯的质量m1,再测出液体和烧杯的总质量m2,然后将烧杯的液体全部倒入量筒中测出体积V,计算出液体的密度,则在这个方案中,将烧杯中的液体倒入量筒内时,总有部分液体附着在烧杯内壁上无法倒出,使测出的液体的体积偏小,从而使计算出的液体的密度偏大。
(2)若先用量筒测出液体的体积V,再用调节好的天平测出空烧杯的质量m1,然后将将量筒内的液体全部倒入烧杯中,测出烧杯和液体的总质量m2,计算出液体的密度,则在这个方案中,将量筒中的液体倒入烧杯中时,总有部分液体附着在量筒内壁上无法倒出,使测出的液体和烧杯的总质量m2偏小,即测出的液体的质量偏小,从而使计算出的液体的密度偏小。
(2)测量小石块的密度
实验原理
实验步骤
(1)将天平放在水平桌面上,调节天平平衡;
(2)用天平测出小石块的质量m(如图甲所示);
(3)在量筒中倒入适量的水,读出水的体积V1(如图乙所示);
(4)将小石块用细线拴住浸没在量筒内的水中,读出小石块和水的总体积V2(如图丙所示);
(5)待测固体的密度为。
误差分析
(1)细线体积对测量结果的影响:实验中测量出的总体积V2不仅包含固体和水的体积,还包含浸在水中细线的体积,所以测量的结果会略微偏大,计算出的密度会略偏小。
(2)若实验中先用排水法测量固体体积,再将固体放在天平上测量其质量,则因为固体上带有水,会使质量的测量结果偏大,致使计算出的密度值偏大。
(3)“标记法”法测密度
实验器材
电子秤、水、烧杯、石块
实验步骤
①用电子秤测出装有适量水的杯子总质量m1,如图甲所示;
②将石块缓慢浸没在杯中,测得杯、水、石块的总质量m2,如图乙所示,在水面到达的位置上做标记,然后取出石块;
③向杯中缓慢加水,让水面上升至标记处,测得杯和水的总质量m3,如图丙所示。
推导过程及表达式
,,
(4)“等体积法”测液体密度
实验步骤
①用已调好的天平测出空烧杯的质量,记为m0;
②在烧杯中倒入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;
③在另一个相同的烧杯中倒入等体积的酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m2。
推导过程及表达式
,,
3.探究阻力对物体运动的影响
【常考考向】
(1)转换法:用小车在水平面上运动距离的大小来反映阻力对物体运动的影响。
(2)控制变量法:控制小车到达水平面时的速度相同(在斜面同一位置由静止释放),只改变水平面的粗糙程度(在木板上铺上不同材料)
(3)科学推理法:根据实验结果推理得出,若水平面绝对光滑且足够长,则小车将在水平面上一直做匀速直线运动。
(4)小车到达斜面底端后继续运动的原因:小车具有惯性。
(5)小车在水平面上最终停下来的原因:受到阻力的作用。
(6)小车从斜面滑下到最终停止的过程中主要的能量转化:重力势能转化为动能,机械能转化为内能。
(7)若小车最终冲出了木板,实验改进方法:①更换长度更长的木板;②降低小车在斜面上由静止释放的高度。
拓展:
(8)该实验装置还可以探究:①滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系;②重力势能与高度的关系;③动能大小与速度的关系。
4.探究二力平衡的条件
【常考考向】
(1)通过定滑轮改变力的方向。
(2)通过改变钩码的数量来改变力的大小。
(3)尽量减小装置间的摩擦(小车和桌面),防止摩擦对实验的影响。
(4)扭转一定角度:验证不在同一直线上的两个力是否平衡。
实验创新:
(5)纸片质量要小,减小重力对实验的影响;
(6)两边的定滑轮高度不需要相同。
5.探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
【常考考向】
(1)间接测量滑动摩擦力:用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动,根据二力平衡可知木块与长木板间的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块的拉力大小。
(2)控制变量法:①探究滑动摩擦力大小与压力的关系,控制接触面的粗糙程度不变,改变压力大小;②探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,控制压力不变,改变接触面的粗糙程度。
(3)实验设计不足之处:很难使木块做匀速直线运动,弹簧测力计读数不稳定。
(4)实验改进:改进方案如下图所示。
将弹簧测力计的挂钩与木板相连,拉环处固定,拉动长木板进行实验,这样不但方便读数,而且长木板也不需要做匀速直线运动。
(5)滑动摩擦力的大小与速度和接触面积大小无关。
6.探究影响压力作用效果的因素
【常考考向】
(1)转换法:通过海绵的凹陷程度反映压力的作用效果。
(2)控制变量法:①探究压力的作用效果与压力大小的关系时,控制受力面积不变,只改变压力大小;②探究压力的作用效果与受力面积的关系时,控制压力大小不变,只改变受力面积。
(3)海绵凹陷说明了力可以使物体发生形变。
(4)压力作用效果的物理表述:压强。
(5)在研究压力作用效果与受力面积的关系时:控制压力大小相同。
7.探究液体压强与哪些因素有关
【常考考向】
(1)转换法:通过U形管中液面的高度差反映液体压强大小
(2)控制变量法:①探究液体压强与深度的关系时,在同种液体中控制金属盒方向不变,改变金属盒的深度(图b、c);②探究液体压强与方向的关系时,在同种液体中控制金属盒的深度不变,改变金属盒方向(图c、d);③探究液体压强与密度的关系时,控制金属盒的方向和深度不变,选择不同的液体(图c、e)
(3)实验前检查U形管压强计:
①检查U形管压强计的气密性:用手按压金属盒橡皮膜,观察U形管中液面高度差的变化,若变化明显则气密性良好,否则应拆下软管重新安装
②U形管内液面调平:不平的原因是软管中有过多气体,应拆下软管重新安装
(4)测量值小于计算值的原因:橡皮膜分担了压强(压力使橡皮膜发生了形变)
(5)(更换不同液体)多次实验的目的:寻找普遍规律,避免偶然性
(6)压强计重的U型管不是连通器:有一端密封
8.探究浮力的大小与哪些因素有关
【常考考向】
(1)控制变量法:①探究浮力大小和排开液体体积的关系时,控制液体密度不变,改变漫入的体积;②探究浮力大小和液体密度的关系时,控制排开液体体积不变,改变液体密度;③探究浮力大小和浸没深度的关系时,控制排开液体的体积和液体密度不变,改变浸没的深度
(2)浮力的计算方法:F浮=G物-F示
(3)浮力的方向与大小判断:竖直向上,弹簧测力计示数变小时,浮力变大
(4)绘制液体密度一定时,浮力F和物体浸人的深度h的关系图像
(5)物体所受浮力的大小与物体本身的形状、密度均无关
拓展
(6)阿基米德原理的应用:①测固体密度:由如图a、c操作分别测出物体所受重力G和浸没在水中所受到的浮力F,固体密度;
②测液体密度:由如图a、c、e操作分别测得物体浸没在两种液体中所受到的浮力F水和F液,液体密度
9.探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
【常考考向】
(1)浮力的计算方法:F浮=G物-F示
(2)排开液体所受的重力计算:G排=G总-G桶
(3)误差分析:①溢水杯没有盛满,溢水量少于实际排水量,测得排开液体所受的重力偏小;②先称总重再称空桶,桶中有水渍残留,测得排开液体所受的重力偏小;③物体先浸入溢水杯再称重,物体上有水附着,计算得物体所受的浮力偏大
(4)(更换液体)多次实验的目的:寻找普遍规律,避免偶然性
(5)创新装置
10.探究物体的动能与哪些因素有关
【常考考向】
(1)转换法:用木块被推移的距离反映小球的动能大小
(2)控制变量法:①探究动能大小与速度的关系时,控制小球的质量不变,只改变小球进入水平面的速度(改变由静止释放的高度);②探究动能大小与质量的关系时,控制小球的速度不变(从同一高度由静止释放),只改变小球的质量
(3)木块最终停下的原因:受到木板摩擦力的作用
(4)能量转化:小球从斜面滚下时,重力势能主要转化为动能;小球随木块在水平面上运动至静止时,动能转化为内能
(5)改进:实验装置可以改为小球由高处摆下撞击物块,如下图
(6)科学推理:若水平木板绝对光滑,则物块将一直做匀速直线运动
11.探究杠杆的平衡条件
【常考考向】
(1)支点位置选择:杠杆的重心;以避免杠杆自重对实验产生影响
(2)使用前调节杠杆平衡,使其在水平位置静止的方法:调节平衡螺母,左高左调,右高右调(实验过程中不能调平衡螺母)
(3)调节杠杆在水平位置平衡的原因:可以在杠杆上直接读出力臂的大小
(4)杠杆平衡的判断:杠杆静止或匀速转动
(5)用弹簧测力计代替钩码提供动力的好处:可以直接测出动力的大小;可以提供不同方向的力
(6)弹簧测力计从竖直拉变成斜着拉,弹簧测力计示数的变化:力臂减小示数增大
(7)多次实验的目的:寻找普遍规律,避免偶然性
12.测量滑轮组的机械效率
【常考考向】
(1)控制变量法:①在探究滑轮组的机械效率与物重的关系时,控制动滑轮重不变,只改变物重;②在探究滑轮组的机械效率与动滑轮重的关系时,控制物重不变,只改变动滑轮重
(2)滑轮组的绕线方式:(段数为奇数时从动滑轮开始绕,段数为偶数时从定滑轮开始绕,即“奇动偶定”)
(3)匀速(缓慢)拉动的目的:使弹簧测力计示数稳定,方便读数
(4)设计实验数据表格:(表格应包含实验序号、动滑轮重、钩码重、钩码上升的距离、弹簧测力计的示数、自由端移动的距离、机械效率)
(5)有用功:钩码重×钩码上升的距离
(6)总功:拉力×自由端移动的距离
(7)提高机械效率的方法:减小摩擦、增大物重、减小动滑轮重
拓展
(8)滑轮组的机械效率与物体被提升的高度、速度、滑轮组的绕线方式均无关
1.(2026·陕西·模拟预测)在“测量物体运动的平均速度”实验中,实验装置如图所示:
(1)实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较_______(选填“大”或“小”);
(2)同学们进行实验并记录数据如下表,根据表格中的数据可得:小车通过AC段路程的平均速度是_______m/s;小车在下滑过程中速度越来越_______(选填“大”或“小”);
路程
运动时间
(3)如果小车过了A点才开始计时,则所测AC段的平均速度_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
2.(2026·山东济宁·一模)许多实验器材在物理实验中能被重复利用,斜面就是其中之一。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容:
(1)图甲所示实验中,为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持________(选填“很大”或“很小”)的坡度;
(2)图乙所示实验中,用同一个球A,可探究动能大小跟________有关,探究过程中多次实验的目的与下列哪个实验不同________(填序号);
A.探究杠杆平衡条件 B.测量物质密度 C.探究重力与质量关系
(3)在丙中探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,用________方法(选填“控制变量”、“转换”或“推理”)得出:如果运动物体不受力,它将做匀速直线运动。
3.(2026·青海西宁·一模)如图,为了探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,请你完成下列实验步骤:
(1)实验中应该用弹簧测力计水平________拉动木块在长木板上运动。
(2)由图中的________图和________图可知,在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)小宁在探究滑动摩擦力的大小跟接触面的面积关系时做法是:将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,将测得的数据记录在表格中,由表中数据验证了自己的猜想,这种做法是________(填“正确”或“错误”)的,理由是________。
次数
木块大小
接触面积S/cm2
摩擦力f/N
1
整块
150
1.5
2
三分之二块
100
1.0
3
三分之一块
50
0.6
(4)同学们针对实验中存在的困难对实验装置进行改进,用如图丁所示的方式测量滑动摩擦力,发现操作更加容易,请写出一条优点。______________
4.(2026·湖南株洲·一模)小明想比较某两种运动鞋的防滑性能,他设计了如图甲所示的实验,实验步骤如下:
(1)将两种运动鞋各取一只,用弹簧测力计分别称出它们的重力。图乙是用正确调零后的弹簧测力计测量其中一只鞋子时示数,鞋子的重力为___________N;
(2)用弹簧测力计挂起较轻的那只鞋子,再向里面缓慢加入干细沙,直至弹簧测力计示数与悬挂较重鞋子时的示数相同,其目的是___________;
(3)在跑步机的水平传送带上按图甲摆放实验用品,将弹簧测力计正确调零后,其一端固定在跑步机上,另一端钩住鞋子;启动跑步机,待弹簧测力计示数稳定后记录弹簧测力计示数,则与鞋子受到的摩擦力的大小关系是_________(选填“>”、“<”或“=”)
(4)换另一只运动鞋B,重复步骤(3),并记录弹簧测力计示数;若,则A、B两种运动鞋中___________的防滑性能更好;
(5)为了得到更加可靠的结论,接下来需要进行的实验操作是:___________。
5.(2026·天津红桥·一模)某校的兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时,用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
(1)根据二力平衡知识,在甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向____________拉动木块时,弹簧测力计对木块的拉力大小____________滑动摩擦力的大小(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)通过对比甲、乙两次实验可知:在接触面的粗糙程度相同时,___________越大,滑动摩擦力越大;
(3)通过对比__________两次实验可知:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(4)兴趣小组的同学利用甲图实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系,改变拉动木块的速度,进行实验,记录的实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
运动速度(m/s)
0.3
0.4
0.5
0.6
测力计的示数(N)
1.2
1.2
1.2
1.2
分析实验数据可知:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度_____________(选填“有关”或“无关”);
(5)在小组交流讨论时,小伟设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是___________(写出一条即可)。
6.(2026·湖北十堰·一模)“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明利用了多个完全相同的铁块、小桌、砝码和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过比较海绵的________来比较压力作用效果。
(2)图甲和图_________可以探究压力作用效果与压力大小的关系。
(3)对比乙、丙两图可以得出:当压力一定时,__________,压力作用效果越明显。
(4)小明又做了图丁与图戊两次对比实验,请问哪一次实验中,小桌对海绵的压力作用效果更明显?____(填“丁”、“戊”或“无法比较”)。
7.(2026·江西南昌·一模)爷爷想给花浇水,可是洒水壶不见了,小明帮爷爷想了个方法,小明利用塑料袋装水在塑料袋的底部扎几个小孔,可以当洒水壶用,他发现水装的越满,袋子越鼓,喷出来的水也越急,液体压强与什么因素有关呢?
【猜想】A.液体压强与液体的深度有关;B.液体压强与液体的密度有关
【证据】小明按如图所示的步骤进行实验,比较U形管液面的高度差,并记录下来
【解释】
(1)比较图中A、B、C三图,可知:同种液体在相同深度向各个方向的压强_______;
(2)比较C、D两图,可知:同种液体内部的压强随深度的增加而_______;
(3)比较D、E两图,可得结论:不同液体的相同深度处,_______越大,液体的压强越大;微小压强计是通过U形管两侧液面的高度差来反映被测液体压强的大小,这种方法叫_______;气密性良好的微小压强计_______(选填“是”或“不是”)连通器。
【交流】
(4)我国自主研发的“奋斗者”号成功坐底10909米的马里亚纳海沟,承受着海水巨大的压强,标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。“奋斗者”号在万米深海处继续下潜过程中,不考虑海水密度及潜水器体积的变化,“奋斗者”号受到海水的压强_______,浮力_______。
8.(2026·辽宁铁岭·二模)实验小组要探究“液体内部压强的大小与哪些因素有关”,所用的实验器材有:压强计、大烧杯、刻度尺,足量的水、酒精和浓盐水。
(1)某同学根据生活经验发现,浴盆中水越深,浴盆的塞子拔出越费劲。这个经验可以作为液体压强的大小与_____有关的猜想依据。同时他还提出了液体内部压强的大小可能与液体的密度等因素有关;
(2)请你帮助同学们在实验前检查一下压强计,看看压强计是否漏气?写出你的检查方法:_____;
(3)某同学将探头放在水中某一深度,只改变探头的方向,U形管内液柱情况如图所示。可以得出:液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,向各个方向的压强_____;
(4)某同学又连续增加探头在水中的深度,发现U形管中液面高度差逐渐增大。
①他猜想:液体内部压强的大小与液体深度有关。
②进一步探究得出:液体的密度相同,深度越深,液体内部压强_____;
(5)某同学继续探究“液体内部压强的大小与液体密度是否有关”,他按自己的设计进行了实验。收集的信息和数据如下表:
实验次数
液体种类
探头在液体中的深度
U形管两侧液面的高度差
液体压强的大小
1
酒精
8.0
6.4
不相等
2
水
6.0
6.0
3
浓盐水
5.0
6.5
由于实验中某同学没有控制探头的深度,他认为这组实验数据得不出结论,有的同学认为能得出结论。你的观点是?_____,其理由是:____________________。
9.(2026·新疆乌鲁木齐·一模)小渝用图甲所示仪器探究液体压强与哪些因素有关。
(1)观察图乙、丙,为保持探头所处深度相同,应将图丙中探头向___________移动,移动后发现U形管左右液面的高度差比图乙大,可初步得出液体内部压强与液体的___________有关。
(2)如图丁,为了便于测量探头所处的深度,小渝在探头支架上以橡皮膜平面所在位置作为起点标刻度,并将仪器改进为双探头,将左侧探头始终固定在水下h1=8.8cm深处,调节右侧探头在盐水()中的位置,使U形管左右液面再次相平,读出深度h2=8cm,通过计算发现___________(选填“>”“=”或“<”);小渝将右侧盐水换成另一液体,当U形管左右液面再次相平时,右侧探头所处深度,通过进一步分析可以计算该液体密度为___________。
10.(2026·河南周口·模拟预测)实验小组探究“浮力大小与哪些因素有关”,其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。
(1)由图甲可知,实验所用物块重______N,图乙中物块所受浮力为______N;
(2)根据图甲、乙、丙三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力______;分析甲、______三次实验可知,排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关;
(3)分析甲、______三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度无关;
(4)由以上实验数据可推算出实验中所用盐水的密度为______。(已知)
11.(2026·河北石家庄·一模)在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,烧杯底面积为60cm2,物体所受的重力为4.8N,当把物体逐渐浸在水中和盐水中时,弹簧测力计的示数如图1所示。水的密度为1.0×103kg/m3。
(1)图1甲中物体所受浮力的大小是______N。
(2)对比图1______可知浮力大小与物体浸没的深度无关,由图甲、乙可知浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)由图1丙、丁可知浮力大小与______有关。
(4)由图1中的信息还能得到以下物理量中的__________(填写序号)。
A.物体的密度 B.烧杯中水的体积 C.盐水的密度
(5)图1甲到乙过程中,水对烧杯底的压强增加了____Pa。
(6)【拓展】结合浮力知识,小明利用一个质量和厚度均可忽略的塑料饮料瓶测量一块小石头的密度,步骤如图2所示:
①图2甲:在瓶中装入适量水后密封瓶口,用刻度尺测得h1=10cm。
②图2乙:把石头粘在瓶底,将瓶子瓶口朝上放入水槽中竖直漂浮,用刻度尺测得h2=14cm。
③图2丙:瓶口朝下,再次将粘有石头的瓶子放入水槽中竖直漂浮,用刻度尺测得h3=6cm。
则石头的密度为______g/cm3。
12.(2026·山东淄博·一模)我国古代劳动人民很早就掌握了盐水选种的技术。北魏贾思勰在《齐民要术·收种》中记载:“以盐水和,投谷种于中,浮者去之,沉者留之”。实验小组测量用于选种的盐水的密度,判断其是否符合选种要求(合格盐水密度约为
(1)实验操作如下:
①把天平放在水平台上,并将游码移至标尺零刻度线处,指针位置如图甲所示,此时应向________(填“左”或“右”)调节平衡螺母,直至横梁在水平位置平衡。
②在烧杯中倒入适量的盐水,用调节好的天平测出烧杯和盐水的质量为117.4g。
③将烧杯中的部分盐水倒入量筒,液面位置如图乙所示,则量筒中盐水的体积为________cm³。
④用天平测出烧杯和剩余盐水的质量,砝码质量和游码在标尺上的位置如图丙所示,则烧杯和剩余盐水的质量为________g。
(2)计算得出盐水的密度为________kg/m³。
(3)小组还有成员用另一种方法测量该浓度盐水密度,用弹簧测力计、烧杯、水、薄塑料袋(体积和质量可忽略不计)进行测量。实验步骤如下:
①把适量的盐水装入塑料袋,尽量排出空气后扎紧口,用弹簧测力计测其重为5.6N;
②然后用弹簧测力计提着塑料袋浸没在水中,弹簧测力计示数如图丁所示,为________ N;
③则根据测量数据计算出盐水的密度为________kg/m³;
13.(2026·重庆江津·一模)小龙和小马测量某种矿石的密度。
(1)小龙选取的器材:实心小矿石、天平(配套砝码100g、50g、10g、5g 各一个、20g两个)、量筒、水及细线等。
①将天平放在水平台上,把游码移到标尺左端的零刻度线处,这时天平指针位置如图甲所示,则应将天平的平衡螺母向________(左/右)调,使指针对准分度盘中央刻度线;
②用天平测出小矿石的质量,小龙在记录质量为51.6g时,突然发现小矿石放置在右盘、砝码放置在左盘,而其它的操作都是正确的,则这块矿石的质量应该是________g;
③把这块矿石放入装有20mL水的量筒后,量筒内水面如图乙所示,则小矿石的体积是________cm3;
④计算出这块矿石的密度是________g/cm3。
(2)小马选取的器材:实心大矿石、量程为0~5N、分度值0.1N的弹簧测力计、大容器、细线、水及其它液体等。
⑤用细线将大矿石挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的示数如图丙所示,将大矿石浸没在水中,弹簧测力计的示数如图丁所示,则大矿石受到的浮力为_______N;
⑥小马根据所学物理知识,很快计算出大矿石的密度为_______g/cm3。
(3)反思与拓展:小龙与小马认真思考后认为,利用小马的实验器材可以制作一个简易“浸没式密度计”。
⑦将挂在弹簧测力计下的大矿石浸没在不同液体中,收集了下表中的数据。
弹簧测力计示数/N
3.2
2.6
1.9
1.2
液体的密度(g·cm-3)
0.8
1.1
1.45
1.8
分析上表,可知由此装置制作的简易“浸没式密度计”的分度值是_______g/cm3,所能测量的液体密度的最大值为_______g/cm3。
14.(2026·广东汕头·一模)图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置;
(1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于_________(填“平衡”或“非平衡”)状态;要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的螺母向_________(填“左”或“右”)侧调节。
(2)图乙是一个平衡的杠杆,此时若推动右侧钩码的悬线(如图丙所示),就会发现杠杆_________(填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”)。
(3)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是_________。
(4)实验可得,杠杆的平衡条件是动力×动力臂_________(填“大于”“等于”或“小于”)阻力×阻力臂。
(5)某同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是该小组利用图丁所示的装置进行探究,在杠杆O点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在A点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计示数为_________N。以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子拉力为阻力F2,多次改变动力作用点的位置进行实验发现:当杠杆水平平衡时,F1L1总是_________(填“大于”“等于”或“小于”)F2L2,其原因可能是_________。
(6)图丁中,弹簧测力计处在A点位置时,此杠杆属于_________(填“省力”或“费力”)杠杆,请举出它在生活生产中的一个应用实例:_________。
15.(2026·辽宁沈阳·一模)在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)实验前,杠杆在图(a)的位置静止,此时杠杆处于________(填“平衡”或“非平衡”)状态:为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向________调节。
(2)图(b)是其中某一次实验的情况,小明将此时杠杆水平平衡时的数据填入表中。为了获得更多的实验数据,小明分别更改了左、右两侧钩码的个数,并调整钩码的位置,进行多次实验,将数据依次填入下表中:
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2.0
0.150
1.5
0.200
2
2.0
0.100
1.0
0.200
3
1.0
0.100
2.0
0.050
4
1.0
0.150
1.5
0.100
5
1.0
0.250
2.5
0.100
6
0.5
0.200
2.0
0.050
分析表中的数据,可以得出杠杆的平衡条件是:_________________________________。
(3)动手实践,制作一个简易杆秤:
器材如下:
一根长度约为40 cm的木制筷子(质量忽略不计)、一个质量为20 g的小盆、一个50 g钩码、细线若干、一把刻度尺、一支记号笔等制作了一个简易杆秤。
过程如下:
①用筷子作为秤杆,在筷子的最左端刻一个槽A,在距槽A为5 cm处再刻一个槽B。把小盆挂在槽A处作为秤盘,在槽B处系一根细线作为提纽,用细线系一个50 g的钩码作为秤砣,秤砣可以在秤杆上移动;
②如图(c),当秤盘中不放任何物体时,调整秤砣的位置使杆秤平衡,用记号笔在秤杆上标记此时秤砣上细线悬挂的位置,此位置为秤的定盘星O,该位置对应的刻度值为0 g,该位置距槽B的距离为________cm;
③接着通过计算,小明在该秤杆的最右端写下了杆秤测量范围的最大值,该最大值为________g;想要增大杆秤的测量范围,可以采取的措施是:________。(写出一种即可)
16.(2026·山东德州·一模)枧枧同学用如图所示的装置来探究杠杆的平衡条件。(注:实验中所用钩码的规格相同)
(1)实验前,枧枧同学将组装好的杠杆放在水平桌面上,她发现杠杆静止时情况如图甲所示,由此可以判断杠杆处于________(填“平衡”或“非平衡”)状态;此时可以向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是便于测量________;
(2)如图乙,枧枧同学在杠杆两侧挂上钩码,设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F2,测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2;多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,得到实验数据如表:
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
0.5
20.0
1.0
10.0
2
1.0
20.0
1.0
20.0
3
1.5
10.0
1.0
15.0
4
2.0
15.0
0.5
20.0
通过分析表格中的数据,可以得到杠杆的平衡条件。
枧枧同学说:生活中用核桃夹子夹核桃,与实验________(填实验序号)原理相同;下列实验中多次测量的目的与本次探究不同的是________;
A.测量定值电阻的阻值
B.探究电流与电压的关系
C.探究反射角与入射角关系
(3)如图丙所示,用弹簧测力计在B位置向下拉杠杆,保持杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计由图中a位置移至b位置时,其示数________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
17.(2026·陕西·一模)在探究“影响斜面机械效率的因素”的实验中,同学们提出以下猜想:
猜想一:斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关;
猜想二:斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关;
猜想三:斜面的机械效率可能跟物体的重力有关;
为了验证以上猜想,小铭和同学们找来棉布、两个相同的木块、一块长木板,并将其一端垫高,构成长度一定,高度可调的斜面。用弹簧测力计沿平行于斜面向上的方向拉着木块做匀速直线运动。记录木块的重力、拉力、斜面的高度和长度的数据如表所示,请完成相关问题。
实验次数
接触面
物重G/N
斜面高度h/m
斜面长度s/m
沿斜面拉力F/N
机械效率η
1
木板
2
0.2
1
0.7
57.1%
2
木板
2
0.4
1
1
80%
3
木板
2
0.5
1
1.1
___________①
4
毛巾
2
0.5
1
1.4
71.4%
5
毛巾
4
0.5
1
2.8
71.4%
(1)表格中①处的数据应该为___________(保留到0.1%)
(2)分析1、2、3三次实验数据,可以验证猜想___________是正确的;在第2次实验中,木块所受的摩擦力为___________N;
(3)分析___________两次实验数据,可知在其他条件一定时,斜面越粗糙,机械效率越小;
(4)分析数据可知,斜面的机械效率与物体的重力___________(选填“有关”“无关”);
(5)由实验数据可知,使用斜面可以___________(选填“省力”或“省功”);
(6)实验结束后,小铭和同学对实验过程进行了反思:在测木块的重力前沿竖直方向对弹簧测力计进行了调零,测完重力后就开始测量沿斜面向上的拉力,这可能会对机械效率的测量结果有影响。你认为这样的操作会使得测量的机械效率___________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
18.(2026·黑龙江绥化·一模)小明和小组同学进行了“测量滑轮组的机械效率”的实验。
(1)利用如图所示的装置分别进行实验,将测得的实验数据记录在表中。
实验
序号
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
4
0.2
1.8
0.6
74%
4
8
0.1
3.2
0.3
83%
5
8
0.1
2.5
0.4
(2)根据表格数据可知,第5次实验是用__________图装置进行实验的,该装置的机械效率为__________%;通过分析第1、2两次实验,可得出结论:使用相同滑轮组提升同一物体时,滑轮组的机械效率与绕绳方式__________;通过比较第2、4两次实验数据可得出结论:使用相同滑轮组提升物体时,物体越重,滑轮组的机械效率越__________(选填“大”或“小”);
(3)为提高滑轮组机械效率,根据以上结论和生活经验,不可采取的措施有__________(填字母)
A.减轻动滑轮重 B.增加所提物体 C.机械加润滑油 D.增加重物上升高度
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