全国各地2018-2020三年中考物理真题分类详解汇编考点15力学实验探究题含解析

全国各地2018-2020三年中考物理真题分类详解汇编考点15力学实验探究题含解析

考点15 力学实验探究题 ‎★考点列表 序号 考点 考点释义 备注 ‎1‎ 物质密度测量 测量固体、液体密度 重点 ‎2‎ 影响摩擦力大小因素实验 探究影响摩擦力大小的因素 重点 ‎3‎ 力与运动关系 阻力对物体运动的影响 ‎4‎ 影响浮力大小的因素 探究影响浮力大小的因素 重点 ‎5‎ 影响动能大小的因素 探究影响动能大小的因素 ‎6‎ 杠杆平衡条件 验证杠杆平衡条件 重点 ‎7‎ 机械效率测定 测定机械效率 ‎★三年真题 一、物质密度测量 ‎1.（2020·贵州黔南）小强同学在家中自主学习，他利用家庭实验室的器材欲测一小石块的密度，他可用的器材有：托盘天平（含砝码）、烧杯、细线、水和小石块：‎ ‎(1)将托盘天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端零刻线处，发现天平静止时横梁右端高，则应将横梁右端的平衡螺母向_______（选填 “左”或“右”）调节，使横梁平衡； ‎ ‎(2)在烧杯中放入适量的水，用细线拴住小石块，将小石块浸没水中，在水面到达的位置上作标记，用天平测出水和烧杯总质量m1；‎ ‎(3)将小石块从水中取出，用天平测出剩余水和烧杯的总质量m2；‎ ‎(4)向烧杯中加水到标记处，再用天平测出此时水和烧杯的总质量m3；‎ ‎(5)上述实验过程可简化为图，小石块的质量m石=_______；‎ ‎(6)设水的密度为ρ水，则小石块体积的表达式：V石=_______（用所测物理量的字母表示），小石块密度的表达式：ρ石=_______（用所测物理量的字母表示）；‎ ‎(7)如步骤(3)中取出小石块时带走了一些水，小强所测的小石块质量_______ （选填“大于”“小于”“等于”）小石块的真实质量。‎ 76‎ ‎【答案】(1)右；(2) m1－m2 ；(3)；(4) ；(5)大于。‎ ‎【解析】(1)由题可知，横梁静止时，横梁右端高，所以为使横梁在水平位置平衡，应将横梁右端的平衡螺母向右调。‎ ‎(5)由题知，水和烧杯和石子总质量为m1，剩余水和烧杯的总质量m2，‎ 则小石子的质量：m石= m1- m2‎ ‎(6)向烧杯中加水到标记处，所加的水的体积等于小石子体积，‎ 则所加水的质量为：‎ 所加水的体积为：‎ 则小石子的体积为：‎ 小石子的密度为：‎ ‎(7)取出小石块时带走了一些水，即m2偏小，则通过计算，m石= m1- m2‎ 计算得出m石偏大。‎ ‎2.（2020·贵州黔西南）用天平（含砝码）、量筒、水和细线，测量矿石的密度，实验过程如下图所示。‎ ‎(1)在测量矿石质量前，将游码移到0刻线，天平指针指在分度盘的位置如图甲所示，此时应该向_______（填“左”或“右”）旋动横梁右端的螺母，直到指针指在分度盘的_______。‎ ‎(2)接下来的实验操作顺序应该是：______、_____、_______（填写图乙中的标号）。‎ 76‎ ‎(3)测量质量时，矿石放在天平左盘，右盘中所放砝码如图A所示，再将游码移动到图示位置时，天平平衡。则矿石的质量为_______g。‎ ‎(4)实验测得该矿石的密度为_______kg/m3。‎ ‎【答案】(1)右；(2)中央；(3) A；(4)B；(5)C；(6)142；(7)7.1×103。‎ ‎【解析】(1)由图可知，天平指针指偏向分度盘的左侧，说明天平左边较重，所以应将平衡螺母向右调，直到指针在分度盘的中央。‎ ‎(2)测量矿石的密度时，应当先测量矿石的质量，再在量筒中倒入适量的水，用细线将矿石系住，放入量筒测量水和矿石的总体积，所以接下的操作步骤依次是：A、B、C。‎ ‎(3)由图可知，测得矿石的质量为：‎ ‎(4)由图可知矿石的体积为：‎ 所以矿石的密度为：。‎ ‎3.（2020·江苏泰州）为做好消毒防疫，学校给各班准备了一些瓶装的75%消毒酒精。小明所在的物理兴趣小组围绕这些消毒酒精开展下列活动。‎ ‎(1)把天平放在水平台面上，先将________，再调节平衡螺母，使指针对准分度盘中央的刻度线；接着小明用天平测出瓶酒精的总质量为96.2g，再将部分酒精倒入量筒中，液面如图甲所示：最后用天平测出剩余酒精和瓶的总质量，测量结果如图乙所示，天平的读数为________g，75%消毒酒精的密度为________g/cm3；‎ ‎(2)如图丙所示是小明用粗细均匀吸管制成的简易密度计，竖直漂浮在水中时，水面位于图中A处，图中AB间距离为10.5cm，则A处应标为________g/cm3。再将该密度计漂浮在75%消毒酒精中，此时所受的浮力的________（选填“大于”、“等于”或“小于”）在水中所受的浮力，它浸入酒精中的深度h为________cm；‎ 76‎ ‎(3)如图丁所示是三位同学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。‎ ‎【答案】(1)游码归零；(2) 612；(3)0.875；(4) 1；(5)等于；(6)12；(7)②。‎ ‎【解析】(1)使用天平时，应该把天平放在水平台面上，接着将游码归零，再调节平衡螺母使天平平衡。‎ 剩余酒精和瓶的总质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值，即 酒精的质量：‎ 由图甲读出酒精的体积是40mL=40cm3，酒精的密度为：‎ ‎(2)密度计竖直漂浮在水中时，水面位于图中A处，说明此时密度计在A处显示的密度值应该为该液体的密度，所以则A处应标为1g/cm3。‎ 由题意可知，密度计在酒精消毒液中处于漂浮状态，所受的浮力等于密度计的重力；由于密度计在水中也处于漂浮状态，所以密度计在水中受到的浮力也等于密度计的重力，所以密度计漂浮在75%消毒酒精中，此时所受的浮力的等于在水中所受的浮力。‎ 由于密度计在水中和酒精中受到的浮力相等，所以 则：，‎ 解得：，故它浸入酒精中深度h为12cm。‎ ‎(3)密度计的特点是刻度不均匀，上梳下密，上小下大，而且分度值越小越准确；深度深，刻度间隔越大；由题图可知密度计②所处的深度最深，刻度间隔最大，测量值最准确。‎ ‎4.（2020·山东聊城）小明在实验室测量一块不规则石块的密度。‎ 76‎ ‎(1)小明把天平放在水平桌面上，调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处，如图甲所示，其做法错误之处是没有把______放到正确位置；‎ ‎(2)小明纠正上述错误后，应向______（选填“左”或“右”）端调节平衡螺母，才能使天平横梁重新平衡；‎ ‎(3)用调好的天平测石块的质量，当有盘中所加砝码和游码位置如图乙所示时，天平横梁平衡，则石块质量为______g。在量筒内倒入适量水。该石块放入前、后的情况如图丙所示，则石块的体积是______ cm3，此石块的密度是______kg/m3。‎ ‎【答案】（1）游码；（2）右；（3）38.4；（4）15.0；（5）2.56×103。‎ ‎【解析】(1)使用天平测量质量时，先将天平放在水平桌面上，其次将天平标尺上的游码归零，最后调节平衡螺母使指针指在分度盘的中线处，再进行测量。‎ ‎(2)天平没有称量物体，游码没有归零时，天平平衡；将游码归零后，说明左盘下沉，右盘上翘，此时应向右端调节平衡螺母，才能使天平横梁重新平衡。‎ ‎(3)如图乙所示，天平标尺分度值为0.2g，游码左端在3.4g处，则石块质量 m=20g+10g+5g+3.4g=38.4g 如图丙所示，量筒中水的体积为30.0mL，放入石块后，水和石块的总体积为45.0mL，则石块的体积：V=45.0mL-30.0mL=15.0mL=15.0cm3‎ 石块密度：。‎ ‎5．（2020·安徽）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______________________‎ ‎____________________。 ‎ 76‎ 甲第 19 题图乙 ‎（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】（1）用镊子将游码移动到左端零刻度线处，再调节平衡螺母，直至天平平衡；（2）用镊子取下 5g 砝码，再用镊子向右移动游码。‎ ‎【解析】（1）调节天平平衡前，需要先用镊子将游码移动到左端零刻度线处，再调节平衡螺母，直至天平平衡；‎ ‎（2）测量过程中，当按顺序最后加入 5g 砝码后，指针右偏，应当用镊子将 5g 砝码取下，再用镊子向右移动游码直至天平平衡。‎ ‎6.（2020·黑龙江龙东）姜老师在带领学生进行物理综合实践活动中，利用天平（砝码)、量筒、烧杯、细线、水、弹簧测力计等器材，对某种合金和液体的密度进行测量。(计算结果保留一位小数）‎ ‎(1)首先对该合金材料制成的实心合金块密度进行测量。‎ ‎①将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图1所示，则应将平衡螺母向(左或右）端调节，使指针指在分度盘。‎ ‎②图2是正确测量合金块质量时使用砝码情况和游码的位置，该金属块质量为g。‎ ‎③图3是他用量筒测量②中的合金块体积的情景，则该合金块的体积是cm3 。‎ ‎④求出合金块的密度为g/cm3。 (2)然后用弹簧测力计测质量为200克的④的材料制成的实心球，完全浸没在某种液体中示数为1.6N，此球受到的浮力N，求出液体的密度为g/cm3。‎ 76‎ ‎【答案】（1）左、中心、34、6；（2）0.4N ‎7.（2020·重庆）小张发现外婆家的盐蛋咸适中恰到好处，猜想可能和盐水的密度有关，他和小华共同测量外婆家用来腌制盐蛋的盐水密度。‎ ‎(1)将天平放在水平工作台上，游码移到标尺的刻度处，砚察到指针偏向分度盘的左侧(图16甲),应将平衡螺母向 调节,使天平平衡，‎ ‎(2)调节天平平衡后，进行以下实验操作:‎ ‎①测量空烧杯的质量mo,天平平衡时,砝码及游码位置如图16乙,mo= g；‎ ‎②向烧杯中倒人适量盐水，测出烧杯和盐水的总质量m1为55.0g:然后将盐水全部倒入量筒(图16丙)，读数时视线与凹液面底部，读出体积V= ml;‎ ‎③算出盐水的密度ρ= g/cm3‎ ‎(3)小华指出:以上测量过程中.烧杯中会残留部分盐水导致测得盐水的密度偏大，于是他与小张利用电子秤再次测量该盐水密度。‎ 进行了以下实验操作:‎ ‎①取密度为8 g/cm'的合金块，用电子秤测得其质为为80.0g(图17甲):②将合金块放入溢水杯中后向溢水杯中注满盐水，得杯、盐水，水，合金块的总质量为100.0g(图17乙); ‎ ‎③取出合金块向溢水杯中补满盐水,测得杯和盐水的总质量为31.00g(图17丙)。 ‎ 根据以上数据,计算出盐水的密度ρ= g/cm3 若测量后发现此电子秤的每次测量值均比真实值大1g左右，则以上测得的盐水密度与真实值相比(选填“偏大”“不变”或”偏小”)。‎ 76‎ ‎【答案】（1）零、右；（2）①32、②相平、20；③1.15；（3）①1.1；②偏大。‎ ‎【解析】（1）考察实验操作；‎ ‎（2）①先算砝码，再加游码，为32g；‎ ‎②量筒读数时视线与凹液面相平；读数为20ml；‎ ‎③由密度计算公式：‎ ‎（3）由甲可知： ①‎ 由乙可知： ②‎ 由图丙可知： ③‎ ‎②-①： ④‎ ‎③-④：‎ 由上述密度求法可知：由于测量后发现每次测量值均比真实值大1g，所以①、②、③中真实数据则为79g、99g、30g，通过同样的算法：‎ ‎。‎ 故测量密度偏大。‎ ‎8.（2020·江苏连云港）密度是物质的重要属性，生产、生活中常常需要测量各种液体的密度。某同学在综合实践活动中自制了测量液体密度的杠杆密度计，可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值，受到了老师的肯定和表扬，结构如图所示。‎ 76‎ 所用器材：轻质杠杆（自身重力忽略不计）、两种规格的空桶（100mL和200mL）、质量为m的物体A、细线。‎ 设计过程如下：‎ ‎(1)将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡。测出B点到O点的距离为l，C点到O点的距离为l0，此时C点的密度刻度线应标注为______；‎ ‎(2)在B点的空桶内注满液体，空桶容积为V，移动物体A至C1位置，使杠杆在水平位置平衡。C1点到O点的距离为l1，此时C1点的密度值为______（用题中所给的字母表示）；‎ ‎(3)已知密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，则密度为0.8×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为______cm；‎ ‎(4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，应选择______规格的空桶（选填“100mL”或“200mL”）。‎ ‎【答案】（1）0；（2）；（3）3.2；（4）200mL。‎ ‎【解析】(1)空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡，桶中没有液体，液体的密度为零，此时C点的密度刻度线应标注为0。‎ ‎(2)设空桶的质量为m桶，由杠杆的平衡条件可知：m桶gl=mgl0‎ 桶的质量：m桶=‎ 在B点的空桶内注满液体，根据杠杆的平衡条件可得：‎ ‎(m桶+m)gl=mgl1‎ ‎(m桶+ρV)gl=mgl1‎ ‎(+ρV)gl=mgl1‎ ρ=‎ ‎(3)由(2)中的公式可知ρ与(l1-l0)成正比，密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，则密度为0.8×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为l2‎ 76‎ l2=3.2cm ‎(4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，分度值小一些，由ρ=可知增大液体的体积可以使密度小一些，分度值小一些，所以选择200mL规格的空桶，精度更高一些。‎ ‎9.（2020·河南）郑州市积极响应"国家黄河生态文明"战略，在沿黄地区大力发展石榴种植。小明发现他家的石榴比其他品种的石榴甜，汁更浓，想测一下石榴汁的密度。‎ ‎（1）实验步骤如下:‎ ‎①将空烧杯放在调好的天平上，测出其质量为 40g;‎ ‎②在烧杯中倒入适量的石榴汁，将其放在天平左盘上，在右盘内添加砝码。‎ 当放入最小的5g砝码时，天平右端下沉，接下来应进行的操作是: ，直到天平平衡。此时砝码质 量及游码位置如图12甲所示.则烧杯和石榴汁的总质量为 g ；‎ ‎③将烧杯中的石榴汁倒入量简中，液面位置如图12乙所示，‎ 则量筒中石榴汁的体积为cm3;‎ ‎④用上述测得的数据计算出石榴汁的密度为 kg/m3‎ ‎（2）分折实验过程,小丽认为，在步骤③中,由于烧桥中的石榴计有残留，会使密度的测量结果(选项“偏大"或"“偏小)。 她提出只要将（1）中实验步骤的顺序稍作调整就能使测量结果更准确，合理的顺序 ‎（填写步骤序号)） 。‎ ‎【答案】（1）将 5g 砝码拿下来，向右移动游码，62.4，3.12×103；（2）偏大，②③①④。‎ 76‎ ‎【解析】（1）右侧下沉，证明砝码过重，需要将 5g 砝码拿下来，向右移动砝码；‎ ‎（2）如果液体有残余，会使得测得的体积偏小，最终密度偏大；只需要调成②③①④，这样测的空烧杯的质量就将残留的液体质量包含在内了，最终结果会更加准确。‎ ‎10.（2020·重庆B）小铭在学校期间，使用一种医用免洗洗手液对手部进行消毒过程中，闻到了浓浓的酒精味，看到该液体的流动性较差。查看了瓶身上的说明后，确定，这种洗手液的主要成分为75％的酒精。于是小铭所在的兴趣小组对这种洗手液的密度进行了测量。‎ ‎(1)实验前，将托盘天平放在_________工作台上，游码移到标尺的零刻度线处，指针静止在如图甲所示的位置，此时应将右端的平衡螺母向_______________(选填“左”或“右”)调节，使天平平衡；‎ ‎(2)将盛有适量洗手液的烧杯放在天平的左盘，天平重新平衡时，右盘所加砝码及游码位置如图乙所示，烧杯和洗手液的总质量为_______g；将烧杯中的部分洗手液倒入量筒，测得烧杯和剩余洗手液的总质量为42.4g；经过一段时间后，观察到量筒内的液面如图丙所示，则量筒内洗手液的体积为_______ml，这种洗手液的密度为_______g/cm3；‎ ‎(3)小铭对洗手液的密度测量结果有疑惑，回到家后利用电子秤、烧杯、细线和一个实心铝块等器材，再次对这种洗手液的密度进行测量。具体做法如下：‎ ‎①烧杯中倒入适量洗手液放置在电子秤上(如图丁)；‎ ‎②将系好细线的铝块缓缓浸没到洗手液中保持静止(如图戊)，洗手液未溢出；‎ ‎③将铝块缓慢沉底后松开细线(如图己)。则这次测得洗手液的密度为_____g/cm3‎ 76‎ ‎，对前后两次实验进行分析，发现在______(选填“学校”或“家”)所测洗手液密度的结果更接近真实值，造成另一次密度测量结果与真实值的差异较大的原因可能是(已知铝块的密度为2.7g/cm3，不计细线质量，细线和正方体均不吸收洗手液)。‎ ‎【答案】（1）水平；（2）右；（3）72.4；（4）30；（5） 1；（6）0.9；（7）家；（8）洗手液较为粘稠，粘在量筒内壁上，导致所测体积偏小，密度偏大。‎ ‎【解析】(1)用天平测量物体的质量之前，应该将天平放在水平工作台上，将游码拨到标尺左端的零刻度线处。‎ 指针偏向分度盘中央刻度线的左侧时，应将平衡螺母向右调节。‎ ‎(2)烧杯和洗手液的总质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值，即：‎ 如图丙所示，量筒内洗手液的体积为，倒入量筒洗手液的质量是：‎ 这种洗手液的密度为：‎ ‎(3)③对比丁图和己图可知，铝块的质量是：‎ 由得，铝块的体积是：‎ 对比戊己两图可知，铝块的受到的浮力：‎ 铝块完全浸没在洗手液中时，‎ 所以这次测得洗手液的密度为：‎ 由题意可知，这种洗手液的主要成分为75％的酒精，而酒精的密度小于，可以判断在家所测洗手液密度的结果更接近真实值。‎ 造成两次所测量的密度值存在差异较大的原因可能是洗手液较为粘稠，粘在量筒内壁上，导致所测体积偏小，密度偏大。‎ ‎11.（2020·宁夏）‎ 76‎ ‎75%的医用酒精可以有效灭活新型冠状病毒，小刚从网上购置了两瓶某品牌75%的医用酒精，说明书如图甲所示，小刚查到75%的医用酒精密度为0.87g/cm3，于是想通过测量该酒精的密度来鉴定其产品是否合格∶‎ ‎ (1)小刚取适量该酒精进行实验∶‎ ‎①为使测量结果更准确，以下实验操作步骤合理顺序是____（用字母表示）｡‎ A.计算酒精的密度 B.用天平测出烧杯的质量52.4g C.在烧杯中盛适量的酒精，用天平测出酒精和烧杯的总质量 D.调节天平平衡 E.将烧杯中的酒精倒入量筒中，读出其体积，如图乙所示 ‎②测量酒精和烧杯总质量时，砝码和游码的位置如图丙所示，则总质量为____‎ g，该酒精的密度是______｡‎ ‎③根据测量结果，小刚能否鉴定该产品是否合格？并说明理由｡______‎ ‎(2)在学完浮力的知识后，小刚又想到可以利用弹簧测力计，水､烧杯､细线和小石块来测量该酒精的密度，实验操作步骤如下∶‎ a.用细线将小石块绑好，挂在弹簧测力计下，读出测力计示数F1‎ b.在烧杯中倒入适量的水，将小石块挂在弹簧测力计下使其浸没在水中，读出测力计示数F2‎ c.算出小石块的体积V石 d.在擦干水的烧杯中倒入适量的酒精，将已擦干的小石块挂在弹簧测力计下，使其浸没在酒精中，读出测力计示数F3‎ 根据上述操作步骤，请你帮助小刚推导出该酒精密度的表达式______（表达式用测量量的字母表示，水的密度用表示，推导过程要有必要的文字说明）｡‎ ‎【答案】（1）DCEBA；（2）105.2；（3）0.88g/cm3 ；（4）根据测量结果，小刚能鉴定该产品是合格的，理由是：在实验误差允许范围内，该酒精密度的测量值0.88g/cm3‎ 76‎ 与75%的医用酒精密度为0.87g/cm3的标准相符合；（5）ρ水。‎ ‎【解析】(1)为使测量结果更准确，实验操作步骤合理顺序是：DCEBA；测量酒精和烧杯总质量时，砝码和游码的位置如图丙所示，则总质量为105.2g，所以酒精的质量为：‎ m=105.2g-52.4g=52.8g 由图乙知酒精的体积为60cm3，所以酒精的密度为：===0.88g/cm3‎ 根据测量结果，小刚能鉴定该产品是合格的，理由是：在实验误差允许范围内，该酒精密度的测量值0.88g/cm3与75%的医用酒精密度为0.87g/cm3的标准相符合。‎ ‎(2)小石块在水中的浮力为：F水=F1-F2=ρ水gV排=ρ水gV石 小石块的体积为：V石=‎ 小石块在酒精中的浮力为：F酒=F1-F3=ρgV排=ρgV石=ρg 所以酒精的密度为：ρ=ρ水。‎ ‎12.（2019·邵阳）全国著名的“油茶之都邵阳县盛产茶油，小华同学为了测量家中茶油的密度，课后在老师的指导下进行如下实验：‎ ‎（1）把天平放在水平台上，将游码移到标尺的零刻度线处，发现指针静止时如图甲所示，此时应将平街螺母向（选填“左”或“右”）调节，使天平平衡。‎ ‎（2）取适量茶油倒入烧杯，用天平测量烧杯和茶汕的总质量，当天平平衡时，放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示。然后将烧杯中部分茶油倒入量筒中，再次测出烧杯和剩余茶油的总质量为27g，则量筒中茶油的质量是g。‎ ‎（3）量筒中茶油的体积如图丙所示，请你计算出茶油的密度是kg/m3。‎ ‎【答案】（1）右；（2）36；（3）0.9×103。‎ 76‎ ‎【解析】（1）天平静止时指针偏在分度盘中央刻度线左边，根据“左偏右调，右偏左调”的调节规则，此时应将平衡螺母向右调节。‎ ‎（2）根据图乙，用砝码总质量加上游码示数，可读出烧杯和茶油的总质量为63g，减去烧杯和剩余茶油的总质量27g，解得倒入量筒中茶油的质量为36g。‎ ‎（3）由图丙可读出，量筒中茶油的体积为40cm3，使用公式ρ0.9g/cm3＝0.9×103kg/m3，所以茶油密度为0.9×103kg/m3。‎ 故答案为：（1）右；（2）36；（3）0.9×103。‎ ‎13.（2019·苏州）用不同的方法测量小石块和小瓷杯的密度。‎ ‎（1）测小石块的密度 ‎①天平放置于______工作台上，将游码移到标尺______处，调节平衡螺母使横梁平衡；‎ ‎②用此天平测量小石块的质量，右盘所加砝码和游码位置如图甲所示，则小石块的质量为______g。在量筒内放入适量的水，用细线绑好小石块，缓慢放入水中，如图乙所示，则小石块的密度为______kg/m3；‎ ‎ （2）测小瓷杯的密度 如图丙所示，先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V2；最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒，使其浮于水面（水未损失），液面刻度为V3，小瓷杯密度的表达式ρ杯=______（用V1、V2、V3和ρ水表示）。实验完毕后发现小瓷杯内的水未倒干净，则所测结果______（选填“偏大”、偏小”或“不变”）。‎ ‎【答案】水平；零刻线；17.4；3.48×103；不变。‎ 76‎ ‎【解析】（1）天平调平之前，应先放在水平面上，并将游码归零，然后根据指针偏转方向，调节平衡螺母，左偏右旋、右偏左旋。天平分度值是0.2g，右盘砝码质量是20g，游码左侧指在标尺上2g后面第2个小格上，所以小石块的质量为m=10g+5g+2.4g=17.4g；‎ 量筒中原有30mL水，放入石块后，量筒液面上升到35mL，因此石块体积V=35ml-30ml=5ml=5cm3；小石块的密度为ρ===3.48g/cm3=3.48×103kg/m3；‎ ‎（2）先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V2；则陶瓷的体积V=V2-V1，瓷杯处于漂浮时，则G=F浮，根据阿基米德原理可知：F浮=G排；‎ 所以，G=G排，则瓷杯质量m=m排=ρ水（V3-V1）；所以小瓷杯密度：ρ瓷==。‎ 由小瓷杯密度表达式：ρ瓷==可知，小瓷杯内的水未倒干净，对所测结果没有影响。‎ 故答案为：（1）①水平；零刻线；②17.4；3.48×103；（2）；不变。‎ ‎14.（2019·盐城）小刚做测量蜡块密度的实验：‎ ‎（1）将天平放在水平桌面，移动游码至标尺的_________处。若此时指针的位置如图甲所示，应将平衡螺母向________移动，使天平平衡。‎ ‎（2）将蜡块放在天平__________盘中，另一盘所加砝码和游码位置如图乙所示时，天平平衡。蜡块的质量为_______g。‎ ‎（3）将蜡块放入盛有50.0mL水的量筒中，用铁丝将其压入水中，读得量筒的示数为60.0mL，则该蜡块的体积为______。‎ ‎（4）计算得出蜡块的密度为___________kg/m3。‎ ‎【答案】（1）左端“0”刻度线；（2）左；（3）左；（4）8.4；（5）10.0mL；（6）0.84×103。‎ ‎【解析】（1）天平使用步骤：先将天平放在水平桌面上，然后将游码移至标尺的零刻度线处，再调节平衡螺母使天平平衡；图甲中，游码归零后指针右偏，说明天平右侧重、左侧轻，应将平衡螺母向左移动，直到天平平衡。‎ 76‎ ‎（2）根据“左物右码”，应将蜡块放在天平左盘中，在右盘中加减砝码。图乙中，砝码质量为5g，游码标尺分度值为0.2g，则蜡块的质量为m=5g+3.4g=8.4g。‎ ‎（3）将蜡块压入盛有50.0mL水的量筒中，量筒的示数为60.0mL，则该蜡块的体积为V=60.0mL-50.0mL=10mL=10cm3。‎ ‎（4）计算得出蜡块的密度为ρ===0.84g/cm3=0.84×103kg/m3。‎ ‎15.（2019·广东）学校创新实验小组欲测量某矿石的密度，而该矿石形状不规则，无法放入量筒，故选用水、烧杯、天平（带砝码和镊子）、细线、铁架台等器材进行实验，主要过程如下： ‎ ‎（1）将天平放置在水平桌面上，把游码拨至标尺的________处，并调节平衡螺母，使天平平衡。 ‎ ‎（2）将装有适量水的烧杯放入天平的左盘，先估计烧杯和水的质量，然后用________往天平的右盘________（选填“从小到大”或“从大到小”）试加砝码，并移动游码，直至天平平衡，这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图甲所示，则烧杯和水的总质量为________g。 ‎ ‎（3）如图乙所示，用细线系住矿石，悬挂在铁架台上，让矿石浸没在水中，细线和矿石都没有与烧杯接触，天平重新平衡时，右盘砝码的总质量及游码指示的质量值总和为144g，则矿石的体积为________m3。（ρ水=1.0×103kg/m3） ‎ ‎（4）如图丙所示，矿石下沉到烧杯底部，天平再次平衡时，右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为174g，则矿石的密度为________kg/m3。 ‎ ‎【答案】 （1）零刻度线；（2）镊子；从大到小；124；（3）2×10-5；（4）2.5×103 。‎ ‎【解析】（1）将天平放置在水平桌面上，把游码拨至标尺的零刻度线处，并调节平衡螺母，使天平平衡。‎ 76‎ ‎（2）将装有适量水的烧杯放入天平的左盘，先估计烧杯和水的质量，然后用镊子往天平的右盘从大到小试加砝码，并移动游码，直至天平平衡。如图甲所示，砝码的质量为120g，游码的质量为4g，那么烧杯和水的总质量为124g；‎ ‎（3）矿石排开水的质量：m水=144g-124g=20g=0.02kg；‎ ‎ 矿石的体积为：；‎ ‎ （4）矿石的质量为：m=174g-124g=50g=0.05kg；‎ ‎ 矿石的密度为：。 ‎ ‎16．（2018•烟台）在用天平，量筒“测量盐水密度”的实验中，甲、乙、丙三位同学设计了如下三种实验方案：‎ 方案一：‎ ‎1．调节天平平衡 ‎2．用天平测出空烧杯的质量m1‎ ‎3．在烧杯中倒入适量的被测液体，测出总质量m2‎ ‎4．将烧杯中的液体倒入量筒中，读出液体的体积V ‎5．算出液体的密度ρ液 方案二：‎ ‎1．调节天平平衡 ‎2．在烧杯中盛被测液体，测出它们的质量m1‎ ‎3．将烧杯中的适量液体倒入量筒中，读出液体的体积V ‎4．测出烧杯和杯中剩余液体的质量m2‎ ‎5．算出液体的密度ρ液 方案三：‎ ‎1．调节天平平衡 ‎2．将适量的液体例入量筒中，读出液体的体积V ‎3．用天平测出空烧杯的质量m1；‎ ‎4．将量筒中液体倒入烧杯，测出总质量m2‎ ‎5．算出液体的密度ρ液 ‎（1）请观察图，简要说明调节天平平衡的步骤 ‎（2）写出以上三种实验方案密度的表达式 ‎（3）分析评估以上三种实验方案，指出哪种方案最合理 76‎ ‎【解析】（1）调节天平平衡的步骤：把天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度处，调节平衡螺母使指针指到分度盘的中央；‎ ‎（2）液体的密度，基本原理是ρ=；‎ 方案一：液体的密度ρ液==；‎ 方案二：液体的密度ρ液==；‎ 方案三：液体的密度ρ液=═；‎ ‎（3）方案一：当把液体由烧杯倒入量筒时，烧杯上会沾有少量液体，导致称量的液体体积偏小，根据ρ=知测量的液体密度偏大，误差较大；‎ 方案三：当把液体由量筒倒入烧杯时，量筒上会沾有少量液体，导致称量的液体质量偏小，根据ρ=知测量的液体密度偏小，误差较大；‎ 方案二避免了一和三中的这些问题，实验误差较小，故方案二较合理。‎ ‎17．（2018·潍坊）用天平和量筒等器材测量食用油的密度，实验步骤如下：‎ ‎（1）天平调好后，将盛有食用油的烧杯放在天平的左盘，在右盘中添加砝码并拨动游码，天平平衡时，游码位置和所加砝码如图甲所示，则烧杯和食用油的总质量是　 　g；‎ ‎（2）将烧杯中食用油倒入量筒中一部分，液面位置如图乙所示，倒出的食用油体积为 　mL；‎ ‎（3）用天平测出烧杯和剩余食用油的质量为41.0g，则该食用油的密度ρ=　 　kg/m3‎ ‎（4）若将食用油倒入量筒时，量筒壁上沾上了少量食用油，则食用油密度的测量值比真实值　 　（选填“大”、“小”或“不变”）。‎ 76‎ ‎【答案】（1）73.4；（2）40；（3）0.81×103 ；（4）大。‎ ‎【解析】（1）天平平衡时物体的质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值；烧杯和食用油的总质量：m1=50g+20g+3.4g=73.4g；‎ ‎（2）如图乙所示，量筒中食用油的体积为V=40ml=40cm3；‎ ‎（3）烧杯中食用油的质量m=m1﹣m2=73.4g﹣41.0g=32.4g；该食用油的密度ρ===0.81g/cm3=0.81×103kg/m3；‎ ‎（4）由实验步骤可知，所测量的油的质量m是真实的；若将食用油倒入量筒时，量筒壁上沾上了少量食用油，导致所测食用油体积V偏小；由ρ=可知所测油的密度偏大。‎ 答案：（1）73.4；（2）40；（3）0.81×103 ；（4）大。‎ ‎18．(2018·眉山)如图所示，小陈同学为测量某液体的密度，准备了天平、玻璃杯等器材，在实验时发现没有准备量筒，于是从身边找来了一个体积为20cm3的金属块和一些纸张。‎ ‎（1）将天平放在水平台上，将游码移到标尺左端的　 　刻度线上。‎ ‎（2）此时，如果天平指针偏左，小陈同学应向　 　（填“左”或“右”）调节　 　使天平横梁平衡。‎ ‎（3）在玻璃杯中倒入适量的该液体，用天平称量液体和玻璃杯的总质量m总时，向盘中加减砝码要用　 　，不能用手接触砝码，称得m总=123.2g ‎（4）将金属块浸没在液体中且不接触玻璃杯，液体无溢出，如图所示，天平平衡后，砝码的总质量加上的游码在标尺上对应的刻度值为m=　 　g，则液体的密度ρ=　 　g/cm3。‎ 76‎ ‎【答案】（1）零；（2）右；平衡螺母；（3）镊子；（4）150.6；1.37‎ ‎【解析】（1）将天平放在水平台上，将游码放到标尺左端的零刻度线上，调节横梁使天平平衡；‎ ‎（2）调节天平平衡时，若发现指针偏向分度盘的左端，则平衡螺母要向右调；‎ ‎（3）向盘中加减砝码要用镊子，不能用手接触砝码；‎ ‎（4）由图知，标尺的分度值为0.2g，液体和玻璃杯的总质量m总=100g+50g+0.6g=150.6g，‎ 金属块排开的液体的质量为：m=150.6g﹣123.2g=27.4g=0.0274kg；‎ 排开的液体的重力，即金属块受到的浮力为：F浮=G=mg=0.0274g×10N/kg=0.274N；‎ 根据阿基米德原理可知，液体的密度为：‎ ρ===1.37×103kg/m3=1.37g/cm3；‎ 故答案为：（1）零；（2）右；平衡螺母；（3）镊子；（4）150.6；1.37‎ ‎19.（2018·德阳）小华随意选取其中一块石子，准备在实验室测定它的密度。‎ ‎(1)他先将天平放在水平桌面上，移动游码至标尺处，再调节平衡螺母直至天平平衡。‎ ‎(2)用调好的天平测石子的质量,当盘中所加砝码和游码位置如图(甲)所示时,天平平衡,则此石子的质量为______g。在量筒内装有一定量的水,该石子放入前、后的情况如图(乙)所示,则石子的密度是______kg/m3。‎ ‎【答案】（1）零刻度线；（2）38.4； 2.56×103。‎ ‎【解析】（1）在调节天平平衡时，先将天平放在水平桌面上，移动游码至标尺左端零刻度线处；‎ ‎（2）由图甲知，标尺的分度值为0.2g，所以石子的质量m=20g+10g+5g+3.4g=38.4g；‎ 由图乙知，量筒的分度值为1ml，水的体积为30ml，水和石子的体积为45ml，所以石子的体积为V=45ml-30ml=15ml=15cm3；‎ 石子的密度ρ=m/V=38.4g/15cm3=2.56g/cm3=2.56×103kg/m3。‎ 76‎ 故答案为：（1）零刻度线；（2）38.4； 2.56×103。‎ 二、影响摩擦力大小的因素 ‎1.（2020·江苏连云港）学习过摩擦力以后，小明同学想探究“滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小”之间的关系，为了提高实验的精准度，小明选用了如图甲所示的装置，该装置通过驱动装置带动传送带运动，木块保持不动，其中力传感器可以代替弹簧测力计精确显示拉力的大小。驱动装置的电路如图乙所示。‎ ‎(1)在实验过程中，要增大传送带运动的速度，可以将滑动变阻器滑片向______（选填“ 左”或“右”）移动实现；‎ ‎(2)在实验过程中让同一木块在同一传送带上进行实验是为了______；‎ ‎(3)图丙是不同速度下滑动摩擦力与时间的关系图，观察该图可知，滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小______（ 选填“有关”或“无关”），理由是______。‎ ‎【答案】（1）左；（2）控制压力和接触面的粗糙程度相同；（3）无关；（4）当速度变化时，滑动摩擦力的大小不变。‎ ‎【解析】(1)由图乙可知，要增大传送带运动的速度，需要增大电动机的速度，可以增大电路中的电流，变阻器连入电路的电阻变小时，由I=可知通过电路的电流变大，所以将滑动变阻器滑片向左移动，变阻器连入电路的电阻变小。‎ ‎(2)让同一木块在同一传送带上进行实验，这样可以控制压力和接触面的粗糙程度相同。‎ ‎(3)由图丙可知，当速度变化时，滑动摩擦力的大小不变，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关。‎ ‎2.（2020·新疆）如图所示，小丽在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，用质量相等、表面粗糙程度不同的两个物块A、B放在水平木板上进行实验：‎ 76‎ ‎(1)用A做实验，水平向左拉动木板时，弹簧测力计的示数如图所示，则木板对物块的摩擦力大小为__________N。再用A、B叠放在一起做实验（A在下、B在上），弹簧测力计的示数较大，说明在接触面的粗糙程度相同时，__________越大，滑动摩擦力越大；‎ ‎(2)将B放在水平木板上进行实验，再与用A做的实验进行对比，目的是为了研究滑动摩擦力的大小与接触面的__________（填“面积大小”或“粗糙程度”）的关系；用A、B分别做实验时，地面对水平木板的滑动摩擦力大小__________（填“相等”或“不相等”）。‎ ‎【答案】（1）1.4；（2）压力；（3）粗糙程度；（4）相等。‎ ‎【解析】(1)用A做实验，水平向左拉动木板时，弹簧测力计的示数如图所示，每大格表示1N，每小格表示0.2N，指针位置在1N刻度线以下第二小格，故则木板对物块的摩擦力大小为1.4N。‎ 再用A、B叠放在一起做实验（A在下、B在上），弹簧测力计的示数较大，说明在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。‎ ‎(2)将B放在水平木板上进行实验，再与用A做的实验进行对比，两物体质量相同，即对接触面的压力相同，故目的是为了研究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系。‎ 用A、B分别做实验时，水平木板对地面的压力不变，与地面的接触面不变，故地面对水平木板的滑动摩擦力大小相等。‎ ‎3．（2020·四川遂宁）在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验话动中，同学们提出了以下情想：‎ A．滑动摩擦力的大小可能与物体间接触面积大小有关 B．滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关 C．滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关 他们选择的器材有长方体木块，弹簧测力计，两个相同砝码、木板、毛巾等，实验中用弹簧测力计水平拉着木块在水平面做　 　运动，使摩擦力大小与弹簧测力计示数相等，收集实验数据如表：‎ 接触面种类 木板 毛巾 实验次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 压力 木块 木块+1个砝码 木块+2个砝码 木块 木块+1个砝码 木块+2砝码 76‎ 接触面积 平放 平放 侧放 竖放 平放 平放 平放 平放 侧放 竖放 测力计示数/N ‎1.2‎ ‎1.8‎ ‎1.8‎ ‎1.8‎ ‎2.2‎ ‎2.0‎ ‎2.8‎ ‎3.2‎ ‎3.2‎ ‎3.2‎ ‎①分析表中　 　组实验数据，可以验证猜想B。‎ ‎②分析2、3、4或8、9、10组实验数据，可得到的结论是：在压力和接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与接触面积大小　 　（选填“有关”或“无关”）。‎ ‎③综合分析表中数据可得出：滑动摩擦力大小只与　 　有关。‎ ‎【答案】匀速直线；①1、6（或2、7，或5、8）；②无关；③压力大小和接触面的粗糙程度。‎ ‎【解析】实验中要用弹簧测力计水平匀速拉动木块，木块处于平衡状态，由二力平衡知识可知，此时木块所受的滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数。‎ ‎①要探究滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关，需要控制压力大小和接触面的大小相同，改变接触面的粗糙程度，由表格数据知1、6（或2、7，或5、8）符合题意；‎ ‎②分析2、3、4或8、9、10组实验数据知压力和接触面的粗糙程度相同，接触面积不同，弹簧测力计的示数相同，说明滑动摩擦力相同，故可得到的结论是：在压力和接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与接触面积大小无关；‎ ‎③由表中1、6（或2、7，或5、8）知：当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；‎ 由表中1、2、5（或6、7、8）知：当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；‎ 由表中2、3、4（或8、9、10）知：滑动摩擦力与接触面积大小无关；‎ 综合分析滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关。‎ 故答案为：匀速直线；①1、6（或2、7，或5、8）；②无关；③压力大小和接触面的粗糙程度。‎ ‎4.（2020·四川甘孜州）在“探究影响滑动摩擦力大小因素”实验中，有同学认为滑动摩擦力大小除了跟压力大小和接触面粗糙程度有关外，还与接触面大小有关。‎ ‎(1)为了探究这个问题，需要选择合适的木块，你认为他应该选择________‎ A.各面粗糙程度相同的正方体木块 76‎ B.各面粗糙程度不相同的正方体木块 ‎ C.各面粗糙程度相同、长宽高各不相等的长方体木块 D.各面粗糙程度不相同、长宽高各不相等的长方体木块 ‎(2)在测量摩擦力前，除了观察弹簧测力计的量程和分度值外，还应将弹簧测力计在________（选填“水平”或“竖直"）方向调零。实验时应该沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时，滑动摩擦力的大小_________（选填“大于” “等于”或“小于”）弹簧测力计示数。 ‎ ‎(3)该同学正确选择木块后，将木块分别平放、竖放、侧放在同一水平面上，沿水平方向匀速拉动木块，发现三次弹簧测力计的示数均相等，由此得到的结论是∶滑动摩擦力的大小与接触面大小_________（ 选填“有关”或“无关”）。‎ ‎【答案】（1）C；（2）水平；（3）等于；（4）无关。‎ ‎【解析】(1)在探究摩擦力大小与接触面积大小的关系，必须要保证压力与接触面的粗糙程度不变，只改变接触面积的大小，因此，只有选项C符合题意。‎ ‎(2)因为实验中弹簧测力计是在水平方向使用的，所以实验前除了要观察弹簧测力计的量程和分度值外，还应将弹簧测力计在水平方向调零。‎ 实验时应该沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时木块处于平衡状态，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计示数。‎ ‎(3)实验中改变了接触面大小，但是弹簧测力计的示数均相等，即说明滑动摩擦力的大小与接触面大小无关。‎ ‎5.（2020·武汉）在探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验中，某同学所用器材如图甲所示其中长木板B的表面比A的表面更粗糙，物块各表面的粗糙程度均相同，它的长、宽和高分别是10cm、8cm和6cm。‎ 将物块放在水平放置的长木板上，再把砝码放在物块上，用弹簧测力计水平拉动物块，沿长木板做匀速直线运动，实验记录如下表:‎ 实验次数 物块放置情况 接触面 压力情况 弹簧测力计示数/N 76‎ ‎1‎ 平放 A一物块 ‎100g的砝码放在物块上 ‎2‎ 平放 B一物块 ‎100g的砝码放在物块上 ‎2.2‎ ‎3‎ 平放 B一物块 ‎200g的砝码放在物块上 ‎2.4‎ ‎4‎ 侧放 B-物块 ‎100g的砝码放在物块上 ‎(1)第1次实验中，弹簧测力计示数如图乙所示，该示数是_____________N；‎ ‎(2)由1、2两次实验可知：压力相同时，物块与长木板的接触面越粗糙，物块受到的滑动摩擦力______(填“越小”或“越大” )；‎ 由2、3两次实验可知：增加物块上砝码的质量，从而增大______（填“砝码对物块”“砝码对长木板”或“物块对长木板”)的压力，这样就可以探究接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小跟压力的关系；‎ ‎(3)第4次实验中，弹簧测力计示数是___________N。‎ ‎【答案】（1）1.8；（2）越大；（3）物块对长木板；（4）2.2。‎ ‎【解析】(1)由图乙知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为1.8N。‎ ‎(2)由1、2两次实验数据分析知，当压力相同时，物块与长木板的接触面越粗糙，物块受到的滑动摩擦力越大。‎ 由2、3两次实验可知：增加物块上砝码的质量，从而增大物块对长木板的压力。‎ ‎(3)[4]由2、4两次实验可知，物块对长木板的压力相同，接触面的粗糙程度相同，故木块两受到摩擦力相同，故弹簧测力计示数是2.2N。‎ ‎6.（2019·扬州）在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中。‎ ‎（1）如图所示，为测出滑动摩擦力大小，三次实验中均用弹簧测力计沿水平方向_________拉动木块 A，弹簧测力计的示数F1h）静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。‎ ‎(1)小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是________（选填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本实验将_____（选填“能”或“不能”）达到探究目的。‎ ‎(2)由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与______有关。‎ ‎(3)小丽根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？_____（选填“正确”或“错误”），理由是：_________________。‎ ‎(4)另同学用图所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2>h1‎ 76‎ ‎）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是_____（选填“正确的”或“错误的”）。‎ ‎【答案】（1）转换法；（2）不能；（3）速度；（4）错误；（4）没有控制速度一定；（5）错误的。‎ ‎【解析】(1)实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法；‎ 若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。‎ ‎(2)由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与速度有关。‎ ‎(3)小丽的看法是错误的，因为要探究动能与质量的关系，需要保证小球的速度不变，甲、丙两图中小球下落的高度不同，则到达水平面的速度不同，故不能得出动能大小与质量的关系。‎ ‎(4)图所示的方法中为控制水平面的粗糙程度相同，故结论是错误的。‎ ‎4.(2019·娄底)如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，mA=mB＜mC，hA=hC＞hB。‎ ‎（1）实验中，探究的动能是指_____（填序号）‎ A．小球在斜面上的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 76‎ D．木块被小球撞击的动能 ‎（2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与_____的关系。‎ ‎（3）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面问一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑感，小明设计了如图所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球_____（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。‎ ‎（4）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功_____（选填“相等”或“不相等”）‎ ‎【答案】B；速度；静止；相等。‎ ‎【解析】（1）据题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小；故选B； ‎ ‎（2）实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关； ‎ 使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，则小球到达水平面时的速度不同，所以，这是为了研究动能大小与物体速度的关系； ‎ ‎（3）让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若任一时刻两球的速度大小相等，即以任何一个小球为参照物，另一个小球都是静止的，所以若C球相对于A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。 ‎ ‎（5）让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相等。‎ 故答案为：（1）B；（2）速度；（3）静止；（4）相等。‎ ‎5.（2018•攀枝花）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和M（M的质量大于m），分别不从同的高度h和H（H＞h）静止开始放下，观察木块B被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。‎ 76‎ ‎（1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是　 （选填“控制变量法”或“转换法”）；若水平面绝对光滑，本实验将　 　（选填“能”或“不能”）达到探究目的。‎ ‎（2）由甲、乙图可得实验结论：物体的动能大小与　 　有关。‎ ‎（3）小明根据甲、丙两图得出论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？　 　（选填“正确”或“错误”），理由是：　 　。‎ ‎【答案】（1）转换法；不能；（2）速度；（3）错误；没有控制小球到达水平面时的速度相同。‎ ‎【解析】（1）实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法；‎ 若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的；‎ ‎（2）由甲、乙图可知，小球的质量相同，小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，到达斜面底部时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，说明小球的动能不同，所以得出的实验结论为：物体的动能大小与速度有关；‎ ‎（3）要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同，即不同质量的小球从同一高度由静止滑下，而甲、丙两图没有让小球从同一高度滚下，没有控制小球的速度相同，所以小明的看法错误。‎ 故答案为：（1）转换法；不能；（2）速度；（3）错误；没有控制小球到达水平面时的速度相同。‎ ‎6. （2018·安徽）图为探究物体（钢球）动能大小跟哪些因素有关的实验装置。‎ ‎（1）实验原理：‎ ‎①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度有关。起点位置越高，该速度越。‎ 76‎ ‎②钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上撞击木块，木块运动的距离越长，运动钢球所具有的动能越。‎ ‎（2）实验现象:‎ ‎①同一钢球从斜面上不同高度处由停止向下运动。在水平木板上撞击木块，钢球开始向下运动的起点位置越。木块运动的距离越长。‎ ‎②同一高度由静止向下运动，在水平木板上撞击木块，钢球的质量越，木块运动的距离越长。‎ ‎【答案】（1）大；（2）大；（3）高；（4）大。‎ ‎【解析】（1）①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，重力势能转化为动能，起点位置越高，重力势能越大，到达斜面底端时的动能越大，速度越大；‎ ‎②实验中是通过钢球撞击木块移动的距离来观察钢球动能大小的，利用了转换法；被撞木块的运动距离越长，说明钢球对被撞物体所做的功就越多，钢球原来所具有的动能就越大；‎ ‎（2）①质量一定的钢球开始向下运动的起点位置越高，到达水平面时的速度越大，因此动能越大，对木块做功越多，木块移动的距离越长；‎ ‎②不同质量的钢球从同一高度由静止向下运动，到达水平面时的速度一定，质量越大，所具有的动能越大，对木块做功越多，木块移动的距离越长。‎ 故答案为：（1）大；（2）大；（3）高；（4）大。‎ 六、杠杆平衡条件实验 ‎1.（2020·自贡）小明利用刻度均匀的轻质杠杆进行探究杠杆的平衡条件实验，已知每个钩码重0.5N。‎ 76‎ ‎(1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡。你认为实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是______；‎ ‎(2)在图甲中的A点悬挂4个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，需在B点悬挂______个钧码；‎ ‎(3)如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，仍使杠杆水平位置平衡，测力计的拉力为______N；若在C点改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然水平位置平衡，则测力计的读数将______（选填“变大”或“变小”或“不变”），若此时斜向右上方的测力计与竖直方向间的夹角为60°，杠杆在水平位置平衡时，测力计的读数为______N。‎ ‎【答案】（1）右；（2）便于测量力臂；（3）2；（4）1；（5）变大；（6）2。‎ ‎【解析】(1)杠杆静止时，杠杆左端下沉，说明右端偏高，平衡螺母需向右调节，直到杠杆在水平位置平衡。杠杆只有在水平位置平衡时，力臂才正好在杠杆上，这样测量起来会比较方便。‎ ‎(2)设杠杆每个格的长度为l，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：‎ FAlA=FBlB ‎4G×2l=FB×4l FB=2G 即需在B点处挂2个钩码。‎ ‎(3)取走悬挂在B点钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上的拉力，根据杠杆的平衡条件得到 ‎4G×2l=FC×4l 76‎ FC=2G=2×05N=1N 如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡。‎ 从支点O到动力作用线做垂线，支点与垂足之间的距离即为力臂，如图所示：‎ 由杠杆的平衡条件得到：，；‎ F=2N。‎ ‎1.（2019荆州，31）小华在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相邻刻线间的距离相等 ‎（1）杠杆在如图甲所示的位置静止时____（选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态的．‎ ‎（2）为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）端调节．‎ ‎（3）如图乙所示，杠杆在水平位置平衡后，在 A 点挂两个钩码，每个钩码重 0.5N，在 B 点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数应为______N．当弹簧测力计改为斜拉时，再次使杠杆水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将________．（选填“变大”、“变小”或“不变”）‎ ‎（4）小华改变钩码的个数和位置进行了多次实验，其目的是________________________．‎ 76‎ ‎2.（2019·苏州）利用杠杆开展相关实验探究：‎ ‎(1)安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示。则应将平衡螺母向___(选填“左”或“右”)调节，直到杠杆在水平位置平衡；‎ ‎(2)如图乙所示，在A点挂3个重力均为0.5N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为________N；若在第(1)小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，弹簧测力计的示数会______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)；‎ ‎(3)始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图内所示，此过程中，弹簧测力计拉力的示数会________(选填”变大”、“变小”或“不变”，下同)，拉力的大小______。‎ ‎【答案】左；2.0；偏小；变小；不变。‎ ‎【解析】利用杠杆开展相关实验探究：‎ ‎（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，左端上翘，如图甲所示。则应将平衡螺母向左调节，直到杠杄在水平位置平衡；‎ ‎（2）由图可知，根据杠杆平衡条件得：FA×LA=FB×LB，3×0.5N×4L=FB×3L，所以FB=2.0N；‎ 若在第（1）小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，由于左侧已经存在杠杆的力与力臂的乘积，故弹簧测力计的示数会偏小；‎ ‎（3）图丙使杠杆由水平位置时，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得，‎ G×4L=F2×3L，则F2=G；‎ 当转动到图中位置时，设杠杆与水平位置的夹角为α，物体的力臂、弹簧测力计拉力的力臂均变小；则根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得，‎ G×4L×cosα=F2′×3L×cosα，则：F2′=G；‎ 所以，在此过程中拉力F的大小不变。‎ 76‎ 故答案为：左；2.0；偏小；变小；不变。‎ ‎3．（2018•枣庄）如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。‎ ‎（1）实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将螺母向　 　调节，使杠杆在水平位置平衡。‎ ‎（2）杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的　 　端会下沉，要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下，只需将　 　即可。‎ ‎（3）小李和小王又分别设计了两种实验方案，小李的方案如图丙所示，小王的方案如图丁所示。你认为　 　的实验方案更好，请说明你的理由　 　。‎ ‎（4）实验中小王发现：如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡？请说明理由　 　。‎ ‎【答案】（1）右；（2）左；将左侧的钩码去掉一个；（3）小李；弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量；（4）这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零，不影响杠杆的平衡。‎ ‎【解析】（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；‎ ‎（2））设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：F左L左=F右L右，即4G×2L＞2G×3L，左端大，故左端下沉；要使杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变钩码总个数和悬挂点位置，只需要将左侧的钩码去掉一个即可平衡；‎ 76‎ ‎（3）由图可知，弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量，图丁的力不与杠杆垂直，力臂不方便测量，图丙好；‎ ‎（4）杠杆在O点还受到一个向上的力，这个力与杠杆自身重力都过杠杆的支点，力臂为零，这两个力在探究杠杆平衡时不会影响到杠杆的平衡。‎ 故答案为：（1）右；（2）左；将左侧的钩码去掉一个；（3）小李；弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量；（4）这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零，不影响杠杆的平衡。‎ ‎4．（2018·龙东）小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。‎ ‎（1）若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向　 　（填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。‎ ‎（2）在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是　 　。‎ ‎（3）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。‎ 次数 F1/N L1/cm F2/N L2/cm ‎1‎ ‎1‎ ‎10‎ ‎2‎ ‎5‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎10‎ ‎1‎ ‎20‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎15‎ ‎3‎ ‎10‎ 小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是　 　。‎ ‎（4）杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使在重新平衡，应在B点挂　 　个钩码。当杠杆平衡后，将A点和B点下方所挂的钩码同时向支点0靠近一格，杠杆会　 　（填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”）。‎ ‎（5）如图丙所示，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左倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将　 　（填“变大”，“变小”或“不变”）。‎ ‎【答案】（1）右；（2）便于测量力臂；（3）F1L1=F2L2；（4）6；左侧下降；（5）变大。‎ 76‎ ‎【解析】（1）若实验前杠杆如图甲所示，左端下沉，右端上翘，可将杠杆两端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。‎ ‎（2）实验时让横杆AB在水平位置平衡，力臂在杠杆上便于测量力臂大小，杠杆的重心通过支点，可以消除杠杆重对杠杆平衡的影响；‎ ‎（3）分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是：F1L1=F2L2；‎ ‎（4）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，即4G×3L=FB×2L，解得FB=6G，需挂6个钩码；‎ 根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，若A、B两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格，则左侧4G×2L=8GL，右侧6G×L=6GL，因为8GL＞6GL，所以杠杆左端会下降；‎ ‎（5）如果作用在杠杆上的力方向不与杠杆垂直则该力的力臂短了，就会使得拉力变大；‎ 故答案为：（1）右；（2）便于测量力臂；（3）F1L1=F2L2；（4）6；左侧下降；（5）变大。‎ ‎5．（2018·深圳）在深圳科技活动月中，某校开展了实验操作小能手竞赛活动。‎ ‎（1）“探究杠杆的平衡条件”实验 ‎①如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应把杠杆右的平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）调节；‎ ‎②如图乙所示，保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，其示数将_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）‎ ‎③在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是_______（填序号）‎ A．使测量数据更准确 B．多次测量取平均值减小误差 C．避免偶然性，使实验结论具有普遍性 ‎【答案】(1)左；(2)变大；(3) C。‎ ‎【解析】（1‎ 76‎ ‎）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆左端偏高，应把杠杆右的平衡螺母向左端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；‎ ‎（2）保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，此时拉力的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大；‎ ‎（3）通过实验总结归纳出物理规律时，一般要进行多次实验，获取多组实验数据归纳出物理规律才具有普遍性，结论才正确；所以在探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律。故选项C符合题意。‎ 故答案为：(1)左；(2)变大；(3) C。‎ 七、测量滑轮组机械效率实验 ‎1.（2020·哈尔滨）提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用，“测量机械效率”实验装置如图（每个动滑轮重相同。忽略摩擦及绳重）。‎ ‎（1）实验中应　 　拉动弹簧测力计。‎ ‎（2）实验过程中收集到a、b、c三组实验数据如下。‎ 装置 钩码重/N 钩码上升的高度/m 弹簧测力计示数/N 绳子自由端移动的距离/m a ‎2‎ ‎0.1‎ ‎1.5‎ ‎0.2‎ b ‎2‎ ‎0.1‎ ‎1.0‎ ‎0.3‎ c ‎5‎ ‎0.1‎ ‎2.0‎ ‎0.3‎ 计算出a组实验的：有用功　 　J，机械效率　 　。‎ ‎（3）比较a、b两组的机械效率，它们的关系是：η1　 　η2．若提升相同物重到相同高度，与a装置相比，b装置的优势是　 　。‎ 比较b、c滑轮组，它们机械效率的关系是：η1　 　η2，影响它们机械效率高低的因素是　 　。‎ 76‎ ‎【答案】（1）竖直向上匀速；（2）0.2；66.7%；（3）＝；省力；＜；提升物体的重力不同。‎ ‎【解析】（1）在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计示数稳定，便于读数；‎ ‎（2）由第三组数据知，有用功为：W有用＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J；‎ 总功为：W总＝Fs＝1.5N×0.2m＝0.3J；‎ 则机械效率为：η＝×100%＝×100%≈66.7%；‎ ‎（3）b的有用功为：W有用＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J；总功为：W总＝Fs＝1.0N×0.3m＝0.3J；‎ ab的有用功和总功相同，机械效率相同；‎ 根据数据可知，a的拉力大于b的拉力，所以b的优势是省力；‎ c的有用功为：W'有用＝G'h'＝5N×0.1m＝0.5J；总功为：W'总＝F's'＝2.0N×0.3m＝0.6J；‎ 则机械效率为：η'＝×100%＝×100%≈83.3%；‎ b、c滑轮组，它们机械效率的关系是：η1＜η2，其原因是提升物体的重力不同。‎ 故答案为：（1）竖直向上匀速；（2）0.2；66.7%；（3）＝；省力；＜；提升物体的重力不同。‎ ‎2.（2020·天津）在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：‎ 猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关；‎ 猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关；‎ 76‎ 为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计；‎ 小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如下表所示：‎ 实验次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 蝇瑞移动的距离s/m 机械效率