专题18 力学实验（解析版）

专题18力学实验力学1．（2023新疆乌鲁木乌市八中一模）在“测量平均速度”的实验中，某小组使用了一带有刻度尺的长木板作为斜面，搭建实验装置如图所示。（1）该实验的原理是______；（2）如上图所示，若小车从A到B用时0.9s，则小车AB段的平均速度为______m/s；（3）将金属片放到C点，测量出小车从A到C用时1.6s，则小车在AC段的速度______（填“大于”“小于”或“等于”）小车在AB段的速度；（4）小组的成员分别画出了小车从A到C的s-t图象的大致情况，其中与事实相符的是______（填字母）。A．B．C．D．【答案】（1）

（2）0.5

（3）大于

（4）C【解析】（1）如果测量出小车通过的距离及所用的时间，根据可求出小车的平均速度，故该实验的原理是。（2）如上图所示，若小车从A到B用时0.9s，通过的距离为sAB=45.0cm，则小车AB段的平均速度为（3）将金属片放到C点，测量出小车从A到C用时1.6s，小车在AC段通过的距离为sAC=100.0cm，则小车AC段的平均速度为，则小车在AC段的速度大于小车在AB段的速度。（4）根据题意，小车BC通过的距离为55.0cm，所用的时间为，可知小车通过BC与AB相比，BC距离长，而用时短，根据速度公式则BC段的平速度大于AB段的平均速度，小车自A至C运动的速度越来越大：s-t图象为一过原点的直线，表示物体做匀速直线运动，故A不符合题意；s-t图象都为一曲线，表示物体做变速直线运动，由下左图可知，结合选项A，对应的时间通过的路程变小了，表示物体做减速直线运动；下右图表示表示物体做加速直线运动，故B不符合题意，C符合题意；s-t图象为平行时间轴的直线，表示物体处于静止状态，故D不符合题意。故选C。2．（2023吉林松原一模）小红用烧杯、水和天平测量小石块的密度，进行了如下实验：（1）用调节好的天平测量小石块的质量，如图甲所示，读出小石块的质量m＝_______g；（2）用量筒和水测小石块的体积，如图乙所示，则小石块的密度为_______kg/m3；（3）若先测小石块的体积后测质量，则测出小石块的密度将_______（选填“偏大”或“偏小”）；（4）小明也想测量小石块的密度，但是手头的实验器材只有：一个塑料瓶、天平、水、细线和吸水纸，利用这些器材，他进行了如下实验：①用天平称出小石块的质量m；②在塑料瓶中装满水，用天平称出塑料瓶和水的总质量m1；③_______，用天平称出塑料瓶和瓶中剩余水的总质量m2；④小石块密度的表达式ρ石块＝_______（用所测物理量符号表示，水的密度为ρ水）。【答案】（1）47

（2）

（3）偏大

（4）用细线拴着石块浸没在塑料瓶里的水中，拿出石块，用吸水纸擦去瓶外面的水

【解析】（1）小石块的质量为（2）小石块的体积为，则小石块的密度为（3）如果先测体积，则小石块从量筒中取出后会沾水，在测量质量的时候会导致所测量偏大，根据密度公式可知，计算出来的密度也会偏大。（4）①用天平称出石块的质量m；②在杯子中装满水，用天平称出杯子和水的总质量m1；③把石块放入装满水的杯子中，有部分水溢出，拿出石块，用吸水纸擦去瓶外面的水，用天平称出杯子和剩余水的总质量m2；④溢出水的质量为，石块的体积为，则石块的密度3．（2023内蒙古包头一模）物理实验小组为了测量小物块的密度，进行了以下操作：（1）把托盘天平放在水平台上，将游码移至标尺______（选填“左”或“右”）端的零刻度线处，发现指针静止在分度盘中线右侧（如图甲所示），此时应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，使托盘天平平衡；（2）用调节好的天平测量小物块的质量，所用砝码和游码情况如图乙所示，则小物块的质量为______g；（3）如图丙所示量筒中水的体积是______mL，用细绳系住小物块沉入水中，待完全浸没后量筒中液面上升至80mL处，则小物块的体积为______cm3；（4）通过上述数据可求得小物块的密度为______g/cm3。【答案】（1）左

左

（2）32

（3）60

20

（4）1.6【解析】（1）调节天平平衡时，先将游码归零，即将游码移至左端零刻度线，当指针右偏时，平衡螺母向左调节。（2）天平的读数为砝码质量和游码示数之和。质量为m＝30g+2.0g＝32g（3）量筒读数要注意分度值，分度值为2mL，体积为V0＝60mL＝60cm3；当小物体沉入水中，液面上升到80mL，所以小物块的体积V＝80mL﹣60mL＝20mL＝20cm3（4）小物块的密度4．（2023湖南长沙一模）为预防新冠肺炎，小红用密度为0.8g/cm3的纯酒精配制了浓度为75%的酒精。她查阅资料得知浓度为75%的医用酒精的密度为0.87g/cm3为检验自己配制的酒精是否合格，她进行了如下实验：（1）将天平放在水平台上，并将游码移至标尺左端的零刻度线处，横梁静止时分度盘上的指针如图（甲）所示，此时应将横梁右端的平衡螺母向___________调节，使横梁在水平位置平衡；（2）测出烧杯和酒精的总质量为98g后，将烧杯中的一部分酒精倒入量筒，如图（乙）所示，则量筒中酒精的体积为___________cm3；（3）测量烧杯和剩余酒精的总质量，天平横梁平衡时如图（丙）所示，则小红配制的酒精密度为___________g/cm3。【答案】（1）右

（2）40

（3）0.9【解析】（1）由图甲知横梁指针偏向分度盘的左侧，应该向右调节平衡螺母使天平平衡。（2）由图可知，量筒的分度值为2mL，示数为（3）如图丙所示，游码标尺的分度值是0.2g，烧杯和剩余酒精的总质量为，倒入量筒中酒精的质量为，酒精的密度为5．（2023江苏一模）在“测量盐水的密度”实验中，小明、小刚和小强组成实验小组，小组进行了分工：小明负责天平的操作，小刚负责量筒的测量，小强负责实验数据记录及处理。他们根据实验室提供的实验器材，按照设计的实验方案进行了实验。如图所示，为实验过程的主要操作示意图。实验的主要步骤：A、实验准备阶段，小明将托盘天平放置在水平桌面上，按照如图甲的方式对天平进行调平；B、如图乙所示，小明用托盘天平测得烧杯与剩余盐水的质量之和M′；C、小刚将烧杯中的部分盐水倒入量筒，三人按照图丙所示的方式各自读出所测盐水的体积V；D、如图丁所示，小明将所测盐水倒入烧杯，并用托盘天平测出二者质量之和M；（1）步骤A中，小强发现小明有一处不当的操作是______；（2）改正不当操作后，继续按照正常的实验流程操作，后面三个实验步骤的顺序应该是______（用步骤前的字母代号表示）；（3）小刚倒入量筒的盐水质量m=______g；（4）步骤C中，三人对盐水体积的读数方式正确的是______（选填“小刚”、“小明”或“小强”），测出的盐水体积V=______mL；（5）小强根据实验数据和密度公式，求得盐水密度ρ=______kg/m3。【答案】（1）游码未归零

（2）DCB

（3）23.0

（4）小明

20.0

（5）【解析】（1）调节天平横梁平衡时，先要把游码移到标尺左端的零刻度，再调节平衡螺母，由图甲可知，小杜在调节天平横梁平衡过程中的操作错误是游码未归零。（2）[2]实验准备阶段，将托盘天平放置在水平桌面上，按照如图甲的方式对天平进行调平；为防止容器壁粘液体影响所测结果，要先测烧杯和盐水总质量，再将盐水倒入量筒中，测出倒出的盐水的体积及剩余盐水和烧杯的总质量，则盐水的密度可用倒出的盐水质量和倒出的盐水的体积求出，这样就可以减小误差，所以后面三步实验顺序应是DCB。（3）如图丁所示，烧杯和盐水的总质量为，如图乙所示，烧杯与剩余盐水的质量为，则量筒中盐水的质量为（4）量筒读数时，视线要和液柱的凹面底部相平，故小明的读数方法是正确的；由图知，量筒分度值1mL，盐水的体积为（5）盐水的密度为6．（2023湖北黄冈一模）实验室里测量一块形状不规则、体积较大的矿石的密度。（1）用调节好的天平测量矿石的质量。当天平平衡时，右盘中砝码和游码的位置如图1所示，矿石的质量是_____g；（2）因矿石体积较大放不进量筒，因此他利用一只烧杯，按图2所示方法进行测量，矿石的体积是_____cm3；（3）经计算，矿石的密度是_____kg/m3，从图A到图B的操作引起的密度测量结果比真实值_____（偏大/偏小/不变）。（4）小明不小心把量筒摔破了，老师给小明一个烧杯，请完成以下实验步骤并测出矿石的密度：①用调节好的天平测出矿石的质量为m1②将适量的水倒入烧杯并称出总质量为m2③将矿石轻放入烧杯内，标记下此时水面位置④将石块取出后，加水至标记处，称出此时烧杯和水的总质量为m3⑤由此可得矿石的体积为_____（ρ水已知），得到矿石的密度表示式为_____；⑥由于矿石吸入部分水，所以测得的密度值_____（偏大/偏小/无影响）；⑦若此实验中将矿石拿出后带了一部分水，此过程对实验结果_____（有/无）影响。【答案】（1）176.4

（2）70

（3）2.52×103

偏小

（4）

偏大

无【解析】（1）根据题意可得，矿石的质量为m＝100g+50g+20g+5g+1.4g＝176.4g（2）根据题意可得，矿石的体积为V＝200cm3-130cm3＝70cm3（3）根据公式可得，矿石的密度为，将石块从水中取出时，石块表面沾有部分水，量筒中的水倒入烧杯达到标记处时，倒入水的体积比矿石的实际体积偏大，由公式知，质量一定，体积偏大，所以测量的矿石密度偏小。（4）小明不小心把量筒摔破了，用天平烧杯和适量的水也能测量出矿石的密度：①用调节好的天平测出矿石的质量m1；②将适量的水倒入烧杯并称出m2；③将矿石轻放入烧杯内，标记下此时水面位置；④将石块取出后，加水至标记处，称出此时烧杯和水的总质量m3；⑤则排开水的质量为m水＝m3-m2，由得排开水的体积为，矿石的体积为，矿石的密度为，⑥由于矿石吸入部分水，所以排开水的体积偏小，根据知，密度偏大；⑦若此实验中将矿石拿出后带了一部分水，后来又加水到标记处，排开水的质量仍为m3-m2，故该过程对实验结果无影响。7．（2023江苏宿迁一模）为探究“力与运动的关系”，设计了如图所示的斜面实验，让小车从斜面滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上，观察小车在水平面上滑行的距离。①实验中，让同一小车从同一斜面的相同位置由静止滑下，是为了使小车到达水平面时的___________相同。②比较甲、乙、丙三次实验，发现水平面阻力越小，小车滑行的速度改变的越_____（选填“快”或“慢”）；如果水平面绝对光滑，物体受到的阻力为零，则物体将在水平面上做___________（选填“匀速”或“变速”）直线运动。【答案】速度

慢

匀速【解析】当小车从相同高度滑下，到达水平面时，小车的速度相同，所以让同一小车从同一斜面的相同位置由静止滑下，是为了使小车到达水平面时的速度相同。比较三次实验发现，小车在木板上滑行的距离最远，由于木板最光滑，小车在木板上受到的阻力最小，所以水平面阻力越小，小车滑行的速度改变的越慢；牛顿第一定律可知，不受力的物体将保持静止或匀速直线运动，所以水平面绝对光滑时，物体受到的阻力为零，则物体将在水平面上做匀速直线运动。8．（2023山东济南一模）如图所示，小艾用完全相同的长方体木块，探究影响滑动摩擦力大小的因素。（1）他沿水平方向匀速直线拉动木块，使摩擦力与___________平衡；（2）比较甲、乙两图可知，滑动摩擦力的大小与___________有关；支持该结论的实验现象是___________；（3）比较甲、丙两次实验，可得正确实验结论：___________；（4）同组其他同学对实验进行评估时，下列说法正确的是___________A．滑动摩擦力的大小与重力有关B．在甲图中用2N的力拉木块时，摩擦力等于2NC．在甲图中水平向左加速拉动木块时，摩擦力大小不变D．在乙图中将木块侧放，再匀速直线拉动时，弹簧测力计示数会变大【答案】（1）拉力

（2）接触面的粗糙程度

图乙中弹簧测力计示数比图甲中弹簧测力计示数大

（3）接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大

（4）C【解析】（1）测量滑动摩擦力时，要让木块做匀速直线运动，此时木块受到的滑动摩擦力和拉力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，是一对平衡力。（2）对比甲、乙两图，压力相同，接触面的粗糙程度不同，弹簧测力计的示数不同，滑动摩擦力的大小不同，故可以得出滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。（3）由题意可知，甲、丙中除了对木板的压力不同外，其它条件相同，故根据丙中弹簧测力计的示数较大的实验现象，可以得出在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大的结论；（4）滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关，与重力大小无关，故A错误；由于滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关，在甲图中用2N的力拉木块时，接触面的粗糙程度和压力大小不变，所以滑动摩擦力不变，仍为1.5N，故B错误；滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关，与速度无关，所以在甲图中水平向左加速拉动木块时，摩擦力大小不变，故C正确；在丙图中竖直放置木块时，接触面的粗糙程度和压力大小不变，所以滑动摩擦力不变，所以匀速直线拉动时，弹簧测力计示数不变，故D错误。故选C。9．（2023山东济南一模）在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，小明用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。（1）将木块放在水平木板上，用弹簧测力计水平______拉动木块，根据二力平衡知识可知，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）甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与______有关；______两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关；（3）小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关，于是他在上述用实验的基础上，将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验，这种做法是______（正确/错误），理由______；（4）同学们在老师的指导下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效果更好。图丁实验中______（填“一定”或“不一定”）要匀速拉动长木板；（5）在甲装置中，若木块所受拉力突然变大，木块做加速运动时，其所受摩擦力______。（填“变大”“变小”或“不变”）【答案】（1）匀速

（2）压力

甲丙

（3）错误

没有控制压力大小相同

（4）不一定

（5）不变【解析】（1）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，物体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）甲、乙两个实验，接触面粗糙程度相同，压力不同，测力计示数不同，说明滑动摩擦力的大小与压力有关；研究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关，要控制压力大小相同，故甲丙两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。（3）研究滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关，要控制压力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，压力大小改变了，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，这种做法是错误的，理由是没有控制压力大小相同。（4）图丁中，木块处于静止状态，受到摩擦力与测力计的拉力为一对平衡力，故用如图丁的方式测量滑动摩擦力时不一定要匀速拉动长木板。（5）若在甲装置中，木块在运动过程中所受拉力突然变大，压力和接触面的粗糙程度都不变，滑动摩擦力不变。10．（2023黑龙江大庆一中一模）在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中。（1）如图1中甲、乙、丙所示，用弹簧测力计分别拉动木块A做匀速直线运动，比较弹簧测力计示数F1、F2、F3的大小关系为________；（2）若要探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关，将木块竖直切成大小不同的两块，这种做法合理吗？________，理由是________；（3）为了便于读数，将实验器材进行改进，如图丁所示，当F=3N时，木块A相对于地面静止且长木板B恰好做匀速直线运动，则木板B受到地面的摩擦力的大小是________N；（4）另一小组做了图2的实验，水平地面上的物体C受到方向不变的拉力的作用，F-t、v-t图像分别如图所示，那么物体C在第5秒时受到的摩擦力是________N。【答案】（1）F3>F2>F1

（2）不合理

没有控制压力大小不变

（3）1.2

（4）4【解析】（1）甲、乙、丙实验中均用弹簧测力计沿水平方向拉动木块A做匀速直线运动，因为物体做匀速直线运动时，受力平衡，水平方向上受到的摩擦力等于弹簧测力计的拉力。由图可知，甲、乙两图中，物体对水平面压力大小相同，乙图接触面粗糙，所以乙图物体受到的摩擦力大，则乙图弹簧测力计的示数大，即F1<F2，乙、丙两图中，接触面的粗糙程度相同，丙图压力大，所以丙图中物体受到的摩擦力大，丙图中弹簧测力计的示数大，即F2<F3，则F1、F2、F3的大小关系F1<F2<F3。（2）根据控制变量法可知，探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小的关系时，要控制其他因素不变，改变接触面积的大小，将木块竖直切成大小不同的两块，木块对水平面的压力大小不同，没有控制压力大小，所以不能探究摩擦力和接触面积的大小，所以这种做法不合理。（3）由图甲可知，长木板B对木块A的摩擦力为1.8N，由图丁可知，木块A相对于地面静止，所以木块A受力平衡，对木块A受力分析，木块A受水平向右的弹簧测力计的拉力，长木板B对木块A水平向左的摩擦力，二力大小相等，方向相反，压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力大小不变，长木板B对木块A水平向左的摩擦力为1.8N。长木板B做匀速直线运动，所以长木板B受平衡力，处于平衡状态，对长木板B受力分析，长木板B受水平向左的拉力，地面对长木板水平向右的摩擦力，木块A对长木板B水平向右的摩擦力，木块对长木板的摩擦力和长木板对木块的摩擦力是一对相互作用力，大小相等，所以木块A对长木板B水平向右的摩擦力为1.8N，则木板B受到地面的摩擦力的大小f=F-f1=3N-1.8N=1.2N（4）物体做匀速直线运动时受力平衡，摩擦力大小和拉力大小是一对平衡力，所以摩擦力大小等于拉力大小，由v-t图像可知，6~9s物体做匀速直线运动，由F-t图像可知，6~9s拉力大小是4N，所以6~9s物体受到的摩擦力是4N，压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以第5秒时摩擦力大小不变，为4N。11．（2023江苏宿迁一模）如图甲是小华探究二力平衡条件时的实验情景。（1）小华将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向相反，并通过调整___________来改变拉力的大小。实验中选择小卡片的目的是___________（填“考虑”或“不考虑”）小卡片的重力；（2）为了探究两个平衡力是否在同一条直线上，进行如下操作：___________（填“挤压”“翻转”或“旋转”）小卡片，松手后观察小卡片是否平衡；（3）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小华的实验优于小明的实验，其主要原因是___________。A．容易让小卡片在水平方向上保持平衡B．小卡片是比较容易获取的材料C．减少了摩擦力对实验结果的影响【答案】（1）钩码个数；

不考虑

（2）旋转

（3）C【解析】（1）小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码，两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力；并通过调整钩码个数来改变拉力的大小；由于小卡片的质量较小，所以实验中选择小卡片的目的是不考虑小卡片的重力。（2）要探究一对平衡力在同一直线上，可将小卡片旋转一个角度，使小卡片两端的拉力不在一条直线上，观察小卡片是否平衡。（3）小华实验用的小卡片重力小，可以忽略，悬在空中不受摩擦力影响；小明实验用的木块放在水平桌面上，木块和桌面之间存在摩擦力，摩擦力是不能消除的，实验要受到摩擦力影响，所以小华的实验方案好，故选C。12．（2023湖南长沙一模）利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素，如图1至图3所示．（1）图中压力的作用效果是通过海绵发生_____（选填“形变”或“运动状态改变”）来体现的，我们_____（选填“可以”或“不可以”）用沙子代替海绵来完成实验．（2）通过比较图1和图2，说明受力面积一定时，压力_____（选填“越大”或“越小”），压力的作用效果越明显，通过比较图_____（填序号）和图3，说明压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显．（3）实验中主要采用的研究方法是_____（选填“控制变量法”或“理想实验法”）．【答案】（1）形变

可以

（2）越大

2

（3）控制变量法【解析】(1)实验中，海绵的凹陷程度越大，压力作用效果越明显，即压力的作用效果是通过比较海绵的凹陷程度来反映的；我们一般选择海绵、泡沫塑料、沙子等较易形变的材料，如果用沙子代替海绵做此实验，则仍然可以完成本次实验；(2)由图1和图2可知，受力面积相同，而压力不同，压力越大，海绵的凹陷程度越大，压力的作用效果越明显，故可得到的结论是：受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显；由图2和图3可知，压力相同而受力面积不同，受力面积越小，海绵凹陷程度越大，力的作用效果越明显，由此可知：压力相同，受力面积越小，压力的作用效果越明显；(3)1、2两图比较，受力面积相同，压力不同；2、3两图比较，压力相同，受力面积不同，用到的科学研究方法是控制变量法．13．（2023上海松江一模）某小组同学探究液体内部压强与哪些因素有关，作出以下猜想：猜想一：液体内部压强与所处液体的深度h有关；猜想二：液体内部压强与液体密度有关；猜想三：液体内部压强与所处位置离容器底部的距离d有关。他们选用两个完全相同的容器分别装有酒精和水（ρ酒精＜ρ水）。如图所示，他们改变压强计的金属盒在液体中的深度h和离容器底部的距离d，并观察U形管中液面高度差L。将实验数据记录在下表中：表一：酒精

表二：水序号h（厘米）d（厘米）L（格）序号h（厘米）d（厘米）L（格）1525365254210206710208315159815151242015129201516525151410251519（1）分析比较实验序号1与6（或2与7，或3与8，或4与9，或5与10）的数据及相关条件，得出结论：当所处液体中的深度h相同，离容器底部的距离d相同时，_________；（2）分析比较实验序号_________，得出结论：在同种液体内部，离容器底部的距离d相同，所处液体深度h越大，该处液体压强也越大；（3）为了探究猜想三，小组设计了记录表三，请完成表三空缺处的填写。表三：水序号h（厘米）d（厘米）L（格）11__________________/12__________________/【答案】（1）溶液密度越大，压强越大

（2）3、5或者8、10

（3）见解析

见解析

见解析

见解析【解析】（1）通过转换法将液体内部压强转换为U型管中液面的高度差，高度差越大则说明液体内部压强越大，由表格中数据可得，当所处液体中的深度h相同，离容器底部的距离d相同时，不同液体种类压强不同，液体密度越大，压强越大。（2）根据控制变量法可知，要得到在同种液体内部，离容器底部的距离d相同，所处液体深度h越大，该处液体压强也越大的结论，液体种类、h和d要相同，故可以选择3、5或者8、10。（3）根据单一变量原则，要验证液体内部压强与所处位置离容器底部的距离d有关，则需要除了d不同外，其它条件都相同，结合题意及上述分析，具体如下表所示：序号h（厘米）d（厘米）L（格）11101512101514．（2023山东济南一模）如图是用压强计“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。（1）实验中，液体内部压强的大小通过观察________来反映；（2）在使用压强计前，发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差，如图甲。其调节的方法是________（选填“A”或“B”），使U形管左右两侧的水面相平；A．将右侧支管中高出的水倒出B．取下软管重新安装（3）比较图乙和图丙，可以得到结论________；比较________两图，可以得到：深度相同时，液体的压强与液体密度有关，液体密度越大，压强越大；（4）在图乙中，固定金属盒的橡皮膜在水中的深度不变，使橡皮膜处于向上、向下、向左、向右等方位时，U形管中液面高度差________（选填“不变”或“改变”）；（5）若保持丙图中金属盒的位置不变，将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，发现U形管两侧液面高度差变大。小芳由此得出结论：在同一深度，液体的密度越大，其内部的压强越大。你认为她的结论是否可靠？________。原因是________；（6）实验结束后，小芳猜想：液体的压强可能与容器形状有关。然后进行了两次实验，实验现象如图戊所示。由此可知，小芳的猜想是________（选填“正确”或“错误”）的。【答案】（1）U形管中液面高度差的大小

（2）B

（3）在液体密度一定时，液体越深，液体压强越大

丙、丁

（4）不变

（5）不可靠

没有控制金属盒到液面的深度不变

（6）错误【解析】（1）液体内部压强大小通过U形管中液面高度差的大小来反映，这种实验方法叫转换法。（2）进行调节时，只需要将软管取下，再重新安装，这样的话，U形管中两管上方的气体压强就是相等的（都等于大气压），当橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面就是相平的。故选B。（3）比较图乙和图丙知，液体的密度相同，深度越深，U形管液面的高度差越大，液体内部的压强越大，故可以得出：在液体密度一定时，液体越深，液体压强越大；要探究液体的压强与液体密度的关系，需要控制液体的深度不变，改变液体的密度，实验丙、丁符合题意。（4）在图乙中，固定金属盒的橡皮膜在水中的深度不变，使橡皮膜处于向上、向下、向左、向右等方位时，液体内部的压强不变，U形管中液面高度差不变。（5）小芳保持丙图中金属盒的位置不变，并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，液体的深度增大，密度增大，U形管左右液面高度差增大，由于没有控制深度不变，所以不能探究液体压强跟液体密度的关系，故结论不可靠。（6）比较图戊知液体的密度相同、深度相同，U形管液面的高度差相同，容器的形状不同，液体内部的压强相同，故可以得出液体的压强与容器形状无关，故小芳的猜想是错误的。15．（2023江苏宿迁一模）用压强计“探究影响液体内压强大小的因素”，请你在认真思考、观察的基础上，回答下列问题：（1）如图甲压强计是通过U形管中液面的___________来反映被测液体内部压强大小的使用前要检查装置是否漏气。方法：用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明___________（选填“漏气”或“不漏气”）；（2）比较图乙的①②两图可以得出结论：当液体密度相同时，液体的___________越大，液体压强越大；（3）如图丙所示，两个完全相同的容器，分别盛有适量的水和浓盐水，某同学用压强计鉴别这两种液体，则图___________（选填“a”或“b”）中装的是浓盐水；（4）以上实验用的方法有转换法和___________法。【答案】（1）高度差

不漏气

（2）深度

（3）a

（4）控制变量法【解析】

（1）将压强计的探头放入待测液体中，由于探头受到液体压力的作用，传递给压强计中液体，导致压强计两侧液面出现高度差，所以可以通过压强计两侧液面高度差判断液体压强的大小，这属于转换法的应用；用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置不漏气，相反不能灵活升降，则说明装置漏气。（2）实验1①②液体的密度相同，深度不同，可探究液体压强和深度的关系，根据实验现象可得出结论：当液体密度一定时，深度越大，液体内部压强越大。（3）由图知道，金属盒在液体中的深度相同，a液体中U形管中液面的高度差大于b中液面的高度差，根据p=ρ液gh知道，a液体的密度大于b液体的密度，故图a中装的是盐水。（4）实验探究液体压强的影响因素时，在探究某一变量对实验的影响时，需要控制其他变量，可知采用了转换法和控制变量法。16．（2023湖北黄冈一模）小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的烧杯，一定量的水和盐水，对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究（ρ水=1.0×103kg/m3）；（1）若先完成实验乙，再完成实验甲，则测得的浮力将___________（选填“偏大”或“偏小”）；（2）分析___________（填实验序号）两次实验数据，可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；（3）分析丙、戊两次实验可知浸在液体中的物体受到浮力的大小与___________有关；（4）根据图中实验数据计算出圆柱体的密度为___________kg/m3。（g取10N/kg）【答案】（1）偏大

（2）丙、丁

（3）液体密度

（4）1.25×103【解析】（1）若先完成实验乙，再完成实验甲，由于物体上附带水测量结果偏大，所测重力偏大，而根据称重法测量浮力，浸没后的拉力不变，测得的浮力偏大。（2）要探究浮力与深度关系，必须控制液体密度和排开液体的体积相同，对比图丙、丁所示实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同，但拉力相同，说明浮力相同，得出与深度无关的结论。（3）对比丙、戊两次实验，液体的密度不同，而排开液体的体积相同，虽然深度不同，但与深度无关，而所测得的浮力不同，因而探究的是浮力与液体密度的关系。（4）根据甲图，物体的重力G=5N，根据，得，由图甲、丙所示实验可知，圆柱体浸没在水中时受到的浮力，由，得，由于物体浸没，V物=V排，联立解得17．（2023上海崇明一模）在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，请你根据如图所示的实验操作，从中选出一些图，针对某一个因素进行研究，并通过弹簧测力计的示数，说明你的探究结果。（1）为了探究浮力大小与液体的密度有关，应选用的图是___________（选填图中的符合）；如果选用了图（a）、（c）、（d）进行实验，可以得出浮力与物体浸没在液体中的深度___________（选填“有”或“无”）关。（2）小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”，他找来薄铁片、烧杯和水进行实验，实验步骤如下：步骤一：将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底；步骤二：将铁片弯成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上。①通过分析可知，第一次铁片受到的浮力___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）第二次铁片受到的浮力；②小明得出：物体受到的浮力与其形状有关，小明得出错误结论的原因是：他只关注了铁片的形状改变，而忽略了___________对浮力大小的影响。【答案】（1）a、d、e

无

（2）小于

铁片排开液体的体积【解析】（1）要探究浮力与浸在液体密度是否有关时，需要控制排开液体的体积和深度相同，改变液体密度，从而利用称重法计算浮力，应该选择a、d、e；根据c、d可知，测力计示数相同，从而可知浮力相等，说明浮力与浸入深度无关。（2）由物体的浮沉条件可知,铁片下沉时，铁片漂浮时，则；本探究实验把铁片弯成“碗状”，改变了形状，虽然都是水，但没有全浸入，两次排开液体的体积不同,所以得出结论是不正确的，即他只关注了铁片形状的改变，忽视了排开水的体积对浮力大小的影响。18．（2023天津和平一模）在复习课《密度的测量专题》中，各学习小组交流了多种测量密度的方法，下面是交流的一部分实验。（1）第一组介绍“测量金属块的密度”：如图所示，量筒中原有水的体积是22mL，则金属块的密度为______kg/m3；（2）第二组介绍“测量花生油的密度”：实验室提供了下列器材：烧杯一个、弹簧测力计一个、实心铁块一个、细线、足量的水和花生油。请你写出测量花生油密度的实验步骤和需要测量的物理量，以及ρ油的数学表达式（用已知量和测量量表示）______；（3）在实际测量中，第二组同学发现铁块重力超出弹簧测力计的量程，尝试将铁块浸没水中时则发现测力计示数F在量程范围内，已知铁块的密度为ρ铁，请你写出铁块重力G的表达式______。【答案】（1）8×103

（2）见解析

（3）【解析】（1）天平标尺的分度值为0.2g，物体的质量，金属块的体积，金属块的密度（2）利用浮力知识测量液体的密度：①用细线将铁块系好，挂在弹簧测力计下，读出测力计的示数G铁；②将铁块浸没在水中，读出测力计的示数F1；③将铁块浸没在花生油中，读出测力计的示数F2；算出石块在水中和花生油中受到的浮力，，由题意可知铁块排开水的体积与排开花生油的体积相同，由阿基米德原理可知，解得（3）将铁块浸没在待测液体中时弹簧测力计的读数为F，则，铁块浸没在水中时排开水的体积等于物体的体积，铁块浸没在水中，解得19．（2023广西贵港一模）在实验室做实验时，爱动脑筋的菲菲找来了天平和量筒要测量三个小橘子的密度：（1）如图甲所示，菲菲将天平放在水平桌面上发现指针指向分度盘中央，是想要测量小橘子的质量，请你指出菲菲的错误之处：______；改正过后想要将天平调平需要向______（选填“左”或“右”）调节平衡螺母；（2）将天平调平后，测量三个小橘子的质量，天平平衡时，砝码及游码位置如图乙所示，则三个小橘子的质量为______g，然后将小橘子放入量筒中测小橘子的体积如图丙所示，则三个小橘子的体积为______cm3；（3）计算出小橘子的密度为______kg/m3；（4）菲菲发现在天平调平之前右盘有一个缺口，会导致测量结果______（选填“偏大”，“偏小”或“仍然准确”）；（5）菲菲在实验过后不小心在量筒中的水中混入少量食盐，于是菲菲想要利用密度为ρ的小橘子测量量筒中盐水的密度（如图丁）：①将少量盐水装在烧杯中，用天平测出盐水和烧杯的总质量m1；②用细线拴住三个小橘子放入烧杯中（不要碰到烧杯底和烧杯壁），此时天平的示数为m2；③松开细线使小橘子落入烧杯中，天平示数稳定后读出此时天平示数为m3；④盐水密度的表达式为______（用题中所给的物理量表示）。【答案】（1）游码没有在零刻度线处

右

（2）14.4

12

（3）1.2×103

（4）仍然准确

（5）【解析】（1）天平放在水平桌面上，游码没有移到标尺左端的零刻度处，就测量小橘子的质量的错误的，当游码归零时，天平的右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动可以将天平调平。（2）物体的质量等于砝码的质量和游码对应刻度之和，由图乙可知三个小橘子的质量为m=10g+4.4g=14.4g；物体浸没水前后，水面对应刻度的差为物体的体积，由图丙可知，三个小橘子的体积为V=52mL-40mL=12mL=12cm3（3）小橘子的密度（4）天平放在水平桌面上，游码归零，调节平衡螺母使天平的横梁平衡，左右盘是否有缺口对测量质量不受影响，测量结果仍然准确。（5）小橘子浸没在盐水中，小橘子受到盐水竖直向上的浮力作用，同时小橘子给盐水一个竖直向下的压力作用在天平上，这两个力是相互作用力，大小相等，所以小橘子受到的浮力F浮=(m2-m1)g，小橘子浸没在盐水中排开盐水的体积V排=V，小橘子浸没在盐水中受到的浮力F浮=G排=ρ盐水gV，根据浮力相等，所以(m2-m1)g=ρ盐水gV，小橘子的质量m=m3-m1，小橘子的密度是ρ，所以小橘子的体积为，所以，盐水的密度20．（2023广西桂林一模）如图是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，。（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D．木块被小球撞击时的动能（2）实验中，通过观察木块被钢球撞击后___________来判断钢球的动能大小；（3）甲、丙两次实验，让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时有相同的___________；（4）对比___________两次实验，可以研究物体的动能与速度的关系；（5）甲、乙两次实验中，木块滑行过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1___________W2（选填“>”“=”或“＜”）；（6）本实验中水平面应该是相对___________的（选填“粗糙”或“光滑”）；（7）实验交流过程中，同学们联想到高速公路上的交通标志牌，汽车在行驶过程中，不允许超过最大限制速度。从物理角度来看，这样做的目的是限制汽车的___________。【答案】（1）B

（2）滑动的距离

（3）速度

（4）甲、乙

（5）>

（6）粗糙

（7）动能大小【解析】（1）根据转换法，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。（2）实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小，这是转换法的应用。（3）由甲、丙两图可知：让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，是为了使两球到达水平面时速度相等。（4）研究物体的动能与速度的关系，要控制质量相同，只改变速度大小，即小球从斜面自由下滑的高度不同，故对比甲、乙两次实验，可以研究物体的动能与速度的关系。（5）甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为f1、f2，因为在同种接触面上，压力不变时，摩擦力大小不变，故f1=f2，sA>sB，根据做功的公式W=fs，可知W1>W2。（6）实验中，若水平面是光滑的，根据牛顿第一定律，物块将做匀速直线运动一直运动下去，无法通过水平方向移动的距离来比较动能大小，故本实验中水平面应该是相对粗糙的。（7）根据甲、乙实验可知，质量相同的小球，小球运动到水平面的速度越大，推动木块通过的距离越大，说明小球的动能越大；即在质量一定时，物体的速度越大，动能越大。汽车在行驶过程中，不允许超过最大限制速度，从物理角度来看，这样做的目的是限制汽车的动能大小。21．（2023江苏苏州一模）小明在“探究物体动能大小与物体的速度、质量关系”的实验中，让小车从斜面的不同高度由静止开始下滑，撞击水平木板上的木块。如图所示：（1）本实验的研究对象是__________；（2）小车放置的位置越低，木块被撞击得越__________（远/近）。该实验表明：_________；（3）甲、乙两次实验木块移动过程中受到的摩擦力分别为f甲、f乙，则_________。①f甲=f乙②f甲>f乙③f甲<f乙【答案】（1）小车

（2）近

质量一定时，速度越大，动能越大

（3）①【解析】（1）本实验研究的是小车，由于让小车从斜面的不同高度由静止开始下滑，则小车到达水平面时的速度不同，因此探究的是小车的动能与速度的关系。（2）同一小车可保证了质量相同，从斜面的不同高度由静止滑下，小车放置的位置越低，到达水平面的速度越小，木块被撞击后滑行得越近，说明小车的动能更小；由此可以得出结论：质量相同的物体，速度越大，物体具有的动能越大。（3）甲、乙两次实验木块移动过程中因没有改变木块和接触面，所以受到的摩擦力相同，即f甲=f乙。故选①。22．（2023广东佛山一模）小明在玩“水枪”玩具时，发现“水枪”水平放置，如果推动活塞的速度越快，水枪离地面的高度越高，水就会射得越远，据此，他提出了如下猜想：在空中水平抛出的物体，落地的水平距离与抛出的初速度及抛出点离地面的高度有关，为验证猜想，小明找来了如图所示装置进行实验。（1）让小球从斜槽上自由滚下，是为了使小球到达水平槽时具有一定的___；小球从斜槽滚下，重力势能____；（选填“增大”、“减小”或“不变”）（2）保持_____不变，分别让同一小球从斜槽上A、B、C位置由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离SA、SB、SC，发现SA＞SB＞SC。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与____有关；（3）逐步降低抛出点离地面的高度，分别为h1、h2、h3，每次都让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离s1、s2、s3，发现s1＞s2＞s3。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与_____________有关；（4）若在水平槽铺上毛巾，使抛出点离地面的高度为h3，让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，测出小球落地的水平距离为s4，根据上述实验的结果，应该有s4_____s3（选填“＞”、“＜”或“=”）。【答案】（1）速度

减小

（2）小球质量

速度

（3）距落地点的高度

（4）＜【解析】（1）根据控制变量法，本实验要求小球到达水平槽的速度相同，让小球从斜槽上自由滚下，是为了使小球到达水平槽时具有一定的速度；小球从斜槽滚下，质量不变，高度降低，所以重力势能减小。（2）保持小球质量不变，分别让同一小球从斜槽上A、B、C位置由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离sA、sB、sC，发现sA＞sB＞sC，由于小球滚下的高度不同，所以小球到达水平面时的速度不同，所以这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与速度有关，速度越大，则平抛的距离越远。（3）逐步降低抛出点离地面的高度，分别测出小球落地的水平距离s1、s2、s3，发现s1＞s2＞s3。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与距落地点的高度有关，相同情况下，距落地点的高度越大，落地点的水平距离越远。（4）若在水平槽铺上毛巾，由于毛巾的表面较粗糙，摩擦力大，小球的速度减小，则小球的动能减小，因此，根据上述实验的结果，小球落地的水平距离变小，即s4＜s3。23．（2023陕西渭南一模）在探究杠杆平衡条件的实验中：（1）小明将杠杆中心做为支点放在支架上，发现杠杆左端低右端高，如图甲所示，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是______；（2）在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中，小明根据表格中的数据得出杠杆平衡条件是：______；（用公式表示）次数F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm11102522101203215310（3）如图乙所示，在A处挂钩码，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计逐渐向虚线方向倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______（选填“变大”“不变”或“变小”），其原因是：______。【答案】（1）右

见解析

（2）F1×L1=F2×L2

（3）变大

见解析【解析】（1）杠杆左端低右端高，则重心应向右移动，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向右端调节；使杠杆在水平位置平衡的目的有两个：一是避免杠杆自身重力对杠杆平衡的影响；二是便于测量力臂的长度。（2）分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1×l1=F2×l2（3）由图乙可知，若弹簧测力计向右倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会相应变短，根据杠杆的平衡条件可知，阻力与阻力臂不变，动力臂变小，拉力会相应变大，才能使杠杆仍保持平衡。24．（2023广东佛山一模）在“探究杠杆的平衡条件”实验中。（1）如图甲所示，挂钩码前，小明发现杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向_____调节，这样调节的主要目的是消除_____对实验的影响；（2）杠杆调节平衡后进行第1次实验，在杠杆两侧分别挂上钩码，移动钩码至杠杆在水平位置平衡，读取此时力和力臂的数值并计入表格中；（3）第2次实验，小明在杠杆一侧挂上钩码（视为阻力），动力由测力计来提供，如图丙所示，小明先将测力计在此状态下调零。在选定测力计作用位置时，应选择点_____（选填“C”或“D”），说明不选择另一处的理由：_____；（4）第3次实验中测力计的示数为2.0N，请在第3次实验图上画出测力计拉力的力臂L1。并将动力臂L1填入表中空格①处，数据如下。实验序号动力F1/N动力臂L1/m阻力F2/N阻力臂L2/m11.50.101.00.1521.00.302.00.1532.0①_____1.50.20【答案】（1）左

杠杆自重

（3）D

消除弹簧测力计自重的影响

（4）

0.15【解析】（1）按照“杠杆左端高螺母向左调，右端高螺母向右调”的原则，图甲此时杠杆左端高，因此平衡螺母向左调；是杠杆在水平位置平衡的目的是为了消除杠杆自重带来的影响。（2）动力由弹簧测力计提供时，为了消除弹簧测力计自重的影响，一般用弹簧测力计向上拉杠杆，由图判断选D点。（3）力臂是支点到力的作用线的垂直距离（4）由杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。得2.0N×L1=1.5N×0.20cm，解得L1=0.15cm。25．（2023广西柳州一模）某实验小组在做“测量滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。次数钩码重G/N钩码上升高度h/m测力计拉力F/N测力计移动距离s/m机械效率η120.10.