专题04 力学测量性实验（原卷版）

专题04力学测量性试验【实验攻略】备战2024年中考物理高频热点实验解读与突破实验序号实验名称实验要求星级指标1刻度尺测量物体的长度分组实验☆2停表测量时间分组实验☆3测量物体运动的平均速度分组实验☆☆☆4测量固体和液体的质量分组实验☆☆5量筒的使用方法演示6测量固体和液体的密度分组探究☆☆☆☆☆7弹簧测力计测量力的大小分组实验8大气压强的测量视频☆☆9测量滑轮组的机械效率分组实验☆☆实验一：测量物体运动的平均速度【实验目的】测量物体运动的平均速度【实验材料】刻度尺、停表、斜面、小车、金属片【实验步骤】1.在斜面上用刻度尺标记出起点和终点，并将金属片放在终点处。2.将小车放在起点处，让其自由下滑，同时用停表记录下滑的时间。3.重复上述步骤，多次测量下滑的时间，并记录下来。4.根据公式：平均速度=总路程÷总时间，计算出小车在不同位置的平均速度。【实验现象】1.小车在斜面上做加速运动，速度越来越快。2.小车在不同位置的平均速度不同，越接近终点速度越快。【实验结论】1.物体在斜面上运动的速度与时间有关，时间越长，速度越快。2.物体在斜面上运动的速度与位置有关，位置越高，速度越快。3.物体在斜面上运动的平均速度可以通过总路程除以总时间来计算。【注意事项】1.实验中要注意安全，不要让小车滑出斜面。2.在测量时间时，要注意停表的读数准确性。3.在计算平均速度时，要注意单位的统一。【典例1】在测量小车运动的平均速度的实验中某小组采用了一带有刻度尺的长木板，搭建实验装置如图所示：（1）该实验的原理是；（2）该实验中斜面的作用是；（3）如图所示，小车从A到B经过的路程为cm，若AB段用时0.9s，则小车AB段的平均速度为m/s；（4）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段的平均速度（填“大于”“小于”“等于”）车在AB段的平均速度；（5）该组设计了实验表格如下，请将第一行空格补充完整；次数路程s/m速度v（m/s）平均值vl/（m/s）123（6）小组的成员分别画出小车从A到C的s﹣t图象的大致情况，其中与事实相符的是。【典例2】小宇和同学一起搭建了如图甲所示的斜面，来测量小球运动的平均速度，小球从A点沿斜面由静止开始滚下，频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程。

（1）该实验的测量原理是；（2）他们用频闪照相机记录了小球的位置，并测出对应的距离，整理的实验数据如表所示：阶段路程s/cm运动时间t/s平均速度v/(m⋅s-1)AB30.000.500.6BC90.000.501.8CD150.000.50分析表中数据可知，CD段小球的平均速度是m/s；实验中vBC<vCD，是因为小球在AC段运动过程中将能转化为动能，使小球速度变大；（3）实验时小球沿斜面顶端下滑到斜面底端的情景如图甲所示，图乙的图像中能大致反映小球运动情况的是；（4）为进一步探究小球在斜面上运动的速度与时间的关系，实验小组同学从老师处借来了光电测速仪，它能测出小球经过某点的瞬时速度，正确操作后，小组同学再次完成图甲实验，并分别测出了小球经过B、C、D点时的瞬时速度分别为vB=1.2m/s，vC=2.4m/s，vD=3.6m/s，假设斜面足够长，根据数据的变化规律，请你推测小球从A处由静止滚下，经过s到达E点（图中未画出）时的瞬时速度为6m/s。实验二：测量固体和液体的密度（固体）【实验目的】测量固体的密度【实验材料】天平、量筒、水、待测固体、细线【实验步骤】1.将天平放在水平桌面上，调节天平平衡。2.用天平测量待测固体的质量，并记录下来。3.在量筒中倒入适量的水，记录水的体积。4.用细线将待测固体系好，缓慢放入量筒中，记录水和固体的总体积。5.根据公式：密度=质量÷体积，计算出待测固体的密度。【实验现象】1.天平平衡时，待测固体的质量等于砝码的质量加上游码的示数。2.待测固体放入量筒中后，水和固体的总体积大于水的体积。【实验结论】1.物体的密度可以通过测量其质量和体积来计算。2.不同的物体具有不同的密度，密度是物质的一种特性。【注意事项】1.实验中要注意天平的使用方法，避免误差的产生。2.在测量体积时，要注意读取量筒的刻度，避免读数误差。3.在测量固体的质量时，要注意将固体放在天平的中央，避免天平不平衡。实验二：测量固体和液体的密度（液体）【实验目的】测量液体的密度【实验材料】天平、量筒、待测液体、水【实验步骤】1.将天平放在水平桌面上，调节天平平衡。2.在量筒中倒入适量的待测液体，记录液体的体积。3.用天平测量量筒和液体的总质量，并记录下来。4.将量筒中的液体倒掉，擦干量筒，倒入同样体积的水，记录水的体积。5.用天平测量量筒和水的总质量，并记录下来。6.根据公式：密度=质量÷体积，计算出待测液体的密度。【实验现象】1.天平平衡时，待测液体的质量等于砝码的质量加上游码的示数。2.待测液体的体积等于量筒中液体的液面所对应的刻度。【实验结论】1.液体的密度可以通过测量其质量和体积来计算。2.不同的液体具有不同的密度。【注意事项】1.实验中要注意天平的使用方法，避免误差的产生。2.在测量体积时，要注意读取量筒的刻度，避免读数误差。3.在测量液体的质量时，要注意将液体放在天平的中央，避免天平不平衡。【典例3】小伟在黄椅山公园游玩时，捡到一块小矿石。他想知道小矿石的密度，将小矿石带到学校进行测量。（1）实验时，将天平放在上。小伟发现天平的状态如图甲所示，指针静止时指在分度盘中央，天平（选填“已经”或“没有”）调平完毕；（2）小伟用调好的天平测小矿石的质量。当右盘中所加砝码和游码位置如图乙所示时，天平横梁平衡，则小矿石的质量为g；（3）用量筒量出石块的体积如图丙所示，则小矿石的密度为kg/m3；（4）小伟将小矿石放入量筒中浸没，读数时石块表面有几个小气泡，则所测的矿石密度会（选填“偏大”“偏小”或“不变”）；（5）小伟想用已知质量为m、密度为ρ的小矿石来测某种未知液体的密度，方案如下：①将小矿石浸没在装有适量液体的烧杯中，在液面位置上作标记；②将烧杯放在天平左盘内，称出总质量为m1；③将小矿石从液体中取出，向烧杯中添加液体到标记处，再用天平称出此时液体和烧杯的总质量为m2，则后添加液体的质量为（用字母符号表示），该液体密度的表达式为：ρ液＝（用字母符号表示）。【典例4】各种复合材料由于密度小、强度大，广泛应用于汽车、飞机等制造业。小明测量一块实心复合材料的密度。（1）将托盘天平放在水平桌面上，将游码移至处，发现指针静止时指在分度盘中线的右侧，则应将平衡螺母向（填“左”或“右”）调节，使横梁平衡；（2）用调好的天平测量该物块的质量时，当在右盘放入最小的砝码后，指针偏在分度盘中线左侧，如图甲，则应该（填选项前的字母）；A．向右调平衡螺母B．向右盘中加砝码C．向右移动游码（3）当天平重新平衡时，盘中所加砝码和游码位置如图乙所示，则所测物块的质量为g；（4）因复合材料的密度小于水，小明在该物块下方悬挂了一铁块，按照如图丙所示顺序，测出了该物块的体积，则这种材料的密度是；（5）请你对小明的方案进行评价。【典例5】临潼石榴集中国石榴之优，素以色泽艳丽，果大皮薄，汁多味甜，品质优良等特点而著称，名居中国五大名榴之冠，被列为果中珍品。小华想测量石榴汁的密度，实验如下。（1）实验步骤：①用调好的天平测出空烧杯的质量m1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，接下来应该取下5g砝码并调节直到天平平衡，此时天平如图﹣1所示，则烧杯和石榴汁的总质量m2为g；③将石榴汁倒入量筒中，液面位置如图﹣2所示，则量筒中石榴汁的体积V为cm3；④用上述测得的数据计算出石榴汁的密度为kg/m3。（2）分析实验过程，小鸣认为，小华在步骤③中，由于烧杯中的石榴汁有残留，会使密度的测量结果（选填“偏大”或“偏小”）；（3）小明同学很聪明，他在没有量筒，只有天平、足量的水（水密度为ρ0）、杯子和笔的情况下，能测出石榴汁的密度，请将他的实验步骤补充完整：①用天平称出空杯子的质量m；②往杯子中加入适量的水，在水面处对杯子作标记，用天平称出杯子和水的总质量m3；③将水倒掉并擦干杯子再向杯中倒石榴汁至，用天平称出石榴汁和杯子的总质量m4，石榴汁密度的表达式为ρ=（用已知量和测量量表示）。【典例6】实验小组利用天平、量筒和烧杯等器材测量盐水的密度。（1）天平调平衡后，将适量的盐水倒入烧杯中，并用天平测量烧杯和盐水的总质量，通过加减砝码的一番操作，当小明将砝码盒中最小的砝码放入右盘后，横梁指针如图甲所示，接下来他应该。（2）测出烧杯和盐水的总质量为114g后，将烧杯中的一部分盐水倒入量筒，液面位置如图乙所示，则量筒中盐水的体积为。（3）测量烧杯和剩余盐水的总质量，天平横梁平衡时如图丙所示，则烧杯和剩余盐水的总质量为g。（4）小明测量的盐水密度为。（5）在向量筒倒入盐水时，如果不慎有盐水溅出，则测出的盐水密度会（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。（6）小明用标有刻度的注射器、两个完全相同的烧杯、水等进行了如下操作：①用注射器向两个烧杯中分别注入体积为的盐水和的水。②将上述装有水和盐水的烧杯分别放在天平的左盘和右盘，天平不平衡。③，天平恰好平衡，如图丁所示。则平衡时右盘烧杯中盐水的质量为（水的密度为ρ水），盐水密度的表达式为。1．小明在“测量小车的平均速度”实验中，使小车从带刻度尺的斜面上由静止下滑，如图所示。（1）小车在AC段平均速度m/s；（2）如果不小心让小车过了A点才开始计时，则所测AC段的平均速度会；（选填“偏大”“偏小”或“不变”）；（3）下列图象中能正确反映小车在斜面上运动情况的是。A．

B．

C．

D．

2．某同学为本地地质调查收集信息，要测量当地的沙子和岩石的密度。他在当地采集了足量的沙子和若干小块岩石，又到实验室找来托盘天平、量筒、细线进行实验。（1）在调节天平平衡时，应将游码移到标尺；（2）该同学测量沙子的密度，实验步骤如下：①用天平测量出空烧杯的质量是27g，将适量沙子装入烧杯中，用天平测量烧杯和沙子的总质量，测量结果如图所示，则烧杯和沙子的总质量为g；②将烧杯中的沙子全部倒入量筒，使沙面水平后，读出沙子的体积为15cm3；③计算出沙子的密度为g/cm3；（3）该同学测出的沙子密度（选填“大于”、“等于”或“小于”）组成沙子的沙粒的密度。3．小明和小刚同学在“测量小车沿斜面向下运动的平均速度”的实验中，所用的实验器材有：小车、长木板（长1.1m）、小木块、刻度尺（1m）、停表、金属片等。实验装置如图所示。（1）实验前，小明先把长木板的一端用小木块垫起，形成一个（选填“很小”“较大”或“很大”）坡度的斜面；（2）实验中，小明让长度是10cm的小车从斜面顶端自由地运动到底端，如图所示，小车通过的路程是cm，测出小车运动的时间是5s，则在这一过程中小车的平均速度是m/s；（3）如果小明在做该实验时，测量了三次小车从斜面顶端运动到底端所用的时间，其测量值分别为5.0s、5.1s、5.2s，则小车在这一过程中的运动时间t=s；（4）实验中，同组的小刚建议把垫起长木板的小木块向斜面的底端方向移一移，小明说：这样做不妥，小明说“不妥”的理由是：。4．亲爱的同学，请你应用所学的物理知识解答下列问题：

（1）使用天平和量筒测盐水密度测量前，将天平放在水平桌面上，然后调节天平平衡后如图所示。请你指出调节天平平衡的过程中遗漏的操作步骤：。若完成遗漏的操作步骤后，为了调节横梁再次平衡，需向（填“左”或“右”）调节平衡螺母，使指针指到分度盘中央刻度线。实验小组的同学接着进行以下实验步骤，为了减小误差，其中最合理的顺序是：（填写字母序号）；A．用天平测出空烧杯的质量记为；B．将盐水全部倒入量筒中，用量筒测出盐水的体积记为；C．用天平测出烧杯和盐水的总质量记为。（2）如图所示是运动会男子接力赛终点裁判员用停表记录的时间，其读数为；若裁判员听到起点枪声开始计时，则运动员们的实际用时（选填“大于”、“等于”或“小于”）停表计时；（3）小贤应用所学知识自制了如图所示的电流表。将接线柱、串联在被测电路中，通过观察指针偏转角的大小来判断电流大小。若电流从接线柱流入，电磁铁的右端为（填“”或“”）极。若改接、接线柱，该电流表灵敏度（选填“变高”、“变低”或“不变”）。5．小岩同学用如图所示的装置测量某品牌酸奶的密度。（1）将天平置于水平桌面，把游码移到标尺左端零刻度线处，天平分度盘的指针静止在如图甲所示的位置，接下来应进行的操作是，使天平平衡；（2）他将盒中酸奶倒入烧杯一小部分，用天平测量烧杯和酸奶的总质量，天平平衡时的情景如图乙所示，则烧杯和酸奶的总质量m1=g；（3）由于酸奶比较容易附着在量筒壁上，对体积的测量影响较大，于是小岩利用如图丙所示的注射针筒测体积，他先从酸奶盒中抽取酸奶刚好到5mL的位置；抽酸奶时，发现酸奶中有少量的空气泡，如何排出空气泡呢？请你写出排出空气泡的方法：；（4）接着他把注射针筒中的酸奶推入烧杯，使针筒中酸奶刚好到1mL的位置，再次测量烧杯和酸奶的总质量m2=68.8g，则酸奶的密度为g/cm3；（5）细心的小岩发现，在步骤（4）中，有少许的酸奶溅到烧杯壁上，这（选填“会”或“不会”）影响质量测量的准确度，请你分析并判断：。6．喜欢探究的小亮了解到充气热盾可减小火箭货物返回舱的返回速度，保护它不受大气摩擦烧蚀以及地面或水面撞击等方面的损害。小亮想：充气热盾的形状对返回舱的下落阻力会有怎样的影响呢？他发现，充气热盾外形与纸锥相似，于是，他用纸锥模拟充气热盾进行了实验探究。他提出了以下猜想：猜想一：纸锥的锥角越大，下落阻力越大；猜想二：纸锥侧面的扇形半径越大，下落阻力越大；他用相同的复印纸裁出3个大小不同的扇形纸片，做成了如图甲所示的3个纸锥，并在纸锥内放一相同重物模拟返回舱。（纸锥质量很小，可忽略不计）（1）实验中纸锥每次都由静止开始释放，为了对比纸锥的下落快慢，应采用图乙中的摆放方式（选填“A”或“B”）；（2）采用恰当的方式进行实验，用秒表测量纸锥下落的时间，并记录在下表中。分析1、2两组数据可知号纸锥下落较慢，说明这个纸锥在下落过程中受到的阻力较（选填“大”或“小”）；纸锥编号下落高度扇形纸片半径剪掉的扇形圆心角纸锥锥角下落时间110902101353590（3）分析表中1、3两组数据，可得在纸锥锥角相同时，纸锥下落速度与扇形纸片半径（选填“有关”或“无关”）。小华认为这个结论还不够可靠，原因是；（4）小亮用频闪相机拍下了某次纸锥沿刻度尺在竖直方向下落的运动情况（如图丙所示），照相机曝光频率是50Hz（每秒拍摄50张）。由此可以判断纸锥从E运动到F的平均速度是m/s；（5）分析实验可知：为了减缓下降速度，应该选用锥角较的充气热盾，从而增大返回舱受到的阻力。7．小华和小明同学想测量一块不规则合金块的密度。请把以下空格补充完整。（1）将天平放在水平桌面上，如图甲所示，接下的正确操作是；（2）调节好天平水平平衡后，小华将合金块放在左盘，在右盘加减砝码，当将最小为5g的砝码放入右盘时，分度盘指针如图乙所示，接下的正确操作是，使天平再次水平平衡，砝码和游码如图丙所示，则合金块的质量m合金=g；（3）小华在量筒中倒入体积为V=30cm3的适量水，发现合金块放不进量筒，改用如图丁所示的方法测合金块的体积：a、用调节好的天平称出①中烧杯和水的质量m1；b、将合金块轻轻放入烧杯内，标记下此时水面的位置并称出②中烧杯、水和合金块的质量为m2；c、将合金块取出后，将量筒中倒出部分水加水至烧杯标记处，量筒中剩余水的体积为V2，如丁图所示，称出此时③中烧杯和水的质量为m3；小明根据以上步骤，快速写出了合金块体积为V合金=V1-V2，并根据这个体积计算出合金块的密度为kg/m3，由于步骤c中取出合金块时合金块上沾有水，小明的结果会导致后面计算出的合金块密度（偏大/偏小/不变）；（4）小华没有利用量筒提供的数据写出了合金块的密度表达式为（用上面的字母表示，合金块的质量用m合金表示，水的密度用ρ水表示）。此实验中合金块拿出后带走了部分水，此过程对小华的实验结