专题18 力学实验（解析版）-2021年全国中考物理真题全解全析汇编（第三期）

2021年全国中考物理真题全解全析汇编（第三期）专题18力学实验第一期汇编试题来源：2021年江苏连云港、2021年四川乐山、2021年四川泸州、2021年四川遂宁、2021年云南、2021年浙江湖州、2021年浙江金华、2021年浙江丽水、2021年安徽、2021年浙江嘉兴、2021重庆A卷年、2021年重庆B卷等13套试卷。第二期试题来源：2021年浙江温州、2021年浙江宁波、2021年四川内江、2021年四川南昌、2021年四川成都、2021年甘肃武威、2021年江苏扬州、2021年陕西、2021年山东临沂、2021年山东泰安、2021年上海等12套试卷。三、第三期试题来源：2021年北京、2021年福建、2021年广东、2021年海南、2021年河北、2021年河南、2021年吉林、2021年宁夏、2021年青海、2021年山西、2021年天津、2021年新疆、2021年云南等12套试卷。欢迎各位下载。1、（2021·北京·T19）小敏用托盘天平和量筒测量金属块的密度。她在调节天平时，发现指针偏向分度盘中央刻度线的右侧，如图甲所示，为使天平横梁水平平衡，她应将平德螺母向___________端移动。天平平衡后，用天平测出金属块的质量为27g。然后，小敏将金属块用细线系好放进盛有50mL水的量筒中，最简中的水面升高到如图乙所示的位置，则金属块的体积为___________cm3该金属块的密度为___________g/cm3，根据下表中数据可判断组成该金属块的物质可能是___________。物质密度（kg·m-3）银10.5×103铜8.9×103铁7.9×103铝2.7×1032、（2021·福建·T30）科学选种是提高粮食产量的关键环节。小华想测量稻谷种子的密度，具体做法如下：（1）用调好的天平测量适量稻谷种子的总质量m1，天平平衡时右盘砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示，m1=______g；（2）往量筒中加入适量的水，测得其体积V1为300mL，将上述种子放入量筒中，种子全部沉入水中，如图乙所示，此时水和种子的总体积V2=______mL；（3）种子的密度ρ=______g/cm3，与真实值相比ρ偏______，理由是______；（4）小华经过反思后改进了实验方案：将量筒中种子倒出，用纸巾吸干种子表面的水后，再次测得种子总质量为m2，则种子密度ρ=______。（用ρ水和测得的物理量符号表示）3、（2021·广东·T19）小明在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中，如图所示。（1）根据______条件，当弹簧测力计沿水平方向拉着木块做______运动时，木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小，如图甲所示；（2）小明在图甲实验中发现较难保持木块匀速运动，弹簧测力计示数不稳定。于是，他与同学们一起改进实验，如图乙所示，固定弹簧测力计，通过拉动长木板进行实验，实验记录如下表，则木块所受的滑动摩擦力大小为______N；实验次数长木板运动情况弹簧测力计示数/N1匀速2.02由慢到快2.03由快到慢2.0（3）写出用图乙装置的一条优点：______。4、（2021·海南·T19）如图所示，根据杠杆的平衡条件测量某种液体的密度，所用器材：轻质杠杆（自身重力忽略不计）、容积为100mL的空桶、重为0.5N的物体M、刻度尺、细线。（1）如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向__________调节；调节杠杆在水平位置平衡的目的是__________。（2）把空桶悬挂在A点，物体M悬挂在B点时，杠杆再次在水平位置平衡，测得OA的长度为10cm，OB的长度为20cm，则空桶重为__________N。（3）若此时，往A点的空桶内注满某种液体，调节物体M到C点时，杠杆在水平位置重新平衡，测得OC的长度为42cm，则桶内液体的密度为__________kg/m3。5、（2021·河北·T15）小明和小红对具有吸水性的小石块的密度进行了测量。（已知）（1）小明的实验过程如下：①将天平放置于水平桌面上，游码放到标尺左端的零刻度线处，天平上指针的位置如图所示，下一步的操作是______；②用调节好的天平测出小石块的质量为m；③往量筒中倒入适量的水，读出水面对应的刻度值为；④用细线系好小石块将其浸没在量筒里的水中，读出水面对应的刻度值为；⑤小石块的密度：=______；（2）小红的实验过程如下：①将用细线系好的小石块挂在弹簧测力计下，测出小石块重为G；②将挂在弹簧测力计下的小石块______在水中，读出弹簧测力计示数为F；③小石块的密度：=______；（3）对小明和小红的实验进行分析与论证，可知小明实验的测量值比小石块密度的真实值______（选填“偏大”或“偏小”）。为了使测量结果更准确，可以在完成小明的实验步骤②后，将______，再继续进行实验。6、（2021·河南·T18）在“探究影响浮力大小的因素”实验中，同学们根据生活经验，提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想：1与物体浸入液体中的深度有关2与物体排开液体的体积有关3与液体的密度有关。（1）请你写出能够支持猜想3的一个生活现象：______；（2）进行探究时，实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中序号b中物体P所受浮力大小______N；（3）分析a、c、d三次实验，可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度______（选填“有关”或“无关”）；分析______三次实验，可知浮力大小与物体排开液体的体积有关；分析a、d、e三次实验，可知在物体排开液体的体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力______（选填“越大”或“越小”）；（4）本实验不仅可以探究影响浮力大小的因素，从实验数据还可求出物体P的密度为______kg/m3。（已知=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）7、（2021·吉林·T26）小明想利用天平测量木块的密度（不考虑木块吸水），如图所示，实验方法如下：（1）测量前，在调节天平平衡时，发现指针位置如图甲所示，应向___________端调节平衡螺母，使天平横梁平衡，然后利用调好的天平测出木块的质量为。（2）如图乙所示，在杯子中倒入适量的水，测出杯子和水的总质量为___________。（3）如图丙所示，将一个金属块放在木块上，一起放入杯子中，使木块恰好浸没在水中，测出此时的总质量为，木块受到的浮力为___________，木块的密度为___________。（取）8、（2021·吉林·T24）研究影响滑动摩擦力大小因素的实验，如图所示。

（1）用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板做___________运动，比较甲、乙两图可知，滑动摩擦力的大小跟接触面所受的___________有关。（2）当甲图中弹簧测力计示数增大到时，木块受到的滑动摩擦力为___________。9、（2021·宁夏·T20）某同学学习了密度知识后，对测量物质的密度产生了浓厚的兴趣。（1）他利用天平和量筒测量土豆的密度。具体过程如下：①用调好的天平测量土豆的质量，天平平衡时如图甲所示，则土豆的质量是__________g。②他用一个大烧杯自制溢水杯，将土豆缓慢浸没在大烧杯中，同时用小桶收集溢出的水，将小桶收集的水倒入量筒后如图乙所示，则土豆的密度为__________，测出的土豆密度值__________（选填“偏大”或“偏小”）。（结果保留2位小数）（2）他想知道胡麻油的密度，于是找来了透明容器、普通玻璃杯A、适量的水、一瓶胡麻油、刻度尺、滴管、记号笔和一个面积为S粗细均匀的玻璃杯B。测量过程如下：①在透明容器中加入适量的水，将A杯放入透明容器中如图甲所示。②在B杯中加入适量的水，用刻度尺测量出水柱的高度，并标记水面位置如图乙所示。③将B杯中适量的水倒入A杯中，用记号笔标记出A杯与水面相交的位置如图丙所示，并用刻度尺量出B杯中剩余水柱的高度；④接下来他的操作是：__________则胡麻油的密度表达式是：=________。（用测量量和已知量的符号表示，已知水的密度为）推导过程是：_________。10、（2021·宁夏·T18）如图所示，在“探究液体内部压强”的实验中：（1）图A所示压强计在使用前，需观察U形管两边液面是否相平，要检查装置的气密性。请简述检查气密性的方法：_______。实验中通过_________显示液体内部压强的大小。（2）某同学实验的情形如图B、C、D所示。①比较图B和图C可以探究的问题是___________。②保持探头在水中的深度不变，改变它的方向如图C、D所示，根据实验现象可以初步得出结论：_________。（3）该同学在实验过程中发现：在同种液体内部同一深度处，使用不同的压强计，U形管两侧液面的高度差不完全相同。他认为可能与探头橡皮膜安装的松紧有关。请你设计实验证明他的观点_________。。11、（2021·青海·T28）下列是“用托盘天平和量筒探究小石块密度”的实验，请完成以下实验步骤：（1）把天平放在______桌面上，将游码移至标尺______零刻度线处，调节平衡螺母使天平横梁平衡；（2）把待测小石块放在天平的______盘中，往______盘中加减______并移动游码，直至天平横梁平衡，所加砝码和游码的位置如图甲所示，则该小石块的质量是______g；（3）用细铜丝代替细线系好小石块，将其浸没在量筒的水中，如图乙所示。小石块的体积为______mL，由公式______可求出该小石块的密度为______kg/m3，这样测出小石块的密度值与真实值相比______（选填“偏大“、“偏小”或“不变”）。12、（2021·山西·T12）小伟在地质公园进行研学活动时，捡到一块形状不规则的小矿石，他想知道小矿石的密度，设计如下实验方案。（1）实验时，应将天平放在______台上。图甲是小伟在调节天平时的情景，请你指出他在操作上的错误之处______；（2）纠正上述错误后，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）在量筒内先倒入适量的水，然后将小矿石放入量筒中，如图丙所示，则小矿石的体积是______cm3，小矿石的密度是______kg/cm3。（4）小伟将小矿石放人量筒中时，在量筒壁上溅了几滴水，所测的矿石密度会______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）13、（2021·天津·T24）在“探究杠杆平衡条件”的实验中：（1）实验前，若使如图所示的杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节；（2）实验时，在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，三次实验获得的数据如下表所示。分析可得杠杆的平衡条件是______；次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm11.015.01.510.021.020.02.010.032.015.03.010.0（3）为了进一步验证实验结论，又做了图所示的实验，在杠杆水平平衡时；①已知每个钩码的质量均为50g，则此次实验中阻力F2大小为______N，阻力臂l2为______cm；（g取10N/kg）②请你在图中画出动力F1的力臂。（____）14、（2021·天津·T23）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：（提出问题）汽车的动能大小跟什么因素有关？（猜想假设）由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟______有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟______有关。（进行实验）他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越______；（分析论证）分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：______；（实践应用）用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车______（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。15、（2021·新疆·T19）在测量水和酒精混合物的密度的实验中，将22mL水全部倒入盛有20mL酒精的烧杯中，充分混合后用天平测出烧杯和混合液的总质量如图甲所示，接着将烧杯中的混合液全部倒入量筒中，体积如图乙所示，然后用天平测出空烧杯的质量为24g。（1）水和酒精混合后总体积减小，说明分子之间存在______；（2）用天平测物体的质量时，应在天平______（填“左”或“右”）盘中加减砝码；由图甲可知烧杯和混合液的总质量为______g；（3）该实验测得水和酒精混合液的密度为______g/cm3。16、（2021·云南昆明·T22）如图是一辆停在水平地面上的四轮轿车，轮子上的气嘴如图甲所示，通过它可以对轮胎充气和测量胎压。现有一个胎压表如图乙，通过气嘴可测量胎压、一把毫米刻度尺、两张白纸。请利用这些器材，估测这辆车的重力。设当地的大气压为p0，轮子与地面接触的橡胶部分的重力和轮胎内气体的重力忽略不计。甲乙（1）需要测出的量是______、______（不需要描述具体的测量方法，并用字母表示这些量）。（2）通过必要的分析，写出估测这辆车重力G的表达式______。（用已知量和测量量表示）1、【答案】左102.7铝【解析】[1]天平指针指向分度盘右侧，说明右侧偏重，为使天平横梁水平平衡，她应将平德螺母向左端移动。[2]量筒的分度值为2mL，读数为60mL，金属块的体积为[3]该金属块的密度为[4]根据下表中数据可判断组成该金属块的密度与铝的密度相同，金属块物质可能是铝。2、【答案】1534001.53大种子浸没水中，由于吸水，测得其体积偏小【解析】（1）[1]稻谷种子的总质量m1=100g+50g+3g=153g（2）[2]由图可知，此时水和种子的总体积为400mL。（3）[3][4][5]种子的密度因为稻谷会吸水，所以测得其体积偏小，质量准确，根据，密度偏大。（4）[6]种子吸水质量为吸水体积种子密度3、【答案】二力平衡匀速直线2.0不需要匀速拉动长木板，更易操作【解析】（1）[1][2]弹簧测力计拉着木块运动，若木块匀速直线运动，则根据二力平衡条件，能得出拉力与摩擦力大小相等、方向相反。（2）[3]由数据可得，滑动摩擦力与运动速度大小无关，因此滑动摩擦力大小为2.0N。（3）[4]用图乙装置实验时，因为滑动摩擦力与运动速度大小无关，因此不用控制长木板匀速直线运动，更易操作，弹簧测力计示数稳定，易于读数。4、【答案】左便于测量力臂的大小11.1×103【解析】（1）[1][2]杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，要使其在水平位置平衡，应将杠杆平衡螺母向左调节，杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，直接读出力臂的长度，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响。（2）[3]根据杠杆平衡条件可得G0×OA=GM×OB可得（3）[4]根据杠杆平衡条件可得G×OA=GM×OC可得所以液体质量桶内液体的密度为5、【答案】向左调节平衡螺母，使天平平衡完全浸没偏大具有吸水性的小石块浸没在水中吸足水【解析】（1）[1]从图中可以看出分度尺向右偏，说明右边更重，左边轻，所以需要将平衡螺母向左边调节，使得左右两边平衡，天平水平平衡。[2]根据题意，小石块的质量直接由天平测出，质量为m，而体积是使用量筒将固体浸入液体中间接测出，易知，小石块的体积为根据密度计算公式可得，小石块的密度为（2）[3]因为测量密度时需要测量质量和密度，质量可以根据测量出来的重力进行计算获得，所以还需要体积，因为物体在完全浸没时排开液体体积与物体体积相等，所以在只有弹簧测力计的情况下，可以通过测量完全浸没时的浮力来进行体积计算，所以应该将小石块完全浸没在水中。[4]根据可知，物体的质量为因为物体完全浸没时弹簧测力计的示数为F，根据称重法计算浮力可知，此时物体受到的浮力为根据阿基米德原理可得，物体排开液体的体积也即物体体积为根据密度计算公式可得，小石块的密度为（3）[5]因为干燥的石头具有吸收性，能够吸收水分，所以测量体积时由于石头吸收掉一部分水分，从而使得测得的偏小，所以计算出来的石块体积偏小，密度偏大。[6]因为密度的偏差来源于石块吸收水分使得体积偏小，所以在测量完质量后，应该让石块充分吸收水分，然后再进行体积测量。6、【答案】在死海里可以躺着看书1.4无关a、b、c越大【解析】（1）[1]死海的水密度大，在死海里可以躺着看书。（2）[2]序号b中物体P所受浮力大小则b中物体P所受浮力大小为。（3）[3][4][5]分析c、d实验，深度变深，浮力不变，故浮力与深度无关；分析a、b、c实验，排开液体的体积变化，浮力与排开液体的体积有关；分析a、d、e三次实验，密度变大，弹簧测力计示数变小，故浮力越大。（4）[6]物体P的质量为物体的体积为物体P的密度为物体P的密度为。7、【答案】右1020.30.6【解析】（1）[1]当天平指针指向分度盘的左侧时，左边偏重，要向右移动平衡螺母。（2）[2]杯子和水的总质量为m=100g+2g=102g（3）[3][4]因为漂浮，所以浮力等于木块和金属总重力，木块和金属总质量为浮力为F浮=G=m1g=0.03kg×10N/kg=0.3N木块体积木块的密度为8、【答案】匀速直线压力2.2【解析】（1）[1]只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小才等于摩擦力的大小。[2]比较甲、乙两图可知，粗糙程度一定，乙压力大，测力计示数大，摩擦力大，故粗糙程度一定时，滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关。（2）[3]因为压力和粗糙程度不变，所以滑动摩擦力不变，所以此时木块受到的滑动摩擦力仍为一开始匀速时测力计示数，即2.2N。9、【答案】127.5偏大将B中水倒出，将胡麻油装入杯中，直至标记处，将A中的水倒出，从B杯中往A杯倒入胡麻油，直至标记2，测出此时B杯中剩余胡麻油的高度为h3见解析【解析】（1）[1][2][3]土豆的质量是砝码的质量125g，加上游码的所指的示数2.2g，故为127.2g；如图土豆的体积为100mL，则土豆的密度为故土豆的密度为；将小桶收集的水倒入量筒后，水桶内水有残留，故体积偏小，故密度偏大。（2）[4][5][6]将B中水倒出，将胡麻油装入杯中，直至标记处，将A中的水倒出，往A杯倒入胡麻油，直至标记2，此时根据排开水的体积相同，故浮力相同，漂浮，液体的重力相同，故胡麻油和水的质量相同，此时水的质量为，则胡麻油的质量为；测出此时B杯中剩余胡麻油的高度为h3，则胡麻油的体积为则胡麻油的密度为故胡麻油的密度为；推理过程见前两空。10、【答案】用大拇指轻压橡皮膜，若U形管液面有高度差，则气密性良好U形管液面有高度差同种液体，液体压强与深度的关系在同种液体内部同一深度处，各个方向压强相等两个相同的压强计，一个橡皮膜比较松，一个比较紧，同时伸入同一种液体，同一深度，观察两压强计U形管液面高度差的区别【解析】（1）[1][2]用大拇指轻压橡皮膜，若U形管液面有高度差，则气密性良好；U形管液面有高度差，高度差越大，液体内部压强越大。（2）[3][4]图B和图C深度不同，故探究的是同种液体，液体压强与深度的关系；如图C、D所示，同种液体，水中的深度不变，U形管液面有高度差相同，故结论为在同种液体内部同一深度处，各个方向压强相等。（3）[5]变量为橡皮膜安装的松紧程度，两个相同的压强计，一个橡皮膜比较松，一个比较紧，同时伸入同一种液体，同一深度，观察两压强计U形管液面高度差的区别。11、【答案】水平左端左右砝码27.4102.74×103偏小【解析】（1）[1][2]天平使用前要调节平衡，先把天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端零刻度线处，调节平衡螺母使天平横梁平衡。（2）[3][4][5][6]测质量时，遵守“物左码右”的原则。把待测小石块放在天平的左盘中，往右盘中加减砝码并移动游码，直至天平横梁平衡，如图甲所示，标尺的分度值0.2g，游码对应的刻度值为2.4g，则该小石块的质量m＝5g+20g+2.4g＝27.4g（3）[7][8][9][10]量筒的分度为1mL，读数时应以凹液面的底部为准，原来水的体积为20mL，用细铜丝代替细线系好小石块，将其浸没在水中时，水和小石块的总体积为30mL，小石块的体积为V＝30mL-20mL＝10mL由公式可求出该小石块的密度为因细铜丝在水中占有一定的体积，故得出的水和小石块的总体积偏大，求出的小石块的体积偏大，根据，这样测出小石块的密度值与真实值相比偏小。12、【答案】水平没有把游码放到标尺左端零刻度线处52202.6×103偏大【解析】（1）[1][2]天平调平的基本操作：应将天平放在水平台上，将游码移到标尺左端的零刻度线处，再调节平衡螺母直到天平平衡。（2）[3]天平读数：砝码+游码在标尺上对应的刻度，得出矿石质量为52g。（3）[4]量筒读排水法体积，得出矿石体积为20cm3。[5]矿石的密度（4）[6]溅出水导致矿石体积偏小，测得矿石密度偏大。13、【答案】右F1l1=F2l2（动力×