力学实验-2025年天津中考物理复习专练（解析版）

重难点11力学实验

命题趋势

探究阻力对物体运动的影响

探究二力平衡条件

探究影响滑动摩擦力大小的因素

探究压力的作用效果与哪些因素有关

探究液体内部压强与哪些因素有关

探究浮力的大小跟哪些因素有关

探究影响动能和势能大小的因素

探究杠杆平衡条件

列里平均速度

则里物质的密度

列里曷轮组机械效率

重难诠释◎

【知识必备】

控制变量法控制变量法是指讨论多个物理量的关系时通过控制其几个物理不变，只改变其中一个物

理量，从而转化为多个单一物理量影响某一个物理量的问题的研究方法。这种方法在实

验数据的表格上的反映为某两次实验只有一个条件不同，若两次实验结果不同则与该条

件有关，否则无关。反之，若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关则应只使该因

素不同，而其他因素均应相同。

转换法转换法物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非

常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。初

中物理在研究概念规律和实验中多处应用了这种方法。

限时提升练（建议用时：60分钟）

1.（2022天津东丽二模）在探究“阻力对物体运动的影响”的实验时，使用的器材有斜面、木板、棉布、

毛巾和小车。

毛巾棉布木板

（1）实验时要固定斜面，并将小车从斜面上（填“同一”或“不同”）位置由静止释放，其

目的是使小车到达水平面时的速度大小（选填“相同”或“不相同”）；

（2）实验中通过观察和比较（选填”接触面粗糙程度”或“小车运动距离”）,来判断阻力

对物体运动的影响；

（3）如图所示，若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，是否需要重做本实验以获取可靠的证据？答:

（填“需要”或“不需要”）；

（4）实验表明：运动的小车所受的阻力越小，向前滑行的距离：从实验现象可推理，若水平

面绝对光滑，则运动的小车将在水平面上；

【答案】（1）同一相同（2）小车运动距离（3）不需要（4）越远匀速直线运

动

【解析】（1）[1][2]为了使小车到达水平面时的速度大小相同，应使小车在同一斜面的同一高度静止下滑。

（2）[3]实验中通过观察和比较小车运动距离，来判断阻力对物体运动的影响，小车运动距离越远，说明

物体受到的阻力越小。

（3）[4]若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，则说明小车在木板上受到的阻力最小，运动距离最

远，不需要重做本实验以获取可靠的证据。

（4）[5]实验表明：当压力不变时，接触面越光滑，运动的小车所受的阻力越小，向前滑行的距离越远。

[6]从实验现象可推理，若水平面绝对光滑，小车在平面上受到的阻力为0,小车在平面上受到的合力为0,

小车的运动状态将不发生改变，则运动的小车将在水平面上做匀速之下运动。

2.（2022天津东丽一模）小明在探究“二力平衡条件”的实验中，设计组装的实验装置如图所示，实验中

每个钩码重力相同。

甲乙丙

（1）老师指出实验桌面越光滑越好，其原因是;

（2）小明在线的两端挂上钩码，并通过调整来改变拉力的大小；如图甲装置，当左右两端同时各

挂两个钩码时，小车静止；当左右两端同时取下一个钩码时，如图乙，小车仍静止；当右端再挂上一个钩

码时，如图丙，小车将做变速运动，说明了平衡的两个力要满足：大小，方向;

（3）在图甲实验的基础上，将小车扭转一个角度，松手后小车（选填“能”或“不能”）平衡,

观察到小车会发生，恢复到原来位置处于静止状态，这样做的目的是用于探究的两个力

对物体平衡的影响。

【答案】（1）忽略摩擦力对本实验的影响（2）钩码个数相等（3）不能旋转不

在同一直线上

【解析】（1）[1]实验桌面越光滑越好，小车在光滑的水平桌面上受到的摩擦力小，摩擦力对实验的影响

小，故实验桌面越光滑，可以忽略摩擦力对本实验的影响。

（2）[2]实验中力的方向相反，作用在同一条线上，通过调整钩码的个数来改变拉力的大小；

[3][4]当左右盘内放的祛码的数量不等时，则小车会运动，且沿拉力较大的一方加速运动，只有当小车受

到向左向右的拉力相等时，小车才会保持静止，说明两个平衡的力要满足两个力的大小相等且两个力的方

向相反。

（3）[5][6][7]用手将小车扭转一个角度时，两个力不在同一直线上，松手后，小车不能保持平衡，小车

会发生转动；设计这一步骤的目的是为了探究不在同一直线上的两个力对物体平衡的影响。

3.（2024天津南开三模）学校物理兴趣小组做探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验，实验装置如图。

甲乙丙

（1）小于同学用弹簧测力计拉着木块A在水平桌面上做运动，如图甲，弹簧测力计的示数是0.6N,

根据条件可知，则木块A与水平桌面之间的滑动摩擦力是N；若木块在运动过程中拉

力突然变大，滑动摩擦力将（选填“不变”、“变大”或“变小”）；

（2）小芳同学把两个完全相同的木块A和B叠放在一起，再用弹簧测力计拉着它们在水平桌面上匀速向右

运动，如图乙，可以得出滑动摩擦力的大小与有关；

（3）实验过程中，小金同学突发奇想，将两个完全相同的木块A和B固定在一起，如图丙。比较图丙和图

乙，发现它们的弹簧测力计示数相等，说明滑动摩擦力的大小与受力面积的大小无关。则图丙的弹簧测力

计示数是N„

【答案】（1）匀速直线二力平衡0.6不变（2）压力大小（3）1.2

【解析】（1）[1][2][3]用弹簧测力计拉着木块A在水平桌面上做匀速直线运动，木块A处于平衡状态，

根据二力平衡条件可知，木块A与水平桌面之间的滑动摩擦力等于拉力，即公40.6N。

[4]滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，与拉力大小无关，若木块在运动过程中拉力突然

变大，由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，则滑动摩擦力将不变。

（2）[5]把两个完全相同的木块A和B叠放在一起，再用弹簧测力计拉着它们在水平桌面上匀速向右运动,

接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，可以得出滑动摩擦力的大小与压力大小有关。

（3）[6]将两个完全相同的木块A和B固定在一起，比较图丙和图乙，发现它们的弹簧测力计示数相等，

说明滑动摩擦力的大小与受力面积的大小无关。甲图中弹簧测力计的示数为0.6N,则木块受到的滑动摩擦

力为0.6N。丙图中将A、B紧靠着放在水平桌面上，接触面的粗糙程度不变，压力变为甲图中的2倍，故摩

擦力变为甲图中的2倍，所以图丙的弹簧测力计示数是1.2No

4.（2024天津津南一模）小明在研究”影响滑动摩擦力大小的因素”时，提出了如下猜想：

猜想一：滑动摩擦力的大小与接触面间的压力大小有关；

猜想二：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关；

为了验证猜想，准备了如下实验器材：一个带挂钩的木块（重6N）、一个祛码（重5N）、一块毛巾、一块

长木板和一个弹簧测力计；

小明利用如图1所示的实验装置进行实验，并得到下表所示的实验数据；

木板锯掉一半的木块

图1图2

实验序号压力/N接触面种类测力计示数/N

16木板1.5

26毛巾2.8

311毛巾5.3

（1）实验中用弹簧测力计水平匀速拉动木块，这样能够根据的知识得出拉力等于摩擦力，从而测出

木块所受摩擦力的大小；

（2）由实验①②数据，可验证猜想正确与否，并可以得出的结论是；

（3）实验后，小明突然想到“滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关”，于是他将木块锯掉一半，重复

图1的实验操作过程，如图2所示。比较实验结果，小明得出如下结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的

大小有关。你认为他的结论（填“可靠”或“不可靠”），理由是。

【答案】（1）二力平衡（2）二在压力相同的条件下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大（3）

不可靠没有控制压力相同

【解析】（1）[1]实验时，用弹簧测力计拉木块使它在水平木板或毛巾上做匀速直线运动，木块处于平衡

状态，木块在水平方向上受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡知识可知，这时滑动摩擦

力的大小等于弹簧测力计的示数。

（2）[2][3]由实验①②数据知，压力的大小相同，接触面的粗糙程度不同，可以验证摩擦力与接触面粗糙

程度的关系，即猜想二；由表格数据知，压力相同，接触面越粗糙，拉力越大，则摩擦力越大，可知：在

压力相同的条件下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

（3）[4][5]要探究摩擦力大小与接触面积的大小的关系，需使压力大小和接触面的粗糙程度相同，改变接

触面积的大小，而小明将木块切去一半，则在接触面积变化的同时，压力也发生了变化，没有控制压力相

同，不符合控制变量法的要求，所以得出结论不可靠。

5.（2024天津滨海新区一模）同学们用完全相同的长方体物块和海绵探究压力的作用效果与哪些因素有关。

（1）首先他们根据生活经验提出了猜想。如图所示，两个人对雪地的压力是相近的，但一个陷下去了，另

一个却没有，由此猜想压力的作用效果可能与有关；

（2）接着他们设计了如图所示实验来继续探究：实验中同学们通过观察来比较压力作用效果的;

（3）①通过比较图甲、乙，所得结论是：,压力作用效果越明显；

②通过比较图（填序号“甲”“乙”“丙”“丁”），说明受力面积相同时，压力越大，压力的

作用效果越明显；

③下列实例中运用到①中结论的是（填字母）；

A.汽车不能超载

B.菜刀钝了要磨一磨

（4）小组中的一位同学在对比甲，丁两图时，得出了“压力作用的效果与压力大小无关”的结论，请你指

出他在分析时的错误：。

【答案】（1）受力面积（2）海绵的凹陷程度（3）压力一定时，受力面积越小甲、丙B

（4）没有控制受力面积相同

【解析】（1）[1]如图所示，两个人与雪地的受力面积不同，因为两个人的压力是差不多的，所以猜想压

力的作用效果与受力面积有关。

（2）[2]根据转换法，实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。

（3）①[3]由图甲、乙可知，压力大小相同，受力面积不同，受力面积小的，海绵的凹陷程度大，说明压

力大小相同，受力面积越小，压力作用效果显著。

②[4]受力面积相同，由图可知，甲、丙的受力面积相同，丙图中的压力大，海绵的凹陷程度大，所以压力

越大，压力的作用效果越明显。

③[5]A.汽车不能超载是通过减小压力大小来减小压强的，没有用到①的实验结论，故A不符合题意；

B.菜刀钝了要磨一磨，是通过减小受力面积来增大压强的，用到了①的实验结论，故B符合题意。

故选B。

（4）[6]要探究压力作用效果与压力大小的关系，根据控制变量法可知，需控制受力面积相同。甲、丁两

图中，没有控制受力面积相同，所以不能得出压力作用的效果与压力大小无关的结论。

6.（2024天津河西一模）小薛和小程同学利用小桌、海绵、祛码等实验器材，探究“影响压力作用效果因

素”的实验，探究过程如图1所示。请你完成下列内容：

^也*-1*1/木板

__________________IJ—1I

甲乙丙丁

图1

（1）本实验通过观察海绵的来比较压力作用的效果；

（2）比较甲、乙两图，可以初步得出的结论是：在相同时，压力越，压力作用的效果越

明显;

（3）小薛联想到坦克车履带的设计，这可用图1中（选填“甲、乙”、“甲、丙”或“乙、丙”）

两组实验所得结论解释；

（4）如图1,若将丙图中放有祛码的小桌放在木板上，如图1丁所示，比较图丁与图丙，小桌对木板和海

绵的压强；（选填“相等”或“不相等”）

（5）如图2,三个质量分布均匀的长方体放在水平桌面上，现用三种方法均切去一半，剩余的一半仍在桌

面上。切割后，桌面受到的压强大小不变的是；（选填"A"、"B”或“C”）

（6）小程取三个高度均为方，密度均为O的实心均匀物体甲、乙、丙。甲、丙是圆柱体，乙是长方体，甲、

乙底面积相同且是丙底面积的2倍，如图3。把它们放在水平桌面的海绵上，发现海绵被压下的深度相同。

他分析出了甲、乙、丙三个物体对海绵的压强均为炉（写出推导过程），解释了“海绵被压下的

深度相同”的原因。

图2图3

【答案】（1）凹陷程度（2）受力面积大（3）乙、丙（4）相等（5）A（6）

Pgh

【解析】（1）[1]本实验采用转换法，通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用的效果。

（2）[2][3]甲、乙中，受力面积相同，乙图的压力较大，海绵的凹陷程度较明显，比较甲、乙两图，可以

初步得出的结论是：在受力面积相同时，压力越大，压力作用的效果越明显。

（3）[4]坦克车履带是通过增大受力面积，减小压强，这可用图1中乙丙两组实验所得结论解释，乙丙中

控制压力相同，受力面积越大，海绵的凹陷程度越小，说明压力相同，增大受力面积，可以减小压强。

（4）[5]丙丁的压力与受力面积相同，由〃=（得，小桌对木板和海绵的压强相等。

（5）[6]AB切割完后，密度不变，A的高度不变，B的高度减小，由"=pg/z得，切割后，A对桌面受到

的压强不变，B对桌面受到的压强变小；C切割完后，重力变为原来的一半，对桌面的压力变为原来的一半,

受力面积大于原来的一半或者小于原来的一半，由p=£得，切割完后，C对桌面的压强改变。

S

（6）[7]物体在水平面上，对水平面的压力等于物体重力，即

F=G=mg=pVg

柱形物体的体积为

V=Sh

则柱形物体对水平面的压强为

_F_pVg_pShg

pn———=phg

sss

甲、乙、丙是三个高度均为为，密度均为0的实心均匀物体。甲、丙是圆柱体，乙是长方体，则甲乙丙对水

平面的压强均为

P=pgh

7.（2024天津和平一模）小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，在U形管接头处加装了一个“三

通接头”，如图甲所示。

三通

接头婀

（1）U形管与探头连接时，阀门K应处于（选填“打开”或“关闭”）状态，以确保U形管内的水

面相平；组装完成后，轻压探头的橡皮膜到一定程度，U形管内液面有明显的高度差并保持稳定，说明装置

（选填“漏气”或“不漏气”）；

（2）比较图乙与.两图，可得出同一种液体内部压强随深度的增加而增大；比较图丙与丁两图，还可

初步得出结论:

（3）若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系，应将图戊中的探头向移动适当的距离;

移动探头后，观察到U形管水面高度差为此时探头受到盐水的压强为外，小婷取出探头放回水中，当

U形管水面高度差再次为M时，测出探头在水中的深度为0.2m,则2=Pa。

【答案】（1）打开不漏气（2）丙见解析（3）上2000

【解析】（1）[1]U形管与探头连接时，需要保持U形管两侧液面上方的气压相同，因此需要把阀门K打开。

[2]轻压探头的橡皮膜时，U形管内液面有明显的高度差并保持稳定，说明装置的气密性较好，装置不漏气。

（2）[3]探究液体压强与深度的关系，需要控制液体的密度相同，改变探头所处的深度，故乙、丙两图符

合题意。

[4]丙与丁两图中，同种液体，探头所处的深度相同，只改变探头的朝向，U形管液面的高度差几乎相同，

说明：同种液体、同一深度各个方向的压强大小相等。

（3）[5]若要通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系，需要控制探头所处的深度相同，因此图

戊中的探头需要向上移动。

[6]当U形管液面的高度差相同时，则探头受到的压强大小相等，所以探头受到盐水的压强为

p盐=p水=/?水g/zuLOxlO^kg/n?xlON/kgxO.2m=2000Pa

8.（2024天津红桥三模）小彬用如图所示的装置研究液体内部的压强。

隔板

橡

皮

膜

水

戊

<1）图甲中的装置是测量液体内部压强的仪器，它的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的。如果液体内部

存在压强，放在液体里的薄膜就会发生形变，U形管左右两侧液面就会产生；

（2）根据图乙、图丙所示现象可以研究：液体内部压强大小与的关系。根据研究得出的结论，

拦河坝应设计成（选填“下宽上窄”或“下窄上宽”）的形状；

（3）如图丙、图丁所示，保持探头在水中的深度不变，改变探头的方向，观察U形管左右两侧液面的变化,

得出结论：;

（4）通过学习，小彬利用掌握的液体压强知识测量实验所用盐水的密度，过程如下：

①向如图戊所示容器中的左侧倒入适量的水，橡皮膜向右凸起；

②再向容器中的右侧缓慢倒入盐水，直至橡皮膜恢复原状；

③测得水面到橡皮膜中心的深度为九；测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为生;

④可推导出该盐水密度的表达式为外水=（用％、卷、夕水表示）。

【答案】（1）高度差（2）液体深度下宽上窄（3）同种液体、同一深度，液体向各个方

向的压强相等（4）六P水

【解析】（I）[1]当将探头放在液体里时，由于液体内部存在压强，金属盒上的薄膜就会发生形变，u形管

左右两侧液面就会产生高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小，u形管液面的高度差越大，液

体内部的压强越大。

（2）[2][3]分析图乙、图丙的实验现象知道，两次实验中液体的种类相同而探头所处的深度不同，图丙中

U形管左右两侧液面高度差较大，这就说明图丙中探头所受的压强较大，由此我们可以得出初步结论：在同

种液体中，液体压强随着液体深度的增加而增大。因为液体内部的压强的大小随深度的增加而增大，为了

使拦河坝能承受更大的水压，因此拦河大坝应该做成上窄下宽的。

(3)[4]如图丙、图丁所示，保持探头在水中的深度不变，改变探头的方向，观察U形管两侧液面的高度

差，发现高度差不变；这表明：同种液体、同一深度，液体向各个方向的压强相等。

(4)④[5]在左侧加入适量的水，在右侧缓慢倒入盐水液体，直到观察到橡皮膜变平，则左右液体产生的

压强相同，测得水面到橡皮膜中心的深度为尿测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为心根据P=pg为可

知

P水g'-0盐水

则盐水的密度的表达式

=P^gK=\

0热水一gh2-///*

9.(2022天津西青二模)某同学按照如图所示的操作，探究影响浮力大小的因素。

777777777777777777777777

ABCDE

(l)物体受到的重力为N；

(2)物体全部浸没在水中时，受到的浮力是N；

(3)由三图可得出结论：物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关;

(4)物体的体积为m3；

(5)由A、D、E三图可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的有关。

【答案】(1)4(2)1(3)ABC或ABD(4)IXIO^4(5)密度

【解析】(1)[1]由图A可知，弹簧测力计的示数是4N,物体受到的重力为4N。

(2)[2]由AC两图，根据称重法，物体全部浸没在水中时，受到的浮力是

户所小/产4N-3N=1N

(3)[3]研究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关，要控制排开液体的密度相同，排开液体的

体积不同，选择ABC或ABD图。

(4)[4]物体的体积为

"唳=屋=1,0xl03kgWxl0N/kg=1X10"m3

（5）[5]由A、D、E三图可知，排开液体的体积相同，而排开液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，

浮力不相同，故可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的密度有关。

10.（2024天津和平一模）探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验：实验器材：体积相同的甲、乙两

物体（0/>0,>0.>0次），弹簧测力计，一杯水，一杯盐水，细绳。小明利用上述器材完成如图所示

实验，记录数据如下表：

实验物物体的物体浸在液体弹簧测力计示物体浸在液体中

液体

次数体重力/N中的体积/cm，数/N所受的力/N

1甲4水403.60.4

2甲4水603.40.6

3甲4水1003.01.0

4甲4盐水100

5乙2盐水1000.81.2

请你解答如下问题：

（1）第4次实验中，弹簧测力计的示数如图所示。表格中①的数据为—N,②的数据为—N。；

（2）比较第1、2、3次实验，能够得到结论：物体在液体中受到浮力大小与—有关；比较第3、4次实

验，能够得到结论：物体在液体中受到的浮力大小与—有关；

（3）探究物体在液体中所受浮力大小与物体本身密度的关系时，应比较—两次实验，根据实验数据可知

物体在液体中受到的浮力大小与物体本身的密度—（选填“有关”或“无关”）。

【答案】（1）2.81.2（2）物体侵在液体中的体积液体密度（3）4和5无关

【解析】（1）［1］如图所示，弹簧测力计的分度值为0.2N,指针指向“2N”之后的第4个小格，所以读数

为2.8No

［2］物体浸在液体中所受的力即为浮力，弹簧测力计示数稳定时甲物体处于平衡状态，竖直方向上受到重力、

弹簧测力计的拉力与浮力三个力的作用，对其受力分析，可知浮力的大小为

F^G-F^-2.8N=1.2N

（2）［3］比较第1、2、3次实验可知，研究对象以及液体的密度都不变，只有浸入液体中的体积发生改变,

而物体受到的浮力也随之发生改变，说明物体在液体中受到浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关。

［4］比较第3、4次实验可知，研究对象不变，物体浸在液体中的体积不变，液体的密度发生了变化，所受

的浮力也随之改变，说明物体在液体中受到的浮力的大小与液体的密度有关。

（3）［5］根据控制变量法的原则，探究物体在液体中所受浮力大小与物体本身密度的关系时，应保证液体

密度、浸入液体中的体积不变，改变物体本身的密度进行探究，所以应比较第4次实验与第5次实验。

［6］对比第4、5次实验可知，当物体本身的密度发生改变时，物体浸在液体中所受的力，即浮力，是不变

的，所以可知物体在液体中受到的浮力大小与物体本身的密度无关。

11.（2024天津武清三模）天津市道路交通安全规定：骑乘电动自行车应佩戴安全头盔，限载一名12岁以

下儿童，禁止超速行驶。实验小组联想到骑乘造成的危险伤害可能与电动自行车的动能有关，于是用钢球

模拟电动自行车，探究电动自行车的动能跟哪些因素有关。实验小组提出了以下猜想：

猜想1：由“限载”猜想电动自行车的动能大小与质量有关

猜想2：由“禁止超速”猜想电动自行车的动能大小与速度有关

为了验证上述猜想，老师提供了如下器材：斜槽、刻度尺、两个钢球A、B（〃皂＜，％）、木块和长木板。

（1）实验小组做了如图所示的三次实验：让钢球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的木块,

实验中通过比较木块被撞击后滑行的距离来反映；（选填序号）

①钢球撞击木块后的动能②钢球撞击木块前的动能③木块被撞击后的动能

（2）请你在方框内设计一个记录实验数据的表格；（)

（3）实验结束后，为了使甲、乙得出的实验结论更具有普遍性，实验小组多次更换不同质量的钢球重复实

验，其中一次钢球将木块撞出了木板，可能的原因是：;（选填序号）

①钢球与木板之间的摩擦变大了②更换的钢球质量太大了

（4）若利用如图所示的器材做“探究阻力对物体运动的影响”的实验，需要增加的器材是=

（选填序号）

①倾斜程度不同的斜面②粗糙程度不同的长木板③质量不同的钢球

【答案】（1）②（2）见解析（3）②（4）②

【解析】（1）[1]由于动能的大小不易观察到，所以本实验中使用了转化法，即钢球撞击木块前具有动能

的大小可通过木块移动的距离来反映。故①③不符合题意，②符合题意。

故选②。

（2）[2]根据题意，动能大小与物体质量和速度有关，则实验记录表格如下表所示：

实验次数钢球质量m/kg下滑高度A/m木块被撞击后滑行的距离s/m

1

2

（3）[3]由题意可得，钢球将木块撞出了木板说明碰撞前钢球的动能比较大，而动能的大小与钢球质量和

速度有关，所以可能的原因是更换的钢球质量太大了。故选②。

（4）[4]探究阻力对物体运动的影响时，需要改变接触面的粗糙程度，故①③不符合题意，②符合题意。

故选②。

12.（2024天津河东二模）小刚在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验时，提出了如下猜想：

猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；

猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关。

为了验证上述猜想，他们利用小桌、沙子、透明的箱子、质量不同的重物进行实验。如图所示，把小桌放

在平整的沙面上，让重物从高处落下，撞击桌面的中心部位，桌腿陷入沙子。如图为实验过程中的有关情

旦

O

（1）实验探究的是（选填“重物”或“小桌”）的重力势能；

（2）实验中通过比较来判断物体重力势能的大小；

（3）观察甲和乙两组实验，可以验证猜想，得出结论：当物体时，物体所处高度越大，重力

势能越大;

（4）通过比较（选填“甲和乙”、“乙和丙”或“甲和丙”）两图，可得出的结论是：物体

所处高度相同时，物体,重力势能越大。

【答案】（1）重物（2）桌腿陷入沙子的深度（3）质量相同（4）乙和丙质量越大

【解析】（1）[1]让重物从高处落下，探究重力势能的大小与哪些因素有关实验中，探究的是重物的重力

势能。

（2）[2]实验中通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的，桌腿进入沙堆越深，说明物体做

的功越多，它具有的重力势能越大，运用了转换法。

（3）[3]根据控制变量法的思想，研究重力势能与高度的关系要控制质量相同，比较甲、乙两图，物体的

质量相同，乙图中物体的高度较大，桌腿进入沙子较深，说明它的重力势能较大，可以得出：物体的质量

相同时，所在高度越高，重力势能越大。

（4）[4][5]探究重力势能与质量的关系时，应保持物体的高度相同。乙和丙两图满足实验要求；丙图质量

大，桌腿进入沙子较深，说明物体所处高度相同时，物体质量越大，重力势能越大。

13.（2024天津南开三模）物理兴趣小组在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）如图甲所示为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向（选填“左”或“右”）移一些;

（2）在调节时，使杠杆在水平位置平衡的目的主要是为了方便；

（3）如图乙所示，小组同学在杠杆左侧距支点18cm处悬挂2个钩码并保持不变，多次改变支点右侧的钩

码个数，并使杠杆始终在水平位置平衡。实验数据如下表所示：

实验次数阻力&/N阻力臂%/cm动力4/N动力臂r/cm

11181.512

211829

311836

分析实验数据，可以得出结论：在阻力和阻力臂不变的情况下，动力与动力臂成（选填“正比”或

“反比”）关系；

（4）若不在C点挂钩码，改用弹簧测力计在，点竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计从竖

直位置转到图丙所示位置时，其示数会（选填“变大”“不变”或“变小”）；

（5）实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了；

A.求平均值，减小误差

B.避免偶然性，验证普遍规律

（6）如图丁所示，一名工人正在用扳手拧下工件上一个紧固的螺丝，尽管他使出了浑身的力气，却没能成

功，结合上面（3）的结论，为了把螺丝拧下来，你给他的建议是=（写出一种即可）

【答案】（1）右（2）测量力臂（3）反比（4）变大（5）B（6）在扳手的手

柄上加上一个套筒

【解析】（1）[1]由图甲可知，杠杆的右端上翘，说明右端轻，应将平衡螺母向右端移动，给右端增重，

使杠杆在水平位置平衡。

（2）[2]在调节时，使杠杆在水平位置平衡时，力臂和杠杆重合，便于直接读取力臂。

（3）[3]据表中实验数据，发现

W=1.5x12=2x9=3x6=18

即动力与动力臂的乘积一定，所以动力与动力臂成反比。

（4）[4]弹簧测力计逐渐向右倾斜拉杠杆，拉力的力臂变小，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知,

拉力变大，即弹簧测力计示数变大。

（5）[5]实验中多次改变力和力臂的大小，目的是为了寻找普遍规律，避免偶然性。故选B。

（6）[6]用轮轴时，轮半径是轴半径的几倍，作用轮上的力就是轴上力的几分之一，为了把螺母拧下，用

了一个较长的套筒套在扳手柄上，相当于加长了轮半径，因此会更省力。

14.（2024天津河西二模）小海和小川同学用如图所示装置做“探究杠杆平衡条件”的实验，其中杠杆的

刻度均匀，每个钩码的重力均相等。请你完成下列内容：

图1图2图3

（1）他们把杠杆的中点支在支架上，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；杠杆平衡后，在实验过程中

（选填“能”或“不能”）再调节两侧的平衡螺母。

（2）如图1,杠杆已经平衡，如果在左侧钩码下增加一个钩码或者将左侧钩码向右移动2格，杠杆都将失

去平衡。由此可以猜想：杠杆的平衡可能与力的和力臂有关。

（3）为探究杠杆的平衡条件，小海设计了以下两种收集实验数据的方案，共中合理的是方案。（选

填“一”或“二”）

方案一方案二

实验

次数耳/

Nlx/cmF2/Nl2/cm4/Nlx/cmg/Nl2/cm

13335

22243

31125

（4）如图2所示，在2处挂2个钩码，则应在8处挂个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡；

当杠杆平衡后，将48两点下方同时增加一个钩码，则杠杆将（选填“左端下沉”、“右端下沉”

或“仍保持静止不动”）。

（5）如图3,小川用弹簧测力计替代钩码，先在8点竖直向下拉，然后将弹簧测力计绕6点逆时针旋转一

小段至如图所示位置。在旋转过程中，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐

（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

【答案】（1）不能（2）大小（3）二（4）3左端下沉（5）变大

【解析】（1）［1］杠杆平衡后，在往后的实验过程中不能再调节两侧的平衡螺母，应通过调节钩码的个数

和位置使杠杆平衡。

（2）［2］如果在左侧钩码下增加一个钩码，杠杆左侧力和力臂，左侧力臂不变，力变大，根据杠杆平衡条

件可知，杠杆将失去平衡，由此可以猜想：杠杆平衡可能与力的大小有关。

（3）［3］为探究杠杆的平衡条件，实验中应多次测量，需要改变动力、阻力的大小，故方案二合理。

（4）[4]在/处挂2个钩码，根据杠杆的平衡条件可知

E/k2Gx3/=66Z=AGX2/所以则应在8处挂3个钩码。

[5]如果再在/、6两处各加挂一个钩码

3GX3D4GX2/所以杠杆左端下沉。

（5）[6]在旋转过程中，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力变大，所以弹簧测力计示数会变大。

15.（2023天津南开三模）在“探究小车运动快慢”的实验中，小明设计了如图所示的实验装置；小车从

斜面顶端/点由静止下滑，6为4C的中点，。处立有一金属片，小车到达4B、C三处时电子表的显示（数

字分别表示“时：分：秒”）分别如下，贝U：

"目目

（1）该实验是依据公式进行测量的；

（2）实验中应使斜面的坡度较（填“大”或“小”），目的是（填“延长”或“缩短”）

运动时间，减小测量时间的误差；

（3）根据图中信息可知：小车通过上半段路程的平均速度为■=m/s,小车在上半段路程的平均速

度（选填“大于”、“等于”或“小于”）全程的平均速度；

（4）小明想测量小车在整个运动过程中下半段的平均速度，他应该将小车从（选填或"B”）

处静止释放，在6处开始计时，在C处停止计时。

【答案】（1）”上（2）小延长（3）0.2小于（4）/

t

【解析】（1）[1]“探究小车运动快慢”需要测量小车通过的路程，计算小车运动时所用的时间，故该实

验是依据公式v=£进行测量的。

t

（2）[2][3]实验中应使斜面的坡度较小，这样能使小车在斜面上速度改变得慢一些，目的是延长运动时间，

便于测量时间，减小测量时间的误差。

（3）[4][5]根据图中信息可知，小车通过上半段路程所用时间为

«10：35：03-1O：35：OO=3s

小车通过上半段路程的平均速度为

11,

5.-xl20xl02m

v上=—=——=------------=0.2m/s

‘AB’AB3s

小车通过全程所用时间为

tAC=10：35：05-10：35：00=5s

小车通过全程的平均速度为

s,120xl(T2m,

v,、=—!-=----------=0.24m/s

'AC5s

所以小车在上半段路程的平均速度小于全程的平均速度。

（4）[6]小明想测量小车在整个运动过程中下半段的平均速度，他应该将小车从力处静止释放，在6处开

始计时，在C处停止计时。

16.（2024天津河西一模）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，请你完成下列内容：

（1）把天平放在水平台上，将游码移到零刻度线处，指针位置如图所示，此时应向（选填“左”或

“右”）调节平衡螺母，直至横梁平衡；

（2）用调好的天平测量适量稻谷种子的总质量叫，天平平衡时右盘祛码质量和游码在标尺上的位置如图所

不，叫=g;

100g

50g

IIIiIIIIIIIIIIIIIIIIIII

012345g

（3）往量筒中加入适量的水，测得其体积匕为300cm3,将上述种子放入量筒中，种子全部沉入水中，如

图所示，此时水和种子的总体积匕=

—500

1400

三200

E-ioo

（4）种子的密度夕=g/cm3；

（5）由于种子浸没在水中会吸水，测得的总体积以及种子的体积都会偏,种子密度的测量值与真实

值相比偏。（均选填“大”或“小”）

【答案】（1）左（2）153（3）400（4）1.53（5）小大

【解析】（1）[1]由图可知，此时指针右偏，根据天平指针“左偏右调，右偏左调”的原则，此时平衡螺

母应当向左调节。

（2）[2]天平平衡时物体的质量等于右盘祛码质量加上游码在标尺上所对的刻度值，则稻谷种子的总质量

勿尸100g+50g+3g=153g

（3）[3]如图，将100mL平均分成10等分，分度值为10mL,此时的读数为400mL,即水和种子的总体积为

400mLo

（4）[4]由题意及上述分析可得，种子的体积为

片400mL-300mL=100mL=100cm3

种子的密度为

一叫L153g

=1.53g/cm3

V100cm3

（5）[5][6]由于种子吸水，导致水和种子的总体积偏小，从而使排开的水体积变小，而排开水的体积即为

种子的体积，体积变小，质量不变，密度变大。

17.（2024天津南开一模）小明利用托盘天平和量筒测量某种液体的密度，部分操作过程如图所示:

（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上，静止时指针如图甲所示，此时应将平衡螺

母向（选填“左”或“右”）调节，使天平在水平位置平衡；

（2）将液体倒入烧杯中，并用天平测量烧杯和液体的总质量，小明按从大到小的顺序将祛码放入右盘，当

将祛码盒中最小的祛码放入右盘后，指针仍如图甲所示，接下来他应该；

（3）如图乙所示，利用天平测出烧杯和液体的总质量0是g；

（4）然后将烧杯中的液体倒入量筒中，测量出液体的体积为K多次改变烧杯中液体的质量，得到了几组

烧杯和液体的总质量以及液体体积的数据，并绘制出了如图丙所示的加-^图像，则液体的密度为

g/cm3；

（5）本次实验测得液体的密度可能（选填“偏大”或“偏小”），主要原因是o

【答案】（1）右（2）向右移动游码，直到天平平衡（3）61.2（4）1（5）偏大见

解析

【解析】（1）[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上，静止时指针如图甲所示，指

针向左偏，说明左端重，需要将平衡螺母向右调节，给右端增重，使天平在水平位置平衡。

（2）[2]小明按从大到小的顺序将祛码放入右盘，当将祛码盒中最小的祛码放入右盘后，指针仍如图甲所

示，指针向左偏，说明右盘轻，应向右移动游码，直到天平平衡。

（3）[3]如图乙所示，横梁标尺的分度值为0.2g,游码对应的刻度为1.2g,则烧杯和液体的总质量为

"2=50g+10g+1.2g=61.2g

（4）[4]由图丙可知，当丫=0时，m=20g,即烧杯质量为20g。当液体的体积V=8001?时，烧杯和液体的

总质量m=100g,则此时液体的质量为

m滋=100g-20g=80g

则液体的密度为

V80cm3

（5）[5][6]将烧杯中的液体倒入量筒中时，烧杯内液体有残留，测得液体的体积偏小，根据〃=£可知,

本次实验测得液体的密度可能偏大。

18.（2024天津河西一模）物理兴趣小组的同学们在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”实验时,

提出如下猜想:

猜想一：滑轮组的机械效率与物体提升的高度有关;

猜想二：滑轮组的机械效率与动滑轮所受的重力有关;

猜想三：滑轮组的机械效率与被提升物体所受的重力有关。

根据猜想，利用如图甲、乙、丙所示的装置进行实验探究，测得的实验数据如下

表所示。请你完成下列内容：

\\\\\\\\

A/

V

J

i7

s

丙

乙

实验次钩码所受的重力提升高度拉力绳端移动的距离机械效率

数G/N/i/mF/Ns/m

12.00.10.900.374.1%

24.00.11.500.388.9%

34.00.11.250.4

44.00.21.500.888.9%

（1）小欣同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止时读数，他的想法是一

（选填“正确”或“错误”）的；

（2）分析表中数据可知：第3次实验是利用了图（选填