专题10 力学重点实验（原卷版）

专题10：力学重点实验实验一：探究杠杆的平衡条件1．（2022•宜宾）如图是小净利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。次数动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm11.0102.0521.550.515320151.520（1）实验前没挂钩码，杠杆静止的位置如图甲，为使杠杆在水平位置平衡，应将螺母向（选填“左”或“右”）端调节；（2）在杠杆调整到水平位置平衡后，利用钩码和刻度尺测量出杠杆平衡时各个力及其力臂，测得数据如表；由以上实验数据，可得出杠杆的平衡条件是：。（3）进行3次实验的目的是（单项选择，选填正确答案标号）；A.取平均值减小误差B.归纳出物理规律C.使每组数据更准确（4）如图乙，由杠杆的平衡条件可知杠杆的（选填“左”或“右”）端会下沉；要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变两侧钩码各自数量的前提下，仅需把左侧钩码。（5）如图丙，用同一弹簧测力计两次挂在杠杆的同一位置用力拉（不超过弹簧测力计的量程），均使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计第二次的示数比第一次的示数（选填“大”或“小”）；（6）如图丁，有一左粗右细的直木棒，悬挂使其水平平衡，仍利用钩码和刻度尺，使用该直木棒（选填“能”或“不能”）探究“杠杆平衡条件”；（7）如图戊，杆秤是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。根据杠杆平衡条件，杆秤的刻度应是的（选填“均匀”或“非均匀”）。实验二：探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关2．（2022•鄂尔多斯）图甲是“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”实验的装置。（1）实验中水平拉动物块B做匀速直线运动，根据知识，测出物块B所受滑动摩擦力的大小，此运动过程中砝码（选填“受”或“不受”）摩擦力。（2）“创新小组”在实验过程中记录的数据如表：次数压力F压/N接触面（粗糙程度）摩擦力Ff/N13木板1.224木板1.635木板2.045棉布2.555毛巾3.0①比较3、4、5三次实验数据，可以得出结论：在相同时，接触面越，滑动摩擦力越大。②该组又将木板A组装成斜面，如图乙所示，将物块B和砝码的总重力增加到10N，在用F＝9.2N的拉力沿斜面匀速将物块B由底端拉到顶端的过程中，物块B克服摩擦力做功为J，物块B对斜面的压力为N。（木板的厚度忽略不计）（3）由于图甲实验中较难保持物块B做匀速运动，弹簧测力计示数不稳定。“科技小组”改为用图丙进行实验后，发现在拉动木板A'运动的过程中，测力计示数变化明显，其原因可能是。3．（2021•齐齐哈尔）为了探究滑动摩擦力大小与什么因素有关，小夏设计了如图所示实验（实验所用棉布比木板表面粗糙）。（1）实验过程中，弹簧测力计应沿水平方向拉着物块做运动，根据知识，可知滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。（2）在这四次实验中，滑动摩擦力最小的是（选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）。（3）比较甲、乙两次实验，是为了探究滑动摩擦力大小与是否有关；比较乙、丙两次实验，是为了探究滑动摩擦力大小与是否有关。（4）比较甲、丁两次实验，发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数，小夏由此得出结论：滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是的（选填“正确”或“错误”），理由是。（5）小夏对实验装置进行改进后，如图戊所示，当他再进行实验时，发现效果更好。请你说出改进后的优点是（写出一条即可）。实验三：探究浮力大小与哪些因素有关4．（2022•黔西南州）小明与同学一起利用弹簧测力计、玻璃杯、金属块、水、浓盐水等实验器材，探究浮力的大小与哪些因素有关。他们正确的进行了如图所示的实验操作：实验次数液体种类金属块的重力/N金属块浸入情况金属块在液体中时测力计的示数/N金属块所受浮力/N1——2.7——————2水2.7部分2.00.73水2.7全部1.71.04浓盐水2.7全部1.5（1）根据以上实验，把表中数据填写完整：（2）分析实验②③可得：液体密度相同，金属块排开液体的体积越大，浮力越；（3）分析实验③④可得：金属块排开液体的体积相同，液体密度越大，浮力越；（4）结论：浮力的大小与和有关。（5）用这种实验方法，还可以测量的密度。（6）小明完成上述实验后，找来合适的玻璃杯，倒入足够深的水，将挂在测力计上的金属块逐渐下降，但不接触容器底。绘制出了实验中测力计的示数F随物体下表面至水面深度h变化的F﹣h图像（图⑤）。分析图像可知：当金属块浸没水中后继续下降过程中测力计的示数，这表明：浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度。实验四：测量固体的密度5．（2021•宜宾）小刚同学用弹簧测力计、几根细线、两个水槽和足量的水，来测量某种液体和小石块的密度，不计小石块质量、体积的变化。他设计了下面的实验方案：①将适量的水和待测液体分别倒入两个水槽中；②如图甲，用细线系住小石块，在空气中用弹簧测力计竖直悬挂小石块，读出弹簧测力计示数，记为F1；③如图乙，小石块浸没在水中，用弹簧测力计测出受到的拉力，记为F2；④如图丙，小石块浸没在待测液体中，用弹簧测力计测出受到的拉力，记为F3；请根据上述实验，回答下列问题（请用F1、F2、F3、g、ρ水这些量来表示）。（1）小石块的重力大小为；（2）小石块浸没在水中所受到的浮力大小为；（3）小石块浸没在液体中所受到的浮力大小为；（4）小石块的体积为（选填“A”、“B”或“C”）；A．B．C．（5）小石块的密度为（选填“A”、“B”或“C”）；A．•ρ水B．•ρ水C．•ρ水（6）待测液体的密度为（选填“A”、“B”或“C”）；A．•ρ水B．•ρ水C．•ρ水（7）本实验中要对液体和小石块的密度进行多次测量，其目的是（选填“A”或“B”）。A．使实验结论具有普遍性B．求平均值减少实验误差实验五：测量液体的密度6．（2022•资阳）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。实验六：探究液体压强与哪些因素有关7．（2022•张家界）物理课上，同学们利用压强计“研究液体内部压强”，进行了如下的操作。（1）实验前，用手指按压橡皮膜，发现U形管中的液面升降灵活，说明该装置（选填“漏气”或“不漏气”）。小明没有按压橡皮膜时，U形管两侧液面就存在高度差（如图①所示），接下来的操作是（选填字母）。A.从U形管内向外倒出适量水B.拆除软管重新安装C.向U形管内添加适量水（2）实验时，小王将探头放入水下，U形管两侧水面高度差为8cm，此时U形管内外的气压差为Pa。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（3）正确操作后，分析图②、图③的实验现象，得出结论：同种液体中，液体压强随液体深度的增加而。（4）分析图③、图④的实验现象，得出结论：在深度相同时，液体的越大，压强越大。（5）小王用图⑤所示的装置测量未知液体的密度：在左侧加入适量的水，在右侧缓慢倒入待测液体，直到橡皮膜刚好变平，她测量了以下物理量：A.右侧待测液体到容器底的深度h1B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2C.左侧水到容器底的深度h3D.左侧水到橡皮膜中心的深度h4请你推导出待测液体密度的表达式为ρ＝（选择题中合适的字母和ρ水表示）。实验七：探究物体的动能跟哪些因素有关8．（2022•阜新）在探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，如图甲、乙、丙所示，将A、B、C三个钢球先后从同一装置高度分别为h1、h2、h3的位置由静止开始滚下（mA＝mB＜mC，h1＝h3＞h2），水平面上同一位置的木块被撞出一段距离后停下。请回答以下问题：（1）该实验探究的是（填“木块”或“钢球”）的动能。（2）实验通过观察木块被钢球撞出的长短来判断钢球动能的大小，这种研究问题的方法叫。（3）比较两图进行的实验，可以探究钢球动能大小与速度有关。（4）比较两图进行的实验，可以探究钢球动能大小与质量有关。此探究过程中两球刚好运动到水平面时的速度（填“相等”或“不相等”）。（5）由此实验联想到某段道路限速牌上标明“100”和“80”字样，（填“大客车”或“小轿车”）的限速应该是80km/h。实验八：探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系9．（2022•枣庄）小李同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。（1）实验步骤如图1所示，甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，物体受到的浮力F浮＝。（2）小李利用三个不同物体a、b、c进行实验探究，实验数据如下表：物体物重G/N物体浸没在水中测力计的示数F/N浮力F浮/N空桶重G0/N桶与排开水的总重G1/N排开水重G排/Na1.20.70.50.61.10.5b21.40.60.61.20.6c2.41.70.70.61.20.6分析表中物体a、b的实验数据，小李得出的结论是：。（3）小李在探究物体c所受浮力的实验中，排除各种测量误差因素的影响，发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力，请分析实验操作中造成这种结果的原因：。（4）小张利用身边的器材对小李的实验进行改进：两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯（由饮料瓶和吸管组成）、薄塑料杯（质量忽略不计）等器材，装置如图2所示。实验时小张逐渐向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，观察到弹簧测力计A的示数逐渐，弹簧测力计B的示数逐渐，若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA，弹簧测力计B的示数变化量为ΔFB，则它们的大小关系是ΔFAΔFB（选填“＞”、“＝”或“＜”）；（5）针对两种实验方案，小张实验装置的优点是（填答案标号）。A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小B.实验器材生活化，实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化实验九：测量物体运动的速度10．（2021•丹东）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）该实验的原理是。（2）AB段距离sAB＝cm，小车在AC段平均速度vAC＝m/s。（3）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”）。（4）下列图象中能正确反映小车在斜面上运动情况的是。（5）小明进一步实验测得小车在斜面上运动时，前半程平均速度为v1，后半程平均速度为v2，则小车全程平均速度v＝（用字母v1和v2表示）。实验十：测量滑轮组的机械效率11．（2022•铜仁市）课后延时服务社团活动中，“勇创”兴趣小组计划探究“影响滑轮组机械效率的因素”的实践活动，提出如下科学猜想：猜想一：滑轮组机械效率可能与被提升物体的重力大小有关；猜想二：滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关。现有实验器材支架、细绳、轻质滑轮2个、弹簧