2022年中考物理复习力学实验微专题（二）

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2．小云实验小组用如图甲所示的实验装置“探究浮力的大小跟哪些因素有关”。
（1）分析b、c两次实验可知：浸在液体中的物体受到浮力的大小与 有关；
（2）分析c、d两次实验可知：浸在液体中的物体受到浮力的大小与浸没深度 ；
（3）分析c、e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）若先完成实验c，再完成实验a，则测得的浮力将 （选填“偏大”或“偏小”）；
（5）完成上述实验后，小云又利用如图乙所示的装置来测量实验中所用金属块的密度，实验过程如下：
①将空烧杯漂浮在水槽内，用刻度尺测得水面高度为h1；
②将金属块放在烧杯内，用刻度尺测得水面的高度为h2；
③ ，用刻度尺测得水面高度为h3；
④金属块的密度ρ金属＝ （用ρ水，h1，h2，h3表示）。
3．下列甲、乙、丙、丁四幅图是某实验小组利用弹簧测力计、溢水杯、圆柱形物块、小桶和水“探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系”的过程情景，其中弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4。
（1）在实验操作前细心的明天同学指出：在情景甲中存在错误，该错误是溢水杯中水面 。
（2）纠正错误后，该探究实验的合理顺序为 （用甲、乙、丙、丁表示）。
（3）在情景乙的测量中，溢水口还在溢水过程中，义正同学便急忙把小杯移开，开始测量小杯和溢出水的总重力，这样会导致测得“排开液体所受重力” （选填“偏小”、“不变”或“偏大”）。
（4）在完成实验之后，陶子同学发现实验桌上有一瓶用于测量密度的盐溶液，她思考之后建议：利用浮力来测量该液体的密度，经过组内一番讨论，仅增加了戊图（注意：戊图中是盐水，乙图中是水）所示情景，此时弹簧测力计示数为F5，则待测盐溶液的密度ρ液可表示为ρ水或ρ水，其中X＝ （用F1、F5表示）。
4．小乐设计如下实验验证阿基米德原理。把弹簧测力计上端固定在铁架台的铁夹上，用粗铁丝做一个框，挂在弹簧测力计挂钩上，在粗铁丝框上端悬吊一个金属块，下端放一小杯。在金属块的正下方有一溢水杯，溢水杯放置在铁架台的支架上，溢水杯跟金属块、粗铁丝框都不接触，如图甲所示。
（1）如图甲→乙→丙，平稳抬高放有溢水杯的支架，使金属块缓慢浸没到水中，此过程中，弹簧测力计示数均为 N，说明 。
（2）再平稳缓慢地降低放有溢水杯的支架，使金属块完全离开水面，如图丁所示。此时弹簧测力计的示数为4.4N，由此可计算出金属块完全浸入到水中时所受到的浮力约为 N。
5．小东利用如图所示器材，做“使用动滑轮是否省功”的实验。请将他的实验步骤补充完整并回答相应的问题。
（1）实验步骤：
①如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地匀速向上提升一定高度，并同时用刻度尺测量，记录拉力F1与高度h，根据公式W1＝ ，计算拉力所做的功W1；
②如图乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地匀速向上提升相同高度h，记录拉力F2，计算拉力所做的功W2；
③比较W1和W2的大小关系，得出结论。
（2）该实验中W1和W2的大小关系应该是W1 W2（选填“＞”、“＝”或“＜”），其原因是 。
6．如图：在探究“使用斜面能否省功”的实验中：
（1）本实验中的测量工具除了要用到弹簧测力计外，还需要用到 .
（2）实验时应当用弹簧测力计测量小车重力G和沿斜面匀速拉动小车的拉力F；
测量和记录小车升高高度h时运动的距离s；
（3）记录数据的表格如下：
由表格数据计算出W1＝ J，W2＝ J；
分析后得到实验结论：使用斜面 （能/不能）省力， （能/不能）省功.
生活中你发现哪些地方应用了斜面？请举一例： 。
7．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，汽车的动能大小跟什么因素有关？于是他们进行了如下探究：
（1）【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。
（2）【进行实验]】们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜面的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的木块，将木块撞出一段距离。
（a）该实验是通过观察 来说明金属球对木块做功的多少，从而得出结论的，这种研究方法是 （选填“等效替代法”或“转换法”）
（b）水平面太平滑或太粗糙，都不利于实验进行。太平滑，木块被撞击后，滑行的距离 ；太粗糙，木块被撞击后，滑行的距离 （两空均选填“太长”或“太短”）。物块被撞击得越远，说明金属球到达水平面时的动能就 。
（3）【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： 。
（4）【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。
8．小明同学在“探究重力势能的大小与什么因素有关”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，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。
（1）实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是： 。
（4）小明同学在做猜想二实验时，联想到本实验的器材与“探究压力作用效果的因素”实验很相似，于是想用海绵替代装沙子的盆来完成实验， （选填“能”或“不能”）根据小桌桌腿陷入海绵深度来判断铁块下落前的重力势能。
9．某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时，猜测弹性势能可能与形变量x成正比，也可能与形变量的平方x2成正比。用如图装置进行探究，将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上，刻度尺与杆平行，进行了如下操作：
①弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平面的高度h0：
②将中间有孔的小物块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压物块，读出此时弹簧上端到水平面的高度h1；
③释放小物块，当物块上升到最大高度时，读出物块下端到水平面的高度h2；
④改变弹簧的压缩长度，重复步骤②③，将测出的数据记录在表格中，并计算出弹簧的形变量x、形变量的平方x2和小物块上升的距离Δh；
（1）实验中弹簧的形变量x＝ ，弹簧弹性势能大小是通过 来间接反映的；
A.h0﹣h1
B.h2
C.h2﹣h
D.h2﹣h1
（2）该同学根据表中数据分别做出图甲Δh﹣x和图乙Δh﹣x2图象，由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小 。
A.与形变量成正比
B.与形变量的平方成正比
C.与形变量无关
（3）若4次实验均未超过弹簧的弹性限度，则表内空白处应填数据为Δh＝ ，h2＝ 。
10．某物理实验小组利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件，实验中每个钩码重力相等，杠杆刻度均匀。
（1）在实验过程中，将杠杆在水平位置调节平衡，目的是： 。
（2）小明调节杠杆水平平衡后，如图甲在杠杆左右两侧挂钩码，调节杠杆平衡，并记录三组数据如下表所示。
分析表中的数据，小明得出杠杆的平衡条件是： 。
（3）小红实验时将杠杆的两端挂上钩码，发现杠杆会向左侧转动如图乙所示。为了使杠杆在水平位置平衡，她将右侧的平衡螺母向右调节，使杠杆恢复水平并记录数据，小红的做法是否正确，并分析原因 。
（4）如图丙所示，若在杠杆的左侧C点处，悬挂上钩码，用弹簧测力计绕D点顺时针旋转，使杠杆仍在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数变化为： 。请画出弹簧测力计位于实线位置时拉力的力臂l1。
【拓展】如图丁所示，将一块厚度均匀的木板放到AB两个支架上，已知木板长16m、重400N，AB相距8m且相对于木板的中心对称，现有一个重500N的球，从A点出发向右滚动 m时，木板对A点的压力刚好为0。
11．在探究“杠杆平衡的条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆（每小格均等长）、铁架台、刻度尺、细线和若干个重为1N的钩码。
（1）为了便于测量力臂要将如图甲所示杠杆调节在水平位置平衡，应将平衡螺母适当往 （选填“左”或“右”）调；让杠杆在水平位置平衡的目的是 。
（2）杠杆调节好后，进行了三次实验，实验情景如图乙、丙、丁所示，以两边钩码的重力分别为动力F1和阻力F2，对应的力臂为L1和L2由此可得杠杆的平衡条件为： 。实验中进行多次实验的目的是 （选填“A”或“B”）；
A、取平均值减少误差
B、使实验结论具有普遍性
（3）将如图丁所示杠杆两边的钩码各撤掉1个，则杠杆 （选填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）；
（4）如图1所示，用细绳竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，则拉力F为 N；保持杠杆平衡，将细绳转到虚线位置时，拉力F大小将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；
（5）在生活、生产中经常应用到杠杆的平衡条件，例如用天平测量物体的质量。某次用天平测量物体质量时，如图2所示，则物体的质量为 g。
12．小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升（支点和杠杆的摩擦不计）。问：
（1）重为5N的钩码挂在A点时，人的拉力F为4N，钩码上升0.3m时，动力作用点C上升0.5m，此时有用功为 J，总功为 J，机械效率η1为 。
（2）小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m。问：人的拉力F与第一次相比 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；有用功W有用与第一次相比 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；额外功W额外与第一次相比 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；比较此时的机械效率η2 η1（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
13．斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，那么斜面省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）
小明做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关；猜想2：与斜面的倾斜程度有关；猜想3：与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。
回答下列问题：
（1）物体从斜面底端沿斜面匀速拉到顶端过程中，拉力的大小F 物体在斜面上受到的摩擦力f的大小（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
（2）通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时， ；
（3）小明通过实验验证猜想3是错误的，他的依据是 ；
（4）完成实验后，小明还想知道实验1中物体在斜面上受到的摩擦力f的大小。已知斜面倾角θ时，斜面长1m、高0.5m，分析可知f＝ N。
14．小华在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得数据如表所示：
（1）在实验中，测绳端拉力F时，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数。
（2）第2次实验测得的机械效率为 （结果保留整数）。
（3）分析表中数据可知：第4次实验是用 （a/b/c）图做的。
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组， 可以提高滑轮组的机械效率，分析第1、3次实验数据可知：影响滑轮组的机械效率高低的因素主要是 。
（5）分析第 次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
15．如图所示是小聪和小红同学设计的“探究斜面机械效率”的实验装置：
Ⅰ小聪分别使用等重的木块a和小车（有轮子）完成了机械效率的测量，相关数据如表所示：
（1）每个实验都有需要特别强调的注意事项，如在本实验中，用弹簧测力计拉动物体时，需要注意两点：一是拉力方向要与斜面平行；二是要让物体沿斜面做 运动。
（2）第2次实验中斜面的机械效率为 。小聪的两次实验对比，可以研究斜面的机械效率与 的关系，得出的结论是 。
Ⅱ小红同学利用木块b、木板、刻度尺、弹簧测力计等器材测得的数据如表：
请你根据表中的数据解答下列问题：
（1）第2次实验中，斜面的机械效率为 。
（2）小红的两次实验对比，可以研究斜面的机械效率与 的关系，得出的结论是：用斜面拉同一个物体， ，斜面机械效率越高。
16．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小明利用同一滑轮组先后提升不同重量的物体进行实验，如图甲和乙所示，不计空气阻力。实验测量的数据记录在表格中：
（1）根据测量的实验数据，可计算出表格中的横线上应填的数据大小为 （用百分数表示）。
（2）分析实验数据，可初步得出的实验结论为：同一滑轮组的机械效率与 有关。
（3）小明在实验操作过程中发现：一边拉动弹簧测力计一边读数，非常不方便，因为这样弹簧测力计示数不稳
定，为了方便读数，小明认为可以让弹簧测力计保持静止时读数，他的这种想法显然是错误的，因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响，如果让弹簧测力计保持静止时读数，则所测出的滑轮组机械效率将比其真实值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（4）如果不计绳重和摩擦，只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组，并利用图丙方案提升相同重量的物体，对比甲图和图丙所示的滑轮组的机械效率，可知η甲 η丙（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
需要测的物理量
用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车时的拉力F/N
小车升高高度h时沿斜面运动的距离s/cm
拉力做的功W1/J
小车受到的重力G/N
小车升高高度h/cm
克服小车的重力做的功W2/J
1.2
50
2.5
20
实验序号
铁块质量m/g
铁块距桌面高度H/cm
桌腿进入沙子的深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
实验次数
h0/m
h1/m
h2/m
x/m
x2/m2
Δh/m
1
0.50
0.40
0.55
0.10
0.01
0.15
2
0.50
0.30
0.90
0.20
0.04
0.60
3
0.50
0.20
1.55
0.30
0.09
1.35
4
0.50
0.10
0.40
0.16
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
1.0
0.15
1.0
0.15
2
1.5
0.20
0.5
0.60
3
2.0
0.30
1.5
0.40
实验序号
1
2
3
4
5
6
斜面倾角
θ
θ
θ
θ
θ1（θ1＞θ）
θ2（θ2＞θ1）
斜面的表面材料
木板
毛巾
木板
木板
木板
木板
物块重 G/N
2.0
2.0
4.0
6.0
2.0
2.0
沿斜面拉力 F/N
1.35
1.52
2.70
4.05
1.52
1.70
物理量
实验次数
钩码总重G/N
钩码上升的高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
74%
2
6
0.1
2.4
0.3
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.4
1.0
57%
次数
物体
物重G/N
拉升高度h/m
拉力F/N
拉动距离s/m
机械效率η/%
1
木块
6
0.1
1.20
1
50
2
小车
6
0.1
0.75
1
实验次数
斜面倾斜
程度
木块重力G/N
拉升高度h/m
拉力F/N
拉动距离s/m
机械效率η
1
较缓
3
0.2
1.6
1
37.5%
2
较陡
3
0.3
1.8
1
次数
物重/N
提升高度/m
拉力/N
绳端移动距离/m
机械效率η
1
3
0.1
2.0
0.3
50%
2
6
0.1
3.2
0.3