资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩8页未读，
继续阅读
所属成套资源：备战2023年物理新中考二轮复习热点透析
成套系列资料，整套一键下载
备战2023年物理新中考二轮复习热点透析疑难点拨04 力学实验探究
展开
这是一份备战2023年物理新中考二轮复习热点透析疑难点拨04 力学实验探究，文件包含备战2023年物理新中考二轮复习热点透析疑难点拨04力学实验探究解析版doc、备战2023年物理新中考二轮复习热点透析疑难点拨04力学实验探究原卷版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共30页， 欢迎下载使用。
疑难点拨04 力学实验探究
一、 考向分析
力学探究类实验较多，常考的如：重力与质量的关系；影响滑动摩擦力大小的因素；二力平衡的条件；阻力与运动的关系（牛顿第一定律）；影响压力作用效果的因素；液体压强的特点；影响浮力大小的因素；浮力与物体排开液体的重力大小的关系；杠杆平衡原理；影响滑轮组机械效率高低的因素；影响动能大小的因素等。其中高频考点主要集中在影响滑动摩擦力大小的因素、杠杆平衡原理这两个实验。
二、 考点详解
一、运动和力
1.牛顿第一定律与惯性
牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
惯性：物体具有保持原来运动状态不变的性质。
2.二力平衡及条件
二力平衡：如果一个物体在两个力的作用下能保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这两个力平衡。
二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一物体上、在同一条直线上。
3.二力平衡的应用
判断标准：物体处于静止或匀速直线运动状态。
结论：物体一定受到平衡力。
4.平衡力和相互作用力的异同点
平衡力和相互作用力的对比
相同点：两个力等大、反向、共线。
不同点：平衡力作用在同一物体上；相互作用力作用在两个物体上。
二、压强和浮力
1.增大或减小压强的方法
压强等于单位面积上所受到的压力，压强的大小与压力和受力面积的大小有关。
增大压强：增大压力或减小受力面积。
减小压强：减小压力或增大受力面积。
2.液体和气体压强的规律
液体压强的规律：
液体内部向各个方向都有压强；同一深度处向各个方向的压强都相等；液体的压强与液体的密度有关。
大气压强的规律：
随着高度的增加压强越来越小；液体的沸点随压强的增大而升高。
3.阿基米德原理
浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力；这一原理对于气体同样适用。
4.物体的浮沉
物体的浮沉取决于重力与浮力的大小关系，重力大于浮力，将下沉；重力等于浮力，漂浮或悬浮；重力小于浮力，将上浮，上浮的最终结果是漂浮。
三、功和功率、简单机械、机械效率
1.做功的两个必要因素
2.功、功率的概念及有关计算
3.有用功、总功、机械效率
4.探究影响动能大小的因素
5.杠杆
（1）支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂是杠杆的五要素。
（2）支点：杠杆绕着转动的点。
（3）力臂：指从支点到力的作用线的距离。（过支点向力的作用线画垂线就是力臂，垂足要落在力的作用线上）
杠杆的分类：
省力杠杆：动力臂大于阻力臂 动力小于阻力 省力、费距离
费力杠杆：动力臂小于阻力臂 动力大于阻力 费力、省距离
等臂杠杆：动力臂等于阻力臂 动力等于阻力 不省力、不费力
6.探究：杠杆的平衡条件
（1）杠杆平衡：杠杆静止不动或匀速转动。
（2）杠杆平衡条件：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂或F1L1=F2L2。
7.滑轮、其他简单机械
轮轴：实质上是一个变形的杠杆，大小轮的半径就是两个力臂。作用在大轮上的力小但费距离。
应用：螺丝刀、钥匙、扳手、方向盘、车把、水龙头开关等。
斜面特点：省力、费距离。斜面越平缓，越省力。
8.机械效率：。
三、真题再现
1．（2021·广东东莞·八年级期末）小刚发现汽车在柏油马路上容易停下来，而在冰雪路面上不容易停下来。
（1）由此小刚猜想：滑动摩擦力的大小可能与______有关。于是小刚利用长木板、毛巾、装有沙子的纸盒A、长方体物块B，以及弹簧测力计做了如图（1）所示的实验；
（2）实验时用弹簧测力计水平拉动木块，使其做______运动，根据______的知识，得出滑动摩擦力与拉力大小相等；
（3）小刚通过比较______两图的弹簧测力计示数，可以验证他的猜想；
（4）小刚还发现，汽车速度越快，越不容易停下来。他想探究“滑动摩擦力大小与物体运动速度的关系”。由此，他改进探究实验的装置，如图（2）A所示，电动传送带做匀速运动，当木块相对地面静止时，弹簧测力计的示数如题图（2）B所示；（忽略滑轮的摩擦）
①木块相对地面静止时，木块受到的摩擦力大小为______N；
②小刚改变传送带速度，根据实验数据绘制的速度与时间（v-t）和拉力与时间（F-t）的关系图像，如图（2）图C、D所示，分析图像可知，滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小______（选填“有关“或“无关”），理由是：______。
【答案】 接触面的粗糙程度 匀速直线 二力平衡 甲、乙 4 无关 摩擦力的大小与速度无关，滑动摩擦力的大小不变
【详解】（1）[1]由题中情境可知，柏油马路与冰雪路面的粗糙程度不同，故可猜想到摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。
（2）[2][3]摩擦力和弹簧测力计的拉力是相当于水平方向上方向相反的一对力，若物体做匀速直线运动，此时摩擦力和弹簧测力计的拉力就是水平方向的一对平衡力，读出弹簧测力计的示数，就等于摩擦力。
（3）[4]要探究滑动摩擦力的大小和接触面粗糙程度的关系，需要控制压力的大小不变，改变接触面的粗糙程度，由三幅图中可知甲乙符合要求。
（4）①[5]木块相对地面静止时，木块在水平方向上受到弹簧测力计的拉力、水平向左的摩擦力的作用，这两个力是一对平衡力，大小相等，由图可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为4.0N，所以此时木块受到的摩擦力大小为4.0N。
②[6][7]根据图像可知，在速度不同时，摩擦力的大小是相同的，即滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关，当速度发生变化时，滑动摩擦力的大小不变。
2．（2022·山东·鲁村中学八年级阶段练习）如图，将长约1m、一端封闭的玻璃管灌满水银，用手指将管口堵住，倒插在水银槽中。放开手指，管内水银面下降到一定高度就不再下降，这时管内外水银面高度差约750mm。
（1）实验中玻璃管内水银面的上方是真空，管外水银面的上方是空气，因此，是______支持这段水银柱不会落下，大气压的数值就等于水银柱所产生的压强，通过计算可知当地的大气压为______；（ρ水银=13.6×103 kg/m3）
（2）实验中选用水银而不是水来做实验，这是利用水银的______较大的特性；在实验过程中，若像图丁中一样将玻璃管倾斜，水银柱的竖直高度将______；
（3）如果将此装置拿到高山上，观察到的现象是水银柱的竖直高度将______。
【答案】 大气压 9.996×104 密度 不变 变小
【详解】（1）[1]实验开始要在水银管内灌满水银，这样可以将管内空气全部排出，保证管内水银上方为真空，因此，是大气压支持这段水银柱不会落下。
[2]大气压的数值等于水银柱所产生的压强，通过计算可知当地的大气压为
p=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×750×10-3m=9.996×104Pa
（2）[3]根据p=ρgh知，在大气压不变时，液体的密度越大，液体的高度就越小，所以实验操作越方便，所以做托里拆利实验时应选用密度大的水银，这是利用水银的密度较大的特性。
[4]若像图丁中一样将玻璃管倾斜，因大气压不变，根据p=ρgh知，水银柱的竖直高度h将不变。
[5]大气压随高度的增加而减小，将此装置拿到高山上，因大气压强变小，故大气压支持的水银柱的高度变小，即观察到的现象是水银柱的竖直高度将变小。
3．（2022·山东·鲁村中学八年级阶段练习）在探究“影响液体内部压强大小因素”的实验中。
（1）使用压强计前用手轻轻按压几下橡皮膜，发现U形管中的液体能灵活升降，则说明装置______（选填“漏气”或“不漏气”）。若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差，应通过方法______进行调节；
A．从U形管内倒出适量的水
B．拆除软管重新安装
C．向U形管内加入适量的水
（2）图甲、乙两容器中装的液体均为水，根据甲乙两图探究可得出的结论是：______；
（3）实验时使用的U形压强计______（选填“是”或“不是”）连通器；
（4）如图乙所示，若U形管左右两侧水面的高度差为h，外界气压为ρ0，水的密度用ρ水表示，则橡皮管内气体的压强为______（用所给字母表示）；
（5）将压强计做了如图丙所示的改进，当两金属盒在空气中时，U形管两边液面相平；现把两金属盒分别放在密度为ρ1、ρ2的A、B两种液体中，则由图可知ρ1______ρ2 （选填“>”、“<”或“=”），若B液体中装入的是水且金属盒在水中的深度为8cm，A液体是密度为0.8×103 kg/m3的油，则金属盒进入A液体的深度为______cm。
【答案】 不漏气 B 在液体的密度相同时，液体的深度越深，液体的压强越大 不是 p0+ρ水gh < 10
【详解】（1）[1]用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置气密性良好，装置不漏气。
[2]压强计在使用前，U形管内水面高度应相等，若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差，说明被封闭气体压强与外界大气压强不相等，对实验结果会造成影响，应拆除软管重新安装，故AC不符合题意，B符合题意。
故选B。
（2）[3]液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的，高度差越大说明此时的液体压强越大，采用了转换法。液体压强与液体的深度和密度有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变。甲、乙两容器中的液体均为水，乙容器中橡皮膜所处深度较深，且U形管两侧液面高度差较大，说明此橡皮膜所受的液体压强较大，根据甲、乙两图探究可得出的结论是：在液体的密度相同时，液体的深度越深，液体的压强越大。
（3）[4]上端开口，底部连通的叫连通器。U形管下端连通，但上端只有一个开口，不符合连通器的概念，所以U形压强计不是连通器。
（4）[5]橡皮管内气体的压强等于外界大气压强与液体内部压强（即U形管中液面高度差产生的压强）之和，液体产生的压强为
p液=ρ水gh
所以橡皮管内气体的压强为
p =p0+ρ水gh
（5）[6]读图可知，压强计的探头在两液体中的深度是不同的，A液体中的探头所处深度更大，而U形管中液面的高度相同，说明两液体中的探头所受的液体压强相同，根据p液=ρ液gh可知
ρ1<ρ2
[7]根据pA=pB可知
ρ油ghA=ρ水ghB
则金属盒进入A液体的深度为
故金属盒进入A液体的深度为10cm。
4．（2022·山东省青岛第一中学九年级）小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），速度为5m /s。将弹簧压缩到最短（如图丙）的整个过程中，小球的速度 v 和弹簧缩短的长度∆L之间的关系如图丁所示，其中 A为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到 0.2 牛的压力就缩短 1 厘米， 并且轻弹簧在受到撞击到压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变。
（1）从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是______，小球机械能的变化情况是______；
（2）全过程中，弹簧中弹力的最大值为______N；
（3）实验中所用小球的质量为______；
（4）如图，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为 0，此时，小球处于______态填（“平衡”或“非平衡”）。
【答案】 先变大后变小 减小 8.14 0.1kg 非平衡
【详解】（1）[1]小于接触弹簧向下压的过程中，受到弹簧向上的弹力及竖直向下的重力的作用，且随着压缩量变大，弹力也增大。当弹力小于重力时，小球所受的合力向下，其速度越来越大，质量在整个过程保持不变，所以此阶段，动能增大；当弹力等于重力时，速度最大，动能也最大。当弹力小于重力时，小球所受合力向上，其速度越来越小直到为0，动能也越来越小，所以小球动能的变化情况是：先变大后变小。
[2]整个过程中，小球对弹簧做功，将自身的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球机械能减小。
（2）[3]由图丁知，弹簧被压缩的最大长度为40.7cm，而弹簧每受到0.2N的压力就缩短1cm，且整个过程始终发生弹性形变，所以弹簧中弹力的最大值
（3）[4]由图丁知，小球的最大速度为5.05m/s，此时弹簧缩短了5cm，则此时小球所受的重力与弹力相等。所以小球的重力
小球的质量
（4）[5]当弹簧的压缩量最大时，小球受到向上弹力及竖直向下重力的作用，且重力小球弹力，所受的两个力不是平衡力，处于非平衡状态。
5．（2022·山东省青岛第一中学九年级）利用容积为 10cm3的注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测出大气压的值。
（1）实验的原理是______；
（2）把注射器的活塞推到注射器筒的底端，这样做的目的是______，然后用一个橡皮帽封住注射器小孔；
（3）如图所示，水平向左缓慢匀速拉动注射器筒，当注射器的活塞______时，记下弹簧测力计的示数19N；
（4）用刻度尺测出注射器拉出的长度为5cm，这样就不用测活塞直径也能算出活塞横截面积；
（5）则大气压的值为______Pa；
（6）提出提高该种测量大气压值精确度的一条建议：______。
【答案】 排出筒内空气 刚被拉动 9.5×104 在活塞涂上润滑油等
【详解】（1）[1]实验中，用弹簧测力计可测出大气对注射器的压力F，用刻度尺可测量活塞拉动的距离，根据注射器的容积，从而求出受力面积S，据可求出大气压的值。
（2）[2]将注射器的活塞推到注射器筒的底端，可将筒内空气排尽，拉动活塞时，注射器筒内接近真空，这样才能通过弹簧测力计的示数得到大气压力的大小。
（3）[3]图示中，水平向左缓慢匀速拉动注射器筒，直到活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数，此时活塞匀速运动，测力计对活塞的拉力与空气对活塞的压力是一对平衡，那么压力的大小直接从测力计的示数读出，为19N。
（5）[4]已知注射器的容积为10cm3，已测得注射器拉出的长度为5cm，则活塞的横截面积
所以大气压的值
（6）[5]活塞与注射器筒壁有较大摩擦时，会对实验测量有较大的影响，所以可在活塞上涂上润滑油，以减小摩擦力对实验的影响。
6．（2022·湖南益阳·八年级期末）为了预防病毒，小红的妈妈采购了消毒液进行日常杀菌，为了测量消毒液的密度，小红同学进行如下实验操作。
（1）将天平放置在水平桌面上，游码归零后，天平指针静止时的位置如图甲所示，要使天平平衡，应将平衡螺母向 _______（选填“左”或“右”）调节，直到天平横梁水平平衡。
（2）先用天平测出烧杯和适量消毒液的总质量为166.6g，再将烧杯中的消毒液倒出一部分到量筒中，量筒中消毒液液面静止后位置如图乙所示，最后测得烧杯和杯中剩余的消毒液的总质量为100.6g；消毒液的密度为 _______g/cm3。
（3）分析以上步骤，你认为小红所测消毒液的密度 _______（选填“偏大”、“偏小”或“准确”）。
【答案】 右 1.1 准确
【详解】（1）[1]将天平放置在水平桌面上，游码归零后，指针指向分度盘的左侧，说明天平的右端上翘，平衡螺母应向上翘的右端调节，使天平的横梁平衡。
（2）[2]量筒每一个大格代表20mL，分度值是2mL，量筒中消毒液的体积是
V＝60mL＝60cm3
根据题意知道，烧杯和适量消毒液的总质量为
m1＝166.6g
剩余消毒液和烧杯的质量
m2＝100.6g
量筒中消毒液的质量
m＝m1﹣m2＝166.6g﹣100.6g＝66g
消毒液的密度
＝1.1g/cm3＝1.1×103kg/m3
（3）[3]量筒中消毒液的体积测量是准确的，质量是准确的，故消毒液的密度测量值是准确的。
7．（2022·湖南长沙·一模）物理兴趣课堂上，老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。王朗同学找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水，实验如图所示。
（1）他通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果，这种实验方法是___________；
（2）他将两瓶完全相同的矿泉水分别倒立和正立放在海绵上，其目的是控制________大小相同。
【答案】 转换法 压力
【详解】[1]压力的作用效果不易直接观察，可以通过观察海绵的凹陷程度间接来反映压力的作用效果，这种实验方法是转换法。
[2]水平面上的物体对水平的压力大小等于重力，将矿泉水分别倒立和正立放在海绵上，重力不变，其目的是控制压力大小相同。
8．（2022·湖北·武汉为明学校八年级阶段练习）冬天的大雪常常造成一些房屋垮塌，小明同学想知道屋顶的雪到底有多重，他找来器材进行测量：
（1）用弹簧测力计测出空杯子重力为0.2N；
（2）将杯子里装满水，用测力计测出总重，如图所示为________N；
（3）将杯子里装满雪的样品，用测力计测出总重为1.8N，杯中雪的样品体积是多少________？雪样品的密度是多少________？
（4）若屋顶面积为100m2，雪的厚度为25cm，则屋顶雪的总重力是多大________？
【答案】 4.2 400kg/m3
【详解】（2）[1]由图中可知，该弹簧测力计的分度值为0.2N，故可知杯子和水的总重为4.2N。
（3）[2]由题意可知，水与杯子的总重为G1=4.2N，空杯子的重力为G杯=0.2N，故水的重力为
G水=G1-G杯=4.2N-0.2N=4.0N
由G=mg可得，水的质量为
又由
可得，水的体积为
杯子的容积为
故雪的样品的体积为
[3]由题意可知，杯与雪的总重力为G2=1.8N，故可得杯中雪的样品重力为
G雪=G2-G杯=1.8N-0.2N=1.6N
由G=mg可得，雪的样品的质量为
故可得雪样品的密度为
（4）[4]由题意可知，屋顶雪的体积为
故可得屋顶雪的质量为
由G=mg可得，屋顶雪的总重力为
9．（2022·湖北·武汉为明学校八年级阶段练习）某实验小组利用图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验时，请问：
（1）实验时应选择较________（选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面；
（2）在图甲实验的基础上，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，这样做的目的是为了探究两个平衡的力是否作用在________；
（3）为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，小明用轻质卡片代替小车做实验，如图乙所示，他将要对卡片进行的操作是________；
（4）实验中定滑轮的作用是________，通过调整________可以改变拉力的大小；
（5）如果将图甲中的小车两边绳子固定在在同一端上，挂相同的钩码，且沿同一方向拉小车，可以发现小车不会静止，这是为了表明小车受到的二力若平衡，必须满足________这一条件而设计的步骤；
（6）通过上述过程可知：作用在________上的两个力，只有当大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，这两个力才彼此平衡。
【答案】 光滑 作用在同一直线上 剪成两部分 改变力的方向 钩码的个数 两个力的方向相反 同一物体
【详解】（1）[1]为了减小小车与桌面之间的摩擦对实验的影响，应选择较光滑的实验桌面。
（2）[2]小车静止在桌面上时，所受的两个拉力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，是一对平衡力。将小车扭转一个角度后，小车所受的两个拉力不再作用在同一直线上，观察此时小车是否还能保持静止，可确定两个平衡力是否需要作用在同一直线上。
（3）[3]要探究两个平衡力是否作用在同一个物体上，需要让两个力作用在不同的物体，观察物体是否处于平衡状态，所以需要将卡片一分为二地剪开。
（4）[4]实验中钩码对绳子作用力是向下的，而在探究中，卡片所受的两个拉力是水平方向的，而绳子通过定滑轮后，将方向向下的拉力改变为水平方向。所以定滑轮的作用是改变力的方向。
[5]实验中改变钩码的个数，则钩码对绳子的拉力会发生改变，则卡片所受的拉力的大小也随之改变。
（5）[6]图甲实验稍作改变后，小车所受的两个拉力大小相等，方向相同，小车不会静止，即不能处于平衡状态，所受的两个方向相同的拉力不是平衡力，所以二力平衡，必须满足两个力的方向相反。
（6）[7]由上述实验可得：作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，两个力彼此平衡。
10．（2022·福建·三明一中八年级阶段练习）如图所示，我们通过观察小车在水平方向受到不同的两个力作用时，小车是否处于静止来探究二力平衡需要满足哪些条件。
（1）把小车放在较___________（选填“光滑”或“粗糙”）的水平桌面上，对实验结论的得出更有利；
（2）通过上述过程可知：作用在___________的两个力，只有当大小___________、方向相反，且作用在___________上，这两个力才彼此平衡。
【答案】 光滑 同一物体 相等 同一直线
【详解】（1）[1]把小车放在较光滑的水平桌面上，小车受到的摩擦力越小，对实验的影响越小，对实验结论的得出更有利。
（2）[2][3][4]通过上述实验可知：作用在同一物体上的两个力，只有当大小相等、方向相反、且在作用在同一条直线上，小车才能处于静止状态，这两个力才能平衡。
11．（2022·云南红河·八年级期末）点燃两支长度不同的蜡烛，将其固定在桌面上，如图所示，用玻璃烧杯将两支蜡烛罩在里面，发现较______（选填“长”或“短”）的那支蜡烛先熄灭，这是因为蜡烛燃烧时所产生的高温二氧化碳气体的密度比烧杯中空气的密度______（选填“大”或“小”）。
【答案】 长 小
【分析】
【详解】[1][2]常温下二氧化碳气体的密度大于空气密度，但蜡烛燃烧产生的高温二氧化碳气体因受热体积膨胀，导致密度小于空气密度，则上升到容器内的上部，较长的蜡烛会缺氧气而熄灭。
12．（2022·湖北·武汉为明学校八年级阶段练习）如图所示，在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，观察将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下，让小车分别从斜面顶端由静止下滑，研究小车在水平面上滑行的距离。
（1）实验中每次均让小车从斜面顶端由静止下滑的目的是：________；
（2）实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近；在棉布表面滑行的距离较远；在木板表面滑行的距离最远。说明运动的小车受到的阻力越小，速度减小得越________（填“快”或“慢”）；
（3）推理：如果小车在水平面上滑行，受到的阻力越来越小，直到变为零，它将________；
（4）牛顿第一定律告诉了我们物体的运动________（填“需要”或“不需要”）力来维持，一切物体都有保持原来________不变的性质。
【答案】 保持小车到达水平面的速度相同 慢 一直作匀速直线运动 不需要 运动状态
【详解】（1）[1]要探究阻力对物体运动的影响，除了阻力不同外，其它因素都需保持相同，而让小车从斜面顶端由静止滑下，可保持小车到达水平面时的速度相同。
（2）[2]毛巾、棉布和木板表面比较，小车在木板表面上运动时受到的阻力最小，滑行的距离最远，这说明运动的小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。
（3）[3]小车运动时受到的阻力越小，滑行的距离就越大，速度减小得越慢，当受到的阻力为0时，它速度将不减小，保持这个速度一直做匀速直线运动。
（4）[4][5]牛顿第一定律告诉我们：一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，直到有外力改变它原来的运动状态，不受到外力将一直保持原来的运动状态，所以物体的运动不需要力来维持，而需要力来改变。
13．（2021·重庆·通惠中学八年级阶段练习）小雨利用 U 形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点。实验前，她注意到 U 形管两边的液面已处在同一水平线上，如图甲所示：
（1）U 型管压强计是通过观察 U 型管两端液面的______来反映橡皮膜所受压强大小的，这里用到的科学方法是______；
（2）当她将金属盒浸没于水中后，发现 U 形管两端液面如图乙所示的情景，则实验装置可能出现了______问题，调节的方法是______；
（3）排除故障后，她重新将金属盒浸没于水中，发现随着金属盒没入水中的深度增大，U形管两边液面的高度差逐渐变大，如图丙所示，由此可知液体内部的压强与______有关。
（4）接着小雨要探究液体内部压强与液体密度的关系，则应保持______不变；
（5）小雨保持丙图中金属盒的位置不变，并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，实验情形如图丁所示。比较丙、丁两次实验，小雨得出了在同一深度，液体的密度越大，其内部的压强越大的结论。你认为她的结论是否可靠？______，原因是______。
【答案】 高度差 转换法 漏气 重新组装 深度 深度 不可靠 没有控制深度相同
【详解】（1）[1][2]当橡皮膜受到压强时，U 型管两端液面的会出现高度差，橡皮膜受到压强越大，U 型管两端液面高度差越大，故可以根据U型两端液面高度差来反映压强的大小；用看得见的两端液面的会出现高度差描述看不见的液体压强大小称为转换法。
（2）[3][4]将金属盒插入水中，如图乙所示，两端液面没有出现高度差，说明装置存在漏气；将压强计拆解后重新安装。
（3）[5]发现随着金属盒没入水中的深度增大，水的密度不变，由此可知液体内部的压强与深度有关。
（4）[6]要探究液体内部压强与液体密度的关系，应该控制深度相同，改变液体的密度。
（5）[7][8]将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，实验情形如图丁所示，两侧的深度不同，液面的密度不同，多个变量，无法得出结论，故结论是没有控制深度相同。
14．（2021·重庆·通惠中学八年级阶段练习）如图，探究“压力作用效果与哪些因素有关”的实验。图甲把小桌放在海绵上；图乙在小桌的表面上放一个砝码；图丙把小桌翻过来，桌面朝下，并在其上放一个砝码。
（1）实验时通过观察海绵被压下的深浅，来比较压力作用的效果，这利用了______法。
（2）比较甲、乙两图所示的实验，受力面积相同时，______越大，压力作用效果越明显。
（3）比较乙、丙两图所示的实验，______越小，压力作用效果越明显。该过程控制不变的量是______的大小。
（4）公共汽车的窗边悬挂的“破窗锤”，可以在紧急逃生时用来砸破汽车窗玻璃。“破窗锤”的锤尖是利用减小______来增大压力作用效果的。
【答案】 转换 压力 受力面积 压力 受力面积
【详解】（1）[1]把不便于观察的压力作用的效果，转换成海绵被压下的深浅，这里用了转换法。
（2）[2]比较甲、乙两图所示的实验，受力面积相同，乙中小桌对海绵压力较大，海绵被压下的深度也较大，可得出结论：当受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显；
（3）[3][4]比较乙、丙两图所示的实验，两图中海绵上物体总重相同，所以，该过程控制不变的量是压力的大小，乙图的受力面积较小，海绵被压下的深度较大，可得出压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显。
（4）[5]“破窗锤”的锤尖与玻璃的接触面积很小，所以，是利用减小受力面积来增大压力作用效果的。
15．（2022·湖北·武汉市六中位育中学九年级阶段练习）某同学用下列器材研究影响滑动摩擦力大小的因素：粗糙程度均匀的长木板一块，质量相等的木块和铝块各一个，弹簧测力计一只．如图所示，4次实验中他都用弹簧测力计沿水平方向缓慢拉动物块，使其在水平长木板上做匀速直线运动。
（1）甲、丙两图所示的实验说明：接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与_______有关。
（2）丙图中，弹簧测力计的示数为_______N，请画出丙图中铝块的受力示意图______。
（3）丁图中铝块受到的摩擦力大小_______乙图中铝块受到的摩擦力大小（填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】 压力大小 3.2 等于
【详解】（1）[1]由题甲、丙两图所示实验可知，物体间接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同，物体间受到的滑动摩擦力不同，由此可知：接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
（2）[2]由图丙所示测力计可知，其分度值为0.2N，所以示数为3.2N。
[3]根据二力平衡对其受力分析，如图所示：
（3）[4]物体间的滑动摩擦力由接触面的粗糙程度和物体间的压力决定，由图乙与图丁所示实验可知，铝块与桌面接触面的粗糙程度、物体间的压力相等，受到的滑动摩擦力相等。
16．（2022·河南驻马店·八年级阶段练习）小明同学利用如图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验。
（1）图甲中应选择较_______（选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面；图甲实验中通过调整_______来调整拉力大小；
（2）同组的小王设计了图乙实验方案，请你判断出最优方案为：_______（选填“甲”或“乙”）；
（3）乙图中选择轻质卡片的目的是_________；
（4）在装置乙中，将卡片旋转一定角度（如图丙所示），松手后，发现卡片旋转后又恢复原状，这说明两个力必须___________，物体才能平衡；为了验证上述结论，________（选填“可以”或“不可以”）采用“将卡片往下拉过一定距离（如图丁所示）”的操作方式，因为__________。
【答案】 光滑 钩码的个数 乙 消除或忽略卡片重力对实验的影响 作用在同一条直线上 不可以 见解析
【详解】（1）[1][2]图甲实验中小车与桌面存在摩擦力，为减小摩擦力对实验的影响，应选择光滑的实验桌面，实验中通过调整钩码的个数改变钩码的重力从而调整绳子对小车的拉力。
（2）[3]图乙实验方案，卡片悬空与桌面之间没有摩擦力，为最优方案。
（3）[4]若卡片质量过大，受重力影响卡片位置偏下，会使得作用在卡片上的两个力不在同一直线上，方向也不相反。为了忽略或消除卡片重力对实验的影响，选择轻质卡片。
（4）[5]卡片旋转一定角度，两个力不在同一条直线上，松手后，卡片旋转说明两个力不在通一条直线上时，物体不能平衡。恢复原状，说明两个力必须在同一条直线上，物体才能平衡。
[6][7]如图丁所示，不可以将卡片下拉一定距离，下拉后会使得作用在卡片上的两个力不在同一直线上，方向也不相反。
17．（2022·江苏省锡山高级中学实验学校一模）如图是小明探究”动能大小与哪些因素有关”的实验装置。在探究小车速度对其动能的影响时，应保持小车________不变，使小车多次从________（选填“相同”或“不同”）高度下滑进行实验。小明两次实验操作，第一次木块被撞得近，木块受到的摩擦力为f1；第二次木块被撞得远，木块受到的摩擦力为f2，则f1________f2（选填“>”“=”或“<”）。
【答案】 质量 不同 =
【详解】[1][2]物体的动能大小与物体的质量和速度大小有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变。在探究小车速度对其动能的影响时，应保持小车质量不变，只改变速度大小。因小车下滑到水平面的速度大小取决于小车从斜面自由下滑的高度，故要使小车多次从斜面不同高度下滑进行实验。
[3]影响滑动摩擦力大小的因素为压力大小和接触面的粗糙程度。小明两次实验操作中因木块对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，故两次实验中木块受到的摩擦力大小相同。
疑难点拨04 力学实验探究
一、 考向分析
力学探究类实验较多，常考的如：重力与质量的关系；影响滑动摩擦力大小的因素；二力平衡的条件；阻力与运动的关系（牛顿第一定律）；影响压力作用效果的因素；液体压强的特点；影响浮力大小的因素；浮力与物体排开液体的重力大小的关系；杠杆平衡原理；影响滑轮组机械效率高低的因素；影响动能大小的因素等。其中高频考点主要集中在影响滑动摩擦力大小的因素、杠杆平衡原理这两个实验。
二、 考点详解
一、运动和力
1.牛顿第一定律与惯性
牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
惯性：物体具有保持原来运动状态不变的性质。
2.二力平衡及条件
二力平衡：如果一个物体在两个力的作用下能保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这两个力平衡。
二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一物体上、在同一条直线上。
3.二力平衡的应用
判断标准：物体处于静止或匀速直线运动状态。
结论：物体一定受到平衡力。
4.平衡力和相互作用力的异同点
平衡力和相互作用力的对比
相同点：两个力等大、反向、共线。
不同点：平衡力作用在同一物体上；相互作用力作用在两个物体上。
二、压强和浮力
1.增大或减小压强的方法
压强等于单位面积上所受到的压力，压强的大小与压力和受力面积的大小有关。
增大压强：增大压力或减小受力面积。
减小压强：减小压力或增大受力面积。
2.液体和气体压强的规律
液体压强的规律：
液体内部向各个方向都有压强；同一深度处向各个方向的压强都相等；液体的压强与液体的密度有关。
大气压强的规律：
随着高度的增加压强越来越小；液体的沸点随压强的增大而升高。
3.阿基米德原理
浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力；这一原理对于气体同样适用。
4.物体的浮沉
物体的浮沉取决于重力与浮力的大小关系，重力大于浮力，将下沉；重力等于浮力，漂浮或悬浮；重力小于浮力，将上浮，上浮的最终结果是漂浮。
三、功和功率、简单机械、机械效率
1.做功的两个必要因素
2.功、功率的概念及有关计算
3.有用功、总功、机械效率
4.探究影响动能大小的因素
5.杠杆
（1）支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂是杠杆的五要素。
（2）支点：杠杆绕着转动的点。
（3）力臂：指从支点到力的作用线的距离。（过支点向力的作用线画垂线就是力臂，垂足要落在力的作用线上）
杠杆的分类：
省力杠杆：动力臂大于阻力臂 动力小于阻力 省力、费距离
费力杠杆：动力臂小于阻力臂 动力大于阻力 费力、省距离
等臂杠杆：动力臂等于阻力臂 动力等于阻力 不省力、不费力
6.探究：杠杆的平衡条件
（1）杠杆平衡：杠杆静止不动或匀速转动。
（2）杠杆平衡条件：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂或F1L1=F2L2。
7.滑轮、其他简单机械
轮轴：实质上是一个变形的杠杆，大小轮的半径就是两个力臂。作用在大轮上的力小但费距离。
应用：螺丝刀、钥匙、扳手、方向盘、车把、水龙头开关等。
斜面特点：省力、费距离。斜面越平缓，越省力。
8.机械效率：。
三、真题再现
1．（2021·广东东莞·八年级期末）小刚发现汽车在柏油马路上容易停下来，而在冰雪路面上不容易停下来。
（1）由此小刚猜想：滑动摩擦力的大小可能与______有关。于是小刚利用长木板、毛巾、装有沙子的纸盒A、长方体物块B，以及弹簧测力计做了如图（1）所示的实验；
（2）实验时用弹簧测力计水平拉动木块，使其做______运动，根据______的知识，得出滑动摩擦力与拉力大小相等；
（3）小刚通过比较______两图的弹簧测力计示数，可以验证他的猜想；
（4）小刚还发现，汽车速度越快，越不容易停下来。他想探究“滑动摩擦力大小与物体运动速度的关系”。由此，他改进探究实验的装置，如图（2）A所示，电动传送带做匀速运动，当木块相对地面静止时，弹簧测力计的示数如题图（2）B所示；（忽略滑轮的摩擦）
①木块相对地面静止时，木块受到的摩擦力大小为______N；
②小刚改变传送带速度，根据实验数据绘制的速度与时间（v-t）和拉力与时间（F-t）的关系图像，如图（2）图C、D所示，分析图像可知，滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小______（选填“有关“或“无关”），理由是：______。
【答案】 接触面的粗糙程度 匀速直线 二力平衡 甲、乙 4 无关 摩擦力的大小与速度无关，滑动摩擦力的大小不变
【详解】（1）[1]由题中情境可知，柏油马路与冰雪路面的粗糙程度不同，故可猜想到摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。
（2）[2][3]摩擦力和弹簧测力计的拉力是相当于水平方向上方向相反的一对力，若物体做匀速直线运动，此时摩擦力和弹簧测力计的拉力就是水平方向的一对平衡力，读出弹簧测力计的示数，就等于摩擦力。
（3）[4]要探究滑动摩擦力的大小和接触面粗糙程度的关系，需要控制压力的大小不变，改变接触面的粗糙程度，由三幅图中可知甲乙符合要求。
（4）①[5]木块相对地面静止时，木块在水平方向上受到弹簧测力计的拉力、水平向左的摩擦力的作用，这两个力是一对平衡力，大小相等，由图可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为4.0N，所以此时木块受到的摩擦力大小为4.0N。
②[6][7]根据图像可知，在速度不同时，摩擦力的大小是相同的，即滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关，当速度发生变化时，滑动摩擦力的大小不变。
2．（2022·山东·鲁村中学八年级阶段练习）如图，将长约1m、一端封闭的玻璃管灌满水银，用手指将管口堵住，倒插在水银槽中。放开手指，管内水银面下降到一定高度就不再下降，这时管内外水银面高度差约750mm。
（1）实验中玻璃管内水银面的上方是真空，管外水银面的上方是空气，因此，是______支持这段水银柱不会落下，大气压的数值就等于水银柱所产生的压强，通过计算可知当地的大气压为______；（ρ水银=13.6×103 kg/m3）
（2）实验中选用水银而不是水来做实验，这是利用水银的______较大的特性；在实验过程中，若像图丁中一样将玻璃管倾斜，水银柱的竖直高度将______；
（3）如果将此装置拿到高山上，观察到的现象是水银柱的竖直高度将______。
【答案】 大气压 9.996×104 密度 不变 变小
【详解】（1）[1]实验开始要在水银管内灌满水银，这样可以将管内空气全部排出，保证管内水银上方为真空，因此，是大气压支持这段水银柱不会落下。
[2]大气压的数值等于水银柱所产生的压强，通过计算可知当地的大气压为
p=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×750×10-3m=9.996×104Pa
（2）[3]根据p=ρgh知，在大气压不变时，液体的密度越大，液体的高度就越小，所以实验操作越方便，所以做托里拆利实验时应选用密度大的水银，这是利用水银的密度较大的特性。
[4]若像图丁中一样将玻璃管倾斜，因大气压不变，根据p=ρgh知，水银柱的竖直高度h将不变。
[5]大气压随高度的增加而减小，将此装置拿到高山上，因大气压强变小，故大气压支持的水银柱的高度变小，即观察到的现象是水银柱的竖直高度将变小。
3．（2022·山东·鲁村中学八年级阶段练习）在探究“影响液体内部压强大小因素”的实验中。
（1）使用压强计前用手轻轻按压几下橡皮膜，发现U形管中的液体能灵活升降，则说明装置______（选填“漏气”或“不漏气”）。若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差，应通过方法______进行调节；
A．从U形管内倒出适量的水
B．拆除软管重新安装
C．向U形管内加入适量的水
（2）图甲、乙两容器中装的液体均为水，根据甲乙两图探究可得出的结论是：______；
（3）实验时使用的U形压强计______（选填“是”或“不是”）连通器；
（4）如图乙所示，若U形管左右两侧水面的高度差为h，外界气压为ρ0，水的密度用ρ水表示，则橡皮管内气体的压强为______（用所给字母表示）；
（5）将压强计做了如图丙所示的改进，当两金属盒在空气中时，U形管两边液面相平；现把两金属盒分别放在密度为ρ1、ρ2的A、B两种液体中，则由图可知ρ1______ρ2 （选填“>”、“<”或“=”），若B液体中装入的是水且金属盒在水中的深度为8cm，A液体是密度为0.8×103 kg/m3的油，则金属盒进入A液体的深度为______cm。
【答案】 不漏气 B 在液体的密度相同时，液体的深度越深，液体的压强越大 不是 p0+ρ水gh < 10
【详解】（1）[1]用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置气密性良好，装置不漏气。
[2]压强计在使用前，U形管内水面高度应相等，若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差，说明被封闭气体压强与外界大气压强不相等，对实验结果会造成影响，应拆除软管重新安装，故AC不符合题意，B符合题意。
故选B。
（2）[3]液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的，高度差越大说明此时的液体压强越大，采用了转换法。液体压强与液体的深度和密度有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变。甲、乙两容器中的液体均为水，乙容器中橡皮膜所处深度较深，且U形管两侧液面高度差较大，说明此橡皮膜所受的液体压强较大，根据甲、乙两图探究可得出的结论是：在液体的密度相同时，液体的深度越深，液体的压强越大。
（3）[4]上端开口，底部连通的叫连通器。U形管下端连通，但上端只有一个开口，不符合连通器的概念，所以U形压强计不是连通器。
（4）[5]橡皮管内气体的压强等于外界大气压强与液体内部压强（即U形管中液面高度差产生的压强）之和，液体产生的压强为
p液=ρ水gh
所以橡皮管内气体的压强为
p =p0+ρ水gh
（5）[6]读图可知，压强计的探头在两液体中的深度是不同的，A液体中的探头所处深度更大，而U形管中液面的高度相同，说明两液体中的探头所受的液体压强相同，根据p液=ρ液gh可知
ρ1<ρ2
[7]根据pA=pB可知
ρ油ghA=ρ水ghB
则金属盒进入A液体的深度为
故金属盒进入A液体的深度为10cm。
4．（2022·山东省青岛第一中学九年级）小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），速度为5m /s。将弹簧压缩到最短（如图丙）的整个过程中，小球的速度 v 和弹簧缩短的长度∆L之间的关系如图丁所示，其中 A为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到 0.2 牛的压力就缩短 1 厘米， 并且轻弹簧在受到撞击到压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变。
（1）从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是______，小球机械能的变化情况是______；
（2）全过程中，弹簧中弹力的最大值为______N；
（3）实验中所用小球的质量为______；
（4）如图，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为 0，此时，小球处于______态填（“平衡”或“非平衡”）。
【答案】 先变大后变小 减小 8.14 0.1kg 非平衡
【详解】（1）[1]小于接触弹簧向下压的过程中，受到弹簧向上的弹力及竖直向下的重力的作用，且随着压缩量变大，弹力也增大。当弹力小于重力时，小球所受的合力向下，其速度越来越大，质量在整个过程保持不变，所以此阶段，动能增大；当弹力等于重力时，速度最大，动能也最大。当弹力小于重力时，小球所受合力向上，其速度越来越小直到为0，动能也越来越小，所以小球动能的变化情况是：先变大后变小。
[2]整个过程中，小球对弹簧做功，将自身的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球机械能减小。
（2）[3]由图丁知，弹簧被压缩的最大长度为40.7cm，而弹簧每受到0.2N的压力就缩短1cm，且整个过程始终发生弹性形变，所以弹簧中弹力的最大值
（3）[4]由图丁知，小球的最大速度为5.05m/s，此时弹簧缩短了5cm，则此时小球所受的重力与弹力相等。所以小球的重力
小球的质量
（4）[5]当弹簧的压缩量最大时，小球受到向上弹力及竖直向下重力的作用，且重力小球弹力，所受的两个力不是平衡力，处于非平衡状态。
5．（2022·山东省青岛第一中学九年级）利用容积为 10cm3的注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测出大气压的值。
（1）实验的原理是______；
（2）把注射器的活塞推到注射器筒的底端，这样做的目的是______，然后用一个橡皮帽封住注射器小孔；
（3）如图所示，水平向左缓慢匀速拉动注射器筒，当注射器的活塞______时，记下弹簧测力计的示数19N；
（4）用刻度尺测出注射器拉出的长度为5cm，这样就不用测活塞直径也能算出活塞横截面积；
（5）则大气压的值为______Pa；
（6）提出提高该种测量大气压值精确度的一条建议：______。
【答案】 排出筒内空气 刚被拉动 9.5×104 在活塞涂上润滑油等
【详解】（1）[1]实验中，用弹簧测力计可测出大气对注射器的压力F，用刻度尺可测量活塞拉动的距离，根据注射器的容积，从而求出受力面积S，据可求出大气压的值。
（2）[2]将注射器的活塞推到注射器筒的底端，可将筒内空气排尽，拉动活塞时，注射器筒内接近真空，这样才能通过弹簧测力计的示数得到大气压力的大小。
（3）[3]图示中，水平向左缓慢匀速拉动注射器筒，直到活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数，此时活塞匀速运动，测力计对活塞的拉力与空气对活塞的压力是一对平衡，那么压力的大小直接从测力计的示数读出，为19N。
（5）[4]已知注射器的容积为10cm3，已测得注射器拉出的长度为5cm，则活塞的横截面积
所以大气压的值
（6）[5]活塞与注射器筒壁有较大摩擦时，会对实验测量有较大的影响，所以可在活塞上涂上润滑油，以减小摩擦力对实验的影响。
6．（2022·湖南益阳·八年级期末）为了预防病毒，小红的妈妈采购了消毒液进行日常杀菌，为了测量消毒液的密度，小红同学进行如下实验操作。
（1）将天平放置在水平桌面上，游码归零后，天平指针静止时的位置如图甲所示，要使天平平衡，应将平衡螺母向 _______（选填“左”或“右”）调节，直到天平横梁水平平衡。
（2）先用天平测出烧杯和适量消毒液的总质量为166.6g，再将烧杯中的消毒液倒出一部分到量筒中，量筒中消毒液液面静止后位置如图乙所示，最后测得烧杯和杯中剩余的消毒液的总质量为100.6g；消毒液的密度为 _______g/cm3。
（3）分析以上步骤，你认为小红所测消毒液的密度 _______（选填“偏大”、“偏小”或“准确”）。
【答案】 右 1.1 准确
【详解】（1）[1]将天平放置在水平桌面上，游码归零后，指针指向分度盘的左侧，说明天平的右端上翘，平衡螺母应向上翘的右端调节，使天平的横梁平衡。
（2）[2]量筒每一个大格代表20mL，分度值是2mL，量筒中消毒液的体积是
V＝60mL＝60cm3
根据题意知道，烧杯和适量消毒液的总质量为
m1＝166.6g
剩余消毒液和烧杯的质量
m2＝100.6g
量筒中消毒液的质量
m＝m1﹣m2＝166.6g﹣100.6g＝66g
消毒液的密度
＝1.1g/cm3＝1.1×103kg/m3
（3）[3]量筒中消毒液的体积测量是准确的，质量是准确的，故消毒液的密度测量值是准确的。
7．（2022·湖南长沙·一模）物理兴趣课堂上，老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。王朗同学找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水，实验如图所示。
（1）他通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果，这种实验方法是___________；
（2）他将两瓶完全相同的矿泉水分别倒立和正立放在海绵上，其目的是控制________大小相同。
【答案】 转换法 压力
【详解】[1]压力的作用效果不易直接观察，可以通过观察海绵的凹陷程度间接来反映压力的作用效果，这种实验方法是转换法。
[2]水平面上的物体对水平的压力大小等于重力，将矿泉水分别倒立和正立放在海绵上，重力不变，其目的是控制压力大小相同。
8．（2022·湖北·武汉为明学校八年级阶段练习）冬天的大雪常常造成一些房屋垮塌，小明同学想知道屋顶的雪到底有多重，他找来器材进行测量：
（1）用弹簧测力计测出空杯子重力为0.2N；
（2）将杯子里装满水，用测力计测出总重，如图所示为________N；
（3）将杯子里装满雪的样品，用测力计测出总重为1.8N，杯中雪的样品体积是多少________？雪样品的密度是多少________？
（4）若屋顶面积为100m2，雪的厚度为25cm，则屋顶雪的总重力是多大________？
【答案】 4.2 400kg/m3
【详解】（2）[1]由图中可知，该弹簧测力计的分度值为0.2N，故可知杯子和水的总重为4.2N。
（3）[2]由题意可知，水与杯子的总重为G1=4.2N，空杯子的重力为G杯=0.2N，故水的重力为
G水=G1-G杯=4.2N-0.2N=4.0N
由G=mg可得，水的质量为
又由
可得，水的体积为
杯子的容积为
故雪的样品的体积为
[3]由题意可知，杯与雪的总重力为G2=1.8N，故可得杯中雪的样品重力为
G雪=G2-G杯=1.8N-0.2N=1.6N
由G=mg可得，雪的样品的质量为
故可得雪样品的密度为
（4）[4]由题意可知，屋顶雪的体积为
故可得屋顶雪的质量为
由G=mg可得，屋顶雪的总重力为
9．（2022·湖北·武汉为明学校八年级阶段练习）某实验小组利用图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验时，请问：
（1）实验时应选择较________（选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面；
（2）在图甲实验的基础上，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，这样做的目的是为了探究两个平衡的力是否作用在________；
（3）为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，小明用轻质卡片代替小车做实验，如图乙所示，他将要对卡片进行的操作是________；
（4）实验中定滑轮的作用是________，通过调整________可以改变拉力的大小；
（5）如果将图甲中的小车两边绳子固定在在同一端上，挂相同的钩码，且沿同一方向拉小车，可以发现小车不会静止，这是为了表明小车受到的二力若平衡，必须满足________这一条件而设计的步骤；
（6）通过上述过程可知：作用在________上的两个力，只有当大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，这两个力才彼此平衡。
【答案】 光滑 作用在同一直线上 剪成两部分 改变力的方向 钩码的个数 两个力的方向相反 同一物体
【详解】（1）[1]为了减小小车与桌面之间的摩擦对实验的影响，应选择较光滑的实验桌面。
（2）[2]小车静止在桌面上时，所受的两个拉力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，是一对平衡力。将小车扭转一个角度后，小车所受的两个拉力不再作用在同一直线上，观察此时小车是否还能保持静止，可确定两个平衡力是否需要作用在同一直线上。
（3）[3]要探究两个平衡力是否作用在同一个物体上，需要让两个力作用在不同的物体，观察物体是否处于平衡状态，所以需要将卡片一分为二地剪开。
（4）[4]实验中钩码对绳子作用力是向下的，而在探究中，卡片所受的两个拉力是水平方向的，而绳子通过定滑轮后，将方向向下的拉力改变为水平方向。所以定滑轮的作用是改变力的方向。
[5]实验中改变钩码的个数，则钩码对绳子的拉力会发生改变，则卡片所受的拉力的大小也随之改变。
（5）[6]图甲实验稍作改变后，小车所受的两个拉力大小相等，方向相同，小车不会静止，即不能处于平衡状态，所受的两个方向相同的拉力不是平衡力，所以二力平衡，必须满足两个力的方向相反。
（6）[7]由上述实验可得：作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，两个力彼此平衡。
10．（2022·福建·三明一中八年级阶段练习）如图所示，我们通过观察小车在水平方向受到不同的两个力作用时，小车是否处于静止来探究二力平衡需要满足哪些条件。
（1）把小车放在较___________（选填“光滑”或“粗糙”）的水平桌面上，对实验结论的得出更有利；
（2）通过上述过程可知：作用在___________的两个力，只有当大小___________、方向相反，且作用在___________上，这两个力才彼此平衡。
【答案】 光滑 同一物体 相等 同一直线
【详解】（1）[1]把小车放在较光滑的水平桌面上，小车受到的摩擦力越小，对实验的影响越小，对实验结论的得出更有利。
（2）[2][3][4]通过上述实验可知：作用在同一物体上的两个力，只有当大小相等、方向相反、且在作用在同一条直线上，小车才能处于静止状态，这两个力才能平衡。
11．（2022·云南红河·八年级期末）点燃两支长度不同的蜡烛，将其固定在桌面上，如图所示，用玻璃烧杯将两支蜡烛罩在里面，发现较______（选填“长”或“短”）的那支蜡烛先熄灭，这是因为蜡烛燃烧时所产生的高温二氧化碳气体的密度比烧杯中空气的密度______（选填“大”或“小”）。
【答案】 长 小
【分析】
【详解】[1][2]常温下二氧化碳气体的密度大于空气密度，但蜡烛燃烧产生的高温二氧化碳气体因受热体积膨胀，导致密度小于空气密度，则上升到容器内的上部，较长的蜡烛会缺氧气而熄灭。
12．（2022·湖北·武汉为明学校八年级阶段练习）如图所示，在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，观察将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下，让小车分别从斜面顶端由静止下滑，研究小车在水平面上滑行的距离。
（1）实验中每次均让小车从斜面顶端由静止下滑的目的是：________；
（2）实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近；在棉布表面滑行的距离较远；在木板表面滑行的距离最远。说明运动的小车受到的阻力越小，速度减小得越________（填“快”或“慢”）；
（3）推理：如果小车在水平面上滑行，受到的阻力越来越小，直到变为零，它将________；
（4）牛顿第一定律告诉了我们物体的运动________（填“需要”或“不需要”）力来维持，一切物体都有保持原来________不变的性质。
【答案】 保持小车到达水平面的速度相同 慢 一直作匀速直线运动 不需要 运动状态
【详解】（1）[1]要探究阻力对物体运动的影响，除了阻力不同外，其它因素都需保持相同，而让小车从斜面顶端由静止滑下，可保持小车到达水平面时的速度相同。
（2）[2]毛巾、棉布和木板表面比较，小车在木板表面上运动时受到的阻力最小，滑行的距离最远，这说明运动的小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。
（3）[3]小车运动时受到的阻力越小，滑行的距离就越大，速度减小得越慢，当受到的阻力为0时，它速度将不减小，保持这个速度一直做匀速直线运动。
（4）[4][5]牛顿第一定律告诉我们：一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，直到有外力改变它原来的运动状态，不受到外力将一直保持原来的运动状态，所以物体的运动不需要力来维持，而需要力来改变。
13．（2021·重庆·通惠中学八年级阶段练习）小雨利用 U 形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点。实验前，她注意到 U 形管两边的液面已处在同一水平线上，如图甲所示：
（1）U 型管压强计是通过观察 U 型管两端液面的______来反映橡皮膜所受压强大小的，这里用到的科学方法是______；
（2）当她将金属盒浸没于水中后，发现 U 形管两端液面如图乙所示的情景，则实验装置可能出现了______问题，调节的方法是______；
（3）排除故障后，她重新将金属盒浸没于水中，发现随着金属盒没入水中的深度增大，U形管两边液面的高度差逐渐变大，如图丙所示，由此可知液体内部的压强与______有关。
（4）接着小雨要探究液体内部压强与液体密度的关系，则应保持______不变；
（5）小雨保持丙图中金属盒的位置不变，并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，实验情形如图丁所示。比较丙、丁两次实验，小雨得出了在同一深度，液体的密度越大，其内部的压强越大的结论。你认为她的结论是否可靠？______，原因是______。
【答案】 高度差 转换法 漏气 重新组装 深度 深度 不可靠 没有控制深度相同
【详解】（1）[1][2]当橡皮膜受到压强时，U 型管两端液面的会出现高度差，橡皮膜受到压强越大，U 型管两端液面高度差越大，故可以根据U型两端液面高度差来反映压强的大小；用看得见的两端液面的会出现高度差描述看不见的液体压强大小称为转换法。
（2）[3][4]将金属盒插入水中，如图乙所示，两端液面没有出现高度差，说明装置存在漏气；将压强计拆解后重新安装。
（3）[5]发现随着金属盒没入水中的深度增大，水的密度不变，由此可知液体内部的压强与深度有关。
（4）[6]要探究液体内部压强与液体密度的关系，应该控制深度相同，改变液体的密度。
（5）[7][8]将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，实验情形如图丁所示，两侧的深度不同，液面的密度不同，多个变量，无法得出结论，故结论是没有控制深度相同。
14．（2021·重庆·通惠中学八年级阶段练习）如图，探究“压力作用效果与哪些因素有关”的实验。图甲把小桌放在海绵上；图乙在小桌的表面上放一个砝码；图丙把小桌翻过来，桌面朝下，并在其上放一个砝码。
（1）实验时通过观察海绵被压下的深浅，来比较压力作用的效果，这利用了______法。
（2）比较甲、乙两图所示的实验，受力面积相同时，______越大，压力作用效果越明显。
（3）比较乙、丙两图所示的实验，______越小，压力作用效果越明显。该过程控制不变的量是______的大小。
（4）公共汽车的窗边悬挂的“破窗锤”，可以在紧急逃生时用来砸破汽车窗玻璃。“破窗锤”的锤尖是利用减小______来增大压力作用效果的。
【答案】 转换 压力 受力面积 压力 受力面积
【详解】（1）[1]把不便于观察的压力作用的效果，转换成海绵被压下的深浅，这里用了转换法。
（2）[2]比较甲、乙两图所示的实验，受力面积相同，乙中小桌对海绵压力较大，海绵被压下的深度也较大，可得出结论：当受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显；
（3）[3][4]比较乙、丙两图所示的实验，两图中海绵上物体总重相同，所以，该过程控制不变的量是压力的大小，乙图的受力面积较小，海绵被压下的深度较大，可得出压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显。
（4）[5]“破窗锤”的锤尖与玻璃的接触面积很小，所以，是利用减小受力面积来增大压力作用效果的。
15．（2022·湖北·武汉市六中位育中学九年级阶段练习）某同学用下列器材研究影响滑动摩擦力大小的因素：粗糙程度均匀的长木板一块，质量相等的木块和铝块各一个，弹簧测力计一只．如图所示，4次实验中他都用弹簧测力计沿水平方向缓慢拉动物块，使其在水平长木板上做匀速直线运动。
（1）甲、丙两图所示的实验说明：接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与_______有关。
（2）丙图中，弹簧测力计的示数为_______N，请画出丙图中铝块的受力示意图______。
（3）丁图中铝块受到的摩擦力大小_______乙图中铝块受到的摩擦力大小（填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】 压力大小 3.2 等于
【详解】（1）[1]由题甲、丙两图所示实验可知，物体间接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同，物体间受到的滑动摩擦力不同，由此可知：接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
（2）[2]由图丙所示测力计可知，其分度值为0.2N，所以示数为3.2N。
[3]根据二力平衡对其受力分析，如图所示：
（3）[4]物体间的滑动摩擦力由接触面的粗糙程度和物体间的压力决定，由图乙与图丁所示实验可知，铝块与桌面接触面的粗糙程度、物体间的压力相等，受到的滑动摩擦力相等。
16．（2022·河南驻马店·八年级阶段练习）小明同学利用如图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验。
（1）图甲中应选择较_______（选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面；图甲实验中通过调整_______来调整拉力大小；
（2）同组的小王设计了图乙实验方案，请你判断出最优方案为：_______（选填“甲”或“乙”）；
（3）乙图中选择轻质卡片的目的是_________；
（4）在装置乙中，将卡片旋转一定角度（如图丙所示），松手后，发现卡片旋转后又恢复原状，这说明两个力必须___________，物体才能平衡；为了验证上述结论，________（选填“可以”或“不可以”）采用“将卡片往下拉过一定距离（如图丁所示）”的操作方式，因为__________。
【答案】 光滑 钩码的个数 乙 消除或忽略卡片重力对实验的影响 作用在同一条直线上 不可以 见解析
【详解】（1）[1][2]图甲实验中小车与桌面存在摩擦力，为减小摩擦力对实验的影响，应选择光滑的实验桌面，实验中通过调整钩码的个数改变钩码的重力从而调整绳子对小车的拉力。
（2）[3]图乙实验方案，卡片悬空与桌面之间没有摩擦力，为最优方案。
（3）[4]若卡片质量过大，受重力影响卡片位置偏下，会使得作用在卡片上的两个力不在同一直线上，方向也不相反。为了忽略或消除卡片重力对实验的影响，选择轻质卡片。
（4）[5]卡片旋转一定角度，两个力不在同一条直线上，松手后，卡片旋转说明两个力不在通一条直线上时，物体不能平衡。恢复原状，说明两个力必须在同一条直线上，物体才能平衡。
[6][7]如图丁所示，不可以将卡片下拉一定距离，下拉后会使得作用在卡片上的两个力不在同一直线上，方向也不相反。
17．（2022·江苏省锡山高级中学实验学校一模）如图是小明探究”动能大小与哪些因素有关”的实验装置。在探究小车速度对其动能的影响时，应保持小车________不变，使小车多次从________（选填“相同”或“不同”）高度下滑进行实验。小明两次实验操作，第一次木块被撞得近，木块受到的摩擦力为f1；第二次木块被撞得远，木块受到的摩擦力为f2，则f1________f2（选填“>”“=”或“<”）。
【答案】 质量 不同 =
【详解】[1][2]物体的动能大小与物体的质量和速度大小有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变。在探究小车速度对其动能的影响时，应保持小车质量不变，只改变速度大小。因小车下滑到水平面的速度大小取决于小车从斜面自由下滑的高度，故要使小车多次从斜面不同高度下滑进行实验。
[3]影响滑动摩擦力大小的因素为压力大小和接触面的粗糙程度。小明两次实验操作中因木块对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，故两次实验中木块受到的摩擦力大小相同。
相关试卷
备战2023年物理新中考二轮复习热点透析疑难点拨08 电学的综合计算： 这是一份备战2023年物理新中考二轮复习热点透析疑难点拨08 电学的综合计算，文件包含备战2023年物理新中考二轮复习热点透析疑难点拨08电学的综合计算解析版doc、备战2023年物理新中考二轮复习热点透析疑难点拨08电学的综合计算原卷版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共35页， 欢迎下载使用。
备战2023年物理新中考二轮复习热点透析 疑难点拨07 力学之功、功率、简单机械的计算： 这是一份备战2023年物理新中考二轮复习热点透析 疑难点拨07 力学之功、功率、简单机械的计算，文件包含备战2023年物理新中考二轮复习热点透析疑难点拨07力学之功功率简单机械的计算解析版doc、备战2023年物理新中考二轮复习热点透析疑难点拨07力学之功功率简单机械的计算原卷版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共43页， 欢迎下载使用。
备战2023年物理新中考二轮复习热点透析 疑难点拨06 力学之密度、压强、浮力的计算： 这是一份备战2023年物理新中考二轮复习热点透析 疑难点拨06 力学之密度、压强、浮力的计算，文件包含备战2023年物理新中考二轮复习热点透析疑难点拨06力学之密度压强浮力的计算解析版doc、备战2023年物理新中考二轮复习热点透析疑难点拨06力学之密度压强浮力的计算原卷版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共29页， 欢迎下载使用。
