押题12（实验探究题）：力学实验--2024年中考物理押题（南京专用）

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在南京中考中，力学实验是必考的实验之一，常考的实验包括：密度的测量、二力平衡实验、探究影响滑动摩擦力大小实验、探究影响压力的作用效果实验、探究液体内部压强大小的实验、浮力的测定实验、探究动能、重力势能影响因素的实验、探究杠杆的平衡条件、探究滑轮组的机械效率，以及一些较为新颖的创新类实验。
秘籍1：怎样解二力平衡条件实验探究类问题
1. 解答探究二力平衡条件实验的题目时，应注意以下两点：
(1)设计实验时，要尽量减小摩擦力和研究对象所受重力的影响。
(2)实验中运用了控制变量法，例如探究两个力的方向对平衡的影响时，要保证力的大小相等且在同一条直线上；2. 探究两个力是否在同一直线上对平衡的影响时，要保证两个力的大小相等、方向相反，通过将研究对象旋转一个角度，使其受到的两个拉力不在同一条直线上。
秘籍2：怎样解探究影响滑动摩擦力大小的实验问题
解答影响滑动摩擦力大小因素的实验问题时应明确以下两点：
(1)实验中测量滑动摩擦力的大小时运用了二力平衡条件和转换法。由于摩擦力不能直接测量，所以用弹簧测力计拉木块在水平方向上做匀速直线运动，由二力平衡条件知，弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。
(2)由于影响滑动摩擦力大小的因素有压力的大小和接触面的粗糙程度，所以在探究过程中应采用控制变量法。
【特别提示】
1. 若要探究滑动摩擦力与接触面积的关系，可将同一木块分别侧放、平放、竖放在同一水平长木板上，拉动木块做匀速直线运动，观察弹簧测力计示数是否相同。
2. 若要探究滑动摩擦力的大小与物体运动快慢是否有关，可保持其他因素不变，用弹簧测力计拉着木块在水平长木板上以不同的速度做匀速直线运动，观察弹簧测力计示数是否变化
秘籍3：怎样解探究压力作用效果与那些因素有关的实验题
压力的作用效果主要从力改变物体的形状上考虑。压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关，本类题主要利用控制变量法来分析是压力改变还是受力面积改变，如何改变。通过受力物体形状改变的大小来显示压力的作用效果。形变量越大，力的作用效果越明显。
【特别提示】①实验中不能选用木板作为受压物体，因为木板的形变程度不明显，故应选用形变程度明显的海绵进行实验；②实验中应使受压物体相同；③实验中运用了控制变量法和转换法。
秘籍4：怎样解研究液体内部压强的实验问题
(1)实验时，通过U形管两端液面的高度差来反映(或显示)金属盒受到的压强大小，这种方法叫转换法。若金属盒受到压强但U形管两端液面高度差为0，说明压强计的气密性差，有漏气的部位存在。
(2)在探究过程中，要注意控制变量法的运用，如保持金属盒在液体内部同一深度处，探究液体内部向各个方向的压强关系；保持液体密度不变，探究液体压强与液体深度的关系；保持深度不变，探究液体压强与液体密度的关系。
(3)影响液体压强大小的因素是液体的密度和深度，液体的密度和深度越大，液体内部产生的压强越大，分析结论时可从此处入手。
【特别提示】①实验前应检查蒙在金属盒上的橡皮膜，连接用的橡皮管及各连接处是否漏气，常用方法是用手轻按橡皮膜，观察压强计U形管两侧液面的高度差是否发生变化，如果变化，说明不漏气；如果不变，说明漏气，则要查出原因，加以修正。②明确实验所使用的液体是什么。③不能让压强计U形管中液面的高度差过大，以免使部分有色液体从管中流出，如果流出了，要把连接用的橡皮管取下重新连接
秘籍5：怎样解大气压的其他测量方法问题
用吸盘或注射器、弹簧测力计、刻度尺测大气压的原理是。关键是利用二力平衡条件求出大气压力，利用刻度尺测出长度，间接求出大气压力的作用面积。要注意使吸盘或注射器内部形成真空。
【特别提示】巧测大气压的方法
（1）用吸盘拉力法。如下左图 所示，用弹簧测力计测出从光滑玻璃上拉下吸盘所用力F，将吸盘的底面圆形画在纸上，用刻度尺测出吸盘的半径，计算出吸盘的面积S，再用压强公式可计算出大气压的大约值。
（2）吸盘重力法。将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面，挤出塑料吸盘内的空气，测出吸盘压在玻璃上的面积S；将装有适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上，如上右图所示，用小勺轻轻向桶内加细沙，直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板，测出此时塑料挂钩、小桶和沙的总重力G。则大气压的数值约为
秘籍6：怎样解决定浮力大小因素的探究问题
解答“浮力的大小与哪些因素有关”的实验探究题时，应注意以下几点：
(1)利用称重法计算物体受到的浮力(F浮=G-F示)。
(2)控制变量法的应用。
①探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系，应改变物体浸在同种液体中的体积。
②探究浮力的大小与液体密度的关系，应让同一物体浸没在不同的液体中。
浮力的大小与物体浸没的深度无关，物体浸没后，深度变化，但排开液体的体积和液体密度不变，物体所受的浮力不变。
【特别提示】物体所受浮力的大小与液体密度、排开液体体积的关系:
①物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大;
②液体的密度一定时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大，注意浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
秘籍7：怎样解影响动能大小因素的探究
(1)明确影响动能大小的因素：物体的质量和物体运动的速度。
(2)在实验中，让不同的小球在同一位置由静止释放的目的是控制不同的小球在撞击木块时速度相同，即研究动能与质量的关系时，保持速度相同。
(3)在实验中，让同一个小球在不同的位置由静止释放的目的是控制同一小球在撞击木块时速度不同，即研究动能与速度的关系时，保持质量相同。
(4)实验中动能的大小无法测量，我们采用了动能产生的效果——对外做功的多少来反映动能大小，这是一种运用转换法进行实验设计的思想。
秘籍8：怎样解影响重力势能大小因素的探究问题
（1）重力势能的大小与质量和被举高的高度有关，探究时运用控制变量法设计实验：控制质量不变，改变重物的高度，研究重力势能的大小与高度的关系；控制高度不变，改变重物的质量，研究重力势能的大小与质量的关系。
(2)运用转换法判断物体重力势能的大小：通过物体陷入沙中的深度来显示重力势能的大小，物体陷入沙中越深，重力势能越大。
秘籍9：怎样解探究机械效率的实验问题
（1）常见的探究机械效率的实验问题有两种，一种是探究滑轮组的机械效率，另一种是探究斜面的机械效率。无论是探究哪种装置的机械效率，其基本思路都是测出有用功和总功，通过计算求出机械效率。
（2）为了探究影响滑轮组机械效率的因素，在保证有用功相同的情况下，通过改变动滑轮的个数来分析机械效率是否与机械自身重力有关，另外，在保证机械组装方式相同的情况下，通过改变钩码个数来研究滑轮组的机械效率是否与物重大小有关。这里采用的是控制变量法。
【特别提示】对已组装好的滑轮组，承担物重的绳子的段数n是确定的，绳子自由端移动的距离s与物体上升的高度h的关系是s=nh，则滑轮组的机械效率
1．（2023·江苏南京·中考真题）有一捆粗细均匀、横截面积为2.5×10-4m2的金属丝，质量m=89kg。根据以下方案可以测出它的长度。
（1）方案一：
①选取一段金属丝，用天平测量其质量，当天平平衡时，放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图所示，其质量m1= g；
②用量筒和水测出这段金属丝的体积为6cm3；
③金属丝的密度是 kg/m3；
④这捆金属丝的长度是 km。
（2）方案二：
直接测出操作①中选取的那段金属丝的长度l1，算出这捆金属丝的总长度l总= （用m、m1和l1表示）。
【答案】 53.4 0.04
【详解】（1）[1]如图，标尺的分度值为0.2g，金属丝的质量为53.4g。
[2]金属丝的密度是
[3]这捆金属丝的长度是
（2）[4]根据题意可知
故，这捆金属丝的总长度为
2．（2023·江苏南京·中考真题）用木块、木板、毛巾、棉布、弹簧测力计、金属块等器材做“探究影响滑动摩擦力大小因素”实验。
（1）如图所示，将木块置于水平木板上，应水平拉动木块，使它沿长木板做 直线运动；
（2）实验中应选择木板、棉布、毛巾是为了改变 ；
（3）在图示情况下，做以下调整后再次水平拉动木块，其中会改变木块所受滑动摩擦力大小的有 （填序号）：
①增大拉力
②加大拉动木块的速度
③把木块沿竖直方向截掉一部分
④在木块上加金属块
【答案】 匀速 接触面粗糙程度 ③④
【详解】（1）[1]为使弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小，则应沿水平方向匀速直线拉动弹簧测力计，物体在水平方向上受到平衡力的作用，弹簧测力计示数等于摩擦力的大小。
（2）[2]滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关，因此选择木板、棉布、毛巾是为了改变接触面粗糙程度。
（3）[3]①②滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关，因此增大拉力和加大拉动木块的速度都不会改变滑动摩擦力的大小，故①②不符合题意；
③把木块沿竖直方向截掉一部分，木块对接触面的压力减小，接触面的粗糙程度不变，因此滑动摩擦力变小，故③符合题意；
④在木块上加金属块，木块对接触面的压力增大，接触面的粗糙程度不变，因此滑动摩擦力变大，故④符合题意。
故选③④。
3．（2023·江苏南京·中考真题）利用手边材质均匀的刻度尺和长方体橡皮可以做小实验：
（1）甲图中，橡皮的长度为 cm；
（2）乙图中，用力越大，刻度尺形变越大，说明力的作用效果与力的 有关，松手后橡皮被弹起，说明弯曲的刻度尺有 能；
（3）丙图中，刻度尺的中间位置紧贴桌子边缘，将橡皮放在刻度尺上，其右端与桌子边缘齐平，若橡皮的质量为m1，刻度尺的质量为m2，橡皮的长为l，当水平向右缓慢推动刻度尺的距离超过 （用m1、m2、l表示）时，刻度尺会翻倒。
【答案】 4.00 大小 弹性势
【详解】（1）[1]由图甲可知，刻度尺的分度值是1mm，因此橡皮的长度是L=7.90cm-3.90cm=4.00cm
（2）[2]力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关，所以用力越大，刻度尺形变越大，说明力的作用效果与力的大小有关。
[3]松手后橡皮被弹起，是刻度尺的弹性势能转化为动能，因此说明弯曲的刻度尺具有弹性势能。
（3）[4]当刻度尺刚刚没有翻倒时，则以桌子边缘为支点，由于橡皮和刻度尺的重心在物体的几何中心上，则水平向右缓缓推动刻度尺的距离为刻度尺重力的力臂L2，橡皮重力的力臂为
根据杠杆的平衡条件可得G1L1=G2L2
即
解得
4．（2022·江苏南京·中考真题）用图示装置体验并探究影响液体内部压强的因素。

（1）如图（a）所示，向玻璃管内加水，可以看到橡皮膜 ，说明水对橡皮膜有向 的压强；
（2）图（b）中压强计显示的是水中 cm深处的压强；
（3）比较图 （填字母）的实验现象可得结论： 。
【答案】 向下凸起 下 14 （b）、（c） 在深度相同时，液体密度越大，液体的压强越大
【详解】（1）[1][2]如图（a）所示，当向玻璃管内加水，水对玻璃管的橡皮膜有压力的作用，根据压强的定义可知，水对橡皮膜有向下的压强，故可以看到橡皮膜向下凸起。
（2）[3]橡皮膜所处的深度是该处到自由液面的竖直高度，如图（b），深度为d=20cm-6cm=14cm
故压强计显示的是水中14cm深处的压强。
（3）[4][5]比较（b）、（c）两个图可知，金属盒所处的深度相同，液体的密度不同，因此可探究液体压强与液体密度的关系，由于盐水的密度大于水的密度，（c）中液面高度差大，产生的压强大，可得出结论：在深度相同时，液体密度越大，液体的压强越大。
5．（2022·江苏南京·中考真题）如图所示，用细线、长木板、两个完全相同的木块A、B和一个弹簧测力计，在水平台上探究影响滑动摩擦力大小的因素。

（1）实验过程中每次应水平拉动木块，使它沿长木板做 直线运动；甲乙两图中测力计示数分别为1.5N和3N；
（2）比较甲、乙两次实验，可得结论：当接触面粗糙程度相同时， 越大，滑动摩擦力越大；
（3）比较甲、丙两次实验， （选填“能”或“不能”）探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系，理由是 ；
（4）图丙实验过程中，A、B两物体所受摩擦力、的大小关系是 。
【答案】 匀速
压力 不能 没有控制压力大小相等 等于
【详解】（1）[1]由二力平衡条件可知，当木块做匀速直线运动时，木块处于平衡状态，受到了拉力和摩擦力是一对平衡力，所以可以用弹簧测力计来测量摩擦力，故应水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动。
（2）[2]观察甲、乙两图发现，接触面粗糙程度相同，压力大小不同，当压力越大时，弹簧测力计示数越大，即摩擦力越大，所以可得结论：当接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）[3][4]观察甲、丙两图发现，接触面粗糙程度相同，压力大小不同，接触面积也不同，由控制变量法可知，甲、丙两次实验，不能探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系，因为没有控制压力大小相同。
（4）[5]由于图丙中，A、B两个物体对木板的压力大小相同，与木板的接触面粗糙程度也相同，所以A、B两物体所受摩擦力大小相等。
1．（2024·福建宁德·一模）小明用天平和量筒测量金属块的密度。
（1）将天平放在水平台面上，游码归零后，发现指针指示的位置如图甲所示，将平衡螺母向 端移动，使横梁水平平衡；
（2）将金属块放在天平的左盘，当右盘中砝码的质量和游码在标尺上的位置如图乙所示时，横梁再次水平平衡，金属块的质量为 g；
（3）往量筒中倒入26mL的水，将该金属块缓慢放入量筒中，量筒中液面位置如图丙，测出金属块的体积为 ；
（4）该金属块的密度为 ；
（5）小明为了提高测量的精确度，利用电子秤、一根细绳、烧杯和水设计了另一种实验方案，如图丁所示：
①如图A，向烧杯中倒入适量水，电子秤的示数为；
②如图B，将金属块用细线系住，用手拉住细线，使金属块浸没于水中，电子秤的示数为；
③如图C，将金属块沉入杯底、松开细线，静止时电子秤的示数为；
④金属块的密度 （用、、、表示）。
【答案】 左 62.4 10 6.24
【详解】（1）[1]使用天平测量物体的质量，首先将天平放在水平桌面上，游码归零后，由图甲可知，指针向右偏，所以应向左调节平衡螺母，直到横梁水平平衡。
（2）[2]由图乙可知，金属块的质量m=50g+10g+2.4g=62.4g
（3）[3]如果量筒中盛有26mL的水，将金属块放入量筒后，水面位置如图丙所示，金属块和水的总体积为36mL，金属块的体积是V=36mL-26mL=10mL=10cm3
（4）[4]该金属块的密度为
（5）[5]为了提高测量的精确度，利用电子秤、一根细绳、烧杯和水设计了另一种实验方案，如图丁所示：
①如图A，向烧杯中倒入适量水，电子秤的示数为；
②如图B，将金属块用细线系住，用手拉住细线，使金属块浸没于水中，电子秤的示数为；对电子秤受力分析可知，电子秤受到了烧杯和水的重力，并且增加的力为，则增加力的大小和浮力大小相等，由阿基米德原理可知，增加力的大小和排开液体的重力相等，所以增加的质量即为金属块排开水的质量，表达式为，因为物块浸没在水中，所以
③如图C，将金属块沉入杯底、松开细线，静止时电子秤的示数为，则金属块的质量为；
④金属块的密度
2．（2024·广东阳江·一模）兴趣实验活动中，小东利用天平、量筒等实验器材测量酒精的密度。
（1）小东将天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端的零刻度线处，此时指针位置如图甲所示，应向 （选填“左”或“右”）调节平衡螺母直至天平横梁水平平衡。
①在烧杯中倒入适量酒精，用天平测出烧杯和酒精的总质量为78g；
②将烧杯中部分酒精倒入量筒，液面位置如图乙所示，量筒内酒精的体积为 cm3；
③用天平测出烧杯和剩余酒精的质量如图丙所示，则其质量为 g；
④酒精的密度为 g/cm3；
（3）实验后，小东还想测量一个木块（ρ木<ρ水）的密度，由于木块体积较大无法放入量筒，于是利用电子秤、一根细钢针、烧杯和水设计如下实验，测出了木块的密度：
①如图丁A所示，向烧杯中倒入适量水，电子秤的示数为m1；
②如图丁B所示，将木块放在水中，静止时电子秤的示数为m2；
③用细钢针将木块完全压入水中，使其浸没且不触底，电子秤的示数为m3；
④则木块的密度ρ木= （用 m1、m2、m3、ρ水表示）；
（4）测完密度后，小东发现由于电子秤没调零，每次测量结果都偏大2g，则测得的木块密度 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】 左 40 44 0.85 不变
【详解】（1）[1]天平放在水平台上，发现指针指在分度盘的右侧，说明天平的右端下沉，左端上翘，平衡螺母向上翘的左端调节，使天平平衡。
[2]由图乙得，量筒的分度值为2mL，将烧杯中部分酒精倒入量筒，液面对应40mL，所以酒精的体积为
[3]烧杯和剩余酒精的质量
量筒中酒精的质量
[4]酒精的密度
（3）[5]依题意得，木块的重力为
木块浸没在水中，排开的水的质量
木块体积等于此时排开的水的体积，由得，木块的体积为
则木块的密度
（4）[6]由于电子秤没调零，每次测量结果都偏大2g，m1、m2、m3都偏大，m2﹣m1的差值不变，m3﹣m1的差值不变，由密度公式
得，木块的密度不变。
3．（2024·江苏南通·一模）小红测一块较大矿石的密度。
（1）用托盘天平测矿石质量，图甲为小红调节天平平衡的操作结果，对照右侧操作评价表，应扣 分，图乙为小红正确操作后的称量结果，可知矿石的质量为 g；
（2）测矿石体积：①在烧杯中加水至200mL刻度处；②用细线系住矿石放入烧杯中，完全浸没后，标记此时水位；③将矿石从水中取出；④在量筒中装入体积为的水，将水倒入烧杯至标记处，量筒中剩余水的体积为，则矿石的密度 （用字母表示）；
（3）上述方案中密度的测量值将偏 ，经过交流，小组提出了修改意见：利用现有材料，仅修改（2）中步骤③，即可解决上述误差的问题，且矿石密度的表达式不变，步骤③应修改为 。
【答案】 10 62.4 小 细线将矿石从水中取出并加水至200mL
【详解】（1）[1][2]如图甲，应扣10分，对照右侧操作评价表，天平放置在水平桌面上了，游码没有归零扣10分，一共10分；矿石的质量
（2）[3]在量筒中装入体积为的水，将水倒入烧杯至标记处，量筒中剩余水的体积为，矿石的体积为
矿石的密度
（3）[4][5]将矿石从水中取出，石头带水，导致测量石头的体积偏大，密度偏小；③将矿石从水中取出改为：用细线将矿石从水中取出并加水至200mL，这样量筒中减少的体积就是矿石的体积。
4．（2024·山东临沂·一模）罗庄区陷泥河改造竣工，将一个水清、岸绿、景美的新河道呈现在市民面前。小强想利用天平和量筒等器材测量陷泥河水的密度。
（1）小强将天平放在水平桌面上，将游标移至标尺左端的零刻度线处，此时指针位置如图甲所示。要使天平横梁平衡，应向 调节平衡螺母，直到天平平衡；
（2）向烧杯中倒入适量河水，将装有河水的烧杯放在已调平的天平左盘，向右盘中加减砝码并调节游码，天平再次平衡后，右盘中祛码和游码在标尺上的位置如图乙，则河水和烧杯的总质量为 g；
（3）将烧杯中的河水倒入量筒中一部分，如图丙；
（4）用天平测出剩余河水和烧杯的总质量为53.2g，则所测河水密度为 kg/m3；
（5）在把烧杯中的河水倒入量筒中时，如果有几滴河水滴到桌面上，会导致所测河水密度值 （选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】 右 93.6 偏大
【详解】（1）[1]此时指针位置如图甲所示，指针偏左，表明左边要重一些，要使天平横梁平衡，应向右调节平衡螺母，直到天平平衡。
（2）[2]右盘中祛码和游码在标尺上的位置如图乙，标尺的分度值为0.2g，游码读数为3.6g，则河水和烧杯的总质量为
（3）将烧杯中的河水倒入量筒中一部分，如图丙，量筒分度值为2mL，液体的体积为
（4）[3]用天平测出剩余河水和烧杯的总质量为53.2g，则量筒内液体的密度为
所测河水密度为
（5）[4]在把烧杯中的河水倒入量筒中时，如果有几滴河水滴到桌面上，会导致所测倒出的河水的体积偏小，根据密度公式，密度值偏大。
5．（2024·山东潍坊·一模）用盐水清洗草莓是一种有效去除草莓表面残留的农药、细菌和果虫的方法．为了测量所配置盐水的密度，某实验小组进行了如下实验。
（1）将托盘天平放在水平桌面上，将游码移到标尺的“0”刻度线处，发现指针静止时如图甲所示，则应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节使横梁平衡；
（2）正确调节天平平衡后，完成了下列实验步骤：
①测得空烧杯的质量为53g；
②向烧杯中倒入适量盐水，用天平称量其质量，天平平衡时如图乙所示：
③将烧杯中的盐水倒入量筒中，如图丙所示：
④计算盐水的密度 ；
（3）小组内交流发现：将上述实验步骤①②③④顺序调整为 ，可以减小误差；
（4）实验小组继续利用所测得的盐水密度测量某木块的密度（，实验器材有电子秤、细钢针、烧杯等，实验步骤如下：
①如图丁所示，向烧杯中倒入适量盐水，电子秤的示数为；
②如图戊所示，将木块放在盐水中，静止时电子秤的示数为；
③如图已所示，用细钢针将木块压入盐水中，使其浸没，电子秤的示数为；
④计算木块密度 （用、、和表示）．
【答案】 左 1.11 ②③①④
【详解】（1）[1]如图甲所示，指针右偏，需要将平衡螺母向左调节，使横梁平衡。
（2）[2]由图乙可知，烧杯和盐水的质量m=50g+20g+20g+5g+2.4g=97.4g
量筒内盐水的体积V=40mL=40cm3
盐水的密度
（3）[3]为了减小误差，向烧杯中倒入适量盐水，用天平称量其质量，将烧杯中的盐水倒入量筒中，测空烧杯的质量，顺序为②③①④。
（4）[4]如图丁所示向烧杯中倒入适量盐水，电子秤的示数为m1；如图戊所示将木块放在盐水中，静止时电子秤的示数为m2；木块的质量m木=m2-m1
用细钢针把木块压入盐水中，使木块浸没在水中，电子秤的示数为m3；木块的体积
木块密度
6．（2024·江苏连云港·一模）小明和小华五一节假期游玩时捡到了一些鹅卵石，他们想知道这些鹅卵石的密度，便各自选取了一块鹅卵石，分别进行了如下实验：
（1）小明利用天平和量筒等实验器材进行了实验：
①调节好天平后，称量鹅卵石时，横梁恢复平衡时右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示，则鹅卵石的质量为 g；
②用细线拴好鹅卵石，把它放入盛有30mL水的量筒中，水面到达的位置如图乙所示，则鹅卵石的密度为 g/cm3。
（2）小华取来一块质量为75g的鹅卵石，将它挂在A处，且浸没于水中，在B处挂上1个50g钩码，杠杆恰好处于水平平衡，如图丙所示，测得OA=50cm，OB=45cm，则鹅卵石的密度为 g/cm3；在此基础上，往图丙容器中缓慢加水，杠杆将 （选填“左侧下降”“右侧下降”或“依然平衡”）
【答案】 27.4 2.74 2.5 依然平衡
【详解】（1）①[1]根据甲所示砝码和游码位置，鹅卵石的质量为
②[2]如图乙所示，鹅卵石的体积为
鹅卵石的密度为
（2）[3]将鹅卵石挂在A处，且浸没于水中时，在B处挂上1个50g钩码，杠杆恰好处于水平平衡，由杠杆的平衡条件知道
则
鹅卵石受到的浮力
鹅卵石的体积
则鹅卵石的密度
[4]往图丙容器中缓慢加水，鹅卵石的浮力不发生变化，杠杆将依然平衡。
7．（2024·湖南湘西·一模）斜面在生产生活中常见，在物理实验中也常有，以下物理实验都用到了斜面。
（1）如图甲所示利用斜面测平均速度，为了提高实验测量的准确度，可以使斜面保持较 的坡度，让小车从斜面顶端由静止开始滑下；
（2）如图乙所示利用斜面研究阻力对物体运动的影响，小车从斜面由静止滑下，在棉布、木板等表面上运动不同的距离后停止，其中在木板上阻力较小，滑行距离较 （选填“远”或“近”）。由此可推论：如果小车在水平方向运动时不阻受力，小车在水平方向上将会做 运动。
（3）如图丙所示利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关，让不同质量的小车A从斜面相同高度由静止滚下，比较木块B被撞后移动的距离，可以研究物体动能与 的关系。
【答案】 小 远 匀速直线 质量
【详解】（1）[1]利用斜面测平均速度，应选择坡度较小的斜面，延长小车下滑的时间，便于更准确测量时间。
（2）[2][3]由实验现象可知，在木板上阻力较小，速度减小的慢，滑行距离较远。由此现象可进一步推理，运动的小车不受阻力时，将在水平面上做匀速直线运动。
（3）[4]根据控制变量法，让不同质量的小车A从斜面相同高度由静止滚下，小车运动到水平面时速度相同，是为了探究动能与质量的关系。
8．（2024·广东广州·一模）桌子H在水平拉力作用下，在水平面从M到N如图1，重10N的箱子放在H上如图2，H在水平拉力作用下在另一水平面从P到Q，箱子与H一起运动，、的方向始终沿着H运动方向。H两次运动的路程—时间图像如图3。
（1）在MN、PQ段，H的速度分别为、，所受摩擦力分别为、，则 ， 。（均选填“＞”“＝”“＜”）
（2）H上表面水平，在PQ段，H对箱子的支持力做的功为 J，H受到的力做的功为 J。在MN段的功率为，在PQ段的功率为，则 （选填“＞”“＝”“＜”）。
【答案】 ＞ ＞ 0 2.4 ＞
【详解】（1）[1][2]由图3可得，桌子两次都做匀速直线运动，且MN段的速度为
PQ段的速度为
则
因桌子在MN、PQ段均做匀速直线运动，受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，则
，
所以
（2）[3]在PQ段，H对箱子的支持力是竖直方向的，而箱子是在水平方向上移动的，所以H对箱子的并没有做功，即做功为0J。
（2）[4]H受到力F2做的功为
（2）[5]F1在MN段的功率为F2在PQ段的功率为
则
9．（2024·云南西双版纳·一模）如图甲、乙所示是某同学复习力与运动时做的两个实验。
（1）如图甲所示是测量小车运动的平均速度实验，让小车从斜面的A点由静止开始下滑并开始计时，分别测出小车到达B点和C点的时间，可算出小车在各段的平均速度。
①图中AB段的距离 cm。测得时间，则AB段的平均速度 cm/s；
②如果小车过了B点才停止计时，则测得的平均速度会偏 ；
③为了测量小车运动过程中下半程的平均速度，某同学让小车从B点由静止释放，测出小车到达C点的时间，从而计算出小车下半程的平均速度，他的做法是 （选填“正确”或“不正确”）的；
（2）如图乙所示是探究“阻力对物体运动的影响”实验，所用的器材有斜面、木板、毛巾、棉布和小车。
①实验时要固定斜面，并让小车从斜面上 （选填“同一”或“不同”）位置由静止滑下，目的是使小车到达水平面时的速度大小 （选填“相等”或“不等”）；
②根据实验现象，可得出结论：水平面越光滑，小车受到的阻力越 （选填“大”或“小”），在水平面上运动的距离越远；
③牛顿在实验的基础上，经过推理总结出了著名的“牛顿第一定律”，下列结论的得出与牛顿的方法相同的是 。
A．真空不能传声 B．凸透镜成像规律
C．二力平衡的条件 D．重力与质量的关系
【答案】 40.0 25.0 小 不正确 同一 相等 小 A
【详解】（1）①[1]AB段的距离sAB=80.0cm-40.0cm=40.0cm
[2]小车通过AB段的平均速度
②[3]如果小车过了B点才停止计时，会导致时间的测量结果偏大，由公式可知平均速度会偏小。
③[4]小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0，所以所测时间不是运动过程中下半程的时间，小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是下半程BC段的时间，他的做法是不正确的。
（2）①[5][6]在探究“阻力对物体运动的影响”时，应让小车从斜面的同一高度由静止下滑，是为了使小车到达水平面时的速度大小相同。
②[7]从毛巾→棉布→木板，接触面的粗糙程度变小，阻力变小，小车运动的距离变大，可以得出结论：水平面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，在水平面上运动的距离越远。
③[8]牛顿第一定律的建立是在科学实验的基础上，通过对实验数据的分析，并进一步通过推理得出的，利用实验推理法。
A．真空不能传声，是建立在真实实验的基础上，通过进一步推理得到，用到实验推理法，故A符合题意；
B．凸透镜成像规律，是直接通过真实的实验数据得出的结论，运用的是归纳法，故B不符合题意；
C．二力平衡的条件，是直接通过真实的实验数据得出的结论，运用的是归纳法，故C不符合题意；
D．重力与质量的关系，是直接通过真实的实验数据得出的结论，运用的是归纳法，故D不符合题意。
故选A。
10．（2024·吉林长春·一模）如图，在斜面上测量小车运动的平均速度，让小车从斜面的A点由静止开始下滑，即可测出不同阶段的平均速度。
（1）该实验原理是 ；
（2）除了图中有的器材以外，还应该有的器材是 ；
（3）斜面底端的金属片的作用是： ；
（4）为了计时更准确，斜面的坡度应该 （“较小”或者“较大”）；
（5）如果测得小车从A滑到C的时间tAC＝2.4s，小车从A滑到B的时间tAB＝1.6s，则AB段的平均速度vAB＝ cm/s，则BC段的平均速度vBC＝ cm/s；可以发现AB段的平均速度 BC段的平均速度：（填“大于”“小于”或“等于”）；
（6）另一实验小组在测量BC段平均速度时，选择从B点由静止开始释放小车，则测出的结果与上述（5） 的。（选填“偏大”“偏小”或“相等”）
【答案】 停表 让小车在同一位置停下来，便于测出小车行驶相同路程的时间 较小 25.0 50.0 小于 偏小
【分析】设计实验测出路程和时间，根据，求平均速度。
【详解】（1）[1]测量小车的平均速度，原理为。
（2）[2]实验中必须测量的物理量是路程和时间，需用到刻度尺和停表，因此除了图中有的器材以外，还需要停表。
（3）[3]在斜面底端放置金属片的目的就是让小车在同一位置停下来，便于测出小车行驶相同路程所需的时间。
（4）[4]实验中，为了计时更准确，时间要长一些，所以应使斜面的坡度较小。
（5）[5] 小车从A滑到B的时间，小车运动距离
小车通过AB段的平均速度为
[6] 小车从B滑到C的时间为
小车运动距离为
小车通过BC段的平均速度为
[7] 因为，，所以AB段的平均速度小于BC段的平均速度。
（6）[8]小车从A点释放到达B点时的速度大于从B点由静止开始释放时的速度，因此小车从B点释放运动到斜面底端时的时间更长，由可知，距离相同时，时间越长，速度越小，所以从B点静止释放测得的速度比第（5）问题中的结果偏小。
【分析】能够熟练使用，找准公式中的各个数据。
11．（2024·陕西西安·模拟预测）实验小组完成了以下实验：
（1）如图甲所示，物体长度是 cm；温度计示数是 ℃；
（2）如图乙所示，明明测量小车下滑的平均速度，小车从斜面的A点由静止开始下滑，如果测得小车到达C点所用的时间为2s，则AC段的平均速度 m/s；
（3）如图丙所示，童童观察细线OA的方向可判断重力的方向为 。
【答案】 2.40 36 0.4 竖直向下
【详解】（1）[1]由图可知，刻度尺的分度值为0.1cm，从零刻度开始，所以读数为2.40cm。
[2] 由图可知，温度计分度值为1℃，所以读数为36℃。
（2）[3]由图可知，刻度尺分度值为1cm，所以小车运动的路程为80.0cm，所以小车AC段的平均速度为
（3）[4] 由图可知， OA的方向为竖直向下，而细线OA是因为受到A的重力才导致竖直向下，所以观察细线OA的方向可判断重力的方向为竖直向下。
12．（2024·江苏苏州·二模）如图所示，甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动；乙是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。请回答下列问题：
（1）进行甲实验时，小明发现小车在木板上、玻璃上两次都运动到了桌面以外，请你帮他解决这一问题。写出一种解决问题的办法： ；
（2）乙实验中“物体动能”指的是A物体在 位置的动能（选填“①”、“②”或“③”），物体动能的大小是通过 （填“s”或“h”）的大小来反映的。若乙的水平面绝对光滑，该探究 （选填“能”或“不能”）得出钢球动能的大小与速度的关系；
（3）小明还想到，用小车也可以进行二力平衡条件的探究，他组装了如图丙所示的装置，在线的两端挂上钩码，调整两边滑轮的高度，使作用在小车上的两个拉力的作用线在 ，并通过调整钩码个数来改变拉力的大小。当小车平衡时，小明将小车转过一个角度后，松开手时，小车 （选填“能”或“不能”）平衡。
【答案】 使A点降低一些 ③ s 不能 同一直线上 不能
【详解】（1）[1]如果小车在木板上、玻璃上两次都运动到了桌面以外，说明小车到达水平面的速度太快，解决方法是使A点降低一些或加长水平表面桌面的长度。
（2）[2]在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，实验中“物体动能”指的是A物体在位置③的动能，小钢球从斜面越高的地方滚下，到达斜面底端时的速度就越大，动能越大。
[3]小球从斜面滚下，到达水平面撞击小木块，根据转换法可知，通过观察木块被推动的距离的远近s来判断物体所具有动能大小的，木块被推动的距离越远，说明小球所具有的动能越大。
[4]如果水平面光滑，小球和木块将做匀速直线运动，由于无法判断木块被推动的距离的远近，因此不能得出钢球动能的大小与速度的关系。
（3）[5]探究二力平衡时两个力是否必须作用在同一条直线上，需要在线的两端挂上钩码或其它重物，调整两边滑轮的高度，使作用在小车上的两个拉力的作用线在同一直线上。
[6]实验中保持拉力相等，用手拉小车扭转一个角度，此时两个力不在同一直线上，松手后小车将无法在此位置平衡。
13．（2024·全国·二模）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，实验记录如表，则木块所受的滑动摩擦力大小为 N；
（3）写出用图乙装置的一条优点： 。
【答案】 二力平衡 匀速直线 2.0 见解析
【详解】（1）[1][2]实验中应在水平方向拉着木块做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，滑动摩擦力大小等于拉力大小，即等于弹簧测力计示数。
（2）[3]固定弹簧测力计，通过拉动长木板进行实验，木块相对于地面保持静止状态，木块在水平方向上受力平衡，受到的滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数，由于压力和接触面的粗糙程度没有改变，则滑动摩擦力大小不变，为。
（3）[4]与直接用弹簧测力计拉动木块测量摩擦力相比，拉动木板进行实验具有容易操作的优点，长木板不必进行匀速直线运动，木块所受摩擦力总等于拉力，并且弹簧测力计处于静止状态，便于读数。
14．（2024·江苏无锡·一模）在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，创新实验小组对实验装置进行改进。
（1）如图甲所示：长、宽、高均不相同的长方体木块，重为12N，上下表面粗糙程度不同，放在由电机驱动的水平传送带上，通过水平细绳，绕过定滑轮与竖直悬挂的弹簧测力计相连。当电机顺时针匀速转动时，木块在水平方向上受到的摩擦力属于 （选填“滑动”或“静”），方向向 ；
（2）小明认为弹簧测力计读数不方便，又设计了如图乙所示实验装置，传感器与计算机连接，可获得力随时间变化的规律。先后将木块的上、下表面放在传送带上，并在木块上叠放不同数量的相同木块进行实验，得到如下表数据；
由数据分析可知，滑动摩擦力的大小与 、 有关，上表面比下表面更 （选填“光滑”或“粗糙”）；
（3）小华设计了如图丙所示的实验，她将一根连有氢气球的绳子系在一个木块中央，并将木块的上表面放在传送带上，重复上述实验，力传感器的读数F=1N。则此时木块对传送带的压力大小为 N，氢气球通过细绳对滑块向上的拉力为 N。
【答案】 滑动 右 接触面的粗糙程度 压力的大小 光滑 4 8
【详解】（1）[1][2]当电机顺时针匀速转动时，木块在水平方向上受到的摩擦力属于滑动摩擦力，因为木块在接触面上滑动；以接触面为参照物，木块向左运动，受到的摩擦力阻碍其向左运动，故摩擦力是水平向右的。
（2）[3][4][5]分析表格中的数据可知，木块个数相同，压力相同，上下表面接触面不同，弹簧测力计的示数不同，故摩擦力不同，故滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关；当木块上表面与传送带接触时，接触面的粗糙程度相同，木块个数越来越多，压力越大，弹簧测力计的示数变大，摩擦力的大小变大，故滑动摩擦力的大小与压力的大小有关；压力相同时，上表面比下表面弹簧测力计的示数小，说明上表面比下表面的摩擦力小，故上表面比下表面更光滑。
（3）[6][7]分析表格中的数据可知，当压力为12N时，接触面的摩擦力为3N，则摩擦力与压力之间的比值为
当力传感器的读数F=1N，说明此时的摩擦力的大小为1N，则此时的压力为
此时传送带对滑块的支持力为4N，则氢气球通过细绳对滑块向上的拉力为
15．（2024·山西大同·二模）如图所示是创新小组做“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验过程。
（1）实验中，弹簧测力计应沿 方向拉着木块做匀速直线运动，根据 知识得出滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；
（2）小晋在进行图乙实验时，多次改变放在木块上的砝码数量并记录数据，绘制出如图丙所示的图像，由图像可得结论： ；
（3）同组的小雯用不同的速度匀速拉动木块做（2）中的实验时，发现绘制出的图像与图丙相同，请你分析原因： ；
（4）另一组的小媛对实验进行了改进，如图丁所示，弹簧测力计的示数为 N，改进后的优点是 。
【答案】 水平 二力平衡 见解析 滑动摩擦力的大小与木块运动的速度无关 1.6 见解析
【详解】（1）[1][2]实验中，弹簧测力计应沿水平方向拉着木块做匀速直线运动，此时木块受力平衡，根据二力平衡知识得出滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
（2）[3]由图像可知，在接触面粗糙程度相同时，摩擦力与压力的关系图像是一条过原点的直线，说明摩擦力与压力成正比，即接触面的粗糙程度一定时，滑动摩擦力大小与压力大小成正比。
（3）[4]同组的小雯用不同的速度匀速拉动木块做（2）中的实验时，发现绘制出的图像与图丙相同，即虽然运动速度不同，但摩擦力大小相同，说明滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关。
（4）[5]图中测力计的分度值为0.2N，示数为1.6N。
[6]由前面探究可知，滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关，所以实验时不用控制木板做匀速直线运动，便于操作且弹簧测力计的示数稳定，便于读数。
16．（2024·广西梧州·一模）小明发现妈妈购买的防滑地垫的A面比B面更粗糙，为了比较A、B两个面的防滑性，小明利用商家赠送的小块地垫样品和弹簧测力计进行了下列探究：
（1）如图甲、乙，分别将B、A面与同一水平地面接触，用弹簧测力计水平 拉动小块地垫；
（2）分析甲、乙两次实验，可以得出压力相同时，接触面 ，滑动摩擦力越大的结论；
（3）小明发现完成甲、乙两次实验测得的滑动摩擦力都很小，勉强可以比较出A、B两个面的防滑性，为了使实验现象更明显，他找来一个小铁块，并把小铁块放在地垫上，在原水平地面上进行了如图丙所示的实验。通过比较甲、丙两次实验，发现当接触面粗糙程度相同时， 越大，滑动摩擦力越 ；
（4）为了验证（2）中的结论，保持其他条件不变，在丙图实验的基础上小明只将 ，测出滑动摩擦力的大小为，通过与丙图实验测得的滑动摩擦力比较，说明（2）中的结论是 （选填“正确”或“错误”），选择地垫 （填“A”或“B”）面铺在地面上，能更有效地防止地垫在地面上滑动。
【答案】 匀速 越粗糙 压力 大 A、B两个面对调 正确 A
【详解】（1）[1]用弹簧测力计水平匀速拉动木块，木块做匀速直线运动，木块受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，这样可以间接测量滑动摩擦力大小。
（2）[2]甲、乙两次实验，压力大小相同，接触面粗糙程度不同，且接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，得出的结论：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
（3）[3][4]甲、丙两次实验，接触面粗糙程度相同，压力越大，滑动摩擦力越大。
（4）[5][6][7]为了验证（2）中的结论，保持其他条件不变，在丙图实验的基础上小明只将地垫B面朝上A面朝下，测出滑动摩擦力的大小为2.2N。丙图实验中地垫A面朝上，滑动摩擦力为1.6N，压力相同，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，说明（2）中的结论是正确的； A面粗糙，防滑性能更好，选择地垫A面铺在地面上，能更有效地防止地垫在地面上滑动。
17．（2024·河南三门峡·一模）为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，小明利用完全相同的两块木块A、B设计了如图所示的实验。
（1）测量前，发现弹簧测力计指针不在零刻度线上，实验前应该先在 （选填“竖直”或“水平”）方向对弹簧测力计的指针调零；
（2）比较图中 两次实验说明：在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（3）比较图中丙、丁两次实验，可得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积大小 （选填“有关”或“无关”），图丙中木块A、B一起做匀速直线运动时，则木块B受到的摩擦力为 N；
（4）小明对实验装置进行了改进，如图戊所示。两个传感器可分别显示拉力和压力的大小。往沙桶中加减沙子的目的是探究滑动摩擦力的大小与 的关系；实验过程中，在水平向左拉动硬纸板的过程中 （选填“需要”或“不需要”）匀速拉动硬纸板，此时铁块所受到的摩擦力的方向为 （选填“水平向左”或“水平向右”）。
【答案】 水平 甲、乙 无关 0 压力 不需要 水平向左
【详解】（1）[1]弹簧测力计使用时，被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，测力计水平使用，所以测量前，发现弹簧测力计指针不在零刻度线上，应该在水平方向对测力计进行指针调零。
（2）[2]甲、乙两次实验中，物体对水平面的压力相同，木板比玻璃表面粗糙，物块受到的摩擦力大，这说明：在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
（3）[3]丙、丁两次实验，物体对木板的压力相等，接触面间的粗糙程度相同，只是两次实验中物块与木板的接触面积不等，两次实验中测力计的示数相同。这说明：在其他情况相同时，摩擦力大小与接触面积无关。
[4]B与A叠放在一起，共同做匀速直线运动，二者之间没有相对运动或者相对运动的趋势，则B受到的摩擦力为0。
（4）[5]通过改变小桶中沙子的多少，改变铁块受到向上的拉力，从而改变了铁块对木板的压力，这可以用来探究摩擦力与压力的关系。
[6]实验中，无论木板如何运动，铁块均静止，处于平衡状态，它受到的拉力与摩擦力平衡。所以不需让木板匀速运动。
[7]对铁块来说，由于处于静止状态，在水平方向受力平衡，拉力传感器对铁块的拉力水平向右，则木板对铁块的摩擦力水平向左。
18．（2024·福建宁德·一模）小明利用U形管压强计探究液体压强与哪些因素有关。
（1）如图甲所示，从结构上来看，压强计的U形管 （选填“是”或“不是”）连通器；小明用大小不同的力按压探头的橡皮膜时，发现U形管两侧液面的高度差无明显变化，该装置存在的问题可能是 ；
（2）排除故障后，通过图乙、丙所示的两次实验得出：同种液体，同一深度，液体内部向各个方向的压强 ；通过图 、 所示的两次实验得出：在同种液体中，液体压强随着深度的增加而增大；
（3）小明往丁图的水中加入盐，并搅拌均匀，保持探头深度不变，发现U形管两边液面的高度差变大，说明液体压强还与 有关。
【答案】 不是 漏气 都相等 乙 丁 液体密度（密度）
【详解】（1）[1][2]根据连通器的特点，该装置下部连通，但左侧的上端没有开口，所以不是连通器，U形管是通过液面高度差来判断液体压强的大小的，若该装置漏气，则用大小不同的力按压探头的橡皮膜时，U形管两侧液面的高度差无明显变化。
（2）[3]图乙、丙，探头在同种液体中的深度相同，探头的方向不同，但U形管液面高度差是相同的，说明：同种液体，同一深度，液体内部向各个方向的压强相等。
（2）[4][5]图乙、丁，液体相同、探头在液体中的深度不同，且深度越深，U形管液面高度差越大，则说明：在同种液体中，液体压强随着深度的增加而增大。
（3）[6]丁图中加盐后液体的密度增大，保持探头的深度不变，但U形管两边液面高度差变大，即压强变大，说明液体压强还与密度有关。
19．（2024·河北沧州·一模）如图所示，是小明同学用压强计探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验过程。
（1）实验中用到的组装完好的压强计中的U形管 （选填“是”或“不是”）连通器，当其金属盒在空气中时，U形管两边的液面应该相平，而小明却观察到如图甲所示的情景，调节的方法是 （选填下面的字母）；
A．将此时右管中高出的液体倒出
B．取下软管重新安装
（2）调节后，小明在做如图乙所示的检查：用手指按压橡皮膜，发现U形管两边液柱的高度几乎不变化。出现这种情况的原因是该装置 （选填“漏气”或“不漏气”）；
（3）将装置调节正常后，小明将压强装置放入不同液体中，如图丙所示，记录下压强计探头所处的深度及朝向、U形管左右液面高度差，得到的数据如下表：
①比较序号为 的三组数据，可得出结论：同种液体在同一深度处，液体向各个方向的压强都相等；
②较序号5、6、7的三组数据可得出结论：
【拓展】聪明的小明同学灵机一动，他利用U形压强计改装成如图所示的测液体密度的密度计。A为固定支架，其作用是保证橡皮膜在不同的液体中深度均为5cm。U形管盛水，其右管标有刻度值，为了便于读数，在U形管右管有一个指示液面位置（刻度值）的红色浮标。未测量时，U形管水面刚好与a相平，读数时，读取浮标所对的刻度值即可。当橡皮膜放入某液体中，浮标指示在b处，当ab之间的距离为3.5cm时，待测液体的密度为 。
【答案】 不是 B 漏气 1、2、3 见详解 1.2
【详解】（1）[1][2]实验中用到的组装完好的压强计中的U形管左边有软管的一端是封闭的，不是连通器；如图甲所示的情景中U形管两边液面不相平，表明两边液面上方气体压强不相同，可以取下软管，两液面气压相同，U形管相当于一个连通器，液面相平后再安装好即可，故A不符合题意，B符合题意。
故选B。
（2）[3]用手指按压橡皮膜，橡皮膜受到压力发生形变，U形管两边液柱应发生高度差，如果没有变化，可能是装置气密性不好，即原因是该装置漏气。
（3）①[4]根据控制变量法，探究液体内部压强与方向的关系，应保持液体的密度和深度相同，方向不同，故比较序号为1、2、3的三组数据，U形管液面高度差不变，表明压强相同，可得出结论：同种液体在同一深度处，液体向各个方向的压强都相等。
②[5]较序号5、6、7的三组数据，探头的深度相同，方向相同，液体密度不同，U形管液面高度差不同，根据控制变量法，可得出结论在同一深度，方向相同，液体内部压强与液体的密度有关。
[6]橡皮膜在不同的液体中深度均为5cm。当橡皮膜放入某液体中，浮标指示在b处，当ab之间的距离为3.5cm时，即上升了3.5cm，则高度差为7cm，根据液体压强计受到的压强等于左右两管水产生的压强差，可得
待测液体的密度为
20．（2024·贵州·二模）小星是一位善于观察和思考的同学。天热吹风扇时，他观察到电风扇吹出的风有时大有时小，于是他想到一个问题—电风扇吹出的风的强度与哪些因素有关。他在老师和同学的帮助下，进行了初步探究。
【猜想与假设】猜想一：电风扇吹出的风的强度与扇叶转速有关。
猜想二：电风扇吹出的风的强度与距离电风扇的远近有关。
【设计实验】为证实上述猜想，小星同学设计了如图甲所示装置：纸板B固定在支架上，纸板A与轻杆固定后悬挂在纸板B上的转轴O处，纸板A和轻杆可绕转轴O自由摆动，电风扇放在左侧正对纸板A。图中s是纸板A自然下垂时（虚线）到电风扇的水平距离，θ是纸板A向右摆动稳定后轻杆与竖直方向的夹角。
【进行实验与收集证据】
（1）实验时小星保持电风扇的 不变，移动电风扇，使s分别等于0.3m、0.5m、0.7m、0.9m，在纸板B上分别描下纸板A被电风扇吹动后稳定时轻杆的位置a、b、c、d，如图乙所示（轻杆和纸板A未画出），分别连接Oa、Ob、Oc、Od，比较四次实验中θ的大小，可知电风扇吹出的风的强度与距离电风扇的远近 （选填“有关”或“无关”）；
（2）在探究电风扇吹出的风的强度与扇叶转速的关系时，若用于实验的电风扇转速不能调，则可以通过在电风扇的电路中增加一个滑动变阻器与电风扇的电动机 （选填“串联”或“并联”），来完成探究；在探究过程中，要保持 不变；
【交流与评估】
（3）实验中，θ越大表示电风扇吹出的风的强度越 （选填“大”或“小”）。
【答案】 转速 有关 串联 距离电风扇的远近 大
【详解】（1）[1]实验中小星移动电风扇的距离，则应保持电风扇的转速不变。
[2]由题意知道，距离电风扇越近，θ越大，电风扇吹出风的强度越强，故结论为：电风扇吹出的风的强度与距离电风扇的远近有关。
（2）[3]并联电路互不影响，故探究电风扇吹出的风的强度与扇叶的转速有关时，电路中增加的滑动变阻器与电风扇的电动机串联。
[4]根据控制变量法，转速改变，则实验探究时，距离电风扇的远近应不变。
（3）[5]通过观察纸板A向右摆动稳定后轻杆与竖直方向的夹角θ来判断电风扇吹出风的强度，θ越大表示电风扇吹出风的强度越大，这用到了转换法。
21．（2024·江苏南京·一模）如图（a）所示，A、B、C三个薄壁圆柱形容器置于水平桌面上，容器内分别装有质量相等的水和某种液体，其中B、C容器的底面积相同。
（1）三个容器中液体对容器底的压强分别为pA、pB、pC，则它们的大小关系是：pA pB；pB pC；
（2）将体积相等的甲、乙两个实心正方体物块分别放入B、C容器中，静止时状态如图（b）所示，且两容器液面相平。若，甲、乙所受浮力之比为1：2，则 kg/m3，此时容器对桌面的压强大小关系为pB' pC'。
【答案】 ＜ ＝ 1.2×103 ＜
【详解】（1）[1][2] A、B、C三个薄壁圆柱形容器置于水平桌面上，容器内分别装有质量相等的水和某种液体，所以它们的重力相同，因为是圆柱形容器，液体对容器底部的压力就等于液体的重力，所以
由题可知、
由可知pA（2）[3]由题可知，
因为甲漂浮在水面上，所以甲受到的浮力等于甲的重力，即
因为物块浸没在水中，乙受到的浮力为
所以
即
[4]由图可知，两液面相平，由可知，此时容器对桌面的压强大小关系为pB'＜pC'。
22．（2024·山东枣庄·一模）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，实验数据如表所示：
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 ；
（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，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的示数逐渐增大，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ΔFA ΔFB（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。
【答案】 F1﹣F3 物体浸在液体中所受浮力大小等于它排开液体所受的重力 将物体c浸入水中之前，溢水杯中没有加满水 变小 ＝ B
【详解】（1）[1]由图甲可知物体的重力
由图丁可知物体浸没时弹簧测力计的示数
则物体受到的浮力
（2）[2]由表中数据可得结论：物体浸在液体中所受浮力大小等于它排开液体所受的重力。
（3）[3]在实验中，若溢水杯没有装满水，则排开水的重力明显小于所受的浮力（或排开的水没有全部流入小桶）。
（4）[4]如图2所示，向下移动水平横杆，重物排开水的体积变大，由称重法
可知，弹簧测力计A的示数变小。
[5]重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，弹簧测力计A的示数变化量为浮力的增大量，ΔFA，弹簧测力计B的示数变化量为重物排开的水的重力的增加量，则
（5）[6]A．弹簧测力计A的示数变化就是物体所受浮力的大小，故A不符合题意；
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，能直接看出弹簧测力计A、B示数的变化量关系，故B符合题意。
故选B。
23．（2024·广东深圳·二模）小明想知道樱桃的密度，于是进行了如下实验，请你将实验补充完整。
（1）小明将天平放在水平桌面上，发现天平指针已指在分度盘的中央，如图甲所示，此时小明应先将游码移至标尺 处，再将平衡螺母向 调节，使天平横梁平衡。
（2）天平调平后，小明将三颗樱桃放入左盘，并通过加减砝码、移动游码使天平恢复了平衡，如图乙所示。将量筒中装入适量水如图丙①所示，将三颗樱桃轻轻放入量筒内的水中，沉底后液面的位置如图丙②所示，樱桃的密度为 。
（3）实验后小明还想测量某种液体的密度（），他选取了一个平底薄壁透明塑料瓶（瓶盖、瓶壁的体积和质量均忽略不计）、圆柱形透明大容器、一把刻度尺（体积可忽略不计），设计了如图丁的方案，请把他的实验步骤补充完整。
①在瓶内装适量的被测液体密封后，用刻度尺测出瓶内液面的高度为；
②将瓶子倒置在盛有水的容器中漂浮，静止后用刻度尺测出 为；
③利用以上测量数据可以计算出液体的密度，表达式 （用字母表示，水的密度用表示）。
【答案】 0刻度线处 右 瓶内液面到水面的高度
【详解】（1）[1][2]在使用天平测量物体质量时，先要对天平进行调平，在调平时，应先将天平放置在水平桌面上，将游码移到标尺左端的零刻度处，然后调节平衡螺母，直至天平横梁水平平衡；如图甲所示，发现游码未归零时，天平指针已指在分度盘的中央，则将游码移到标尺零刻度线处时，指针会偏左，所以应将平衡螺母向右调节，天平横梁才能平衡。
（2）[3]使用天平称量物体质量时，物体的质量等于砝码质量加上游码对应刻度值之和，由图乙可知，天平标尺的分度值为0.2g，其对应刻度值为4.4g，则三颗樱桃的质量为m＝10g+4.4g＝14.4g
由图丙知，量筒的分度值为2mL，放入樱桃前量筒内水的容积为40mL，放入樱桃后，水的容积为52mL，则三颗樱桃的体积为
由可得，樱桃的密度为 （3）[4][5]设瓶子的底面积是S，装有待测液体的瓶子漂浮在水中，由于瓶盖、瓶壁的体积和质量均忽略不计，所以豆奶的重力等于瓶子排开水的受到的重力，排开水的体积等于瓶内豆奶的体积Sh1和h2对应瓶内部分的体积Sh2之和，所以还要测量瓶内液面到水面的高度h2，如图所示：
由F浮=ρ水gV排可得，装有待测液体的瓶子在漂浮在水中受到的浮力为F浮=ρ水gV排=ρ水gS（h1+h2） 由于瓶子在水中漂浮在水中，瓶子重力不计，所以豆奶的重力等于瓶子受到的浮力，即
所以G液=F浮所以ρ液gSh1=ρ水gS（h1+h2）
可得液体的密度为
24．（2024·河北·三模）在“探究杠杆平衡条件”实验中：
（1）如图甲所示，应调节杠杆两端的 ，使杠杆在水平位置平衡。
（2）如图乙所示，在A点悬挂4个钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使杠杆再次水平平衡，此时测力计示数为 N。
（3）如图丙所示，在杠杆左边C点挂3个钩码，要使杠杆再次水平平衡，应在杠杆右边D点挂 个钩码。（实验中所用钩码均相同）
（4）某同学用筷子、刻度尺、杯子和水设计实验，巧妙地测量石块的密度。
①该同学把筷子用绳子悬挂后静止。如图丁所示，使筷子在水平位置平衡，这样调节除可消除筷子重力对实验的影响外，最主要的目的是 ；
②将一质量为0.3kg的重物悬挂在筷子A处，移动石块至B处，使筷子再次在水平位置平衡。用刻度尺分别测得OA、OB的长度分别为8cm和6cm，则石块的质量为 kg；
③保持重物的悬挂点位置A不变，将石块浸没在盛有适量水的杯中，调整石块悬挂点的位置（且未与杯底、杯壁接触），直至C处，使筷子仍在水平位置平衡，用刻度尺测得OC的长度为10cm。通过计算，可知石块的密度为 kg/m3.（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）
【答案】 平衡螺母 2 2 方便测量力臂的大小 0.4 2.5×103
【详解】（1）[1]杠杆在使用之前应该进行调平，此时甲图中杠杆未在水平位置平衡，则需要通过调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
（2）[2]如图乙，弹簧测力计分度值为0.1N，此时读数为2N。
（3）[3]设每个钩码重力均为G，杠杆上每一格的长度为l，在D点悬挂n个钩码，则由杠杆平衡条件可得
3G×lOC=nG×lOD
即应在杠杆右边D点挂2个钩码。
（4）①[4]由图可知，筷子静止后左端下沉，若想调节筷子水平平衡，应将支点向左移动，即细线将悬挂点向左移动；调节筷子水平平衡既可以消除筷子重力对实验的影响，同时又可以方便测量力臂的大小。
②[5]根据丙图杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可得
解之得石块的质量为m石=0.4kg。
③[6]石块的重力为
重物的重力为
由丁图可知，C点受到的力为FC
由杠杆平衡的条件G物lOA=FClOC得
石块受到的浮力
根据F浮=ρ水gV排得，石块排开水的体积为
石块此时全浸没，则石块的体积等于其排开水的体积即
则石块的密度为
25．（2024·湖南长沙·二模）如图所示是探究“阿基米德原理”的实验过程。（g取10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3）
（1）若按照图中顺序进行实验，会导致所测排开水的重力 ，要验证阿基米德原理，则所需要的合理实验步骤是 （选填步骤序号）；
（2）利用实验中的数据还可以计算出该物体的密度是 kg/m3。
【答案】 偏小 ⑤①③④ 2.5×103
【详解】（1）[1]将小烧杯中的水倒出后小烧杯中有残留，所测得空烧杯的重力偏大，导致所测排开水的重力偏小。
[2]由于第④步测的是物体浸没后溢出的水和小烧杯的总重，所以第②步不需要了，为了使所测的排开水的重力准确，先测空小烧杯的重，所以需要的合理实验步骤是⑤①③④。
（2）[3]由①可知，物体的重力为G=3N，则物体的质量为
物体浸没在水中，其排开水的重力为
排开水的质量为
根据可得，排开水的体积为
则物体的体积为
根据可得，物体的密度为
26．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）在学习了密度、浮力、杠杆的相关知识后，小丽同学根据杠杆的平衡条件测出了一个物块的密度，请帮她将下列步骤补充完整。（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）

（1）相邻两刻度间距离相等的轻质杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右调节；
（2）调节杠杆水平平衡后，用细线将物块挂于杠杆左侧，将3个钩码挂于右侧，杠杆仍处于水平平衡，如图乙所示，每个钩码质量100g，则物块质量为 g；
（3）将该物块浸没在装有水的烧杯中，调节右侧钩码的位置，使杠杆处于水平平衡，如图丙所示，则物块在水中所受浮力为 N；
（4）物块的密度是 kg/m3；
（5）在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变钩码的位置和个数，收集多组数据的目的是 （选填字母）。
A．避免实验的偶然性，便于得到普遍规律
B．取平均值，减小误差
【答案】 是 400 2 2×103 A
【详解】（1）[1]由图甲可知，杠杆处于静止状态，受力平衡，故杠杆处于平衡状态。图甲可知，杠杆左边低右边高，应将平衡螺母向右调节，使得杠杆在水平位置平衡。
（2）[2]设杠杆每一小格代表L，每个钩码的重力为G，根据杠杆平衡条件知道
故
每个钩码质量m=100g，由G=mg知道，物块的质量为
（3）[3]当物块浸没在水中平衡时，设细线对杠杆的拉力为F，由杠杆平衡条件知道
解得细线对杠杆的拉力为
物块的重力为
则物块在水中所受浮力为
（4）[4]根据阿基米德原理可得，物块的体积等于其浸没在水中排开水的体积，即
由可得，物块的密度为
（5）[5]多次改变钩码的位置和个数，即多次改变力和力臂的大小，得到了多组实验数据，得出了杠杆平衡条件。该实验测量多组数据的目的是得出的结论避免偶然性，寻找普遍规律，故A符合题意，B不符合题意。
故选A。
27．（2024·山东东营·二模）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?
（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）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大，实验中探究的动能是指 （填序号）。
A．小球在斜面上的动能 B．小球撞击木块前瞬间的动能
C．小球撞击木块后的动能 D．木块被小球撞击后的动能
（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）（交流评估）①小球从斜面上由静止下落，下滑过程中重力势能转化为 能。
②本实验中水平面若绝对光滑，将 （选填“能”或“不能”）达到实验探究目的。原因是
（5）（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。
（6）（知识拓展）木块在水平面上运动时，木块所受的重力与水平面对木块的支持力是 （选填“相互作用力”或“平衡力”）
【答案】 速度 质量 B 质量相同时，物体的动能与速度有关 动 不能 见解析 超载 平衡力
【详解】（1）[1][2]十次车祸九次快的快说的是速度，则汽车的动能可能跟速度有关。安全驾驶莫超载中的超载说的是质量，则汽车的动能可能跟质量有关。
（2）[3]实验中通过木块被撞击的距离去比较小球撞击木块前具有的动能的大小，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
（3）[4]图甲、丙中，小球的质量相同，下落高度不同，则碰撞时，小球的速度不同，物块在水平面移动的距离不同，则说明：质量相同时，物体的动能与速度有关。
（4）[5]小球从斜面上一定高度由静止下落，将重力势能转化为动能。
[6][7]本实验中水平面若绝对光滑，木块将在水平面上做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离去比较小球动能的大小。
（5）[8]图甲、乙中，小球下落的高度相同，则小球下滑到水平面时的速度相同，甲图中小球的质量大于乙图的，撞击后，甲图中物块移动的距离大于乙图的，则说明：速度一定时，物体的质量越大，物体的动能越大。则可以说明汽车超载时，危险性大。
（6）[9]木块运动时，木块所受的重力与地面对木块的支持力作用在同一物体上，大小相等、方向相反、作用在一条直线，是一对平衡力。
28．（2024·甘肃·三模）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，与放在水平面上的木块相碰，铁球与木块在水平面上共同移动一段距离后静止。
（1）铁球撞击木块，通过 的大小来判断铁球具有的动能大小；
（2）要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图；实验中应保证 相同。为了达到这一目的所采取的具体操作方法是 。
【答案】 木块被推动的距离 甲、乙 速度 让小球从斜面同一高度滑下
【详解】（1）[1]铁球从斜面上滚下后撞击木块，对木块做功，使木块在水平面上运动一段距离，根据木块在水平面上运动距离的远近判断铁球的动能大小。
（2）[2][3][4]要探究动能大小与物体质量的关系，应保持小球的速度相同，质量不同，所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下，因此要选择甲、乙两图，具体的操作方法是使小球从斜面上同一高度滑下。
29．（2024·广东揭阳·一模）“十次车祸九次快”，“安全驾驶莫超载”。某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：
他们用钢球模拟汽车做了如图所示的实验（H>h，M>m）：
（1）本实验是通过 来反映 （选填“木块”或“钢球”）的动能的大小；
（2）图乙和图丙实验中，让不同质量的钢球从斜面同一高度由静止滚下，是为了使两球达到水平面时具有相同的 ；
（3）甲、乙两图探究的是物体的动能与 的关系；
（4）根据甲、丙两图， （选填“能”或“不能”）得出物体的动能大小与质量的关系，理由是 。
【答案】 木块移动的距离 钢球 初速度 速度 不能 没有控制钢球撞击木块时的速度相同
【详解】（1）[1][2]实验中钢球动能的大小不易直接观察，由于水平面阻力相同，做功的多少与移动的距离有关，故本实验是通过木块移动的距离来反映钢球的动能的大小。
（2）[3]图乙和图丙实验中，探究动能的大小与质量的关系，根据控制变量法，应保持速度一定，故让不同质量的钢球从斜面同一高度由静止滚下，是为了使两球达到水平面时具有相同的速度。
（3）[4]甲、乙两图中两球质量相同，高度不同，到达水平面的速度不同，根据控制变量法，探究的是物体的动能与速度的关系。
（4）[5][6]根据甲、丙两图，质量不同，高度不同，小球到达水平面的速度不同，根据控制变量法探究物体的动能大小与质量的关系，应保持速度相同，故不能得出物体的动能大小与质量的关系结论。
30．（2024·贵州黔南·一模）小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究（不考虑空气阻力，g取），让小球从某高度处由静止开始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），小球速度为。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短（如图丙）的整个过程中，得到小球的速度和弹簧缩短的长度之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点。已知该轻弹簧所受压力每增加0.1N，弹簧的形变量就增加0.01m，并且轻弹簧在全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）小球运动到速度最大时，弹簧对它施加的弹力大小为 N；
（3）小明想要让小球下落到最低点时，弹簧的压缩程度更大，你给出的建议是 ；请从能量转化的角度说明你这样建议的理由： 。
【答案】 先变大后变小 一直减小 1 增大小球的下落高度 见解析
【详解】（1）[1]由图丁可知，小球从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，运动的速度先变大后变小，小球的质量不变，所以小球的动能先变大后变小。
[2]在压缩弹簧的过程中，小球部分机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能一直在减小。
（2）[3]由图可知，当时，小球运动的速度最大，由“该轻弹簧所受压力每增加0.1N，弹簧的形变量就增加0.01m”可知，当时，弹簧所受压力为1N，所以弹簧对它施加的弹力大小为1N。
（3）[4][5]小球在最低点时速度为0，不计空气阻力，所以小球的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能。 要让小球下落到最低点时，弹簧的压缩程度更大，即弹簧具有的弹性势能更大，则可以增大小球下落的高度，增大小球的重力势能。
31．（2024·山西晋城·模拟预测）投掷实心球是中考体育选考项目之一，“追梦”小组的同学们设计并探究实心球投掷距离受哪些因素影响，其过程如下。
（1）图甲为实心球出手后的运动原理示意图，其中v0是实心球出手瞬间的速度，是出手角度，h是出手高度。由图甲分析可知，实心球在运动过程中的动能变化情况是 ；
（2）图乙为投掷距离s随出手角度变化的图像，由图乙可知，当角度增大时，实心球的投掷距离 ；角度 °时，投掷距离s最大；
（3）如果要探究投掷距离s是否与出手高度h有关，应控制 相同。
【答案】 先减小后增大 先增大后减小 40 出手速度和出手角度
【详解】（1）[1] 实心球在出手后只有重力做功，实心球的机械能总量保持不变，根据图甲运动原理图，实心球从出手到最高点的运动过程中，实心球的高度增大，动能转化为重力势能，实心球的动能减小，重力势能增大；实心球从最高点到落地的运动过程中，实心球的高度减少，重力势能转化为动能，实心球的动能增大，重力势能减小。所以实心球在运动过程中的动能变化情况是先减小增大。
（2）[2][3] 根据图乙中的曲线图可知，当出手角度增大时，实心球的投掷距离的变化情况是先增大后减小，当出手角度40°时，投掷距离s最大。
（3）[4] 根据控制变量法，如果要探究投掷距离s是否与出手高度h有关时，需要控制其它影响因素保持不变，投掷距离s还可能受到投掷角度和出手速度的影响，所以探究过程中应控制投掷角度和出手速度相同。
32．（2024·辽宁·二模）在生活和生产中，简单机械有着十分重要的作用。

（1）为了探究“杠杆的平衡条件”，小明用图1的装置进行实验。实验前，杠杆左端下沉，应将右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节。调平后，若在A处挂3个钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，则需在B点挂 个钩码。（每个钩码的重量相等）
（2）小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码，记录数据如表。
由图可知，第次实验中弹簧测力计示数为 ；
第次实验中滑轮组的机械效率为 （结果保留整数）；
分析实验数据可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时，减小动滑轮的重力，则滑轮组的机械效率 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）小明用图的实验装置探究斜面的机械效率。发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。某次实验测得物重、斜面长、高，若机械效率，则物体在斜面上受到的摩擦力为 。
【答案】 右 变大
【详解】解：（1）[1]根据图1可知，杠杆的右端上翘，说明右端轻，因此需要将平衡螺母向右调节，直至杠杆水平平衡。
[2]设杠杆上每个小格的长度为，每个钩码的重力为，根据杠杆的平衡条件可得
解得
所以需要在点挂个钩码。
（2）①[3]根据图可知，测力计的分度值为，此时弹簧测力计示数为0.8N，则第次实验时测力计的示数为。
②[4]第次实验中，滑轮组所做的有用功为
所做的总功为
则滑轮组的机械效率为
③[5]使用滑轮组提升重物时，克服动滑轮重力做的功为额外功；由常识可知塑料滑轮比铝质滑轮的重力要小一些，则由表中、两次实验可知，提升同一物体时，第次实验时动滑轮重力较小，则额外功越小，且第次滑轮组的机械效率较高，所以，可得出结论：提升同一物体时，减小动滑轮的重力，滑轮组的机械效率将变大。
（3）[6]由题意知，利用斜面做的有用功为
该斜面所做的总功为
克服摩擦做的额外功
由可得，物体在斜面上受到的摩擦力为
33．（2024·北京·二模）实验台上有组装好的实验装置，如图所示，其中弹簧测力计的量程为0~5N。另外还有质量均为100g的钩码六个（图中未画出）。要求利用上述实验装置和钩码设计一个实验证明：用动滑轮提升重物时，如果动滑轮的机械效率不变，则有用功跟总功成正比。请写出主要实验步骤。
【答案】见解析
【详解】实验步骤：
（1）在动滑轮挂钩上挂2个钩码，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端；2个钩码的总质量用m表示，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示。将m的数值记录在表格中，用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h，并把测量数据记录在表格中；
（2）保持动滑轮所挂钩码个数不变，依次改变绳子自由端移动的距离s，仿照步骤1再做5次实验，将各次的数据记录在表格中；
（3）利用计算出各次的总功，用计算出各次的有用功，并将各次的总功、有用功记录在表格中；
（4）分析有用和总功的值得出结论。
34．（2024·四川广元·二模）如图甲、乙所示，在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小红用同样的滑轮组装成两个不同的滑轮组，完成两次不同的实验，实验的部分数据如下表所示：
（1）实验过程中，测量绳端拉力 F时，应沿竖直方向缓慢 拉动弹簧测力计，并用刻度尺测出物体上升的高度 h和绳端移动的距离s。
（2）分析第1次实验，滑轮组的机械效率为 %。
（3）第2次实验装置如图乙所示，若忽略绳重和摩擦，则第 2 次实验测得的滑轮组的机械效率 （选填“>”“<”或“=”）第1次实验测得的滑轮组的机械效率。
【答案】 匀速 75 =
【详解】（1）[1]为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动，以保证拉力大小恒定。
（2）[2]由图甲可知，绳子段数n=2，此时滑轮组的机械效率为
（3）[3]若忽略绳重和摩擦，根据可知，图乙中，有用功和额外功均未发生变化，即总功不变。根据可知，第2次实验测得的滑轮组的机械效率等于第1次实验测得的滑轮组的机械效率。
35．（2024·陕西·二模）物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益（用“MA”表示），根据机械效益可以比较省力程度。那么，滑轮组的机械效益与哪些因素有关呢？楚杭提出三个猜想：
猜想一：与物体重力大小有关；
猜想二：与吊起动滑轮的绳子股数有关；
猜想三：与动滑轮重力大小有关；
楚杭组装了如图甲、乙、丙所示的滑轮组，其中图甲、乙中每个滑轮的质量为m1，图丙中每个滑轮的质量m2，m1＝2m2，利用这三个滑轮组进行实验，测得5组数据，再将图丙的滑轮先后更换两次，实验数据如下表。
（1）分析1、2、3三次数据可知，其他条件相同时， 越大，滑轮组的机械效益越大，其省的力 （选填“越多、越少或不变”）；
（2）分析数据可知，当其他条件相同时，机械效益与吊起动滑轮绳子股数的定量关系是 ；
（3）第 （选填序号）三次实验是为了探究机械效益MA与动滑轮重的关系；
（4）用表格中第7次实验的滑轮组，匀速提升重10N的物体，则该滑轮组的机械效益为 ；
（5）同一滑轮组的机械效益增大时，其机械效率 （选填“变小”、“不变”或“变大”），机械效率与机械效益的比值 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。
【答案】 物重 越多 5、6、7 2.5 变大 不变
【详解】（1）[1][2]分析1、2、3三次数据可知，吊起动滑轮的绳子股数相同，滑轮组相同，物重越大，滑轮组的机械效益越大，计算物重与拉力的差可知其省的力越多。
（2）[3]要得到机械效益与吊起动滑轮绳子股数n的定量关系，应控制物重和动滑轮重力相同，则应分析2、4、5三次数据，可知，机械效益与吊起动滑轮绳子股数的定量关系是
（3）[4]根据控制变量法可知探究机械效益MA与动滑轮重的关系需改变动滑轮的重，控制其它条件相同，由题意可知5、6、7三次实验是为了探究机械效益与动滑轮重的关系。
（4）[5]第7次实验中动滑轮的重力GL=nF-G=4×3.5N-8N=6N
匀速提升重10N的物体，拉力
则该滑轮组的机械效益为
（5）[6][7]由题意可知同一滑轮组的机械效益
同一滑轮组的机械效率
所以同一滑轮组的的机械效益增大时，其机械效率变大；机械效率与机械效益的比值
同一滑轮组中绳子的股数是一个定值，所以机械效率与机械效益的比值不变。
36．（2024·陕西西安·模拟预测）实验小组在测滑轮组机械效率的实验中，实验装置如图所示，得到的数据如下表所示。
（1）通过表中数据可分析出第2次实验是用图 所示装置做的实验；
（2）小组同学再用甲装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为 。（百分号前保留一位小数）
（3）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，提升的物体重力越大，机械效率越 ；
（4）采用图丙装置提升同一物体，改变动滑轮重进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁所示的图像。分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N；（忽略绳重和摩擦）
（5）另一创新小组使用甲装置，用重为4N、6N的物体进行了两次实验，每次测得的机械效率均大于表中数据，该小组测量值偏大的原因可能是 （选填字母）
A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方
B．弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C．测量拉力时，弹簧测力计处于静止状态
【答案】 乙 83.3% 高 3 C
【详解】（1）[1]实验2中，物体升高0.1m，绳端移动距离为0.4m，则
物体和动滑轮的总重由4段绳子承担，所以第2次实验是用乙滑轮组做的实验。
（2）[2]甲装置中承担物重的绳子的股数为
实验3中
则
第3次实验的机械效率为
（3）[3]由实验1和实验3可知，使用的是同一滑轮组，而提升的物体越重，机械效率的数值越大，所以结论是使用同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越高。
（4）[4]由图丙可知，装置绳子股数为2，根据
由图丁装置知，当动滑轮重为1N时，机械效率为75%，则
故被提升物体所受的重力
（5）[5]A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方，拉力测量大了，机械效率变小，故A不符合题意；
B．弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升，拉力变大，机械效率变小，故B不符合题意；
C．测量拉力时，弹簧测力计处于静止状态，此时的摩擦力克服动滑轮做的功减小，额外功减小，机械效率变大，故C符合题意。
故选C。
37．（2024·江西九江·模拟预测）【探究名称】探究杠杆的平衡条件
【问题】小明家里有一杆秤如图甲所示，他发现小小的秤砣却能称量很重的物体，由此引起了他探究杠杆平衡条件的兴趣，于是他利用如图乙所示的装置开始了探究（实验中所用钩码均相同，杠杆质量均匀，相邻刻度线之间的距离相等）。
【证据】（1）实验前将杠杆放置在水平桌面上，杠杆静止时如图乙所示，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态，接下来应将杠杆的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆水平平衡；
（2）实验前要调整杠杆水平平衡，这样做的目的是便于 ；
（3）调节杠杆水平平衡后﹐在杠杆两侧悬挂不同数量的钩码并移动钩码的位置，使杠杆重新水平平衡，测得的实验数据如表。
【解释】
（1）分析数据可知，杠杆的平衡条件是 （用字母表示）；
（2）请将表格横处的内容补充完整： 。
【交流】
（1）图丙中杠杆恰好处于水平位置平行，在A点下方再加挂2个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，可以将挂在B点的钩码向右移动 格；
（2）在进行图丁所示的实验的过程中，将弹簧测力计由竖直方向向左偏移时，保持杠杆水平平衡，发现测力计的示数增大，原因是 。
【答案】 平衡 左 测量力臂 15 2 弹簧测力计拉力的力臂减小
【详解】（1）[1]实验前，把杠杆中心支在支架上，杠杆在图-1所示的位置静止，此时杠杆是平衡状态.。
[2]杠杆静止在图-1所示位置，杠杆左端偏高，应将杠杆右端的螺母向左端移动，使杠杆在水平位置平衡。
（2）[3]实验前把杠杆中心支在支架上，调节杠杆在水平位置平衡，此时力臂在杠杆上，目的是方便测量力臂。
【解释】（1）[4]由表中的数据可得
，
由此可得杠杆的平衡条件
（2）[5]由杠杆的平衡条件可得
解得。
【交流】（1）[6]设每个钩码的重力为G，每个小格的长度为L，图丙中杠杆恰好处于水平位置平行，在A点下方再加挂2个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，由杠杆的平衡条件可得，右侧钩码的力臂
可以将挂在B点的钩码向右移动2个格。
（2）[7] 将弹簧测力计由竖直方向向左偏移时，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力F将变大，这是因为，阻力阻力臂不变，当拉力由竖直变成倾斜时，拉力F力臂变小，杠杆的平衡条件可知，相应的拉力会变大，这样才能继续平衡。
38．（23-24九年级下·江苏无锡·阶段练习）某同学利用图示装置测量滑动摩擦力的大小。水平传送带由微型电动机控制其运转，连接滑块和压块的细绳自然拉直，事先用电子秤分别测出滑块和压块的重力G1和G2。
（1）此装置中定滑轮的作用是 ；
（2）本实验除了要保证压块在电子秤上保持静止外，还需控制的条件是 （填“①”或“②”）；
①水平传送带必须匀速运转
②定滑轮左侧连接滑块的细绳必须水平
（3）开启电源，应使皮带轮上方的传送带向 （填“左”或“右”）运动。读出电子秤的示数G3，此时滑块所受滑动摩擦力大小F= （用测得的物理量表示）。
【答案】 改变力的方向 ② 左 G2- G3
【详解】（1）[1]如图所示，定滑轮的实质是一个等臂杠杆，此装置中定滑轮的作用是改变力的方向。
（2）[2]本实验要保证压块在电子秤上保持静止，滑块才能相对于压块保持静止；当传送带运转时，滑块受到的摩擦力大小就等于压块对滑块的拉力，所以传送带不一定要匀速运转，但是滑块受到的拉力方向必须是水平向右的，否则滑块受到的拉力就不等于摩擦力，所以实验除了要保证压块在电子秤上保持相对静止外，还需控制的条件是：定滑轮左侧连接滑块的细绳必须水平，故选②。
（3）[3]因为滑块左端与细绳相连，要受到细绳的拉力，所以开启电源后，应使皮带轮上方的传送带向左运动。
[4]对压块进行受力分析可知，压块通过细绳对滑块的拉力等于滑块受到的摩擦力F，故此时压块受到细绳对它向上的拉力大小也为F。由题意可知，压块还受到竖直向下的重力G2和竖直向上的支持力，压块受到竖直向上的支持力大小和电子秤的读数一样，为G3。因压块静止，受力平衡，所以此时滑块所受滑动摩擦力F= G2- G3
39．（2024·广西柳州·二模）如图是探究杠杆的平衡条件的装置。

（1）在杠杆上挂钩码前，调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持 并静止，达到平衡状态；
（2）该小组在实验中操作规范，由于不知道钩码的重力大小，记录的数据如下表所示。
分析数据后，初步总结出杠杆的平衡条件：动力与阻力之比和动力臂与阻力臂之比互为倒数。显然，钩码重力的具体数值对得到杠杆平衡条件 （选填“有”或“没有”）影响。根据此结论，表中第3次实验数据的阻力臂为 cm；
（3）为明确钩码的重力大小，该小组找来天平测其质量。调整天平横梁平衡时，要先把游码移到标尺左端的 处。测量钩码质量，当天平平衡时托盘中的砝码及游码的位置如图乙所示，则质量为 g，即可求出重力大小；

（4）杆秤是根据杠杆的平衡条件工作的。如图丙，当秤盘不放物品时，秤砣悬挂在0kg刻度线处杆秤刚好平衡（简称“调零”）。某杆秤的秤盘因不慎磕坏了一个缺口，导致杆秤不能调零，继续使用该杆秤，测量结果将 。该小组在秤盘底粘一块橡皮泥，使杆秤能调零，那么使用该杆秤，测量结果将 。（选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）
【答案】 水平 没有 20 0刻度 50.2 偏小 不受影响
【详解】（1）[1]为了便于测量力臂，在杠杆上挂钩码前，调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静止。
（2）[2]根据题意知道“动力与阻力之比和动力臂与阻力臂之比互为倒数”，即
由数学知识知道，此结论也可以表述为，说明钩码重力的具体数值对得到杠杆平衡条件没有影响。
[3]根据“动力与阻力之比和动力臂与阻力臂之比互为倒数”知道，表中第3次实验数据的阻力臂
（3）[4]调节天平横梁平衡时，应先将游码调至标尺的0刻度线处，然后按“左偏右调”的方法调节。
[5]由图乙知道，砝码的总质量为50g，标尺的分度值为0.2g，游码示数为0.2g，则钩码的质量为
50g+0.2g=50.2g
（4）[6]由于某杆秤的秤盘因不慎磕坏了一个缺口，在测量时需要多放物品去不足缺口处的质量，所以，在不变时，测量结果偏小。
[7]该小组在秤盘底粘一块橡皮泥，则补足了因缺口而减小的秤盘的质量，所以使杆秤能调零，那么使用该杆秤，测量结果将不变。
40．（2024·山西吕梁·三模）如图是同学们正在探究“杠杆的平衡条件”的实验，其中每个钩码重为0.5N。
（1）杠杆在图甲所示的位置时，可以向 调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是 ；
（2）调节好后，在杠杆两端挂上不同数量的钩码，使杠杆在水平位置平衡，数据如下表所示：
总结表中数据得出杠杆平衡条件： ；
（3）得到实验结论后，同组的小华利用弹簧测力计代替右侧钩码，设计了图乙所示实验。竖直向下拉弹簧测力计使杠杆保持水平平衡，则弹簧测力计的示数为 。若将弹簧测力计从A位置移到B位置，杠杆始终水平平衡，弹簧测力计的示数 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
（4）同组的小明想利用该杠杆测量石块的密度，将一石块放入装满水的溢水杯中，并将溢出的水装入小烧杯A中，用吸水纸将石块的水吸干后，再将石块装入小烧杯B中，分别挂在已调好的杠杆两端，此时杠杆状态如图丙所示，小烧杯A、B距支点O的距离分别为25cm和10cm，若不考虑小烧杯的重力，则该石块的密度为 。（）
【答案】 右 可以忽略杠杆自身重力对实验的影响，且方便读取力臂 0.5 变大
【详解】（1）[1][2]如图甲，杠杆左端偏重，应当将平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是使杠杆的重心过支点，忽略杠杆自身重力对实验的影响；力臂在杠杆上，方便读取力臂。
（2）[3]由表中三组实验数据可得
总结可得，杠杆平衡条件是：。
（3）[4]根据杠杆平衡条件，假设杠杆上一格为L，由乙图可得，
解得弹簧测力计的示数为。
[5]若将弹簧测力计从A位置移到B位置，杠杆始终水平平衡，钩码的拉力和力臂不变，测力计对杠杆的拉力的力臂变小，由可知，弹簧测力计的示数变大。
（5）[6]如图丁，若不考虑小桶重力，根据杠杆平衡条件得，
代入数据
将一石块放入装满水的溢水杯中，并将溢出的水装入小烧杯A中，用吸水纸将石块的水吸干后，再将石块装入小烧杯B中，可知，所以石块的密度
实验过程
评价标准
调节平衡
天平没放在水平台上扣5分，游码没归零扣10分，指针不在分度盘中线处或左右摆幅不同扣15分
实验次数
长木板运动情况
弹簧测力计示数/N
1
匀速
2
由慢到快
2.0
3
由快到慢
2.0
木块个数
1
2
3
4
5
…
传感器示数F/N
上表面
3
6
9
12
15
下表面
4
8
12
16
20
序号
液体
探头所处深度/mm
探头方向
U形管左右液面高度差/mm
1
水
30
朝上
28
2
30
朝下
28
3
30
朝侧面
28
4
60
朝侧面
58
5
90
朝侧面
88
6
盐水
90
朝侧面
92
7
酒精
90
朝侧面
86
物体
物重G/N
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/N
a
1.2
0.7
0.5
0.6
1.1
0.5
b
2
1.4
0.6
0.6
1.2
0.6
c
2.4
1.7
0.7
0.6
1.2
0.6
实验次数
滑轮材质
钩码的重力
钩码提升的高度
拉力
绳端移动的距离
机械效率
铝
铝
铝
塑料
次序
物重G/N
物体提升的高度 h/cm
拉力 F/N
绳端移动的距离 s/cm
机械效率η
1
3
10
2
20

2
3
10



序号
物重G/N
吊起动滑轮的绳子股数n
拉力F/N
机械效益MA
1
6
2
4.0
1.5
2
8
2
5.0
1.6
3
10
2
6.0
1.7
4
8
3
3.3
2.4
5
8
4
2.5
3.2
6
8
4
3.0
2.7
7
8
4
3.5
2.3
实验次数
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
0.2
绳端拉力F/N
1.8
1.6
2.4
绳端上移的距离s/m
0.3
0.4
0.6
机械效率
74.1%
62.5%
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
__________
3
10
实验次数
动力/钩码个数
动力臂
阻力/钩码个数
阻力臂
1
6
20
4
30
2
4
10
2
20
3
2
30
3
4
1
25
5
5
…
…
…
…
…
实验序号
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
0.5
10
1
5
2
2
15
1.5
20
3
1.5
10
3
5