中考冲刺：力学实验（提高）巩固练习(1)

【巩固练习】

1、（•南京一模）在探究滑动摩擦力的实验中：

（1）小明将粘在一起的两长方体木块（只有底面各部分的粗糙程度相同）平放于水平桌面上，用弹簧测力计沿          方向拉木块（如图所示），木块的运动状态和弹簧测力计的示数如表所示（每次木块与桌面的接触面相同，对桌面的压力相同）。由表可知，木块受到的滑动摩擦力的大小为       N；在这三次实验中，木块受到的摩擦力大小应该有    次是相同的。

（2）小明将木块取下一块后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来的一半．他由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小．你认为他的探究过程存在的问题：                         。

只利用现有的器材，探究“滑动摩擦力的大小是否与接触面积的大小有关”简要说明你的做法：       

                  。

2、（•仙游县一模）年我市油菜获得大面积的丰收，种植大户王师傅家的长10m，宽8m的仓库中堆了1m厚的小圆粒状菜籽，王师傅请小明帮他估算这些菜籽质量。小明将菜籽样品带到学校，进行下面的实验：

A．将托盘天平放到水平台上，把　　　　　　，再调节横梁右端的平衡螺母，使天平平衡。

B．在左右两盘中分别放一张大小相同的纸，将菜籽倒入左盘中，在右盘中加减砝码并使用游码，使天平平衡，结果如图所示，菜籽质量为　　　　　　g。

C．将菜籽全部倒入量筒中，轻敲量筒壁，使菜籽表面　　　　　　，读出体积为80cm3。

D．计算出菜籽密度为　　　　　　kg/m3，王师傅家仓库菜籽总质量为　　　　　　kg。

E、用该方法测得的密度比真实值偏　　　　　　。原因：　　　　　　                        。

3、以下四组器材中，能测出一个形状不规则石块密度的是（   ）

（1）刻度尺、天平和砝码；

（2）天平和砝码、量筒、水、细线

（3）弹簧测力计、刻度尺、细线；

（4）弹簧测力计、水、细线、烧杯。

A．（2）（4）     B．（2）（3）      C．（1）（2）（3）     D．（2）（3）（4）

4、如图所示的三个高度相同的实心铁块放在水平桌面上，已知正方体铁块A最重，圆柱体铁块C的底面积最小。哪个铁块对桌面的压强最大呢？同学们提出了以下三种猜想：

猜想一：正方体铁块A最重，所以它对桌面的压强最大。

猜想二：圆柱体铁块C的底面积最小，所以它对桌面的压强最大。

猜想三：三铁块的高度相同，所以它们对桌面的压强相等。

（1）以图中长方体铁块B为研究对象，推导它对桌面的压强大小的表达式，根据表达式分析判断上述哪一个猜想是正确的。（已知铁的密度为ρ，长方体铁块的高度为h，底面积为S）压强表达式的推导：P=       。分析判断：由上面压强的表达式可知，铁块对桌面的压强只与              有关，所以猜想       是正确的。

（2）利用海绵或其他简易器材，设计一个实验粗略验证上面的猜想。

5、小明家买的某品牌的牛奶喝着感觉比较稀，因此他想试着用学过的知识测量这种牛奶的密度。他先上网查询了牛奶的密度应该为1.03g/cm3。然后他找来一根粗细均匀的细木棒，在木棒的表面均匀地涂上一层蜡，并在木棒的一端绕上一段金属丝(体积不计)，做成了一支“密度计”。小明又找来一个足够深的盛水容器和一把刻度尺。请你帮助小明利用这些器材设计一个测量牛奶密度的方案。要求写出实验原理、实验器材和主要的测量步骤，并推导出计算牛奶密度的公式(有足量的水和牛奶)。

6、小红家距离学校大约2km左右的距离，请测出小红从家里出发以正常的骑车速度运动到学校的平均速度，写出测量步骤。(所给的器材有：2m的钢卷尺一把、手表一块。)

7、小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图所示的实验装置，她们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。

(1)小红________向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出拉力为0.5N；同时小雪用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m，以上测量准确无误，其他被测物理量和计算的数据如下表。

    (2)小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100 %，她们意识到出现了错误，请你帮他们找出原因：________。

    (3)该滑轮组的机械效率实际为________________________。

    (4)若提升的钩码重增加到6N，则该滑轮组的机械效率将________。(选填“变大”、“变小”或“不变”)

8、(•东城区二模)在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中，使用了如图甲所示的液体压强计。小芳猜想：液体的压强可能与液体的密度、深度、容器形状等因素有关。

（1）使用前应检查装置是否漏气，在保证橡皮管与U形管导通良好的情况下，当用手指按压（不论轻压还是重压）橡皮膜时，发现U形管两边液面的高度几乎不变，则说明装置________（选填“漏气”或“不漏气”）。

（2）由丙、丁两图进行实验对比，得出液体压强与盛液体的容器形状          （选填“有关”或“无关”）。

（3）要探究液体压强与液体密度的关系，应选用         、丙两图进行对比。

（4）在图甲中，固定金属盒的橡皮膜在水中的深度，使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位时，两玻璃管中液面高度差不变，说明了在液体内部同一深度处，液体向各个方向的压强大小            。

9、学习了阿基米德定律之后，小静认为：一定量的水不可能产生大于水自身重力的浮力。请说明怎样只利用一瓶已冻结成冰的矿泉水来证明小静的观点是错误的。

10、实验桌上有如下器材：如图所示的金属圆柱体（底面积为S，侧面带有间距均为2cm的刻线），已调零的弹簧测力计、足够深的水槽、足量的水。请你利用上述器材设计一个实验证明：“水内部的压强跟水的深度成正比”。要求：（1）请写出实验步骤。

（2）画出实验数据记录表。

【答案与解析】

1、【答案】（1）水平；0.7；3；（2）没有控制压力不变；将取下的木块叠放在剩下的木块上进行实验

【解析】（1）实验中，用测力计沿水平方向拉木块，此时拉力与摩擦力方向相反，才是一对平衡力；表中第4次实验时木块匀速运动，拉力与摩擦力平衡，所以为0.7N；实验中，至少三次测量获得同一结果，其总结出的结论才更可靠；（2）为了探究滑动摩擦力的大小是否与接触面积的大小有关，必须控制压力大小、接触面的粗糙程度不变，因此，将取下的木块叠放在剩下的半块木块上进行实验。

2、【答案】游码移到标尺左端的零刻度线处；72；水平；0.9×103；7.2×104；小；在用量筒测量菜籽的体积时，由于菜籽之间有间隙，故造成测量的体积偏大，计算出的密度偏小

【解析】a．使用天平时，首先把天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度，调节平衡螺母使横梁平衡。

b．用天平测质量时，物体的质量为砝码质量加游码对应的刻度值，所以放入左盘菜籽的质量m=50g+20g+2g=72g；

c．用量筒测液体体积时应平视凹液面最低处读数，测菜籽的体积是特例，其上表面必须是平面；

d．①所测菜籽的质量m=72g，体积V=80cm3，菜籽密度==0.9g/cm3=0.9×103kg/m3。

②王师傅家菜籽总体积：V总=10m×8m×1m=80m3，菜籽总质量m总=ρV总=0.9×103kg/m3×80m3=7.2×104kg。

在测量菜籽体积的过程中，由于菜籽之间有间隙，造成测得的体积偏大，计算出的密度偏小。

3、【答案】A

【解析】（1）刻度尺不能测算出不规则石块的体积，不能选；

      （2）这组器材可以测量出石块的密度，是最基本的方法，步骤如下：

①用天平和砝码测出石块的质量m；
    ②量筒中倒入适量水，体积为V1；
    ③用细线拴住石块浸没在盛水的量筒中，水面上升到V2；
    ④石块密度的表达式为。

   （3）和（1）的问题一样，刻度尺不能测出石块体积；
       （4）这组器材也可以测出石块体积，利用了阿基米德原理，步骤如下：
    ①用弹簧测力计测出石块在空气中的重力G1；
    ②烧杯中倒入适量水，用弹簧测力计测出石块浸没入水中的重力G2；

③推导及表达式：石块质量，石块所受浮力F浮=G1-G2，根据阿基米德原理，石块体积为，所以石块密度表达式为。

4、【答案】（1）ρgh  铁块的高度和密度  三

（2）将三个正方体、长方体、圆柱体铁块竖直放置海绵上，观察比较海绵被压陷的深度，若深度相同，则可验证猜想三正确。

【解析】（1）铁块放在水平桌面上，F=G，
所以，。所以，p=ρgh。
由公式 p=ρgh 知，正方体、长方体、圆柱体铁块竖直放在水平桌面上，对桌面压强大小跟铁块的高度和密度有关。
（2）将三个正方体、长方体、圆柱体铁块竖直放置海绵上，观察比较海绵被压陷的深度，若深度相同，则可验证猜想三正确。

5、【答案】实验原理：漂浮条件、阿基米德原理。

实验器材：刻度尺、粗细均匀的细木棒、一段金属丝、烧杯、水、牛奶。

    实验步骤：

    (1)将一段金属丝绕在木棒的一端，制成“密度计”，用刻度尺测出其长度L；

    (2)将“密度计”放入盛有水的烧杯中，使其漂浮在水中，用刻度尺测出“密度计”露出水面的高度；

    (3)将“密度计”放入盛有牛奶的烧杯中，使其漂浮在牛奶中，用刻度尺测出“密度计”露出牛奶液面的高度。

实验结论：牛奶的密度为：。

【解析】(1)因为“密度计”在水中和牛奶中均处于漂浮状态，所以“密度计”在水中和牛奶中受到的浮力都等于“密度计”的重力。由于“密度计”的重力不变，所以两次浮力相等，即。根据阿基米德原理可得：，即

。

∵  ，，

∴  。

故牛奶的密度为：。

    (2)从给定的器材来看，无量筒，也无天平，此时解题的着眼点就不能局限于利用天平、量筒测出质量、体积来测密度，应该展开丰富的联想。题中给出的“密度计”是和浮力有关的，就要联想到利用浮力测液体的密度。这种利用两次浮力相等来测密度，我们简称它为“等浮力法”。

6、【答案与解析】

由于小红家距离学校的距离较远，因此直接用钢卷尺测量这段距离非常困难，因此本实验可以利用“滚轮法”和“替代法”来测量距离，具体方法如下：

    (1)用钢卷尺测出自行车轮子的周长L。

    (2)在自行车的前车轮上做一个显著的记号。

    (3)测量小红从家出发到学校自行车车轮转过的圈数n，同时利用手表测量这段距离所用的时间t。

    根据以上的测量数据就不难算出小红骑车上学的平均速度为：v＝nL/t。

7、【答案】(1)匀速  (2)弹簧测力计提升的高度值有错误，砝码和动滑轮的总重力由5段绳子承担，弹簧测力计升高的高度是物体升高高度的5倍，s＝5h＝5×0.1m＝0.5m  (3)80％  (4)变大

【解析】在实验中应匀速、竖直向上拉动弹簧测力计；从图中可以看出物体是由5段绳子拉起的，所以测力计移动的距离应为物体移动距离的5倍，而表中的数据所反映的只是其4倍，很明显测力计移动的距离错了，应为0.5m，总功应为0.25J。由公式可求出其效率。若提升货物重力变大，则有用功变大，在额外功不变时，η变大。对于同一滑轮组而言，所拉重物的重力改变了，其机械效率也改变了，但不变的是s和h的比值，总是等于承重的绳子段数。

8、【答案】(1)漏气  (2)无关  (3)乙  (4)相等

【解析】（1）若压强计的气密性不好，橡皮管的气体和大气相通，等于大气压强，橡皮膜受到压强时，橡皮管内的气体压强不会发生变化，U形管中的液面就不会出现高度差；

（2）丙和丁液体密度相同，探头在液体中的深度相同，容器形状不同，U型管中液面的高度差相同，说明液体压强与盛液体的容器形状无关；（3）要探究压强与液体密度的关系，应使探头深度相同，液体密度不同，所以应选择乙、丙两图；（4）在图甲中，固定金属盒的橡皮膜在水中的深度，使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位时，两玻璃管中液面高度差不变，说明了在液体内部同一深度处，液体向各个方向的压强大小相等。

9、【答案】当少量的冰化成水后，观察剩余的冰漂浮在水面上，此时水的重力（质量）小于冰的重力（质量）。漂浮时冰的重力等于冰所受的浮力，所以水能产生大于水自身重力的浮力。证明小静的观点是错误的。

【解析】当少量的冰熔化时，冰块会漂浮在水面上，根据两者之间的重力关系和物体漂浮的条件进行分析，从而证明小静的观点是错误的。

10、【答案】 

（1）实验步骤：

① 用弹簧测力计测量金属圆柱体的重力G，并将圆柱体底面积S和重力G的

数据记录在表格中。

② 将挂在弹簧测力计下的金属圆柱体部分体积竖直浸在大水槽的水中，静止

时由金属圆柱体侧面的刻线读出它浸入水中的深度h，用弹簧测力计测出

对金属圆柱体的拉力F拉，将h和F拉的数据记录在表格中；

③ 仿照步骤②，再改变5次金属圆柱体浸在水中的深度，读出各次它浸入水

中的深度h；用弹簧测力计分别测量各次金属圆柱体受到的拉力F拉；将各

次相应的h和F拉的数据记录在表格中；

④ 利用公式p＝＝和测量数据分别计算出6次金属圆柱体下表面

受到水的压强p，将数据记录在表格中。

（2）实验数据记录表格：