2023年物理中考30個特色與重點專題再鞏固（三輪復習查缺補漏全國通用）專題21力學體系六個常考的探究實驗問題1.小晨同學買了一個小吊墜（如圖甲所示）作為母親節的禮物送給媽媽，他利用天平和量筒測量小吊墜的密度進行鑒定。（1）將天平放在_____上，撥動______至標尺左端零刻度線，此時指針偏向分度盤中線左側，他應該將平衡螺母向_______（選填“左”或“右”）移動，直至天平平衡；（2）將解去掛繩的小吊墜放在左盤，往右盤加減砝碼，當最后放入5g的砝碼時，發現指針指在分度盤中線的右側，則他下一步的操作是（）A．向右移動游碼B．向左移動平衡螺母C．取出5g的砝碼（3）天平再次平衡后，砝碼和游碼的位置如圖乙所示，則該小吊墜的質量為_______g；（4）先向量筒中加入30mL的水，將重新系好掛繩的小吊墜輕放入量筒中，水面如圖丙所示，則小吊墜的體積為_______cm3；（5）小晨將測得的密度和表格中數據進行對比，發現小吊墜可能是_______制作而成的，他仔細分析了自己的測量過程發現，小吊墜密度的測量值與真實值相比_______（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。材質翡翠和田玉玻璃有機玻璃密度/g?cm3約3.3~3.36約2.95~3.172.51.18【答案】（1）水平工作臺游碼右（2）C（3）24（4）8（5）和田玉偏小【解析】（1）在使用天平前，應進行調零，將天平放在水平工作臺上，撥動游碼至標尺左端零刻度線。指針偏向分度盤中線左側，說明此時天平左端重，右端輕，應該將平衡螺母向右移動，直至天平平衡。（2）當最后放入5g的砝碼時，發現指針指在分度盤中線的右側，說明此時5g的砝碼質量過大，故應將5g的砝碼取下，移動游碼，使得天平平衡，故下一步的操作是取出5g的砝碼，故AB不符合題意，C符合題意。故選C。（3）由圖乙可知，小吊墜的質量為m=20g+4g=24g（4）由圖丙可知，此時水與小吊墜的總體積為V總=38mL，故小吊墜的體積為V=V總V0=38mL30mL=8mL=8cm3（5）由可得，小吊墜的密度為故由表中數據可知，小吊墜可能是和田玉制作而成的。在測量小吊墜體積時，繩子未解下，則由排水法測小吊墜體積時，會使得小吊墜的體積測量值偏大，故由可知，會使得小吊墜密度的測量值與真實值相比偏小。2.物理實驗小組為了測量小物塊的密度，進行了以下操作：（1）把托盤天平放在水平臺上，將游碼移至標尺______（選填“左”或“右”）端的零刻度線處，發現指針靜止在分度盤中線右側（如圖甲所示），此時應將平衡螺母向______（選填“左”或“右”）調節，使托盤天平平衡；（2）用調節好的天平測量小物塊的質量，所用砝碼和游碼情況如圖乙所示，則小物塊的質量為________g；（3）如圖丙所示量筒中水的體積是______mL，用細繩系住小物塊沉入水中，待完全浸沒后量筒中液面上升至80mL處，則小物塊的體積為_______cm3；（4）通過上述數據可求得小物塊的密度為_______g/cm3；（5）小紅同學在整理器材時發現右盤中砝碼有一個缺了一角，該情況會對測量結果造成一定誤差，導致所測密度值_______（選填“偏大”或“偏小”）。【答案】（1）左左（2）32（3）6020（4）1.6（5）偏大【解析】（1）使用天平時，要將天平放在水平臺面上，把游碼移到橫梁標尺左端的零刻度線處，發現指針靜止在分度盤中線右側（如圖甲所示），說明天平的右端下沉，左端上翹，應將平衡螺母向上翹的左端移動，使托盤天平平衡。（2）根據圖乙可知，天平標尺的分度值是0.2g，游碼對應的刻度值是2g，故此時小物塊的質量m=20g+10g+2g=32g（3）據丙圖可知，此時水的液面與60刻度線相平，所以水的體積為60mL。小物塊的體積V=80mL60mL=20mL=20cm3（4）小物塊的密度（5）因為砝碼有一個缺了一角，所以該砝碼的實際質量小于所標質量。當天平平衡時，物體的實際質量等于砝碼的實際質量加上游碼對應的示數，而讀數卻是按砝碼上的所標質量，這樣就導致稱出來的石塊質量偏大，根據密度公式可知，測量結果偏大。3.酒精消毒液已成為居家必備用品。小強利用天平、量筒等實驗器材測量某酒精消毒液的密度。（1）將天平放在______上，將游碼移至標尺左端的零刻度線處，此時指針位置如圖甲所示，應向________調節平衡螺母直至天平平衡；（2）測量步驟如下：①在燒杯中倒入適量消毒液，用天平測出燒杯和消毒液的總質量為78g；②將燒杯中部分消毒液倒入量筒，液面位置如圖乙所示，量筒內消毒液的體積為_______cm3；③用天平測出燒杯和剩余消毒液的質量如圖丙所示，則其質量為_______g；④消毒液的密度為_______g/cm3。（3）小強測量一個木塊（ρ木<ρ水）的密度，由于木塊體積較大無法放入量筒，于是利用電子秤、一根細鋼針、燒杯和水設計如下實驗，測出了木塊的密度；①如圖A所示向燒杯中倒入適量水，電子秤的示數為m1；②如圖B所示將木塊放在水中，靜止時電子秤的示數為m2；③___________，電子秤的示數為m3；④木塊密度ρ木=__________（用m1、m2、m3和ρ水表示）。（4）測完密度后，小強發現由于電子秤沒調零，每次測量結果都偏大2g，則測得的木塊密度______（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。【答案】（1）水平臺面左（2）40440.85（3）用細鋼針將木塊壓入水中，使其浸沒（4）不變【解析】（1）天平使用時應放在水平臺面上。由圖甲可知，指針向右偏，應向左調節平衡螺母直至天平平衡。（2）由圖乙可知，量筒內消毒液的凹液面與40ml刻度平齊，故量筒內消毒液的體積為40cm3。由圖丙可知，右盤內的砝碼為40g，游碼示數為4g，故燒杯和剩余消毒液的質量為倒入量筒中的消毒液的質量為消毒液的密度為（3）為了測出木塊的體積，需用細鋼針將木塊完全壓入水中，使其浸沒。浸沒后木塊受到的浮力為可得木塊的體積為木塊質量為木塊的密度為由密度表達式可知，每次測量結果都偏大2g，測量結果之差保持不變，故測得的木塊密度不變。4．在“測量金屬塊的密度”實驗中：實驗器材有托盤天平、量筒、足量的水、細線、待測小金屬塊（質地均勻）等。（1）小鑫同學首先將托盤天平放置于工作臺上，將游碼放在標尺的處，發現指針的位置如圖甲所示，要使橫梁平衡，應將平衡螺母向（選填“左”或“右”）調節。（2）將金屬塊放在托盤天平的左盤內，向右盤中加減砝碼，并調節游碼，當橫梁重新平衡時，所用砝碼和游碼在標尺上的位置，如圖乙所示，金屬塊的質量為g。（3）把金屬塊緩慢放入裝有20ml水的量筒內，使其浸沒在水中，此時量筒內的水面如圖丙所示，則金屬塊的體積是cm3。（4）經過計算可知，金屬塊的密度是g/cm3，可以換算為kg/m3。（5）將金屬塊截去一半，剩余金屬塊與原金屬塊相比，密度（選填“不變”或“改變”）。【答案】（1）水平；零刻度線；右；（2）54；（3）20；（4）2.7；2.7×103；（5）不變。【解析】（1）實驗前，首先要把天平放在水平工作臺上，把游碼移到標尺左端的零刻線處；指針靜止時指在分度盤中央刻度線的左側，要使橫梁平衡，應將平衡螺母向右調節；（2）金屬塊的質量為：m＝50g+4g＝54g，（3）由圖可知，此時量筒中水的體積為40mL；金屬塊的體積為：V＝V2﹣V1＝40mL﹣20mL＝20mL＝20cm3，（4）金屬塊的密度為：ρ＝＝＝2.7g/cm3＝2.7×103kg/m3；（5）將金屬塊截去一半，質量減小了，但密度不變。5.在探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關的實驗中，某實驗小組選擇如下器材：長木板、棉布、木塊、砝碼、彈簧測力計等進行實驗。（1）根據___________知識，用彈簧測力計沿水平方向拉著木塊做___________運動時，木塊所受滑動摩擦力的大小等于拉力的大小；（2）比較圖中___________兩次實驗可知，當接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；（3）實驗中發現圖丙彈簧測力計的示數比圖甲的大，由此得出結論：當壓力相同時，接觸面越___________，滑動摩擦力越大；（4）本實驗主要采用的科學探究方法是___________法；（5）該小組將木塊沿豎直方向切掉一半后重新進行實驗，如圖丁所示，測得木塊所受摩擦力與圖甲測得的摩擦力進行比較，得出結論：滑動摩擦力的大小與接觸面積有關。此結論是___________的（選填“正確”或“錯誤”）；（6）該小組在實驗中發現較難保持木塊勻速運動，導致彈簧測力計示數不穩定。于他們改進實驗，如圖所示，固定彈簧測力計，拉動長木板進行實驗。實驗過程___________勻速拉動長木板，更易操作（選填“需要”或“不需要”）。【答案】（1）二力平衡勻速直線（2）甲、乙（3）粗糙（4）控制變量（5）錯誤（6）不需要【解析】（1）實驗時，用彈簧測力計拉著木塊在水平木板（或棉布）上做勻速直線運動，木塊處于平衡狀態，在水平方向只受到拉力和滑動摩擦力。根據二力平衡知識可知，此時滑動摩擦力的大小等于彈簧測力計的示數。（2）對比甲乙兩次實驗可知，接觸面的粗糙程度相同，改變放在木塊上的砝碼從而改變木塊與長木板之間壓力大小。乙中壓力較大，彈簧測力計示數也較大，即滑動摩擦力較大，所以可得出結論，當接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大。（3）對比甲丙兩次實驗可知，兩次實驗時壓力相同，丙中接觸面較粗糙，彈簧測力計示數較大，則滑動摩擦力較大，所以可得出結論，當壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。（4）實驗中探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關，要控制其中一個物理量不變，改變另外的物理量來進行探究，這里要用到控制變量法。（5）將木塊沿豎直方向切掉一半后重新進行實驗，在改變接觸面積的同時也改變了壓力大小，沒有遵循控制變量，故得出滑動摩擦力的大小與接觸面積有關的結論是錯誤的。（6）實驗時，木塊受到彈簧測力計的拉力和木板對它的滑動摩擦力而處于靜止狀態，所以這兩個力是一對平衡力，由于木塊始終處于靜止狀態，滑動摩擦力大小與物體相對滑動速度無關，所以不需要勻速拉動長木板。6．如圖是小張設計“研究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗示意圖。（1）實驗過程中，彈簧測力計必須沿方向拉著物塊A做勻速直線運動，此時，滑動摩擦力的大小等于彈簧測力計的示數。（2）在四次實驗中，滑動摩擦力最大的是（選填“甲”“乙”“丙”或“丁”）。（3）比較實驗，是為了研究滑動摩擦力大小與壓力的關系；比較實驗，是為了研究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關系。（均選填“甲、乙”“甲、丙”或“乙、丙”）（4）比較甲、丁兩次實驗，發現甲實驗中彈簧測力計的示數（選填“大于”“等于”或“小于”）丁實驗中彈簧測力計的示數，小張由此得出“滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小有關”，你認為這個觀點是（選填“正確”或“錯誤”）的。（5）如圖戊是小張改進后的實驗裝置，對實驗的完成效果較好。實驗時，小張（選填“一定”或“不一定”）要勻速拉動長木板。【答案】（1）水平；（2）丙；（3）甲、乙；乙、丙；（4）大于；錯誤；（5）不一定。【解析】（1）實驗時為了測出滑動摩擦力大小，應使彈簧測力計拉著木塊在水平面上做勻速直線運動，此時摩擦力和拉力是一對平衡力，根據二力平衡條件可知此時滑動摩擦力與拉力的大小相等；（2）甲、乙兩圖，接觸面粗糙程度相同，乙的壓力大于甲的壓力，乙圖摩擦力大于甲圖摩擦力；甲、丁兩圖，接觸面粗糙程度相同，甲的壓力大于丁的壓力，甲圖摩擦力大于丁圖摩擦力；乙、丙兩圖，壓力相同，丙比乙接觸面粗糙，丙圖的摩擦力大于乙圖摩擦力；所以丙圖的摩擦力最大；（3）甲、乙兩圖，接觸面粗糙程度相同，乙比甲的壓力大，研究的是摩擦力與壓力有關；乙、丙兩圖，壓力相同，丙比甲接觸面粗糙，研究的是摩擦力與接觸面粗糙程度有關；（4）由圖甲、丁所示實驗可知，接觸面的粗糙程度相同而物體間的壓力不同，由于沒有控制物體間的壓力相同，他的結論是錯誤的；（5）由圖戊所示實驗可知，拉動木板時物塊保持不動，物塊處于平衡狀態，滑動摩擦力等于測力計的拉力，實驗時不一定勻速拉動長木板。7.小明在做“探究影響滑動摩擦力大小因素”的實驗時，使用的器材有彈簧測力計、兩個相同的鐵塊、長木板。（1）將鐵塊放在長木板上，用彈簧測力計拉著鐵塊沿水平方向做勻速直線運動，彈簧測力計示數如圖甲所示，則鐵塊受到滑動摩擦力的大小等于_______N；（2）如圖乙所示，將兩個鐵塊疊放在一起，重復上面的操作。比較甲、乙兩次實驗，可以得出：在接觸面的粗糙程度相同時，_______越大，滑動摩擦力越_______；（3）小明又將兩個鐵塊按照圖丙所示的方式放在長木板上進行實驗。比較乙、丙兩次實驗，可探究滑動摩擦力的大小與_______的關系；（4）實驗后小明和同學交流討論時發現：在實驗中很難使鐵塊做勻速直線運動。于是小明設計了丁圖所示的實驗裝置，該裝置_______（選填“需要”或“不需要”）長木板做勻速直線運動。當長木板的運動速度增大時，彈簧測力計的示數_______（選填“增大”、“減小”或“不變”）。【答案】（1）1.2（2）壓力大（3）接觸面積大小（4）不需要不變【解析】（1）由圖甲可知，彈簧測力計1N之間有5小格，每小格代表0.2N，故測力計分度值為0.2N，示數為1.2N；彈簧測力計水平拉動鐵塊進行勻速直線運動時，水平方向上鐵塊受到拉力和滑動摩擦力作用，這兩個力是平衡力，根據二力平衡條件，滑動摩擦力大小等于拉力大小，拉力大小即為測力計的示數，故鐵塊受到滑動摩擦力的大小等于1.2N。（2）比較甲、乙兩次實驗知接觸面的粗糙程度相同，壓力的大小不同，且壓力越大，彈簧測力計的示數越大，滑動摩擦力越大，故可以得出：在接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大。（3）比較乙、丙兩次實驗壓力大小相同、接觸面的粗糙程度相同，接觸面積的大小不同，故可探究滑動摩擦力的大小與接觸面積大小的關系。（4）圖丁拉動長木板的過程中，鐵塊與木板之間是滑動摩擦力，而滑動摩擦力的大小與相對速度無關，所以不需要勻速抽動長木板，鐵塊所受的滑動摩擦力不變，故彈簧測力計的示數不變。8.在“探究浮力大小與哪些因素有關”的實驗中，小明提出如下猜想：A．可能與液體密度有關B．可能與物體浸在液體中的體積有關C．可能與物體密度有關D．可能與物體浸沒在液體中的深度有關他們領取的實驗器材有：柱形鐵塊一個、彈簧測力計一個、一杯水（適量）、細線（體積忽略不計）。（1）只用這些器材，可以驗證上述猜想中的B和_____（選填字母序號）是否正確。（2）如圖是探究猜想B的實驗過程，將鐵塊懸掛在彈簧測力計下靜止在空氣中時，彈簧測力計示數為F1；將鐵塊部分浸入水中時，彈簧測力計示數為F2，此時鐵塊受到的浮力大小表達式為F浮＝_____（用題中物理量符號表示）。將鐵塊浸沒在水中時，彈簧測力計示數為F3，則F2_____F3（選填“大于”、“小于”或“等于”）。分析比較F1、F2、F3的大小與浮力的關系，可以得到結論：鐵塊浸在水中的體積越大，受到的浮力越大。【答案】（1）D（2）F1﹣F2大于【解析】（1）實驗中除了水以外，沒有其他液體，不能探究浮力與液體密度的關系，只有一個物體，也不能探究浮力與物體密度的關系，可以通過改變物體在水中不同深度來探究浮力大小與物體浸沒在水中的深度的關系。（2）根據稱重法可知：F浮=F1﹣F2。鐵塊浸沒在水中時，排開水的體積越大，受到的浮力越大，彈簧測力計的示數變小，所以F2>F3。9.如圖是小明“探究浮力大小與哪些因素有關”的實驗情形。（1）物塊未浸入水中時，彈簧測力計示數如圖甲所示，物塊的重力為______N；（2）小明將物塊從圖甲下降至圖乙的過程中，發現彈簧測力計示數逐漸減小的同時，還觀察到______由此初步分析得出：物體所受浮力的大小與它排開液體的體積有關；（3）繼續增大物塊所處的深度，當它與容器底部接觸后，彈簧測力計示數如圖丙所示，此時物塊受到的浮力為______N；（4）為探究浮力與液體密度的關系，小明又把物塊浸沒到事先配制好的鹽水中，這樣操作的目的是為了控制______相同；他發現液體密度改變，而物塊受到的浮力變化卻不明顯。小明想出下列四種實驗改進方案，其中不可行的是______；A．換用體積更大的同種物塊B．換用密度比水小得多的液體C．換用精確程度更高的測力計D．利用現有器材進行多次實驗【答案】（1）1.8（2）水面上升（3）0.8（4）排開液體的體積相同D【解析】（1）如圖甲，沒有浸入水中，利用懸掛法測量物體的重力，此時重力為1.8N。（2）圖甲下降至圖乙的過程中，發現彈簧測力計示數逐漸減小的同時，觀察到燒杯內水面在上升，排開水的體積慢慢變大。（3）如圖乙和丙，液體是水，而且都浸沒，故浮力的的大小不變，故浮力的大小為（4）小明又把物塊浸沒到事先配制好的鹽水中，浸沒后，物體排開液體的體積等于物體的體積，都是浸沒在液體中，排開液體的體積相同。A．換用體積更大的同種物塊，浮力比較大，彈簧測力計示數變化明顯，故A不符合題意；B．換用密度比水小得多的液體，浮力變化比較大，故B不符合題意；C．換用精確程度更高的測力計，微量的浮力變化就可以測量出來，故也是可行，故C不符合題意；D．利用現有器材進行多次實驗，浮力的大小不變，兩次浮力的變化不明顯，故不可行，故D符合題意。故選D。10.如圖所示是某物理興趣小組驗證“阿基米德原理”的實驗操作過程示意圖。（1）驗證阿基米德原理實驗的合理順序是______；（填字母代號）（2）金屬塊浸入溢杯前，溢杯里水面高度應______；（3）金屬塊浸沒在水中時，受到的浮力是______N；（4）金屬塊的密度為______kg/m3；（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）（5）比較______（填字母代號）和______（填字母代號）的操作可得出結論：浸入液體中的物體所受的浮力大小等于物體排開液體所受重力的大小。【答案】（1）FABGCEDH（2）到達溢水杯杯口（3）1（4）2.6×103（5）AD；FH【解析】（1）驗證阿基米德原理實驗的合理順序是，先測量空桶，再測量石頭的重力，再用稱重法測量浮力，然后不斷改變物體浸入液體中的體積并測量桶和水的總重，故順序為FABGCEDH。

（2）金屬塊浸入溢杯前，溢杯里水面高度應到達溢水杯的杯口。（3）金屬塊浸沒在水中時，受到的浮力是故浸沒時的浮力為1N。（4）金屬塊的體積為故金屬塊的質量為金屬塊的密度為故金屬塊的密度為。（5）通過AD可知，浸沒時物體所受的浮力；通過FH可知排開水的重力，故比較兩者的關系即可。11.在“探究杠桿的平衡條件”實驗中：（1）小明安裝好杠桿后，發現其左端下沉，如圖甲所示。為使杠桿在水平位置平衡，應將平衡螺母向___________調節；（2）如圖乙所示，杠桿調節平衡后，在A處懸掛3個鉤碼，每個鉤碼重0.5N。如果在B處施加一個拉力使杠桿在水平位置再次平衡，當方向為___________時，拉力最小，大小為___________N；（3）課后，小明制作了一個簡易杠桿，調節杠桿在水平位置平衡，然后在它兩邊恰當位置分別放上不同數量的同種硬幣，使其在水平位置再次平衡，如圖丙所示，則力臂___________。若兩邊同時各取走一枚硬幣，則杠桿的___________端將下沉。【答案】（1）右（2）豎直向下2（3）2：1右【解析】（1）由圖甲知，杠桿的左端下沉，應向右調節平衡螺母才能讓杠桿在水平位置平衡。（2）在B處施加的動力方向豎直向下時，對應的動力臂最大。據杠桿的平衡條件，阻力和阻力臂不變時，動力臂最大，對應的動力最小。杠桿在水平位置平衡時，有3×0.5N×4l=F1×3l解得最小拉力F1=2N（3）由圖示知，左邊對杠桿的作用力為2個硬幣的重力，右邊對杠桿的作用力為4個硬幣的重力，設每個硬幣的重力為G，則有G1：G2=2G：4G=1：2據杠桿的平衡條件有l1：l2=G2：G1=2：1在兩邊同時取走一枚硬幣，則左邊和右邊分別是(2GG)×l1=G×l1=2Gl2(4GG)×l2=3Gl2所以杠桿的右端下沉。12.如圖所示，根據杠桿的平衡條件測量某種液體的密度，所用器材：輕質杠桿自身重力忽略不計、容積為100mL的空桶、重為的物體M、刻度尺、細線。（1）如圖甲所示，為了使杠桿在水平位置平衡，應將杠桿右端的平衡螺母向______調節；調節杠桿在水平位置平衡的目的是______。（2）把空桶懸掛在A點，物體M懸掛在B點時，杠桿再次在水平位置平衡，測得OA的長度為10cm，OB的長度為20cm，則空桶重為______N。（3）若此時，往A點的空桶內注滿某種液體，調節物體M到C點時，杠桿在水平位置重新平衡，測得OC的長度為42cm，則桶內液體的密度為______。【答案】左

便于測量力臂的大小

1

【解析】甲圖中杠桿向右偏，應將平衡螺母向左調，是杠桿在水平位置平衡，這樣的目的是：便于測量力臂的大小；根據杠桿平衡條件：可得：，即，；由杠桿平衡條件得：，即，；液體的密度：。13.“十次事故九次快”說明汽車超速會帶來危害，汽車“多拉快跑”更是追尾事故中的罪魁禍首，超速與超載嚴重危害了道路交通安全。小明通過實驗探究貨車超速與超載在追尾事故中的危害，用到的器材有：小車（模擬貨車）、木塊（模擬被追尾車輛）、砝碼若干、坡度固定的斜面。將小車從如圖甲所示的A處自由釋放，小車在水平面上運動一段距離s0后停止，s0可視為剎車后運動的距離。將木塊靜置于小車右側所在的位置B處，表明符合核載量并在限速內的貨車不會對前車追尾。請回答下列問題：（1）探究貨車超速的危害：如圖乙所示，木塊置于B處，小車由斜面頂端釋放，撞擊木塊并與木塊共同運動一段距離s1，這表明貨車超速___________（選填“會”或“不會”）產生追尾的危害。本實驗可用木塊運動的___________反映追尾的危害程度；（2）探究貨車超載的危害：如圖丙所示，木塊置于B處，將砝碼固定在小車上，仍從A處釋放小車，觀察小車的運動情況。逐