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專題突破七　力學實驗探究題
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專題解讀
自我挑戰(zhàn)
專題解讀
主要針對“2024(2023)·重慶A、B卷T16或T17”而設置，所考查的實驗有測量物質(zhì)的密度、探究影響浮力大小的因素及其他幾個重要的實驗，如探究影響滑動摩擦力大小的因素、探究液體內(nèi)部壓強的特點、探究杠桿的平衡條件、測量滑輪組的機械效率等。
自我挑戰(zhàn)
◆探究影響滑動摩擦力大小的因素
1.小宇要探究影響滑動摩擦力大小的因素，他猜想影響滑動摩擦力大小的因素可能有：A.接觸面所受的壓力大小；B.接觸面的粗糙程度；C.物體運動的速度。接下來小宇通過如圖所示的實驗操作開展探究。
(1)進行甲、乙、丙圖實驗時，彈簧測力計必須沿水平方向拉著物體做__________運動。
(2)要驗證猜想B，需按照__________兩圖進行對比實驗。
勻速直線
甲、丙
(3)比較甲、乙兩圖的實驗，可初步得到的結論是___________________
________________________________。
(4)其他條件不變，用彈簧測力計拉著物體以不同的速度勻速運動，彈簧測力計的示數(shù)不變，說明滑動摩擦力的大小與物體運動速度的大小__________(選填“有關”或“無關”)。
接觸面的粗糙程度一
定時，壓力越大，滑動摩擦力越大
無關
(5)小穎發(fā)現(xiàn)小宇上述實驗操作中彈簧測力計的示數(shù)并不穩(wěn)定，于是改
進了實驗裝置，如圖丁所示。改進后長木板__________(選填“一定”或“不一定”)要做勻速直線運動。
不一定
◆探究阻力對物體運動的影響
2.關于“阻力對物體運動的影響”問題，某學習小組進行了如下探究實驗：依次將毛巾、棉布分別鋪在水平木板上，讓小車分別從斜面頂端由靜止自由滑下，觀察小車在水平面上滑行的最大距離，三種情況下小車的運動情況如圖所示。
(1)實驗中每次均讓小車從斜面頂端由靜止自由滑下，目的是使小車在
水平面上開始滑行時獲得的速度大小__________，本實驗中的“阻力”
是指小車受到的__________。
(2)分析圖中運動情況可知：小車在毛巾表面上滑行的距離最短，說明
小車受到的阻力越大，速度減小得越__________。
相等
摩擦力
快
(3)從能量轉化的角度看，小車在水平面上克服阻力所做的功_________
______，小車的動能轉化為______能。如果完全沒有阻力時，小車的動
能將不變，所以小車將做__________運動。
(4)牛頓在伽利略等人的研究基礎上，概括出牛頓第一定律：一切物體
在沒有受到力的作用時，總保持__________狀態(tài)或_________________狀態(tài)。
三次一
樣多
內(nèi)
勻速直線
靜止
勻速直線運動
◆密度的測量
3.小蔡在實驗室測量酒精的密度：
甲
乙
丙
(1)她將天平放在水平桌面上，調(diào)節(jié)平衡螺母，使指針指到分度盤______________處，如圖甲所示，在這一過程中存在的不足之處是_______________________________________________________。
甲
中央刻度線
調(diào)節(jié)平衡螺母前，沒有先將游碼移到標尺左端的零刻度線處
(2)修正錯誤并重新調(diào)節(jié)天平平衡后，她用天平測出燒杯和杯內(nèi)
酒精的總質(zhì)量為155 g，然后將一部分酒精倒入量筒中，如圖乙
所示，則倒出酒精的體積為__________mL。接著她用天平測量
燒杯和杯內(nèi)剩余酒精的總質(zhì)量，天平平衡時右盤中砝碼質(zhì)量和
稱量標尺上的示數(shù)如圖丙所示，燒杯和剩余酒精的總質(zhì)量為
__________g，根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)可計算出酒精的密度為
__________kg/m3。
乙
30
130.4
0.82×103
(3)小蔡回家后用測量精度更高的電子秤替代天平和量筒去測量文具盒內(nèi)橡皮擦的密度。她進行了如下操作：用電子秤測出橡皮擦的質(zhì)量m0；在水杯中裝入適量的水并在水杯外壁標注水面位置記號，用電子秤測出水杯和水的總質(zhì)量m1；然后將水倒掉，把橡皮擦放入杯中，再加水至記號處(此時橡皮擦浸沒在水中) ，讀出電子秤的示數(shù)為m2。
①若水的密度用ρ水表示，則小蔡所測橡皮擦的密度ρ橡皮＝_____________ (用所測物理量的字母表示)。
ρ水
②小蔡做完實驗后取下秤盤上的水杯，卻發(fā)現(xiàn)電子秤示數(shù)并沒有顯示為“0.00 g”，而是顯示為“0.30 g”，則她所測得的橡皮擦密度與實際密度相比__________(選填“偏大”“偏小”或“不受影響”)。
偏小
4.某興趣小組測量一種不溶于水且形狀不規(guī)則的固體實心小顆粒的密度，測量過程如下。
甲
乙
(1)在水平桌面上用調(diào)整好的天平測量一些小
顆粒的質(zhì)量。當天平重新平衡時，右盤中砝
碼質(zhì)量和游碼位置如圖甲所示，則這些小顆
粒的質(zhì)量是__________g。
(2)量筒中倒入100 mL的水，將稱量的小顆粒
全部倒入量筒中，如圖乙所示，所稱量的小顆粒體積是_______cm3。
147.6
60
(3)該物質(zhì)的密度是__________g/cm3。
(4)小明用刻度尺、電子秤、鐵塊(密度ρ0已知)，也能測出這種小顆粒的密度，具體步驟如圖丙所示：
①將柱形容器中加入適量水，用
刻度尺測出柱形容器內(nèi)水的深度
為h1；
②將加入水的柱形容器放在電子秤上，用細線系住鐵塊放入容器中，讀出電子秤的示數(shù)為m1，用刻度尺測出此時柱形容器內(nèi)水的深度為h2；
2.46
丙
③將鐵塊取出，在容器中逐步放入一些小顆粒，直至電子秤的示數(shù)為__________；
④測出此時柱形容器內(nèi)水的深度為h3，則該固體顆粒的密度ρ＝
__________(用所測得物理量符號表示)。
丙
m1
ρ0
5.小聰周末在嘉陵江邊游玩時撿到一塊鵝卵石，并帶回實驗室對該石塊的密度進行了測量。
(1)將天平放在水平臺面上，把游碼移到標尺左端的__________處，分
度盤上的指針如圖1甲所示，此時應將平衡螺母向__________調(diào)節(jié)，使天平橫梁平衡。
零刻度線
右
甲
乙
丙
圖1
(2)測量鵝卵石質(zhì)量時，將最小為5 g的砝碼放入托盤天平的右盤后，分
度盤上的指針如圖甲所示，為了使天平的橫梁平衡，應該________。
A.把標尺上的游碼向右移一些
B.把橫梁兩端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)
C.把這個砝碼取下，并把標尺上的游碼向右移
甲
A
(3)天平平衡時，所用砝碼和游碼在標尺上的位置如圖1乙所示，接著測
鵝卵石體積如圖1丙所示。則鵝卵石的質(zhì)量為__________g，鵝卵石的體
積是__________cm3，該鵝卵石的密度為__________kg/m3。
甲
乙
丙
圖1
27
10
2.7×103
(4)如果實驗結束后發(fā)現(xiàn)天平左邊托盤下一直沾著一點泥土，這會使測
得的鵝卵石的密度__________。
(5)同組的小明想要測量一個實心金屬塊的密度，設計了一個實驗。實驗器材有小空桶、溢水杯、燒杯、量筒和水，實驗步驟如下：
不變
甲　　　 乙
丙　　　 丁
圖2
①小空桶漂浮在盛滿水的溢水杯中，如圖2甲所示；
②把金屬塊浸沒在水中，測得溢出水的體積為10 mL，如圖2乙所示；
③將燒杯中的10 mL水倒掉，從水中取出金屬塊，如圖丙所示；
④將金屬塊放入小空桶，小空桶仍漂浮在水面上，測得此時溢出水的體積為
50 mL，如圖2丁所示，則被測金屬塊的密度是__________g/cm3。(ρ水＝1.0×
103 kg/m3)
甲　　　 乙
丙　　　 丁
圖2
6
◆探究液體內(nèi)部壓強的特點
6.通過學習，同學們知道了液體內(nèi)部壓強的特點。在此基礎上，老師提出了這樣的問題：有兩只杯子，分別盛有清水和鹽水，但沒有標簽，你能否用壓強計將它們區(qū)別開
甲
乙
丙
丁
(1)如圖甲所示的儀器__________(選填“是”或“不是”)連通器。當它
的金屬盒在空氣中時，U形管兩邊的液面應當__________，而小明同學
卻觀察到如圖甲所示的情景。調(diào)節(jié)的方法是__________。
①從U形管內(nèi)向外倒出適量水
②拆除軟管重新安裝
③向U形管內(nèi)加適量水
甲
不是
相平
②
(2)小明再做如圖乙所示的檢查，當用手指按壓(不論輕壓還是重壓)橡皮膜時，發(fā)現(xiàn)U形管兩邊液柱的高度幾乎不變化，出現(xiàn)這種情況的原因是___________________。
乙
軟管或橡皮膜漏氣
(3)儀器調(diào)節(jié)正常后，小明將金屬盒先后浸入
兩杯液體中，如圖丙和丁所示。他發(fā)現(xiàn)圖丙
中U形管兩邊的液柱高度差較大，于是認為圖
丙杯子中盛的是鹽水：
①你認為，小明的結論是__________(選填“可靠的”或“不可靠
的”)；
②簡要說明理由：______________________________________________
_________________________________。
丙
丁
可靠的
圖丙杯子中橡皮膜所處的深度小，但液體壓強大，
根據(jù)p＝ρgh可知，杯中液體的密度大
(4)將金屬盒浸入液體的深度__________(選填“越深”或“越淺”)，
U形管兩邊液柱的高度差就越大，表示液體的壓強就越__________。
(5)小明發(fā)現(xiàn)在同種液體中，金屬盒所處深度相同時，只改變金屬盒的
方向，U形管兩邊液柱的高度差不變，表明________________________
____________________________。
越深
大
同種液體中深度相同時，
液體內(nèi)部各個方向的壓強相等
◆探究影響浮力大小的因素
7.小開要探究“影響浮力大小的因素”，如圖1所示是他的實驗過程(ρ水＝1.0×103 kg/m3，取g＝10 N/kg)。
A　　 B　　　 C D E
圖1
(1)圖1B中，物體受到的浮力為_________N；由 A、B、C三圖可知，浮
力大小與__________________有關；由 _____________三圖可知，浮力大小與浸沒深度無關。
A　　 B　　　 C D E
圖1
1.4
排開液體的體積
A、C、D
(2)由 A、D、E三圖可知，浮力大小與_____________有關；還可以算出
鹽水的密度為__________g/cm3。
A　　 B　　　 C D E
圖1
液體的密度
1.1
(3)小開受上面實驗的啟發(fā)，制作了一個測質(zhì)量的裝置，如圖2甲所示。刻度標在底面積為100 cm2透明薄壁柱形容器外壁，先加水至“0 g”刻度線處，再將被測物體放入水中漂浮時，水位處對應的刻度值即為被測物體的質(zhì)量。則“0 g”刻度線上方1 cm處對應的刻度值為_______g。
100
甲　 乙　 丙 　丁
圖2
(4)利用該裝置還可測量物體密度：將物體A放入水中，如圖2乙所示，靜止時示數(shù)為m1；然后將物體B放在 A上方，如圖丙所示，靜止時示數(shù)為m2；最后將物體B放入水中，如圖丁所示，靜止時示數(shù)為m3，則物體
B的密度ρB＝____________(用m1、m2、m3、ρ水表示)。
ρ水
甲　 乙　 丙 　丁
圖2
(5)小南發(fā)現(xiàn)該裝置測量質(zhì)量誤差較大，為提高準確度，請你提出一條
可行的改進方案：______________________。
減小容器的底面積
◆探究杠桿的平衡條件
8.某物理實驗小組在“研究杠桿平衡條件”的實驗中，所用的實驗器材有：刻度均勻的杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質(zhì)量相同的0.5 N重的鉤碼若干個。
甲
乙
丙
(1)如圖甲所示，實驗前，杠桿左側下沉，則應將左端的平衡螺母向__________(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)，直到杠桿在__________位置平
衡，目的是便于測量__________，支點在杠桿的中點是為了消除杠桿
__________對平衡的影響。
甲
右
水平
力臂
自重
(2)小明完成某次操作后，實驗現(xiàn)象如圖乙所示，他記錄的數(shù)據(jù)為動力F1
＝1.5 N，動力臂l1＝0.1 m，阻力F2＝1 N，則阻力臂l2＝________m。
乙
0.15
(3)小明測出了一組數(shù)據(jù)后就得出了“動力×動力臂＝阻力×阻力臂”
的結論，小剛認為他的做法不合理，理由是_______________________
______________________________。
實驗次數(shù)太少，數(shù)據(jù)具
有偶然性，實驗結論沒有普遍性
(4)小夢通過對數(shù)據(jù)分析后得出的結論是：動力×支點到動力作用點的距離＝阻力×支點到阻力作用點的距離，與小組同學交流后，小剛為了證明小夢的結論是錯誤的，他做了如圖丙所示的實驗，此實驗_______ (選填“能”或“不能”)說明該結論是錯誤的。
丙
能
(5)實驗中小梅發(fā)現(xiàn)：如果在杠桿的O點用彈簧測力計施加一個向上的
力，這個力在探究實驗時是否影響到杠桿的平衡 請說明理由：__________________________________。
不影響；因為力過O點時力臂為零

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