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2024年初中科学重点题型复习---力学实验题
1．在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中。

（1）如图1的甲、乙、丙所示，用弹簧测力计沿水平方向分别拉动木块做 运动，甲、乙、丙对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2、F3，则F1、F2、F3的大小关系为 ；
（2）为了便于读数，将实验进行了改进，如图1丁所示，当对长木板的拉力F=3N时，弹簧测力计的示数为1.6N，木块A相对于地面静止且长木板B恰好做匀速直线运动，则木板B受到地面摩擦力的大小是 N；
（3）另一小组做了如图2所示的实验，水平地面上的物体C受到沿水平且方向不变的拉力的作用，F-t、v-t图像分别如图2所示，那么物体C在第5秒时受到的摩擦力是 N。
2．在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，李明同学根据自己推箱子时，箱子越重，推起来越费力，提出了“影响滑动摩擦力大小的因素可能与接触面受到的压力有关”的猜想；王健同学根据自己推箱子时，地面越粗糙，推起来越费力，提出影响“滑动摩擦力大小的因素可能与接触面的粗糙程度有关”的猜想。下图是验证他们猜想的实验装置图。
（1）李明和王健同学在实验中都应当使木块做缓慢匀速直线运动，其实验原理是 ；
（2）王健同学为了完成他自己的探究，应按 两图进行；
（3）李明选用正确的实验装置进行实验得到下表所记录的实验数据，请根据数据在所给坐标中作出摩擦力的大小f与接触面受到的压力大小F之间的关系图像；
压力F/N 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
摩擦力f/N 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
（4）根据图像可以得出f与压力F的定量关系式是 。
3．某中学两支物理小组的同学，在实验室中验证阿基米德原理
（1）方案一，小刚用石块按如图甲实验步骤依次进行实验。由甲图可知，石块浸没在水中受到的浮力 N，排开水的重力 N，发现，造成这种结果的原因不可能是 ；
A．整个实验过程中，弹簧测力计都没有校零
B．最初溢水杯中的水未装至溢水口
C．步骤C中，石块浸没后，碰触到溢水杯底部
（2）方案二，如图乙，小明将装满水的溢水杯放在升降台C上，用升降台来调节溢水杯的高度。当小明逐渐调高升降台，发现随着重物浸入水中的体积越来越大，弹簧测力计A的示数 （选填“增大”、“减小”或“不变”），且弹簧测力计A的示数变化量 （选填“大于”、“小于”或“等于”） B的示数变化量，从而证明了；
（3）为了多次实验得到普遍规律，方案 （选填“一”或“二”）的操作更加简便；
然后小明利用阿基米德原理测量某实心金属块的密度，实验步骤如下：
①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中，如图甲；
②将金属块浸没在水中，测得溢出水的体积为18mL，如图乙；
③将烧杯中18mL水倒掉，从水中取出金属块，如图丙；
④将金属块放入小空筒，小空筒仍漂浮在水面，测得此时溢出水的体积为36mL，如图丁；
请回答下列问题：
①被测金属块的密度是 ；
②在实验步骤③和④中，将沾有水的金属块放入小空筒，测出的金属块密度将 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
4．学习了密度的测量知识后，小杭同学想自己做实验测量小石块的密度，于是从实验室借来仪器进行实验：
（1）将天平取出放在水平桌面上，正确测量时，当他将最小砝码放入右盘中时，指针偏向分度盘中线右侧，取下最小砝码，指针偏向分度盘中线左侧，则此时应 ；
A．向右调节平衡螺母
B．取下最小砝码后移动游码
（2）天平平衡时，右盘中砝码和游码位置如图甲所示，则小石块的质量为 g；
（3）将小石块取下后，用细线将石块系住，慢慢放入如图乙所示的量筒内，发现水面上升到45mL处，则小石块的密度 g/cm3；
（4）小杭又想用爸爸新买的精度很高的手提式电子秤，（既可以测量力，也可以测量质量），对石块的密度重新进行了测量，步骤如下：
①先将小石块用细线系好，悬挂在电子秤的下端，如图丙所示，待电子秤示数稳定后，读出并记为F1；
②再在小桶里倒入适量的水，悬挂在电子秤的下端，如图丁所示，待电子秤示数稳定后，读出并记为F2；
③再用手提着系着小石块的细线一端，将小石块缓慢地浸没在水中，但要保证石块 ，如图戊所示。待电子秤示数稳定后，读出并记为F3，完成以上测量后，根据所得实验数据，请你写出石块密度的表达式：ρ石= ；（用字母表示）
④若戊图中石块吸水（石块吸水后体积保持不变），会使密度测量值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
5．小刚发现，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： 。
6．实验小组要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”，他们猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：①接触面所受的压力大小；②接触面的粗糙程度；③接触面积的大小；通过下图所示实验操作验证这些猜想：
(1)实验中应该用弹簧测力计沿水平方向 拉动长方体木块在木板上滑动，从而根据 知识测出木块所受的摩擦力的大小。
(2)如果要验证猜想②，应该选择 两幅图所示的实验步骤来操作，根据图中弹簧测力计的示数可得出结论： 。
(3)要验证猜想③，将木块切去一半，重复甲的操作过程，如图丁所示。比较甲和丁的实验结果，于是小明得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论 （填“可靠”或“不可靠”），理由 。
(4)在图甲中，再把长方体木块侧放，再做一次实验，这是为了探究 。
7．在自主学习探究过程中，小俊同学利用带拉环的吸盘、厚玻璃板、水、刻度尺来测量大气压强的大小，实验装置如图。具体实验步骤是：

①用刻度尺测出吸盘的直径，算出吸盘平面面积为10cm2；
②用弹簧秤测出吸盘自身的重力为0.5N；
③将吸盘沾水湿润后，压在玻璃板上，排尽吸盘内空气；
④用弹簧秤水平拉动吸盘，直至恰好脱落，读出此时弹簧秤示数为95N；
⑤记录整理数据；
⑥算出大气压的值，分析实验结论。
请结合你所学的知识分析：
（1）上述的实验步骤中，哪一步是多余的 （填序号）；
（2）根据小俊同学的实验数据，计算出大气压的值等于 Pa；
（3）该实验中测得大气压值与当地当日实际气压值相比偏小，下列分析最有道理的是 。
A．水存在“黏性”，将吸盘“粘”牢了
B．吸盘内空气未排尽
C．由于吸盘被拉变形后，吸盘承受气压的面积变小
D．由于误差，弹簧秤读数偏小
（4）小俊同学又把玻璃板分别斜放、平放，使弹簧秤向不同方向拉吸盘，也都测出了大气压的值。这说明 。
8．为探究影响滑动摩擦力大小的因素，实验小组的同学用如图1所示的装置和器材进行实验
(1)将木块平放在水平长木板上，用弹簧测力计沿 方向拉动，使其做 运动，此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小；
(2)在木块上加放砝码，是为了探究滑动摩擦力大小与 的关系；在长木板上铺上棉布或毛巾，是为了探究滑动摩擦力大小与接触面 的关系；
(3)实验中，大家发现弹簧测力计示数很难稳定，于是设计了如图2所示的装置来进行实验 水平传送带的速度可以调节，定滑轮摩擦忽略不计；
①启动传送带，当弹簧测力计的示数稳定后，木块相对于地面 ，此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小，木块所受滑动摩擦力的方向沿水平向 ；
②某次实验中，当弹簧测力计的示数稳定后，改变传送带的速度大小，大家发现弹簧测力计的示数没有改变，说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小 。
9．在学习摩擦力时，小强猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
①接触面所受的压力；②接触面的粗糙程度．
他通过做如图实验，并记录实验数据:
实验次数 接触面积 压力 弹簧测力计的读数
1 木板表面 4N 0.6N
2 木板表面 6N 0.9N
3 毛巾表面 6N 3N
（1）以上实验中，用弹簧测力计水平拉动木块，使其做匀速直线运动，根据 知识可知滑动摩擦力大小等于拉力大小．
（2）比较第1、2次实验得出结论:滑动摩擦力的大小与 有关．
（3） 比较第2、3次实验得出结论:滑动摩擦力的大小与 有关．
（4）如图丁，小强还利用以上器材来研究木块受到的滑动摩擦力．他水平拉动木板向右加速运动的过程中，木块相对地面保持静止，木块受到木板的摩擦力大小 （填 “大于”“等于”或“小于”）弹簧测力计的读数，方向是 ．
10．在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，小明按照如图所示的甲、乙、丙三种情况进行实验，其中A为木块，B为重物，甲、乙两图中的接触面较光滑且粗糙程度相同，丙图中接触面较粗糙。

（1）实验中要测出滑动摩擦力的大小，应该让木块在水平面上做匀速直线运动，根据力的平衡知识，此时木块所受滑动摩擦力的大小 弹簧测力计的示数；（选填“大于”、“小于”或“等于”）
（2）对比甲、乙两图的实验，是为了探究滑动摩擦力的大小与 的关系；
（3）比较甲、丙两图的实验，可得出的结论是 ；
（4）小明对实验装置进行了改进，如图丁所示。他用水平拉力F=3.8N拉动长木板，待弹簧测力计示数稳定后，弹簧测力计的示数为1.5N，则物体C所受摩擦力大小为 N；若增大拉力F，弹簧测力计的示数 。（选填“变大”、“变小”和“不变”）
11．在探究影响压力作用效果的影响因素时，小红同学利用小桌、海绵和砝码（实验中砝码都相同）等器材进行了如图所示的实验。
(1)实验是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果的，这种研究方法称为 ；
(2)比较甲、乙两图，可以初步得出的结论是当受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显；
(3)小红联想到坦克车履带的设计，这可用 两组实验所得结论解释；
(4)若将丙图中有砝码的小桌放在木板上如丁图所示，比较图丁与图丙，小桌对木板和海绵的压强 （选填“相同”或“不相同” ）。
参考答案：
1． 匀速直线 F1【详解】（1）[1][2]用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动，木块在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件，弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。如图1中甲、乙、丙所示，乙、丙中压力相同，丙中接触面粗糙，滑动摩擦力较大，F2F1，故比较弹簧测力计示数F1、F2、F3的大小关系F1（2）[3]丁图中，A相对地面处于静止状态，受到测力计的拉力与受到长木板B施加的滑动摩擦力为一对平衡力，大小相等，方向相反，因测力计的拉力方向为水平向右，故木块A所受的摩擦力方向为水平向左；弹簧测力计的示数为1.6N，故A在木板上运动时受到的滑动摩擦力为1.6N，根据力的相互性，A对木板的滑动摩擦力大小为1.6N，方向水平向右，以木板为研究对象，木板还受到水平左的拉力F及地面施加的水平向右的滑动摩擦力的作用，由力的平衡，木板受到地面的摩擦力的大小
f=3N-1.6N=1.4N
（3）[4]由图2c可知，6~9s做匀速直线运动，根据图2b知，6~9s受到的拉力为4N，由二力平衡的条件，物体受到滑动摩擦力为4N，因压力大小和接触面的粗糙程度不变，故物体C在第5秒时受到的摩擦力是4N。
2． 二力平衡 甲、丙
【详解】（1）[1]实验过程中，弹簧测力计显示拉力大小，要使摩擦力等于拉力，摩擦力和拉力必须是一对平衡力，则实验时必须使木块做匀速直线运动。
（2）[2]要验证摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系，应控制压力相同而接触面的粗糙程度不同，所以可以采用甲、丙所示实验进行验证。
（3）[3]根据表格中数据进行描点，并用平滑的曲线连接起来，得到摩擦力与压力关系图象，如图所示：
（4）[4] 由图象可知，摩擦力f与压力F大小关系是一条上升的直线，因此可以得出：在接触面粗糙程度一定的情况下，摩擦力与压力成正比。因
可以得出f与F的关系是
3． A 减小 等于 二 不变
【详解】（1）[1]根据
可知，石块浸没在水中受到的浮力为
[2]排开水的重力为
[3]A．若弹簧测力计都没有校零，那么四次测量结果都应加上测量前弹簧测力计示数，那么所得浮力与排开水的重力大小应不变，故A不可能，符合题意；
B．若最初溢水杯中的水未装至溢水口，则石块排开水的只有一部分溢出到桶中，排开水的重力减小，B有可能，不符合题意；
C．步骤C中，石块浸没后，碰触到溢水杯底部，则导致减小，增大，C有可能，不符合题意；
故选A。
（2）[4]重物浸入水中的体积越来越大时，排开液体的体积变大，根据
可知，重物受到的浮力变大，因为
所以弹簧测力计A的示数
变小。
[5]又因为重物浸入水中的体积越来越大时，溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大，所以弹簧测力计B的示数变大；根据阿基米德原理可知，物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等，所以弹簧测力计A示数的变化量和弹簧测力计B的示数变化量相等。
（3）[6]由上可知，方案二的操作可较方便的完成多次实验，便于操作，使结论有普遍性。
[7]①由图乙可知，金属块的体积
在图丁中，小空桶和金属块处于漂浮状态，由阿基米德原理，得此时排开水的重力等于小金属块的重力；由于图丙中小金属块拿出后，液面会下降，故图丁中排开水的体积等于倒掉的水的体积加上图丁中溢出水的体积，即
故
故金属块的密度为
[8]②在实验步骤②中测得的金属块的体积一定，在实验步骤③和④中，将沾有水的金属块放入小空筒，在步骤③中金属块拿出时，液面下降的体积增大，在步骤④中排开水的体积增大，步骤③中增大的液面下降体积等于在步骤④中增大的排开水的体积，故在步骤④中将金属块放入小空筒溢出水的体积不变，则其重力不变，质量不变，所以根据可知，测出的金属块密度不变。
4． B 63 2.1 不碰触小桶底部和侧壁 偏大
【详解】（1）[1]将天平取出放在水平桌面上，正确测量时，当他将最小砝码放入右盘中时，指针偏向分度盘中线右侧，说明砝码的质量大于物体的质量；取下最小砝码，指针偏向分度盘中线左侧，说明砝码的质量小于物体的质量，则此时应取下最小砝码后移动游码，使天平平衡，故A不符合题意，B符合题意。
故选B。
（2）[2]由图甲可知，砝码的质量是60g，游码在标尺上的刻度值为3g，故石块的质量为
（3）[3]由图乙可知，量筒的分度值为1mL，量筒内原来水的体积是15mL，放入小石块后总体积是45mL，故石块的体积为
小石块的密度为
（4）③[4][5]将小石块缓慢地浸没入悬挂着的小桶内的水中，但要保证小石块不碰触小桶底部和侧壁，否则测得小石块所受的浮力就不准确了。小石块在水中受到浮力，根据力的作用是相互的，小石块对水有向下的压力，使得电子秤示数增大，则小石块在水中受到的浮力为
根据阿基米德原理可得，小石块的体积为
由图甲可知，小石块的重力G=F1，则小石块的质量为
小石块的密度为
④[6]小石块吸水后水面会降低，导致测得体积偏小，而质量已经测出，根据密度公式，故测量出的密度偏大。
5． 4 无关 压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力的大小不变
【详解】①[1]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4N，所以此时木块受到的摩擦力大小为4.0N。
②[2][3]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；理由是当速度发生变化时，压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力的大小不变。
6． 匀速 二力平衡 甲、丙 当压力大小相同时，接触面粗糙程度越大，滑动摩擦力越大 不可靠 没有控制压力相同 猜想③
【详解】(1)[1][2]实验中应该用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动长方体木块在木板上滑动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，从而根据二力平衡知识测出木块所受的摩擦力的大小。
(2)[3]如果要验证猜想②，要控制压力大小相同，在其他条件相同，接触面粗糙程度不同的情况下，比较摩擦力的大小。故应该选择甲、丙两幅图所示的实验步骤来操作。
[4]丙中测力计示数更大，说明摩擦力更大。可得出结论：当压力大小相同时，接触面粗糙程度越大，滑动摩擦力越大。
(3)[5][6]要验证猜想③，即滑动摩擦力与受力面积的关系，要控制压力和接触面粗糙程度相同，将木块切去一半，重复甲的操作过程，此时接触面积变小了，压力大小也变化了，没有控制压力相同，所以他的结论不可靠。
(4)[7]在图甲中，再把长方体木块侧放，再做一次实验，压力不变，仅改变了接触面积，这是为了探究滑动摩擦力与受力面积的关系，即猜想③。
7． ② 9.5×104 B 各个方向都有大气压强
【详解】（1）[1]根据可知，测量大气压强的大小，需要通过实验得出大气对吸盘的压力和吸盘平面面积，没有必要用弹簧秤测出吸盘自身的重力，因此步骤②是多余的。
（2）[2]根据题意可知，大气对吸盘的压力
F=F示=95N
若不考虑实验过程中的其他影响因素，实验时的大气压值
（3）[3]A．水存在“黏性”，将吸盘“粘”牢了，不会使弹簧秤的示数变小，不会使大气压值变小，故A不符合题意；
BD．吸盘内空气未排净或者由于误差，弹簧秤读数小，会使大气压值变小，故BD符合题意；
C．吸盘受力变形，往中间聚拢，导致受力面积小，计算时仍然用未收缩时的面积，压力不变，由可知计算出的大气压变小，故C符合题意。
故选BCD。
（4）[4]把玻璃板分别斜放、平放，使弹簧秤向不同方向拉吸盘，都测出了大气压的值，说明各个方向都有大气压强。
8． 水平（或水平向右） 匀速直线 压力大小（或压力） 粗糙程度 静止 左 无关
【详解】(1)[1][2]只有用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动时，木块在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小才等于滑动摩擦力的大小。
(2)[3]采用控制变量法在接触面粗糙程度一定时，在木块上加放砝码，是为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系。
[4]采用控制变量法在压力一定时，在长木板上铺上棉布或毛巾，是为了探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
(3)[5][6]启动传送带，当弹资测力计的示数稳定后，木块相对于地面静止，这时木块受到弹簧测力计的拉力与木块受到的滑动摩擦力是一对平衡力，弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力，木块受到的滑动摩擦力方向与拉力方向相反，即水平向左。
[7]滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，与传送带速度的大小无关。
9． 二力平衡 压力大小 接触面的粗糙程度 等于 水平向右
【详解】（1）在以上实验中，用弹簧测力计水平拉动木块，使其做匀速直线运动，根据二力平衡知识可知滑动摩擦力大小等于拉力大小；
（2）由1、2次实验可知，接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，摩擦力大小不同，所以比较第1、2次实验得出结论：滑动摩擦力的大小与压力大小有关；
（3）由2、3次实验可知，压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，摩擦力大小也不同，所以比较第2、3次实验得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关；
（4）如图丁所示，小强还利用以上实验器材来研究木块所受到的滑动摩擦力．他水平拉动木板向右加速运动的过程中，木块相对地面保持静止，木块受到木板的摩擦力大小等于弹簧测力计的读数，方向是水平向右．
10． 等于 压力大小 压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大 1.5 不变
【详解】（1）[1]实验要测出滑动摩擦力的大小，他应该让木块在水平面上做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件，弹簧测力计对木块的拉力等于木块受到摩擦力。
（2）[2]甲、乙两图实验中，接触面粗糙程度相同，乙中压力大，故是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系；根据实验现象可得出：接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）[3]根据甲、丙两图的实验可知，在压力相同的条件下，接触面粗糙程度不同，可得出的结论是压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
（4）[4]如图丁所示，他用水平拉力F=3.8N拉动长木板，待弹簧测力计示数稳定后，弹簧测力计的示数为1.5N，木块C静止处于平衡状态，受到水平向左弹簧测力计的拉力和水平向右的摩擦力是一对平衡力，二力大小相等，所以此时木块C受到的滑动摩擦力大小为1.5N。
[5]因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与其它因素无关，所以，增大拉力F时，木块C对长木板的压力和接触面的粗糙程度不变，则木块受到的摩擦力不变，由二力平衡条件可知，弹簧测力计的拉力不变，其示数不变。
11． 转换法 乙、丙 相同
【分析】(1)通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果，采用了转换法；
(3)(4)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关，实验时应采用控制变量法，即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小，探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变。
【详解】(1)[1]实验中是通过观察海绵的形变程度（凹陷程度）来比较压力作用效果的，这种研究方法是转换法。
(3)[2]研究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变，故比较乙丙两图，可得出的结论是：压力相同时，受力面积越小，压力作用的效果越明显。
坦克的履带面积比较大，是通过增大受力面积来减小压力的作用效果的，故应通过比较乙丙两组实验所得结论进行解释。
(4)[3]如图丁所示，若将有砝码的小桌放在木板上，比较图丁与图丙可知，压力相同，受力面积的大小相同，所以小桌对木板和海绵的压力作用效果相同，即小桌对木板和海绵的压强相同。

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