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专题突破七　力学实验探究题
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专题解读
自我挑战
专题解读
主要针对“2024(2023)·重庆A、B卷T16或T17”而设置，所考查的实验有测量物质的密度、探究影响浮力大小的因素及其他几个重要的实验，如探究影响滑动摩擦力大小的因素、探究液体内部压强的特点、探究杠杆的平衡条件、测量滑轮组的机械效率等。
自我挑战
◆探究影响滑动摩擦力大小的因素
1.小宇要探究影响滑动摩擦力大小的因素，他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：A.接触面所受的压力大小；B.接触面的粗糙程度；C.物体运动的速度。接下来小宇通过如图所示的实验操作开展探究。
(1)进行甲、乙、丙图实验时，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物体做__________运动。
(2)要验证猜想B，需按照__________两图进行对比实验。
匀速直线
甲、丙
(3)比较甲、乙两图的实验，可初步得到的结论是___________________
________________________________。
(4)其他条件不变，用弹簧测力计拉着物体以不同的速度匀速运动，弹簧测力计的示数不变，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小__________(选填“有关”或“无关”)。
接触面的粗糙程度一
定时，压力越大，滑动摩擦力越大
无关
(5)小颖发现小宇上述实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定，于是改
进了实验装置，如图丁所示。改进后长木板__________(选填“一定”或“不一定”)要做匀速直线运动。
不一定
◆探究阻力对物体运动的影响
2.关于“阻力对物体运动的影响”问题，某学习小组进行了如下探究实验：依次将毛巾、棉布分别铺在水平木板上，让小车分别从斜面顶端由静止自由滑下，观察小车在水平面上滑行的最大距离，三种情况下小车的运动情况如图所示。
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止自由滑下，目的是使小车在
水平面上开始滑行时获得的速度大小__________，本实验中的“阻力”
是指小车受到的__________。
(2)分析图中运动情况可知：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，说明
小车受到的阻力越大，速度减小得越__________。
相等
摩擦力
快
(3)从能量转化的角度看，小车在水平面上克服阻力所做的功_________
______，小车的动能转化为______能。如果完全没有阻力时，小车的动
能将不变，所以小车将做__________运动。
(4)牛顿在伽利略等人的研究基础上，概括出牛顿第一定律：一切物体
在没有受到力的作用时，总保持__________状态或_________________状态。
三次一
样多
内
匀速直线
静止
匀速直线运动
◆密度的测量
3.小蔡在实验室测量酒精的密度：
甲
乙
丙
(1)她将天平放在水平桌面上，调节平衡螺母，使指针指到分度盘______________处，如图甲所示，在这一过程中存在的不足之处是_______________________________________________________。
甲
中央刻度线
调节平衡螺母前，没有先将游码移到标尺左端的零刻度线处
(2)修正错误并重新调节天平平衡后，她用天平测出烧杯和杯内
酒精的总质量为155 g，然后将一部分酒精倒入量筒中，如图乙
所示，则倒出酒精的体积为__________mL。接着她用天平测量
烧杯和杯内剩余酒精的总质量，天平平衡时右盘中砝码质量和
称量标尺上的示数如图丙所示，烧杯和剩余酒精的总质量为
__________g，根据以上实验数据可计算出酒精的密度为
__________kg/m3。
乙
30
130.4
0.82×103
(3)小蔡回家后用测量精度更高的电子秤替代天平和量筒去测量文具盒内橡皮擦的密度。她进行了如下操作：用电子秤测出橡皮擦的质量m0；在水杯中装入适量的水并在水杯外壁标注水面位置记号，用电子秤测出水杯和水的总质量m1；然后将水倒掉，把橡皮擦放入杯中，再加水至记号处(此时橡皮擦浸没在水中) ，读出电子秤的示数为m2。
①若水的密度用ρ水表示，则小蔡所测橡皮擦的密度ρ橡皮＝_____________ (用所测物理量的字母表示)。
ρ水
②小蔡做完实验后取下秤盘上的水杯，却发现电子秤示数并没有显示为“0.00 g”，而是显示为“0.30 g”，则她所测得的橡皮擦密度与实际密度相比__________(选填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
偏小
4.某兴趣小组测量一种不溶于水且形状不规则的固体实心小颗粒的密度，测量过程如下。
甲
乙
(1)在水平桌面上用调整好的天平测量一些小
颗粒的质量。当天平重新平衡时，右盘中砝
码质量和游码位置如图甲所示，则这些小颗
粒的质量是__________g。
(2)量筒中倒入100 mL的水，将称量的小颗粒
全部倒入量筒中，如图乙所示，所称量的小颗粒体积是_______cm3。
147.6
60
(3)该物质的密度是__________g/cm3。
(4)小明用刻度尺、电子秤、铁块(密度ρ0已知)，也能测出这种小颗粒的密度，具体步骤如图丙所示：
①将柱形容器中加入适量水，用
刻度尺测出柱形容器内水的深度
为h1；
②将加入水的柱形容器放在电子秤上，用细线系住铁块放入容器中，读出电子秤的示数为m1，用刻度尺测出此时柱形容器内水的深度为h2；
2.46
丙
③将铁块取出，在容器中逐步放入一些小颗粒，直至电子秤的示数为__________；
④测出此时柱形容器内水的深度为h3，则该固体颗粒的密度ρ＝
__________(用所测得物理量符号表示)。
丙
m1
ρ0
5.小聪周末在嘉陵江边游玩时捡到一块鹅卵石，并带回实验室对该石块的密度进行了测量。
(1)将天平放在水平台面上，把游码移到标尺左端的__________处，分
度盘上的指针如图1甲所示，此时应将平衡螺母向__________调节，使天平横梁平衡。
零刻度线
右
甲
乙
丙
图1
(2)测量鹅卵石质量时，将最小为5 g的砝码放入托盘天平的右盘后，分
度盘上的指针如图甲所示，为了使天平的横梁平衡，应该________。
A.把标尺上的游码向右移一些
B.把横梁两端的平衡螺母向右调节
C.把这个砝码取下，并把标尺上的游码向右移
甲
A
(3)天平平衡时，所用砝码和游码在标尺上的位置如图1乙所示，接着测
鹅卵石体积如图1丙所示。则鹅卵石的质量为__________g，鹅卵石的体
积是__________cm3，该鹅卵石的密度为__________kg/m3。
甲
乙
丙
图1
27
10
2.7×103
(4)如果实验结束后发现天平左边托盘下一直沾着一点泥土，这会使测
得的鹅卵石的密度__________。
(5)同组的小明想要测量一个实心金属块的密度，设计了一个实验。实验器材有小空桶、溢水杯、烧杯、量筒和水，实验步骤如下：
不变
甲　　　 乙
丙　　　 丁
图2
①小空桶漂浮在盛满水的溢水杯中，如图2甲所示；
②把金属块浸没在水中，测得溢出水的体积为10 mL，如图2乙所示；
③将烧杯中的10 mL水倒掉，从水中取出金属块，如图丙所示；
④将金属块放入小空桶，小空桶仍漂浮在水面上，测得此时溢出水的体积为
50 mL，如图2丁所示，则被测金属块的密度是__________g/cm3。(ρ水＝1.0×
103 kg/m3)
甲　　　 乙
丙　　　 丁
图2
6
◆探究液体内部压强的特点
6.通过学习，同学们知道了液体内部压强的特点。在此基础上，老师提出了这样的问题：有两只杯子，分别盛有清水和盐水，但没有标签，你能否用压强计将它们区别开
甲
乙
丙
丁
(1)如图甲所示的仪器__________(选填“是”或“不是”)连通器。当它
的金属盒在空气中时，U形管两边的液面应当__________，而小明同学
却观察到如图甲所示的情景。调节的方法是__________。
①从U形管内向外倒出适量水
②拆除软管重新安装
③向U形管内加适量水
甲
不是
相平
②
(2)小明再做如图乙所示的检查，当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时，发现U形管两边液柱的高度几乎不变化，出现这种情况的原因是___________________。
乙
软管或橡皮膜漏气
(3)仪器调节正常后，小明将金属盒先后浸入
两杯液体中，如图丙和丁所示。他发现图丙
中U形管两边的液柱高度差较大，于是认为图
丙杯子中盛的是盐水：
①你认为，小明的结论是__________(选填“可靠的”或“不可靠
的”)；
②简要说明理由：______________________________________________
_________________________________。
丙
丁
可靠的
图丙杯子中橡皮膜所处的深度小，但液体压强大，
根据p＝ρgh可知，杯中液体的密度大
(4)将金属盒浸入液体的深度__________(选填“越深”或“越浅”)，
U形管两边液柱的高度差就越大，表示液体的压强就越__________。
(5)小明发现在同种液体中，金属盒所处深度相同时，只改变金属盒的
方向，U形管两边液柱的高度差不变，表明________________________
____________________________。
越深
大
同种液体中深度相同时，
液体内部各个方向的压强相等
◆探究影响浮力大小的因素
7.小开要探究“影响浮力大小的因素”，如图1所示是他的实验过程(ρ水＝1.0×103 kg/m3，取g＝10 N/kg)。
A　　 B　　　 C D E
图1
(1)图1B中，物体受到的浮力为_________N；由 A、B、C三图可知，浮
力大小与__________________有关；由 _____________三图可知，浮力大小与浸没深度无关。
A　　 B　　　 C D E
图1
1.4
排开液体的体积
A、C、D
(2)由 A、D、E三图可知，浮力大小与_____________有关；还可以算出
盐水的密度为__________g/cm3。
A　　 B　　　 C D E
图1
液体的密度
1.1
(3)小开受上面实验的启发，制作了一个测质量的装置，如图2甲所示。刻度标在底面积为100 cm2透明薄壁柱形容器外壁，先加水至“0 g”刻度线处，再将被测物体放入水中漂浮时，水位处对应的刻度值即为被测物体的质量。则“0 g”刻度线上方1 cm处对应的刻度值为_______g。
100
甲　 乙　 丙 　丁
图2
(4)利用该装置还可测量物体密度：将物体A放入水中，如图2乙所示，静止时示数为m1；然后将物体B放在 A上方，如图丙所示，静止时示数为m2；最后将物体B放入水中，如图丁所示，静止时示数为m3，则物体
B的密度ρB＝____________(用m1、m2、m3、ρ水表示)。
ρ水
甲　 乙　 丙 　丁
图2
(5)小南发现该装置测量质量误差较大，为提高准确度，请你提出一条
可行的改进方案：______________________。
减小容器的底面积
◆探究杠杆的平衡条件
8.某物理实验小组在“研究杠杆平衡条件”的实验中，所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的0.5 N重的钩码若干个。
甲
乙
丙
(1)如图甲所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调节，直到杠杆在__________位置平
衡，目的是便于测量__________，支点在杠杆的中点是为了消除杠杆
__________对平衡的影响。
甲
右
水平
力臂
自重
(2)小明完成某次操作后，实验现象如图乙所示，他记录的数据为动力F1
＝1.5 N，动力臂l1＝0.1 m，阻力F2＝1 N，则阻力臂l2＝________m。
乙
0.15
(3)小明测出了一组数据后就得出了“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”
的结论，小刚认为他的做法不合理，理由是_______________________
______________________________。
实验次数太少，数据具
有偶然性，实验结论没有普遍性
(4)小梦通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，小刚为了证明小梦的结论是错误的，他做了如图丙所示的实验，此实验_______ (选填“能”或“不能”)说明该结论是错误的。
丙
能
(5)实验中小梅发现：如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的
力，这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡 请说明理由：__________________________________。
不影响；因为力过O点时力臂为零

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