专题68力学冷门创新实验 （解析版）_02中考总复习（2026版更新中）_04-物理-中考总复习_2024年中考复习资料_二轮复习

关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 2024年物理二轮中考总复习71个重难点亮点专题专炼（全国通用） 第八篇 中考冷门创新探究实验专题 专题68 力学冷门创新实验 1. 物理实践小组设计了一个测量固体密度的方案（仅用于不吸水、不溶于水的固体）。如图甲所示，将 适量的配重颗粒装入粗细均匀的薄壁圆筒中并封闭筒口，将圆筒放入盛有适量水的薄壁大容器中，大 容器的横截面积是圆筒的横截面积的5倍。圆筒静止后用记号笔在圆筒对应水面位置标记“0”，在大 容器的水面位置标出初始水位线。 （1）请在答题卡的图中画出圆筒受到的重力的示意图。（答题卡图中的O点为圆筒的重心）______ （2）为使圆筒静止后竖直漂浮在水面，在沙粒、泡沫粒中应选择_______作为圆筒的配重颗粒。 （3）将待测金属块用细线挂在圆筒下方，放入水中静止后（细线的质量、体积忽略不计，金属块始终不 触底）如图乙所示，与图甲相比圆筒所受的浮力______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。分别测 出圆筒静止后水面到“0”点和到初始水位线的距离 h 和h ，则该金属块的密度表达式为 ρ 1 2 金属 =_______（用h、h 和ρ 表示）。 1 2 水 【答案】（1） （2）沙粒 （3）变大 5h 2  5h h 水 2 1 【解析】（1）从圆筒的重心沿竖直向下的方向画出一条带箭头的线段，由G表示，如图所示： 1关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 （2）要使圆筒静止后竖直漂浮在水面，选择质量较大的物体放到圆筒中，相同体积的沙粒和泡沫粒相 比，沙粒的质量较大，选择沙粒作为圆筒的配重颗粒。 （3）将待测金属块用细线挂在圆筒下方，放入水中静止后，总重力增大，处于漂浮状态，浮力等于重力， 浮力增大，与图甲相比圆筒所受的浮力变大。 设圆筒浸入水中的深度为h，圆筒的横截面积为S，原来水位为H，大容器的横截面积 S =5S 容 根据金属块用细线挂在圆筒下方前后，容器内的水体积不变可知 5SH-Sh=5S(H+ h)- V - S (h+ h) 2 金 1 金属块的体积为 V =5Sh-Sh 金 2 1 原来圆筒处于漂浮，浮力等于重力，即 G =F =ρ gSh① 筒 浮 水 将金属块和圆筒看成整体，处于漂浮状态，浮力等于重力，即 G +G =F =ρ gS(h+h)+ρ gV ② 筒 金 浮总 水 1 水 金 ②-①得到 G =ρ gSh++ρ gV 金 水 1 水 金 金属的体积代入 G =ρ gSh++ρ g（5Sh-Sh）=5ρ gSh 金 水 1 水 2 1 水 2 金属块的密度 m G 5 gSh 5h   金  金  水 2  2  金属 V gV g(5Sh Sh) 5h h 水 金 金 2 1 2 1 2. 小红陪奶奶就医时，看见如图甲所示竖直放置的静脉输液装置，观察到输液管口的盐水一滴一滴地 往下滴，于是，地提出一个问题：管口处水流出的速度大小与哪些因素有关？并作出如下猜想： 猜想1：随着输液瓶中液面不断下降，速度变小 猜想2：换粗一些的输液管，速度变大 猜想3：增加图甲中输液管的长度h，速度变大 为检验上述猜想，她准备了如下器材进行探究：铁架台、锥形瓶、量杯、双孔软木塞、橡胶软管、弹簧夹、 秒表，4根粗细均匀的玻璃管：a管（长20cm、内孔直径3mm）、b管（长20cm、内孔直径6mm）、c管（长 25cm、内孔直径3mm），长5cm的d管。 2关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 探究过程如下： （1）如图乙所示，雏形瓶中装有红色的水，a、d管通过双孔软木塞插入瓶中，两管上方端口接近瓶口并 齐平，a管下端放入量杯，d管下端套有橡胶软管，并用弹簧夹夹住，装置是竖直放置。此时，a管下端管 口无水流出，这是由于__________的作用； （2）松开弹簧夹，水从a管口流出，用秒表测出量杯中的水分别达到20mL、40mL、60mL、80mL、 100mL水位时的时间t，记录在表1中； 表1： 量杯中水的体积V/mL 0 20 40 60 80 100 时间t/s 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 ①依据所测数据，在图丙中画出量杯中水的体积V与时间t的图像_________； ②每秒钟从a管口流出的水量是__________mL；a管口处水流出的速度大小为__________m/s（保留1 位小数）； （3）将a管换成b管，重复步骤（2）的操作，将所侧数据记录在表2中； 表2： 量杯中水的体积V/mL 0 20 40 60 80 100 时间t/s 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 分析表1和表2的数据，可知猜想2是__________（选填“正确”“错误”）的； （4）若要检验猜想3，请简要写出你的操作：__________。 【答案】 （1）大气压 （2） 10 1.4 （ 3）错误 （4）将a管换成c管，重复 3关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 步骤（2）的操作，将所测数据记录在表3中 【解析】（1）用弹簧夹夹住橡胶管后，瓶内和外界大气不连通，大气压作用在液体上，使液体不流出。 （2）根据表中数据，描出对应的时间和液体体积，然后连线。 根据表中数据可知，每秒钟从a管口流出的水量为 60mL =10mL/s 6s 每秒钟从a管口流出的水量为10mL。 水流速度 10mL/s v  142cm/s1.4m/s a 2 0.3cm ×π    2  a管口处水流出的速度大小为1.4m/s。 （3）b管口处水流出的速度大小 100cm3 v  142cm/s1.4m/s=v b 2 a 0.6cm π2.5s    2  b管口处水流出的速度大小等于a管口处水流出的速度大小，说明管口处水流出的速度大小与管子粗 细无关，则猜想2错误。 若要探究管口处水流出的速度大小与管子长度的关系，应保持管粗细不变，改变管长度进行实验，将a 管换成c管，重复步骤（2）的操作，将所测数据记录在表3中，分析管口处水流出的速度大小与管子长 度是否有关。 3．我国乒乓球制造企业已经研制生产出了无缝乒乓球。据厂家宣传，与有缝乒乓球相比无缝乒乓球弹 性更强。小明选择同一厂家生产的材料、大小相同的有缝和无缝乒乓球各一个，在同一个台面上，探究 其弹性的强弱。实验数据记录如下表。 由静止释放高度h /cm 有缝乒乓球弹起高度h /cm 无缝乒乓球弹起高度h /cm 1 2 3 20 12 13 30 19 20 4关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 40 23 26 50 31 32 （1）当释放高度相同时，可根据 比较两种乒乓球的弹性。对比两组实验数据，可知 （选填“有 缝”或“无缝” )乒乓球弹性更强。 （2）请根据无缝乒乓球的实验数据，在如图的坐标系中描点作出图象。分析图象可以得出结论： 。 【答案】（1）乒乓球弹起的高度；无缝；（2）见上图；在同一台面上，同一无缝乒乓球弹起的高度与由静 止释放的高度成正比。 【解析】（1）当释放高度相同时，可根据乒乓球弹起的高度判断出两种乒乓球的弹性，这用到了转换法； 对比两组实验数据，当释放高度相同时，无缝乒乓球弹起高度更高，说明无缝乒乓球的弹性更强； （2）请根据无缝乒乓球的实验数据描点画出图象，如下图所示： 由图象知在同一台面上，同一无缝乒乓球弹起的高度与由静止释放的高度成正比。 4.（ 2023湖南郴州）小明通过下面的实验，研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。质量相 同的小球，从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是__________的。（选填“相同” 或“不同”）。 （1）实验1将小球从斜面顶端自由滚下（图甲），观察到木块被撞出了一段距离。 （2）实验2将小球从斜面中间自由滚下（图甲乙），观察到木块被撞出的距离比实验1的距离_______ （选填“短”、“长”或“相等”）由上述实验现象，我们可以得出结论；同一物体，______，动能越大。 （3）实验3将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点自由滚下（图丙），依次经过A、B两点到达C点（忽略 5关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 E E E E 空气阻力），设A、B两点的机械能分别为 A和 B，则 A______ B（选填“>”、“=”或“<”）。当 小球从B点做斜抛运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将_______。 A．沿a轨迹运动 B．沿b轨迹运动 C．沿c轨迹运动 D．保持静止 【答案】 不同 （2） 短 （运动）速度越大 （3） = A 【解析】小球从斜面上不同的高度由静止滚下，由于小球的重力势能不同，则小球到达斜面底端时速度 不同。 （2）根据图示可知，实验2中木块被撞的距离比实验1的距离要小一些，两次实验中的小球的质量相 同，滚下的高度不同，高度越低，到达水平面时的速度越小，推动木块移动的距离就越小，动能越小，所 以能得出结论；同一物体，运动速度越大，动能越大。 （3）由于忽略空气阻力，经过A、B两点到达C点的过程中，没有外力对小球做功，则小球的机械能守 E  E 恒，即 A B。 当小球到达C点时，速度为水平向右运动，此时小球所受各个力突然全部消失，根据牛顿第一定律可 知，小球将保持这一状态，所以小球将沿a轨迹运动。故选A。 5.飞机在空中飞行时都有一定的迎角（机翼轴线与水平气流的夹角），飞机飞行时的升力除了与机翼 形状有关外是否还与迎角大小有关？为了研究这一问题，在老师的帮助下，小明利用电风扇、升力测 力计、飞机模型，按图甲方式进行如下实验。 ①闭合电风扇的开关，调节档位使其风速最大，并使飞机模型的迎角为0°，记录测力计的示数。重复 5次实验并计算升力平均值。 ②改变迎角大小，使其分别为5°、10°、15°、20°，重复步骤①。 ③处理相关数据得到“升力与迎角的关系”如图乙。 6关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 （1）本实验得出的结论是：__________________。 （2）小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”．利用现有器材，如何操作可以模拟飞 机不同的飞行速度？______________________。 （3）资料显示：本实验结论与实际相符，且飞机迎角一定时，飞行速度越大升力也越大。若某飞机以 500km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为θ，而以800km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为θ 1 2 （θ、θ 均小于15°）。请比较θ、θ 的大小关系：__________。 1 2 1 2 【答案】（1）飞机以一定的速度飞行时，迎角从0o到20o，飞机所受升力是先变大后变小，15o附近时达到 最大；（2）改变电风扇的档位来改变风速大小（改变电风扇与飞机模型的距离） （3）θ>θ 1 2 【解析】本体利用图像法研究问题。（1）直接分析图乙的图像走势，语言描述出来即可； （2）根据题意可以由两种方式改变飞行速度即改变电风扇的档位来改变风速大小（改变电风扇与飞机 模型的距离） （3）飞机迎角一定时，飞行速度越大升力也越大，飞机以500km/h做水平匀速直线飞行，以800km/h做 水平匀速直线飞行时，根据二力平衡升力都等于重力，因此这两种情况下升力相等，再结合第一小题 的结论得出θ>θ 1 2。 6. 同学们在学完弹簧测力计的相关知识后，自制了一个“橡皮筋测力计”，将橡皮筋不挂重物时下端 对应位置标为零刻度线：挂1N重物时，下端对应位置标为1N；将这段距离等分为20格，每格表示 0.05N。用此测力计测量物体重力时，发现测量值不准确。为了弄清其中的原因，同学们探究了橡皮筋 的伸长与受到外力的关系。 他们利用规格为0.05N的螺母若干、刻度尺、橡皮筋白板等进行了实验探究。不挂重物时，使橡皮筋下 端与刻度尺的零刻度线对齐；挂不同重物时，橡皮筋下端对应不同的刻度值，作出标记，如图所示。 （1）螺母挂在橡皮筋下静止时，受到橡皮筋的拉力______（选填“大于”“等于”或“小于”）它受到 的重力； （2）同学们在橡皮筋下依次挂上个数不等的螺母，实验数据记录如下表。 试验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 螺母个数n/个 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 螺母总重G/N 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 刻度尺读数L/mm 0 5 11 20 30 45 60 75 90 110 135 158 7关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 ①分析实验数据可初步得出：橡皮筋下所挂重物越重，橡皮筋的伸长越______； ②进一步分析数据发现：每增加1个螺母时，刻度尺读数的变化量总体上是不同的，但中间有部分读 数的变化量是相同的。若静止时橡皮筋下端对应刻度尺的70.0mm处，推测橡皮筋下所挂的物体重约 为______N（结果保留两位小数）；若挂另一重物，静止时橡皮筋下端对应刻度尺的15.0mm处。此时 ______（选填“能”或“不能”）确定此物体的重； （3）同学们根据实验数据，用此橡皮筋重新制作一个刻度均匀的测力计，橡皮筋上端和刻度尺的位置 保持不变。若使测力计的量程最大，零刻度线应标在刻度尺的______mm刻度处，此测力计的最大量程 为______； （4）同学们更换不同的橡皮筋进行探究，发现其它橡皮筋的特点均与此相似，他们由此总结出，若要用 橡皮筋制作测力计，受橡皮筋材料影响，刻度均匀部分可测量范围______，整体上测量不准确，所以橡 皮筋不适合做测力计。 【答案】 ①等于 ②越长 ③0.33 ④不能 ⑤30 ⑥ 0.2N ⑦较小 【解析】（1）由平衡条件得，受到橡皮筋的拉力等于它受到的重力。 （2）分析实验数据可初步得出：橡皮筋下所挂重物越重，橡皮筋的伸长越长。 由表格可知，螺母个数从4~8之间，刻度尺读数是均匀变化的，若静止时橡皮筋下端对应刻度尺的 70.0mm处，推测橡皮筋下所挂的物体重约为 0.35N0.3N G 0.3N+ (70mm-60mm)0.33N 75mm60mm 由表格可知，螺母个数从0~4之间，刻度尺读数不是均匀变化的，所以静止时橡皮筋下端对应刻度尺 的15.0mm处。此时不能确定此物体的重。 （3）由表格可知，螺母个数从4~8之间，刻度尺读数是均匀变化的，所以零刻度线应该标在刻度尺的 30mm刻度处。此测力计的最大量程为90mm刻度处的示数，应该标为 0.4N0.2N=0.2N （4）若要用橡皮筋制作测力计，受橡皮筋材料影响，刻度均匀部分可测量范围较小，整体上测量不准确， 所以橡皮筋不适合做测力计。 7. 小金同学为了制作弹簧测力计，对一根弹簧进行了探究：将弹簧的一端固定，另一端悬挂钩码，记 录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系。如表所示： 拉力 0 弹簧长度 若用此弹簧制作弹簧测力计，请回答以下问题： （1）从表格信息可得，它的最大称量是______ N。 8关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 （2）若该弹簧测力计的最小刻度为 ，则相邻刻度线之间的距离为___ cm。 （3）当该弹簧测力计悬挂75g的重物时，弹簧将伸长______ cm。 【答案】 【解析】 由表格数据可知当拉力为0时，弹簧原长为 ，拉力在 以内，拉力与弹簧伸长量 成正比，故弹簧测力计的最大称量是 ； 由表格数据分析可知在 内弹簧受到的拉力每增加 弹簧伸长1cm，即拉力与伸长量之比 为 ，若该弹簧测力计的最小刻度为 ， 则相邻刻度线之间的距离为 ； 当悬挂75g的重物时，弹簧受到的拉力 ，此时弹簧的伸长 量 。 8.小李在课外探究弹簧的长度跟外力的变化关系，利用如图的实验装置记录了相应实验数据如下： 钩码质 0 50 100 150 200 250 300 350 400 量（g） 指针位 2 3 4 5 6 7 7.5 7.5 7.5 置 （cm） （1）这项研究在实际中的应用是 ； （2）分析实验数据你可得到的结论 ； （3）该弹簧原长是 cm，若用该弹簧制作一只弹簧测力计，其量程为 N. 9关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 （4）小李作出了下图所示的三个图像，其中正确的是_______（填序号） 【答案】（1）弹簧测力计（2）在一定范围内，弹簧伸长的长度与外力成正比 （3） 2、 2.5（4）B 【解析】（1）这项研究在实际中的应用是弹簧测力计。 （2）分析实验数据我们看出来：不挂钩吗时，指针位置在2cm处，说明弹簧原长为2cm. 当在弹簧下挂50g钩码时，指针位置在3cm处，说明弹簧伸长量为1cm. 当在弹簧下挂100g钩码时，指针位置在4cm处，说明弹簧伸长量为2cm. 当在弹簧下挂150g钩码时，指针位置在5cm处，说明弹簧伸长量为3cm. 当在弹簧下挂200g钩码时，指针位置在6cm处，说明弹簧伸长量为4cm. 当在弹簧下挂250g钩码时，指针位置在7cm处，说明弹簧伸长量为5cm. 说明弹簧受到的拉力增大几倍，伸长量也增大几倍。 当在弹簧下挂300g钩码时，指针位置在7.5cm处，说明弹簧伸长量为5.5cm.这时就不符合 弹簧受到的拉力增大几倍，伸长量也增大几倍的结论了。 根据以上数据可以归纳总结出：在一定范围内，弹簧伸长的长度与外力成正比 （3）说明弹簧原长为2cm.量程为2.5N. （4）分析ABC三个图像，知道B符合题意。 9.某实验小组的同学对 A、B 两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计。将橡 皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码（图甲所示）,记录橡皮筋受到的拉力大小 F 和橡皮筋的伸长量 Δx,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。 10关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 （1）当在两根橡皮筋上都悬挂重力为 8 N 的物体时，橡皮筋 A 的伸长量为____cm，橡皮筋 B 的伸长 量为____cm。 （2）分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤，则用橡皮筋____制成的测力计量程大，用橡皮筋 ____制成的测力计测量的精确程度高。（均选填“A”或“B”） （3）将与本实验中相同的两根细橡皮筋并联起来代替弹簧测力计，能够测量力的最大值为____N。 【答案】（1）16 8（2）B A （3）22.5 【解析】（1）由图乙可知，A橡皮筋在受到的拉力不大于10N的情况下，B橡皮筋在受到的拉力不大于 15N的情况下，橡皮筋伸长量△x与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一直线，说明橡皮筋的伸长 △x与受到接力F成正比例函数的关系，F=k△x，F=k△x；由图知，当F=5N，△x=10cm，F=10N， A A A B B B A A B △x=10cm，将上面的数据分别代入F=k△x、F=k△x，得：k=0.5N/cm、k=1N/cm，因此F=0.5△x， B A A A B B B A B A A F=△x， B B 所以，当在两根橡皮筋上悬挂重力为8N的物体时，橡皮筋A的伸长量为 橡皮筋B的伸长量为 （2）测力计是根据在测量范围内，橡皮筋的伸长与受到的接力成正比的原理制成的，由图乙知，A的量 程为0-10N，B的量程为0-15N，则用橡皮筋 B制成的测力计量程大；由图乙可知，在测量范围内，如 F=5N时，用橡皮筋A制成的测力计伸长10cm，而用橡皮筋B制成的测力计伸长5cm，所以，用橡皮筋A 制成的测力测量的精确程度高；0 （3）将将两根A或两根B橡皮筋分别并联使用起来代替弹簧测力计，B的量程最大，应用两根橡皮筋并 联，由图像得，橡皮筋的伸长量为15 cm时，每根橡皮筋受到的拉力分别为15N和7.5N，根据力合成规 律，两根橡皮筋并联起来的弹簧测力计能够测量力的最大值应为15N+7.5N=22.5N． 10. 学完大气压之后，老师布置了用带挂钩的塑料吸盘估测大气压的大小的实验，如图甲所示。小刚实 验小组现有带挂钩的塑料吸盘、量程为5N的弹簧测力计、玻璃板。 （1）他们设计了如下实验步骤： A．记录弹簧测力计的示数为F，这就是大气对吸盘的压力 B．小刚将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上，用力挤压吸盘 C．用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉，直至吸盘刚要离开玻璃板 D．测量吸盘与玻璃板接触面的直径d，计算吸盘与玻璃板的接触面积 E.根据 ，计算出大气压的大小P 11关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 你认为合理的实验步骤顺序应该是________（选填“①”或“②”）； ①：DBACE ②：BDCAE （2）排好序后进行实验弹簧测力计拉至最大读数，吸盘仍未脱离玻璃板。若大气压按照约为 计算，弹簧测力计量程至少要大于________N； （3）因为没有多余的大量程弹簧测力计，小刚运用其它器材结合所学物理知识设计了如图乙所示方案 测量，保持轻杆水平，在吸盘刚要离开玻璃板时，弹簧秤读数是______N，可计算出大气压值为______ ； （4）他们发现实验结果明显比真实气压值小，其中的原因可能是________。（答1条即可） 【答案】 （1）②（2）10（3）2.6； （4）吸盘内的气体没有排干净 【解析】大气压强的测量方法。（1）（2）（3）当吸盘刚好与玻璃板脱离时，此时外界对吸盘的压力等于弹 簧测力计对吸盘的拉力，已知大气压对吸盘的压力除以吸盘的面积即为大气压强； （4）为了使实验更 精确，应该控制吸盘内没有气体；如果吸盘内进入少量气体，会使得测得的压强减小。 （1）选②，因为缓慢拉动弹簧测力计，直至刚刚脱落时，此时弹簧测力计的示数才是大气压力。 （2）此时的大气压力为 故弹簧测力计量程至少要大于 。 （3）如图所示，倒着读数，分度值为0.2N，故读数为2.6N，根据杠杆平衡，可以绳子的拉力为 12关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 故此时的大气压力为7.8N，则大气压强为 故大气压强为 。 （4） 他们发现实验结果明显比真实气压值小，因为吸盘内的空气不可能全部排干净。 11. （2023四川内江）在“探究相互作用力的关系”的实验中，取A、B两个相同的弹资测力计，平放 在水平桌面上，让它们互相钩挂在一起。 实验一：用两只手水平向左右两边拉A和B； 实验二：固定B，用手水平向左拉A； 如图所示，当弹簧测力计均静止时，观察弹簧测力计所显示的拉力大小，则： 的 （1）由图可知，所选弹簧测力计 分度值为________N； （2）弹簧测力计A在竖直方向上受到的合力为_________N； （3）在第一次实验中，弹簧测力计A显示的是B对A的作用力F，弹簧测力计B显示的是A对B的作 1 用力F，这两个相互作用力的关系是F_______F（选填“<”“>”或“=”）； 2 1 2 （4）如果每只手的拉力均相同，那么，在两次实验中弹簧测力计B的示数________（选填“相等”或 “不相等”）。 【答案】 （1）0.1 （2）0 （3） = （4）相等 【解析】（1）由图可知，1N里面有10个小格，每小格代表0.1N，则所选弹簧测力计的分度值为0.1N。 （2）由于弹簧测力计静止，处于平衡状态，故在竖直方向受到平衡力的作用，合力为0N。 （3）由于物体间力的作用是相互的，B对A有力的作用的同时，A对B也有力的作用，这两个力符合作 用力与反作用力的要求，因此这两个力是一对相互作用力，大小相等，即F=F。 1 2 （4）每只手的拉力均相同，故两次实验手对A的拉力相等；由于A处于静止状态，水平方向上受到的 是平衡力作用，即手对A的拉力大小等于B对A的拉力大小，故两次实验B对A的拉力大小相等。根 据物体间力的作用是相互的可知，A对B的拉力大小等于B对A的拉力大小，则A对B的拉力大小相 等，即在两次实验中弹簧测力计B的示数相等。 12.（ 2023无锡）小华发现，压缩一个已经充气的气球感到很容易，但想把它压缩得很小却又很困难。由 13关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 此她猜想被封闭的一定质量的气体产生的压强与体积可能有关。为此她准备了20mL的注射器、弹簧 测力计、刻度尺、细绳等，进行探究，步骤如下 cm cm2 （1）如图甲所示，用刻度尺测出注射器刻度部分的长度为_____ ，则活塞的横截面积为_____ ； （2）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内的空气，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，为了检 验是否漏气，不增加器材，方法是______； （3）如图乙所示，用细绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，弹簧测力计 一端固定并水平放置，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒，当注射器活塞开始滑动时，弹簧测力计的 示数如图乙所示为______N，此时外界大气压的数值为_____Pa ； （4）取下橡皮帽，拉动活塞，让活塞的底端位于注射器4mL刻度处，用橡皮帽封住注射器的小孔，确保 不漏气，此时注射器内被封闭的气体体积为4mL．再按照图乙的方式操作，水平向右慢慢地拉动注射 器筒，当注射器内气体体积变为8mL时，弹簧测力计的示数为10N，继续向右慢慢地拉动注射器筒， 记下注射器内气体体积与对应的弹簧测力计的示数、将所测数据记录在下表中。 注射器内气体体积V /mL 8 10 12 16 20 弹簧测力计的示数F /N 10 ▲ 13.3 15 16 10mL ①当注射器内气体体积为 时，弹簧测力计示数为_____N； 20mL Pa ②当注射器内气体体积为 时，注射器内气体压强为_____ 。 【答案】 （1）10.00 2 （2）用手拉动注射器活塞，根据难易程度判断气密性 14关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 （3）20 1105 （4） 12 1104 【解析】（1）如图甲所示，注射器刻度部分左端对准零刻线，右端对准10cm刻线，刻度尺的分度值为 0.1mm，刻度尺测出注射器刻度部分的长度为10.00cm，则活塞的横截面积为 V 20cm3 S   2cm2 l 10cm （2）排尽筒内的空气，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，为了检验是否漏气，不增加器材，方法是：用手 拉动注射器的活塞，如果比较容易拉动，则证明气密性不好，如果不容易被拉动，则证明气密性良好。 （3）如图乙，弹簧测力计的分度值为0.2N，读数为20N。 此时弹簧测力计的拉力等于外界大气压对活塞的压力，外界大气压的数值 F 20N p   1105Pa S 2104m2 （4）①注射器内被封闭的气体体积为4mL，再用测力计拉动活塞时，测力计的拉力与注射器内气体对 活塞的压力之和等于外界大气压对活塞的压力 F  F F 大气压 示 内 由以上步骤（3）可知，外界大气压对活塞的压力为20N，由此得到下表 注射器内气体体积V /mL 8 10 12 16 20 . 弹簧测力计的示数F /N 10 ▲ 133 15 16 注射器内气体对活塞的压力F /N 10 8 6.7 5 4 观察表中的数据可以发现：注射器内的气体变化为原来体积的2倍时，注射器内气体对活塞的压力减 半，由上表可知，注射器内气体为20mL时注射器内气体对活塞的压力为4N，因此注射器内气体为 10mL 10mL时注射器内气体对活塞的压力为8N，当注射器内气体体积为 时，弹簧测力计示数为 F 20N8N12N 示 20mL ②当注射器内气体体积为 时，弹簧测力计的示数为16N，外界大气压对活塞的压力为20N，则 注射器内气体对活塞的压力为 F 20N16N 4N 内 注射器内气体压强为 15关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 F 4N p  内  1104Pa 内 S 2104m2 13.制作简易气压计，观察大气压随高度的变化。 （1）如图所示在玻璃瓶中倒入适量红色的水。将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口，红水升到玻璃管一定 的高度。但高度不够，你应 ， 使水上升到瓶口以上适当位置。制成了简易气压。 （2）将简易气压计从四楼移到一楼过程中，发现玻璃管内水柱 ，说明 。（3）小明 将简易气压计放在阳光下，过一会儿，他发现玻璃管内水柱发生了变化，这一现象说明，简易气压计的 测量结果会受到 影响。 【答案】见解析。 【解析】(1)管中液面的高低取决于瓶内气压，要想让红水升到玻璃管一定的高度，只需增大瓶内气压 即可，所以应向瓶内吹气。 (2) 越往高处气压越低，越向低处气压越高，所以从四楼移到一楼过程中外界气压升高 当外界气压增大是h就会减小，所以管内水柱下降，说明越向低处气压越大。 (3) 气压计放在阳光下，过一会儿，玻璃管内水柱发生了变化，是因为温度对气压的影响。 14.如图所示，小华想估测大气压的大小，她设计的实验方案如下： A．记录弹簧测力计的示数为 F，这就是大气对吸盘的压力； B．将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上，用力挤压吸盘； C．用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉，直到吸盘刚脱离玻璃板面； D．量出吸盘与玻璃板接触面的直径，计算出吸盘与玻璃板的接触面积为 S； F E.根据 p= ，计算出大气压的大小p； S （1）小华由于疏忽，将前三个步骤的顺序写颠倒了，正确的顺序是________ ； 16关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 （2）实验中小华将蘸水的吸盘放在光滑玻璃板上，用力挤压吸盘的目的是_______； （3）如果实验中小华所用的弹簧测力计的量程是 0～5N，吸盘与玻璃板的接触面积是 10cm2，她____ （选填“能”或“不能”）测出大气压的大小（设大气压约为 1.0×105Pa）； （4）小华又把玻璃板分别斜放、立放，使弹簧测力计向不同方向拉吸盘，也都测出了大气压的值，这说 明大气 . 【答案】 （1）BCA；（2）排尽吸盘内部空气；（3）不能；（4）向各个方向都有压强。 【解析】（1）前三步的目的是为了测量拉力F的大小，所以应先挤压排气，再拉，再记数，正确顺序应为 BCA。 (1) 蘸水和用力挤压吸盘都是为了尽量将吸盘内的空气排干净，这样里面没有气压，外面的大气压才 能将其紧紧压在玻璃板上。 F (3)根据p= 可得F=pS=1.0×105Pa×10×10−4m2 =100N S 至少需要一个量程为100N的测力计，所以用量程0～5N的弹簧测力计是不能测出大气压的大小的。 (4)大气压强也像液体的压强一样，是向各个方向都有的。因此小华又把玻璃板分别斜放、立放，使弹簧 测力计向不同方向拉吸盘，也都测出了大气压的值。 15. 小明利用2mL注射器、弹簧测力计和刻度尺估测本地的大气压值。 （1）如图甲所示，小明将活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，沿水平方向慢慢地拉 动注射器筒，当活塞开始滑动时，此时弹簧测力计示数为4.9N。然后利用刻度尺测出注射器筒刻度部 分的长度为4cm，则本地大气压强的测量值为________Pa。 （2）为判断实验结果的准确性，小明利用自家汽车里的“胎压计”测量实际的大气压，示数如图乙所 示，其值为________Pa。 （3）对比两次实验结果，小明认为实验中存在下列原因，其中一定不可能的是______。 A.弹簧测力计的示数没有读准 B.注射器中有空气未全部排尽 C.活塞与注射器筒壁间摩擦较大 17关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 （4）小明发现：如果在针筒内吸入一定质量的空气，然后用橡皮帽将气体封闭起来，在推活塞的过程中， 越推越费力，由此小明猜想：其他条件一定时，封闭气体的体积越小，压强越大。为了验证自己的猜想， 小明用一个20mL的注射器吸入一定质量的空气后连接到胎压计上，通过推拉活塞，测得数据记录如 表： V/mL 4 6 8 10 12 p/kPa 120 80 60 48 40 根据表中的数据可得出封闭气体的压强p与体积V的数学关系式为：p=________（不要求换算和书写 单位），当小明不推拉活塞时，注射器内的空气体积为________mL。 480 【答案】 （1）9.8×104；（2）1×105；（3）C；（4） ；4.8 . V 【解析】（1）活塞的横截面积为 . 本地大气压强的测量值为 (2)如图乙所示，压强为100kPa=1×105Pa。 (3)对比两次数据，甲图测量值偏小，可能是弹簧测力计的示数没有读准或注射器中有空气未全部排尽， 活塞与注射器筒壁间摩擦较大会导致拉力变大，压强变大，故不可能是C。 480 (4)由表中数据可知 pV=480，故 P= 。当小明小明不推拉活塞时，注射器内的空气体积为 V 。 16. 为了测量大气压强，某同学选择的器材有：2.5ml的注射器、0～10N的弹簧测力计、刻度尺和细线， 实验步骤如下 （1）如图甲，用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度L= cm。 （2）如图乙，把注射器活塞推推至筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，水平向右慢慢拉动注射器简， 当注射器中的活塞开始滑动时，记录弹簧测力计的示数F= N。 （3）该同学所测得的大气压强值为 Pa。 18关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 【答案】（1）4.00；（2）6.4；（3）1.024×105Pa。 【解析】（1）由刻度尺可直接看出注射器全部刻度的长度； （2）根据弹簧测力计的分度值读出拉力的大小； （3）根据公式p=F/S求出大气压强。 （1）从图中可以看出，注射器可容纳的药水容积为2.5ml=2.5cm3，这2.5cm3的刻度长度由刻度尺可看 出为4.00cm； （2）弹簧测力计的分度值是0.2N，所以拉力大小是6.4N； （3）故活塞的横截面积为S=V/h=2.5cm²/4cm=0.625cm2=6.25×10﹣5m2， p=F/S=6.4N/(6.25×10-5m²) =1. 024×105Pa。 17. 密度是物质的重要属性，生产、生活中常常需要测量各种液体的密度。某同学在综合实践活动中 自制了测量液体密度的杠杆密度计，可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值，受到了老师的肯 定和表扬，结构如图所示。 所用器材：轻质杠杆（自身重力忽略不计）、两种规格的空桶（100mL和200mL）、质量为m的物体A、细 线。 设计过程如下： (1)将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡。测出B 点到O点的距离为l，C点到O点的距离为l，此时C点的密度刻度线应标注为______； 0 (2)在B点的空桶内注满液体，空桶容积为V，移动物体A至C位置，使杠杆在水平位置平衡。C点到O 1 1 点的距离为l，此时C点的密度值为______（用题中所给的字母表示）； 1 1 (3)已知密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，则密度为0.8×103kg/m3刻度线与 零刻度线之间的距离为______cm； (4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，应选择______规格的空桶（选填“100mL”或 “200mL”）。 19关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 ml l  1 0 【答案】 (1) 0 (2) (3) 3.2 (4) 200mL Vl 【解析】(1)空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡，桶中没有液体，液体的密 度为零，此时C点的密度刻度线应标注为0。 (2)设空桶的质量为m ，由杠杆的平衡条件可知m gl=mgl 桶 桶 0 ml 0 桶的质量m = l 桶 在B点的空桶内注满液体，根据杠杆的平衡条件可得 (m +m)gl=mgl 桶 1 (m +ρV)gl=mgl 桶 1 ml ( 0 +ρV)gl=mgl l 1 ml l  1 0 ρ= Vl (3)由(2)中的公式可知ρ与(l-l)成正比，密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为 1 0 4cm，则密度为0.8×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为l 2 1.0103kg/m3 4cm = 0.8103kg/m3 l 2 l=3.2cm 2 ml l  1 0 (4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，分度值小一些，由ρ= 可知增大液体的体积 Vl 可以使密度小一些，分度值小一些，所以选择200mL规格的空桶，精度更高一些。 18. 同学们在探究影响浮力大小的因素时，发现手中的弹簧测力计损坏了，聪明的小强同学利用刻度 均匀的杠杆和钩码（每只重0.5N）替代弹簧测力计顺利地完成了该实验。以下是小强同学的实验操作， 请你帮他完善该实验探究。 (1)将杠杆安装在支架上，静止时如图1所示，应将平衡螺母向______（选填“右”或“左”）调节，使 杠杆在水平位置平衡； 20关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 (2)如图2甲所示，将重2N的物体G挂在A点，两只钩码挂在B点时，杠杆在水平位置平衡； (3)将物体G部分浸入水中（如图2乙所示），两只钩码移到C点时，杠杆在水平位置平衡； (4)将物体G浸没于水中（如图2丙所示），两只钩码移到D点时，杠杆在水平位置平衡； (5)将物体G浸没于盐水中（如图2丁所示），两只钩码移到E点时，杠杆在水平位置平衡。 分析与论证：分析比较(2)、(3)、(4)可得：物体G所受浮力大小与______有关；分析比较(2)、(4)、(5)可得：   物体G所受浮力大小与有______关；由题中信息计算物体G的体积V=______m3，盐水的密度 盐水  1.0103kg/m3 ______kg/m3。（ 水 ，g=10N/kg） 【答案】(1)右 (5)物体排开液体的体积 液体的密度 1.0×10-4 1.125×103 【解析】杠杆在如图1位置平衡后，要使杠杆在水平位置重新平衡，应将平衡螺母向右调节。 步骤(2)、(3)、(4)是让物体未浸入、部分浸入和浸没于水中，而钩码逐渐靠近支点，说明物体G所受的浮 力逐渐变大，所以可得物体G所受的浮力大小与排开液体的体积有关。 步骤(4)(5)是让物体G分别浸没在水中和盐水中，所以比较的是浮力大小与液体密度的关系。 由步骤(4)及杠杆的平衡条件得 (G -F )4L=1N4L，(2N-F )4L=1N4L 物 浮 浮 所以F 浮 =⋅1N ⋅ ⋅ ⋅ 由阿基米德原理有，物体的体积 F 1N V V  浮  104m3 物 排  g 1.0103kg/m310N/kg 水 由步骤(5)及杠杆的平衡条件得 (2N-F 浮 ＇)⋅4L=1N⋅3.5L 21关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 所以F ＇=1.125N 浮 由阿基米德原理有，盐水的密度 F ＇ 1.125N   浮  1.125103kg/m3 盐水 gV 10N/kg104m3 物 19. “停课不停学”期间，小明在“云课堂”中学习了密度计的相关知识后，想用家中可用器材（如  图所示），测出一枚新鲜鸡蛋的密度｡已知水的密度为 水，请你帮他设计一个测量鸡蛋密度的实验方 案｡要求： (1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量：______； (2)写出鸡蛋密度的数学表达式______（用已知量和测量量表示）｡ l 【答案】 (1) ①用刻度尺测出塑料管的长度为 ；②将装有适量盐的塑料管竖直漂浮在水中，测出塑 0 料管露出液面的长度为l ；③将鸡蛋放入水中，向水中加盐使鸡蛋悬浮，再测出塑料管露出液面的长度 1 l l   0 1  为 (2) l 鸡蛋 l l 水 2 0 2 l 【解析】(1)①用刻度尺测出塑料管的长度为 ；②将装有适量盐的塑料管竖直漂浮在水中，测出塑料 0 管露出液面的长度为l ；③将鸡蛋放入水中，向水中加盐使鸡蛋悬浮，再测出塑料管露出液面的长度为 1 l 2 F  G (2)因塑料管在水中漂浮，塑料管受到的浮力等于其重力，即 浮 V Sl l  塑料管排开水的体积为 排水 0 1  gSl l G 根据阿基米德原理，则有 水 0 1 ① 22关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 F  G 因塑料管在盐水中漂浮，所受浮力等于其重力，即 浮 V Sl l  塑料管排开盐水的体积为 排盐水 0 2  gSl l G 根据阿基米德原理，则有 盐水 0 2 ② 联立①②解得 l l   0 1  盐水 l l 水 0 2 因鸡蛋悬浮于盐水中，根据物体沉浮条件知，此时鸡蛋 的密度等于盐水的密度，即 l l    0 1  鸡蛋 盐水 l l 水 0 2 20.小莉利用轻质杠杆、刻度尺、金属块甲、小石块乙、圆柱形塑料容器、细线和适量的水测量未知液体 的密度，实验装置如图所示．以下是小莉设计的实验步骤，请你按照她的实验思路，将实验步骤补充完 整． （1）将金属块甲和小石块乙用细绳分别悬挂在杠杆A和D端，用细线做好的绳套系住杠杆某处后，移动 绳套到O点时，杠杆恰好在水平位置平衡． （2）将小石块乙完全浸没在水中，且不与塑料容器相接触，金属块甲移至B点，杠杆再次在水平位置平 衡．用刻度尺测出AB间的距离为l． 1 （3）将小石块乙完全浸没在待测液体中，且不与塑料容器相接触，金属块甲移至C点，杠杆再次在水平 位置平衡． ． （4）用水的密度ρ 及测量出的物理量写出待测液体的密度ρ 的表达式：ρ = ． 水 液 液 【答案】（3）用刻度尺测出AC间的距离为l；（4）ρ L/L 2 水 2 1 【解析】掌握杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂．据杠杆两次平衡列出等式，可知需要测量AC 的长度． 根据杠杆两次平衡列出等式是解决此题的关键．杠杆第二次平衡时要用到浮力知识：把小石块乙 浸没在待测液体中，A点所受的拉力等于金属块的重力减去金属块所受到的浮力．将所列等式进行变 形，即可得出液体的密度的表达式． （1）根据杠杆平衡条件可知：将金属块甲和小石块乙用细绳分别悬挂在杠杆A和D端，用细线做好的 绳套系住杠杆某处后，移动绳套到O点时，杠杆恰好在水平位置平衡．则可得出：m g•OA=m g•OD．约 甲 乙 去g得，m •OA=m •OD…① 甲 乙 （2）将小石块乙完全浸没在水中，且不与塑料容器相接触，金属块甲移至B点，杠杆再次在水平位置平 23关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 衡．用刻度尺测出AB间的距离为l．则可得出： 1 m g•（OA﹣L）=（m ﹣m ）g•OD． 甲 1 乙 排水 约去g得，m •OA﹣m •L=m •OD﹣m •OD， 甲 甲 1 乙 排水 将①代入化简得，m •OD=m •L， 排水 甲 1 由ρ=m/V得，m=ρV，代入公式， ρ •V •OD=ρ •V •L， 水 乙 甲 甲 1 V •OD=ρ •V •L/ρ …② 乙 甲 甲 1 水 （3）将小石块乙完全浸没在待测液体中，且不与塑料容器相接触，金属块甲移至C点，杠杆再次在水平 位置平衡．则此时应该用刻度尺测出AC间的距离l． 2 （4）由杠杆平衡条件可得：m g•（OA﹣L）=（m ﹣m ）g•OD． 甲 2 乙 排液 约去g得，m •OA﹣m •L=m •OD﹣m •OD， 甲 甲 2 乙 排液 将①代入化简得，m •OD=m •L， 排液 甲 2 将m=ρV，代入公式得，ρ •V •OD=ρ •V •L， 液 乙 甲 甲 2 将②代入得，ρ =ρ L/L 液 水 2 1 21．如图是“利用杠杆测量石块密度”的实验。（ρ ＝1.0×103kg/m3） 水 （1）在实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态； 要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调节，这样做的目的是 ，并消除杠杆自重 对实验的影响。 （2）在溢水杯中装满水，如图乙所示，将石块缓慢浸没在水中，让溢出的水流入小桶A中，此时小桶A 中水的体积 石块的体积。 （3）将石块从溢水杯中取出，擦干后放入另一相同小桶B中，将装有水和石块的A、B两个小桶分别挂 在调好的杠杆两端，移动小桶在杠杆上的位置，直到杠杆在水平位置回复平衡，如图丙所示。此时小桶 A、B的悬挂点距支点O分别为13cm和5cm，若不考虑小桶重力，则石块密度的测量值为 kg/m3； 若考虑小桶重力，石块的实际密度将比上述测量值 。 【答案】（1）平衡；右；便于从杠杆上测量力臂；（2）等于；（3）2.6×103；偏大。 【解析】（1）杠杆静止在如图甲所示位置，杠杆处于静止状态，所以此时杠杆处于平衡状态； 调节杠杆在水平位置平衡，目的是便于从杠杆上测量力臂，同时是为了让杠杆的重心在支点上，可避 免杠杆自重的影响；杠杆的右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动； （2）在溢水杯中装满水，如图乙所示，将石块缓慢浸没在水中，让溢出的水流入小桶A中，此时小桶A 中水的体积等于石块的体积； 24关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 （3）将装有水和石块的A、B两个小桶分别挂在调好的杠杆两端，移动小桶在杠杆上的位置，直到杠杆 在水平位置回复平衡，如图丙所示。此时小桶A、B的悬挂点距支点O分别为13cm和5cm，若不考虑小 桶重力，根据杠杆平衡条件可知， G L＝G L， 石 1 水 2 即m gL＝m gL， 石 1 水 2 ρ V gL＝ρ V gL， 石 石 1 水 水 2 ρ V L＝ρ V L， 石 石 1 水 水 2 因为倒出的水的体积就是石块的体积，即V ＝V ， 石 水 则石块的密度ρ ＝ •ρ ＝ ×1×103kg/m3＝2.6×103kg/m3； 石 水 当将石块从水中拿出时，石片上会沾有水，因为体积没变，质量偏大。由ρ＝ 可知，测量结果偏大。 22.小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想： 猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关 猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关 为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌 腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿 进入沙子的深度。 按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。 实验 铁块质量 铁块距桌面高度 桌腿进入沙子 序号 m/g H/cm 的深度h/cm ① 20 20 1.9 ② 20 30 2.9 ③ 20 40 3.8 25关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 ④ 30 20 2.9 ⑤ 40 20 4.1 （1）实验中通过比较______来判断物体重力势能的大小； （2）为了验证猜想一，需选择表中______（填实验序号）三组数据进行分析； （3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：______。 【答案】桌腿进入沙子的深度 ①④⑤ 质量相同的物体，高度越大，重力势能越大 【解析】（1）通过小明设计的实验可以知道，他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小 的。桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大； （2）根据控制变量法，要验证物体的重力势能与物体的质量有关，应控制物体的高度相同，改变物体质 量的大小，故小明要完成探究，需要找数个质量不同的物体进行实验； 故①④⑤三组数据符合，所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论。 （3）比较表中①②③的实验数据，可以发现，高度相同，③中桌腿进入沙子的深度更深，所以，③中的物 体具有重力势能大，即可以得出的初步结论是：质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。 23．某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球，它们的质量关系 为m ＜m ＝m ，实验的情景如图所示。 1 2 3 （1）通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的物理方法是________（选填“转换 法“或“类比法”）。 （2）分析甲、乙两种情况可知，重力势能的大小与物体的________有关。 （3）小铁球m 落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为________能。 3 （4）同学们还发现小球离地面越高，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下落高度h和 下落时间的平方t2的数据如下表，分析数据，写出h与t2的关系式为________。 实验次数 1 2 3 4 5 6 h/米 2.45 4.9 7.35 9.8 12.25 14.7 t2/秒2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 【答案】（1）转换法；（2）质量；（3）内；（4）h＝4.9t2。 【解析】（1）由题意知，实验中通过观察小球陷入细沙的深度来间接判断物体重力势能大小的，运用了 26关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 转换法； （2）由题知m ＜m ，即图甲和图乙中物体的质量不同，但从同一高度落下，且乙图中小球进入细砂中 1 2 的深度更深，因此可知重力势能与物体的质量有关； （3）当小球陷入沙中，与沙子摩擦，最终静止，将机械能转化为内能； （4）根据表中实验数据可知，小球下落高度与所需时间之间的关系为：h＝4.9t2。 24. 小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹 性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。 他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面 O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点 与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程： （1）弹簧弹性势能的大小是通过________来衡量的。 （2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用________（选填“相同”或“不同”）弹簧 进行实验，并先后改变________之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。 （3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和________两 种物理思想方法。 【答案】（1）物体M被弹出的距离；（2）相同；AP；（3）控制变量法。 【解析】（1）实验中弹性势能的大小时通过物体M被弹出的距离来间接的反应，这用到了转换法； （2）探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系，必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同 （即相同的弹簧），改变弹簧长度变化量，即AP间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运 动的距离远近来体现，所以必须测出OQ间的距离；为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量， 即AP间的距离，多测几组数据； （3）通过以上分析可以看出，本实验通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能 的大小，用到了转换法；同时，探究与多个量的关系时，还用到了控制变量法。 25．某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时，猜测弹性势能可能与形变量x成正比，也可能与 形变量的平方x2成正比。用如图装置进行探究，将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上，刻 度尺与杆平行，进行了如下操作： 27关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平面的高度h ； 0 ①将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出此时弹簧上端到水平面 ②的高度h ； 1 释放小铁块，当铁块上升到最大高度时，读出铁块下端到水平面的高度h ； 2 ③改变弹簧的压缩长度，重复步骤 ，将测出的数据记录在表格中，并计算出弹簧的形变量x、形 ④变量的平方x2和小铁块上升的距离②△h③ 实验次数 h /m h /m h /m x/m x2/m2 △h/m 0 1 2 1 0.50 0.40 0.55 0.10 0.01 0.15 2 0.50 0.30 0.90 0.20 0.04 0.60 3 0.50 0.20 1.55 0.30 0.09 1.35 4 0.50 0.15 2.00 0.35 0.12 1.85 （1）实验中弹簧的形变量x＝________（用所测物理量符号表示）； （2）本实验中，弹簧弹性势能大小是通过________来间接反映的； A．h B．h C．h ﹣h D．h ﹣h 1 2 2 0 2 1 （3）该同学根据表中数据分别做出图甲△h﹣x和图乙△h﹣x2图象，由此得到的结论是弹簧弹性势能 的大小与________成正比 【答案】（1）h ﹣h ；（2）D；（3）形变量的平方。 0 1 【解析】（1）弹簧的形变量x等于弹簧的原长度h 减去弹簧被压缩后的长度h ，即x＝h ﹣h ；（2）实验 0 1 0 1 中弹性势能的大小时通过铁块被弹起的高度来间接的反应，即铁块到达的最高点h 减去弹簧被压缩 2 的最低点h ，即h ﹣h ，故D正确；（3）由表可知△h＝15x2，△h与x2成正比例函数关系，图象为过原 1 2 1 点的直线，即弹簧弹性势能的大小与形变量的平方成正比。 26. 某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质 量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球， 其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H静止下落，C球从距沙表 28关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下 （球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h 和h，C、D两球陷 1 2 入沙深度均为h，且h＜h＜h 3 1 2 3 （1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过___________________来反映的。 （2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结：当下落高度一定时，_______________。 （3）比较_________两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度 越高，物体的重力势能越大。 （4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能 与物体运动的路径______________（选填：“有关”或“无关”）。 （5）小球在下列过程陷入沙面前，将重力势能转化为动能，陷入沙中后到小球静止过程中，将机械能转 化为_____________能。 【答案】（1）球陷入沙中的深度（2）质量越大，重力势能越大（3）A、C（4）无关（5）内。 【解析】（1）实验中通过球陷入沙面的深度来反映铅球重力势能的大小，用到转换法 （2）比较A、B两个球，高度相同，B球质量大于A球质量，发现B陷入沙子更深，说明重力势能大。 （3）比较A、C两球，C球陷入沙深度更大，比较知，C球下落的高度最大，要研究重力势能与高度的关系， 需要保持球的质量一定，所以选择的是A、C两球 （4）比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球运动的路径不 同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关 （5）球在下落过程中，高度减小，速度增大，所以将重力势能转化为动能；当球陷入沙中，与沙子摩擦， 最终静止，将机械能转化为内能。 27. 水对容器侧壁有压强，水从小孔水平射出的速度与哪些因素有关？ 【提出猜想】 水从小孔水平射出的速度可能与小孔在水中的深度有关。 【查阅资料和思考】 如图甲所示，h表示小孔在水中的深度，v表示水流从小孔水平射出的速度，H表示小孔到桌面的高度， s表示水流射程 小孔到落点的水平距离 。查阅资料可知，当H一定时，s随v的增大而增大。 29关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 要研究v和h的关系，由于v无法直接测量，转为研究s、H、h的关系。 【实验步骤】 将容器置于木块上，如图乙所示。 堵住三个小孔，往容器中加入适量的水记录h和H。 打开小孔，同时测量并记录从三个小孔水平射出的水流射程s。 换高度不同的木块，重复步骤 。 【实验数据及分析】 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 小孔 a b c a b c a b c 10 20 30 10 20 30 10 20 30 30 20 10 40 30 20 50 40 30 35 41 35 40 49 50 45 58 59 （1）分析表中数据可知，当小孔在水中的深度h一定时，水流射程s随小孔距桌面的高度H增大而 ______ 填“增大”或“减小” 。 （2）采用控制变量的方法，通过比较实验序号为______ 的三组数据，可以得出：水从小孔水平射出的 速度v与小孔在水中的深度h有关。 （3）小宁再分别用食盐水和酒精替换水进行实验，目的是为了探究液体从小孔水平射出的速度v是否 与______ 有关。 【答案】增大 1、5、9 液体种类 【解析】 分析1、4、7或2、5、8或3、6、9三次实验，当小孔在水中的深度h一定时，水流射程s随小 30关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 孔距桌面的高度H增大而增大； 分析1、5、9三实验，当小孔距桌面的高度H相同时，水流射程s随小孔在水中的深度h的增大而增 大，说明水从小孔水平射出的速度v与小孔在水中的深度h有关； 再分别用食盐水和酒精替换水进行实验，可以探究液体从小孔水平射出的速度 v与液体种类是否 有关。 28. 杆秤（如图甲）是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下，动手 制作量程为20克的杆秤（如图乙）。 【制作步骤】 做秤杆：选取一根筷子，在筷子左端选择两点依次标上“A”、“B”； 挂秤盘：取一个小纸杯，剪去上部四分之三，系上细绳，固定在秤杆的“A”处； 系秤纽：在秤杆的“B”处系上绳子； 标零线：将5克的砝码系上细绳制成秤砣，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位 置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“0”； 定刻度： 【交流评价】 （1）杆秤是一种测量______ 的工具； （2）当在秤盘上放置物体称量时，秤砣应从“0”刻度向______ 侧移动； （3）步骤 标零线的目的是______ ； （4）根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的。定刻度时，小科和小思采用不同的方法，你认为 ______ 的方法更合理。 小科：先在秤盘上放1克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上1； 然后在秤盘上放2克物体 ；按上述方法直到标出所有刻度。 31关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 小思：在秤盘上放20克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上20， 0和20之间分为20等份，依次标上相应刻度。 【答案】物体质量 右 避免杆秤自身重力对称量的干扰 小思 【解析】（1）杆秤是一种测量物体质量的工具； （2）当在秤盘上没有放置物体时，秤杆在水平位置平衡后，秤砣所挂的位置为“0”； 当在秤盘上放置物体称量时，由杠杆的平衡条件 可知，在秤砣质量和AB不变 的情况下，要使秤杆在水平位置平衡，应增大BO的大小，即秤砣应从“0”刻度向右侧移动； （3）图乙中，B点是支点，当在秤盘上没有放置物体时，秤砣挂在“0”点与杆秤自重平衡，所以步骤 标零线的目的是避免杆秤自身重力对称量的干扰； （4）根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的，所以定刻度时，小科的方法比较麻烦，而小思的方 法比较简单，更合理。 29. 空气对运动物体有阻碍作用，这就是我们常说的空气阻力（f）。空气阻力的大小与哪些因素有关 呢？根据生活经验发现：无风的环境中，人散步时几乎感受不到空气阻力，快跑时就明显感受到空气 阻力。由此猜想:空气阻力的大小可能与物体运动的速度有关。 为了验证这一猜想，准备了如下器材：充气的气球、无弹性细线、钩码、弹簧测力计、刻度尺、铁架台、 带连拍照相功能的手机（该手机每隔相同时间对物体拍摄一次）。 如图甲所示以气球为研究对象，在气球下方用细线悬挂钩码，保持钩码底部与刻度尺的某一刻度线相 平，释放气球并用手机记录钩码竖直下落过程的位置。（气球和钩码的运动情况相同，可将两者视为一 个整体） 请回答下列问题: 32关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 （1）将刻度尺固定在水平放置的铁架台上时，如何检验刻度尺是否竖直？写出你的办法：______； （2）用不同质量的钩码进行实验，选取相同时间间隔的多张照片组合对比：第一次记录钩码位置如图 乙所示，可判断钩码从位置______（填序号）开始匀速下落；增加钩码质量继续实验，再次记录钩码位 置如图丙所示。对比乙、丙两图可知：在图______中，气球匀速下落的速度较大； （3）若不考虑气球所受的浮力，气球和钩码匀速下落时，其重力和空气阻力是一对平衡力，于是用弹簧 测力计测量气球和钩码静止时的总重，便可推导阻力大小。由上述实验可得：气球运动的速度越大，受 到的空气阻力______； （4）以上实验过程均没有考虑气球所受浮力，那么气球受到的浮力对空气阻力大小的推导结果是否产 生影响? ______请在答题卡虚线框中分别画出测量它们重力和匀速下落时的受力情况______、______， 并结合受力情况写出理由。______（不考虑空气对钩码的作用力） 【答案】 ①. 用重垂线，观察细线与刻度尺是否平行 ②. 3 ③. 乙 ④. 越大 ⑤. 没有影 33关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 响 ⑥. ⑦. ⑧. 见解析 【解析】（1）在气球下方用细线悬挂钩码可视为重垂线，因重力的方向竖直向下，用重垂线观察细线与 刻度尺是否平行。 （2）根据图乙可知，前三次实验时间间隔通过的距离越来越大，从序号3开始相同的时间间隔内通过 的路程保持不变，即可判断钩码从位置3开始匀速下落。 s v 对比乙、丙两图可知，在相同时间间隔内，图丙中物体通过的距离较大，根据 t ，在图丙中，气球匀 速下落的速度较大。 （3）若不考虑气球所受的浮力，气球和钩码匀速下落时，其重力和空气阻力是一对平衡力，重力大小等 于阻力大小。根据题意知，丙图中物体的质量较大，物体的重力较大，丙图中物体受到的阻力较大，而 图丙中气球匀速下落的速度较大，由上述实验可得：气球运动的速度越大，受到的空气阻力越大； （4）实验过程中均没有考虑气球所受浮力，气球受到的浮力对空气阻力大小的推导结果没有影响。 用弹簧测力计测量它们（处于静止状态）重力时，物体受到测力计竖直向上的拉力和竖直向上的浮力 作用及竖直向下的重力作用，如下图所示： 匀速下落时受到竖直向上的阻力作用和竖直向上的浮力作用及竖直向下的重力作用，如下右图所示： 34关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 两次实验受到的浮力大小不变，第1个图中物体处于静止状态，受到平衡力的作用 F F G ……① 浮 拉 第2个图中，物体做匀速直线运动，物体受到平衡力的作用 F  f  G……② 浮 由①②两式可得 f=F 拉 而F 即为弹簧测力计所测重力的大小，因此，气球受到的浮力对空气阻力大小的推导结果不会产生 拉 影响。 30. （2023广东省广州市）小明计划制作一个简易弹簧测力计，要求： ①测量范围为0~30N；②分度值为1N；③用木板M做刻度板；④相邻两刻度线之间的距离相等且适当 大一些。 为了满足上述要求，小明对已有 的四根弹簧做了如下测试： 如图1，把弹簧挂在竖直木板M上，测出弹簧原长l，如图2，把30N的重物挂在弹簧下端，测出弹簧总 0 长l。测试结果如下表。请你帮小明选择一根最合适的弹簧，并说明不选其他三根的理由。 弹簧代号 甲 乙 丙 丁 l/cm 2.00 4.00 4.00 8.00 0 . l/cm 20.00 2200 6.10 35.00 35关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 取走重物后弹簧能否恢复原状 不能 能 能 能 【答案】见解析 【解析】应选用乙弹簧制作一个简易弹簧测力计。不选用其他三根弹簧的理由是： （1）弹簧测力计在取走重物后需恢复形变，即发生退行性变，而甲测力计不能，所以甲不能选取。 （2）丙弹簧原长4.00cm，把30N的重物挂在弹簧下端后，弹簧总长l=6.10cm，形变量太小，不能满足邻 两刻度线之间的距离适当大一些的要求。 （3）丁弹簧最终长度为35cm，大于木板长度30cm，所以丁不可以。 31. （2023广西）某小组在测量液体密度的实验中 （1）调节天平横梁平衡时，先把_______移到标尺左端零刻度线处，若指针静止时指在分度盘中央刻度 线的左侧，则应向________（选填“左”或“右”）调节平衡螺母，使横梁平衡。 （2）用天平测出空烧杯的质量，如图甲所示，质量为_______g。用天平称量时，天平是_______（选填 “省力”“费力”或“等臂”）杠杆。 （3）将花生油倒入空烧杯，测出其总质量，再将烧杯中的花生油倒入量筒中测出其体积，但花生油太多， 无法全部倒入量简中。经小组讨论，只需增加一个步骤用天平测出______的质量，即可求出花生油的 密度。 （4）受《天工开物》中枯棒汲水（图乙）启发，小组自制了“杠杆密度计”如图丙，将一轻质细硬杆用细 线固定在0点并悬挂起来，物块固定悬挂在A点，把不计质量的矿泉水瓶装满水，用细线悬挂在杆上， 将悬挂点移至B点，使杆在水平位置平衡。换用相同的矿泉水瓶装满不同液体，重复以上操作，在杆上 可标出悬挂点B 、B、B……对应密度的刻度值。 1 2 3 ① 若B 点在B点的左侧，则B 点对应的密度ρ 与水的密度ρ 水的关系是ρ_______ρ （选填“<” 1 1 1 水 1 水 “=”或“＞”）。 ② 若测得B、B 到O点的距离分别为l、l，则B 点标注的密度值为___________（用ρ 及题给字母表 2 2 2 水 示） l  【答案】 （1）游码 右 （2）37.4 等臂 （3）见解析 （4） ＞ l 水 2 【解析】（1）使用天平的时候，要将天平放在水平台面上，把游码移到横梁标尺的零刻度线处，若指针左 36关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 偏则应将平衡螺母向右调节，使天平横梁在水平位置平衡。 （2）空烧杯的质量 m20g10g5g2.4g37.4g 天平左盘和右盘到支点的距离相同，则天平平衡时可看成等臂杠杆。 （3）要求出花生油的密度，只需要知道量筒中花生油的质量跟体积，则需要增加的步骤是：用天平测出 烧杯中剩余花生油跟烧杯的体积。 Gl G l （4）①当矿泉水瓶装满水时，由杠杆平衡条件可知 OA 水 OB。当换用相同的矿泉水瓶装满不同液 体时，使杆在水平位置平衡，对应悬挂点在B，则 1 Gl G l G  OA  水 OB 液 l l OB OB 1 1 l l G G   若B 点在B点的左侧，则 OB 1 OB，则 液 水。两液体积极相同，则 1 水。 1 FL  F L ②由杠杆平衡条件 1 1 2 2可得 G l Gl G l 2 2 OA 水 G l G  水 则 2 l ，B 点标注的密度值 2 2 G l 水 m G l  gVl  l   2  2  2  水  水 2 V gV gV gVl l 2 2 37关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 38