专题18 力学综合实验原卷版中考物理压轴题揭秘.docx

1、专题18 力学综合实验原卷版中考物理压轴题揭秘决胜2020年中考物理压轴题全揭秘专题18力学综合实验【考点1】：密度的测量【例1】（2019吉林）某实验小组用天平和刻度尺分别测出了质地均匀的正方体蜡块和盐水的密度。（1）用天平测蜡块的质量时，应将蜡块放在天平的 盘，如图甲所示，蜡块的质量是 g；（2）用细长针使蜡块浸没在装满水的溢水杯中，再用天平测得溢出水的质量为10g，则蜡块的体积是 cm3，蜡块的密度蜡 g/cm3；（3）用刻度尺测出正方体蜡块的高度为h1，如图乙所示，蜡块漂浮在盐水中，再用刻度尺测出蜡块露出液面的高度为h2，则盐水的密度盐水 （用h1、h2和蜡表示）【变式1-1】（201

2、9潍坊）李华利用生活中常见物品巧妙地测出一石块的密度，实验过程如下：A取一根筷子，用细线将其悬挂，调节悬挂位置，直至筷子水平平衡，悬挂位置记为O点，如图甲所示；B将矿泉水瓶剪成烧杯形状，倾斜固定放置，在瓶中装水至溢水口处，用细线系紧石块，将石块缓慢浸入水中，溢出的水全部装入轻质塑料袋中，如图乙所示；C取出石块，擦干水分；将装水的塑料袋和石块分别挂于筷子上O点两侧，移动悬挂位置使筷子仍水平平衡，用刻度尺分别测出O点到两悬挂点的距离l1和l2，如图丙所示。（1）已知水的密度为水，则石块密度石 （用字母水和所测得的物理量表示）；（2）采用上述实验方法，筷子粗细不均匀对实验结果 （选填“有”或“无”）

3、影响；（3）图乙所示步骤中，若瓶中的水未装至溢水口，实验结果将 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【考点】固体的密度测量实验【变式1-2】（2019陕西）物理小组测量一个不规则小石块的密度。（1）将天放在水平工作台上。天平调平时，把游码移到标尺的 处观察到指针偏向分度盘中央刻线的右侧，应将平衡螺母 （选填“左”或“右”）调节。（2）如图1所示小石块的质量为 g，用图2所示方法测得小石块的体积为 cm3，则小石块的密度为 kg/m3。（3）如果天平的砝码缺失，如何测量小石块的质量？小组设计了下列两种测量方案（已知水的密度为水）方案一，如图3所示。在量筒中倒入适量的水，水面上放置塑料盒、此时量

4、筒的读数为V1；将小石块轻轻放入塑料盒内，量筒的读数为V2；上述方法测得小石块的质量为 （用物理量符号表示）。方案二，如图4所示。将两个相同的烧杯分别放在天平左、右托盘中，调节天平平衡向右盘烧杯中加水直到天平平衡将烧杯中的水全部倒入空量筒中，测出体积将小石块轻轻放入左盘烧杯中计算小石块的质量上述实验步骤正确的顺序为 （填序号）。【考点2】：运动和力 【例2】（2019河北）形状规则、质量分布均匀的物体，它的重心在它的 上。图所示为质量分布均匀但形状不规则带有小孔的薄木板，请用细棉线、刻度尺、笔和铁架台来确定它的重心。（1）操作方法： 。（2）判断方法： 即为薄木板的重心。（3）实验中没有利用到

5、的物理知识： （填写序号）二力平衡的条件重力的方向是竖直向下的重力的大小跟物体质量成正比【变式2-1】（2020苏州模拟）在“探究二力平衡的条件”活动中。（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于 状态，说明这两个力是相互平衡的。由此，小明提出，能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件？（2）小华认为，若采用小明的方案，必须测出物体所受的 和 的大小来进行比较。研究发现，在小明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出 的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以这一方案无法实施下去。（3）为此，两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图乙所示，请你判断出他们改进的先

6、后顺序： （用字母表示），这样的改进是为了减小 对实验的影响。（4）如图丙，是最终确认的实验方案。此方案中，由于 ，故卡片的重力可忽略不计。【变式2-2】（2019达州）小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验：a如图1中甲图所示，将木块A平放在长木板B上，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。b如图1中乙图所示，将毛巾固定在长木板B上，木块A平放在毛巾上，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。c如图1中丙图所示，将木块A平放在长木板B上，并在木块A上放一钩码，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数。（1）该

7、实验主要采用的探究方法是 。（2）由图1中 两图可知：当接触面粗糙程度一定时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。（3）由图1中甲乙两图可知：当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙滑动摩擦力越 （选填“大”或“小”）。（4）实验后小组交流讨论时发现：在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如图1中丁图所示的实验装置，该装置的优点是 长木板做匀速直线运动（选填“需要”或“不需要”）。实验中小丽发现：当F为3N时，木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动，则长木板B受到地面的摩擦力大小为 N。（5）实验拓展：如图2所示，放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用，Ft和

8、vt图象分别如图3图4所示。则物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为 N。【考点3】压强实验【例3】（2019铁岭）大威在探究“影响压力作用效果的因素”时，取三个质量相同的圆柱形容器A、B、C，它们底面积的关系是SASBSC在三个容器中分别倒入适量的水和盐水，其中B、C两容器中液体质量相同。将它们分别放在三块相同的海绵上，如图甲、乙、丙所示。（1）实验过程中可以通过观察海绵的 来比较压力的作用效果。（2）通过比较 两次实验，探究压力的作用效果与压力大小的关系。得到的结论是 相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。（3）大威还想利用这些器材探究影响液体压强的因素，于是他找来一个如图丁所示的液体压强计

9、，将压强计的探头放入B、C两容器中，保持探头在两种液体中的深度相同。发现探头在盐水中时，U形管左右两侧液面的高度差较 （填“大”或“小”）。说明在深度相同时， 越大，液体压强越大。（4）再将探头放入B容器中的某一深度，改变探头的方向，会发现U形管左右两侧液面的高度差不变，由此说明：在同种液体内部的同一深度，向各个方向的压强都 。【变式3-1】（2019资阳）林红同学做“测量大气压值”的实验，装置如图所示。（1）为使实验误差更小，林红不宜采用图 （选填“甲”或“乙”）装置方式来估测大气压强。（2）林红采用正确的装置方式进行测量，实验步骤如下：把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射

10、器的小孔；用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，沿正确的方向慢慢拉动注射器筒，当注射器的活塞开始滑动时记下弹簧测力计的示数F；读出注射器的容积V；用刻度尺测出注射器的长度L。（3）实验分析与数据处理：a实验步骤的目的是 ；b指出实验中的错误步骤： （填数字序号），并进行纠正： ；c用测得的物理量表示大气压强的表达式p 。（4）实验时，可先在活塞周围涂抹润滑油，然后将其插入针筒中，这样做有两个好处；一是减小 ；二是活塞的密封性好。（5）实验室有A、B两个注射器，活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2，若弹簧测力计量程为10N，实验时应选用A注射器，不选用B注射器的

11、理由是 。【变式3-2】（2020渝中区模拟）如图所示，是小明在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验：（1）小明从左管口向图一A中的U形管内注入适量的水，当管内的水静止时，U形管左右两侧液面的高度 （选填“相同”或“不同”）。他连接好橡皮管和金属盒，在使用压强计前，发现U型管内水面已有高度差（如图一B），通过 （选填序号）方法可以进行调节。从U型管内向外倒出适量水拆除软管重新安装向U型管内添加适量水（2）重新调节器材后，小明将金属盒深入水面以下进行了如图一C、D、E、F所示的实验。由 （选填实验序号）两幅图可知，在同种液体内部，液体压强随着深度的增加而 。（选填“增大”或“减小”）（3）小明

12、保持C图中金属盒的位置不变，并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，他发现U形管两侧的液面的高度差变大了，于是得出了“在同一深度，液体的密度越大，其内部的压强就越大”的结论。你认为他得出结论的过程是 （选填“可靠”或“不可靠”）的，原因是 。（4）实验中液体压强的大小是通过比较U形管两边液面的高度差来判断的，如果所用的压强计的U形管中可以选择染色的酒精、水和水银（酒精水水银）中的一种液体，为了使实验现象更明显，小明应该选择上述三种液体中的 装入U型管中。（5）聪明的小明还想知道浓盐水密度是多少？于是找来刻度尺、两端开口的玻璃管、橡皮膜和水（密度用水表示）等器材测浓盐水的密度，操作步骤如下：a用刻度尺测

13、出玻璃管中水柱的高度为h1（如图二甲所示）。b将玻璃管缓慢插入装有浓盐水的烧杯中，直到 ，测出管底到浓盐水液面的高度为h2（如图二乙所示），用小明测得的物理量推导出盐水密度的表达式为盐水 （用题中字母表示）。【考点4】浮力实验【例4】（2019沈阳）小明学习了浮力知识后，利用家中的物品做了几个小实验。（1）小明把小萝卜放入水中，小萝卜漂浮在水面上，此时它受到的浮力为F浮，重力是G萝，那么F浮 G萝（选填“”、“”或“”）。（2）小明把小萝卜从水里捞出擦干，再放入足够多的白酒中，小萝卜沉底了，此时排开白酒的体积V排与小萝卜的体积V萝的关系是V排 V萝（选填“”、“”或“”）。（3）小明还想测量小

14、萝卜的密度，于是找来一个圆柱形茶杯、刻度尺和记号笔。具体做法如下：如图甲所示，在茶杯中倒入适量的水，在水面处用记号笔做好标记，用刻度尺测量出水面到茶杯底的竖直距离为h0；如图乙所示，将小萝卜轻轻地放入水中静止后，用刻度尺测量出此时的水面到茶杯底的竖直距离为h1；将茶杯中的水全部倒出，取出小萝卜擦干，再向杯中慢慢地倒入白酒直至 为止；如图丙所示，将小萝卜轻轻地放入白酒中静止后，用刻度尺测量出此时的白酒液面到茶杯底的竖直距离为h2。（4）水的密度用水来表示，请你用水、h0、h1、h2写出小萝卜的密度表达式萝 。【变式4-1】（2019贵阳）小明运用浮力相关知识制作了可以用来测量物体质量的“浮力称”

15、，其构造如图所示，在水平支架的左端固定刻度盘，支架横梁两端各固定个滑轮，将一根无弹性的细绳跨过两个滑轮，细线的一端悬挂秤盘，另一端连接装有适量细沙的圆柱形浮筒（浮筒自重不计），在线的适当位置固定一根大头针作为指针，把浮筒浸入装有适量水的水槽中，称量时，把待测物体放入秤盘后，指针下降浮筒上升，静止后，待测物体的质量就可以通过指针在刻度盘上的位置反映出来。请你回答下列问题（不计细线、秤盘、指针的质量以及线与滑轮的摩擦）（1）为了制作量程为1kg的浮力称，向秤盘添加1kg的砝码，逐渐向空浮筒内加入细沙，当浮筒的 （选填“上”或“下“）表面刚好与水面齐平并保持静止时，在刻度盘上将指针所指的位置标定为最

16、大刻度线。（2）取下砝码，当浮筒受到 力和 力是一对平衡力时，浮筒能直立地浮在水面上静止，此刻度所指的位置应标定为零刻度线，在均匀地标定其余刻度线。（3）若将质量为m（m1kg）的待测物体放在秤盘上，当浮筒静止时其下表面距离水面的距离是h，若细沙的质量是M，浮筒的横截面积是S，水的密度为水，请待测物体质量的表达式m 。（4）若将原来的浮筒更换为长度相同、横截面积更小的另一个浮筒，细沙的质量和细线的长度等不变，则重新标定的刻度线与原来刻度线相比发生变化的是 （选填“零刻度线上升”或“最大刻度线下降“），请你分析带来这一变化的原因是： 。【变式4-2】小明同学在探究浮力的实验中：（1）如图甲，把半

17、径为3cm、密度均匀的实心小球A用细线挂在弹簧测力计上，测得其重力为 N，他用手竖直向上轻轻托起小球，弹簧测力计示数将变 。（2）他又将小球A缓慢放入盛有适量水的烧杯中，弹簧测力计的示数逐渐变小，说明小球受浮力作用且浮力的方向是竖直向 ，当小球顶部距水面7cm时，弹簧测力计示数为1.9N，如图乙，小球受到的浮力大小是 N。（3）为进一步研究浮力产生的原因，小明自制了薄壁实验箱，左右分别是柱形箱B和C，B箱下部有一圆孔与C箱相通，他将上下表面是橡皮膜的透明空心立方体M放在圆孔上紧密接触，并向B箱中加入适量的水使M浸没且沉在箱底，如图丙。现往C箱加水至与M下表面相平时，M下表面橡皮膜 （选填“受到

18、”或“不受”）水的压力作用；继续向C箱中加水至M上下表面橡皮膜形変程度相同时，则M上下表面受到水的压力 （选填“相等”或“不相等”）；再向C箱中加一定量的水，M上下表面形变程度如图丁，则下表面受到水的压力 （选填“大于”“小于”或“等于“”）上表面受到水的压力。这就是浮力产生的真正原因。（4）同组小斌同学根据第（2）小题中小球受到的浮力大小和第（3）小题探究浮力产生的原因巧妙地计算出图乙中小球A受到水对它向下的压力是 N（圆面积公式Sr2，取3）【考点5】功和机械实验【例5】（2019长沙）如图，小海在研究“物体的动能与哪些因素有关”时，将质量为m的小钢球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢球运动

19、到水平面时，将水平面上静止的木块撞出一段距离s。小海的部分实验数据和现象记录如下：实验次数123钢球质量m/g204060钢球下落高度h/cm202020木块滑行距离s近较远远（1）上述3次实验中，第 次实验钢球滑到斜槽底端时动能最大；（2）上述实验数据表明：当速度一定时，钢球的质量越大，动能越 ，这个结论可用于解释汽车 （选填“超速”或“超载”）带来的危害。【变式5-1】（2020河南模拟）在“探究杠杆平衡条件”的实验中。（1）让杠杆在水平位置平衡的目的是 。（2）杠杆平衡后，小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上 个钩码，使杠杆在水平位置平衡。（3）取下B位置的钩码，改用弹

20、簧测力计拉杠杆的C点，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡（如图乙），测力计示数如何变化： 。（4）在探究过程中，我们需要测量和记录动力、动力臂、阻力、阻力臂四个物理量，在进行多次实验的过程中，我们 （选填“可以”“不可以”）同时改变多个量，进行探究测量。（5）探究完杠杆平衡条件后，小英同学发现日常生活中有很多的杠杆：a在农村老家她发现一种“舂米对”的古代简单机械，它的实质是一种杠杆，其示意图如图丙所示。使用这个装置时，人在A端用力把它踩下后立即松脚，B端就会立即下落，打在石臼内的谷物上，从而把谷物打碎。用力将它踩下去的过程中，动力是 （它的重力/脚踩的力），脚松

21、开到打在石臼内的谷物时，它的重力是 （动力/阻力）。b回到家里，发现家里的两种墙壁开关也是杠杆如图丁，其按钮可绕面板内的轴转动。根据你的生活经验，你认为 （填“1”或“2”）较易损坏，这是因为按动这种开关的 较小，按动需要的力较大。【变式5-2】（2019淄博）在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。实验次数滑轮材质钩码重G/N提升的高度h/m有用功W有用/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J机械效率。1

22、铝10.10.10.60.30.1856%2铝20.10.21.00.30.367%3铝20.20.41.00.60.667%4塑料20.20.40.80.60.4883%5塑料20.20.42.10.20.4295%比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码 ，机械效率越高。比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与 有关。比较 两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。第5次实验室利用了图 的装置完成的，判断依据是 。利用图甲的装置，把重4N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为 。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率

23、。（2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用 的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功：进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都 。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是 。A、焦耳定律B、牛顿第一定律C、阿基米德原理D、欧姆定律1（2019荆州）小丽同学在探究“弹簧弹力大小与形变量关系”时，发现同一根弹簧的弹力大小F与形变量x的比值k恒定。现小丽有两根原长相等的弹簧1和2，已知k1：k21：2，当在两根弹簧下分别挂同一物体静止时，弹簧1和2伸长量分

24、别为x1和x2，则x1：x2 。小丽通过查阅资料知道弹簧的弹性势能Epkx2，此时弹簧1和2弹性势能分别为Ep1和Ep2，则Ep1：Ep2 。小丽将弹簧1和2并联悬挂一物体静止时如图甲，两弹簧弹性势能之和为Ep甲将弹簧1和2串联悬挂同一物体静止时如图乙两弹簧弹性势能之和Ep乙，则Ep甲：Ep乙 。（已知如图甲情况下悬挂重物时弹簧1和2伸长量相同，整个实验中弹簧所受重力不计，且均处于弹性限度范围内。）2（2019青岛）实验探究（1）探究重力与质量的关系某同学用质量已知的钩码进行实验，根据测得的数据作出的Gm关系图象是一条过原点的直线a由此得出结论：物体受到的重力与它的质量成 比。他又正确测量了一

25、个木块的质量和重力，并在同一坐标系中正确描点得到点A，如图所示。点A不在直线a上的主要原因是 。（2）探究阻力对物体运动的影响如图所示，将棉布铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，小车在水平面上由于受到阻力，滑行一段距离后停止；去掉木板上的棉布，再次让小车从斜面顶端由静止滑下，运动的小车所受到的阻力减小，滑行的距离增大。进一步推理：如果运动的小车受到的阻力为零，它将 。通过上述实验和推理可得：力不是维持物体运动状态的原因，而是 物体运动状态的原因。（3）测量滑轮组的机械效率实验装置和数据记录表如下：次数钩码重力G/N钩码上升的高度h/m绳端拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率12.00

26、.100.90.3074.1%22.00.150.90.4574.1%32.00.200.90.6074.1%44.00.201.60.60第4次实验測得的机械效率为 。分析表中数据可得：利用相同的滑轮组提升同一物体，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率 ；提升不同的物体，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越 。3（2019新疆）在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：（1）实验前，杠杆静止时，发现杠杆左端低、右端高，此时杠杆处于 （填“平衡”或“非平衡”）状态，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 （填“左”或“右”）调节。（2）调节杠杆在水平位置平衡后，进行如图所示的实验，用量程为5N

27、的弹簧测力计在A点竖直向上拉（如图中M所示），杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为2.5N；若弹簧测力计斜向上拉（如图中N所示），杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为 （填“大于”或“小于”）2.5N，此时拉力的方向与竖直方向的最大夹角为 （填“30”、“45”或“60”）。（3）杠杆上每个平衡螺母的质量为m，杠杆的总质量（含两个平衡螺母）为50m。实验前，调节杠杆在水平平衡的过程中，若只将右端的平衡螺母移动了距离L，则调节前后杠杆（含两个平衡螺母）的重心在杆上移动的距离为 （填“”“或“”）4（2019天津）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

28、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。实验序号铁块质量m/g铁块距桌面高度H/cm桌腿进入沙子的深度h/cm20201.920302.920403.830202.940204.1（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）分析表中的实验数据，可得出的结论是： 。

29、5（2019娄底）如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，mAmBmC，hAhChB。（1）实验中，探究的动能是指 （填序号）A小球在斜面上的动能B小球撞击木块时的动能C小球撞击木块后的动能D木块被小球撞击的动能（2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与 的关系。（3）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球 （选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。表面毛巾棉布木板摩擦力最大较大最小小车运动距离最近较远最远（4）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功 （选填“相等”或“不相等”）