初中物理力和机械实验题

物理实验兴趣小组间开展竞赛活动，甲组出题乙组用实验的方法解答。甲组用布帘将一个滑轮组遮蔽（如图），乙组同学通过测量：滑轮组下方所挂重物重力为 $G$，重物被匀速提升的高度为 $H$，乙组同学施加在滑轮组绕绳的自由端的拉力为 $F$，该自由端移动的距离为 $h$；通过3组实验（数据见下表）乙组同学探究出“布帘背后的秘密”。

实验次数	1	2	3
$G/N$	5.0	8.0	11.0
$F/N$	2.0	3.0	4.1
$H/\mathit{cm}$	10.0	15.0	20.0
$h/\mathit{cm}$	30.1	45.1	60.2

假设你是乙组成员请判断：动滑轮实际被使用的个数是　　（选填“一个”或“两个” $)$；滑轮组中所有动滑轮（及动滑轮间的连接物）总重力约为　　（选填“ $1N$”、“ $2N$”或“ $3N$” $)$；当提升重物重力为 $G=4.0N$时，该滑轮组的机械效率最接近　　（选填“ $80\%$”、“ $33\%$”或“ $25\%$” $)$；乙组同学发现实验数据不像“理想模型”那样完美，请你提出一条产生误差的原因：　　。

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 $k_1:k_2=1:2$，当在两根弹簧下分别挂同一物体静止时，弹簧1和2伸长量分别为△ $x_1$和△ $x_2$，则△ $x_1$：△ $x_2=$　　。小丽通过查阅资料知道弹簧的弹性势能 $E_p=\frac{1}{2}k$△ $x^2$，此时弹簧1和2弹性势能分别为 $E_{p1}$和 $E_{p2}$，则 $E_{p1}:E_{p2}=$　　。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 $E_{\mathit{p甲}}$．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 $E_{\mathit{p乙}}$，则 $E_{\mathit{p甲}}:E_{\mathit{p乙}}=$　　。（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。 $)$

小华在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图，杠杆上相邻刻线间的距离相等。

（1）杠杆在如图甲的位置静止时　　（选填“是”或“不是” $)$处于杠杆平衡状态的。

（2）为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向　　（选填“左”或“右” $)$端调节。

（3）如图乙，杠杆在水平位置平衡后，在 $A$点挂两个钩码，每个钩码重 $0.5N$，在 $B$点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数应为　　 $N$．当弹簧测力计改为斜拉时，再次使杠杆水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将　　。（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$

（4）小华改变钩码的个数和位置进行了多次实验，其目的是　　。

网上购物带动了快递业的发展，包裹的分捡常需借助传送带。

（1）传送带的表面往往比较粗糙，其目的是　　。

（2）包裹与传送带一起做水平匀速直线运动时，包裹共受到　　个力的作用。

（3）已知长方体包裹长50厘米，宽30厘米，高10厘米，质量为15千克。如果包裹平放在水平传送带上（如图），则对传送带的压强为多少帕？ $(g$取10牛 $/$千克）

在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，实验装置如图1所示。

（1）用弹簧测力计水平拉着物体在长木板上做　　运动，由　　的知识可知，物体所受滑动摩擦力的大小与弹簧测力计的拉力大小相等，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。改变木块上砝码的数量，测出滑动摩擦力；在长木板上铺上棉布，重复以上实验，将所有实验数据记录在表格中。第5次实验时，弹簧测力计的读数是　　 $N$，如图（戊 $)$所示；

实验次数	砝码的个数	接触面材质	弹簧测力计的读数 $/N$
1	0	木块 $-$长木板	0.3
2	1	木块 $-$长木板	0.4
3	2	木块 $-$长木板	0.5
4	0	木块 $-$棉布	0.6
5	1	木块 $-$棉布
6	2	木块 $-$棉布	1.0

（2）由甲和丁，乙和戊，丙和己三组数据得出实验结论：接触面所受压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；由甲、乙、丙组数据得出实验结论：　　；

（3）有同学设计了另一种实验方案如图2所示，请说一说这个方案的好处：　　。（说出一条即可）

某城市正在大力发展包括无人机在内的高新技术产业。快递行业的一些公司积极尝试无人机送货，如图所示。一架无人机载着货物沿竖直方向匀速上升 $5m$，该货物质量为 $3.6\mathit{kg}$。求： $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）货物所受的重力为多少？

（2）提升过程中对货物所做的功为多少？

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 $5N$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“ $\frac{L}{50}$” $\frac{L}{49}$ ““或“ $\frac{L}{48}$” $)$

绳子的抗断拉力是绳子能够承受的最大拉力，超过这个拉力，绳子就会断裂。某实验小组用“加沙子法”测量一根细轻绳的抗断拉力，主要过程如下：将小桶悬挂于细绳下，缓慢在桶中添加沙子，直到绳子断裂。取下小桶，用弹簧测力计测小桶和沙子的重力。

（1）某次测量中，用弹簧测力计测得桶和沙子的重力如图所示，细绳的抗断拉力为　　 $N$．本实验的原理中用到了力的相互作用规律和　　的知识。这种方法测量出的抗断拉力比绳子实际的抗断拉力　　。

（2）改变绳子的长度，其抗断拉力　　改变；用绳子拉着重物加速上升，其抗断拉力　　改变。（均选填“会”或“不会” $)$

绳子的抗断拉力是绳子能够承受的最大拉力，超过这个拉力，绳子就会断裂。某实验小组用“加沙子法”测量一根细轻绳的抗断拉力，主要过程如下：将小桶悬挂于细绳下，缓慢在桶中添加沙子，直到绳子断裂。取下小桶，用弹簧测力计测小桶和沙子的重力。

（1）某次测量中，用弹簧测力计测得桶和沙子的重力如图所示，细绳的抗断拉力为　　 $N$．本实验的原理中用到了力的相互作用规律和　　的知识。这种方法测量出的抗断拉力比绳子实际的抗断拉力　　。

（2）改变绳子的长度，其抗断拉力　　改变；用绳子拉着重物加速上升，其抗断拉力　　改变。（均选填“会”或“不会” $)$

绳子的抗断拉力是绳子能够承受的最大拉力，超过这个拉力，绳子就会断裂。某实验小组用“加沙子法”测量一根细轻绳的抗断拉力，主要过程如下：将小桶悬挂于细绳下，缓慢在桶中添加沙子，直到绳子断裂。取下小桶，用弹簧测力计测小桶和沙子的重力。

（1）某次测量中，用弹簧测力计测得桶和沙子的重力如图所示，细绳的抗断拉力为　　 $N$．本实验的原理中用到了力的相互作用规律和　　的知识。这种方法测量出的抗断拉力比绳子实际的抗断拉力　　。

（2）改变绳子的长度，其抗断拉力　　改变；用绳子拉着重物加速上升，其抗断拉力　　改变。（均选填“会”或“不会” $)$

小东要探究“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：（1）接触面所受的压力大小；（2）接触面的粗糙程度。

接下来小东通过如图所示实验操作验证他的猜想：

（1）实验要求用弹簧测力计水平拉动木块做　　运动，根据　　的原理，可知此时摩擦力与拉力大小相等，否则弹簧测力计的示数不等于摩擦力

（2）比较甲、乙两次实验，可以得出结论：当接触面的粗糙程度一定时，　　，滑动摩擦力越大

（3）比较　　两次实验，可以得出结论：当压力大小一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大

（4）实验中运用的实验研究方法是　　。

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 $F$和橡皮筋伸长量△ $x$，根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。

（1）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　　 $\mathit{cm}$，橡皮筋 $B$的伸长量为　　 $\mathit{cm}$。

（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）将本实验中相同的两根橡皮筋并联起来代替弹簧秤，能够测量力的最大值为　　 $N$。

如图所示的甲、乙两次实验中，分别用弹簧测力计水平拉动同一长方体木块，使其在同水平木板上做匀速直线运动，这是为了探究滑动摩擦力大小与接触面的　面积大小　的关系，甲图中木块受到的滑动摩擦力大小是　　 $N$。

请按要求完成填空。

（1）如图1所示，量筒中液体的体积为　　 $\mathit{mL}$。

（2）如图2所示，弹簧测力计的示数为　　 $N$。

（3）如图3所示，液体温度计是利用测温液体　　的性质制成。

（4）如图4所示，在利用该装置探究光的反射规律的过程中，多次改变入射角可以探究　　大小的关系。

请你应用所学的物理知识解答下列问题。

（1）如图1所示的量筒，其测量范围是　　 $\mathit{mL}$，量筒中液体的体积为　　 $\mathit{mL}$。

（2）在一定范围内，弹簧受到的拉力越大，就被拉得　　，利用这个道理可以制成弹簧测力计。如图2甲所示，圆筒测力计下挂有一重物，其重 $G$为 $2N$，则此测力计的分度值为　　 $N$．如果用力 $F$竖直向下拉动挂钩，如图2乙所示，则拉力 $F$为　　 $N$。

（3）小莹同学测量电流时，连接好电路，闭合开关前，发现电表指针向右偏转至如图3甲所示位置，原因是　　；断开开关，纠正错误后，再闭合开关，发现指针偏至如图3乙所示位置，接下来的操作是：断开开关，　　，继续进行实验。