初中物理力和机械实验题

某班同学在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”时，他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关，各小组利用如图所示的装置进行验证，杨阳那组得到的实验数据如表：

实验次数	物重 （N）	物体上升的高度 （m）	拉力（N）	绳子自由端移动的距离（m）	机械效率（%）
1	1	0.1	0.6	0.2	83.3
2	1	0.1	0.4	0.4	62.5
3	2	0.1	0.65	0.4	76.9
4	1	0.2	0.6	0.4	83. 3

（1）比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮个数越多，      ；比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，      ；比较第1、4实验数据得出：同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度      ．
（2）在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，该同学的读数与实际相比      （选填“偏大”、“偏小”或“不变”），测得机械效率      （选填“偏高”、“偏低”或“不变”），说明滑轮组的机械效率还与      有关．
（3）有两个组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测的机械效率却不同，原因可能是绳子滑轮或滑轮轴之间的      不同，影响了测量结果．所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了      它的机械效率．

在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆：（杠杆上每小格长为2cm）、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个（N+钩码NXN lN）。

（1）实验前，杠杆静止在如图15甲所示的位置，此时杠杆处于          （选填“平衡”或“不平衡”）状态。
（2）实验时，使杠杆在水平位置平衡，主要是为了便于测量         大小，因此应将如图甲所示杠杆左端的平衡螺母适当往          （选填“左”或“右”）调。
（3）杠杆在水平位置平衡后，小明在杠杆A点处挂上2个钩码，做为动力F₁，B点处挂上l个钩码，做为阻力F₂，杠杆恰好在水平位置平衡，如图乙所示，分别测量出两个力的力臂L₁和L₂，计算后发现：F₁ L₁= F₂ L₂，便得出杠杆的平衡条件是：F₁ L₁= F₂ L₂。但小红认为小明这种实验处理方法是不完善的，理由是              
                                                                         
（4）接着，小明提出新的探究问题： “若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小明利用如图甲所示装置进行探究，在杠杆D点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在C点处竖直向上拉使杠杆在水平位置处于平衡状态，此时弹簧测力计的示数如图甲所示，则弹簧测力计的拉力是          N。

以弹簧测力计的拉力为动力F₁^/，钩码重力为阻力F₂^/，多次调整力和力臂的大小进行测量，发现：F₁^/ L₁^/总是大于F₂^/ L₂^/，其原因主要是受         作用的影响。
（5）小明将图甲中弹簧测力计拉力的作用点从C点移到E点，使杠杆仍在水平位置平衡，如图乙所示，请推算：此时弹簧测力计的拉力是          N。

善于奇思妙想的小强及其兴趣小组在实验室（温度为20℃）进行综合实验。

（1）该小组想研究"密度计的工作原理"。图甲所示是密度计的简化模型，在一根粗细均匀的玻璃管内放一些小铅粒使其能竖直漂浮在液体中，设玻璃管浸入液体的深度为h _液，该液体密度为ρ _液，密度计漂浮在水中时浸入水中的深度为h _水，水的密度为ρ _水，则浸入液体的深度h _液＝ 　　    （用给出的物理量表示），由此可知，此密度计漂浮在煤油（密度为0.8×10 ³kg/m ³）中时浸入深度h _煤油＝ 　     　h _水（填数值），密度计刻度特点是 　     　（选填选项前序号①上小下大 ②上大下小   ③均匀   ④上疏下密   ⑤上密下疏）。

（2）该小组想继续探究"某液体的密度和温度的关系"，设计了如图乙所示装置，长为0.6m的绝缘轻质杠杆ab悬挂在高处，可绕O点转动。杠杆a端的轻质细线悬挂一体积为1×10 ^{﹣ 3}m ³的实心合金块，浸没在烧杯内的液体中。b端轻质细线悬挂的铜柱在上下移动时能带动滑片P移动。滑片P重力和摩擦不计。

①若电源电压为3V，滑动变阻器标有"100Ω 1A"字样。在电路中串联一个量程为0～15mA的电流表，为保证电路安全，定值电阻R的最小阻值是 　      　Ω。

②小强在给该液体加热过程中发现，电流表示数减小，则可得出该液体的密度随温度升高而 　     　（选填"增大"、"减小"或"不变"）（除烧杯内的液体外，装置中其他物体的热胀冷缩忽略不计，合金块始终浸没）。

（3）该小组还想利用此装置继续测量该合金块的密度。已知该烧杯中液体在温度为20℃时的密度为1.1×10 ³kg/m ³．杠杆水平平衡时，铜柱质量为2kg，点O距杠杆b端0.2m。则合金块的密度是 　        　kg/m ³．（g取10N/kg）

在“探究杠杆的平衡条件”实验中：

（1）实验中使用弹簧测力计测量拉力，关于弹簧测力计上的零刻度，下列说法中一定错误的是

A．弹簧所受的拉力为零

B．弹簧的长度为零

C．弹簧的伸长量为零

D．指针的初始位置

（2）在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲所示．为使杠杆在水平位置平衡，可只将杠杆右端螺母向________（选填“左”或“右”）边旋一些．
（3）调节杠杆平衡后，第一组同学按图乙所示进行实验，第二组同学按图丙所示进行实验．同学们讨论后一致认为第二组实验方案更合理，理由是________________．
（4）图丙中杠杆处于平衡状态，每个钩码受到的重力是0.5N，则弹簧测力计竖直向上的拉力是________N．

某中学的物理兴趣小组想探究水平抛出的小球，从抛出点到落地点的水平距离与哪些因素有关. 大家经过讨论，提出了以下猜想：

猜想1：小球从抛出点到落地点的水平距离，可能与小球的质量有关；
猜想2：小球从抛出点到落地点的水平距离，可能与小球下落的高度有关；
猜想3：小球从抛出点到落地点的水平距离，可能与小球水平射出的速度有关.
为了检验上述猜想是否正确，他们找来刻度尺，并将弹射器水平固定在铁架台上，按图15所示实验装置进行实验，得到表中数据：
请你通过分析，回答下列问题：
（1）为验证猜想1，应选用序号为____    __的实验.
为验证猜想2，应选用序号为___    ____的实验.
（2）通过分析表中数据，得出的结论是：小球从抛出点到落地点的水平距离与____    __、____    __有关.

实验 序号	小球质量 m（g）	小球水平射出的 速度v（m/s）	小球下落 高度h（m）	小球从抛出点到落地点的水平距离s（m）
1	10	1	2	0.64
2	10	1	1.5	0.55
3	20	1	2	0.64
4	20	2.5	2	1.60

 

如图所示是小勇“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验，铁块和木块的大小和形状完全相同。

（1）实验要求用弹簧测力计拉着木块沿水平方向做_________直线运动，如图甲中弹簧测力计的示数为_________N。
（2）比较(甲)、(乙)两图，可得到的结论是_______________________________________。
（3）图(乙)、(丙)中铁块和木块叠在一起的目的是使长木板受到的_________相同。
（4）本实验采用的物理方法是（   ）
A．理想实验法                   B．模型法
C．控制变量法                   D．类比法
（5）在乙图中，若将木块放在铁块上后，铁块和木块一起向右做匀速直线运动时，下列关于木块受力说法正确的是（   ）
A．只受重力
B．受重力、支持力和向右的摩擦力
C．受重力和支持力
D．受重力、支持力和向左摩擦力

现有弹簧、钩码、直尺、指针等器材，小华要自制一个弹簧测力计，他首先测出弹簧的长度L₀＝2.10cm，然后在弹簧的下端挂上不同的钩码，测出弹簧的长度L，算出比原长L₀伸长的量ΔL（ΔL＝L－L₀），测量的数据如下表所示：

拉力F／N	1	2	3	4	5	6	7
长度L／cm	2.50	2.90	3.30	3.70	4.10	4.50	4.90
伸长量ΔL／cm	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40	2.80

（1）从上表中的数据可以看出拉力F和弹簧伸长量ΔL的关系为：________     。
（2）小华继续做实验，得到的数据如下表所示：

拉力F／N	8	9	10	11	12
长度L／cm	5.30	5.70	6.10	6.60	7.30
伸长量ΔL／cm	3.20	3.60	4.00	4.50	5.20

从上表所示的数据可以看出，拉力达到________N时，拉力和弹簧伸长量的关系就改变了，因此，弹簧测力计的测量范围只能达到________N。

在探究"影响滑动摩擦力大小因素"的实验中，器材有：木板、铁块、木块和弹簧测力计。

（1）物理兴趣小组的同学进行了如下操作：

$a.$ 如图甲所示，将铁块平放在木板表面上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动铁块，弹簧测力计的示数为 $F_1=1.2N$ ；

$b.$ 如图乙所示，将木块叠放在铁块正上方，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动铁块，弹簧测力计的示数为 $F_2=1.6N$ ；

$c.$ 如图丙所示，将铁块叠放在木块正上方，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，弹簧测力计的示数为 $F_3=1.8N$ 。

分析以上操作：

①操作 $a$ 和 $b$ 是为了探究滑动摩擦力大小跟 　　的关系；

②比较操作 $b$ 和 $c$ 可得铁块表面比木块表面 　　些。

（2）在老师的指导下物理兴趣小组的同学改进了该实验，如图丁所示。当用力 $F_4=3N$ 拉动长木板在水平桌面上运动，铁块保持静止状态时，弹簧测力计的示数为 $1N$ ；

①此时铁块受到摩擦力的大小为 　　 $N$ ，方向为水平 　　；

②按图丁所示的实验装置进行实验有较多的优点，请列举两条： 　　； 　　。

小明在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中，如图所示。

（1）根据 　     　条件，当弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 　     　运动时，木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小，如图甲所示。

（2）小明在图甲实验中发现较难保持木块匀速运动，弹簧测力计示数不稳定。于是，他与同学们一起改进实验，如图乙所示，固定弹簧测力计，通过拉动长木板进行实验，实验记录如表，则木块所受的滑动摩擦力大小为 　     　N。

实验次数	长木板运动情况	弹簧测力计示数/N
1	匀速	2.0
2	由慢到快	2.0
3	由快到慢	2.0

（3）写出用图乙装置的一条优点：　     　。

实验探究：探究杠杆的平衡条件

数据	如图甲，利用钩码和刻度尺测量出杠杆平衡时各个力及其力臂，测得数据如下表： 次数 动力 $F_1/N$ 动力臂 $L_1/\mathit{cm}$ 阻力 $F_2/N$ 阻力臂 $L_2/\mathit{cm}$ 1 1.0 10 2.0 5 2 1.5 5 0.5 15 3 2.0 15 1.5 20
结论 作图	①杠杆的平衡条件是　　。 ②实验进行3次的目的是　　（只有1个选项正确，填写对应字母）。 $a$．取平均值减小误差 $b$．使每组数据更准确 $c$．归纳出物理规律 ③如图乙，若用弹簧测力计的拉力作动力，进行实验，请画出其动力臂。

小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。

（1）若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 　    　（填"左"或"右"）调节，使杠杆在水平位置平衡。

（2）在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是 　               　。

（3）在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中。

次数	F 1/N	L 1/cm	F 2/N	L 2/cm
1	1	10	2	5
2	2	10	1	20
3	2	15	3	10

多次实验的目的是 　                    　。

（4）小明根提以上数据得出杠杆平衡条件是 　                　。

（5）杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B点挂 　     　个钩码。

（6）如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数

将 　       　（填"变大"、"变小"或"不变"）。

物理实验兴趣小组的同学在探究“影响物体重力大小的因素”实验中，进行了如图所示的实验探究，把钩码（每个50g）逐个挂在弹簧测力计上，分别测算出它们受到的重力（g取10N/kg)，请在方格纸中根据实验数据描点作出关于G与m的图像，根据图像，你认为影响重力大小的因素是    。它们之间的关系是________    ________。（用文字表达）

另一小组的同学则认为“物体重力的大小可能跟物体形状有关”，他们以橡皮泥为实验对象，用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验，实验数据如右下表所示。分析表中实验数据，这一组的同学得出实验结论是：物体重力的大小与物体的形状    （填：“有关”或“无关”）。你认为他们的结论    （填：“正确”或“不正确”）。

地球附近物体都要受到重力，小考同学认为物体的重力大小与物体的质量有关，他用天平、钩码、弹簧测力计进行了探究。
(1)你__________(填“同意”或“不同意”）物体的重力大小与物体的质量大小有关，依据是物体的质量越大，它所受的重力就越大。
⑵如图是他第2次测量中弹簧测力计的读数，该测力计的量程是_________N，分度值是__________N，请将此时测力计的示数填入下表的空格处。

⑶请你根据表格中的实验数据，在图乙中作出重力随质量变化的图象。（2分)

次序	1	2	3	4
质量m/kg	0.1	0.2	0.3	0.4
重力G/N	1		3	4

 

⑷由图象可知：物体所受的重力跟物体的质量成___________。
⑸若干年后，小考在我国建成的太空站工作时，你认为他用同样的器材____________(填“能”或“不能”）在太空站完成该探究。

在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，小明发现在没有挂物体时，杠杆处于如甲图所示的状态，他应将杠杆两端的平衡螺母向　 　（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，挂上重力均为0.5N的钩码后，再次平衡时如乙图所示，小明得出了杠杆的平衡条件是“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”，小明得出结论的过程中存在的不妥之处是　                                   　；如丙图所示，把乙图a点的钩码取下，换用弹簧测力计使杠杆再次平衡时，发现其示数大于0.5N，根本原因（直接观察到的不属于根本原因）是　          　；采用丁图的装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与其他同学得出的结论不相同，其主要原因是　                     　。

在探究“杠杆的平衡条件”实验中：

（1）实验前，杠杆停在如图甲所示的位置，小明应该将杠杆右端平衡螺母向      （填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是         ．
（2）杠杆在水平位置平衡后，在杠杆左边挂上钩码，在右边用测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，如图乙所示.

实验次数	动力F1/N	动力臂L/cm	阻力F2/N	阻力臂2/cm
1	2	10	2	10
2	1	20	2	10
3	2.5	10	1	25

（3）以测力计拉力为动力F₁，钩码重力为阻力F₂，多次调整进行测量， 得出的数据如表所示，分析表中数据得出：杠杆的平衡条件是：     ．（用字母表达式）
（4）在本实验中需要进行多次测量的目的是    ．
A．减小误差   B．求平均值   C．使结论具有普遍性
（5）当测力计由竖直方向变为向右倾斜下拉并保持杠杆在水平位置平衡，如图1所示，此过程中测力计的拉力F     （填“变大”“不变”或“变小”）。