初中物理力和机械实验题

在深圳科技活动月中，某校开展了实验操作小能手竞赛活动。

（1）"探究杠杆的平衡条件"实验

①如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应把杠杆右的平衡螺母向 　 　（选填"左"或"右"）调节；

②如图乙所示，保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，其示数将 　 　（选填"变大"、"变小"或"不变"）

③在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是 　 　（填序号）

A．	使测量数据更准确
B．	多次测量取平均值减小误差
C．	避免偶然性，使实验结论具有普遍性

（2）"测量橙汁的密度"实验

①为了测量结果更准确，下列实验步骤的合理顺序是 　 　（用字母表示）

A．	计算橙汁的密度
B．	用天平测出空烧杯的质量
C．	烧杯中盛适量的橙汁，用天平测出橙汁和烧杯的总质量
D．	调节天平平衡
E．	将烧杯中的橙汁全部倒入量筒中，读出橙汁的体积

②测量橙汁和烧杯总质量时，砝码和游码的位置如图甲所示，则总质量为 　 　g。

③不用量筒，只需添加一个完全相同的烧杯和适量的水，也可以完成该实验。

实验步骤如下：

a．用已调好的天平测出空烧杯的质量，记为m ₀；

b．向一个烧杯倒入适量橙汁，用天平测出橙汁和烧杯的总质量，记为m ₁；

c．向另一个烧杯中倒入与橙汁等深度的水（如图乙），用天平测出水和烧杯的总质量，记为m ₂；

d．橙汁的密度ρ _橙汁＝ 　　（水的密度用ρ _水表示）

如图是利用铁架台，带有刻度均匀的匀质杠杆，细线，数量足够且每个重力均为1N的钩码等实验器材探究“杠杆平衡条件”实验。

（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端较低，这时应将平衡螺母向     （填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡。
（2）在A点悬挂三个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，需在B点悬挂   个钩码；取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向下拉，当杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的拉力为    N；若弹簧测力计仍在C点，改变拉力的方向，斜向右下方（如图虚线方向）拉弹簧测力计，使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将    （选填“大于”或“等于”或“小于”）1N。

为制作弹簧测力计，某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究．下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据．表一：

甲弹簧受到的拉力／N	0	l	2	3	4	5	6
甲弹簧的长度／cm	6.0	9.0	12.0	15.0	18.0	21.0	24.0

表二：

乙弹簧受到的拉力／N	0	l	2	3	4	5	6
乙弹簧的长度／cm	6.0	7.5	9.0	10.5	12.0	13.5[	15.0

⑴分析表一和表二数据可知：①在一定条件下，弹簧伸长的长度与它所受的拉力成               ；②在拉力相同的情况下，甲弹簧伸长的长度比乙弹簧      （大/小）．
⑵如图所示的A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧，它们的外壳相同，刻度线分布情况相同．则量程较大的是     （A/B）测力计，精度较高的是         （A/B）测力计．
⑶经实验探究发现：在拉力相同的情况下，弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长（弹簧不受外力时的长度）等均有关系，请设计一个简单实验，证实弹簧伸长的长度与弹簧原长有关

小明利用刻度均匀的匀质杠杆做探究"杠杆的平衡条件"实验。

（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，这时应将平衡螺母向 　 　（填"左"或"右"）端调节，直到杠杆在水平位置平衡。

（2）得出杠杆的平衡条件"动力×动力臂＝阻力×阻力臂"后，小明又进一步探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系。实验过程中，保持阻力和阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，测出多组动力F ₁和动力臂L ₁的数据，并绘制了F ₁与L ₁的关系图象，如图所示，请根据图象推算，当L ₁为0.1m时，F ₁为 　 　N。

小明和物理实验小组的同学们在探究物体所受重力与物体质量的关系时，实验记录如下表．

被测物体	物体质量m／kg	重力G／N	比值
物体1	0.1	0.98	9.8
物体2	0.2	1.96	9.8
物体3	0.3	2.91	9.7

(1)在实验过程中，需要的测量工具有____________和____________．
(2)分析表中实验数据，得出的结论是_____________________．
(3)在一般情况下，g为定值，但经过科学家的精确测量，各地区的g值仍有些差异，下表是小明查阅资料得到的有关g值的信息．

地 点	g值的大小	地球纬度	地 点	g值的大小	地球纬度
赤 道	9.780	0°	北 京	9.801	39°56′
广 州	9.788	23°06′	纽 约	9.803	40°41′
武 汉	9.793	30°33′	莫斯科	9.816	55°45′
上 海	9.794	31°12′	北 极	9.832	90°

通过分析上表，可以发现，g值最小和最大的地点分别是________、________．g值的变化规律是___________________________．

在弹性限度内，弹簧受到拉力越大，弹簧越长。但是，用同样大小的力去拉两只不同的弹簧，伸长的长度却不同，这说明弹簧的伸长还与弹簧本身有关，可用刚性系数来表示，刚性系数大的弹簧不容易被拉伸。为了研究弹簧的刚性系数与下列因素的关系，通过实验取得如下数据（其中：S为金属丝横截面积，n为弹簧匝数，r为弹簧半径，A为弹簧的刚性系数)。
请回答：
（1）比较      组数据可得弹簧刚性系数与弹簧匝数的关系。
(2)如果用粗细相同的铜丝和钢丝做成匝数和半径相同的弹簧，都用1ON的力拉伸时，用      丝做成的弹簧变得更长。

组号	材料	S/m^2	n	r/m	A/(N·m^-1)
1	铜	3x10^-6	100	1x10^-2	90
2	钢	3x10^-6	100	1x10^-2	180
3	铜	3x10^-6	100	1x10^-2	360
4	钢	3x10^-6	200	1x10^-2	90
5

（3）为完成整个探究还需增加一组实验（与第4组形成对照），把数据填在第5组表格内。（在答卷上作答）

在学习摩擦力时，小强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

$b$．接触面的粗糙程度

他通过如图所示实验，并记录实验数据：

（1）如图甲，在木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，从而测出木块与长木板的滑动摩擦力

（2）如图乙，在木块上加一砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出此情况下的滑动摩擦力。

（3）如图丙，在木板上铺上毛巾，从而改变木块与长木板的粗糙程度，保持木块上的砝码不变，测出此情况下的滑动摩擦力。

实验次数	接触面	压力	弹簧测力计的读数
1	木板面	$4N$	$0.6N$
2	木板面	$6N$	$0.9N$
3	毛巾面	$6N$	$3.0N$

①在以上实验中，用弹簧测力计水平拉动木块，使其做匀速直线运动，根据　　知识可知滑动摩擦力大小等于拉力大小。在第1次实验中，滑动摩擦力为　　 $N$；若拉力增大到 $2N$，木块做加速运动时，滑动摩擦力为　　 $N$

②比较第1、2次实验得出结论：　　

③比较第2、3次实验得出结论：　　。

④如图丁所示，小强还利用以上实验器材来研究木块所受到的滑动摩擦力。他水平拉动木板向右加速运动的过程中，木块相对地面保持静止，木块受到木板的摩擦力大小　　（选填“大于”、“等于”或“小于” $)$弹簧测力计的读数，方向是　　。

在“探究杠杆平衡条件”实验时，实验中所用钩码的质量均为 $50g$。

（1）实验前，应先调节杠杆在水平位置平衡。若向右调节杠杆两端的　　时，可使杠杆在水平位置平衡，则调节前，杠杆　　（选填“左”或“右” $)$端偏低；

（2）如图甲，当在杠杆左侧第2格处挂6个钩码，在右侧第3格处挂　　个钩码（图中右侧钩码未画出）的时候，杠杆在水平位置平衡。此时，若将杠杆左右两侧所挂的钩码各向远离支点 $O$的方向移动1个格，则杠杆　　（选填“左”或“右” $)$端将下降；

（3）如图乙，当在杠杆左侧第2格处挂4个钩码，在杠杆的右侧用竖直向下的拉力 $F$作用时，杠杆在水平位置平衡。若使杠杆继续在水平位置保持平衡，将拉力方向旋转到图中虚线位置时，拉力 $F$的力臂将　　，拉力 $F$的大小将　　（两空都选填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

小明在复习探究杠杆平衡条件实验时：

（1）实验前应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的好处是　 　；

（2）调节完毕后，在杠杆A 点挂3 个相同的钩码如图甲所示，在杠杆B 点应挂　　个相同的钩码才能使杠杆恢复在水平位置平衡。若将A、B两点下方所挂钩码各取下一个，那么杠杆　　（选填“左或“右）端下降；

（3）小明测出一组数据后就得出了“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论。同组的同学认为他的做法不合理，理由是　　；

（4）测定油箱油量的装置应用了杠杆如识（ 如图乙），当油面下降时，变阻器R 连入电路的阻值将　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”）。若将图中电流表换成电压表表示油量的多少，则电压表接在　 　（选填“R₀”或“R”）两端时，电压表示数越大，表示油量越多。

（1）如图所示圆筒的直径为       ；如图所示弹簧测力计的示数为________；如图所示寒暑表的示数为________；

（2）小亮观察200g冰熔化的实验，收集数据后绘制了如图所示的“温度—时间”图像。

①根据图像判断：冰在熔化时，不断吸收热量，温度      （选填“升”、“降低”或“不变”）；第20min时，物质所处的状态是          ；
②在33min~37min内，烧杯内的物质吸收的热量为         J。（不考虑热量的损耗，已知冰的比热容为2.1×10³ J/（kg·℃），水的比热容为4.2×10³ J/（kg·℃））。

探究杠杆的平衡条件：
（1）如图（a），杠杆在支架上，要使其在水平位置平衡，可将杠杆左端的平衡螺母向______调节，当杠杆在水平位置平衡时，杠杆自重的力臂为______cm．

（2）如图（b），在右边用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是_________________．若左边钩码离支点20cm，右边挂钩离支点15cm，每个钩码重为0.5N，则此时弹簧测力计示数应为_______N．
（3）如图（c），当杠杆在水平位置平衡时，与图（b）相比，弹簧测力计示数将_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

如图为探究摩擦力大小与什么因素有关的实验。

（1）在实验过程中除要保持木块匀速直线运动外，还要注意　　；

（2）由实验甲、丙可以得到的结论是　　；

（3）实验乙中，小红逐渐增加木块的块数，读取测力计示数如下表：

物块块数	1	2	3	4	5	6
测力计示数（N）	0.5	1	1.5	2	2.5	3

请你提出一个与此有关的猜想　　。

小华、小明两位同学通过实验探究杠杆平衡的条件，所用实验器材有杠杆、弹簧测力计、钩码和支架等他们分别在已调水平平衡的杠杆上施加动力F₁、阻力F₂并使杠杆在水平位置平衡，记录动力臂l₁及阻力臂l₂，小华、小明的操作情况分别如图（a）、（b）所示，表一、表二为他们记录的实验数据


（1）分析比较实验序号1、2与3的数据及相关条件，小华得出结论：杠杆平衡的条件是F₁＋l₁=F₂＋l₂，请判断：小华的结论是________的（选填“正确”或“错误”），依据是：_______________________
（2）进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件，可归纳得出结论：杠杆平衡的条件是_________________________
（3）得出上述杠杆平衡的条件后，小华也欲用弹簧测力计和钩码进行实验，但跟小明的操作不同的是，他准备将弹簧测力计沿竖直方向作用在杠杆上的A点，而钩码的位置不变，如图（c）所示
请判断：他_________使杠杆在水平位置平衡（选填“能”或“不能”），如果杠杆能平衡，写出需满足的条件；如果杠杆不能平衡，写出判断的理由
_____________________________________________________________________________

在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据，如下表：

实验 次数	物重 G物/N	动滑轮重 G动/N	钩码上升的 高度h/m	动力 F/N	动力作用点移动的距离s/m	滑轮组的机 械效率η/%
1	1	0.5	0.1	0.7	0.3	47.6
2	2	0.5	0.1	1.1	0.3	60.6
3	4	0.5	0.1	2	0.3
4	4	1	0.1		0.5	50.0

⑴根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法。
⑵在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量    匀速向上拉动弹簧测力计，读出乙图中弹簧测力计的示数为     N，第3次实验时滑轮组的机械效率为          。
⑶由表中第        组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关。
⑷由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和        有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功        J 。

在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，小平完成了如图所示的甲、乙、丙三次实验。测量滑动摩擦力时，小平用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平方向做匀速直线运动。

（1）甲实验中木块受到的摩擦力为　　 $N$，如果水平拉动木块向右做加速运动，木块受到的摩擦力将　　（填“变大”“变小”或“不变” $)$。

（2）比较甲、乙两次实验数据，是为了探究滑动摩擦力的大小与　　的关系。

（3）比较甲、丙两次实验数据，　　（填“能”或“不能” $)$得出滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关的结论，判断依据是　　。

（4）小平得出滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系后，还想探究滑动摩擦力大小跟接触面受到压强的关系，他选择了一个长、宽、高不等且各表面粗糙程度相同的木块，设计了两种方案，你认为合理的是　　（填“ $A$”或“ $B$” $)$。

$A$．木块平放在木板上，在木块上加不同质量的砝码，拉动木块，比较两次滑动摩擦力的大小

$B$．把木块分别平放、侧放在木板上，拉动木块，比较两次滑动摩擦力的大小