初中物理力和机械实验题

小明同学捡到一块金属块，他想通过测量金属块的密度判断这个金属块的材料是什么，小明可用的实验仪器有托盘天平和弹簧测力计。

①小明将天平放在水平实验台上后，接下来将游码的左侧跟标尺的　　对齐，再调节平衡螺母，使天平平衡。

②用调节好的天平测量金属块质量，正确操作后天平再次达到平衡，如图甲所示，此时读出该金属块的质量为　　，重力为　　

③在实验过程中，小明将金属块儿挂于弹簧测力计上，然后放在水中直至完全浸没，此时弹簧测力计读数如图乙所示为　　。

④小明通过查阅密度表得知如下几种金属的密度（见下表），通过科学的计算，可以求出金属的密度，则该金属块的材料是　　。

金属	铅	铜	钢铁	铝
密度

在验证杠杆平衡条件时，某实验小组得到了如图所示的杠杆平衡状态。已知每个钩码的质量均相等：

（1）若钩码所挂位置不动，将左边的钩码去掉一个，为使杠杆仍然保持平衡，右边的钩码该拿掉__________个；
（2）由此，总结出杠杆的平衡条件为：__________________________________。

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。

物理与生活总是密切相关，很多有趣的物理实验也可以借助身边的用品进行探究。以下就是小明利用气球探究的一些小实验：

甲
（1）将两只系着细线的气球在衣服上蹭来蹭去，当提起细线试图让两只气球靠近时，
出现了如图甲所示的排斥现象，这是因为摩擦使两气球带上了__    _______。
使气球相互远离；这时向两气球之间吹气，气球又相互靠近了，这是因为___________。
（2）为了观察压力的作用效果，用一个形状接近正方体的气球、几个相同的砝码、木板等进行实验。他们将一块与气球上、下表面大小相同的木板压在气球上，用改变砝码个数的方法改变木板对气球的压力大小。实验情况如图（a）、（b）和（c）所示。观察上述实验现象，归纳得出初步结论：
①由图（a）与（b）或（a）与（c）可知：力可以改变物体_____     _____；
②由图（b）和（c）可知：_____             ______，压力的作用效果越明显。
（3）抛出一个气球，可以看到它下落的速度很慢，这是因为它受到______  ___的缘故;最终气球都将落回地面，这是因为地面附近的一切物体都受到_____   ___的作用。

下面是小王利用刻度均匀的轻质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验（每个钩码重0.5 N）．

（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）如图甲所示，在杠杆A点处挂4个钩码， B点处应挂_______个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡；若两边同时都多挂上一个钩码，则杠杆的_______（填“左”或“右”）端下沉；把B点处的钩码取下，在B点处施加一个竖直向下的拉力F=_______N时，杠杆仍然在水平位置平衡,当拉力F向右倾斜时，仍要保持杠杆在水平位置平衡，拉力F的大小将_______（填“变大”、“变小”或“不变”）．原因是_______    。
（3）小王又进行了如图乙所示的探究，不考虑杠杆重力的影响，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时，则弹簧测力计的示数应等_____     N。

（天平测液体密度，等质量法；弹簧测力计测液体密度，等V_排法/三提法）小明和小红使用不同器材分别对酒精的密度进行了测量。
（1）请将他们的实验过程补充完整。
小明利用天平、烧杯、刻度尺和水（ρ_水已知）测量酒精密度的过程如下：
①往烧杯中倒入适量的水，用调节了的天平称出烧杯和水的质量为m；
②用刻度尺测出水面到烧杯底的高度为h₁；
③将水倒出，倒入酒精，用天平称出的烧杯和酒精的质量仍为m；
④                                                           
⑤计算酒精密谋的表达式为：ρ_酒精=               。
小红利用弹簧测力计、烧杯、石块、细绳和水（ρ_水已知）测量酒精密度的过程如下：
①用细绳拴住石块，并用弹簧测力计测出石块重为G；
②将石块浸没在水中，并记录弹簧测力计的读数F₁； ③
④计算酒精密度的表达式为：ρ_酒精=         （已知：F_浮=G_排=ρ_液gV_排）。

小梦乘坐竖直升降电梯从一楼到六楼，刚上升时有一种向下沉的感觉，快到六楼时却有一种向上飘的感觉。小梦猜想这种感觉应该与人对电梯地板的压力大小有关。于是小梦把压力传感器放在电梯地板上，将一物体放在压力传感器上，探究电梯上升过程中压力传感器示数变化，每隔 $1s$ 记录一次数据，记录数据如下表所示：

时间 $t/s$	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
压力 $F/N$	10.0	11.5	11.0	10.5	10.0	10.0	10.0	10.0	9.5	9.0	8.5	10.0

（1）根据上表数据，请在图中绘制出电梯整个上升过程中压力传感器示数 $F$ 随时间 $t$ 变化的图象。

（2）分析图象可知物体的重力为 　　 $N$ ，由图象还可以获取的信息有 　　（写出一条即可）。

（弹簧测力计测液体密度，等体积法）小刚同学利用弹簧测力计等器材测量液体密度。

⑴主要步骤如下：
①把塑料杯挂在弹簧测力计的挂钩上，然后再将测力计的指针调整到零刻度线处；
②在塑料杯中装入一定体积的水后，弹簧测力计指针的位置如图23甲所示；
③将塑料杯中的水倒尽，再向塑料杯中注入体积相等的待测液体，弹簧测力计指针的位置如图23乙所示。
⑵由此可知，塑料杯中待测液体重________N；密度为________kg/m3。
⑶如果小刚同学把这个弹簧测力计面板上的物理量的单位改为“kg/m3”，他改造的这个“液体密度计”的最大测量值是________kg/m3。

（弹簧测力计+量筒测液体和固体密度）如图所示，为测量某种液体的密度，小华用弹簧测力计、量筒、小石块和细线进行了如下操作：

a、将小石块浸没在待测液体中，记下弹簧测力计示数F₁和量筒中液面对应的刻度V₁；
b、读出量筒中待测液体的体积V₂；
c、将小石块用细线悬吊在弹簧测力计下，记下测力计示数F₂．
（1）使用弹簧测力计前，应检查指针是否指在         ．
（2）为了较准确地测量液体的密度，图中合理的操作顺序应为     （填对应字母代号）
（3）小石块浸没在待测液体中时，排开液体的重为G=        ．
（4）待测液体的密度可表示为ρ_液=         ．
（5）小华还算出了小石块的密度，其表达式为ρ_石=        ．

如图所示，钢球从高 $h$处的斜槽上由静止滚下，在水平面上运动，运动的钢球 $A$碰上木块 $B$后，能将 $B$撞出一段距离 $S$．再让同一钢球从高 $1.5h$处由静止滚下，重复第一次实验。实验表明：质量相同时，钢球的速度越　　，木块 $B$被撞得越远。在两次实验中木块移动时受到的摩擦力分别为 $f_h$、 $f_{1.5h}$，则 $f_h$　　 $f_{1.5h}$（选填“ $>$”、“ $=$”或“ $<$” $)$。

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。

如图甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个．

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉．此时，应把杠杆两端的平衡螺母向      （选填“左”或“右”）调节．
（2）如图甲所示，在杠杆左边A处挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边B处挂同样钩码      个．
（3）如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将      （选填“变大”、“变小”或“不变”），其原因是      ．
（4）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图丙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符．其原因是：      ．

在探究“滑动摩擦力的大小与什么有关”实验中，小聪以相同方式拉着同一个物体在水平地面和水平冰面上缓慢滑行，感觉在冰面上时更容易些．
（1）他猜想滑动摩擦力的大小与________有关．
（2）他根据图中的甲图的方法，做一次对比实验来验证其猜想．请你写出操作步骤并对可能出现的实验结果进行分析论证．（可根据需要适当增加器材）
（3）小明所用弹簧测力计的量程为5N，待测滑动摩擦力约为8N，水平桌面上备有乙图中的器材，请你帮他画出能测出滑动摩擦力的装置图．（弹簧测力计重、滑轮重及滑轮与轴和线之间的摩擦忽略不计）

小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况”，使用了如图所示的实验装置．实验前，小军用弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N，每个钩码的重力为0.5N．实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下每次所挂钩码的重力及对应的弹簧测力计示数，并将其填写在预先设计好的记录表中．

实验次数	1	2	3	4	5	6	7	8
动滑轮的重力G0／N	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
所挂钩码的 重力G／N	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
弹簧测力计的示数F／N	0.8	1.0	1.3	1.5	1.8	2.0	2.3	2.5

分析实验数据可以得出，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与钩码的重力G以及动滑轮的重力G₀的关系为________；在动滑轮的重力大于或等于物体重力的条件下，使用动滑轮________．

探究杠杆的平衡条件：

如图所示，是小鹰和小华同学用于探究杠杆平衡条件的实验装置。

（1）实验前，小鹰和小华同学发现实验装置如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，他们应将左端的螺母向左调或将右端的螺母向

　　调。

（2）实验中，两位同学在杠杆的左右两侧加挂钩码，如图乙所示，如果两人决定只改变左侧钩码的位置，则向　　移动，才能使杠杆在水平位置重新平衡，改变钩码的个数及位置，并进行多次实验。

（3）实验后，两位同学将所得的数据分析处理，最终得到杠杆的平衡条件为　　。