物理实验与探究题汇编二（4个考点）-2021年中考科学（浙教版）重难点、易错点复习练习（教育机构专用）

这是一份物理实验与探究题汇编二（4个考点）-2021年中考科学（浙教版）重难点、易错点复习练习（教育机构专用），共22页。试卷主要包含了弹性势能，机械能，动能等探究，浮力条件探究与阿基米德实验，杠杆平衡条件探究等内容，欢迎下载使用。
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走进重高 物理培优16 -- 物理实验与探究题汇编二

说明：本专题包含物理实验与探究题4个常考点，包含近几年中考真题与模拟题，通常以实验探究题出现。实验探究是中考科学重点，考查学生设计实验与解决探究题能力，综合性知识与难度较大，且占分较大，学生失分也很多，需引起重视。



考 点 目 录

考点一、弹性势能，机械能，动能等探究
考点二、滑动摩擦力大小的影响因素，二力平衡条件实验
考点三、浮力条件探究与阿基米德实验
考点四、杠杆平衡条件探究

习 题 集 训

考点一、弹性势能，机械能，动能等探究
1．(2018·贵阳)如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是(　C　)
A．整个过程只有重力在对小球做功
B．小球在A、B两点具有的动能相同
C．小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＞vB＞vC
D．小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能

2．[无锡中考]如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能到达的最低点，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是(　C　)
A．小石块减少的重力势能全部转化为动能
B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用
C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小
D．小石块在C点时，受到平衡力的作用

【解析】小石块在下落过程中，在AB段，小石块只受到重力作用，重力不断改变小石块的运动状态，小石块加速下落。在BC段小石块受到橡皮筋的拉力作用，过B点后橡皮筋开始伸长(大于原长)，弹力逐渐增大，当弹力小于重力时，小石块仍处于加速状态，当弹力大于重力时，小石块减速下落。BC过程中小石块先加速后减速，减速过程是因为弹力大于重力，C点是下落的最低点，此时小石块虽然速度为0，但到达C点后小石块会立即改变运动状态向上运动，故C点时并不受平衡力的作用。
3．(2019·绍兴)某工厂发货传输分拣线示意如图，等间距排列的相同货物先被传送带匀速运送到工作台，在工作台AB上匀速下滑时被扫描，后滑至水平工作台BC，最后在C点静止时被机械手臂取走进行分类。传送带与AB、AB与BC都平滑连接，AB与BC材料相同，且长度均为1米，空气阻力忽略不计。

(1)若货物对AB的压力小于对BC的压力，则货物在AB上减小的机械能____小于___(填“大于”、“等于”或“小于”)在BC上减小的机械能。
(2)若机械手臂每隔3秒钟取走一件货物，传送带运动的速度为0.8米/秒，为防止货物的碰撞与堆积，货物之间的距离d至少为___2.4___米。

4.[2020.台州模拟]图甲是投掷实心球的场景（不计空气阻力）。小科分析了实心球自脱手至落地的过程的能量转化过程，画出了其势能的大小随时间变化的曲线如图乙。请你在图丙中再画出此过程中实心球动能的大小随时间变化的大致曲线并标出A、B、C三点，并说明画此曲线的理由。

理由：
①实心球脱手A点时有速度故具有一定的动能；
②A至B过程中，实心球高度增加，一部分动能转化为势能，在B时势能达到最大，动能变至最小，但由于球还在水平飞行，因此不为0；
③B至C过程中实心球高度下降，势能转化为动能，C点时势能为零，动能达到最大

5．小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：

次数
橡皮条
橡皮条宽/cm
橡皮条长/cm
弹射的水平距离/m
1
a
0.50
20.00
10.10
2
b
0.50
30.00
8.20
3
c
1.00
20.00
14.00
请回答以下问题：
(1)实验中，是通过比较__________来间接反映橡皮条的弹性势能大小。
(2)比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的__________有关。
(3)比较第1次和第3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的________________有关。
(4)用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是________。
A．窄面长的 B．宽面长的
C．窄面短的 D．宽面短的
【答案】(1)弹珠被弹射的水平距离　(2)长度　(3)宽度 (4)D
6．[2017·鄂尔多斯]小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。
猜想一：物体的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的下落高度有关
猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关

为此小夏设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。
实验数据如表：
实验序号
铅球代号
铅球质量(g)
下落高度(m)
陷入沙中的深度(m)
①
A
200
0.5
0.1
②
B
400
0.5
0.25
③
C
200
1
0.2
④
D
200
1
0.2
(1)本实验中，采用的研究问题的方法是__控制变量法(或转换法)__(写出一种方法即可)。
(2)本实验中，铅球的重力势能大小是通过__铅球陷入沙中的深度__来反映的。
(3)为验证猜想二，应比较__①③__(填实验序号)，得到的结论：当物体质量相同时，__物体所处的高度越高，重力势能越大__。
(4)比较③④，得到的结论是__物体的重力势能与物体的运动路径无关__。
(5)经进一步实验和分析，小夏大胆给出重力势能(Ep)的表达式“Ep＝mgh”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面时的动能，其中B球的动能为__2__J(忽略空气阻力，g＝10N/kg)。
【解析】(1)该实验中控制其他条件不变，分别只改变了铅球的质量、下落高度和运动路径，运用了控制变量法；同时用铅球陷入沙中的深度来反映重力势能的大小，运用了转换法。(3)比较A、C两球，质量和运动路径相同，C球下落高度大于A球下落高度，发现C球陷入沙中的深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大。(4)比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球陷入沙中的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体的运动路径无关。 (5)根据Ep＝mgh及机械能守恒可得，B球落到沙表面时的动能Ek＝Ep＝mgh＝0.4kg×10N/kg×0.5m＝2J。

考点二、滑动摩擦力大小的影响因素，二力平衡条件实验
1．如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度做匀速直线运动。由此可知，关于A、B间摩擦力F1和B、C间摩擦力F2的分析中，正确的是( B )
A．F1＝0，F2＝0 B．F1＝0，F2≠0 C．F1≠0，F2＝0 D．F1≠0，F2≠0

2．在做“研究滑动摩擦力大小”的实验时，将木块A放置水平木板B上，加载一个钩码，把一支测力计系在A上，如图所示．当向左拉动B时，测力计指针稳定．下列讨论中错误的是(　D　)
A．此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系
B．A受B的摩擦力与测力计拉力是一对平衡力
C．A受到B的摩擦力的大小为2.4N，方向向左
D．若增大拉动B的速度，测力计的示数会变大

3．A、B、C三物块质量分别为M、m、m0，作如图所示的连接，绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计，若B随A一起沿桌面水平匀速运动，即可以断定(　A　)
A．物块A与桌面之间有摩擦力，大小为m0g
B．物块A与B之间有摩擦力
C．桌面对A，B对A都有摩擦力，两者方向相同，大小差为m0g
D．桌面对A，B对A都有摩擦力，两者方向相反，大小差为m0g

【解析】本题注意整体法与隔离法的应用：对B进行受力分析可知B的受力情况；对整体进行受力分析可知A与桌面之间摩擦力的情况。对B进行受力分析可知，B受重力、支持力，B水平方向不受外力，故B不会受到A对B的摩擦力，即A、B间没有摩擦力；对A、B整体进行受力分析可知，整体受C的拉力、自身的重力、桌面的支持力，要使整体做匀速直线运动，A应受到桌面对其向左的摩擦力，大小与绳子的拉力相同；对C进行受力分析可知，C受重力与绳子的拉力且处于平衡状态，故绳子的拉力为m0g；由此可知，物体A与桌面间的摩擦力大小为m0g。
4．如图甲所示，用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块，A端的拉力均匀增加，0～t1木块静止，木块运动后改变拉力，使木块t2后处于匀速直线运动状态。计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示拉力随时间变化图线，回答下列问题：
(1)当用F＝5.3N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为________N。
(2)若用F＝5.8N的水平拉力拉木块，木块所受摩擦力大小为________N。
(3)如果要使木块做匀速直线运动，拉力大小为____N，撤去外力的瞬间，木块所受摩擦力大小为_____N。

【错解】(1)5.1　(2)5.5　(3)5.1　5.1
【析错】不能正确应用影响滑动摩擦力的相关因素来判断摩擦力。
【正解】(1)5.3　(2)5.1　(3)5.1　5.1　我们先根据题意标出图中三个阶段木块的运动情况：0～t1木块静止，t1～t2由静止开始运动，t2后处于匀速直线运动状态。(1)当F＝5.3N时，木块是静止的，木块受力平衡，水平方向：拉力F与静摩擦力等大反向，所以静摩擦力大小为5.3N，方向向左。(2)若用5.8N的水平拉力F拉木块，F已超出能让物体保持静止的最大拉力5.5N，木块将由静止开始运动。(3)在第三个阶段，木块做匀速直线运动，水平方向：滑动摩擦力与拉力F仍二力平衡，据图可知滑动摩擦力大小应为5.1N。撤去外力的瞬间，物体仍受滑动摩擦力，将做减速运动。上述两种情况都为非平衡状态，拉力F与滑动摩擦力二力不平衡。但是，由于物体所受的压力及地面的粗糙程度都没变，所以滑动摩擦力仍为5.1N。
5、为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，小明设计了如图所示的实验。

(1)实验过程中，弹簧测力计必须(填“必须”或“不必”)沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，此时，滑动摩擦力的大小等于(填“大于”“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数。
(2)在四次实验中，滑动摩擦力最小的是丁(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
(3)比较甲、乙实验，是为了研究滑动摩擦力大小与压力有关；比较乙、丙实验，是为了研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关(均填“压力”或“接触面粗糙程度”)。
(4)比较甲、丁实验，发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数，小明得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关，你认为他的结论是错误(填“正确”或“错误”)的。
(5)小明要对实验装置进行改动，如图2所示，重复实验，发现效果更好。实验中，小明不一定(填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。

6．如图甲所示，是小慧同学探究二力平衡条件时的实验情景：

(1)小慧将系于小卡片(重力可忽略不计) 两端的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上两个拉力的方向相反，并通过改变________来改变拉力的大小；
(2)当小卡片平衡时，小慧将小卡片在竖直平面内转过一个角度，松手后小卡片_______(填“能”或“不能”)平衡；
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小慧下一步的操作是：________________________；
(4)在探究同一问题时，小宇将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小慧的实验优于小宇的实验，其主要原因是________。
A．减小了摩擦力对实验结果的影响
B．小卡片是比较容易获取的材料
C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D．小卡片容易扭转
【答案】(1)钩码个数 (2)不能 (3)用剪刀将卡片剪成两半 (4)A
【解析】(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码，两个钩码由于重力的作用，通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力，拉力的大小等于钩码的重力，钩码的数量越多，拉力就越大；(2)小卡片转过一个角度，小卡片两端的拉力就不在同一条直线上，卡片就会转动，说明了不在同一直线上的两个力不能平衡；(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，应该用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片，观察两个更小卡片是否平衡；(4)小慧实验用的小卡片重力小，悬在空中时绳子与滑轮间的摩擦力较小；小宇实验用的木块放在水平桌面上，木块和桌面之间的摩擦力较大，摩擦力对实验结果的影响较大；所以，小慧的实验优于小宇的实验，其主要原因是减小了摩擦力对实验结果的影响。
7．一质量均匀分布、正反面相同的长方形木板，以中线MN为界，对比观察左右两部分，发现粗糙程度可能不一样，哪一侧更粗糙？同学们进行了研究。
(1)①小华将滑块放在木板上，通过细线和固定的弹簧测力计相连，如图甲所示。水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时测力计的示数F左和F右，若F左＞F右，则木板的________侧更粗糙，实验时________(选填“需要”或“不需要”)匀速拉动木板；

②小华左右手戴上同样的手套，木板水平对称地放在左右手上，现左手向左移、右手向右移，使两手距离快速增大，若木板向左运动，则木板________侧更粗糙。
(2)小明用图乙实验装置，进行如下操作：
①将轻弹簧的一端分别固定在板上MN左右两侧的P、Q点，另一端分别与同一滑块接触
②移动滑块使弹簧压缩相同的长度，由静止释放滑块，使滑块越过MN但不滑离木板
③分别测出滑块越过MN后滑行的距离x1和x2
小明想根据x1和x2的大小关系判断木板的粗糙程度，小华提出疑议。为能根据x1和x2的大小关系作出正确判断，请指出小明实验中存在的问题是_____________________。
(3)小红使滑块分别从左右两侧滑上木板，测出滑块运动的速度，作出滑块从两端分别运动至MN过程中的速度v和时间t的关系图像如图丙，则图线______(选填“a”或“b”)所对应的接触面更粗糙，判断的依据是________________________________。
【答案】(1)①左；不需要； ②左；(2)不能确定滑块经过中线MN时的速度相同；(3)b； b图线物块的速度变化快。
【解析】(1)①如图甲，水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时测力计的示数F左和F右，若F左＞F右，则说明左侧摩擦力大，即木板的左侧更粗糙；实验时，滑块相对于桌面是静止的，因此受力平衡，不需要匀速拉动木板．②小华左右手戴上同样的手套，木板水平对称地放在左右手上，现左手向左、右手向右，使两手距离快速增大，若木板向左运动，则说明左侧摩擦力大，即木板左侧更粗糙。(2)根据小明的实验过程可知，若依据小明的实验，根据x1和x2的大小关系判断木板的粗糙程度并不科学，因为这一实验过程不能确定滑块经过中线MN时的速度相同，不符合控制变量法的要求。(3)由图象可知，在相同时间内，a的速度减小的慢，b的速度减小的快，说明b受到的摩擦阻力更大，则图线b所对应的接触面更粗糙。

考点三、浮力条件探究与阿基米德实验
1.(2019·黄石)某同学自制的简易密度计如图所示，它是用木棒的一端缠绕铜丝做成的，将其放入不同的液体中，会呈竖直漂浮状态，下列说法错误的是(　C　)
A．木棒漂浮在水面上，静止时密度计的重力等于水对其浮力
B．木棒浸入液体的体积越大，说明该液体密度越小
C．读数时需用手扶住密度计
D．木棒越细，测量误差越小

2．[黄石中考]在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系”实验时，具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示。为方便操作和减小测量误差，最合理的操作步骤应该是 (　D　)
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁
C．乙、甲、丁、丙 D．丁、甲、乙、丙

【解析】为方便操作和减小测量误差，合理的实验顺序是：①测出空桶的重力，再把空桶置于溢水杯口的正下方；②用弹簧测力计测出物体的重力；③用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中，读出此时弹簧测力计的示数；④测出桶和溢出水的总重力。
3．[台州中考]用图中实验装置验证阿基米德原理，当物块浸入溢水杯时，水会流入空桶中。下列说法正确的是(g取10N/kg) (　D　)

A．实验前溢水杯未装满水，对实验结果没有影响
B．物块浸入水中越深，水对溢水杯底部的压强越大
C．物块浸入水中越深，左侧弹簧测力计的示数越大
D．通过计算可知实验所用物块的密度为2×103kg/m3
【解析】物块放入水中前，溢水杯应该是满水的，否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积。物块浸没水中后，随着深度的增加，排开水的体积不变，液体的高度不变，故水对容器底部的压强不变。在物块完全浸没水中前，随着物块浸入水中深度的增加，排开水的体积增大，溢出的水增多，左侧弹簧测力计的示数变小；物块完全浸没水中，排开水的体积不变，左侧弹簧测力计的示数不再变化。由弹簧测力计的示数可知，物体的重力：G＝2N，物体的质量：m＝0.2kg；物体浸没水中后的浮力：F浮＝G－G′＝2N－1N＝1N，物体的体积：V＝V排＝＝＝1×10－4m3，物体的密度：ρ＝＝＝2×103kg/m3。
4．[2018·长沙]如图所示，圆柱体甲和装有适量某液体的圆柱形容器乙的底面积之比为3∶4，把它们平放在同一水平桌面上。在甲物体上，沿水平方向截取一段长为x的物体A，并平稳放入容器乙中，用力使物体A刚好浸没在液体中(A不与容器乙接触，液体无溢出)。截取后，甲、乙对桌面的压强和截取长度x的变化关系如图所示。已知甲的密度为0.6×103kg/m3，容器乙壁厚和质量均忽略不计，g取10N/kg。下列说法正确的是 (　C　)

A．圆柱体甲截取前和容器乙中的液体质量之比为3∶2
B．圆柱体甲截取前对桌面的压强为1000Pa
C．容器乙中液体的密度为0.4×103kg/m3
D．容器乙中未放入物体A时，液体的深度为8cm
【解析】 由p＝F/S＝G/S＝mg/S得，圆柱体甲截取前和容器乙中的液体质量之比：m甲/m乙＝(p甲S甲)/(p乙S乙)＝(4p0×3)/(p0×4)＝3∶1；设截取前圆柱体甲的高度为h，则圆柱体甲对桌面的压强4p0＝ρ甲gh，圆柱体甲截取长度：x＝10cm＝0.1m后，圆柱体甲对桌面的压强：2p0＝ρ甲g(h－0.1)，联立两式得h＝0.2m，所以圆柱体甲截取前对桌面的压强：p＝ρ甲gh＝0.6×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝1200Pa；容器乙中未放入物体A时，对桌面的压强等于液体对容器底的压强：p0＝ρ乙gh乙，物体A浸没在液体乙中，液面上升高度：Δh＝VA/S乙＝(S甲x)/S乙，物体A刚好浸没在液体中时，容器乙对桌面的压强等于此时液体的压强：2p0＝ρ乙g(h乙＋Δh)，联立以上三式解得h乙＝x＝7.5cm；p0＝p甲＝×1200Pa＝300Pa，由p0＝ρ乙gh乙得，容器乙中液体的密度：ρ乙＝p0/(gh乙)＝300Pa/(10N/kg×0.075m)＝0.4×103kg/m3。
5.将一密度比水小的木块，系好绳子后放入甲图容器中，并把绳子的另一端固定在容器底部的中央，然后沿器壁缓慢匀速倒入水(忽略其他因素影响)，容器中水与木块位置变化如乙图。请你在丙图中画出木块从加水到浸没后的过程中浮力随时间的变化情况图，并说出各段变化的理由。(温馨提示：t1时木块恰好离开杯底，t2时绳子刚好拉直，t3时木块刚好充全浸没。

【答案】由F浮=ρ液gV排，ρ液、g不变，V排越大，F浮越大；
从0→t1加水过程中，木块没有离开杯底，木块排开水的体积增大，浮力增大；
从t1→t2加水的过程中，木块离开杯底处于漂浮状态，排开水的体积不变，浮力不变；
从t2→t3加水过程中，绳子拉直，木块排开水的体积又不断变大，浮力再次变大；
从t3→t4加水过程中，木块完全浸没，排开水的体积不再发生变化，浮力也不再发生变化。
图象如图所示：

6．[2018·杭州拱墅区二模改编]在学习了密度计的知识后，小金同学自制了一支密度计，通过实验比较自制密度计与实验室用密度计的异同。他将两支密度计A、B分别放入甲、乙两种液体中，观察到密度计静止后的现象如图a、b、c和d所示(两支密度计的重力相同)。

(1)观察比较图a、b可以判断：液体__甲__(选填“甲”或“乙”)密度大。
(2)观察比较图c、d可知，自制密度计__能__判断出液体甲、乙密度的大小关系(选填“能”或“不能”)。且对比密度计A、B可知，它们的刻度线都是 __不均匀__的(选填“均匀”或“不均匀”)，其中自制密度计B的刻度线间距较小，其原因是__自制密度计的横截面积较大__。
【解析】 (1)同一个密度计的重力是一定的，密度计在液体甲中排开的液体较少，根据阿基米德原理可知，甲的密度较大。(2)自制密度计重力也一定，同样可以测出液体密度。密度计上的刻度也不均匀。由于自制密度计的横截面积比实验室用密度计大，所以自制密度计B的刻度线间距较小。


7.(2018·孝感)为了探究影响浮力大小的因素，某校学习小组设计了如下两次实验。

(1)第一组：图甲、乙、丙是小方同学的实验过程(整个过程为同一物块，g取10N/kg)，由图1可知：
①由以上实验过程及数据分析可得：物体所受浮力大小与__________有关；
②该物块浸没在水中所受的浮力为________N；
③物块的密度为__________kg/m3。
(2)第二组：在水平桌面上，两个完全相同的烧杯中装有相同体积的水，小杨同学将A、B两个不同的实心物块分别放入两个烧杯中，A物块沉入杯底，B物块漂浮于水面。待A、B均静止后，两液面的高度仍相同，如图2所示。则A物块所受浮力________B物块所受浮力；A物块的密度________B物块的密度；甲杯对桌面压力________乙杯对桌面压力。(以上填“＞”、“＜”或“＝”)
【答案】(1)①液体的密度　②1　③4.8×103　(2)＝　＞　＞
8．(2018·衡阳)为了直观验证阿基米德原理，实验装置如图所示，把弹簧测力计上端固定在铁架台上，用粗铁丝做一个框，挂在弹簧测力计挂钩上，在粗铁丝框上端悬吊一个金属块，下端放一小杯，在金属块的正下方，有一个溢水杯，溢水杯放置在铁架台的支架上，溢水杯跟金属块、粗铁丝都不接触。

(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架，使金属块完全浸没在水中(如图甲→乙→丙)，在此过程中，弹簧测力计示数：F甲___________F丙(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)再平稳缓慢地降低溢水杯支架，使金属块完全离开水面(如图丁)可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为___________N，此时浮力的测量数值比真实数值将____________(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)等于　(2)1.2　偏大

9．如图所示，某中学科学小组的同学为了探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况，将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深)，在金属块接触容器底之前，分别记下金属块下表面所处不同深度h和弹簧测力计相应的示数F。实验数据如下：


(1)分析表中实验数据，可以得出物体重________N第4次实验时，物体所受到的浮力为________N。
(2)分析表中1~5次实验数据，说明：________。
(3)图2能正确反映弹簧测力计示数F与金属块下表面到水面距离h关系的图象是______。
(4)金属块的密度为________kg/m3。
【答案】(1)6.75；1.5 (2)浸入水中的体积越大，受到的浮力越大 (3)B (4)2.7×103

10．[2018·北部湾]在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，提出如下猜想：
猜想1：浮力的大小可能与液体的密度有关；
猜想2：浮力的大小可能与物体的重力有关；
猜想3：浮力的大小可能与物体的形状有关；
猜想4：浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
(1)用手把饮料罐按入水中，饮料罐浸入水中越深，手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想__4__(填序号)。
(2)为了研究猜想1和猜想2，运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体，测得重力分别为4N、4.5N和5N。然后进行如图所示的实验。

①在序号a的实验中物体所受的浮力为__1__N。
②比较序号__a__、__d__、e的三次实验，可得出初步结论：浮力大小与液体密度有关。
③进一步分析可知：液体的密度越大，物体所受的浮力越__大__。
④比较序号a、b、c的三次实验，可得出结论：浮力的大小与物体的重力__无__关。
(3)为了研究猜想3，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图所示的实验。由此小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关，小珍认为这结论不可靠，主要原因是__没有控制变量唯一__。

考点四、杠杆平衡条件探究
1．(2019·海南)图甲是海南网上扶贫超市给百香果配的多功能小勺子。把A点压在百香果上固定、B处的“刺刀”刺进果壳，用力使勺子绕A点转动一周，“刺刀”就把果壳切开(如图乙)。关于勺子的构造和使用说法正确的是(　A　)
A．勺子转动切果时可作省力杠杆用
B．勺柄表面有花纹是为了减小摩擦
C．“刺刀”很尖利是为了增大压力
D．勺子绕着A点转动时运动状态不变

2．[2018·达州]如图所示，光滑带槽的长木条AB(质量不计)可以绕支点O转动，木条的A端用竖直细线连接在地板上，OA＝0.6m，OB＝0.4m。在木条的B端通过细线悬挂一个长方体木块C，C的密度为0.8×103kg/m3，B端正下方放一盛满水的溢水杯。现将木块C缓慢浸入溢水杯中，当木块浸入水中一半时，从溢水口处溢出0.5N的水，杠杆处于水平平衡状态，然后让质量为300g的小球从B点沿槽向A端匀速运动，经4s的时间系在A端细绳的拉力恰好等于0，下列结果不正确的是(忽略细线的重力，g取10N/kg) (　D　)

A．木块受到的浮力为0.5N
B．木块C受到细线的拉力为0.3N
C．小球刚放在B端时A端受到细线的拉力为2.2N
D．小球的运动速度为0.2m/s
【解析】 溢水杯内盛满水，当物体放入后，物体受到的浮力F浮＝G排＝0.5N。根据F浮＝ρ液gV排可得排开水的体积V1＝＝＝5× 10－5m3；因为一半浸入水中，所以物体的体积V物＝2V排＝2×5×10－5m3＝1×10－4m3；由G＝mg和ρ＝可得，物体的重力G＝mg＝ρ物V排g＝0.8×103kg/m3×1×10－4m3×10N/kg＝0.8N，则B端木块C所受的拉力FB＝G－F＝0.8N－0.5N＝0.3N。小球的质量m球＝300g＝0.3kg，小球的重力G球＝m球g＝0.3kg×10N/kg＝3N。小球刚放在B端时，B端受到的力为FB′＝3N＋0.3N＝3.3N。根据杠杆平衡条件得出关系式FA×OA＝FB′×OB，则A端受到细线的拉力FA＝＝＝2.2N。设小球的运动速度为v，则小球滚动的距离s＝vt，当A端的拉力为0时，杠杆再次平衡，此时小球到O点距离s′＝s－OB＝vt－OB＝v×4s－0.4m，根据杠杆平衡条件可知，G球×s′＝FB×OB，即3N×(v×4s－0.4m)＝0.3N×0.4m，v＝0.11m/s。
3．如图所示，OAB是杠杆，OA与BA垂直，在OA的中点处挂一个G＝10 N的重物，杠杆重力及摩擦均不计。若加在B点的动力F甲使OA在水平位置保持静止，如图甲所示，那么，该杠杆 __不一定__(选填“一定”或“不一定”)是省力杠杆；若动力F乙始终与OA垂直，将杠杆由水平位置匀速向上提升重物，如图乙所示，动力F乙的大小变化是__变小__(选填“变大”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”)；若动力F丙由竖直向上的方向沿逆时针缓慢地转到水平向左的方向，在此过程中OA始终保持水平静止，如图丙所示。请画出动力F丙随时间t的变化趋势。

【答案】当力臂与OB方向垂直时，力臂最长，拉力最小；且OA>OB，拉力FOAm2)的实心物块后恰好水平平衡。

(1)求左右悬挂点到支点O的距离L1与L2之比。
(2)将两物分别浸没于水中(如图乙)，杆将会________(填“左端下降”、“右端下降”或“仍然平衡”)，试通过推导说明。
【答案】(1)由杠杆平衡条件可得，有m1gL1＝m2gL2，所以L1∶L2＝m2∶m1。　(2)仍然平衡　由m1gL1＝m2gL2可知ρV1gL1＝ρV2gL2，所以V1L1＝V2L2。将两物分别浸没于水中后，左边＝(m1g－ρ水gV1)L1，右边＝(m2g－ρ水gV2)L2，因为m1gL1＝m2gL2，V1L1＝V2L2，所以左边＝右边，杠杆会仍然平衡。

7．(2019·攀枝花)某同学在河边玩耍时捡到一块石头。

(1)将木杆的中点O悬挂于线的下端，使杆在水平位置平衡，这样做的好处是可以消除________对杆平衡的影响。
(2)将左端A与弹簧测力计相连，用细线把石头挂于OA的中点C，弹簧测力计竖直向上提起A端，使杆保持水平，测力计示数如图所示，则拉力大小为________N；将石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触，保持杆水平，记下弹簧测力计此时示数为2.7N。
(3)通过计算，浸没后石头受到的浮力大小为________N，石头的密度为____________kg/m3(已知ρ水＝1.0×103kg/m3)。
(4)若上述(2)步骤中，只是杆未保持水平，则测量结果________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)杠杆自重　(2)4.2　(3)3　2.8×103　(4)不变
8．[2018·枣庄]如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。

(1)实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将螺母向__右__调节，使杠杆在水平位置平衡。
(2)杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的__左__端会下沉，要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下，只需将__左端的钩码去掉一个__即可。
(3)小李和小王又分别设计了两种实验方案，小李的方案如图丙所示，小王的方案如图丁所示。你认为__小李__的实验方案更好，请说明你的理由：__弹簧测力计在图丙的力与杠杆垂直，力臂在杠杆上便于测量__。
(4)实验中小王发现：如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡？请说明理由：__不影响，这个作用力在杠杆O点的力的力臂等于零__。
【解析】(1)调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向右端移动。(2)设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：F左l左＝F右l右，即4G×2L＞2G×3L，左端大，左端下沉；要使杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变悬挂点位置，只需要将左侧的钩码去掉一个即可平衡。(3)由图可知，弹簧测力计在图丙的力与杠杆垂直，力臂在杠杆上便于测量，图丁的力不与杠杆垂直，力臂不方便测量，故小李的实验方案更好。(4)杠杆在O点受到一个向上的力，这个力与杠杆自身重力都过杠杆的支点，力臂为零，所以这个力在探究杠杆平衡时不会影响到杠杆的平衡。

9.小明制作了直接测量液体密度的“密度天平”。其制作过程和原理如下：如图甲所示，选择一个长杠杆，调节两边螺母使杠杆在水平位罝平衡；在左侧离支点10cm的位罝A用细线固定一个质量为110g、容积为50mL的容器。右侧用细线悬挂一质量为50g的钩码（细线的质量忽略不计）。

①调节杠杆平衡，往容器中加满待测液体，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，在钩码悬挂位罝直接读出液体密度。
②当容器中没有液体时，钩码所在的位置即为“密度天平”的“零刻度”，“零刻度”距离支点 O___22__cm
③若测量某种液体的密度时，钩码在距离支点右侧31cm处，则此种液体的密度为__0.9__g/cm3。
④若此“密度天平“的量程不够大，可以采用___增加杠杆长度__的方法增大量程（写出一种即可）。