专题08 力-中考物理实验与探究专题训练（全国通用）

专题08力（原卷版）

一．实验探究题（共17小题）

1．在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中，某实验小组选择如下器材：长木板、棉布、木块、砝码、弹簧测力计等进行实验。

（1）根据 　   　知识，用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。

（2）比较图1中 　   　两次实验可知，当接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。

（3）实验中发现图1丙弹簧测力计的示数比图1甲的大，由此得出结论：当压力相同时，接触面越 　   　

，滑动摩擦力越大。

（4）本实验主要采用的科学探究方法是 　   　法。

（5）该小组将木块沿竖直方向切掉一半后重新进行实验，如图1丁所示，测得木块所受摩擦力与图1甲测得的摩擦力进行比较，得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积有关。此结论是 　   　的（选填“正确”或“错误”）。

（6）该小组在实验中发现较难保持木块匀速运动，导致弹簧测力计示数不稳定。于是他们改进实验，如图2所示，固定弹簧测力计，拉动长木板进行实验。实验过程 　   　匀速拉动长木板，更易操作（选填“需要”或“不需要”）。

2．在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中，小黄同学提出了以下猜想：

A、滑动摩擦力的大小可能与物体运动的速度有关。

B、滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。

C、滑动摩擦力的大小可能与压力的大小有关。

小黄同学进行了如下图的甲、乙、丙三个实验探究过程：

①在实验中，小黄应该沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做　   　运动。

②对比图中　   　两个探究过程，可以验证猜想C；对比图中　   　两个探究过程，可以验证猜想B

③在甲探究过程中，小黄正确操作，拉动物体时，测力计示数是2N，此时摩擦力为　   　N，若拉力增大到3N时，摩擦力为　   　N。

④实验探究中，小黄采用的实验探究方法是　   　

A、类比法      B、科学推理法    C、控制变量法。

3．在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，小明有如下猜想：

A．滑动摩擦力大小与压力大小有关

B．滑动摩擦力大小与接触面积的粗糙程度有关

为此小明进行了如图所示的实验，实验数据如表所示：

（1）实验1、2、3，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。

（2）由实验1、2可验证猜想　   　（选填“A”或“B”）正确，并可得到的结论是：　   　。

（3）完成探究“影响滑动摩擦力大小因素”实验后，接着小明在毛巾表面上，利用如图4的实验装置，使物体水平匀速移动了10cm，则绳端水平移动的距离为　   　 cm，结合表中序号4及相关数据，则此滑轮组的机械效率η＝　   　。

4．如图所示是小华物理学习小组探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验。

（1）实验过程中，必须用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做　   　运动，根据　   　的原理，得出滑动摩擦力与拉力大小相等。

（2）观察图甲、乙，发现弹簧测力计的示数F1＜F2，由此可知：在接触面粗糙程度相同时，　   　越大，滑动摩擦力越大。

（3）观察图甲、丙，发现弹簧测力计的示数F1＜F3，说明：压力一定时，接触面粗糙程度　   　，滑动摩擦力越大。

（4）在实验后交流的过程中，小华发现有同学设计的实验装置如图丁所示，实验时，在托盘中放入适量的砝码，使木块做匀速直线运动。（滑轮的摩擦不计）

请回答下列问题：

①为了测木块滑动摩擦力，需要测量物理量是　   　（填编号）。

A．木板的质量ml              B．木块的质量m2

C．砝码的质量m3             D．托盘和砝码的总质量m4

②小华猜想：摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关。于是，他在上述实验的基础上，将木块沿竖直方向切去一部分后。用剩下的部分继续进行实验，测得的滑动摩擦力变小。由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为她的探究过程存在的问题是　   　。正确的做法是：小华将木块沿竖直方向切去一部分后，只要将　   　，就可以进行实验并得出正确结论。

5．如图a是“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。小明做出了如下猜想：

猜想A：滑动摩擦力大小与压力有关；

猜想B：滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关；

猜想C：滑动摩擦力大小与接触面积有关。

（1）使用弹簧测力计前要观察量程和 　   　，以及指针是否指在 　   　。

（2）实验中需要用弹簧测力计水平拉动木块在水平木板上做 　   　运动。

（3）为了验证猜想A，比较甲、乙图可得出 　   　一定，压力越大，滑动摩擦力越大。

（4）为了验证猜想B，比较乙、丙图可得出 　   　一定，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

（5）将图甲中的木块侧放进行实验，测出的摩擦力与图甲实验所测出的摩擦力相同，可验证猜想C是 　   　（选填“正确”或“错误”。）

（6）小明同学对实验装置进行改进，如图b所示，重复实验，发现效果更好。实验中小明同学 　   　（选填“一定”或“不一定”）要匀速拉动长木板。

（7）大小形状完全相同的实心铁块和实心木块，哪一个表面更粗糙，请简要说明探究过程：　   　。

6．如图是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验装置图。

（1）实验时，小雨将木块放在水平木板上，用弹簧测力计沿　   　方向拉动木块，并使木块做匀速直线运动。这样做的目的是　   　。

（2）比较甲、乙两图，可以得出的结论是　   　，

（3）图乙、图丙中铜块和木块叠放在一起的目的是使　   　相同。根据图乙、图丙中弹簧测力计示数，可以判断　   　（填“木块”或“铜块”）的表面更粗糙一些。

（4）实验结束后，小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关，她用弹簧测力计测出木块在水平面上的摩擦力，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，测得摩擦力的大小也变为原来的一半。她由此得出：当接触面的粗糙程度一定时，接触面越小，摩擦力越小。你认为她的结论正确吗？　   　，理由是　   　。

7．在学过摩擦力知识后，小明想探究：摩擦力大小是否与压力、重力都有关系？他利用如图所示的装置进行探究。实验步骤如下：

①金属盒放在质量不计的白纸上，读出台式测力计示数；拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数。

②将质量不计的氢气球系在金属盒上，读出台式测力计示数；拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数。

③再往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计示数与步骤①中的示数相等，拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数。实验相关数据如表：

（1）此实验根据　   　原理测出摩擦力的大小。

（2）实验步骤②使用氢气球是为了改变　   　（选填“压力”或“重力”）。

（3）请你补齐上表中空格处的数据，其值为　   　N。

（4）与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比，拉动白纸进行实验有许多优点，以下　   　不是其优点。

A．不需要匀速拉动           B．测力计示数稳定

C．实验更容易操作           D．实验原理更合理

（5）比较实验步骤　   　（填表中的实验序号）的数据，说明摩擦力大小与重力无关。

（6）本实验中弹簧测力计示数的大小还与以下　   　有关。

A．拉纸的速度     B．纸面粗糙程度         C．金属盒与纸的接触面积。

8．如图1所示，是研究竖直悬挂的弹簧发生形变与外力关系的实验装置图。弹簧下挂一只钩码受到的外力是0.5N，实验获得的数据记录表中。

（1）实验用到的测量工具是　   　，弹簧形变大小是用　   　表示的。

（2）分析实验数据可知，弹簧每受到1N的外力，弹簧伸长　   　。实验得到的结论是　   　。

（3）画出弹簧的伸长量与外力的关系图（图2）。

9．小明用如图1所示的装置，探究摩擦力的大小与哪些因素有关。

（1）实验时，小明将木块放在水平木板上，弹簧测力计沿 　   　方向拉动木块，并使木块做 　   　运动。这样做的目的是 　   　。

（2）a．分析序号 　   　三组数据可知：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关，滑动摩擦力f的大小与接触面所受压力F大小的关系式是 　   　。

b．如要探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系，应选序号为 　   　三组数据进行分析。

（3）分析图2拉力与时间的关系图可知：　   　

A．要让木块从静止到运动至少要2.0N的拉力

B．如果测力计示数为2N，木块一定处于静止状态

C．t1﹣t2时间内，滑动摩擦力为2.0N

D．t1﹣t2时间内，木块做减速运动。

10．为了探究静摩擦力作用的相互性，并比较一对相互作用的静摩擦力的大小，某实验小组设计了如图（甲）所示的实验装置，整个装置放在水平桌面上，其中A、B两木块叠放在一起，两个轻质弹簧测力计C、D的一端与两木块相连，另一端固定在铁架台E、F上。后来经过讨论，完善了实验装置，如图（乙）所示。

（1）在理想情况下，B对A的静摩擦力的大小等于弹簧测力计　   　的示数，A对B的静摩擦力的大小等于弹簧测力计　   　的示数。（填“C”或“D”）

（2）在B下面放细圆木条的目的是　   　，在A上放钩码的目的是　   　。

（3）实验中需向右缓慢移动铁架台F，在此过程中，应使A、B保持相对　   　，整个装置静止后，读取两个弹簧测力计的示数F1、F2．（填“运动”或“静止”）

（4）分析实验数据，若　   　，则静摩擦力的作用是相互的，且一对相互作用的静摩擦力大小相等。

11．一质量均匀分布、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小华将滑块放木板上，通过细线和固定的测力计相连，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、右手向右，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：

A．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。

B．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。

C．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，小华提出疑义。

①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　   　。

②小明知道后将上面的步骤A改进为：将弹簧的一端固定在　   　上，其他步骤不变就可以了。

（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的关系图线如图丙，则图线　   　（选填“a”或“b”）所对应的接触面更粗糙，判断的依据是　   　。

12．如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验，铜块和木块的大小和形状完全相同。在实验前，小明提出了以下几种猜想：

猜想一：滑动摩擦力的大小与压力的大小有关；

猜想二：滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度有关；

猜想三：滑动摩擦力的大小与物体间接触面积的大小有关；

（1）如图甲，实验时用弹簧测力计拉着铜块沿 　   　方向做 　   　运动，弹簧测力计示数如图乙所示。此时，铜块受到的摩擦力是 　   　N。

（2）比较甲、丙两图，可得到的结论是 　   　。

（3）图丙、丁中铜块和木块叠在一起的目的是使 　   　相同，比较丙、丁两图可得出滑动摩擦力的大小与 　   　有关。

（4）在全班交流环节中，小明为探究猜想二，又设计了如下方案：

①用弹簧测力计测出铜块和木块的重力大小分别为G1和G2；

②如图A和B所示，将铜块和木块都平放在长木板上测出滑动摩擦力的大小分别为f1和f2；

③比较和大小关系，获得结论。（提示：此时物块对木板的压力大小与重力大小相等）

a．老师肯定了小明的方案，因为：路程与时间的比值即单位时间内物体通过的路程反映了物体运动的快慢；同样道理，滑动摩擦力与压力的比值即　   　下的滑动摩擦力，反映了 　   　。

b．我们学过的利用“比值法”定义的物理量还有 　   　。

（5）课后，班级创新小组的同学们设计出如图C所示的装置测滑动摩擦力，桌面上质量为m的滑块A通过轻绳绕过滑轮，绳的另一端悬挂一只一次性塑料杯。测量时，向塑料杯中加适量水（当需加少量水时可改用胶头滴管），使滑块A做匀速直线运动。将一次性杯中的水全部倒入量杯中，读出量杯中水的体积为V，则滑块A受到的摩擦力f＝　   　。（用字母表示滑块A受到的摩擦力f，水的密度为ρ水），实验中选择一次性塑料杯的原因是：　   　。

13．小华同学在探究“弹簧长度与外力的变化关系”时，找来一根弹簧以及几个相同质量的钩码，她先用弹簧来做实验，并记录了相应的数据，如下表：

（1）分析数据，小华可以得出的结论是：在弹簧的弹性范围内，弹簧的　   　跟所受拉力成正比；

（2）小华根据实验数据作出“弹簧长度与外力的变化关系”图象，如图所示的　   　图（填序号）

（3）弹簧测力计加一些小配件，你是否可以设计制造出一个能测出液体密度的“密度秤”呢？小亮看到这个课题后，经过论证和试验，在秤钩下挂一个容积为100mL、重为0.5N的容器，然后在测力计的某些刻度上标上密度值，就制成了一杆简单而实用的液体密度秤（如图D所示）。只要在容器中加100mL的待测液体，就可以直接“称”出该液体的密度。在这测力计上，密度为“0”刻度应标在原刻度　   　N处。此“密度秤”的测量范围是　   　g/cm3．（g＝10N/kg）

14．小华在“探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验”中，实验过程如图所示。

（1）实验时，让长方体木块在水平方向做　   　运动，根据　   　原理可知，此时木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。

（2）由甲、乙两图得到的结论：摩擦力的大小与压力大小　   　（选填“有关”或“无关”），比较　   　、　   　两图，可知，摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关，小华将图甲中的木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。他由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小，你认为他的结论　   　（选填“正确”或“不正确”）；理由：　   　，乙图中测力计的示数是3.5N时，小木块刚好做匀速直线运动，则木块上的砝码受到的摩擦力是　   　N．当拉力增大到4.6N时，木块受到的摩擦力是　   　N。

（3）小华顺利完成甲、乙两次实验后，在进行图丙所示的实验时，由于所用的弹簧测力计量程较小，发现测力计示数达到最大时仍没拉动木块，为了用现有的器材顺利完成实验，应采取的措施是：　   　；小华若先在竖直方向上对弹簧测力计调零，然后用弹簧测力计拉动物体在水平放置的长木板上运动，则测出的摩擦力　   　（填“大于”、“等于”或“小于”）实际摩擦力。

（4）下列现象中应用了从图甲、乙实验所得结论的是　   　（选填字母）

A．足球守门员戴着防滑手套

B．用力压住橡皮，擦去写错的字

C．移动很重的石块时，在地上铺设滚木。

15．某校物理实验兴趣小组的几位同学在探究“影响物体重力大小的因素”实验中，进行了如下的实验探究：第一组：探究“物体重力的大小跟物体形状的关系”，他们用橡皮泥为实验对象，用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验，实验数据如表一所示。

表一

分析上述的实验数据，第一组的同学得出实验结论：物体重力的大小与物体的形状有关。请你对此实验过程与实验结论作出评价。

（1）评价：

结论是否正确：　   　原因：　   　

第二组：探究“物体的重力的大小跟物体的质量的关系”，图1就是实验装置，实验过程中他将实验数据记录在设计的表二中。

表二

（2）请你在方格纸中作出关于重力G（竖轴）与质量m（横轴）的关系图象图2。

（3）分析实验数据可以得出的结论：　   　

16．为了“探究重力的大小与质量的关系”，小明找来了三个质量不同的铁块甲、铁块乙、铁块丙。

（1）在实验过程中，需要的测量工具有　   　和　   　。

（2）实验数据如右表所示，小明通过计算　   　是一个定值从而得出结论：物体所受重力的大小与它的质量成正比。

（3）若要探究重力大小是否与物体的密度有关，应选取　   　相同而　   　不同的几个物体，分别测出它们的重力大小。

（4）以下四个图象中，关于物体所受重力的大小与其质量的关系，正确的是　   　。

17．小明用如图甲所示的装置，探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。实验时，小明将木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，并使木块做匀速直线运动。改变放在木块上的砝码，从而改变木块与长木板之间的压力；把棉布、毛巾等铺在长木板上，从而改变接触面的粗糙程度。

（1）观察三个实验，比较甲图和 　   　图所示实验，说明滑动摩擦力的大小与作用在物体表面的压力有关。

（2）观察三个实验，比较甲图和丙图所示实验，说明了滑动摩擦力的大小与 　   　有关。

（3）小明在进行乙图中实验时，改变放在木块上的砝码，通过多次实验得到滑动摩擦力F与作用在物体表面的压力F压的关系得到图线如丁图所示，由图可知：F摩＝　   　F压．乙图中当木块与砝码对地面的压力变为12N时，木块在长木板上匀速滑动时受到的拉力为 　   　N。

（4）小明某次拉动木块由静止变为匀速运动时，拉力F随时间t的变化关系如图戊所示（其中0～3s木块处于静止状态）。分析图象可知：要使木块由静止到开始运动，至少要用 　   　N的水平拉力；若木块所受的拉力F＝4N，则木块所处的状态是 　   　。

A．静止    B．匀速直线运动     C．静止或匀速直线运动  D．条件不足，无法判断。

（5）交流评估时，某实验小组提出：实验过程中，弹簧测力计的示数不容易稳定。可能的原因是 　   　

A．木板的长度太长   B．木板的粗糙程度不均匀

C．弹簧测力计的分度值太大   D．木板与木板的接触面积太大

（6）为了探究静摩擦力作用的相互性，并比较一对相互作用的静摩擦力的大小，小明又设计了如图甲所示的实验装置，整个装置放在水平桌面上，其中A、B两木块叠放在一起，两个轻质弹簧测力计C、D的一端与两木块相连，另一端固定在铁架台E、F上。后来经过讨论，完善了实验装置，如图乙所示。在水平桌面是光滑的理想情况下，B对A的静摩擦力的大小等于弹簧测力计D的示数，A对B的静摩擦力的大小等于弹簧测力计C的示数。

①实际B与桌面也存在摩擦力，为此在B下面放细圆木条的目的是 　   　，在A上放砝码的目的是 　   　。

②实验中需向右缓慢移动铁架台F，在此过程中，应使A、B保持相对 　   　，整个装置静止后，读取两个弹簧测力计的示数F1、F2．（填“运动”或“静止”）

③分析实验数据，若 　   　，则静摩擦力的作用是相互的，且一对相互作用的静摩擦力大小相等。