中考物理二轮四大模块针对集训(全国通用)专题11力学实验专题练习(原卷版+解析)

这是一份中考物理二轮四大模块针对集训(全国通用)专题11力学实验专题练习(原卷版+解析)，共56页。试卷主要包含了初中物理实验方法，测定性实验，探究性实验，其他实验等内容，欢迎下载使用。
*知识与方法
一、初中物理实验方法
1.控制变量法：在研究物理问题时，某一物理量往往受几个不同因素的影响，为了确定该物理量与各个不同因素之间的关系，就需要控制某些因素，使其固定不变，只研究其中一个因素，看所研究的因素与该物理量之间的关系。
分析思路：找好自变量、因变量和控制变量。
自变量：实验中主动变化的量。
因变量：实验中被动变化的量，一般也是研究目标。
控制变量：除自变量之外其他可能会引起因变量变化的量，需控制不变。
2.转换法：在科学探究中，对于一些看不见、摸不着或者不易观察的现象，通常改用一些非常直观的现象去认识。
3.等效替代法：等效替代法是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的方法。
4.科学推理法：以可靠的事实为基础，以真实的实验为原型，通过合理的推理得出结论，深刻地揭示科学规律的本质。
二、测定性实验
1.用刻度尺测量物体长度
用刻度尺测量长度
（1）使用注意事项：刻度尺的刻度线应紧贴被测物体，不能以磨损的刻度线为起点。
（2）读数注意事项：读数时，视线经过被测物体测量末端并与尺面垂直，需要估读到分度值的下一位。
2.用停表测量时间
3.测量平均速度
实验原理：v
后半程平均速度：v2
小车平均速度的关系为：v1< v< v2。
4.用天平测物体质量
5.用量筒测物体体积
6.测量物体的密度
实验原理：ρ
（1）测密度比水大的物体的密度
实验器材：陶块、细线、适量水、烧杯、量筒、天平
①用调好的天平测出物体质量m，记入表格；
②用量筒取适量的水，测出水的体积V1，记入表格；
③用细线拴着物体放入量筒内的水中，使其浸没，测出此时的总体积V2 ，记入表格；
④利用ρ，计算物体的密度ρ，记入表格。
（2）测密度比水小的物体的密度
①用调好的天平测出物体质量m，记入表格；
②用量筒取适量的水，测出水的体积V1，记入表格；
③用铁丝将蜡块压入量筒中的水中，使其浸没，测出此时的总体积V2 ，记入表格。
④利用ρ，计算物体的密度ρ，记入表格。
（3）测液体的密度
①用烧杯取适量的液体，用调好的天平测出烧杯和液体的总质量m1，记入表格；
②将部分水倒入量筒中，测出水的体积V，记入表格；
③用天平测出烧杯和烧杯中剩余水的总质量m2，记入表格；
④利用ρ，计算物体的密度ρ，记入表格。
7.特殊方法测密度
（1）量筒，一漂一沉法测固体密度
①将量筒中倒入适量的水，读出水面所对刻度V1；
②将小瓷杯放入量筒中，使其漂浮在水面上，读出水面所对刻度V2；
③将小瓷杯浸没在量筒的水中，读出水面所对刻度V3；
④则小瓷杯陶瓷密度的表达式ρ
（2）天平测固体密度
①如上图从左至右，天平读数分别为m1、m2 和m3，则m = m3—m1；
②因为F浮= m2g—m1g，所以V物=
③待测固体密度为ρ
（3）弹簧测力计测液体密度
①用弹簧测力计测出物体的重力G；
②用弹簧测力计吊着物体，并使物体浸没在水中，此时弹簧测力计读数为F1；
③用弹簧测力计吊着物体，并使物体浸没在待测液体中，此时弹簧测力计读数为F2；
④待测液体密度为ρ
8.测量滑轮组的机械效率
实验原理：η ==
需要测量的物理量：物重（G）、拉力（F）、物体上升高度（h）、弹簧测力计移动距离（s）
注意：
(1) 实验结论：竖直滑轮组的机械效率与提升物重、动滑轮重有关
① 同一滑轮组，提升不同重物，物重越大，机械效率越高；
② 不同滑轮组，提升同一重物，动滑轮重越大，机械效率越低。
(2) 注意事项：
① 必须保证竖直向上匀速拉动弹簧测力计；
②因为实际实验中有摩擦，所以不能用η ==计算η
三、探究性实验
1.探究同种物质的质量与体积的关系
2.探究重力大小与质量的关系
实验器材：天平、弹簧测力计、钩码
实验结论：物体所受的重力跟它的质量成正比，比例系数约为9.8N/kg
3.探究二力平衡的条件
①纸板左右两端的细线上挂数量不等的相同钩码，纸板不能保持平衡，说明二力平衡的两个力大小要相等；
②纸板受到的两个力方向不相反，纸板不能保持平衡，说明二力平衡的两个力方向要相反；
③将纸板扭转一个角度，纸板不能保持平衡，说明二力平衡的两个力作用在一条直线上；
④把纸片从中间剪开，不能保持静止，说明二力平衡的两个力要作用在同一物体上。
4.探究滑动摩擦力大小的因素
实验方法：控制变量法
实验结论：滑动摩擦力的大小只和接触面所受的压力、接触面粗糙程度有关
（1）压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（2）接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
5.探究影响压力的作用效果的因素

实验方法：
（1） 转换法：用海绵的凹陷程度表示压力的作用效果。海绵的凹陷程度越大，压力的作用效果越明显。
（2）控制变量法。
实验结论：
（1）当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明；
（2）当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
6.探究液体压强的特点
实验方法：
（1）转换法：用压强计U形管两侧液面高度差表示液体内部压强的大小
（2）控制变量法。
实验结论：
（1）在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等；
（2）同种液体，深度越深，液体压强越大；
（3）在深度相同时，液体的密度越大，液体压强越大。
7.探究浮力大小与哪些因素有关
实验方法：控制变量法。
实验结论：
（1）液体密度相同时，浸在液体中的体积越大，物体所受浮力越大。
（2）物体浸在液体中的体积相同时，液体密度越大，物体所受浮力越大。
8.探究浮力大小跟排开液体重力的关系
F浮=G物−F拉
G排=G桶+水−G桶
实验结论：浸在液体中的物体受到浮力的大小等于物体排开液体所受重力的大小。
9.探究动能与哪些因素有关
实验方法：
（1）转换法：用木块被推移的距离表示其动能大小。
（2）控制变量法。
实验结论：
（1）质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；
（2）运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。
10. 探究重力势能与哪些因素有关
实验方法：
（1）转换法：物体陷入沙子中的深度表示其重力势能大小。
（2）控制变量法。
实验结论：
（1）质量相同的物体，位置越高，它的重力势能越大；
（2）高度相同的物体，质量越大，它的重力势能越大。
11.探究杠杆平衡条件

说明：
（1）必须将杠杆放在水平桌面上；
（2）使用前，需要调节平衡螺母使杠杆水平平衡。具体：如果杠杆左偏，将平衡螺母向右调，如果杠杆右偏，将平衡螺母向左调；
（3）实验装置选择质量分布均匀的杠杆，并把杠杆中点作为支点，是为了消除杠杆自重对实验的影响。
杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂
四、其他实验
1.同一直线上的二力合成
实验结论：
（1）同一直线上，方向相同的两个力的合力，大小等于这两个力的大小之和，方向跟这两个力的方向相同。
F合= F1 + F2
（2）同一直线上，方向相反的两个力的合力，大小等于这两个力的大小之差，方向跟较大的那个力的方向相同。F合= F1′− F2′
2.阻力对物体运动的影响
实验结论：平面越光滑，受到的阻力越小小车运动的距离越长速度减小得越慢。
推论：如果物体受到的阻力为零，速度就不会减小，物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
*针对训练
一、实验题
1．（2023秋·内蒙古通辽·八年级校考期中）如图甲所示，刻度尺的分度值是______，物体的长度为______cm；如图乙所示，停表所测量的时间为______s。
2．（2023秋·北京西城·八年级统考期末）小强利用如图所示的实验装置做“测量小车的平均速度”的实验。他让小车从斜面的A点由静止开始下滑，分别记录小车通过上半段路程s1和全程s2及所用时间t1、t2。
（1）本实验的原理是______；需要的测量工具是刻度尺和______。
（2）小强调节木块的位置，使斜面保持较小的坡度，他这样做的目的是______。
（3）小强测得t1＝2s，t2＝3s，小车通过上半段路程和全程的平均速度分别v1和v2。请你判断v1______v2。（选填“大于”、“小于”或“等于”）
3．（2023秋·重庆·八年级重庆巴蜀中学校考期末）小鲁和小巴在江边捡回一石块，准备利用所学知识测量它的密度。
（1）小鲁将天平放在______上，移动游码至标尺左端零刻度线处，发现指针如图甲所示，则应将平衡螺母向_______调节，直至天平平衡；
（2）小鲁测出石块的质量（如图乙）为_________g；在量筒内装有适量的水，该石块放入前、后的情况如图丙，则石块的密度是_________g/cm3；
（3）小巴准备自己动手做实验时，不小心打碎了量筒。聪明的小巴利用天平、50g的烧杯、水、记号笔设计了另一种测量石块密度的方案，如图丁；
①用天平测出装有适量水的杯子总质量为m1；
②将石块缓慢浸没在杯中，测得总质量为m2，在水面到达的位置上做标记a；
③取出石块，测得总质量为m3；
④向杯中缓慢加水，让水面上升至标记a处，测得杯和水的总质量为m4=150g；小鲁和小巴讨论交流后认为4个实验步骤中其中有一个数据记录是多余的，这个数据是_______（填物理量符号）。石块密度的表达式为ρ石块=______（用已知的物理量符号及ρ水来表示）；
（4）小鲁发现还可以用此天平、烧杯和标记a来测量液体的密度。理论上，此装置可以鉴别密度差异不小于_______g/cm3的液体。若要增大可测液体密度的最大值，下列操作可行的是_______（多选，选填下列选项前的字母番号）。
A．减小空烧杯的质量 B．增大空烧杯的质量
C．降低初始标记 D．提高初始标记
4．（2023秋·湖北黄石·八年级统考期末）学习了“测量物质的密度”之后，物理兴趣小组的同学们，尝试用不同的方法测量盐水的密度。
（1）小明的操作过程如下：
①测量前，调节天平的顺序是______（填下面的字母）；
A．调节天平的平衡螺母，使天平平衡
B．把游码放在标尺的零刻度线处
C．把天平放在水平桌面上
②测量盐的质量，天平恢复平衡时，如图甲所示，盐的质量为______g；
③用量筒取60mL水，全部倒入烧杯中，再将测量的盐倒入烧杯，搅拌至其完全溶解。再将盐水倒入量筒中，如图乙所示；
④盐水的密度ρ盐水=______kg/m3（）。
（2）小军的方法如下：
①如图丙所示，用天平测量烧杯和盐水的总质量m1；
②如图丁所示，将盐水倒入量筒中一部分，读出量筒中盐水的体积V；
③如图戊所示，测量烧杯和剩余盐水的总质量m2；
④盐水密度的表达式ρ盐水=______（用字母m1、m2、V表示）；
分析以上小明和小军两种方法，______（选填：A．小明、B．小军）的方法测量误差更小。
（3）小红使用密度已知的铁块ρ铁进行如下操作：
①用天平测量铁块的质量m1；
②把铁块放在杯中，向杯中加满盐水，将铁块取出（忽略铁块带出的盐水），测量烧杯和盐水的质量m2；
③______，测量其总质量m3；
④盐水密度的表达式ρ盐水=______（用字母m1、m2、m3、ρ铁表示）。
5．（2023秋·河南南阳·八年级校考期末）小明利用下列器材：一架天平（无砝码）、两只完全相同的烧杯、一只量筒、水、滴管来测定一个表面致密且不吸水的鹅卵石块的密度，请你帮他完成如下操作：
（1）将天平放在水平台面上，游码移到零刻度线处，发现指针位置如图甲所示，为使横梁在水平位置平衡，应将平衡螺母向______（左/右）调节；
（2）将两只空烧杯分别放在调节好的天平左右两盘内，把鹅卵石块放入左盘烧杯中，向右盘烧杯中缓缓倒水，当左盘即将翘起时，接下来的操作是______，直到天平平衡；将右盘烧杯内的水倒人空量筒中，量筒中的水位情况如丙图所示，可以得到烧杯中水的体积=______cm3；鹅卵石块的质量=______g；
（3）用细线拴好鹅卵石块，将其放入刚才的量筒内，这时的水位如丁图所示。可以得到鹅卵石块的密度______kg/m3；
（4）在读数无误的情况下，小明测出的鹅卵石块密度与真实值相比______（偏大/偏小）。
6．（2022·江苏淮安·统考中考真题）如图所示，用量程 0 – 5N 的弹簧测力计，测量未知液体的密度。根据图中读数可知，物块浸没水中受到的浮力是______N， 未知液体的密度为______g/cm3。将图中弹簧测力计刻度用密度值标注，制成弹簧密度计，物块浸没待测液体中，可直接读得待测密度值，则此密度计的测量范围是______。（ρ水＝ 1× 103kg/m3）
7．（2022·江苏南通·统考中考真题）用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。
（1）每次实验绳端移动距离为______cm；
（2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为______N，第2次实验滑轮组的机械效率为______%。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越______；
（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将______；
（4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
8．（2022·广东珠海·珠海市第九中学校考一模）在探究质量与体积的关系时，小明找来大小不同的塑料块和某种液体做实验。
（1）图甲是小明在水平桌面上使用托盘天平的情景，他的错误是 ___________；
（2）改正错误后，小明正确操作，根据实验数据分别画出了塑料块和液体质量随体积变化的图像，如图乙所示：
①分析图像可得到结论：___________； ___________。物理学中将质量与体积的比值定义为密度，塑料的密度为 ___________kg/m3；
②往烧杯内倒入10cm3的液体，用天平称出烧杯和液体的总质量，天平平衡时，右盘中砝码的质量及游码的位置如图丙所示，则烧杯和液体的总质量为 ___________g。若烧杯内液体的体积为20cm3，则烧杯和液体的总质量应为 ___________g。
9．（2023春·八年级校联考单元测试）下表是小华在探究“重力的大小跟什么因素有关”实验中得到的实验数据：
(1)实验中，需要的测量工具是 _________和_____________ ；
(2)分析表中数据，可以得出的结论是：_______________；
(3)乙同学取了质量不同的苹果、小木块、小铁球各一个，并分别测出它们的质量和重力，来探究物体所受重力大小与质量的关系，你认为乙同学的做法( )
A．不合理，因为他没有用同种物质的物体做实验
B．不合理，因为他没有使物体的质量成整数倍变化
C．合理，因为他同样可以得到的物体所受重力大小与质量的关系
D．合理，因为他的操作比甲同学更简便
10．（2023秋·上海徐汇·八年级校联考期末）在“探究二力平衡条件”的实验中，小明选择了如图的装置，把小卡片两端的细线绕过滑轮，并挂上钩码。
（1）为了使实验条件与实验目的相符合，选择器材时，小卡片应____（填“越轻越好”、“越重越好”）；探究两个力大小关系时，应该观察细线两端所挂钩码的个数；
（2）为了探究两个平衡力是否在同一条直线上，进行如下操作：____（填“挤压”、 “旋转”）小卡片，松手后观察小卡片是否平衡；
（3）为了探究两个平衡力是否作用在同一物体上，进行如下操作：____，然后观察小卡片是否平衡；
（4）小明利用弹簧测力计代替图中的钩码进行了探究，发现两个力的大小还有较小的差距。除了测量误差外，你认为形成差距的原因还可以是____。
11．（2023·江苏南京·模拟预测）如图，小明用同一个木块进行了“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验，木板、棉布均放置在水平桌面上。
（1）实验中测量滑动摩擦力的原理是___________；
（2）为测出木块所受滑动摩擦力大小，应用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其做___________运动；
（3）拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛，这是应用了___________两次实验得出的结论；
（4）完成甲所示实验时，小明进行了两次正确的操作，两次木块运动的速度分别为va、vb，所受的摩擦力分别为fa、fb，已知va”或“”、“＝”或“