2021年中考物理重点难点专练24力学测量类实验探究含解析.pdf

专项六实验探究重难点24力学测量类实验探究【知识梳理】力学探究类实验主要是长度、时间、平均速度和质量、体积、密度两组实验。一、长度、时间、平均速度L常考点(1)用刻度尺测量长度的方法与读数。(2)停表读数。(3)平均速度的计算，上半程与下半程、全程平均速度大小的比较。(4)斜面与平面的角度要小的目的：便于时间的测量。【易混淆点】1 .长度测量时不估读或者多估读，记录数据时不带单位等。2.时间测量时秒针读数。不易分清是否读3 0 s以内的值，还是3 0 s以上的值。区分方法：看分针，分针在0.5分钟刻度内，读3 0 s以内的值；大于0.5分钟时，读3 0 s以上的值。3.测量平均速度时，路程计算混淆。二、质量、体积、密度1.常考点(1)天平的平衡调节与读数。(2)排水法测体积时，对量筒的读数。(3)质量差法测液体密度。(4)误差分析。根据密度公式P=m/v分析：若m测量正确，v偏小，则P偏大；若v测量正确，m偏大，则P偏大。【易混淆点】1.调节横梁平衡时，平衡螺母调节方法。根据指针的偏转方向：调节方向与指针偏转方向相反；根据天平盘的倾斜方向：哪边上翘就将平衡螺母向哪边调节。2.在标尺上读数时，分度值读错；看刻度时，读游码右侧刻度。3.量筒读数时，视线未与液体最低面或最高面相平。4.分析误差时，方法不正确，结论相反。【典例分析】【例1】(2 0 2 0福 建2 9)在测量某液体密度的实验中:(1)把托盘天平放在水平工作台上，将游码移到标尺左端 刻度线处，指针位置如图甲所示，应将平衡螺母向 调节，使天平横梁平衡。(2)将装有待测液体的烧杯放在天平左盘，平衡时，右盘祛码质量和称量标尺上的示数值如图乙，待测液体和烧杯的总质量为 go(3)将烧杯中适量的液体倒入量筒内，液面位置如图丙，则量筒中的液体体积为 m L 称得剩余液体和烧杯的总质量为2 2 g,则液体的密度为 g/c m%(4)小 明提出另一种测量待测液体密度的方案，器材有弹簧测力计、金属块、水和两个烧杯。简要步骤如下：分别往两个烧杯中装适量的水和待测液体：将金属块挂在弹簧测力计下，静止时测力计示数 记为 将 挂 着 的 金 属 块 浸 没 在 水 中(未 接 触 烧 杯)，静止时测力计示数记为&；将 挂 着 的 金 属 块 浸 没 在 待 测 液 体 中(未 接 触 烧 杯)，静止时测力计示数记为F 3；液体的密度p与二(用p京水及测得的物理量表示).【答 案】(1)零 右(2)8 2 (3)5 0 1.2 (4)上空【分 析】(1)使用天平时，将天平放在水平桌面上，把游码移到标尺的零刻线处，因为指针 偏 左，所以平衡螺母向右调节，使横梁平衡。(2)液体的总质量为小总二5 0 8+2()8+1 0 8+2 8=8 2 8，倒入量筒的液体质量1 1 1=1 1 1总-1 1 1=8 2 8-2 2 8=6 0 8，如图丙所示，量 筒 中 的 分 度 值 为1 m L,则所测液体的体积是5 0 c m：；液体的密度为p =T =5；詈=1.2 p/C 7 7 l3o(3)金属块在水中受到的浮力为F/FF 2；金属块的体积为P=2 =用弹簧测力p 求g2计测出金属块浸没在待测液体中受到的拉力F s；金属块在液体中受到的浮力为F 汹祈FLFS.液体的密度为p =一 g -A F P水p*.【思路小结】注意将压强、浮力的知识与密度的计算综合运用。注意：只有物体浸没在液体中 时,才 有 丫 物 7 推。【真题操练】1.(2 0 2 0 福建9)如图所示测量硬币直径的做法中，正确的是()【答案】C【解析】A B.此方法不能保证刻度尺测量的就是硬币的直径，A B 错。C.借助两块直角三角板卡住硬币，且两端对齐，能测出直径，C正确。D.刻度尺的零刻线没对准桌面，D 错。选 C。(2)图乙所示天平测得物体的质量是2.(2 0 2 0 常 德 1 9)(1)图甲所示木块的长度为(3)图丙所示电压表的示数是 V；(4)图丁所示的物重是 N【答案】(1)3.8 0 (2)7 6.6 (3)1 0.5 (4)2.2【解析】(1)如图甲所示：刻度尺的分度值为0.1 c m,物体的左端在刻度尺6.0 0 c m 处，右端在 9.8 0 c m 处，则物体的长度为 L=9.8 0 c m-6.0 0 c m=3.8 0 c m 3(2)如图乙所示：天平标尺分度值为0.2 g,则物体的质量为/=5 0 g+2 0 g+5 g+l.6 g=7 6.6 g。(3)如图丙所示：电压表选择的是分度值为0.5 V的大量程，示数为1 0.5 V。(4)如图丙所示：弹簧测力计的分度值为0.2 N,弹簧测立计示数为2.2 N。3.如图所示是测量小车的平均速度的装置。(1)斜面与水平面的夹角越小，小车下滑的速度越(选填“慢”、“快”)。(2)小车在斜面的上半程的平均速度是c m/s。(3)小车在斜面的全程的平均速度是c m/s。(4)通过计算发现：小车在斜面上向下运动时的速度越来越(选填“慢”、“快”)。【答案】(1)慢(2)1 5 (3)1 8 (4)快【解析】(1)斜面与水平面的夹角越小，斜面越平缓，小车下滑速度就越慢。(2)由图可知：全程为0.9 m=9 0 c m,所以上半程si=4 5 c m。t F 1 0:3 5:0 3 1 0:3 5:0 0=3 s,等由(3)全程 s=9 0 c m。t=1 0:3 5:0 5 1 0:3 5:0 0=5 s,N-E=1 8 c m/s。t 5s(4)通过计算发现：全程平均速度v 大于上半程平均速度v”所以小车在斜面上向下运动时的速度越来越快。4.(2 0 2 0 黔西南1 8)用天平(含祛码)、量筒、水和细线，测量矿石的密度，实验过程如图所示。(1)在测量矿石质量前，将游码移到0刻线，天平指针指在分度盘的位置如图甲所示，此时应该向 _ (填“左”或“右”)旋动横梁右端的螺母，直到指针指在分度盘的一。(2)接下来的实验操作顺序应该是：、(填写图乙中的标号)。(3)测量质量时，矿石放在天平左盘，右盘中所放祛码如图A所示，再将游码移动到图示位置时，天平平衡。则矿石的质量为go(4)实验测得该矿石的密度为 k g/m 4【答案】（1）【解析】（1）右中线处(2)A B C (3)1 4 2 (4)7.1 X 1 03由图甲可知：指针向左偏，说明右边高，平衡螺母向右调节直到指针静止时指在分度盘的中线处。（2）为了减小实验误差，应先测量矿石的质量，后测量它的体积，这样可避免矿石上沾有水而测不准它的质量，因此最佳的实验操作顺序是：A B C。(3)矿石的质量 m=1 0 0 g+2 0 g+2 0 g+2 g=1 4 2 g；(4)矿石的体积 V=7 0 m L -50 m L=2 0 m L=2 0 cm3矿石的密度：P 咔=音7.l g/cm=7.1 X 1 03k g/m 5.（2 0 2 0 黔南州1 8）小强同学在家中自主学习，他利用家庭实验室的器材欲测一小石块的密度，他可用的器材有：托盘天平（含祛码）、烧杯、细线、水和小石块：（1）将托盘天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端零刻线处，发现天平静止时横梁右端高，则应将横梁右端的平衡螺母向_ _ _ _ _ _ _ （选 填“左”或“右”）调节，使横梁平衡；（2）在烧杯中放入适量的水，用细线拴住小石块，将小石块浸没水中，在水面到达的位置上作标记，用天平测出水和烧杯总质量:（3）将小石块从水中取出，用天平测出剩余水和烧杯的总质量能；（4）向烧杯中加水到标记处，再用天平测出此时水和烧杯的总质量用；（5）上述实验过程可简化为图，小石块的质量m 铲；（6）设水的密度为P水，则小石块体积的表达式：/广（用所测物理量的字母表示），小石块密度的表达式：P石=（用所测物理量的字母表示）；（7）如步骤（3）中取出小石块时带走了一些水，小强所测的小石块质量_ _ _ _ _ _ _（选填“大于”“小于”“等于”）小石块的真实质量。5【答案】右（5）1nl无（6）me E.PK 大 于P#m 3 -m2【解析】（1）由题可知：横梁静止时，横梁右端高，所以为使横梁在水平位置平衡，应将横梁右端的平衡螺母向右调。（5）由题意可知：水和烧杯和石子总质量为如，剩余水和烧杯的总质量汲，则小石子的质量m 石 二 n i l-n）2（6）向烧杯中加水到标记处，所加的水的体积等于小石子体积，则所加水的质量为：m加户mm”所加水的体积为V 加 水=四 马，小石子的体积为：V*V 加 水。小石子的密Pr.Pr.m 一度为：P K=际/石 0m?-m?（7）取出小石块时带走了一些水，即电偏小，通过计算m 6=D h,计算得出m e 偏大。6.（2 0 2 0 齐齐哈尔2 5）在“测量金属块的密度”实验中：实验器材有托盘天平、量筒、足量的水、细线、待测小金属块（质地均匀）等。（1）小鑫同学首先将托盘天平放置于工作台上，将游码放在标尺的一处，发现指针的位置如图甲所示，要使横梁平衡，应将平衡螺母向（选 填“左”或“右”）调节。（2）将金属块放在托盘天平的左盘内，向右盘中加减祛码，并调节游码，当横梁重新平衡时，所用祛码和游码在标尺上的位置，如图乙所示，金属块的质量为g o（3）把金属块缓慢放入装有2 0 m l 水的量筒内，使其浸没在水中，此时量筒内的水面如图丙所示，则金属块的体积是c m（4）经过计算可知，金属块的密度是 g/c m：可以换算为 k g/m、。（5）将金属块截去一半，剩余金属块与原金属块相比，密度（选 填“不变”或“改变”）。【答案】（1）水平零刻度线右（2）5 4 （3）2 0 （4）2.7 2.7 X 1 03（5）不变【解析】（1）实验前，首先要把天平放在水平工作台上，把游码移到标尺左端的零刻线处;指针静止时指在分度盘中央刻度线的左侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向右调节；6（2）金属块的质量为：m=5 0 g+4 g=5 4 g（3）由图可知：此时量筒中水的体积为4 0 m L；金属块的体积为：V=V2-V,=4 0 m L-2 0 m L=2 0 m L =2 0 c m3 o（4）金属块的密度为：/2.7 8/加=2.7 X l O,k g/m：。（5）将金属块截去一半，质量减小了，但密度不变。7.（2 0 2 0 薄泽2 2）善于观察的小明发现：妈妈把鸡蛋放在盐水缸里腌制时，鸡蛋漂浮在盐水面上，小明计划测量盐水的密度，他从学校实验室借来天平（带祛码和锻子）烧杯和量筒。（1）在调天平平衡时，他将天平放在水平桌面上，把游码放在标尺的一处，天平稳定后发现指针偏转情况如甲图所示，则应将平衡螺母向（选 填“左”或“右”）调节。（2）小明用量筒取5 0 c m 的盐水并倒入烧杯中，把烧杯放在调节好的天平 盘中，另一盘所加祛码和游码的位置如乙图所示，此时天平平衡，则被测物体的质量为g。（3）已知空烧杯的质量为1 3 g,则小明所测盐水的密度为 k g/m%【答案】（1）零刻度线左（2）左 7 3 （3）1.2 X 1 03【解析】（1）天平的调节原则：把天平放在水平桌面上，将游码移到标尺左端的零刻度线处；发现图甲中指针右偏，所以平衡螺母向左调。（2）称量物体的质量时，物体放在左盘中；由图乙可知被测物体的质量为m =5 0 g+2 0 g+3 g=7 3 g。（3）盐水的质量为：m=7 3 g -1 3 g=6 0 g；盐水的密度为:P=-=1.2 g/c m3=1.2 X 1 03k g/m3v 50cm38.（2 0 2 0 宁夏2 2）7 5%的医用酒精可以有效灭活新型冠状病毒，小刚从网上购置了两瓶某品牌 7 5%的医用酒精，说明书如图甲所示，小刚查到7 5%的医用酒精密度为0.8 7 g/c m：,于是想通过测量该酒精的密度来鉴定其产品是否合格：7【产品名称】75%酒精洎毒液【规 格】500ml/lfc 30机/箝|【品 牌】【效 成 份 含m 乙唧*城 为75%5%,【卫 生 许 可ill号】务卫消证字（20口 鼻（Xxx，|【执忏标1Q/1400AIA013丙（1）小刚取适量该酒精进行实验：为使测量结果更准确，以下实验操作步骤合理顺序是（用字母表示）OA.计算酒精的密度B.用天平测出烧杯的质量5 2.4 gC.在烧杯中盛适量的酒精，用天平测出酒精和烧杯的总质量D.调节天平平衡E.将烧杯中的酒精倒入量筒中，读出其体积，如图乙所示测量酒精和烧杯总质量时，祛码和游码的位置如图丙所示，则总质量为g,该酒精的密度是_ _ _ _ _ _.根据测量结果，小刚能否鉴定该产品是否合格？并说明理由。_ _ _ _ _ _（2）在学完浮力的知识后，小刚又想到可以利用弹簧测力计，水、烧杯、细线和小石块来测量该酒精的密度，实验操作步骤如下：a.用细线将小石块绑好，挂在弹簧测力计下，读出测力计示数3b.在烧杯中倒入适量的水，将小石块挂在弹簧测力计下使其浸没在水中，读出测力计示数F2c.算出小石块的体积V6d.在擦干水的烧杯中倒入适量的酒精，将已擦干的小石块挂在弹簧测力计下，使其浸没在酒精中，读出测力计示数F 3根据上述操作步骤，请 你 帮 助 小 刚 推 导 出 该 酒 精 密 度 夕 的 表 达 式 （表达式用测量量的字母表示，水的密度用0k表示，推导过程要有必要的文字说明）。【答案】（1）D C E B A 1 0 5.2 0.8 8 g/c m，根据测量结果，小刚能鉴定该产品是合格的，理由是：在实验误差允许范围内，该酒精密度的测量值0.8 8 g/c m：与 7 5%的医用酒精密度为0.8 7 g/c m 的标准相符合（2）CFJ-FJ)p忒8【解析】(1)为使测量结果更准确，实验操作步骤合理顺序是：D C E B A；测量酒精和烧杯总质量时，祛码和游码的位置如图丙所示，则总质量为1 0 5.2 g,所以酒精的质量为：m=1 0 5.2 g-5 2.4 g=5 2.8 go由图乙知酒精的体积为6 0 c m)所以酒精的密度为：P =四=三 奖=0.8 8 g/c m 根据测量结果，小刚能鉴定该产品是合格的，理由是：在实v 6 0 c m5验误差允许范围内，该酒精密度的测量值o.8 8 g/c n?与 7 5%的医用酒精密度为0.8 7 g/c n)3 的标准相符合。(2)小石块在水中的浮力为F =FI-F2=P *g V W=P*g V 小石块的体积为：V a=上 ；小石块在酒精中的浮力为：F *F F 3=P g v 排=P g v 折 p g上三：所以酒精的密度为：CFI-F3)p汽P =-F-F?9.(2 0 2 0 黔东南州1 9)某课外兴趣小组的同学对学校的自来水密度进行了测定:甲 乙(1)某同学将天平放在水平桌面上，游码移到标尺左侧的零刻度线，发现指针位置如图甲所示，然后向(选填“左”或“右”)调节 使指针指在分度盘中央；(2)实验正确操作，测出自来水和杯子总质量为1 1 4.8g,将部分水倒入量筒，如图乙所示,测出量筒中水的体积为 c m：测出剩余自来水和杯子的质量，如图丙所示，为 g；(3)根据上述实验数据，计 算 出 自 来 水 的 密 度 为 kg/m3；(4)在向量筒倒入自来水时，如果不慎有水溅出，则 测 出 的 自 来 水 密 度 会 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。【答案】(1)右平衡螺母(2).60 54.2 (3)1.0 1 X 1 0，(4)偏大【解析】(1)将天平放在水平桌面上，游码移到标尺左侧的零刻度线，发现指针位置如图甲所示，天平指针向左偏，所以需要向右调节平衡螺母，使使指针指在分度盘中央。(2)由图示可知：量筒中水的体积为V=60 m L=60 c m：，测出剩余自来水和杯子的质量，如图丙9所示：为 m=2 0 g+2 0 g+1 0 g+4.2 g=54.2 g。自来水的密度为P=V =甯马=L 0 1 g/c m .0 1 X lO kg/1A（4）如果不慎有水溅出时，计算时水的质量会偏大，体积会偏小，所以密度会偏大。1 0.（2 0 2 0 龙东2 9）姜老师在带领学生进行物理综合实践活动中，利用天平（祛码）、量筒、烧杯、细线、水、弹簧测力计等器材，对某种合金和液体的密度进行测量。（计算结果保留一位小数）（1）首先对该合金材料制成的实心合金块密度进行测量。将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图1 所示，则应将平衡螺母向（左或右）端调节，使指针指在分度盘_ _ _ _ _;图 2是正确测量合金块质量时使用祛码情况和游码的位置，该金属块质量为 g；图 3是他用量筒测量中的合金块体积的情景，则该合金块的体积是 c m3；求出合金块的密度为 g/c m3；（2）然后用弹簧测力计测质量为2 0 0 克的的材料制成的实心球，完全浸没在某种液体中示数 为 1.6N,此球受到的浮力 N,求出液体的密度为 g/c m%【答案】（1）左中心3 465.7（2）0.4N 1.1 X 1 03【解析】（1）将天平放在水平桌面上，把游码放在标尺左端零刻度线处，指针右偏，则应将平衡螺母向左侧调节，使指针指在分度盘中央。标尺的分度值为0.5g,所测合金质量为：m=2 0 g+1 0 g+4g=3 4g o 水的体积为1 2 c m3,水和合金总体积为1 8c m：,则合金的体积为：V=1 8c m -1 2 c m -6c n i；!o由以上数据可得合金的密度为P =-=5.7g/c m v 6 cm3（2）物体重力为 G=m g=0.2 kg X 1 0 N/kg=2 N；物体所受浮力：F 浮=G-F =2 N T.6N=0.4N；物体浸没在液体中：V“尸 V =3 =警 c m ；由尸档。淑小g得液体密度为：1004N1.lX103kg/m3o11