專題10力學實驗探究專題

命題趨勢

隨著教育改革的深入和科技進步的影響，實驗題將更加注重對學生實踐能力和創新思維的考查。

力學實驗題注重對基礎實驗技能的考查。這包括實驗器材的選擇、實驗步驟的設計以及實驗數

據的處理等方面。學生需要熟練掌握基本的實驗操作技能，能夠根據實驗目的選擇合適的器材，

設計合理的實驗步驟，并能夠準確地處理和分析實驗數據。同時也將更加注重對實驗原理、物

理公式的理解和應用，以及跨學科知識的考查。這將有助于培養學生的實踐能力和創新精神，

提高解決實際問題的能力。

?重難詮程

1、探究彈簧測力計原理的實驗

（1）彈簧測力計構造：彈簧、指針、刻度盤。

（2）彈簧測力計原理：在彈性限度內，彈簧受到的拉力跟彈簧的伸長量成正比。

2,探究影響壓力作用效果的因素

（1）實驗原理：P=—O

S

（2）實驗方法：控制變量法、轉換法。

（3）實驗結論：受力面積一定時，壓力越大，作用效果越明顯；壓力大小一定時，受力面積越小，作用效

果越明顯。

3、探究液體內部的壓強大小

（1）實驗方法：控制變量法。

（2）實驗猜想：液體內部壓強可能與液體深度,液體的密度,液體重力，方向等有關。

（3）實驗器材：壓強計；燒杯；食鹽；水；刻度尺。

（4）實驗結論：液體內部向各仝方向都有壓強，壓強隨液體浮度的增加而增加；同種液體在同深度的各處，

各個方向的壓強大小相等;不同的液體，在同一深度產生的壓強大小與液體的密度有關,密度越大，液體

的壓強越大。

4、探究浮力的大小與哪些因素有關

（1）實驗原理：Fff=G-Fao

（2）實驗方法：稱重法、控制變量法。

（3）實驗器材：彈簧測力計、水、鹽水、細線、燒杯、小石塊。

（4）實驗結論：浮力大小跟浸入液體（水）中的體積有關，浸入液體中的體積一定時，浮力大小跟物體所

在深度無關，浸入液體中的體積一定時，浮力大小跟液體密度有關，密度大的浮力大。

5、探究物體動能大小與哪些因素有關

（1）實驗原理：車在木板上移動的距離越遠，小車對木塊做的功越多，小車具的動能越大。

（2）實驗方法：控制變量法、轉換法。

（3）實驗器材：斜槽、木板、長方體木塊、質量不同的小球。

（4）實驗結論：質量相同的物體，運動速度越大，動能越大；運動速度相同的物體，質量越大，動能越大；

動能與物體的質量和物體運動的速度有關。

6、探究杠桿平衡的條件

<1）杠桿、鉤碼盒一套、彈簧測力計、細線、刻度尺。

（2）實驗結論：動力X動力臂=阻力X阻力臂公式表示:FILLFJ”

7、探究影響影響滑輪組機械效率與哪些因素有關

（1）實驗原理：n=區xlOO%=0xlOO%。

%Fs

（2）實驗方法：控制變量法。

（3）實驗器材：鉤碼、滑輪組、鐵架臺、細線、彈簧測力計、刻度尺。

（4）實驗結論：滑輪組機械效率與物體重力和動滑輪的個數有關;同一滑輪組，提起的物重越重,滑輪組

的機械效率越高;不同的滑輪組機械效率不同，且在物重相同時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低。

重難通關練

—.實驗探究題（共28小題）

1.（2023?潮南區模擬）如圖，用相似的實驗器材能研究不同的物理問題。

（1）如圖甲是演示壓力的作用效果的器材，用力握緊玻璃瓶，細管中的液面會（選填“上升”

或“下降”）；握力相同時，細管越細，細管內液柱的高度變化越（選填“大”或“小”）。

（2）該裝置也可作為自制溫度計使用，這是利用了液體的性質；使用時應避免用手

抓、按壓等，目的是O

（3）將瓶子內的液體倒出部分，制成自制氣壓計，如圖乙。其他條件不變，外界氣壓降低時，細管中的

液面會（選填“上升”或“下降”）。該裝置的一個缺點是

2.（2023?廣州）小明計劃制作一個簡易彈簧測力計，要求：

①測量范圍為0?30N；

②分度值為1N；

③用木板M做刻度板；

④相鄰兩刻度線之間的距離相等且適當大一些。

為了滿足上述要求，小明對已有的四根彈簧做了如下測試：如圖1,把彈簧掛在豎直木板M上，測出彈

簧原長10,如圖2,把30N的重物掛在彈簧下端，測出彈簧總長1。測試結果如表。請你幫小明選擇一根

最合適的彈簧，并說明不選其他三根的理由。___________________________________________________

彈簧代號甲乙丙T

lo/cm2.004.004.008.00

1/cm20.0022.006.1035.00

取走重物后彈簧能否恢復原狀不能能能能

3.（2023?廣東）在“探究浮力大小與哪些因素有關”的實驗中:

甲

（1）觀察彈簧測力計的零刻度線、和分度值。調零時，彈簧測力計應在（選填“豎

直”或“水平”）方向上調零。

（2）如圖甲所示，在彈簧測力計下懸掛一個高為6cm的長方體物塊（可塑），測出重力。將它緩慢浸入

水中，記錄懸停在A、B、C、D、E這五個位置彈簧測力計的示數和深度h。請根據實驗數據，在圖乙

中畫出物塊所受浮力F浮隨h變化的圖象。

（3）分析圖象可知：浸沒前，h增加，F浮；浸沒后，h增加，F浮0（均選填“變大”、“變

小”或“不變”）

（4）若把此物塊捏成高為6cm的圓錐體，重復上述實驗。兩次實驗所得的F浮隨h變化的圖象（選

填"相同"或"不同”）。

（5）若繼續探究浮力的大小與液體密度的關系，還需添加一種材料：o

4.（2023?廣東模擬）（1）如圖-1所示，秒表的讀數為s；

（2）如圖-2所示，彈簧測力計的量程為N,讀數為N；

（3）使用天平測量物體質量前，要調節橫梁左端的使天平橫梁在水平位置平衡；天平平

衡時，放在天平右盤中的祛碼和游碼的位置如圖-3所示，石塊的密度為kg/m3?

5.（2023?廣東一模）如圖所示，用完全相同的玻璃瓶和細管制成甲、乙兩個密封裝置，甲中裝滿水，乙中

水未裝滿。用力捏甲瓶，細管中水柱會；將乙瓶拿到高山頂上，細管中的水柱會；兩

裝置中圖裝置可以做一個溫度計。（前兩空均選填“上升”或“下降”）

6.（2023?南海區校級模擬）在“小實驗、小制作”比賽活動中，物理興趣小組利用身邊的小玻璃瓶、單孔

橡皮塞、兩端開口的透明吸管、水，展示了如下實驗。

（1）“敲擊實驗”。如圖甲，用筆桿敲擊使空玻璃瓶發生，產生聲音，加大敲擊的力量，聲

音的（選填“音調”、“響度”或“音色”）發生了改變；

（2）自制溫度計。如圖乙，將玻璃瓶放入熱水中，觀察到吸管中的液面（選填“上升””下

降”或“不變”），驗證了溫度計是根據液體的規律制成的；

（3）自制水氣壓計。如圖丙，提著瓶子從一樓走到四樓，觀察到吸管中的液面上升，說明了大氣壓強隨

海拔高度升高而（選填“增大”、“減小”或“不變”）；

（4）自制“噴霧器”，如圖丁，往B管中吹氣，可以看到A管中的液面（選填“上升”、“下降”

或“不變”）。這表明，在氣體中，流速越大的位置壓強越小。

（1）小車在噴水時能夠向前運動，是利用了原理。

（2）水從開口礦泉水瓶的小孔噴出，水面降低，水噴出的距離變短，說明水產生的壓強與有

關。

（3）用飲料瓶、透明膠帶、螺母、塑料管按圖制作了一只潛水艇模型。為使潛水艇下沉，則必須從進排

氣管處（選填“吹氣”或“吸氣”），潛水艇從圖中位置下沉的過程中所受到水的浮力（選

填“減小”、“不變”或“增大”）。

8.（2023?禪城區模擬）在“探究影響浮力大小的因素”實驗中，小明根據生活經驗，提出了浮力大小可能

與下列因素有關的猜想：

A.與物體浸入液體中的深度有關；

B.與物體排開液體的體積有關；

C.與液體的密度有關。

（1）分析三次實驗，可知浮力大小與物體排開液體的體積有關；分析a、d、e三次實驗。

可知在物體排開液體的體積一定時，液體密度越大，物體受到的浮力（選填“越大”或“越小”）。

（2）進行探究時,實驗步驟和彈簧測力計的示數如圖1所示。其中序號c中物體P所受浮力大小為—N,

物體P的密度為kg/m3（水的密度為LOXl（）3kg/m3,g=10N/kg）

（3）小明接著又探究了“浸在液體中的物體所受浮力跟它排開液體所受重力的關系”，過程如圖2所示，

其中彈簧測力計的示數依次是Fl、F2、F3、F4O

①探究操作的最合理順序是（只填字母），若圖中Fi、F2、F3、F4四個力之間的關

系式成立，就可得出結論F?j=G排。

②圖2中會影響該探究結論能否正確得出的是（只填字母）。

A.c中水面未到達溢水杯的溢水口

B.c中物體沒有全部浸入在水中

9.（2023?深圳）琴琴同學探究壓強與受力面積的關系，得出了一個錯誤的結論。

（1）誰的壓力大，誰的受力面積大。（選填“海綿的大”“沙坑的大”“兩個相等”）

（2）改進這兩個實驗的意見：o

（3）對比甲圖選擇下面的對比探究壓強和壓力大小的關系。

10.（2022?廣東）在“探究杠桿的平衡條件”實驗中:

（1）小明安裝好杠桿后，發現其左端下沉，如圖甲所示，為使杠桿在水平位置平衡，應將平衡螺母向—調

節。

（2）如圖乙所示，杠桿調節平衡后，在A處懸掛3個鉤碼，每個鉤碼重0.5N。如果在B處施加一個拉

力使杠桿在水平位置再次平衡，當方向為時，拉力最小，大小為No

（3）課后，小明制作了一個簡易杠桿，調節杠桿在水平位置平衡，然后在它兩邊恰當位置分別放上不同

數量的同種硬幣，使其在水平位置再次平衡，如圖丙所示，則力臂11：12=,若兩邊同時各取走

一枚硬幣，則杠桿的端將下沉。

11.（2023?東莞市二模）某同學探究液體內部壓強的特點，實驗過程如圖所示。

（2）如圖甲、乙、丙所示，將壓強計的探頭放在水中的.深度處（選填“同一”或“不同”）,

使橡皮膜朝向不同的方向，觀察到U形管內液面高度差（選填“不變”或“改變”）。

（3）若要探究液體壓強與深度的關系，最合理應該根據兩個圖的實驗現象進行對比。

（4）若圖丁的實驗中U形管左右兩側水面的高度差為5cm,則橡皮管內氣體的壓強與管外大氣壓之差

為Pa0（U形管中液體密度p水=1.0X103kg/m3）

（5）為了探究液體壓強與液體密度的關系，該同學用水和鹽水，利用圖戊所示的裝置進行實驗，若橡皮

膜出現圖示情況，說明隔板（選填“左”或“右”）側的液體是鹽水。

12.（2023?寶安區模擬）為了探究“影響液體內部壓強大小的因素”，依依采用U形管液體壓強計裝置進行

實驗。

（1）為了使壓強計的金屬盒在同種液體、同一深度處時，U形管內的液面高度差增大一點，U形管

應；

A.用內徑更細的U形管B.改注鹽水C.改注酒精

（2）如圖丙所示，橡皮管和玻璃管側壁管口相連通，當向玻璃管中吹氣時;U形管內液面較高的是—（選

填“a”或"b”）側；

（3）小王自制另一套裝置探究液體壓強與什么因素有關。如圖丁所示，在一個右側開孔并貼上橡皮膜的

塑料瓶中裝入部分水，然后將瓶子放入裝有鹽水的燒杯中，內外液面相平，發現橡皮膜內凹，說明當深

度相同時，越大，液體壓強越大；

（4）學完了液體壓強的知識后，小王想到可以用這套裝置來測量液體密度。如圖戊所示，將裝有水的瓶

子放入裝有酒精的燒杯中，使橡皮膜變平，然后測量了水面到橡皮膜中心的距離為hi,酒精液面到橡皮

膜中心的距離為h2,則酒精的密度為（用hi、h2、p水表示）。

13.（2023?南山區校級三模）小明利用U形管壓強計和裝有水的大燒杯來探究液體內部壓強的特點。實驗

前，他注意到U形管兩邊的液面已處在同一水平線上，如圖甲所示。

（1）實驗中液體內部壓強的大小通過反映出來；

（2）使用前應檢查裝置是否漏氣，方法是用手輕輕按壓幾下橡皮膜，如果U形管中的液體能靈活升降，

則說明裝置;（選填“漏氣”或“不漏氣”）

（3）通過觀察圖乙、丙兩次實驗可知，液體內部的壓強與有關；

（4）小明還發現在同種液體中，金屬盒距液面的距離相同時，只改變金屬盒的方向，U形管兩邊液柱的

高度差不變化，表明在相同條件下液體內部各個方向的壓強;

（5）已知丙圖中U形管左側液柱高為4cm,右側液柱高為10cm,則U形管底部受到的液體壓強為Pa；

（p水=1.0Xl（）3kg/m3,g取10N/kg）

（6）小明保持圖丙中金屬盒的位置不變，并將一杯濃鹽水倒入燒杯中攪勻后，實驗情形如圖丁所示，比

較丙、丁兩次實驗，小明得出了：液體的密度越大，其內部的壓強越大的結論。你認為他的結論是否可

靠？,原因是：。

14.（2023?東莞市校級模擬）如圖為小明“探究液體內部壓強的特點”的實驗過程圖。

（1）壓強計上的U形管（選填“屬于”或“不屬于"）連通器。

（2）若在使用壓強計前，發現U形管內水面已有高度差，通過方法（填序號）可以進行調節。

①從U形管內向外倒出適量水②拆除軟管重新安裝③向U形管內加適量水

（3）比較圖甲A、B、C,得出結論：同種液體，同一深度,

（4）將圖甲A中的探頭逐漸下移，可觀察到U形管內液柱的高度差逐漸變大，得出結論：液體密度一

定，。

（5）根據實驗所得出的結論，在圖乙中的a、b、c、d、e五個點中，壓強最大的是點。

（6）若圖甲C實驗中U形管左右兩側水面的高度差為5cm,則橡皮管內氣體的壓強與管外大氣壓之差

為Pa-

15.（2023?中山市模擬）圖A、B、C、D、E是探究某圓錐形物體“浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗步

（1）由兩個步驟中可知物體浸沒酒精中時受到的浮力是N；

（2）由步驟A、B、C、D可得出結論：物體受到的浮力大小與有關；

（3）由步驟A、D、E可得出結論：物體受到的浮力大小與液體的有關；

（4）圓錐體的密度為g/cn?；（p水=1.0X103kg/m3）

（5）用彈簧秤拉著圓錐形物體從水面緩慢浸入水中，根據實驗數據描繪的彈簧秤示數F隨圓錐形物體浸

ABCD

16.（2023?惠城區模擬）如圖所示為活動卡上的幾個實驗。

（d）

（1）圖（a）所示實驗過程是定量研究浸沒在液體中的物體受到的浮力與之間的

關系，量筒中盛放的是水，物體受到的浮力可以用表示，V2-Vi表示.

（2）如圖（b）所示，在探究壓力的作用效果與哪些因素有關時，將鉛筆壓在大拇指和食指之間，觀察

到手指肌肉下陷情況不同，這是在探究壓力的作用效果與的關系。

（3）小明和小紅同學利用U形管壓強計來探究液體內部壓強與深度的關系，如圖（c）所示。小明在容

器內裝入水后，將U形管壓強計的金屬盒置于水中的深度處（選填“相同”或“不同”），并觀

察比較U形管壓強計兩邊液面的o

（4）圖（d）所示實驗中若玻璃管傾斜，管內水銀柱的長度將（選填“變大”、“變小”或“不

變"）。若倒插水槽后手指離開之前，管內水銀柱上方有氣泡，管外大氣壓將0（選填“變大”、

“變小”或“不變”）

17.（2023?香洲區校級三模）某實驗小組利用彈簧測力計、小石塊、溢水杯等器材，探究浮力的大小與排

開液體所受重力的關系。

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81

（1）為了探究F浮與G排的關系，需要在圖中操作的基礎上增加一個步驟。請寫出該步驟的內容：用彈

簧測力計測量o

（2）由圖中步驟B、E可知，浮力的大小跟有關。

（3）圓柱體的體積為n?；未知液體的密度為kg/m3o

（4）若B步驟中的溢水杯放在電子秤上，如圖F,在圓柱體浸入水的過程中（未接觸容器底），電子秤

的讀數將。（選填“增大”“減小”或“不變”）

19.（2023?香洲區校級三模）汽車的超載、超速行駛很容易造成交通事故。小東由此想要探究動能大小與

丙丁

（1）三次實驗應讓小球由靜止開始滾下。實驗中，動能的大小是通過來反映的；

（2）甲、乙兩次實驗探究的是動能與的關系；

（3）進行圖丙實驗時，木塊被撞后滑出木板掉落，由此可推斷A、B兩球的質量關系是：mAmB,

與乙圖實驗進行比較，可以得出：—相同時，質量越大，動能越大。為了實驗安全，需改進丙圖實驗，

再與乙圖實驗對比，在不改變木板長度的情況下，以下可行的方法是（填寫正確選項前的字母）。

A.換用質量更小的鋼球B.給水平木板鋪上毛巾

C.適當降低鋼球B的高度D,換用一個較重的木塊

（4）善于動腦的小東又設計了如圖丁所示的方案：用同一個鋼球兩次將同一彈簧壓縮到不同程度，兩次

實驗彈簧具有的彈性勢能（填“相同”或“不同”）。放手后將小球彈出去撞擊放在同一位置的

木塊時的速度也不同，從而驗證了動能與速度的關系。接著讓質量不同的兩個鋼球兩次將同一彈簧壓縮

到相同程度，放手后將小球彈出去撞擊放在同一位置的木塊，這樣做（填“能”或“不能”）驗

證動能與質量的關系。

20.（2023?中山市校級一模）許多實驗器材在物理實驗中都能重復利用，如圖，是斜面在物理實驗中多次

使用。

甲：測量物體平均速度

乙：探究阻力對物體運動的影響

丙：探究動能大小的影響因素

①如圖甲利用斜面和小車測量平均速度，實驗時應保持斜面的傾斜角（選填“較大”或“較小”），

從而減小測量時間時造成的誤差；

②圖乙、丙實驗都有讓物體（小車或小球）從斜面的同一高度靜止下滑的操作步驟，這樣操作的目的是

使物體到達斜面底端的相同；

③圖乙實驗中阻力對物體運動的影響是通過來反映的，由圖乙可推理當向前運動

的小車在水平面上所受阻力為零時，小車的運動情況是=

21.（2023?南山區三模）在“探究杠桿的平衡條件”實驗中：

（1）小明安裝好杠桿后，發現其左端下沉，如圖甲所示，為使杠桿在水平位置平衡，應將平衡螺母向—調

節。（選填“左”或“右”）

（2）如圖乙所示，杠桿調節平衡后，在A處懸掛3個鉤碼，每個鉤碼重0.5N。如果在B處施加一個拉

力使杠桿在位置再次平衡，當力的方向為豎直向下時，拉力最（選填“大”或“小”）,

大小為No

（3）課后，小明制作了一個簡易杠桿，調節杠桿在水平位置平衡，然后在它兩邊恰當位置分別放上不同

數量的同種硬幣，使其在水平位置再次平衡，如圖丙所示，則力臂11:12=,若兩邊同時各取走

一枚硬幣，則杠桿的端將下沉。

22.（2023?潮南區一模）如圖1甲所示是2022北京冬奧會的滑雪大跳臺，回答：

口重力勢能/X10"■動能/XKJ4J

圖1乙

圖2

（1）運動員從起點下滑，過程中先后經過M、S兩點，她在這兩點的動能和重力勢能如圖1乙所示，則

運動員在M點的動能為J；在M、S兩點相比，速度，重力勢能,

機械能（均選填“M點大”、“S點大”或“一樣大”）。

（2）小明制作大跳臺的模型。把跳臺滑道上段簡化成如圖2甲的杠桿，O是支點，A是這段滑道的重心，

若模型支架對滑道的力F作用在B點，沿be線；

①畫出F和F的力臂11。

②根據杠桿平衡條件可以判斷，F滑道上段所受的重力（選填“大于”、“等于”或“小于”）。

（3）用圖2乙裝置模擬建造滑道，被勻速提升的模型部件重3N,拉力F為2.5N,此過程的機械效率

為o

23.（2023?福田區模擬）同學們在學校的花園里散步時，看到校工師傅在用剪刀修剪樹枝（如圖1所示）,

發現他在修剪較粗硬的樹枝時，需要把樹枝夾在離軸很近的地方，手放在剪刀離軸最遠的末端用力就會

很輕松的剪斷粗樹枝了。看到這里，同學們就討論起來了：為什么這樣使用，就會很容易剪斷樹枝呢？

大家一致認為應該對杠桿平衡時需要滿足的條件進行一下研究，于是同學們利用實驗器材：杠桿、支架、

鉤碼（每個重1N）、彈簧測力計開始了下面的實驗：

（1）實驗前的杠桿如圖2甲所示，將左側的平衡螺母向端調節，使其在位置靜止。

（2）小林組的同學按約定在支點0左側掛了2個鉤碼作為阻力，如圖2乙所示。在右側的不同位置分

別掛了數目不同鉤碼，進行了三次實驗，記錄數據如表一。分析表一數據，可以得到杠桿平衡需要的條

件是：動力X動力臂=O

表一

實驗次數動力F1/N動力臂h/cm阻力F2/N阻力臂h/cm

1410220

2215215

3120210

（3）如圖2丙所示，小軍組在杠桿右側使用了彈簧測力計來施加動力，他們向下拉動測力計使杠桿水平

靜止，實驗數據如表二。分析表中的數據后，小軍發現自己組測出的動力可能有較大的誤差且都偏小，

如果忽略誤差的影響，他也能得到和小林組同樣的結論。但是同組的小群回顧了他們的實驗過程，又仔

細分析后，發現了他們每一次記在表格中的動力的數據都是錯誤的，理由是：按他們測量動力的方法，

所記動力的大小應該是彈簧測力計的示數再加上。

表二：

實驗次數動力F1/N動力臂li/cm阻力F2/N阻力臂12/cm

17.95220

22.910215

30.920210

（4）糾正錯誤后，綜合分析表一和表二的數據，通過進一步分析得，當阻力一定且杠桿平衡時，

,則動力就越小。所以在修剪較粗硬的樹枝時,像校工師傅那樣使用剪刀就會更省力些。

24.（2023?東莞市校級模擬）小華在課外探究彈簧的伸長量跟拉力的變化關系，記錄了相應實驗數據，如

表1所示。

（2）小華利用完全相同的小桶分別盛滿四種液體，再用最大量程為5N的彈簧測力計分別稱出液體和小

桶的總重力，記錄的部分數據見表2。

表2

液體種類酒精水鹽水蜂蜜

彈簧測力計的示數F/N2.62.83.0

①通過分析比較表2,小華推測在液體密度與彈簧測力計示數之間有一定的規律，下列圖象中能正確反

映這一規律的圖象是;

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②若酒精的密度為0.8g/cm,根據表格中的數據計算出鹽水的密度為g/cnr,小桶的重量為N.

若查到蜂蜜的密度為1.4g/cm3,則表2空格中數據應為N?

（3）小華又利用相同的彈簧測力計及小桶，將彈簧測力計改裝成可以直接讀取液體密度的彈簧密度計,

該彈簧密度計能用于測量液體密度的最大值為g/cn?。

25.（2023?東莞市一模）物理興趣小組在進行“探究浮力的大小與哪些因素有關”實驗中，用彈簧測力計

掛著一實心圓柱體，以圖a、b、c、d、e