挑战14 实验探究题（力学综合38题）（原卷版）

2023 年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（原卷版） 挑战14 实验探究题（力学综合38 题） 【题型1 固体的密度测量实验】.............................................................................................................................1 【题型2 液体的密度测量实验】...........................................................................................................................14 【题型3 实验 测量物体运动的平均速度】..........................................................................................................24 【题型1 固体的密度测量实验】 1．（2023•淮安）用托盘天平和量筒测量金属块的密度。 （1 “ ）将天平放在水平台面上，游码移至标尺左端0”刻度线处，指针静止时的位置如图 甲所示，应将平衡螺母向 调节，使指针对准分度盘中央的刻度线。 （2）将金属块放在左盘，向右盘中加、减砝码，并移动游码，当天平再次平衡时，所 加砝码的质量及游码的位置如图乙所示，该金属块的质量为 g。 （3）将金属块放入装有40mL 水的量筒中，液面位置如图丙所示，则金属块的密度为 g/m3。 2．（2023•北京）小强用天平和量筒测量土豆的密度，由于土豆太大，不能放入量筒中， 他将土豆切下来一小块进行实验。 （1）将天平放在水平台面上，游码归零后，发现指针指示的位置如图甲所示，将平衡 螺母向 端移动，使横梁水平平衡。 （2）将土豆放在天平的左盘，当右盘中砝码的质量和游码在标尺上的位置如图乙所示 时，横梁再次水平平衡，土豆的质量为 g。 （3）用量筒测出土豆的体积为40m3。 （4 ）该土豆的密度为 g/m3。 3．（2023•泰州）小明使用天平和量筒测量石块的密度。 （1）将天平放在水平台面上，如图甲所示，是小明刚调节完天平平衡的情形。请你指 出他调节过程中遗漏的操作步骤： 。补上遗漏步骤后，为使天平重新平 衡，应将平衡螺母向 调节。 （2 ）用调好的天平称石块的质量，测量结果如图乙所示，则石块的质量为 g。接着他在量筒中倒入30mL 的水，再将石块浸没在水中，水面位置如图丙所示，则 石块的密度为 g/m3。 （3）以下操作会导致石块密度的测量值偏大的有： （多选，填字母序号）。 读取量筒示数时视线俯视液面 B 先测石块的体积后测石块的质量 石块放入量筒时有部分水溅起附在筒壁上 4．（2023• “ ” 德州）某学习小组，在做测量小石块密度的实验时进行了如下操作： （1）如图甲，将天平放在水平台面上，指针恰好指在分度盘中央，接下来应该将游码 移至零刻度线后向 调节平衡螺母，使指针再次指在分度盘中央。 （2 ）正确测量小石块的质量，如图乙所示，则小石块的质量为 g。 （3 ）放入小石块前后量筒示数如图丙所示，则小石块的密度为 kg/m3。 （4）另一小组在实验时先测了小石块的体积，接着测量了它的质量，这样会导致测得 的小石块密度比真实值偏 。 （5）我们也可以利用弹簧测力计、烧杯和水来测量小石块的密度，步骤如下： 将小石块挂在弹簧测力计下静止时，读出弹簧测力计的示数为F1； b 将挂在弹簧测力计下的小石块浸没在烧杯内的水中静止时（小石块未接触烧杯底）， 弹簧测力计的示数为F2； 小石块密度的表达式ρ 石＝ （用F1、F2和ρ 水表示）。 5．（2023•娄底）某实验小组想通过实验测量小矿石的密度。 （1 “ ）将天平放在水平桌面上，把游码移至标尺左端0”刻度线处，发现指针在分度盘中 线的右侧，他应将平衡螺母向 调节，直至天平横梁平衡； （2 ）天平调节平衡后，测得小矿石的质量如图甲所示，小矿石的质量为 g； （3 ）利用图乙所示装置可测出小矿石的体积，求出小矿石的密度为 kg/m3； （4）另一实验小组测较大矿石的密度，先用天平测出矿石的质量，再按图丙所示的步 骤测出矿石的体积，由于取出矿石时带出一部分水，所以测得的密度与实际值相比 “ ” “ ” “ ” （选填偏大、偏小或相等）。 6．（2023•辽宁）小宁利用天平和量筒测量一个圆柱体金属块密度。 （1）把天平放在水平台上，将游码放在标尺的零刻度线处。若天平的指针指在分度盘 中线的左侧，应向 “ ” “ ” （填左或右）调节平衡螺母，使天平平衡。 （2）测量金属块质量时，天平恢复平衡，砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示，金 属块的质量为 g。 （3）测量金属块体积时，小宁用粗铁丝系紧金属块并将其浸没在装有30mL 水的量筒 中，量筒中水面上升至如图乙所示的位置，则金属块密度为 kg/m3。以上实 验操作会导致金属块密度的测量值 “ ” “ ” （填偏大或偏小）。 （4）小宁又利用弹簧测力计、细线、刻度尺、圆柱体金属块和分别装有足量水和盐水 的烧杯等器材，设计了如下实验，测量盐水的密度。请将实验步骤补充完整： ①用刻度尺测量圆柱体金属块的高度为； ②把弹簧测力计下悬挂的圆柱体金属块浸没水中，如图丙所示，读出弹簧测力计的示数 为F； ③把弹簧测力计下悬挂的圆柱体金属块逐渐浸入盐水中，直至弹簧测力计的示数再次为 F ，用刻度尺测出圆柱体金属块 的高度为1； ④盐水密度的表达式为ρ 盐水＝ （用所测物理量字母和ρ 水表示）。 7．（2023•宁夏）2023 年5 月21 “ ” 日，第五届丝绸之路马拉松比赛在银川开赛，近两万五 千人参加比赛，完成比赛后可获得完赛奖牌，如图1。有同学想知道完赛奖牌的密度， 进行了如下测量： （1）将天平放在水平桌面上，调节天平平衡，调平后如图2 甲所示，请指出调平过程 中存在的错误： 。 （2 ）改正错误后，发现指针指在分度盘中线的左侧，应将平衡螺母向 （选 “ ” “ ” 填左或右）调节，直至天平平衡。 （3）用调好的天平测量奖牌的质量，天平平衡时，右盘中砝码的数量和游码对应的位 置如图2 乙所示，奖牌的质量是 g。 （4）如图2 丙，将奖牌缓慢浸没在盛满水的溢水杯内，用量筒测出溢出水的体积，如 图2 丁。则奖牌的密度ρ＝ g/m3。（计算结果保留两位小数） （5 ）该实验中，密度的测量值比真实值偏 ，原因是 。 8．（2023•潍坊）小明利用实验室器材测量两块大小和材质均不相同的石块的密度。 （1）天平调平衡后，在测量小石块质量时，往右盘加减砝码过程中，加入最小砝码 后，天平指针位置如图甲（一）所示，将最小砝码取出，指针位置如图甲（二）所示， 接下来正确的操作是 ，直至指针对准分度盘中央刻度线，此时天平如图乙所 示，则小石块的质量是 g； （2）用细线系住小石块放入盛水的量筒中，量筒前后液面变化如图丙所示，则小石块 的密度为 g/m3。 （3）小明发现利用天平和量筒无法完成大石块密度的测量，经思考后，进行了如下实 验操作。 ①将杠杆调节水平平衡后，在两侧各挂大石块和弹簧测力计，竖直拉动测力计使杠杆水 平平衡，如图丁所示，记录此时弹簧测力计示数为F1； ②将石块浸没于盛水的烧杯中，竖直拉动测力计使杠杆再次水平平衡，如图戊所示，记 录此时弹簧测力计示数为F2； ③已知水的密度为ρ 水，计算大石块的密度ρ＝ （用ρ 水、F1、F2表示）。 9．（2023•朝阳）某实验小组的同学利用天平和量筒等器材测量一块玉石的密度。 （1 ）把天平放在水平桌面上，将游码调到标尺左端 处，发现指针偏向分度盘 的左侧，此时应向 旋动平衡螺母，使横梁在水平位置平衡。 （2）将玉石放在天平的左盘中，向右盘中加减砝码并调节游码直到横梁恢复在水平位 置平衡。此时，右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示，则玉石的质量是 g。 （3）向量筒中加入50mL 的水，将玉石浸没在水中，液面的位置如图乙所示，则玉石 的密度是 kg/m3。 （4）同组的同学认为不用砝码，使用天平、两个相同的烧杯、量筒和水（水的密度用 ρ 水表示）等器材也能测出玉石的密度。请将实验步骤补充完整： ①在两个相同的烧杯中装入等量的水，分别放在已经调平的天平左右两盘中，如图丙所 示； ②将拴好细线的玉石缓慢浸没在左盘烧杯的水中（不接触烧杯底），用量筒向右盘的烧 杯中加水直到横梁在水平位置恢复平衡，记录加水的体积为V1，如图丁所示； ③让玉石缓慢沉入到水底，松开细线， 直到横梁再次在水平位置恢复平 衡，记录再次加入水的体积为V2； ④玉石密度的表达式为ρ＝ （用V1、V2、ρ 水表示）。 10．（2023•株洲）某同学测量鸡蛋密度的过程如下。 （1 ）把一枚鸡蛋放在调好的天平的 “ ” “ ” （填左或右）盘，平衡时，放在托盘中 的砝码以及游码位置如图甲所示，则鸡蛋的质量为 g。 （2）将这枚鸡蛋放入盛有350mL 水的量杯后，鸡蛋浸没在水中，此时量杯中的水面如 图乙所示（鸡蛋未画出），则鸡蛋的体积为 m3。 （3 ）这枚鸡蛋的密度为 g/m3。 11．（2023•邵阳）晶晶同学旅游时捡到一颗漂亮的鹅卵石。他从学校物理实验室借来天平 （含砝码）、量筒测量这颗鹅卵石的密度，步骤如下： （1）将天平放在水平桌面上，游码移至标尺左端的零刻线处，调节平衡螺母，使横梁 平衡。 （2）将鹅卵石放在天平的左盘上，往右盘中加减砝码并移动游码，直到天平再次平 衡。所放的砝码和游码的位置如图甲所示，则鹅卵石的质量为 g。 （3 ）如图乙，使用量筒时，正确的读数方法是 （选填①或②或③），晶晶同 学测出鹅卵石的体积为10m3。 （4 ）计算出该鹅卵石的密度为 g/m3。 12．（2023• “ ” 滨州）某小组在测量金属块密度的实验中： （1 ）把天平放在水平桌面上，将 拨至标尺左端的零刻度线处，发现如图甲所 示情况，应向 调节平衡螺母，使指针指到分度盘的中央。 （2）天平平衡后，小组的小滨同学按图乙所示的方法称量金属块的质量，请写出其中 的一处错误： 。 （3）小滨纠正了错误，正确操作，天平再次平衡时，放在右盘中的砝码和游码的位置 如图丙所示，所称量金属块的质量是 g。 （4）小滨在量筒内倒入20mL 的水，放入金属块后量筒内水面如图丁所示，量筒读数 时，视线应在 “” “ （选填 、B” “” 或 ）处。金属块的体积是 m3，金属块密 度是 g/m3。 （5）小州同学带来他在乒乓球比赛中获得的一枚金牌，想测量金牌的密度，发现金牌 无法放入量筒中。同学们共同设计了如下测该金牌密度的实验方： ①用天平测出金牌的质量m； ②将金牌浸没到装满水的溢水杯中，溢出的水流入质量为m1的空烧杯中； ③测得烧杯和溢出水的总质量为m2； ④则金牌密度的表达式：ρ＝ （水的密度为ρ 水，用m、m1、m2、ρ 水表 示）。 13．（2023•河北）物理兴趣小组的同学在实验室测量物体的密度。 Ⅰ小明选取适量某种相同的实心小球进行如下实验。 （1 ）将托盘天平放置在水平台面上，游码放到标尺左端的 ，静止时指针偏 右，应向 调节平衡螺母，直到指针指在分度盘中央。 （2）把80 个这种小球放在左盘中，向右盘加减砝码，并调节游码在标尺上的位置，直 到横梁恢复平衡。此时盘中的砝码和游码的位置如图1 所示，这些小球的总质量为 g。 （3）向量筒中加入体积为15mL 的水，然后向水中逐个缓慢投入小球，水不溅出，小 球沉入水底。投入50 个小球时量筒中液面达到的位置如图2 所示，这些小球的总体积 为 m3。 （4 ）根据测量结果可知这种小球的密度为 g/m3。 Ⅱ小红采用了如下方法测量另一种相同的实心小球的密度。 （1）调节托盘天平至平衡后，左盘放适量小球，右盘放烧杯并往其中加水，直至天平 平衡。 （2）左盘中减少1个小球，从烧杯逐渐取水倒入空量筒中，天平恢复平衡时，量筒中液 面达到的位置对应的刻度值为V1。 （3）向量筒中逐个缓慢投入小球，水不溅出，小球全部浸没在量筒的水中。投入2个小 球时量筒中液面达到的位置对应的刻度值为V2。 （4）若水的密度用ρ 水表示，写出用ρ 水、V1、V2、1、2表示小球密度的表达式ρ＝ 。 14．（2023•枣庄）我市山区在精准扶贫政策扶持下，种植的大樱桃喜获丰收，小明想知道 大樱桃的密度，他用天平和量筒进行了如下实验。 （1 ）把天平放在水平桌面上，先把游码放到标尺左端的 处，发现指针在分度 盘的位置如图甲所示，应该向 旋动平衡螺母，使横梁平衡； （2）用调好的天平测大樱桃的质量，当右盘中所加砝码和游码的位置如图乙所示时， 天平恢复平衡，则大樱桃的质量为 g； （3）将用细线拴好的大樱桃放入装有60mL 水的量筒中，水面上升到如图丙所示位 置。根据测量结果可知大樱桃的密度为 g/m3； （4）小丽同学设计了另一种实验方：她先用天平正确测出了大樱桃的质量m，再将用 细线拴好的大樱桃放入空量筒中，然后向量筒内倒入适量的水，水面到达V1 刻度线 处，接着将大樱桃提出，水面下降到V2 刻度线处，进而测出大樱桃的体积，并计算出 大樱桃的密度，则小丽所测大樱桃的密度值与真实值相比 “ ” “ （选填偏大或偏 ” 小）； （5）小明回家后，还想测出妈妈手镯的密度，他找到家里的电子秤，称出手镯的质量 是480g，又借助细线、水、玻璃杯，进行了如图丁、戊所示的实验操作，测出了手镯的 体积，则手镯的密度是 g/m3。 15．（2023•南充）小明同学利用以下器材设计甲和乙两种方测量金属球的密度，按图所示 完成以下步骤。 方甲 器材：天平、量筒、水、细线（质量和体积均不计，不吸水） （1 “ ）他先将天平放在水平桌面上，游码置于0”刻度线，调节平衡螺母，直至天平平 衡。 （2）接着他按如图所示的方法来称量金属球的质量，其中有两个错误： ① ； ②用手拿取砝码。 （3）改正错误后，正确测出金属球的质量和体积，如图B 和图所示；密度的测量值是 g/m3。 方乙 器材：电子秤、溢水杯、水 ①用电子秤测出金属球的质量，如图D 所示。 ②将金属球放入溢水杯中，然后向溢水杯中注满水，测出总质量，如图E 所示。 ③缓慢取出金属球，再向溢水杯中补满水，测出此时总质量，如图F 所示。 （4 ）金属球密度的测量值是 g/m3，实验中取出金属球时会带出一些水，则金 属球密度的测量值将 （选填偏大、不变或偏小）。 （5）评估：在所有操作均正确的情况下，小明同学发现两种方测量结果依然有差异。 进一步分析发现产生差异的原因是 。 16．（2023•河南）家乡的土豆丰收了，小红想利用所学知识测量土豆的密度。 （1 ）把天平放到水平台上，将游码移至标尺左端的 处，调节 使横 梁平衡。 （2）将土豆放在天平左盘，向右盘增减砝码并调节游码，当天平平衡时，砝码质量及 游码在标尺上的位置如图所示，土豆的质量为 g。 （3）由于土豆较大，无法放入量筒，于是小红将它缓缓放入一个盛满水的溢水杯中， 直至浸没，测得浸出水的质量为140g。已知水的密度为10g/m3 ，则土豆的体积为 m3 ，密度为 g/m3。在测量溢出水的质量时，不小心有水溅出。测得土豆的密度 与真实值相比 “ ” “ ” （选填偏大或偏小）。 （4）回家后：小红又利用电子秤、杯子和水测出了土豆的密度。测量过程如下： ①把土豆放在水平放置的电子秤上，电子秤示数为m1； ②取下土豆，将装有适量水的杯子放在电子秤上，电子秤示数为m2； ③将用细线系好的土豆缓缓浸没在水中，水未溢出且土豆不触碰杯底。电子秤示数为 m3。 ④求出土豆的密度ρ＝ 。（用m1、m2、m3、ρ 水表示） 17．（2023•山西）暑期，小伟在科技创新大赛中获奖，他想知道所获奖牌的材质，为此， 设计如下实验方。 物质 密度/（kg•m 3 ﹣） 铜 89×103 铁 79×103 铝 27×103 （1 ）把天平放在 上，把游码放到标尺左端的零刻度线处，横梁静止时，指针 指在如图甲所示位置，接下来的操作是 ，直至横梁在水平位置平衡。 （2）测量过程中，当天平重新平衡时，右盘中所加砝码和标尺上游码的位置如图乙所 示，则奖牌的质量为 g。 （3）在测量奖牌体积时，由于量筒口径较小，奖牌无法放入。经过思考，小伟采取了 以下步骤测出了奖牌的密度。 ①向烧杯中加入适量的水，用细线系住奖牌使其浸没在水中，并在烧杯壁上水面到达的 位置作出标记，如图丙所示。 ②把奖牌从水中取出后，将量筒中的水（体积是40mL）缓慢加入烧杯中至标记处，量 筒中剩余水的体积如图丁所示，则奖牌的体积为 m3。 ③ 算出奖牌的密度是 kg/m3。小伟将测得的密度和表中数据进行对比，推测 奖牌可能是 制成的（答合理即可）。 18．（2023•天津）为了测量一个金属零件的密度，小明进行了以下实验： （1）实验步骤 ①把天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端零刻线处，发现指针在分度盘上的位置 如