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27.（6分）为了“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”，小明利用完全相同的两块木块A、B设计了如图所示的实验。
（1）测量滑动摩擦力的大小时，应在水平桌面上用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做
（2）甲、乙两次实验说明：在接触面粗糙程度相同时，
（3）比较乙、丙两次实验说明：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小
（4）小红对实验装置进行改进，如图丁所示，在用力将木板向右拉出的过程中，弹簧测力计
（1）测量滑动摩擦力的大小时，应在水平桌面上用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做
匀速直线
运动，根据二力平衡
原理可知，弹簧测力计对木块的拉力等于木块所受的摩擦力。（2）甲、乙两次实验说明：在接触面粗糙程度相同时，
压力
越大，滑动摩擦力越大。（3）比较乙、丙两次实验说明：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小
无关
。（4）小红对实验装置进行改进，如图丁所示，在用力将木板向右拉出的过程中，弹簧测力计
①
（选填“①”或“②”）的示数反映了木块C与木板间滑动摩擦力的大小；若加速拉动木板，则测得的木块C所受摩擦力不受影响
（选填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。答案
27.(1)匀速直线 二力平衡 (2)压力 (3)无关 (4)① 不受影响
【点拨】本题考查“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验,涉及二力平衡原理的应用以及滑动摩擦力大小与压力大小、接触面积、运动状态等因素的关系探究。
【解析】(1)根据二力平衡条件可知,应使弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木块,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力是一对平衡力,大小相等。
(2)甲、乙两次实验,接触面粗糙程度相同,乙中木块A上增加了木块B,压力增大,弹簧测力计示数F乙大于F甲,即滑动摩擦力增大,说明在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)乙、丙两次实验,压力相同,接触面粗糙程度相同,但接触面积不同,弹簧测力计示数F丙=F乙,即滑动摩擦力大小相同,说明滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。
(4)在图丁中,用力将木板向右拉出的过程中,木块C相对地面静止,弹簧测力计①拉着木块C,此时木块C受到的木板的滑动摩擦力与弹簧测力计①的拉力是一对平衡力,所以弹簧测力计①的示数反映了木块C与木板间滑动摩擦力的大小。若加速拉动木板,木块C对木板的压力大小和接触面粗糙程度不变,根据滑动摩擦力大小的影响因素,滑动摩擦力不变,所以测得的木块C所受摩擦力不受影响。
【点拨】本题考查“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验,涉及二力平衡原理的应用以及滑动摩擦力大小与压力大小、接触面积、运动状态等因素的关系探究。
【解析】(1)根据二力平衡条件可知,应使弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木块,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力是一对平衡力,大小相等。
(2)甲、乙两次实验,接触面粗糙程度相同,乙中木块A上增加了木块B,压力增大,弹簧测力计示数F乙大于F甲,即滑动摩擦力增大,说明在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)乙、丙两次实验,压力相同,接触面粗糙程度相同,但接触面积不同,弹簧测力计示数F丙=F乙,即滑动摩擦力大小相同,说明滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。
(4)在图丁中,用力将木板向右拉出的过程中,木块C相对地面静止,弹簧测力计①拉着木块C,此时木块C受到的木板的滑动摩擦力与弹簧测力计①的拉力是一对平衡力,所以弹簧测力计①的示数反映了木块C与木板间滑动摩擦力的大小。若加速拉动木板,木块C对木板的压力大小和接触面粗糙程度不变,根据滑动摩擦力大小的影响因素,滑动摩擦力不变,所以测得的木块C所受摩擦力不受影响。
解析
【分析】
解决本题需围绕滑动摩擦力的实验原理、控制变量法及滑动摩擦力的影响因素展开分析：第(1)问利用二力平衡原理，需让木块做匀速直线运动使拉力与摩擦力平衡；第(2)问通过甲、乙实验的变量（压力）得出压力对滑动摩擦力的影响；第(3)问通过乙、丙实验的变量（接触面积）得出接触面积对滑动摩擦力的影响；第(4)问结合丁图的实验改进，利用平衡状态判断测力计示数，再根据滑动摩擦力的决定因素判断加速拉木板的影响。
【解析】
(1) 测量滑动摩擦力时，根据二力平衡原理，需用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木块，此时木块受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，因此应填“匀速直线”“二力平衡”。
(2) 甲、乙两次实验，接触面粗糙程度相同，乙中木块对接触面的压力更大，弹簧测力计示数更大，说明在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大，故填“压力”。
(3) 乙、丙两次实验，压力和接触面粗糙程度均相同，仅接触面积不同，弹簧测力计示数相同，说明滑动摩擦力大小与接触面积的大小无关，故填“无关”。
(4) 图丁中，木块C相对地面静止，处于平衡状态，受到的滑动摩擦力与弹簧测力计①的拉力是一对平衡力，因此测力计①的示数反映滑动摩擦力大小；滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关，加速拉动木板时，木块C对木板的压力和接触面粗糙程度均不变，所以木块C所受摩擦力不受影响，故填“①”“不受影响”。
【答案】
(1)匀速直线；二力平衡 (2)压力 (3)无关 (4)①；不受影响
【知识点】
滑动摩擦力、二力平衡、控制变量法
【点评】
本题是探究滑动摩擦力影响因素的基础实验题，重点考查二力平衡的应用、控制变量法的运用以及滑动摩擦力的决定因素，实验改进部分体现了对实验原理的灵活理解，适合学生巩固相关知识点。
【难度系数】
0.8
解决本题需围绕滑动摩擦力的实验原理、控制变量法及滑动摩擦力的影响因素展开分析：第(1)问利用二力平衡原理，需让木块做匀速直线运动使拉力与摩擦力平衡；第(2)问通过甲、乙实验的变量（压力）得出压力对滑动摩擦力的影响；第(3)问通过乙、丙实验的变量（接触面积）得出接触面积对滑动摩擦力的影响；第(4)问结合丁图的实验改进，利用平衡状态判断测力计示数，再根据滑动摩擦力的决定因素判断加速拉木板的影响。
【解析】
(1) 测量滑动摩擦力时，根据二力平衡原理，需用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木块，此时木块受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，因此应填“匀速直线”“二力平衡”。
(2) 甲、乙两次实验，接触面粗糙程度相同，乙中木块对接触面的压力更大，弹簧测力计示数更大，说明在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大，故填“压力”。
(3) 乙、丙两次实验，压力和接触面粗糙程度均相同，仅接触面积不同，弹簧测力计示数相同，说明滑动摩擦力大小与接触面积的大小无关，故填“无关”。
(4) 图丁中，木块C相对地面静止，处于平衡状态，受到的滑动摩擦力与弹簧测力计①的拉力是一对平衡力，因此测力计①的示数反映滑动摩擦力大小；滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关，加速拉动木板时，木块C对木板的压力和接触面粗糙程度均不变，所以木块C所受摩擦力不受影响，故填“①”“不受影响”。
【答案】
(1)匀速直线；二力平衡 (2)压力 (3)无关 (4)①；不受影响
【知识点】
滑动摩擦力、二力平衡、控制变量法
【点评】
本题是探究滑动摩擦力影响因素的基础实验题，重点考查二力平衡的应用、控制变量法的运用以及滑动摩擦力的决定因素，实验改进部分体现了对实验原理的灵活理解，适合学生巩固相关知识点。
【难度系数】
0.8
28. (8分)小新为了解玛瑙石的密度,将两块不同大小的玛瑙石带到实验室,准备用天平、量筒、烧杯和水等器材进行如下操作:
(1)将天平放在水平台上,把游码移至
(2)小新用正确的方法测量小玛瑙石的质量时,所用的砝码及游码的位置如图甲所示,其质量为
(3)将小玛瑙石放入装有40 mL水的量筒中,液面位置如图乙所示,小玛瑙石的体积为
(4)小新想用同样的方法测出大玛瑙石的密度,当他用天平测出大玛瑙石的质量m后,发现大玛瑙石不能直接放入量筒,于是聪明的小新进行了如图丙所示的操作:
①将大玛瑙石浸没在装有水的烧杯中,标记水面位置后取出玛瑙石;
②在量筒中装入适量水,记下水的体积为$V_1$,用量筒往烧杯中加水至
③记下量筒中剩余水的体积为$V_2$;
④大玛瑙石的密度表达式为:$\rho =$
⑤若大玛瑙石实际密度为$\rho_{实}$,此方法测出的密度$\rho_{测}$
(1)将天平放在水平台上,把游码移至
零刻度线
处,发现指针指在分度盘的右侧,要使天平横梁平衡,应将平衡螺母向左
(选填“右”或“左”)调;(2)小新用正确的方法测量小玛瑙石的质量时,所用的砝码及游码的位置如图甲所示,其质量为
58
g;(3)将小玛瑙石放入装有40 mL水的量筒中,液面位置如图乙所示,小玛瑙石的体积为
20
cm³,计算出小玛瑙石的密度是$2.9×10^3$
kg/m³;(4)小新想用同样的方法测出大玛瑙石的密度,当他用天平测出大玛瑙石的质量m后,发现大玛瑙石不能直接放入量筒,于是聪明的小新进行了如图丙所示的操作:
①将大玛瑙石浸没在装有水的烧杯中,标记水面位置后取出玛瑙石;
②在量筒中装入适量水,记下水的体积为$V_1$,用量筒往烧杯中加水至
②标记
处;③记下量筒中剩余水的体积为$V_2$;
④大玛瑙石的密度表达式为:$\rho =$
$\dfrac{m}{V_1 - V_2}$
(用测量的物理量符号表示);⑤若大玛瑙石实际密度为$\rho_{实}$,此方法测出的密度$\rho_{测}$
＜
(选填“＞”“＜”或“=”)$\rho_{实}$。答案
28.(1)零刻度线 左 (2)58 (3)20 2.9×10^3 (4)②标记 ④$\dfrac{m}{V_1 - V_2}$ ⑤＜
【点拨】本题考查固体密度的测量实验,涉及天平的使用、量筒的使用、密度公式ρ=m/V的应用以及特殊方法(等效替代法)测体积。
【解析】(1)天平使用前,应把游码移至零刻度线处。发现指针指在分度盘右侧,说明右侧重,要使天平横梁平衡,应将平衡螺母向左调。
(2)由图甲可知,砝码质量为50 g+5 g=55 g,游码示数为3 g,所以小玛瑙石的质量m=55 g+3 g=58 g。
(3)量筒中水的体积V水=40 mL=40 cm³,由图乙可知,放入小玛瑙石后的总体积V总=60 mL=60 cm³,则小玛瑙石的体积V=V总-V水=60 cm³-40 cm³=20 cm³,小玛瑙石的密度ρ=m/V=58 g/20 cm³=2.9 g/cm³=2.9×10^3 kg/m³。
(4)②用等效替代法,要使加入烧杯中的水的体积等于大玛瑙石的体积,需在量筒中装入适量水,记下水的体积V1,再用量筒往烧杯中加水至标记处,即大玛瑙石浸没时的水面位置;④大玛瑙石的体积V=V1-V2,根据密度公式,其密度表达式ρ=m/(V1-V2);⑤大玛瑙石取出时会沾水,导致补充水的体积(V1-V2)偏大,即测得的体积V偏大,根据ρ=m/V,质量m准确,体积偏大,则密度测量值ρ测＜ρ实。
【点拨】本题考查固体密度的测量实验,涉及天平的使用、量筒的使用、密度公式ρ=m/V的应用以及特殊方法(等效替代法)测体积。
【解析】(1)天平使用前,应把游码移至零刻度线处。发现指针指在分度盘右侧,说明右侧重,要使天平横梁平衡,应将平衡螺母向左调。
(2)由图甲可知,砝码质量为50 g+5 g=55 g,游码示数为3 g,所以小玛瑙石的质量m=55 g+3 g=58 g。
(3)量筒中水的体积V水=40 mL=40 cm³,由图乙可知,放入小玛瑙石后的总体积V总=60 mL=60 cm³,则小玛瑙石的体积V=V总-V水=60 cm³-40 cm³=20 cm³,小玛瑙石的密度ρ=m/V=58 g/20 cm³=2.9 g/cm³=2.9×10^3 kg/m³。
(4)②用等效替代法,要使加入烧杯中的水的体积等于大玛瑙石的体积,需在量筒中装入适量水,记下水的体积V1,再用量筒往烧杯中加水至标记处,即大玛瑙石浸没时的水面位置;④大玛瑙石的体积V=V1-V2,根据密度公式,其密度表达式ρ=m/(V1-V2);⑤大玛瑙石取出时会沾水,导致补充水的体积(V1-V2)偏大,即测得的体积V偏大,根据ρ=m/V,质量m准确,体积偏大,则密度测量值ρ测＜ρ实。
解析
【分析】
本题是固体密度测量的实验题，解题思路如下：
1. 天平使用前调平：先将天平放在水平台，游码移至标尺左端零刻度线；指针右偏说明右侧重，平衡螺母向左调使横梁平衡。
2. 测小玛瑙石质量：砝码总质量加游码左侧对应刻度值，得到质量。
3. 测小玛瑙石体积：量筒中放入玛瑙石后的总体积减去原有水的体积，换算单位后，用密度公式ρ=m/V计算密度，注意单位转换（1g/cm³=10³kg/m³）。
4. 大玛瑙石体积测量：因无法直接放入量筒，用等效替代法：将玛瑙石浸没烧杯标记，取出后往烧杯加水至标记处，加入水的体积等于玛瑙石体积，即量筒减少的体积（V₁-V₂）。
5. 误差分析：玛瑙石取出时带水，导致补充水的体积偏大，测得体积偏大，根据ρ=m/V，质量准确时体积偏大则密度偏小。
【解析】
(1) 天平使用前，需把游码移至标尺左端的零刻度线处；指针指在分度盘右侧，说明天平右侧较重，应将平衡螺母向左调，使横梁平衡。
(2) 小玛瑙石的质量为砝码质量加游码示数：50g +5g +3g=58g。
(3) 小玛瑙石体积为放入后量筒总体积减原有水的体积：60mL -40mL=20mL=20cm³；密度ρ=m/V=58g/20cm³=2.9g/cm³=2.9×10³kg/m³。
(4) ② 利用等效替代法，需往烧杯加水至标记处，使加入水的体积等于大玛瑙石的体积；④ 大玛瑙石体积V=V₁-V₂，密度表达式ρ=m/(V₁-V₂)；⑤ 大玛瑙石取出时会带出部分水，导致补充水的体积（V₁-V₂）偏大，测得体积偏大，由ρ=m/V可知，质量m准确，体积偏大，故ρ测＜ρ实。
【答案】
(1) 零刻度线；左 (2)58 (3)20；2.9×10³ (4)②标记；④$\dfrac{m}{V_1 - V_2}$；⑤＜
【知识点】
天平使用、密度计算、固体密度测量
【点评】
本题考查固体密度测量的实验操作，涵盖天平调平、质量体积测量、密度计算及特殊方法测体积，还涉及误差分析，是密度实验的典型题型，需掌握实验原理和操作细节。
【难度系数】
0.6
本题是固体密度测量的实验题，解题思路如下：
1. 天平使用前调平：先将天平放在水平台，游码移至标尺左端零刻度线；指针右偏说明右侧重，平衡螺母向左调使横梁平衡。
2. 测小玛瑙石质量：砝码总质量加游码左侧对应刻度值，得到质量。
3. 测小玛瑙石体积：量筒中放入玛瑙石后的总体积减去原有水的体积，换算单位后，用密度公式ρ=m/V计算密度，注意单位转换（1g/cm³=10³kg/m³）。
4. 大玛瑙石体积测量：因无法直接放入量筒，用等效替代法：将玛瑙石浸没烧杯标记，取出后往烧杯加水至标记处，加入水的体积等于玛瑙石体积，即量筒减少的体积（V₁-V₂）。
5. 误差分析：玛瑙石取出时带水，导致补充水的体积偏大，测得体积偏大，根据ρ=m/V，质量准确时体积偏大则密度偏小。
【解析】
(1) 天平使用前，需把游码移至标尺左端的零刻度线处；指针指在分度盘右侧，说明天平右侧较重，应将平衡螺母向左调，使横梁平衡。
(2) 小玛瑙石的质量为砝码质量加游码示数：50g +5g +3g=58g。
(3) 小玛瑙石体积为放入后量筒总体积减原有水的体积：60mL -40mL=20mL=20cm³；密度ρ=m/V=58g/20cm³=2.9g/cm³=2.9×10³kg/m³。
(4) ② 利用等效替代法，需往烧杯加水至标记处，使加入水的体积等于大玛瑙石的体积；④ 大玛瑙石体积V=V₁-V₂，密度表达式ρ=m/(V₁-V₂)；⑤ 大玛瑙石取出时会带出部分水，导致补充水的体积（V₁-V₂）偏大，测得体积偏大，由ρ=m/V可知，质量m准确，体积偏大，故ρ测＜ρ实。
【答案】
(1) 零刻度线；左 (2)58 (3)20；2.9×10³ (4)②标记；④$\dfrac{m}{V_1 - V_2}$；⑤＜
【知识点】
天平使用、密度计算、固体密度测量
【点评】
本题考查固体密度测量的实验操作，涵盖天平调平、质量体积测量、密度计算及特殊方法测体积，还涉及误差分析，是密度实验的典型题型，需掌握实验原理和操作细节。
【难度系数】
0.6
