2023年中考物理总复习实验专题05　实验分析与论证　（北师大版、含答案）

实验专题(五)　实验分析与论证　　　　　　　　　　 　　　　　　　
类型一　描述现象,阐述原因
1.[2022·北京]如图1所示,用隔板将容器分成左、右两部分,隔板下部有一个圆孔用薄橡皮膜封闭。当在容器左、右两部分注入不同深度的水时(水面位置如图中虚线所示),橡皮膜发生了形变,形变情况是向　　　　(选填“左”或“右”)侧凸起;产生这种现象的原因是　

　。
图1
2.[2022·朝阳二模]小阳在学习了大气压强的知识后,上网查阅了相关资料如下表所示,请利用表中信息回答下列问题。
城市 海拔/m 大气压/kPa 水的沸点/℃
北京 43.5 100.87 100
成都 505.9 94.77 98.4
贵阳 1 071.2 88.79 96.6
兰州 1 517.2 84.31 95.2
拉萨 3 658.0 65.23 88.4
(1)在海拔为3 000 m处,水的沸点可能是 　 。 (填字母序号)
A.75 ℃ B.83 ℃
C.90 ℃ D.100 ℃
(2)若他将一个用橡皮膜密封的玻璃瓶(如图2所示)从北京带到拉萨,请你推断橡皮膜发生的变化并解释该现象产生的原因。

　。
图2
3.[2022·房山一模]小华探究杠杆平衡条件,每个钩码的质量均相等,杠杆上相邻刻线间的距离相等。如图3甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向　　　　调节。杠杆水平平衡后,在杠杆上的A点挂2个钩码,如图乙所示,为使杠杆保持水平平衡,应在B点悬挂　　个钩码。如图丙所示,保持杠杆水平平衡,将弹簧测力计从C位置竖直向上拉改为向左上方斜拉,弹簧测力计的示数会变大,请分析弹簧测力计示数变大的原因:　


(写出依据和分析过程,可画力臂辅助说明)。
图3
4.某同学在用电压表、电流表测量小灯泡两端电压及通过小灯泡的电流时,错把电压表和电流表位置接反,如图4所示,电路中各元件都完好,开关S闭合后,轻轻滑动滑片P,简述电路中会出现的现象,并尝试利用所学知识解释此现象产生的原因。
图4
5.[2022·朝阳一模]物理课上老师演示了如下的实验:首先将含有少量水的矿泉水瓶用橡胶塞子塞紧,如图5甲所示;接着两手分别握住瓶的上、下部分,使劲拧瓶的下部使其严重变形,如图乙所示;继续拧瓶可以看到瓶塞飞出数米远,同时瓶口和瓶内出现“白气”,如图丙所示。请你利用学过的知识分析上述过程并解释现象产生的原因。
图5
类型二　陈述观点,阐释理由
6.实验小组在做“探究导体电阻大小与长度的关系”实验,如图6所示,分别接入待探究的电阻丝,电源电压保持不变,忽略温度对灯丝电阻的影响,电阻丝的规格如下表所示。
图6
序号 材料 长度 横截面积
1 碳钢合金丝 L S
2 镍铬合金丝 L S
3 镍铬合金丝 L 2S
4 镍铬合金丝 2L S
(1)实验小组的同学应该选择序号为　　 　　的两根电阻丝来探究。
(2)正确选择后,他们将所选电阻丝分别接入A、B两点间,闭合开关S,通过观察灯泡L的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小,实验中,两次电流表指针均有偏转,但第二次的示数小于第一次的示数,说明第二次接入电路的电阻丝的阻值　　 　(选填“较大”或“较小”)。
(3)科学研究表明:在导体的材料、横截面积和温度相同的条件下,导体电阻的大小与长度成正比。你认为他们仅用上述(2)中的实验步骤能否得到这个结论 请简要说明理由。
7.[2022·通州一模]小强想知道“铅笔芯的电阻R随温度变化的关系”,设计了如图7所示的电路(加热装置与测温装置未画出)。他选择的器材有定值电阻R0、电流表、开关、若干导线、酒精灯、电子温度计、一段2B铅笔芯和电压恒定的稳压电源。请根据探究问题和设计方案,回答下列问题:
图7
(1)该实验要探究的问题中,自变量是　　　　　　　　　。
(2)同组的小敏看到小强设计的电路后,认为“由于不知道铅笔芯两端的电压,从而无法判断其电阻是否发生变化”。你认为小敏的观点是　　　　(选填“正确”或“错误”)的。请简述你的判断理由:　

　。
8.[2022·昌平二模]为了探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数是否有关,甲同学制作了两个电磁铁A和B(两电磁铁线圈匝数不同,其余所用导线材料和规格、铁钉材料和规格等因素均相同),他将电源、导线、开关和两个自制电磁铁连成串联电路,提供的器材还有材料和规格相同的铁螺母。闭合开关后,用电磁铁吸引铁螺母,发现两个电磁铁都只能吸起一个螺母,如图8甲所示,电路示意图如图乙所示。经检查,各元件完好,电路连接无故障。于是甲同学认为这两个电磁铁的磁性强弱相同。乙同学对甲同学的观点提出了质疑,认为这两个电磁铁的磁性强弱不相同。你同意哪位同学的观点 写出你的观点和检验你观点的方法。



　 (要求不拆改电路,可增加器材)。
图8
9.[2022·通州一模]图9是小智探究“水的沸腾特点”时的实验装置。根据他的实验过程,回答下列问题:
图9
(1)小智组装的实验装置中存在一个错误,这个错误是　。
(2)改正错误后,小智用酒精灯对烧杯加热,发现水沸腾后,继续加热,沸水的温度保持在97 ℃,不再升高。小智查阅资料得知标准大气压下水的沸点是100 ℃,他推断出当地的大气压小于标准大气压,他推断的依据是______
　 。
类型三　数据分析,推理判断
10.[2022·北京]在其他条件相同的情况下,电阻较小的导体,其材料的导电性能较强。如图10所示的电路中,R1是甲种材料制成的电阻丝,R2是乙种材料制成的电阻丝,它们的横截面积相同,长度分别为L1、L2且L1>L2。闭合开关S后,观察到电流表A1的示数I1大于电流表 A2的示数I2。请分析并判断甲、乙两种材料导电性能的强弱。
图10
11.[2022·北京]为了说明分子之间有引力,小明在实验室用两个紧压在一起的铅柱做实验,如图11所示,铅柱A和铅柱B所受的重力均为2 N,两个铅柱接触面的面积为3 cm2,当悬挂重物所受的重力为20 N时,两个铅柱没有被拉开。于是,小明认为这个实验说明了分子之间存在引力。小华观测到该实验室的大气压为1×105 Pa,于是她认为两个铅柱之所以没被拉开,是因为大气压的作用。请你利用所学知识和上述数据,判断小明做的铅柱实验能否说明分子之间存在引力。请写出计算、推理过程和结论。
图11
12.[2022·燕山二模]实验桌上有电源一个,开关、导线若干,请再添加适当的器材,设计实验探究铝和铜哪种材料导电性能更好。
(1)写出添加的器材。
(2)画出实验电路图。
(3)写出实验步骤。
(4)写出如何分析实验数据得出实验结论。
13.一个封闭盒子的上表面有两个接线柱和两个灯座,但是看不到盒子内部的电路是如何连接的。现将两个灯泡L1、L2分别安装在两个灯座上,按如图12所示的方式连接在电路中,电源电压保持不变。当闭合开关后,L1、L2同时发光,断开开关时,L1、L2同时熄灭。请在不添加器材、不打开盒子的情况下,判断两个灯泡是串联还是并联的。写出实验步骤、判断方法及判断的依据。
图12
14.[2022·海淀一模]在学习了阿基米德原理之后,同学们分别利用下列器材进行测量浮力的实验:1个小球、溢水杯、天平、小烧杯、水和酒精。实验过程如下:
①向溢水杯中注满水,然后将小球轻轻放入溢水杯中,待小球和液面都静止后,用天平测量出溢出水的质量为m1;
②将溢水杯中的水全部倒出并擦干,然后向溢水杯中注满酒精,然后再将擦干的小球轻轻放入溢水杯中,待小球和液面都静止后,用天平测量出溢出酒精的质量为m2。
(1)由上述实验可知,小球在水中受到的浮力大小F水=　　　　。(用已知量g和所测量的物理量表示)
(2)在交流中发现,不同小组的测量结果中,有两种不同的质量关系,即有的m1=m2,有的m1>m2。请自选一种质量关系,写出在该质量关系时小球在水中和酒精中静止时所有可能的状态。(已知水的密度大于酒精的密度)
答案
1.左　水的密度相等,右侧水面高,则橡皮膜在右侧水中比在左侧水中所处的深度大,根据p=ρgh可知,右侧水对橡皮膜的压强大,橡皮膜左、右两侧受力面积相等,根据F=pS可知,右侧水对橡皮膜的压力大,使得橡皮膜向左侧凸起
2.(1)C
(2)现象:橡皮膜向外凸起;解释:从北京到拉萨大气压变小,玻璃瓶外气压小于瓶内气压,使得橡皮膜受到的向内的压力小于向外的压力,因此橡皮膜向外凸起
3.右　3
根据杠杆平衡条件(F1l1=F2l2),当阻力、阻力臂一定时,动力臂变小,动力变大。弹簧测力计在C位置由竖直向上拉变为向左上方斜拉的过程中,动力臂变小,所以动力应变大
[解析]根据杠杆平衡条件(F1l1=F2l2),设每个钩码重力均为G,杠杆每小格长为L,则A点挂2个钩码后,杠杆水平平衡时,左端F1l1=2G·3L,右端F2l2=nG·2L,则2G·3L=nG·2L,解得n=3,即应在B点挂3个钩码。
4.现象:滑动滑片P,小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数接近电源电压。
原因:此时小灯泡被短路,电压表串联在电路中,则测电源电压;电压表内阻非常大,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流非常小,所以,电流表无示数,小灯泡不发光。
5.手通过拧瓶子对瓶内气体做功,使瓶内气体的内能增加;瓶内气体对瓶塞做功使瓶塞飞出,瓶内气体的内能减少,温度降低;瓶口及瓶内水蒸气遇冷液化形成“白气”。
6.(1)2、4　(2)较大
(3)不能,因缺少电压表和刻度尺,无法测出电阻阻值,因此无法得出导体电阻与导体长度的定量关系;另外需要多次实验才能归纳出具有普遍性意义的物理规律,(2)中实验次数不够。
7.(1)铅笔芯的温度
(2)错误　根据R总=,电源电压恒定,由电流是否变化可知总电阻是否变化;又因为R0为定值电阻,其阻值不变,根据R总=R0+R,可推出R是否变化
[解析](1)该实验探究的是铅笔芯的电阻R随温度变化的关系,则自变量是温度。
8.同意乙同学的观点。闭合开关后,用电磁铁吸引质量更小的小铁钉,观察电磁铁A和B吸引小铁钉的个数;换用质量更小的大头针、订书钉等器材多做几组实验,观察电磁铁A和B吸引它们的个数(其他答案合理即可)
9.(1)温度计的液泡碰触了烧杯的底部
(2)气压越低,沸点越低
[解析](1)在用温度计测液体温度时,温度计的液泡要完全浸入液体中,且不能接触容器底或容器壁,由图可知,该装置中温度计的玻璃泡碰到了烧杯底。
(2)由题可知,水沸腾后继续加热,沸水的温度保持在97 ℃,不再升高,即此时水的沸点为97 ℃,因液体沸点受大气压影响,且随着气压的降低而降低,而标准大气压下水的沸点为100 ℃,则可推断出当地的大气压小于标准大气压。
10.由图可知,电阻丝R1、R2并联,因为并联电路各支路两端电压相等,且I1>I2,根据R=可知,R111.解:以铅柱B为研究对象进行受力分析,
由于两铅柱紧压在一起,大气对铅柱B下表面有向上的压力F气,
则铅柱B所受向上的大气压力F气=p气S=1×105 Pa×3×10-4 m2=30 N,
铅柱B所受竖直向下的力GB+F拉=GB+G物=2 N+20 N=22 N,
因为F气>GB+F拉,仅靠大气压也能使铅块无法被拉开,所以小明的实验无法证明分子间存在引力。
12.(1)长短和粗细均相同的铜丝和铝丝各一根,电流表一块,滑动变阻器一个。
(2)如图所示
(3)①将铜丝接入电路,闭合开关,将滑动变阻器的滑片调到适当位置,读取电流表的示数I1,并记录到表格中;
②断开开关,将铜丝换成铝丝,保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关,读取电流表的示数I2,并记录到表格中。
(4)若I1>I2,说明铜丝导电性能好;若I113.实验步骤:断开开关,将其中一个灯座上的灯泡L1(或L2)取下,然后闭合开关,观察另一个灯泡L2(或L1)的发光情况。
判断方法:若另一个灯泡L2(或L1)发光,则说明两个灯泡是并联的;若另一个灯泡L2(或L1)不发光,则说明两个灯泡是串联的。
判断依据:两灯泡并联时,彼此互不影响,一个不发光时,另一个仍可以发光;两灯泡串联时,彼此互相影响,一个不发光时,另一个也不发光。
14.(1)m1g
(2)当m1=m2时,小球在水中和酒精中静止时所有可能的状态有:小球在水中、酒精中均漂浮;小球在水中漂浮,在酒精中悬浮。
或:当m1>m2时,小球在水中和酒精中静止时所有可能的状态有:小球在水中漂浮,在酒精中沉底;小球在水中悬浮,在酒精中沉底;小球在水中、酒精中均沉底。
[解析](1)由阿基米德原理可知,小球在水中受到的浮力大小F水=G排=m1g。
(2)水的密度大于酒精的密度,小球浸在液体中时所受的浮力等于排开液体所受的重力,当m1=m2时,小球在两液体中所受浮力相等,则可能均漂浮;也可能在水中漂浮,在酒精中悬浮。当m1>m2时,小球在水中受到的浮力大于在酒精中受到的浮力,若小球在水中漂浮或悬浮,m1=m球,则m2m球,则m2