2023年中考物理总复习实验专题07　实验评估与改进（北师大版、含答案）

实验专题(七)　实验评估与改进　　　　　　　　　　 　　　　　　　
1.[2022·北京]小圆想探究通过导体的电流与导体的电阻之间的关系,他利用干电池、电流表、电压表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线,设计了如图1所示的电路。实验中,他将定值电阻R接入电路中,读出相应的电流表的示数并观察电压表的示数,记录实验数据。将R换为不同阻值的另一个电阻后,小圆观察到电压表的示数增大了。小圆意识到自己的实验设计不能实现探究目的。
图1
(1)请你写出小圆的实验设计不能实现探究目的的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)请你画出能够实现探究目的的电路图(可以添加适当的实验器材)。
(3)依据你设计的电路图,针对小圆不能实现探究目的的原因,写出操作的方法。
2.[2022·延庆一模]小阳在探究电流与电阻的关系时猜想:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。为了验证猜想,他设计了如图2所示的电路图,并找来符合实验要求的电源、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、阻值已知的多个电阻和若干导线。主要的实验步骤如下:
图2
①按照电路图连接电路,调节滑动变阻器使其连入电路的阻值最大。
②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到适当位置,使电压表示数为U,记录电阻R的阻值和电流表示数I。
③断开开关,更换阻值不同的电阻R,保持滑动变阻器的滑片P的位置不变,闭合开关,记录电阻R的阻值和电流表示数I。
④仿照步骤③再做4次实验。
(1)小阳在探究过程中存在的问题:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)请你针对小阳探究过程中存在的问题,写出改正措施:


　。
(3)画出实验数据记录表格。
3.[2022·门头沟二模]小亮计划做“探究通过导体的电流I与其电阻R的关系”的实验。实验桌上有满足要求的电源、滑动变阻器、电压表和电流表,还有多个不同的、阻值已知的定值电阻。他按如图3所示的电路图连接好电路后,进行实验探究,主要步骤如下:
图3
①闭合开关S,调节滑片P的位置,使电压表有合适的示数U,读出此时电流表的示数I,并把定值电阻阻值、U、I记录在表格中;
②调节滑动变阻器的滑片P,改变R两端的电压,并把电压表、电流表示数记录在表格中;
③仿照步骤②,再做四次实验,并把实验数据记录在表格中。
请你根据以上叙述回答下列问题:
(1)小亮计划探究的问题中的自变量是　 。
(2)根据以上实验步骤可知,小亮实际探究的是通过导体的电流I与　　 　　　　　　　的关系。
(3)针对小亮实验过程中存在的问题,写出改进措施:

　。
4.[2022·海淀二模]某同学用如图4所示的实验装置探究电磁铁磁性强弱是否与线圈匝数有关,他的实验步骤如下:
图4
①将弹簧测力计和电流表调零,断开开关,按如图所示连接电路,将滑动变阻器滑片调至阻值最大处;
②闭合开关,将滑片调至适当位置,记录电流表示数I1,用弹簧测力计把铁块P从电磁铁A 上端拉开,记录拉开瞬间弹簧测力计示数F1,断开开关;
③更换通电线圈匝数不同的电磁铁B 接入电路(A、B 两电磁铁除匝数不同外,其他都完全相同),保持滑片位置不变,闭合开关,记录电流表示数I2,用弹簧测力计把铁块P从电磁铁B 上端拉开,记录拉开瞬间弹簧测力计示数F2,断开开关。
请你根据该同学的实验步骤回答下列问题:
(1)如图所示电路中,滑动变阻器滑片向　　　(选填“左”或“右”)移动时,电流表示数将变大。
(2)实验中把铁块P从电磁铁上端拉开的瞬间,弹簧测力计示数与电磁铁对铁块P磁力的大小　　　　(选填“相等”或“不相等”)。
(3)你认为该同学的探究过程中存在的问题是　　　 　　,
写出你的改进措施:
　 。
5.[2022·平谷一模]水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺、烧杯和水。小阳利用这些器材,探究水内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离是否有关。小阳的主要实验步骤如下:
①将微小压强计的探头放入烧杯的水中,用刻度尺分别测量探头到烧杯底的距离L,探头到水面的距离H1,读出压强计U形管两侧液面的高度差h1,将相关数据记录在表格中。
②向烧杯中倒入适量的水,保持探头到烧杯底的距离仍为L,用刻度尺测量探头到水面的距离H2,读出压强计U形管两侧液面的高度差h2,将相关数据记录在表格中。
根据以上叙述,回答下列问题:
(1)小阳的探究过程中存在的问题是
　。
(2)请你针对小阳探究过程中存在的问题,写出改正措施:
　 。
6.[2022·怀柔一模]在探究“滑动摩擦力大小与运动速度大小是否有关”的实验中,小华选择符合实验要求的带滑轮的木板、长方体木块、弹簧测力计和细线进行实验。主要实验步骤如下:
①按如图5所示装置组装实验器材。
②用弹簧测力计竖直向上拉细线,使木块在水平木板上做匀速直线运动,读出弹簧测力计的示数为F1,此时木块受到的滑动摩擦力用f1表示。根据f1=F1,计算出f1。
③用弹簧测力计竖直向上拉细线,使木块在水平木板上做加速直线运动,读出弹簧测力计的示数为F2,此时木块受到的滑动摩擦力用f2表示。根据f2=F2计算出f2。
小华反复实验,均发现F2>F1,小华根据f1=F1及f2=F2得出结论:物体所受滑动摩擦力的大小与物体运动速度有关。
图5
请根据上述实验过程,回答下列问题:
(1)该实验中,根据　　　　　　原理,可得出f1=F1。
(2)小华实际探究的问题中的因变量是　　　　　　　。
(3)在探究过程中存在的问题是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　。
(4)请将小华实验过程中的错误改正:

　　 　　　。
7.[2017·北京]为了比较活性炭和石英砂对泥水的过滤效果,小东选用的实验器材有:两个相同的下端带有漏水小孔的透明圆柱形容器甲和乙,活性炭、锰砂、石英砂、鹅卵石四种过滤材料。在甲容器里依次装入活性炭、石英砂、锰砂、鹅卵石四种过滤材料,每种材料的厚度均为3 cm,如图6甲所示。在乙容器里依次装入石英砂、锰砂、鹅卵石三种过滤材料,每种材料的厚度均为3 cm,如图乙所示。把摇晃均匀的一瓶泥水分成相等的两份,分别缓慢全部倒入甲、乙两容器中,发现经甲容器过滤后的泥水比经乙容器过滤后的泥水透明程度高。于是小东得出了结论:活性炭对泥水的过滤效果比石英砂对泥水的过滤效果好。
图6
(1)请写出小东实验过程中存在的问题:

　　　　　　　　 　　。
(2)请你针对小东实验过程中存在的问题,写出改正的步骤:



　　　　　　　　　　 　　。
8.[2022·海淀一模]在探究“物体所受浮力大小与物体排开液体所受重力大小关系”的实验中,小波的一次操作过程如图7所示。
图7
实验步骤:
①用细线将物块系好,挂在已调零的弹簧测力计挂钩上,测出物块所受的重力G物(如图甲),将数据记录在表格中;
②将水倒入溢水杯中(如图乙);
③将挂在弹簧测力计挂钩上的物块浸没在溢水杯内的水中,不接触溢水杯,同时用小桶收集溢出的水,物块静止,待溢水杯中的水不再流出时,读出弹簧测力计示数F(如图丙),将数据记录在表格中;
④将步骤③中装有溢出水的小桶挂在弹簧测力计挂钩上,测出小桶和溢出水的总重G总(如图丁),将数据记录在表格中;
⑤利用F浮=G物-F求出物体所受浮力的大小,并与G总进行比较。
(1)请指出上述步骤中存在的两个问题:
问题1:
　　　　　 　　　;
问题2:
　。
(2)已知水的密度为ρ水,请根据小波测量出的物理量和ρ水、g,写出计算物块体积的表达式:V物=　　　　　　。
9.[2022·海淀期末]实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳,另外还有相同规格的钩码一盒,质量不等的滑轮2个。小华选用这些器材,探究“利用动滑轮提升重物时,总功与被提升的物体所受的重力大小是否有关”。小华的主要实验步骤如下:
①用调好的弹簧测力计分别测出待提升钩码和一个动滑轮所受的重力,分别用G和G动表示。按如图8所示组装实验器材,用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端,绳子自由端所受拉力用F表示,绳子自由端移动的距离用s表示,钩码上升的高度用h表示。用弹簧测力计测出F,用刻度尺分别测出s、h,并把测量数据记录在表格中。
②更换另一个动滑轮,保持被提升钩码数量和钩码上升的高度h不变,仿照步骤①分别测量对应的F、s,用弹簧测力计测出动滑轮所受重力G动,并把测量数据记录在表格中。
③根据W总=Fs计算出总功,并将W总记录在表格中。
图8
根据以上实验过程,回答下列问题:(滑轮的轮与轴之间的摩擦很小,可忽略不计)
(1)小华计划探究的问题中的自变量是　　　　　　　　　　　　。
(2)根据以上实验步骤可知,小华实际探究的是总功与　　　　　　　　　　　　是否有关。
(3)针对小华计划探究的问题,在实验步骤②中,正确的操作是


　。
10.[2022·石景山二模]小东猜想物体所受滑动摩擦力的大小跟物体与接触面的粗糙程度、物体对接触面的压力以及物体对接触面的压强有关。水平桌面上有符合实验要求的带滑轮的木板,两个大小不同、材料相同、表面粗糙程度相同的带挂钩的实心立方体木块A和B,弹簧测力计和细线。为了探究物体所受滑动摩擦力的大小与物体对接触面的压强是否有关,小东利用上述器材进行了如下实验操作。
①按图9组装实验器材,将木块A放在木板上竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计,待弹簧测力计示数稳定时读出拉力F的数值并记录;
②用木块B换下木块A,仿照步骤①再做一次实验,读出拉力F的数值并记录;
③根据滑动摩擦力f=F,计算出两次滑动摩擦力的大小。
图9
根据以上叙述,回答下列问题:
(1)小东的探究过程中存在的问题:　　　　　　　　 　　　　。
(2)请你针对小东探究过程中存在的问题,写出改正措施:




　　　　 　　　　。
11.[2022·房山一模]实验桌上有如图10所示的实验装置(其中的透明玻璃为平面镜),还提供了一把刻度尺和相同大小的中国象棋棋子6个,3个为红色,3个为绿色。小军计划用这些器材探究“物体在平面镜中所成像的大小与物体到平面镜的距离是否有关”。
图10
小军的主要实验步骤如下:
①将两个叠放的红棋子作为物体放在平面镜前面的白纸上,在平面镜后面改变两个叠放的绿棋子的位置,使得从不同角度观察,两个绿棋子与两个红棋子的像均完全重合,并记录实验数据。
②在两个叠放的红棋子上增加一个红棋子,在平面镜后面改变三个叠放的绿棋子的位置,使得从不同角度观察,三个绿棋子与三个红棋子的像均完全重合,并记录实验数据。
请根据以上叙述回答下列问题:
(1)小军计划探究的问题中的自变量是　　　　　　　　　。
(2)小军探究过程中存在的问题是
　　　　　 　　　　　　　。
(3)针对小军计划探究的问题,在实验步骤②中,应采取的正确方法是



　　　　　　　　　　　 　　　。
答案
1.(1)没有保持电阻两端电压不变
(2)如图所示
(3)①断开开关,将滑动变阻器调至阻值最大处,电压表和电流表调零,按电路图连接电路;
②闭合开关,将滑动变阻器的滑片调至适当位置,读出电压表和电流表的示数,将U、I和R记录在表格中;
③断开开关,更换不同的定值电阻,将滑动变阻器调至阻值最大处,闭合开关,调节滑片,使电压表示数仍为U,记录U、I、R;
④仿照步骤③再做四次实验,把数据记录在表格中。
2.(1)没有保持电阻R两端的电压不变
(2)将步骤③改为:断开开关,更换阻值不同的电阻R,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数仍为U,记录电阻R的阻值和电流表示数I
(3)如表所示
R/Ω
I/A
3.(1)电阻R　
(2)导体两端电压U　
(3)将步骤②改为:断开开关,更换成其他定值电阻后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数仍为U,读出此时电流表示数,并把数据记录在表格中
4.(1)左　
(2)不相等　
(3)在改变通电线圈匝数时,没有保持电路中的电流不变　
在步骤③中匝数不同的电磁铁B接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器接入电路的电阻,使电流表示数仍为I1
[解析](1)由图可知,滑动变阻器和电磁铁A串联接入电路中,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流即电流表示数将变大。
(2)由图可知,当闭合开关时,电磁铁中有电流通过,会产生磁性,可以吸引铁块P,实验中用弹簧测力计把铁块从电磁铁上端拉开的瞬间,铁块的运动状态发生改变,受非平衡力作用,故弹簧测力计对铁块的拉力与电磁铁对铁块的磁力大小不相等,即弹簧测力计示数与电磁铁对铁块磁力的大小不相等。
(3)本实验探究的是电磁铁磁性强弱是否与线圈匝数有关,故应采用控制变量法,改变线圈的匝数而保持其他条件不变,故该同学的探究过程中存在的问题是在改变电磁铁通电线圈匝数时,没有保持电路中的电流不变;改进措施是在步骤③中线圈匝数不同的电磁铁B接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器接入电路的电阻,使电流表示数仍为I1。
5.(1)控制变量“探头到水面的距离”改变了,自变量“探头到烧杯底的距离”没有改变
(2)步骤②改为:向烧杯中倒入适量的水,调整探头所在的位置,使探头到水面的距离仍为H1,用刻度尺测量探头到烧杯底部的距离L',读出压强计U形管两侧液面的高度差h2,将相关数据记录在表格中
6.(1)二力平衡　(2)滑动摩擦力大小
(3)步骤③中没让木块做匀速直线运动
(4)在步骤③中让木块以更大的(或改变)速度仍做匀速直线运动
7.(1)甲容器中活性炭上面的过滤材料与乙容器中石英砂上面的过滤材料不相同
(2)将甲、乙两容器清空后,在甲容器中依次装入活性炭、锰砂、鹅卵石三种过滤材料,每种材料厚度均为3 cm,在乙容器中依次装入石英砂、锰砂、鹅卵石三种过滤材料,每种材料厚度均为3 cm
8.(1)图乙中溢水杯未装满水,则溢出到小桶中的水所受的重力小于物块排开的水所受的重力
没有测量空桶所受的重力,所以不能得到物块排开的水所受的重力
(2)
9.(1)被提升物体所受的重力
(2)动滑轮所受重力
(3)改变被提升钩码的数量,使用同一个动滑轮并保持钩码上升的高度h不变,仿照步骤①分别测量对应的F、s,用弹簧测力计测出此时所挂钩码所受的重力G,并把测量数据记录在表格中
10.(1)没有控制压力相同
(2)①按题图组装实验器材,将木块B放在木块A上,细线连接木块A,放在木板上,竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计,待弹簧测力计示数稳定时读出拉力F的数值并记录;②将木块A放在木块B上,细线连接木块B,放在木板上,仿照步骤①再做一次实验,读出拉力F的数值并记录
11.(1)物体到平面镜的距离(或物距)
(2)没有改变自变量物距,而改变了物体的大小
(3)改变两个叠放的红棋子到平面镜的距离,在平面镜后面改变两个叠放的绿棋子的位置,使得从不同角度观察,两个绿棋子与两个红棋子的像均完全重合,并记录实验数据
[解析](1)小军计划用这些器材探究“物体在平面镜中所成像的大小与物体到平面镜的距离是否有关”,故小军计划探究的问题中的自变量是物体到平面镜的距离(或物距)。
(2)小军探究过程中存在的问题是没有改变自变量物距,而改变了物体的大小。
(3)针对小军计划探究的问题,在实验步骤②中,应改变两个叠放的红棋子到平面镜的距离,在平面镜后面改变两个叠放的绿棋子的位置,使得从不同角度观察,两个绿棋子与两个红棋子的像均完全重合,并记录实验数据。