专题六 教材延伸实验题
类型一 光学
1.小明用木板和支架制作了一个“临摹神器”。如图,OA为木板并用支架固定,木板上放置平板电脑,平板电脑屏幕上展示待临摹的图片。OB处放置并固定某光学器材,并在桌面OC平放一张白纸。
(1)OB处放置的光学器材应该用 茶色玻璃 (选填“平面镜”或“茶色玻璃”),为了增强临摹效果,该光学器材应该 薄 (选填“厚”或“薄”)一点;
(2)调整支架的位置,当屏幕图片的像 与白纸重合 时,停止调节。若光学器材与桌面的夹角∠BOC=60°,则木板与桌面右侧的夹角∠AOC= 120 °;
(3)临摹时,人眼应该在图中 E (选填“D”“E”或“F”)处观察。若临摹准确,临摹成的画相较于屏幕上的图片 大小相等 (选填“更大”“更小”或“大小相等”)。
2.一双好眼睛,能更好地探索未来,小丽了解到人眼的晶状体相当于凸透镜,眼睛是如何看清远近不同物体的 她对这一问题产生了浓厚兴趣。
(1)通过探究,记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像,如图甲所示,则该凸透镜的焦距是 5 cm;
(2)实验时,要使F光源、水透镜、光屏三者的中心在同一高度上;
(3)三者摆放位置如图乙所示,在光屏上成了一个清晰的像(像未画出),该像为倒立、 缩小 的实像,依此成像原理可制成 照相机 ;
(4)人的眼睛是通过改变晶状体的厚度来看清远近不同物体的,水透镜和相当于晶状体、光屏相当于视网膜,当F光源靠近水透镜时,需向水透镜 注水 (选填“注水”或“抽水”)调节的厚度,光屏才能再次看到清晰的像。
类型二 热学
3.(2024·临沂中考)2024年5月21日,联合国粮农组织举行了第五个“国际茶日”庆祝活动,中国展台的工作人员展示了煮茶茶艺。小明想知道煮茶时茶叶对水的沸点有没有影响,于是他使用烧杯、温度计、酒精灯等器材进行了探究,并每隔2 min记录一次温度计的示数。
(1)将少量茶叶放入盛水的烧杯中后,小明按照自下而上的顺序组装图甲所示实验装置,一是为了使用酒精灯的外焰加热,二是为了让温度计的玻璃泡 浸没在茶水中,且不接触烧杯壁和底部 ;
(2)水沸腾时,温度计的示数如图乙所示,则水的沸点为 99 ℃;烧杯上方出现的大量“白气”是水蒸气 放热 (选填“吸热”或“放热”)后形成的;
(3)根据实验数据,小明描绘了如图丙所示的水的温度随加热时间变化的图像。分析图像,请给小明提一条合理化建议: 提高水的初温,以缩短加热时间 ;
(4)分析实验数据,小明并不能得出茶叶对水的沸点有没有影响,为了得出结论,他可以 同时做一组加热水的对比实验,比较茶水和水的沸点 。
4.某物理小组查看某品牌汽车防冻液成分,发现主要为水和一些添加物,因此他们猜想,水中加入别的物质后,一定会对水的凝固点产生影响。为了验证这一猜想,他们分别将一些盐放入水中,并把盐水用烧杯盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。
(1)每隔一定时间,观察记录 盐水状态 和此时的温度,并绘制成如图所示的温度—时间图像。由图像可知,加盐后水的凝固点发生了变化。
(2)他们同时发现所测得的盐水凝固点并不相同,于是对比了双方实验过程,发现烧杯中装水都是200 mL,小明加了1汤匙的盐,而小红加了3汤匙的盐,由此作出猜想:盐水的凝固点与盐水的浓度有关。接着通过多次实验并得出不同浓度盐水的凝固点,数据记录如表:
盐水 浓度(%) 凝固点 (℃) 盐水 浓度(%) 凝固点 (℃)
0 0 18 -15
3 -2 21 -18
6 -4 24 -17
9 -6 27 -1.8
12 -8 30 -0.4
15 -11 36 0
分析表格中数据可以发现:当盐水浓度增大时,其凝固点 先降低后升高 。
(3)根据表格数据,小明还认为盐水浓度为21%时凝固点最低,其值为-18 ℃,请就这一探究过程和实验结论发表你的意见及建议:
“盐水浓度为21%”时凝固点为-18 ℃是一个关键点,应该在此浓度附近多做几次实验,以保证实验结论的准确性,“盐水浓度为21%”时凝固点为-18 ℃,不一定是最低的。
(4)实验结束后,小明想到,在严寒的冬天,地面上的积雪不能及时熔化,会影响交通安全,人们采取在雪上撒盐的方法加快雪的熔化,请你解释撒盐的物理原理: 适量撒盐后,雪的熔点降低,加快了雪的熔化 。
类型三 力学
5.(2024·福建中考)实践小组查阅资料知道蜡柱在水中由静止释放,很快就做匀速直线运动。他们猜想蜡柱做匀速直线运动速度的大小可能与蜡柱的形状有关,探究如下:
(1)取底面积1 cm2、高10 cm的蜡柱,用天平测出蜡柱的质量,如图甲所示,为
9 g,计算出蜡柱的密度为 0.9 g/cm3。
(2)如图乙,在蜡柱上截取一段,将其头部做成流线型,测量其质量为3.6 g。为得到等质量的圆柱型蜡柱,需在余下蜡柱上再截取一段 4 cm的蜡柱。
(3)将做好的蜡柱分别放入装满水的透明管中,从底部由静止释放,蜡柱的底端经过适当高度的A点时开始计时,每隔5 s在管壁刻度尺上标记其位置。某次标记如图丙所示,读数为 26.55 cm。
(4)根据实验数据绘制出s-t图像,如图丁,由图像可知:其他条件相同时,流线型蜡柱上升的速度 大于 圆柱型蜡柱上升的速度。
(5)提出一个继续探究的其他相关问题: 蜡柱上升的速度还与什么因素有关
6.(2024·河池期末)小明看到公共场所有如图甲所示的提示牌,他产生疑问:地面潮湿会导致摩擦力减小吗 于是找来长条形地板砖、运动鞋、弹簧测力计和喷雾器,设计了如图乙所示的实验装置。
(1)把地板砖放在水平桌面上,用弹簧测力计水平拉着鞋子在地板砖上做 匀速直线 运动;根据 二力平衡 知识测出滑动摩擦力的大小;
(2)用喷雾器均匀喷水,改变地板砖的 潮湿程度 ,通过实验得到数据如表所示。分析数据得出结论:增大接触面的潮湿程度,摩擦力 先增大后减小 ;
喷雾次数 0 2 4 6 8 10 12
潮湿程度 小→大
摩擦力F/N 3.2 3.6 4.0 3.0 2.8 2.6 2.6
(3)以上结论可解释某些生活现象,如:①超市收银员清点钞票时,手边有一块湿海绵,如图丙所示,是通过增大接触面潮湿程度来 增大 摩擦;②高速公路服务区卫生间配备干地机,如图丁所示,是通过减小地面潮湿程度来 增大 摩擦;(均选填“增大”或“减小”)
(4)得到以上结论后,小明进一步思考并提出猜想:在潮湿程度相同的情况下,地板的 材料 不同时,实验结论可能不一样。
7.(2024·无锡中考)制作简易的密度计,器材有:长度为20 cm的吸管一根、铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。(g取10 N/kg)
(1)如图甲所示,用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度,用石蜡将标0 cm的一端封闭,添加铁屑至管内,使其总质量为10 g,能竖直漂浮在液体中;
①当将它放入密度为1.0 g/cm3的水中时,浸入的深度为H。若放入密度为
0.8 g/cm3的酒精中,密度计所受的浮力大小为 0.1 N,浸入的深度为 1.25 H;
②将它放入密度为0.8~1.2 g/cm3的不同液体中,浸入的深度h与液体密度ρ液之间的关系应符合图乙中 a (选填“a”“b”或“c”);
③为使该简易密度计测量水和酒精的密度时,两条刻度线间的距离大一些,利用现有器材,合理的做法是: 在管内适当增加铁屑使密度计重力增大 ;
(2)如图丙所示,在吸管下方安装一个小瓶,将铁屑装入瓶中,制成另一支简易密度计,使其总质量为30 g,放入液体后能竖直漂浮,小瓶完全浸没。放入水中,在密度计上标记出水面位置M,密度计排开水的体积为 30 cm3。从水中取出擦干后,放入待测盐水中,M比液面高2 cm。取出密度计擦干,倒出部分铁屑,使其总质量为27 g,再放入水中,液面距离M为3 cm。则吸管的横截面积为 1 cm2,盐水的密度为 1.07 g/cm3(保留2位小数)。
类型四 电学
8.(2023·广西中考)实验小组在实验时,不慎将灯泡L2的玻璃外壳碰碎。他们惊奇地发现L2几乎不发光,与其串联的灯泡L1不仅没有熄灭,反而更亮。开关断开后的电路如图甲,L1和L2都标有“2.5 V 0.3 A”字样。针对上述现象,探究下列问题:玻璃破碎后,L2的灯丝电阻发生了什么变化 玻璃外壳究竟起什么作用
(1)玻璃外壳破碎前L2的电压和电流分别为1.20 V和0.20 A;玻璃外壳破碎后,两端的电压变为0.40 V,通过的电流变为如图乙所示,则电流为 0.22 A。初步分析可知:玻璃外壳破碎后,L2电阻 变小 (选填“变大”或“变小”)。
(2)为进一步探究玻璃外壳破碎后L2电阻变化特点,对L1、L2的电流和电压进行测量,实验数据记录如表。分析发现,L1的电阻 大于 (选填“大于”或“小于”)玻璃外壳破碎后L2的电阻。
灯泡 实验 次序 1 2 3 4 5 6
L1、L2 电流 I/A 0.16 0.18 0.20 022 0.24 0.26
L1 电压 U1/V 0.78 1.00 1.20 1.50 1.80 2.10
L2 电压 U2/V 0.20 0.23 0.30 0.41 0.52 0.80
(3)实验中,对着L2吹气,发现L2两端电压突然变小、电流突然变大,说明吹气加快L2灯丝表面空气流速,加快其散热速度,从而使灯丝电阻变小。由此推断,灯丝的电阻大小与 温度 有关,玻璃外壳可能起到 隔热保温 的作用。
(4)细心的同学在实验过程中发现,灯丝呈螺旋状,于是提出新的问题:为什么将灯丝设计成螺旋状 你认为这样设计的目的是
① 减少散热 ;
② 增大灯丝的长度 。
9.(2024·大庆中考)小娜同学在物理实践活动中,设计了如图甲所示的电子质量测量仪。其中,电源电压恒定为4.5 V,R'为粗细均匀的导体棒,阻值随长度均匀变化,总阻值为40 Ω,总长度为20 cm。R是电阻箱,电压表量程为0~3 V,电流表量程为0~0.3 A。金属弹簧上端固定并通过导线与电压表连接,下端通过金属指针与导体棒始终保持良好接触。已知,电路中所用弹簧的弹力F与其伸长量L之间的关系如图乙所示。实验中弹簧的形变始终不超弹性限度,弹簧及指针质量不计,取g=
10 N/kg。现闭合开关S,调节R=5 Ω,请回答以下问题:
(1)不挂重物时,指针恰好指在R'的最上端。此时电压表示数为 0 V,电流表示数为 0.1 A;
(2)悬挂重物后,电流表的示数 不变 (选填“变大”“不变”或“变小”)。当弹簧下端悬挂某待测物体时,指针向下移动5 cm,则待测物体质量m= 5 kg,电压表示数为 1 V;
(3)在保证电路安全的情况下,该电子质量测量仪所能测得物体的最大质量为
15 kg。通过调节电阻箱R的阻值,可以调节该测量仪的量程。如果要增大量程,应该将电阻箱R的阻值 调大 (选填“调大”“保持不变”或“调小”)。 专题六 教材延伸实验题
类型一 光学
1.小明用木板和支架制作了一个“临摹神器”。如图,OA为木板并用支架固定,木板上放置平板电脑,平板电脑屏幕上展示待临摹的图片。OB处放置并固定某光学器材,并在桌面OC平放一张白纸。
(1)OB处放置的光学器材应该用 (选填“平面镜”或“茶色玻璃”),为了增强临摹效果,该光学器材应该 (选填“厚”或“薄”)一点;
(2)调整支架的位置,当屏幕图片的像 时,停止调节。若光学器材与桌面的夹角∠BOC=60°,则木板与桌面右侧的夹角∠AOC= °;
(3)临摹时,人眼应该在图中 (选填“D”“E”或“F”)处观察。若临摹准确,临摹成的画相较于屏幕上的图片 (选填“更大”“更小”或“大小相等”)。
2.一双好眼睛,能更好地探索未来,小丽了解到人眼的晶状体相当于凸透镜,眼睛是如何看清远近不同物体的 她对这一问题产生了浓厚兴趣。
(1)通过探究,记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像,如图甲所示,则该凸透镜的焦距是 cm;
(2)实验时,要使F光源、水透镜、光屏三者的中心在同一高度上;
(3)三者摆放位置如图乙所示,在光屏上成了一个清晰的像(像未画出),该像为倒立、 的实像,依此成像原理可制成 ;
(4)人的眼睛是通过改变晶状体的厚度来看清远近不同物体的,水透镜和相当于晶状体、光屏相当于视网膜,当F光源靠近水透镜时,需向水透镜 (选填“注水”或“抽水”)调节的厚度,光屏才能再次看到清晰的像。
类型二 热学
3.(2024·临沂中考)2024年5月21日,联合国粮农组织举行了第五个“国际茶日”庆祝活动,中国展台的工作人员展示了煮茶茶艺。小明想知道煮茶时茶叶对水的沸点有没有影响,于是他使用烧杯、温度计、酒精灯等器材进行了探究,并每隔2 min记录一次温度计的示数。
(1)将少量茶叶放入盛水的烧杯中后,小明按照自下而上的顺序组装图甲所示实验装置,一是为了使用酒精灯的外焰加热,二是为了让温度计的玻璃泡 ;
(2)水沸腾时,温度计的示数如图乙所示,则水的沸点为 ℃;烧杯上方出现的大量“白气”是水蒸气 (选填“吸热”或“放热”)后形成的;
(3)根据实验数据,小明描绘了如图丙所示的水的温度随加热时间变化的图像。分析图像,请给小明提一条合理化建议: ;
(4)分析实验数据,小明并不能得出茶叶对水的沸点有没有影响,为了得出结论,他可以 。
4.某物理小组查看某品牌汽车防冻液成分,发现主要为水和一些添加物,因此他们猜想,水中加入别的物质后,一定会对水的凝固点产生影响。为了验证这一猜想,他们分别将一些盐放入水中,并把盐水用烧杯盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。
(1)每隔一定时间,观察记录 和此时的温度,并绘制成如图所示的温度—时间图像。由图像可知,加盐后水的凝固点发生了变化。
(2)他们同时发现所测得的盐水凝固点并不相同,于是对比了双方实验过程,发现烧杯中装水都是200 mL,小明加了1汤匙的盐,而小红加了3汤匙的盐,由此作出猜想:盐水的凝固点与盐水的浓度有关。接着通过多次实验并得出不同浓度盐水的凝固点,数据记录如表:
盐水 浓度(%) 凝固点 (℃) 盐水 浓度(%) 凝固点 (℃)
0 0 18 -15
3 -2 21 -18
6 -4 24 -17
9 -6 27 -1.8
12 -8 30 -0.4
15 -11 36 0
分析表格中数据可以发现:当盐水浓度增大时,其凝固点 。
(3)根据表格数据,小明还认为盐水浓度为21%时凝固点最低,其值为-18 ℃,请就这一探究过程和实验结论发表你的意见及建议:
。
(4)实验结束后,小明想到,在严寒的冬天,地面上的积雪不能及时熔化,会影响交通安全,人们采取在雪上撒盐的方法加快雪的熔化,请你解释撒盐的物理原理: 。
类型三 力学
5.(2024·福建中考)实践小组查阅资料知道蜡柱在水中由静止释放,很快就做匀速直线运动。他们猜想蜡柱做匀速直线运动速度的大小可能与蜡柱的形状有关,探究如下:
(1)取底面积1 cm2、高10 cm的蜡柱,用天平测出蜡柱的质量,如图甲所示,为
g,计算出蜡柱的密度为 g/cm3。
(2)如图乙,在蜡柱上截取一段,将其头部做成流线型,测量其质量为3.6 g。为得到等质量的圆柱型蜡柱,需在余下蜡柱上再截取一段 cm的蜡柱。
(3)将做好的蜡柱分别放入装满水的透明管中,从底部由静止释放,蜡柱的底端经过适当高度的A点时开始计时,每隔5 s在管壁刻度尺上标记其位置。某次标记如图丙所示,读数为 cm。
(4)根据实验数据绘制出s-t图像,如图丁,由图像可知:其他条件相同时,流线型蜡柱上升的速度 圆柱型蜡柱上升的速度。
(5)提出一个继续探究的其他相关问题:
6.(2024·河池期末)小明看到公共场所有如图甲所示的提示牌,他产生疑问:地面潮湿会导致摩擦力减小吗 于是找来长条形地板砖、运动鞋、弹簧测力计和喷雾器,设计了如图乙所示的实验装置。
(1)把地板砖放在水平桌面上,用弹簧测力计水平拉着鞋子在地板砖上做 运动;根据 知识测出滑动摩擦力的大小;
(2)用喷雾器均匀喷水,改变地板砖的 ,通过实验得到数据如表所示。分析数据得出结论:增大接触面的潮湿程度,摩擦力 ;
喷雾次数 0 2 4 6 8 10 12
潮湿程度 小→大
摩擦力F/N 3.2 3.6 4.0 3.0 2.8 2.6 2.6
(3)以上结论可解释某些生活现象,如:①超市收银员清点钞票时,手边有一块湿海绵,如图丙所示,是通过增大接触面潮湿程度来 摩擦;②高速公路服务区卫生间配备干地机,如图丁所示,是通过减小地面潮湿程度来 摩擦;(均选填“增大”或“减小”)
(4)得到以上结论后,小明进一步思考并提出猜想:在潮湿程度相同的情况下,地板的 不同时,实验结论可能不一样。
7.(2024·无锡中考)制作简易的密度计,器材有:长度为20 cm的吸管一根、铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。(g取10 N/kg)
(1)如图甲所示,用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度,用石蜡将标0 cm的一端封闭,添加铁屑至管内,使其总质量为10 g,能竖直漂浮在液体中;
①当将它放入密度为1.0 g/cm3的水中时,浸入的深度为H。若放入密度为
0.8 g/cm3的酒精中,密度计所受的浮力大小为 N,浸入的深度为 H;
②将它放入密度为0.8~1.2 g/cm3的不同液体中,浸入的深度h与液体密度ρ液之间的关系应符合图乙中 (选填“a”“b”或“c”);
③为使该简易密度计测量水和酒精的密度时,两条刻度线间的距离大一些,利用现有器材,合理的做法是: ;
(2)如图丙所示,在吸管下方安装一个小瓶,将铁屑装入瓶中,制成另一支简易密度计,使其总质量为30 g,放入液体后能竖直漂浮,小瓶完全浸没。放入水中,在密度计上标记出水面位置M,密度计排开水的体积为 cm3。从水中取出擦干后,放入待测盐水中,M比液面高2 cm。取出密度计擦干,倒出部分铁屑,使其总质量为27 g,再放入水中,液面距离M为3 cm。则吸管的横截面积为 cm2,盐水的密度为 g/cm3(保留2位小数)。
类型四 电学
8.(2023·广西中考)实验小组在实验时,不慎将灯泡L2的玻璃外壳碰碎。他们惊奇地发现L2几乎不发光,与其串联的灯泡L1不仅没有熄灭,反而更亮。开关断开后的电路如图甲,L1和L2都标有“2.5 V 0.3 A”字样。针对上述现象,探究下列问题:玻璃破碎后,L2的灯丝电阻发生了什么变化 玻璃外壳究竟起什么作用
(1)玻璃外壳破碎前L2的电压和电流分别为1.20 V和0.20 A;玻璃外壳破碎后,两端的电压变为0.40 V,通过的电流变为如图乙所示,则电流为 A。初步分析可知:玻璃外壳破碎后,L2电阻 (选填“变大”或“变小”)。
(2)为进一步探究玻璃外壳破碎后L2电阻变化特点,对L1、L2的电流和电压进行测量,实验数据记录如表。分析发现,L1的电阻 (选填“大于”或“小于”)玻璃外壳破碎后L2的电阻。
灯泡 实验 次序 1 2 3 4 5 6
L1、L2 电流 I/A 0.16 0.18 0.20 022 0.24 0.26
L1 电压 U1/V 0.78 1.00 1.20 1.50 1.80 2.10
L2 电压 U2/V 0.20 0.23 0.30 0.41 0.52 0.80
(3)实验中,对着L2吹气,发现L2两端电压突然变小、电流突然变大,说明吹气加快L2灯丝表面空气流速,加快其散热速度,从而使灯丝电阻变小。由此推断,灯丝的电阻大小与 有关,玻璃外壳可能起到 的作用。
(4)细心的同学在实验过程中发现,灯丝呈螺旋状,于是提出新的问题:为什么将灯丝设计成螺旋状 你认为这样设计的目的是
① ;
② 。
9.(2024·大庆中考)小娜同学在物理实践活动中,设计了如图甲所示的电子质量测量仪。其中,电源电压恒定为4.5 V,R'为粗细均匀的导体棒,阻值随长度均匀变化,总阻值为40 Ω,总长度为20 cm。R是电阻箱,电压表量程为0~3 V,电流表量程为0~0.3 A。金属弹簧上端固定并通过导线与电压表连接,下端通过金属指针与导体棒始终保持良好接触。已知,电路中所用弹簧的弹力F与其伸长量L之间的关系如图乙所示。实验中弹簧的形变始终不超弹性限度,弹簧及指针质量不计,取g=
10 N/kg。现闭合开关S,调节R=5 Ω,请回答以下问题:
(1)不挂重物时,指针恰好指在R'的最上端。此时电压表示数为 V,电流表示数为 A;
(2)悬挂重物后,电流表的示数 (选填“变大”“不变”或“变小”)。当弹簧下端悬挂某待测物体时,指针向下移动5 cm,则待测物体质量m= kg,电压表示数为 V;
(3)在保证电路安全的情况下,该电子质量测量仪所能测得物体的最大质量为
kg。通过调节电阻箱R的阻值,可以调节该测量仪的量程。如果要增大量程,应该将电阻箱R的阻值 (选填“调大”“保持不变”或“调小”)。
