题型四 实验与科学探究题
1.考情说明：实验题延续了以往贵阳卷的出题风格，其中前两个大题为课内常规实验探究(2023省卷为光学+电学；2024贵阳卷为电学+光学；2023年贵阳卷为光学+电学； 2023贵阳卷为电学+光学)，最后一个大题为课外实验探究，且均为力学实验探究题.
2.配分标准：共3个小题，第1题8分，后两题各10分，共28分.
3.备考策略：熟悉新课标下必须掌握的各类实验，对于课外的力学实验，对比出课内力学实验的原型，理清实验原理、探究方法、操作步骤、误差分析、规律总结、生活应用等知识点.
一、光学探究实验
实验1 探究光的反射定律
1.为验证光的反射定律，小刚准备了两支不同色光的激光笔、平面镜和固定激光笔的支架，组装为如图所示的实验装置，将该装置放在水平桌面上.打开激光笔后，绿光斜射在平面镜上的O点，红光垂直照射到O点.
请回答下列问题：
(1)由N点垂直照射到O点的红光是用来替代 的位置.
(2)为显示出光的传播路径，小刚在桌面的上方喷烟雾，这是利用了光照在烟雾会上发生〖=A2(
.
(3)实验中，小刚围绕桌面转动改变观察角度直至观察到 的现象时，即可说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内.
(4)图中的反射角是 .他用量角器分别测量入射角和反射角，发现两角相等.为了验证“反射角等于入射角”这一结论的普遍性，
小刚又用刻度尺测量反射光线和入射光线上等高的两点A、B到ON的水平距离，发现两段距离大小相等，根据相关数学知识，同样得到了“反射角等于入射角”.你认为他的这一做法可靠吗？
(填“可靠”或“不可靠”)，原因是 实验2 探究平面镜成像的特点
2.小欣同学为了探究平面镜成像的特点，准备了如下器材：两根相同的蜡烛、平面镜、玻璃板、白纸.
(1)为了提高实验的精度和效果，应该选用 .(填序号)
A.2 mm厚的半透明玻璃
B.1 mm厚的半透明玻璃
C.2 mm厚的平面镜
D.1 mm厚的平面镜
(2)如图，在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，人眼在蜡烛
(填“A”或“B”)侧观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合.
(3)为了让右边的同学也能够看清蜡烛的像，小欣同学只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置
(填“向右移动”“向左移动”或“不变”).
(4)在探究平面镜成的像是虚像还是实像时，小欣移开后面的蜡烛B，用白纸作为光屏放在像的位置，然后 (填“透过”或“不透过”)玻璃板观察白纸，此时将 (填“看到”或“看不到”)蜡烛A的像，说明平面镜成的是虚像.
(5)小欣同学站在竖直放置的平面镜前1.5 m处，她以0.2 m/s的速度向平面镜走近，经过3 s后，小欣和她的像之间的距离是 m.
实验3探究凸透镜成像的规律
3.小明和小亮用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律.
(1)实验前将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度，目的是 .
(2)如图所示，光屏上呈现一个清晰的像，保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，要再次在光屏上得到清晰的像，应将光屏向 (填“左”或“右”)移动，像的大小将变 (填“大”或“小”)，生活中的 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据这个原理制成的.
(3)用不透明的纸板将透镜的下半部分遮住，光屏上 (填“能”或“不能”)成完整的像，像的亮度会变 (填“亮”或“暗”)一些.
(4)将近视眼镜的镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了.使光屏远离透镜，又能在光屏上看到蜡烛清晰的像，这说明近视眼镜对光有 作用.
二、热学探究实验
实验 探究水在沸腾前后温度变化的特点
4.图甲是探究水沸腾时温度变化的特点的实验装置.
(1)除了图甲中的实验器材外，还需要用到的测量工具是 (填“刻度尺”或“电子停表”).
(2)组装实验装置时，应该先调整图甲中 (填“A”或“B”)的高度.
(3)小林用相同的装置先后做了两次实验，绘制出如图乙所示的a、b两条图线.由图线可知：
①实验中水的沸点为 ℃；
②水沸腾的特点：继续吸热，温度 (填“不断升高”“保持不变”或“不断降低”)；
③若两次实验所用水的质量分别为ma、mb，则ma mb(填“＞”“＜”或“=”).
(4)实验中某次温度计的示数如图丙，为 ℃，此时烧杯内气泡的情况应该是图丁中的 填“A”或“B”)所示.
三、力学探究实验
实验1探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
5.同学们在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，做出如下猜想：
猜想A：接触面所受的压力影响滑动摩擦力的大小.
猜想B：接触面的粗糙程度影响滑动摩擦力的大小.
为了验证上述两个猜想，同学们在水平台上做了如图所示的实验(其中甲、乙的接触面都为相同木板、丙的接触面为毛巾)，请你补全下列实验过程：
(1)实验过程中，在水平面上用弹簧测力计沿水平方向 拉动木块.
(2)通过对比甲、乙两次实验，可知猜想A是正确的，其结论是 (3)通过比较甲、丙两次实验得出“接触面越粗糙，滑动摩擦力越大”的结论，这是 (填“正确”或“错误”)的.
(4)小明在实验中发现要保持木块匀速运动很困难，改用如图丁所示装置，在用力将木板向左拉出的过程中，弹簧测力计 (填“A”或“B”)的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小；木块所受滑动摩擦力的方向是水平向 (填“左”或“右”)的.
实验2 探究液体压强与哪些因素有关
6.小枫同学通过如图所示的实验来探究液体压强与哪些因素有关：
(1)如图所示的压强计是通过 来显示橡皮膜所受压强大小的.
(2)如果在使用压强计前，发现U形管内水面已有高度差，那么下列调节方式中应选择 A.向U形管内加适量水
B.从U形管中倒出一部分水
C.拆除软管重新安装
(3)如果要讨论液体内部压强是否与液体密度有关，应选择实验 进行比较.
(4)保持实验乙中探头位置不变，向容器内加入适量的浓盐水，发现U形管两侧液面的高度差变大，于是小枫得出了“同一深度，液体的密度越大，其内部压强越大”的结论，他的操作 (填“正确”或“不正确”)，原因是 .
(5)为了使压强计的金属盒在同种液体、同一深度处时，U形管内的液面高度差更明显，U形管应
A.改注颜色更深的液体
B.改注盐水
C.改注酒精
实验3 探究浮力大小与哪些因素有关
7.在探究影响浮力大小的因素时，小明进行了如图所示的实验操作，随后从中选出几组实验进行对比，以针对某个因素进行探究，并通过分析弹簧测力计的示数，得出结论.
(1)比较实验①②③，说明物体所受浮力的大小与 有关.
(2)比较实验③④，说明浸没在液体中的物体受到的浮力与 无关.
(3)比较实验④⑤说明物体排开液体的体积相同时，液体密度越大，物体受到的浮力越 (填“大”或“小”).
(4)小明想探究物体受到的浮力与其形状是否有关，他找来薄铁片、烧杯和水进行实验，步骤如下：
A.将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底；
B.将铁片弯成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上.
①通过分析可知，步骤A中铁片受到的浮力 (填“大于”“等于”或“小于”)步骤B中受到的浮力；
②小明得出结论：物体受到的浮力与其形状有关.得出错误结论的原因是他只关注了铁片 (填“形状”或“体积”)的改变，忽视了铁片 对浮力大小的影响.
实验4 探究杠杆的平衡条件
8.如图甲是某人分别用两种方式挑着同一物体行走时的情景.小明看后感到疑惑，于是与同学讨论后提出以下探究问题：杠杆平衡时，阻力和动力臂一定，动力与阻力臂之间有什么关系？他们通过实验来研究.
探究：杠杆平衡时，阻力和动力臂一定时，动力与阻力臂之间的关系.
(1)实验前，小明发现杠杆处于如图乙所示的状态，这时应将平衡螺母向 (填“左”或“右”)端调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是 (2)小明继续进行实验，如图丙所示，她将重为1 N的砝码悬挂在杠杆左侧某一位置处，然后在杠杆右侧20 cm处用弹簧测力计竖直向下拉动，使杠杆重新在水平位置平衡.将动力F1、动力臂l1、阻力F2和阻力臂l2记录下来.
接下来，她要进行的操作是 ，然后用弹簧测力计竖直向下拉动，使杠杆仍然在水平位置平衡.多次重复前面的实验，并把相应的数据记录下来.
(3)小明通过实验得到的数据如下表所示.
分析表中数据可以得出结论：杠杆平衡状态下，阻力和动力臂一定时， (4)因此，图甲a中手施加的动力 (填“大于”“小于”或“等于”)图甲b中手施加的动力.
四、电(磁)学探究实验
实验1 探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点
9.如图所示，在“探究串联电路中的电流规律”的实验中，郭老师给小兰同学提供了以下几个不同规格的小灯泡(带灯座)：
“2.2 V0.3 A”(两个)、“2.5 V0.3 A”(两个)和“3.8 V0.3 A”(一个).
(1)请在图乙中用笔画线代替导线，连接好测量图甲中的B处电流的实际电路.
(2)实验操作中，每次在变更电路(改变电流表串接的位置)前，都要先 ，这是为了保证实验安全；实验操作中，应通过 来实现多组数据的测量.
(3)实验得到的数据如下表，其中“1.2 A”是电流表的读数错误，其读错的原因可能是 ；本实验的正确结论应该是 (4)(多选)很多实验都要进行多组数据的测量，有的是为了求平均值减小误差，有的是为了寻找普遍规律.下列实验中，多次测量的目的与本实验相同的是
A.伏安法测定值电阻
B.探究灯泡亮度与实际功率的关系
C.探究杠杆的平衡条件
D.探究水沸腾时温度变化的特点
10.(铜仁石阡县模拟)小阳同学设计了如图甲所示电路图探究并联电路中的电压特点，请回答下列问题.
(1)分别测出小灯泡L1、L2两端的电压及 电压，就可以分析出并联电路的电压规律.
(2)按照电路图连接电路时，开关应当 .连接好电路后，同桌说小阳可能组成了一个串联电路.小阳拧掉了其中的一个小灯泡，发现闭合开关后另一个小灯泡 ，说明它们是并联的.
(3)将电压表接在小灯泡L1两端，当闭合开关后，电压表出现了如图乙所示的情况，其原因是
(4)改正错误后，小阳重新连接好电路，并测出了一组数据，断开开关，为了得出并联电路中电压的普遍规律，接下来的操作是 实验2 探究电流与电压、电阻的关系
11.为了探究通过导体的电流与导体两端电压的关系，小明进行了以下实验.
(1)如图甲所示，电路中有两根导线未画出，请你用笔画线代替导线将电路连接完整.
(2)开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移到 (填字母)端；闭合开关后，移动滑片P，小明发现电流表有示数变化，电压表无示数，原因可能是定值电阻R发生了 (3)排除故障后，闭合开关，多次移动滑片P，记录电压表和电流表的示数如下表所示，第2次实验的电压表示数如图乙所示，为 V；分析实验数据可得出结论：当电阻一定时，通过导体的电流与其两端的电压成 比
(4)小明利用该电路继续探究电流与电阻的关系，他先测出了5 Ω电阻两端的电压为2.0 V时的电流，然后断开开关，将5 Ω电阻换成15 Ω电阻，闭合开关，直接读出电流值，这种做法是
(填“正确”或“错误”)的，理由是 12.(毕节中考)某实验小组在探究电流与电阻的关系中，实验器材有电源、电流表、电压表、滑动变阻器各1个，开关1个，3个定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω)，导线若干.
(1)根据实物图甲，在图乙虚线框内画出实验电路图.
(2)小组在探究时，先将5 Ω的电阻连入电路中，闭合开关前，应把滑动变阻器的滑片滑到
(填“C”或“D”)端.闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为1.5 V，并记下电流值.
接着断开开关，将5 Ω电阻更换成10 Ω电阻，闭合开关后，接下应做的操作是 ，直至电压表示数为 V，并记下此时电流表的示数.
(3)断开开关，将10 Ω电阻更换为15 Ω电阻实验.当闭合开关后，发现电流表示数为“0”，电压表示数几乎等于电源电压，造成这一现象的原因可能是 (写出一种即可).故障排除后完成实验，三次实验所得的数据记录如下表.分析表中数据所得结论是 实验3 探究通电螺线管外部磁场的方向
13.在探究通电管外部磁场特点的实验中，小华设计了如图所示的电路.
(1)实验中可通过观察 来判断通电螺线管的磁极.
(2)如图乙所示是通电螺线管周围有机玻璃板上小磁针的分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场与 的磁场相似.若改变螺线管中的电流方向，发现小磁针指向发生改变，该现象说明通电螺线管外部的磁场方向与
(3)要探究影响通电螺线管磁场强弱的因素，除了图中所示的器材外，还需要 .
先将开关S从“1”处换接到“2”处，接下来的操作是 ，这样可以探究通电螺线管磁场的强弱与线圈匝数的关系.
实验4 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
14.如图所示是探究感应电流产生的条件的实验装置.
(1)实验中，AB棒的材料可能是 (填“塑料”或“铝”).
(2)我们可以通过灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断 (3)闭合开关，实验探究过程记录如表所示：
根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动，在该运动过程中，主要将机械能转化为 能.
(4)保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与 的关系.
(5)若将此装置中灵敏电流计换成 ，可进一步探究电动机的工作原理.
创新实验探究题
15.(装置创新、背景创新；以牛顿第一定律的实验原理进行类比)(2023省卷20题10分)
汽车在通过起伏路段的凸起路面时，经验丰富的司机往往慢速平稳通过，若快速通过会让乘客有“腾飞”的感觉，且安全隐患很大.这一现象是因为凸起路面与车之间竖直方向的相互作用力在变大吗？
小明猜想：汽车通过凸起路面时的速度越大，可能路面与车之间的相互作用力越大.
为了探究这一问题，他选用小球(模拟小车)、轨道、弧面支架(模拟凸起路面)、电子秤等器材进行了如图所示的实验.
(1)先测小球静止时对电子秤的 (填“压力”或“摩擦力”)来反映小球与弧面顶部相互作用力F的大小.他将小球置于水平放置的电子秤上时，示数为0.17 kg，则力F= N(g取10 N/kg).
(2)在秤上安放弧面支架并调零，将小球从轨道的A点由静止释放，沿轨道经弧面运动到右侧轨道，记录小球通过弧面顶部O点时小球与弧面的作用力F，再依次将小球从高于A点的B、C、D点由静止释放，目的是逐次增大小球通过O点时的 ，各次实验F的大小记录如下表，分析数据可知小明的猜想 (填“成立”或“不成立”).
(3)根据上述实验现象推理：若小球速度足够大，通过弧面顶部时，电子秤的示数将显示 kg.进一步推理：当汽车通过凸起路面顶部的速度足够大，若路面前方突发状况，结合本实验判断是否可以紧急刹车避让并说明理由： 16.(装置创新、设问创新；出题背景创新：探究影响空气阻力大小的因素)(2023贵阳20题10分)
空气对运动物体有阻碍作用，这就是我们常说的空气阻力(f).空气阻力的大小与哪些因素有关呢？根据生活经验发现：无风的环境中，人散步时几乎感受不到空气阻力，快跑时就明显感受到空气阻力.由此猜想：空气阻力的大小可能与物体运动的速度有关.
为了验证这一猜想，准备了如下器材：充气的气球、无弹性细线、钩码、弹簧测力计、刻度尺、铁架台、带连拍照相功能的手机(该手机每隔相同时间对物体拍摄一次).
如图甲所示以气球为研究对象，在气球下方用细线悬挂钩码，保持钩码底部与刻度尺的某一刻度线相平，释放气球并用手机记录钩码竖直下落过程的位置.(气球和钩码的运动情况相同，可将两者视为一个整体)请回答下列问题：
(1)将刻度尺固定在水平放置的铁架台上时，如何检验刻度尺是否竖直 写出你的办法： (2)用不同质量的钩码进行实验，选取相同时间间隔的多张照片组合对比.第一次记录钩码位置如图乙所示，可判断钩码从位置 (填序号)开始匀速下落；增加钩码质量继续实验，再次记录钩码位置如图丙所示，对比乙、丙两图可知：在图 中，气球匀速下落的速度较大.
(3)若不考虑气球所受的浮力，气球和钩码匀速下落时,所受重力和空气阻力是一对平衡
力，用弹簧测力计测量气球和钩码静止时的总重，便可推导阻力大小.据此可得出结论：气球运动的速度越大，受到的空气阻力 (4)以上实验过程均没有考虑气球所受浮力的影响,那么气球受到的浮力对空气阻力大小的
推导结果是否产生影响 请分别画出测量它们重力和匀速下落时的受力情况，并结合受力情况写出理由. (不考虑空气对钩码的作用力)
17.(装置创新、原理创新；以牛顿摆为背景，探究能量的传递与转化)(2023贵阳21题9分)小明在实验室看到一科学玩具——牛顿摆，如图1甲所示，它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成，每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上，并紧挨着排列在同一水平直线上.拉起最左侧的钢球，释放后，它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球，最终仅把最右侧的钢球撞出,其他球几乎静止不动.
这引发了小明的思考：为什么碰撞后仅有一个球摆动，而其余球仍然保持静止 于是他
提出问题：被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关 接着他作出以下猜想：
Ⅰ.可能与撞击球撞击时的速度大小有关.
Ⅱ.可能与撞击球的数量多少有关.
将牛顿摆等效为单摆模型，如图1乙所示是一个钢球撞击其他钢球的情形，五个钢球自
左向右标为A~E球，若不考虑能量损失，请回答下列问题：
(1)将A球作为撞击球拉至一定的高度(保持细线细直)，释放后,A球向右摆动过程
中,将 能转化为动能.
(2)探究猜想Ⅰ时，为了改变撞击球撞击时的速度,你的操作办法是 .释放后，当钢球发生碰撞时，仅有E球被撞出，由此可判断：被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度 (填“有关”或“无关”).
(3)通过上述实验，小明还是不明白为什么仅有一个球被撞出，于是他向老师请教，老师说：牛顿摆的钢球间发生碰撞时，撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，所以最终只有一个钢球被撞出.根据老师的讲解，小明继续探究猜想Ⅱ，将A、B两球作为撞击球紧挨着拉起一定高度后同时释放，A、B球向右摆动并与C球相撞，则此时可观察到的现象是如图2中的 (填“甲”“乙”或“丙”)；请阐述你选择的理由：题型四 实验与科学探究题
1.考情说明：实验题延续了以往贵阳卷的出题风格，其中前两个大题为课内常规实验探究(2023省卷为光学+电学；2024贵阳卷为电学+光学；2023年贵阳卷为光学+电学； 2023贵阳卷为电学+光学)，最后一个大题为课外实验探究，且均为力学实验探究题.
2.配分标准：共3个小题，第1题8分，后两题各10分，共28分.
3.备考策略：熟悉新课标下必须掌握的各类实验，对于课外的力学实验，对比出课内力学实验的原型，理清实验原理、探究方法、操作步骤、误差分析、规律总结、生活应用等知识点.
一、光学探究实验
实验1 探究光的反射定律
1.为验证光的反射定律，小刚准备了两支不同色光的激光笔、平面镜和固定激光笔的支架，组装为如图所示的实验装置，将该装置放在水平桌面上.打开激光笔后，绿光斜射在平面镜上的O点，红光垂直照射到O点.
请回答下列问题：
(1)由N点垂直照射到O点的红光是用来替代法线的位置.
(2)为显示出光的传播路径，小刚在桌面的上方喷烟雾，这是利用了光照在烟雾会上发生〖=A2(
反射.
(3)实验中，小刚围绕桌面转动改变观察角度直至观察到红光和绿光完全重合的现象时，即可说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内.
(4)图中的反射角是∠NOB.他用量角器分别测量入射角和反射角，发现两角相等.为了验证“反射角等于入射角”这一结论的普遍性，
小刚又用刻度尺测量反射光线和入射光线上等高的两点A、B到ON的水平距离，发现两段距离大小相等，根据相关数学知识，同样得到了“反射角等于入射角”.你认为他的这一做法可靠吗？
不可靠(填“可靠”或“不可靠”)，原因是没有改变入射角的大小多次实验，结论不具有普遍性
实验2 探究平面镜成像的特点
2.小欣同学为了探究平面镜成像的特点，准备了如下器材：两根相同的蜡烛、平面镜、玻璃板、白纸.
(1)为了提高实验的精度和效果，应该选用B.(填序号)
A.2 mm厚的半透明玻璃
B.1 mm厚的半透明玻璃
C.2 mm厚的平面镜
D.1 mm厚的平面镜
(2)如图，在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，人眼在蜡烛
A(填“A”或“B”)侧观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合.
(3)为了让右边的同学也能够看清蜡烛的像，小欣同学只将玻璃板向右平移，则蜡烛像的位置
不变(填“向右移动”“向左移动”或“不变”).
(4)在探究平面镜成的像是虚像还是实像时，小欣移开后面的蜡烛B，用白纸作为光屏放在像的位置，然后不透过(填“透过”或“不透过”)玻璃板观察白纸，此时将看不到(填“看到”或“看不到”)蜡烛A的像，说明平面镜成的是虚像.
(5)小欣同学站在竖直放置的平面镜前1.5 m处，她以0.2 m/s的速度向平面镜走近，经过3 s后，小欣和她的像之间的距离是1.8m.
实验3探究凸透镜成像的规律
3.小明和小亮用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律.
(1)实验前将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度，目的是使像成在光屏中央.
(2)如图所示，光屏上呈现一个清晰的像，保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，要再次在光屏上得到清晰的像，应将光屏向左(填“左”或“右”)移动，像的大小将变小(填“大”或“小”)，生活中的照相机(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据这个原理制成的.
(3)用不透明的纸板将透镜的下半部分遮住，光屏上能(填“能”或“不能”)成完整的像，像的亮度会变暗(填“亮”或“暗”)一些.
(4)将近视眼镜的镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了.使光屏远离透镜，又能在光屏上看到蜡烛清晰的像，这说明近视眼镜对光有发散作用.
二、热学探究实验
实验 探究水在沸腾前后温度变化的特点
4.图甲是探究水沸腾时温度变化的特点的实验装置.
(1)除了图甲中的实验器材外，还需要用到的测量工具是电子停表(填“刻度尺”或“电子停表”).
(2)组装实验装置时，应该先调整图甲中B(填“A”或“B”)的高度.
(3)小林用相同的装置先后做了两次实验，绘制出如图乙所示的a、b两条图线.由图线可知：
①实验中水的沸点为98℃；
②水沸腾的特点：继续吸热，温度保持不变(填“不断升高”“保持不变”或“不断降低”)；
③若两次实验所用水的质量分别为ma、mb，则ma(4)实验中某次温度计的示数如图丙，为93℃，此时烧杯内气泡的情况应该是图丁中的B填“A”或“B”)所示.
三、力学探究实验
实验1探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
5.同学们在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，做出如下猜想：
猜想A：接触面所受的压力影响滑动摩擦力的大小.
猜想B：接触面的粗糙程度影响滑动摩擦力的大小.
为了验证上述两个猜想，同学们在水平台上做了如图所示的实验(其中甲、乙的接触面都为相同木板、丙的接触面为毛巾)，请你补全下列实验过程：
(1)实验过程中，在水平面上用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木块.
(2)通过对比甲、乙两次实验，可知猜想A是正确的，其结论是接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大
(3)通过比较甲、丙两次实验得出“接触面越粗糙，滑动摩擦力越大”的结论，这是错误(填“正确”或“错误”)的.
(4)小明在实验中发现要保持木块匀速运动很困难，改用如图丁所示装置，在用力将木板向左拉出的过程中，弹簧测力计B(填“A”或“B”)的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小；木块所受滑动摩擦力的方向是水平向左(填“左”或“右”)的.
实验2 探究液体压强与哪些因素有关
6.小枫同学通过如图所示的实验来探究液体压强与哪些因素有关：
(1)如图所示的压强计是通过U形管内液面高度差来显示橡皮膜所受压强大小的.
(2)如果在使用压强计前，发现U形管内水面已有高度差，那么下列调节方式中应选择C
A.向U形管内加适量水
B.从U形管中倒出一部分水
C.拆除软管重新安装
(3)如果要讨论液体内部压强是否与液体密度有关，应选择实验乙、丙进行比较.
(4)保持实验乙中探头位置不变，向容器内加入适量的浓盐水，发现U形管两侧液面的高度差变大，于是小枫得出了“同一深度，液体的密度越大，其内部压强越大”的结论，他的操作不正确(填“正确”或“不正确”)，原因是没有控制深度不变.
(5)为了使压强计的金属盒在同种液体、同一深度处时，U形管内的液面高度差更明显，U形管应C
A.改注颜色更深的液体
B.改注盐水
C.改注酒精
实验3 探究浮力大小与哪些因素有关
7.在探究影响浮力大小的因素时，小明进行了如图所示的实验操作，随后从中选出几组实验进行对比，以针对某个因素进行探究，并通过分析弹簧测力计的示数，得出结论.
(1)比较实验①②③，说明物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关.
(2)比较实验③④，说明浸没在液体中的物体受到的浮力与物体浸没的深度无关.
(3)比较实验④⑤说明物体排开液体的体积相同时，液体密度越大，物体受到的浮力越大(填“大”或“小”).
(4)小明想探究物体受到的浮力与其形状是否有关，他找来薄铁片、烧杯和水进行实验，步骤如下：
A.将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底；
B.将铁片弯成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上.
①通过分析可知，步骤A中铁片受到的浮力小于(填“大于”“等于”或“小于”)步骤B中受到的浮力；
②小明得出结论：物体受到的浮力与其形状有关.得出错误结论的原因是他只关注了铁片形状(填“形状”或“体积”)的改变，忽视了铁片排开水的体积对浮力大小的影响.
实验4 探究杠杆的平衡条件
8.如图甲是某人分别用两种方式挑着同一物体行走时的情景.小明看后感到疑惑，于是与同学讨论后提出以下探究问题：杠杆平衡时，阻力和动力臂一定，动力与阻力臂之间有什么关系？他们通过实验来研究.
探究：杠杆平衡时，阻力和动力臂一定时，动力与阻力臂之间的关系.
(1)实验前，小明发现杠杆处于如图乙所示的状态，这时应将平衡螺母向右(填“左”或“右”)端调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是便于测量力臂，并使杠杆重心位于支点处，以消除杠杆自身重力对实验的影响.
(2)小明继续进行实验，如图丙所示，她将重为1 N的砝码悬挂在杠杆左侧某一位置处，然后在杠杆右侧20 cm处用弹簧测力计竖直向下拉动，使杠杆重新在水平位置平衡.将动力F1、动力臂l1、阻力F2和阻力臂l2记录下来.
接下来，她要进行的操作是更改砝码的位置，然后用弹簧测力计竖直向下拉动，使杠杆仍然在水平位置平衡.多次重复前面的实验，并把相应的数据记录下来.
(3)小明通过实验得到的数据如下表所示.
分析表中数据可以得出结论：杠杆平衡状态下，阻力和动力臂一定时，动力和阻力臂成正比
(4)因此，图甲a中手施加的动力小于(填“大于”“小于”或“等于”)图甲b中手施加的动力.
四、电(磁)学探究实验
实验1 探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点
9.如图所示，在“探究串联电路中的电流规律”的实验中，郭老师给小兰同学提供了以下几个不同规格的小灯泡(带灯座)：
“2.2 V0.3 A”(两个)、“2.5 V0.3 A”(两个)和“3.8 V0.3 A”(一个).
(1)请在图乙中用笔画线代替导线，连接好测量图甲中的B处电流的实际电路.
(2)实验操作中，每次在变更电路(改变电流表串接的位置)前，都要先断开开关，这是为了保证实验安全；实验操作中，应通过更换不同规格的小灯泡来实现多组数据的测量.
(3)实验得到的数据如下表，其中“1.2 A”是电流表的读数错误，其读错的原因可能是读数时量程选择错误；本实验的正确结论应该是串联电路中电流处处相等
(4)(多选)很多实验都要进行多组数据的测量，有的是为了求平均值减小误差，有的是为了寻找普遍规律.下列实验中，多次测量的目的与本实验相同的是BCD
A.伏安法测定值电阻
B.探究灯泡亮度与实际功率的关系
C.探究杠杆的平衡条件
D.探究水沸腾时温度变化的特点
10.(铜仁石阡县模拟)小阳同学设计了如图甲所示电路图探究并联电路中的电压特点，请回答下列问题.
(1)分别测出小灯泡L1、L2两端的电压及电源电压，就可以分析出并联电路的电压规律.
(2)按照电路图连接电路时，开关应当断开.连接好电路后，同桌说小阳可能组成了一个串联电路.小阳拧掉了其中的一个小灯泡，发现闭合开关后另一个小灯泡发光，说明它们是并联的.
(3)将电压表接在小灯泡L1两端，当闭合开关后，电压表出现了如图乙所示的情况，其原因是
电压表正负接线柱接反了
(4)改正错误后，小阳重新连接好电路，并测出了一组数据，断开开关，为了得出并联电路中电压的普遍规律，接下来的操作是换用不同规格的灯泡(或更换电源，或加滑动变阻器)，多次测量
实验2 探究电流与电压、电阻的关系
11.为了探究通过导体的电流与导体两端电压的关系，小明进行了以下实验.
(1)如图甲所示，电路中有两根导线未画出，请你用笔画线代替导线将电路连接完整.
(2)开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移到B(填字母)端；闭合开关后，移动滑片P，小明发现电流表有示数变化，电压表无示数，原因可能是定值电阻R发生了短路
(3)排除故障后，闭合开关，多次移动滑片P，记录电压表和电流表的示数如下表所示，第2次实验的电压表示数如图乙所示，为1.4V；分析实验数据可得出结论：当电阻一定时，通过导体的电流与其两端的电压成正比
(4)小明利用该电路继续探究电流与电阻的关系，他先测出了5 Ω电阻两端的电压为2.0 V时的电流，然后断开开关，将5 Ω电阻换成15 Ω电阻，闭合开关，直接读出电流值，这种做法是
错误(填“正确”或“错误”)的，理由是没有调节变阻器的滑片使定值电阻两端的电压不变
12.(毕节中考)某实验小组在探究电流与电阻的关系中，实验器材有电源、电流表、电压表、滑动变阻器各1个，开关1个，3个定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω)，导线若干.
(1)根据实物图甲，在图乙虚线框内画出实验电路图.
(2)小组在探究时，先将5 Ω的电阻连入电路中，闭合开关前，应把滑动变阻器的滑片滑到
D(填“C”或“D”)端.闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为1.5 V，并记下电流值.
接着断开开关，将5 Ω电阻更换成10 Ω电阻，闭合开关后，接下应做的操作是向右移动变阻器的滑片，直至电压表示数为1.5V，并记下此时电流表的示数.
(3)断开开关，将10 Ω电阻更换为15 Ω电阻实验.当闭合开关后，发现电流表示数为“0”，电压表示数几乎等于电源电压，造成这一现象的原因可能是定值电阻发生断路(写出一种即可).故障排除后完成实验，三次实验所得的数据记录如下表.分析表中数据所得结论是电压不变时，通过导体的电流与电阻成反比
实验3 探究通电螺线管外部磁场的方向
13.在探究通电管外部磁场特点的实验中，小华设计了如图所示的电路.
(1)实验中可通过观察小磁针N极所指的方向来判断通电螺线管的磁极.
(2)如图乙所示是通电螺线管周围有机玻璃板上小磁针的分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似.若改变螺线管中的电流方向，发现小磁针指向发生改变，该现象说明通电螺线管外部的磁场方向与导线中电流方向
(3)要探究影响通电螺线管磁场强弱的因素，除了图中所示的器材外，还需要大头针.
先将开关S从“1”处换接到“2”处，接下来的操作是调节滑动变阻器的滑片P，保持电路中的电流大小不变，这样可以探究通电螺线管磁场的强弱与线圈匝数的关系.
实验4 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
14.如图所示是探究感应电流产生的条件的实验装置.
(1)实验中，AB棒的材料可能是铝(填“塑料”或“铝”).
(2)我们可以通过灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断感应电流的方向
(3)闭合开关，实验探究过程记录如表所示：
根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，在该运动过程中，主要将机械能转化为电能.
(4)保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与磁场方向的关系.
(5)若将此装置中灵敏电流计换成电源，可进一步探究电动机的工作原理.
创新实验探究题
15.(装置创新、背景创新；以牛顿第一定律的实验原理进行类比)(2023省卷20题10分)
汽车在通过起伏路段的凸起路面时，经验丰富的司机往往慢速平稳通过，若快速通过会让乘客有“腾飞”的感觉，且安全隐患很大.这一现象是因为凸起路面与车之间竖直方向的相互作用力在变大吗？
小明猜想：汽车通过凸起路面时的速度越大，可能路面与车之间的相互作用力越大.
为了探究这一问题，他选用小球(模拟小车)、轨道、弧面支架(模拟凸起路面)、电子秤等器材进行了如图所示的实验.
(1)先测小球静止时对电子秤的 压力(填“压力”或“摩擦力”)来反映小球与弧面顶部相互作用力F的大小.他将小球置于水平放置的电子秤上时，示数为0.17 kg，则力F=1.7N(g取10 N/kg).
(2)在秤上安放弧面支架并调零，将小球从轨道的A点由静止释放，沿轨道经弧面运动到右侧轨道，记录小球通过弧面顶部O点时小球与弧面的作用力F，再依次将小球从高于A点的B、C、D点由静止释放，目的是逐次增大小球通过O点时的 速度，各次实验F的大小记录如下表，分析数据可知小明的猜想 不成立(填“成立”或“不成立”).
(3)根据上述实验现象推理：若小球速度足够大，通过弧面顶部时，电子秤的示数将显示 0kg.进一步推理：当汽车通过凸起路面顶部的速度足够大，若路面前方突发状况，结合本实验判断是否可以紧急刹车避让并说明理由：不可以，理由：压力减小为0，摩擦力减小为0，汽车无法利用摩擦力改变自身的运动状态
16.(装置创新、设问创新；出题背景创新：探究影响空气阻力大小的因素)(2023贵阳20题10分)
空气对运动物体有阻碍作用，这就是我们常说的空气阻力(f).空气阻力的大小与哪些因素有关呢？根据生活经验发现：无风的环境中，人散步时几乎感受不到空气阻力，快跑时就明显感受到空气阻力.由此猜想：空气阻力的大小可能与物体运动的速度有关.
为了验证这一猜想，准备了如下器材：充气的气球、无弹性细线、钩码、弹簧测力计、刻度尺、铁架台、带连拍照相功能的手机(该手机每隔相同时间对物体拍摄一次).
如图甲所示以气球为研究对象，在气球下方用细线悬挂钩码，保持钩码底部与刻度尺的某一刻度线相平，释放气球并用手机记录钩码竖直下落过程的位置.(气球和钩码的运动情况相同，可将两者视为一个整体)请回答下列问题：
(1)将刻度尺固定在水平放置的铁架台上时，如何检验刻度尺是否竖直 写出你的办法：用重垂线，观察细线与刻度尺是否平行(或用直角三角板的一直角边紧贴水平面，看另一直角边能否紧贴刻度尺，其他合理答案均
(2)用不同质量的钩码进行实验，选取相同时间间隔的多张照片组合对比.第一次记录钩码位置如图乙所示，可判断钩码从位置3(填序号)开始匀速下落；增加钩码质量继续实验，再次记录钩码位置如图丙所示，对比乙、丙两图可知：在图丙中，气球匀速下落的速度较大.
(3)若不考虑气球所受的浮力，气球和钩码匀速下落时,所受重力和空气阻力是一对平衡
力，用弹簧测力计测量气球和钩码静止时的总重，便可推导阻力大小.据此可得出结论：气球运动的速度越大，受到的空气阻力越大
(4)以上实验过程均没有考虑气球所受浮力的影响,那么气球受到的浮力对空气阻力大小的
推导结果是否产生影响 请分别画出测量它们重力和匀速下落时的受力情况，并结合受力情况写出理由. (不考虑空气对钩码的作用力)
17.(装置创新、原理创新；以牛顿摆为背景，探究能量的传递与转化)(2023贵阳21题9分)小明在实验室看到一科学玩具——牛顿摆，如图1甲所示，它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成，每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上，并紧挨着排列在同一水平直线上.拉起最左侧的钢球，释放后，它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球，最终仅把最右侧的钢球撞出,其他球几乎静止不动.
这引发了小明的思考：为什么碰撞后仅有一个球摆动，而其余球仍然保持静止 于是他
提出问题：被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关 接着他作出以下猜想：
Ⅰ.可能与撞击球撞击时的速度大小有关.
Ⅱ.可能与撞击球的数量多少有关.
将牛顿摆等效为单摆模型，如图1乙所示是一个钢球撞击其他钢球的情形，五个钢球自
左向右标为A~E球，若不考虑能量损失，请回答下列问题：
(1)将A球作为撞击球拉至一定的高度(保持细线细直)，释放后,A球向右摆动过程
中,将重力势能转化为动能.
(2)探究猜想Ⅰ时，为了改变撞击球撞击时的速度,你的操作办法是改变撞击球拉起的高度..释放后，当钢球发生碰撞时，仅有E球被撞出，由此可判断：被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度无关(填“有关”或“无关”).
(3)通过上述实验，小明还是不明白为什么仅有一个球被撞出，于是他向老师请教，老师说：牛顿摆的钢球间发生碰撞时，撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，所以最终只有一个钢球被撞出.根据老师的讲解，小明继续探究猜想Ⅱ，将A、B两球作为撞击球紧挨着拉起一定高度后同时释放，A、B球向右摆动并与C球相撞，则此时可观察到的现象是如图2中的乙(填“甲”“乙”或“丙”)；请阐述你选择的理由：释放A、B两球撞击其他钢球时，两球的动能全部转移给被撞击球，又因为被撞击球的速度与撞击球的速度相同，所以被撞击球的质量应该与撞击球质量相同，由此判断被撞出两个钢球
