专题五 实验探究题
类型一 仪器操作类
考向1 刻度尺和秒表、温度计、量筒的使用
1.(2024·连云港中考)用温度计测量液体的温度,下面四幅图中,操作正确的是( )
2.以下是物理实验室常用的几种测量仪器,请完成下列填空。
(1)如1图所示,用刻度尺测量一物块的长度,刻度尺的分度值为 mm,物块的长度为 cm。
(2)实验室里常用的温度计是根据液体的 的原理制成的。2图中温度计所示温度是 ℃。
(3)如3图秒表的读数为 s。
(4)如4图所示,甲、乙、丙三位同学不同的读数方法:其中正确的是 同学。
考向2 天平的使用
3.在“测量物体的质量”的实验中,某实验小组将托盘天平放在水平桌面上后,天平如图1所示。
(1)测量物体质量前,甲同学调节天平平衡的方法是:向左调节平衡螺母,使指针停在分度盘中央刻度线,然后将游码向左移至零刻度线处。乙同学认为甲同学的操作有误,则正确的操作方法是 。
(2)若没发现甲的错误,仍用该天平称小石块的质量,最终所加砝码和游码移动情况如图2所示,则物体的实际质量应为 g。
(3)丙同学想称取5 g食盐,在左右两盘各放一张称量纸,调节平衡螺母使天平平衡后,右盘放5克砝码,左盘添加一定量食盐后,发现指针偏向中央刻度线左侧,则丙同学接下来的操作应是 。
考向3 弹簧测力计的使用
4.(2024·南昌模拟)亲爱的同学,请利用你所掌握的实验操作技能解答下列问题。
(1)如图甲所示,用刻度尺测量物块的长度,刻度尺的分度值为 cm,测得物块的长度为 cm;
(2)如图乙所示,这是某种植户安装在种植园内的高精度温湿度计,由数显屏可知,种植园内温度为 ℃;
(3)使用弹簧测力计时,所测力的方向要与 的方向相同,图丙中弹簧测力计的测量范围为 N。
考向4 电流表和电压表的使用
5.如图甲为小明在“用电流表测灯泡电流”实验中连接的电路,闭合开关后,发现电流表的指针偏转如图甲所示,他立即断开开关,下一步应该采取的措施是 。
改正错误后,再闭合开关,灯泡正常工作,电流表指针所指位置为图乙所示,则通过灯泡的电流是 。
6.在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,这就是一个电池。用电压表测量这个自制电池的电压,其现象如图所示,这个电池的电压是 V,电池的正极是 (选填“锌片”或“铜片”),这个电池工作时把 能转化为电能。
类型二 光学
考向1 探究光的反射定律
7.小华进行“探究光的反射定律”实验,步骤如下:
①把白纸放在水平桌面上;
②在白纸上画一条直线;
③将平面镜的一侧与直线重合,并垂直立在纸面上;
④让红绿两束激光射向平面镜的同一点O,如图甲所示,其中红色激光垂直平面镜入射;
⑤在白纸上用笔描绘出光路。记录的结果如图乙所示;
(1)将激光贴着白纸射向镜面,能从不同方向观察到白纸上光的传播路径,是因为光在白纸上发生了 ;
(2)改变绿光的入射角度α,多次测量反射角β记录在表格中。根据表格中数据可以得出 ;
实验序号 入射角α 反射角β
① 30° 30°
② 45° 45°
③ 60° 60°
(3)同组的小明的实验装置如图丙所示,他先用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,将平面镜放在一个能转动的水平圆台上,用固定的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光NO,然后用另一支绿色激光笔向O点发出一束光AO,经平面镜反射后沿OB方向射出;
①实验中,用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾的目的是 ,红色激光NO的作用是代表 ;
②缓慢转动圆台到某一特定角度时,可以看到三束光重合,说明在光的反射现象中,反射光线、法线和入射光线 。
考向2 探究平面镜成像的特点
8.如图是“探究平面镜成像时像与物的关系”的装置。在水平桌面上铺一张白纸,将玻璃板竖立在白纸上,把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,一支完全相同但不点燃的蜡烛B放在玻璃板后面移动,直到看上去它与蜡烛A的像完全重合。移动点燃的蜡烛,多做几次实验。
(1)在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B,此操作目的是 。
(2)在寻找蜡烛像的位置时,眼睛应该在蜡烛 (选填“A”或“B”)这一侧观察。
(3)实验中,如果把蜡烛A远离玻璃板,看到的像会 (选填“远离”或“靠近”),像的大小 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
考向3 探究凸透镜成像的规律
9.某同学用焦距为10 cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图所示,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,要使烛焰在光屏上成清晰的像,光屏应 (选填“靠近凸透镜”“远离凸透镜”或“保持在原位置”),此时光屏上成的像应是 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的。
(2)若图中成实像时,发现由于燃烧时间较长蜡烛变短了,使像成在了光屏的偏上方,为了使像仍在光屏中央,此时可将凸透镜适当向下调,使烛焰中心位于凸透镜的 (选填“主光轴上方”“主光轴下方”或“主光轴上”)。
(3)实验时,若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部分,光屏上 (选填“能”或“不能”)成完整的像。
10.如图所示,用焦距为10 cm 的凸透镜、高度为6 cm的F形光源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像大小的变化规律,通过测量像的高度反映像的大小。
(1)若要测量光源在光屏上所成像的高度,还需要的测量工具是 。
(2)将光源逐渐靠近凸透镜,移动光屏,三次成倒立实像的相关数据记录如表。分析表中数据,可得出结论:凸透镜成实像时,物距变小,像距变 ,像变 。
物高6 cm
实验次数 1 2 3
物距/cm 30 20 15
像距/cm 15 20 30
像高/cm 3 6 12
(3)继续移动光源至物距为6 cm时,发现无论如何移动光屏,均不能在光屏上成像,人眼应从 (选填“光源”或“光屏”)一侧透过凸透镜观察光源的像,此时能否用(1)问中的测量工具直接测出观察到的像高 (选填“能”或“不能”)。
(4)若保持光源到光屏的距离为45 cm不变,仅移动凸透镜改变物距,则表中第 次实验的成像情况不能探究,理由是: 。
类型三 热学
考向1 研究物质的熔化规律
11.如图甲所示是小明研究“冰的熔化特点”的实验装置。
(1)小明采用“水浴法”的目的是使试管内的冰 ;
(2)由实验数据绘得冰在加热过程中温度随时间变化的图像如图乙所示,由图可知,冰的熔点是 ℃,试管内的冰全部熔化用时 min;
(3)小明把冰放入烧杯中,不用酒精灯加热,如图丙所示,观察到冰也熔化了。于是他认为冰熔化时不需要吸收热量。你认为小明的观点是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。
考向2 探究水在沸腾前后温度变化的特点
12.(2025·青海中考)“纸里包不住火”说明纸达到着火点就能在空气中燃烧。“问天”兴趣小组对“纸锅烧水”产生了疑问,并利用如图所示的装置进行验证。
(1)安装实验器材时,应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序;
(2)观察到温度计的示数保持不变时,水中产生大量气泡,气泡不断上升且 ,到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中,形成“白气”。“白气”是水蒸气 (填写物态变化名称)形成的小水滴;
(3)观察表格可知,当地水的沸点是 ℃;
时间/min 0 3 6 9 12 15 18 21
温度/℃ 24 41 58 75 92 92 92 92
(4)纸的着火点大约是183 ℃。结合以上实验可知,说明纸锅不会燃烧的原因是:纸的 比水的沸点更 。
考向3 探究物质的比热容和热值实验
13.如图,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。
燃料的质量、烧杯内液体质量和初温也相同。
(1)比较不同物质吸热升温的特点:
①应选择 两图进行实验;
②不同物质吸热的多少是通过 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的;
③如图丁,若液体B的比热容是2.1×103 J/(kg·℃),液体A的比热容是
J/(kg·℃)。
(2)比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验,燃料燃烧放出的热量,是通过 来反映的(选填“温度计上升示数”或“加热时间”)。
类型四 力学
考向1 测量物体运动的速度
14.如图为测量物体运动的速度的实验。
(1)本实验的原理是 ,实验时应选择坡度较 的斜面。
(2)读出本次实验中小车从B点到C点所用的时间为t= s;并算得AC段的平均速度为 dm/s。
(3)相对于静止释放而言,若小车在A点释放时,不小心给了一个沿斜面向下的推力,则测得AC段的平均速度将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
考向2 测量液体和固体的密度
15.小明想知道饮料的密度,于是他用天平和量筒做了如下实验:
(1)将天平放在水平台上,把游码移到标尺左端的 处,发现指针指在分度盘的右侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调。
(2)用天平测出空烧杯的质量为38.2 g,在烧杯中倒入适量的饮料,测出烧杯和饮料的总质量如图甲所示,将烧杯中的饮料全部倒入量筒中,饮料的体积如图乙所示,则烧杯中饮料的质量为 g,饮料的密度为 kg/m3。
(3)小明用这种方法测出的饮料密度会偏 (选填“大”或“小”)。
(4)小明思考后,利用两个底面积不同的圆柱形容器也能测出饮料的密度。
①如图丙,在大容器中装入适量水,将一小容器放置在大容器内,使小容器漂浮在水面上,测出此时大容器中水的深度为h1;
②如图丁,先向小容器中倒入一部分饮料,用记号笔在小容器上作出饮料液面位置的标记,然后把小容器放入大容器中,测出此时大容器中水的深度为h2;
③将小容器中的饮料倒掉后(忽略带出大容器中的水)重新放入大容器中,再向小容器中加水至 处,并测出此时大容器中水的深度为h3,则饮料密度的表达式ρ= (用测量量及ρ水表示)。
考向3 实验探究:阻力对物体运动的影响
16.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,如图所示,一辆小车放在斜面AB段某处由静止释放,运动到水平面BC上,最后停止。水平面BC可以是粗糙程度不同的接触面。
(1)实验探究的是阻力对小车在水平面BC上运动的影响,为了使小车到达B点时的速度相同,需要使小车每次实验都从AB段的同一高度静止释放,用到的实验方法是 ;
(2)小车在BC段上运动时受 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用;
(3)由表中内容可知:水平面越光滑,小车受到的摩擦力越 ,运动的距离越远,速度减小得越慢。由此可推理得:若小车不受阻力作用,它将在水平面上做 运动;
接触面 毛巾 棉布 木板
阻力的大小 大 较大 较小
小车运动的距离s/cm 15.3 20.6 30.7
(4)上述实验证明:物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持,力是改变物体运动状态的原因;
(5)牛顿第一定律是 (选填选项前的符号);
A.通过日常生活经验得出的
B.由理论分析便可得出的
C.由实验总结得出的
D.在实验基础上分析推理得出的
(6)若在水平木板BC上加一个小木块,可以探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验,实验中让同一小车从斜面AB上不同的高度由静止滚下,是为了探究小车动能的大小与 的关系。
考向4 实验探究:二力平衡的条件
17.如图所示,在“探究二力平衡条件”时,小明不断改进并先后设计了三个实验方案:
(1)从甲方案改进为乙方案是为了减小 对实验的影响。小明采用丙方案进行实验,选质量为5 g的卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上等质量的钩码,对卡片施加两个拉力,则所挂钩码质量合适的是 ;
A.5 g
B.200 g
C.任意质量均可
(2)小明将系于卡片两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整钩码数量来改变拉力的大小。当卡片平衡时,小明将卡片扭转一定角度,松手后卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,此实验说明两个力使物体平衡时,这两个力要作用在 上;
(3)随后小明利用实验室的器材进行了创新实验,如图丁所示,他将重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上,在水平向右风力的作用下,滑块P向右做匀速直线运动,再将方管Q按图戊竖直放置后,滑块P竖直向下运动。实验中控制滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变,其受到方管Q的摩擦力等于它们间压力大小的0.8倍(忽略空气阻力),小明通过分析计算出图戊中滑块P受到的摩擦力f= G。若将滑块P竖直向上匀速拉起,则拉力的大小为 G。
考向5 实验探究:滑动摩擦力的大小与哪些因素有关
18.(2025·山东中考)小梅利用如图装置做“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验,所用的长方体木块如图甲所示,其中一个面粗糙程度较大,其他各面粗糙程度相同。
(1)实验前,小梅先将弹簧测力计在 (选填“水平”或“竖直”)方向调零,使指针对准零刻度线;调好后,她用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平木板做 运动,此时弹簧测力计的示数等于木块与木板之间滑动摩擦力的大小。
(2)小梅对比乙、丙两次实验得出:当接触面受到的压力大小和接触面积大小一定时,接触面越 ,滑动摩擦力越大。
(3)小梅对比乙、丁两次实验,初步得出“滑动摩擦力大小与接触面积有关”的结论。你认为她得出这个结论的探究过程是 (选填“合理”或“不合理”)的。理由是 。
接下来,小梅继续探究……
考向6 研究影响压力的作用效果的因素
19.如图,研究“压力作用效果与哪些因素有关”的实验,图甲把小桌放在海绵上;图乙在小桌的表面上放一个钩码;图丙把小桌翻过来,桌面朝下,并在其上放一个钩码。
(1)实验时通过观察海绵被压下的深浅,来比较压力作用的效果,这利用了 法。
(2)比较甲、乙两图所示的实验, 越大,压力作用效果越明显。
(3)比较乙、丙两图所示的实验, 越小,压力作用效果越明显,该过程控制不变的量是 的大小。
(4)公共汽车的窗边悬挂的“破窗锤”,可以在紧急逃生时用来砸破汽车窗玻璃。“破窗锤”的锤尖是利用减小 来增大压力作用效果的。
考向7 实验探究:探究液体压强与哪些因素有关
20.在探究“影响液体压强与哪些因素有关”的实验中,进行了如图所示的操作。
(1)实验前,发现压强计U形管两侧液面的高度不相等,如图甲所示,出现这种情况,接下来的操作应该是 ;
A.将红墨水换成蓝墨水
B.举高金属盒的位置
C.取下软管,重新安装
D.反复按压金属盒的橡皮膜
(2)乙、丙两次实验可探究液体压强与 的关系,丙、丁两次实验可以得到的结论是 ,丁、戊两次实验可以得出液体压强与容器形状 (选填“有关”或“无关”);
(3)为使实验时U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度 (选填“更大”或“更小”)的液体;
(4)同学们想知道实验中使用的盐水密度是多少,设计了如图己所示的实验装置。内外两个容器紧密粘合在一起,内部小容器的底部为一张弹性很好的橡皮膜。测量操作如下:
①在内部小容器内装入适量待测盐水,发现橡皮膜向 (选填“上”或“下”)突出;
②在外部大容器内装入清水,直到橡皮膜变平,测出盐水深度h以及清水与盐水的液面高度差Δh,请你写出盐水的密度表达式ρ盐水= 。(用含有h、Δh和ρ水的式子表示)
考向8 实验探究:浮力的大小跟哪些因素有关
21.在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中。
(1)如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一高为6 cm的长方体物块(可塑),测出重力。将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h。根据实验数据在图乙坐标纸上描点,并用平滑的曲线画出物块所受浮力F浮随h变化的图像;
答:
(2)分析图像可知:浸没前,h增加,F浮 。浸没后,h增加,F浮 ;(均选填“增大”“减小”或“不变”)
(3)通过分析计算可以得出该长方体物块的体积为 m3;(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(4)若把此物块捏成高为6 cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图像 (选填“相同”或“不相同”)。
考向9 实验探究:浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
22.小华利用如图装置探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)小华的实验步骤如图1所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。由图甲和 可知物体受到的浮力;若F1-F3= ,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力相等的关系;
(2)实验完成后,小华利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验装置进行了改进,如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐 (选填“增大”“减小”或“不变”),B的示数逐渐增大,且A、B示数的变化量 (选填“相等”或“不相等”)。
(3)上述实验完成后,小华还探究了“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”,他用橡皮泥代替实心圆柱体物块,操作步骤如下:
A.将橡皮泥做成“碗”状并放入盛水的烧杯中,使其漂浮在水面上,杯中水深为h1;
B.把橡皮泥从水中取出捏成团状,再放入烧杯中,其下沉至杯底,杯中水深为h2;
①由此小华认为:物体受到的浮力与其形状有关,其结论错误的原因是 ;
②橡皮泥第一次受到的浮力 (选填“<”“=”或“>”)第二次受到的浮力。
考向10 研究物体的动能和势能与哪些因素有关
23.探究机械能影响因素的相关实验如下
(1)如图1所示,在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,通过观察 来比较钢球的动能大小。在探究“动能与速度”关系时,要保持钢球的 不变,让钢球从 (选填“相同”或“不同”)的高度滚下,以不同的速度推动木块移动。
(2)某物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想:弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。他们的实验装置如图2所示,把弹簧放在水平面上,其左端固定在墙上,AO等于弹簧原长,水平面O点左侧光滑,右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点,然后由静止释放,当物体M运动到O点与弹簧分开,最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程:
①弹簧弹性势能的大小是通过测量 来判断的;
②探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系,应该选用 (选填“相同”或“不同”)弹簧进行实验,并先后改变 之间的距离,测出物体M在ON上移动的距离,重复实验,测量多组数据并记录。
(3)如图3是“探究物体重力势能与哪些因素有关”的实验,其中m甲=m乙①比较图3中 A、B两木桩扎入沙坑的深度,可以得出结论:当物体的质量相同时,高度越高,物体的重力势能越 (选填“大”或“小”)。
②若图3中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同,则说明乙、丙的初始重力势能 (选填“相同”或“不同”)。
考向11 实验探究:杠杆的平衡条件
24.(2025·深圳中考)枧枧同学用如图所示的装置来探究杠杆的平衡条件。(注:实验中所用钩码的规格相同)
(1)实验前,枧枧同学将组装好的杠杆放在水平桌面上,她发现杠杆静止时情况如图所示,此时枧枧同学判断杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;
(2)欣月同学指出:在探究实验的过程中,必须把杠杆调到水平位置平衡,这样做的目的是便于测量 ;
(3)龙龙同学在杠杆两侧挂上钩码,设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F2,测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2;多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,得到实验数据如表:
实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm
1 0.5 20.0 1.0 10.0
2 1.0 20.0 1.0 20.0
3 1.5 10.0 1.0 15.0
4 2.0 15.0 0.5 20.0
龙龙同学通过分析表格中的数据,可以得到杠杆的平衡条件。
龙龙同学说:生活中用钢丝钳剪钢丝,与实验 中原理相同;
(4)一鸣同学认为,仅用人眼来确定杠杆是否水平,这样做不够科学。请任选实验器材,运用物理知识,写出判断杠杆水平的实验过程和方法: ;
(5)《墨经》中记载了杠杆的平衡条件,如图,已知OA∶OB=2∶9,秤砣质量为100 g,则重物所受的重力为 N。(g取10 N/kg)
类型五 电磁学
考向1 实验探究:串、并联电路中电流、电压的规律
25.(2024·桂林期末)在做完串联电路中电流的关系实验后,小桂猜想串联电路中用电器两端的电压也相等。于是设计了如图甲所示电路来探究“串联电路中电压的规律”。
(1)在测量前检查器材时,小桂发现电压表指针如图乙所示,接下来他要进行的操作是将电压表 ;
(2)小桂根据图甲连接好电路,闭合开关,测出L1两端的电压后,小桂断开开关,准备拆下电压表,改接在B、C之间。小林认为小桂的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小林的办法是否正确 ;
(3)小桂将测出的一组数据记录在下列表格中,其中L2两端的电压如图丙所示,为
V;由数据归纳出:串联电路中,用电器两端的电压相等,且电源两端的电压
各部分电路两端电压之和;小桂的实验结论是否可靠 ;
L1两端电压/V L2两端电压/V 串联总电压/V
1.4 2.8
(4)他下一步应该做的是 ;
A.整理器材,结束实验
B.分析数据,得出结论
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
D.换用电压表的另一测量范围,再测出一组电压值
考向2 实验探究:电流与电压、电阻的关系
26.为了探究电流与电压的关系,小明设计了如图甲所示的电路图,所用的电源电压恒为3 V,所用的滑动变阻器规格是“10 Ω 1 A”。
(1)请根据图甲将图乙中的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。
答:
(2)该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,还可以 。
(3)如表是某同学记录的实验数据。从中可看出,第 次实验把滑动变阻器的阻值调到了与定值电阻阻值相等。分析实验数据可以得到的结论是 。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.8 1.2 1.5 2.0 2.4
电流I/A 0.2 0.3 0.38 0.5 0.6
(4)为了保证电路安全,第5次实验后,滑动变阻器的滑片不能向 移动。
27.在“探究电流与电阻的关系”的实验中,所用器材有学生电源、电流表、电压表、标有“20 Ω 2 A”的滑动变阻器R'、开关、导线和定值电阻R若干。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整。(要求实物图与电路图的连线一一对应)
答:
(2)某次实验中电压表的指针如图丙所示,其示数为 V。
(3)小桂将电源电压调为6 V,分别换上多个定值电阻进行探究,数据记录如表所示,实验中小桂控制导体两端的电压恒为 V;分析数据可以得到的结论是在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
实验序号 1 2 3 4
电阻/Ω 5 10 15 20
电流/A 0.60 0.30 0.20 0.15
(4)小桂将20 Ω电阻替换成25 Ω想继续刚才的实验,闭合开关后电路中的电流大小约为 A(保留2位小数),在仅用现有仪器的情况下,要想完成该实验,他应该 (写一种方案即可)。
考向3 实验探究:电阻的测量
28.在测量小灯泡电阻的实验中,小会选用标有“2.5 V”字样的小灯泡进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整;
答:
(2)连接电路时,开关应处于 状态。连接好电路,将滑片P移至最右端,接通电路后,发现小灯泡不发光,电压表示数约为3 V,其原因可能是小灯泡 ;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表示数如图乙所示为 V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 端滑动;
(4)如表是记录的实验数据,则小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω(结果保留小数点后1位);实验中发现灯泡越亮,温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越 ;
次数 1 2 3 4
U/V 1 2 2.5 2.8
I/A 0.18 0.28 0.30 0.31
(5)小会在实验过程中发现用力捏滑片与电阻丝接触处,灯泡发光明显变亮。请分析产生这一现象可能的原因是 。
29.小华做测量定值电阻Rx阻值的实验,现有器材:待测电阻Rx、两节干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)请按图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整;
答:
(2)连接电路时,开关断开,并将滑动变阻器滑片置于阻值 处;
(3)正确连接电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,而电压表示数接近 3 V,则故障可能是 (选填标号);
A.滑动变阻器断路 B.Rx断路 C.Rx短路
(4)排除故障后,当电压表示数为1.3 V时,电流表示数如图丙所示,则通过Rx的电流大小为 A,它的阻值是 Ω;
(5)本实验要多次测量取平均值,目的是 ;
(6)小华对实验进行进一步拓展,利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、电流表、开关等器材,设计的如图丁所示的电路也能测出Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
①按电路图正确连接电路,闭合开关S,断开开关S1,读出电流表示数I1;
② ,读出电流表示数I2;
③根据实验数据,计算出待测电阻
Rx= 。(用R0、I1、I2表示)
考向4 实验探究:电流产生的热量与哪些因素有关
30.为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”,老师设计了如图甲、乙两组实验装置:将a、b、c、d四段电阻丝分别密
封在完全相同的盒内,盒内封闭一定量的空气,并与装有相同液体的U形管相连通。将电阻丝e与图乙中电阻丝d并联置于盒外,五段电阻丝中b为10 Ω,其余均为5 Ω。
(1)甲装置中,已知电流为2 A,通电时间为10 s,则电阻丝b在这段时间产生的热量为 J。
(2)乙装置通电一段时间 (选填“左瓶”或“右瓶” )内的电阻丝产生的热量多。
(3)让乙装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟 的关系。
考向5 电与磁实验
31.(2025·江西中考)
【实验名称】探究通电螺线管外部磁场的方向
某组同学通过探究,已了解通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极,它们的极性可以用小磁针的指向来判定后,接着探究通电螺线管两端的极性由什么因素决定。
【猜想】
A.可能由螺线管的绕向决定
B.可能由电源正负极的接法决定
C.可能由螺线管中电流的方向决定
(注解:螺线管两接线柱和电源正负极的接法简称电源正负极的接法)
【证据】用 将如图所示的器材连接成电路,把小磁针放在螺线管两端,闭合开关,观察并记录小磁针静止时N极的指向、螺线管的绕向、电源正负极的接法、螺线管中电流的方向。如图所示是本组同学用画图的方法呈现出的四次实验现象。
【解释】
(1)观察分析甲、乙两图,螺线管的绕向相同,通电螺线管的同一端磁极 ;
(2)观察分析甲、丙两图,电源正负极的接法相同,通电螺线管的同一端磁极 ;
(3)观察分析 两图,螺线管中电流的方向相同,通电螺线管的同一端磁极相同;
(4)分析以上证据可知,通电螺线管的极性由螺线管中 决定,而不取决于 ,也不取决于 。
32.(2024·柳州二模)用如图装置探究什么情况下磁可以生电。蹄形磁体水平放置,导线ab水平悬挂。[注:除(2)第3个空外,各空均选填“偏转”或“不偏转”]
(1)让导线ab在磁场中静止,可观察到指针 。
(2)仅使ab沿竖直方向运动,可观察到指针不偏转,若仅使磁体沿竖直方向运动,指针将 ;仅使ab沿水平方向运动,可观察到指针偏转,若仅使磁体沿水平方向运动,指针将 ;当观察到指针偏转,表明产生了电流,这个过程消耗的机械能转化成 (填能量形式)能;
(3)分析实验中看到的现象,就能知道产生感应电流的条件了。根据这一条件可知,若使ab以a为轴在水平面旋转,指针将 。 专题五 实验探究题
类型一 仪器操作类
考向1 刻度尺和秒表、温度计、量筒的使用
1.(2024·连云港中考)用温度计测量液体的温度,下面四幅图中,操作正确的是(C)
2.以下是物理实验室常用的几种测量仪器,请完成下列填空。
(1)如1图所示,用刻度尺测量一物块的长度,刻度尺的分度值为 1 mm,物块的长度为 1.85 cm。
(2)实验室里常用的温度计是根据液体的 热胀冷缩 的原理制成的。2图中温度计所示温度是 -21 ℃。
(3)如3图秒表的读数为 337.5 s。
(4)如4图所示,甲、乙、丙三位同学不同的读数方法:其中正确的是 乙 同学。
考向2 天平的使用
3.在“测量物体的质量”的实验中,某实验小组将托盘天平放在水平桌面上后,天平如图1所示。
(1)测量物体质量前,甲同学调节天平平衡的方法是:向左调节平衡螺母,使指针停在分度盘中央刻度线,然后将游码向左移至零刻度线处。乙同学认为甲同学的操作有误,则正确的操作方法是 先将游码向左移至零刻度线处,然后调节平衡螺母至天平平衡 。
(2)若没发现甲的错误,仍用该天平称小石块的质量,最终所加砝码和游码移动情况如图2所示,则物体的实际质量应为 47.6 g。
(3)丙同学想称取5 g食盐,在左右两盘各放一张称量纸,调节平衡螺母使天平平衡后,右盘放5克砝码,左盘添加一定量食盐后,发现指针偏向中央刻度线左侧,则丙同学接下来的操作应是 从左盘取下适量食盐,使天平平衡 。
考向3 弹簧测力计的使用
4.(2024·南昌模拟)亲爱的同学,请利用你所掌握的实验操作技能解答下列问题。
(1)如图甲所示,用刻度尺测量物块的长度,刻度尺的分度值为 0.1 cm,测得物块的长度为 2.70 cm;
(2)如图乙所示,这是某种植户安装在种植园内的高精度温湿度计,由数显屏可知,种植园内温度为 30.8 ℃;
(3)使用弹簧测力计时,所测力的方向要与 轴线 的方向相同,图丙中弹簧测力计的测量范围为 0~5 N。
考向4 电流表和电压表的使用
5.如图甲为小明在“用电流表测灯泡电流”实验中连接的电路,闭合开关后,发现电流表的指针偏转如图甲所示,他立即断开开关,下一步应该采取的措施是 换接电流表的0~3 A测量范围 。
改正错误后,再闭合开关,灯泡正常工作,电流表指针所指位置为图乙所示,则通过灯泡的电流是 1.6 A 。
6.在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,这就是一个电池。用电压表测量这个自制电池的电压,其现象如图所示,这个电池的电压是 0.5 V,电池的正极是 铜片 (选填“锌片”或“铜片”),这个电池工作时把 化学 能转化为电能。
类型二 光学
考向1 探究光的反射定律
7.小华进行“探究光的反射定律”实验,步骤如下:
①把白纸放在水平桌面上;
②在白纸上画一条直线;
③将平面镜的一侧与直线重合,并垂直立在纸面上;
④让红绿两束激光射向平面镜的同一点O,如图甲所示,其中红色激光垂直平面镜入射;
⑤在白纸上用笔描绘出光路。记录的结果如图乙所示;
(1)将激光贴着白纸射向镜面,能从不同方向观察到白纸上光的传播路径,是因为光在白纸上发生了 漫反射 ;
(2)改变绿光的入射角度α,多次测量反射角β记录在表格中。根据表格中数据可以得出 反射角等于入射角 ;
实验序号 入射角α 反射角β
① 30° 30°
② 45° 45°
③ 60° 60°
(3)同组的小明的实验装置如图丙所示,他先用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,将平面镜放在一个能转动的水平圆台上,用固定的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光NO,然后用另一支绿色激光笔向O点发出一束光AO,经平面镜反射后沿OB方向射出;
①实验中,用加湿器使整个玻璃罩内充满水雾的目的是 显示光路 ,红色激光NO的作用是代表 法线 ;
②缓慢转动圆台到某一特定角度时,可以看到三束光重合,说明在光的反射现象中,反射光线、法线和入射光线 在同一平面内 。
考向2 探究平面镜成像的特点
8.如图是“探究平面镜成像时像与物的关系”的装置。在水平桌面上铺一张白纸,将玻璃板竖立在白纸上,把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,一支完全相同但不点燃的蜡烛B放在玻璃板后面移动,直到看上去它与蜡烛A的像完全重合。移动点燃的蜡烛,多做几次实验。
(1)在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,还要在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B,此操作目的是 便于确定像的位置和比较像与物体的大小 。
(2)在寻找蜡烛像的位置时,眼睛应该在蜡烛 A (选填“A”或“B”)这一侧观察。
(3)实验中,如果把蜡烛A远离玻璃板,看到的像会 远离 (选填“远离”或“靠近”),像的大小 不变 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
考向3 探究凸透镜成像的规律
9.某同学用焦距为10 cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图所示,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,要使烛焰在光屏上成清晰的像,光屏应 靠近凸透镜 (选填“靠近凸透镜”“远离凸透镜”或“保持在原位置”),此时光屏上成的像应是 缩小 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的。
(2)若图中成实像时,发现由于燃烧时间较长蜡烛变短了,使像成在了光屏的偏上方,为了使像仍在光屏中央,此时可将凸透镜适当向下调,使烛焰中心位于凸透镜的 主光轴下方 (选填“主光轴上方”“主光轴下方”或“主光轴上”)。
(3)实验时,若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部分,光屏上 能 (选填“能”或“不能”)成完整的像。
10.如图所示,用焦距为10 cm 的凸透镜、高度为6 cm的F形光源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像大小的变化规律,通过测量像的高度反映像的大小。
(1)若要测量光源在光屏上所成像的高度,还需要的测量工具是 刻度尺 。
(2)将光源逐渐靠近凸透镜,移动光屏,三次成倒立实像的相关数据记录如表。分析表中数据,可得出结论:凸透镜成实像时,物距变小,像距变 大 ,像变 大 。
物高6 cm
实验次数 1 2 3
物距/cm 30 20 15
像距/cm 15 20 30
像高/cm 3 6 12
(3)继续移动光源至物距为6 cm时,发现无论如何移动光屏,均不能在光屏上成像,人眼应从 光屏 (选填“光源”或“光屏”)一侧透过凸透镜观察光源的像,此时能否用(1)问中的测量工具直接测出观察到的像高 不能 (选填“能”或“不能”)。
(4)若保持光源到光屏的距离为45 cm不变,仅移动凸透镜改变物距,则表中第 2 次实验的成像情况不能探究,理由是: 第2次实验时,物距和像距之和为40 cm,小于45 cm 。
类型三 热学
考向1 研究物质的熔化规律
11.如图甲所示是小明研究“冰的熔化特点”的实验装置。
(1)小明采用“水浴法”的目的是使试管内的冰 受热均匀 ;
(2)由实验数据绘得冰在加热过程中温度随时间变化的图像如图乙所示,由图可知,冰的熔点是 0 ℃,试管内的冰全部熔化用时 4 min;
(3)小明把冰放入烧杯中,不用酒精灯加热,如图丙所示,观察到冰也熔化了。于是他认为冰熔化时不需要吸收热量。你认为小明的观点是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 冰会从室温吸收热量熔化 。
考向2 探究水在沸腾前后温度变化的特点
12.(2025·青海中考)“纸里包不住火”说明纸达到着火点就能在空气中燃烧。“问天”兴趣小组对“纸锅烧水”产生了疑问,并利用如图所示的装置进行验证。
(1)安装实验器材时,应按照 自下而上 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序;
(2)观察到温度计的示数保持不变时,水中产生大量气泡,气泡不断上升且 变大 ,到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中,形成“白气”。“白气”是水蒸气 液化 (填写物态变化名称)形成的小水滴;
(3)观察表格可知,当地水的沸点是 92 ℃;
时间/min 0 3 6 9 12 15 18 21
温度/℃ 24 41 58 75 92 92 92 92
(4)纸的着火点大约是183 ℃。结合以上实验可知,说明纸锅不会燃烧的原因是:纸的 着火点 比水的沸点更 高 。
考向3 探究物质的比热容和热值实验
13.如图,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。
燃料的质量、烧杯内液体质量和初温也相同。
(1)比较不同物质吸热升温的特点:
①应选择 甲、丙 两图进行实验;
②不同物质吸热的多少是通过 加热时间 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的;
③如图丁,若液体B的比热容是2.1×103 J/(kg·℃),液体A的比热容是
1.05×103 J/(kg·℃)。
(2)比较不同燃料的热值,应选择 甲、乙 两图进行实验,燃料燃烧放出的热量,是通过 温度计上升示数 来反映的(选填“温度计上升示数”或“加热时间”)。
类型四 力学
考向1 测量物体运动的速度
14.如图为测量物体运动的速度的实验。
(1)本实验的原理是 v= ,实验时应选择坡度较 缓 的斜面。
(2)读出本次实验中小车从B点到C点所用的时间为t= 1 s;并算得AC段的平均速度为 3.0 dm/s。
(3)相对于静止释放而言,若小车在A点释放时,不小心给了一个沿斜面向下的推力,则测得AC段的平均速度将 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
考向2 测量液体和固体的密度
15.小明想知道饮料的密度,于是他用天平和量筒做了如下实验:
(1)将天平放在水平台上,把游码移到标尺左端的 零刻度线 处,发现指针指在分度盘的右侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向 左 (选填“左”或“右”)调。
(2)用天平测出空烧杯的质量为38.2 g,在烧杯中倒入适量的饮料,测出烧杯和饮料的总质量如图甲所示,将烧杯中的饮料全部倒入量筒中,饮料的体积如图乙所示,则烧杯中饮料的质量为 33 g,饮料的密度为 1.1×103 kg/m3。
(3)小明用这种方法测出的饮料密度会偏 大 (选填“大”或“小”)。
(4)小明思考后,利用两个底面积不同的圆柱形容器也能测出饮料的密度。
①如图丙,在大容器中装入适量水,将一小容器放置在大容器内,使小容器漂浮在水面上,测出此时大容器中水的深度为h1;
②如图丁,先向小容器中倒入一部分饮料,用记号笔在小容器上作出饮料液面位置的标记,然后把小容器放入大容器中,测出此时大容器中水的深度为h2;
③将小容器中的饮料倒掉后(忽略带出大容器中的水)重新放入大容器中,再向小容器中加水至 标记 处,并测出此时大容器中水的深度为h3,则饮料密度的表达式ρ= ρ水 (用测量量及ρ水表示)。
考向3 实验探究:阻力对物体运动的影响
16.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,如图所示,一辆小车放在斜面AB段某处由静止释放,运动到水平面BC上,最后停止。水平面BC可以是粗糙程度不同的接触面。
(1)实验探究的是阻力对小车在水平面BC上运动的影响,为了使小车到达B点时的速度相同,需要使小车每次实验都从AB段的同一高度静止释放,用到的实验方法是 控制变量法 ;
(2)小车在BC段上运动时受 非平衡力 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用;
(3)由表中内容可知:水平面越光滑,小车受到的摩擦力越 小 ,运动的距离越远,速度减小得越慢。由此可推理得:若小车不受阻力作用,它将在水平面上做 匀速直线 运动;
接触面 毛巾 棉布 木板
阻力的大小 大 较大 较小
小车运动的距离s/cm 15.3 20.6 30.7
(4)上述实验证明:物体的运动 不需要 (选填“需要”或“不需要”)力来维持,力是改变物体运动状态的原因;
(5)牛顿第一定律是 D (选填选项前的符号);
A.通过日常生活经验得出的
B.由理论分析便可得出的
C.由实验总结得出的
D.在实验基础上分析推理得出的
(6)若在水平木板BC上加一个小木块,可以探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验,实验中让同一小车从斜面AB上不同的高度由静止滚下,是为了探究小车动能的大小与 速度 的关系。
考向4 实验探究:二力平衡的条件
17.如图所示,在“探究二力平衡条件”时,小明不断改进并先后设计了三个实验方案:
(1)从甲方案改进为乙方案是为了减小 摩擦力 对实验的影响。小明采用丙方案进行实验,选质量为5 g的卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上等质量的钩码,对卡片施加两个拉力,则所挂钩码质量合适的是 B ;
A.5 g
B.200 g
C.任意质量均可
(2)小明将系于卡片两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 相反 ,并通过调整钩码数量来改变拉力的大小。当卡片平衡时,小明将卡片扭转一定角度,松手后卡片 不能 (选填“能”或“不能”)平衡,此实验说明两个力使物体平衡时,这两个力要作用在 同一直线 上;
(3)随后小明利用实验室的器材进行了创新实验,如图丁所示,他将重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上,在水平向右风力的作用下,滑块P向右做匀速直线运动,再将方管Q按图戊竖直放置后,滑块P竖直向下运动。实验中控制滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变,其受到方管Q的摩擦力等于它们间压力大小的0.8倍(忽略空气阻力),小明通过分析计算出图戊中滑块P受到的摩擦力f= 0.64 G。若将滑块P竖直向上匀速拉起,则拉力的大小为 1.64 G。
考向5 实验探究:滑动摩擦力的大小与哪些因素有关
18.(2025·山东中考)小梅利用如图装置做“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验,所用的长方体木块如图甲所示,其中一个面粗糙程度较大,其他各面粗糙程度相同。
(1)实验前,小梅先将弹簧测力计在 水平 (选填“水平”或“竖直”)方向调零,使指针对准零刻度线;调好后,她用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平木板做 匀速直线 运动,此时弹簧测力计的示数等于木块与木板之间滑动摩擦力的大小。
(2)小梅对比乙、丙两次实验得出:当接触面受到的压力大小和接触面积大小一定时,接触面越 粗糙 ,滑动摩擦力越大。
(3)小梅对比乙、丁两次实验,初步得出“滑动摩擦力大小与接触面积有关”的结论。你认为她得出这个结论的探究过程是 不合理 (选填“合理”或“不合理”)的。理由是 没有只控制接触面积不同 。
接下来,小梅继续探究……
考向6 研究影响压力的作用效果的因素
19.如图,研究“压力作用效果与哪些因素有关”的实验,图甲把小桌放在海绵上;图乙在小桌的表面上放一个钩码;图丙把小桌翻过来,桌面朝下,并在其上放一个钩码。
(1)实验时通过观察海绵被压下的深浅,来比较压力作用的效果,这利用了 转换 法。
(2)比较甲、乙两图所示的实验, 压力 越大,压力作用效果越明显。
(3)比较乙、丙两图所示的实验, 受力面积 越小,压力作用效果越明显,该过程控制不变的量是 压力 的大小。
(4)公共汽车的窗边悬挂的“破窗锤”,可以在紧急逃生时用来砸破汽车窗玻璃。“破窗锤”的锤尖是利用减小 受力面积 来增大压力作用效果的。
考向7 实验探究:探究液体压强与哪些因素有关
20.在探究“影响液体压强与哪些因素有关”的实验中,进行了如图所示的操作。
(1)实验前,发现压强计U形管两侧液面的高度不相等,如图甲所示,出现这种情况,接下来的操作应该是 C ;
A.将红墨水换成蓝墨水
B.举高金属盒的位置
C.取下软管,重新安装
D.反复按压金属盒的橡皮膜
(2)乙、丙两次实验可探究液体压强与 深度 的关系,丙、丁两次实验可以得到的结论是 深度相同时,液体密度越大,压强越大 ,丁、戊两次实验可以得出液体压强与容器形状 无关 (选填“有关”或“无关”);
(3)为使实验时U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度 更小 (选填“更大”或“更小”)的液体;
(4)同学们想知道实验中使用的盐水密度是多少,设计了如图己所示的实验装置。内外两个容器紧密粘合在一起,内部小容器的底部为一张弹性很好的橡皮膜。测量操作如下:
①在内部小容器内装入适量待测盐水,发现橡皮膜向 下 (选填“上”或“下”)突出;
②在外部大容器内装入清水,直到橡皮膜变平,测出盐水深度h以及清水与盐水的液面高度差Δh,请你写出盐水的密度表达式ρ盐水= 。(用含有h、Δh和ρ水的式子表示)
考向8 实验探究:浮力的大小跟哪些因素有关
21.在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中。
(1)如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一高为6 cm的长方体物块(可塑),测出重力。将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h。根据实验数据在图乙坐标纸上描点,并用平滑的曲线画出物块所受浮力F浮随h变化的图像;
答:
(2)分析图像可知:浸没前,h增加,F浮 增大 。浸没后,h增加,F浮 不变 ;(均选填“增大”“减小”或“不变”)
(3)通过分析计算可以得出该长方体物块的体积为 6×10-5 m3;(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(4)若把此物块捏成高为6 cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图像 不相同 (选填“相同”或“不相同”)。
考向9 实验探究:浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
22.小华利用如图装置探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)小华的实验步骤如图1所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。由图甲和 丁 可知物体受到的浮力;若F1-F3= F4-F2 ,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力相等的关系;
(2)实验完成后,小华利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验装置进行了改进,如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”),B的示数逐渐增大,且A、B示数的变化量 相等 (选填“相等”或“不相等”)。
(3)上述实验完成后,小华还探究了“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”,他用橡皮泥代替实心圆柱体物块,操作步骤如下:
A.将橡皮泥做成“碗”状并放入盛水的烧杯中,使其漂浮在水面上,杯中水深为h1;
B.把橡皮泥从水中取出捏成团状,再放入烧杯中,其下沉至杯底,杯中水深为h2;
①由此小华认为:物体受到的浮力与其形状有关,其结论错误的原因是 没有控制排开液体体积相等 ;
②橡皮泥第一次受到的浮力 > (选填“<”“=”或“>”)第二次受到的浮力。
考向10 研究物体的动能和势能与哪些因素有关
23.探究机械能影响因素的相关实验如下
(1)如图1所示,在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,通过观察 木块被推动的距离 来比较钢球的动能大小。在探究“动能与速度”关系时,要保持钢球的 质量 不变,让钢球从 不同 (选填“相同”或“不同”)的高度滚下,以不同的速度推动木块移动。
(2)某物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想:弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。他们的实验装置如图2所示,把弹簧放在水平面上,其左端固定在墙上,AO等于弹簧原长,水平面O点左侧光滑,右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点,然后由静止释放,当物体M运动到O点与弹簧分开,最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程:
①弹簧弹性势能的大小是通过测量 物体M在水平面ON上移动距离的远近 来判断的;
②探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系,应该选用 相同 (选填“相同”或“不同”)弹簧进行实验,并先后改变 AP 之间的距离,测出物体M在ON上移动的距离,重复实验,测量多组数据并记录。
(3)如图3是“探究物体重力势能与哪些因素有关”的实验,其中m甲=m乙①比较图3中 A、B两木桩扎入沙坑的深度,可以得出结论:当物体的质量相同时,高度越高,物体的重力势能越 大 (选填“大”或“小”)。
②若图3中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同,则说明乙、丙的初始重力势能 相同 (选填“相同”或“不同”)。
考向11 实验探究:杠杆的平衡条件
24.(2025·深圳中考)枧枧同学用如图所示的装置来探究杠杆的平衡条件。(注:实验中所用钩码的规格相同)
(1)实验前,枧枧同学将组装好的杠杆放在水平桌面上,她发现杠杆静止时情况如图所示,此时枧枧同学判断杠杆处于 平衡 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;
(2)欣月同学指出:在探究实验的过程中,必须把杠杆调到水平位置平衡,这样做的目的是便于测量 力臂 ;
(3)龙龙同学在杠杆两侧挂上钩码,设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F2,测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2;多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,得到实验数据如表:
实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm
1 0.5 20.0 1.0 10.0
2 1.0 20.0 1.0 20.0
3 1.5 10.0 1.0 15.0
4 2.0 15.0 0.5 20.0
龙龙同学通过分析表格中的数据,可以得到杠杆的平衡条件。
龙龙同学说:生活中用钢丝钳剪钢丝,与实验 1 中原理相同;
(4)一鸣同学认为,仅用人眼来确定杠杆是否水平,这样做不够科学。请任选实验器材,运用物理知识,写出判断杠杆水平的实验过程和方法: 将铅垂线固定在杠杆的支点上方,使铅垂线自然下垂。观察杠杆,若杠杆与铅垂线垂直,则杠杆处于水平位置;若不垂直,则杠杆不水平 ;
(5)《墨经》中记载了杠杆的平衡条件,如图,已知OA∶OB=2∶9,秤砣质量为100 g,则重物所受的重力为 4.5 N。(g取10 N/kg)
类型五 电磁学
考向1 实验探究:串、并联电路中电流、电压的规律
25.(2024·桂林期末)在做完串联电路中电流的关系实验后,小桂猜想串联电路中用电器两端的电压也相等。于是设计了如图甲所示电路来探究“串联电路中电压的规律”。
(1)在测量前检查器材时,小桂发现电压表指针如图乙所示,接下来他要进行的操作是将电压表 调零 ;
(2)小桂根据图甲连接好电路,闭合开关,测出L1两端的电压后,小桂断开开关,准备拆下电压表,改接在B、C之间。小林认为小桂的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小林的办法是否正确 不正确,这样做电压表正负接线接反了 ;
(3)小桂将测出的一组数据记录在下列表格中,其中L2两端的电压如图丙所示,为
1.4 V;由数据归纳出:串联电路中,用电器两端的电压相等,且电源两端的电压
等于 各部分电路两端电压之和;小桂的实验结论是否可靠 不可靠 ;
L1两端电压/V L2两端电压/V 串联总电压/V
1.4 2.8
(4)他下一步应该做的是 C ;
A.整理器材,结束实验
B.分析数据,得出结论
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
D.换用电压表的另一测量范围,再测出一组电压值
考向2 实验探究:电流与电压、电阻的关系
26.为了探究电流与电压的关系,小明设计了如图甲所示的电路图,所用的电源电压恒为3 V,所用的滑动变阻器规格是“10 Ω 1 A”。
(1)请根据图甲将图乙中的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。
答:
(2)该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,还可以 改变定值电阻两端的电压 。
(3)如表是某同学记录的实验数据。从中可看出,第 3 次实验把滑动变阻器的阻值调到了与定值电阻阻值相等。分析实验数据可以得到的结论是 当电阻一定时,电流与电压成正比 。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.8 1.2 1.5 2.0 2.4
电流I/A 0.2 0.3 0.38 0.5 0.6
(4)为了保证电路安全,第5次实验后,滑动变阻器的滑片不能向 左 移动。
27.在“探究电流与电阻的关系”的实验中,所用器材有学生电源、电流表、电压表、标有“20 Ω 2 A”的滑动变阻器R'、开关、导线和定值电阻R若干。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整。(要求实物图与电路图的连线一一对应)
答:
(2)某次实验中电压表的指针如图丙所示,其示数为 2.2 V。
(3)小桂将电源电压调为6 V,分别换上多个定值电阻进行探究,数据记录如表所示,实验中小桂控制导体两端的电压恒为 3 V;分析数据可以得到的结论是在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 反 比。
实验序号 1 2 3 4
电阻/Ω 5 10 15 20
电流/A 0.60 0.30 0.20 0.15
(4)小桂将20 Ω电阻替换成25 Ω想继续刚才的实验,闭合开关后电路中的电流大小约为 0.13 A(保留2位小数),在仅用现有仪器的情况下,要想完成该实验,他应该 串联一个5 Ω的定值电阻 (写一种方案即可)。
考向3 实验探究:电阻的测量
28.在测量小灯泡电阻的实验中,小会选用标有“2.5 V”字样的小灯泡进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整;
答:
(2)连接电路时,开关应处于 断开 状态。连接好电路,将滑片P移至最右端,接通电路后,发现小灯泡不发光,电压表示数约为3 V,其原因可能是小灯泡 断路 ;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表示数如图乙所示为 1.8 V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 左 端滑动;
(4)如表是记录的实验数据,则小灯泡正常发光时的电阻约为 8.3 Ω(结果保留小数点后1位);实验中发现灯泡越亮,温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越 大 ;
次数 1 2 3 4
U/V 1 2 2.5 2.8
I/A 0.18 0.28 0.30 0.31
(5)小会在实验过程中发现用力捏滑片与电阻丝接触处,灯泡发光明显变亮。请分析产生这一现象可能的原因是 滑片与电阻丝接触不良 。
29.小华做测量定值电阻Rx阻值的实验,现有器材:待测电阻Rx、两节干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)请按图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整;
答:
(2)连接电路时,开关断开,并将滑动变阻器滑片置于阻值 最大 处;
(3)正确连接电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,而电压表示数接近 3 V,则故障可能是 B (选填标号);
A.滑动变阻器断路 B.Rx断路 C.Rx短路
(4)排除故障后,当电压表示数为1.3 V时,电流表示数如图丙所示,则通过Rx的电流大小为 0.26 A,它的阻值是 5 Ω;
(5)本实验要多次测量取平均值,目的是 减小误差 ;
(6)小华对实验进行进一步拓展,利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、电流表、开关等器材,设计的如图丁所示的电路也能测出Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
①按电路图正确连接电路,闭合开关S,断开开关S1,读出电流表示数I1;
② 再闭合开关S1 ,读出电流表示数I2;
③根据实验数据,计算出待测电阻
Rx= 。(用R0、I1、I2表示)
考向4 实验探究:电流产生的热量与哪些因素有关
30.为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”,老师设计了如图甲、乙两组实验装置:将a、b、c、d四段电阻丝分别密
封在完全相同的盒内,盒内封闭一定量的空气,并与装有相同液体的U形管相连通。将电阻丝e与图乙中电阻丝d并联置于盒外,五段电阻丝中b为10 Ω,其余均为5 Ω。
(1)甲装置中,已知电流为2 A,通电时间为10 s,则电阻丝b在这段时间产生的热量为 400 J。
(2)乙装置通电一段时间 左瓶 (选填“左瓶”或“右瓶” )内的电阻丝产生的热量多。
(3)让乙装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟 电阻 的关系。
考向5 电与磁实验
31.(2025·江西中考)
【实验名称】探究通电螺线管外部磁场的方向
某组同学通过探究,已了解通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极,它们的极性可以用小磁针的指向来判定后,接着探究通电螺线管两端的极性由什么因素决定。
【猜想】
A.可能由螺线管的绕向决定
B.可能由电源正负极的接法决定
C.可能由螺线管中电流的方向决定
(注解:螺线管两接线柱和电源正负极的接法简称电源正负极的接法)
【证据】用 导线 将如图所示的器材连接成电路,把小磁针放在螺线管两端,闭合开关,观察并记录小磁针静止时N极的指向、螺线管的绕向、电源正负极的接法、螺线管中电流的方向。如图所示是本组同学用画图的方法呈现出的四次实验现象。
【解释】
(1)观察分析甲、乙两图,螺线管的绕向相同,通电螺线管的同一端磁极 不同 ;
(2)观察分析甲、丙两图,电源正负极的接法相同,通电螺线管的同一端磁极 不同 ;
(3)观察分析 甲、丁(或乙、丙) 两图,螺线管中电流的方向相同,通电螺线管的同一端磁极相同;
(4)分析以上证据可知,通电螺线管的极性由螺线管中 电流的方向 决定,而不取决于 螺线管的绕向 ,也不取决于 电源正负极的接法 。
32.(2024·柳州二模)用如图装置探究什么情况下磁可以生电。蹄形磁体水平放置,导线ab水平悬挂。[注:除(2)第3个空外,各空均选填“偏转”或“不偏转”]
(1)让导线ab在磁场中静止,可观察到指针 不偏转 。
(2)仅使ab沿竖直方向运动,可观察到指针不偏转,若仅使磁体沿竖直方向运动,指针将 不偏转 ;仅使ab沿水平方向运动,可观察到指针偏转,若仅使磁体沿水平方向运动,指针将 偏转 ;当观察到指针偏转,表明产生了电流,这个过程消耗的机械能转化成 电 (填能量形式)能;
(3)分析实验中看到的现象,就能知道产生感应电流的条件了。根据这一条件可知,若使ab以a为轴在水平面旋转,指针将 偏转 。
