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专题一　实验探究题
专题考情概览
在中考命题中,实验探究题一直占有举足轻重的地位,它不仅能考查学生动手能力、操作能力、解决问题能力、综合运用能力,而且能考查学生对物理观念、原理和规律的掌握情况。
中考中实验探究题一般设置4个题目,分值为28分。题型主要有测量性实验和探究性实验。
1.测量性实验:要求掌握实验原理、实验器材、实验方法、实验步骤、数据处理、误差分析及故障分析等。解题时,理清实验步骤的先后顺序,确保测量工具的使用与读数不出错,同时还应注意题意的局部拓展性变化。
2.探究性实验:物理探究活动一般有7个主要环节,依次是提出问题,猜想与假设,制订计划与设计实验,进行实验与收集证据,分析论证,评估,交流与合作。抓住题目所要探究的问题进行思考是解题的关键。
中考中重点考查的实验:
(1)测量固体和液体的密度　(2)测量物体运动的速度　(3)用电流表和电压表测量电阻　(4)探究水在沸腾前后温度变化特点　(5)探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关　(6)探究液体压强与哪些因素有关　(7)探究浮力大小与哪些因素有关　(8)探究杠杆的平衡条件　(9)探究光的反射定律　(10)探究平面镜成像特点　(11)探究凸透镜成像规律　(12)探究通电导体在磁场中产生感应电流的条件　(13)探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点　(14)探究电流和电压、电阻的关系
热点归类探究
光学实验
类型一
例1探究光折射时折射角与入射角的关系,如图所示,使一束光从甲介质斜射入乙介质,测量并记录入射角和折射角大小;改变光束射向O点的角度,进行多次实验,数据如表所示:
实验次数 1 2 3 4
入射角 10° 20° 30° 40°
折射角 15.1° 30.7° 48.6° 73.8°
(1)光从甲介质斜射入乙介质发生折射时,折射角　　　　(选填“大于”或“小于”)入射角;折射角随着入射角的增大而　　　　(选填“增大”或“减小”)。
(2)做完第4次实验后,同学们又使一束光从乙介质中以73.8°的入射角射入甲介质,测得折射角恰好为40°,这说明在折射现象中,　　　　　　。
答案:(1)大于　增大　(2)光路是可逆的
力学实验
类型二
例2小华和小明同学想测量一块不规则合金块的密度。请把以下空格补充完整。
(1)将天平放在水平桌面上,如图甲所示,出现的错误操作是　　　　　　　　。
(2)调节好天平水平平衡后,小华将合金块放在左盘,在右盘加减砝码,当将最小为5 g的砝码放入右盘时,分度盘指针如图乙所示,接下的正确操作是　　　　　　　　;天平再次水平平衡时,砝码和游码如图丙所示,则合金块的质量m合金=　　　　 g。
甲
乙
丙
(3)小华在量筒中倒入体积为V1=30 cm3的水,发现合金块放不进量筒,改用如图丁所示的方法测合金块的体积:
丁
a.用调节好的天平称出①中烧杯和水的质量为m1;
b.将合金块轻轻放入烧杯内,标记下此时水面的位置并称出
②中烧杯、水和合金块的质量为m2;
c.将合金块取出后,将量筒中水加入烧杯至标记处,量筒中
剩余水的体积为V2,如图戊所示,称出此时③中烧杯和水的质量为m3。
小明根据以上步骤,快速求出了合金块的密度为　　　　　　 kg/m3,
由于步骤c中取出合金块时合金块上沾有水,会导致后面计算出的
合金块密度　　　　(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
戊
答案:(1)游码未归零　(2)移动游码　78.6
(3)7.86×103　偏小
热学实验
类型三
例3观察水的沸腾实验。
(1)按图甲组装器材,使用大试管可以适当缩短实验时间,也可以更好地观察水沸腾前后　　　的变化。用酒精灯加热,水温达到88 ℃时开始读数,每隔1 min记录一次,第3 min时温度计示数如图乙所示,读数为　　　 ℃;
(2)用表中数据在图丙上作出水温随时间变化的图像;
(3)由图可知,水的沸点为　　　　 ℃;
(4)为研究沸点与气压的关系,用抽气打气两用气筒、橡皮塞等组装成如图丁所示装置。用气筒　　　　(选填“抽气”或“打气”),观察到水再次沸腾,记录此时的　　　　,多次实验可得出的结论是　 。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8
水温/℃ 88 90 92 96 98 98 98 98
丙
丁
答案:(1)气泡　94　(2)如图所示　(3)98
(4)抽气　温度　沸点随着气压的减小而降低
电磁学实验
类型四
例4学生小组利用现有器材:电源(6 V)、阻值不超过20 Ω的多个定值电阻、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器(50 Ω　2 A)、开关、导线若干,完成多个电学实验。
(1)研究电流与电压的关系。
①设计电路并画出电路图如图甲所示。
②依据电路图选用部分器材连接电路。请用笔画线代替导线将图乙实物电路连接完整,导线不要交叉。
③将滑片调至阻值最大处,闭合开关,移动滑片,发现电流表与电压表均无示数,故障可能是　　　　　　　　　　　　(写出一处即可),
查找故障,排除故障。
甲
乙
④闭合开关,移动滑片,多次改变定值电阻两端的电压和通过它的电流。记录数据并绘制如图丙所示的I-U图像。分析图像可得:电阻一定时,　　　　　　　　　　　　　。本实验选用的是　　　　 Ω的定值电阻。
丙
(2)将图乙中的定值电阻调换为　　　　,还可以完成_________________　　　　　　　　　　实验(写出一个实验名称即可)。本实验收集多组数据的目的是　　　　　　。
乙
答案:(1)②如图所示　③滑动变阻器断路　④通过导体的电流与导体两端的电压成正比　10　(2)小灯泡　测量小灯泡的电功率　寻找普遍规律
素养提升训练
1.某同学的爷爷跟着电视节目学习太极拳时,因教练面向观众授课,爷爷总是把左右动作做反。在该同学的建议下,爷爷向后转身,面对墙上镜中的电视画面学习,有效地矫正了动作。为了帮助爷爷明白其中的道理,他利用如图甲所示的装置分享“探究平面镜成像特点”的实验过程。
甲
乙
【证据】
(1)将方格纸平铺在水平桌面上,用镀膜玻璃板作为平面镜　　　　　　放置在方格纸上。
(2)将一枚棋子作为物放在镜前两格处,取另一枚棋子在镜后移动,直到它与物的像完全重合,从而确定像的位置,记录此时像与物到镜面的格数。
(3)改变物到镜面的格数,进行多次实验;根据像与物到镜面的格数关系,判断像与物到镜面的　　　　关系。
(4)请你在图丁虚线框内设计记录上述实验数据的表格(表一)。
(5)图乙为两枚叠放的棋子,将其放在镜前,取数量适当的棋子叠放在镜后并移动位置,直到与镜前棋子的像完全重合,记录此时镜前与镜后棋子的数量。
(6)改变叠放的棋子数量,进行多次实验,记录结果如表二:
表一
　　　　　　　　　　　　
丁
表二
实验 次数 平面镜前棋 子的数量/枚 平面镜后棋
子的数量/枚
1 2 2
2 3 3
3 4 4
【解释】
(1)根据表二,每次实验镜后棋子与镜前棋子的数量　　　,且与镜前棋子的像完全重合,可得结论:像与物的大小相等。
(2)借助方格纸可发现,像和物的连线与镜面　　　　。
【交流】
分享完上述实验过程后,根据“像与物关于镜面对称”的特点,该同学与爷爷面对面玩起了“照镜子”的游戏。该同学扮演物举起左手,爷爷扮演镜中的像应举起　　　　手。通过实验和游戏,爷爷明白了用镜子矫正动作的原因。
答案:【证据】(1)垂直　(3)距离　(4)表格设计如下
实验次数 平面镜前棋子的格数/格 平面镜后棋子的格数/格
1
2
3
【解释】(1)相等　(2)垂直
【交流】右
2.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　　　　(选填“能”或“不能”)用(1)问中的测量工具直接测出观察到的像高。
(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　 。
答案:(1)刻度尺　(2)大　大　(3)光屏　不能　(4)2　物距和像距之和小于45 cm
3.某日报报道了某地全面推进乡村振兴的具体做法,其中采用原位生态净化槽净化农村生活污水是乡村生态振兴的有效措施。小明想知道经过净化槽净化后的水的密度,他进行了如下测量。
(1)将一台能正常使用的托盘天平放在水平桌面上,指针的位置如图甲所示,向左调节平衡螺母,但始终未能将天平调平衡,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
甲
(2)将天平调平衡后,先测空烧杯的质量。天平平衡时,右盘中的砝码和称量标尺上游码的位置如图乙所示,则空烧杯的质量为　　　　 g。
(3)将适量的净化后的水倒入烧杯中,并通过烧杯上的刻度直接读出水的体积为50 mL,然后用天平测出烧杯和水的总质量为78.2 g,则净化后的水的密度为　　　　 g/cm3,此测量值误差太大,主要原因是　　 　　　　　　　　　　。
乙
(4)将烧杯中的水全部倒入量筒中,如图丙所示,则水的体积为　　　　 mL。利用这一数据计算出净化后的水的密度　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)其真实值。
丙
答案:(1)游码未移到称量标尺左端的零刻度线上　(2)32.6　(3)0.912　(4)用烧杯测量净化后的水的体积误差太大　(5)45　大于
4.小明发现木头在水中是漂浮的,而铁块在水中会下沉,他猜想浮力的大小与浸在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究,请你帮助他完成实验。
甲
乙
实验思路:
(1)选取体积相同、　　　　不同的物体A和B分别浸没在水中,测出其所受浮力并进行比较。
实验过程:
(2)按照实验思路依次进行如图所示的操作,从图甲中可知物体A所受的浮力为　　　　 N。观察图乙可知物体B在水中受到的拉力为　　　　 N,并计算出物体B所受的浮力。
实验结论:
(3)分析实验数据,可得出初步结论:　　　 　　　　　　　。
答案:(1)密度(或质量)　(2)1.2　2.8　(3)浮力的大小与浸在液体中的物体的密度无关
5.在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,小亮同学取四只瓶嘴大小相同的塑料瓶去底(其中B、C、D三个粗细相同),在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,向A、B、C瓶中装入水,D瓶中装入盐水,如图所示。
(1)瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小,此研究方法是　　　　(选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同,可知:液体的压强与液体的质量　　　　(选填“有关”或“无关”)。
(3)根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同,可知:液体的压强与液体的　　　　有关。
(4)为了探究液体压强与液体密度的关系,要通过比较　　　　两个瓶子橡皮膜鼓起的程度,得出的结论是液体压强与液体的密度有关。
(5)实验后,该同学自制如图E所示的装置继续探究,已知隔板在容器的中央,他向隔板左侧倒水,发现橡皮膜向右侧凸起,这说明液体对容器
　　　　(选填“底部”或“侧壁”)有压强。他再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜恢复原状,如图F所示,则此液体密度
　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
答案:(1)转换法　(2)无关　(3)深度　(4)C、D (5)侧壁　小于
6.利用铁架台、杠杆、质量相等的钩码等器材,探究杠杆的平衡条件。
(1)调节螺母,将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡,如图甲所示,其目的是方便测量　　　　。
(2)为探究杠杆的平衡条件,小明设计了以下两种收集实验数据的方案,其中合理的是　　　　。
实验 次数 方案一 方案二 F1/N l1/cm F2/N l2/cm F1/N l1/cm F2/N l2/cm
1 3 3 3 5
2 2 2 4 3
3 1 1 2 5
(3)如图乙所示,在A处挂3个钩码,则应在B处挂　　　　个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡。
(4)杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用,由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成。如图丙所示,此杆秤有两个提纽,使用它称较重的物体时,常用离秤钩较　　　(选填“近”或“远”)的提纽。
答案:(1)力臂　(2)方案二　(3)2　(4)近
7.小涵和小怡一起用如图甲所示的装置“探究水在沸腾前后温度变化的特点”。
(1)观察可以发现,图甲中实验仪器的组装存在一处明显的错误,该错误是　　　　　　　　　　　。纠正错误后,用酒精灯给水加热,观察水温和水中气泡的变化情况,待水温升至60 ℃左右时,开始记录,每隔1 min记录一次水的温度和实验现象,然后根据实验数据绘制出温度随时间变化的关系图像。
甲
(2)小涵发现自己每次记录的温度值都要比同一时间小怡记录的数值高,分析后发现是自己读取温度计示数时,视线不规范造成的,根据上面的情况可知,小涵读数时是按图乙中　　　　(选填“A”“B”或“C”)所示的情境读取的。
乙
(3)小涵在老师的指导下,重新设计了实验,将热源换成电火锅,并进一步探究水沸腾的条件:
①在电火锅内倒入大半锅水,将装有适量水的玻璃杯放入电火锅中的支架上,让玻璃杯中的水面低于锅内水面。
②打开电火锅,对电火锅内的水加热,待锅中的水沸腾一段时间后,用温度计测量可以发现锅内和玻璃杯中的水温　　　　(选填“相同”或“不相同”)。小涵观察还发现,当锅内水沸腾后,玻璃杯中的水　　　　(选填“也沸腾”或“不沸腾”),由此得出水沸腾必须满足的条件:　　　　　　　并且　　　　　　　。
(4)小怡在老师的指导下用相同热源对初温和质量都相等的不同液体a、b同时加热,探究物体吸收热量的多少跟哪些因素有关,根据实验数据绘制出温度随时间变化的关系图像如图丙所示。
①由图丙可知,　　　　(选填“a”或“b”)液体的吸热能力更强。
②本实验中,小怡是用　　　　　　(选填“升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来表示液体吸收热量的多少。
丙
答案:(1)温度计的玻璃泡与烧杯的底部接触　(2)A　(3)相同　不沸腾　达到沸点　继续吸热　(4)b　加热时间的长短
8.小明做用伏安法测量小灯泡电阻的实验,小灯泡的正常工作电压为2.5 V,已经连接如图所示电路。
(1)同组的小琴又给他补接了两根导线使电路完整,请你将这两根导线画出来。
(2)闭合开关前,应将滑片滑到滑动变阻器的　　　　(选填“左”或“右”)端,目的是　　　　　。
(3)小明利用上面的电路测小灯泡的电阻,已经记录三组数据如表所示,请你将表中的空白格答案填在横线上。
实验次数 1 2 3
电压/V 2.5 2.0 1.5
电流/A 0.3 0.27 0.23
电阻/Ω 　 7.4 6.5
灯泡亮度 亮 较亮 暗
(4)小明处理完数据后发现,三次测得的灯丝电阻相差较大,与其他同学交流也是同样的情况,你认为出现这种结果的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案:(1)如图所示　(2)左　保护电路　(3)8.3
(4)灯丝电阻随温度的升高而增大

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