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专项4实验与探究题

专项4实验与探究题

中考命题规律

年份

题号

分值

总分值

考查内容

命题导向

2019

23

24

25

5

7

8

20

探究压力的作用效果与哪些因素有关

探究冰熔化时温度的变化规律

测定小灯泡的电功率

实验探究题是百色近4年中考必考的题型,实验题总分值为20分。

近几年中考每年实验探究题都是3道小题,题位为23~25题,每题分值相对稳定。

实验探究题最后1道小题常为电学实验题,考查测量小灯泡的电功率、伏安法测电阻实验较多。

百色中考实验探究题分为测量型实验和探究型实验,探究型实验在百色中考实验中占有很大的比例,涉及光学、热学、力学、电学方面的探究题。

百色中考实验探究题的3道小题均为教材安排的学生实验,结合实验过程和方法注重对学生基本仪器的使用、数据处理、推理能力等实验能力进行考查。

2019[来源:

学§科§网]

23[来源:

学,科,网Z,X,X,K]

24

25

5[来源:

学,科,网Z,X,X,K]

7

8

20[来源:

学§科§网]

探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关

探究凸透镜成像的规律[来源:

学&科&网]

伏安法测电阻

2019

23

24

25

5

7

8

20

探究水的沸腾特点

探究阻力对物体运动的影响

伏安法测电阻

2019

23

24

25

  

5

7

8

20

探究凸透镜成像的规律

探究杠杆的平衡条件

测量小灯泡的电功率

  中考实验题是许多同学物理难以取得高分

的〝瓶颈〞,这其中主要原因是大多数同学动手做实验的机会很少,所以对许多实验现象和过程缺乏感性认

识,另外在解答实验题时由于没有掌握一般的方法和技巧,导致思路混乱,甚至无从下手。

实验探究题是最能表达物理学科的学习能力的一种题型,它不仅能反映学生学习过程中的观察能力,动手动脑能力,还能反映学生对所学的物理概念和物理规律的理解情况,在考查方式上,将实验知识、实验技能、实验过程、实验能力、探究能力以及创新能力相结合。

物理实验题一般可分为测量型实验、探究型实验、开放型实验和设计型实验。

1.测量型实验。

测量型实验题主要考查基本测量工具的正确选用

、使用、读数;重要的演示实验、学生实验中器材或装置的名称及用途。

测量型实验题可分为直接测量型和间接测量型两种。

长度、时间、体积、质量、温度、力、电流、电压和电功的测量属于直接测量。

速度、密度、机械效率、电阻和功率的测量属于间接测量,其中密度、并联电路电流、串联电路电压、滑轮组的机械效率、测量小灯泡的电功率、伏安法测电阻,向来都是中考的重点实验。

对于这类实验题首先要明确实验目的,然后联想所学过的公式及规律,如密度公式、测量小灯泡电功率的实验原理等,对于这类实验重点应放在掌握每个实验的原理、设计思路、操作步骤,记录表格的设计,关键器材在实验中的作用以及是否需要多次测量求平均值。

2.探究型实验。

一个完整的探究型实验,首先是对某物理现象提出猜想,然后依据一定的思想方法确定实验方案,选择实验器材,进行实验研究,最后还要对实验中得到的数据或观察到的现象进行分析归纳,从而得出结论。

一般中考题中只考整个过程的一部分,主要分为以下几种类型:

(1)对〝提出问题〞要素的考查。

(2)考查〝猜想与假设〞要素。

(3)考查〝制订计划与设计实验〞要素。

(4)考查〝分析论证〞要素。

(5)考查〝评估〞要素。

(6)对学生探索知识的过程和方法的考查。

3.开放型实验。

有两种形式:

一是给定一组器材,设计完成一项或多项实验;二是给定一个实验命题,自选器材设计一个或几个实验方案。

4.设计型实验。

让我们自行设计实验方案,能考查综合运用能力、创新能力和独立解决问题的能力。

考典题精章

 测量型实验

类型一 测量小灯泡的电功率

例1 实验小组在〝测量小灯泡的电功率〞的实验中,电源电压为6V,小灯泡的额定电压是3.8V。

(1)如图甲所示是小明没有连接完的实物图,请你用笔画线代替导线将实物图补充完整。

实物图连线见解析 

(2)连接电路时,开关应处于__断开__状态。

(3)实验时,小灯泡几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度,原因是他把滑动变阻器的__A、B__(选填〝A、B〞或〝C、D〞)接线柱同时接入了电路。

(4)排除故障后,实验中,移动滑动变阻器滑片P到某一点,电压表的示数如图乙所示,为__2.5__V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向__B__(选填〝A〞或〝B〞)端移动。

当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,那么小灯泡的额定功率是__1.14__W。

(5)小红没有使用电流表,而是多项选择用了2个开关和一个电阻R0,其他

元件与小明的相同,也测出小灯泡的额定功率,请在图丁虚线框内画出设计的电路图。

【解析】

(1)小灯泡的额定电压是3.8V,电压表的量程选择0~15V量程,与小灯泡并联接入电路。

(2)连接电路时,开关应处于断开状态,防止烧坏电路元件。

(3)闭合开关,灯几乎不发光→电路电流太小→电路电阻太大,并且移动滑动变阻器滑片,灯泡亮度不改变,那么滑动变阻器下面两个接线柱A、B被接入。

(4)根据图甲可知,电压表为0~15V,分度值为接入电路0.5V,示数为2.5V,小于灯泡的额定电压,故需减小滑动变阻器分得的电压,即减小滑动变阻器接入电路的电阻,故将滑片P向B端移动;根据图甲可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A

,示数为0.3A;灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W。

(5)实验电路图如下图。

闭合开关S、S1,移动滑片使电压表示数等于灯泡额定电压UL,使灯泡正常发光;保持滑片位置不变,断开开关S1,闭合开关S2,读出电压表示数U,那么电阻R0两端电压U0=U-UL;电路电流I=

,灯泡额定功率PL=ULI=UL×

类型二 〝伏安法〞测电阻

例2 (2019·百色中考)小明用〝伏安法〞测量一个定值电阻Rx的阻值(约为20Ω)。

实验器材有:

定值电阻Rx、电压表(量程0~3V和0~15V)、电流表(量程0~0.6A和0~3A)、滑动变阻器(20Ω 1A)、开关、学生电源各一个,导线假设干。

(1)〝伏安法〞测电阻的原理是R=

(2)如图a所示是〝伏安法〞测电阻的实验电路图,图中甲、乙为两个电表,其中甲为电压表。

(3)本实验电源电压选用12V,电压表应该选用0~15V量程,电流表选用0~0.6A量程;连接如图b所示的电流表时,应该使电流从〝0.6〞接线柱流入电流表。

(4)闭合开关后,发现电压表的示数约为6V,电流表示数为零;移动滑动变阻器滑片,电压表示数有明显变化,但电流表示数为零,那么发生故障的元件是电流表。

(5)排除故障后,接通电路,移动滑动变阻器滑片,当电流表的示数如图b所示时,通过电阻Rx的电流大小是0.34A。

(6)经多次测量,小明由实验数据绘制得如图c所示的U-I图像,由图像可知,电阻Rx=22.2Ω(保留1位小数)。

(7)在物理实验中,经常要对物理量进行多次测量,以下实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是A(填字母)。

A、用刻度尺测量物理课本的长与宽

B、探究杠杠的平衡条件

C、测量小灯泡的电功率

【解析】 

(1)用〝伏安法〞测电阻,需用电压表与电阻并联测出电压,电流表与电阻串联测出电流,根据R=

计算出电阻值,由于要多测几次求平均值,所以电路中需用到滑动变阻器,注意电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出。

(2)如图a所示是〝伏安法〞测电阻的实验电路图,根据图中甲、乙电表的连接方式可以判断出甲电表的类型。

(3)本实验电源电压选用12V,根据题中所给滑动变阻器(20Ω 1A)、定值电阻Rx的阻值(约为20Ω),由I=

可估算得I总min=

=0.3A;被测定值电阻Rx两端的电压最小为URx=6V,所以电压表应该选用0~15V量程,电流表选用0~0.6A量程;连接如图b所示的电流表时,应该使电流从正接线柱流入即〝0.6〞接线柱流入电流表。

(4)闭合开关,发现电压表的示数约为6V,电流表示数为零;移动滑动变阻器滑片,电压表示数有明显变化,说明电路连通,但电流表示数为零,那么发生故障的元件是电流表。

(5)排除故障后,接通电路,移动滑动变阻器滑片,当电流表的示数如图b所示时,根据电流表选用0~0.6A量程,那么通过电阻Rx的电流大小是0.34A。

(6)经多次测量,小明由实验数据绘制得如图c所示的U-I图像,由图可知电阻Rx=

≈22.2Ω(保留1位小数)。

(7)本次实验对物理量电阻R进行多次测量取平均值,减少实验误差,分析每个选项,即可得出答案。

规律方法技巧

此题考查了用〝伏安法〞测未知电阻的实验。

〝伏安法〞测电阻的原理是R=

对于本实验电路中电流表、电压表量程的选择、连接等要注意掌握,同时对滑动变阻器在电路中的使用、电路故障分析和实验方法要理解。

 探究型实验

类型一 探究阻力对物体运动的影响

例3 (2019·眉山中考)如下图,在探究〝阻力对物体运动的影响〞实验中,观察将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下,让小车分别从斜面顶端由静止下滑,研究小车在水平面上滑行的距离。

(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止下滑的目的是:

使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小相等(选填〝相等〞或〝不相等〞)。

(2)实验中改变小车所受阻力大小,是通过改变水平面的粗糙程度来实现的。

(3)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近;在棉布表面滑行的距离较远;在木板表面滑行的距离最远。

说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢(选填〝快〞或〝慢〞)。

(4)推理:

如果小车在水平面上滑行,受到的阻力越来越小,直到变为零,它将做匀速直线运动。

(5)在大量经验事实的基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出了牛顿第一定律,所以牛顿第一定律虽然不是直接由实验得出的,但是是通过符合逻辑的推理得出的正确结论。

(6)牛顿第一定律告诉了我们物体的运动不需要(选填〝需要〞或〝不需要〞)力来维持,一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。

【解析】 

(1)该实验应使小车运动到斜面底端时的速度相等,比较小车运动的距离才有意义。

(2)改变接触面的粗糙程度,可以改变阻力的大小。

(3)小车停下来的原因是小车受到了阻力,实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小,阻力越小,小车运动的距离越远。

(4)由第(3)问中所观察到的现象以及结论推理出阻力为零时的运动情况。

(5)牛顿第一定律是在实验基础上通过推理得出的。

(6)根据牛顿第一定律:

一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。

类型二 探究杠杆的平衡条件

例4 (百色乐业一中月考)在探究〝杠杆的平衡条件〞实验中,所用的实验器材有:

杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码假设干个。

(1)实验前,杠杆如图甲所示往左侧倾斜,此时杠杆处于平衡(选填〝平衡〞或〝不平衡〞)状态。

(2)实验时,使杠杆在水平位置平衡,主要是为了便于读取力臂长短,因此应将如图甲所示杠杆左端的平衡螺母适当往右(选填〝左〞或〝右〞)调。

(3)杠杆在水平位置平衡后,

小明在杠杆A点处挂上2个钩码,作为动力F1,B点处挂上1个钩码,作为阻力F2,杠杆恰好在水平位置平衡,如图乙所示,分别测量出两个力的力臂l1和l2,计算后发现:

F1l1=F2l2,便得出杠杆的平衡条件是F1l1=F2l2。

但小红认为小明这种实验处理方法是不完善的,理由是根据一次实验数据得出的结论不具有普遍性,实验结论不可靠。

(4)接着,小明提出新的探究问题:

〝假设支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?

〞于是小明利用如图丙所示装置进行探究,在杠杆D点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在C点处竖直向上拉使杠杆在水平位置处于平衡状态,此时弹簧测力计的示数如图丙所示,那么弹簧测力计的拉力是3.3N。

【解析】 

(1)杠杆的平衡状态:

静止或匀速转动。

(2)实验时,使杠杆在水平位置平衡,主要是为了便于读取力臂长短;要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向上翘的一端调。

(3)一次实验具有偶然性,根据一次实验测出的数据得出的结论具有片面性,为得出普遍结论,要进行多次实验,测出多组实验数据。

(4)首先确定测力计的分度值,然后根据分度值和指针所指位置读数。

规律方法技巧

杠杆两端的平衡螺

母可调节杠杆,使杠杆在水平位置平衡,杠杆哪端高,就将平衡螺母向哪端调节。

实验前,为了方便测量力臂,使杠杆在水平位置平衡。

实验时,要多次实验,收集多组数据,得出普遍性结论。

专题挑战一

测量型实验题

1.(2019·盐城中考)小明用两节干电池测小灯泡的功率,电路如图甲所示,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器规格为〝20Ω 2A〞。

(1)在图甲中,用笔画线代替导线将电路连接完整。

(2)连接电路时,开关

必须断开,滑动变阻器的滑片应移到最左(选填〝左〞或〝右〞)端。

(3)当电压表的示数达到2V时,电流表的示数如图乙所示,其读数为0.24A,此时,灯泡的功率为0.48W,为使灯泡正常发光,应将滑片向右(选填〝左〞或〝右〞)移动。

(4)当电压表示数达到2.5V时,无论怎么调节变阻器滑片都无法使电压表示数变大。

为了用该灯泡继续完成实验,你的做法是增加一节干电池。

(5)解决了(4)中问题后,测出电压略大于2.5V时的灯泡功率。

为比较灯泡在不同电压下的功率关系,不需要(选填〝需要〞或〝不需要〞)重新测量前两次实验数据。

2.(2019·百色适应性卷)在〝伏安法测电阻〞实验中,实验器材有:

待测电阻Rx(约几欧姆)、电压表、电流表、变阻器、开关各一个,新干电池两节、导线假设干。

小明设计的实验电路如图甲所示。

(1)本实验是根据欧姆定律算出电阻Rx的阻值。

(2)闭合开关前,应将变阻器滑片放在其最右(选填〝左〞或〝右〞)端。

闭合开关后,发现两个电表中只有一个电表有示数,初步检查确认:

接线完好和两个电表无故障,那么发生故障的元件应是电阻Rx(选填〝电源〞〝电阻Rx〞或〝变阻器〞)。

(3)排除故障后,再闭合开关,变阻器滑片由图示位置向右滑动的过程中,电流表的示数将变小(选填〝变大〞〝不变〞或〝变小〞),当其示数如图乙所示时,通过Rx的电流I=0.4A。

(4)小明由实验数据得到如图丙所示的U-I图像,由图可得:

电阻Rx=5Ω。

(5)假设变阻器的最大阻值为20Ω,请推算:

实验时,变阻器滑片从变阻器最右端滑到最左端的过程中,电压表示数的变化范围:

0.6V~3V。

3.(2019·潍坊中考)用天平和量筒等器材测量食用油的密度,实验步骤如下:

(1)天平调好后,将盛有食用油的烧杯放在天平的左盘,在右盘中添加砝码并拨动游码,天平平衡时,游码位置和所加砝码如图甲所示,那么烧杯和食用油的总质量是73.4g。

(2)将烧杯中食用油倒入量筒中一部分,液面位置如图乙所示,倒出的食用油体积为40mL。

(3)用天平测出烧杯和剩余食用油的质量为41.0g,那么该食用油的密度ρ=0.81×103kg/m3。

(4)假设将食用油倒入量筒时,量筒壁上沾上了少量食用油,那么食用油密度的测量值比真实值大(选填〝大〞〝小〞或〝不变〞)。

探究型实验题

4.物理兴趣小组进行〝探究水沸腾时温度变化的特点〞的实验。

(1)需要安装的实验器材有:

A.烧杯和水;B.酒精灯;C.纸板和温度计;D.铁圈和石棉网。

装置如图甲所示,安装的顺序是BDAC(填写器材前的字母)。

(2)烧杯上加纸板的目的是减少散热。

(3)a、b两同学用同样的实验装置,在相同的实验环境下,分别用质量为ma和mb的水进行实验,根据实验数据描绘的温度随时间变化的图像如图乙所示,分析图像可知,ma<mb,实验时的大气压小于(选填〝大于〞〝等于〞或〝小于〞)1个标准大气压。

(4)实验时发现,水沸腾时出现大量的〝白气〞,〝白气〞的形成是液化(填物态变化名称)现象。

5.小丽做研究〝影响压力作用效果的因素〞实验,所用器材及在水平桌面上进行的实验过程如下图。

(1)本实验所用到的研究方法是转换法和控制变量法。

(2)小丽为了探究压力作用效果跟压力大小的关系,应该通过图中的DE两次实验进行比较,得出结论:

在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;为了探究压力作用效果跟受力面积大小的关系,应该通过图中的EF两次实验进行比较,得出结论:

在压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。

(3)在生活中,书包的背带做得比较宽,这是通过增大受力面积来减小压力作用效果;俗话说〝磨刀不误砍柴工〞,所蕴含的物理知识是通过减小受力面积来增大压力作用效果。

6.(百色右江二模)如下图是探究〝动能的大小与哪些因素有关〞的实验装置。

实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下,在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块沿水平面向右运动直至静止。

(1)该实验中物体动能的大小是通过观察木块被推动的距离来判断的。

(2)钢球沿斜面滚下来过程中,重力势能减小,动能增大。

(均选填〝增大〞〝减小〞或〝不变〞)

(3)让钢球从斜面的不同高度由静止滚下,是为了改变钢球到达水平面的速度,目的是探究动能的大小与速度的关系。

实验说明,质量相同时,速度越大,动能越大。

(4)换用质量不同的钢球使它们从同一高度由静止滚下,推动木块做功,目的是探究动能的大小与质量的关系。

专题挑战二

测量型实验题

1.某实验小组在〝测滑轮组机械效率〞的实验中得到的数据如表所示,第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示。

钩码

G/N

钩码上

升高度

h/m

有用功

W有/J

测力计

拉力

F/N

测力计

上升距

离s/m

总功

W总/J

机械

效率η

1

2

0.1

0.2

0.9

0.3

0.27

74.1%

2

4

0.1

0.4

1.6

0.3

0.48

83.3%

3

4

0.1

1.1

0.5

0.55

(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使钩码上升。

(2)比较第1次实验和第2次实验,可得结论:

使用同样的滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越高。

(3)第3次实验中所做的有用功是0.4J,机械效率是72.7%。

(4)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多,把同一重物提升相同高度对动滑轮所做的额外功增大(选填〝增大〞或〝减小〞),因而,由第2、3次实验可知:

滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。

(5)综合上述结论,提高机械效率的方法有增大有用功,减小(选填〝增大〞或〝减小〞)额外功。

2.小欣用如图甲所示实物电路测量标有2.5V的小灯泡L的电功率,电源电压为3V,电压表量程选用0~3V,电流表量程选用0~0.6V。

(1)闭合开关S前,为了保护电路,应将变阻器滑片P移至变阻器A(选填〝A〞或〝B〞)端。

(2)闭合开关S,移动变阻器滑片P至图甲中的位置时,小灯泡发光,电压表的示数如图乙所示,那么此时小灯泡两端的电压是1.7V。

(3)为了能测量小灯泡的额定功率,应将变阻器滑片P从如图甲所示位置向B(选填〝A〞或〝B〞)端移动,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,那么通过小灯泡的电流是0.3A,小灯泡的额定功率是0.75W。

(4)当电压表示数为2.8V时,小灯泡突然烧坏了,电压表的示数将变大(选填〝变大〞〝不变〞或〝变为零〞)。

探究型实验题

3.(2019·百色适应性卷)在探究〝凸透镜成像规律〞的实验中。

(1)如图甲,平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,那么凸透镜的焦距f=10.

0cm。

(2)如图乙,光屏上呈现清晰的像,此像是放大(选填〝放大〞〝等大〞或〝缩小〞)的实像。

假设保持蜡烛和光屏位置不变,移动透镜至40cm刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像。

(3)如图丙,保持蜡烛位置不

变,移动透镜至16cm刻度线处,那么人眼在图中B处能观察到烛焰的像。

(4)如图丁,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像。

那么该眼镜是远视(选填〝近视〞或〝远视〞)眼镜。

4.(2019·荆门中考)在探究固体的熔化实验中,把分别装有固体a与b的试管放在盛水的烧杯内加热。

将温度计正确地插入两种固体中,实验装置如图甲所示,固体a的熔化图像如图乙所示,固体b的熔化图像如图丙所示。

(1)固体a熔化过程中,继续加热,温度不变(选填〝升高〞〝降低〞或〝不变〞),内能增加(选填〝增加〞〝减少〞或〝不变〞),此时a处于固液共存(选填〝固〞〝液〞或〝固液共存〞)状态。

(2)固体b熔化过程中温度升高(选填〝升高〞〝降低〞或〝不变〞)。

(3)某时刻温度计的读数如图丁所示,温度计的读数为18℃。

5.(2019·百色适应性卷)在探究〝阻力对物体运动的影响〞时,使用的器材有斜面、木板、毛巾、棉布和小车。

实验情景如下图。

(1)实验时要固定斜面,并让小车从斜面上同一(选填〝同一〞或〝不同〞)位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度大小相同(选填〝相同〞或〝不相同〞)。

(2)根据实验现象,可以得出结论,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,在水平面上运动的距离越远。

(3)如果水平面绝对光滑,对小车没有阻力,那么小车将做匀速直线运动。

(4)通过本实验推理可知B(选填〝A〞或〝B〞

)。

A、力是维持物体运动的原因

B、物体的运动不需要力来维持

(5)在本实验中,小车在毛巾、棉布表面上克服阻力做功分别为W1、W2,那么W1=(选填〝>〞〝=〞或〝<〞)W2。

6.(2019·盐城中考)在探究〝影响滑动摩擦力大小的因素〞实验中,小明用完全相同的木块分别做了如下图的甲、乙、丙三个实验。

(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使木块做匀速直线运动,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。

(2)甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与压力有关;甲、丙两个实

验说明滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。

(3)小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,将测得的数据记录在表格中,由表中数据验证了自己的猜想,这种做法是错误(选填〝正确〞或〝错误〞)的,理由是没有控制压力大小相同。

次数

木块大小

接触面积S/cm2

摩擦力f/N

1

整块

15

0

1.5

2

三分之二块

100

1.0

3

三分之一块

50

0.6

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