2020屆九年級中考復(fù)習(xí)浙教版科學(xué)講義：九年級上冊14物理實驗和探究

2020屆九年級中考復(fù)習(xí)浙教版科學(xué)講義：九年級上冊14物理實驗和探究/第14課時物理實驗與探究初中科學(xué)物理部分探究重點列舉(c)【命題重點】1．探究光的傳播規(guī)律。2．探究能的轉(zhuǎn)化與守恒。3．探究運動和力的關(guān)系。4．探究浮力大小的影響因素。5．探究電流、電壓、電阻的關(guān)系。6．伏安法測電阻和電功率。【命題題型】1．實驗探究題。2．選擇題、簡答題。【答題注意】1．電學(xué)實驗的基本操作規(guī)范。2．運用相關(guān)知識原理分析問題。3．注意結(jié)論表達的規(guī)范性、嚴(yán)謹(jǐn)性。4．在實驗與探究過程中對科學(xué)思想方法的要求。類型一探究光的傳播規(guī)律典例1[2019·鹽城]小明做“探究平面鏡成像特點”的實驗時，將玻璃板豎直立在水平桌面上，在白紙上畫出表示玻璃板前后兩表面的位置MM′和NN′。圖14－1(1)如圖所示，用刻度尺測量玻璃板的厚度，其讀數(shù)為__0.30__cm。(2)在玻璃板前放棋子A，觀察到棋子在玻璃板中有兩個像，一個較亮、另一個較暗，較亮的像是光線經(jīng)__MM′__(選填“MM′”或“NN′”)面反射形成的。(3)為驗證“像是虛像”的猜想，小明將一張白卡片放在__像__的位置，__直接__(選填“直接”或“透過玻璃板”)觀察卡片上有無棋子A的像。(4)將棋子B(圖中未畫出)放到玻璃板后，使它與較亮的像重合，并測量棋子A的右端到MM′的距離lA和棋子B的左端到NN′的距離lB，實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中。次數(shù)1234lA(cm)5.407.159.8012.50lB(cm)5.206.969.6112.32分析數(shù)據(jù)可得：像到反射面的距離__小于__(選填“小于”或“大于”)物到反射面的距離。(5)實驗中，像與物到反射面的距離存在差值。小明對此很感興趣，他想探究影響這一差值大小的因素。請幫小明提出一條有價值且可探究的問題：__像與物到反射面的距離存在差值與玻璃板的厚度有什么關(guān)系？__。【解析】(2)由于像是由光的反射形成的，而玻璃的兩面都能反射光，能成兩個像，前面的玻璃MM′表面反射的光較多，成的像較亮，后面的玻璃NN′表面由于光的反射后，物體反射的光減弱，故成的像較暗。(3)為驗證“像是虛像”的猜想，小明將一張白卡片放在像的位置，可以直接觀察光屏上是否有棋子A的像，如果有，則為實像，否則為虛像。(4)根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)可知lB＜lA，即像到反射面的距離小于物到反射面的距離。(5)實驗中，像與物到反射面的距離存在差值，原因可能是玻璃板有一定的厚度，則問題可以為：像與物到反射面的距離存在差值與玻璃板的厚度有什么關(guān)系？跟蹤訓(xùn)練1[2019·金華校級模擬]下列對各光學(xué)現(xiàn)象的相應(yīng)解釋或描述，正確的是(C)圖14－2A．影子是由于光的反射形成的B．蠟燭遠離平面鏡時，蠟燭的像變小C．插在水中的鉛筆“折斷”了，是因為光的折射D．只將F板繞ON向后轉(zhuǎn)動，還能在F板上看到反射光線類型二探究能的轉(zhuǎn)化與守恒典例2[2019·溫州]小明參加科技節(jié)“擲飛機”比賽，該項目的規(guī)則是：紙飛機擲出后在空中滯留的時間越長成績越好。查閱資料得知：紙飛機在空中滯留的時間與其形狀、質(zhì)量、出手速度和出手角度有關(guān)。小明認(rèn)為還可能與紙飛機表面的粗糙程度有關(guān)。為了驗證自己的猜想，小明準(zhǔn)備了以下器材進行實驗研究：發(fā)射器(如圖)；秒表；剪刀；面積、質(zhì)量大小和表面粗糙程度不同的兩種紙A、B各若干張(同種紙正反面粗糙程度相同)。圖14－3(1)發(fā)射器的彈簧壓縮得越短，釋放后紙飛機獲得的速度越大，其原因是__彈簧壓縮得越短，彈性勢能越大，紙飛機獲得動能越大，紙飛機的速度越大__。(2)寫出本實驗的主要步驟?！敬鸢浮看痤}要點：自變量的設(shè)計(紙飛機表面的粗糙程度)、無關(guān)變量的控制(質(zhì)量、彈簧壓縮程度、發(fā)射角度、選擇無風(fēng)的環(huán)境)、因變量的觀測(空中滯留時間的測量)、控制實驗誤差(多次實驗求平均值)、實驗結(jié)果的比較與分析。滿分示例：①用剪刀將A、B兩種紙裁成形狀、面積大小相同的紙各若干張；②將1張A紙疊放在1張B紙上，制作一只紙飛機；將1張B紙疊放在1張A紙上，按相同的折法制作另一只紙飛機；③選擇無風(fēng)的環(huán)境，將兩只紙飛機分別放在發(fā)射器上，壓縮彈簧到相同的位置，以相同的角度進行發(fā)射；④用秒表記錄兩只紙飛機滯空時間；⑤多次重復(fù)實驗；⑥分別計算兩只紙飛機的平均滯空時間，進行比較得出結(jié)論。跟蹤訓(xùn)練2[2019·杭州校級模擬]為探究重力勢能的大小與什么因素有關(guān)，小金利用兩端開口的玻璃管、圖14－4底面直徑與玻璃管內(nèi)部直徑相同的圓柱形泡沫及體積相同而質(zhì)量不同的立方體金屬塊，設(shè)計了如圖所示實驗。(1)實驗中可通過觀察__泡沫的下降高度__來判斷物體重力勢能的大小。(2)要探究重力勢能大小與高度的關(guān)系應(yīng)選擇__甲、丙__(選填編號)進行分析比較。(3)分析比較圖甲和圖乙的實驗結(jié)果可探究__高度相同時，重力勢能的大小與質(zhì)量的關(guān)系__。類型三探究運動和力的關(guān)系典例3[2019·寧波]【資料】1583年，伽利略經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)懸掛的油燈擺動時具有等時性。如圖所示，將密度較大的小球作為擺球，用質(zhì)量不計、不可伸縮的細線懸掛于O點，組裝成一個擺，在θ<5°時，讓擺球從A點靜止釋放后擺動，擺的周期(擺球往返一次的時間)只與擺長l(擺球重心到懸掛點O的距離)有關(guān)。圖14－5【質(zhì)疑1】小科認(rèn)為：擺球質(zhì)量越大，慣性也越大，所以相同條件下擺動會越慢，周期會越長。【探究1】選擇不同的小球作為擺球進行實驗：①測擺球的直徑D和質(zhì)量m，計算出擺球的密度ρ；②組裝擺；③調(diào)節(jié)擺長l，使擺長為800.0mm；④在θ<5°時，讓擺球從A點靜止釋放后擺動，測出擺動30次的時間T30；⑤計算周期T；⑥用不同的擺球重復(fù)上述實驗?！緮?shù)據(jù)】擺長l＝800.0mm【思考1】(1)測擺周期是通過測T30后求出T，而不是直接測T，這是為了__減小實驗誤差__。(2)實驗數(shù)據(jù)說明，擺長一定時，擺的周期與物體的質(zhì)量__無關(guān)__(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。這一結(jié)論，得到了老師的肯定?！举|(zhì)疑2】為什么資料中要求用密度較大的小球做擺球呢？【探究2】小科用D＝39.86mm、ρ＝0.08g/cm3的乒乓球按上述實驗方法測出T＝2.023s。【思考2】擺長一定時，用乒乓球做實驗測得的T明顯變大。其實，當(dāng)擺球密度很小時，空氣對擺周期的影響不可以忽略，因為擺球受到的外力——__空氣阻力(或空氣浮力)__不可忽略了?！窘馕觥俊舅伎?】(1)一個周期太短，起始點和終止點很難精準(zhǔn)把握，測量多個周期總時間求平均值，便于減小測量誤差，屬于累積法在科學(xué)測量中的應(yīng)用。(2)分析四組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)即使物體質(zhì)量不等，擺的周期T幾乎相等，在實驗誤差范圍內(nèi)。因此，擺長一定時，擺的周期與質(zhì)量無關(guān)?！舅伎?】物體在液體或氣體中運動時，受到的阻礙物體運動的力，叫做流體阻力。擺球在空氣中運動會受到空氣阻力。擺球在空氣中也會受到空氣浮力的作用。跟蹤訓(xùn)練3[2019·杭州上城區(qū)一模]公園里小朋友在玩游戲，起初她緊緊環(huán)抱桿子懸空靜止著，隨著慢慢松手開始沿桿下滑，小金將其簡化為模型來研究，如圖甲。若F隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，有關(guān)小朋友在0～t1時間段所受摩擦力說法正確的是(C)圖14－6A．一直減小，到t1時為零B．一直減小，到t1時不為零C．先不變后減小，到t1時為零D．先不變后減小，到t1時不為零類型四探究浮力大小的影響因素典例4[2019·杭州校級模擬]某課外興趣小組同學(xué)利用彈簧測力計和量筒研究“浮力大小與排開液體多少的關(guān)系”，設(shè)計了如下實驗步驟和數(shù)據(jù)記錄表格：①在量筒中加入水，讀出量筒內(nèi)水面位置的刻度。②把系有細線的鐵塊掛在彈簧測力計的掛鉤上，測出鐵塊的重力。圖14－7③把掛在彈簧測力計下的鐵塊浸沒在盛有水的量筒里，再次讀出彈簧測力計的示數(shù)。④讀出量筒內(nèi)水面位置升高后的刻度。⑤計算鐵塊排開水的體積。求出鐵塊排開的水受到的重力。鐵塊浸沒時彈簧測力計的示數(shù)(N)鐵塊在水中受到的浮力(N)水的體積(cm3)水和鐵塊的總體積(cm3)排開水的體積(cm3)排開的水受到的重力(N)實驗過程中，小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)設(shè)計的表格中缺少一項，該項是__鐵塊的重力(N)__。補充完整后，完成實驗。分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力。實驗后，該組同學(xué)進行了反思：(1)量筒中不能加入太多的水，否則無法直接測出__水和鐵塊的總體積(或水的體積)__，從而不能得出實驗結(jié)論。(2)通過以上實驗得出結(jié)論不可靠，理由是__ABC__。A．沒有進行多次重復(fù)實驗B．沒有換用其他液體進行實驗C．沒有進行物體部分浸入水中時的實驗【解析】根據(jù)阿基米德原理F?。紾排和根據(jù)稱量法F浮＝G－F測量浮力，需要用彈簧測力計測量物體的重力和水中彈簧測力計的拉力，故表格中缺少“鐵塊的重力(N)”。(1)向量筒中加入“適量的水”，不能太少，否則不能把固體完全浸沒，也不能加入太多的水，否則在放入物體后超過量筒的量程不能測量出排開水的體積，從而不能得出實驗結(jié)論。(2)為得到普遍性的規(guī)律，應(yīng)換用不同液體進行多次重復(fù)實驗以及進行物體部分浸入水中時的實驗，多測幾組數(shù)據(jù)進行分析，從而得出結(jié)論。跟蹤訓(xùn)練4[2019·杭州校級模擬]如圖所示，溢水杯中裝入一定質(zhì)量的水(水的密度用ρ表示)，將小玻璃杯放入水中，小玻璃杯漂浮，當(dāng)溢水杯中的水不再溢出，將燒杯放在溢水口下方(如圖甲)，然后將物體A輕輕放入小玻璃杯中，使其和小玻璃杯一起漂浮在水面上(如圖乙)，用量筒測出小燒杯中的水的體積為V1，再將物體A從小玻璃杯中取出，往溢水杯中補充適量水至如圖甲所示狀態(tài)，再將物體A輕輕放入水中，物體A沉入溢水杯底部，用量筒再次測出此時小燒杯中的水的體積為V2，則V2__＜__V1(選填“>”“<”或“＝”)，物體A受到的重力表達式為__ρgV1__，物體A的密度表達式為__ρV1/V2__。圖14－8類型五探究電流、電壓、電阻的關(guān)系典例5[2019·連云港]某實驗小組利用如圖所示電路探究“導(dǎo)體中電流和電壓的關(guān)系”，提供的實驗器材有：電源(6V)、電流表、電壓表、定值電阻(10Ω)、滑動變阻器(40Ω0.5A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干。圖14－9(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中實物電路連接完整。(2)閉合開關(guān)前，應(yīng)該將滑片P置于__A__端(選填“A”或“B”)。(3)小明同學(xué)進行了正確的實驗操作，某次電流表的示數(shù)為0.2A，此時定值電阻消耗的功率為__0.4__W，變阻器接入電路的阻值為__20__Ω。(4)同組的小紅同學(xué)想要探究“導(dǎo)體中電流和電阻的關(guān)系”，她又找來了兩個阻值分別為5Ω和20Ω的電阻，用圖示電路，為完成三次實驗，則定值電阻兩端電壓的最小預(yù)設(shè)值是__2__V。【答案】(1)如答圖所示。典例5(1)題答圖【解析】(1)電源電壓為6V，定值電阻為10Ω，由歐姆定律，電路的最大電流I＝eq\f(U,R)＝eq\f(6V,10Ω)＝0.6A，故電流表選用小量程與燈串聯(lián)。(3)小明同學(xué)進行了正確的實驗操作，某次電流表的示數(shù)為0.2A，定值電阻消耗的功率P＝Ieq\o\al(2,1)R＝(0.2A)2×10Ω＝0.4W；R滑＝eq\f(U總,I1)－R＝eq\f(6V,0.2A)－10Ω＝20Ω。(4)研究電流與電阻關(guān)系時，要控制電阻的電壓不變，當(dāng)用20Ω的最大電阻時，變阻器連入電路的電阻也最大(電壓表示數(shù)最小)，eq\f(U總－UV,UV)＝eq\f(R滑,R大)，即eq\f(6V－UV,UV)＝eq\f(40Ω,20Ω)，則定值電阻兩端電壓的最小預(yù)設(shè)值是：UV＝2V。跟蹤訓(xùn)練5[2019·紹興模擬]探究“通過電阻的電流與電阻的大小關(guān)系”時，我們一般需要先預(yù)設(shè)一個電壓值，實驗中保持電阻兩端電壓為預(yù)設(shè)值不變，現(xiàn)采用如圖所示電路進行探究，器材：學(xué)生電源(6V)、滑動變阻器(20Ω1A)、電流表、電壓表、開關(guān)、三個定值電阻(5Ω、10Ω、20Ω)及導(dǎo)線若干，以下說法正確的是(D)圖14－10A．要獲得3組實驗數(shù)據(jù)，電壓預(yù)設(shè)值范圍可以為1.5～5VB．要獲得3組實驗數(shù)據(jù)，電壓預(yù)設(shè)值范圍可以為1～4VC．若電壓預(yù)設(shè)值為4V，滑動變阻器阻值調(diào)節(jié)范圍2.5～15ΩD．實驗電壓預(yù)設(shè)值為2V，要獲得3組實驗數(shù)據(jù)，要更換最大阻值大于40Ω的滑動變阻器類型六伏安法測電阻與額定功率典例6[2019·長興校級二模]如圖為“測量小燈泡電功率”的實驗電路。電源電壓恒為6V，小燈泡的額定電壓3.8V，燈泡電阻約8Ω。圖14－11(1)連接好電路，閉合開關(guān)，小燈泡發(fā)光，但電壓表示數(shù)為0，經(jīng)檢查，圖中a、b、c、d四根導(dǎo)線有一根斷了，則該導(dǎo)線是__c__。(2)在將滑動變阻器的滑片從一端緩慢移到另一端的過程中，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)U與滑片移動距離x的關(guān)系如圖乙所示，電壓調(diào)節(jié)非常不方便，這是由于選用了__A__。A．滑動變阻器A(阻值范圍0～500Ω，滑片行程10cm)B．滑動變阻器B(阻值范圍0～50Ω，滑片行程10cm)(3)換用了另一個滑動變阻器并接通電路后，移動滑片位置，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為__1.9__W。跟蹤訓(xùn)練6[2018·衢州改編]“測量小燈泡電阻”的電路連接情況如圖，電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓為2.5V。圖14－12科學(xué)量實驗次數(shù)123電壓U(V)1.52.02.5電流I(A)0.220.260.30電阻R(Ω)(1)閉合開關(guān)后，當(dāng)滑片P向右移動時，電壓表示數(shù)__變大__(選填“變大”“變小”或“不變”)。(2)實驗中測得的小燈泡相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表中，則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為__8.3__Ω(結(jié)果保留一位小數(shù))。(3)三次實驗所求得的電阻值不同，其變化規(guī)律是__隨著小燈泡兩端電壓增大，其電阻也增大__，請根據(jù)所學(xué)知識解釋其中原因：__小燈泡兩端電壓升高、電流也增大時，燈絲溫度升高，而燈絲的電阻會隨著溫度的升高而增大__?！窘馕觥?1)根據(jù)電路圖中滑動變阻器的連接方法，當(dāng)滑片P向右移動時，其接入電路的阻值減小，再根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點，滑動變阻器分壓減小，總電壓不變，所以小燈泡兩端的分壓增大。(2)小燈泡正常發(fā)光時，兩端電壓為額定電壓2.5V，則R額＝eq\f(U額,I額)＝eq\f(2.5V,0.30A)≈8.3Ω。1．[2019·杭州校級模擬]物理研究中常常會用到“控制變量法”“等效替代法”“模型法”“轉(zhuǎn)換法”等研究方法，下列研究實例中，采用“轉(zhuǎn)換法”的是(C)A．研究電流與電壓關(guān)系時，控制電阻不變B．研究磁場時，引入了磁感線來描述磁場C．研究液體內(nèi)部壓強大小時，通過U形管壓強計中液面高度差的大小來反映D．探究兩個阻值均為R的電阻串聯(lián)時，可用一個阻值為2R的電阻來代替2．[2019·自貢]如圖所示，已知電源電壓不變，為了比較電阻R1和R2的大小，四位同學(xué)分別設(shè)計了如下的電路，其中不可行的是(D)3．[2019·連云港]船只停泊在岸邊時，常常將纜繩纏繞在碼頭的立柱上，為什么纜繩要纏繞多圈呢？某校課外興趣小組展開了研討，他們猜想：繞繩的圈數(shù)越多，繩和立柱間的摩擦力越大，且摩擦力與繞繩的圈數(shù)成正比。為了驗證猜想，該興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如下的實驗進行探究：圖14－13(1)如圖甲所示，將彈簧測力計掛在鐵架臺上，用棉線將重物掛在彈簧測力計下方，測出其重力為7.6N，將數(shù)據(jù)記錄在表格中。(2)如圖乙所示，將鐵棒固定在鐵架臺上，將棉線在鐵棒上繞1圈，讀出彈簧測力計的示數(shù)為2.9N，老師告訴同學(xué)們，用重力減去彈簧測力計的示數(shù)，就可以算出棉線和鐵棒之間的摩擦力，隨后同學(xué)們算出此時的摩擦力為4.7N。(3)逐漸增加棉線繞在鐵棒上的圈數(shù)重復(fù)實驗，直至彈簧測力計的示數(shù)接近于0，并將有關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表格中。棉線繞的圈數(shù)彈簧測力計的示數(shù)F(N)摩擦力的大小f(N)07.6012.94.721.16.5340.27.450.17.5(4)棉線繞3圈時，彈簧測力計示數(shù)如圖丙所示，此時示數(shù)為__0.5__N，棉線與鐵棒之間的摩擦是__靜摩擦__(選填“靜摩擦”或“滑動摩擦”)，該摩擦力的大小為__7.1__N。(5)分析實驗數(shù)據(jù)，在彈簧測力計的示數(shù)接近0之前，關(guān)于摩擦力與繩子纏繞圈數(shù)之間關(guān)系的探究結(jié)論是：__繞