2021年中考物理必刷壓軸題訓(xùn)練：實(shí)驗(yàn)探究（原卷版）

專題07實(shí)驗(yàn)探究

真題再現(xiàn)

1.（2020廣東）受“曹沖稱象”的啟發(fā)，小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水（密度為。水）、油性筆等,

測(cè)量小玻璃珠的密度，如圖所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下（請(qǐng)將步驟④補(bǔ)充完整）：

①如圖甲，取一定數(shù)量的小玻璃珠放入空碗中，再把碗放入盛有水的水盆中，用油性筆在碗外壁上標(biāo)記水

面的位置;

②如圖乙，往量筒內(nèi)倒入適量的水，記下量筒中水的體積H；

③如圖丙，取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中，記下小玻璃珠和水的總體積%;

④如圖丁，將量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗內(nèi)，直到標(biāo)記處與碗外水面,記下量筒中小玻璃

珠和剩余水的總體積匕。

一

E--I

E--I

E-I

』

密

-

一

完成下列填空（選用匕、%、匕和"水，表示以下物理量）：

（1）小玻璃珠的總體積為七_(dá)_____；

（2）小玻璃珠的總質(zhì)量為機(jī)=；

（3）小玻璃珠密度的表達(dá)式為/?=；

（4）在不改變實(shí)驗(yàn)方法的前提下，請(qǐng)?zhí)岢鲆粭l提高測(cè)量精度的措施:（示例：在同等容積的情況

下?lián)Q用碗口面積較小的碗）。

2.（2020廣東）小明家的臺(tái)燈是通過(guò)電位器來(lái)調(diào)節(jié)亮度的。他猜想：臺(tái)燈變亮?xí)r電位器消耗電能的功率會(huì)

變小，為此他設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路進(jìn)行探究，已知電源電壓為4V并保持不變，電壓表（0?3V）2個(gè)，

電流表（0-0.6A），滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20Q1A"，小燈泡L標(biāo)有“2.5V1.25W”字樣（忽略溫度對(duì)燈絲

電阻的影響）。

（'1）電路中a是表，b是表；

（2）實(shí)驗(yàn)中，小燈泡正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)為A；

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制出滑動(dòng)變阻器的由功率PR與小燈泡的電功率PL的關(guān)系圖像如圖乙所示，由圖可

知：小燈泡的電功率（亮度）變大時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電功率;

（4）假設(shè)實(shí)驗(yàn)所用的小燈泡能承受的最大電壓可以高出其額定電壓的工,在確保電路中各元件安全的情況

4

下，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，小燈泡的電功率變化范圍是從W至Wo

3.（2020廣州）據(jù)說(shuō)某電子秤可測(cè)液體體積，小明進(jìn)行以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證這種說(shuō)法是否真實(shí)。

實(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖，質(zhì)量為50.0g的水，該秤顯示的體積為50.0mL；

實(shí)驗(yàn)二：質(zhì)量為50.0g的油，該秤顯示的體積也為50.0mL；

結(jié)合水、油的密度，小明發(fā)現(xiàn)該秤可以測(cè)出水的體積，不能測(cè)出油的體積;

小明猜想：該電子秤不能測(cè)出密度不等于水的液體的體積；

利用該電子秤和某種液體（夕液力。水且「液未知），設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證小明猜想是否正確（若需要，可

補(bǔ)充器材）。寫出實(shí)驗(yàn)步驟和判斷小明猜想是否正確的依據(jù)

4.（2019廣東）小明在用蠟燭作為光源完成“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)蠟燭火焰飄忽不定，像

與物對(duì)比難判定等問(wèn)題，小明和老師、同學(xué)一起對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了一系列創(chuàng)新，創(chuàng)新點(diǎn)如圖所示：光具

座上凸透鏡所在位置為零刻度，數(shù)值向左、向右依次增大；在標(biāo)有均勻格子的面板上制作字母“A”狀LED

燈替代蠟燭；光屏上標(biāo)有同樣的均勻格子。

（1）請(qǐng)分析創(chuàng)新后實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)：

①可以直接讀出物距以及：

②光屏上成像更清晰、；

③從光屏上可以準(zhǔn)確得出像與物的關(guān)系。

（2）完成“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)后，還可以更換（或增加）實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行拓展探究。請(qǐng)仿照示例

寫出兩種不同方案。

項(xiàng)目更換（或增加）實(shí)驗(yàn)器材及操作探究的問(wèn)題

示例用黑色紙片遮擋凸透鏡的一部分探究凸透鏡沒(méi)被遮擋部分的成像

情況

方案1①________________________________②___________________________

方案2③___________________________④__________________________

5.（2019深圳）如圖所示，甲圖是探究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”的實(shí)驗(yàn)裝置，讓同一小車從斜面上相同的

高度由靜止滑下，在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動(dòng)。乙圖是探究“物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝

置，讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下，碰到同一木塊上。請(qǐng)回答：

甲乙

（1）甲實(shí)驗(yàn)中，小車在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，在豎直方向上受到的力有和；在水平

方向上受到摩擦力，且摩擦力越小，小車的速度減小得越o從而可以推理：如果運(yùn)動(dòng)的物體不受

力，它將。

（2）乙實(shí)驗(yàn)中的研究對(duì)象是（選填“鋼球”或“木塊”），實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄课矬w的動(dòng)能大小與的

關(guān)系。

6.（2019廣州）小明連接了如圖1所示的電路，燈泡上標(biāo)有“2.5V0.3A”。

圖2

（1）在方框內(nèi)畫出實(shí)物圖對(duì)應(yīng)的電路圖。

（2）閉合開(kāi)關(guān)，看不到燈亮，電流表有示數(shù)。小明認(rèn)為燈不亮的原因是燈絲斷了，你認(rèn)為他的說(shuō)法是否

正確？依據(jù)是?

（3）小芳想通過(guò)測(cè)量ab接線柱間、cd接線柱間的電壓找出看不到燈亮的原因。請(qǐng)?jiān)趫D3中補(bǔ)充完整用

電壓表測(cè)ab接線柱間的電壓時(shí)的實(shí)物圖。

測(cè)量時(shí)若出現(xiàn)下表中的情況，請(qǐng)根據(jù)數(shù)據(jù)判斷可能導(dǎo)致看不到燈亮的原因。

Uab/VUcd/V電流表示數(shù)看不到燈亮

I/A的原因

情況一2.1000.30

情況二2.200.400.14

7.（2019廣州）質(zhì)量可忽略的細(xì)繩上端固定，下端系一質(zhì)量為m的金屬螺母，做成擺長(zhǎng)為1的擺（如圖所

示）,讓螺母在豎直面內(nèi)小幅度往返擺動(dòng)，每完成一次往返擺動(dòng)的時(shí)間均為丁=2n卡_（g=9.8Nkg）

請(qǐng)你根據(jù)T=2兀，一L,推測(cè)，螺母往返擺動(dòng)一次的時(shí)間T與螺母的質(zhì)量m是否有關(guān)（選填“有關(guān)”、

Vg

“無(wú)關(guān)”）?，F(xiàn)有足量的細(xì)繩、大小相同的金屬螺母，這些螺母有的質(zhì)量相等，有的質(zhì)量不等，寫出驗(yàn)證

你的推測(cè)的實(shí)驗(yàn)步驟（若有需要，可補(bǔ)充器材）。

考題預(yù)測(cè)

1.在探究“電流與電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)如表所示。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345

電壓U/V0.30.60.91.21.5

電流I/A0.080.150.230.360.38

(1)請(qǐng)把表格中的數(shù)據(jù)在圖甲坐標(biāo)系中描點(diǎn)，從點(diǎn)的分布情況看，明顯錯(cuò)誤的一組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的序號(hào)

是o利用其它正確的點(diǎn)畫出I-U圖像。

(2)分析數(shù)據(jù)和圖像，可得到的結(jié)論是：在電阻一定時(shí)，電流跟電壓成o

(3)小明接著用圖乙實(shí)驗(yàn)電路探究“電流跟電阻”的關(guān)系，已知電源的電壓為6V,滑動(dòng)變阻器為“100。

0.5A”,電壓表可用量程為0?3V,電流表可用量程為0?0.6A。

①他依次接入5。、10。、20。三個(gè)定值電阻調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，保持電壓表示數(shù)不變，記下電流表

的示數(shù)。實(shí)驗(yàn)中他接入5。、10。定值電阻時(shí)，兩次電路的電流之比為-

②在不改變電路連接的情況下，為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，并保證電路及元件安全，電壓表示數(shù)設(shè)置的范圍為

V至______Vo

2.歸納式探究--探究小球沿過(guò)山車軌道的運(yùn)動(dòng)

小雨觀察到游樂(lè)場(chǎng)的過(guò)山車可以底朝上在圓形軌道上運(yùn)動(dòng)，游客卻不會(huì)掉下來(lái)。他想探索其中的奧秘,

做了以下兩個(gè)探究:

（1）探究一：如圖甲所示，小球由A點(diǎn)沿光滑軌道自由運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，小球到達(dá)B點(diǎn)的速度v與高度h

和小球質(zhì)量m的關(guān)系，數(shù)據(jù)如表一。

表一：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)h/mm/kgv2/(m2*s-2)

10.22.0x10-24.0

20.42.0xl0*28.0

30.43.0x10-28.0

40.82.5x10?16.0

則小球到達(dá)B點(diǎn)的速度v與有關(guān)，且v2=ki。

探究二：如圖乙所示，小球以一定速度從B點(diǎn)沿光滑的豎直圓形軌道運(yùn)動(dòng)，恰好通過(guò)最高點(diǎn)C.小球在

B點(diǎn)的速度v與軌道半徑r的關(guān)系，數(shù)據(jù)如表二。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)r/mv2/(m2*s-2)

10.157.5

20.3015.0

30.4522.5

則小球在B點(diǎn)的速度v與軌道半徑r的關(guān)系式為，

（3）如圖丙所示，將甲、乙兩軌道組合后，小球從A點(diǎn)沿光滑軌道自由運(yùn)動(dòng)，若r=0.4m,要使小球經(jīng)

過(guò)B點(diǎn)后能恰好通過(guò)C點(diǎn)，則h=o

3.小華在建筑工地上看到，工程車的車斗慢慢傾斜到一定程度時(shí)，車斗中的石料就沿車斗斜面滑落下來(lái)（如

圖所示)。小華想，車斗中的石料如果減少些，要滑落下來(lái)，車斗的傾斜程度是否可以減小些?

于是小華到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行探究，先把長(zhǎng)木板放在水平桌面上，將質(zhì)量為100克帶有鉤碼槽的木塊放在長(zhǎng)木

板的A處，如圖所示，然后進(jìn)行如下操作：

①在木塊的鉤碼槽中放入三個(gè)50克的鉤碼，將木板的右端慢慢抬高到一定高度時(shí)，木塊開(kāi)始下滑，記錄

右端被抬升的高度h=20厘米。

②第二次在木塊的鉤碼槽中放人兩個(gè)50克的鉤碼，第三次在木塊的鉤碼槽中放入一個(gè)50克的鉤碼，分

別重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。

(1)請(qǐng)你幫小華同學(xué)設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格。

小華發(fā)現(xiàn)三次實(shí)驗(yàn)中，木塊開(kāi)始下滑時(shí)木板的傾斜程度是一樣的。那么車斗中的石料能剛好滑落下來(lái)，

車斗的傾斜程度與什么因素有關(guān)呢？小明認(rèn)為可能與石料和車斗間接觸面的粗糙程度有關(guān)，于是他進(jìn)行

如下探究：

將一塊棉布、一塊毛巾分別鋪在長(zhǎng)木板上，把放有一個(gè)50克鉤碼的木塊放在長(zhǎng)木板的A處，慢慢抬高

木板的右端直到木塊開(kāi)始下滑；測(cè)量并記錄右端被抬升的高度分別為24厘米和30厘米。

(2)根據(jù)小華和小明的實(shí)驗(yàn)，可以得出的結(jié)論是。

(3)根據(jù)以上探究，可以幫助我們解答其他類似的疑惑，比如“為什么道路橋梁的引橋要做到一定長(zhǎng)

度?”“為什么?“等。

4.小明利用圖甲電路研究電流與電壓的關(guān)系，其中滑動(dòng)變阻器最大阻值為500歐，定值電阻Ro阻值為10

歐，閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)滑片從最右端慢慢向左移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)最初電壓表指針幾乎不動(dòng)，直到接近左端時(shí)電壓表

指針才開(kāi)始有所偏轉(zhuǎn)，繼續(xù)左移，指針偏轉(zhuǎn)角度迅速變大，即該滑動(dòng)變阻器引起電壓表示數(shù)發(fā)生明顯變

化的調(diào)節(jié)區(qū)域很小。本實(shí)驗(yàn)中，要使滑片每移動(dòng)一段距離，都能引起電壓表示數(shù)較為明顯的變化，應(yīng)選

擇怎樣的滑動(dòng)變阻器？小明用不同的電阻絲代替滑動(dòng)變阻器，利用圖乙進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

①取3條長(zhǎng)度都為100厘米的粗細(xì)均勻電阻絲A、B、C,阻值分別為1歐、20歐、400歐。

②將電阻絲A接入圖乙電路，閉合開(kāi)關(guān)，滑片P從最右端移到最左端，記錄電壓表示數(shù)U隨滑片移動(dòng)長(zhǎng)

度x變化的相關(guān)數(shù)據(jù)，多次測(cè)量。

③分別用電阻絲B、C代替A,重復(fù)步驟②。

④處理相關(guān)數(shù)據(jù)，獲得“電壓表示數(shù)U隨移動(dòng)長(zhǎng)度x變化的關(guān)系”如圖丙。

（1）圖甲實(shí)驗(yàn)中，閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片處于最左端時(shí)，導(dǎo)線a與接線柱M處的連接意外斷開(kāi),

此時(shí)

示數(shù)為零的電表是O

（2）分析圖丙，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電壓表示數(shù)變化范圍與電阻絲阻值的關(guān)系是0

（3）若利用圖乙研究通過(guò)Ro的電流與其兩端電壓的關(guān)系，在A、B、C三條電阻絲中，你認(rèn)為選擇哪一

條電阻絲最合適并說(shuō)明理由o_________________________________________________________________

Ro=lOQ電阻絲A

Ro=10Q

5.小明參加科技節(jié)“擲飛機(jī)”比賽，該項(xiàng)目的規(guī)則是：紙飛機(jī)擲出后在空中滯留的時(shí)間越長(zhǎng)成績(jī)?cè)胶?。查?/p>

資料得知：紙飛機(jī)在空中滯留的時(shí)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(jī)表面的粗糙程度有關(guān)。為了驗(yàn)證自己的猜想，小明準(zhǔn)備了以下器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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）。

（1）發(fā)射器的彈簧壓縮得越短，釋放后紙飛機(jī)獲得的速度越大，其原因是

（2）寫出本實(shí)驗(yàn)的主要步驟。

6.氣體的密度與壓強(qiáng)有關(guān)。為測(cè)量實(shí)驗(yàn)室內(nèi)空氣的密度，小明在實(shí)驗(yàn)室按如圖所示步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

①如圖甲，將一打足氣的足球，放入裝滿水的容器中，測(cè)得溢出水的體積為426毫升。

②如圖乙，將500毫升裝滿水的量筒倒置于水槽中，用氣針和乳膠管將足球中的氣體慢慢排入該量筒,

同時(shí)調(diào)整量筒的位置，當(dāng)量筒內(nèi)外水面都與500毫升刻度線相平時(shí)，停止排氣。共排氣10次。

③如圖丙，拔除氣針和乳膠管，把排氣后的足球放入裝滿水的容器中，測(cè)得溢出水的體積為420毫升。

（1）圖乙中，當(dāng)量筒內(nèi)外水面都與500毫升刻度線相平時(shí)停止排氣，其目的是，

（2）根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，計(jì)算實(shí)驗(yàn)室中空氣的密度。

7.溫州地區(qū)常受臺(tái)風(fēng)侵襲，為測(cè)量風(fēng)速，小明設(shè)計(jì)了一臺(tái)簡(jiǎn)易風(fēng)速儀，其工作原理如圖甲所示。裝有擋風(fēng)

板和滑片P的輕質(zhì)滑塊與輕質(zhì)彈簧套在滑桿MN上，彈簧左端固定，右端與滑塊相連。擋風(fēng)板的擋風(fēng)面

積為0.2米2,均勻電阻絲AB長(zhǎng)為20厘米，阻值為10歐，電源電壓U。恒為6伏，保護(hù)電阻Ro為14

歐，電壓表量程0?3伏。彈簧彈力F與彈簧長(zhǎng)度改變量x的關(guān)系如圖乙所示。無(wú)風(fēng)時(shí)，滑片P在A處,

有風(fēng)時(shí)，滑塊移動(dòng)，穩(wěn)定后讀出電壓表示數(shù)，計(jì)算并查閱下表數(shù)據(jù)可知風(fēng)速及風(fēng)級(jí)。

風(fēng)級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)四級(jí)五級(jí)六級(jí)

風(fēng)速V（米/0.3?1.51.6?3.33.4?5.45.5?7.98.0?10.710.8?13.8

秒）

風(fēng)壓P（帕）0.055?1.41.6?6.87.2?1818.9?3940?7272.9?119

表中風(fēng)壓P是指與風(fēng)向垂直的受風(fēng)面上單位面積增加的壓力（即單位面積受到的風(fēng)力）。測(cè)量時(shí)保證風(fēng)

垂直吹在擋風(fēng)板上，不計(jì)一切摩擦阻力。

擋風(fēng)板：二風(fēng)

甲滔策-?q

P，

小產(chǎn)」

甲

（1）在滑片P左移的過(guò)程中，電路的總電阻o（選填“變大”、“不變”或“變小”）

（2）當(dāng)電壓表示數(shù)U為2伏時(shí)，風(fēng)速儀所測(cè)的風(fēng)為幾級(jí)？（寫出計(jì)算過(guò)程）

（3）小明想在風(fēng)速儀的電壓表上直接標(biāo)出風(fēng)速，查閱資料后獲知該擋風(fēng)板所受的風(fēng)力與風(fēng)速的平方成正

比。經(jīng)計(jì)算，他畫出了風(fēng)速v與電壓表示數(shù)U的關(guān)系曲線，如圖丙所示。后因保護(hù)電阻Ro損壞，他將其

換成了阻值為5歐的電阻，請(qǐng)你在圖丙坐標(biāo)系中大致畫出更換電阻后的風(fēng)速v與電壓表示數(shù)U的關(guān)系曲

線，并在曲線上標(biāo)出所能測(cè)量的最大風(fēng)速的對(duì)應(yīng)點(diǎn)Q。

8.小明家的臺(tái)燈是通過(guò)電位器來(lái)調(diào)節(jié)亮度的。他猜想：臺(tái)燈變亮?xí)r電位器消耗電能的功率會(huì)變小，為此他

設(shè)計(jì)了甲所示的電路進(jìn)行探究。已知電源電壓為4V并保持不變，電壓表（0-3V）2個(gè)，電流表（0-

0.6A）,滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20Q1A"，小燈泡L標(biāo)有“2.5V1.25W”字樣（忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響）。

（1）電路中a是表，b是表，

（2）實(shí)驗(yàn)中，小燈泡正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)為Ao

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制出滑動(dòng)變阻器的電功率PR與小燈泡的電功率PL的關(guān)系如圖乙所示。由圖可知:

小燈泡的電功率（亮度）變大時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電功率o

（4）假設(shè)實(shí)驗(yàn)所用的小燈泡能承受的最大電壓可以高出其額定電壓的工，在確保電路中各元件安全的情

4

況下，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，小燈泡的電功率變化范圍是從W至_______Wo

9.現(xiàn)有一個(gè)粗細(xì)均勻的金屬圓環(huán)，它是由一段銅絲（銅絲的阻值不計(jì)）和一段同種材料制成的電阻絲連接

而成的，如圖甲所示。為了研究它的導(dǎo)電性，小明把它接入到如圖乙所示的電路中。實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明先將

觸點(diǎn)M與固定的金屬圓環(huán)上某一點(diǎn)連接，再移動(dòng)滑動(dòng)變阻器Ri的滑片P至最右端后，閉合開(kāi)關(guān)S,將

觸點(diǎn)N從M開(kāi)始沿逆時(shí)針?lè)较蚧瑒?dòng)一周。

設(shè)滑過(guò)的弧MN的長(zhǎng)為X,電流表示數(shù)I與X之間的關(guān)系如圖丙所示。已知電源電壓恒為4.5V,粗細(xì)均

勻、同種材料制成的電阻絲阻值與其長(zhǎng)度成正比。

（1）由圖丙可知，當(dāng)X=0cm或X=50cm時(shí)，電路中的電流相同，請(qǐng)結(jié)合圖乙分析；此時(shí)金屬圓環(huán)接

入電路中的電阻為Q,金屬圓環(huán)的周長(zhǎng)是：cm。

（2）滑動(dòng)變阻器Ri的最大阻值為Qo

（