2021年中考物理必刷壓軸題訓練：實驗探究（原卷版）

專題07實驗探究

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,

測量小玻璃珠的密度，如圖所示，實驗步驟如下（請將步驟④補充完整）：

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______；

（2）小玻璃珠的總質(zhì)量為機=；

（3）小玻璃珠密度的表達式為/?=；

（4）在不改變實驗方法的前提下，請?zhí)岢鲆粭l提高測量精度的措施:（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）小明家的臺燈是通過電位器來調(diào)節(jié)亮度的。他猜想：臺燈變亮時電位器消耗電能的功率會

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

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

電阻的影響）。

（'1）電路中a是表，b是表；

（2）實驗中，小燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)為A；

（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，繪制出滑動變阻器的由功率PR與小燈泡的電功率PL的關系圖像如圖乙所示，由圖可

知：小燈泡的電功率（亮度）變大時，滑動變阻器的電功率;

（4）假設實驗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，移動滑動變阻器的滑片，小燈泡的電功率變化范圍是從W至Wo

3.（2020廣州）據(jù)說某電子秤可測液體體積，小明進行以下兩個實驗，驗證這種說法是否真實。

實驗一：實驗過程如圖，質(zhì)量為50.0g的水，該秤顯示的體積為50.0mL；

實驗二：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)該秤可以測出水的體積，不能測出油的體積;

小明猜想：該電子秤不能測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），設計實驗驗證小明猜想是否正確（若需要，可

補充器材）。寫出實驗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”實驗后，發(fā)現(xiàn)蠟燭火焰飄忽不定，像

與物對比難判定等問題，小明和老師、同學一起對實驗裝置進行了一系列創(chuàng)新，創(chuàng)新點如圖所示：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；光屏上標有同樣的均勻格子。

（1）請分析創(chuàng)新后實驗裝置的優(yōu)點：

①可以直接讀出物距以及：

②光屏上成像更清晰、；

③從光屏上可以準確得出像與物的關系。

（2）完成“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗后，還可以更換（或增加）實驗器材進行拓展探究。請仿照示例

寫出兩種不同方案。

項目更換（或增加）實驗器材及操作探究的問題

示例用黑色紙片遮擋凸透鏡的一部分探究凸透鏡沒被遮擋部分的成像

情況

方案1①________________________________②___________________________

方案2③___________________________④__________________________

5.（2019深圳）如圖所示，甲圖是探究“阻力對物體運動的影響”的實驗裝置，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動。乙圖是探究“物體的動能跟哪些因素有關”的實驗裝

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。請回答：

甲乙

（1）甲實驗中，小車在水平面上運動時，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：如果運動的物體不受

力，它將。

（2）乙實驗中的研究對象是（選填“鋼球”或“木塊”），實驗目的是探究物體的動能大小與的

關系。

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

圖2

（1）在方框內(nèi)畫出實物圖對應的電路圖。

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

正確？依據(jù)是?

（3）小芳想通過測量ab接線柱間、cd接線柱間的電壓找出看不到燈亮的原因。請在圖3中補充完整用

電壓表測ab接線柱間的電壓時的實物圖。

測量時若出現(xiàn)下表中的情況，請根據(jù)數(shù)據(jù)判斷可能導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)量可忽略的細繩上端固定，下端系一質(zhì)量為m的金屬螺母，做成擺長為1的擺（如圖所

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

請你根據(jù)T=2兀，一L,推測，螺母往返擺動一次的時間T與螺母的質(zhì)量m是否有關（選填“有關”、

Vg

“無關”）?，F(xiàn)有足量的細繩、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，寫出驗證

你的推測的實驗步驟（若有需要，可補充器材）。

考題預測

1.在探究“電流與電壓關系”的實驗中，小明通過實驗得到的數(shù)據(jù)如表所示。

實驗次數(shù)12345

電壓U/V0.30.60.91.21.5

電流I/A0.080.150.230.360.38

(1)請把表格中的數(shù)據(jù)在圖甲坐標系中描點，從點的分布情況看，明顯錯誤的一組數(shù)據(jù)對應的序號

是o利用其它正確的點畫出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，電流跟電壓成o

(3)小明接著用圖乙實驗電路探究“電流跟電阻”的關系，已知電源的電壓為6V,滑動變阻器為“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。三個定值電阻調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，保持電壓表示數(shù)不變，記下電流表

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

②在不改變電路連接的情況下，為完成整個實驗，并保證電路及元件安全，電壓表示數(shù)設置的范圍為

V至______Vo

2.歸納式探究--探究小球沿過山車軌道的運動

小雨觀察到游樂場的過山車可以底朝上在圓形軌道上運動，游客卻不會掉下來。他想探索其中的奧秘,

做了以下兩個探究:

（1）探究一：如圖甲所示，小球由A點沿光滑軌道自由運動到B點，小球到達B點的速度v與高度h

和小球質(zhì)量m的關系，數(shù)據(jù)如表一。

表一：

實驗次數(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B點的速度v與有關，且v2=ki。

探究二：如圖乙所示，小球以一定速度從B點沿光滑的豎直圓形軌道運動，恰好通過最高點C.小球在

B點的速度v與軌道半徑r的關系，數(shù)據(jù)如表二。

實驗次數(shù)r/mv2/(m2*s-2)

10.157.5

20.3015.0

30.4522.5

則小球在B點的速度v與軌道半徑r的關系式為，

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

過B點后能恰好通過C點，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，車斗中的石料就沿車斗斜面滑落下來（如

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

于是小華到實驗室進行探究，先把長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木

板的A處，如圖所示，然后進行如下操作：

①在木塊的鉤碼槽中放入三個50克的鉤碼，將木板的右端慢慢抬高到一定高度時，木塊開始下滑，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50克的鉤碼，第三次在木塊的鉤碼槽中放入一個50克的鉤碼，分

別重復上述實驗。

(1)請你幫小華同學設計記錄數(shù)據(jù)的表格。

小華發(fā)現(xiàn)三次實驗中，木塊開始下滑時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，

車斗的傾斜程度與什么因素有關呢？小明認為可能與石料和車斗間接觸面的粗糙程度有關，于是他進行

如下探究：

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

木板的右端直到木塊開始下滑；測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)小華和小明的實驗，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

度?”“為什么?“等。

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

歐，閉合開關，當滑片從最右端慢慢向左移動，發(fā)現(xiàn)最初電壓表指針幾乎不動，直到接近左端時電壓表

指針才開始有所偏轉(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。本實驗中，要使滑片每移動一段距離，都能引起電壓表示數(shù)較為明顯的變化，應選

擇怎樣的滑動變阻器？小明用不同的電阻絲代替滑動變阻器，利用圖乙進行如下實驗：

①取3條長度都為100厘米的粗細均勻電阻絲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，閉合開關，滑片P從最右端移到最左端，記錄電壓表示數(shù)U隨滑片移動長

度x變化的相關數(shù)據(jù)，多次測量。

③分別用電阻絲B、C代替A,重復步驟②。

④處理相關數(shù)據(jù)，獲得“電壓表示數(shù)U隨移動長度x變化的關系”如圖丙。

（1）圖甲實驗中，閉合開關，當滑動變阻器滑片處于最左端時，導線a與接線柱M處的連接意外斷開,

此時

示數(shù)為零的電表是O

（2）分析圖丙，實驗過程中電壓表示數(shù)變化范圍與電阻絲阻值的關系是0

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

條電阻絲最合適并說明理由o_________________________________________________________________

Ro=lOQ電阻絲A

Ro=10Q

5.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。小明認為還可能與紙

飛機表面的粗糙程度有關。為了驗證自己的猜想，小明準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）。

（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

（2）寫出本實驗的主要步驟。

6.氣體的密度與壓強有關。為測量實驗室內(nèi)空氣的密度，小明在實驗室按如圖所示步驟進行實驗:

①如圖甲，將一打足氣的足球，放入裝滿水的容器中，測得溢出水的體積為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,

同時調(diào)整量筒的位置，當量筒內(nèi)外水面都與500毫升刻度線相平時，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，測得溢出水的體積為420毫升。

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

（2）根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，計算實驗室中空氣的密度。

7.溫州地區(qū)常受臺風侵襲，為測量風速，小明設計了一臺簡易風速儀，其工作原理如圖甲所示。裝有擋風

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。擋風板的擋風面

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

歐，電壓表量程0?3伏。彈簧彈力F與彈簧長度改變量x的關系如圖乙所示。無風時，滑片P在A處,

有風時，滑塊移動，穩(wěn)定后讀出電壓表示數(shù)，計算并查閱下表數(shù)據(jù)可知風速及風級。

風級一級二級三級四級五級六級

風速V（米/0.3?1.51.6?3.33.4?5.45.5?7.98.0?10.710.8?13.8

秒）

風壓P（帕）0.055?1.41.6?6.87.2?1818.9?3940?7272.9?119

表中風壓P是指與風向垂直的受風面上單位面積增加的壓力（即單位面積受到的風力）。測量時保證風

垂直吹在擋風板上，不計一切摩擦阻力。

擋風板：二風

甲滔策-?q

P，

小產(chǎn)」

甲

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

（2）當電壓表示數(shù)U為2伏時，風速儀所測的風為幾級？（寫出計算過程）

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

比。經(jīng)計算，他畫出了風速v與電壓表示數(shù)U的關系曲線，如圖丙所示。后因保護電阻Ro損壞，他將其

換成了阻值為5歐的電阻，請你在圖丙坐標系中大致畫出更換電阻后的風速v與電壓表示數(shù)U的關系曲

線，并在曲線上標出所能測量的最大風速的對應點Q。

8.小明家的臺燈是通過電位器來調(diào)節(jié)亮度的。他猜想：臺燈變亮時電位器消耗電能的功率會變小，為此他

設計了甲所示的電路進行探究。已知電源電壓為4V并保持不變，電壓表（0-3V）2個，電流表（0-

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

（1）電路中a是表，b是表，

（2）實驗中，小燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)為Ao

（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，繪制出滑動變阻器的電功率PR與小燈泡的電功率PL的關系如圖乙所示。由圖可知:

小燈泡的電功率（亮度）變大時，滑動變阻器的電功率o

（4）假設實驗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，移動滑動變阻器的滑片，小燈泡的電功率變化范圍是從W至_______Wo

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

而成的，如圖甲所示。為了研究它的導電性，小明把它接入到如圖乙所示的電路中。實驗時，小明先將

觸點M與固定的金屬圓環(huán)上某一點連接，再移動滑動變阻器Ri的滑片P至最右端后，閉合開關S,將

觸點N從M開始沿逆時針方向滑動一周。

設滑過的弧MN的長為X,電流表示數(shù)I與X之間的關系如圖丙所示。已知電源電壓恒為4.5V,粗細均

勻、同種材料制成的電阻絲阻值與其長度成正比。

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

入電路中的電阻為Q,金屬圓環(huán)的周長是：cm。

（2）滑動變阻器Ri的最大阻值為Qo

（