专题三实验与探究类问题.docx
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专题三实验与探究类问题
专题三实验与探究类问题
◆专题指要
1.中考考什么
（1）用刻度尺测量长度、用表测量时间；
（2）用弹簧测力计测量力；
（3）用天平测量物体的质量；（4）用常见温度计测温度；
（5）用电流表测量电流；（6）用电压表测量电压；
（7）测量物体运动的速度；（8）测量水平运动物体所受的滑动摩擦力；
（9）测量固体和液体的密度；（10）探究浮力大小与哪些因素有关；
（11）探究杠杆的平衡条件；（12）观察水沸腾时温度变化的特点；
（13）探究光的反射规律；（14）探究平面镜成像时像与物的关系；
（15）探究凸透镜成像的规律；（16）连接简单的串联电路和并联电路；
（17）探究电流与电压、电阻的关系；（18）探究通电螺线管外部磁场的方向；
（19）探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件；
（20）测量小灯泡的电功率。
2.中考怎么考
20个学生必做实验和一些演示实验在中考试题里，通常以选择题、填空问答题、科学探究题出现。
选择题、填空问答题一般占2分左右，但实验与科学探究题是每年必考题型，一般占分数是20分以内。
河北省每年都出现实验探究题，所以要加大力度对20个实验的研究。
更要用解决这20个必做实验的研究方法去解决一些拓展性实验。
◆例题解析
【例1】如图所示是小明同学探究反射定律的实验装置．平面镜M平放在平板上，白色硬纸板竖立在镜面上，硬纸板是由E、F两块粘接起来的，其中F可绕接缝ON转动．
（1）探究过程中，你认为最为困难也最为关键的是什么？
（2）硬纸板F的主要作用是什么？
【解析】
（1）本实验主要研究的是两角关系和三线关系，比较难操作的是确定入射光线和反射光线的位置；
（2）从实验需要观察光的传播路径和探究入射光线、反射光线和法线的关系进行分析
【答案】
（1）在探究过程中，比较困难的是观察与记录反射光线与入射光线的位置。
（2）硬纸板F的主要作用是：
①呈现反射光线，②验证反射光线与入射光线及法线在同一平面内．
【易错点处理办法】本题考查了学生对探究反射定律中有关问题的了解与掌握，要求在实验过程中要认真观察、认真思考，提高自己的分析问题的能力．
【例2】在做“凸透镜的成像规律”的实验中，第1组同学先把凸透镜固定起来，然后将光屏和点燃的蜡烛分别放置在凸透镜的两侧，如果他在光具座上无论怎样左右移动光屏，在光屏上都不能呈现烛焰的像，则可能的原因是：
．
第1、2两个实验小组分别进行了若干次操作，并将实验数据准确记录在下面表格中．
第1组
第2组
焦距/㎝
14
14
14
14
16
16
16
16
物距/㎝
20
30
40
60
20
30
40
60
像距/㎝
47
26
22
18
80
34
27
22
像的正倒
倒立
倒立
倒立
倒立
倒立
倒立
倒立
倒立
请分析以上数据，你能的得到什么结论？
（写出两条即可）
【解析】无论怎样移动光屏，光屏上都不能呈现烛焰的像．有可能烛焰成的是虚像，此时烛焰就在一倍焦距之内；如果烛焰在凸透镜的焦点上，焦点上发出的光经过凸透镜折射后平行射出，因而光屏上不可能出现烛焰清晰的像；如果烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度，相差太远，光屏上也得不到像；若烛焰到凸透镜的距离稍大于一倍焦距但靠近焦点时，成的实像很大，像距也很大，移动光屏也有可能看不到像．分析实验数据，可以得出凸透镜成像的规律．
【答案】
（1）①蜡烛到凸透镜的距离小于一倍焦距；②蜡烛在焦点上；③蜡烛到凸透镜的距离略大于一倍焦距，光具座不够长，光屏承接不到像；④凸透镜的中心、烛焰的中心、光屏的中心不在同一高度．
（2）①在凸透镜焦距一定且成实像的情况下，物体到凸透镜越远（近），像离凸透镜越近（远）；②在成实像的情况下，物距相同时，凸透镜的焦距越大，像离凸透镜越远；③物体到凸透镜的距离大于1倍焦距时，成倒立的实像．
【易错点处理办法】本题有多个答案，要求我们能用所学过的知识分析实际问题，并对实验数据进行处理，得出结论．
【例3】在“观察水的沸腾”实验中，水的温度随时间变化的图象如图所示，回答以下问题：
（1）水沸腾时的特点是：
吸收热量，不变．
温
（2）此实验条件下水的沸点是98℃．
（3）推知，此时大气压小于（填“大于”、“小于”或“等于”）标准大气压。
【解析】要会观察液体的沸腾图象．沸腾图象时有关温度随时间的变化关系．从图象上可以看出沸腾前和沸腾时的温度变化情况．要掌握液体沸腾时的特点：
在沸腾过程中吸热，但温度不变，此时的温度叫做沸点．知道标准大气压下水的沸点是100℃，气压越高沸点越高，反之沸点越低．
【答案】
（1）由图知，水从第6分钟开始温度保持98℃不变，说明处于沸腾过程．故答案为：
温度．
（2）水沸腾时的温度是98℃，所以沸点是98℃．故答案为：
98．（3）由于标准大气压下水的沸点是100℃，而当时水的沸点98℃，低于100℃，所以当时气压低于标准大气压．故答案为：
小于．
【易错点处理办法】此题主要是观察水的沸腾实验，主要考查了水沸腾时的特点及沸点的概念，知道水在沸腾过程中温度保持不变，这个温度就叫做沸点．正确分析图像物理意义是解决此类问题得主要办法。
【例4】某实验小组的同学用“伏安法”测量小灯泡电功率，待测小灯泡额定电压为3.8V，小灯泡的额定功率估计在1W左右。
（1）请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接，连线时导线不能交叉。
（2）检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是。
（3）故障排除后，移动滑动变阻器的滑片，小灯泡正常发光时，电流表示数如图甲所示，请读出电流表的示数，并填入表格中。
（4）实验中，同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值，但表格中仍有不完整的地方，请将所缺内容填写完整。
电压U/V
1.5
2.0
2.5
3.0
3.8
4.0
电流I/A
0.2
0.22
0.25
0.28
0.34
电功率P/W
0.3
0.44
0.625
0.84
1.36
灯泡发光情况
很暗暗正常发光很亮
（5）小组同学们分析实验数据得出：
小灯泡的发光亮度是由灯泡的决定的，且灯泡的，灯泡发光越亮。
（6）用图乙电路还可测量灯泡的，当小灯泡正常发光时的电阻是Ω（取整数）。
【解析】
（1）连接实物图时，可以先不管电压表。
我们可以先从电源的负极开始连接，由甲图可知，电流表应接0.6A的接线柱，然后接灯泡的左、右接线柱最后接电压表的“15”接线柱（也相当于开关的右接线柱），这样串接完了以后，恰巧电压表也接好啦。
（2）闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针几乎不动，说明相当于电压表串联在电路中，造成电路中的电流太小，以至于灯泡不能发光，电流表的指针不能偏转，只有灯泡处断路才相当于电压表串接在电路中啦。
（3）电流表接入0-0.6A，分度值为0.02A，所以电流为0.3A+0.02A=0.32A。
（4）灯泡正常发光时的功率为：
P=UI=3.8V×0.32A=1.216W
（5）由表中数据对应灯泡发光情况可知，灯泡发光的亮度由实际功率决定，并且实际功率越大，灯泡发光越亮。
（6）还可以利用此实验装置来测灯泡的电阻，来探究电流与电压，电流与电阻的关系。
期正常发光时的电阻为：
【答案】⑴答案如图⑵灯泡处断路（或灯丝断了）⑶0.32（电流表的示数）⑷1.216（或1.22）⑸实际电功率实际电功率越大⑹电阻12
【详解易错点】此题是电学的大综合题，涉及的知识面很广，要求同学们有扎实的电学基础和灵活应用电学知识解决实际问题的能力。
加强了学生综合能力的培养，是一道不错的电学中考题，难度较大。
【例5】（2013河北中考题）小明学习了电功率后，用额定电压分别为2.5V、6V的灯泡L1和L2设计了图14所示的电路图，来探究灯泡的发光亮度与哪些因素有关。
（1）小灯泡发光时，将电能转化为能和光能。
（2）探究L1的亮度时，只闭合S、S1，发现电压表有示数，电流表无示数，则电路故障可能是：
。
排除故障后，继续实验，收集的数据及现象如表一。
（3）探究L2的亮度时，只闭合S、S2，进行实验，收集的数据及现象如表二。
（4）分析两表可知，同一规格的小灯泡发光亮度与有关，不同规格的小灯泡发光亮度还应与的转化效率有关。
【拓展】完成探究后，小明用电源、电流表、滑动变阻器、电阻箱（
）各1个，2个开关及若干条导线，对额定电流为0.1A的小灯泡的额定功率进行了测定。
请在虚线框内画出他设计的电路图，并写出实验步骤及测定额定功率的表达式。
实验步骤：
表达式：
P额=。
【解析】灯泡工作，电能通过灯丝，使灯泡发热、发光，因此是将电能转化为光能、热能；电压表有示数，说明电路连同，电流表无示数，说明电压表直接测量电源电压，即与电压表并联的导体出现了断路，是L1断路；灯泡两端的电压不同，通过灯泡的电流不同，根据P=UI可知灯泡的实际功率不同。
灯泡的发光情况决定与灯泡的实际功率，灯泡两端的电压越高，实际功率越大，灯泡越亮；灯泡不同，电能的利用效率不同，亮度不同；只用电流表，可以通过条件变阻器，使灯泡在发光时的电流等于额定电流，则灯泡的实际功率就是额定功率；然后用电阻箱代替灯泡，保持变阻器接入电路阻值不同，调节电阻箱，使电路中电流仍未额定电流，则电阻箱接入电路中的电阻就是灯泡的电阻，从而计根据测量的电流和电阻，写出功率的表达式P=I2R=（0.1A）2R
【答案】
（1）热
（2）L1断路（4）实际功率电能转化为光能
拓展：
实验步骤：
1、如图，只闭合S1，移动变阻器，使电流表示数为0.1A；
2、只闭合S2，保持变阻器不动，调节电阻箱，使电流表示数为0.1A，读出电阻箱接入电路中的电阻R，即为灯泡的电阻。
3、P=（0.1A）2R
【考查知识点】欧姆定律和电功率的理解。
◆实验与探究类问题专题强化训练题
1.用刻度尺测量长度、用表测量时间是物理学最基础的实验技能。
请完成下列问题：
（1）秒表分大表盘,和小表盘,大表盘表示秒数,1圈30秒,也有1圈60秒。
小表盘为分钟,1圈15min。
读的时候先读分钟,再读秒,如果是1圈30s,还要看,小表盘有没有过半分钟,如果过了,要加30s。
如图,该秒表的读数为.这个秒表分度值是。
（2）如图，测得圆筒的外径是____cm，若圆筒的内径是11.1mm，则筒壁的厚度为____cm．这个刻度尺的分度值为____。
2.在“用弹簧测力计测力”的实验中，小军填写的实验报告（部分）如下，请你填写空格处的内容。
实验目的：
。
实验器材：
细线、弹簧测力计、钩码、木块。
实验步骤：
（1）完成弹簧测力计的。
（2）在弹簧测力计的挂钩上悬挂一个合适的钩码如图所示，则弹簧测力计的示数F1=牛。
……
3.在用托盘天平测物体质量的实验中，回答下面两个问题：
（1）下面是用托盘天平称石块质量的实验步骤，请按正确的顺序重新排序，并将实验步骤的标号写在横线上．
①把天平放在水平桌面上
②将被测物体放在天平的左盘，右盘放砝码，调节游码位置，使指针指在分度盘中央
③将游码拨到标尺左侧零刻线上
④调节横梁平衡螺母，使横梁平衡
⑤计算砝码的总质量加上游码所对刻度值得出物体质量
正确的顺序为______________________．
（2）使用托盘天平测质量前，应先将游码调到标尺的0刻度处，再调平衡。
测量中，天平调平衡后砝码的示数以及游码的位置如图所示，则被测物体的质量为______g。
4.用常见温度计测温度时，请解决以下问题：
（1）使用温度计时，首先要观察它的量程和认清它的______ ．晓维在用温度计测量烧杯中液体温度时读取了四次数据，每次读数时温度计的位置如下面图中左侧四个图所示，其中正确的是_____ 图（选填第一个、第二个、第三个、第四个）．右图所示的是用温度计分别测得的冰和温水的温度，那么冰的温度是_____ ℃，温水的温度是___ ℃．
（2）如下图所示，甲是体温计，乙是实验室用温度计，它们都是利用液体 _________ 的性质制成的．可用来测沸水温度的是______ 图；体温计可以离开被测物体来读数，是因为体温计上有个 _________ ．乙图的实验室用温度计的量程是 _________ ℃，它的分度值是________℃．
（3）如下图所示体温计的示数是_______ ℃．
5.在“用电流表测电流”的实验中，
（１）实验前，连接电路中的开关应处于______状态。
（２）在实验中发现指针反偏，这是因为________________________
（３）如图甲所示，在研究并联电路电流关系的电路中，若测得A、B、C三处的电流分别是IA、IB、IC。
电流表接在B处，指针在E处，电流表接A处，指针在F处，则IA=_______，IC=_________.
（4）在如图乙所示电路中，用电流表测小灯泡的电流，估计电流大约是0.8A，那么A、B线头应分别接电流表的（）
A．＂3＂和“＋”接线柱上B．＂0．6＂和“＋”接线柱上
C．＂3＂和0．6接线往上D．“＋”和3接线柱上
6.在使用电压表做实验时，要注意一些事项。
请完成下列问题:
（1）实验室用的电压表共有“0～3V”和“0～15V”两个量程．若用它来测量一节干电池两端的电压，应选用的量程是________．若用它来测量由四节干电池串联的电池组两端的电压，应选用的量程是________．
（2）如图甲所示，电源的电压为4V，电压表示数为2.5V，则L1两端的电为___V，L2两端的电压为_____V。
甲乙
（3）如图乙所示，当开关S闭合后，L1两端的电压约为3.8V，L2两端的电压约为2.2V，要用电压表测L1两端的电压，那么线头A应该接在L1_____接线柱上．线头B该接在L1_____接线柱上。
（4）在图丙中是用电压表测量某段电路两端的电压时，把电压表的“+”和“3”两个接线柱接入电路，电压表指针所指的位置，应该读作_____；如果用这个电压表再测量另一段电路两端的电压时，使用的是“+”和“15”两个接线柱，而应该读作_____。
丙丁
（5）如图丁所示，闭合开关，两个灯泡都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路故障可能是 （）
A.电流表坏了或未接好
B.从a经过L1到b的电路中有断路
C.L2灯丝烧断或灯座未接通
D.电流表和L1、L2都坏了
7.体育课上，同学们用卷尺和秒表测平均速度，由四位同学分别测出马新跑步经过10m、20m、30m、40m处的时刻，并记录在下表：
路程/m
0
10
20
30
40
时间/s
0
3.2
5.3
6.8
9.2
根据表中数据，计算李军跑步的平均速度（结果保留一位小数）：
（1）从起点到10m处的平均速度为________m/s。
（2）全程的平均速度为________m/s。
（3）分析表中数据和你计算所得的数据，可以发现马新跑步有什么规律___________
8．在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，同学们提出了下列猜想：
A．与接触面所受的压力大小有关； B．与接触面的粗糙程度有关；
C．与接触面的面积大小有关； D．与物体运动的速度大小有关。
为了验证以上猜想，小明的实验小组设计了如图所示的实验：
（1）为了测量滑动摩擦力的大小，必须使木块在水平木板上做运动。
（2）在探究滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关时，应该
控制和接触面的面积大小、物体运动速度等不变，故此应选择图
中的图和。
（3）如果实验小组得到的实验数据如下表所示，则表中数据可以验证猜想（填序号），可以得到的结论是。
实验次数
木块运动快慢
弹簧测力计示数（N）
1
较快
1.8
2
慢
1.8
3
较慢
1.8
9．下面是小方和小王设计的“测食用油密度”的实验方案，请完善他们的方案，并回答后面的问题：
（1）小方的方案：
用调节平衡的天平测出空烧杯的质量m1，向烧杯内倒入适量食用油，再测出烧杯和食用油的总质量m2，然后把烧杯内的食用油全部倒入量筒内，读出量筒内食用油的体积为V1；其测得的食用油密度的表达式是：
_____________；
（2）小王的方案：
在烧杯内倒入适量的食用油，用调节平衡的天平测出烧杯和食用油的总质量m3，然后将烧杯内的适量食用油倒入量筒内，再测出烧杯和剩余食用油的总质量m4，读出量筒内食用油的体积V2。
其测得的食用油密度的表达式是：
__；
（3）按_________的实验方案进行测量，实验误差可能小一些；如果选择另一种方案，测得的密度值________（填“偏大”、“偏小”），
（4）下表是按小王的实验方案进行某次实验的情况，请将实验的数据及测量结果填入表中。
烧杯和食用油的总质量（g）
烧杯和剩余油的总质量（g）
倒出油的质量（g）
倒出油的体积（cm3）
油的密度（g/cm3）
34.1
10.小明猜想“浮力大小F与液体的密度ρ和物体排开液体的体积V有关”，他为了探究F与V的关系，自制了6个塑料块（密度大于水），其体积分别为10cm3、20cm3、30cm3、
（1）小明记录的实验数据见下表。
根据表中的数据在坐标纸上画出F与V的关系图象。
（2）根据图象，可得出F与V的关系是：
__________________________。
（3）通过分析图象，得出当V为75cm3时，所对应的浮力F＝__________N。
（4）通过提取和处理表中的相关信息，回答下列问题：
a、现有量程为0.5N和1N两个弹簧测力计，哪一个测力计符合该实验的要求？
________。
b、实验中，小明每一次用弹簧测力计时，其指针都恰好在刻度线上，则该弹簧测力计的
分度值不超过_______N。
11.下表是小王“研究杠杆平衡条件”的实验中，记录的是部分测量结果，请在空格处填上适当的值。
（每个钩码质量为50g,g=10N/kg）。
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
0．5
8
1
4
2
6
1．5
8
（1）实验前没有挂钩码时，发现杠杆的左端下倾，应将杠杆右端的螺母向________（“左”或“右”）边旋一些。
使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的___________________。
（2）实验中多次测量的目的是_______________________________________。
（3）实验总结中，老师提出了这样一个问题：
如图所示杠杆处于平衡状态，若在两边钩码下再各加挂一只相同的钩码，释放后观察到什么现象？
_____________________________________________。
（4）古希腊的学者阿基米德首先总结了杠杆平衡条件，据此，他发出了“给我一个支点，我就能撬起整个地球”的豪言，他的设想____________（“有”或“没有”）道理，经过努力能实现吗？
______________；为什么？
_________________。
12.如图甲所示是观察水沸腾实验的装置。
（1）常用的温度计是根据液体的规律制成的，图甲中此时温度计的示数是_____℃。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度/℃
92
94
96
97
98
98
98
98
98
98
（2）根据下面表格中的数据在图乙中用平滑的曲线画出水沸腾过程中的“水温—时间”图象。
（3）在上表0～4min时间内，水的内能____
_______（选填“变大”、“变小”或“不变”），其理由是______________________________________________。
（4）若烧杯中水的质量为0.05kg，从80℃加热到90℃需要吸收热量______J。
（c水=4.2×103J/（kg．℃））
13.为了验证光的反射定律，海若同学准备了一块平面镜、一块画有法线ON的平整硬纸板、直尺、量角器及铅笔．
（1）这个实验还需要的一个重要器材是：
．
（2）海若按如图1所示方式开始实验，纸板上显示出了两条光线，她想把这两条光线的传播路径保留在纸板上以便研究，请你为她设计一个简便的方法：
．
（3）改变入射角，继续保留光的传播路径，最后纸板上留下了很多条光路，无法区分哪条反射光线与哪条入射光线对应，为了避免这一问题出现，实验时应该怎样做呢？
．
（4）如果纸板与平面镜不垂直，入射光沿纸板照射后将会出现的现象是：
．
（5）海若将一缺角的纸板按如图2所示方式放置，让光沿直线AO入射，接着她以ON为轴旋转缺角纸板，发现无论缺角纸板旋转到哪个角度，反射光都只出现在入射光所在的纸板上，在缺角纸板上没有显示出反射光．这一现象说明了：
．
14.如图所示，是小明在“探究平面镜成像的特点”的活动中选用的器材和活动过程.
⑴该实验采用薄透明平板玻璃作为平面镜，是为了能确定，能比较.
⑵如果在图a中蜡烛像的位置上放一张白纸板做屏幕，则白纸板上将_________（填写“有”或“没有”）蜡烛的像；这说明：
___________________________________.
⑶把蜡烛B放到A蜡烛像的位置上，将会看到图c所示的现象.这说明：
_________________.
⑷有同学发现如果将蜡烛向靠近镜面的方向移动，那么像的大小将变大，这个同学眼见为实的结论是错误的，你判断的依据是.
15.小明用一个凸透镜及相关器材，探究凸透镜的成像规律．
（1）一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最亮的光斑如图甲所示．则该凸透镜的焦距为cm；
（2）小明把蜡烛、凸透镜及光屏放在光具座上（如图乙所示），要使烛焰的像能成在光屏的中央，应将凸透镜向（选填一项：
“上”、“下”、“左”或“右”）调整；
实验序号
物距u/cm
像的性质
1
2
25
倒立、缩小的实像
3
20
倒立、等大的实像
4
15
倒立、放大的实像
5
5
（3）上述器材经小明正确操作后，调整光屏看到了像，并将观测情况记录在表中的实验序号1中．这次实验的物距是cm；像的性质是．
小明利用器材一共完成了5次实验，在实验序号5中，他漏写了像的性质．在第5次的实验中，像的性质是．
（4）生活中所用照相机的核心光学器材是凸透镜，表格的5次实验中，实验序号中哪些像的性质体现了照相机的成像原理？
答：
．
16.连接串并联电路问题
（1）请你根据左端串联电路图，将右端电路元件用笔画线代替导线连接成实物图。
（2）按如图所示的并联电路图连接实物图。
（3）图所示为一实物电路，请画出所对应的电路图。
17．某小组同学在探究电流与电压、电阻的关系。
【提出问题】通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的
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