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2024年中考物理专题练
题型四 探究性、开放性实验
一、2022年版课标要求学生必做探究类实验
类型1 探究水在沸腾前后温度变化的特点
1.(2023山东烟台,24,8分)在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验中:
(1)如图甲所示,在组装器材时,应先固定铁圈A还是铁圈B
(2)调整好器材后,用酒精灯给水加热,在水温升高到90 ℃后,每隔1 min记录一次温度,直到水沸腾并持续一段时间。将测得的数据记录在表格中,请根据表格数据在图乙中描点后画出水沸腾前后温度与时间的关系曲线。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7
温度/℃ 90 92 94 96 98 98 98 98
(3)由实验数据可以得到:水沸腾时的温度是 ℃,此时当地大气压 (选填“高于”“低于”或“等于”)1个标准大气压。
(4)通过实验可以得出水在沸腾前、后温度变化的特点是什么
类型2 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
2.(2023福建,24,4分)如图是探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验情景。
(1)将木块平放在水平木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做 运动。
(2)由图甲可知:此时木块受到的滑动摩擦力大小为 N。
(3)由图乙和图丙可知:在其他条件相同的情况下,压力越大,滑动摩擦力越 。
(4)本实验产生误差的原因是: 。(写一条即可)
类型3 探究液体压强与哪些因素有关
3.(2023江苏苏州,27,4分)小明用压强计探究液体内部压强的影响因素。
(1)压强计通过U形管两侧液面的 来反映被测压强大小。使用前,用手按压金属盒上的橡皮膜,发现两侧液面没有明显变化,接下来应进行的操作是 ;
A.向U形管中注入一些水
B.将U形管中水倒出一些
C.检查装置是否漏气
(2)小明在图甲中,保持金属盒深度不变,改变橡皮膜朝向,目的是探究液体内部压强大小与 是否有关;
(3)小明还猜想液体压强与液体深度和密度有关。他在图甲基础上,继续将金属盒下移一段距离,发现压强变大。若接下来又进行了图乙所示实验,再与图甲比较, (能/不能)得出液体压强与液体密度有关的初步结论。
类型4 探究浮力大小与哪些因素有关
4.(2022黑龙江齐齐哈尔,25,8分)某小组同学在“探究影响浮力大小的因素”实验中,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①与物体浸没在液体中的深度有关;
②与物体排开液体的体积有关;
③与液体的密度有关。
实验器材有:弹簧测力计、烧杯、金属块、水、盐水(ρ盐水>ρ水)。
小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块慢慢浸入液体中不同深度。实验步骤如图a、b、c、d、e所示(液体均未溢出),并将弹簧测力计的示数记录下来(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)。
(1)分析数据可知,金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N;金属块浸没在盐水中时受到的浮力大小是 N。
(2)分析实验步骤a、c、d可知,在同种液体中,物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”);分析三个实验步骤 (填序号)可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;分析实验步骤a、d、e可知,在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力 。
(3)若先完成步骤c,再完成步骤a,则测得的浮力将 (选填“偏大”或“偏小”)。
(4)该小组同学完成本次实验后,又用获得的数据求出了金属块的体积为 m3,盐水的密度为 kg/m3。
类型5 探究杠杆的平衡条件
5.(2023山东济宁,19,4分)利用铁架台、杠杆、质量相等的钩码等器材,探究杠杆的平衡条件。
(1)调节螺母,将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡,如图甲所示,其目的是方便测量 ;
(2)为探究杠杆的平衡条件,小明设计了以下两种收集实验数据的方案,其中合理的是 ;
实验 次数 方案一 方案二
F1/N l1/cm F2/N l2/cm F1/N l1/cm F2/N l2/cm
1 3 3 3 5
2 2 2 4 3
3 1 1 2 5
(3)如图乙所示,在A处挂3个钩码,则应在B处挂 个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;
(4)杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用,是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具,由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成。如图丙所示,此杆秤有两个提纽,使用它称较重的物体时,常用离秤钩较 (选填“近”或“远”)的提纽。
类型6 探究光的反射定律
6.(2021湖南衡阳,22,6分)如图所示,是陈涛同学探究光的反射规律的实验。他进行了下面的操作:
甲
乙
丙
丁
(1)如图甲,使一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射角度,多做几次,取下纸板,用量角器测量ON两侧的∠i和∠r,得到的结论是反射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。
(2)如图乙,纸板ENF是用两块纸板连接起来的,把纸板NOF向前折或向后折,这时在NOF上看不到反射光,说明反射光线、入射光线和法线 (选填“在”或“不在”)同一平面内。
(3)使入射光线逐渐靠近法线ON,可观察到反射光线 (选填“靠近”或“远离”)法线。
(4)如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出,这表明:在光的反射现象中, 。
(5)陈涛同学还想用图丙和图丁模拟镜面反射与漫反射,照图丙那样,把几根细针垂直插入一张硬纸板中,表示法线。当入射光线平行射到各入射点时,反射光线将平行射出,随后将纸板随意弯折,如图丁所示,这时会看到“法线”不再平行,当入射光线平行射到各入射点上时,反射光线 (选填“平行”或“不平行”),根据你所学的知识判断,漫反射 (选填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律。
类型7 探究平面镜成像的特点
7.(2022山东泰安,22,8分)李华同学在实验室探究平面镜成像的特点。如图所示,保持玻璃板与直尺垂直,取两支外形相同的蜡烛A和B分别竖直置于玻璃板两侧的直尺上,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行观察和调整。
(1)利用刻度尺是为了便于测量像与物到平面镜的 。
(2)选择两支外形相同的蜡烛是为了便于比较像与物的 关系。
(3)确定出蜡烛A所成像的位置后,在像的位置上放一光屏,光屏上不能承接到蜡烛A的像,说明平面镜成的像是 (选填“实像”或“虚像”)。
(4)在物理实验中,为了减小误差或寻找普遍规律,经常需要多次测量。下列实验中多次测量的目的与本实验多次测量的目的相同的是 (选填字母符号)。
A.“探究串、并联电路中电流的规律”时,换用不同规格的小灯泡,多次测量
B.“用刻度尺测长度”时,需要多次测量被测物体的长度
类型8 探究凸透镜成像的规律
8.(2023河南,17,4分)在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)小强发现用凸透镜看远处物体时,可以看见倒立、缩小的像;用该凸透镜看自己的指纹时,能看见正立、放大的像。由此猜想:凸透镜成像的特点可能与 有关。
(2)在光具座上,将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧,调节三者的高度时, (选填“需要”或“不需要”)点燃蜡烛;调节高度的目的是使像能呈现在 。
(3)实验中,当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到烛焰清晰的像(像未画出),这个实验现象可以说明 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像特点。
类型9 通电螺线管外部磁场的方向
9.(2023云南,19,4分)某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。
(1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上,连入电路中。在板面上均匀地撒满铁屑,闭合开关并轻敲玻璃板面,观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与 磁体周围铁屑的分布情况相似,铁屑的作用是显示 。
(2)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置,小磁针静止时N极所指方向如图乙所示,则通电螺线管的右端为 极。对调电源正负极,闭合开关,小磁针静止时N极所指方向如图丙所示,说明通电螺线管的极性与 的方向有关。
类型10 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
10.(2023广西南宁一模)如图所示,在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中,当闭合电路中的导体AB向 运动时,观察到灵敏电流计指针发生偏转,说明电路中产生了 。
类型11 探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点
11.(2023四川南充,22,5分)小红同学利用图甲所示的电路来探究串联电路的部分特点。已知R1=20 Ω、R2=10 Ω、R3=8 Ω、R4=4 Ω,电源电压可调。
(1)请根据图甲所示电路图用笔画线,代替导线将图乙所示实物图补充完整(此时电源电压为3 V)。
(2)电路连接完成后,闭合开关S,发现电压表有示数、电流表无示数;小红同学又将电压表并联在R2两端,闭合开关S,发现电压表、电流表均无示数。则电路中可能存在的故障是 (选填字母)。
A.R1处断路
B.R2处短路
C.电流表处短路
(3)排除故障后,继续实验。实验中,小红同学调节了电源电压,换用了不同的电阻,分别将电压表并联在AB、BC、AC两端,收集的数据如表,表格中第2次实验空格处的数据为 。在误差范围内,探究串联电路中总电压与各部分电压关系时,分析表中数据可得到结论是 ;探究串联电路中电压与电阻关系时,分析表中数据可得到结论是 。
I/A UAB/V UBC/V UAC/V
1 R1与R2串联 0.1 2 1 3
2 R2与R3串联 2 1.6 3.6
3 R3与R4串联 0.4 3.2 1.6 4.8
4 R1与R4串联 0.3 6 1.2 7.2
类型12 探究电流与电压、电阻的关系
12.(2022湖北黄冈,16,6分)在探究电流与电压关系的实验中,实验器材有:电源、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器、开关、导线若干。
甲
乙
(1)如图甲所示,请用笔画线代替导线,将电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向左移动时,接入电路的电阻变大。
(2)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表无示数,电压表有示数。则电路故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,完成实验。根据实验数据绘制的I-U图像如图乙所示。分析图像初步得到:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
(4)若用小灯泡(灯丝电阻受温度影响)代替定值电阻进行上述实验, (选填“能”或“不能”)达到实验目的。
二、开放性与创新性实验
13.(2023山西,35,4分)近几年,我省对老旧小区的楼房进行外墙保温改造。为了了解材料的性能,创新小组的同学在老师的指导下,从市场上选取了常用的保温材料聚氨酯泡沫板和岩棉板进行研究,发现不同的材料在保温性能、阻燃性能、隔音性能和吸水性能等方面均有不同。现有两张厚度相同的聚氨酯泡沫板和岩棉板,请你选择其中一个性能,添加适当的器材,设计一个实验方案进行探究。你选择的研究课题是:探究聚氨酯泡沫板和岩棉板的 性能。
下面是实验过程:
(1)实验器材: ;
(2)实验步骤: ;
(3)实验结论: 。
14.(2023浙江温州,25,9分)小明发现建筑物中的柱子有大有小且形状各异,承重大小也不相同。他猜想:柱子的承重效率与横截面的形状、周长等因素有关。查阅资料获知,柱子的承重效率可以用承重比(柱子能承受的最大质量与柱子质量的比值)表示,承重比越大,承重效率越高。为研究柱子承重效率与横截面的形状、周长的关系,他开展如下探究:
①用纸板制成高度相同的各种实验所需的空心模型(如图)。
②测出模型的横截面周长、质量。
③测量模型的最大承重质量。多次重复实验,整理相关数据如表。
组别 横截面形状 周长/厘米 承重比
1 △ 18 3 509
2 △ 24 3 307
3 △ 30 3 116
4 □ 30 3 319
5 30 3 514
6 30 3 766
(1)研究模型承重效率与横截面形状关系时,除横截面周长、高度相同外,还要控制相同的因素有 。(写出一个)
(2)根据1、2、3组实验结果,可得出的结论是 。
(3)根据实验结果,小明推测柱子高度﹑横截面周长一定时,圆柱承重效率最大。写出其推测过程: 。
1.答案 (1)铁圈B (2)如图所示
(3)98 低于 (4)水在沸腾前温度不断升高,沸腾后温度保持不变。
2.答案 (1)匀速直线 (2)1.2 (3)大 (4)很难控制木块做匀速直线运动(或其他合理答案)
3.答案 (1)高度差 C (2)方向 (3)能
4.答案 (1)2 2.2 (2)无关 a、b、c(或a、b、d) 越大 (3)偏大 (4)2×10-4 1.1×103
5.答案 (1)力臂 (2)方案二 (3)2 (4)近
6.答案 (1)等于 (2)在 (3)靠近 (4)光路是可逆的 (5)不平行 遵循
7.答案 (1)距离 (2)大小 (3)虚像 (4)A
8.答案 (1)物距(或物体到凸透镜的距离) (2)需要 光屏中央 (3)照相机
9.答案 (1)条形 磁场分布
(2)N 电流
10.答案 左或右(符合切割磁感线运动的答案均可) 感应电流(电流)
11.答案 (1)如图
(2)A (3)0.2 在串联电路中,总电压等于各部分电路电压之和 在串联电路中,电压与电阻成正比
12.答案 (1)如图所示
(2)断路 (3)正比 (4)不能
13.答案 保温 (1)两个相同的透明玻璃杯、热水、两个相同的温度计、剪刀、胶水、厚度相同的聚氨酯泡沫板和岩棉板
(2)①用厚度相同的聚氨酯泡沫板和岩棉板做成两个相同的、大小适当的盒子A、B;
②同时在两个相同的玻璃杯中装入高度和初温都相同的热水,并将两杯热水同时放入A、B两盒中,再盖好盒盖;
③同时把两个盒子放在同一环境中,适当的一段时间后同时打开盒盖,用两个相同的温度计同时测出两杯水的温度,分别记为tA、tB;
(3)若tA
14.答案 (1)纸板种类
(2)材料、高度、横截面形状等相同时,周长越长,柱子的承重效率越小
(3)柱子横截面周长一定时,随棱数增加,柱子的承重效率增大,横截面为圆形的柱子,其棱数可视为无数条,因此其承重效率最大
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