2021年中考物理必刷压轴题训练：实验探究（原卷版）

专题07实验探究

真题再现

1.（2020广东）受“曹冲称象”的启发，小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水（密度为。水）、油性笔等,

测量小玻璃珠的密度，如图所示，实验步骤如下（请将步骤④补充完整）：

①如图甲，取一定数量的小玻璃珠放入空碗中，再把碗放入盛有水的水盆中，用油性笔在碗外壁上标记水

面的位置;

②如图乙，往量筒内倒入适量的水，记下量筒中水的体积H；

③如图丙，取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中，记下小玻璃珠和水的总体积%;

④如图丁，将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内，直到标记处与碗外水面,记下量筒中小玻璃

珠和剩余水的总体积匕。

一

E--I

E--I

E-I

』

密

-

一

完成下列填空（选用匕、%、匕和"水，表示以下物理量）：

（1）小玻璃珠的总体积为七______；

（2）小玻璃珠的总质量为机=；

（3）小玻璃珠密度的表达式为/?=；

（4）在不改变实验方法的前提下，请提出一条提高测量精度的措施:（示例：在同等容积的情况

下换用碗口面积较小的碗）。

2.（2020广东）小明家的台灯是通过电位器来调节亮度的。他猜想：台灯变亮时电位器消耗电能的功率会

变小，为此他设计了如图甲所示的电路进行探究，已知电源电压为4V并保持不变，电压表（0〜3V）2个，

电流表（0-0.6A），滑动变阻器规格为“20Q1A"，小灯泡L标有“2.5V1.25W”字样（忽略温度对灯丝

电阻的影响）。

（'1）电路中a是表，b是表；

（2）实验中，小灯泡正常发光时电流表的示数为A；

（3）根据实验数据，绘制出滑动变阻器的由功率PR与小灯泡的电功率PL的关系图像如图乙所示，由图可

知：小灯泡的电功率（亮度）变大时，滑动变阻器的电功率;

（4）假设实验所用的小灯泡能承受的最大电压可以高出其额定电压的工,在确保电路中各元件安全的情况

4

下，移动滑动变阻器的滑片，小灯泡的电功率变化范围是从W至Wo

3.（2020广州）据说某电子秤可测液体体积，小明进行以下两个实验，验证这种说法是否真实。

实验一：实验过程如图，质量为50.0g的水，该秤显示的体积为50.0mL；

实验二：质量为50.0g的油，该秤显示的体积也为50.0mL；

结合水、油的密度，小明发现该秤可以测出水的体积，不能测出油的体积;

小明猜想：该电子秤不能测出密度不等于水的液体的体积；

利用该电子秤和某种液体（夕液力。水且「液未知），设计实验验证小明猜想是否正确（若需要，可

补充器材）。写出实验步骤和判断小明猜想是否正确的依据

4.（2019广东）小明在用蜡烛作为光源完成“探究凸透镜成像的规律”实验后，发现蜡烛火焰飘忽不定，像

与物对比难判定等问题，小明和老师、同学一起对实验装置进行了一系列创新，创新点如图所示：光具

座上凸透镜所在位置为零刻度，数值向左、向右依次增大；在标有均匀格子的面板上制作字母“A”状LED

灯替代蜡烛；光屏上标有同样的均匀格子。

（1）请分析创新后实验装置的优点：

①可以直接读出物距以及：

②光屏上成像更清晰、；

③从光屏上可以准确得出像与物的关系。

（2）完成“探究凸透镜成像的规律”实验后，还可以更换（或增加）实验器材进行拓展探究。请仿照示例

写出两种不同方案。

项目更换（或增加）实验器材及操作探究的问题

示例用黑色纸片遮挡凸透镜的一部分探究凸透镜没被遮挡部分的成像

情况

方案1①________________________________②___________________________

方案2③___________________________④__________________________

5.（2019深圳）如图所示，甲图是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，让同一小车从斜面上相同的

高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动。乙图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装

置，让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。请回答：

甲乙

（1）甲实验中，小车在水平面上运动时，在竖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，小车的速度减小得越o从而可以推理：如果运动的物体不受

力，它将。

（2）乙实验中的研究对象是（选填“钢球”或“木块”），实验目的是探究物体的动能大小与的

关系。

6.（2019广州）小明连接了如图1所示的电路，灯泡上标有“2.5V0.3A”。

图2

（1）在方框内画出实物图对应的电路图。

（2）闭合开关，看不到灯亮，电流表有示数。小明认为灯不亮的原因是灯丝断了，你认为他的说法是否

正确？依据是»

（3）小芳想通过测量ab接线柱间、cd接线柱间的电压找出看不到灯亮的原因。请在图3中补充完整用

电压表测ab接线柱间的电压时的实物图。

测量时若出现下表中的情况，请根据数据判断可能导致看不到灯亮的原因。

Uab/VUcd/V电流表示数看不到灯亮

I/A的原因

情况一2.1000.30

情况二2.200.400.14

7.（2019广州）质量可忽略的细绳上端固定，下端系一质量为m的金属螺母，做成摆长为1的摆（如图所

示）,让螺母在竖直面内小幅度往返摆动，每完成一次往返摆动的时间均为丁=2n卡_（g=9.8Nkg）

请你根据T=2兀，一L,推测，螺母往返摆动一次的时间T与螺母的质量m是否有关（选填“有关”、

Vg

“无关”）。现有足量的细绳、大小相同的金属螺母，这些螺母有的质量相等，有的质量不等，写出验证

你的推测的实验步骤（若有需要，可补充器材）。

考题预测

1.在探究“电流与电压关系”的实验中，小明通过实验得到的数据如表所示。

实验次数12345

电压U/V0.30.60.91.21.5

电流I/A0.080.150.230.360.38

(1)请把表格中的数据在图甲坐标系中描点，从点的分布情况看，明显错误的一组数据对应的序号

是o利用其它正确的点画出I-U图像。

(2)分析数据和图像，可得到的结论是：在电阻一定时，电流跟电压成o

(3)小明接着用图乙实验电路探究“电流跟电阻”的关系，已知电源的电压为6V,滑动变阻器为“100。

0.5A”,电压表可用量程为0〜3V,电流表可用量程为0〜0.6A。

①他依次接入5。、10。、20。三个定值电阻调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表

的示数。实验中他接入5。、10。定值电阻时，两次电路的电流之比为-

②在不改变电路连接的情况下，为完成整个实验，并保证电路及元件安全，电压表示数设置的范围为

V至______Vo

2.归纳式探究--探究小球沿过山车轨道的运动

小雨观察到游乐场的过山车可以底朝上在圆形轨道上运动，游客却不会掉下来。他想探索其中的奥秘,

做了以下两个探究:

（1）探究一：如图甲所示，小球由A点沿光滑轨道自由运动到B点，小球到达B点的速度v与高度h

和小球质量m的关系，数据如表一。

表一：

实验次数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

则小球到达B点的速度v与有关，且v2=ki。

探究二：如图乙所示，小球以一定速度从B点沿光滑的竖直圆形轨道运动，恰好通过最高点C.小球在

B点的速度v与轨道半径r的关系，数据如表二。

实验次数r/mv2/(m2*s-2)

10.157.5

20.3015.0

30.4522.5

则小球在B点的速度v与轨道半径r的关系式为，

（3）如图丙所示，将甲、乙两轨道组合后，小球从A点沿光滑轨道自由运动，若r=0.4m,要使小球经

过B点后能恰好通过C点，则h=o

3.小华在建筑工地上看到，工程车的车斗慢慢倾斜到一定程度时，车斗中的石料就沿车斗斜面滑落下来（如

图所示)。小华想，车斗中的石料如果减少些，要滑落下来，车斗的倾斜程度是否可以减小些?

于是小华到实验室进行探究，先把长木板放在水平桌面上，将质量为100克带有钩码槽的木块放在长木

板的A处，如图所示，然后进行如下操作：

①在木块的钩码槽中放入三个50克的钩码，将木板的右端慢慢抬高到一定高度时，木块开始下滑，记录

右端被抬升的高度h=20厘米。

②第二次在木块的钩码槽中放人两个50克的钩码，第三次在木块的钩码槽中放入一个50克的钩码，分

别重复上述实验。

(1)请你帮小华同学设计记录数据的表格。

小华发现三次实验中，木块开始下滑时木板的倾斜程度是一样的。那么车斗中的石料能刚好滑落下来，

车斗的倾斜程度与什么因素有关呢？小明认为可能与石料和车斗间接触面的粗糙程度有关，于是他进行

如下探究：

将一块棉布、一块毛巾分别铺在长木板上，把放有一个50克钩码的木块放在长木板的A处，慢慢抬高

木板的右端直到木块开始下滑；测量并记录右端被抬升的高度分别为24厘米和30厘米。

(2)根据小华和小明的实验，可以得出的结论是。

(3)根据以上探究，可以帮助我们解答其他类似的疑惑，比如“为什么道路桥梁的引桥要做到一定长

度?”“为什么?“等。

4.小明利用图甲电路研究电流与电压的关系，其中滑动变阻器最大阻值为500欧，定值电阻Ro阻值为10

欧，闭合开关，当滑片从最右端慢慢向左移动，发现最初电压表指针几乎不动，直到接近左端时电压表

指针才开始有所偏转，继续左移，指针偏转角度迅速变大，即该滑动变阻器引起电压表示数发生明显变

化的调节区域很小。本实验中，要使滑片每移动一段距离，都能引起电压表示数较为明显的变化，应选

择怎样的滑动变阻器？小明用不同的电阻丝代替滑动变阻器，利用图乙进行如下实验：

①取3条长度都为100厘米的粗细均匀电阻丝A、B、C,阻值分别为1欧、20欧、400欧。

②将电阻丝A接入图乙电路，闭合开关，滑片P从最右端移到最左端，记录电压表示数U随滑片移动长

度x变化的相关数据，多次测量。

③分别用电阻丝B、C代替A,重复步骤②。

④处理相关数据，获得“电压表示数U随移动长度x变化的关系”如图丙。

（1）图甲实验中，闭合开关，当滑动变阻器滑片处于最左端时，导线a与接线柱M处的连接意外断开,

此时

示数为零的电表是O

（2）分析图丙，实验过程中电压表示数变化范围与电阻丝阻值的关系是0

（3）若利用图乙研究通过Ro的电流与其两端电压的关系，在A、B、C三条电阻丝中，你认为选择哪一

条电阻丝最合适并说明理由o_________________________________________________________________

Ro=lOQ电阻丝A

Ro=10Q

5.小明参加科技节“掷飞机”比赛，该项目的规则是：纸飞机掷出后在空中滞留的时间越长成绩越好。查阅

资料得知：纸飞机在空中滞留的时间与其形状、质量、出手速度和出手角度有关。小明认为还可能与纸

飞机表面的粗糙程度有关。为了验证自己的猜想，小明准备了以下器材进行实验研究：

发射器（如图）；秒表；剪刀；面积、质量大小和表面粗糙程度不同的两种纸A、B各若干张（同种纸

正反面粗糙程度相同）。

（1）发射器的弹簧压缩得越短，释放后纸飞机获得的速度越大，其原因是

（2）写出本实验的主要步骤。

6.气体的密度与压强有关。为测量实验室内空气的密度，小明在实验室按如图所示步骤进行实验:

①如图甲，将一打足气的足球，放入装满水的容器中，测得溢出水的体积为426毫升。

②如图乙，将500毫升装满水的量筒倒置于水槽中，用气针和乳胶管将足球中的气体慢慢排入该量筒,

同时调整量筒的位置，当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时，停止排气。共排气10次。

③如图丙，拔除气针和乳胶管，把排气后的足球放入装满水的容器中，测得溢出水的体积为420毫升。

（1）图乙中，当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时停止排气，其目的是，

（2）根据测得的数据，计算实验室中空气的密度。

7.温州地区常受台风侵袭，为测量风速，小明设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风

板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面

积为0.2米2,均匀电阻丝AB长为20厘米，阻值为10欧，电源电压U。恒为6伏，保护电阻Ro为14

欧，电压表量程0〜3伏。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处,

有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风级。

风级一级二级三级四级五级六级

风速V（米/0.3〜1.51.6〜3.33.4〜5.45.5〜7.98.0〜10.710.8〜13.8

秒）

风压P（帕）0.055〜1.41.6〜6.87.2〜1818.9〜3940〜7272.9〜119

表中风压P是指与风向垂直的受风面上单位面积增加的压力（即单位面积受到的风力）。测量时保证风

垂直吹在挡风板上，不计一切摩擦阻力。

挡风板：二风

甲滔策-©q

P，

小产」

甲

（1）在滑片P左移的过程中，电路的总电阻o（选填“变大”、“不变”或“变小”）

（2）当电压表示数U为2伏时，风速仪所测的风为几级？（写出计算过程）

（3）小明想在风速仪的电压表上直接标出风速，查阅资料后获知该挡风板所受的风力与风速的平方成正

比。经计算，他画出了风速v与电压表示数U的关系曲线，如图丙所示。后因保护电阻Ro损坏，他将其

换成了阻值为5欧的电阻，请你在图丙坐标系中大致画出更换电阻后的风速v与电压表示数U的关系曲

线，并在曲线上标出所能测量的最大风速的对应点Q。

8.小明家的台灯是通过电位器来调节亮度的。他猜想：台灯变亮时电位器消耗电能的功率会变小，为此他

设计了甲所示的电路进行探究。已知电源电压为4V并保持不变，电压表（0-3V）2个，电流表（0-

0.6A）,滑动变阻器规格为“20Q1A"，小灯泡L标有“2.5V1.25W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）。

（1）电路中a是表，b是表，

（2）实验中，小灯泡正常发光时电流表的示数为Ao

（3）根据实验数据，绘制出滑动变阻器的电功率PR与小灯泡的电功率PL的关系如图乙所示。由图可知:

小灯泡的电功率（亮度）变大时，滑动变阻器的电功率o

（4）假设实验所用的小灯泡能承受的最大电压可以高出其额定电压的工，在确保电路中各元件安全的情

4

况下，移动滑动变阻器的滑片，小灯泡的电功率变化范围是从W至_______Wo

9.现有一个粗细均匀的金属圆环，它是由一段铜丝（铜丝的阻值不计）和一段同种材料制成的电阻丝连接

而成的，如图甲所示。为了研究它的导电性，小明把它接入到如图乙所示的电路中。实验时，小明先将

触点M与固定的金属圆环上某一点连接，再移动滑动变阻器Ri的滑片P至最右端后，闭合开关S,将

触点N从M开始沿逆时针方向滑动一周。

设滑过的弧MN的长为X,电流表示数I与X之间的关系如图丙所示。已知电源电压恒为4.5V,粗细均

匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。

（1）由图丙可知，当X=0cm或X=50cm时，电路中的电流相同，请结合图乙分析；此时金属圆环接

入电路中的电阻为Q,金属圆环的周长是：cm。

（2）滑动变阻器Ri的最大阻值为Qo

（