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资源介绍
2020年中考物理二轮复习题型专练六《实验探究》
一、热学、光学实验
实验1:探究水沸腾时温度变化的特点
1.如图是小明、小红两名同学分别探究“水沸腾”实验装置,他们所用的器材规格完全相同.
第1题图
(1)组装器材时,正确的组装顺序为____________(选填“自上而下”或“自下而上”),图甲中组装器材时有一处不合理,请你指出______________________________.
(2)由表1可知,实验中应选用的测温物质为________(选填“水银”或“酒精”)的温度计.
表1
测温物质 凝固点/℃ 沸点/℃
水银 -39 357
酒精 -117 78
(3)安装好实验器材后,小明和小红选了初温不同的水同时开始实验,请你根据图像分析,小明在烧杯中倒入的是初温________(选填“较低”或“较高”)的水.
(4)若小明和小红选了初温相同的水同时开始实验,他们绘制的沸腾图像如图丙所示,请根据图像分析,其中水质量较大的图像为________(选填“a”或“b”).
(5)在水温升高到96 ℃后,小明每隔1 min观察1次温度计的示数,记录在表2中,直至水沸腾,如此持续7 min后停止读数;在第6 min小明忘记记录数据,此时的水温应为________℃;
表2
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7
温度/℃ 96 97 98 98 99 99 99
(6)水沸腾时温度保持不变,撤去酒精灯,水逐渐停止了沸腾,这说明在水沸腾的过程中要不断________(选填“吸热”或“放热”);从上表中可知水的沸点是99 ℃,由此可知当时水上方气压________(选填“大于”“小于”或“等于”)1个标准大气压.为了缩短把水加热到沸腾的时间,请你提出一条有效的操作建议:______________________________.
2. 小明利用如图甲所示的实验装置观察水的沸腾现象.
第2题图
(1)组装器材时,应先固定图甲中的________(选填“A”或“B”).
(2)在水温升高到90 ℃时,开始计时,第3 min温度计的示数如图乙所示,该示数为______℃;由下表数据可知,水的沸点为______℃,水沸腾过程中持续吸热,水的温度______.
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7
温度/℃ 90 92 94 98 98 98 98
(3)根据水的沸点可判断,此时周围环境的大气压________(选填“低于”“等于”或“高于”)一个标准大气压.
(4)水沸腾时,水中气泡的情形为图丙中________(选填“A”或“B”)图.实验中是通过________的方式增加水的内能.
(5)小明和另外一位同学选用的实验装置相同,且同时开始实验,但水开始沸腾的时间不相同,他们绘制的温度-时间图像如图丁所示,其中水的质量较大的图像为________(选填“a”或“b”).
实验2 探究光的反射规律
3.为了探究光反射时的规律,同学们进行如图所示的实验.
第3题图
(1)为了完成实验,需要的测量工具是________.
(2)把一个平面镜放在水平桌面上.再把一张纸板ENF________地立在平面镜上.纸板上的直线ON垂直于镜面.
(3)如图甲所示,使一束光贴着纸板射到O点,经平面镜反射后,沿另一方向射出.图中∠r是________(选填“入射”或“反射”)角.
(4)当入射角增大时,反射光线________(选填“靠近”或“远离”)平面镜.
(5)下表是实验中记录的数据:
次数 1 2 3 4 5 6
∠i 20° 30° 40° 50° 60° 70°
∠r 20° 30° 40° 50° 60° 70°
分析实验数据可知:反射角________入射角.
(6)如图乙,把纸板NOF向后折,在纸板上都不能看到反射光线,说明:反射光线、入射光线和法线________________.
(7)在图甲中若将光线贴着纸板NOF沿记录的反射光线射向O点,发现反射光线和纸板上记录的入射光线重合,这说明在反射现象中________________.
4. (1)小宇在探究“光的反射规律”时将一块平面镜放在水平桌面上,再把一张硬纸板竖直放在平面镜上,让一束光线贴着纸板沿EO方向入射,如图甲所示:
①小宇想探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内,应将纸板________(选填“A”或“B”)绕ON向前或向后弯折;
②改变入射角大小做三次实验后将测得的数据记录在表中,根据数据可得出结论____________;
次数 入射角 反射角
1 20° 20°
2 40° 40°
3 60° 60°
③另一同学也把一束光贴着纸板A射到O点(如图乙所示),但纸板并未与平面镜垂直,他________(选填“能”或“不能”)在纸板B上看到反射光线.
第4题图
(2)陈悦同学在探究“平面镜成像的特点”时进行如下操作:
①陈悦同学将两根完全相同的蜡烛A、B全部点燃,分别放在玻璃板的两侧,如图丙所示,这样的操作会造成的后果是__________________________;
②将蜡烛B熄灭后,该同学移动蜡烛B,直到看上去它与蜡烛A的像________,记下像与物的位置;
③移动蜡烛________(选填“A”或“B”),重做实验.三次实验像与物的位置如图丁所示,通过分析可知像与物到玻璃板的距离________,它们的连线与玻璃板________.
实验3 探究平面镜成像的特点
5.公共场所中经常看到有人饶有兴趣地低头玩手机游戏,殊不知手机中还有很多其它功能.爱好物理的“620”创新小组的同学们,发现手机有一种“镜子”功能.于是,激起了他们探究平面镜成像特点的兴趣.
【设计实验】
第5题图
由于用手机中的“镜子”作平面镜进行实验,无法找到像的位置.于是他们选用了玻璃板、规格相同的两个棋子、白纸等,组装成如图所示的实验装置.
【进行实验与收集证据】
(1)小华同学将棋子A移到玻璃板前某位置不动,小普同学在玻璃板另一侧帮忙移动棋子B,无论小普在水平桌面上怎样移动棋子B,小华都看不到棋子B与棋子A的像重合.善于观察的小林同学发现这是因为玻璃板与桌面________,调整后,小华便能看到棋子B与棋子A的像完全重合.
(2)把棋子A在玻璃板前移动多次,同时调整玻璃板后棋子B的位置,每次都使得棋子B与棋子A的像的位置重合,这不仅可以找到像的位置,还可以比较出像与物的________关系.
(3)实验中还需要________,用来测量像与物到玻璃板的________.
【分析与论证】
平面镜成像的特点是:像与物的大小______;像与物到镜面的距离______.利用数学中的知识,平面镜成像的规律也可以表述为:像与物关于镜面______.
6.如图甲所示是探究“平面镜成像特点”的实验装置图.
(1)实验时,不采用平面镜而采用透明玻璃板,不仅能观察到蜡烛的像,也便于__________________;
第6题图
(2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,取一支________但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,从蜡烛________(选填“A”或“B”)侧观察,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,在比较物与像的大小关系时,蜡烛B代替的是________(选填“蜡烛A”或“蜡烛A的像”),看到蜡烛A的像是由光的________(选填“反射”或“折射”)形成的.
(3)移去蜡烛B,再在其原来位置上放置一块光屏,光屏上________(选填“能”或“不能”)呈现蜡烛A的像.
(4)实验过程中如果玻璃板没有垂直架在纸上,而是如图乙所示倾斜放置,蜡烛A的像应是图中的________(选填“A1”“A2”或“A3”).
(5)改变蜡烛A的位置,重复实验并分别测出A和B到玻璃板的距离,记录在表中.
序号 1 2 3
蜡烛A到玻璃板的距离/cm 3.00 5.00 8.00
蜡烛B到玻璃板的距离/cm 3.00 5.00 8.00
分析表中数据,可以得出结论:______________________________.
(6)蜡烛A由近及远的过程中,像的大小________.
(7)实验过程中,某同学看到两个不重合的蜡烛A的像,其原因是__________________,为了消除这个影响,可换用更________的玻璃板.
实验4 探究凸透镜成像的规律
7.如图所示为“探究凸透镜成像规律”的实验装置图,已知凸透镜的焦距为10 cm.
第7题图
(1)为了便于观察实验现象,实验环境应该_______(选填“较亮”或“较暗”)一些.
(2)组装并调整实验器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的________上.
(3)如图所示,当蜡烛距离凸透镜40 cm时,移动光屏,可在光屏上找到一个清晰的倒立、________(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像.日常生活中________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理工作的.
(4)将图中的凸透镜换成焦距为30 cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,在光具座上移动光屏,________(选填“能”或“不能”)找到某一位置,使像清晰地呈现在光屏上,理由是__________________________________________.
8.小明利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究“凸透镜成像的规律”:
第8题图
(1)小明通过图甲的实验操作,确定了该凸透镜的焦距.实验时,把凸透镜固定在光具座50 cm刻度线处.
(2)小明将蜡烛移至光具座上10 cm刻度线处,如图乙所示,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是倒立、________的实像.
(3)小明又将蜡烛移至光具座上25 cm刻度线处,为在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向________(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动,应用这一成像特点可制成的光学仪器是________;此时小明把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,若要在光屏上再次成清晰的像,则需要将光屏向________(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动.
(4)小明将蜡烛移至光具座上40 cm刻度线处,移动光屏,发现不能在光屏上得到像,为了观察此时成像特点,请你写出接下来的操作是:________________________________;小明将蜡烛继续靠近透镜,看到的像将________(选填“变大”、“变小”或“不变”).
9.小明探究眼睛的成像原理,与老师一起研制了如图所示的实验装置,用水透镜模拟眼睛,光屏模拟视网膜,通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄.蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示.
第9题图
(1)实验时,首先要使烛焰、水透镜、光屏三者的中心在________上,目的是使像成在光屏中心.
(2)三者摆放位置如图甲所示,在光屏上成了一个清晰的像,该像为倒立、________的实像.此时水透镜的焦距f的范围为____________.
(3)用水透镜模拟正常眼睛,将图甲中的蜡烛移到光具座上40 cm处,光屏不动,此时应对水透镜______(选填“注水”或“抽水”),使其焦距变________(选填“长”或“短”),才能在光屏上重新得到一个清晰的像.
(4)用水透镜模拟爷爷的老花眼,如图乙所示,若爷爷不戴老花镜时恰好能够看得清图中位置上的蜡烛,在图中的虚线框内安装上适当度数的老花镜的镜片,则爷爷将能看到蜡烛位置________(选填“左侧”或“右侧”)的物体.小明因为长期不注意用眼卫生,变成了近视眼,应该配戴________透镜(选填“凸”或“凹”)矫正.
10. 某兴趣小组用焦距为10 cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验.
第10题图
(1)如图所示,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平桌面上,点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心位于______________上.
(2)小明将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示位置时,在光屏上得到一个清晰的像(未画出),这个像一定是_____立、_____的实像.生活中的________就是用此成像规律制成的.
(3)在把蜡烛逐渐向左移动的过程中,像逐渐______透镜,所成像的大小逐渐______.
(4)把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作视网膜.给“眼睛”戴上远视眼镜,使烛焰在“视网膜”上呈一清晰的像.若取下远视眼镜,保持蜡烛和透镜位置不变,为使光屏上得到清晰的像,应将光屏______(选填“远离”或“靠近”)透镜.
(5)当把蜡烛移到42 cm处移动光屏,此时________(选填“能”或“不能”)在光屏观察到像.
(6)用蜡烛做实验的过程中,随着蜡烛燃烧变短,为了使烛焰清晰的像呈在光屏中心,可将________(选填“蜡烛”或“透镜”)向上调节.
11.如图甲所示是“探究凸透镜成像规律”的实验装置,小明通过实验得到了如表所示的实验数据,请回答下列问题:
物距u(cm) 60 50 35 30 20 19
像距v(cm) 12 12.5 14 15 20 21.1
物距u(cm) 18 17 16 15 14 12
像距v(cm) 22.5 24.3 26.7 30 35 60
(1)根据表中数据可知凸透镜的焦距f=______cm;
(2)当u=60 cm时,光屏上成________(选填 “放大”或“缩小”)的像,此种成像原理可以制成什么光学仪器?________ (选填“照相机”或“投影仪”).
(3)当u=25 cm时,像距v应该在________(选填“15~16”“16~17”“17~18”“18~19”或“19~20”) cm范围内. 此时,用遮光板遮住LED光源的一部分,光屏上的像相比原来的像会________(选填“变暗”“缩小”或“不完整”).
二、力学实验
实验5 测量固体的密度
12.在测量不规则小物块的密度实验中,某实验小组的实验步骤如下:
第12题图
(1)将天平放在________桌面上,游码归零后发现指针的位置如图甲所示,则需将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节使横梁平衡.
(2)天平调好后,测量小物块的质量,天平平衡时,游码位置和所加砝码如图乙所示,则小物块的质量是________g.
(3)在量筒中倒入适量的水,记下水的体积为40 cm3;再用细钢针将小物块浸没在量筒的水中,这时的总体积为60 cm3,则小物块的体积为________cm3.
(4)小物块的密度ρ=________g/cm3.
(5)该小组尝试用另一种方法测量该物块的密度,如图丙所示,他们做了如下的操作:
第12题图丙
①向量筒内倒入适量的水,记下水的体积V1为20 cm3.
②将小物块轻轻放入量筒内,稳定后水面上升至V2为35 cm3.
③再用细钢针将小物块浸没在量筒的水中时,水面上升至V3为40 cm3.
由以上测量数据可知:物块的质量m=______g.物块的体积V=________cm3.物块的密度ρ=________g/cm3.
13.小亮同学想测出一个实心塑料球的密度,但是发现塑料球放在水中会漂浮在水面上,于是小亮设计了以下实验步骤:
第13题图
①小亮同学将天平放在水平桌面后,调节天平时的操作如图甲所示,不合理之处是________________.改正错误后,用调好的天平测出塑料球的质量,天平平衡时右盘放了10 g的砝码,游码位置如图乙所示,记录塑料球的质量为m;
②把适量的水倒进量筒中如图丙所示,记录此时水的体积为V1;
③用细线(体积忽略不计)在塑料球下吊一个小铁块放入水中,静止时如图丁所示,记录此时量筒的示数为V2;
④取出塑料球,把小铁块单独放入水中静止时如图戊所示,记录此时量筒的示数为V3;
⑤利用密度公式计算出结果.
(1)若在测量塑料球的质量时,向右盘中添加砝码,当加上最小砝码后,发现指针指向分度盘右侧的位置,则接下来应进行的操作是__________________________________.
(2)请结合图示,将下表空缺部分补充完整.
塑料球的质量m/g 水的体积
V1 /cm3 水、铁块和塑料球的总体积
V2 /cm3 水和铁块的总体积V3 /cm3 塑料球的体积V/cm3 塑料球的密度ρ/(g·cm-3)
20 46
(3)小亮同学认为去掉天平也能测出塑料球的密度,他在实验②③④的基础上,只在实验④之后将塑料球擦干____________________________,液面静止时,读出量筒的示数V4.塑料球密度表达式为ρ球=____________.(用测量量的符号表示,水的密度为ρ水)
14.用不同的方法测量小石块和小瓷杯的密度:
(1)测小石块的密度
①天平放置于________工作台上,将游码移到标尺左端零刻度线处,发现指针静止时的位置如图甲所示,他应将平衡螺母向________调节,使天平水平平衡;
第14题图
②用此天平测量小石块的质量,右盘所加砝码和游码位置如图乙所示.则小石块的质量为________g.在量筒内放入适量的水,用细线绑好小石块,缓慢放入水中,如图丙所示,则小石块的密度为________kg/m3;
③若考虑小石块放在水中时会吸水,则小石块密度的测量值会________(选填“偏大”或“偏小”).
(2)测小瓷杯的密度
如图丁所示,先在量筒内放入适量的水,液面刻度为V1,再将小瓷杯浸没于水中,液面刻度为V2;最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒,使其浮于水面(水未损失),液面刻度为V3.则小瓷杯密度的表达式ρ杯=________________(用V1、V2、V3 和ρ水表示).实验完毕后发现小瓷杯内的水未倒干净,则所测结果________(选填“偏大”“偏小”或“不变”).
15.学校创新实验小组欲测量某矿石的密度,而该矿石形状不规则,无法放入量筒,故选用水、烧杯、天平(带砝码和镊子)、细线、铁架台等器材进行实验,主要过程如下:
第15题图
(1)将天平放置在水平桌面上,把游码拨至标尺的________处,并调节平衡螺母,使天平平衡.
(2)将装有适量水的烧杯放入天平的左盘,先估计烧杯和水的质量,然后用________往天平的右盘____________(选填“从小到大”或“从大到小”)试加砝码,并移动游码,直至天平平衡,这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图甲所示,则烧杯和水的总质量为________g.
(3)如图乙所示,用细线系住矿石,悬挂在铁架台上,让矿石浸没在水中,细线和矿石都没有与烧杯接触,天平重新平衡时,右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为144 g,则矿石的体积为________m3.(ρ水= 1.0×103 kg/m3)
(4)如图丙所示,矿石下沉到烧杯底部,天平再次平衡时,右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为174 g,则矿石的密度为________kg/m3.
16. 有一块火山石可以漂浮在水中,小王用天平、量筒和水等器材测量这块火山石的密度.实验步骤如下:
第16题图
①用天平测出石块的质量m,天平的示数如图;
②向量筒中倒入V1=60 mL 的水;
③用细线系住石块,放入量筒中,用细铁丝将其压入水中足够长时间,水面到达V2=65 mL处;
④取出石块,水面降到了V3=58 mL处;
⑤小王认为石块体积的测量不够准确,石块的体积应该包含材质和其中空隙部分的体积,于是又向量筒中加水到60 mL处.将刚才取出的石块表面吸附的水清除后,再次没入量筒的水中,此时水面到达V4=66 mL处.
请解答下面问题:
(1)该实验的原理为________(用物理量符号表示).
(2)在步骤④中,水面未回到60 mL处的原因是____________________________.
(3)请你根据小王的实验思路,将有关数据及计算结果填入以下表格的空白处.
次数
物理量 火山石块
的质量m/g V1 V2 V3 V4 火山石块
的体积V/cm3 火山石块的
密度ρ/(g·cm-3)
1 60 65 58 66
(4)观察设计的表格,请你指出其中存在的两处不足(相同类型的不足点只写一条).
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________.
实验6 测量液体的密度
17.某物理小组同学想知道家里菜油的密度,于是他们取了适量的菜油,带入实验室,采取了三种方案进行测量.
第17题图
【方案一】利用天平和量筒等器材测量
(1)小明用调节好的天平测量油和烧杯的总质量,操作情景如图甲所示,错误之处是:________________________________.
(2)小红的测量步骤如下:
A. 用调好的天平称出空烧杯的质量为29.4 g;
B. 在烧杯中倒入适量的油,测出烧杯和油的总质量如图乙所示;
C. 将烧杯中的油全部倒入量筒中,测出油的体积如图丙所示.
小红测得烧杯和油的总质量为________g,油的密度为________kg/m3.在小组交流时,有同学联想到家中做汤时油漂浮在水面上的情景,认为小红所测油的密度值偏大,若要减小误差,只要调整上述步骤的顺序即可,步骤应调整为________(填序号).
【方案二】利用天平、水等器材测量
(1)调好天平,用它测出空瓶的质量为m0;
(2)将瓶中________________________,用天平测出瓶和水的总质量为m1;
(3)将另一个完全相同的瓶中装满油,用天平测出瓶和油的总质量为m2;
(4)则油的密度表达式ρ=________(用字母表示,已知水的密度为ρ水).
【方案三】利用简易密度计测量
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口.塞入金属丝的目的是使吸管能竖直________(选填“漂浮”或“悬浮”)在液体中;
(2)将吸管放到水中的情景如图丁(a)所示,测得浸入的长度为h=4.5 cm;
(3)将吸管放到该油中的情景如图丁(b)所示,浸入的长度为H=5 cm;
(4)则油的密度ρ=________kg/m3.(ρ水=1.0×103 kg/m3)
18. 在学习了密度知识以后,小刚利用托盘天平、烧杯和水测量牛奶的密度,他进行了如下操作:
第18题图
(1)将天平放在水平台上,将游码移到零刻度线处,指针位置如图甲,应向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,直至横梁平衡.
(2)接着小刚将牛奶倒入量筒,如图乙所示,则牛奶的体积为________cm3.
(3)然后用调节好的天平测出空烧杯的质量为33 g,接着将量筒中的牛奶全部倒入烧杯中,用天平测量烧杯和牛奶的总质量,天平平衡时如图丙所示,根据实验数据测得牛奶的密度为 ________ g/cm3.
(4)此方法测得的密度值比真实值偏________(选填“大”或“小”).
(5)为减少上述实验误差,小刚设计了如下方案:
①用天平测出烧杯和牛奶的总质量m1;
②把烧杯中牛奶的一部分倒入量筒中,读出牛奶的体积V;
③再用天平测出______________的质量m2;
④计算牛奶的密度ρ=________.(用测量出的物理量表示)
19.物理实验课上,某小组配制了一杯盐水,利用天平和量筒测量这杯盐水的密度,实验过程如下:
第19题图
(1)将天平放在水平桌面上,将________调至标尺左端的零刻度线处,并调节横梁两端的平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处.
(2)用天平测出烧杯和杯中盐水的总质量为275 g.
(3)将烧杯中盐水的一部分倒入量筒中,如图甲所示,量筒中盐水的体积为________cm3.
(4)用天平测出烧杯中剩余的盐水和烧杯的总质量如图乙所示,通过计算得出盐水的密度为__________kg/m3.
(5)做完该实验后,组内的同学又想到了一个测量盐水密度的方法.他向老师借来了已知体积为V的金属块,还有细线,借助天平(有砝码)测出了盐水密度.他的实验步骤如下:
①把装有适量盐水的烧杯置于天平托盘中,用细线拴着金属块,使其浸没在盐水中(不碰触烧杯底部和侧壁,烧杯中无盐水溢出),用天平测出质量m1;
②从天平上取下烧杯,将金属块从烧杯中取出,用天平测出__________________m2;
③盐水密度的表达式为:ρ盐水=__________(用字母表示).
④测出盐水的密度与真实值相比________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”),其原因是________________________________________________________________________.
实验7 探究影响摩擦力大小的因素
20. 在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,实验装置如图所示,选取三个相同的木块,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是
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