【特色专题专训】专题五 实验探究题 2025年中考物理人教版总复习（河南）

专题五　实验探究题 类型1　光学、热学、电磁学 板块1 光学 1.(2024·驻马店一模)“探究光的反射规律”装置如图所示,一块平面镜放在水平桌面上,再将白纸板竖直放在平面镜上,在纸板上安装一支可自由移动的激光笔,使其发出的光紧贴纸板入射。 (1)当入射光与平面镜的夹角为40°时,反射角是　　　　　度。  (2)当　　　时,反射光线与入射光线重合,此时入射光线向右偏转一定角度,反射光线向　　　偏转。  (3)多次实验,在纸板上画出入射光线和对应的反射光线后,发现没有量角器,为了得出反射角等于入射角这一结论,你的操作是:　　　　　　　　　　　　　　　。  2.(2024·开封二模)如图甲所示的是小明在水平桌面上探究“平面镜成像的特点”的实验装置。 (1)他将玻璃板垂直放置在水平桌面的白纸板上,取两支完全相同的蜡烛,将一支蜡烛点燃放在玻璃板前A点,把未点燃的另一支蜡烛放在玻璃板后方来回移动,直至未点燃蜡烛与点燃蜡烛的像能完全重合,这说明:　　　　　。  (2)将点燃的蜡烛逐渐靠近玻璃板,适当移动未点燃的蜡烛,发现未点燃蜡烛与点燃蜡烛的像仍能完全重合,这说明平面镜所成像的大小与物距　　　　　(选填“有关”或“无关”)。  (3)经过三次实验,记录了像与物对应的位置如图乙所示。为了获得更多信息,收集证据得出更多实验结论,小明接下来应该继续进行的操作是①　　　　　;②　　　　　;③测出像距和物距并进行比较。  3.(2024·安阳一模)在做“探究凸透镜成像规律”实验时: (1)将透镜正对阳光,在透镜下方放上白纸(纸与镜平行),测出透镜与白纸间距s和对应白纸被烤焦时间t,绘出如图甲所示的图像,则该凸透镜焦距f约为　　　　　cm。  (2)实验过程中当蜡烛与凸透镜位置如图乙所示时,在光屏上可得到一个清晰明亮的像,利用该成像规律制成的光学仪器是　　　　　(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)。  (3)若将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜,蜡烛和光屏位置仍不变,为了使光屏上再次得到清晰的像,可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个　　　　　(选填“凸”或“凹”)透镜,所放置的透镜可以用来矫正　　　　　(选填“近视眼”或“远视眼”)。  板块2 热学 4.(2024·辉县二模)如图甲所示的是小明做“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。烧杯中盛有适量的水,小明在水温升高到90 ℃时开始每隔1 min记录一次水的温度。记录的数据如下表所示。 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 温度/℃ 90 92 94 96 98 99 99 99 (1)从表格中可以看出水的沸点是　　　　　℃,水在沸腾时温度的特点是　　　　　。  (2)实验中,当有大量气泡不断上升、变大时,此时水　　　　　(选填“正在沸腾”或“将要沸腾”)。  (3)照图乙那样做成一个小纸锅,纸锅里装些水,放到酒精灯火焰上加热。过一会儿后水就会沸腾,而纸锅不会燃烧。小明分析后认为,纸锅不会燃烧的原因是纸的着火点低于　　　　　(选填“酒精灯火焰的温度”或“水的沸点”)。  5.(2024·驻马店一模)如图甲所示的是“观察水的沸腾”实验装置,请回答下列问题: 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 温度/℃ 86 89 92 94 　 98 99 99 99 99 (1)当水温升高到86 ℃时,每隔1 min记录一次水温,第4 min的数据如图甲所示,请将数据填入表格。 (2)根据表中数据在图乙中画出“温度-时间”的关系图像。 (3)为了缩短沸腾前所用的时间,实验室提供了一块比杯口稍大的圆形硬纸板作为杯盖,两名同学分别在硬纸板上剪出小孔,以便将温度计通过小孔插入烧杯内的水中,如图丙所示,你认为剪裁合适的是　　　　　(选填“a”或“b”),理由是　　　　　。  板块3 电磁学 6.(2024·菏泽二模)某实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究通电螺线管外部磁场的方向,进行的实验操作如下: (1)在嵌有螺线管的有机玻璃上均匀地放置小磁针,连接好电路后闭合开关,小磁针的分布如图乙所示,实验中小磁针的作用是　　　　　。小磁针在　　　　　的作用下发生偏转,由图乙可知,通电螺线管外部的磁场分布与　　　　　磁体的磁场相似。  (2)根据通电螺线管旁边小磁针的指向可知此时通电螺线管的左端为　　　　　极。  (3)接下来该实验小组的同学将电源的正负极对调,目的是　　　　　。  7.(2024·湖北模拟)如图所示的是探究电磁感应现象的装置。 (1)闭合开关,让导体棒ab沿水平方向左右运动。观察到灵敏电流计的指针偏转;若让导体棒ab由如图所示位置沿竖直方向上下运动,则灵敏电流计的指针　　　　　(选填“偏转”或“不偏转”)。  (2)利用此装置,探究感应电流方向与磁场方向、导体切割磁感线方向之间的关系,观察到的实验现象记录如表所示。 实验序号 磁场方向 导体切割磁感线方向 灵敏电流计指针偏转方向 ① 向下 向右 向左 ② 向上 向右 向右 ③ 向下 向左 向右 ④ 向上 向左 向左 在上述四次实验中,比较①②两次实验,可知感应电流方向与　　　　　有关;比较　　　　　两次实验,可知同时改变磁场方向和导体切割磁感线方向则感应电流方向不变。  (3)综合以上实验现象可知,导体在磁场中运动产生电流的条件是:导体必须是　　　　　电路的一部分,且一定要做　　　　　的运动。  (4)实验室里用到的手摇发电机,将小电灯换成灵敏电流计,慢慢摇动手柄,观察到灵敏电流计的指针　　　　　(选填“左右摆动”或“向一侧摆动”)。  (5)利用电磁感应原理工作的装置有　　　　　(选填“电铃”“扬声器”“电磁起重机”或“动圈式话筒”)。  类型2 力学 1.(2024·信阳二模)小明在做“探究影响摩擦力大小的因素”实验时,利用一套器材依次完成如图所示的实验,其中甲、乙图中长木板正面朝上,丙图中长木板反面朝上,长木板的反面比正面粗糙。 (1)小明提出如下猜想:①滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关;②滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。如果小明要验证猜想①,他应该选择　　　　　两图所示的实验来操作。  (2)实验中,小明用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板做匀速直线运动,此时弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等,这是利用了　　　　　的知识。  (3)小明分别对猜想①②进行了实验验证。 在图丙实验中弹簧测力计的示数为1.2 N,在图乙实验中,弹簧测力计的示数如图丁所示,示数为　　　　　N。对乙、丙两次实验小明得出结论:当接触面所受压力不变时,　　　　　,滑动摩擦力越大。  (4)实验后,小明和同学们对实验中存在的问题进行了交流,改进了实验方案,设计了如图戊所示的实验装置:将弹簧测力计固定不动,木块挂在弹簧测力计的挂钩上,不拉木块,改为拉动长木板,使长木板与木块相对运动,再次验证了猜想①②得出相同结论,此时木块受到的滑动摩擦力水平向　　　;针对实验改进,同学们提出了以下观点,其中不正确的是　　　　　(选填序号)。  A.改进后,拉动长木板时不必保持匀速运动,更易于操作 B.改进后,测力计示数较稳定,容易读出正确的数值 C.改进后,木块稳定时受到的滑动摩擦力小于弹簧测力计对木块的拉力 2.实验小组利用图甲所示的U形管压强计和大烧杯等“探究液体压强的特点”。 甲　 乙 丙　 丁 (1)实验时,小明根据U形管中两侧液面的 　　　　　来比较液体压强的大小,这种研究方法叫 　　　　　。  (2)U形管中可选择装入酒精、水或水银(均可染色)中的一种,为了使实验现象更明显,小明和同学们讨论后选择了三种液体中的 　　　　　装入U形管中。(ρ水银>ρ水>ρ酒精)  (3)实验前小明注意到压强计的U形管两边的液面已处于同一高度,当他将金属盒浸没于水中后,发现U形管两边的液面仍处于同一高度,则该装置出现的问题是　　　　　。  (4)排除故障后,他重新将金属盒浸没于水中,先后做了图乙、图丙两步实验,由此得出的初步结论是:液体密度相同时,　　　　　。  (5)在图丙实验的基础上,他在烧杯中加入了一定量的酒精,如图丁所示。他这样做是为了探究液体压强与　　　　　的关系。加入酒精后,为控制变量,小明应将金属盒　　　　　。  3.如图所示的是“测量小车运动的平均速度”的实验装置,让小车从斜面的A点由静止释放开始下滑,分别测出小车从A点到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。 (1)小车的平均速度是通过　　　　　(选填“直接”或“间接”)测量的方法测得的,其测量原理是　　　　　。  (2)除了刻度尺,实验中用到的测量工具还有　　　　　。  (3)实验测得小车从A滑到B的时间tAB=1.6 s,从A滑到C的时间tAC=2.4 s,则BC段的平均速度vBC=　　　　　m/s。  (4)实验时,发现小车的速度很快,不便于测量时间,则应采取的操作是　　　　　。  (5)小楠实验时,又选用了形状相同但轻重不同的小车,在同一个斜面上做了多次实验,记录数据如表,分析表中数据可知:小车的平均速度与小车的轻重　　　　　(选填“有”或“无”)关。  序号 小车的轻重 运动距离/cm 运动时间/s 1 较轻 80.0 2.5 2 较重 80.0 2.5 3 更重 80.0 2.5 4.为进一步了解深潜器制作的主要难度,小闽计划探究浮力大小与物体的形状是否有关。为此他准备了一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验,如图a、b、c、d所示。 ①弹簧测力计在　　　　　方向上调零,然后测出橡皮泥的重力;  ②将橡皮泥捏成实心长方体形状,将它浸没在水中,读出弹簧测力计的示数; ③将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数; ④将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。 (1)橡皮泥重为　　　　　N,图b中橡皮泥受到的浮力为　　　　　N。  (2)由图a、b、c、d实验可知,浮力大小与物体的形状　　　　　。  (3)在图d实验中,将橡皮泥位置向下移动,如图e所示状态,由图中数据可知浮力大小与　　　　　无关。  (4)由实验数据还可得到橡皮泥密度为　　　　　g/cm3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)  5.如图1所示的是祥祥同学“探究杠杆的平衡条件”的实验装置,每个钩码重为0.5 N(钩码个数若干);杠杆放在支架上后,在图1甲所示位置静止,为了将杠杆调至水平位置平衡,他将左端平衡螺母向左端调节。 图1 (1)图1乙中,在水平位置平衡的杠杆A处挂两个钩码,则在B处需挂　　　　　个钩码时,杠杆才能继续保持水平平衡。  (2)保持杠杆水平位置平衡,将图1丙中的弹簧测力计由竖直位置缓慢向右转动至虚线位置,弹簧测力计示数将　　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。  图2 (3)实验中保持阻力F2及阻力臂L2不变,多次改变动力F1与动力臂L1,收集数据并在坐标系中绘制出动力F1与动力臂L1的关系图像(如图2所示),由图像分析可知:当F=　　　　　N时,L1=30 cm。  6.(2024·濮阳三模)小明和小华用不同的方法测量石块的密度: 图1 图2 (1)小明使用天平和量筒测量石块的密度: ①将天平放在水平台面上,如图1甲所示的是小明刚调节完天平平衡的情形。请你指出他在调节过程中遗漏的操作步骤:　　　　　。补上遗漏的步骤后,为使天平重新平衡,应将平衡螺母向　　　　　调节。  ②用调好的天平测量石块的质量,测量结果如图1乙所示,则石块的质量为　　g。接着他在量筒中倒入适量的水(如图1丙),再将石块浸没在水中(如图1丁),则石块的密度为　　　g/cm3。  (2)小华使用家里的电子秤也测出了石块的密度: ①烧杯中装入适量水,放在电子秤上,记下此时电子秤的示数m1,如图2甲所示。 ②用细线拴住石块,手提细线将石块浸没在水中,且不与烧杯底和壁接触,记下此时电子秤的示数m2,如图2乙所示。 ③松开细线,让石块沉在杯底,记下此时电子秤的示数m3,如图2丙所示。则石块的质量为　　　　　,这个石块的密度为　　　　　。(用m1、m2、m3、ρ水表示)  7.实验小组为了测量某种牛奶的密度,取适量这种牛奶进行如下实验: 甲　 乙 　丙 (1)将托盘天平放在水平桌面上,把　　　　　移到标尺左端的零刻度线处。发现指针静止时位置如图甲,则应将平衡螺母向　　　　　(选填“左”或“右”)调节使横梁平衡。  (2)向烧杯中倒入适量的牛奶,用天平测量烧杯和牛奶的总质量m1,天平平衡时,砝码和游码的位置如图乙所示。 (3)把烧杯中的部分牛奶倒入量筒中,其示数如图丙所示。 (4)测出烧杯和剩余牛奶总质量m2为26 g。 (5)请将数据及计算结果填在表中。 烧杯和牛奶的总质量m1/g 　　 烧杯和剩余牛奶的总质量m2/g 26 量筒中牛奶的质量m/g 　　 量筒中牛奶的体积V/cm3 　　 牛奶的密度ρ/(g·cm-3) 　　 【拓展】在没有量筒,只有天平、足量的水(已知水的密度为ρ水)、杯子和笔的情况下,要测出牛奶的密度,请你完成实验: ①用天平称出空杯子的质量m0; ②往杯中倒入适量的水,在水面处对杯子做标记,用天平称出杯和水的总质量m1; ③将水倒掉并擦干杯子,　　　　　,用天平称出牛奶和杯的总质量m2。  根据以上测量步骤写出牛奶密度表达式:ρ牛奶=　　　　　。  类型3 电学 1.在“探究串联电路中电流、电压的特点”时,设计实验如图所示。 探究一:串联电路中电流的特点 (1)在连接实物电路时,开关应处于　　　　　状态。  (2)第2次实验中,B点的电流表示数如图乙所示,则电流为　　　　　。  (3)实验数据记录如表,分析数据可得:串联电路中电流　　　　　。  实验序号 IA/A IB/A IC/A 1 0.18 0.18 0.18 2 0.32 0.32 3 0.50 0.50 0.50 探究二:串联电路中电压的特点 (4)如图丙,用电压表正确测量灯泡L1两端的电压之后,　　　　　(选填“能”或“不能”)只将A点的导线接到C点测L2两端的电压,理由是　　　　　。  (5)做实验时选用不同规格的小灯泡重复多次实验,这样做的目的是　　　　　。  2.(2024·周口三模)小科和同学们在做“探究电流与电压的关系”的实验过程中: (1)小科和同学们经过讨论,完成了“探究电流与电压的关系”两次实验电路的设计,如图甲、乙所示。由图甲改进为图乙,是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能改变　　　　　,进行多次测量,方便寻找普遍规律。  (2)请用笔画线代替导线,帮助小科按电路图乙,将图丙中的实物电路连接完整。 (3)小科连完电路,闭合开关后,发现电流表的示数为0,电压表有示数。若电路仅有一处故障,则故障为　　　　　。  (4)在排除故障后,用同一定值电阻进行实验,移动滑动变阻器的滑片P位于不同位置,读出电表的示数并将数据记录在下表中,当电压表示数为3 V时,其电流表示数如图丁所示为　　　　　A,根据表格数据可得出结论:　　　　　。为了得到普遍的规律,请你为小科的实验提出一些建议:　　　　　。  电压U/V 3.00 2.50 2.00 1.50 电流I/A 0.25 0.20 0.15 (5)实验结束后,小飞同学又取来阻值是600 Ω的定值电阻R0、一个开关和阻值约5 Ω的未知电阻Rx,用如图戊所示的电路来测量Rx的阻值,小飞的实验方案如下: a.闭合S1,断开S2,读出电压表的示数是U1; b.闭合S1和S2,读出电压表的示数是U2。 则电阻Rx=　　　　　(用U1、U2和R0表示);小红认为小飞的实验方案不能准确测得电阻Rx的阻值,理由是　　　　　。  3.(2024·驻马店三模)小孙测量一未知定值电阻的阻值,用到的器材有:待测电阻R、电源(电压为4.5 V)、电流表、电压表、滑动变阻器(20 Ω　1 A)、开关各1个,导线若干。请完成以下问题: (1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实验电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变大)。 (2)连接电路时,滑动变阻器的滑片移到　　　　　(选填“A”或“B”)端。闭合开关后,发现电流表的指针如图乙所示,则造成这一现象的原因可能是　　　　　　　　　　。  (3)排除故障后,小孙开始进行实验,并记录了四组实验数据,如下表所示,根据实验数据可得小孙测得的待测电阻R的阻值为　　　　　Ω;老师在检查实验数据时,发现有一组数据并不科学,请你判断是第　　　　　组数据不科学。  第一组 第二组 第三组 第四组 电压/V 1.0 1.8 2.0 2.6 电流/A 0.1 0.18 0.20 0.26 (4)实验结束后,小孙去掉电流表,设计了图丙所示电路测量未知定值电阻的阻值。电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,请把实验步骤补充完整。 ①闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,读出电压表示数U1; ②闭合开关S,　　　　　,读出电压表示数U2,则待测电阻的表达式Rx=　　　　　(用R0、U1、U2表示)。  4.小胡在测量小灯泡的电功率实验中,所用的器材有额定电压为2.5 V的小灯泡,三节干电池,开关、滑动变阻器、电流表、电压表各一个,导线若干。 (1)连接电路时开关应　　　　　;请你帮助小胡把图甲所示电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变小)。  (2)闭合开关S,观察到小灯泡L不亮,电压表、电流表指针略微偏转,移动滑动变阻器的滑片P,两表的示数均无变化,则故障原因可能是　　　　　。  (3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,电压表示数如图乙所示,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向　　　　　(选填“左”或“右”)移动。  (4)小胡进行多次实验,将数据和现象记录在下表,分析数据可知: 实验 序号 电压 U/V 电流 I/A 灯泡的 亮度 电功率 P/W 1 1.0 0.16 暗 0.16 2 2.0 0.26 较亮 0.52 3 2.5 明亮 4 3.0 0.34 很亮 1.02 ①小灯泡在额定电压下工作时,电流表的示数如图丙所示,为　　　　　A,则小灯泡的额定功率P额=　　　　　W;  ②分析表格中的数据还可得出灯泡的亮度与电功率的关系:　　　　　。  参考答案 类型1　光学、热学、电磁学 1.(1)50 (2)入射角为0°　左 (3)将白纸板沿法线对折,看反射光线与入射光线是否重合,若能重合,则可证明反射角等于入射角 2.(1)平面镜所成的像与物体大小相等 (2)无关 (3)将对应的像点和物点相连　判断连线是否和镜面垂直 3.(1)12 (2)照相机 (3)凹　近视眼 4.(1)99　保持不变 (2)正在沸腾 (3)酒精灯火焰的温度 5.(1)96 (2)如图所示: (3)a　b图在安装温度计时会导致温度计触碰到容器壁,影响实验结果 6.(1)确定磁场方向　通电螺线管的磁场　条形 (2)N (3)探究磁场方向与电流方向是否有关 7.(1)不偏转 (2)磁场方向　①④或②③ (3)闭合　切割磁感线 (4)左右摆动 (5)动圈式话筒 类型2　力学 1.(1)甲、乙 (2)二力平衡 (3)1.0　接触面越粗糙 (4)左　C 2.(1)高度差　转换法 (2)酒精 (3)某处漏气 (4)深度越深,液体产生的压强越大 (5)液体密度　上移 3.(1)间接　v= (2)停表(或秒表) (3)0.5 (4)减小斜面的坡度 (5)无 4.①竖直 (1)3.6　1.6 (2)无关 (3)浸没深度 (4)2.25 5.(1)3 (2)变大 (3)0.5 6.(1)将游码移至零刻度线处　右　27　2.7 (2)m3-m1　 【解析】(1)①在调节天平平衡时,要将游码移至零刻度线处,并使指针指向刻度盘中央,图1甲中将天平游码归零后,天平将向左边偏,所以应将平衡螺母向右调节。②天平的读数是砝码的质量加上游码在标尺所对应示数,由图1乙可知砝码的质量是25 g,标尺的分度值是0.2 g,所以游码在标尺所对应示数是2 g,所以石块的质量m=25 g+2 g=27 g。 图1丙中量筒分度值是1 mL,示数是15 mL,将石块浸没在水中,示数是25 mL,则石块的体积V=25 mL-15 mL=10 mL,石块的密度ρ====2.7 g/cm3。 (2)由图2甲可知烧杯和水的质量是m1,重力为G1=m1g,石块被细线提着浸没在水中,电子秤的示数变成m2,因石块受到水对它向上的浮力,由力的作用是相互的可知,电子秤受到压力增大量等于石块受到的浮力,则 F浮=m2g-m1g,则石块的体积V石=V排===;石块沉入杯底后,电子秤的示数m3,是烧杯、水和石块的总重,则石块的重力G石=m3g-G1=m3g-m1g, 则石块的密度ρ石====。 7.(1)游码　左 (5)61.2　35.2　40　0.88 【拓展】往杯中倒入牛奶至标记处　ρ水 类型3　电学 1.(1)断开 (2)0.32 A (3)处处相等 (4)不能　电压表正负接线柱接反了 (5)使结论更具普遍性 2.(1)电阻R两端的电压 (2)如图所示: (3)定值电阻R断路 (4)0.3　导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比　换用不同阻值的定值电阻,再次重复实验,看能否得到相同的结论 (5)·R0　R0的阻值太大,导致电压表的示数太小,误差较大 3.(1)如图所示: (2)A　电流表正负接线柱接反了 (3)10　一 (4)移动滑动变阻器滑片P至b端　·R0 4.(1)断开　如图所示: (2)滑动变阻器连接了两个下接线柱 (3)左 (4)①0.3　0.75　②灯泡的实际功率越大,灯泡越亮 学科网（北京）股份有限公司 $$