重难题型突破 创新探究实验-2025年中考物理二轮复习专题训练

题型三　实验与探究题 二、创新探究实验 1. 据《国语·楚语》记载，古人在长期的生产和生活中，由于定方向和定季节的需要，常常观测树木、房屋在太阳光照射下投射的影子，渐渐地人们发现影子的变化是有规律的.某科学小组的同学在了解之后，就影子的长度与哪些因素有关提出如下猜想. 猜想一：可能与光源的高度有关. 猜想二：可能与物体到光源的距离有关. (1)影子是光在同种均匀介质中 ，当遇到不透明物体时， 在物体后面形成的暗区. 沿直线传播 (2)小组成员利用如图所示的装置进行探究，实验中依次改变小灯泡的高 度h和长木条到支架的距离d，并记录影子长度l的变化. 第1题图 (3)实验数据如表所示： 实验序号 小灯泡的高度h/cm 长木条到支架的距离d/cm 影子的长度l/cm 1 10.00 2.00 2.00 2 4.00 3.70 3 6.00 5.50 4 15.00 2.00 0.95 5 4.00 1.80 6 6.00 2.75 a.分析 (填序号)三次实验数据可知，当光源的高 度一定时，物体距离光源越远，影子的长度越 ⁠. 1、2、3(或4、5、6) 长 实验序号 小灯泡的高度h/cm 长木条到支架的距离d/cm 影子的长度l/cm 1 10.00 2.00 2.00 2 4.00 3.70 3 6.00 5.50 4 15.00 2.00 0.95 5 4.00 1.80 6 6.00 2.75 实验序号 小灯泡的高度h/cm 长木条到支架的距离d/cm 影子的长度l/cm 1 10.00 2.00 2.00 2 4.00 3.70 3 6.00 5.50 4 15.00 2.00 0.95 5 4.00 1.80 6 6.00 2.75 b.分析1、4两次实验数据可知，当物体与光源之间的距离一定时，光源越 高，影子越 ；生活中 (选填“正午”或“清晨”)时刻我们的影 子会更长一点. 短 清晨 (4)结合你的观察和生活经验，用简练的语言写出一个关于影子的现象并 对应提出一个还可以探究的问题.现象： ⁠ ，探究的问题： ⁠ ⁠. 一天的不同时间段影子的浓淡 程度不同(合理即可) 影子的浓淡程度与光照强度是否 有关(合理即可) 2. (2024咸阳秦都区二模)物理小组的同学在探究影响导体电阻大小的因素 后，得到了导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关的结论.在 查阅资料后发现温度也会影响导体的电阻，同学们利用如图甲所示的装 置，就温度对不同材料导体电阻阻值的影响展开探究. 甲 乙 第2题图 (1)连接电路时，滑动变阻器的滑片应置于最 (选填“左”或 “右”)端. 甲 乙 第2题图 左 (2)连接好电路后，闭合开关，将加热导体前的电流表示数记为I1，用酒精 灯加热导体5 s，将此时电流表示数记为I2，撤去酒精灯，待导体冷却至室 温后，将此时电流表示数记为I3，更换电阻材料多次实验，并将实验数据 记录在下表中： 材料 I1/A I2/A I3/A 铜丝 2.5 2.3 2.5 铁丝 1.2 0.8 1.2 铝丝 1 0.7 1 未知材料的电阻丝 0.1 2.9 0.1 ①分析表中的I1、I2数据可知：温度升高，铜丝、铁丝、铝丝的电阻 会 ，未知材料的电阻丝阻值会 ，四种材料中 ⁠ 的阻值受温度影响最大； 增大 减小 未知材料 的电阻丝 材料 I1/A I2/A I3/A 铜丝 2.5 2.3 2.5 铁丝 1.2 0.8 1.2 铝丝 1 0.7 1 未知材料的电阻丝 0.1 2.9 0.1 ②分析表中的I1、I2、I3数据，发现导体在加热前和冷却至室温后所在电 路的电流大小是相等的，因此本次实验中的温度变化对导体电阻的影响 是 (选填“可逆”或“不可逆”)的. 可逆 材料 I1/A I2/A I3/A 铜丝 2.5 2.3 2.5 铁丝 1.2 0.8 1.2 铝丝 1 0.7 1 未知材料的电阻丝 0.1 2.9 0.1 (3)小明想利用上述四种材料制成的电阻丝制作一个温度传感器，图乙是 电路图，R1为保护电路的定值电阻，R0是感温电阻，电源电压恒定，将电 流表表盘改装为温度传感器表盘(表盘上从左到右温度示数依次变大)，上 述四种材料中 适合作为温感电阻，理由是 ⁠ ⁠ ⁠ ⁠. 未知材料的电阻丝 随着温 度升高，电源电压不变，未知材料的电阻丝阻值减小，电路总电阻减小， 电路电流增大，符合将电流表盘改装成温度传感器表盘后，从左到右示数 依次变大的需求(合理即可) 甲 乙 第2题图 3. 校内物理实验课上，小丽用图甲的实验装置，完成了“探究牛奶沸腾时温度变化特点”的实验，绘制出了如图乙所示的图像. (1)图甲中搅拌棒的作用是 ⁠. (2)实验表明，牛奶在沸腾过程中，温度 ⁠. 甲 乙 丙 第3题图 使牛奶受热均匀 不变 (3)小丽回到家后将装有牛奶的杯子放在热水中加热时(即“水浴法”)发现 无论加热多久牛奶都不会沸腾，于是小丽想探究水浴法加热时牛奶的最高 温度与什么因素有关，为此她提出了两个猜想： 猜想一：可能与加热介质的沸点有关； 猜想二：可能与气体压强有关. 丙 第3题图 ①小丽将体积相同的水、醋、食用油三种加热介质分别倒入三个相同的烧 杯中，用三只相同的试管装入质量 (选填“相等”或“不相等”) 的牛奶固定在铁架台上，用同一加热装置依次加热至加热介质沸腾后持续 一段时间，如图丙所示，记录实验数据如表1所示： 表1 相等 序号 1 2 3 加热介质 水 醋 食用油 介质沸点 /℃(非标准大气压) 101 60 335 牛奶的最高温度/℃ 101 60 101 牛奶状态 不沸腾 不沸腾 沸腾 ②由实验结果可知，水浴法加热过程中，牛奶的最高温度与加热介质的沸 点 (选填“有关”或“无关”)，牛奶能否沸腾取决于牛奶的沸点 是否 (选填“大于”“小于”或“等于”)加热介质的沸点； 有关 小于 表1 序号 1 2 3 加热介质 水 醋 食用油 介质沸点 /℃(非标准大气压) 101 60 335 牛奶的最高温度/℃ 101 60 101 牛奶状态 不沸腾 不沸腾 沸腾 ③小丽改用高压锅来加热，选用水作为加热介质，用铁碗盛少量牛奶漂浮 在锅内水面上，在打开锅盖、关闭锅盖和半开放锅盖状态下分别实验，记 录数据如表2所示，由此可知，水浴法加热时，牛奶的最高温度与气体压 强 (选填“有关”或“无关”). 有关 表2 序号 锅盖状态 气压状态 加热介质 牛奶的最高温度/℃ 1 打开 大气压(非标准大气压) 水 101 2 关闭 加压 水 110 3 半开放 半加压 水 104 (4)小丽发现直接加热牛奶时，牛奶沸腾后会产生大量气泡，容易溢出[俗 称“潽(pū)锅”]，用“水浴法”加热牛奶的好处是 ⁠ (写出一条). 温度达到沸点时不会 沸腾溢出(或受热更均匀或易于控制温度变化等，合理即可) 4. (2021陕西21题)同学们在学完弹簧测力计的相关知识后，自制了一个 “橡皮筋测力计”，将橡皮筋不挂重物时下端对应位置标为零刻度线；挂 1 N重物时，下端对应位置标为1 N；将这段距离等分为20格，每格表示 0.05 N. 用此测力计测量物体重力时，发现测量值不准确.为了弄清其中 的原因，同学们探究了橡皮筋的伸长与受到外力的关系. 第4题图 他们利用规格为0.05 N的螺母若干、刻度尺、橡皮筋、 白板等进行了实验探究.不挂重物时，使橡皮筋下端与刻度 尺的零刻度线对齐；挂不同重物时，橡皮筋下端对应不同 的刻度值，作出标记，如图所示. 第4题图 (1)螺母挂在橡皮筋下静止时，受到橡皮筋的拉力 (选填“大于” “等于”或“小于”)它受到的重力. 等于 (2)同学们在橡皮筋下依次挂上个数不等的螺母，实验数据记录如下表. 实验次数 1 2 3 4 5 6 螺母个数n/个 0 1 2 3 4 5 螺母总重G/N 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 刻度尺读数L/mm 0 5.0 11.0 20.0 30.0 45.0 实验次数 7 8 9 10 11 12 螺母个数n/个 6 7 8 9 10 11 螺母总重G/N 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 刻度尺读数L/mm 60.0 75.0 90.0 110.0 133.0 158.0 实验次数 1 2 3 4 5 6 螺母个数n/个 0 1 2 3 4 5 螺母总重G/N 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 刻度尺读数L/mm 0 5.0 11.0 20.0 30.0 45.0 实验次数 7 8 9 10 11 12 螺母个数n/个 6 7 8 9 10 11 螺母总重G/N 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 刻度尺读数L/mm 60.0 75.0 90.0 110.0 133.0 158.0 ①分析实验数据可初步得出：橡皮筋下所挂重物越重，橡皮筋的伸长 越 ⁠. 长 ②进一步分析数据发现：每增加 1个螺母时，刻度尺读数的变化量总体上 是不同的，但中间有部分读数的变化量是相同的.若静止时橡皮筋下端对 应刻度尺的70.0 mm处，推测橡皮筋下所挂的物体重约为 N(结果 保留两位小数)；若挂 另一重物，静止时橡 皮筋下端对应刻度尺 的15.0 mm处，此时 (选填“能” 或“不能”)确定此物 体的重. 0.33 不能 实验次数 1 2 3 4 5 6 螺母个数n/个 0 1 2 3 4 5 螺母总重G/N 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 刻度尺读数L/mm 0 5.0 11.0 20.0 30.0 45.0 实验次数 7 8 9 10 11 12 螺母个数n/个 6 7 8 9 10 11 螺母总重G/N 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 刻度尺读数L/mm 60.0 75.0 90.0 110.0 133.0 158.0 (3)同学们根据实验数据，用此橡皮筋重新制作一个刻度均匀的测力计， 橡皮筋上端和刻度尺的位置保持不变.若使测力计的量程最大，零刻度线 应标在刻度尺的 mm刻度处，此测力计的最大量程为 ⁠. (4)同学们更换不同的橡皮筋进行探究，发现其他橡皮筋的特点均与此相 似，他们由此总结出，若要用橡皮筋制作测力计，受橡皮筋材料影响，刻 度均匀部分可测量范围 ，整体上测量不准确，所以橡皮筋不适合做 测力计. 30.0 0.2 N 小 5. (2024高新一中七模)小明在研究物体的运动速度时，做了测量“气泡速 度”的实验.实验装置如图所示，长40 cm两端封闭的直玻璃管，管内注满 水，内留一个小气泡. 第5题图 实验操作：倒转玻璃管，保持竖直，观察气泡在管内的运动.实验中，同 学们从某一位置A开始用停表计时，每隔2 s在玻璃管上标出气泡的位置， 用刻度尺测出气泡经过各位置的路程，并将数据填入表1中. 表1 位置 A B C D E F G 路程/cm 0 3.0 7.0 12.0 17.0 22.0 27.0 时间/s 0 2 4 6 8 10 12 (2)根据表格中的数据总结出气泡整个运动过程中，速度变化规律为 ⁠ ⁠. 先 加速后匀速 (1)分析表中数据可知，气泡在AG段的平均速度的大小为 m/s. 0.022 5 表1 位置 A B C D E F G 路程/cm 0 3.0 7.0 12.0 17.0 22.0 27.0 时间/s 0 2 4 6 8 10 12 第5题图 (3)小明发现实验过程中气泡运动过快导致时间测量不是很准确，那么如 何改变气泡的运动快慢，气泡的运动快慢到底与哪些因素有关呢？小明想 到其他液体中的气泡比水中气泡的上升速度慢很多，于是结合生活经验提 出了以下猜想： 猜想一：跟气泡的大小有关； 猜想二：跟玻璃管内液体黏度有关. 小明使用盐水和两种黏度不同的液体(液体1的黏度小于液体2，两种液体 黏度均大于盐水，三者密度相同)进行了探究，测出气泡经过CG段的时 间.实验数据记录如表2所示： 表2 气泡长度1 cm 气泡长度2 cm 气泡长度3 cm 实验 序号 液体 种类 上升所 需时间/s 实验 序号 液体种 类 上升所 需时间/s 实验 序号 液体种类 上升所 需时间/s 1 盐水 5.5 4 盐水 4.7 7 盐水 3.9 2 液体1 10.1 5 液体1 8.5 8 液体1 6.9 3 液体2 12.4 6 液体2 11.2 9 液体2 10.0 ①分析 三组实验数据，可以得出实验 结论：液体黏度相同，气泡长度越长，气泡运动越 (选填“快”或 “慢”). 1、4、7(或2、5、8或3、6、9) 快 表2 气泡长度1 cm 气泡长度2 cm 气泡长度3 cm 实验 序号 液体 种类 上升所 需时间/s 实验 序号 液体种 类 上升所 需时间/s 实验 序号 液体种类 上升所 需时间/s 1 盐水 5.5 4 盐水 4.7 7 盐水 3.9 2 液体1 10.1 5 液体1 8.5 8 液体1 6.9 3 液体2 12.4 6 液体2 11.2 9 液体2 10.0 ②分析1、2、3三组实验数据，可以得出实验结论：气泡长度相同，液体 黏度越大，气泡运动越 (选填“快”或“慢”). 慢 表2 气泡长度1 cm 气泡长度2 cm 气泡长度3 cm 实验 序号 液体 种类 上升所 需时间/s 实验 序号 液体种 类 上升所 需时间/s 实验 序号 液体种类 上升所 需时间/s 1 盐水 5.5 4 盐水 4.7 7 盐水 3.9 2 液体1 10.1 5 液体1 8.5 8 液体1 6.9 3 液体2 12.4 6 液体2 11.2 9 液体2 10.0 (4)近些年来，部分不法商贩将用糖勾兑稀释后粘度大的果汁装进正品鲜 榨果汁的瓶子中卖给消费者.结合本次实验结论，我们在区分二者的时 候，可以将瓶身倒转，其中，气泡上升较 (选填“快”或“慢”)是 鲜榨果汁，另一种则是经过稀释后用糖勾兑的果汁. (5)在一个寒冷早晨，小华在重复小明的实验时发现气泡运动比小明记录 的要慢，于是小华据此提出了猜想三：液体中气泡的运动快慢还可能 与 有关. 快 液体的温度 6. (2024交大附中期末)学习完防止触电的相关知识后，老师对同学们 说，除了单线触电和双线触电，还有一种是：如果高压输电线掉落在 地上，当人经过这个区域时，两脚之间存在相当高的电压，称做“跨 步电压”.这时电流从一条腿流入，另一条腿流出，同样会发生触电 事故，如图甲所示. 甲 乙 第6题图 (1)生活中从发电站到用电地区有一段相当长的距离，当发电站输出功率 一定时，采用高压输电可以减小输送电线中的 ，从而减小远距离 输电中的电能损失. 甲 乙 第6题图 电流 (2)为了粗略地探究跨步电压的大小是如何变化的，小明设计了如图乙所 示的模拟电路装置进行实验.连接好电路后，同学小刚对该装置提出了疑 问：现实生活中的地面大部分情况下是干燥的，为什么这里要用潮湿细沙 代替呢？请你帮忙解答小刚的疑问： ⁠ ⁠. 潮湿细沙更容易导电，便于测量电 压 甲 乙 第6题图 (3)实验主要步骤： ①闭合开关后，小明将连接电压表的两个导线竖直插入沙盘. ②保持DE之间的距离不变，改变EF之间的距离，分别记录对应的电压表 示数. ③保持EF之间的距离不变，改变DE之间的距离，分别记录对应的电压表 示数. 甲 乙 第6题图 (4)实验数据如下表所示： 实验序号 DE之间的距离/cm EF之间的距离/cm 电压表示数/V 1 6 3.5 0.5 2 6 4.5 0.7 3 6 7 1.3 4 7 7 1.2 5 8 7 1.1 甲 乙 第6题图 ①图乙的实验中，EF模拟的是图甲中 (选填“AB”或“BC”)之间 的距离. BC ②分析实验数据，两脚间的距离一定时，人一只脚与高压线落地点的距 离 ，跨步电压越大. 越近(越小) 实验序号 DE之间的距离/cm EF之间的距离/cm 电压表示数/V 1 6 3.5 0.5 2 6 4.5 0.7 3 6 7 1.3 4 7 7 1.2 5 8 7 1.1 (5)实验结束后，小明与同学进行了交流，如果某天发现周围有高压线掉 落在了地面上，为了较安全撤离，小明认为应快速跑步远离掉落的高压 线，小刚认为应该并拢双脚跳着远离掉落的高压线，结合上表中的实验数 据，你认为 的说法正确，理由是 ⁠ ⁠. 小刚 当并拢双脚跳着远离时，两脚 之间的距离为0，电压为0，不会产生跨步电压触电 实验序号 DE之间的距离/cm EF之间的距离/cm 电压表示数/V 1 6 3.5 0.5 2 6 4.5 0.7 3 6 7 1.3 4 7 7 1.2 5 8 7 1.1 $$