题型猜压06 设计实验（天津专用）-2025年中考物理冲刺抢押秘籍（天津专用）

猜压06 设计实验 考情分析 常考内容 押题对策 从近年天津中考来看，设计实验以力学和电学实验为主，是基本知识、基本能力的提升，考查综合应用知识的能力，文字量较大，难度偏难 力学和电学的测量。力学主要是设计实验步骤、写出表达式；电学主要是设计电路、设计实验步骤、写出表达式。 要努力掌握中考物理基本知识体系,培养实验操作技能和常识思维等综合能力。应注意实验操作细节,合理运用所学物理理论知识,达到实验目标，提高提到的实验手段、实际应用、数学运算等各方面，及时进行巩固。 1．（2024天津中考）喜欢篆刻的津津同学购买了一块练习用的印章石料，他想知道这块石料的密度，于是从家中找到如图所示的器材和足够长的细线、足量的水（水的密度为）。请你从中选用合适的器材，帮他设计一个测量该石料密度的实验方案。要求： （1）写出主要的实验步骤及所需测量的物理量； （2）写出石料密度的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 【答案】（1）见解析；（2） 【解析】（1）①用电子秤称出石料的质量； ②将盛有适量水的玻璃杯放到电子秤上，读出示数； ③用细线系住石料浸没在水中（不与杯底或侧壁接触），读出示数。 （2） 石料浸没水中排开水的质量 由可得，石料的体积 石料的密度 故石料的密度为：。 2．（2022天津中考）小芳发现家中的一串珍珠项链能沉在水底，乐于探索的她想测量这串项链的密度。受到“曹冲称象”故事的启发，她利用如图所示的器材和足量的水（含取水工具，水的密度为ρ0）进行实验，实验步骤如下： ①在量筒中装入适量的水，记下体积V1； ②将项链浸没在量筒的水中，记下体积V2； 请你帮小芳完成实验。要求： （1）写出步骤②之后的实验步骤和需要测量的物理量 ； （2）写出珍珠项链密度的数学表达式（用已知量和测量量表示） 。 【答案】 见解析 【解析】（1）[1]③往大水槽中加入适量的水，使装有项链的小桶漂浮在水槽的水面上，并记下水面在小桶上的位置； ④取出项链，往小桶中加水使桶外水面到达所记位置，用量筒测出桶中水的体积。 （2）[2]由步骤③④可知，项链的质量等于取出项链后向小筒中加的水的质量 m=ρ0V3 由步骤①②可知，项链的体积 V=V2-V1 项链的密度 3．（2020天津中考）“停课不停学”期间，小明在“云课堂”中学习了密度计的相关知识后，想用家中可用器材（如图所示），测出一枚新鲜鸡蛋的密度｡已知水的密度为，请你帮他设计一个测量鸡蛋密度的实验方案｡要求： (1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量： ； (2)写出鸡蛋密度的数学表达式 （用已知量和测量量表示）｡ 【答案】 ①用刻度尺测出塑料管的长度为；②将装有适量盐的塑料管竖直漂浮在水中，测出塑料管露出液面的长度为；③将鸡蛋放入水中，向水中加盐使鸡蛋悬浮，再测出塑料管露出液面的长度为 【解析】(1)[1]①用刻度尺测出塑料管的长度为；②将装有适量盐的塑料管竖直漂浮在水中，测出塑料管露出液面的长度为；③将鸡蛋放入水中，向水中加盐使鸡蛋悬浮，再测出塑料管露出液面的长度为 (2)[2]因塑料管在水中漂浮，塑料管受到的浮力等于其重力，即 塑料管排开水的体积为 根据阿基米德原理，则有       ① 因塑料管在盐水中漂浮，所受浮力等于其重力，即 塑料管排开盐水的体积为 根据阿基米德原理，则有         ② 联立①②解得 因鸡蛋悬浮于盐水中，根据物体沉浮条件知，此时鸡蛋的密度等于盐水的密度，即 4．（2023天津中考）小明要测出一个电压约为30V的电源电压（电压保持不变），手边可供选用的器材如下：待测电源；一块电压表（量程0~15V）；一块电流表（量程0~0.6A）；两个阻值已知的电阻，分别为R1（20Ω）和R2（40Ω）；一个开关及若干导线。请你合理选择器材，设计实验测出该电源的电压。要求： （1）画出实验电路图； （2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出电源电压的表达式（用已知量和测量量表示）。 【答案】（1）    ；（2）①按照电路图连接电路②闭合开关S，读出电压表的示数；（3） 【解析】方法一： （1）利用串联电路电压特点和欧姆定律，设计如下图2    （2）①按照电路图连接电路； ②闭合开关S，读出电压表的示数。 （3）根据串联电路电压特点知，电源电压 再根据欧姆定律和串联电路电流特点知 解得 方法二： （1）利用串联电路电流特点和欧姆定律，设计如下图3    （2）利用串联电路电流特点和欧姆定律，设计①按照电路图连接电路； ②闭合开关S，读出电流表的示数I。 （3）利用串联电路电压特点和欧姆定律 5．（2021天津中考）现准备自制一个最大阻值为Rm的滑动变阻器，要购买涂有绝缘层的电阻丝，需提前借助实验得知所用电阻丝的长度。可供选择的器材有：一段长为l0的电阻丝样品（阻值在2～3Ω之间，两端留有接线头），电压约为12V的电源（电源电压不变），阻值为5Ω的定值电阻R0，一个量程为00.6A的电流表，一个量程为015V的电压表，开关和导线若干。请你合理选择器材设计实验方案，确定出制作变阻器的电阻丝长度L。要求： （1）画出实验电路图（电阻丝用“”表示）； （2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出电阻丝长度L的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 【答案】（1）；（2）①按照电路图连接电路；②只闭合开关S1，该出电压表的示数U1；③再闭合开关S2，读出电压表的示数U2；（3）电阻丝长度 【解析】（1）想要知道最大阻值为Rm的电阻丝的长度。可供选择的器材是一段长为l0的电阻丝样品（阻值在2～3Ω之间），我们需要测出这段长为l0的电阻丝的具体阻值是多大，电流表量程为00.6A，将定值电阻R0和电阻丝串联接入电路时电阻最大，此时电路中电流 此电流已超过电流表最大测量值，基于此考虑，设计如下电路： （2）①按照电路图连接电路； ②闭合开关S1，R0和电阻丝串联接入电路，电压表测R0两端电压，该出电压表的示数U1，此时电路电流 ③再闭合开关S2，只有R0接入电路，电压表测电源电压，读出电压表的示数U2。故R0和电阻丝串联接入电路时电阻丝两端电压 电阻丝的电阻 该电阻丝的长度为l0，假设阻值为Rm的电阻丝长度为L，则 即 解得 （3）由（2）分析可知电阻丝长度 6．（2019天津中考）现有一个电压约为36V的电源（电压保持不变），一个量程为0~1A的电流表，三个阻值已知的电阻（20）、（30）、（10k），开关和导线若干．请合理选择器材设计实验，比较精确地测出约为10的未知电阻的阻值．要求： （1）画出实验电路图； （2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出待测电阻的数学表达式 （用已知量和测量量表示）． 【答案】 实验步骤：①按电路图连接电路；②只闭合开关，读出电流表的示数为；③只闭合开关，读出电流表的示数为 表达式：或 【解析】（1）由于只有1个电流表，故而可以使待测电阻与某个定值电阻即电流表串联； 根据串联电路电流规律，电流表的读数等于通过各个用电器的电流； 根据欧姆定律，用电流乘以定值电阻阻值，即为定制电阻两端电压； 根据串联电路电压关系，用总电压减去定制电阻两端电压和电流表两端电压，就等于待测电阻两端电压； 根据欧姆定律计算出待测电阻； 由于电流表内阻未知，故而需要先测量电流表在电路中分担的电压． 根据串联电路电压规律，电路中用电器分担的电压与用电器电阻有关，故而，为了能够更为准确的测出待测电阻，测量电流表分压值时，电路中的定值电阻应该与待测电阻接近，故R3不合适，不选． 电源电压36V，电流表量程0~1A，则根据欧姆定律电路中最小电阻为Rmin=； 与电流表和待测电阻串联的电阻应选R2； 按照上述思路，电路设计如图所示： （2）根据电学实验的一般步骤和本实验原理，实验步骤如下： ①按电路图连接电路； ②只闭合开关，读出电流表的示数为； ③只闭合开关，读出电流表的示数为； （3）只闭合开关，电流表分担的电压UA=36V﹣(+)；只闭合开关，待测电阻两端电压等于U=36V﹣﹣UA=(+)﹣，根据欧姆定律，得待测电阻Rx= =，代入 =20、=30，得： 1．小红想测量橙汁的密度，她在实验室里找到了一架天平，但没有砝码，除此之外还找到如下器材：两个质量相同的烧杯、量筒、一瓶橙汁、滴管和足量的水（已知水的密度为ρ水）。请利用上述器材帮她设计一个实验方案，测量橙汁的密度。要求： （1）写出主要实验步骤及所需测量的物理量； （2）写出橙汁密度的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 【答案】（1）见解析；（2） 【解析】（1）[1]主要实验步骤及所需测量的物理量： ①调节天平平衡； ②将两个烧杯分别放在天平两端； ③在量筒中倒入适量的橙汁，记下体积V1，把这些橙汁倒入左侧烧杯中，量筒清洗干净后，再在量筒中倒入适量水，体积记为V2，慢慢倒入一部分到右侧烧杯中，然后利用滴管把量筒中的水加入右侧烧杯中，使天平平衡。 ④记下量筒剩余水的体积V3。 （2）[2]由于两烧杯分别倒入橙汁和水后，天平平衡，则烧杯中的橙汁和水的质量相同，则 则橙汁的密度 2．小明想测量一只玉手镯的密度，实验室提供以下器材：除了一只玉手镯，还有一台电子秤、一只量筒及一只烧杯（如图所示），足量轻细线和水.小明查阅了电子秤的说明书，了解了其中一项“清零”功能，例如，在电子秤上放砝码，电子秤显示为，按清零键后，显示变为零，随后再放上砝码，电子秤显示为。 请你从以上所给器材中选用合适的器材，按照要求完成测量玉手镯密度的实验：写出测量玉手镯密度的实验步骤（必须利用电子秤的“清零”功能），并推导出玉手镯密度的表达式。（已知水的密度为） (1)实验步骤： ； (2)推导出玉手镯密度的表达式为： 。 【答案】 见解析 【解析】(1)[1]实验步骤 ①向烧杯内倒入适量水，放在电子秤上，按清零键，显示示数为零； ②用细线系在玉手镯上，手提细线，将手镯慢慢浸没在水中，且不与烧杯底和壁接触，记下此时电子秤示数为； ③把玉手镯接触杯底，手慢慢放开细线待手镯静止在杯底时，记下此时电子秤示数为。 (2)[2]玉手镯密度的体积为 密度为 3．小崔同学在实验室发现了一块正方体实心金属块（估测其重量约为10N左右），为了鉴别金属的种类小崔决定测量金属块的密度。她又找到了如下器材：长度为50cm左右的粗细和质地都均匀的细木棒（估测其重量约为4N左右）；量程为0~5N的弹簧测力计；量程合适的刻度尺；细线若干。请你利用现有器材帮她设计测量这块金属块密度的方案。（要求：①写出主要实验步骤和需测量的物理量；②写出金属块密度的数学表达式（用测量量表示）） 【答案】见解析 【解析】第一步：用弹簧测力计测出木棒的重记为G，用刻度尺测量金属块的边长记为L，金属块的体积为 第二步：将用细线系好的金属块系在木棒左侧，将另一细线的一端系成绳环套在木棒上，用手提细线另一端，并调整绳环位置，直至其水平平衡； 第三步：用刻度尺分别测出绳环到系金属块那端的长度记为L1，和到木棒中点的长度记为L2，根据杠杆平衡的条件可得，金属块的重力为 金属块的质量为 金属块密度的表达式为 4．物理兴趣小组活动课上，老师让同学们测某品牌葡萄酒的密度。除了葡萄酒，老师还提供的器材有：带有砝码的天平、足量的水（已知水的密度为ρ0）两个完全相同的烧杯。请你利用上述器材，帮助同学们设计一个实验方案，测出葡萄酒的密度。要求： (1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量； (2)写出葡萄酒密度的数学表达式。（用已知量和测量量表示） 【答案】(1)见解析；(2) 【解析】(1)①调好天平，用天平测出烧杯的质量为m0；②先将一个烧杯装满水，用天平测出烧杯和水的总质量为m1；③再用另一个烧杯装满葡萄酒，用天平测出烧杯和葡萄酒的总质量为m2。 (2)水的体积 V水= 烧杯内水的体积等于葡萄酒的体积，葡萄酒的密度 5．实验桌上有如下器材：弹簧测力计、量筒、烧杯各一个；水、盐水、细线适量；一大块橡皮泥；体积相同的铜块和铁块各一块；体积不同的铁块各一块，要求从实验桌上选择适当器材，设计一个方案，探究“浮力的大小与物体密度是否有关”。 （1）从给定的器材中选择弹簧测力计、烧杯一个、水、细线，除此之外，你还需要实验器材有 ； （2）实验步骤 。 【答案】 体积相同的铜块和铁块 见解析 【解析】（1）[1]本题考查了实验设计，明确实验目的、知道实验原理，结合所给实验器材进行实验设计，是正确解题的关键。探究浮力的大小与密度的关系，应控制物体的体积相同而密度不同，用弹簧测力计测出物体的重力，测出物体所受到的浮力，然后进行比较，得出实验结论。实验探究的是浮力的大小与物体密度是否有关，因此要选择体积相等的两个物体。也就是体积相同的铜块和铁块各一块。实验器材弹簧测力计、烧杯一个、水、细线，还需要体积相同的铜块和铁块。 （2）[2]①用线拴好铜块挂在弹簧测力计下，测出铜块的重 ；将铜块浸没水中，读出弹簧测力计的示数，求出铜块受到的浮力为 ②用细线拴好铁块挂在弹簧测力计下，测出铁块的重 ，将铁块浸没水中，读出弹簧测力计的示数，求出铁块受到的浮力 比较与 的大小：如果相等，则浮力与物体密度无关；若不等，则浮力与物体密度有关。 6．如图，小明要测量一只小蜡块的密度ρ蜡 （已知ρ蜡＜ρ水）。他找来了一只弹簧测力计、一只装有适量水的杯子、一只与蜡块差不多大小的铁块、细丝线若干。请你利用上述器材帮助他设计一个测蜡块密度的实验， 最写出要求写出主要实验步骤，并利用测量量写出蜡块密度ρ蜡的表达式。 【答案】见解析 【解析】实验步骤：用细线将小蜡块系住，挂在弹簧测力计下，测出蜡块的重力G；将小铁块用细线系住，挂在弹簧测力计下，并浸没在水中，读出弹簧测力计的示数F1；将小铁块和小蜡块用细线一起系住后，挂在弹簧测力计下，并浸没在水中，读出弹簧测力计的示数F2。 蜡块浸没在水中时，受到的浮力为 由得，蜡块的体积 由得，蜡块的质量为 蜡块的密度为 7．物理活动课上，老师让同学们测出盐水的密度；老师还供了如下器材：一个弹簧测力计、两个烧杯、一个石块、若干细线、适量的水，适量盐水（器材均满足实验要求，）请你利用上述器材帮助同学们测出盐水的密度要求： （1）写出主要实验步骤及需测量的物理量； （2）写出盐水密度的数学表达式（用已知量和测得量表示）。 【答案】（1）见解析；（2） 【解析】（1）①用弹簧测力计测出石块的重为G0； ②烧杯中放入适量的水，将挂在弹簧测力计下的石块浸没水中，读出测力计的示数为F1； ③烧杯中放入适量的盐水，将挂在弹簧测力计下的石块浸没盐水中，读出测力计的示数为F2。 （2）石块在水中受到的浮力 F浮水=G0-F1=ρ水gV① 石块在盐水中受到的浮力 F浮盐水=G0-F2=ρ盐水gV② 由①②得到 8．在一次物理课外小组活动中，老师让同学们测酒精的密度。除了酒精，老师还提供的器材有：两个烧杯，一个正方体木块（内部嵌有铁钉，其平均密度小于酒精和水的密度，表面经处理后不吸水），烧杯，刻度尺，足量的水。请你利用上述器材，帮助他们设计一个实验方案，测出酒精的密度。要求： （1）写出主要实验步骤及要测量的物理量。 （2）写出酒精密度的数学表达式。（用已知量和测得量表示） 【答案】（1）见解析；（2） 【解析】（1）测量步骤： ①用刻度尺测出自制正方体的边长。 ②将木块轻轻放入水中，使其漂浮在水面上，用刻度尺测出木块浸入水后露出的长度。 ③将木块轻轻放入待测酒精中漂浮，用刻度尺测出浸入酒精后露出的长度。 （2）设木块的横截面积为S，木块在水和酒精中都处于漂浮状态，则 解得 9．如图所示的甲、乙是自制的简易密度计，它们是在木棒（不吸水）的一端缠绕一些铜丝做成的，将其放入成有液体的些杯中，会竖直立在液体中。小明同学想利用自制的简易密度计测量家中酱油的密度，于是他找到了大玻璃杯、刻度尺、足量的水和待测酱油（已知水的密将为水），请你利用上述器材帮他设计一个实验方案，测出酱油的密度。要求， （1）为了比较准确的测出酱油的密度应选自制的简易密度计进行实验； （2）写出主要实验步骤及所需测量的物理量； （3）写出酱油密度的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 【答案】（1）（2）见解析；（3） 【解析】（1）（2）实验步骤：①利用刻度尺测出简易密度计的长度L；②将简易密度计放入水中，当简易密度计漂浮在水中时，用刻度尺测出简易密度计露出水面的长度；③将简易密度计放入酱油中，当简易密度计漂浮在酱油中时，用刻度尺测出简易密度计露出水面的长度。 （3）简易密度计在水中和酱油中都是漂浮的，浮力等于重力，重力不变，所以两次浮力相等，假设简易密度计的横截面积为S，则 即 则酱油的密度 10．物理兴趣活动课上，老师拿来一盒新型橡皮泥，让同学们测出它的密度。除了橡皮泥，老师还提供如下器材：一个烧杯、一把刻度尺、足量的水（已知水的密度为ρ0）。请你利用上述器材帮助同学们设计一个实验方案，测出橡皮泥的密度。要求：（实验器材满足实验需求，已知ρ泥>ρ0） （1）写出主要实验步骤及需要测量的物理量； （2）写出橡皮泥密度的数学表达式。（用已知量和测得量表示） 【答案】(1)见解析；(2) 【解析】(1)测量密度的原理是，测出橡皮泥的密度需要知道橡皮泥的质量和体积，故实验步骤为： ①烧杯中放入适量的水，用刻度尺测出水的高度为h1； ②把橡皮泥捏成碗状，使其漂浮在烧杯的水中，用刻度尺测出烧杯中水的高度为h2； ③将捏成碗状的橡皮泥压入水中，使其完全浸没，用刻度尺测出水的高度为h3。 (2)橡皮泥的质量为 橡皮泥的体积为 橡皮泥的密度为 11．现有一个电源（电压保持不变），开关和导线若干，一块电压表，一个待测电阻Rx，一个已知阻值的定值电阻R0，请你利用上述器材设计实验，测出未知电阻Rx的阻值。要求： （1）画出实验电路图； （2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出待测电阻Rx的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 【答案】（1）； （2）①按照电路图连接电路，把电压表接在R0两端，闭合开关，电压表的示数为U0；②断开开关，再把电压表接在Rx两端，闭合开关，电压表的示数为Ux； （3） 【解析】（1）要测量未知电阻Rx的阻值，需要知道其通过的电流和两端的电压，可将其与已知阻值的定值电阻R0串联，将电压表并联在定值电阻R0两端，通过欧姆定律表达式以及串联电路电流规律得到未知电阻Rx通过的电流，在将电压表拆下来，并联在未知电阻Rx两端，得到其两端电压。电路图如图所示 （2）实验步骤： ①按照电路图连接电路，把电压表接在R0两端，闭合开关，电压表的示数为U0； ②断开开关，再把电压表接在Rx两端，闭合开关，电压表的示数为Ux； （3）根据串联电路电流特点结合欧姆定律可知，电路中的电流 则待测电阻表达式 12．物理课上，老师让同学们测出一个未知电阻Rx的阻值（阻值约为10Ω），可供选用的器材如下：一个电源（电压约为8V）；一块电流表（量程0~0.6A，分度值0.02A）；一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器Rp，开关及导线若干。请你利用上述器材设计一个实验方案，测出未知电阻Rx的阻值。要求： （1）在虚线框内画出你所设计的实验电路图； （2）根据你所设计的电路，写出主要实验步骤和需测量的物理量； （3）写出待测电阻Rx的数学表达式。（用已知量和测量量表示） 【答案】（1）答案见解析如图所示；（2）①按电路图连接电路，将滑动变阻器调到最大阻值处，只闭合开关S1，记下电流表示数为I1；②再闭合S2，记下电流表示数为I2；（3） 【解析】（1）根据前面分析可知，滑动变阻器和待测电阻串联，电流表串联在电路中，开关S2与待测电阻Rx并联，S1控制整个电路，如下图所示： （2）主要实验步骤：①按电路图连接电路，将滑动变阻器调到最大阻值处，只闭合开关S1，记下电流表示数为I1； ②再闭合S2，记下电流表示数为I2； （3）在步骤①中，两电阻串联，由串联电路的规律和欧姆定律可得电源电压 在步骤②中，为滑动变阻器阻值最大的简单电路，由欧姆定律可得电源电压 故有 则待测电阻的数学表达式 13．现有一个最大阻值未知的滑动变阻器（约 10Ω），想精确测量该滑动变阻器的最大阻值 Rx，可供选择的器材有：电压约为 12V 的电源（电源电压不变），阻值为 5Ω的定值电阻 R0，一个量程为 0~0.6A 的电流表，一个量程为 0~15V 的电压表，开关和导线若干。 请你合理选择器材设计实验方案。（注：电路不可重组）要求： （1）画出实验电路图 （2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出 Rx的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析 【解析】（1）由欧姆定律可知，若滑动变阻器与定值电阻串联接在电源上，电路中的最小电流为 故电路中不能使用电流表。 根据已知的器材可以使滑动变阻器与定值电阻串联，电压表并在滑动变阻器Rx两端，一个开关S0并在定值电阻R0两端，通过开关S0的通断来改变电路结构，实现测量该滑动变阻器的最大阻值 Rx的目的。实验电路图如图所示： （2）实验步骤： ①按电路图连接实物图； ②闭合开关S，断开开关S0，读出电压表的示数为U1； ③再闭合开关S0，读出电压表的示数U2； （3）当开关S闭合， S0断开时， R0和Rx串联，此时电压表测量Rx两端的电压； 当再闭合开关S0时，电阻R0被短路，此时只有Rx接入电路，电压表的示数即为电源电压；根据串联电路电压的特点可得，R0两端的电压为 U0=U2-U1 因串联电路中电流处处相等，则有 解得 14．物理兴趣活动课上，老师让同学们测一个阻值约为800Ω的电阻Rx；实验室提供的器材有：电源U额（电压恒为3V）、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、电压表（量程为0～3V、0～15V）、电阻箱R0（0～9999Ω 5A）各一个，开关、导线若干。小明同学使用伏安法测电阻时，发现电流表指针几乎不动，小明经过思考发现由于待测电阻较大，电路中的电流很小，使用此电流表无法测出通过电阻的电流大小。请你合理选用上述器材设计一个实验，帮助小明较精确测出未知电阻Rx的阻值。要求： （1）在虚线框内画出你所设计的实验电路图； （2）写出主要实验步骤及所需测量的物理量； （3）写出电阻Rx的数学表达式。（用已知量和测量量表示） 小资料 电阻箱简介 实物图：　　 　　　　符号： 使用方法：使用时，把两个接线柱接入电路，调节四个旋盘就能得到0~9999Ω之间的任意整数阻值。各旋盘对应的小三角指示点的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就是电阻箱接入电路中的阻值。 【答案】（1）；（2）见解析；（3） 【解析】（1）根据题意可知，待测量的电阻阻值比较大，电流比较小，那么需要用电压表间接测量电阻的阻值，实验器材还有电阻箱，当电阻箱和电压表并联时，根据可以求出通过电阻箱的电流，若电阻箱与待测电阻串联，则待测电阻的电流也清楚了，根据串联电压规律，待测电阻的电压也可以求出，就可以测量出待测阻值了，将待测电阻与电阻箱串联，电压表并联在电阻箱两端即可，电路图如下图所示 （2）实验步骤：按电路图连接实物图，闭合开关，调节电阻箱R2的示数，使电压表的数值适当，记下电压表示数为U0，电阻箱的数值为R0，就可以求出电路中的电流为 （3）待测电阻的电压为 待测量电阻的阻值为 15．在学习了“伏安法”测电阻之后，老师请同学们思考，如果缺少电压表或电流表时，能不能通过其他元件配合使用测量出待测电阻Rx的阻值。于是提供了以下器材：一个阻值适当且最大阻值为R0的滑动变阻器、一个电压不变，但电压值未知的电源（电源电压值未超过电压表最大量程）、一只电压表、一个开关、导线若干。利用这些器材测量出待测电阻Rx的阻值。（不可重组电路） （1）画出实验电路图；( ) （2）写出实验步骤；( ) （3）利用测得数据写出待测电阻Rx的数学表达式。（用已知量和测量量表示）Rx= 【答案】 见解析 【解析】（1）[1]可以用电压表测定值电阻的电压，缺少电流表，应用串联电路，滑动变阻器改变电路中的电阻电流，图如下： （2）[2]实验步骤如下： ①按照电路图连接电路，将滑片移至最大阻值处b端； ②闭合开关S，记下电压表的示数为U1 ； ③移动滑片至a端，记下电压表的示数为U2。 （3）按照电路图连接电路，移动滑片至a端，记下电压表的示数为U2，此时U2为等于电源电压，将滑片移至最大阻值处b端，闭合开关S，记下电压表的示数为U1 ，此时滑动变阻器的电压为 UP=U2-U1 电路中的电流为 待测电阻为 16．王红在实验室发现一个使用过的电阻，由于没有说明，无法确定该电阻的规格，于是他想测量一未知电阻Rx（阻值约为50Ω）的阻值。实验室所提供的器材有：一个电源（电压约为10 V），一个滑动变阻器R0（50Ω，2 A），一块电压表（量程为0~3 V，分度值为0.1 V），一块电流表（量程为0~0.6 A，分度值为0.02 A），开关、导线若干。请你合理选用器材设计一个实验，测出未知电阻Rx的阻值。要求： （1）在虚线框内画出实验电路图（电路不可重组）； （2）根据你所设计的电路，写出主要实验步骤； （3）写出Rx的数学表达式（用已知量和测得量表示）。 【答案】（1）；（2）见解析；（3） 【解析】（1）开关闭合前，把滑动变阻器移到阻值最大端，则滑动变阻器接入电路的阻值最大，最大阻值为50Ω，由串联分压原理可知，因为未知电阻Rx与滑动变阻器的最大阻值都为50Ω，所以两者的电压相等，即 由串联电路电压规律可知，两端的电压为 由于电压表量程为0~3 V，所以不能用电压表测量，应使用电流表来进行测量，电路图如图所示： （2）①按照电路图连好电路，将滑动变阻器滑片调到最大阻值处。闭合开关S1、S2，记下电流表的示数为I1； ②保持滑动变阻器滑片位置不动，断开开关S2，记下电流表的示数为I2。 （3）按照电路图连好电路，将滑动变阻器滑片调到最大阻值处，闭合开关S1、S2，记下电流表的示数为I1，此时电路为R0的简单电路，Rx被短路，则电源电压为 U= I1R0 ------① 保持滑动变阻器滑片位置不动，断开开关S2，记下电流表的示数为I2，此时R0与Rx串联，则电源电压 U= I2（R0+Rx）-------② 由①②可得 17．小明同学要测量一个电阻Rx（约为100Ω）的阻值，现有一节旧干电池，一个定值电阻R0=150Ω，两个开关S1、S2，导线若干。另外，可供选用的器材如下： 一块电流表A（量程0~0.6A，分度值0.02A） 一块电压表V（量程0~3V，分度值0.1V） 请你帮小明选择合理器材，精确地测出电阻Rx的阻值； （1）画出实验电路图（元件不可拆接） ； （2）写出测量中的主要实验步骤及所需测量的量 ； （3）写出电阻Rx阻值的数学表达式（用已知量和测量量表示） 。 【答案】 见解析 【解析】（1）[1]分析题意可知，应将定值电阻和待测电阻串联，电压表选用小量程与定值电阻并联，一个开关与待测电阻并联，另一个开关控制整个电路。电路图如图所示： （2）[2]主要实验步骤及所需测量的量： 第一步，按电路图连接电路；第二步，两开关都闭合，记下电压表的示数U；第三步，断开S2，记下电压表的示数U1。 （3）[3]在第二步中，该电路为只有定值电阻的简单电路。电压表示数即为电源电压。在第三步中，该电路为两电阻串联。由串联电路的规律可知 可求得Rx阻值为 18．某工厂装配车间有一个阻值恒定的电阻元件，其上标有“1V 6W”字样，其中额定电压值不清，估计在10~19V之间，若要正确使用这个元件，需找出它的额定电压值，现在实验室中有以下实验器材：一个蓄电池（电压恒定约为6V），电流表A1（量程0~3A），电流表A2（量程0~0.6A），一个定值电阻R0（30Ω ），三个开关，导线若干。请你选择合适的器材，较精确地测量此元件的额定电压值。要求： （1）画出实验电路图； （2）写出实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出此元件额定电压的数学表达式（用已知量和测量量的字母表示）。 【答案】（1）；（2）见解析；（3） 【解析】（1）电阻元件的额定功率为6W，假设额定电压最小为10V，额定电流最大为 所以电流表的量程选0~0.6A；将电阻元件与R0并联，各由一个开关控制，一个开关在干路上，电流表测量干路电流，如图所示： （2）实验步骤：根据电路图连接电路；闭合S、S1，断开S2，记下电流表示数I1；闭合S、S2，断开S1，记下电流表示数I2。 （3）闭合S、S1，断开S2，电路只有R1，通过R1的电流为I1，闭合S、S2，断开S1，电路只有R0，因接在同一电源上，电阻两端的电压相同，则电源电压 I1R1=I2R0=U R1的阻值为 由可得额定电压 7 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 猜压06 设计实验 考情分析 常考内容 押题对策 从近年天津中考来看，设计实验以力学和电学实验为主，是基本知识、基本能力的提升，考查综合应用知识的能力，文字量较大，难度偏难 力学和电学的测量。力学主要是设计实验步骤、写出表达式；电学主要是设计电路、设计实验步骤、写出表达式。 要努力掌握中考物理基本知识体系,培养实验操作技能和常识思维等综合能力。应注意实验操作细节,合理运用所学物理理论知识,达到实验目标，提高提到的实验手段、实际应用、数学运算等各方面，及时进行巩固。 1．（2024天津中考）喜欢篆刻的津津同学购买了一块练习用的印章石料，他想知道这块石料的密度，于是从家中找到如图所示的器材和足够长的细线、足量的水（水的密度为）。请你从中选用合适的器材，帮他设计一个测量该石料密度的实验方案。要求： （1）写出主要的实验步骤及所需测量的物理量； （2）写出石料密度的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 2．（2022天津中考）小芳发现家中的一串珍珠项链能沉在水底，乐于探索的她想测量这串项链的密度。受到“曹冲称象”故事的启发，她利用如图所示的器材和足量的水（含取水工具，水的密度为ρ0）进行实验，实验步骤如下： ①在量筒中装入适量的水，记下体积V1； ②将项链浸没在量筒的水中，记下体积V2； 请你帮小芳完成实验。要求： （1）写出步骤②之后的实验步骤和需要测量的物理量 ； （2）写出珍珠项链密度的数学表达式（用已知量和测量量表示） 。 3．（2020天津中考）“停课不停学”期间，小明在“云课堂”中学习了密度计的相关知识后，想用家中可用器材（如图所示），测出一枚新鲜鸡蛋的密度｡已知水的密度为，请你帮他设计一个测量鸡蛋密度的实验方案｡要求： (1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量： ； (2)写出鸡蛋密度的数学表达式 （用已知量和测量量表示）｡ 4．（2023天津中考）小明要测出一个电压约为30V的电源电压（电压保持不变），手边可供选用的器材如下：待测电源；一块电压表（量程0~15V）；一块电流表（量程0~0.6A）；两个阻值已知的电阻，分别为R1（20Ω）和R2（40Ω）；一个开关及若干导线。请你合理选择器材，设计实验测出该电源的电压。要求： （1）画出实验电路图； （2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出电源电压的表达式（用已知量和测量量表示）。 5．（2021天津中考）现准备自制一个最大阻值为Rm的滑动变阻器，要购买涂有绝缘层的电阻丝，需提前借助实验得知所用电阻丝的长度。可供选择的器材有：一段长为l0的电阻丝样品（阻值在2～3Ω之间，两端留有接线头），电压约为12V的电源（电源电压不变），阻值为5Ω的定值电阻R0，一个量程为00.6A的电流表，一个量程为015V的电压表，开关和导线若干。请你合理选择器材设计实验方案，确定出制作变阻器的电阻丝长度L。要求： （1）画出实验电路图（电阻丝用“”表示）； （2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出电阻丝长度L的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 6．（2019天津中考）现有一个电压约为36V的电源（电压保持不变），一个量程为0~1A的电流表，三个阻值已知的电阻（20）、（30）、（10k），开关和导线若干．请合理选择器材设计实验，比较精确地测出约为10的未知电阻的阻值．要求： （1）画出实验电路图； （2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出待测电阻的数学表达式 （用已知量和测量量表示）． 1．小红想测量橙汁的密度，她在实验室里找到了一架天平，但没有砝码，除此之外还找到如下器材：两个质量相同的烧杯、量筒、一瓶橙汁、滴管和足量的水（已知水的密度为ρ水）。请利用上述器材帮她设计一个实验方案，测量橙汁的密度。要求： （1）写出主要实验步骤及所需测量的物理量； （2）写出橙汁密度的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 2．小明想测量一只玉手镯的密度，实验室提供以下器材：除了一只玉手镯，还有一台电子秤、一只量筒及一只烧杯（如图所示），足量轻细线和水.小明查阅了电子秤的说明书，了解了其中一项“清零”功能，例如，在电子秤上放砝码，电子秤显示为，按清零键后，显示变为零，随后再放上砝码，电子秤显示为。 请你从以上所给器材中选用合适的器材，按照要求完成测量玉手镯密度的实验：写出测量玉手镯密度的实验步骤（必须利用电子秤的“清零”功能），并推导出玉手镯密度的表达式。（已知水的密度为） (1)实验步骤： ； (2)推导出玉手镯密度的表达式为： 。 3．小崔同学在实验室发现了一块正方体实心金属块（估测其重量约为10N左右），为了鉴别金属的种类小崔决定测量金属块的密度。她又找到了如下器材：长度为50cm左右的粗细和质地都均匀的细木棒（估测其重量约为4N左右）；量程为0~5N的弹簧测力计；量程合适的刻度尺；细线若干。请你利用现有器材帮她设计测量这块金属块密度的方案。（要求：①写出主要实验步骤和需测量的物理量；②写出金属块密度的数学表达式（用测量量表示）） 4．物理兴趣小组活动课上，老师让同学们测某品牌葡萄酒的密度。除了葡萄酒，老师还提供的器材有：带有砝码的天平、足量的水（已知水的密度为ρ0）两个完全相同的烧杯。请你利用上述器材，帮助同学们设计一个实验方案，测出葡萄酒的密度。要求： (1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量； (2)写出葡萄酒密度的数学表达式。（用已知量和测量量表示） 5．实验桌上有如下器材：弹簧测力计、量筒、烧杯各一个；水、盐水、细线适量；一大块橡皮泥；体积相同的铜块和铁块各一块；体积不同的铁块各一块，要求从实验桌上选择适当器材，设计一个方案，探究“浮力的大小与物体密度是否有关”。 （1）从给定的器材中选择弹簧测力计、烧杯一个、水、细线，除此之外，你还需要实验器材有 ； （2）实验步骤 。 6．如图，小明要测量一只小蜡块的密度ρ蜡 （已知ρ蜡＜ρ水）。他找来了一只弹簧测力计、一只装有适量水的杯子、一只与蜡块差不多大小的铁块、细丝线若干。请你利用上述器材帮助他设计一个测蜡块密度的实验， 最写出要求写出主要实验步骤，并利用测量量写出蜡块密度ρ蜡的表达式。 7．物理活动课上，老师让同学们测出盐水的密度；老师还供了如下器材：一个弹簧测力计、两个烧杯、一个石块、若干细线、适量的水，适量盐水（器材均满足实验要求，）请你利用上述器材帮助同学们测出盐水的密度要求： （1）写出主要实验步骤及需测量的物理量； （2）写出盐水密度的数学表达式（用已知量和测得量表示）。 8．在一次物理课外小组活动中，老师让同学们测酒精的密度。除了酒精，老师还提供的器材有：两个烧杯，一个正方体木块（内部嵌有铁钉，其平均密度小于酒精和水的密度，表面经处理后不吸水），烧杯，刻度尺，足量的水。请你利用上述器材，帮助他们设计一个实验方案，测出酒精的密度。要求： （1）写出主要实验步骤及要测量的物理量。 （2）写出酒精密度的数学表达式。（用已知量和测得量表示） 9．如图所示的甲、乙是自制的简易密度计，它们是在木棒（不吸水）的一端缠绕一些铜丝做成的，将其放入成有液体的些杯中，会竖直立在液体中。小明同学想利用自制的简易密度计测量家中酱油的密度，于是他找到了大玻璃杯、刻度尺、足量的水和待测酱油（已知水的密将为水），请你利用上述器材帮他设计一个实验方案，测出酱油的密度。要求， （1）为了比较准确的测出酱油的密度应选自制的简易密度计进行实验； （2）写出主要实验步骤及所需测量的物理量； （3）写出酱油密度的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 10．物理兴趣活动课上，老师拿来一盒新型橡皮泥，让同学们测出它的密度。除了橡皮泥，老师还提供如下器材：一个烧杯、一把刻度尺、足量的水（已知水的密度为ρ0）。请你利用上述器材帮助同学们设计一个实验方案，测出橡皮泥的密度。要求：（实验器材满足实验需求，已知ρ泥>ρ0） （1）写出主要实验步骤及需要测量的物理量； （2）写出橡皮泥密度的数学表达式。（用已知量和测得量表示） 11．现有一个电源（电压保持不变），开关和导线若干，一块电压表，一个待测电阻Rx，一个已知阻值的定值电阻R0，请你利用上述器材设计实验，测出未知电阻Rx的阻值。要求： （1）画出实验电路图； （2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出待测电阻Rx的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 12．物理课上，老师让同学们测出一个未知电阻Rx的阻值（阻值约为10Ω），可供选用的器材如下：一个电源（电压约为8V）；一块电流表（量程0~0.6A，分度值0.02A）；一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器Rp，开关及导线若干。请你利用上述器材设计一个实验方案，测出未知电阻Rx的阻值。要求： （1）在虚线框内画出你所设计的实验电路图； （2）根据你所设计的电路，写出主要实验步骤和需测量的物理量； （3）写出待测电阻Rx的数学表达式。（用已知量和测量量表示） 13．现有一个最大阻值未知的滑动变阻器（约 10Ω），想精确测量该滑动变阻器的最大阻值 Rx，可供选择的器材有：电压约为 12V 的电源（电源电压不变），阻值为 5Ω的定值电阻 R0，一个量程为 0~0.6A 的电流表，一个量程为 0~15V 的电压表，开关和导线若干。 请你合理选择器材设计实验方案。（注：电路不可重组）要求： （1）画出实验电路图 （2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出 Rx的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 14．物理兴趣活动课上，老师让同学们测一个阻值约为800Ω的电阻Rx；实验室提供的器材有：电源U额（电压恒为3V）、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、电压表（量程为0～3V、0～15V）、电阻箱R0（0～9999Ω 5A）各一个，开关、导线若干。小明同学使用伏安法测电阻时，发现电流表指针几乎不动，小明经过思考发现由于待测电阻较大，电路中的电流很小，使用此电流表无法测出通过电阻的电流大小。请你合理选用上述器材设计一个实验，帮助小明较精确测出未知电阻Rx的阻值。要求： （1）在虚线框内画出你所设计的实验电路图； （2）写出主要实验步骤及所需测量的物理量； （3）写出电阻Rx的数学表达式。（用已知量和测量量表示） 小资料 电阻箱简介 实物图：　　 　　　　符号： 使用方法：使用时，把两个接线柱接入电路，调节四个旋盘就能得到0~9999Ω之间的任意整数阻值。各旋盘对应的小三角指示点的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就是电阻箱接入电路中的阻值。 15．在学习了“伏安法”测电阻之后，老师请同学们思考，如果缺少电压表或电流表时，能不能通过其他元件配合使用测量出待测电阻Rx的阻值。于是提供了以下器材：一个阻值适当且最大阻值为R0的滑动变阻器、一个电压不变，但电压值未知的电源（电源电压值未超过电压表最大量程）、一只电压表、一个开关、导线若干。利用这些器材测量出待测电阻Rx的阻值。（不可重组电路） （1）画出实验电路图；( ) （2）写出实验步骤；( ) （3）利用测得数据写出待测电阻Rx的数学表达式。（用已知量和测量量表示）Rx= 16．王红在实验室发现一个使用过的电阻，由于没有说明，无法确定该电阻的规格，于是他想测量一未知电阻Rx（阻值约为50Ω）的阻值。实验室所提供的器材有：一个电源（电压约为10 V），一个滑动变阻器R0（50Ω，2 A），一块电压表（量程为0~3 V，分度值为0.1 V），一块电流表（量程为0~0.6 A，分度值为0.02 A），开关、导线若干。请你合理选用器材设计一个实验，测出未知电阻Rx的阻值。要求： （1）在虚线框内画出实验电路图（电路不可重组）； （2）根据你所设计的电路，写出主要实验步骤； （3）写出Rx的数学表达式（用已知量和测得量表示）。 17．小明同学要测量一个电阻Rx（约为100Ω）的阻值，现有一节旧干电池，一个定值电阻R0=150Ω，两个开关S1、S2，导线若干。另外，可供选用的器材如下： 一块电流表A（量程0~0.6A，分度值0.02A） 一块电压表V（量程0~3V，分度值0.1V） 请你帮小明选择合理器材，精确地测出电阻Rx的阻值； （1）画出实验电路图（元件不可拆接） ； （2）写出测量中的主要实验步骤及所需测量的量 ； （3）写出电阻Rx阻值的数学表达式（用已知量和测量量表示） 。 18．某工厂装配车间有一个阻值恒定的电阻元件，其上标有“1V 6W”字样，其中额定电压值不清，估计在10~19V之间，若要正确使用这个元件，需找出它的额定电压值，现在实验室中有以下实验器材：一个蓄电池（电压恒定约为6V），电流表A1（量程0~3A），电流表A2（量程0~0.6A），一个定值电阻R0（30Ω ），三个开关，导线若干。请你选择合适的器材，较精确地测量此元件的额定电压值。要求： （1）画出实验电路图； （2）写出实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出此元件额定电压的数学表达式（用已知量和测量量的字母表示）。 7 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$