—PAGE\*MERGEFORMAT26—2022河南物理中考总复习--题型五 实验探究题题型专练1.(2021贵州贵阳,24,10分)在探究“光的反射规律”的实验中,为了确定反射光线和入射光线的位置关系,实验器材有:可旋转的光屏(如图甲所示,光屏的A、B两部分均可绕轴ON旋转)、平面镜和激光电筒。如图乙所示,将光屏立放在水平放置的镜面上,让激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点。(1)实验中,光屏A是用来呈现 光线的,为了观察到完整的光路,光屏B需旋转到图乙中的位置 (填序号); (2)旋转光屏A到位置1时,也同时需要旋转光屏B到位置3才能观察到完整光路,通过以上操作过程可知,要观察完整的光路,光屏A、B两部分旋转后要处于 ; (3)
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多次实验光路,进一步研究发现反射光线和入射光线关于转轴ON对称,这条过入射点并 于镜面的直线ON叫作 ,根据这条线便可以确定反射光线和入射光线的位置关系。 答案 (1)入射 2 (2)同一平面 (3)垂直 法线解析 (1)激光电筒发出的光沿光屏A入射到O点,因此光屏A是用来呈现入射光线的。根据光的反射定律,反射光线与入射光线在同一平面内,所以光屏B需旋转到图乙中的位置2,使两个光屏在同一平面内,才可以观察到完整的光路。(2)将光屏A旋转到位置1的同时,要将光屏B旋转到位置3,这是为了使两个光屏在同一平面内,说明要观察完整的光路,光屏A、B旋转后要处于同一平面。(3)根据光的反射定律,反射光线与入射光线分居在法线两侧,反射角等于入射角,即反射光线与入射光线关于法线对称。研究发现反射光线和入射光线关于转轴ON对称,因此直线ON为法线,法线与镜面垂直。2.(2021云南,20,7分)如图1所示,用两根完全相同的蜡烛和一块厚玻璃板探究“平面镜成像的特点”。图1(1)用透明玻璃板代替平面镜的目的是可以确定像的 。实验中有同学从蜡烛一侧透过玻璃板看到像有“重影”,其原因可能是玻璃板的前后表面都发生了光的 射。改善“重影”问题的办法是 。解决问题后,移动点燃的蜡烛,多次测量并
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得出结论。 (2)小明发现上述实验中难于准确测量像和物到玻璃板的距离,且未用大小不同的物体进行多次实验,就得出了像与物大小的关系,于是他换用一些完全相同的木块进行实验。①如图2所示,将一组木块置于玻璃板前,改变该组木块的位置,进行三次实验,用笔在白纸上标记出每次像和物的位置,如图3所示。根据对应顶点就能准确测出相应的距离,再将白纸沿 (选填“EF”或“GH”)对折,若像和物的对应顶点都 ,则证明平面镜所成的像和物具有对称性。 图2 图3②如图4所示,用叠加的方法改变物的大小进行实验,记录数据如下表,分析可知平面镜所成的像与物的大小 。 图4木块的位置保持不变物的大小(玻璃板前木块的个数/个)123像的大小(玻璃板后木块的个数/个)123(3)某小组在较暗的环境中实验时,发现木块的像较暗、不易辨识,联系日常照镜子的经验,解决方法是 (选填“照亮木块的像”或“照亮木块”)。 答案 (1)位置 反 用薄玻璃板(每空1分,共3分)(2)①GH 重合(每空1分,共2分) ②相等(1分)(3)照亮木块(1分)解析 (1)透明玻璃板可以透光也可以反射光线,所以用透明玻璃板可以确定像的位置。光经过玻璃的前后两个表面都会发生反射,所以会成两个像。采用薄玻璃板可以减小两个像间的距离,改善重影。(2)①本实验探究的是“平面镜成像的特点”,故应沿平面镜与白纸的交线为轴对折,即沿GH对折。对应点能重合说明像与物具有对称性。②从
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中可以看出像与物大小相等。(3)实验中用的是不发光的木块,应当照亮木块进行实验。3.(2019山东威海,23,6分)图1是“探究凸透镜成像的规律”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)605035302019181716151412像距v(cm)1212.514152021.122.524.326.7303560(1)根据表中数据可知凸透镜的焦距f= cm。 (2)当u=25cm时,像距v应该在 (选填“15~16”“16~17”“17~18”“18~19”或“19~20”)cm范围内;当u=60cm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”);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”)。 (3)LED光源的高度h=10cm,小明经过认真测量,得到像高h'与物距u的数据,如图2所示,请在图中画出h'与u的关系图像。答案 (1)10 (2)16~17 缩小 照相机 不完整 (3)如图所示解析 (1)由表格数据u=v=2f=20cm可得,所用凸透镜的焦距为f=10cm。(2)设物距u1=25cm时,像距为v1像距v2=25cm,物距为u2,分析表中数据,此时16cm
2f,成倒立缩小的实像,此种成像原理可以制成照相机;光屏上的像由实际光线会聚而成,被遮光板遮住的LED光源部分,没有光线发出,故不能在光屏上成像,即像不完整。(3)根据表中数据描点连线。4.(2021江苏苏州,27,5分)用蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上进行“探究凸透镜成像规律”的实验。(1)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座标尺上位置如图时,在光屏上能成 、缩小的实像,生活中的 (照相机/放大镜/幻灯机)就是利用这个原理制成的; (2)这个凸透镜的焦距可能是 ; A.8cmB.12cmC.16cmD.20cm(3)若仅将图中凸透镜移动到刻度值为 cm处,光屏上可再次呈现一个清晰的像; (4)若仅将图中光屏向右移动一小段距离,在凸透镜和烛焰之间放置一个合适的 (近视/远视)眼镜,可使光屏上再次得到烛焰清晰的像。 答案 (1)倒立 照相机 (2)B (3)40 (4)近视解析 (1)由题图可知u>v,且在光屏上成实像,则只可能成倒立、缩小的实像,生活中的照相机就是利用这个原理制成的。(2)由题可知:u=30cm,v=20cm,u>2f,f
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。实验步骤实验条件弹簧测力计示数F/N压力情况接触面情况1木块木板2木块上放1个钩码3木块上放2个钩码4木块棉布5木块上放1个钩码6木块上放2个钩码7木块毛巾8木块上放1个钩码9木块上放2个钩码(1)通过表中2、5、8三次实验,可以探究滑动摩擦力大小与 的关系。 (2)用弹簧测力计水平拉木块在接触面上匀速滑动时,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,依据是 。 (3)实验过程中,当弹簧测力计的示数为0.6N时,木块未被拉动,此时木块所受的摩擦力 (选填“大于”“等于”或“小于”)0.6N。 答案 (1)接触面的粗糙程度 (2)二力平衡 (3)等于解析 (1)①通过表中2、5、8三次实验,物体间的压力相同而接触面的粗糙程度不同,可以探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;(2)用弹簧测力计水平拉着木块匀速滑动,木块处于平衡状态,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力是一对平衡力,由二力平衡条件可知,滑动摩擦力和拉力大小相等;(3)用弹簧测力计沿水平方向拉木块,当弹簧测力计示数是0.6N时,木块静止,处于平衡状态,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,大小等于0.6N。解题关键 应用控制变量法,分析表中实验数据,根据实验控制的变量与实验现象分析答题;水平匀速拉动木块,使木块做匀速直线运动,木块处于平衡状态;静止的物体或做匀速直线运动的物体处于平衡状态,受到的力为平衡力,根据平衡力的条件求出摩擦力大小。15.(2021陕西,16,3分)小明做了鉴别水和盐水的实验(ρ水<ρ盐水)。如图-1,用相同烧杯盛装体积相同的水和盐水,分别放在已调平的天平两托盘上,右侧烧杯中盛装的是 。如图-2,将同一压强计的金属盒分别放入水和盐水中同一深度处,右侧容器中盛装的是 。如图-3,用同一测力计挂着相同的铝球分别放入水和盐水中,盛装水的容器对应的测力计示数较 (选填“大”或“小”)。 图-1图-2图-3答案 水 盐水 大解析 水的密度比盐水的密度小,相同烧杯盛装体积相同的水和盐水,水的质量比盐水小。从图-1中可以看出,左盘向下倾斜,右盘向上倾斜,右盘上的液体质量比较小,因此右侧烧杯中盛装的是水。由p=ρgh得,当深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。从图-2中可以看出,测量右侧容器内液体压强的U形压强计两边液面高度差较大,说明右侧容器内液体密度比较大,即右侧容器中盛装的是盐水。从图-3可以看出,铝球分别浸没在水和盐水中,铝球排开的水和盐水的体积一样大,由F浮=ρV排g得排开液体的体积相同时,液体密度越大,铝球受到的浮力越大,盐水的密度比水的密度大,所以铝球在盐水中所受的浮力较大,由二次称重法得,铝球在水中时的弹簧测力计的示数比较大。16.(2021湖北宜昌,38,4分)端午节家庭聚会后,小鹏的父亲将喝剩的白酒交给他,要他利用所学的物理知识测出白酒的密度。家中没有量筒,只找到了一个弹簧测力计和一个废旧的铁块,于是他在两只玻璃杯中分别装入水和白酒,进行了如下操作:①将铁块悬挂在弹簧测力计下方,读出测力计的示数F1,如图甲所示;②把铁块浸没在水中,读出测力计示数F2;③把铁块浸在白酒中,读出测力计示数F3。请你回答下列问题:(1)弹簧测力计示数F1= N; (2)图中他有操作错误的是图 (选填“甲”“乙”“丙”),请指出错误之处 ; (3)更正错误操作后,测力计的示数变成F4,请你帮小鹏推导出白酒密度的表达式ρ酒= 。(用字母符号表示,水的密度为ρ水) 答案 (1)3.8 (2)丙 没有将铁块浸没在白酒中 (3)ρ水(F1-F4)F1-F2解析 (1)弹簧测力计的分度值为0.2N,读数为3.8N。(2)只有在V排酒和V排水相等时,才能将白酒密度求出。(3)由甲、乙得F浮水=F1-F2=ρ水V排水g①由甲和更正后的操作得F浮酒=F1-F4=ρ酒V排酒g②①②得F1-F2F1-F4=ρ水V排水gρ酒V排酒g,故ρ酒=ρ水(F1-F4)F1-F217.(2021天津,23,6分)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:(1)实验前,若使如图所示的杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。 (2)实验时,在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,三次实验获得的数据如表所示。分析可得杠杆的平衡条件是 。 次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm11.015.01.510.021.020.02.010.032.015.03.010.0(3)为了进一步验证实验结论,又做了如图所示的实验,在杠杆水平平衡时:①已知每个钩码的质量均为50g,则此次实验中阻力F2大小为 N,阻力臂l2为 cm;(g取10N/kg) ②请你在图中画出动力F1的力臂。答案 (1)右(2)F1l1=F2l2(动力×动力臂=阻力×阻力臂)(3)①1.0(或1) 10.0(或10) ②力臂如图所示解析 (1)研究杠杆平衡条件时,由于使用钩码对杠杆的拉力作为动力和阻力,动力和阻力都是竖直向下的,将杠杆调整到水平位置平衡,便于直接从杠杆上读出力臂。杠杆左低右高,说明左边重右边轻,应将平衡螺母向右调节直至杠杆在水平位置平衡。(2)根据多次实验结果,得出结论:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1l1=F2l2。(3)①F2=mg=2×0.05kg×10N/kg=1N,从图上可以看出l2=10.0cm;②过支点作动力F1作用线的垂线段,垂线段长度为力臂l1。18.(2020郑州外国语入学测,19,8分)某同学利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系,实验中电源电压保持不变,选用的5个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω,滑动变阻器的规格为“30Ω,1.5A”。甲乙丙(1)如果连完电路,闭合开关后,发现仅有一只电表有示数,则造成这一现象的原因可能是 与 (选填字母代号); A.电流表断路B.定值电阻短路C.滑动变阻器断路D.滑动变阻器短路E.定值电阻处接触不良(2)电路连接完好后,先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时,记下电压表的示数,此时电路中的电流为 A;再将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验时,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)滑动直至电压表示数为 V,并记录电流表的示数; (3)若实验中有电压为4V、6V和8V的三种电源可选,为完成5组实验,该同学选用的电源电压可能是 V; (4)小明想用本实验中的器材测定未知电阻的阻值,可是发现电流表损坏,所以他设计了如图丙所示的电路图来测量未知定值电阻Rx的阻值,其中R0为已知电阻,步骤如下:a.闭合开关S、S1,断开S2时,测得电压表的示数U1;b.闭合开关 ,断开 时,测得电压表示数为U2。 Rx= 。(用测量的物理量和已知量的符号表示) 答案 (1)B E (2)0.40 左 2 (3)4 (4)S、S2 S1 U1R0U2-U1解析 (1)电流表断路时,整个电路断路,电流表和电压表都没有示数,故A不符合题意;定值电阻短路时电压表示数为0,滑动变阻器接入电路,所以电流表有示数,故B符合题意;滑动变阻器断路,整个电路断路,电流表和电压表都没有示数,故C不符合题意;滑动变阻器短路,只有定值电阻工作,电压表测量的是定值电阻两端的电压,电流表测量的是通过定值电阻中的电流,两表都有示数,故D不符合题意;定值电阻处接触不良相当于定值电阻断路,这样电压表示数为电源电压,由于电压表电阻极大,电流表无示数,故E符合题意。故选B和E。(2)电流表使用的是小量程,分度值是0.02A,电流表示数为0.40A。将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验时,由于定值电阻变大,根据串联分压,定值电阻两端电压变大,由于实验探究的是电流与电阻的关系,应该控制定值电阻两端的电压不变,这时增大滑动变阻器连入电路的电阻,使滑动变阻器两端电压增大,从而可以减小定值电阻两端的电压,直至电压表示数与原来相同为止,所以滑动变阻器滑片应向左滑动,电压表示数与原来相同即U=I1R1=0.40A×5Ω=2V。(3)实验选用的5个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω,定值电阻与滑动变阻器串联,串联分压且与电阻成正比,当用25Ω电阻实验时,为保证定值电阻两端电压2V不变时,滑动变阻器两端电压与定值电阻两端电压之和就是电源电压,而滑动变阻器的最大电阻只有30Ω,当电源电压为4V时,滑动变阻器能把定值电阻两端电压调整为2V,当电源电压分别为6V和8V时,滑动变阻器连入电路中电阻最大时定值电阻两端电压也超过2V,故该同学实验时选择的是4V的电源。(4)闭合开关S、S1,断开S2时,测得电压表的示数U1,这时Rx和R0是串联,电压表测量的是Rx两端电压,根据串联分压的原理,还需要测量出R0两端电压或者是电源电压,根据电路图可知只能闭合开关S、S2,断开S1,这时Rx和R0还是串联,而这时电压表测量的是电源电压,这两种情况电阻的工作情况没有改变,由串联分压原理得U1U2-U1=RxR0,Rx大小为U1R0U2-U1。19.(2021湖北武汉,26,6分)某同学用下列器材测量定值电阻的阻值:干电池2节,电流表A,电压表V,滑动变阻器(规格“30Ω 2A”),开关及导线。(1)他连接了如图所示的电路,接错了一根导线,请你在这根导线上打“✕”,并补画出正确的那根导线。(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器 。 (3)他按正确步骤进行了3次实验,记录数据如表所示,此定值电阻的阻值为 Ω(结果保留一位小数)。 数据序号123电压U/V1.21.82.5电流I/A0.100.150.20(4)为了使并联在定值电阻两端的电压表的示数为0.5V,在不增加器材的情况下,可以采取的措施是 。 (5)他将上述实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻。当电压表的示数为0.2V时,电流表的示数为0.10A;当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数为0.30A;则电压表的示数为2.0V时,电流表的示数可能为 (填“0.20A”“0.25A”“0.28A”或“0.30A”)。 答案 (1)如图所示 (2)滑片P移动到连入电路的电阻最大处 (3)12.2 (4)取下一节干电池 (5)0.28A解析 (1)如答案图所示。(2)为保护电路,滑片P移动到滑动变阻器连入电路的电阻最大处。(3)R=UI,取三次实验数据的平均值,R≈12.2Ω。(4)定值电阻两端的电压满足U定=IR定=U总R定+R滑R定,当R滑最大时,U定最小,最小为U定min=U总R定+R滑maxR定=3V12.2Ω+30Ω×12.2Ω≈0.87V,故仅通过移动滑片无法达到题目0.5V的要求,在不增加器材的情况下,可以采取的措施只能是减小总电压,即取下一节干电池。(5)灯泡的实际电阻随温度的升高而变大,若灯泡两端的电压越高,灯丝温度也越高,从而电阻越大。灯泡两端电压为0.2V时的电阻R1=U1I1=0.2V0.1A=2Ω,灯泡两端电压为2.4V时的电阻R2=U2I2=2.4V0.3A=8Ω。灯泡两端电压为2.0V时的电阻应该处于2Ω与8Ω之间的某一值,相应的电流大小满足0.25A
计划
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利用甲图所示的器材测量小灯泡的电功率,已知小灯泡的额定电压是2.5V甲乙(1)实验中有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线完成电路的正确连接。(2)闭合开关前滑动变阻器的滑片位置应在 端(选填“A”或“B”)。 (3)实验数据如表所示,在完成第1次实验后,若还需测量小灯泡的额定功率,需将滑动变阻器滑片向 端移动(选填“A”或“B”),直到电压表示数为2.5V,若此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。 实验次数电压电流电功率灯泡亮暗情况12.0V0.28A0.56W较暗22.5V正常发光32.8V0.34A0.95W较亮(4)小明对数据分析后认为还可以得出通过灯泡的电流和灯泡两端电压成正比的结论。这种说法 (选填“正确”或“错误”),理由是 。 答案 (1)如图所示(2)B (3)A 0.8 (4)错误 小灯泡工作时的电阻在变化(其他有理的答案也可)解析 (1)从图中可以看出电压表测量的是滑动变阻器与灯泡两端的总电压,正确的接法应该是电压表测量小灯泡两端的电压,即应将电压表与小灯泡并联。(2)闭合开关前,应该使滑动变阻器接入电路的阻值最大,从而使电流最小,保证电路安全,根据电路图可以断定:滑动变阻器的滑片位置应在B端。(3)从第一次实验数据可以看出灯泡两端电压低于额定电压,因此需要将电路中电流增大,则应使电路中的总电阻减小,根据滑动变阻器接法可以断定,应将滑片向A端移动,直至电压表示数等于2.5V。此时,图乙示数为灯泡的额定电流,为0.32A,则灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.32A=0.8W。(4)探究导体中电流和导体两端电压的关系时要控制电阻大小不变,而灯丝电阻随温度的升高而增大,故小明的说法不合理。21.(2021云南昆明,20,9分)为了探究磁场,小华做了如下实验。(1)探究磁体周围的磁场:①在玻璃板上均匀撒上一层铁屑,再将玻璃板放在条形磁体上方,然后 玻璃板,观察铁屑的分布情况。铁屑在磁场中被 成一个个小磁针,从而在磁场中有序地排列起来,如图甲所示; ②再在玻璃板上放一些小磁针,小磁针静止时的情况如图乙所示,黑色一端表示磁体的N极,某点小磁针 极所指的方向就是该点的 方向; ③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象、直观地描述磁场,物理学中把这样的曲线叫作 。 (2)探究通电螺线管周围的磁场:①把小磁针放在螺线管四周不同的位置,通电后发现小磁针的指向如图丙所示,说明通电螺线管周围的磁场跟 磁体的磁场相似,图中 (选填“左”或“右”)端是螺线管的N极; ②对调电源的正负极重复上述实验,小磁针的指向与之前相反,说明通电螺线管的极性跟 有关,断开开关后,小磁针静止时 极指向南方。 答案 ①轻轻敲击 磁化 ②N 磁场 ③磁感线(2)①条形 右 ②电流方向 S解析 (1)①铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁针,轻敲玻璃板,使小磁针在磁场中受力而偏转从而有序地排列起来;②小磁针放在磁场中,小磁针静止时N极所指方向就是该点的磁场方向;③为了便于研究磁场的性质,人为引入磁感线来形象、直观地描述磁场。(2)①把小磁针放在螺线管四周不同位置,通电后小磁针的指向与条形磁铁周围的小磁针指向相似。说明通电螺线管周围的磁场跟条形磁体的磁场相似,通电螺线管的右端是N极。②对调电源正负极改变了电路中的电流方向,小磁针的指向与之前相反,说明通电螺线管的极性与电流方向有关。断开开关后,小磁针受地磁场的影响,静止时,小磁针S极指向南方。
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