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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