初三物理实验探究专题.docx
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初三物理实验探究专题
题型(四)实验探究专题
类型一 光学实验
【强化训练1】 光的反射实验
1.[2018·福建B卷]如图T4-1所示是“探究光的反射规律”的实验装置,其中ABCD是白色硬纸板制成的光屏,并能沿ON折转,ON垂直于CD。
实验
次数
1
2
3
4
5
6
入射角
60°
50°
40°
30°
20°
0°
反射角
60°
50°
40°
60°
20°
0°
图T4-1
(1)实验时,将光屏 放置在平面镜上,让一束光紧贴光屏射向镜面上的O点,可在光屏上看到反射光,如图甲所示。
将光屏右半部分向后折转任意角度,光屏上都看不到反射光,如图乙所示。
说明反射光线、入射光线与法线在 。
(2)某同学的实验数据如下表,其中有一组数据测错了,这组数据是第 次实验中的,原因可能是将反射光线与 的夹角当成了反射角。
2.[2018·青岛]探究光的反射定律。
如图T4-2所示,M是小平面镜,E、F是两块粘接在一起的硬纸板,且E、F在同一平面,并与镜面垂直。
用激光笔和量角器进行实验,测得数据如下表所示。
次数
1
2
3
入射角i/°
25
40
60
反射角r/°
25
40
60
图T4-2
(1)在图标出入射角i的位置。
(2)在反射现象中,反射角 入射角。
(3)如果要探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面内,应将硬纸板的右半面F 。
【强化训练2】 平面镜成像实验
1.[2018·贵阳]在探究“平面镜成像特点”的实验中,小明用到了如下器材:
白纸,玻璃板,完全相同的a、b两物块,一枚细针。
请完成下列各实验步骤的填空:
(1)如图T4-3甲所示,将白纸铺于水平桌面上,再把玻璃板竖直置于白纸上,即保证玻璃板与白纸是相互 的,并在白纸上记录下玻璃板所在位置。
图T4-3
(2)将物块a竖直置于玻璃板前的白纸上,记录下物块a底部所在的位置CD,如图乙所示。
此时,在一定光线条件下,便可透过 观察到物块a正立的像,接下来,小明将物块b放在玻璃板后移动,直至b与a的像完全重合,这说明了 。
(3)小明记录下物块b底部所在的位置C'D',取出白纸并沿玻璃板底部所在的直线对折后,用一枚细针沿线段CD扎数个眼,打开白纸,发现线段C'D'上也布满了针眼。
结合步骤
(2)的结论分析可知:
平面镜所成的像与物是 关系。
(4)为了得到具有普遍性的结论,以图乙的视角来看,小明将物块a绕C点顺时针旋转至图乙虚线所示的位置后,为了再次确定像的位置,物块b应绕C'点 (选填“顺时针”或“逆时针”)旋转,并记录下位置。
2.[2018·淮安改编]在“探究平面镜成像特点”的实验中。
图T4-4
(1)实验时应选较 (选填“厚”或“薄”)的玻璃板垂直放置在水平桌面上。
(2)将棋子A放在玻璃板的前面,应在玻璃板 (选填“前面”或“后面”)观察A经玻璃板所成的像。
(3)当棋子A远离玻璃板时,像的大小 。
(4)将光屏放到像的位置,无法直接在光屏上观察到像,说明所成的像是 像。
(5)用木板紧贴在玻璃板背面,挡住玻璃板后面的光,人眼在玻璃板前 (选填“能”或“不能”)看见棋子A的像。
[补充](6)以下对本实验的相关评价,合理的有 。
A.证明了平面镜所成的像是等大的虚像
B.利用玻璃板方便确定像和物体的位置关系
C.巧妙利用生活中的物体进行实验感受到科学就在我们身边
【强化训练3】 探究凸透镜成像规律
1.[2018·桂林]小体用如图T4-5所示实验装置来探究凸透镜的成像规律,用到的光具座足够长。
(1)如图T4-5所示,依次放置好蜡烛、凸透镜、光屏并将它们调整好后,点燃蜡烛,无论怎样移动光屏,光屏上都没出现烛焰的像,但去掉光屏,在放光屏侧通过凸透镜可以看到烛焰的像,则此凸透镜的焦距 (选填“大于”“等于”或“小于”)15cm。
看到的像是 (选填“虚”或“实”)像。
图T4-5
(2)将蜡烛移至零刻度处,凸透镜位置不变,当把光屏放到如图所示位置时,在光屏上看到了烛焰模糊的像,当把光屏向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动,在光屏上可以看到烛焰 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的清晰像,在看到清晰像后,保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜向 (选填“靠近”或“远离”)光屏的方向移动,在光屏上可以再次看到烛焰 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的清晰像。
2.[2018·安顺]在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图T4-6甲所示,平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距f= cm;实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏使三者的中心在 高度上。
图T4-6
(2)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图乙所示时,在光屏上可得到一个清晰的倒立、 的实像,生活中利用这个规律制成的光学仪器是 。
(3)实验时,由于实验时间长,蜡烛变短,烛焰的像在光屏上的位置会向 (选填“上”或“下”)方移动。
(4)如图丙所示,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向靠近透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
类型二 热学实验
【强化训练1】 探究水沸腾时温度变化的特点
1.[2018·荆州]如图T4-7甲是小明、小红两名同学分别探究“水的沸腾”的实验装置,他们所用的器材规格完全相同。
图T4-7
(1)安装实验器材时,应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序进行。
(2)安装好器材开始实验后,小红按如图甲所示方式进行读数,其错误之处是:
读数时,视线没有与温度计中液柱的上表面 。
(3)读数时小明发现A点有小水滴影响读数,小水滴的成因是 (填物态变化名称),而按图乙改进后可以顺利读数。
(4)图丙是两名同学根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像。
①由图像可知,实验室当时的大气压 (选填“高于”“低于”或“等于”)标准大气压。
②若小明和小红所选水的质量分别为m1、m2,根据图丙分析可知m1 (选填“>”“<”或“=”)m2。
2.[2018·德州]在探究“水沸腾时温度变化的特点”实验中:
(1)安装好实验器材后,为缩短实验时间,小强在烧杯中倒入热水,热水中温度计的示数如图T4-8甲所示,此时温度计的示数为 。
图T4-8
(2)当水温接近90℃时,每隔1min记录一次温度,并绘制了如图乙所示水温随时间变化的图像,由图像可知:
水沸腾时的特点是 。
(3)小强观察到:
沸腾时水中气泡的情形为图丙中图 (选填“A”或“B”)。
(4)小强同学想提高水的沸点,换用了火力更大的酒精灯加热,这种做法 (选填“可行”或“不可行”)。
【强化训练2】 探究物质熔化时温度变化的特点
1.[2018·临沂]如图T4-9甲所示,是小明“探究物质熔化规律”的实验装置。
图T4-9
(1)实验中通过水对试管加热,而不是直接加热试管,目的是 。
(2)实验中某时刻温度计示数如图乙所示,该物质此时的温度为 ℃。
(3)实验中每隔一分钟记录一次物质的温度及对应状态,并记录数据,作出温度随时间变化的规律图像,如图丙所示。
由图像可知:
该物质在熔化过程中吸收热量,温度 ,该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(4)比较图像中AB段与CD段可知:
该物质在 (选填“AB”或“CD”)段吸热能力强。
2.[2018·齐齐哈尔]李悦和小组同学利用实验室开放日,合作探究“冰熔化时温度的变化规律”,实验装置如图T4-10甲所示。
图T4-10
(1)冰的熔化图像如图乙所示,可知冰是 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(2)喜欢探究的李悦和同学们接下来撤去部分器材,装置稍加改动并倒掉一部分水,探究“水沸腾时温度变化的特点”,如图丙所示。
他们发现在沸腾过程中,水的温度 (选填“升高”“不变”或“降低”),需持续 (选填“吸热”或“放热”)。
(3)同学们又进一步探究了沸水自然冷却过程中温度随时间的变化情况,记录数据如下表所示。
时间/min
0
5
10
15
25
35
45
55
65
温度/℃
100
71
55
45
35
28
24
22
22
①请在图T4-11所示的坐标纸上用描点画出上述温度随时间变化的曲线。
图T4-11
②根据图像,你发现的规律是 。
③如果要喝一杯奶茶,有两种方案可供选择:
A.先将滚烫的热茶冷却5min,然后加一匙冷牛奶
B.先将一匙冷牛奶加进滚烫的热茶中,然后冷却5min
结合本次探究,你认为方案 的冷却效果较好。
【强化训练3】 探究物质的吸热性能
1.[2018·包头改编]在探究“不同物质的温度变化与吸热关系”实验中,取质量和初温都相同的甲、乙两种液体,分别装入相同烧杯中,用相同的加热器加热,如图T4-12A所示。
图T4-12
(1)实验中选用相同的加热器加热,是为了使单位时间内甲、乙两种液体 相同,不断搅拌的目的是使液体 。
图B为某时刻的温度,其示数为 ℃。
(2)分析图C可知,吸收相同热量, 液体升温更高; 液体更适合作汽车发动机的冷却液。
(3)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃,吸收热量之比为2∶1,则甲、乙液体的比热容之比为 。
[拓展](4)小华将初温和质量相等的色拉油和水分别装在相同的烧杯中,用酒精灯加热并不断搅拌,每隔0.5min测量一次温度,数据记录在下表中。
加热时
间/min
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
温度
/℃
色拉油
20.0
20.3
20.7
21.5
23.0
25.0
27.0
29.0
31.0
水
20.0
20.2
20.5
21.0
22.0
23.0
24.0
25.0
26.0
①图T4-13中已经画出色拉油温度随时间变化的图像,开始部分并不是直线,导致此现象的原因是除色拉油外还有 吸收热量,为尽量减小这种影响,写出一种改进方法 。
图T4-13
②根据表中实验数据,在图中画出水的温度随时间变化的图像,分析图像可知,当色拉油和水升高相同温度时, 需要的时间短, 需要吸收的热量更多。
2.[2018·枣庄]某班同学利用图T4-14所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
图T4-14
(1)在图中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和 。
加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的。
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表:
实验组别
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
通过分析实验数据,能够得出的结论是 。
(3)图T4-15是第1组同学绘制的吸收热量—时间和温度-时间图像,其中能正确描述该实验真实情况的图像是 (选填序号)。
图T4-15
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:
第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是 。
(5)这两组同学对图T4-16的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,而不是用两个酒精灯分别加热,如图T4-16所示,这样做的好处是 。
图T4-16
类型三 力学实验
【强化训练1】 探究牛顿第一定律
1.[2018·广东]在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,如图T4-17所示。
图T4-17
(1)让同一小车从斜面上同一位置由静止开始下滑,目的是 。
(2)实验中同一小车在木板表面上运动的距离最长,表明它在该表面受到的阻力最 。
(3)假设水平面绝对光滑,小车不受任何阻力,则它会在水平面上做
运动。
(4)让同一小车从斜面的不同高度由静止开始下滑,则还可以探究小车的 (选填序号)关系。
①重力势能与质量;②重力势能与高度;③动能与质量;④动能与速度
(5)如图T4-18所示,用弹簧测力计水平拉着木块在长木块上做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为 N。
图T4-18
(6)在不同水平面上用弹簧测力计水平拉着同一木块做匀速直线运动,可探究 (选填序号)关系。
①滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度;②滑动摩擦力的大小与压力大小
2.[2018·济宁]用如图T4-19甲所示的实验装置,让静止的小车从斜面的同一高度滑下,观察并记录小车在三种不同水平面上运动的距离,探究阻力对物体运动的影响。
图T4-9
(1)图乙是对在水平面上运动小车进行的受力分析,其中正确的是 。
(2)小易按照“毛巾—棉布—木板”的顺序进行实验,实验记录如下表。
分析比较表中内容,可得出的初步结论是:
小车受到的摩擦力越小,运动距离越 ;
深入分析发现,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,由此进一步推理得出的结论是 。
接触面
小车受到摩擦力
的大小
小车在水平面上的
运动距离s/cm
毛巾
大
23.1
棉布
较大
37.5
木板
小
85.6
(3)早在17世纪初期,意大利物理学家 (填写科学家名字)就通过实验和科学推理的方法研究过力和运动的关系。
【强化训练2】 探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关
1.[2018·怀化]在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小吴有如下猜想:
A.滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关
B.滑动摩擦力大小与压力大小有关
为此,小吴进行了如图T4-20所示实验。
图T4-20
(1)在实验过程中,需用弹簧测力计拉动木块做 运动,根据二力平衡的知识可知,滑动摩擦力大小 (选填“大于”“等于”或“小于”)拉力大小。
(2)由图甲和图乙比较,可验证猜想 (选填“A”或“B”)正确,并可得到结论:
。
(3)由图乙和图丙比较,可得到结论 。
在该实验中,采用的实验方法是 。
2.[2018·乐山]在学习摩擦力时,小强猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
①接触面所受的压力;②接触面的粗糙程度。
他进行了如图T4-21所示实验,并记录实验数据:
第一次:
如图甲,在木板上,用弹簧测力计水平匀速拉动木块,从而测出木块与长木板间的滑动摩擦力;
第二次:
如图乙,在木块上加一砝码,从而改变木块对长木板的压力,测出此情况下的滑动摩擦力;
第三次:
如图丙,在木板上铺上毛巾,从而改变木块与长木板间接触面的粗糙程度,保持木块上的砝码不变,测出此情况下的滑动摩擦力。
图T4-21
实验次数
接触面
压力
弹簧测力计的示数
一
木板面
4N
0.6N
二
木板面
6N
0.9N
三
毛巾面
6N
3N
(1)以上实验中,用弹簧测力计水平拉动木块,使其做匀速直线运动,根据 知识可知滑动摩擦力大小等于拉力大小。
在第一次实验中,滑动摩擦力为 N,若拉力增大到2N,木块做加速运动时,滑动摩擦力为 N。
(2)比较一、二两次实验得出结论:
。
(3)比较二、三两次实验得出结论:
。
(4)如图丁所示,小强还利用以上器材来探究木块受到的滑动摩擦力。
他水平拉动木板向右加速运动的过程中,木块相对地面保持静止,木块受到木板的摩擦力大小 (选填“大于”“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数,方向是 。
【强化训练3】 探究二力平衡的条件
1.[2017·扬州]在“探究二力平衡的条件”活动中。
(1)如果物体只受到两个力的作用,且处于 状态,说明这两个力是相互平衡的。
由此,小明提出,能否利用如图T4-22甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件?
图T4-22
(2)小华认为,若采用小明的方案,必须测出物体所受的 和 的大小来进行比较。
研究发现,在小明的方案中,只能根据相互作用的关系直接测出 的大小,在未知二力平衡条件的前提下,另一个力无法直接测量,所以这一方案无法实施下去。
(3)为此,两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案,如图乙所示,请你判断出他们改进的先后顺序:
(用字母表示),这样的改进是为了减小 对实验的影响。
(4)图丙是最终确认的实验方案,此方案中,由于 ,故卡片的重力可忽略不计。
【强化训练4】 探究杠杆的平衡条件
1.[2018·龙东]小红和小明利用如图T4-23所示装置探究杠杆的平衡条件。
图T4-23
(1)若实验前杠杆如图甲所示,可将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)在实验过程中,调节杠杆在水平位置平衡的目的是 。
(3)在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,测出力臂,多次实验并把数据记录在表格中。
实验次数
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
15
3
10
小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是 。
(4)杠杆调节平衡后,小红在杠杆上的A点处挂4个相同的钩码,如图乙所示,为使杠杆重新平衡,应在B点处挂 个相同的钩码。
当杠杆平衡后,将A点和B点下方所挂的钩码同时向支点O靠近一格,杠杆会 (选填“左侧下沉”“右侧下沉”或“仍水平平衡”)。
(5)如图丙所示,用弹簧测力计在C点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计在原位置逐渐向左倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
2.[2018·河北]探究杠杆的平衡条件。
(1)杠杆两端螺母的作用是 。
(2)小明用如图T4-24甲所示装置,进行实验并收集了下表中的数据,分析数据可知,杠杆的平衡条件是 。
图T4-24
(3)小明又用如图乙所示装置进行实验。
请在图中画出拉力F的力臂,弹簧测力计的读数应是 N。
(一个钩码重0.5N)
(4)如图丙所示,小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币,杠杆仍在水平位置平衡。
她用刻度尺测出l1和l2,则2l1 (选填“>”“<”或“=”)3l2。
实验次数
动力/N
动力臂/m
阻力/N
阻力臂/m
1
0.5
0.2
1.0
0.1
2
1.0
0.15
1.5
0.1
3
3.0
0.1
2.0
0.15
【强化训练5】 测滑轮组效率的机械效率
1.[2018·德州]测量滑轮组的机械效率。
步
骤
图T4-25为测量某滑轮组机械效率的实验装置。
(每个滑轮的质量都相等)
①实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。
②分析表中数据可知,实验2是用图 做的实验。
③实验序号3中的机械效率η= 。
图T4-25
表
格
实验
序号
钩码重量
G/N
钩码上升
高度h/m
绳端拉力
F/N
绳端移动
距离s/m
机械
效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
74%
2
8
0.1
3.1
0.3
86%
3
8
0.1
2.5
0.4
(续表)
结
论
通过比较 (填实验序号)两次实验数据得出结论:
同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
通过比较2、3两次实验数据可得出结论:
不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率 。
问
题
讨
论
实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,有同学认为应静止时读数。
你认为他的想法 (选填“正确”或“不正确”),因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。
2.[2018·绵阳]某小组同学测量滑轮组的机械效率。
实验步骤如下:
图T4-26
①按照如图T4-26所示安装滑轮组,测钩码重力G并记录钩码和绳端的位置;
②用弹簧测力计缓慢拉动绳端,使钩码上升,读出拉力F的值,并测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s;
③记录实验数据填入表格中(表格略);
④多次改变钩码的数量,重复上述实验;
⑤用动滑轮质量不同的两个滑轮组吊相同的钩码,分别测机械效率;
⑥分析测量结果,讨论影响机械效率的因素。
回答以下问题:
(1)除了如图所示器材和弹簧测力计外,还需要的器材是 。
(2)滑轮组机械效率的计算公式是η= 。
(用直接测得的物理量符号表示)
(3)关于影响滑轮组机械效率的因素,该小组同学讨论后得到以下认识,你认为正确的有 (填序号,可能不只一项正确)。
A.在相同情况下,摩擦越大,机械效率越小
B.在相同情况下,摩擦越大,机械效率越大
C.忽略摩擦,定滑轮、所吊重物质量相同,则机械效率相同
D.忽略摩擦,动滑轮、所吊重物质量相同,则机械效率相同
E.忽略摩擦,动滑轮质量相同,所吊重物质量越大,则机械效率越大
F.忽略摩擦,动滑轮质量相同,所吊重物质量越大,则机械效率越小
【强化训练6】 探究影响动能大小的因素
1.[2018·辽阳]在探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小阳用同一实验装置,让从斜面上滚下的小钢球钻入水平面上的硬纸盒,如图T4-27甲、乙所示。
请完成以下实验。
图T4-27
(1)通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近,可以得出结论:
质量相同时,物体的 越大,动能越大。
对比甲、乙两次实验还可以得出:
质量相同时,物体位置越高,重力势能 。
在甲、乙两次实验中,硬纸盒所受滑动摩擦力 (选填“相同”或“不同”)。
(2)如果做图乙实验时,硬纸盒被撞后滑出木板掉落,为防止因此造成硬纸盒损坏,需改进图乙实验再与图甲实验对比。
在不改变木板长度的情况下,应采用以下 方法。
(填写正确选项前的字母)
A.换用质量更小的钢球
B.给水平木板铺上毛巾
C.适当降低钢球的高度
D.换用一个较重的硬纸盒
(3)若要探究影响动能大小的另一因素,具体的操作方法是:
选择两个 不同的钢球,从同一斜面相同高度由静止滑下。
(4)小阳在原硬纸盒的上表面粘上砝码,
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- 初三 物理 实验 探究 专题