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专题八 综合实验探究
类型一：热学实验
1．（2021年辽宁省葫芦岛市中考物理试题）探究固体熔化时温度变化规律。取两个相同的试管，在试管
中分别放入初温相同的A、B两种物质，烧杯中装入适量的水，用如图甲所示的装置进行加热。
（1）开始实验后，用搅拌棒搅拌A、B两种物质,某一时刻B物质中温度计的示数如图甲所示，温度为
______℃，搅拌的目的是使试管内的物质______。
（2）如图乙是根据实验数据所绘制的两种物质温度随时间变化的图象，通过分析图象可知B物质熔化时
的特点是：吸收热量，______。加热到第6min时，B物质所处的状态是______（填“固态”、 “液态”
或“固液共存”）。
（3）已知两种物质固态时的比热容关系为： ，由图象所提供的信息可知，其质量关系为：
m ______m 。
A B
（4）从第6min到第10min，A物质分子无规则运动的剧烈程度将______（填“不变”、 “增加”或
“减弱”）。
【答案】36 均匀受热 温度不变 固液共存 > 增加
【详解】
（1）[1]由图知，温度计的分度值为1℃，示数为36℃。
[2] 搅拌可以使试管内的物质均匀受热，所以搅拌的目的是使物质均匀受热。
（2）[3]由图像可知，B物质为晶体，有固定的熔点，熔化时吸收热量温度不变。
[4]由图像知，加热到第6min时，B物质正在熔化，所处的状态是固液共存态。
（3）[5]根据 ，在B开始熔化之前，两种物质相同时间内吸收的热量相同，由图像知，刚开始时
1
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学科网（北京）股份有限公司B物质比A物质升温快，因为 ， ，所以 。
（4）[6]由图像知，6min到10min中A物质的温度一直升高，因为温度越高，分子运动剧烈，所以A物质
分子无规则运动的剧烈程度将增加。
2．（2021·四川中考真题）物理研学小组做探究水沸腾时温度的特点实验，当水温超过80℃时每隔1min
记录一次温度，如下表所示：
时间
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
t/min
水的
温度 82 84 86 88 90 92 94 96 98 98 98
T/℃
（1）请指出图甲中的错误：______（写出一条即可）；
（2）根据把表格中的数据，在图乙的方格纸上画出水的温度T随时间t变化的图像______；
（3）实验计时的第9min，烧杯里水中气泡在上升过程中的情景应为图______所示。
【答案】读取温度计的示数时错误 a
【详解】
2
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学科网（北京）股份有限公司（1）[1]图甲中的错误：读取温度计的示数时错误；读数时应让视线与温度计的液面相平，这样才不会使
读数偏大或偏小。
（2）根据把表格中的数据，在图乙的方格纸上描出水的温度T、时间t对应的各个点，连成平滑的线即可，
如图
（3）[3]实验计时的第9min时，水已沸腾，烧杯里水中气泡在上升过程中不在受温度影响，只受压强影响，
上升过程水压减小，故气泡越来越大，情景应为图中的a。
3．（2021·内蒙古中考真题）为了比较不同物质的吸热能力，小阳取来相同规格的两个电加热器、完全相
同的两个烧杯、温度计，分别对甲、乙两种液体加热，装置如图所示。实验前应保证甲、乙两种液体的
________相同；实验时小阳每隔1min记录一次液体的温度，记录结果如下表，通过分析表中数据可知
________液体的比热容较小。
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲液体温度/℃ 20 30 40 50 60
乙液体温度/℃ 38 46 54 62 70
【答案】质量 甲
【详解】
[1]比较物质吸热能力的2种方法：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力
强；
3
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学科网（北京）股份有限公司②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能
力强。
根据比较吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故在此实验中除了控制装置相同外，还控制
甲乙液体的质量相同。
[2]分析实验数据可知，加热时间相同，吸收的热量相同，乙的温度变化小，则乙液体吸热本领强，即乙液
体的比热容较大，甲液体的比热容较小。
4．在“探究不同物质吸热升温的现象”时，用同一套器材分别加热质量相等的水和煤油，每隔一定的时
间记录水和煤油升高的温度。
（1）调节好天平后，将薄壁铝桶放在天平左盘中，在右盘中加入砝码并移动游码，天平再次平衡时，
所加砝码和游码的位置如图甲所示，则铝桶的质量为 g。
（2）砝码盒里剩有100g、50g、20g、10g、5g砝码各一个，为了称量90g的水，接下来的操作是：
，向铝桶中加水，直至天平再次平衡。
（3）在组装成如图乙所示的实验装置时，为保证用酒精灯外焰加热，应先调节好 的高度，注意
调节温度计的高度，使温度计的玻璃泡与液体 。
（4）正确组装好器材后，给水加热，当水温达到35℃时开始计时，每隔0.5min记录一次温度计的示数，
并将数据记入下表。将铝桶中的水换成等质量的煤油，重复以上操作。
加热时间/min 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
温度/℃ 水 35 38 41 44 47 50
煤油 35 41 47 53 59 65
图丙是根据实验数据画出的水的温度随加热时间的变化图象，请在图丙中补画出煤油的温度随加热
①时间变化的图象。
由图象可知，质量相等的水和煤油升高相同的温度， 吸收的热量多。
②进一步分析图象发现：质量一定的水吸收的热量与升高温度的比值是相等的；质量相等的水和煤油，
③上述比值大小 （选填“相等”或“不相等”）。
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学科网（北京）股份有限公司【分析】（1）天平再次平衡时，物体的质量等于砝码的质量加上游码所指示的刻度；
（2）根据砝码盒里剩有的砝码结合标尺的最刻度分析回答；
（3）为保证用酒精灯外焰加热，应从下往上调节；使温度计的玻璃泡与液体充分接触，不与容器的底
和壁接触；
（4） 根据表中数据，由描点法作图；
我①们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法；分析图象得出
②结论③。
【解答】解：（1）天平再次平衡时，所加砝码和游码的位置如图甲所示，标尺的分度值为 0.2g，则铝
桶的质量为：20g+3g+0.6g＝23.6g。
（2）根据砝码盒里剩有的砝码结合标尺的最刻度，为了称量90g的水，从右盘中取下20g的砝码，再
将100g和10g的砝码放入砝码盘中，游码位置不动，直至天平再次平衡；
（3）为保证用酒精灯外焰加热，应先调节好石棉网的高度，注意调节温度计的高度，使温度计的玻璃
泡与液体充分接触；
（4） 根据表中数据，画出煤油的温度随加热时间变化的图象，如下所示：
①
由图象可知，质量相等的水和煤油升高相同的温度，水加热时间长，故水吸收的热量多。
②使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少；
③水和煤油的温度随时间的变化图象为过原点的直线，即质量一定的水（煤油）吸收的热量与升高温度的
比值是定值，因质量相等的水和煤油升高相同的温度，水吸收的热量多，即质量相等的水和煤油，上述
比值大小不相等。
故答案为：（1）23.6g；（2）从右盘中取下20g的砝码，再将100g和10g的砝码放入砝码盘中，游码
位置不动；（3）石棉网；充分接触；（4） 如上所示； 水； 不相等。
① ② ③
类型二 光学实验
1．（2021·湖南衡阳市·中考真题）如图所示，是陈涛同学探究光的反射规律的实验。他进行了下面的操作：
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学科网（北京）股份有限公司（1）如图甲，让一束光贴着纸板沿某一个角度射到 点，经平面镜的反射，沿另一个方向射出，在纸上
用笔描出入射光 和反射光 的径迹。改变光来的入射角度，多做几次，取下纸板，用量角器测量
两侧的 和 ，得到的结论是反射角______入射角（选填“大于”“等于”或“小于”）；
（2）如图乙，纸板 是用两块纸板连接起来的，把半面纸板 向前折或向后折，这时在 上
看不到反射光线，说明反射光线、入射光线与法线______同一平面内（选填‘在’或‘不在’）；
（3）使入射光线逐渐靠近法线 ，可观察到反射光线______（选填‘靠近’或‘远离’）法线；
（4）如果让光线逆着 的方向射向镜面，会发现反射光线沿着 方向射出，这表明：在光的反射现象
中，______；
（5）陈涛同学还想用图丙和图丁模拟镜面反射与漫反射，照图丙那样，把几根细针垂直入一张硬纸板中，
表示法线，当入射光线平行射到各入射点时，反射光线将平行射出随后将纸板随意弯折，如图丁所示，这
时会看到“法线”不再平行，当入射光线平行射到各入射点上时，反射光线______（选填‘平行’或‘不
平行’），根据你所学的知识判断，漫反射______（选填‘遵循’‘不遵循’）光的反射定律。
【答案】等于 在 靠近 光路可逆 不平行 遵循
【详解】
（1）[1]通过实验测量知，∠i=∠r，即反射角等于入射角。
（2）[2]将纸板NOF向前或向后折，在此纸板上看不到反射光线，因为此时承接入射光线的纸板ENF与
NOF不在同一平面内，这说明反射光线、入射光线与法线在同一平面内。
（3）[3]入射光线靠近法线时入射角变小，那么反射角也变小，则反射光线也靠近法线。
（4）[4]让光线逆着OF的方向即原反射光线位置射入，其反射光线会沿OE方向射出，即从原入射光线的
位置射出，这说明在光的反射现象中，光路是可逆的。
（5）[5]入射光线平行射入，但法线不再平行，则反射光线也不平行射出了。
[6]入射光线平行射入，发生漫反射时的反射光线不平行射出，但反射角仍然会等于入射角，所以漫反射也
遵循光的反射定律。
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学科网（北京）股份有限公司2．如图所示是“探究平面镜成像特点”的实验装置，把一支点燃的蜡烛 A放在玻璃板的前面，再拿另一
支外形相同的蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去跟蜡烛 A的像完全重合，这个位置就是像
的位置，在白纸上记下A和B的位置。移动点燃的蜡烛，重做多次实验。
（1）实验过程中用玻璃板代替平面镜的目的是 ；
（2）移去蜡烛B，在其位置上竖立光屏，在光屏上 （选填“能”或“不能”）承接到蜡烛A的
像，说明所成的像是 像。
（3）将蜡烛A靠近玻璃板，所成像的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【分析】（1）为了便于确定像的位置，“探究平面镜成像特点”的实验中我们选择玻璃板完成实验；
（2）平面镜成正立等大的虚像，虚像与实像的区别就是看是否能在光屏上呈现，能呈现的是实像，反
之是虚像；
（3）平面镜成像时，像与物体大小相同。
【解答】解：（1）在“探究平面镜成像特点”的实验中，为了便于确定像的位置，我们选择既能透光
又能反射的玻璃板；
（2）平面镜成正立等大的虚像，虚像与实像的区别就是看是否能在光屏上呈现，能呈现的是实像，反
之是虚像，实验中移去蜡烛B，在其位置上竖立光屏，在光屏上不能承接到蜡烛A的像，说明平面镜所
成的像是虚像；
（3）平面镜成像时，像与物体大小相同，将蜡烛A靠近玻璃板，所成像的大小将不变。
故答案为：（1）便于确定像的位置；（2）不能； 虚；（3）不变。
3．（2021·福建中考真题）在“探究凸透镜成像规律实验”中：
（1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和
光屏中心在______；
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学科网（北京）股份有限公司（2）如图甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断，保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动透镜
到______cm 刻度处，光屏上可再次成清晰______、倒立的实像；
（3）实验一段时间后，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，如图乙所示位置。能让像重新回到光屏
中心的操作是______；（填序号）
①光屏下调 ②蜡烛上调 ③透镜上调
（4）实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏往凸透镜方向靠近，光屏上能成清
晰的像；如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜。光屏上也能成
清晰的像。上述现象说明凹透镜对光具有______作用。______视眼的矫正与上述成像过程类似。
【答案】同一高度 55 缩小 ② 发散 近
【详解】
（1）[1]为了是蜡烛的像呈现在光屏的中央，应该将点燃蜡烛，调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和
光屏中心在同一高度。
（2）[2]如图甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断，
u=v=40.0cm-25.0cm=15.0cm
1 2
v=u=70.0cm-40.0cm=30.0cm
1 2
保持蜡烛和光屏的位置不变，移动透镜到刻度尺上的刻度为
70.0cm-15.0cm=55.0cm
[3]如图甲所示，光屏上呈现的是倒立、放大的实像，根据光路的可逆性，光屏上可再次成清晰缩小、倒立
的实像。
（3）[4]实验一段时间后，蜡烛燃烧变短，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，要让像重新回到光屏
中心，可将蜡烛上调、将光屏上调或将透镜下调，故①③不符合题意，②符合题意。
故选②。
（4）[5][6]实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏往凸透镜方向靠近，光屏上能
成清晰的像，说明此时像呈现在原来位置的前侧，与近视眼类似。如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，在
蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜，光屏上也能成清晰的像。说明凹透镜对光线具有发散作用。
4．实验空常用蜡烛完成以图光学实验：
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学科网（北京）股份有限公司（1）图甲为小孔成像示意图，该现象可以用 来解释。
（2）图乙为探究平面镜成像特点的实验装置，若蜡烛A到玻璃板距离为10cm，则蜡烛的像B与蜡烛A
之间的距离为 cm；若在像和玻璃板之间放置一个不透明的挡板，从蜡烛 A一侧观察玻璃板，
（填“能”或“不能”）看到蜡烛所成的像。
（3）图丙为探究凸透镜成像规律的实验装置。当蜡烛、凸透镜和光屏处于图示位置时，可在光屏上得
到清晰的像。保持凸透镜位置不变，将蜡烛向右移动到35cm刻度线处，此时可将光屏向 （选填
“左”或“右”）移动适当距离能再次得到清晰的倒立、 的实像；若不移动光屏，可在烛焰和
透镜之间放置一个适当的 透镜（选填“凸”或“凹”）也能在光屏上得到一个清晰的像。
【分析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，光的直线传播形成了很多现象，例如影子、
日食、月食、小孔成像等；小孔成像，成倒立的实像。
（2）平面镜中成像特点：物体在平面镜中成虚像，物像大小相等，物像连线与镜面垂直，物像到平面
镜的距离相等。实像和虚像的重要区别是实像能用光屏上承接，虚像不能在光屏上承接。
（3）当物距u＝2f时，成倒立等大的实像，由此可以推出凸透镜的焦距；
根据凸透镜的成像规律，当大于二倍焦距，成清晰的倒立、缩小的实像；在一倍焦距与二倍焦距之间，
所以成倒立、放大的实像；凸透镜的成实像时物距变大，像距变小，像变小；根据光路可逆来分析；
凸透镜可以使光线会聚，又叫会聚透镜；凹透镜对光线有发散作用。
【解答】解：（1）图甲为小孔成像示意图，该现象可以用光的直线传播来解释；
（2）图乙为探究平面镜成像特点的实验装置，若蜡烛A到玻璃板距离为10m，根据平面镜物像到平面
镜的距离相等，蜡烛 A 的像到玻璃板的距离也是 10cm，则蜡烛的像 B 与蜡烛 A 之间的距离为
10cm+10cm＝20cm；
平面镜所成的像是虚像，虚像是不能成在光屏上的，故用不透明的挡板在玻璃板后面挡住蜡烛B，在蜡
烛A一侧观察，玻璃板后将仍能观察到蜡烛A的像。
（3）蜡烛到凸透镜的距离为20cm时，光屏上呈现一个倒立等大的像，则2f＝20cm，所以f＝10cm；
因焦距为10cm，当蜡烛位于35cm刻度线处，物距为50cm﹣35cm＝15cm，大于一倍焦距小于二倍焦距，
可以在光屏上得到一个清晰的倒立、放大的实像；
使烛焰将蜡烛和光屏互换位置，根据光路可逆，此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间，像距大于二倍焦
距，故此时可将光屏向右移动适当距离能再次得到清晰的倒立、放大实像；
不移动光屏，可在烛焰和透镜之间放置一个适当的凸透镜，提前会聚，也能在光屏上得到一个清晰的像，
故应放置一个凸透镜；
故答案为：（1）光的直线传播；（2）20；能；（3）右；放大；凸。
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学科网（北京）股份有限公司类型三 力学实验
1．（2021·宁夏中考真题）某同学学习了密度知识后，对测量物质的密度产生了浓厚的兴趣。
（1）他利用天平和量筒测量土豆的密度。具体过程如下：
①用调好的天平测量土豆的质量，天平平衡时如图甲所示，则土豆的质量是__________g。
②他用一个大烧杯自制溢水杯，将土豆缓慢浸没在大烧杯中，同时用小桶收集溢出的水，将小桶收集的水
倒入量筒后如图乙所示，则土豆的密度为__________ ，测出的土豆密度值__________（选填“偏大”
或“偏小”）。（结果保留2位小数）
（2）他想知道胡麻油的密度，于是找来了透明容器、普通玻璃杯A、适量的水、一瓶胡麻油、刻度尺、滴
管、记号笔和一个面积为S粗细均匀的玻璃杯B。测量过程如下：
①在透明容器中加入适量的水，将A杯放入透明容器中如图甲所示。
②在B杯中加入适量的水，用刻度尺测量出水柱的高度 ，并标记水面位置如图乙所示。
③将B杯中适量的水倒入A杯中，用记号笔标记出A杯与水面相交的位置如图丙所示，并用刻度尺量出B
杯中剩余水柱的高度 ；
④接下来他的操作是：__________
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学科网（北京）股份有限公司则胡麻油的密度表达式是： =________。（用测量量和已知量的符号表示，已知水的密度为 ）推导过
程是：_________。
【答案】127 偏大 将B中水倒出，将胡麻油装入杯中，直至标记处，将A中的水倒
出，从B杯中往A杯倒入胡麻油，直至标记2，测出此时B杯中剩余胡麻油的高度为h
3
见解析
【详解】
（1）[1][2][3]土豆的质量是砝码的质量125g，加上游码的所指的示数2g，故为127g；如图土豆的体积为
114cm3，则土豆的密度为
故土豆的密度为 ；将小桶收集的水倒入量筒后，水桶内水有残留，故体积偏小，故密度偏大。
（2）[4][5][6] 将B中水倒出，将胡麻油装入杯中，直至标记处，将A中的水倒出，往A杯倒入胡麻油，
直至标记2，此时根据排开水的体积相同，故浮力相同，漂浮，液体的重力相同，故胡麻油和水的质量相
同，此时水的质量为 ，则胡麻油的质量为 ；测出此时B杯中剩余胡麻油的高度为
h，则胡麻油的体积为
3
则胡麻油的密度为
故胡麻油的密度为 ；推理过程见前两空。
2．（2021年辽宁省朝阳市中考物理试题）利用图中器材测量石块和酱油的密度。
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学科网（北京）股份有限公司（1）使用调节好的天平测量石块质量，天平平衡时，如图中甲所示，则石块的质量是______g；
（2）将石块浸没在有水的量筒中，如图中乙所示则石块的密度为______kg/m3；
（3）如图所示，把重为G的石块挂在弹簧测力计下，将石块分别浸没在水和酱油中，石块没有碰到容器
底和容器壁，测力计的示数分别为F 和F，则石块在水中所受浮力的表达式为F =______，酱油密度的
1 2 水浮
表达式ρ =______（以上两空均用符号表示，忽略细线的质量和体积，水的密度用ρ 表示）；
酱油 水
（4）用图所示的方法，测量石块的密度，则石块的密度表达式为ρ =______（用符号表示，水的密度用ρ
石
表示）
水
【答案】31.4 3.14×103
【详解】
（1）[1]图甲中天平游码标尺的分度值为0.2g，示数为1.4g，则所测石块的质量是
m=20g+10g+1.4g=31.4g
（2）[2]图乙原来量筒中水的体积为50mL，后来石块和水的总体积为60mL，则石块的体积为
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学科网（北京）股份有限公司V=60mL-50mL=10mL=10cm3
则石块的密度为
ρ= 3.14g/cm3=3.14×103kg/m3
（3）[3]石块重力为G，浸没在水中时的测力计的示数为F，根据称重法测浮力，石块在水中所受浮力的
1
表达式为
F =G-F
水浮 1
[4]石块排开酱油的体积等于排开水的体积，为
V =V =
排油 排水
根据阿基米德原理，石块在酱油中所受浮力为
F =ρ gV
油浮 酱油 排油
根据称重法测浮力，石块在酱油中所受浮力为
F =G-F
油浮 2
则酱油的密度为
ρ =
酱油
（4）[5]设容器底面积为S。由图可知，石块沉入水底前后的水面高度变化量为h-h，则石块的体积为
4 2
V =S(h-h)
石 4 2
石块在碗中漂浮前后的水面高度变化量为h-h，则石块受到的浮力为
3 2
F =ρ gV =ρ gS(h-h)
浮 水 排 水 3 2
根据漂浮条件，则石块的重力为
G = F =ρ gS(h-h)
石 浮 水 3 2
石块的质量为
m =
石
石块的密度为
ρ =
石
3．（2021年辽宁省营口市中考物理试题）探究小组的同学们利用天平、量筒等实验器材测量一个金属块
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学科网（北京）股份有限公司的密度，具体实验操作如下：
（1）将天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端的______处，此时指针位置如图甲所示，要使天平平
衡，应向_______调节平衡螺母。
（2）把金属块放在天平左盘，向右盘加减砝码并调节游码在标尺上的位置，天平平衡后，右盘中砝码质
量和游码的位置如图乙所示，金属块的质量是_____g。
（3）在量筒中加入20mL水，读数时视线应与凹液面底部______，将金属块轻轻放入量筒中，如图丙所示，
则金属块的体积是______cm3。
（4）金属块的密度是_______kg/m3。
（5）实验时，若将（2）（3）两个步骤顺序对调，这种方法测出的金属块的密度与真实值相比_______
（选填“偏大”或“偏小”）。
（6）小强同学又取来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，制成一个能始
终竖直漂浮在液体中的简易密度计，用这个简易密度计测量某液体的密度，实验步骤如下：（ρ
水
=1.0×103kg/m3）
①用刻度尺测出密度计的长度是10cm；
②将密度计放入盛有水的烧杯中，静止后测出密度计露出水面的长度是4cm；
③将密度计从水中取出并擦干，然后放入盛有被测液体的烧杯中，静止后测出密度计露出水面的长度是
2cm；
④被测液体的密度是______g/cm3。
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学科网（北京）股份有限公司【答案】零刻度线 右 32.4 相平 10 3.24×103 偏大 0.75
【详解】
（1）[1][2]调节天平横梁平衡时，应先将游码移到标尺左端零刻线处，指针左偏，左边重，平衡螺母右移。
（2）[3]金属块的质量是
m=20g+10g+2.4g=32.4g
（3）[4][5]读体积时，视线与凹液面最低点相平，金属体积
V=30cm3-20cm3=10cm3
（4）[6]金属块的密度是
（5）[7]金属块会带出水，测的质量偏大，体积不变，根据 ，密度偏大。
（6）[8]设密度计底面积S，放入水中，浮力为
F=ρ gS×(0.1m-0.04m)= ρ gS×0.06m
水 水
因为密度计始终漂浮，所以两次浮力相同，都等于密度计重力，放入待测液浮力为
F=ρgS×(0.1m-0.02m)=ρgS×0.08m
所以
ρ gS×0.06m=ρgS×0.08m
水
解得ρ=0.75g/cm3。
4．在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中，实验小组的同学们测量了相关数据并记录在如表中：
次数 1 2 3 4 5 6 …
质量m/g 40 100 160 200 240 300 …
重力G/N 0.4 1.4 ▲ 2.0 2.3 3.0 …
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学科网（北京）股份有限公司（1）测量前，要检查弹簧测力计的指针是否指在 上。
（2）第3次测量的弹簧测力计指针指示位置如图甲所示，表中空缺的实验数据“▲”是 N。
（3）根据表中的数据得到如图乙所示的对应点，请画出物体受到重力的大小跟质量关系的图象。
（4）由图象可知，物体所受的重力跟它的质量 。
【分析】（1）使用弹簧测力计时候，首先要“调零”，即检查指针是否在零刻度线；
（2）由图可知，该测力计的最小分度值为0.2N，读出弹簧测力计的示数；
（3）根据描点法作图；
（4）根据重力与质量的关系图象得出结论。
【解答】解：（1）使用弹簧测力计时候，首先要“调零”，即检查指针是否在零刻度线；
（2）第3次测量的弹簧测力计指针指示位置如图甲所示，由图可知，该测力计的最小分度值为 0.2N，
指针在1刻度线下方3格，则弹簧测力计的示数是1N+3×0.2＝1.6N；
（3）根据描点法作图，重力与质量的关系图象如下所示：
；
16
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学科网（北京）股份有限公司（4）由于重力与质量的关系图象为原过点的直线，可以得出的结论是：物体所受的重力跟它的质量成
正比；
故答案为：（1）零刻度线；（2）1.6；（3）如上图；（4）成正比。
5．如图所示，甲图是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，让同一小车从斜面上相同的高度由静
止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动。乙图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置，让
同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。请回答：
（1）甲实验中，小车在水平面上运动时，在竖直方向上受到的力有 和 ；在水平
方向上受到摩擦力，且摩擦力越小，小车的速度减小得越 。从而可以推理：如果运动的物体不受
力，它将 。
（2）乙实验中的研究对象是 （选填“钢球”或“木块”），实验目的是探究物体的动能大小与
的关系。
【分析】（1）小车在竖直方向上受重力和支持力的作用，二者互相平衡；
甲实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，其目的是使小车在水平面运动的起始速度相同，
控制速度相同，改变接触面的粗糙程度，观察小车运动距离的远近反映阻力对物体运动的影响；阻力越
小，小车运动的距离越远，可以进行科学推理：当阻力为零时小车会沿水平面匀速运动下去。
（2）钢球动能的大小是通过钢球对外做功的多少来体现，实验中通过观察木块被钢球推开的距离反映
做功的多少；
乙实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，控制了小球的质量不变，目的是让小球到达斜面
底端的时的初速度不同，探究速度对小球动能的影响。
【解答】解：（1）让小车从斜面滑下后沿水平面运动，是为了使小车在水平面上运动时，竖直方向上
受到的重力和支持力相平衡，相当于小车只受水平方向上的摩擦力，且摩擦力越小，小车的速度减小得
越慢，从而可以推理：若水平面绝对光滑，运动的物体不受力，它将会在水平面上做匀速直线运动；
（2）乙图的探究实验中，通过钢球推动木块的距离来反映钢球动能的大小，所以研究对象是钢球；
实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，到水平面的速度不同，高度越高，到水平面的速度
越大，在水平面上移动的距离越大，说明动能越大，是探究物体的动能大小与速度的关系。
故答案为：（1）重力；支持力；慢；做匀速直线运动；（2）钢球；速度大小。
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学科网（北京）股份有限公司6．（2021·山东烟台·中考真题）在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，某小组用同一物块按照
图甲、乙，丙进行了三次实验。
（1）实验过程中，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做__________运动，此时滑动摩擦力的大小等于
弹簧测力计的示数，所依据的原理是______________。
（2）进行__________两次实验，是为了探究滑动摩擦力大小与压力大小之间的关系；
（3）实验中发现丙图中弹簧测力计的示数比甲图中的大，由此可以得到的结论是：____________。
（4）在交流评估环节中，某同学总认为滑动摩擦力的大小还与接触面积有关，为了验证他的想法，他进
行了如下设计：将甲图中的物块竖直切掉一半重新进行实验，测得物块所受摩擦力与甲图中测得的数据进
行比较，从而得出结论。请对该同学的设计方案进行评估_______。
【答案】匀速直线 二力平衡 甲、乙 压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大 该同学
的实验方案没有控制压力一定，所得结论是错误的
【详解】
（1）[1][2]实验中需要测量滑动摩擦力的大小，根据二力平衡原理，需要用弹簧测力计沿水平方向拉着物
块做匀速直线运动，这样物块处于平衡状态，受到的摩擦力与拉力大小相等。
（2）[3]要探究滑动摩擦力大小与压力大小之间的关系，应改变压力大小、控制接触面的粗糙程度不变，
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学科网（北京）股份有限公司图中甲、乙两次实验符合条件。
（3）[4]丙图和甲图中接触面的压力大小相同，丙图的毛巾表面更粗糙，弹簧测力计的示数更大，说明摩
擦力更大，由此可得结论：当压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
（4）[5]要验证滑动摩擦力的大小是否与接触面积有关，应改变接触面积，同时要控制压力和接触面的粗
糙程度不变。而该同学将物块竖直切掉一半重新进行实验，改变了接触面积，但也改变了压力，这样的做
法是错误的，故得到的实验结论是错误的。
7．在探究“二力平衡条件“的实验中，实验装置如图所示。
（1）实验时，向左盘和右盘同时放入等重的砝码，这时木块保持静止，说明一对平衡力的 ；但
小明在实验时发现，若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码时木块仍然保持静止状态，则产生这一现象
的原因是 ；
（2）现保持F 与F 相等，将木块换成小车，然后扭转一个角度，松手后，小车将 ，设计这一
1 2
步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定 ；
（3）如果将木块换成弹簧测力计，左右两盘各放入重5N的砝码，则弹簧测力计的示数为 。
A.10N B.5N C.0N
【分析】（1）静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用；物体间相互挤压且具有相对运动
趋势，便会产生摩擦力；
（2）根据二力平衡的条件，将小车扭转一个角度，两个力不在同一直线上，所以不能平衡，通过现象
可以得出探究的因素；
（3）在平衡力的作用下，弹簧测力计中的弹簧肯定会发生形变，所以弹簧测力计一定有示数；我们通
常所说的弹簧测力计的示数是由作用在挂钩上的拉力大小决定的；
【解答】解：
（1）物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体受到平衡力的作用，平衡力大小相等；若两边拉
力不相等，则木块相对于桌面具有相对运动趋势，此时桌面对木块产生摩擦力的作用，木块在两个拉力
及摩擦力的作用下保持静止；
（2）将小车转动一个角度，两个力不在同一直线上，小车将转动回来，说明一对平衡力需在同一直线
上，所以实验中设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定在同一直线上；
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学科网（北京）股份有限公司（3）弹簧测力计测量力的时候都是在静止或匀速直线运动状态下的，静止和匀速直线运动状态是一种
平衡状态，受到的就一定是平衡力；弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力，弹簧测力计左右两盘各放
入重5N的砝码，即弹簧测力计挂钩上受到了5N的拉力，所以弹簧测力计的示数为5N，故B正确。
故答案为：（1）大小相等；木块与桌面间存在摩擦力；（2）转动回来；在同一直线上；（3）B。
8．利用杠杆开展相关实验探究：
（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示。则应将平衡
螺母向 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杄在水平位置平衡；
（2）如图乙所示，在A点挂3个重力均为0.5N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在
水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 N；若在第（1）小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直
接开展上述实验，弹簧测力计的示数会 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
（3）始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丙所示。此过程中，弹
簧测力计拉力的力臂 （选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），拉力的大小 。
9．（2021·辽宁辽宁·中考真题）小平用一个长方体木块、弹簧测力计、两个相同的砝码和海绵等探究压力
作用效果与什么因素有关：
（1）根据甲、乙两图，可知压力的作用效果与______大小有关；
（2）用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系，应在丙图木块上放 ______个砝码。由此得出结
论：______一定， 受力面积越小，压力的作用效果越______。
（3）小平利用上述器材继续探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关：
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学科网（北京）股份有限公司①用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计的示数如图丁所示；
②取下木块上的砝码，重复①的操作，弹簧测力计的示数为1.8N。由此说明，接触面粗糙程度一定，压力
越大，滑动摩擦力越______；
③以不同的速度多次水平拉动木块，使它沿水平桌面做匀速直线运动，发现弹簧测力计的示数几乎不变，
说明滑动摩擦力的大小与速度大小______。
【答案】压力 一 压力（大小） 明显 大 无关
【详解】
（1）[1]根据甲、乙两图，木块与海绵受力面积相同，砝码数量不同，即压力不同，乙中海绵下陷更深，
可知压力的作用效果与压力大小有关。
（2）[2]用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系，应使压力相同，丙图中应和甲图一样放一个
砝码。
[3][4]根据甲丙图压力相同，但受力面积不同，丙中海绵下陷更深，可得结论，压力一定，受力面积越小，
压力的作用效果越明显。
（3）②[5]弹簧秤示数为2.4N，取砝码后，压力减小，示数为1.8N，说明接触面粗糙程度一定，压力越大，
滑动摩擦力越大。
③[6]改变拉木块速度，压力和接触面粗糙程度相同，发现弹簧测力计示数几乎不变，根据控制变量法，说
明滑动摩擦力大小与速度大小无关。
10．（2021·宁夏·中考真题）如图所示，在“探究液体内部压强”的实验中：
（1）图A所示压强计在使用前，需观察U形管两边液面是否相平，要检查装置的气密性。请简述检查气
密性的方法：_______。实验中通过_________显示液体内部压强的大小。
（2）某同学实验的情形如图B、C、D所示。
①比较图B和图C可以探究的问题是___________。
②保持探头在水中的深度不变，改变它的方向如图C、D所示，根据实验现象可以初步得出结论：
_________。
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学科网（北京）股份有限公司（3）该同学在实验过程中发现：在同种液体内部同一深度处，使用不同的压强计，U形管两侧液面的高度
差不完全相同。他认为可能与探头橡皮膜安装的松紧有关。请你设计实验证明他的观点_________。。
【答案】用大拇指轻压橡皮膜，若U形管液面有高度差，则气密性良好 U形管液面有高度差 同种
液体，液体压强与深度的关系 在同种液体内部同一深度处，各个方向压强相等 两个相同的压强计，
一个橡皮膜比较松，一个比较紧，同时伸入同一种液体，同一深度，观察两压强计U形管液面高度差的区
别
【详解】
（1）[1][2]用大拇指轻压橡皮膜，若U形管液面有高度差，则气密性良好；U形管液面有高度差，高度差
越大，液体内部压强越大。
（2）[3][4]图B和图C深度不同，故探究的是同种液体，液体压强与深度的关系；如图C、D所示，同种
液体，水中的深度不变，U形管液面有高度差相同，故结论为在同种液体内部同一深度处，各个方向压强
相等。
（3）[5]变量为橡皮膜安装的松紧程度，两个相同的压强计，一个橡皮膜比较松，一个比较紧，同时伸入
同一种液体，同一深度，观察两压强计U形管液面高度差的区别。
11．如图所示，物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。
（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是 N。
（2）比较 （填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。
（3）比较 （填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无
关。
（4）金属块的密度为 kg/m3。
（5）在实验中，排除测量误差因素的影响，兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力，
请指出实验操作中可能造成这种结果的原因： 。
（6）纠正了错误，继续实验，兴趣小组得出结论：物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力。
有同学对此结论提出质疑，他认为仅采用浸没的金属块做实验不具备普遍性，使用漂浮的蜡块做实验未
22
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学科网（北京）股份有限公司必遵循以上结论。针对这个质疑，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、蜡块、细线、量筒、烧杯、小
木块、小桶、轻质塑料袋（质量可忽略）、适量的水。请你根据需要选择器材并设计实验，研究使用漂
浮的蜡块做实验是否遵循兴趣小组所得出的结论。
实验器材： ；
实验步骤： ；
分析与论证： 。
【解答】解：（1）由图A、C（或D），金属块浸没在水中时受到的浮力：
F ＝G﹣F ＝2.7N﹣1.7N＝1N；
浮 示
（2）研究金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关，要控制排开液体的密度相同，
B、C两图中物体浸入的是同种液体，液体的密度是一定的，C图中物体排开水的体积比较大；
C图中物体受到的浮力等于：2.7N﹣1.7N＝1N，B图中物体受到的浮力等于：2.7N﹣2.2N＝0.5N。
由此得出：在液体的密度一定时，物体排开液体的体积变大时，物体受到的浮力就会变大，由此说明金
属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关；
（3）研究金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度的关系，要控制排开液体的密度和体积相同
故
比较 ACD三图可得出结论：金属块受到的浮力大小（大小相同）与其浸没在液体中的深度无关；
（4）金属块浸没在水中时受到的浮力：
F ＝1N；根据阿基米德原理，F ＝ρ gV ＝ρ gV ＝1N；
浮 浮 水 排 水 物
故金属块的密度：
ρ＝ ＝ ×ρ ＝ ×1.0×103kg/m3＝2.7×103kg/m3；
水
（5）在实验中，排除测量误差因素的影响，兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力，
可能造成这种结果的原因：溢水杯没有装满水，造成溢出水的体积小于排开水的体积：
（6）实验器材：
小木块、弹簧测力计、蜡块、细线、小桶、水；
实验步骤：
①用测力计测量出空小桶的重力G ；
桶
②将木块垫在烧杯下一侧作为溢水杯用，将烧杯内装满水，
③将蜡块用细线拴好，用测力计测量出蜡块的重力G，
23
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学科网（北京）股份有限公司④将蜡块取下轻轻放入烧杯内的水中，用小桶接排开的水，
用测力计测量出空小桶的和水的总重力G ；
桶总
分析与论证
根据漂浮的特点，蜡块的重力G即其受到的浮力，
G ﹣G 即为排开水的重力，
桶总 桶
比较G与G ﹣G 的大小，若相等，则得出使用漂浮的蜡块做实验遵循以上结论；否则不遵循以上结
桶总 桶
论
故答案为：（1）1；（2）ABC（ABD）；
（3）ACD；
（4）2.7×103；
（5）溢水杯没有装满水；
（6）实验器材：
小木块、弹簧测力计、蜡块、细线、小桶、水；
实验步骤：
①用测力计测量出空小桶的重力G ；
桶
②将木块垫在烧杯下一侧作为溢水杯用，将烧杯内装满水，
③将蜡用细线拴好，用测力计测量出蜡块的重力G，
④将蜡块取下轻轻放入烧杯内的水中，用小桶接排开的水，
用测力计测量出空小桶的和水的总重力G ；
桶总
分析与论证：
根据漂浮的特点，蜡块的重力G即其受到的浮力，
G ﹣G 即为排开水的重力，
桶总 桶
比较G与G ﹣G 的大小，若相等，则得出使用漂浮的蜡块做实验遵循以上结论；否则不遵循以上结
桶总 桶
论。
12．（2021·内蒙古包头·中考真题）某同学利用弹簧测力计、刻度尺和杠杆等器材测量长方体实心金属块
的密度。
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学科网（北京）股份有限公司（1）挂金属块前，杠杆左端下沉，应将右侧的平衡螺母向______调节，使杠杆在水平位置平衡；
（2）杠杆调平后，在A点用轻绳悬挂金属块。B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，
如图甲所示。此时弹簧测力计示数为2.5N。金属块质量为______kg；（g取10N/kg）
（3）已知金属块底面积为30cm2，高度如图乙所示。金属块高度为______cm，金属块密度为
______kg/m3；
（4）改变金属块和弹簧测力计的位置，进行多次实验，其目的是______；
（5）在某次测量过程中、不慎沿斜下方拉弹簧测力计，由此次数据得出的金属块密度值比实际密度
______。
【答案】右 0.75 2.50 1×104 测量多组数据求平均值，减小误差 偏大
【详解】
（1）[1]挂金属块前，杠杆左端下沉，杠杆向左偏，应将右侧的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平
衡。
（2）[2]杠杆调平后，在A点用轻绳悬挂金属块。B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平
衡，如图甲所示。此时弹簧测力计示数为2.5N。根据杠杆平衡的条件可知，金属块重力为
金属块的质量为
（3）[3][4]已知金属块底面积为30cm2，高度如图乙所示，刻度尺的分度值为0.1cm，则金属块高度为
2.50cm，金属块密度为
（4）[5]为了减小误差，采用测量多组数据求平均值的方法，操作是：改变金属块和弹簧测力计的位置，
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学科网（北京）股份有限公司进行多次实验。
（5）[6]在某次测量过程中、不慎沿斜下方拉弹簧测力计，此时力臂减小，力变大，测量的物体的重力变
大，物体的质量也变大，根据 ，由此次数据得出的金属块密度值比实际密度偏大。
类型四 电学实验
1．（2021·广西贺州·中考真题）如图所示，在探究“并联电路的电流特点”的实验中，小明设计了如图甲
电路进行实验：
（1）实验中，小明应该选择两个小灯泡规格是________（选填“相同”或“不相同”）的；
（2）请用笔画线代替导线，按图甲中的电路图把图乙中的实物电路连接完整（导线不得交叉）；_______
（3）小明在连接电路时，开关应处于________（选填“闭合”或“断开”）状态；
（4）小明先将电流表接在 所在的支路上，闭合开关，观察到灯 发光，但灯 不亮，电流表的示数为
零，电路可能在的故障是_______（选填“灯 断路”或“灯 短路”）；
（5）排除故障后，他测出了 支路上的电流 ，然后他把电流表依次接入电路分别测量出 支路
电流 、干路电流 ，两次测得的结果都如图丙所示，则 _______A、 _______A．小明由此数据得出
并联电路中干路电流和各支路电流的关系是________（写关系式即可）；
（6）本次实验的不足之处是：_______。
【答案】不相同 断开 L 断路 0.2 1 I=I+I 仅有一组实
1 1 2
验数据，结论不具有普遍性
【详解】
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学科网（北京）股份有限公司（1）[1]实验中，为得出普遍性的规律，选择两个小灯泡的规格应该是不相同的。
（2）[2]由图甲知，L、L 并联，电流表与L 串联，故连接如下：
1 2 1
（3）[3]为保护电路，在连接电路时，开关应处于断开状态。
（4）[4]灯L 不发光，电流表的示数为零，可能是灯泡L 短路或断路造成的， 灯 发光，说明电路故障
1 1
是L 断路。
1
（5）[5][6][7]干路电流I大于支路电流I，说明测量干路电流I使用了大量程，测量支路电流I 使用了小量
2 2
程，大量程的分度值是0.1A，小量程的分度值是0.02A，因此干路电流 为1A，支路电流I 为0.2A，则有
2
0.8A+0.2A=1A
由此得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是：I=I+I。
1 2
（6）[8]本次实验只测了一组数据就得出结论，结论不具有普遍性，应更换灯泡测出多组实验数据，得出
普遍性的结论。
2．（2021·河北·中考真题）小明利用图所示的电路来探究串联电路的部分特点，已知R=2Ω，R=4Ω，
1 2
R=5Ω，R=10Ω，电源电压可调。
3 4
（1）请根据图所示电路图用笔画线代替导线将图所示实物图补充完整；（此时电源电压为3V）（____）
（2）电路连接完成后，闭合开关S，发现电压表、电流表均无示数；小明又将电压表并联在R 两端，闭
2
合开关S，发现电压表有示数，电流表无示数，则电路中一定存在的故障是______（选填字母）；
A．R 处短路 B．R 处断路 C．电流表处短路
1 2
（3）排除故障后，继续实验，实验中，小明调节了电源电压，换用了规格不同的电阻，分别将电压表并
联在AB、BC和AC两端，收集的数据如下表。
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学科网（北京）股份有限公司I/A U /V U /V U /V
AB BC AC
1 R 与R 串联 0.5 1 2 3
1 2
2 R 与R 串联 0.2 0.8 1 1.8
2 3
3 R 与R 串联 0.3 1.5 3 4.5
3 4
4 R 与R 串联 1 5 6
1 4
①表格中第4次实验空格处的数据为______；
②探究串联电路中电压的关系时，分析表中数据可得其规律是______；
③探究串联电路中电阻的关系时，分析表中数据可得其规律是______；
④探究串联电路中电压与电阻关系时，分析表中数据可得其关系是______；
（拓展）完成实验后，小红连接了如图所示电路，已知R>R，调整电源电压，将电压表分别并联在AB、
0 1
BC和AC两端，电压表指针三次偏转中，其中一次满偏，一次偏转的角度为满偏的三分之二，则所有符合
上述情况的R 的最大值与最小值之比是______。
0
【答案】 B 0.5 串联电路中总电压等于各部分电路电压之和 串联电
路中总电阻等于各电阻之和 串联电路中，电压之比等于电阻之比（串联电路中，电压与电阻成正比或
串联电路中，电阻越大，其两端电压越大） 13∶3
【详解】
（1）[1]由图可知，两端组的总阻值为
电路中的电流为
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学科网（北京）股份有限公司所以电流表选用0～0.6A量程，如图
（2）[2]电路连接完成后，闭合开关S，发现电压表、电流表均无示数，说明电路中出现断路，小明又将电
压表并联在R 两端，闭合开关S，发现电压表有示数，电流表无示数，说明电阻R 断路，故B符合题意，
2 2
AC不符合题意。
故选B。
（3）①[3]R 与R 串联时，电路中的总电阻为
1 4
电源电压为6V，根据 可知，电路中的电流为
②[4]探究串联电路中电压的关系时，由表格数据可知
可得其规律是：串联电路中总电压等于各部分电路电压之和。
③[5]探究串联电路中电阻的关系时，分析表格数据可知
，
以此类推，可得其规律是：串联电路中总电阻等于各电阻之和。
④[6]探究串联电路中电压与电阻关系时，由表格数据可知
，
即
以此类推，可知：串联电路中，电压之比等于电阻之比（串联电路中，电压与电阻成正比或串联电路中，
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学科网（北京）股份有限公司电阻越大，其两端电压越大）。
[7] 已知R>R，调整电源电压，将电压表分别并联在AB、BC和AC两端，电压表指针三次偏转中，其中
0 1
一次满偏，一次偏转的角度为满偏的三分之二，则所有符合上述情况的的电压组合为13V、2V、15V；
5V、10V、15V；2V、3V、5V；1V、2V、3V；四组数值中，第一组 时，根据串联电路电压规律，
R 阻值最大
0
第三组 时，根据串联电路电压规律，R 阻值最小
0
则所有符合上述情况的R 的最大值与最小值之比是
0
3．（2021·辽宁辽宁·中考真题）小刚在实验室利用图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V小灯泡的额
定功率（电源电压恒定）实验步骤如下：
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学科网（北京）股份有限公司（1）开关闭合前，应将滑片移到变阻器的______（填“最左”或“最右”）端。
（2）闭合开关，移动变阻器的滑片，电流表有示数而电压表没有示数，故障的原因可能是小灯泡_______
（选填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障后，移动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为1V，此时应将变阻器的滑片向
_______（选填“左”或“右”）动，直到电压表的示数为2.5V时为止，此时电流表的示数如图乙所示，
则电流值为_______A，小灯泡的额定功率为______W。
（4）根据实验数据绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图丙所示，该图像不是直线的
原因是______。实验中小灯泡随着它两端电压的增大而逐渐变亮，是因为小灯泡的亮度是由它的______决
定的。
（5）小刚又设计了如图丁所示的电路，测出了标有额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率。电源电压恒定，
变阻器R 的最大阻值为10Ω，实验操作如下：
1
①闭合S，断开S，移动变阻器R 的滑片，使电流表的示数为0.3A；
1 2 1
②闭合S，断开S，保持变阻器R 的滑片位置不动移动变阻器R 的滑片，使电流表的示数仍为0.3A；
2 1 1 2
③________，将变阻器R 的滑片移到最左端，电流表的示数为0.6A，再将变阻器R 的滑片移到最右端，
1 1
电流表的示数为0.2A；
④小灯泡的额定功率为______W。
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学科网（北京）股份有限公司【答案】最左 短路 右 0.24 0.6 灯泡电阻随温度改变 实际功率 保持变阻器R 的
2
滑片位置不动 0.45
【详解】
（1）[1]开关闭合前，滑片处于阻值最大处，即最左端。
（2）[2]电流表有示数，是通路，电压表没有示数，可能是灯泡短路。
（3）[3]电压表的示数为1V，小于2.5V，要增大灯泡分压，减小变阻器分压，要减小变阻器电阻，滑片右
移。
[4][5]电流表小量程，分度值0.02A，示数0.24A，小灯泡的额定功率为
P =U I =2.5V×0.24A=0.6W
L L L
（4）[6]灯泡电阻随温度变化而变化，不是定值，所以小灯泡的电流随其两端电压变化的图像不是直线。
[7]两端电压的增大，根据 ，实际功率增大，变亮。
（5）[8][9]闭合S，断开S，灯泡和变阻器串联，电流0.3A，灯泡正常发光；闭合S，断开S，保持变阻
1 2 2 1
器R 的滑片位置不动移动变阻器R 的滑片，使电流表的示数仍为0.3A，用变阻器R 代替灯泡，电流还是
1 2 2
0.3A时，变阻器R 阻值等于灯泡正常发光阻值；因为电源电压不变，变阻器R 的滑片移到最左端，电流
2 1
表的示数为0.6A，电源电压为
U=IR=0.6A×R
1 2 2
变阻器R 的滑片移到最右端，电流表的示数为0.2A，电源电压
1
U= IR+ IR=0.2A×R+0.2A×10Ω
2 2 2 1 2
可得
0.6A×R=0.2A×R+0.2A×10Ω
2 2
解得R=5Ω，小灯泡的正常发光电阻5Ω，所以小灯泡的额定功率为
2
P=IR =(0.3A)2×5Ω=0.45W
2
4．（2021·贵州贵州·中考真题）用下图所示的器材“测定小灯泡电功率”。
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学科网（北京）股份有限公司（1）小强依照电路图、选择了合适的电表量程连接元件，但尚未连接完整，用笔画线代替导线将图甲中
的元件连接完整______；
（2）闭合开关前，必须将滑动变阻器的滑片P移到______（填“a”或“b”）端。实验时，移动滑动变阻器
的滑片P，改变小灯泡两端的______，从而控制小灯泡的实际功率；
（3）小强观察到小灯泡的额定电压为2.5V，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数为
2.5V时，电流表的小数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W；
（4）继续向a端移动滑动变阻器的滑片P，这时小灯泡的实际功率会______（选填“变大”或“变小”）。
【答案】 b 电压 0.75 变大
【详解】
（1）[1]电压表应与小灯泡并联，如下图所示：
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学科网（北京）股份有限公司（2）[2]闭合开关前，必须将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，即b端。
[3]实验时，移动滑动变阻器的滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻发生变化，由串联电路分压原理可知，
小灯泡两端的电压改变，从而控制小灯泡的实际功率。
（3）[4]当电压表的示数为2.5V时，电流表的小数如图乙所示为0.3A，则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
（4）[5]继续向a端移动滑动变阻器的滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，由串联
电路分压原理可知，小灯泡两端的电压变大，由P=UI可知，这时小灯泡的实际功率会变大。
5．（2021·广西贵港·中考真题）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路如图1所
示，其中R>R。
1 2
实验一：探究电流产生的热量与电阻大小的关系；
（1）请按照图1中的电路图将图2实物图连接完整；_______
（2）实验电路按照图1中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制_______；电阻丝放出热量的多少，
通过_______来进行判断。
（3）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入_______相等、初温相同的
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学科网（北京）股份有限公司同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容
_______水的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
实验二：探究电流产生的热量与电流大小的关系
（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实
验发现：用电阻丝R 加热的煤油，在实验一中温度升高Δt，在实验二中温度升高Δt′，则Δt′_____2Δt
1 1 1 1 1
（选填“大于”、“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流大小______正比例关系（选
填“成”或“不成”）。实验中，用电阻丝R 加热煤油重复以上实验步骤，也可以得出相同的结论。
2
（5）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值_______的电阻丝（选填“相同”或
“不同”），就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a烧瓶中液体的质量为m，瓶中电阻
丝的阻值为R，测出通过它的电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为Δt，若不计热量损失，
则a液体的比热容为________（用所给出的物理量写出比热容的表达式）。
【答案】 电流相等 温度计的示数变化
质量 小于 大于 不成 相同
【详解】
（1）[1]变阻器一上一下串联接入电路中，如图所示：
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学科网（北京）股份有限公司（2）[2]图1中，两个电阻丝串联，通过它们的电流相等，通电时间相等。
[3]根据转换法知，电阻丝放出热量的多少，是通过温度计的示数变化来进行判断的。
（3）[4]为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入质量相同、初温相同的
同种液体。
[5]因煤油比水具有较小的比热容，故用煤油比用水更容易看出温度的变化。
（4）[6][7]闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相
同，根据Q=I2Rt可知，电阻丝产生的热量是原来的4倍；所以用电阻丝R 加热的煤油，温度升高Δt′大于
1 1
2Δt，该实验说明电流产生的热量与电流不是正比例关系。
1
（5）[8]在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值相等的电阻丝，可以探究两种不同液
体的吸热性质。
[9]电阻丝产生的热量Q=I2Rt，不计热量损失，液体吸收的热量
Q =Q=cmΔt
吸
则
c=
6．如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明
容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与 U 形管相连，接入电路。
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学科网（北京）股份有限公司（1）组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管 （选填“属于”或“不属于”）连通器。
（2）图甲是探究在通电时间相同和 相同的情况下，导体产生的热量与 大小是否有关的
装置。
（3）实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方
法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是 。
A．探究电流与电压、电阻的关系B．用铁屑显示磁体周围磁场分布 C．研究光的传播时，引入“光
线”D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
（4）由图乙所示，电流表的示数为 A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在 10s内产生的热
量是 J。
（5）某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可
能是 。
【解答】解：（1）由图知，U形管内注入适量红墨水，上端开口，下端相连通，所以属于连通器；
（2）由图知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，所以探究的
是电流产生热量与电阻的关系；
（3）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反
映。采用的是转换法；
A、探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法；
B、用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用的是转换法；
C、研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法；
D、扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，采用的是转换法。故选BD；
（4）由图知，电流表选择的是～3A量程，对应的分度值是0.1A，电流表示数为2A；
右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是Q＝I2Rt＝（2A）2×5Ω×10s＝200J；
（5）由Q＝I2Rt可知，电阻丝R 和R 在相同时间内产生的热量不同，则U形玻璃管中应该出现液面高
1 2
度差；而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变，说明与此相连的空气盒有可能漏气，也可能是对应
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学科网（北京）股份有限公司的容器内的电热丝短路。
故答案为：（1）属于；
（2）电流；电阻；
（3）U形管液面高度；BD；
（4）2；400；
（5）透明容器密闭性不好（透明容器漏气、对应电阻丝短路）。
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