2020届九年级中考复习浙教版科学讲义：九年级上册14物理实验和探究

第14课时物理实验与探究初中科学物理部分探究重点列举(c)【命题重点】1．探究光的传播规律。

2．探究能的转化与守恒。

3．探究运动和力的关系。

4．探究浮力大小的影响因素。

5．探究电流、电压、电阻的关系。

6．伏安法测电阻和电功率。

【命题题型】1．实验探究题。

2．选择题、简答题。

【答题注意】1．电学实验的基本操作规范。

2．运用相关知识原理分析问题。

3．注意结论表达的规范性、严谨性。

4．在实验与探究过程中对科学思想方法的要求。

类型一探究光的传播规律典例1 [2019·盐城]小明做“探究平面镜成像特点”的实验时，将玻璃板竖直立在水平桌面上，在白纸上画出表示玻璃板前后两表面的位置MM′和NN′。

图14－1(1)如图所示，用刻度尺测量玻璃板的厚度，其读数为__0.30__cm。

(2)在玻璃板前放棋子A，观察到棋子在玻璃板中有两个像，一个较亮、另一个较暗，较亮的像是光线经__MM′__(选填“MM′”或“NN′”)面反射形成的。

(3)为验证“像是虚像”的猜想，小明将一张白卡片放在__像__的位置，__直接__(选填“直接”或“透过玻璃板”)观察卡片上有无棋子A的像。

(4)将棋子B(图中未画出)放到玻璃板后，使它与较亮的像重合，并测量棋子A的右端到MM′的距离l A和棋子B的左端到NN′的距离l B，实验数据记录在下表中。

分析数据可得：像到反射面的距离__小于__(选填“小于”或“大于”)物到反射面的距离。

(5)实验中，像与物到反射面的距离存在差值。

小明对此很感兴趣，他想探究影响这一差值大小的因素。

请帮小明提出一条有价值且可探究的问题：__像与物到反射面的距离存在差值与玻璃板的厚度有什么关系？__。

【解析】(2)由于像是由光的反射形成的，而玻璃的两面都能反射光，能成两个像，前面的玻璃MM′表面反射的光较多，成的像较亮，后面的玻璃NN′表面由于光的反射后，物体反射的光减弱，故成的像较暗。

(3)为验证“像是虚像”的猜想，小明将一张白卡片放在像的位置，可以直接观察光屏上是否有棋子A的像，如果有，则为实像，否则为虚像。

(4)根据上述实验数据可知l B＜l A，即像到反射面的距离小于物到反射面的距离。

(5)实验中，像与物到反射面的距离存在差值，原因可能是玻璃板有一定的厚度，则问题可以为：像与物到反射面的距离存在差值与玻璃板的厚度有什么关系？跟踪训练1 [2019·金华校级模拟]下列对各光学现象的相应解释或描述，正确的是(C)图14－2A．影子是由于光的反射形成的B．蜡烛远离平面镜时，蜡烛的像变小C．插在水中的铅笔“折断”了，是因为光的折射D．只将F板绕ON向后转动，还能在F板上看到反射光线类型二探究能的转化与守恒典例2 [2019·温州]小明参加科技节“掷飞机”比赛，该项目的规则是：纸飞机掷出后在空中滞留的时间越长成绩越好。

查阅资料得知：纸飞机在空中滞留的时间与其形状、质量、出手速度和出手角度有关。

小明认为还可能与纸飞机表面的粗糙程度有关。

为了验证自己的猜想，小明准备了以下器材进行实验研究：发射器(如图)；秒表；剪刀；面积、质量大小和表面粗糙程度不同的两种纸A、B各若干张(同种纸正反面粗糙程度相同)。

图14－3(1)发射器的弹簧压缩得越短，释放后纸飞机获得的速度越大，其原因是__弹簧压缩得越短，弹性势能越大，纸飞机获得动能越大，纸飞机的速度越大__。

(2)写出本实验的主要步骤。

【答案】答题要点：自变量的设计(纸飞机表面的粗糙程度)、无关变量的控制(质量、弹簧压缩程度、发射角度、选择无风的环境)、因变量的观测(空中滞留时间的测量)、控制实验误差(多次实验求平均值)、实验结果的比较与分析。

满分示例：①用剪刀将A、B两种纸裁成形状、面积大小相同的纸各若干张；②将1张A纸叠放在1张B纸上，制作一只纸飞机；将1张B纸叠放在1张A 纸上，按相同的折法制作另一只纸飞机；③选择无风的环境，将两只纸飞机分别放在发射器上，压缩弹簧到相同的位置，以相同的角度进行发射；④用秒表记录两只纸飞机滞空时间；⑤多次重复实验；⑥分别计算两只纸飞机的平均滞空时间，进行比较得出结论。

跟踪训练2 [2019·杭州校级模拟]为探究重力势能的大小与什么因素有关，小金利用两端开口的玻璃管、图14－4底面直径与玻璃管内部直径相同的圆柱形泡沫及体积相同而质量不同的立方体金属块，设计了如图所示实验。

(1)实验中可通过观察__泡沫的下降高度__来判断物体重力势能的大小。

(2)要探究重力势能大小与高度的关系应选择__甲、丙__(选填编号)进行分析比较。

(3)分析比较图甲和图乙的实验结果可探究__高度相同时，重力势能的大小与质量的关系__。

类型三探究运动和力的关系典例3 [2019·宁波]【资料】1583年，伽利略经测量发现悬挂的油灯摆动时具有等时性。

如图所示，将密度较大的小球作为摆球，用质量不计、不可伸缩的细线悬挂于O点，组装成一个摆，在θ<5°时，让摆球从A点静止释放后摆动，摆的周期(摆球往返一次的时间)只与摆长l(摆球重心到悬挂点O的距离)有关。

图14－5【质疑1】小科认为：摆球质量越大，惯性也越大，所以相同条件下摆动会越慢，周期会越长。

【探究1】选择不同的小球作为摆球进行实验：①测摆球的直径D和质量m，计算出摆球的密度ρ；②组装摆；③调节摆长l，使摆长为800.0mm；④在θ<5°时，让摆球从A点静止释放后摆动，测出摆动30次的时间T30；⑤计算周期T；⑥用不同的摆球重复上述实验。

【数据】摆长l＝800.0mm【思考1】(1)测摆周期是通过测T30后求出T，而不是直接测T，这是为了__减小实验误差__。

(2)实验数据说明，摆长一定时，摆的周期与物体的质量__无关__(选填“有关”或“无关”)。

这一结论，得到了老师的肯定。

【质疑2】为什么资料中要求用密度较大的小球做摆球呢？【探究2】小科用D＝39.86mm、ρ＝0.08g/cm3的乒乓球按上述实验方法测出T ＝2.023s。

【思考2】摆长一定时，用乒乓球做实验测得的T明显变大。

其实，当摆球密度很小时，空气对摆周期的影响不可以忽略，因为摆球受到的外力——__空气阻力(或空气浮力)__不可忽略了。

【解析】【思考1】(1)一个周期太短，起始点和终止点很难精准把握，测量多个周期总时间求平均值，便于减小测量误差，属于累积法在科学测量中的应用。

(2)分析四组数据，发现即使物体质量不等，摆的周期T几乎相等，在实验误差范围内。

因此，摆长一定时，摆的周期与质量无关。

【思考2】物体在液体或气体中运动时，受到的阻碍物体运动的力，叫做流体阻力。

摆球在空气中运动会受到空气阻力。

摆球在空气中也会受到空气浮力的作用。

跟踪训练3 [2019·杭州上城区一模]公园里小朋友在玩游戏，起初她紧紧环抱杆子悬空静止着，随着慢慢松手开始沿杆下滑，小金将其简化为模型来研究，如图甲。

若F随时间变化的规律如图乙所示，有关小朋友在0～t1时间段所受摩擦力说法正确的是(C)图14－6A．一直减小，到t1时为零B．一直减小，到t1时不为零C．先不变后减小，到t1时为零D．先不变后减小，到t1时不为零类型四探究浮力大小的影响因素典例 4 [2019·杭州校级模拟]某课外兴趣小组同学利用弹簧测力计和量筒研究“浮力大小与排开液体多少的关系”，设计了如下实验步骤和数据记录表格：①在量筒中加入水，读出量筒内水面位置的刻度。

②把系有细线的铁块挂在弹簧测力计的挂钩上，测出铁块的重力。

图14－7③把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在盛有水的量筒里，再次读出弹簧测力计的示数。

④读出量筒内水面位置升高后的刻度。

⑤计算铁块排开水的体积。

求出铁块排开的水受到的重力。

实验过程中，小组同学发现设计的表格中缺少一项，该项是__铁块的重力(N)__。

补充完整后，完成实验。

分析数据得出结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。

实验后，该组同学进行了反思：(1)量筒中不能加入太多的水，否则无法直接测出__水和铁块的总体积(或水的体积)__，从而不能得出实验结论。

(2)通过以上实验得出结论不可靠，理由是__ABC__。

A．没有进行多次重复实验B．没有换用其他液体进行实验C．没有进行物体部分浸入水中时的实验【解析】根据阿基米德原理F浮＝G排和根据称量法F浮＝G－F测量浮力，需要用弹簧测力计测量物体的重力和水中弹簧测力计的拉力，故表格中缺少“铁块的重力(N)”。

(1)向量筒中加入“适量的水”，不能太少，否则不能把固体完全浸没，也不能加入太多的水，否则在放入物体后超过量筒的量程不能测量出排开水的体积，从而不能得出实验结论。

(2)为得到普遍性的规律，应换用不同液体进行多次重复实验以及进行物体部分浸入水中时的实验，多测几组数据进行分析，从而得出结论。

跟踪训练4 [2019·杭州校级模拟]如图所示，溢水杯中装入一定质量的水(水的密度用ρ表示)，将小玻璃杯放入水中，小玻璃杯漂浮，当溢水杯中的水不再溢出，将烧杯放在溢水口下方(如图甲)，然后将物体A轻轻放入小玻璃杯中，使其和小玻璃杯一起漂浮在水面上(如图乙)，用量筒测出小烧杯中的水的体积为V1，再将物体A从小玻璃杯中取出，往溢水杯中补充适量水至如图甲所示状态，再将物体A轻轻放入水中，物体A沉入溢水杯底部，用量筒再次测出此时小烧杯中的水的体积为V2，则V2__＜__V1(选填“>”“<”或“＝”)，物体A受到的重力表达式为__ρgV1__，物体A的密度表达式为__ρV1/V2__。

图14－8类型五探究电流、电压、电阻的关系典例5 [2019·连云港]某实验小组利用如图所示电路探究“导体中电流和电压的关系”，提供的实验器材有：电源(6V)、电流表、电压表、定值电阻(10Ω)、滑动变阻器(40Ω0.5A)、开关和导线若干。

图14－9(1)请用笔画线代替导线，将图中实物电路连接完整。

(2)闭合开关前，应该将滑片P置于__A__端(选填“A”或“B”)。

(3)小明同学进行了正确的实验操作，某次电流表的示数为0.2A，此时定值电阻消耗的功率为__0.4__W ，变阻器接入电路的阻值为__20__Ω。

(4)同组的小红同学想要探究“导体中电流和电阻的关系”，她又找来了两个阻值分别为5Ω和20Ω的电阻，用图示电路，为完成三次实验，则定值电阻两端电压的最小预设值是__2__V 。

【答案】 (1)如答图所示。

典例5(1)题答图【解析】 (1)电源电压为6V ，定值电阻为10Ω，由欧姆定律，电路的最大电流I ＝U R ＝6V 10Ω＝0.6A ，故电流表选用小量程与灯串联。

(3)小明同学进行了正确的实验操作，某次电流表的示数为0.2A ，定值电阻消耗的功率P ＝I 21R ＝(0.2A)2×10Ω＝0.4W ；R 滑＝U 总I 1－R ＝6V 0.2A －10Ω＝20Ω。