2019-2021年河北省中考物理试题分类汇编——实验题(word版含答案)

2019－2021年河北省物理中考题分类汇编——实验题
1．（2021年河北省中考物理试题）小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律。

（1）实验时，使___________在同一水平高度。

（2）当蜡烛、凸透镜、光屏在图所示位置时，光屏上出现了等大清晰的像，此凸透镜的焦距为_______cm。

（3）保持凸透镜位置不动，在（2）实验基础上，想要在光屏上得到缩小清晰的烛焰像，接下来的操作是_______。

（4）保持凸透镜位置不动，把蜡烛移到45cm处，无论怎样移动光屏，光屏上始终接收不到像，小明观察像的方法是_______。

2．（2021年河北省中考物理试题）小明和小红对具有吸水性的小石块的密度进行了测量。

（ρ水已知）
（1）小明的实验过程如下：
①将天平放置于水平桌面上，游码放到标尺左端的零刻度线处，天平上指针的位置如图所示，下一步的操作是______；
①用调节好的天平测出小石块的质量为m；
①往量筒中倒入适量的水，读出水面对应的刻度值为1V；
V；
①用细线系好小石块将其浸没在量筒里的水中，读出水面对应的刻度值为
2
①小石块的密度：ρ石=______；
（2）小红的实验过程如下：
①将用细线系好的小石块挂在弹簧测力计下，测出小石块重为G；
①将挂在弹簧测力计下的小石块______在水中，读出弹簧测力计示数为F；
①小石块的密度：
=______；
石
（3）对小明和小红的实验进行分析与论证，可知小明实验的测量值比小石块密度的真实值______（选填“偏大”或“偏小”）。

为了使测量结果更准确，可以在完成小明的实验步骤①后，将______，再继续进行实验。

33．（2021年河北省中考物理试题）小明利用图所示的电路来探究串联电路的部分特点，已知R1=2Ω，R2=4Ω，R3=5Ω，R4=10Ω，电源电压可调。

（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R2两端，闭合开关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．R1处短路B．R2处断路C．电流表处短路
（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。

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R0>R1，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R0的最大值与最小值之比是______。

4．（2020年河北省中考物理试题）在“探究光的反射规律”的实；验中，平面镜水平放置，白色纸板竖直立在平而镜上，纸板由E、F两部分组成，可绕竖直接缝ON翻转，如图1所示。

(1)实验中还需要的器材是：______、激光笔和铅笔。

(2)将一束光贴着纸板E沿AO射到O点，纸板F上会显示出反射光束OB：为探究反射光和入射光是否在同一平面内，下一步的操作是：______。

(3)使光束以不同角度入射进行实验，测量数据如上表所示。

由此可得：在反射现象中，______。

(4)如图2所示，已知入射光线与反射光线的夹角为90°，请在图中画出平面镜的位置并标出反射角的度数。

5．（2020年河北省中考物理试题）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，如：______。

那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）
小明做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关；
猜想2：与斜面的倾斜程度有关；
猜想3：与物体受到的重力大小有关。

小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。

实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。

实验中相关的记录如表。

回答下列问题：
(1)通过对比实验______中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关；
(2)通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时，______；
(3)为验证猜想3，小明做了实验______（填写实验序号），分析实验数据后，小明认为这几次实验省力情况相同，依据是______。

（拓展）完成实验后，小明沿斜面用1.8N的拉力，将重为4.5N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。

已知斜面长1.2m、高0.3m，则斜面的机械效率是______%。

（把重物直接提升0.3m所做的功作为有用功）6．（2020年河北省中考物理试题）学习了电功率后，小明利用如图1所示的电路图来探究小灯泡功率跟电阻的关系。

L1规格为“2.5V 0.25A”、L2额定电压是4.5V、L3额定电压是6V，可调电压电源。

图3是小灯泡L2和L3的I﹣U图象。

(1)请根据图1所示电路图用笔画线代替导线将图2所示实物图补充完整（______）。

(2)电路连接完成后，小明只闭合开关S1，发现电流表有示数，但小灯泡不发光，原因是______。

(3)如表是实验中的相关数据。

第1次实验中电源电压U＝______V，L3的阻值R3＝______Ω。

(4)分析表中数据可得出，规格不同的小灯泡消耗的实际功率跟电阻的关系是：
①______；
①______。

（拓展）完成实验后，老师告诉小明用一个稳压电源和一个滑动变阻器可以制作成一个可调电压电源。

将自制的可调电压电源（稳压电源电压恒为6V）、电流表、小灯泡L3和开关串联，如图4所示。

将滑片置于阻值最大处，闭合开关，向左移动滑片，当滑片从A点滑到最左端B点时（A、B两点图中未标出），电流
表示数变化了0.1A，则R AB＝______Ω。

7．（2019年河北省中考物理试题）形状规则、质量分布均匀的物体，它的重心在它的____________上．如图所示为质量分布均匀但形状不规则带有小孔的薄木板，请用细棉线、刻度尺、笔和铁架台来确定它的重心．
（1）操作方法：______________________________
（2）判断方法：________________________即为木板的重心
（3）实验中没有利用到的物理知识:____________（填写序号）
①二力平衡的条件①重力的方向是竖直向下的①重力的大小跟物体质量成正比
8．（2019年河北省中考物理试题）小明用如图1所示的装置探究“影响浮力大小的因素”（已知ρ水
=1.0×103kg/m3，取g=10N/kg）
（1）小明利用图1甲所示的实验装置，将圆柱体合金块慢慢浸入水中时，根据测得的实验数据，作出了弹簧测力计示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象（如图2①所示）．实验过程中合金块所受浮力的变化情况是________________________；请在图2中画出F浮随h变化的关系图象．
分析图象可知，浸没在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成____________．
（2）将合金块分别浸没在水和某液体中（如图1乙、丙所示），比较图1甲、乙、丙可知：___________；
（3）合金块的密度为ρ合金____________g/cm3；
（4）若用此合金块制成一个空心合金球，当合金球恰好能悬浮于图1丙所示液体中时，空心部分的体积是____________cm3．
9．（2019年河北省中考物理试题）小明利用如图1所示的电路测定小灯泡的额定功率．所用器材：额定电压为2.5V的小灯泡、电池组（二节干电池串联，电压为3V）、电压表一块、滑动变阻器（10Ω 2A）、定值电阻（R0=5Ω）、开关三个和导线若干．
（1）用笔画线代替导线，将图2中的实物电路按照图1所示的电路图连接完整．
（2）闭合开关前，应将变阻器滑片滑到____________ （选填“左”或“右”）．
（3）连接完电路后，小明只闭合S、S1时，移动滑片P，电压表示数发生改变：只闭合S、S2时，移动滑片P，小灯泡不发光．于是小明用电压表进行电路故障检测，把电压表并联在某电路元件两端，测试结果如下表所示．则电路中一定存在的故障是____________ ．（填写序号）
①灯泡L处断路①灯泡L处短路①开关S2处断路
（4）排除故障后，小明继续实验．
①只闭合S、S2，移动滑片P，使电压表的示数为____________ V
①只闭合S、S1，保持滑片P不动，读出电压表的示数为2.25V
①小灯泡的额定功率为____________ W.
（5）当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，灯泡的实际功率P实____________ （选填“>”、“>”或“=”）1
P额
4
（拓展）小红通过课外学习知道，干电池有一定的电阻，我们需要用它的“电压U”和“电阻r”两个物理量来描述它（如图所示）于是小红在小明完成步骤①后，将电压表并联在电池组两端，保持滑片P的位置不变，只闭合S、S2时，读出电压表示数为2.55V，则小明实验中所用电池组的电阻r是____________ Ω．
参考答案
1．蜡烛烛焰、凸透镜光心、光屏中心 10.0 将蜡烛和光屏均向左移动合适的距离 在凸透镜右侧合适位置直接观察 【详解】
（1）[1]实验时，为了使像成在光屏的中央，蜡烛烛焰、凸透镜光心、光屏中心应该在同一高度上。

（2）[2]根据凸透镜成像规律可知，当物体在二倍焦距时，物体和像等大，所以此时
220.0cm f =
则该凸透镜的焦距为10.0cm 。

（3）[3]根据凸透镜成像规律可知，当像为倒立缩小实像时，物体在二倍焦距之外，所以需要将蜡烛向左移动，根据“物远像近像变小”可知，光屏也应该向左移动。

（4）[4]保持凸透镜位置不动，把蜡烛移到45cm 处，此时蜡烛在一倍焦距以内，成虚像，光屏上观察不到像，需要在凸透镜右侧合适位置通过透镜直接观察。

2．向左调节平衡螺母，使天平平衡 21m
V V - 完全浸没 G G F
ρ-水 偏大 具有吸水性的小石块
浸没在水中吸足水 【详解】
（1）[1]从图中可以看出分度尺向右偏，说明右边更重，左边轻，所以需要将平衡螺母向左边调节，使得左右两边平衡，天平水平平衡。

[2]根据题意，小石块的质量直接由天平测出，质量为m ，而体积是使用量筒将固体浸入液体中间接测出，
易知，小石块的体积为
21V V V =-
根据密度计算公式m
V
ρ=
可得，小石块的密度为 21
=
m m V V V ρ=-石 （2）[3]因为测量密度时需要测量质量和密度，质量可以根据测量出来的重力进行计算获得，所以还需要体积，因为物体在完全浸没时排开液体体积与物体体积相等，所以在只有弹簧测力计的情况下，可以通过测量完全浸没时的浮力来进行体积计算，所以应该将小石块完全浸没在水中。

[4]根据G mg =可知，物体的质量为
G m g
=
因为物体完全浸没时弹簧测力计的示数为F ，根据称重法计算浮力可知，此时物体受到的浮力为
=F G F -浮
根据阿基米德原理F gV ρ=浮液排可得，物体排开液体的体积也即物体体积为
F G F
V g g
ρρ-=
=浮液水 根据密度计算公式m
V
ρ=
可得，小石块的密度为 G
G m g
G F V G F
g
ρρρ===--水水
（3）[5]因为干燥的石头具有吸收性，能够吸收水分，所以测量体积时由于石头吸收掉一部分水分，从而使得测得的2V 偏小，所以计算出来的石块体积偏小，密度偏大。

[6]因为密度的偏差来源于石块吸收水分使得体积偏小，所以在测量完质量后，应该让石块充分吸收水分，然后再进行体积测量。

3． 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
122Ω+4Ω=6ΩR R R =+=总
电路中的电流为
3V =0.5A 6Ω
U I R =
=总 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 2两端，闭合开关S ，发现电压表有示数，电流表无示数，说明电阻R 2断路，故B 符合题意，AC 不符合题意。

故选B 。

（3）①[3]R 1与R 4串联时，电路中的总电阻为
142Ω+10Ω=12ΩR R R =+=总
电源电压为6V ，根据U
I R
=
可知，电路中的电流为 6V =0.5A 12Ω
U I R ==总
②[4]探究串联电路中电压的关系时，由表格数据可知
AB BC AC U U U +=
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
1113V =6Ω0.5A
U R I =
=总，12Ω+4Ω=6ΩR =总 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
122Ω1=4Ω2R R =，111V 1=2V 2
AB BC U U = 即
11
12
AB BC U R U R = 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，电阻越大，其两端电压越大）。

[7] 已知R 0>R 1，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12R =Ω时，根据串联电路电压规律，R 0阻值最大
0max 13ΩR =
第三组12R =Ω时，根据串联电路电压规律，R 0阻值最小
0min 3ΩR =
则所有符合上述情况的R 0的最大值与最小值之比是
0max 0min 13Ω13
3Ω3
R R == 4．量角器 将纸板F 沿ON 向后折（向前折），看其上是否有反射光线 反射角等于入射角
【详解】
(1)[1]因为实验时为了验证光的反射定律，需要测量反射角和入射角的度数，所以必须有量角器。

(2)[2]将纸板F 沿ON 向后折（向前折），看其上是否有反射光线，转动后，若不能看到反射光线，说明反射光线与入射光线是在同一平面内。

(3)[3]使光束以不同角度入射进行实验，由表格中的数据可知，反射角始终等于入射角。

(4)[4]已知入射光线与反射光线的夹角为90°，由光反射定律知，反射角等于入射角，则反射角等于
1
90452
︒︒⨯= 所以先作出反射光线与入射光线的夹角的平分线，然后再过入射点作这个角平分线的垂线即为平面镜的位置，入射角为入射光线与法线的夹角，反射角为反射光线与法线的夹角。

如图所示
5．盘山公路 1和2 其他条件相同时，斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力 1、3、4 根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力F 与物体的重力G 的比值大小相等 62.5 【详解】
[1]斜面是一种简单机械，使用斜面可以省力。

当斜面的高度一定时，斜面越长，则坡度越缓，则越省力；如：盘山公路。

(1)[2]探究斜面省力的情况与斜面的表面材料有关时，采用的是控制变量法，实验中需要控制物重、倾角相同，表面材料不同，所以应该对比1和2的数据。

(2)[3]对比实验1、5、6中的数据可知，在斜面的表面材料、物重相同的情况下，倾角越小，拉力越小，故结论是：在其他条件相同时，斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力。

(3)[4][5]探究斜面省力的情况与重力大小有关时，根据控制变量法可知，实验中需要控制倾角相同、表面材料相同，物体的重力不同；所以需要对比1、3、4的实验数据。

根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力与物体的重力G 的比值大小相等。

[6]有用功为
W 有＝Gh ＝4.5N×0.3m ＝1.35J
拉力做的总功
W 总＝Fs ＝1.8N×1.2m ＝2.16J
斜面的机械效率
1.35J
100%100%62.5%2.16J
W W η⨯⨯=有总
＝
＝
6．电源电压太低，灯的实际功率太小 4 4 当电流
相同时，电功率与电阻成正比当电压相同时，电功率与电阻成反比7
【详解】
(1)[1]根据电路图连接实物图，如下所示
(2)[2]电路连接完成后，小明只闭合开关S1，发现电流表有示数，则电路为通路，但小灯泡不发光，原因是灯的实际功率太小，即电源电压太低。

(3)[3][4]第1次实验中，即只闭合S1时，三个电阻串联，因串联电路各处的电流相等，即为0.25A，P3＝0.25W，根据P＝UI，R3的电压为
3 30.25W
=1V 0.25A
P
U
I
==
由欧姆定律，R1的电压为
U1＝IR1＝0.25A×10Ω＝2.5V
同理，R2的电压为
U2＝0.5V
根据串联电路电压的规律，电源电压
U＝U1+U2+U3＝2.5V+0.5V+1V＝4V 由欧姆定律，L3的阻值
3 3
1V
4Ω0.25A
U
R
I
===
(4)[5]根据表中第1次实验数据可知，当电流相同时，电功率与电阻成正比。

[6]根据表中第2、3、4次实验数据，当电压相同时，电功率与电阻成反比。

[7]滑片移动到最左端时，电路为L 3的简单电路，灯的电压为6V ，由图3知，电路的电流为0.6A ，滑片在A 点时，变阻器与灯串联，电路的电流为
'0.6A 0.1A 0.5A I =﹣＝
由图3知，灯的电压为2.5V ，根据串联电路的规律及欧姆定律，变阻器连入电路的电阻
-'6V-2.5V
=7Ω'0.5A
U U R I =
=滑 7．几何中心 详见解析 详见解析 ① 【详解】
形状规则且质量分布均匀的物体，其重心才在物体的几何中心上．
（1）①用细棉线系住小孔将不规则的薄木板悬挂起来，当木板静止时，用笔和刻度尺在木板上画出重力的作用线AB ；
①利用同样的方法再画出另一重力作用线CD ； （2）AB 、CD 的交点就是薄木板的重心．
（3）木板静止时，根据二力平衡知识可知，受到的拉力和重力是一对平衡力，作用在同一直线上，由于重力的方向是竖直向下的，这样可保证重心一定在所画的线上，而两条线的交点就是重心的位置．综上所述，本实验没有用到的物理知识的①．
8．先变大后不变 正比 浸没在液体中的合金块所受浮力大
小与液体的密度有关 4 400 【详解】
（1）由弹簧测力计的示数F 示与合金块下表面所处深度h 的关系图象可以知道：弹簧测力计的示数随着深度的增加是先变小后不变，而测力计的示数等于合金块的重力减去合金块浸在液体中受到的浮力．所以此实验过程中浮力先变大后不变．由图象可知，合金块完全浸没在水中时所受的浮力：F 浮=G -F ′=4N -3N=1N ；则F 浮随h 的变化的关系图象，如下图所示：
由图象可知，当h ≤6cm 时，浸在水中的物体所受浮力的大小与浸入水中的深度成正比，而排开水的体积与浸入水中的深度成正比，所以浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成正比；
（2）分析比较甲、乙、丙可知，合金块排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，即受到的浮力不同，说明浮力大小跟液体的密度有关； （3）由图甲可知，合金块的重力G =4N ，合金块的质量：m 合金=4N 10N/kg
G g ==0.4kg ， 由图乙可知，合金块浸没在水中时弹簧测力计的示数F ′＝3N ， 则合金块完全浸没在水中时所受的浮力：F 浮=G -F ′=4N -3N=1N ；
物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，合金块的体积：V 合金=V 排=3
31N
110kg/m 10N/kg F g ρ=⨯⨯浮水=1×10-4m 3，
则合金块的密度：ρ合金=
-430.4kg =110m
m V ⨯合金合金=4×103kg/m 3=4g/cm 3． （4）①由图丁可知，金属块浸没在某液体中时弹簧测力计的示数F ″=3.2N ， 则合金块完全浸没在某液体中时所受的浮力：F 浮′=G -F ″=4N -3.2N=0.8N ， 因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，由F 浮=ρgV 排可得：F F g g ρρ'=浮浮水液，则：ρ液=F F '
浮浮
ρ水
=
0.8N
1N
×1.0×103kg/m 3＝0.8×103kg/m 3． ①合金球悬浮在某液体中时所受的浮力：F 浮″=G =4N ， 合金球的体积：V 球=V 排′=
33
4N
0.810kg/m 10N/kg
F g ρ''=⨯⨯浮液=5×10-4m 3， 合金球实心部分的体积：V 实=V 合金=1×10-4m 3，
则空心部分的体积：V 空=V 球-V 实=5×10-4m 3﹣1×10-4m 3=4×10-4m 3＝400cm 3．
9． 右 ① 2.5 0.75 ＞ 1.5
【详解】
（1）由电路图可知，电压表测并联部分电路两端的电压，即测灯泡两端的电压，由于灯泡的额定电压为2.5V ＜3V ，故只需将电压表的“3”接线柱与开关S 1的右接线柱连接即可，如图所示：
（2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即滑到右端；
（3）①若灯泡L 处断路，将电压表与灯泡L 并联，只闭合S 、S 2时，则电压表有示数且接近电源电压，故①不符合题意；
①若灯泡L 处短路，将电压表与灯泡L 并联，只闭合S 、S 2时，则电压表无示数，将电压表与开关S 2并联，只闭合S 、S 2时，则电压表仍然无示数，故①不符合题意；
①若开关S 2处断路，将电压表与灯泡L 并联，只闭合S 、S 2时，则电压表无示数，将电压表与开关S 2并联，只闭合S 、S 2时，则电压表有示数且接近电源电压，故①符合题意；
（4）①只闭合S 、S 2，R 与L 串联，电压表测L 两端的电压，移动滑片P ，使电压表示数U 额=2.5V ，此时灯泡L 正常发光；
①只闭合S 、S 1，R 与R 0串联，此时电压表测R 0两端的电压U 0=2.25V ，则有：00
0U U U R R -=滑
，即：2.25V 3V-2.25V =5ΩR 滑，解得：R 滑=53
Ω； ①灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：U 滑′=U -U 额=3V -2.5V=0.5V ，
由欧姆定律和串联电路电流规律得到此时电路中的电流：I = I 滑=0.5V
=5Ω
3
U R '滑滑=0.3A ，
则小灯泡的额定功率：P额=U额I=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）当电阻不变时，由P=
2
U
R
可知，电压变为原来的一半，功率变为原来的四分之一，由于灯泡的电阻
是变化的，当电压减小时，功率减小，电阻也减小，故当小灯泡两端的实际电压为额定电压一半时，由P= 2
U R 可知，小灯泡的实际功率P实＞
1
4
P额．
【拓展】
由第（4）问可知，小灯泡正常发光时电路中的电流I=0.3A，将电压表并联在电池组两端，其测量滑动变阻器和灯泡的总电压U′＝2.55V，则电池电阻两端的电压：U r=U-U′＝3V-2.55V=0.45V，所以，所用电池组
的电阻：r=
0.45V
0.3A
r
U
I
=1.5Ω．。