1、 6/62021年中考物理 專題突破十四 實驗設計題 2019年中考物理專題突破十四實驗設計題 1原創19世紀，英國科學家法拉第發現，如果讓閉合回路的導線在磁場中做切割磁感線的運動，導線中就會產生感應電流，而如果給位于磁場中的導線通電，則這根導線將會受到一個力的作用。根據法拉第的發現，人們發明了現在廣泛應用的發電機和電動機。電動機產生的強勁扭矩啟示了科學家和軍事家，如果把磁場中的這根導線換成一個導軌，上面再擱一枚炮彈，或干脆把導線換作一枚可導電的炮彈，這枚炮彈能不能被發射出去呢？ 1901年，挪威人克里斯廷伯克蘭制造出了世界上第一臺電磁發射器，開創了電磁炮的先河。目前，電磁炮受到各個國家的關注

2、，因為它具有普通火炮無法比擬的優勢：炮彈的速度快，射程遠，精度高，威力大。普通炮彈的飛行速度最高約1800 m/s，而電磁炮炮彈彈丸的速度可達其3倍以上，威力巨大。電磁炮作為發展中的高技術武器，具有廣闊的軍事前景。 為了更好地了解關于電磁炮的一些特性，研究各種因素對其性能影響的大小，并提高自己的動手能力，物理興趣小組的同學決定自己動手制作一個電磁炮模型。 結構圖： 圖Z142 工作原理圖： 圖Z143 模型做好后，有同學猜想：炮彈射程遠近是否與電壓成正比？請你設計一個實驗探究炮彈射程遠近與電壓有什么樣的關系。 (1)寫出除組裝電磁炮以外需要補充的測量器材：_ _。 (2)畫出實驗數據記錄表。

3、(3)補全他們實驗探究的步驟： 按照結構圖組裝好電磁炮，_ _。 _ _。 重復實驗步驟，再做四次實驗。 分析數據，整理實驗儀器。 2原創科學活動課上，老師教小明自制靜電發動機如圖Z144甲所示。老師先將一個塑料杯外面套一層鋁箔紙，其外再套一層塑料杯和一層鋁箔紙，做成一個電容杯，用一條鋁箔紙做導線，連接在電容杯的鋁箔上；然后用雙面膠將一個塑料杯外壁均勻貼上鋁箔條，并留有等間距的空隙，用竹簽在中間頂一下，頂出一個凹坑，做成一個轉杯；接著將竹簽固定在橡皮上做成一個支架；最后把鉛筆筆尖朝上固定在泡沫板上，并把轉杯放置在筆尖上，這樣依次將各部分結構組裝起來如圖甲所示，便完成靜電發動機的制作。老師用毛皮

4、摩擦橡膠棒使它帶電，接觸電容杯時，發現轉杯轉動了起來，看起來很神奇，但是班里同學不明白其中的原因，于是小明給大家解釋說：“這主要是因為電容杯帶電時，靜電會通過鋁箔條傳到轉杯的鋁箔上，由于同種電荷的排斥作用，轉杯就會轉動下去，而轉杯另一側的鋁箔起到了將靜電導走的作用，這樣就造成了轉杯的一側有排斥的力而另一側沒有，轉杯就在這種靜電力的作用下轉動起來了”。這時正好有一位同學用摩擦后的梳子靠近紙屑，紙屑卻被吸引如圖乙所示，小軍看后則認為是同種電荷相互吸引。若現在提供有下列實驗器材：橡膠棒、有機玻璃棒各兩根，毛皮、絲綢各一塊，絕緣支架一個。請你用實驗說明你的觀點(寫出實驗步驟和實驗現象及實驗結論)。 甲

5、乙 圖Z144 3原創如圖Z145所示，倉庫中有一字跡模糊不全的金屬存儲罐，搖晃此金屬存儲罐聽不到任何聲音。請你思考在不允許打開閥門的前提下，判斷這個金屬存儲罐里裝的是液化石油氣還是石油氣?，F在提供的實驗器材有：無彈性細繩、刻度尺、磅秤和一個空的金屬存儲罐，只是空的金屬存儲罐和此罐一樣的。請寫出你的實驗步驟和結論。 圖Z145 4原創在科學課上，我們都制作過水果(檸檬)電池如圖Z146甲所示，但是它與平常我們所認識的電池(如圖乙所示)相比，我們不能看到水果(檸檬)電池的正負極。小亮認為 圖甲水果(檸檬)電池中的左側黑線端是正極，右側紅線端是負極；而小靜持相反意見，認為左側黑線端是負極，右側紅線

6、端是正極；最后小飛提出了自己的觀點，認為水果(檸檬)電池沒有固定的正負極。請你設計實驗寫出：(1)除圖中以外所用到的器材；(2)用最簡單可行的實驗證明你的觀點并寫出結論。 圖Z146 5原創氣功是中國古代一種強身健體的方式。有一天老師在初一科學課上也表演了一次“氣功”：隔物吹蠟燭(如圖Z147所示)。老師先放置一根點燃的蠟燭A，然后又在A的后方放置了玻璃板，又在玻璃板的后方放置了蠟燭B，同學們看到玻璃板兩側分別各有一支點燃的蠟燭，當老師在玻璃板前側對A吹氣時，同學們看到玻璃板后方放置點燃的蠟燭B同時被老師一口氣吹滅了，老師真能隔物吹滅這兩根蠟燭嗎？請你用所學的知識和科學的方法來揭秘。 (1)寫

7、出你實驗所用器材(除圖中所提供以外的)。 (2)實驗的步驟、實驗現象和實驗結論。 圖Z147 6原創小櫻在實驗室用兩個條形磁鐵探究磁極之間的力的作用時，不小心把其中一個條形磁體摔成兩半，如圖Z148所示。小櫻認為她意外獲得了一個兩端都是N極的磁體和一 個兩端都是S極的磁體?，F提供的實驗器材是完好的條形磁體，細線，固定架(塑料)。請寫出你的實驗步驟和實驗結論。 圖Z148 7如圖Z149所示，輪子中央有一個轉動軸，輪子中安裝著18條擋板，每個擋板的縫隙中裝有一個鐵球。方案的設計者認為，給這個輪子施加一個力，右邊的球會向外滾動，因此，右邊的球產生的力矩帶動輪子轉動。左邊的球隨著輪子的轉動又會滾回輪

8、子中央，當轉到右邊時，又會向外滾動，產生的力矩帶動輪子轉動。這樣輪子就會永無休止地沿著箭頭所指的方向轉動下去，并且帶動機器一直轉動。請你只用一個彈力球設計實驗來證明這個機器不能制成的原因，即永動機不可制成，并寫出實驗結論。 圖Z149 82014海淀二模探究學習小組的同學學習了簡單機械后，知道使用簡單機械可以省力，于是產生了一個想法：用實驗室內測量范圍為05 N的彈簧測力計一只、固定框內有兩 個滑輪組成的滑輪組兩組(如圖Z1410所示)，測量質量約為50 kg同學的體重。請你根據實驗室提供的器材和再補充一些器材，設計一個完成他們想法的方案。對方案的要求是： 圖Z1410 (1)寫出方案需要補充

9、的器材； (2)畫出測量方案的示意圖，寫出關鍵條件、操作步驟和需要測量的物理量； (3)寫出被測學生體重與測量的物理量之間的關系式。 92015海淀一模 實驗桌上有如圖Z1411所示的實驗裝置，其中E板和F板關于ON對稱，F板能以ON為軸自由旋轉，還提供了一支激光筆。小明計劃用這些器材探究“光的反射規律”。他首先探究了反射光線跟入射光線和法線是否在同一平面內的問題。小明的主要實驗步驟如下： (1)將平面鏡平放在水平桌面上，E、F板以ON為軸立在平面鏡上。 (2)將F板與E板旋轉到同一平面，用激光筆發出一束沿E板A O方向射向平面鏡O點的光，觀察在右側F板上能否看到反射光O B，并將現象記錄在表

10、格中。 (3)將F板向后旋轉一定的角度，觀察在F板上能否看到反射光，并將現象記錄在表格中。 (4)將F板與E板再次旋轉到同一平面，改變激光筆的位置，用激光筆發出一束沿E板AO 方向射向平面鏡O點的光，觀察在右側F板上能否看到反射光O B，并將現象記錄在表格中。 (5)將F板向后旋轉一定的角度，觀察在右側F板上能否看到反射光O B，并將現象記錄在表格中。 圖Z1411 實驗記錄表： (1)請你根據實驗現象對該實驗操作進行評估，你覺得操作過程中存在的問題是_ _。 (2)請利用上述實驗器材設計一個實驗證明：“在光的反射現象中，反射角等于入射角”。請寫出實驗步驟，畫出實驗數據記錄表格。 參考答案 1

11、(1)電壓表、刻度尺 (2)實驗數據記錄表： (3)使接入電磁炮兩端的電壓為U，閉合開關，用刻度尺測量出炮彈射出的距離L，斷開開關，將電壓U和距離L記錄在表格中。 使電磁炮兩端的電壓U增大，閉合開關，用刻度尺測量出這次炮彈射出的距離L，斷開開關，將電壓U和距離L記錄在表格中。 2實驗步驟：第一次用毛皮摩擦橡膠棒尖端，然后放在可旋轉的絕緣支架上，再用毛皮摩擦另一根橡膠棒尖端與支架上的橡膠棒的尖端靠近，觀察到的現象是排斥。第二次用毛皮摩擦橡膠棒尖端，放在可旋轉絕緣支架上，用絲綢摩擦一根有機玻璃棒的前端與絕緣支架上的橡膠棒尖端靠近，觀察到的現象是吸引。 實驗現象：通過實驗，我們看到橡膠棒與橡膠棒之間

12、是相互排斥的，而橡膠棒和有機玻璃棒之間是相互吸引的。 實驗結論：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。摩擦后的梳子帶電吸引紙屑，說明帶電體具有吸引輕小物體的性質。 3實驗步驟：將這個金屬存儲罐放在磅秤上稱量一下，再將那個空的金屬存儲罐稱量一下，求出所裝物質的質量。用細繩圍著罐子繞一圈，在繩子上做好標記，然后將繩子伸直，用刻度尺測量出繩子的長即罐子的周長，通過周長計算出金屬存儲罐的底面積，再用刻度尺 測量出金屬存儲罐的高度，從而估算出它的容積，根據估算出的容積和測算出的物質質量，計算這罐物質的密度并與常見的氣體密度和液體密度的數量級進行比較。 結論：如果物質的密度為x kg /m 3，那么罐里儲存

13、的是石油氣；如果密度為y 103 kg /m 3，那么罐里儲存的是液化石油氣。 4(1)實驗器材：發光二極管。 (2)實驗步驟：將發光二極管兩端分別與插入檸檬中左側黑線端與右側紅線端相連，觀察二極管是否發光；再將發光二極管旋轉180度，再次與插入檸檬中左側黑線端與右側紅線端相連，觀察是否發光。 實驗現象及結論：若兩次都發光說明小飛的觀點正確；若只一次發光，那么發光時，長腳那方為正極。(其他方法，言之有理亦可) 5(1)實驗器材：白紙。 (2)實驗步驟：還原老師表演氣功的裝置，用一張白紙放在蠟燭B 的火焰上。 實驗現象：紙不會被點燃。 實驗結論：因為正面同學們所看到的是蠟燭A 和A 火焰的像。當

14、把蠟燭B 也點燃時，老師就不能順利完成氣功表演了。 6實驗步驟：將完好的條形磁體用細線拴住中間，懸掛固定在固定架上。 用斷掉的磁體A 端靠近被懸掛的完好磁體的S 極，相互排斥，然后再用A 端靠近被懸掛的完好磁體的N 極，相互吸引。那么A 端為S 極。 再用斷掉的磁體B 端靠近被懸掛的完好磁體的S 極，相互吸引，然后再用B 端靠近被懸掛的完好磁體的N 極，相互排斥。那么B 端為N 極。 實驗的結論：A 端為S 極；B 端為N 極。 7實驗步驟：將一個彈力球從1 m 高的地方由靜止開始釋放，小球會彈起，但是會越來越低。 實驗結論：現實生活中任何機械都會有摩擦等能量損耗，所以永動機不可制成。 8(1)方案需要補充的器材有：刻度尺、細繩、硬棒、懸掛滑輪組和硬棒的支架。 (2)測量方案的示意圖： 按示意圖組裝滑輪組和杠桿，關鍵條件有： 動力臂OA 與阻力臂OB 的比值L OA L OB 大于20； 彈簧測力計拉力豎直向上。 操作步驟和需要測量的物理量有： 測量動滑輪重G 動； 測量力臂L OA 、L OB ，計算L