中考物理实验操作训练题

中考物理实验操作训练题引言一、力学实验（一）探究杠杆的平衡条件实验目的：探究杠杆平衡时，动力与动力臂、阻力与阻力臂之间的关系。实验器材：杠杆、铁架台（支架）、钩码、弹簧测力计、刻度尺、细线。操作步骤：1.调平衡：将杠杆安装在铁架台上，调节两端平衡螺母（左偏右调、右偏左调），使杠杆在水平位置静止（便于直接读取力臂长度）。2.挂重物：在杠杆左侧某位置用细线悬挂钩码（阻力\(F_2\)），右侧用弹簧测力计沿垂直于杠杆方向拉（动力\(F_1\)），使杠杆再次水平平衡。3.记数据：记录\(F_1\)（弹簧测力计示数）、\(l_1\)（支点到\(F_1\)作用线的距离）、\(F_2\)（钩码总重力）、\(l_2\)（支点到\(F_2\)作用线的距离）。4.多次实验：改变钩码数量或悬挂位置，重复步骤2-3，收集3组以上数据（避免偶然性）。注意事项：杠杆必须在水平位置平衡（力臂与杠杆重合，便于测量）；弹簧测力计拉力方向需与杠杆垂直（否则力臂长度会偏小）；实验中不能改变杠杆的支点位置（保证杠杆自身平衡条件不变）。常见错误分析：未调水平就实验：力臂测量不准确，导致结论偏差；仅做1次实验：结论不具有普遍性（如“动力×动力臂=阻力×阻力臂”需多组数据验证）；弹簧测力计斜拉杠杆：力臂长度计算错误（正确力臂是支点到力的作用线的垂直距离）。杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的3倍，若阻力为6N，则动力为______N。（答案：2）解析：根据杠杆平衡条件\(F_1l_1=F_2l_2\)，得\(F_1=\frac{F_2l_2}{l_1}=\frac{6\\text{N}×1}{3}=2\\text{N}\)。（二）测量固体（如石块）的密度实验目的：学会用天平和量筒测量固体的密度（\(\rho=\frac{m}{V}\)）。实验器材：天平（带砝码）、量筒、石块、细线、水。操作步骤：1.测质量：用天平称出石块的质量\(m\)（注意：左物右码，砝码用镊子夹取）。2.测体积：向量筒中倒入适量水，记录水的体积\(V_1\)（“适量”指水能浸没石块且不超过量筒量程）；用细线系住石块，缓慢放入量筒中（避免溅水），记录水和石块的总体积\(V_2\)；石块体积\(V=V_2-V_1\)。3.算密度：代入公式\(\rho=\frac{m}{V}\)计算石块密度。注意事项：先测质量再测体积（避免石块沾水后质量测量偏大）；量筒读数时，视线要与凹液面底部相平（俯视会使读数偏大，仰视偏小）；石块要完全浸没在水中（否则体积测量偏小，密度偏大）。常见错误分析：先测体积再测质量：石块沾water后，天平测量的质量包含水的质量，导致密度偏大；量筒中水太少：石块未浸没，体积\(V\)偏小，密度\(\rho\)偏大；读数时视线倾斜：导致\(V_1\)或\(V_2\)不准确，密度误差大。用天平测某石块质量时，右盘放50g砝码1个、20g砝码1个，游码在标尺上的位置如图所示（标尺分度值0.2g），则石块质量为______g；量筒测体积时，水的体积为30mL，放入石块后总体积为50mL，则石块密度为______g/cm³。（答案：71.4；3.57）解析：游码左侧对齐1.4g，质量\(m=50+20+1.4=71.4\\text{g}\)；体积\(V=50-30=20\\text{mL}=20\\text{cm}^3\)；密度\(\rho=\frac{71.4}{20}=3.57\\text{g/cm}^3\)。（三）探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关实验目的：探究滑动摩擦力与压力大小、接触面粗糙程度的关系。实验器材：长方体木块、弹簧测力计、砝码、毛巾（或砂纸）、木板。操作步骤：1.测基础摩擦力：将木块放在木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉木块（此时拉力等于滑动摩擦力，因二力平衡），记录弹簧测力计示数\(f_1\)。2.探究与压力的关系：在木块上放一个砝码（增大压力），重复步骤1，记录示数\(f_2\)（比较\(f_1\)与\(f_2\)，得出“接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大”）。3.探究与接触面的关系：将木块放在毛巾上（增大接触面粗糙程度），重复步骤1（压力不变），记录示数\(f_3\)（比较\(f_1\)与\(f_3\)，得出“压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大”）。注意事项：弹簧测力计要沿水平方向匀速拉木块（此时拉力与滑动摩擦力是平衡力，大小相等）；实验中要控制变量（如探究压力影响时，保持接触面粗糙程度不变；探究接触面影响时，保持压力不变）；弹簧测力计读数时，视线要与刻度线垂直（避免读数误差）。常见错误分析：拉木块时速度不均匀（如加速或减速）：此时拉力不等于滑动摩擦力（加速时拉力大于摩擦力，减速时小于），导致数据不准确；未控制变量（如同时改变压力和接触面粗糙程度）：无法得出正确结论；弹簧测力计未调零（导致所有读数都偏大或偏小）。探究滑动摩擦力大小与压力关系时，应保持______不变，改变压力大小；实验中，弹簧测力计必须沿______方向匀速拉木块。（答案：接触面粗糙程度；水平）二、电学实验（一）探究电流与电压的关系实验目的：探究电阻一定时，电流与电压的关系。实验器材：电源、开关、滑动变阻器、定值电阻（如10Ω）、电流表、电压表、导线若干。实验原理：\(I=\frac{U}{R}\)（保持电阻\(R\)不变，改变电压\(U\)，测量电流\(I\)）。操作步骤：1.连电路：按电路图连接电路（注意：电流表串联、电压表并联；滑动变阻器“一上一下”接入；开关断开）。2.调滑片：闭合开关前，将滑动变阻器滑片移至最大阻值处（保护电路）。3.测数据：移动滑片，改变定值电阻两端的电压（用电压表测量）；记录对应的电流值（用电流表测量）；重复3次，得到多组\(U\)、\(I\)数据。4.析结论：绘制\(I-U\)图像（过原点的直线），得出“电阻一定时，电流与电压成正比”。注意事项：电流表、电压表量程选择要合适（如电源电压3V，定值电阻10Ω，电流最大约0.3A，电流表选0-0.6A量程，电压表选0-3V量程）；定值电阻要保持不变（不能更换电阻，否则无法探究“电阻一定”的条件）；实验中要多次测量（避免偶然性，使结论更普遍）。常见错误分析：滑动变阻器接入方式错误（如“同上”或“同下”）：无法改变电阻，导致电压无法调节；电流表并联在电路中（会短路，烧坏电流表）；电压表串联在电路中（电路中电流很小，电压表示数接近电源电压，电流表无示数）。探究电流与电压关系时，定值电阻为10Ω，当电压为2V时，电流为0.2A；当电压增大到4V时，电流应为______A（忽略温度对电阻的影响）。（答案：0.4）解析：电阻不变时，电流与电压成正比，\(\frac{I_2}{I_1}=\frac{U_2}{U_1}\)，故\(I_2=\frac{4V}{2V}×0.2A=0.4A\)。（二）测量小灯泡的电功率实验目的：测量小灯泡的额定功率（额定电压下的功率）和实际功率。实验器材：电源、开关、滑动变阻器、小灯泡（如额定电压2.5V）、电流表、电压表、导线。实验原理：\(P=UI\)（用电压表测小灯泡两端电压，电流表测通过小灯泡的电流）。操作步骤：1.连电路：同“探究电流与电压的关系”（注意：小灯泡额定电压2.5V，电压表选0-3V量程，电流表选0-0.6A量程）。2.测额定功率：闭合开关，移动滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压（如2.5V）；记录此时的电流值\(I\)；计算额定功率\(P_额=U_额I\)。3.测实际功率：移动滑片，改变小灯泡两端的电压（如2V或3V），记录对应的电流值，计算实际功率\(P_实=U_实I\)。注意事项：滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变小灯泡两端的电压（从而改变电流）；额定功率是小灯泡在额定电压下的功率，只有一组数据；实验中不能让小灯泡两端电压超过额定电压太多（否则会烧坏小灯泡）。常见错误分析：滑动变阻器未调至最大阻值就闭合开关（电流过大，烧坏元件）；电压表量程选择过小（如额定电压2.5V，选0-15V量程，读数误差大）；未记录额定电压下的电流（无法计算额定功率）。测量小灯泡额定功率时，额定电压为2.5V，电流表量程为0-0.6A。闭合开关后，移动滑片，当电压表示数为2.5V时，电流表指针位置如图所示（分度值0.02A），则电流为______A，额定功率为______W。（答案：0.3；0.75）解析：电流表指针指向0.3A刻度线（0.02A×15格），电流\(I=0.3\\text{A}\)；额定功率\(P=2.5\\text{V}×0.3\\text{A}=0.75\\text{W}\)。（二）连接串联电路和并联电路实验目的：学会连接串联电路和并联电路，认识串联、并联电路的特点。实验器材：电源、开关、两个小灯泡（如L1、L2）、导线若干。操作步骤（串联电路）：1.连电路：将电源、开关、L1、L2依次用导线连接（首尾相连）。2.测特点：闭合开关，观察两个小灯泡的发光情况（串联电路中，各用电器互相影响，一个不亮，另一个也不亮）；断开开关，取下其中一个小灯泡，再闭合开关，观察另一个小灯泡的发光情况（不亮）。操作步骤（并联电路）：1.连电路：将电源、开关串联在干路中，L1和L2并联在支路中（电流有两条路径）。2.测特点：闭合开关，观察两个小灯泡的发光情况（并联电路中，各用电器互不影响，一个不亮，另一个仍亮）；断开开关，取下其中一个小灯泡，再闭合开关，观察另一个小灯泡的发光情况（仍亮）。注意事项：串联电路中，开关控制整个电路（开关位置不影响控制效果）；并联电路中，干路开关控制整个电路，支路开关控制所在支路；连接电路时，开关要断开（避免短路）。常见错误分析：串联电路中，灯泡两端导线接反（不影响发光，但要规范）；并联电路中，支路开关接在干路（无法控制支路）；连接电路时，导线未接牢（接触不良，灯泡不亮）。串联电路中，若其中一个灯泡烧坏，则另一个灯泡______（选填“亮”或“不亮”）；并联电路中，若其中一个支路灯泡烧坏，则另一个支路灯泡______（选填“亮”或“不亮”）。（答案：不亮；亮）三、热学实验（一）探究水的沸腾特点实验目的：探究水沸腾时的温度变化特点。实验器材：铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、水、秒表、硬纸板（带孔）。操作步骤：1.装水：向烧杯中倒入适量温水（减少加热时间），盖上硬纸板（减少热量散失）。2.固定器材：将烧杯放在石棉网上，温度计穿过硬纸板插入水中（玻璃泡要浸没在水中，不能接触烧杯底或壁）。3.加热与记录：点燃酒精灯，开始加热；每隔1分钟记录一次水温（注意：水沸腾前，温度不断升高；沸腾时，温度保持不变）。4.停止加热：水沸腾后，熄灭酒精灯，观察水是否继续沸腾（停止加热后，水不再沸腾，说明沸腾需要吸热）。注意事项：酒精灯用外焰加热（外焰温度最高）；温度计玻璃泡不能接触烧杯底或壁（否则测量的是容器温度，不是水的温度）；硬纸板的作用：①减少热量散失；②固定温度计。常见错误分析：温度计玻璃泡接触烧杯底（读数偏高）；未盖硬纸板（加热时间过长）；水沸腾后未及时停止加热（浪费时间）。水沸腾时，温度计示数如图所示（分度值1℃），则水的沸点为______℃；此时若停止加热，水______（选填“会”或“不会”）继续沸腾。（答案：98；不会）解析：温度计指针指向98℃刻度线，沸点为98℃；停止加热后，水无法继续吸热，不再沸腾。四、光学实验（一）探究平面镜成像的特点实验目的：探究平面镜成像的大小、位置关系。实验器材：玻璃板、蜡烛（两根完全相同）、刻度尺、白纸、火柴。实验原理：玻璃板的透光性（既能成像，又能看到后面的蜡烛，便于确定像的位置）。操作步骤：1.铺白纸：将白纸铺在水平桌面上，在中间画一条直线，将玻璃板垂直放在直线上（玻璃板与直线重合）。2.放蜡烛：在玻璃板一侧放一根点燃的蜡烛A，在另一侧放一根未点燃的蜡烛B（与A完全相同）。3.找像位：移动蜡烛B，直到从玻璃板前侧看，蜡烛B与蜡烛A的像完全重合（此时B的位置就是A的像的位置）。4.记数据：用刻度尺测量蜡烛A到玻璃板的距离（物距\(u\)）和蜡烛B到玻璃板的距离（像距\(v\)）；记录蜡烛A和蜡烛B的大小关系（像与物大小相等）。5.重复实验：改变蜡烛A的位置，重复步骤2-4，收集多组数据。注意事项：玻璃板要垂直于桌面（否则像会偏上或偏下，无法与B重合）；蜡烛A和B要完全相同（便于比较像与物的大小）；实验中要从玻璃板前侧观察（后侧无法看到像）。常见错误分析：玻璃板未垂直桌面（像与物不在同一水平线上，无法重合）；蜡烛B点燃（无法区分像与B的火焰）；未多次实验（结论具有偶然性）。探究平面镜成像特点时，蜡烛A到玻璃板的距离为10cm，则像到玻璃板的距离为______cm；若蜡烛A向玻璃板靠近，像的大小______（选填“变大”“变小”或“不变”）。（答案：10；不变）解析：平面镜成像时，像距等于物距（10cm）；像与物大小相等，与物体到平面镜的距离无关（靠近时像大小不变）。（二）探究凸透镜成像的规律实验目的：探究凸透镜成像的大小、虚实与物距的关系。实验器材：凸透镜（焦距已知，如f=10cm）、蜡烛、光屏、光具座、火柴。实验原理：凸透镜的成像规律（\(u\)：物距，\(v\)：像距，\(f\)：焦距）。操作步骤：1.调共轴：将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，调节三者的中心在同一高度（使像成在光屏中央）。2.测焦距（若未知）：将凸透镜正对太阳光，移动光屏，找到最小最亮的光斑，光斑到凸透镜的距离即为焦距\(f\)。3.找像位：保持凸透镜位置不变，将蜡烛放在不同位置（如\(u>2f\)、\(f<u<2f\)、\(u<f\)）；移动光屏，直到光屏上出现清晰的像（注意：\(u<f\)时，光屏上无法成像，需用眼睛在光屏一侧观察虚像）；记录物距\(u\)、像距\(v\)及像的性质（大小、虚实、正倒）。实验结论（以f=10cm为例）：