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2025年冀教版初中物理物理实验创新设计试卷

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

考生注意：

1.在物理实验中，常常需要测量小物体的质量。实验室提供的托盘天平的最小分度值是0.1克，砝码规格也固定。现需要测量一粒饱满的玉米粒的质量，请你设计一个实验方案，要求方法简捷，并尽量减小测量误差。请简述实验步骤，并说明需要哪些器材以及如何处理实验数据。

2.小明同学想探究“影响滑动摩擦力大小因素”的问题。实验室提供了弹簧测力计、木块、砝码、细线、水平桌面等器材。

(1)请你设计一个实验方案，探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。简述实验步骤。

(2)在探究过程中，小华同学发现木块在水平桌面上滑动时，弹簧测力计的示数会随着时间推移而逐渐变小。请解释这种现象，并设计一个简单的方案，可以使弹簧测力计的示数在木块滑动过程中基本保持稳定。

3.家中用的白炽灯泡使用时间长了会发黑变暗，请你设计一个实验方案，探究灯泡发黑变暗的原因。说明实验所需的主要器材、简要的实验步骤以及预期可能观察到的现象和分析结论。

4.为了测量不规则形状的金属块的密度，小亮同学找到了一个量筒、水、细线和一个溢水杯（溢水杯已装满水且溢出水流已停止）。请你帮助小亮设计一个实验方案，测量金属块的密度。请简述实验步骤，并说明需要记录哪些数据以及如何计算金属块的密度。

5.请你设计一个实验方案，证明大气压的存在。要求方案中包含至少两种不同的方法（例如，可以结合生活实例或利用简单器材）。

6.某兴趣小组想探究“不同材料的保温性能”。请你设计一个实验方案，比较水和食用油哪种物质升温更快（或哪种物质保温效果更好）。说明实验所需的主要器材、简要的实验步骤以及需要观察和记录的内容。

7.请你设计一个实验方案，验证“物体在液体中所受的浮力大小与液体的密度有关”。说明实验所需的主要器材、简要的实验步骤以及需要记录的数据和分析方法。

试卷答案

1.实验方案：

*器材：托盘天平、小烧杯、水、量筒。

*步骤：

1.用托盘天平测出小烧杯的质量m_烧杯。

2.在量筒中倒入适量的水，记下水的体积V_初。

3.将小烧杯放入量筒中，使其漂浮，记下水面到达的刻度V_末。

4.将一粒玉米粒放入小烧杯中，使其漂浮，记下此时水面到达的刻度V_末。

*数据处理：

1.计算放入玉米粒后，小烧杯和玉米粒的总排水体积V_排=V_末-V_初。

2.根据阿基米德原理，玉米粒受到的浮力F_浮=G_排=ρ_水*g*V_排。

3.因为玉米粒漂浮，所以玉米粒的质量m_玉米粒=F_浮/g=ρ_水*V_排。

4.计算玉米粒的质量：m_玉米粒=ρ_水*(V_末-V_初)。

2.(1)实验方案：

*步骤：

1.将木块放在水平桌面上，用细线连接木块，细线另一端挂在弹簧测力计的挂钩上。

2.水平匀速拉动弹簧测力计，使木块在桌面上滑动，读出弹簧测力计的示数F_1，记下木块与桌面接触时的粗糙程度。

3.在木块上放置一个砝码，重复步骤2，读出弹簧测力计的示数F_2，记下此时木块与桌面接触时的粗糙程度。

4.更换桌面（例如，在桌面上铺一块毛巾），重复步骤2和3，读出弹簧测力计的示数F_3，记下此时木块与桌面接触时的粗糙程度。

5.比较三次弹簧测力计的示数F_1、F_2、F_3的大小。分析数据，得出结论。

(2)现象解释：木块滑动时，受到的摩擦力是滑动摩擦力，其大小与压力和接触面粗糙程度有关。同时，由于木块与桌面之间存在空气阻力，且木块在运动中可能发生形变，导致克服空气阻力和形变做的功，使得拉力F随时间推移而逐渐变小。

*简单方案：在木块下方垫一个光滑的金属板（或玻璃板），减小木块与桌面之间的接触面，从而减小空气阻力和形变的影响。或者，在水平匀速拉动时，保持拉力F始终等于滑动摩擦力F_滑的最小值，可以通过轻拉细线，让木块缓慢、匀速滑动来实现。

3.实验方案：

*器材：白炽灯泡（已熄灭且冷却）、电流表、电压表、导线、电源、开关。

*步骤：

1.将白炽灯泡接入电路中（灯泡串联电流表，电流表再串联电压表，最后接入电源和开关）。

2.闭合开关，观察灯泡是否发光。