实验题15 创新实验综合压轴（培优专练）（全国通用）2026年中考物理二轮复习高效培优系列+答案

这是一份实验题15 创新实验综合压轴（培优专练）（全国通用）2026年中考物理二轮复习高效培优系列+答案试卷主要包含了、计时器进行实验等内容，欢迎下载使用。
1．（2025·江苏淮安·中考真题）某物理兴趣小组在学完物态变化知识后做了系列研究。
(1)图甲是小组同学自制的海水淡化蒸馏装置，蒸馏过程中发生的物态变化是___________。冬季和夏季相比，该装置在___________季时的蒸馏速度更快。
(2)将一个小番茄放入冰箱冷冻室，另将半碗水放入冰箱冷藏室，一段时间后，将它们分别取出，再将小番茄放到水中，小番茄一半露出水面，如图乙所示，小番茄周围的水会逐渐___________（填物态变化名称，下同），形成冰环；同时露出水面部分的小番茄表面会出现霜，该现象中发生的物态变化是___________，此过程___________（选填“吸热”或“放热”）。
(3)生活中用水煮面条，越煮越烂，但颜色几乎不变；而炸油条时油条颜色一会儿就由白色变成焦黄色，主要是因为油的___________（填物质的物理属性）比水的大。
【答案】(1) 汽化 夏
(2) 凝固 凝华 放热
(3)沸点
【详解】（1）[1]蒸馏过程中，液态海水汽化形成水蒸气。
[2]液体的蒸发快慢与液体的温度、表面积和液体表面附近的空气流速有关，夏季温度高，液体蒸发速度快，故该装置在夏季时的蒸馏速度更快。
（2）[1]根据题意可知，小番茄周围的水形成了冰环，说明水从液态变成了固态，该过程的物态变化是凝固。
[2][3]小番茄表面的霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的，此过程需要释放热量。
（3）煮面条时，当温度达到水的沸点后就不再升高，而炸油条时，温度达到油的沸点之后才不再升高，而油的沸点高于水的沸点，所以炸油条时，油条会吸收更多的热量，油条的颜色就会由白色变成焦黄色。
2．（2025·云南·中考真题）太阳光中紫外线过度照射会对皮肤造成损伤，小明想探究芦荟汁是否具有防晒作用。他在暗室中用芦荟汁、紫外光灯、模拟皮肤的可透光塑料膜2张、紫外线光敏试纸2张（颜色随照射强度增加而加深）、计时器进行实验。将一张塑料膜铺在一张光敏试纸上，把紫外光灯固定在桌面上，用适当强度的紫外光照射塑料膜一段时间：接下来的操作是：________________________________________________，对比两张紫外线光敏试纸的颜色深度；若______________________________，则说明芦荟汁有防晒作用。
【答案】 将另一张涂有芦荟汁塑料膜铺在另一张光敏试纸上，把紫外光灯固定在桌面上，用相同强度的紫外光照射塑料膜相同的时间 不涂芦荟汁的光敏纸的颜色较深，涂有芦荟汁的光敏纸颜色较浅，
【详解】[1]根据控制变量法可知，再次实验时，应控制除另一张塑料薄膜涂有芦荟汁之外的其它因素都相同；接下来的操作是：将另一张涂有芦荟汁塑料膜铺在另一张光敏试纸上，把紫外光灯固定在桌面上，用相同强度的紫外光照射塑料膜相同的时间。
[2]对比两张紫外线光敏试纸的颜色深度；若不涂芦荟汁的光敏纸的颜色较深，涂有芦荟汁的光敏纸颜色较浅，则说明芦荟汁有防晒作用。
3．（2025·江苏淮安·中考真题）用丝绸摩擦有机玻璃棒，用毛皮摩擦橡胶棒，使有机玻璃棒和橡胶棒带电。探究带电体间相互作用的实验现象，如图甲、乙、丙所示。
(1)摩擦起电是将___________由一个物体转移到另一个物体。
(2)图甲或图乙中的实验现象表明___________。
(3)小明用一根和干抹布摩擦过的塑料吸管靠近悬挂着的有机玻璃棒，出现排斥现象，则可以推测该吸管靠近悬挂着的橡胶棒时，出现___________现象。
【答案】(1)电子
(2)同种电荷相互排斥
(3)吸引
【详解】（1）摩擦起电的实质是电子的转移，得到电子的一方带负电，失去电子的一方带正电。
（2）用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，从图甲和图乙可以看出，他们都是带了同种电荷而相互排斥，所以可以得出结论：同种电荷相互排斥。
（3）用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，塑料吸管跟它相互排斥，由同种电荷相互排斥知，塑料吸管带正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，因为异种电荷相互吸引，所以当带正电的塑料吸管靠近带负电的橡胶棒时，它们会相互吸引。
4．（2025·山西·中考真题）2025年春节，小明观看了电影《哪吒2》。电影中，“哪吒”高呼：“冰不导电”。小明对此片段印象深刻，并产生疑问：冰真的不可以导电吗？请你帮他设计一个可操作的实验方案进行验证。
【答案】见解析
【详解】方案一：实验器材：电源、小灯泡、冻有两个铜片做接线柱的冰块、开关各一个，若干导线。实验步骤：①按照设计的电路图连接各实验器材；
②闭合开关，观察小灯泡是否发光。
实验结论：若小灯泡发光，说明冰可以导电；若小灯泡不发光，说明冰不可以导电。
方案二：实验器材：电源、电流表、电阻、冻有两个铜片做接线柱的冰块、开关各一个，若干导线。实验步骤：①按照设计的电路图连接各实验器材；
②闭合开关，观察电流表指针是否发生偏转；
实验结论：若电流表指针偏转，说明冰可以导电；若电流表指针不偏转，说明冰不可以导电。
5．（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）小丹和爸爸去古玩市场买回一个铜刀币，她想知道这个刀币是否是纯铜的呢？于是小丹进行如下实验。
(1)小丹想根据的原理测出刀币的密度，则质量的测量工具是______，体积的测量工具是______；
(2)小丹测体积时遇到了困难，因为刀币较大，无法放入测体积的工具中，但可以放入大烧杯中，情形如图所示。只利用大烧杯、弹簧测力计、细线、水、记号笔和刀币这些器材，请你帮她设计实验测出刀币的体积。要求写出主要的实验操作步骤及表达式（水的密度用表示）。
【答案】(1) 托盘天平 量筒
(2)见解析
【详解】（1）[1][2]我们一般利用天平测量物体的质量，利用量筒借助排水法测量物体的体积。
（2）实验步骤如下：
①在刀币大约中部位置做标记，用细线将刀币挂在调好的弹簧测力计下，测出刀币的重力为G；
②在烧杯中装入适量的水，使刀币浸入水中至标记处，刀币不接触烧杯底和侧壁，读出此时测力计的示数为F1；
③把刀币倒过来挂在弹簧测力计上重复步骤2的操作，读出此时测力计的示数为F2。
根据称重法，步骤①中刀币受到的浮力为，步骤②中刀币受到的浮力为，则步骤①中刀币排开水的体积为
步骤②中刀币排开水的体积为
则刀币的体积为
6．（2025·江苏扬州·中考真题）学习小组利用电子秤、注射器做“测量液体密度”实验。
电子秤置于水平桌面上，将量程为10mL的空注射器放在秤盘上，按“清零”键，数码显示屏显示“0.0”，再放上质量为100g的标准砝码，数码显示屏显示“100.0”，可认为电子秤只测量了砝码的质量。
(1)撤掉砝码，若用注射器吸取10mL水，放在秤盘上，数码显示屏应显示“______”；
(2)将此电子秤和注射器改装成准确度高的电子密度计。如图，在数码显示屏右侧贴一张标签纸，请完成密度计的读数面板设计；_____
(3)请完善操作说明书。
【答案】(1)10.0
(2)见解析
(3) 将空注射器放在秤盘上 用注射器吸取10mL待测液体
【详解】（1）水的体积V=10mL=10cm3
水的质量为
因为之前已经将空注射器放在秤盘上清零，所以此时数码显示屏应显示“10.0”。
（2）由密度公式可知，V=10mL=10cm3
不变，当显示屏示数为m时，液体密度为
可以在标签纸上对应不同的质量示数m，算出相应的密度值进行标注。读数面板设计如图所示：
（3）1．将电子秤放置于平稳无风的水平台面上，按电源键开机；
2．[1]将空注射器放在秤盘上，按“清零”键；
3．[2]用注射器吸取10mL待测液体；
4．将注射器放在秤盘上，待示数稳定后，读数；
5．开机状态下按电源键关机。
7．（2025·江苏淮安·中考真题）小明想知道家用酒精的密度，找到下列器材：钉子、长木块、橡皮筋、回形针、柱形透明塑料小桶、刻度尺、记号笔和足量的水。已知水的密度为ρ0，家用酒精的密度比水的小。请利用器材完善以下步骤，帮助他设计一个测量家用酒精密度的方案。

（1）将相关器材按图示进行组装。
（2）___________。
（3）___________。
（4）则酒精的密度ρ酒=___________（用已知量ρ0和测量量符号表示）。
【答案】 见解析 见解析
【详解】[1]在柱形透明塑料小桶中装入适量水，用橡皮筋悬挂小桶，待小桶静止后，用记号笔标记橡皮筋的位置，并用刻度尺测量此时小桶内水的深度h1。此时，橡皮筋的伸长量由小桶和水的总重力决定，根据二力平衡，总重力与橡皮筋的拉力相等。
[2]将小桶中的水倒出，装入酒精，调整酒精的量，使橡皮筋再次伸长到之前标记的位置（保证两次橡皮筋的拉力相同，即小桶和液体的总重力相同），然后用刻度尺测量此时小桶内酒精的深度h2。
[3]设小桶的底面积为S，因为两次小桶和液体的总重力相同，所以
则
解得酒精的密度
8．（2025·辽宁鞍山·三模）每年进入汛期，多地会发生强降雨，导致河流水位上涨。鞍山市育才中学的物理科技小组围绕“监测水位”主题设计了多个监测水位的方案，进行多种“项目化设计”活动。
【项目分解】（1）设计水位监测系统；（2）设计水位报警系统。
【项目实施】
方案1、光学水位自动监测系统设计
如图甲所示是浩然设计的光学水位自动监测装置，在水面上方水平放置刻度尺，现一束光经反射后的光斑在A处，若水面上升则反射的光斑会向A的_______（选填“左侧”或“右侧”）偏移，根据光斑在刻度尺上的移动位置判断水位。
方案2、水位监测的力电整合设计
如图乙所示为大鹏设计的浮力水位监测电路，电路中电源电压保持不变，R0为定值电阻，R滑是竖直放置的起滑动变阻器作用的电阻装置（最大阻值40Ω），浮子可带动金属滑杆AP即滑动变阻器滑片竖直上下移动，当电流表的示数达到某一数值时提醒水位达到警戒值。R滑接入电路的阻值R随水位的变化关系如图丙所示，与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丁所示。大鹏结合代数的函数知识分析得出水位显示仪的刻度________（选填“均匀”或“不均匀”）的结论，再进一步分析得出滑动变阻器的最大电功率是_______W；当水位达到警戒水位时，电压表的示数为_______V。
【项目拓展】
方案3、水位监测与报警电路的整合设计
如图戊所示是小雯设计兼有水位监测和报警的电路，绿灯为安全指示灯，电铃和红灯为报警器，R1为定值电阻，R2为竖直放置、粗细均匀且足够长的电阻棒，滑片P可以在电阻棒上自由滑动，并与浮子用竖直的绝缘杆连接，可随着浮子的上下移动而改变电阻棒R2接入电路的阻值，从而可通过电流表的示数来反映水位的高低。当滑片P指向R2的中点时，水位达到警戒值，电磁铁吸下衔铁报警。当减小R1的阻值，警戒水位会变_______（选填“高”或“低”）。通过正在工作的电灯的电流_______（选填“是”或“不是”）连续的。
【展望与优化】
同学们展开“头脑风暴”，充分利用学过的物理知识，积极参与探究活动，学研结合，创新无限，期待我们能获得更多突破性的科研成果。
【答案】 左侧 不均匀 0.45 4 低 不是
【详解】[1]由于光源位置不变，则入射光线方向不变，即激光射入的角度不变，水面上升时，入射点左移，根据光的反射定律可知反射角不变，故光斑位置左移。
[2][3][4]由图甲可知，闭合开关，定值电阻R0和滑动变阻器R滑串联，电流表测电路中的电流，电压表测R0两端的电压；当变阻器接入电路的阻值为0时，电路为定值电阻的简单电路，由欧姆定律可知电路中的电流最大，由图丙可知电路中的最大电流为0.3A，此时定值电阻两端的电压为6V，故电源电压为6V， 根据欧姆定律可知定值电阻R0的阻值
接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，由乙图可知，……①
……②
两式联立可得，
则接入电路的阻值随水位的变化关系：
由此可知水位显示仪的刻度是不均匀的。
当水位达到警戒水位25cm时，滑动变阻器接入电路的电阻为
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，电路的总电阻
根据欧姆定律可得通过电路的电流
串联电路的电流相等，电压表示数就为
滑动变阻器消耗的功率
所以，当时，滑动变阻器的功率最大，为
[5]电磁铁刚好吸下衔铁的电流不变，电源电压不变，由欧姆定律可知电路的总电阻不变，若减小R1的阻值，电阻棒R2的阻值会增大，滑片P会向下移动，警戒水位会变低。
[6]该电路报警时，红灯和电铃并联接入电路中，通过灯泡有电流，通过电铃的电磁铁有电流，电磁铁会吸引衔铁，斜铁把工作电路断开，灯泡不发光，通过灯泡和电铃无电流，电磁铁不具有磁性，衔铁在弹簧的作用下恢复原状，接通工作电路，所以该电路报警时，通过正在工作的电灯的电流是不连续的。
9．（2025·山西大同·模拟预测）最近一位保温杯制造业的业内人士在推特上发文称：“撕掉保温杯底部贴纸，保温效果就可能会消失”。这是真的吗？小明观察到自己所买的保温杯的底部有标签贴纸（如图所示），请你设计实验验证该推特发文内容的真实性。
【答案】见解析
【详解】设计思路：要验证撕掉保温杯底部贴纸后，保温效果是否会受影响，需用控制变量法进行实验验证，可以给两个相同的保温杯（其中一个撕掉底部贴纸）装入初温和质量相同的热水，记录并比较两个保温杯中水温的下降速度。
实验器材：两个相同的真空保温杯A、B（保温杯B底部的标签贴纸撕掉）、85℃的热水、温度计、计时器
实验步骤：将相同质量的85℃的热水分别倒入A、B两杯中，并盖紧盖子，每隔1小时测量水温，并将数据记录在下表中：
实验结论：比较相同时间内水降低的温度，若保温杯B中的水降温快，说明保温杯底部贴纸会影响保温效果，该推特发文内容是真实的，反之则不真实。
10．（2025·山西·一模）小明暑假到全国有名的“火炉”新疆吐鲁番旅游，了解到当地常年高温少雨。当地流行使用如图所示的坎儿井，大大减少了输水过程中水的蒸发和渗漏。请写出坎儿井输水减少了水蒸发的一个原因，并用身边物品设计可操作的方案对其探究。
【答案】见解析
【详解】（1）坎儿井输水减少水蒸发的原因是水的温度较低。
（2）探究方案：
①实验器材：两块相同的玻璃板、吸管、水。
②实验步骤：用吸管在两块相同的玻璃板上各滴一滴相同大小的水，在同一房间内将两块玻璃板同时分别放在阳光下和阴凉处，观察两滴水谁先蒸发完。
③实验现象和结论：若阳光下的水先蒸发完，则说明在水的表面空气流动速度和表面积一定时，温度越低，蒸发越慢；若阴凉处的水先蒸发完，则说明在水的表面空气流动速度和表面积一定时，温度越低，蒸发越快；若两滴水同时蒸发完，则说明水蒸发快慢与水的温度无关。
11．（2024·辽宁营口·二模）某STEAM小组开展设计汽车油量表的学科实践活动，下面是该组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：
【任务一】捕获液面变化
方案1：如图（a）是某同学设计的光电液位仪，入射光束照射到液面上时发生反射现象，从而使光照射到光电屏，再利用传感器显示了液面的高度。当光屏上的光点由移动到时，液面___________（选填“上升”、“下降”或“不变”）。
方案2：另一名同学想到将一个小球置于油箱中，利用浮力和杠杆的知识反馈出油面的变化，如图（b）所示。为了使小球能浮在油面上，小球的密度应___________（填“大于”、“等于”或“小于”）油的密度。
【任务二】设计油量不足提示系统
小组同学在方案2思路的基础上，设计油量不足提醒系统。如图（c），浮标和动触点通过支点O构成了一个杠杆，若要实现油量正常时，绿灯亮：油量不足时，红灯亮，请帮助他们完成电路图。___________
【任务三】设计自动测定油箱内油面高度的装置
小组同学完成上述设计后，增加了电压为6V的电源、量程为0~0.6A的电流表和量程为0~15V的电压表、未知阻值的定值电阻、最大阻值为50Ω的滑动变阻器，完善设计了自动测定油箱内油量的装置原理图，如图（d）所示（右半部工作电路略）。想通过电流表或电压表的示数反映油箱中的油量，且当油面升高时电表示数也随之变大，油面在最高或最低位置时，滑动变阻器的滑片P恰好能分别滑至两端。闭合开关，若想让电表的最大量程恰好也对应油箱的最大油量，则阻值为___________。反应油量多少的电表示数变化范围占电表量程的比例___________。
【答案】 下降 小于 10Ω 5∶6
【详解】[1]由下图可知，当保持入射光不变，液面位置发生变化时，变化前后液面总是平行的，则反射光总是平行的，所以当反射光在光屏上的S1点时，液面在图中虚线位置，则光屏上的光点由S1移动到S2时，液面下降。
[2]物体密度大于液体密度时会下沉，物体密度小于液体密度时会上浮最终漂浮在液面，要使小球浮在液面上，则小球的密度应小于液体的密度。
[3]油量充足时，浮球位置高，带动杠杆右端下降，使触点开关断开，控制电路不通电，电磁铁没有磁性，在弹簧的拉力作用下衔铁上升使绿灯所在电路接通，绿灯亮；油量不足时，浮球随油面下降，带动杠杆右端上升，使触点开关接通，控制电路通电，电磁铁有磁性，将衔铁吸引下来，使红灯所在电路接通，红灯亮。如图所示：
[4]由图（d）可知R1与R2串联，电压表没R2两端的电压，当油箱中油量增多时，R2接入电路中的电阻变小，电路中的电流会增大，电流表的示数会变大，故用来显示油量变化的应为电流表，当油量最大时R2接入电路的电阻为0，此时电路中只有R1工作，电流表示数达到0.6A，则R1的阻值为
[5]由[4]知，当R2接入电路的电阻为0时。电流表示数为0.6A；当R2接入电路的电阻为50Ω时，电路中的电流，即电流表的示数为
则电流表示数变化范围为
电流表示数变化范围占电流表量程的比例
12．（2025·山西晋中·二模）小明在吃烤肉串时，偶然发现了一个现象：通过烤炉上方看对面的人，感觉对面的人好像在晃动。为什么会出现这种现象呢？小明根据学过的知识进行分析：火炉上方的空气被加热后，其疏密程度在不断发生变化，光进入这种不均匀的热空气会发生折射，传播方向也在不断发生变化，因此看起来感觉对面的人在晃动。小明的分析是否正确？请你添加器材设计一个可操作的实验方案进行验证。
【答案】见解析
【详解】热空气的疏密程度不均匀，会使光发生折射，且折射方向不断变化，从而导致光点的位置改变和晃动，验证了小明的分析是正确的。
添加器材及设计的实验方案如下：
实验目的：验证不均匀的热空气会使光发生折射，导致光点位置改变或晃动。
实验器材：激光笔提供单色光，现象更清晰、点燃的蜡烛提供热空气、光屏或白墙，用于承接激光光点、记号笔标记光点初始位置、打火机点燃蜡烛、抹布或湿纸巾备用。
实验步骤：
1、将激光笔水平放置，打开激光笔，使激光束照射到光屏或白墙上，调整激光笔的角度，使其形成一个清晰的光点。用记号笔在光屏或白墙上标记该光点的位置，记为初始位置；
2、在激光笔和光屏或白墙之间点燃蜡烛，调整蜡烛的位置，确保烛焰中心与激光束大致在同一高度，使激光束能够穿过烛焰上方的热空气区域；
3、仔细观察光屏或白墙上光点的位置和状态，记录光点是否偏离初始位置以及是否发生晃动；
4、熄灭蜡烛，待周围空气温度恢复稳定后，再次观察光屏上光点的位置，看是否回到初始位置且不再晃动；
实验安全事项：
1、蜡烛使用安全：点燃蜡烛时，要使用火柴或打火机，避免用手直接接触烛芯。点燃后，将蜡烛放置在平稳的桌面上，远离易燃物品，如纸张、布料等，防止发生火灾。实验过程中，不要用手去触摸烛焰和蜡烛的高温部分，以免烫伤。实验结束后，要用抹布或湿纸巾将蜡烛熄灭，严禁用嘴吹灭，防止火星溅出引发危险；
2、激光笔使用安全：激光笔的光束不能直接照射人的眼睛，包括自己和他人，以免对眼睛造成伤害。在调整激光笔角度时，要注意避开人的视线方向。使用完毕后，及时关闭激光笔，妥善放置；
3、实验环境安全：实验应在通风良好的环境中进行，避免蜡烛燃烧产生的烟雾聚集。同时，要保持实验区域的整洁，防止杂物干扰实验或引发意外；
4、其他注意事项：如果实验过程中不慎发生烫伤，应立即用冷水冲洗烫伤部位，必要时寻求他人帮助。若出现小火情，要保持冷静，及时用湿抹布等灭火器材进行扑救；
实验现象与结论：
1、现象：当激光束穿过烛焰上方的热空气时，光屏上的光点会偏离初始位置，并且发生不规则的晃动；熄灭蜡烛，空气稳定后，光点回到初始位置，不再晃动。
2、结论：热空气的疏密程度不均匀，会使光发生折射，且折射方向不断变化，从而导致光点的位置改变和晃动，验证了小明的分析是正确的。
小明的分析是正确的。热空气因密度不均匀会导致光的折射方向不断变化，从而使人观察到对面物体出现晃动现象。
13．（2025·山西晋中·一模）近几年，我市不断推进老旧小区改造工作，提升居民幸福感。为了了解改造工程中外墙保温材料的性能，创新小组的同学在老师的指导下，从市场上选取了常用的保温材料聚氨酯泡沫板和岩棉板进行研究，发现不同的材料在保温性能和隔音性能等方面均有不同。现有两张厚度相同的聚氨酯泡沫板和岩棉板，请你选择其中一个性能，添加适当的器材，设计一个实验方案进行探究。
(1)实验器材：___________；
(2)实验步骤：___________；
(3)实验结论：___________。
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【详解】（1）方案一：探究两种材料的保温效果；选用实验器材：两个相同的温度计、两个相同的玻璃杯、热水、剪刀、胶水
方案二：探究两种材料的隔音效果；选用实验器材：噪声测试仪、闹钟、钟剪刀、胶水、
（2）方案一实验步骤：
①用厚度相同的聚氨酯泡沫板和岩棉板做成两个相同的、大小适当的盒子A、B；
②在两个相同的玻璃杯中装入质量（或高度、体积）和初温都相同的热水，并分别同时放入A、B两盒中，再盖好盒盖；
③把两个盒子放在同一环境中，适当的一段时间后同时打开盒盖，用两个相同的温度计同时测出两杯水的温度，分别记为tA、tB。
方案二实验步骤：
①用厚度相同的聚氨酯泡沫板和岩棉板做成两个相同的、大小适当的盒子A、B；
②把闹钟放在聚氨酯泡沫板制成的A盒内，盖好盒盖，将噪声测试仪放在盒子外一定距离处，读出噪声测试仪的示数；
③把闹钟放在岩棉板制成的B盒内，重复实验，读出噪声测试仪的示数。
（3）方案一实验结论：若tA>tB，则聚氨酯泡沫板的保温性能好；若tA