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類型三　(第32題 )創(chuàng)新探究題 創(chuàng)新實驗專練 針對訓練 一．力學創(chuàng)新探究題 1. (xx鐵一中零模擬)觀看了電視播放的飛機在空中水平飛行投彈攻擊地面目標的軍事演習后，軍事迷小兵對炮彈離開飛機后影響其水平飛行距離大小的因素產生了兩個猜想：①飛機水平飛行的速度越大，炮彈離開飛機后飛行的水平距離越遠；②炮彈離開飛機后飛行的水平距離跟飛機飛行高度有關．為了驗證猜想，小兵在老師的指導下進行了如圖所示的實驗： 第1題圖 (1)讓小球從光滑斜槽上的A點自由滑下，經C點后沿水平方向運動離開斜槽，最后落在地面上的P1點． (2)保持斜槽的高度不變，讓小球從斜槽B點自由滑下，經C點離開斜槽，最后落在地面上的P2點．此時小球經過C點的速度________(選填“大于”“等于”或“小于”)上一步中小球經過C點的速度，由此可證明猜想①是________(選填“正確”或“錯誤”)的． (3)為了驗證猜想②，應控制小球離開C點時________的大小不變．小兵增加h的高度，仍讓小球從A點自由滑下，此時小球落在地面上的P3點，比較OP3和________(選填“OP1”或“OP2”)可得結論：飛機飛行的高度越高，炮彈離開飛機后飛行的水平距離越________(選填“大”或“小”)． (4)小球離開斜槽后，能繼續(xù)向前運動是因為________，向下運動是因為________________________． 2. (xx西工大附中模擬)探究籃球反彈性能的強弱與哪些因素有關？ 【猜想與假設】 猜想一：可能與籃球的材質有關． 猜想二：可能與籃球的____________有關． 【制定計劃與設計實驗】 在探究猜想一時，我們只選擇材質不同、其他因素都相同的籃球，設計了以下實驗方案． 方案一：其他條件都相同，用力向下拍不同的籃球，觀察比較它們反彈后的高度； 方案二：其他條件都相同，將不同的籃球從同一高度自由下落，觀察比較它們反彈后的高度； 方案三：其他條件都相同，使不同的籃球反彈到相同的高度，觀察比較它們所需自由下落的高度． 【評估與交流】 (1)按照方案一探究，不符合____________法的要求； (2)按照方案二探究，籃球反彈后的高度越高，反彈性能就越________；像這種用反彈的高度來表示籃球反彈性能強弱的方法，在物理學上，我們把這種研究方法稱之為____________； (3)按照方案三探究，籃球所需自由下落的高度越高，反彈性能就越________． 【拓展應用】 類比于機械效率，我們可以用籃球反彈后的機械能與反彈前的機械能的________來描述籃球反彈性能的強弱，其值越大，則反彈性能就越________． 3. (xx江西)端午假日，小華隨父母體驗了一次快樂的鄉(xiāng)村游．見到如圖1所示的一個老式風扇車，頗感興趣，搖手搖桿產生的風，為什么能將從漏斗中漏下的谷粒與空殼分開呢？小華到家便進行了以下探究： 【自制器材】 (1)利用廢舊塑料板制成條形漏斗，廢舊塑料杯切去杯底并在杯壁裁出缺口；仿照老式風扇車，組裝成如圖2甲所示的裝置； (2)選用質量________的砂礫模擬谷粒和空殼； (3)裁剪快餐盒蓋用于收集砂礫． 【進行實驗】 (1)把快餐盒蓋放在水平桌面上，將上述裝置側壁缺口朝下放在盒蓋上方； (2)取一小風扇正對進風口，再開啟風扇并將砂礫倒入漏斗； (3)待砂礫漏完，關閉風扇； (4)觀察盒蓋上的砂礫，比較____________________． 第3題圖1 第3題圖2 【收集證據】實驗結果如圖2乙所示，并記錄在下表中． 砂礫質量 大 較大 小 砂礫水平運動的距離 近 較近 遠 【分析論證】 (1)由實驗結果可知，在相同風速的作用下，質量較大的砂礫不容易被風吹遠，其運動狀態(tài)________發(fā)生改變(選填“容易”或“不容易”)，即慣性較________(選填“大”或“小”)； (2)由此也可以說明慣性的大小與物體的________有關． 【交流評估】為了使實驗結論更科學，可以更換不同的物體或改變風速大小重復上述實驗． 【拓展應用】 (1)如果使用風扇車來分離谷粒和空殼，則在圖1中________口可收集到飽滿的谷粒(選填“A”或“B”)； (2)如圖2丙所示，在無風的情況下，農場工人用鐵鍬將混合谷物斜向上拋灑出去，飽滿的谷粒將落在離工人更________處(選填“近”或“遠”)，從而將谷粒與空殼分離． 4. (xx交大附中模擬)xx年正月，小華和小林一起去逛大唐西市的廟會，在廟會上看到有人在玩套圈游戲，如圖甲所示，他們注意到水平拋出的圈落地點時近時遠．那么，套圈的落地點到拋出點的水平距離和哪些因素有關呢？他們做出了一系列猜想．根據猜想設計了如圖乙所示的實驗進行探究．為了能準確測量落點位置，特用小球來代替套圈；并選用高度可調的桌子和斜面來完成實驗，在正確的實驗操作測量后，得到了如下三組數據． 第4題圖 　　　　　　　　　　　表1 m＝10 g，H＝1.2 m 次數 斜面高 度h/m 落地點到桌子 的水平距離s/m 1 0.1 0.68 2 0.2 0.97 3 0.3 1.18 　　　　　　　　　　　表2 H＝1.2 m，h＝0.2 m 次數 小球質 量m/g 落地點到桌子 的水平距離s/m 1 5 0.98 2 10 0.97 3 20 0.96 　　　　　　　　　　　表3 m＝10 g，h＝0.2 m 次數 桌子高 度H/m 落地點到桌子 的水平距離s/m 1 0.5 0.63 2 1.0 0.89 3 1.5 1.09 (1)本實驗中，運用到的科學研究方法是____________法． (2)分析這三組數據得知，他們的猜想是：套圈落地點到拋出點的水平距離可能與__________、__________、__________有關． (3)實驗中，讓小球從斜面的同一高度滾下的目的是___________________． (4)根據這三組數據可得到的結論是：套圈落地點到拋出點的水平距離與__________、__________有關，與__________無關． 5. 共享單車一經推出倍受廣大市民的喜愛，小聰騎自行車下坡時，想到從斜面下滑物體的快慢與哪些因素有關呢？回家后她找來了小車、秒表、刻度尺和充當斜面的木板進行探究，如圖所示．小聰首先對影響小車下滑快慢的因素作出以下猜想： 第5題圖 猜想一：與小車的質量有關； 猜想二：與斜面的高度有關； 猜想三：與斜面的長度有關． (1)根據所學知識，判斷猜想二是正確的，依據是__________________．(從能量轉化角度考慮) (2)為了驗證猜想一，小聰設計的方案是在小車內放置不同數量的鉤碼，分別從斜面的頂端由靜止釋放，測出下滑的時間．小聰測量的結果如下表，她懷疑第三次測量錯誤，于是重新測量并進行了修正．你認為小聰第三次測量時間偏小的原因，除了秒表的使用和小車開始的位置不符合設計的要求外，還有一種在操作上存在的問題可能是________________________；經過對修正后的數據分析，猜想一是________(選填“正確”或“錯誤”)的． 實驗次數 1 2 3 4 小車內放置鉤碼的質量m/g 0 50 100 150 時間t/s 2.5 2.5 2.0 2.5 (3)為了驗證猜想三，小聰設計的方案是將小車分別從距斜面底端不同距離處由靜止釋放，測出下滑的時間．她通過測量發(fā)現下滑的時間不同，于是得出猜想三是正確的．請對小聰這一探究作出評價，指出她存在的兩個主要問題是①_______________________________________________________________； ②_________________________________________________________. (4)接著小聰又作出：“小車下滑的快慢還與斜面傾角有關”的猜想，你認為她________(選填“需要”或“不需要”)對這一猜想進行探究．如需要，說出方案，如不需要，說出原因：________________________________． 6. 物體只在重力作用下由靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動．這種運動在真空中才能發(fā)生，在有空氣的空間，當空氣阻力很小可以忽略時，物體的下落可以近似地看作自由落體運動．為了探究自由落體運動快慢與哪些因素有關，同學們作了如下猜想： 猜想一：物體自由落體運動的快慢與物體的材料有關； 猜想二：物體自由落體運動的快慢與物體的質量有關． 為了驗證猜想，他們分別將三個金屬球在20 m高處由靜止釋放，測得金屬球落地時間如下表： 實驗序號 材料 質量/kg 下落時間/s 1 鐵球 0.2 2.05 2 鐵球 0.4 2.05 3 鉛球 0.4 2.05 (1)實驗中選用金屬球而不選用棉花球或紙團進行實驗的目的是________． A. 便于實驗操作 B. 便于實驗觀察 C. 相對空氣阻力較小，使運動更接近自由落體運動，實驗更具科學性 (2)分析比較表中的數據，得出的結論是物體自由落體運動的快慢與物體的材料和質量________(選填“有關”或“無關”)． (3)當空氣阻力不能忽略時情況又怎么樣呢？從高空下落的物體，速度越來越大，所受空氣阻力會隨速度的增大而________(選填“增大”或“減小”)，因此物體下落一段距離后將以某一速度做________運動，通常把這個速度稱為收尾速度． (4)研究發(fā)現，相同環(huán)境條件下，空氣對相同材質的球形物體的阻力大小與球的半徑和速度都有關系．下表為某次研究的實驗數據，根據表格中的數據，你會發(fā)現標號為2、3的小球在達到收尾速度時所受的空氣阻力之比為 ________，進一步分析可知半徑相等的情況下球形物體所受的空氣阻力f與收尾速度成________． 小球編號 1 2 3 4 小球質量(10－2kg) 2 5 45 40 小球半徑(10－3m) 0.5 0.5 1.5 2 小球的收尾速度(m/s) 16 40 40 20 (4)綜合以上信息請判斷，宇航員在月球上將標號為2、3的小球在同一地點、同一高度同時釋放，它們將________． A. 同時落地 B. 編號為2號的小球先落地 C. 編號為3號的小球先落地． 第7題圖 7. (xx鐵一中模擬)小明在一條長線的一端系一個螺母做成一個如圖所示的單擺，他發(fā)現螺母擺動過程中，每擺一個來回所用時間幾乎相等．小明提出一個問題：螺母來回擺動一次所用的時間t跟哪些因素有關呢？猜想如下： 猜想A：可能跟螺母擺動的角度θ有關； 猜想B：可能跟繩子的長度L有關； 猜想C：可能跟螺母的質量m有關． (1)為驗證猜想，除了鐵架臺、細線和螺母外，還需要的測量儀器有刻度尺、秒表、量角器和____________． (2)小明在不同條件下，測出螺母來回擺動一次所用的時間t后，得到數據如下表： 序號 細線長 度L/cm 螺母的 質量m/g 螺母擺動的 角度θ/ 螺母來回擺動 一次的時間t/s 1 100 10 3 2.0 2 140 10 3 2.4 3 140 10 5 2.4 4 100 15 3 2.0 ①本實驗用到的實驗方法是________________．對比1、2兩次實驗，可得出的結論：當螺母質量和擺動角度一定時，螺母來回擺動一次的時間t與____________有關． ②對比2、3兩次實驗，可驗證猜想________(填字母)，得出的結論是螺母來回擺動一次的時間t與該因素________(選填“有關”或“無關”)． (3)綜合分析實驗數據可知，同一地點的單擺擺動一次的時間t只跟繩子的長度L有關，且繩子越長，螺母來回擺動一次的時間t越________．擺鐘就是根據這個原理制成的．有一次小明發(fā)現家里的擺鐘變慢了，要把它調準，小明應將擺鐘的擺長調________(選填“長”或“短”)． (4)實驗中發(fā)現，螺母擺動一次所用的時間很難測準，請你幫他想一個更準確的測量方法：________________________________． 8. 如圖甲是一種草坪噴水器，它通過向外噴水而使自身轉動．小芳為了探究草坪噴水器的旋轉速度與哪些因素有關，作了如下猜想： 猜想一：噴水器的旋轉速度與噴水器上的孔的大小有關； 猜想二：噴水器的旋轉速度與噴水器上的孔的數量有關． (1)你認為噴水器的旋轉速度還與哪些因素有關，請作出一個猜想：噴水器的旋轉速度與____________________________________有關． (2)為驗證猜想，小芳設計的實驗是：在離可樂罐底1 cm的罐體上打孔，釘子戳入罐體后，以罐體的直徑為基準旋轉90(如圖乙所示)，這樣做的目的是：__________________________________________，將細繩系在可樂罐的罐頂中心，把可樂罐浸入水中，灌滿水后，快速地把可樂罐提到水面上方，如圖丙所示，將可樂罐在10 s內旋轉的圈數記入下表中．改變孔的大小和數目，重復上述實驗，得到表中數據． 第8題圖 實驗次數 孔的大小 孔的數量 10秒內可樂罐旋轉圈數 1 小 1 11 2 小 2 15 3 小 3 21 4 中 1 15 5 中 2 26 6 大 1 22 7 大 2 30 (3)通過分析表中第________次的實驗記錄，可以得出：孔的數量一定時，孔越大，轉速越________；通過分析表中第1、2、3次的實驗記錄，可以得出：________________________________________________；該實驗中應用的主要研究方法是__________________． (4)噴水器的旋轉速度過快時，水流的動能較大，會使花草的生長方向發(fā)生改變，請你對噴水器的設計提一條合理的建議：____________________． 9. (xx西北大學附中模擬)物體在空氣、水中運動時，會受到阻力作用，該阻力叫做流體阻力．查閱資料得知，液體阻力大小跟相對運動速度大小有關，跟物體的橫截面積有關，跟物體的形狀有關，頭圓尾尖(這種形狀通常叫做流線型)的物體受到的阻力較小．物體從高空由靜止下落，所受阻力也越來越大，當阻力增加到與重力相等時，將以某一速度作勻速直線運動，這個速度稱為收尾速度． 從我們的生活經驗可知，物體速度越________，橫截面積越________，流體阻力越大． 某科學活動小組做了“球形物體在空氣中下落時，受到的阻力大小與球的半徑和速度關系”的實驗，測量數據見下表．(g取10 N/kg) 球體編號 1 2 3 球體質量(kg) 2 5 18 球體半徑(10－3 m) 5 5 15 球體收尾速度(m/s) 16 40 40 分析表格可知，三個球中所用材料密度最大的為________號球，1號球受到空氣阻力的最大值是________N.當球的半徑相同時，收尾速度的大小與________有關；對于3號球，當其速度為16 m/s時，受到的空氣阻力________(選填“大于”“等于”或“小于”)重力．潛艇一般都做成一頭大一頭小的紡錘形，其目的是________________________________． 10. (xx陜師大附中模擬)某興趣小組在老師的指導下做了水火箭升空實驗．實驗器材有：飲料瓶、氣筒、自行車氣門、鐵絲、橡皮塞等．水火箭構造如圖所示．根據老師的介紹，同學們了解到水火箭升空過程如下：在瓶中裝適量的水，塞好瓶塞后放在發(fā)射架上，用氣筒向瓶內打氣，瓶內上方氣體壓強達到一定程度，高壓氣體將水和橡皮塞從瓶口壓出的同時，瓶飛向高空． 第10題圖 (1)水火箭升空原理是__________________．從能量轉化角度來看，水火箭的動能是由________能轉化來的． (2)實驗后小明提出了問題：水火箭上升高度與什么因素有關呢？ 小明猜想：可能與瓶中氣體的壓強有關； 小華猜想：可能與瓶中水的體積有關； 小軍猜想：可能與瓶子的形狀有關． 你認為影響因素還有____________________．(寫出一點) (3)興趣小組通過實驗發(fā)現，瓶塞插入深度不同，瓶塞被沖出前用氣筒充氣次數不同(設充一次氣的氣量相同)，他們選用同一可樂瓶，瓶中水量為200 mL.通過站在不同樓層觀察員目測進行數據記錄．考慮到安全做了三次實驗，結果如下： 瓶塞塞入深度 淺 深 更深 高度/m 2 5 12 這可驗證水火箭上升高度與______________有關的猜想是正確的． (4)實驗小組經過討論思考發(fā)現，瓶塞塞入瓶口的深度加深，其實是增大了瓶塞與瓶口的________力，從而增大了瓶塞與瓶口的摩擦力，使瓶塞不易壓出，實現了增大瓶內氣壓的目的，請你幫助實驗小組再想一個增大摩擦力的方法____________________________________________________________． 二．電學創(chuàng)新探究題 11. (xx蓮湖區(qū)模擬)小明觀察發(fā)現家里轎車的前燈有好幾組，且燈絲粗細不同，發(fā)光的亮度也不同，他猜想吊燈的亮度可能與燈絲的粗細有關，于是他設計了模擬電路，并選擇下列器材：電源、滑動變阻器、小燈泡(L1“2.5 V　1.25 W”、L2“2.5 V　0.5 W”各一只，代替轎車前燈)、電流表、電壓表等進行實驗來驗證自己的猜想． 第11題圖 (1)按圖甲連接實驗電路時，應先將開關斷開，并將變阻器的滑片移至____________處． (2)閉合開關S，發(fā)現無論怎樣移動變阻器的滑片，燈泡L1、L2均不亮，、無示數，有示數，則電路出現的故障是__________________． (3)排除故障后，移動變阻器的滑片，分別讀出電流表、電壓表的示數，觀察并記錄燈泡發(fā)光情況，填入表一，當變阻器滑片移至某一位置時，電流表的示數如圖乙所示，則電路中的電流為________A，此時發(fā)現燈L2發(fā)光異常耀眼，原因是____________________________，此時，他應該_____________________． (4)分析數據，可得結論：兩燈串聯，燈泡的燈絲越細，發(fā)光越________． (5)然后，小明按圖丙所示設計連接電路進行實驗，記錄的實驗數據及現象如表二，根據表二可得出結論：兩燈并聯時，燈泡的燈絲越細，發(fā)光越________． 表一： 燈 泡 L1 粗細 電壓 /V 電流 /A 亮度 燈 泡 L2 粗細 電壓/V 電流 /A 亮度 粗 0.6 0.12 不發(fā)光 細 1.5 0.12 微亮 粗 0.8 0.16 微亮 細 2.0 0.16 不很亮 粗 1.0 0.20 微亮 細 2.5 0.20 較亮 粗 1.3 不很亮 細 3.25 異常 耀眼 表二： 燈 泡 L1 粗細 電壓 /V 電流 /A 亮度 燈 泡 L2 粗細 電壓 /V 電流 /A 亮度 粗 1.0 0.2 微亮 細 1.0 0.08 不發(fā)光 粗 1.5 0.3 不很亮 細 1.5 0.12 微亮 粗 2.0 0.4 較亮 細 2.0 0.16 不很亮 粗 2.5 0.5 明亮 細 2.5 0.20 較亮 (6)小明完成實驗后有困惑，通過向爸爸請教，明白了轎車的同側前燈是可以不同時工作的，在額定電壓相同時，若想要更換更亮的轎車前燈，應選擇燈絲較________(選填“粗”或“細”)的燈泡． 12. 某學校的研究性學習小組通過研究發(fā)現了蘋果的甜度和其電阻有一定關系，并初步得到了一種鑒別蘋果甜度的方法．以下是該研究小組的研究過程和成果．請你在劃線處完成填空． 第12題圖 (1)蘋果電阻的測量． 我們知道干燥的蘋果表面覆蓋有一層絕緣的蠟質物．可研究小組在探究中意外發(fā)現蘋果的柄和蘋果的頂部向內凹進的部分竟然是導電的，好像兩個天然的電極．請用筆畫線代替導線，在圖甲中完成測量蘋果電阻的實驗電路． (2)探究影響蘋果電阻的因素． 有同學在探究中提出：蘋果的電阻不僅與蘋果的甜度有關，還可能與蘋果的不規(guī)則形狀有關．為此，他們共設計了如下兩個實驗方案： A．對同一蘋果外圍進行不同程度的切削，并測出加相同電壓下的電流． B．選擇相同甜度、不同形狀的蘋果進行測量，并測出加相同電壓下的電流． 經過討論該小組選擇了一種方案進行實驗．你認為實驗小組應選擇________方案，選擇的原因是：__________________________________． 該小組用他們所選的正確方案進行了正確的實驗操作，發(fā)現每次給蘋果加16 V的電壓后，電流表的示數都為145 μA，通過分析可以得出的結論是：__________________________． (3)探究通過蘋果的電流與蘋果汁中糖濃度的關系． 研究小組用甜度不同的蘋果來進行實驗(實驗中所用的蘋果事先由專業(yè)人員測量出了甜度)，每次都給蘋果加24 V的電壓，測出通過蘋果的電流，最終得到了下表的實驗數據． 電壓/V 24 24 24 24 24 24 電流/μA 10 50 120 180 240 320 糖濃度/(mg/mL) 32 40 54 66 78 94 ①在圖乙中畫出蘋果中的電流與其糖濃度的關系曲線． ②分析實驗數據可以初步得出的結論是：蘋果越甜，其電阻越________． ③請你根據圖像和表格中的數據，歸納出24 V電壓時，電流(用I表示，單位為μA)與糖濃度(用P表示，單位為mg/mL)的關系，用數學公式表達為________，如果糖濃度達80 mg/mL已感到甜了，那么給蘋果加30 V的電壓時，測量蘋果中的電流是300 μA，這個蘋果是________(選填“甜”或“不甜”)的． 13. 熱敏電阻的電阻值與溫度有怎樣的關系呢？為探究這個問題，甲、乙兩組同學進行了如下探究： 甲組：他們準備了如下實驗器材，設計的實驗裝置如圖甲所示，右邊電路已連接． 甲 　乙 第13題圖 (1)請將熱敏電阻正確接入電路． (2)為了使實驗正常進行并記錄到充分有效的數據，尋找實驗規(guī)律，本實驗________(選填“能”或“不能”)用酒精燈直接加熱熱敏電阻，在燒杯中注入適量的煤油而不選自來水，是因為煤油具有________的特點，所以適合本實驗的設計． 乙組：使用如下器材：控溫器M，電源電壓(恒為12 V)，電阻箱R0，連接電路如圖乙所示． (3)當控溫器中液體溫度為80 ℃，電阻箱阻值為100 Ω 時，電流表的示數為0.1 A．則該溫度下熱敏電阻的阻值為________Ω. (4)依次改變控溫器中的液體溫度，同時改變電阻箱的阻值，使電流表的示數始終保持在0.1 A．通過計算得到相關數據記錄如下．分析表格中的數據可知，在一定溫度范圍內，___________________________. 溫度t(℃) 70 60 50 40 30 20 10 … 熱敏電阻RT(Ω) 22 28 35 44 56 73 94 … 第13題圖丙 (5)如圖丙為應用熱敏電阻實現自動控制的電磁繼電器，其中RT是熱敏電阻，R0是滑動變阻器，該裝置的工作原理是：隨室內溫度的升高，熱敏電阻的阻值減小，控制電路中的電流增大，當電流達到一定值時，銜鐵被吸合，右側空調電路接通，空調開始工作．為了節(jié)能，現要將空調啟動的溫度調高，可以適當將滑片P向________(選填“左”或“右”)移動． 14. 海濤在學了電學知識后，知道人體是導體．他想知道人體電阻究竟與什么因素有關？在干燥和潮濕的情況下物體電阻是否也存在差異？他進行了如下探究： 第14題圖甲 用一只微安表和兩節(jié)干電池連接成如圖甲實驗電路，當海濤用兩手捏緊觸頭A、B時，發(fā)現微安表發(fā)生了偏轉，用觸頭A、B接觸自己的兩腳、用觸頭A、B接觸一只手和一只腳時，微安表都發(fā)生不同程度的偏轉．海濤記錄實驗數據并求出了對應情況下的人體電阻，如下表： 測量項目 電壓U/V 電流I/μA 電阻R/kΩ 手與手之間 3 13.6 220 手與腳之間 3 10.0 腳與腳之間 3 14.2 211 (1)海濤手與腳之間的電阻值是____________ . (2)海濤此次實驗探究的是：________________________________． (3)海濤為探究“物體電阻與干濕程度有無關系”，從而設計了如圖乙所示的實驗電路圖： 第14題圖 ①請用筆畫線代替導線，把圖丙中的電路元件按圖乙所示連接成實物電路圖． ②閉合開關，電流表、電壓表正常工作，示數均不為零，移動滑動變阻器的滑片P，發(fā)現電流表和電壓表指針不發(fā)生改變，則可能的原因是__________________________________________． ③排除故障后，以下是測量鉛筆芯在潮濕情況下的電阻的實驗步驟： A．根據歐姆定律，計算出每一次測量鉛筆芯的電阻，并求平均值 B．閉合開關，讀出此時電流表示數I1、電壓表示數U1，并將數據記錄在表格中 C．用自來水弄濕整根鉛筆芯 D．調節(jié)滑動變阻器的阻值，再測量兩組數據，并將數據記錄在表格中 E．將鉛筆芯、電池組、滑動變阻器、電流表、電壓表等連成電路 合理的實驗步驟順序是：______________． (4)請你根據上述實驗步驟，設計記錄測量鉛筆芯在潮濕時電阻的數據的表格，并將第一次測量的數據和計算結果填寫在表格內(用字母表示)． 15. 市場上一些不法商販用純凈水冒充礦泉水對外銷售．為驗證家中桶裝水的水質，小雨進行了如下探究活動． 選取兩根等長、等粗的玻璃管P、Q，在P、Q管內分別裝滿優(yōu)質的礦泉水和待測的“礦泉水”，并將P、Q管連入如圖所示的電路中進行實驗，請解答下列問題： 第15題圖 (1)礦泉水中含有多種礦物質，導電能力______ ，電阻______． (2)在實驗中，將單刀雙擲開關S從1撥到2時，若觀察到電壓表示數________(選填“變大”或“變小”)，則玻璃管Q內是純凈水．若電路中的電壓表損壞，用電流表也可以辨別純凈水和礦泉水，將電流表________(選填“并聯”或“串聯”)接入電路，同樣將單刀雙擲開關S從1撥到2時，觀察到電流表示數________( 選填“變大”或“變小”)時，玻璃管Q內是純凈水． (3)若想繼續(xù)探究導體電阻的大小與導體長度的關系，應選擇_________相同，_______不同的兩根玻璃管，再裝滿同種水，接入圖示電路中重復上述操作． 三．磁學創(chuàng)新探究題 16. (xx交大附中模擬)小強想“探究通電螺線管中插入物體的材料對其磁性強弱有什么影響”，他用圖示裝置進行探究實驗． 第16題圖 (1)保持電流不變，將無磁性、長度和橫截面積相同但材料不同的圓柱形物體分別插入通電螺線管中，用吸引物重的大小來顯示通電螺線管的磁性強弱，多次實驗后，將數據記錄在下表中： 插入 物體 不放 物體 軟鐵棒 鐵合 金棒1 鐵合 金棒2 銅棒 鋁棒 碳棒 吸引的 物重/N 幾乎 為0 0.5 0.6 0.35 幾乎 為0 幾乎 為0 幾乎 為0 ①從表中數據可得出：當其他條件相同時，放入__________________________會影響通電螺線管的磁性強弱，這些物體均含有________，而放入________________幾乎不影響通電螺線管的磁性強弱． ②分析表中數據，發(fā)現通電螺線管中插入的物體雖均為導體，但對其磁性強弱影響卻不同，據此，請你提出一個值得探究的問題：_______________________________________________________. ③從表中數據可看出：用吸引物體大小不能顯示通電螺線管磁性強弱的微小變化，請你提出一條改進的方法： _________________________________________________________. (2)小強在實驗中發(fā)現，斷電后，取出螺線管中的物體，有些仍有剩余的磁性，按磁性強弱排序為：鐵合金棒2、鐵合金棒1、軟鐵棒，其余的沒有磁性． ①選用____________制造永磁體最合適． ②電磁鐵選用軟鐵做鐵芯的原因是：通電螺線管中插入軟鐵棒時，________較強，斷電后剩余磁性________． 四．聲學、光學、熱學創(chuàng)新探究題 17. (xx連云港)某興趣小組計劃探究“鋁棒的發(fā)聲”．同學們使用一根表面光滑的實心鋁棒，一只手捏住鋁棒的中間部位，另一只手的拇指在食指粘少許松香粉，在鋁棒表面由手捏部位向外端摩擦，可以聽見鋁棒發(fā)出聲音，而且發(fā)現在不同情況下鋁棒發(fā)聲的頻率是不同的．為了探究鋁棒發(fā)聲頻率的影響因素，該興趣小組找到不同規(guī)格的鋁棒、虛擬示波器等器材進行探究．實驗前同學們提出了以下猜想： 猜想A：鋁棒發(fā)聲的頻率可能和鋁棒的橫截面積有關 猜想B：鋁棒發(fā)聲的頻率可能和鋁棒的長度有關 猜想C：鋁棒發(fā)聲的頻率可能和手捏鋁棒的部位有關 為了驗證猜想A，同學們選擇4根鋁棒，每次均捏住鋁棒的中間部位，由手捏部位向外端摩擦．實驗所得的數據記錄于下面的表格中，在2%的誤差允許范圍內(頻率相差在70 Hz以內)的測量值可以認為是相等的. 實心鋁棒 鋁棒長度 L/10－2m 橫截面積 S/10－5m2 頻率f/Hz 1 71 2.9 3 500 2 78 2.9 3 146 3 71 5.2 3 530 4 78 11.7 3 143 (1)分析表格中數據，可知鋁棒的發(fā)聲頻率與橫截面積是________的．(選填“有關”或“無關”) (2)為了驗證猜想B，同學們選擇橫截面積均為2.910－5m2的鋁棒，實驗所得的數據記錄于下面的表格中．同學們從表中前兩列數據很難得出頻率f與長度L之間的關系，他們利用圖像法處理數據，畫出了頻率f與長度的倒數的關系如圖所示，分析可知發(fā)聲頻率f與鋁棒的長度L的關系是________. 實心鋁棒 鋁棒長度 L/10－2m 頻率 f/Hz 鋁棒長度倒數 (m－1) 1 50 5 000 2 2 71 3 500 1.4 3 78 3 146 1.28 4 91 2 700 1.1 5 105 2 375 0.95 第17題圖 (3)同學們又通過實驗探究了鋁棒發(fā)聲的頻率和手捏鋁棒部位的關系．在實驗過程中，有同學將發(fā)聲的鋁棒一端插入水中，可以看到____________現象．有同學用手迅速握住正在發(fā)聲的鋁棒，可以聽見聲音很快衰減，原因是______________． 18. (xx高新一中模擬)小明了解到夜間開汽車，若車內亮燈，車內物體會在前面的擋風玻璃上形成清晰的像，干擾司機的視線，影響行車安全．為此，他對“物體在透明平板玻璃中成像的明、暗程度與什么因素有關進行了探究”，小明根據生活經驗做出以下猜想： 猜想1：透明平板玻璃成像的“明”、“暗”程度可能與物體離光源的距離有關； 猜想2：透明平板玻璃成像的“明”、“暗”程度可能與光源的強度有關； 猜想3：透明平板玻璃成像的“明”、“暗”程度可能與物體的顏色有關． 第18題圖 實驗一：如圖所示，在水平桌面上豎直固定一塊透明平板玻璃，同一物體固定在離透明平板玻璃0.5 m的A點，在桌面的C點先后用不同功率的燈照亮A點處的物體，觀察同一物體不同光照下在透明平板玻璃中所成像的“明”“暗”程度．每次實驗人的眼睛應在相同位置從________(選填“左向右”或“右向左”)觀察物體在透明玻璃板中的像，結果記入表格實驗一． 實驗二：同一物體位置固定在A點不動，用同一盞5 W的燈先后在桌面B、C、D三點照亮A處的同一物體，同一位置觀察同一物體在透明平板玻璃(仍固定不變)中成像的“明”“暗”程度．結果記入表格實驗二． 實驗一 實驗二 燈的功率/W 5 25 40 5 5 5 物體和燈的距離/m 1.0 1.0 0.5 1.0 1.5 像的明暗程度 暗 較暗 明 明 較明 暗 (1)小明是用實驗一來探究猜想________(選填“1”“2”或“3”)，其中燈的功率為25 W時物體和燈的距離應為________m. (2)分析實驗二的實驗數據及結果可得結論：物體與燈的________越小，物體所成的像越亮． (3)你認為物體在透明平板玻璃中所成像的“明”“暗”程度還與物體的____________有關． (4)請你根據此次探究從光學角度對司機提出一條有利于安全行駛的建議：________________________． 19. (xx西工大附中模擬)xx年9月25日，500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)在貴州省平塘縣落成，并開始接收來自宇宙深處的電磁波．這是由中國科學院國家天文臺主導建設的，具有我國自主知識產權、世界最大口徑、最靈敏的射電望遠鏡． 第19題圖 某興趣小組同學看到報道后想探究“球面射電望遠鏡的工作原理”，他們查找資料后發(fā)現．經典射電望遠鏡的基本原理和光學反射望遠鏡相似，投射來的電磁波被一精確鏡面反射后，同相到達公共焦點．用旋轉拋物面作鏡面易于實現同相聚焦，因此，射電望遠鏡天線大多是拋物面，于是他們聯想到拋物面可能跟凹面鏡工作原理相同，并作出以下猜想： 猜想一：拋物面上的反射遵從光的反射定律． 猜想二：平行于主軸的電磁波經拋物面反射后，反射的電磁波會聚于一點． 猜想三：拋物面對電磁波起會聚作用，焦距越小，會聚本領越大． 為了探究猜想一，興趣小組的同學選用了平面鏡、直尺、鉛筆、量角器、激光光源進行了如圖甲所示的實驗： 第19題圖 (1)實驗時為了讓不同方位的同學都能看到光的傳播路徑，應該選________(填字母)豎著放在甲圖中的平面鏡上，這是因為光在所選物品上發(fā)生了________反射． A. 平面鏡 B. 凹面鏡 C. 透明玻璃板 D. 硬紙板 (2)他們用鉛筆描出光路，然后用凹面鏡代替平面鏡，讓ON正對凹面鏡弧面頂點，并保持光線EO不動，如果出射光線與OF重合，就說明猜想一是________(選填“正確”或“不正確”)．他們這一實驗中用到了與________相似的研究方法(選填字母)． A. 控制變量法 B. 等效替代法 C. 轉換法 D. 放大法 為了探究猜想二，他們找到如圖乙的小型衛(wèi)星電視接收器，準備按丙圖完成實驗． (3)他們將平行光源正對拋物面，然后將一小紙板在拋物面前來回移動直到紙板上出現________的光斑，這一光斑其實就是凹面鏡的焦點，所以拋物面對電磁波也有________作用(選填“會聚”或“發(fā)散”)． (4)通過(3)的探究他們明白，在射電望遠鏡中，如果接收電磁信號，真正的信號接收天線就放在拋物面的________處． (5)巨大的反射面把遙遠星體發(fā)來的微弱的光聚焦起來，形成一個比較亮的像．把照相底板放在成像的位置上，就可以把那些暗淡的恒星的像照下來．人們利用這種天文望遠鏡已經看到距地球一億光年遠的恒星(一光年就是光一年走過的距離)．根據這段話判斷凹面鏡在本題中成________像(選填“實”或“虛”)． 20. (xx未央區(qū)模擬)因發(fā)現本校在建大樓外墻使用到了阻燃型保溫材料，小明就想比較阻燃型保溫材料和普通保溫材料的保溫性能．他用厚度相同的兩種材料的板材制成大小相同的兩只盒子，盒蓋上開有插溫度計的小孔．首先在阻燃型材料的盒內放一燒杯，燒杯中倒入適量的熱水，蓋上蓋子，測得溫度如圖甲所示，并記錄溫度計示數下降10 ℃所用的時間t1，然后將燒杯移至普通保溫材料的盒內，蓋上蓋子，記錄溫度下降10 ℃所用的時間t2.上述實驗再重復做兩次． 第20題圖 (1)圖甲溫度計示數為________℃. (2)下面是小明設計的實驗數據記錄表格. 材 料 次 數 阻燃型 普通型 溫度差T/℃ A 溫度差T/℃ B 1 10 10 2 10 10 3 10 10 表格中A處應填寫的物理量是________，其單位是________． (3)小明實驗方案中存在明顯問題，請你幫他指出來． ________________________________________________. (4)小華針對小明方案中存在的問題，對方案進行修改．簡要寫出修改后正確的實驗方案．_________________________________________________________________ ______________________________________________________________. (5)如圖乙是小明按照改進后的實驗方案對兩種材料的保溫效果進行測試后所獲得的圖像信息．利用該信息和你所學知識回答以下問題： ①______材料的保溫效果更好．②水的降溫過程規(guī)律是______________(選填“先快后慢”“先慢后快”或“一樣快”)． 21. 太陽發(fā)出的光線具有能量，照射到物體上，部分被吸收轉化為內能(紅外線尤為顯著)．許多車主為了隔熱，給汽車玻璃貼上太陽膜. 某興趣小組對市場上A、B、C、D、E共5種品牌的太陽膜隔熱性能進行了如下探究： ①如圖所示，在暗室中將一側貼有太陽膜的玻璃板豎直放在水平桌面上，在距離玻璃板左側20 cm處放置一個紅外線燈，玻璃板右側放置一個光能風車(光能風車在一定強度的紅外線照射下可以轉動，紅外線越強，風車轉動越快)． 第21題圖 ②打開紅外線燈，觀察并記錄30 s內光能風車風葉的轉動圈數． ③依次將其他4種品牌的太陽膜分別貼在玻璃板上，記錄風車轉動圈數．數據如下表： 太陽膜品牌 A B C D E 30 s內風葉轉動圈數 16 25 19 22 28 (1)興趣小組進行實驗時還需要的測量儀器有 ____________．透過太陽膜的紅外線強弱肉眼無法觀察，他們是通過________________來反映的．實驗中，光能風車風葉轉動時，是將太陽能轉化為________能． (2)為了確保實驗結果準確，興趣小組應該使用 ________(選填“同一個”或“不同的”)紅外線燈和光能風車進行實驗． (3)通過實驗可以初步得出太陽膜 ______(填序號)的隔熱性能最好． (4)某同學提出新猜想，下表為驗證新猜想時記錄的數據： 太陽膜品牌 A B C D E 紅外線燈距離玻璃板左側 40 cm時風葉轉動圈數(30 s內) 13 23 16 20 26 紅外線燈距離玻璃板左側 60 cm時風葉轉動圈數(30 s內) 10 20 12 17 23 由表中數據可知，該同學提出的新猜想是：太陽膜的性能與紅外線燈________________________是否有關？ (5)為了使實驗結果更可靠，你覺得還需改變哪些變量進行多次實驗？________________________．(一條即可) 答案 實驗能力“1對1”輔導 例 1　(1)刻度尺(或卷尺)　(2)動　(3)1、2、3(或4、5、6或7、8、9)　(4)下面彈性球的質量越大　(5)B、C(或B和C)　(6)增大　不會違背 例 2　(1)二力平衡　乙　(2)①較少(或明顯減少)　較大(或明顯)?、阡X不能被磁體吸引(或鋁不能被磁化)　③磁體與回形針之間的吸引力大小與放入物體的導電性是否有關(或磁性屏蔽作用效果與物體的哪些性質有關等)　(3)厚度　(4)磁卡放入含有鐵、鎳的金屬盒中(或放磁卡的錢包中用含有鐵、鎳的金屬網作隔擋等) 例 3　(1)隨意拉開橡膠球，放手后讓其敲擊玻璃板　(2)玻璃球被彈開的距離　(3)受敲擊時，單層玻璃比雙層玻璃的振動強　(4)減小斜面的坡度 創(chuàng)新實驗專練 1. (2)大于　正確　(3)速度　OP1　大　(4)慣性　受到豎直向下的重力作用 【解析】(2)小球分別從A、B兩點滾落，高度不同，所以到達C點的速度不同．由于B點的高度大于A點的高度，所以第一次的速度小于第二次的速度．又因為OP1＜OP2，即可知道猜想①是正確的；(3)要研究飛行距離與飛行高度的關系，就要保證飛行的速度不變，改變飛行的高度．在此題中，就要使C點到水平面的高度變化，而使小球下落的起始點的高度不變即離開C點的速度不變．所以比較距離時，要選取飛行的高度不同，飛行的速度相同情況下的兩個水平距離進行比較．故選OP1與OP3進行比較．由兩者距離的長短可得出結論：飛機飛行的高度越高，炮彈離開飛機后飛行的水平距離越大；(4)小球離開斜槽后，由于慣性，小球還要繼續(xù)向前運動；由于受到豎直向下的重力作用，所以小球要向下運動． 2. 【猜想與假設】充氣情況　【評估與交流】(1)控制變量　(2)強　轉換法　(3)弱　【拓展應用】比值　強 【解析】【猜想與假設】根據實際，籃球的反彈性能還可能與籃球的充氣情況、質量、大小等因素有關；【評估與交流】(1)方案一：其他條件都相同，用力向下拍不同的籃球，在用力向下拍球時，很難控制向下拍的力相同，不符合控制變量法的要求；(2)籃球能夠反彈的高度越高，說明其彈性越好，用反彈的高度來表示籃球反彈性能強弱的方法，在物理學上稱為轉換法；(3)反彈相同的高度，籃球所需自由下落的高度越高，說明籃球的反彈性能越弱；【拓展應用】機械效率是有用功與總功的比值，與其類似，用籃球反彈后的機械能與反彈前的機械能的比值來描述籃球反彈性能的強弱，其值越大，則相同情況反彈高度越大，說明反彈性能就越強． 3. 【自制器材】(2)不同　【進行實驗】(4)砂礫水平運動的距離 【分析論證】(1)不容易　大　(2)質量　【拓展應用】(1) B (2)遠 【解析】【自制器材】(2)由于谷粒和空殼的質量不同，所以實驗中可采用質量不同的砂礫代替谷粒和空殼；【進行實驗】(4)實驗中采用控制變量法，控制風力一定，改變物體的質量，通過觀察砂礫水平運動的距離來進行探究；【分析論證】(1)(2)分析表格中實驗結果可知：質量較大的砂礫水平運動的距離短，不容易被風吹遠，表示其運動狀態(tài)不容易發(fā)生改變，即質量大的物體慣性較大，這也說明慣性大小與物體的質量有關，質量越大，物體慣性越大，其保持原本運動狀態(tài)的能力越強；【拓展應用】(1)飽滿的谷粒質量較大，慣性大．在相同的風力作用下，水平運動的距離較短，即B口可收集飽滿的谷粒；(2)無風時，用鐵鍬將混合谷粒斜向上拋出時，谷粒和空殼具有相同的速度，由于谷粒的質量較大動能較大，所以拋出時運動的路程較遠，落下時離工人較遠． 4. (1)控制變量　(2)小球質量　斜面高度　桌子高度 (3)離開桌面時獲得相同的速度　(4)斜面高度　桌子高度 小球質量 【解析】(1)本實驗中，運用到的科學研究方法是控制變量法；(2)分析三組數據可知，他們的猜想是：套圈落地點到拋出點的水平距離可能與小球質量、斜面高度和桌子高度有關；(3)當小球從斜面同一高度滾下，這樣可以使小球離開桌面時獲得相同的速度；(4)根據這三組數據可得到的結論是：套圈落地點到拋出點的水平距離與斜面高度和桌子高度有關，當小球質量和桌子高度相同時，斜面高度越高，落地點到桌子的水平距離越遠；當斜面高度和小球質量相同時，桌子高度越高，落地點到桌子的水平距離越遠；套圈落地點到拋出點的水平距離和小球質量無關． 5. (1)動能是由重力勢能轉化而來的　(2)小車沒有由靜止釋放　錯誤　(3)①改變長度時，沒有控制高度一定?、诼烦滩煌荒苤煌ㄟ^時間比較運動快慢　(4)不需要　斜面的高度、長度和傾角之間有一定的定量關系 【解析】(1)猜想二：與斜面的高度有關．斜面的高度越大，同一物體的重力勢能越大，在下滑過程中轉化成的動能越大，速度越大．所以斷定猜想二是正確的；(2)在實驗時，應保證由靜止滑下，由表格中數據知，第三次下滑時間較短，可能是由于小車沒有由靜止釋放造成的．由表格中數據知，小車的質量不同，但下滑時間相同，又因為所經過的路程相同，所以速度是相同的，因此說明猜想一是錯誤的；(3)小聰設計的方案是將小車分別從距斜面底端不同距離處由靜止釋放，在此過程中沒有控制高度一定，所以會造成時間的不同．同時根據t＝，路程也會影響所用時間的長短；(4)由于斜面的高度和長度決定了斜面的傾角，所以不需要對這一猜想進行探究． 6. (1)C　(2)無關　(3)增大　勻速直線　(4)1∶9　正比　(4)A 【解析】(1)自由落體的條件就是盡可能的減小物體受到的空氣阻力，鐵球相對于棉花球或紙團，受到的空氣阻力更小，運動更接近自由落體運動．故選C；(2)分析比較表中的數據，得出的結論是：物體自由落體運動的快慢與物體的材料和質量無關；(3)從高空下落的物體，速度越來越大，所受空氣阻力會隨速度的增大而增大，物體下落一段距離后將以某一速度做勻速直線運動；(4)小球受豎直向下的重力G、豎直向上的空氣阻力f，當小球達到收尾速度時，小球做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：f＝G＝mg，標號為2、3的小球在達到收尾速度時所受的空氣阻力之比為＝＝＝＝；1號與2號小球半徑相同，它們的收尾速度之比為＝＝，空氣阻力之＝＝＝＝，所以球形物體所受的空氣阻力f與收尾速度成正比；(4)由(2)知：物體自由落體運動的快慢與物體的材料和質量無關，所以宇航員在月球上將標號為2、3的小球在同一地點、同一高度同時釋放，它們將同時落地，故選A. 7. (1)天平　(2)①控制變量法　細線長度　②A　無關 (3)長　短　(4)測出多次擺動所用的時間，然后求平均值 【解析】(1)由表格數據可知，還需測量螺母的質量，因此還需要的測量儀器是天平；(2)①本實驗用到的實驗方法是控制變量法；由1、2兩次實驗數據可知，螺母的質量和擺動的角度相同，細線的長度不同，螺母來回擺動一次的時間不同，因此說明螺母來回擺動一次的時間t與細線長度L有關；②由2、3兩次實驗數據可知，細線長度、螺母質量及螺母來回擺動一次的時間都相同，只有螺母擺動的角度不同，因此由2、3兩次實驗可驗證猜想A，并且可得出螺母來回擺動一次的時間t與螺母擺動的角度無關；(3)在同一地點，擺動周期的大小只與擺長有關，擺長越長，周期越大，故繩子越長，螺母來回擺動一次的時間t越長；擺長越短，周期越小，擺鐘變慢了，因此將擺鐘的擺長調短；(4)測出多次擺動所用的時間，然后求平均值，可以減小時間測量誤差． 8. (1)噴水器上的孔距地面的高度　(2)改變噴水器水流的方向，使可樂罐受力而旋轉　(3)1、4、6(或2、5、7)　快　孔的大小一定時，孔的數量越多，可樂罐的轉速越快　控制變量法　(4)噴水器上的孔做的不要太密集、孔的直徑不要太大 【解析】(1)噴水器的旋轉速度還可能與噴水器上的孔距地面的高度有關；(2)在可樂罐上打孔時，釘子戳入罐體后，以罐體的直徑為基準旋轉90，這樣做改變了噴水器水流的方向，根據力的作用是相互