2023年中考物理專題復(fù)習(xí)題之創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)

創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)一、力學(xué)創(chuàng)新探究題1.學(xué)校舉行春季運(yùn)動(dòng)會(huì)，小明是標(biāo)槍組的運(yùn)動(dòng)員，在練習(xí)過(guò)程中小明一直在思考怎樣才能把標(biāo)槍擲得遠(yuǎn)一些，通過(guò)練習(xí)和觀看其他隊(duì)員的投擲情況，小明做了如下猜想：第1題圖猜想一：與標(biāo)槍的質(zhì)量有關(guān)猜想二：與標(biāo)槍被投擲出去的角度有關(guān)猜想三：與標(biāo)槍有關(guān)(請(qǐng)你再提出一種猜想)(1)小明用彈簧玩具槍、小鋼球做了一系列實(shí)驗(yàn)，小鋼球質(zhì)量分別為m和M，且M>m，彈簧玩具槍壓縮彈簧長(zhǎng)度的五分之一，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表：(2)小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出初步結(jié)論：在其他條件相同時(shí)，拋射角度為45°時(shí)，小鋼球被彈出的距離最遠(yuǎn).為了使他的結(jié)論更加可靠，還需要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是；從表中數(shù)據(jù)還能得出的結(jié)論有，其他條件相同時(shí)，___________________________.(3)將彈簧玩具槍壓縮彈簧長(zhǎng)度的五分之二(在彈性限度內(nèi))，當(dāng)小鋼球質(zhì)量為M，發(fā)射角為45°時(shí)，小鋼球被彈出的距離將(選填“大于”“等于”或“小于”)1.6m，該實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證小鋼球被彈出距離的大小與有關(guān).(4)為了在運(yùn)動(dòng)會(huì)標(biāo)槍項(xiàng)目中取得好成績(jī)，請(qǐng)你給小明提出合理建議(標(biāo)槍質(zhì)量不變)：①；②.【答案】被拋出的初速度(2)控制其他條件相同，在45°角附近再找?guī)讉€(gè)角度做實(shí)驗(yàn)鋼球質(zhì)量越大，鋼球被彈出的距離越短(3)大于小鋼球被彈出的初速度(4)①45°角左右投出標(biāo)槍②增大投擲標(biāo)槍的初速度【解析】還能提出的猜想有：標(biāo)槍投射距離的遠(yuǎn)近與標(biāo)槍被拋出的初速度有關(guān)；(2)30°、45°、60°之間的跨度較大，無(wú)法準(zhǔn)確判斷是在45°時(shí)，小鋼球被彈出的距離最遠(yuǎn)，故應(yīng)控制其他條件相同，在45°角附近再找?guī)讉€(gè)角度做實(shí)驗(yàn)；從表中數(shù)據(jù)還能得出的結(jié)論是：在其他條件相同時(shí)，小鋼球質(zhì)量越大，小鋼球被彈出的距離越短；(3)將彈簧玩具槍壓縮彈簧長(zhǎng)度的五分之二時(shí)，彈簧所具有的彈性勢(shì)能變大，將小鋼球彈出瞬間，小鋼球的動(dòng)能將增大，故小鋼球被彈出的距離將大于1.6m；該實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證小鋼球被彈出距離的大小與小鋼球被彈出的初速度有關(guān)；(4)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以提出的合理建議為：①45°角左右投出標(biāo)槍；②增大投擲標(biāo)槍的初速度.2.一次課堂上老師展示了小朋友蕩秋千的圖片，同時(shí)提出了一個(gè)問(wèn)題：秋千小角度往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間與哪些因素有關(guān)呢？同學(xué)們聯(lián)想蕩秋千的情景，紛紛做出猜想，總結(jié)起來(lái)主要有以下三種：猜想1：可能與小朋友的質(zhì)量有關(guān)；猜想2：可能與擺動(dòng)的幅度有關(guān)；猜想3：可能與繩長(zhǎng)有關(guān).(1)為了驗(yàn)證猜想是否正確，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，用系有細(xì)線(線長(zhǎng)L可調(diào))的小球來(lái)模擬秋千的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了如下探究(擺動(dòng)角度均較小)：①如圖甲所示，用細(xì)線系住一鐵球，保持細(xì)線的長(zhǎng)度不變，改變小球擺動(dòng)的幅度，即OA的連線與豎直方向的夾角θ(O點(diǎn)為固定懸點(diǎn))，使小球每次從A點(diǎn)由靜止釋放，測(cè)出小球在AB間往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次所用的時(shí)間t與夾角θ的關(guān)系如下表所示：θ/度46810t/秒2.02.02.02.0除圖甲所示裝置外該實(shí)驗(yàn)還缺少的一個(gè)實(shí)驗(yàn)器材是，分析數(shù)據(jù)可以知__________________.甲乙丙第2題圖②使小球每次從A點(diǎn)由靜止釋放，用頻閃相機(jī)(保持曝光時(shí)間相同)拍攝小球往返運(yùn)動(dòng)一次的位置如圖乙所示；在圖乙裝置的基礎(chǔ)上，改變細(xì)線L的長(zhǎng)度，控制θ角相同，使小球從靜止下落，分別用頻閃相機(jī)(保持曝光時(shí)間相同)拍攝小球往返運(yùn)動(dòng)一次的位置如圖丙所示，由此分析可知，上述猜想是正確的.(2)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究小球往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間與小球質(zhì)量之間的關(guān)系，應(yīng)保持小球擺動(dòng)的幅度和不變，只改變的大小.(3)擺鐘是利用本實(shí)驗(yàn)的原理制成的.某一擺鐘變慢了，要調(diào)準(zhǔn)它，應(yīng)將擺鐘的擺長(zhǎng)調(diào)________________(選填“長(zhǎng)”或“短”)理由是_____________________________.【答案】(1)①秒表小球往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間與夾角θ無(wú)關(guān)②3(2)擺長(zhǎng)小球質(zhì)量(3)短擺鐘變慢了，因往返擺動(dòng)的時(shí)間受擺長(zhǎng)的影響，鐘擺越長(zhǎng)，擺動(dòng)越慢，所以要調(diào)準(zhǔn)它即把擺長(zhǎng)調(diào)短一些【解析】(1)①由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在擺長(zhǎng)不變的情況下，θ角度不同，秋千往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間相等，由此可知：小球往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間與夾角θ無(wú)關(guān).②由圖乙與丙可以看出，擺長(zhǎng)越長(zhǎng)，小球往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間越長(zhǎng)，由此可見(jiàn)：在質(zhì)量與振幅相同時(shí)，秋千小角度往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間隨繩長(zhǎng)的增大而增大，這驗(yàn)證了猜想3是正確的.(2)可控制擺長(zhǎng)與振幅相同，改變擺球的質(zhì)量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究“秋千往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間與小球的質(zhì)量之間的關(guān)系”，實(shí)驗(yàn)的做法是：用細(xì)線系住一小球，使小球以較小的幅度在豎直面內(nèi)擺動(dòng)，用頻閃相機(jī)(或計(jì)時(shí)器)測(cè)算出小球往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間t1；讓線擺動(dòng)的幅度與繩長(zhǎng)保持不變，改變小球的質(zhì)量，再做兩次，測(cè)出對(duì)應(yīng)時(shí)間t2、t3；判斷方法是：若t1、t2、t3相等，則與質(zhì)量無(wú)關(guān)；若t1、t2、t3不相等，則與質(zhì)量有關(guān).(3)擺鐘變慢，即擺動(dòng)相同幅度的時(shí)間變長(zhǎng)了，故可通過(guò)縮短擺長(zhǎng)使擺動(dòng)時(shí)間加快.3.物體只在重力作用下由靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)只在沒(méi)有空氣的空間才能發(fā)生，在有空氣的空間，如果空氣阻力相對(duì)物體的重力比較小，可以忽略，物體的下落也可以近似地看作自由落體運(yùn)動(dòng).(1)為了探究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)間與哪些因素有關(guān)，物理學(xué)習(xí)研究小組(一)提出了如下猜想：猜想一：物體下落的時(shí)間與物體的材料有關(guān)；猜想二：物體下落的時(shí)間與物體的質(zhì)量有關(guān)；猜想三：物體下落的時(shí)間與物體下落的高度有關(guān).為驗(yàn)證猜想的正確性，小組同學(xué)用6個(gè)金屬球做了一系列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：實(shí)驗(yàn)序號(hào)材料質(zhì)量(g)下落高度(m)下落時(shí)間(s)1鐵球50101.432鋁球50101.433銅球50101.434鋁球50151.755銅球80202.026鐵球80101.43為了驗(yàn)證猜想二，應(yīng)比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)為和的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；為了驗(yàn)證猜想三，應(yīng)比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)為和的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；分析可知，物體下落的時(shí)間與物體下落的高度(選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”).(2)物理學(xué)習(xí)研究小組(二)也對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了研究，他們讓質(zhì)量相等的鐵球和紙團(tuán)同時(shí)從同一高度由靜止開(kāi)始下落，他們發(fā)現(xiàn)兩者下落時(shí)間不相等，原因是：________________________________________________________________________.(3)如圖甲是某實(shí)驗(yàn)小組繪制的金屬球由靜止自由下落的高度h與時(shí)間t關(guān)系圖像；則圖乙中描述重力對(duì)該球做功W與時(shí)間t關(guān)系的四種圖像中，正確的圖像是Ｗ.第3題圖【答案】(1)1624有關(guān)(2)紙團(tuán)受到的空氣阻力較大(3)C4.如圖甲所示，鋼梁向下彎曲偏離水平位置的距離h叫下垂量.小亮猜想：一根鋼梁的下垂量h可能與重物對(duì)鋼梁的拉力F、兩個(gè)支撐柱間距離s這兩個(gè)因素有關(guān)，并進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：第4題圖甲第4題圖乙(1)要探究“一根鋼梁的下垂量h與兩個(gè)支撐柱間距離s的關(guān)系”，他必須控制一定，改變.(2)要探究“一根鋼梁的下垂量h與所受拉力F的關(guān)系”，必須控制兩支撐柱間距離一定，記錄下鋼梁受到不同拉力時(shí)的下垂量(忽略鋼梁自重的影響)，數(shù)據(jù)如下表所示：實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345下垂量h/cm246.48.810.4拉力F/N10002000320044005200①圖乙的坐標(biāo)系中已經(jīng)描出三個(gè)點(diǎn)，請(qǐng)根據(jù)第4、5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繼續(xù)描點(diǎn)，并畫(huà)出下垂量h與所受拉力F關(guān)系的圖線.②根據(jù)圖像可知：當(dāng)拉力為5000N時(shí)，下垂量是cm.③根據(jù)圖像可得結(jié)論：當(dāng)兩支撐柱間距離等因素相同時(shí)，.【答案】(1)重物對(duì)鋼梁的拉力兩個(gè)支撐柱間的距離(2)如答圖所示②10③下垂量與重物對(duì)鋼梁的拉力成正比第4題答圖【解析】(1)有兩個(gè)因素(拉力和支撐柱間的距離)影響一根鋼梁下垂量h，當(dāng)要探究“一根鋼梁的下垂量h與兩個(gè)支撐柱間距離s的關(guān)系”，必須用控制變量法，保證另一個(gè)因素(拉力)不變，來(lái)改變兩個(gè)支撐柱之間的距離，所以答案分別為：重物對(duì)鋼梁的拉力、兩個(gè)支撐柱間的距離.(2)①在圖像中描點(diǎn)，把這些點(diǎn)順次連接，如答圖所示.②由圖像可以讀出當(dāng)拉力為5000N的時(shí)候所對(duì)應(yīng)的下垂量h為10cm，故答案為10；③F、h圖像為一條經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線，依據(jù)數(shù)學(xué)中正比例函數(shù)的特征可以得出結(jié)論：在兩支撐柱間距離等因素一定時(shí)候，下垂量與重物對(duì)鋼梁的拉力成正比，故答案為：下垂量與重物對(duì)鋼梁的拉力成正比.5.“扔紙飛機(jī)”是民間傳統(tǒng)游戲.某興趣小組同學(xué)認(rèn)為：紙飛機(jī)的飛行距離除了與發(fā)射速度的大小有關(guān)外，還可能與紙飛機(jī)大小、材料和發(fā)射角度等因素有關(guān).為了驗(yàn)證猜想，小組成員將打印紙和舊報(bào)紙裁成不同面積的紙張，制作了相同形狀的紙飛機(jī)若干個(gè)，利用固定在室內(nèi)某一位置的簡(jiǎn)易發(fā)射器，以相同大小的發(fā)射速度和不同發(fā)射角度(發(fā)射方向與水平面的夾角)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，整理相關(guān)數(shù)據(jù)如表一.表一：紙飛機(jī)飛行距離與發(fā)射角度關(guān)系記錄表(1)結(jié)合表一信息，分析該實(shí)驗(yàn)中紙飛機(jī)飛行距離與發(fā)射角度之間的關(guān)系：.(2)若要尋找紙飛機(jī)最大飛行距離的發(fā)射角度，在上述研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，應(yīng)如何設(shè)置發(fā)射角度進(jìn)行進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)？.(3)小組成員又制作了三架形狀相同的紙飛機(jī)，用該發(fā)射器以相同大小的發(fā)射速度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)要求如表二.若甲、乙、丙這三架紙飛機(jī)飛行距離分別為s甲、s乙、s丙，請(qǐng)預(yù)測(cè)它們的大小關(guān)系：.表二：三架紙飛機(jī)實(shí)驗(yàn)要求紙飛機(jī)紙張大小紙張材質(zhì)發(fā)射角度甲18厘米×13厘米打印紙15°乙18厘米×13厘米舊報(bào)紙30°丙18厘米×13厘米舊報(bào)紙15°【答案】(1)在發(fā)射角度為0～45°之間，紙飛機(jī)的飛行距離隨發(fā)射角的增大是先增大后減小(2)在0～30°的發(fā)射角度范圍內(nèi)增加更多發(fā)射角度的實(shí)驗(yàn)組別(3)s甲＞s丙＞s乙【解析】(1)分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，隨著發(fā)射角度的增大，紙飛機(jī)飛行的平均距離是先增大后減小；(2)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)射角度在0～15°之間時(shí)，紙飛機(jī)飛行距離逐漸增大，在15～30°時(shí)飛行距離又逐漸減小，但通過(guò)數(shù)據(jù)又不能確定15°的發(fā)射角度是不是紙飛機(jī)的最大飛行距離的角度，因此應(yīng)在0～30°的發(fā)射角度范圍內(nèi)增加更多發(fā)射角度的實(shí)驗(yàn)組別來(lái)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)；(3)分析表一中①、③兩次數(shù)據(jù)可以看出，相同紙張大小的不同材料的紙飛機(jī)，以相同角度發(fā)射時(shí)，打印紙制作的紙飛機(jī)飛行的距離大于舊報(bào)紙制作的紙飛機(jī)，據(jù)此可知，甲的飛行距離大于丙；而大小、材料相同的紙飛機(jī)，其飛行距離從15°～30°時(shí)，飛行距離逐漸變小，所以丙的飛行距離大于乙，綜上所述，甲、乙、丙三架飛機(jī)的飛行距離大小關(guān)系是s甲＞s丙＞s乙.二、電學(xué)創(chuàng)新探究題6.小明發(fā)現(xiàn)家里的拖線插板和無(wú)線路由器上使用的由半導(dǎo)體制成的發(fā)光二極管型號(hào)相同.查閱說(shuō)明書(shū)知道拖線板上的發(fā)光二極管是交流供電，路由器上的發(fā)光二極管是直流供電.他想知道發(fā)光二極管能不能區(qū)分直流、交流電源，于是他展開(kāi)了以下實(shí)驗(yàn).第6題圖(1)小明找來(lái)某型號(hào)的發(fā)光二極管，按照說(shuō)明書(shū)將其分別接入圖示電源的交流和直流電路中(發(fā)光二極管的P與正極連接，N與負(fù)極連接)，實(shí)驗(yàn)情況記錄如下表：電壓/V2468直流發(fā)光發(fā)光發(fā)光發(fā)光亮度弱較強(qiáng)強(qiáng)最強(qiáng)交流發(fā)光發(fā)光發(fā)光發(fā)光亮度弱較強(qiáng)強(qiáng)最強(qiáng)①分析實(shí)驗(yàn)可知，該種型號(hào)的發(fā)光二極管(選填“能”或“不能”)區(qū)分直流、交流電源，因?yàn)樗釉谥绷骱徒涣麟娫瓷隙寄?②為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性，小明思考后認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)應(yīng)該增加一個(gè)步驟，即更換的發(fā)光二極管，分別接入交流和直流電路中，記錄發(fā)光情況.③根據(jù)圖示電壓與二極管的發(fā)光情況，請(qǐng)你提出一個(gè)合理的猜想.(2)實(shí)驗(yàn)后，小明對(duì)發(fā)光二極管的連接方式產(chǎn)生興趣.于是他將一個(gè)發(fā)光二極管的P端與干電池的負(fù)極連接，N端與干電池的正極連接，閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)該二極管沒(méi)有發(fā)光，為了檢測(cè)電路中是否有電流，他將一個(gè)電流表(填寫(xiě)連接方式)在電路中，電流表無(wú)示數(shù)；更換連接端后，二極管又正常發(fā)光.說(shuō)明發(fā)光二極管具有(選填“單向”或“雙向”)導(dǎo)電性.(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)(2)中發(fā)光二極管的導(dǎo)電性質(zhì)，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)該性質(zhì)在生活中的應(yīng)用.【答案】(1)①不能發(fā)光②不同型號(hào)③二極管的發(fā)光情況與電壓大小有關(guān)(2)串聯(lián)單向(3)電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)指示燈(或電壓表、電流表的正確使用指示燈)等【解析】(1)①分析表格可以看出該種型號(hào)的發(fā)光二極管接在直流和交流電源上都能發(fā)光，即它不能區(qū)分直流、交流電源；②為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性，結(jié)合①中“該種型號(hào)”的提示，應(yīng)該更換不同型號(hào)的發(fā)光二極管，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)；③分析表中電壓與二極管的發(fā)光情況可以看出：電壓越大，二極管發(fā)光越強(qiáng)，由此可推測(cè)：二極管的發(fā)光情況與電壓大小可能有關(guān)；(2)為了檢測(cè)電路中有無(wú)電流情況，根據(jù)電流表的使用規(guī)定，應(yīng)將電流表串聯(lián)在電路中.將發(fā)光二極管的P端與干電池的負(fù)極連接，N端與干電池的正極連接，電流表無(wú)示數(shù)，即這樣連接不導(dǎo)電，而更換連接端后，該二極管又正常發(fā)光，則說(shuō)明發(fā)光二極管是單向?qū)щ姷模?3)根據(jù)發(fā)光二極管的單向?qū)щ娦再|(zhì)，可以作為電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)指示燈，電壓表、電流表的正確使用指示燈等.7.物理興趣小組在“探究水果電池電壓”的實(shí)驗(yàn)中：小明用銅片和鋅片作為電極插入較小的檸檬制成了一個(gè)水果電池，如圖所示.小華用銅片和鋁片插入較大的檸檬也制成了一個(gè)水果電池.他們分別連通相同的音樂(lè)芯片，小華比小明的芯片聲音要響一些.由此他們作出如下猜想：第7題圖猜想一：水果電池電壓可能與水果的大小有關(guān)；猜想二：水果電池電壓可能與電極的材料有關(guān).(1)為了驗(yàn)證猜想一，小明用同一個(gè)檸檬制成的水果電池，沿著電極插入的方向不斷慢慢地切去外側(cè)的部分檸檬，分別測(cè)出電壓，如表1所示：表1檸檬大小一個(gè)大半個(gè)半個(gè)小半個(gè)電壓U/V0.800.800.780.80分析表中數(shù)據(jù)，說(shuō)明猜想一是(選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的.(2)為了驗(yàn)證猜想二，小華用銅片作為電池的正極，分別用外形相同的鋅、鋁、鐵等金屬片作為電池的負(fù)極，將金屬片電極插入檸檬，并保持和相同，分別測(cè)出電壓，如表2所示：表2電極材料銅和鋅銅和鋁銅和鐵電壓U/V0.880.600.46分析表中數(shù)據(jù)，得到的結(jié)論是Ｗ.(3)小明先將檸檬壓在桌面上滾了幾下，再做成水果電池，測(cè)出電壓達(dá)到1.0V，據(jù)此請(qǐng)你提出一個(gè)有價(jià)值、可探究的問(wèn)題：.【答案】(1)錯(cuò)誤(2)兩電極間的距離電極插入的深度水果電池的電壓與電極的材料有關(guān)(3)擠壓水果(改變水果的果酸濃度)是否影響水果電池的電壓(答案合理即可)【解析】(1)實(shí)驗(yàn)中保持其他因素不變，不斷地切小水果，使檸檬的體積變小，但是所測(cè)電壓的變化在誤差范圍內(nèi)，因此可得水果電池的電壓與水果的大小無(wú)關(guān)，故猜想一是錯(cuò)誤的.(2)我們驗(yàn)證的是水果電池的電壓與電極材料的關(guān)系，因此，在電極變化的情況下，要確保其他條件不再發(fā)生變化，比如水果的種類、電極材料之間的距離、電極材料插入水果的深度等，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其他因素不變時(shí)，只改變電極的材料，水果電池的電壓發(fā)生了改變，則說(shuō)明水果電池的電壓與電極的材料有關(guān).8.小明學(xué)習(xí)了導(dǎo)體電阻的知識(shí)后，對(duì)食鹽水溶液的導(dǎo)電性能產(chǎn)生了濃厚的興趣，他作出了以下猜想：a.食鹽水溶液的導(dǎo)電性能與溶液的濃度有關(guān)；b.食鹽水溶液的導(dǎo)電性能與金屬片之間的距離有關(guān)；c.食鹽水溶液的導(dǎo)電性能與金屬片插入溶液的深度有關(guān)；小明利用水、食鹽、燒杯、小勺子、電源、刻度尺、小燈泡、金屬片等器材，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，進(jìn)行了探究實(shí)驗(yàn).他的實(shí)驗(yàn)記錄如下表所示：第8題圖實(shí)驗(yàn)次數(shù)加入食鹽量?jī)山饘倨珹B間距離/cm燈泡亮度1eq\f(1,4)勺2微亮2eq\f(1,2)勺2較亮3eq\f(1,4)勺1較亮4eq\f(1,2)勺1很亮(1)比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)1和2可驗(yàn)證猜想(選填“a”“b”或“c”).(2)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，食鹽水溶液的導(dǎo)電性能可以由來(lái)判斷，我們所學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，還有許多與這種方法相同.請(qǐng)你舉一例：________________________________________________________________________.(3)利用現(xiàn)有的裝置和器材，請(qǐng)你對(duì)猜想c進(jìn)行探究.①實(shí)驗(yàn)步驟：在其他條件不變的情況下，多次改變金屬片插入溶液的深度，觀察小燈泡的亮度變化.②你怎樣對(duì)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析判斷：________________________________________________________________________.(4)請(qǐng)你提出一個(gè)新的猜想：溶液的導(dǎo)電性能可能還與________________________有關(guān).【答案】(1)a(2)小燈泡的亮暗程度探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素(3)②如果小燈泡亮度發(fā)生變化，說(shuō)明溶液的導(dǎo)電性能與金屬片插入溶液的深度有關(guān)，否則無(wú)關(guān)(4)溶液的溫度(或金屬片與溶液的接觸面積等)【解析】(1)實(shí)驗(yàn)次數(shù)1和2加入食鹽的量不同，即鹽水的濃度不同，而兩金屬片AB之間的距離相同，燈泡的亮度不同，說(shuō)明食鹽水的導(dǎo)電性能與溶液的濃度有關(guān).(2)若食鹽水溶液的導(dǎo)電性能比較強(qiáng)，其電阻就比較小，燈泡較亮；反之，燈泡較暗.可見(jiàn)，食鹽水溶液的導(dǎo)電性能可以由燈泡的亮度來(lái)判斷.本實(shí)驗(yàn)中采用了轉(zhuǎn)化法，探究壓力的大小與什么因素有關(guān)、探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素等都采用了此種方法(其他答案合理均可得分).(3)要研究食鹽水的導(dǎo)電性能與金屬片插入溶液的深度有關(guān)，就要控制鹽水的濃度、兩金屬片AB之間的距離相同，改變金屬片在溶液中的深度，如果小燈泡亮度發(fā)生變化，說(shuō)明溶液的導(dǎo)電性能與金屬片插入溶液的深度有關(guān)，否則無(wú)關(guān).(4)溶液的導(dǎo)電性能還可能與溶液的溫度(或液體種類、金屬片與溶液的接觸面積等)有關(guān).三、磁學(xué)創(chuàng)新探究題9.磁場(chǎng)的強(qiáng)弱用磁感應(yīng)強(qiáng)度(用字母“B”表示)的大小來(lái)表示，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉(用字母“T”表示).某種材料的電阻隨磁場(chǎng)的增強(qiáng)而增大的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)，利用這種效應(yīng)可以測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度.若RB、R0分別表示有、無(wú)磁場(chǎng)時(shí)磁敏電阻的阻值，如圖為某磁敏電阻的電阻比值eq\f(RB,R0)跟磁感應(yīng)強(qiáng)度B關(guān)系的圖像，現(xiàn)在要測(cè)量磁敏電阻處于磁場(chǎng)中的電阻值RB.提供的實(shí)驗(yàn)器材如下：一節(jié)舊干電池，磁敏電阻RB(無(wú)磁場(chǎng)時(shí)阻值R0＝100Ω)，兩個(gè)開(kāi)關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干.另外，還有可供再選擇的以下器材：A.電流表(量程：0～0.6A，0～3A)；B.電壓表(量程：0～3V，0～15V)；C.定值電阻R1(阻值：1.5kΩ)；D.定值電阻R2(阻值：80Ω)；E.定值電阻R3(阻值：5Ω).第9題圖(1)設(shè)計(jì)一個(gè)可以準(zhǔn)確測(cè)量磁場(chǎng)中該磁敏電阻阻值的電路，磁敏電阻所處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小約為1.0～1.2T.請(qǐng)你從A、B、C、D、E五種實(shí)驗(yàn)器材中再選擇兩種器材，并根據(jù)要求完成下列問(wèn)題.①選擇的兩種器材是(填寫(xiě)器材前面字母序號(hào)).②選擇電表的量程是.③在答題卡方框中現(xiàn)有電路的基礎(chǔ)上畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖(實(shí)驗(yàn)測(cè)量過(guò)程中不拆接電路).(2)若要準(zhǔn)確測(cè)出該磁敏電阻所處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小約0.1～0.3T的阻值，在你設(shè)計(jì)測(cè)量的電路中，從A、B、C、D、E五種實(shí)驗(yàn)器材中再選擇兩種器材是(填寫(xiě)器材前面字母序號(hào)).【答案】(1)①BC②0～3V③如答圖所示(2)BD第9題答圖第9題答圖【解析】(1)①實(shí)驗(yàn)中磁敏電阻所處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小約為1.0～1.2T，由圖像可知，此時(shí)對(duì)應(yīng)的eq\f(RB,R0)在12～14之間，又無(wú)磁場(chǎng)時(shí)磁敏電阻的阻值為100Ω，則有磁場(chǎng)時(shí)磁敏電阻的阻值范圍為12×100Ω～14×100Ω，即1200Ω～1400Ω.由于該電阻的阻值太大，電路中的電流太小，無(wú)法使用電流表正確測(cè)出電流大小，故設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)不能選用電流表；若只用電壓表測(cè)量，則可以將被測(cè)磁敏電阻與一定值電阻串聯(lián)，分別測(cè)出它們兩端的電壓，結(jié)合串聯(lián)分壓的特點(diǎn)即可求出被測(cè)磁敏電阻的阻值大小.為了使電壓表示數(shù)正常，應(yīng)使定值電阻與磁敏電阻的阻值接近，故可以選擇阻值為1.5kΩ的定值電阻R1.②實(shí)驗(yàn)中所用電源為1節(jié)舊電池，電壓低于1.5V，故電壓表的量程可選擇0～3V.③該實(shí)驗(yàn)中，要求測(cè)量過(guò)程中不能拆接電路，故只能通過(guò)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)與閉合轉(zhuǎn)換電壓表的測(cè)量對(duì)象，以分別測(cè)得磁敏電阻兩端的電壓和電源電壓，方法就是用電壓表與磁敏電阻并聯(lián)測(cè)其電壓，用一開(kāi)關(guān)與定值電阻并聯(lián)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電壓表只測(cè)量磁敏電阻分得的電壓，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，定值電阻被短路，電壓表測(cè)量的是電源電壓(其他合理方案也可).(2)若要準(zhǔn)確測(cè)出該磁敏電阻所處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小約為0.1～0.3T的阻值，則首先需要從圖像中找出對(duì)應(yīng)的eq\f(RB,R0)的范圍，在1～3之間，所以磁敏電阻的阻值范圍為1×100Ω～3×100Ω，即100Ω～300Ω，此時(shí)電路中的電流仍然較小，故仍需選擇電壓表，且定值電阻仍需與磁敏電阻的阻值接近，應(yīng)選擇80Ω的定值電阻.10.(1)如圖甲所示，赤道表面地磁場(chǎng)磁感線與水平地面平行指向北方，導(dǎo)線與能測(cè)微弱電流的電流表組成閉合電路，下列哪種操作可讓電流表指針擺動(dòng)？Ｗ.(2)科學(xué)家猜測(cè)，A地海龜在春季是利用地磁場(chǎng)(圖甲)向南返回出生地.以下為相關(guān)研究.①春季A地某屏蔽磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)室，無(wú)磁場(chǎng)環(huán)境下海龜無(wú)固定游向.把海龜置于模擬地磁場(chǎng)中(用圖乙簡(jiǎn)化示意)，圖中1為磁體N極，2為磁體極.按科學(xué)家猜測(cè)，海龜應(yīng)向游動(dòng)(選填“左”或“右”).②地磁場(chǎng)在緩慢變化.科學(xué)家每年記錄海龜出生地筑巢地點(diǎn)移動(dòng)的方向，并追蹤地磁場(chǎng)的微小移動(dòng)方向，發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)象符合猜測(cè).第10題圖【答案】(1)C(2)①S左②海龜移動(dòng)的方向與地磁場(chǎng)微小變化的方向一致【解析】(1)導(dǎo)線水平南北放置，水平向東運(yùn)動(dòng)時(shí)，不切割磁感線，所以不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，A不符合題意；導(dǎo)線水平南北放置，豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，不切割磁感線，所以不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電充，B不符合題意；導(dǎo)線水平東西放置，豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，切割磁感線，所以會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，C符合題意；導(dǎo)線水平東西放置，水平向北運(yùn)動(dòng)時(shí)，不切割磁感線，所以不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，D不符合題意.故選C.(2)讀圖乙右邊可知，用右手握住螺線管，使四指指向電流的方向，則大拇指所指的右端為N極，則左端，即圖中的2為螺線管的S極；由于N極是指向地理的南極，海龜在春季是利用地磁場(chǎng)向南返回出生地，所以海龜會(huì)向左游動(dòng)；由研究結(jié)果可以看出，海龜移動(dòng)的方向與地磁場(chǎng)微小變化的方向一致，這一現(xiàn)象符合最初的猜想.11.磁感應(yīng)強(qiáng)度B用來(lái)描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，國(guó)際單位是特斯拉，符號(hào)“T”.為了探究電磁鐵外軸線上磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與哪些因素有關(guān)，小明設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，圖甲電源電壓6V，R為磁感電阻，其阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的關(guān)系圖線如圖乙所示.第11題圖第11題圖丙(1)當(dāng)圖乙S2斷開(kāi)，圖甲S1閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為mA.閉合S1和S2，圖乙中滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)，圖甲中電流表的示數(shù)逐漸減小，說(shuō)明磁感電阻R處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸.(2)閉合S1和S2，滑片P不動(dòng)，沿電磁鐵軸線向左移動(dòng)磁感電阻R，測(cè)出R離電磁鐵左端的距離x與對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I，算出R處磁感應(yīng)強(qiáng)度B的數(shù)值如下表.請(qǐng)計(jì)算x＝5cm時(shí)，B＝T.x/cm123456I/mA101215203046B/T0.680.650.600.510.20(3)綜合以上實(shí)驗(yàn)可以得出：電磁鐵外軸線上磁感應(yīng)強(qiáng)度隨電磁鐵電流的增大而；離電磁鐵越遠(yuǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度越.【答案】(1)60增大(2)0.4(3)增大小【解析】(1)由題圖看出只閉合開(kāi)關(guān)S1，斷開(kāi)S2時(shí)電阻R周圍無(wú)磁場(chǎng)，由圖線可看出，磁場(chǎng)強(qiáng)度為0時(shí)，R的阻值為100Ω，則電路中的電流為I＝eq\f(U,R)＝eq\f(6V,100Ω)＝0.06A＝60mA，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2向右移動(dòng)滑片時(shí)，圖甲中的電流表示數(shù)變小，I＝eq\f(U,R)可得電源電壓不變，電流變小，磁感電阻R的阻值變大，由圖線可知，R電阻變大說(shuō)明磁場(chǎng)強(qiáng)度B逐漸增大；(2)由表中數(shù)據(jù)可以看出x＝5cm時(shí)，電流表的示數(shù)為30mA＝0.03A，由I＝eq\f(U,R)可得，磁感電阻的阻值為R＝eq\f(U,I)＝eq\f(6V,0.03A)＝200Ω，根據(jù)圖線可以看出電阻為200Ω時(shí)，磁感強(qiáng)度B為0.4T；(3)由(1)中可看出圖乙中滑動(dòng)變阻器向右滑動(dòng)時(shí)電路中的電流變大，此時(shí)磁場(chǎng)強(qiáng)度變大；由(2)中可以看出距離電磁鐵越遠(yuǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度越小，綜合可得電磁鐵外軸線上磁感應(yīng)強(qiáng)度隨電流的增大而增大，離電磁鐵越遠(yuǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度越小.12.小剛想探究通電螺線管中插入物體的材料對(duì)其磁性強(qiáng)弱有什么影響.他用如圖所示裝置進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn).第12題圖(1)保持電流不變，將無(wú)磁性、長(zhǎng)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(lái)顯示通電螺線管的磁性強(qiáng)弱.多次實(shí)驗(yàn)后，將數(shù)據(jù)記錄在下表中：插入的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00.50.60.35幾乎為0幾乎為0幾乎為0①?gòu)谋碇袛?shù)據(jù)可得出：當(dāng)其他條件相同時(shí)，放入會(huì)影響通電螺線管的磁性強(qiáng)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(qiáng)弱；②分析表中數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)通電螺線管中插入的物體雖均為導(dǎo)體，但對(duì)其磁性強(qiáng)弱影響卻不同，據(jù)此，請(qǐng)你提出一個(gè)值得探究的問(wèn)題：________________________________________________________________________；③從數(shù)據(jù)可看出，用吸引物重大小不能顯示通電螺線管磁性強(qiáng)弱的微小變化，請(qǐng)你提出一條改進(jìn)方法：.(2)小剛在實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)：斷電后，取出螺線管中的物體，有些仍具有磁性(剩磁)，按磁性強(qiáng)弱排序?yàn)椋鸿F合金棒2最強(qiáng)、鐵合金棒1較強(qiáng)、軟鐵棒最弱，其余沒(méi)有磁性.根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，完成填空：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___________________________________________________________________.(3)根據(jù)磁化及磁極間的相互作用規(guī)律等物理知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)利用蹄形電磁鐵給磁性較弱的磁體充磁的方案：__________________________________________________________.【答案】(1)①軟鐵棒、鐵合金棒1、鐵合金棒2(或鐵磁性物質(zhì))鐵銅棒、鋁棒、碳棒(或不含鐵的物質(zhì))②通電螺線管的磁性強(qiáng)弱與插入物體的導(dǎo)電性是否有關(guān)(其余答案科學(xué)合理均可得分)③用鐵屑(或大頭針)代替重物(2)①鐵合金棒2②軟鐵易磁化且剩磁弱(3)將弱磁性磁體放入蹄形電磁鐵的N、S極之間，且異名磁極靠近或接觸(其余答案科學(xué)合理均可得分)【解析】(1)從題目中的數(shù)據(jù)記錄可知，在通電螺線管中放入軟鐵棒、鐵合金棒1、鐵合金棒2時(shí)，吸引的物重都不為0，這說(shuō)明這些物質(zhì)都會(huì)影響通電螺線管的磁性，而放入銅棒、鋁棒、碳棒時(shí)，吸引的物重為0，這說(shuō)明放入這些物體后對(duì)通電螺線管無(wú)影響；可根據(jù)自己的理解來(lái)提出猜想，如可提出通電螺線管的磁性強(qiáng)弱與插入物體的導(dǎo)電性是否有關(guān)等；為準(zhǔn)確顯示磁性的變化情況，可用輕小的鐵磁性物體來(lái)代替重物，如大頭針、小鐵釘?shù)?(2)永磁體要求磁化后能夠保留磁性，所以用剩磁最強(qiáng)的鐵合金棒2制作永磁體合適；電磁鐵要求通電后有磁性，斷電后磁性消失，所以電磁鐵中應(yīng)該用剩磁弱的軟鐵棒合適.(3)可根據(jù)磁化的知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)方案.四、聲學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)創(chuàng)新探究題13.小明家裝修新房時(shí)希望臥室有較好的隔音效果，為了比較幾種常見(jiàn)裝修材料(聚酯棉、軟木、泡沫)的隔音效果，除了待檢測(cè)的材料外，可利用的器材還有：音叉、機(jī)械鬧鐘、鞋盒.(1)在本實(shí)驗(yàn)中適合做聲源的是；你認(rèn)為另一種器材不適合做聲源的原因是：_________________________________.(2)小明將聲源放入鞋盒內(nèi)，并用不同的待測(cè)材料包裹鞋盒，他設(shè)想了兩種實(shí)驗(yàn)方案：方案A：讓人站在距鞋盒一定距離處，比較所聽(tīng)見(jiàn)聲音的響度.方案B：讓人一邊聽(tīng)聲音，一邊向后退，直至聽(tīng)不見(jiàn)聲音為止，比較此處距鞋盒的距離.為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，實(shí)驗(yàn)時(shí)包裹聲源的各種不同待測(cè)材料的應(yīng)該相同；A、B方案中你認(rèn)為較好的方案是，你這樣選擇的理由是________________________________________________________________________.(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的現(xiàn)象如下表格所示：材料聚酯棉軟木泡沫距離/m1.03.22.0通過(guò)分析數(shù)據(jù)可知，待測(cè)材料隔音性能由好到差的順序?yàn)?，如果單純考慮隔音的效果，我們應(yīng)該選擇的隔音材料是.(4)根據(jù)生活的經(jīng)驗(yàn)，我們猜想材料的隔音效果還與材料的等有關(guān).【答案】(1)機(jī)械鬧鐘音叉振動(dòng)時(shí)響度會(huì)越來(lái)越小而且不持久(2)厚度BA方案中人耳很難判斷不同時(shí)刻發(fā)出聲音的大小，而響度接近的聲音的大小也難以判斷；而B(niǎo)方案中，同樣的一個(gè)人，聽(tīng)力在很短的時(shí)間間隔中是差不多的，只需判斷聽(tīng)不見(jiàn)時(shí)的距離就可以了(3)聚酯棉、泡沫、軟木聚酯棉(4)厚度(硬度)【解析】(1)實(shí)驗(yàn)中的聲源要保證響度穩(wěn)定，機(jī)械鬧鐘可以達(dá)到這點(diǎn)，而音叉發(fā)聲會(huì)越來(lái)越小，而且時(shí)間不長(zhǎng)就停止發(fā)聲了，不適合做該實(shí)驗(yàn)的聲源；(2)根據(jù)控制變量法的要求，探究隔音效果與材料的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該保持不同材料的厚度不變，兩個(gè)方案中，聲音能不能聽(tīng)見(jiàn)比判斷聲音的大小要更方便、準(zhǔn)確，所以選擇B方案；(3)我們聽(tīng)到聲音的大小隨著與發(fā)聲體距離的增大而減小，材料的隔音效果越好，能夠聽(tīng)到聲音的距離越近，據(jù)此可得用聚酯棉包裹的發(fā)聲體從聚酯棉中傳出的聲音響度最小，所以它的隔音效果最好，如果只考慮隔音效果，應(yīng)選擇它做隔音材料；(4)根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，材料的隔音效果還與其厚度(硬度)等有關(guān).14.在陽(yáng)光明媚的天氣，小明在茂密樹(shù)下的地面上常常會(huì)看到一些光斑，下表是他探究光斑形狀后得到的實(shí)驗(yàn)記錄.(1)由于太陽(yáng)距離我們很遠(yuǎn)，因此到達(dá)地面的太陽(yáng)光幾乎是平行的，所以當(dāng)小孔到地面的距離足夠小時(shí)，地面上的光斑與小孔的形狀是(選填“一致”或“不一致”)的，這_________(選填“是”或“不是”)太陽(yáng)的像.要使太陽(yáng)通過(guò)小孔成像，必須注意小孔的大小和小孔到地面的距離，當(dāng)小孔到地面的距離一定時(shí)，小孔越(選填“大”或“小”)，地面上就越容易得到太陽(yáng)的像.(2)如果小明想繼續(xù)探究“光斑的形狀是否與小孔到地面的距離有關(guān)”，小明接下來(lái)的操作是.(3)該同學(xué)知道樹(shù)蔭下的圓形光斑就是太陽(yáng)通過(guò)樹(shù)葉間的小孔在地面上成的像，他測(cè)出了某一個(gè)光斑的直徑為1.4cm，光斑到