陜西省2024年物理中考熱點備考重難專題：創(chuàng)新探究實驗（課后練習）

創(chuàng)新探究實驗典例精講例物理學習小組的同學利用圖－1體驗“模擬引力”，提出了如下問題：繩子的拉力大小與什么因素有關呢？并提出了以下三個猜想：【猜想與假設】猜想A：與小球的質量大小有關；猜想B：與小球運動的快慢有關；猜想C：與繩子的長度有關.實驗次數小球質量/g運動快慢繩子的長度/cm繩子的拉力115慢10很小220慢10小320快10大420快15很大【設計與進行實驗】為了驗證猜想，物理小組進行實驗探究：在一根細繩的一端拴住一個小球，用手抓住繩子的另一端，掄動細繩，讓小球在光滑水平面上沿圓圈做勻速運動，如圖－2所示.實驗中，用手感受繩子的拉力大小.多次實驗后，得到的實驗數據記錄如上表：【分析與論證】(1)實驗中，在繩子拉力的作用下，小球的運動方向不斷改變.這一現象可說明繩子拉力的作用效果是改變物體的________；若繩子斷了，小球將________(選填“繼續(xù)運動”或“保持靜止”)，這是因為小球________.(2)分析對比________兩次實驗的數據，可以初步驗證猜想A；分析對比2、3兩次實驗的數據，可以初步驗證猜想________(選填“A”“B”或“C”).(3)分析對比3、4兩次實驗的數據，可以初步得出的結論是：在小球的質量和運動的快慢一定時，繩子受到的拉力大小與________有關.(4)若將上述器材中的細繩換成有彈性的橡皮繩，橡皮繩相比細繩的優(yōu)點或缺點是什么？_________________________________________________________________.(合理即可)實戰(zhàn)演練1.(2022陜西黑白卷)學校最近開展了一項“節(jié)能環(huán)保再利用”活動，某物理興趣小組查閱資料得知：在污水或污泥中插入不同金屬制成的極板，就可以制成一個“微生物電池”.于是，同學們猜想該微生物電池兩端的電壓大小與什么因素有關呢？【猜想與假設】猜想一：微生物電池兩端的電壓與極板的材料有關；猜想二：微生物電池兩端的電壓與極板插入污泥的深度有關.【設計與進行實驗】他們選用不同金屬作為極板插入污泥中進行微生物電池實驗，如圖所示，始終保持兩塊極板之間的距離不變，用電壓表直接測量兩塊極板之間的電壓，然后僅改變兩極板插入污泥的深度，記錄兩塊極板之間的電壓；再改變極板材料，重復上述操作，記錄數據如表所示.序號極板材料極板插入污泥的深度/cm電壓表示數/V1銅片—鋅片20.62銅片—鋅片60.83鐵片—銅片20.44鐵片—銅片60.5【分析與論證】(1)由圖可知，該微生物電池的正極是________(選填“銅片”或“鋅片”).(2)分析比較實驗序號1、2或3、4，可得出的初步結論是：當兩塊極板之間的距離不變時，__________________________________.分析比較實驗序號________，可得出的初步結論是：微生物電池兩端的電壓與兩塊極板的材料有關.(3)為使上述實驗結論具有普遍性，還應進行的操作是________________________________________________________________________.(4)根據題意，你還可以提出的一個猜想是：________________________________________________________________________(合理即可).(5)整個實驗過程中，是將污泥的________能轉化為電能；結合實驗結論，利用實驗______(填實驗序號)的方式處理污水效果更好.2.(2022陜西真題)如圖1所示，人眼的功能類似于照相機.學習了凸透鏡成像規(guī)律后，小明對人眼和照相機如何成清晰的像，進行了進一步研究.【猜想與假設】(1)人眼結構中，視網膜到晶狀體的距離不變，相當于“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗中，________到凸透鏡的距離不變，能否看清遠近不同的物體，可能與晶狀體的焦距有關；使用變焦照相機拍照，能否得到清晰的像，可能同時與焦距和像距有關.于是他用圖2裝置進行探究.圖1圖2【設計與進行實驗】(2)實驗前，調節(jié)“F”光源和光屏的中心在凸透鏡的主光軸上，是為了使像呈現在________.(3)實驗主要步驟：①保持光屏到凸透鏡的距離不變，換上不同焦距的凸透鏡，調節(jié)“F”光源到凸透鏡的距離，直到光屏上成清晰的像，分別記錄焦距、物距和像的高度.②保持________到凸透鏡的距離不變，換上不同焦距的凸透鏡，調節(jié)光屏到凸透鏡的距離，直到光屏上成清晰的像，分別記錄焦距、物距和像的高度.【分析與論證】(4)實驗數據如下表所示：物體的高度H＝5.0cm實驗序號物距u/cm像距v/cm焦距f/cm像的高度h/cm117.115.08.04.4230.015.010.02.5360.015.012.01.3425.011.88.02.4525.016.710.03.3625.023.112.04.6①分析________三組數據可知：當像距不變時，物距變大，要成清晰的像，凸透鏡焦距要變大.②分析4、5、6三組數據可知：當物距不變時，凸透鏡焦距越________，像距越大，像也越大.根據以上探究可知：人眼是通過調節(jié)晶狀體焦距來看清遠近不同物體的；用變焦照相機在同一位置拍攝同一物體時，是通過同時調節(jié)焦距和像距，使物體成大小不同的清晰的像.【交流與合作】(5)實驗結束后，小明和同學們進行了如下交流：①人長時間看近處物體，眼睛容易疲勞.學習較長時間后，建議同學們適當遠眺，使睫狀體放松，晶狀體變________(選填“厚”或“薄”)，焦距變大，舒緩眼疲勞，保護眼睛.②用變焦相機拍完西安鐘樓的全景后，要在原地把鐘樓上的鐘拍得更大一些，應該把照相機的鏡頭________(選填“向前伸”或“往后縮”)同時增大焦距.3.(2022陜西預測卷)小明同學做“比較兩種材料保溫性能的好壞”的實驗，他?、倥菽芰稀ⅱ谛l(wèi)生紙兩種材料作保溫材料，其他實驗器材有：兩根相同的溫度計，兩個相同的大玻璃燒杯，鐘表和熱開水，以及細線、硬紙片、剪刀.他用硬紙片做了兩個相同的硬紙盒，把兩個盛有熱水的燒杯放入兩個硬紙盒中，將泡沫塑料和衛(wèi)生紙分別塞滿兩個硬紙盒，裝置如圖所示.自然冷卻，實驗過程中室溫基本不變，測得的實驗數據如下表所示.材料t/min0510152025354555658095110125140155170195泡沫塑料T1/℃807264595449454137332926242221202020衛(wèi)生紙T2/℃806556484237322826242222212120202020【設計與進行實驗】(1)在實驗操作過程中，除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和衛(wèi)生紙外，還應保持水的________和________相同.【分析與論證】(2)兩種材料保溫性能的好壞可以通過降低相同溫度時，比較____________來判斷.分析表中數據可知：第1組實驗中的熱水從80℃降到24℃約用時110min，第2組用時________min，根據實驗數據可知，在這兩種材料中，保溫效果比較好的是____________.(3)分析表中數據，你還有什么新發(fā)現：________________________________.(寫出一條即可)(4)小明夏天到集市上買菜，看到賣魚攤位上，都有一些泡沫塑料盒子，里面放著冰塊和魚，請你解釋一下使用泡沫塑料盒子的原因：________________________________________________________________.參考答案典例精講例(1)運動狀態(tài)繼續(xù)運動具有慣性(2)1、2B(3)繩子的長度(4)優(yōu)點是繩子拉力大小可通過繩子形變體現出來(或缺點是不易控制小球做勻速圓周運動等)【解析】(1)實驗中，在繩子拉力的作用下，小球的運動方向不斷改變.這一現象可說明繩子拉力的作用效果是改變物體的運動狀態(tài)；若繩子斷了，因為小球具有慣性，將會沿繩斷時刻的運動方向繼續(xù)運動；(2)要驗證猜想A，繩子的拉力與小球質量的關系，應控制其他條件不變，只改變小球的質量，比較繩子拉力的大小，因此應比較1、2兩組數據；分析對比2、3兩次實驗的數據，小球的質量和繩子的長度均相同，小球運動的快慢不同，繩子的拉力大小也不同，因此可得出繩子的拉力與小球運動的快慢有關，即可驗證猜想B；(3)分析對比3、4兩次實驗的數據，小球的質量與運動快慢均相同，繩子的長度不同，繩子的拉力也不同，因此可初步得出結論：在小球的質量和運動的快慢一定時，繩子受到的拉力大小與繩子的長度有關；(4)將細繩換成有彈性的橡皮繩，優(yōu)點是繩子拉力大小可通過繩子形變體現出來，缺點是不易控制小球做勻速圓周運動等.實戰(zhàn)演練1.(1)銅片(2)兩塊極板材料一定，極板插入污泥的深度越深，微生物電池兩端的電壓越大1、3(或2、4)(3)更換不同材料的電極進行多次實驗(或改變電極插入污泥的深度多次實驗)(4)微生物電池兩端的電壓與兩極板之間的距離有關(或微生物電池兩端的電壓與污泥所含物質種類有關)(5)化學2【解析】(1)由圖可知，銅片與電壓表正接線柱相連，所以該微生物電池的正極為銅片；(2)分析比較實驗序號1、2或3、4，可得出的初步結論是：當兩塊極板之間的距離不變時，兩塊極板材料一定，極板插入污泥的深度越深，電壓表示數越大，即微生物電池兩端的電壓越大；分析比較實驗序號1、3或2、4，當兩塊極板之間的距離不變時，極板插入污泥的深度相同，兩塊極板材料改變，電壓表示數不同，從而可得出的初步結論是：微生物電池兩端的電壓與兩塊極板的材料有關；(3)實驗中電極材料僅有2種情況，且插入污泥的深度也只有2種情況，所以為使實驗結論具有普遍性，可以更換極板材料或者改變極板插入污泥的深度進行多次實驗；(4)根據題意，完成猜想一、二時，始終保持兩極板間的距離不變，所以微生物電池的電壓可能與兩極板間的距離有關；污泥所含物質種類不同，會影響污泥的導電性，所以微生物電池的電壓也可能與污泥所含物質種類有關；(5)根據題意，微生物電池是將污泥的化學能轉化為電能；電壓表示數越大，說明處理污水效果越好，從表格數據可知，實驗2電壓表示數較大，說明用實驗2的方式處理污水效果更好.2.(1)光屏(2)光屏中央(3)②“F”光源(4)①1、2、3②大(或長)(5)①薄②向前伸【解析】(1)人眼結構中，視網膜相當于光屏，晶狀體相當于凸透鏡，所以視網膜到晶狀體的距離不變，就相當于“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗中光屏到凸透鏡的距離不變，即像距不變；(2)實驗前，調節(jié)“F”光源和光屏中心在凸透鏡主光軸上，就是為了使光源、凸透鏡、光屏三者中心在同樣的高度上，這是為了使像呈現在光屏中央；(3)①保持光屏到凸透鏡的距離不變，即保持像距不變，改變焦距，探究的是像距不變、焦距改變時凸透鏡的成像規(guī)律；②要探究物距不變、焦距改變時凸透鏡的成像規(guī)律，因此應該保持“F”光源到凸透鏡的距離不變；(4)①探究像距不變時物距和焦距的關系，要保持像距不變，改變焦距、調節(jié)物距，所以要分析1、2、3三組數據，得到的結論是：當像距不變時，物距變大，要成清晰的像，凸透鏡的焦距要更大些，同時成像更??；②探究物距不變時，像距和焦距的關系，分析4、5、6三組數據可得：物距不變時，凸透鏡焦距越大，像距越大，對應的像也越大；(5)①睫狀體放松時，晶狀體變薄，焦距變大，可以舒緩眼疲勞，有利于預防近視；②拍攝全景后要把鐘樓上的鐘拍大些，即在不改變物距的條件下使像變大，而物距不變時凸透鏡焦距越大、像距越大、對應的像也越大，所以要增大凸透鏡的焦距同時增大像距，即把鏡頭向前伸.3.(1)質量初溫(2)降溫時間65泡沫塑料(3)高溫物體降溫速度先快后慢(或水與環(huán)境的溫度差越大，溫度降低的速度越快，或實驗時的室溫約為20℃)(4)因為泡沫塑料盒的保溫性能好，夏天用泡沫塑料盒裝魚使魚保持低溫，從而不易變質【解析】(1)在實驗時，還需要控制水的質量和初溫相同；(2)實驗中可以使水降低