1、1,专题七,返回目录,专题七 拓展性实验探究题,廊坊三中刘老师物理工作室提供,2,专题阐述,返回目录,试题材料来源于课外或生产生活实际，着重考查学生的科学探究能力，具体体现为对探究七要素（提出问题、猜想与假设、制订计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作） 的掌握程度.这类试题大多侧重于一个或若干个要素的考查，特别是对猜想与假设、设计实验方案、分析归纳能力的考查，因此复习时要求学生亲身经历不同的探究过程，完成七个要素能力目标的培养.在解题过程中，能够使我们通过思维的发 散，发现解决问题的不同路径，创造新的解决办法.,3,针对训练,返回目录,1.（13永州）快速骑自行车，
2、我们会感到空气阻 力，而且骑车速度越快，感觉空气阻力越大.由此小华同学猜想：物体所受空气阻力大小与物体运动的速度大小有关.在一个无风的周末，小华和爸爸开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上.小华打开汽车天窗，将如图所示装置固定在汽车车顶.爸爸依次以5 m/s、 10 m/s、15 m/s、20 m/s的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离，小华依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中.根据二力平衡,弹簧测力计的示数大小近似等于小车及挡板受到的空气阻力.,4,针对训练,返回目录,（1）实验装置中用小车而不是木块，并将其放在表 面平滑的木板上，目的是为了减小 对实验结果的影响.,（
3、2）分析上表中实验数据可知，物体运动速度越大，所受空气阻力越 .,摩擦力,大,5,针对训练,返回目录,【解析】（1）该实验运用的是二力平衡的原理，即弹簧测力计的示数等于物体受到的空气阻力，如果被研究的对象表面粗糙“则还要受摩擦力作用，此力对实验结果影响较大； （2）从表格中的数据可以看出，运动速度越大，测力计的示数越大，故可以得出物体的运动速度越大，受到的阻力就越大的结论.,6,针对训练,返回目录,2.（13常德）在物理兴趣小组的学习中，小明知道 了从高空下落的物体，速度越来越大，所受空气阻力也会随速度增大而增大，因此物体下落一段距离后将以某一速度做匀速直线运动，通常把这个速度称为收尾速度.他
4、猜想物体达到收尾速度时受到的空气阻力可能与收尾速度的大小、及物体的体积等因素有关系.他用几个半径不同的小球在相同环境下进行实验探究.得到了如下的数据.,7,针对训练,返回目录,请你根据上表中的数据分析，完成下列问题：（1）根据表中的数据，求出1 号小球以收尾速度运动时，所受空气阻力f1= N；（2）由1、2 或3、4 号小球的数据分析，可得出 在收尾速度 v 相同时,空气阻力 f 与小球半径 r 的关系: ;（3）由2、3 或4、5号小球的数据分析，可得出 在小球半径 r 相同时，空气阻力 f 与收尾速度 v 的关系： .,f 与 r 成正比,f 与 v2 成正比,0.1,8,针对训练,返回目
5、录,【解析】由题意可知，该小球以收尾速度运动时，做的是匀速直线运动，小球处于平衡状态，根据二力平衡条件，所受空气阻力与重力相等，空气阻力f =G =mg =0.01 kg10 N/kg=0.1 N.（2）由1、2号两个小球的数据分析，在收尾速度 v 相同时，两个小球的半径之比 r1：r2=1：2，空气阻力之比 f1:f2=m1g：m2g=1:2；故得出结论：f与 r 成正比.（3）由2、3号两个小球的数据分析，在小球半径 r 相同时，两小球收尾速度之比v2：v3=1：2，空气阻力之比f2：f3=m2g：m3g=1：4；故得出结论 f 与 v2 成正比.,9,针对训练,返回目录,3.（13株洲）
6、“频闪摄影” 是研究物体运动时常用的一种实验方法.摄影在暗室中进行.快门是常开 的，但是由于没有光照亮物体，底片并不感光，光 源是一只闪光灯，它每隔一定时间闪亮一 次，物体就被照亮，底片就记录下这时物 体的位置.光源不断闪亮，底片就记录下物 体每相隔同样时间的不同位置.,两个质量相同的甲、乙小球，均从 位置 a 竖直下落到位置 b ，其各自的频闪照片如图 所示，试根据照片分析：,10,针对训练,返回目录,（1）甲球做 直线运动，乙球做 直线 运动（均选填“匀速”或“变速”）； （2） 球受到的重力和阻力是一对平衡力；甲球受到的阻力 乙球受到的阻力（选填“大于”、“小于”或“等于”）； （3）若
7、光源每隔 0.02 s 闪亮一次，则从位置 a 竖直下落到位置 b 甲球所用时间为 s，甲球所用时间 乙球所用时间（选填“大于”、 “小于”或 “等于”).,匀速,变速,甲,小于,0.1,大于,11,针对训练,返回目录,【解析】（1）速度不变，运动的路线是直的，这样的运动叫做匀速直线运动，速度随着时间而发生变化的运动叫做变速直线运动.从图中可知甲做匀速直线运动，乙做变速直线运动.（2）因为做匀速直线运 动的物体受平衡力作用，故甲受到的重力等于它受到的阻力，乙球速度越来越快,说明它受到的重力大于它受到的阻力，从而改变了它的运动状态.（3）闪光灯每亮一次所用时间为0.02 s，甲下降过程中闪了2
8、次，则所用时间为0.1 s，乙下降过程中闪了4 次，所用时间为,0.08 s，所以甲球所用时间大于乙球所用时间.,12,针对训练,返回目录,4.（13郴州）小明发现妈妈在腌制萝卜时，新鲜的 萝卜块漂浮在盐水中，浸泡几天后$原来漂浮的萝卜块沉在了容器底. 他与几位同学对这一现象进行探究, 提出如下猜想: 猜想1:可能是由于水的蒸发,盐水密度增大,导致萝卜块下沉; 猜想2:可能是浸泡几天后,萝卜块质量变大,导致萝卜块下沉; 猜想3:可能是浸泡几天后,萝卜块体积变小,导致萝卜块下沉.,13,针对训练,返回目录,经过一番讨论后，他们马上否定了猜想1,原因是. 接着他们就猜想2和猜想3 进行了如下探究.
9、 a.取三块新鲜的萝卜块，编上编号A、B、C，分别测出它们的质量和体积； b.配制一大杯盐水； c.将三块萝卜块放在盐水中，起初处于漂浮状态.几天后，发现萝卜块沉底，将其捞出擦干，分别测出其质量和体积，并记录实验数据如下表.,沉，猜想1与现象不符,如果盐水的密度增大，萝卜块将会上浮而不会下,14,针对训练,返回目录,由上表实验数据分析可知： （1）猜想2 是 选填“ 正确”或“错误”的.,错误,15,针对训练,返回目录,（2）有同学认为猜想3是正确的，他认为萝卜块体积变小，浮力变小，所以下沉.但也有同学认为这种分析是错误的，理由是 . （3）综合分析上表数据，导致萝卜块下沉的原因是.,没有控制
10、萝卜块的质量）,萝卜块的质量也会减少（或,浮力，萝卜块下沉.,萝卜块的密度增大，大于盐水的密度，导致重力大于,16,针对训练,返回目录,【解析】根据阿基米德原理可知，仅当液体的密度增大时，物体受到的浮力将增大，即萝卜会上浮，这与现象不符.（1） 从表格中获取的数据看，虽然萝卜 块的质量和体积都变小了，但计算出各次的密度发 现，它的密度却增大了，正是这个原因使得它下沉. （2）浮力的大小虽然跟物体排开液体的体积有关，但下沉的原因决定于浮力和重力的大小，显然还应该考虑到萝卜块的质量也减小了.（3）由于盐水的浓度高于萝卜内部的浓度，盐水将萝卜中的水分吸走了，所以萝卜变轻、体积减小，但从数据中可知，放
11、入盐水中后，它的密度增大了，使得它下沉.,17,针对训练,返回目录,5.（13益阳）小明同学按如图所示的电路，研究 “电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关 系”.图中两只烧瓶内盛有质量和温度相同的煤油，温度计显示煤油的温度，煤油中都浸着一段横截面积相同、长度不同的镍铬合金丝，甲瓶中的镍铬合金丝比乙瓶中的长.,18,针对训练,返回目录,（1）请用笔画线代替导线将电路连接完整.（2）甲瓶中镍铬合金丝的电阻 （选填“大于”、“ 等于” 或“ 小于”） 乙瓶中镍铬合金丝的电阻.实验中，可观察到 （选填“甲”或“乙”）瓶中温度计的示数升高得更快.,大于,甲,19,针对训练,返回目录,（3）有些物理
12、现象不易直接 观测，但它变化时引起的其 他量的变化较容易直接观测. 用容易观测的量来显示不易 观测的量是物理学的一种研 究方法，叫转换法.如本实 验中通过观察温度计示数的 变化来判断煤油吸热的多少 .下列实验中应用了转换法的 是 .,C,20,针对训练,返回目录,【解析】（1）在该实验中滑动变阻器应该与甲、乙电阻丝串联，且变阻器应采用一上一下的接法.（2）导体的电阻与材料、长度和横截面积有关，在材料 和横截面积相同时，导体的电阻与长度成正比，因此，甲电阻丝的电阻大于乙电阻丝的电阻；由焦耳定律Q=I2Rt可知，在电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量就越多，温度计的示数变化就越 大.（
13、3）在探究响度与振幅之间的关系时，把音叉的振动转换成了小球的摆动，这样将看不见的现象转换 成了看得见的现象，故属于转换法.,21,针对训练,返回目录,6.（12岳阳）随着生活水平的日益提高，不少场所 的装修会考虑材料的声学吸音效果. 小明同学想比较几种常见装修材料 的吸音性能，他找来厚度相同的四 种小块材料（聚酯棉、软木、泡沫 和海绵），进行了图示实验：桌面 上放一个玻璃杯，在玻璃杯下分别 放上待测试的小块材料，将悬挂在 细线下的小球拉到同一高度释放去敲击玻璃杯，仔细比较玻璃杯发出的声音大小.,22,针对训练,返回目录,（1）为控制实验过程中敲击玻璃杯的力大小相同，小明的做法是 ;,（2）小明
14、实验数据记录如下表：,你认为表中空格处应填入 ;,（3）小明实验中的四种材料，仅从吸音性能的角度 考虑，最适合应用于隔音墙装修的是 ;,将悬挂的小球拉到同一高度释放,材料的吸音性能,聚酯棉,23,针对训练,返回目录,（4）你认为影响吸音性能的因素除了材料的种类， 可能还有材料的 （写出一个即可）.,密度,【解析】为控制实验过程中敲击玻璃杯的力大小相 同，小明的做法是将小球拉到同一高度释放，本题研究的是材料的吸音性能与装修材料的关系；所以最适宜作隔音墙装修材料的是聚酯棉；影响吸音性能的因素除了材料的种类外，还可能与密度有关.,24,针对训练,返回目录,7.（12岳阳）小明观察到电风扇、落地灯等都
15、有个 大而重的底座，使它们不易翻倒.进而他提出两个猜想：物体的稳定程度（ 稳度）可能与物体重心的高低有关；物体的稳度可能与接触面大小有关.为验证猜想，他将三块相同的橡皮泥分别固定在三个相同的圆柱体的底部、中部和顶部，对应重心位置如图甲所示，然后小心地推翻圆柱体，观察圆柱体刚好翻倒时转过的角度（如图乙），并记录在下表中.,在验证猜想之前，他想到照相机的三脚架与地面接触面积不变，支得越开却越稳.于是，他调整思路，找来一块木板和四根相同的木棒，,25,针对训练,返回目录,组成图丙所示装置，将四根木棒由内向外移动时，装置的稳度不断增大.,（1）圆柱体刚好翻倒时转过的角度越小，反映圆柱体的稳度越 （选填
16、“大”或“小”）. （2）分析表中信息可知：物体的重心越 ，其稳度越大.,小,低,26,针对训练,返回目录,（3）丙图所示实验表明稳度应与 有关.,（4）依据以上结论：卡车装货时，应把重的货物装 在 层(选填“上” 或“下”），可使货物不 易翻倒，乘车时，两脚 （选填“ 分开” 或 “ 聚拢”）站得更稳.,支撑面积,下,分开,27,针对训练,返回目录,8.（11永州）小静和小燕同学在电视上看到水平飞 行的飞机需提前准确并掌握提前时间，才能将扔下的炸弹投中正前方的地面目标.由此提出了：“炸弹离开飞机后水平飞行的距离与什么因素有关”的问题.两人根据自己的生活学习经验，讨论后作出了下列三个猜想： 猜
17、想一：物体水平飞行的距离与物体水平飞行的速度有关； 猜想二：物体水平飞行的距离与物体的质量有关； 猜想三：物体水平飞行的距离与物体离地的高度 有关.,28,针对训练,返回目录,两同学用如图所示实验装置 采用控制变量法设计了以下 实验来验证以上三个猜想: 让钢球从斜面上沿虚线所示 轨迹由静止滚下后,从桌边 水平飞出,落在水平桌面下 方的水平木板上.木板上放一张白纸，白纸上放一张复写纸，这样来记录钢球在白纸上的落点.落点到小 球飞出桌面点的重垂线的距离就是钢球在空中飞行的水平距离 s.,29,针对训练,返回目录,（1）让一钢球先从 A 点由静止滑下，落在水平木板上；改变水平木板高度后，让同一钢球仍
18、从 A 点由静止滑下，落在水平木板上，比较两次 s 大小，验证猜想 ；,（2）让 的钢球先后从光滑斜面上的A、B两点由静止滑下，钢球到达桌边时以 的速度水平飞出，落在高度不变的水平木板上，比较两次 s 大小，验证猜想一；,三,质量相同,不同,30,针对训练,返回目录,（3）让质量不同的钢球先后从 A 点由静止滑下，两 次钢球到达桌边时以相同的速度水平飞出，落在高度不变的水平木板上，两次实验测得钢球在空中飞行的水平距离 s 大小相等.由此可得结论：物体水平飞行的距离与物体的 .,质量大小无关,【解析】探究“物体水平飞行的距离与什么因素有关”实验时，要采用控制变量法进行探究.（1）同一钢球两次都从
19、 A 点静止滑下，不变量是：钢球的质量和钢球到达桌面时的速度；改变水平木板的高度，变量是：物体离地的高度.所以这是验证猜想三;,31,针对训练,返回目录,（2）要验证猜想一时，必须保持不变的量有钢球的质量和物体离地的高度；改变的量是钢球到达桌面时的速度.因此要选用质量相同的钢球做实验，钢球先后从 A、B 两点静止滑下时到达桌面的速度大小是不同的；（3）钢球水平飞行的距离大小恰好相等，说明物体水平飞行的距离与物体的质量无关.,32,针对训练,返回目录,9.（11张家界）一个透明玻璃瓶，一些有颜色的 水，和一个有细玻璃管通过带孔的橡皮 塞.利用这些器材我们可以探究一些物 理知识.方法及现象：如图所
20、示，在瓶 中灌满水，把带有细玻璃管的橡皮塞 插入玻璃瓶中.用手轻轻捏玻璃瓶，细 玻璃管中水面上升.,（1）结论： 可以改变物体的形状. 你利用这些器材，还可以探究哪些物理知识，请你 写出一种来.,力,33,针对训练,返回目录,（2）方法及现象： .,方法：在瓶内装满液体并从低处往,高处走；现象：细管内水面降低,大气压强随高度的升高而降低,（3）结论： .,34,针对训练,返回目录,10.(13沈阳)物理老师用矿泉水瓶为同学们演示了以下实验，请回答下列问题： （1）在矿泉水瓶内装半瓶沙子，拧紧瓶盖，用厚毛 巾包住，手握毛巾用力快速晃动瓶子约五分钟后，沙子变热，这是通过 的方式使沙子内能增加（选填
21、“热传递”或“做功”）.,（2）用矿泉水瓶从饮水机接水的过程中，听到瓶,中传出的声音的音调越来越 .,做功,高,35,针对训练,返回目录,（3）如图所示，将细线系在矿泉水瓶下部，沿水平 方向拉动细线使其沿同一水平桌面匀速移动，发现拉满瓶水比拉半瓶水需要的力大，此现象表明：在接触面的 相同时， 越大，滑动摩擦力越大.,粗糙程度,压力、质量,36,针对训练,返回目录,【解析】（1）改变内能的两种方式：做功和热传 递. （2）发声体的特征具备“紧细短”时震动频率变大，音调变高.瓶内空气柱震动发声，空气柱越来越短，故音调越来越高.（3）摩擦力的大小与接触 面的粗糙程度和接触面间的压力有关.,37,针对
22、训练,返回目录,11.（13大连）在“探究热水冷却时温度与时间的关系”实验中，实验装置如图所示.记录的实验数据 如下表.,（1）表格中有一个温度值是错误的，错误的温度值是 .,51,38,针对训练,返回目录,（2）根据表中的正确数据，在方格纸上画出温度与时间的关系图像.,（3）根据图像，得出的探究结论是： .,如答图所示,水的温度越高，,在相等时间内温度降低越快,39,针对训练,返回目录,（4）如果要缩短实验时间，在不改变热水初温和,环境温度的条件下，解决的办法是 .,减少水的质量,【解析】（1）随着时间延长，水的温度越来越低，15 min时水的温度应比10 min时的温度低，因此实验数据中51 是错误的.（2）根据表中实验数据在坐标系中描出对应的点，然后作出图像，如图答所示.（3）由图像可知，水的温度越高，在相等时间内水的温度降低越快.（4）减少实验中所用水的质量，可以缩短实验时间.,
