2018屆中考物理基礎(chǔ)知識手冊專題二學(xué)生探究實(shí)驗(yàn).doc

1 專題二專題二 學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn) 探究實(shí)驗(yàn)一：固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律 1提出問題 固體熔化時(shí)總要吸收熱量，不同物質(zhì)在由固態(tài)變成液態(tài)的熔化過程中，溫度的變化規(guī)律相 同嗎？ 2猜想與假設(shè) 熔化過程中一定要加熱，所以物質(zhì)熔化一定要吸收熱量，這時(shí)溫度可能是不斷上升的。 3設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 固體分為晶體和非晶體，實(shí)驗(yàn)可分兩次進(jìn)行，分別探究海波（晶體）和石蠟（非晶體）的 熔化過程中溫度的變化規(guī)律。參照圖選擇需要的實(shí)驗(yàn)器材。 （l）將溫度計(jì)插入試管后，待溫度升到 40左右時(shí)開始計(jì)時(shí)，每隔 1 min 記錄一次溫度， 在海波或石蠟完全熔化后再記錄 45 次。 時(shí)間/min 012345 海波的溫 度/ 石蠟的溫 度/ （2）圖中方格紙上的縱軸表示溫度，溫度的數(shù)值已經(jīng)標(biāo)出，橫軸表示時(shí)間，請你自己寫上， 根據(jù)表中各個時(shí)刻的溫度在方格紙上描點(diǎn)，然后將這些點(diǎn)用平滑曲線連接，便得到熔化時(shí) 溫度隨時(shí)間變化的圖象。 記錄的圖象大致如圖所示。 2 4分析與論證 海波：熔化前溫度上升，熔化中溫度保持不變，熔化后溫度上升。 石蠟：熔化前、熔化中及熔化后溫度一直上升。 不同物質(zhì)熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律可能會不同。 晶體（如海波）有固定的熔化溫度，在熔化過程中盡管不斷吸熱，溫度卻保持不變；非晶 體（如石蠟）沒有固定的熔化溫度，在熔化過程中，只要不斷吸熱，溫度就會不斷上升。 5交流與評估 （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，要注意將海波碾成粉末。由于石蠟不便碾成粉末，可以在實(shí)驗(yàn)前先將石蠟熔 化后插入溫度計(jì)至中間偏下位置再凝固，然后用此石蠟做熔化實(shí)驗(yàn)（當(dāng)然海波的熔化實(shí)驗(yàn) 也可以照此準(zhǔn)備） 。 （2）嚴(yán)禁用一個酒精燈直接點(diǎn)燃另一個酒精燈，酒精燈要用燈帽蓋滅。 （3）要用酒精燈的外焰加熱。 探究實(shí)驗(yàn)二：光的折射規(guī)律 1提出問題 光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般會發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫做光的折射。 光的折射有什么特點(diǎn)呢？ 2猜想與假設(shè) 猜想 1 折射光線可能與入射光線關(guān)于法線對稱。 猜想 2 折射光線可能與入射光線關(guān)于界面對稱。 3設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 如圖所示，把實(shí)驗(yàn)儀器組裝好，探究光在水中折射的光路，找出折射規(guī)律。 （l）觀察折射光線、法線與入射光線之間的位置關(guān)系。 （2）比較折射角與入射角的大小。 （3）改變?nèi)肷浣侨。^察折射角的變化情況。 （4）讓光從水中斜射到空氣中，觀察入射角和折射角的變化。 4分析與論證 3 光折射時(shí)，折射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分別位于法線 的兩側(cè)。折射角隨入射角的改變而改變。入射角增大時(shí)，折射角也增大；入射角減小時(shí)， 折射角也減小。當(dāng)光從空氣斜射入水或玻璃等透明物質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角；當(dāng)光從 水或玻璃等透明物質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角。 5交流與評估 （1）當(dāng)光斜射入水中，就能夠觀察到光在水中的傳播現(xiàn)象。光在水中的可見度較小，可以 在水中加入少量的碳素墨水。 （2）該實(shí)驗(yàn)敘述時(shí)，要注意斜射的含義，只有斜射時(shí)才發(fā)生偏折，當(dāng)光垂直入射時(shí)，傳播 方向不發(fā)生變化，是沿直線傳播的。 （3）在利用玻璃水槽做實(shí)驗(yàn)時(shí)，光屏要豎直放置。 探究實(shí)驗(yàn)三：阻力對物體運(yùn)動的影響 1提出問題 物體在不受外力作用時(shí)會怎樣運(yùn)動？ 2猜想與假設(shè) 猜想 l 物體在不受外力作用時(shí)會做勻速直線運(yùn)動。 猜想 2 物體在不受外力作用時(shí)會越來越慢，最后停下來。 3設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn) （1）如圖所示，讓小車從斜面頂端滑下，滑到鋪有毛巾的水平面上，觀察小車前進(jìn)的距離。 （2）讓小車從斜面頂端滑下，滑到鋪有棉布的水平面上，觀察小車前進(jìn)的距離有何變化。 （3）讓小車從斜面頂端滑下，滑到水平木板面上，觀察小車前進(jìn)的距離有何變化。 4分析與論證 在相同條件下（同一斜面、同一高度、同一初速度） ，接觸面越光滑，小車受到的阻力越小， 它運(yùn)動得越遠(yuǎn)。 可以進(jìn)一步推斷：如果表面絕對光滑，小車將做勻速直線運(yùn)動，并將永遠(yuǎn)運(yùn)動下去。 我們可以想象：原先靜止的物體，如果不受外力，它將永遠(yuǎn)靜止。 總結(jié)以上結(jié)論可得：一切物體在沒有受到外力作用的時(shí)候，總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜 止?fàn)顟B(tài)。 5交流與評估 （l）小車每次都要從同一高度自由滑下，以保證小車在到達(dá)三種水平表面上的初速度相同。 （2）給水平桌面鋪上粗糙程度不同的物體，目的是使小車在水平面上運(yùn)動時(shí)所受阻力不同。 探究實(shí)驗(yàn)四：同一直線上二力的合成 1提出問題 4 在地面上的小車同時(shí)受到兩個推力作用，它們在同一直線上，且方向相同，它們的合力多 大呢？若它們方向相反，它們的合力又是多大呢？ 2猜想與假設(shè) 猜想 l 方向相同時(shí)，合力等于兩個力的大小之和。 猜想 2 方向相反時(shí)，合力等于兩個力的大小之差。 3設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn) （1）如圖甲所示，橡皮筋原長AE，它在同方向力F1和F2的共同作用下伸長到E ，記錄下 此時(shí)F1和F2的大小和方向。 （2）如圖乙所示，橡皮筋原長AE，它在兩個方向相反的力F1和F2的共同作用下伸長到E ， 記錄下此時(shí)F1和F2的大小和方向。 （3）如圖丙所示，撤去力F1和F2后，用力F作用在橡皮筋上，使橡皮筋也伸長到E，記 錄下此時(shí)F的大小和方向。 （4）比較當(dāng)力F1和F2同向的情況下，F(xiàn)1、F2和F之間的大小與方向的關(guān)系。 （5）比較當(dāng)力F2和F2反向的情況下，F(xiàn)1、F2和F之間的大小與方向的關(guān)系。 （6）在三次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋都被拉伸到F，每次的作用效果是相同的，因此，力F就是力 F1和力F2的合力。 4分析與論證 （1）同一直線上，方向相同的兩個力的合力，大小等于這兩個力的大小之和，方向跟這兩 個力的方向相同，即F=F1+F2。 （2）同一直線上，方向相反的兩個力的合力，大小等于這兩個力的大小之差，方向跟較大 的那個力的方向相同，即F=|F1-F2|。 5交流與評估 （1）該實(shí)驗(yàn)也可以用彈簧測力計(jì)代替鉤碼表示力的大小。 （2）在使用彈簧測力計(jì)拉橡皮筋的過程中，一定要使彈簧測力計(jì)的軸線與拉力的方向一致， 以免由于與彈簧測力計(jì)外殼發(fā)生摩擦而影響測量的精確度。 （3）本實(shí)驗(yàn)中， “結(jié)點(diǎn)F”是參考對象，它的位置是兩個力的合力F的作用效果的具體體 現(xiàn)。每次均在同一位置，說明兩個力的作用效果與只用一個力F的作用效果相同，這就是 同一直線上的二力合成實(shí)驗(yàn)中的”等效替代法” 。 探究實(shí)驗(yàn)五：壓力的作用效果與哪些因素有關(guān) 1提出問題 5 用食指和拇指壓圖釘?shù)募馀c帽，壓力相同，但兩個手指所受壓力的作用效果不同，壓力的 作用效果與哪些因素有關(guān)呢？ 2猜想與假設(shè) 壓力的作用效果可能與壓力大小有關(guān)，還可能與受力面積的大小有關(guān)。 3設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn) （l）按照圖甲所示將小桌放在海綿上。觀察海綿被壓下的深淺。 （2）在小桌上放上砝碼，按照圖乙所示將小桌放在海綿上。觀察海綿被壓下的深淺。 （3）在小桌上放上砝碼，按照圖丙所示將小桌放在海綿上。觀察海綿被壓下的深淺。 4分析與論證 壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積大小有關(guān)。 （l）受力面積一定時(shí)，壓力越大，壓力的作用效果越明顯。 （2）壓力一定時(shí)，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。 5交流與評估 （l）實(shí)驗(yàn)中，各器材的作用是什么？ 海綿：通過海綿發(fā)生的形變顯示壓力產(chǎn)生的作用效果。 砝碼：改變壓力的大小。 小桌：改變受力面積。 （2）實(shí)驗(yàn)中，為什么選用海綿做實(shí)驗(yàn)器材，而不選用木板？ 因?yàn)榇藢?shí)驗(yàn)是通過受力物體的形變程度來體現(xiàn)壓力的作用效果的，海綿之類的物體易發(fā)生 形變，而木板等一些較硬的物體形變程度不明顯，故不選用木板等一些較硬的物體代替海 編。 探究實(shí)驗(yàn)六：探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)規(guī)律 1提出問題 由于液體受重力，有流動性，所以液體內(nèi)部存在壓強(qiáng)。那么液體內(nèi)部的壓強(qiáng)有什么規(guī)律？ 2猜想與假設(shè) 液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟深度、方向及液體的密度大小有關(guān)。 3設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn) （l）如圖所示，觀察壓強(qiáng)計(jì)的構(gòu)造，熟悉它的使用方法。用手指輕輕按金屬盒上的橡皮膜， 橡皮膜受到手指按壓（即壓強(qiáng)的作用） ，觀察壓強(qiáng)計(jì) U 形管兩邊液面高度有何變化（橡皮膜 把受到的壓強(qiáng)作用傳遞給密閉金屬盒和膠管里的空氣，然后作用在 U 形管左端的液面上） 。 手指按橡皮膜的壓力稍有增加，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。 （2）將水倒入水槽，把壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒放入水中，觀察 U 形管兩邊液面是否出現(xiàn)高度差， 6 水的內(nèi)部是否存在壓強(qiáng)。 旋動金屬盒支架上的旋鈕，改變橡皮膜所對的方向，觀察壓強(qiáng)計(jì)，看水的內(nèi)部各個方向上 是否都有壓強(qiáng)。 （3）保持壓強(qiáng)計(jì)金屬盒所在的深度不變（9 cm） ，使橡皮膜朝上、朝下或朝任何側(cè)面，如 圖所示，分別記下 U 形管兩邊的液面位置，并求出液面高度差，記錄數(shù)據(jù)，填入表格 I 中。 表格 壓強(qiáng)計(jì) 橡皮膜方向 左液面高 1 / cmh右液面高 2 / cmh 左、右液面高度差 / cmh 朝上 朝下 朝側(cè)面 結(jié)論：_。 （4）改變金屬盒的深度，上移至 6 cm，再移至 3 cm 處，分別求出壓強(qiáng)計(jì)的液面高度差， 并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填入表格中。 表格 壓強(qiáng)計(jì) 深度 左液面高 1 / cmh右液面高 2 / cmh 左、右液面高度差 / cmh 3 cm 6 cm 9 cm 結(jié)論：_。 （5）比較深度相同，但密度不同的液體的壓強(qiáng)，把記錄的數(shù)據(jù)填入表格中。 表格 壓強(qiáng)計(jì) 液體 左液面高 1 / cmh右液面高 2 / cmh 左、右液面高度差 / cmh 水 鹽水 結(jié)論：_。 4分析與論證 液體對容器底和容器壁都有壓強(qiáng)，液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)；在同一深度，液體向各 個方向的壓強(qiáng)相等；液體深度增大，壓強(qiáng)也增大；液體壓強(qiáng)還與液體的密度有關(guān)，在深度 相同時(shí)，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大。 5交流與評估 （l）壓強(qiáng)計(jì)放入液體前，應(yīng)檢查連接處是否漏氣（檢查方法，可以用手持續(xù)壓住橡皮膜一 段時(shí)間，觀察左、右液面高度差是否變化） ，不受力時(shí) U 形管兩邊的液面高度差是否為零， 7 若不為零，則應(yīng)拔下膠管重新連接。 （2）在測試同一深度、不同方向的壓強(qiáng)時(shí)，要改變金屬盒上橡皮膜的方向，這時(shí)應(yīng)注意保 持金屬盒中心位置的深度不變。 （3）觀察 U 形簪兩邊液面的高度時(shí)，視線應(yīng)與液面相平。 探究實(shí)驗(yàn)七：探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系 1提出問題 浸在液體中的物體受到液體向上的浮力，浮力的大小跟排開液體所受重力有什么關(guān)系？ 2猜想與假設(shè) 浸在液體中的物體受到的浮力跟排開液體所受重力大小可能相等。 3設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn) （l）將小石塊用細(xì)線系住，掛在彈簧測力計(jì)下，如圖所示，測出石塊所受的重力G； （2）將小燒杯用細(xì)線系好，掛在彈簧測力計(jì)下，測出其所受的重力G1； （3）將水倒入溢水杯中，使水面恰好到達(dá)溢水杯的溢水口，并在口下放小燒杯，放在水能 正好流入小燒杯的位置，然后將小石塊慢慢地浸入水中，讀出此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F； （4）利用公式F浮=G-F，算出小石塊此時(shí)在水中受到的浮力； （5）測出此時(shí)小燒杯和溢出的水所受的總重力G2，并計(jì)算出溢出的水所受的重力G排=G2- G1； （6）換用不同質(zhì)量的小石塊，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟，再做幾次實(shí)驗(yàn)。 4分析與論證 比較石塊受到的浮力與溢出的水重的大小，發(fā)現(xiàn)受到的浮力大小都等于它們各自排開的水 所受的重力。這就是著名的阿基米德原理。 5交流與評估 （1）小石塊浸入水中時(shí)，要緩慢平穩(wěn)，不要上下抖動，不要使小石塊接觸杯壁或杯底。彈 簧測力計(jì)要保持豎直方向，彈簧伸縮時(shí)，不要與外殼摩擦。 （2）使用溢水杯，定要細(xì)心，同時(shí)還要掌握使用溢水杯的技巧，即要確保溢水杯中水面 與溢水口相平，而且要將物體輕輕浸入溢水杯中，不要過急，使水從溢水口溢出，直到不 再溢出水后，將小石塊拉出放在一邊。 探究實(shí)驗(yàn)八：動能的大小與哪些因素有關(guān) 1提出問題 運(yùn)動的物體具有動能，能對物體做功。動能的大小與什么因素有關(guān)？ 2猜想與假設(shè) 物體動能的大小與物體的質(zhì)量和物體的遠(yuǎn)動速度有關(guān)。 3設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn) （1）如圖所示，讓鋼球從斜面上滾下，打到小木塊上，推動小木塊做功，記下小木塊移動 8 的距離。讓同一個鋼球從不同高度滾下，看哪次小木塊被推得遠(yuǎn)，說明了什么問題？ （2）如圖所示，換用質(zhì)量不同的鋼球，讓它們從同一個高度滾下，看哪個鋼球把小木塊推 得遠(yuǎn)，比較動能的大小，得出結(jié)論。 4分析與論證 運(yùn)動物體的速度越大，質(zhì)量越大，動能就越大。 5交流與評估 （l）實(shí)驗(yàn)中用到了控制變量法，在圖甲和圖乙中，鋼球質(zhì)量不變，但從不同的高度下滑， 到達(dá)水平面時(shí)，速度不一樣。驗(yàn)證質(zhì)量相同時(shí)，動能的大小與物體的運(yùn)動速度是否有關(guān)。 在圖甲和圖乙中，兩鋼球質(zhì)量不同，從同一高度下落，到達(dá)水平面時(shí)速度一樣大。驗(yàn)證速 度相同時(shí)，動能的大小與物體的質(zhì)量是否有關(guān)。 （2）實(shí)驗(yàn)中判斷運(yùn)動鋼球動能的大小，就看被撞擊小木塊運(yùn)動距離的長短，被撞擊小木塊 運(yùn)動的距離越長，運(yùn)動鋼球所具有的動能越大。運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法。 探究實(shí)驗(yàn)九：重力勢能的大小與哪些因素有關(guān) 1提出問題 高處的物體具有重力勢能，能對物體做功。重力勢能的大小與什么因素有關(guān)？ 2猜想與假設(shè) 物體的重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和物體所處的高度有關(guān)。 3設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn) （1）同一重物從不同高度自由下落沖擊小方桌（小方桌的桌腿是四根釘，并放置在沙箱的 沙面上） 。如圖所示，比較小方桌下陷的深度，進(jìn)而推斷重物具有的重力勢能與重物所在高 度的關(guān)系。 （2）從同一高度自由下落的兩個不同質(zhì)量的重物沖擊小方桌，如圖所示，比較小方桌下陷 的深度，進(jìn)而推斷重物具有的重力勢能與重物的質(zhì)量的關(guān)系。 9 4分析與論證 物體所處的高度越高，質(zhì)量越大，重力勢能越大。 5交流與評估 重力勢能與質(zhì)量和所處高度有關(guān)，因此實(shí)驗(yàn)中用到控制變量法，如圖的實(shí)驗(yàn)是保持物體的 質(zhì)量不變，同一物體從不同高度下落，觀察小方桌下陷的深度。圖的實(shí)驗(yàn)是保持高度不變， 讓不同質(zhì)量的物體從同一高度落到小方桌上，觀察小方桌下陷的深度。 通過小桌下陷的深度比較重力勢能的大小應(yīng)用了轉(zhuǎn)換法。 探究實(shí)驗(yàn)十：機(jī)械效率總是一定的嗎 1提出問題 同一個機(jī)械的機(jī)械效率是否會變化？ 2猜想與假設(shè) 猜想 1 不會變化。 猜想 2 會變化。 3設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 由可知，用滑輪組提升重物時(shí)，G、h、F、s都是可以改變的，因而有用功和總功也 Gh Fs 是變化的，那么滑輪組的機(jī)械效率變不變，怎樣變，這是本實(shí)驗(yàn)要探究的問題。 步驟： （1）用彈簧測力計(jì)測出一個鉤碼的重G1和兩個鉤碼的重G2。 （2）如圖甲所示，組裝好滑輪組，并提升一個鉤碼，記下F1，并用刻度尺測出h1、s1。 （3）如圖乙所示，提升兩個鉤碼，記下F2，并用刻度尺測出h2、s2。 （4）整理好實(shí)驗(yàn)器材。 實(shí)驗(yàn)記錄： 拉力F/N彈簧測力 計(jì)上升距 離s/m 總功 W總/J 鉤碼重 G/N 鉤碼上升 高度h/m 有用功 W有/J 機(jī)械效率 10 4分析與論證 通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，第二次的機(jī)械效率高，原因是在額外功一定的情況下，提升 的重物越重，做的有用功越多，也就是有用功占總功的比例越大。 5交流與評估 根據(jù)s=nh，并代入，得 ，由此可知，測滑輪組機(jī)械效率時(shí)，可以不用刻度 Gh Fs G nF 尺。 探究實(shí)驗(yàn)十一：電阻的大小與哪些因素有關(guān) 1提出問題 我們一般不用鐵做導(dǎo)線，空調(diào)電源線比臺燈電源線粗得多，電阻的大小與哪些因素有關(guān)？ 2猜想與假設(shè) 電阻的大小可能與導(dǎo)體的材料有關(guān)，還可能與導(dǎo)線的粗細(xì)、長短有關(guān)，也許還與溫度有關(guān)。 3設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 導(dǎo)體兩端電壓保持不變（裝置圖如圖所示） 。 （1）讓導(dǎo)體的長度、橫截面積相同，改變導(dǎo)體的材料，如選用導(dǎo)線CD和MN，比較電流的 大小和燈泡的亮度。 （2）讓導(dǎo)體的材料、長度相同，改變導(dǎo)體的橫截面積，如選用導(dǎo)線CD和EF，比較電流的 大小和燈泡的亮度。 （3）讓導(dǎo)體的材料、橫截面積相同，改變導(dǎo)體的長度，如選用導(dǎo)線AB，讓鱷魚夾在A、B 之間移動，比較電流的大小和燈泡的亮度。 現(xiàn)象分析：（1）將CD和MN接入電路時(shí)，MN的電阻小，燈泡較亮，電流表示數(shù)較大。 （2）將CD和EF接入電路時(shí)，EF的電阻小，燈泡較亮，電流表示數(shù)較大。 （3）AB接入電路的部分越短時(shí)，燈泡越亮，電流表示數(shù)越大。 （4）把白熾燈的燈絲（鎢絲）或用細(xì)鐵絲繞制的線圈，按圖接入電路。緩慢地給燈絲或線 圈加熱，注意觀察加熱前后電流表的示數(shù)有什么變化。我們看到，導(dǎo)體被加熱后，電路中 的電流減小了，表明導(dǎo)體的