拓展性實驗探究題

拓展性實驗探究題第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六2專題闡述返回目錄試題材料來源于課外或生產(chǎn)生活實際，著重考查學生的科學探究能力，具體體現(xiàn)為對探究七要素（提出問題、猜想與假設(shè)、制訂計劃與設(shè)計實驗、進行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作）

的掌握程度.這類試題大多側(cè)重于一個或若干個要素的考查，特別是對猜想與假設(shè)、設(shè)計實驗方案、分析歸納能力的考查，因此復習時要求學生親身經(jīng)歷不同的探究過程，完成七個要素能力目標的培養(yǎng).在解題過程中，能夠使我們通過思維的發(fā)散，發(fā)現(xiàn)解決問題的不同路徑，創(chuàng)造新的解決辦法.第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六3針對訓練返回目錄1.（’13永州）快速騎自行車，我們會感到空氣阻力，而且騎車速度越快，感覺空氣阻力越大.由此小華同學猜想：物體所受空氣阻力大小與物體運動的速度大小有關(guān).

在一個無風的周末，小華和爸爸開汽車來到郊外一段人車稀少的平直公路上.小華打開汽車天窗，將如圖所示裝置固定在汽車車頂.爸爸依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各勻速行駛一段距離，小華依次將汽車不同行駛速度時的彈簧測力計的示數(shù)記錄在下表中.根據(jù)二力平衡,彈簧測力計的示數(shù)大小近似等于小車及擋板受到的空氣阻力.第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六4針對訓練返回目錄（1）實驗裝置中用小車而不是木塊，并將其放在表面平滑的木板上，目的是為了減小

對實驗結(jié)果的影響.（2）分析上表中實驗數(shù)據(jù)可知，物體運動速度越大，所受空氣阻力越

.摩擦力大第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六5針對訓練返回目錄【解析】（1）該實驗運用的是二力平衡的原理，即彈簧測力計的示數(shù)等于物體受到的空氣阻力，如果被研究的對象表面粗糙"則還要受摩擦力作用，此力對實驗結(jié)果影響較大；（2）從表格中的數(shù)據(jù)可以看出，運動速度越大，測力計的示數(shù)越大，故可以得出物體的運動速度越大，受到的阻力就越大的結(jié)論.第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六6針對訓練返回目錄2.（’13常德）在物理興趣小組的學習中，小明知道了從高空下落的物體，速度越來越大，所受空氣阻力也會隨速度增大而增大，因此物體下落一段距離后將以某一速度做勻速直線運動，通常把這個速度稱為收尾速度.他猜想物體達到收尾速度時受到的空氣阻力可能與收尾速度的大小、及物體的體積等因素有關(guān)系.他用幾個半徑不同的小球在相同環(huán)境下進行實驗探究.得到了如下的數(shù)據(jù).第6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六7針對訓練返回目錄

請你根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)分析，完成下列問題：（1）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，求出1號小球以收尾速度運動時，所受空氣阻力f1=

N；（2）由1、2或3、4號小球的數(shù)據(jù)分析，可得出在收尾速度v相同時,空氣阻力f與小球半徑r的關(guān)系:

;（3）由2、3或4、5號小球的數(shù)據(jù)分析，可得出在小球半徑r

相同時，空氣阻力f

與收尾速度v

的關(guān)系：

.f與r成正比f

與v2成正比0.1第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六8針對訓練返回目錄【解析】由題意可知，該小球以收尾速度運動時，做的是勻速直線運動，小球處于平衡狀態(tài)，根據(jù)二力平衡條件，所受空氣阻力與重力相等，空氣阻力f=G=mg=0.01kg×10N/kg=0.1N.（2）由1、2號兩個小球的數(shù)據(jù)分析，在收尾速度v

相同時，兩個小球的半徑之比r1：r2=1：2，空氣阻力之比f1:f2=m1g：m2g=1:2；故得出結(jié)論：f與r

成正比.（3）由2、3號兩個小球的數(shù)據(jù)分析，在小球半徑r

相同時，兩小球收尾速度之比v2：v3=1：2，空氣阻力之比f2：f3=m2g：m3g=1：4；故得出結(jié)論

f

與v2

成正比.第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六9針對訓練返回目錄3.（’13株洲）“頻閃攝影”

是研究物體運動時常用的一種實驗方法.攝影在暗室中進行.快門是常開的，但是由于沒有光照亮物體，底片并不感光，光源是一只閃光燈，它每隔一定時間閃亮一次，物體就被照亮，底片就記錄下這時物體的位置.光源不斷閃亮，底片就記錄下物體每相隔同樣時間的不同位置.兩個質(zhì)量相同的甲、乙小球，均從位置a豎直下落到位置b，其各自的頻閃照片如圖所示，試根據(jù)照片分析：第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六10針對訓練返回目錄（1）甲球做

直線運動，乙球做

直線運動（均選填“勻速”或“變速”）；（2）

球受到的重力和阻力是一對平衡力；甲球受到的阻力

乙球受到的阻力（選填“大于”、“小于”或“等于”）；（3）若光源每隔0.02s閃亮一次，則從位置a豎直下落到位置b

甲球所用時間為

s，甲球所用時間

乙球所用時間（選填“大于”、“小于”或

“等于”).勻速變速甲小于0.1大于第10頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六11針對訓練返回目錄【解析】（1）速度不變，運動的路線是直的，這樣的運動叫做勻速直線運動，速度隨著時間而發(fā)生變化的運動叫做變速直線運動.從圖中可知甲做勻速直線運動，乙做變速直線運動.（2）因為做勻速直線運動的物體受平衡力作用，故甲受到的重力等于它受到的阻力，乙球速度越來越快,說明它受到的重力大于它受到的阻力，從而改變了它的運動狀態(tài).（3）閃光燈每亮一次所用時間為0.02s，甲下降過程中閃了2次，則所用時間為0.1s，乙下降過程中閃了4次，所用時間為,0.08s，所以甲球所用時間大于乙球所用時間.第11頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六12針對訓練返回目錄4.（’13郴州）小明發(fā)現(xiàn)媽媽在腌制蘿卜時，新鮮的蘿卜塊漂浮在鹽水中，浸泡幾天后$原來漂浮的蘿卜塊沉在了容器底.他與幾位同學對這一現(xiàn)象進行探究,提出如下猜想:猜想1:可能是由于水的蒸發(fā),鹽水密度增大,導致蘿卜塊下沉;猜想2:可能是浸泡幾天后,蘿卜塊質(zhì)量變大,導致蘿卜塊下沉;猜想3:可能是浸泡幾天后,蘿卜塊體積變小,導致蘿卜塊下沉.第12頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六13針對訓練返回目錄經(jīng)過一番討論后，他們馬上否定了猜想1,原因是

.接著他們就猜想2和猜想3進行了如下探究.a.取三塊新鮮的蘿卜塊，編上編號A、B、C，分別測出它們的質(zhì)量和體積；b.配制一大杯鹽水；c.將三塊蘿卜塊放在鹽水中，起初處于漂浮狀態(tài).幾天后，發(fā)現(xiàn)蘿卜塊沉底，將其撈出擦干，分別測出其質(zhì)量和體積，并記錄實驗數(shù)據(jù)如下表.沉，猜想1與現(xiàn)象不符如果鹽水的密度增大，蘿卜塊將會上浮而不會下第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六14針對訓練返回目錄由上表實驗數(shù)據(jù)分析可知：（1）猜想2是

選填“

正確”或“錯誤”的.錯誤第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六15針對訓練返回目錄（2）有同學認為猜想3是正確的，他認為蘿卜塊體積變小，浮力變小，所以下沉.但也有同學認為這種分析是錯誤的，理由是

.（3）綜合分析上表數(shù)據(jù)，導致蘿卜塊下沉的原因是

.沒有控制蘿卜塊的質(zhì)量）蘿卜塊的質(zhì)量也會減少（或浮力，蘿卜塊下沉.蘿卜塊的密度增大，大于鹽水的密度，導致重力大于第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六16針對訓練返回目錄【解析】根據(jù)阿基米德原理可知，僅當液體的密度增大時，物體受到的浮力將增大，即蘿卜會上浮，這與現(xiàn)象不符.（1）

從表格中獲取的數(shù)據(jù)看，雖然蘿卜塊的質(zhì)量和體積都變小了，但計算出各次的密度發(fā)現(xiàn)，它的密度卻增大了，正是這個原因使得它下沉.（2）浮力的大小雖然跟物體排開液體的體積有關(guān)，但下沉的原因決定于浮力和重力的大小，顯然還應該考慮到蘿卜塊的質(zhì)量也減小了.（3）由于鹽水的濃度高于蘿卜內(nèi)部的濃度，鹽水將蘿卜中的水分吸走了，所以蘿卜變輕、體積減小，但從數(shù)據(jù)中可知，放入鹽水中后，它的密度增大了，使得它下沉.第16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六17針對訓練返回目錄5.（’13益陽）小明同學按如圖所示的電路，研究“電流通過導體時產(chǎn)生的熱量與導體電阻大小的關(guān)系”.圖中兩只燒瓶內(nèi)盛有質(zhì)量和溫度相同的煤油，溫度計顯示煤油的溫度，煤油中都浸著一段橫截面積相同、長度不同的鎳鉻合金絲，甲瓶中的鎳鉻合金絲比乙瓶中的長.第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六18針對訓練返回目錄（1）請用筆畫線代替導線將電路連接完整.（2）甲瓶中鎳鉻合金絲的電阻

（選填“大于”、“

等于”

或“

小于”）

乙瓶中鎳鉻合金絲的電阻.實驗中，可觀察到

（選填“甲”或“乙”）瓶中溫度計的示數(shù)升高得更快.大于甲第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六19針對訓練返回目錄（3）有些物理現(xiàn)象不易直接觀測，但它變化時引起的其他量的變化較容易直接觀測.用容易觀測的量來顯示不易觀測的量是物理學的一種研究方法，叫轉(zhuǎn)換法.如本實驗中通過觀察溫度計示數(shù)的變化來判斷煤油吸熱的多少.下列實驗中應用了轉(zhuǎn)換法的是

.C第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六20針對訓練返回目錄【解析】（1）在該實驗中滑動變阻器應該與甲、乙電阻絲串聯(lián)，且變阻器應采用一上一下的接法.（2）導體的電阻與材料、長度和橫截面積有關(guān)，在材料和橫截面積相同時，導體的電阻與長度成正比，因此，甲電阻絲的電阻大于乙電阻絲的電阻；由焦耳定律Q=I2Rt可知，在電流和通電時間相同時，導體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量就越多，溫度計的示數(shù)變化就越大.（3）在探究響度與振幅之間的關(guān)系時，把音叉的振動轉(zhuǎn)換成了小球的擺動，這樣將看不見的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成了看得見的現(xiàn)象，故屬于轉(zhuǎn)換法.第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六21針對訓練返回目錄6.（’12岳陽）隨著生活水平的日益提高，不少場所的裝修會考慮材料的聲學吸音效果.小明同學想比較幾種常見裝修材料的吸音性能，他找來厚度相同的四種小塊材料（聚酯棉、軟木、泡沫和海綿），進行了圖示實驗：桌面上放一個玻璃杯，在玻璃杯下分別放上待測試的小塊材料，將懸掛在細線下的小球拉到同一高度釋放去敲擊玻璃杯，仔細比較玻璃杯發(fā)出的聲音大小.第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六22針對訓練返回目錄（1）為控制實驗過程中敲擊玻璃杯的力大小相同，小明的做法是

;（2）小明實驗數(shù)據(jù)記錄如下表：你認為表中空格處應填入

;（3）小明實驗中的四種材料，僅從吸音性能的角度考慮，最適合應用于隔音墻裝修的是

;將懸掛的小球拉到同一高度釋放材料的吸音性能聚酯棉第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六23針對訓練返回目錄（4）你認為影響吸音性能的因素除了材料的種類，可能還有材料的

（寫出一個即可）.密度【解析】為控制實驗過程中敲擊玻璃杯的力大小相同，小明的做法是將小球拉到同一高度釋放，本題研究的是材料的吸音性能與裝修材料的關(guān)系；所以最適宜作隔音墻裝修材料的是聚酯棉；影響吸音性能的因素除了材料的種類外，還可能與密度有關(guān).第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六24針對訓練返回目錄7.（12’岳陽）小明觀察到電風扇、落地燈等都有個大而重的底座，使它們不易翻倒.進而他提出兩個猜想：①物體的穩(wěn)定程度（

穩(wěn)度）可能與物體重心的高低有關(guān)；②物體的穩(wěn)度可能與接觸面大小有關(guān).為驗證猜想①，他將三塊相同的橡皮泥分別固定在三個相同的圓柱體的底部、中部和頂部，對應重心位置如圖甲所示，然后小心地推翻圓柱體，觀察圓柱體剛好翻倒時轉(zhuǎn)過的角度θ（如圖乙），并記錄在下表中.在驗證猜想②之前，他想到照相機的三腳架與地面接觸面積不變，支得越開卻越穩(wěn).于是，他調(diào)整思路，找來一塊木板和四根相同的木棒，第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六25針對訓練返回目錄組成圖丙所示裝置，將四根木棒由內(nèi)向外移動時，裝置的穩(wěn)度不斷增大.（1）圓柱體剛好翻倒時轉(zhuǎn)過的角度θ越小，反映圓柱體的穩(wěn)度越

（選填“大”或“小”）.（2）分析表中信息可知：物體的重心越

，其穩(wěn)度越大.小低第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六26針對訓練返回目錄（3）丙圖所示實驗表明穩(wěn)度應與

有關(guān).（4）依據(jù)以上結(jié)論：卡車裝貨時，應把重的貨物裝在

層(選填“上”

或“下”），可使貨物不易翻倒，乘車時，兩腳

（選填“

分開”

或“

聚攏”）站得更穩(wěn).支撐面積下分開第26頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六27針對訓練返回目錄8.（’11永州）小靜和小燕同學在電視上看到水平飛行的飛機需提前準確并掌握提前時間，才能將扔下的炸彈投中正前方的地面目標.由此提出了：“炸彈離開飛機后水平飛行的距離與什么因素有關(guān)”的問題.兩人根據(jù)自己的生活學習經(jīng)驗，討論后作出了下列三個猜想：猜想一：物體水平飛行的距離與物體水平飛行的速度有關(guān)；猜想二：物體水平飛行的距離與物體的質(zhì)量有關(guān)；猜想三：物體水平飛行的距離與物體離地的高度有關(guān).第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六28針對訓練返回目錄兩同學用如圖所示實驗裝置采用控制變量法設(shè)計了以下實驗來驗證以上三個猜想:讓鋼球從斜面上沿虛線所示軌跡由靜止?jié)L下后,從桌邊水平飛出,落在水平桌面下方的水平木板上.木板上放一張白紙，白紙上放一張復寫紙，這樣來記錄鋼球在白紙上的落點.落點到小球飛出桌面點的重垂線的距離就是鋼球在空中飛行的水平距離s.第28頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六29針對訓練返回目錄（1）讓一鋼球先從A

點由靜止滑下，落在水平木板上；改變水平木板高度后，讓同一鋼球仍從A

點由靜止滑下，落在水平木板上，比較兩次s

大小，驗證猜想

；（2）讓

的鋼球先后從光滑斜面上的A、B兩點由靜止滑下，鋼球到達桌邊時以

的速度水平飛出，落在高度不變的水平木板上，比較兩次s

大小，驗證猜想一；三質(zhì)量相同不同第29頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六30針對訓練返回目錄（3）讓質(zhì)量不同的鋼球先后從A點由靜止滑下，兩次鋼球到達桌邊時以相同的速度水平飛出，落在高度不變的水平木板上，兩次實驗測得鋼球在空中飛行的水平距離s大小相等.由此可得結(jié)論：物體水平飛行的距離與物體的

.質(zhì)量大小無關(guān)【解析】探究“物體水平飛行的距離與什么因素有關(guān)”實驗時，要采用控制變量法進行探究.（1）同一鋼球兩次都從

A

點靜止滑下，不變量是：鋼球的質(zhì)量和鋼球到達桌面時的速度；改變水平木板的高度，變量是：物體離地的高度.所以這是驗證猜想三;第30頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六31針對訓練返回目錄（2）要驗證猜想一時，必須保持不變的量有鋼球的質(zhì)量和物體離地的高度；改變的量是鋼球到達桌面時的速度.因此要選用質(zhì)量相同的鋼球做實驗，鋼球先后從A、B兩點靜止滑下時到達桌面的速度大小是不同的；（3）鋼球水平飛行的距離大小恰好相等，說明物體水平飛行的距離與物體的質(zhì)量無關(guān).第31頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六32針對訓練返回目錄9.（’11張家界）一個透明玻璃瓶，一些有顏色的水，和一個有細玻璃管通過帶孔的橡皮塞.利用這些器材我們可以探究一些物理知識.方法及現(xiàn)象：如圖所示，在瓶中灌滿水，把帶有細玻璃管的橡皮塞插入玻璃瓶中.用手輕輕捏玻璃瓶，細玻璃管中水面上升.（1）結(jié)論：

可以改變物體的形狀.你利用這些器材，還可以探究哪些物理知識，請你寫出一種來.力第32頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六33針對訓練返回目錄（2）方法及現(xiàn)象：

.方法：在瓶內(nèi)裝滿液體并從低處往高處走；現(xiàn)象：細管內(nèi)水面降低大氣壓強隨高度的升高而降低（3）結(jié)論：

.第33頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六34針對訓練返回目錄10.(’13沈陽)物理老師用礦泉水瓶為同學們演示了以下實驗，請回答下列問題：（1）在礦泉水瓶內(nèi)裝半瓶沙子，擰緊瓶蓋，用厚毛巾包住，手握毛巾用力快速晃動瓶子約五分鐘后，沙子變熱，這是通過

的方式使沙子內(nèi)能增加（選填“熱傳遞”或“做功”）.（2）用礦泉水瓶從飲水機接水的過程中，聽到瓶,中傳出的聲音的音調(diào)越來越

.做功高第34頁，共39頁，2023年，2月20日，星期六35針對訓練返回目錄（3