拓展性实验探究题

拓展性实验探究题第1页，共39页，2023年，2月20日，星期六2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.第2页，共39页，2023年，2月20日，星期六3针对训练返回目录1.（’13永州）快速骑自行车，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5m/s、10m/s、15m/s、20m/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.第3页，共39页，2023年，2月20日，星期六4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.（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

.摩擦力大第4页，共39页，2023年，2月20日，星期六5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.第5页，共39页，2023年，2月20日，星期六6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.第6页，共39页，2023年，2月20日，星期六7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第7页，共39页，2023年，2月20日，星期六8针对训练返回目录【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=0.01kg×10N/kg=0.1N.（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.第8页，共39页，2023年，2月20日，星期六9针对训练返回目录3.（’13株洲）“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：第9页，共39页，2023年，2月20日，星期六10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）若光源每隔0.02s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大于第10页，共39页，2023年，2月20日，星期六11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0.02s，甲下降过程中闪了2次，则所用时间为0.1s，乙下降过程中闪了4次，所用时间为,0.08s，所以甲球所用时间大于乙球所用时间.第11页，共39页，2023年，2月20日，星期六12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.第12页，共39页，2023年，2月20日，星期六13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.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第13页，共39页，2023年，2月20日，星期六14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.错误第14页，共39页，2023年，2月20日，星期六15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，导致重力大于第15页，共39页，2023年，2月20日，星期六16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，放入盐水中后，它的密度增大了，使得它下沉.第16页，共39页，2023年，2月20日，星期六17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.第17页，共39页，2023年，2月20日，星期六18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.大于甲第18页，共39页，2023年，2月20日，星期六19针对训练返回目录（3）有些物理现象不易直接观测，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第19页，共39页，2023年，2月20日，星期六20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.（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.第20页，共39页，2023年，2月20日，星期六21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.第21页，共39页，2023年，2月20日，星期六22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第22页，共39页，2023年，2月20日，星期六23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.第23页，共39页，2023年，2月20日，星期六24针对训练返回目录7.（12’岳阳）小明观察到电风扇、落地灯等都有个大而重的底座，使它们不易翻倒.进而他提出两个猜想：①物体的稳定程度（

稳度）可能与物体重心的高低有关；②物体的稳度可能与接触面大小有关.为验证猜想①，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θ（如图乙），并记录在下表中.在验证猜想②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，第24页，共39页，2023年，2月20日，星期六25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θ越小，反映圆柱体的稳度越

（选填“大”或“小”）.（2）分析表中信息可知：物体的重心越

，其稳度越大.小低第25页，共39页，2023年，2月20日，星期六26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.支撑面积下分开第26页，共39页，2023年，2月20日，星期六27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.第27页，共39页，2023年，2月20日，星期六28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.第28页，共39页，2023年，2月20日，星期六29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；三质量相同不同第29页，共39页，2023年，2月20日，星期六30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

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;第30页，共39页，2023年，2月20日，星期六31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.第31页，共39页，2023年，2月20日，星期六32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.力第32页，共39页，2023年，2月20日，星期六33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：

.第33页，共39页，2023年，2月20日，星期六34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“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

.做功高第34页，共39页，2023年，2月20日，星期六35针对训练返回目录（3