第1章探索自然的科学（原卷版）3

第1章探索自然的科学01思维导图01思维导图0202考点速记一、科学在我们身边（一）大自然中存在无数奇妙的自然现象我们仔细观察，可以发现周围的各种事物都在发生着变化。铅笔在水中被“折断”，溶洞里长出钟乳石，有些昆虫会蜕皮…你想知道发生这些变化的原因吗？（二）大自然中的各种事物都在发生变化如种子发芽、昆虫蜕皮流星划破天空鸡蛋孵化出小鸡等。（三）科学的本质科学要研究各种，寻找它们。学习科学可以帮助我们理解、解释和预测各种事物现象及其变化。科学的进步与发展极大地促进了人类社会的进步。科学研究是从开始的，每一个小小的疑问都有可能引发科学的发现。只要留心，从探究身边的问题着手，我们都可以进人科学的世界，科学就在我们身边。二、科学改变了我们对自然的认识人类很早就在思考地球和星空，对地球形状产生了很多不同的认识。例如，古代中国人认为地是方的天是圆的。但如果地是方的，我们在地上为什么总是走不到边？今天，我们知道地球是一个球体。

古希腊人认为，地球是宇宙的中心，太阳和其他行星都围绕着地球转动。16~l7世纪，哥白尼(N.Copernicus)、第谷(T.Brahe)和开普勒（J.Kepler)等人通过长期的天文观测和分析，逐渐认识到地球不是宇宙的中心，地球和其他行星都是围绕着太阳运动的，并找到了行星运动规律。到了近代，道尔顿(J.Dalton)、阿伏伽德罗(A.Avogadro)等科学家认为物质是由原子和分子构成的。现在，我们知道物质由分子、原子或离子构成，原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。在19世纪中叶前，流行着一种“自然发生说”，认为细菌是自然发生的。例如，肉汤里会自然生成细菌，使肉汤变质。法国科学家巴斯德(L.Pasteur)通过实验，证明了肉汤变质是空气中的细菌引起的，否定了“自然发生说”。三、科学改变了我们的生活如汽车、火车、飞机等交通工具大大缩减了货运和客运时间，使我们的生活更方便、更舒适，使各行各业的效率更高。“盾构机”、“杂交水稻”“智慧药房”等不断改变我们的生活。科学技术改变了我们的生活。但是，如果对它认识不足，使用不当，也会给自然环境和人类杜会带来一些负面影响，基因编辑技术、克隆技术引发的伦理问题等。四、科学促进了人类社会的进步人类社会的进步与科学发展密切相关，科学的发展改变人们对自然界各种事物的认识，提升了人类的技术水平和生产能力，促进了人类社会的进步。科学在不断地发展。在长期的科学探索中，人们经找到了自然界中许多问题的答案，但还有许多问题不能合理地解释或解答。在科学发展过程中，人们在解决问题的同时，也会发现新的问题。因此，科学是无止境的，我们要不断地探索和发现问题，创造性地解决问题，推动科学发展和人类社会进步。五、长度的测量测量是一个与进行的过程。长度的大小：感受1米、1厘米、1毫米的长度。特殊长度单位：纳米、光年。刻度尺的使用①使用前，要注意观察它的零刻度线、最小刻度（准确程度）和量程。根据需要选择合适的量程和准确度的刻度尺。②使用中：会选“会选"是指根据测量要求选择适当的刻度尺。选量程：选择刻度尺的量程时，要选择一次就能测完全长、不必分段测量的；选分度值：分度值越小的刻度尺，其测量精确程度越高。而测量对象不同，所需|的精确程度也不同，要根据测量需要合理选择不同精确程度的刻度尺。例如，在安装门窗玻璃时进行的测量，精确程度要求较高，长度一般只有几十厘米，因此要选用分度值是1毫米的米尺；而测量教室的长和宽时，精确程度要求不高，长度较大，选用分度值是1厘米的且量程较大的卷尺较合适会放“会放”是将零刻度线对准被测物体的端，有刻度线的一边要被测物体，与被测边保持，不能歪斜，如图所示；零刻度线磨损的刻度尺，可使某对齐物体，用物体另一边对准的刻度值减去这一整数刻度值，就可得到物体的实际长度，如图所示会看“会看”是指读数时，视线要正对刻度线，即视线与尺面，不能斜视会读“会读”是指在读数时，要注意区分大格和小格的数目，除准确读出分度值会读的数字外，还要估读到。如25.38厘米中，25.3厘米是准确值，0.08厘米是估计值会记“会记”是指除了正确无误地记下所读出的数值外，还要注上测量单位，只写数值而未标明单位的记录是无意义的，而忘记写单位是初学者较容易犯的错误六、特殊长度的测量平移法当一个物体的长度无法直接测量时，我们可以采用平移的方法来测物体的长度。如测小球、圆柱硬币等物体的直径。生活中测身高也是用同样的方法化曲为直法测如右图所示曲线的长度时，可以选取不易拉伸的细线与曲线重合，再将细线拉直，用刻度尺直接测量化直为曲法用已知周长的滚轮在待测的较长的直线或曲线(如操场跑道、某段道路曲法等)上滚动，记下滚动的圈数，用滚轮的周长乘圈数得出被测长度累积法把某些难以用常规仪器直接测量的微小量累积起来，将小量变成大量的测量方法叫累积法。如把n段相同长度的物体叠合，使叠合后的总长度比刻度尺的分度值大得多，测出总长度除以n，可以算出物体的长度。如测纸张厚度、硬币的厚度、铜丝直径等常用此法。注意：累积法中叠合的物体长度要完全相同，否则被平均之后，测量结果不准确。如测课本纸张厚度，要将封底封面除去1、把细铜丝紧密地绕在铅笔上n圈2、量出n圈铜丝圈的长度L3、细铜丝的直径：d=L/n其他方法在一些特殊的测量场合，人们还会用到一些其他测量仪器和测量方法。例如，潜水艇在水下航行时，用声呐来测量潜水艇与障碍物之间的距离；雷达用电磁波反射的原理测量飞机与雷达站之间的距离；测距望远镜将激光测距仪和望远镜系统相结合，集观察和测量于一体。这些测量仪器都是利用波从发送到接收之间的时间长短来测量测距仪与被测对象之间距离的。七、国际单位制测量某个科学量时用来进行比校的标准量叫作单位（unit)。长期以来,世界上不同地区（甚至同一地区的不同年代)选定的测量标准各不相同。例如，对则量长度我国过去采用的单位是“尺”（古代的（“尺”与现代的“尺”不一样)，欧洲、美洲国家采用的单位是“英尺”。这样，国际交流就会很不方便。人们逐渐认识到，确定测量标准时，应当选取自然界中比较稳定、世界各国都能接受的事物作为标准。鉴于这种认识，国际计量大会制定了一套国际统一的单位制，叫作国际单位制(InternationalSystemofUnits.简称SI)，推荐各国使用。目前，世界上大多数国家和地区已经采用图际单位制，我国的法定单位也是以国际单位制为基础的。八、物体体积的测量测量方法使用的工具单位固体规则体积=底面积*高（长方体、正方体、圆柱体）刻度尺立方米、立方厘米、立方分米等不规则间接测量法（如排水法，也可用沙代替水）量筒或量杯（细棉线、金属环）液体体积量筒或量杯进行测量量筒或量杯升（L）、毫升（mL）液体体积的测量：测量工具——（注意最大量程和最小刻度值）。量筒和量杯都，量筒的刻度均匀，量杯的刻度不均匀，刻度间隔下大上小。量筒的使用方法①选择量程适当的量筒。 ②测量前，量筒必须。③读数时，视线要与。【俯视，会使读数偏大；仰视时，会使读数偏小。量筒越细，刻度间隔大，读数才准确。】九、固体体积的几种测量方法物体特征测量方法形状规则的固体可先直接用刻度尺测出相应的长度，再利用体积公式算出体积，如正方体的体积V=a3，四柱体的体积V=πr2h，长方体的体积V=abc形状不规则的较小固体(不溶于水、不吸水)“排水法”测体积①先在量简中倒入适量水()，读出体积V1，如图所示;②再将固体用细线拴住慢慢放人量简内的水中，并使其被浸没，读出此时水与固体的总体积V2，如图所示;③被测固体的体积V=V1V2漂浮的固体“沉坠法”测体积①将被测物体和能沉人水中的重物用细线拴在一起(重物在下，被测物体在上)，先用手提被测物体上端的细线，只将重物浸没在量简内的水中，读出体积V1，如图所示;②然后将拴好的两个物体一起浸没在水中，读出体积V2，如图所示;③被测固体的体积V=V2V1“针压法”测体积①在量筒内倒人适量的水，读出体积V1，如图所示;②用细长针刺入被测固体并用力将其压人量筒内的水中，使其浸没，读出此时的体积V2，如图所示;③被测固体的体积V=V1V2较大固体“溢水法”测体积将烧杯，且以刚好不溢出为准，此时将固体浸没在烧杯内的水中，且同时用另一容器承接溢出的水，再用量简测出承接到的水的体积V，则V就是所测固体的体积(此法误差较大)十、面积的测量沿着叶子的形状将其画下来，画在透明的坐标纸上。然后数格子。计算格子时，叶片边缘凡超过半格的计算为1，不足半格则不计数。一般画坐标纸时，每个格子长宽各为1cm，所以面积为1cm2。因此，数出的个子数就是叶片的面积数(单位为cm2)。十一、温度的测量1、温度：表示物体的冷热程度。2、测量工具：温度计。它的原理是：利用水银，酒精等的性质。3、常用单位：摄氏度，用“0C”表示，即把冰水混合物的温度定为00C，在标准大气压下水沸腾时的温度定为1000C，把0和100之间分为100等份，每一等份就表示1摄氏度。（如人的体温（口腔温）是“37℃”读作“37摄氏度”；北京一月份平均气温“－4.7℃”读作“零下4.7摄氏度”。）注：0℃的水与0℃的冰冷热程度相同（温度相同）4、温度计的使用方法：选对选择测量范围合适的温度计，防止。若无法估计被测物体的温度，则应先用测量范围的温度计测量，然后再挑选合适的温度计，并使其最小刻度能符合实验准确度放对玻璃泡与被测物体充分接触，示数稳定后读数，将温度计从被测物体中拿出来读数；读数时视线要与温度计内的液面，如图所示读对记对记录数值和单位，0摄氏度以下时，不要忘记负号十二、体温计（1）测量范围，最小刻度值；（2）玻璃泡大，玻璃管较细，准确度高；玻璃泡与玻璃管中间有，水银柱回不下来，故可以离开人体读数。（体温计使用前要消毒，甩几下，体温计只升不降。）（3）其他的温度计：电子温度计、金属温度计、色带温度计、卫星遥感测温度、红外线测温仪等。十三、常见仪器及使用常用实验仪器简单分类仪器主要用途试管1、常用于溶液间的反应或固体与液体间的反应，可直接加热。2、收集少量气体3、暂时盛放药剂烧杯1、用于较多量试剂的反应容器2、溶解物质或配制溶液酒精灯用于加热物质试管夹夹持试管量筒量取液体体积托盘天平称量固体质量胶头滴管吸取和滴加少量试剂蒸发皿（陶瓷做）用于溶液蒸发浓缩或结晶，可直接加热。燃烧匙用于可燃性固体物质的燃烧药匙、镊子药匙用于取粉末状药品，镊子用于取块状药品。细口瓶装液体药品（内磨口）广口瓶装固体药品（内磨口）集气瓶收集、储存少量气体，（上磨口）玻璃棒用于搅拌，引流，转移液体铁架台用于固定或支持仪器锥形瓶可加塞，可进行密封，可做反应容器。漏斗分普通漏斗、分液漏斗、长颈漏斗。在使用长颈漏斗时，注意液封！！十四、实验室安全1.听从老师的指示，未经老师的允许不能擅自进入实验室。2.察看实验室灭火器、急救箱等应急情况处理器材所在的位置，并牢记在心。3.不能用湿手接触实验室电源，不能将小刀、螺丝刀等物品插入电源插孔，以免发生触电事故。4.没有老师的指令，不得试嗅或直接接触任何化学试剂。5.没有老师的允许，不得随意改变实验程序或所用的化学试剂等实验材料，以免发生意外。6.打翻化学试剂或器皿时需立即处理，并及时向老师或实验室管理员汇报。7.任何物品在使用前先看说明书或产品提示语，挥发性、腐蚀性、有毒溶剂等应在排风柜子里取用，用完后立即封住容器。8.如果发生烫伤、烧伤、化学试剂灼伤皮肤或眼睛时，应及时用正确方法处理。实验过程中尤其要注意保护好自己的眼睛。9.不能将固体垃圾或有害有毒溶剂直接倒入水槽，以免造成管道堵塞或环境污染。实验完毕后，将你的实验区域清理干净，并清洗双手。十五、科学探究1.科学探究的一般环节：→建立猜想和假设→→收集证据→→交流与评价。2.对比实验：必须运用法。保证组和组若干因素完全相同，只有一个因素不同，即控制变量，只允许有一个变量。3.实验数量或次数不能，否则会使实验具有偶然性，使实验结论不准确，必须。0303素养提升易错点一、长度测量时存在的一些操作、误差分析由于钢的热胀冷缩，用同一把钢制刻度尺去测量同一块玻璃，在冬天和在夏天的测量结果比较（）A．一样大 B．夏天的测量结果大一些 C．冬天的测量结果大一些 D．无法判定四次测量某一物体的长度分别为：2.12cm、2.13cm、2.14cm、2.35cm。则测量结果应取（）A．2.1cm B．2.13cm C．2.19cm D．2.185cm有一把在0℃准确的钢直尺，用它在20℃环境中测量甲铜棒的长度得l1＝1米，在﹣20℃环境中测量乙铜棒长度得l2＝1米，设0℃时甲、乙两棒的长度分别为l′1，l2′，则正确的判断是（）A．l′1＜1米，l2′＜1米 B．l′1＞1米，l2′＜1米 C．l′1＜1米，l2′＞1米 D．l′1＞1米，l2′＞1米同学想知道分子直径大约有多少，由于分子直径很小，直接用显微镜无法看到，也没有如此小的测量工具。小明分析：如果将很少的油，滴在足够大的水面上，油就能平铺成单分子层（即厚度为一层分子的直径）。请你帮助小明一起完成测油分子直径的实验。①用滴管和量筒测出100滴油的体积，记为V②将少量痱子粉均匀撒在脸盆的水面上，用滴管滴入一滴油，油面散开如图中斜线所覆盖的部分③找一块玻璃板画上边长为L的正方形作标格，盖在脸盆上，视线垂直，描出油面分布的轮廓，记下格数，算出面积为。④计算油分子直径为。某同学欲测量一根细铜丝的直径，他的实验步骤如下：①用刻度尺测出细铜丝的长度L1。②将细铜丝紧密排绕在铅笔杆上。③用刻度尺测出圆铅笔杆上铜丝绕圈总长度L2。④数出排绕在铅笔杆上的细铜丝的圈数n。⑤用铜丝的长度L1除以铜丝的圈数n，即得细铜丝的直径d。以上步骤中，没有必要的步骤是（填序号）。（2）错误的步骤是（填序号），将此操作改正为。（3）若在绕铜线的时候绕的太松，会使最终的结果（选填“偏大”或“偏小”或“无影响”）。（4）若刻度尺使用的是木质的，木尺受潮后膨胀，用它测量物体的长度，测出的结果将比真实值偏（选填“偏大”或“偏小”或“无影响”）易错点二、体积测量时的仰视俯视操作及误差分析一枚回形针的体积有多大呢？小珂同学准备用所学的科学测量的知识来解决这个问题。她准备的器材有烧杯、足量的水、细线、回形针20枚、量筒。请回答下列有关问题：小珂的实验过程如下：Ⅰ.将量筒放在水平工作台上；Ⅱ.向量筒中倒入适量的水，记下水的体积V1；Ⅲ.将一枚回形针轻轻地放入量筒内的水中，沉底后，读出此时水面所指示的体积V2；Ⅳ.计算一枚回形针的体积。（1）你认为她的这种操作可行吗？若不可行，请改正。。（2）改正后，回形针的体积表达式V＝。（3）交流评价：关于步骤Ⅲ的操作对回形针的体积测量值的影响，相关评价合理的有：。A.若回形针有小部分露出水面，测量值会偏大B.若回形针取出时有部分水带出，测量值会偏大C.若回形针金属丝上有气泡附着，测量值会偏小D.若回形针上有些部位生锈，测量值会偏大如图所示有一薄壁容器，小张先用刻度尺测量出容器底部的直径为D，向容器内倒入适量的水，用刻度尺测出水柱的长度为L1，后用盖子盖住容器口，将容器倒置，用刻度尺测出，最后得出容器的容积V＝。（用测量出的已知量表示V）一枚回形针的体积有多大呢？小珂同学准备用所学的科学测量的知识来解决这个问题。她准备的器材有烧杯、足量的水、细线、回形针若干、量筒（都能放入回形针，量筒A量程为200mL、最小刻度值为5mL，量筒B量程为100mL、最小刻度值为1mL）。请回答下列有关问题。（1）估计所选回形针的体积，观察测量工具的量程、最小刻度值，她应该选择测量（选填“量筒A”或“量筒B”）。（2）小珂的实验过程如下。Ⅰ将量筒放在水平工作台上。Ⅱ向量筒中倒入适量的水，记下水的体积V水。Ⅲ。Ⅳ计算一枚回形针的体积，其体积表达式V回形针＝。（3）如果小珂在操作将Ⅱ、Ⅲ两步颠倒，这样测量的结果会。（填“偏大”、“偏小”或“不变”）玩游戏用的游戏币（放入水中会沉于水中），其形状类似于圆柱形，其表面凹凸不平，如图所示。学习了测量新知识的小虞特别想知道一枚游戏币的直径与体积有多大，于是马上进行了测量。（1）经过思考，他设计了以上四种测圆柱体直径的方法，你认为图是正确的。（2）采用了正确方法后，小虞进行了五次测量，结果分别是2.20厘米、2.21厘米、2.95厘米、2.20厘米、2.22厘米，你认为他得到的结果是厘米。（3）小虞用排水法测量游戏币的体积时，他按图戊A方式读取水的体积，然后再按图戊B方式读取水和游戏币的总体积，如此测得游戏币的体积比实际体积。（填“偏大”或“偏小”）甲、乙两同学分别用量筒测量一个小石块的体积。甲同学的做法是先将石块置于量筒中，同时往量筒中注入水，使水全部浸没石块，记下水的体积V1然后取出石块记下取出石块后水的体积V2；计算石块的体积为V1﹣V2乙同学是先在量筒里注入适量的水，记下水的体积V1；然后轻轻放入石块，使量筒里的水完全浸没石块，记下此时水及石块的体积V2；计算石块的体积为V2﹣V1。（1）为了使实验结果更准确你将选择哪种方法（选填“甲”或“乙”）。（2）实验后两同学对结果进行了讨论，以下操作会导致乙同学测量结果偏小的。A.注入一定量水后仰视读数，其余读数正确B.待小石块浸没后俯视读数，其余读数正确C.浸入的小石块会吸收水分，读数均正确D.捆绑小石块的绳太粗，读数均正确（3）甲同学提出量筒也可以测量气体体积（如图2所示），利用等效替代法。通过读取液体的体积来测量气体体积，如图2装置中能实现这一目的是，理由是。易错点三、温度计体温计的使用一支刻度均匀但读数不准的温度计，在1标准大气压下把它放在冰水混合物中时，示数为4℃。当冰融化后，水温度升高到x℃时，发现它的示数恰好与真实温度相等。让水温再增加10℃，温度计的示数只增加了9℃。用此温度计去测量1标准大气压下沸水的温度时，其示数为y℃。则x、y的值分别为（）A．24、90 B．28、92 C．40、94 D．48、98有一支温度计刻度均匀但不准确，在标准大气压下，将温度计放在冰水混合物中示数是﹣5℃，放在沸腾的水中示数为105℃，现放在室内空气中示数是17℃，则室内空气的实际温度是（）A．17℃ B．20℃ C．23℃ D．19.2℃体温计的玻璃泡与毛细管连接处有一管径更细的弯管，可以让体温计离开人体读数，在每次测量前必须将毛细管中的水银甩回到玻璃泡中。一位粗心的同学用已甩过的同一支体温计连续测量了甲、乙、丙三个同学的体温，中途没有将水银甩回玻璃泡内，结果三人的体温都是37.8℃，有关三人的真实体温，下列说法正确的是（）A．三人的体温都是37.8℃ B．甲的体温是37.8℃ C．乙、丙两人的体温都低于37.8℃ D．乙、丙两人的体温都高于37.8℃用体温计测量病人甲的体温，示数是38℃，如果该体温计未经甩过就用来测量病人乙的体温，示数也是38℃。下列判断正确的是（）A．乙的体温一定等于甲的体温 B．乙的体温不可能等于甲的体温 C．乙的体温不可能高于甲的体温 D．乙的体温一定低于甲的体温如图是生活中常见的体温计和实验室用温度计，下列说法正确的是（）A．可以将体温计放入沸水内消毒 B．体温计的测量精确度比实验室用温度计高 C．如图体温计所示温度属于人的正常腋窝温度 D．体温计和实验室用温度计测完温度后都应用力甩几