拔尖专训11　实验方案的设计课件人教版物理八年级上册

人教版八年级上拔尖专训11实验方案的设计1.

小明放学时发现交警在学校门前的街道设置了限速30

km/h的标志牌。仔细的小明怀疑经常有车辆经过此处时

超速。在没有安装测速仪的情况下，小明想设计一个实验

方案，测量校门前行驶车辆的平均速度是否超速。(1)实验器材：

、

⁠。【点拨】(1)实验器材：要测量平均速度需要用秒表测量时

间，用卷尺测量路程，所以需要秒表和卷尺。秒表卷尺1234567891011(2)实验步骤：①在校门口前的街道边标识A、B两点，然后

⁠

⁠；②让一名同学站在A点，另一名同学站在B点；③汽车车头行驶至A点时，A点处的同学举手示意，同

时B点处的同学用

(填入器材)开始计时，汽车

车头行驶至B点时，B点处的同学

，记录

汽车从A点到B点行驶的时间t；④利用公式

算出汽车的平均速度。用卷尺

测出两点间的距离s

秒表停止计时

1234567891011

【点拨】12345678910112.

[2024·西安一模]为了探究声音的特性，在课堂上老师要求

同学们利用提供的小物品设计几个小实验。老师提供的物

品有钢尺、塑料梳子、硬纸片、钢笔(有笔帽)、几个一样

的玻璃杯、一小桶水、小木棒。1234567891011探究目的实验操作示例：探究影响音调高低的

因素用硬纸片以不同的速度划过

梳子的梳齿，对比所发出声

音的音调1234567891011探究目的实验操作探究影响音色的因素拿小木棒用大小相同的力分

别敲击形状相同的玻璃杯、

塑料杯、钢杯，对比所发出

的声音的特点探究影响音色的因素拿小木棒用大小相同的力分

别敲击形状相同的玻璃杯、

塑料杯、钢杯，对比所发出

的声音的特点1234567891011探究目的实验操作探究影响音调高低的因素在几个玻璃杯中装入不同质

量的水，然后拿小木棒用大

小相同的力敲击玻璃杯，对

比所发出声音的音调探究影响音调高低的因素在几个玻璃杯中装入不同质

量的水，然后拿小木棒用大

小相同的力敲击玻璃杯，对

比所发出声音的音调1234567891011探究目的实验操作探究影响响度大小的因素用硬纸片以相同的速度、不

同的力划过梳子的梳齿，对

比所发出声音的响度(合理即

可)探究影响响度大小的因素用硬纸片以相同的速度、不

同的力划过梳子的梳齿，对

比所发出声音的响度(合理即

可)1234567891011能正确区分声音的三要素并能够搞清影响它们的因

素：音调指声音的高低，是由发声体振动的频率决定的，

频率越高，音调越高；响度指声音的强弱，是由发声体的

振幅决定的，振幅越大，响度越大；音色由发声体的材

料、结构决定。【点拨】12345678910113.

[新考法·方案设计]为了验证酒精灯的外焰的温度比焰心

高，如图所示。有两支相同规格的试管和水，请写出两种

验证的方法(可画图说明)，除提供器材外，还可任选器材

及测量仪器，要求说出验证的依据。1234567891011方法一：

⁠

⁠

⁠

⁠。在两试管中加入适量的相同质量的水，分别用

酒精灯的外焰和焰心加热(加热时轻轻晃动试管)，观察到

用外焰加热的试管中的水先沸腾，说明酒精灯外焰的温度

比焰心的温度高1234567891011方法二：

⁠

⁠

⁠

⁠。将一根小木棒横放在燃着的酒精灯火焰中，约

1～2

s后取出，可观察到外焰处的小木棒已烧焦，焰心处

的小木棒被烧的程度比外焰处弱，以此可以说明外焰温度

比焰心的温度高(答案不唯一，合理即可)

12345678910114.

[2024·重庆一模]小明猜想：“玻璃杯的杯口面积越

大，里面所装等质量的热水降温越快”。请在图中选

取合适的器材(A、B、C、D为玻璃杯，提供足够多的

热水)，设计实验验证其猜想，并填写实验报告。

(注：所有玻璃杯均为规则容器，包裹同种隔热材料，

不考虑杯底和杯壁的厚度)1234567891011(1)实验目的：

⁠

⁠。探究玻璃杯的杯口面积越大，里面所装

等质量的热水降温是否越快1234567891011(2)实验器材：

(填代号)。【点拨】(2)根据控制变量法可知，应该选用杯口面积不

同，容积相同的A、C两玻璃杯、温度计2支E和秒

表F。A、C、E、F

1234567891011(3)请写出实验步骤和判断小明猜想是否正确的依

据：

⁠

⁠

⁠

⁠

⁠

⁠。实验步骤：①在A、C杯中装满温度相同、质量

相同的水；②将2支温度计分别放入A、C两杯中，玻

璃泡全部浸入水中，不要碰到玻璃杯底和玻璃杯壁，

并记录水的初始温度，开始计时；③用温度计每隔5

min记录玻璃杯A、C中水的温度，重复5次，记录对应

的温度，填入下表；④分析数据，得出结论。

1234567891011【解】

温度玻璃杯

t0t1t2t3t4t5AC判断：如果C杯中的水温度降低较快，则小明的猜想正确；如果A杯中的水温度降低较快或两杯水降低温度速度相同，则小明的猜想错误12345678910115.

小明站在博物馆的展厅透过玻璃板欣赏艺术品的同时，也

可以看到展台上的壁纸及自己在玻璃板后的像。小明根据

该现象设计了在展厅上粗测展室长度d的实验(如图所

示)，实验步骤如下，请完成实验报告的相关内容。1234567891011(1)实验目的：测量展室长度d。(2)实验器材：

⁠。【点拨】(2)实验中需要测量出小明到玻璃板的距离，所以

需要用卷尺。卷尺1234567891011(3)实验过程和实验数据：①小明相对于玻璃板前后移动直到观察到

⁠

⁠。②

⁠。自己的像与壁

纸重合，并记录小明此时的位置用卷尺测出小明此时到玻璃板的距离1234567891011【点拨】(3)①根据像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离

相等，小明相对于玻璃板前后移动直到观察到自己的像落

在壁纸上，并记录此时小明自己站立的位置。②用卷尺测

出小明此时站立的位置到玻璃板之间的距离。1234567891011(5)这份实验报告中漏了“实验原理”，请你给它补上。实验原理：

⁠。平面镜成像(或光的反射)

(4)实验结论：步骤(3)中量得的距离就是展室长度d。12345678910116.

[2024·晋城一模]在汽车车窗玻璃上粘贴一层很薄的膜(汽

车膜)，这种膜能够阻隔太阳光中的紫外线与红外线，给

驾驶者提供更舒适的驾驶环境。小明查阅资料：紫外线可

以使人民币上的荧光物质发光。请你根据以上信息，设计

实验观察汽车膜阻隔紫外线的效果。(1)实验器材：

⁠

⁠。紫外线灯、人民币一张、玻璃板、汽车

膜1234567891011(2)实验步骤：

⁠

⁠

⁠

⁠

⁠

⁠

⁠。①保持紫外线灯与人民币的距离一定，

打开紫外线灯，观察人民币上的荧光物质的发光情

况；②保持紫外线灯与人民币的距离一定，将玻璃板

放置在紫外线与人民币之间，打开紫外线灯，观察人

民币上的荧光物质的发光情况；③在玻璃板上粘贴玻

璃膜，再次将贴膜的玻璃板放置在②中的位置，观察

人民币上的荧光物质的发光情况1234567891011(3)实验结论：

⁠

⁠

⁠

⁠

⁠。若步骤③与步骤②相比较，人民币上的

荧光物质发光明显减弱，说明汽车膜阻隔紫外线的效

果较好；若步骤③与步骤②相比较，人民币上的荧光

物质发光变化不明显，说明汽车膜阻隔紫外线的效果

较差12345678910117.

[2024·深圳期末]光速的测定在物理学中有多种方法，在

1879～1926年的40多年时间里，物理学家迈克尔逊为光速

的测量付出了很多努力，并且根据速度公式测量出了光

速。迈克尔逊八面棱镜法的实验装置如图甲所示，其中A

为可绕固定的中间轴转动的八面棱镜(图示为俯视图)，S

为激光发射器。当A转动到图示位置静止时，θ的大小为45°，再经光反射器M(内部结构未画出，用虚线框表示)平行反射回到A的镜面3，光束经A的镜面3反射后，最终到达接收装置C。1234567891011(1)图乙是小明关于M的内部结构的三个猜想，可以实现M

的功能的是

(填字母)。C

1234567891011(1)由于激光发射器S发出的光束经A的镜面1反射，再经光反射器M平行反射回到A的镜面3，因此可知，入射光线经两次反射后能和原来的入射光线平行，由于凸透镜不能将光返回，一块平面镜反射后的光线不能和原来的入射光线平行，故AB不符合题意；经两块互为垂直的平面镜反射后的光线能和原来的入射光线平行，故C符合题意【点拨】1234567891011(2)若A保持图示位置静止不动，仅对调实验原理图中激光

发射器S和接收装置C的位置，则C

(填“能”或

“不能”)接收到来自S发出的光。能1234567891011(2)本实验利用的光学原理是光的反射；由于光路是可逆的，则A保持图示位置静止不动，仅对调实验原理图中激光发射器S和接收装置C的位置，则C能接收到来自S发出的光。【点拨】1234567891011(3)若转动A使图示中的θ变为30°，S和C的位置静止不

动，则C

(填“能”或“不能”)接收到来自S发

出的光。不能1234567891011【点拨】(3)若转动A使图示中的θ变为30°，S和C的位置静止不动，由于镜面1反射的光线不能进入光反射器M，所以C不能接收到来自S发出的光。1234567891011(4)现使A逆时针转动起来，当A的镜面1转至镜面2所在位

置时，则C

(填“能”或“不能”)接收到来自S发

出的光；当A转动一周，接收装置C可接收到

⁠次来

自S发出的光。能8

1234567891011(4)现使A逆时针转动起来，当A的镜面1转至镜面2所在位置时，光线重复原来的光线传播路径，所以C能接收到来自S发出的光。八面棱镜有八个侧面，则有八个侧面的中心点，由图可知，八面棱镜快速转动一周，接收装置C能接收到8次激光的照射。【点拨】1234567891011(5)若把图示中A到M的距离设为L

m(距离长达几十千米)，

且远大于光在M内传播的距离以及S和C到八面棱镜的

距离，现使八面棱镜由静止转动起来，并缓慢增大其

转速(1秒内转过的圈数)，当每秒转动圈数达到n0时，

接收装置C中再次接收到来自S发出的光，由此可得出

光速c的表达式为

⁠。16n0L

m/s

1234567891011

【点拨】12345678910118.

[2024·深圳期末]学完凸透镜成像规律后，某兴趣小组用焦

距为10

cm的凸透镜以及其他素材自制了投影仪模型和照

相机模型。(1)[器材选择]1234567891011①投影仪模型中投影片A与凸透镜B的间距是

⁠

(填“物距”或“像距”)。②要选合适长度的纸筒来作为照相机模型的外纸筒。

现有三种规格的纸筒，其长度分别为5

cm、10

cm、20

cm，应选择

cm的纸筒。物

距20

1234567891011A.

全透明的塑料膜B.

绘画用的薄宣纸C.

白色不透光卡纸D.

黑色不透光卡纸③照相机模型中充当胶片的膜(a位置)应该用以下哪种

素材制作

(填字母)。B

1234567891011④实验室有焦距相同、直径不同的两种透镜，想让成

像更加亮，应该选择直径较

(填“大”或“小”)

的凸透镜制作照相机模型。大1234567891011(1)①物体与凸透镜间的距离称为物距，即投影仪模型中投影片A与凸透镜B的间距是物距。②照相机的像距在1倍和2倍焦距之间，凸透镜焦距为10

cm，故像距在10

cm和20

cm之间，所以应该选择20

cm的纸筒。③照相机模型中充当胶片的膜，既要可以承接像，又要可以观察到像，应该选择半透明的薄膜，所以应选择绘画用的薄宣纸制作，故选B。④直径大的透镜透过的光线多，像会更亮，所以想让成像更加亮，应该选择直径较大的凸透镜制作照相机模型。【点拨】1234567891011(2)[实验操作]完成模型制作后，小组成员用投影仪展示相关

影像，发现成倒立的像。为了看到正立的像，应进行的操

作是

⁠。【点拨】(2)投影仪成的是倒立、放大的实像，为了看到正立

的像，应进行的操作是将投影片倒着插。将投影片倒着插12345678910119.

如图甲是某湿地的地图，怎样知道它的面积S呢？小雨查

资料得知测绘人员采用一种“称地图，算面积”的转换测

算方法。他仿照这一方法找来一张质量、厚度均匀的长方

形硬纸板，将湿地地图等比例地画在硬纸板上(如图乙)，

并借助电子秤、刻度尺、剪刀等测量且算出了湿地地图的

面积。1234567891011请你帮他完成接下来的测量步骤，并推导出湿地地图面积

的表达式。测量步骤：

⁠

⁠

⁠

⁠。

⁠

质量、厚度均匀的硬纸板上；②剪下画在硬纸板上的

“地图”，用电子秤称出它的质量M图；③在相同硬纸板

上再剪一个形状规则、面积为S样的样品，称出其质量m样

1234567891011表达式：S＝

。(用已知量、测得量表示)

1234567891011

【点拨】123456789101110.

[2024·重庆阶段练习]为预防流感，小健用密度为0.8

g/cm3的纯酒精配制了浓度为75％的酒精溶液。他查

阅资料得知浓度为75％的酒精溶液的密度为0.85

g/cm3。为检验配制的酒精溶液是否合格，他进行了

以下实验操作。1234567891011(1)将天平放在水平台上，并将游码移至标尺左端的零刻

度线处，横梁静止时指针指在分度盘左侧，此时应将

平衡螺母向

(填“左”或“右”)调节，使横梁

在水平位置平衡。右1234567891011(1)将天平放在水平台上，并将游码移至标尺左端的零刻度线处，横梁静止时指针指在分度盘左侧，此时应将平衡螺母向指针偏转的反方向调节，即向右调节，使横梁在水平位置平衡。【点拨】1234567891011(2)先用天平测出烧杯和酒精溶液的总质量，如图甲，再

将烧杯中的一部分酒精溶液倒入量筒中，如图乙，则

量筒中酒精溶液的体积为

cm3。40

1234567891011【点拨】(2)如图乙所示，量筒的分度值为2

mL，则量筒中酒精溶液的体积为40

mL＝40

cm3。1234567891011(3)用天平测出烧杯和剩余酒精溶液的质量，如图丙所

示，为

g。【点拨】(3)图丙标尺的分度值为0.2

g，游码在标尺上对应

的刻度值为2.4

g，故烧杯和剩余酒精溶液的总质量m2

＝20

g＋20

g＋5

g＋2.4

g＝47.4

g。47.4

1234567891011(4)根据实验数据，可计算得出小健配制的酒精溶液的密

度为

g/cm3。为使酒精溶液达到配制要求，

他应向其中添加适量的

(填“纯酒精”或

“水”)。0.875

纯酒精1234567891011

【点拨】1234567891011(5)若小健在将烧杯中的部分酒精溶液倒入量筒的过程

中，烧杯和量筒内壁都沾有部分酒精溶液，则测得的

酒精溶液密度

(填“偏大”“偏小”或“无影

响”)。偏大1234567891011(5)若小健将烧杯中的部分酒精溶液倒入量筒的过程中，烧杯和量筒内壁都沾有部分酒精溶液，则测出的酒精体积偏小，根据密度公式可知，测得的酒精溶液密度偏大。【点拨】1234567891011(6)小健在整理器材时，发现刚才两次都使用过的20

g砝

码生锈了，则测得的酒精溶液密度

(填“偏

大”“偏小”或“无影响”)。无影响1234567891011(6)砝码生锈后，自身质量变大；当测量同一物体的质量时，需要少移动游码，才能使天平平衡，所以测得的质量小于物体的实际质量，但是在此实验中我们是将两次实验结果相减来计算量筒内酒精的质量，所以对最后的质量无影响，故对测得的酒精溶液密度无影响。【点拨】1234567891011(7)小健想到了一个不使用砝码和量筒也可以测出酒精溶液密

度的方法。他从家里的药箱中找出两根完全相同的、刻度

线清晰但示数模糊的胶头滴管，并进行以下操作：a.如图丁所示，分别在两个相同的烧杯中倒入体积大

致相同的水和酒精溶液，并分别用两根胶头滴管吸取

刚好到达滴管最大刻度线的水和酒精溶液；1234567891011b.将盛有水的烧杯放在已调平的天平左盘，盛有酒精

溶液的烧杯放在天平右盘；拨动游码，使天平平衡，

记下此时游码的读数m1＝4.2

g；c.将胶头滴管中的酒精溶液全部滴入右盘的烧杯

中，拨动游码，使天平平衡，记下此时游码的示数

m2＝0.6

g；1234567891011d.接着再将另一