13-14科学观察科学测量（原卷版）

1.31.4科学观察科学测量【知识网络】【知识掌握】科学观察观察和实验是进行科学研究的重要方法。观察是人们有目的、有计划地感知和描述客观事物的一种科学认识方法，它是一种基本的认识活动，贯穿于整个科学研究中。怎样观察：①用心观察（有目的、有计划，具备有准备的头脑）；②有些时候单凭我们的感官进行观察还不能对事物做出可靠的判断，因此要借助仪器和工具来帮助我们做出准确的判断；③科学观察有直接观察（凭感觉器官）和间接（使用仪器）观察；④对观察的结果要客观、有效、规范的记录。数据记录的方法：文字描述、表格记录、图形记录。在实验过程中，我们应仔细观察实验现象，记录、整理和分析实验数据，在对实验现象和实验数据认真分析和判断的基础上，得出科学结论。将鸡蛋放入清水中会下沉，向清水中加入食盐后，鸡蛋将上浮，最后漂浮在水面上。（在溶解食盐时，要用到玻璃棒搅拌，搅拌的目的是：加快溶解速度。）科学测量测量是一个将待测的量与公认的标准量进行比较的过程。测量内容仪器国际单位常用单位长度刻度尺米（m）1千米=1000米、1米=100厘米=1000毫米1米=106微米=109纳米体积量筒立方米（m3）1立方米=1000升、1升=1000毫升、1毫升=1立方厘米温度温度计开尔文(K)摄氏度（℃）一、长度的测量：感受长度的大小：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：1）放正确：刻度线紧靠被测物体，零刻度线对准被测物体的一端（零刻度线磨损、尺面较厚）看正确：视线与刻度尺面垂直。读正确：读数=准确值+估计值+单位。记正确：被测物体的长度=准确值+估计值+单位。读数时要估读到最小刻度的下一位。刻度尺的最小刻度由倒数第二位决定的。一些特殊的测量仪器有声纳、雷达、激光等。特殊长度的测量以曲化直法：用一根质软、易弯曲、没弹性的细棉线在地图上按弯曲和走向将细线覆盖在线路上，然后将细线拉直，量出长度，根据比例尺算出铁路实际长度。组合法（卡尺法）：用两块直角三角板和直尺，注意零刻度线。测多算少法（累积法）：适用于纸张的厚度、金属细的直径等的测量。以轮代展—替代以法：如：1.用刻度尺测出自行车车轮的周长L；2.推着自行车从学校到家里，数出车轮转过的圈数n；3.算出学校到家的距离：S＝nL。怎样用普通的刻度尺测量一张纸的厚度？先测出一百张纸的厚度为L，然后除以一百。如何用刻度尺测量一根长而细的金属直径？把细金属紧紧的在钢笔上绕20圈，用刻度尺量出长度L，除以20。测形状不规则物体的面积测量——方格法（割补法），四舍五入。二、物体体积的测量（体积是物体占有空间的大小）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——量筒或量杯（注意最大量程和最小刻度值）。量筒和量杯都没有零刻度线，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，量筒必须平放在水平桌面上。③读数时，视线要与凹形液面最低处相平。【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。】不规则固体体积的测量：采用排水法。【所用器材：小石块、量筒、细线等；步骤：①在量筒中加入适量（加入的水能完全浸没物体，但浸没后有不会超过量程）的水，读出读数V1；②用细线系住小石块，轻轻放入量筒中，读出读数V2；③计算：小石块的体积V2—V1。】如何测量形状不规则而又放不进量筒的物体(譬如皇冠)的体积呢？（溢水法）如何测量不规则而易溶于水的物体(譬如冰糖)的体积呢？（小石块体积中水换成沙或糖）三、温度的测量温度：表示物体的冷热程度。测量工具：温度计。它的原理是：利用水银，酒精等液体的热胀冷缩的性质。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）温度计的使用方法：根据测量目的，选择量程适当的温度计。切勿超过它的量程。测量时，手握在温度计的上方。温度计的玻璃泡要与被测物体充分接触，但不能碰到容器底和壁。温度计的玻璃泡浸人被测液体后，不能立即读数，待液柱稳定后再读数。一般不能将温度计从被测物体中拿出来读。读数时，视线要与温度计内液面相平。零上温度如250C，读做二十五摄氏度。零下温度如—80C，读做零下八摄氏度。 注：温度计内径越细，刻度间隔越大，读数越准确。体温计：（1）测量范围35——420C，最小刻度值0.10C；（2）玻璃泡大，玻璃管较细，准确度高；玻璃泡与玻璃管中间有一段特别细的弯曲，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。）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。【例题精析】例1．下列四个都是本学期课本中的观察实验，其中实验过程中没有借助放大镜作为观察工具的是（）A．观察手指指纹的纹路B．观察蜗牛的外形C．观察草履虫的形态结构D．观察方形蔗糖的构成颗粒例2．观察是重要的科学研究方法。以下是某同学在科学活动课上，调查观察校园里生物的记录，其中正确的是（）A．干燥的水泥路上，有许多蜗牛在爬行B．道路两边笔直的银杏树，果实早已成熟C．池塘里的衣藻、岸边的葫芦藓属于苔藓植物D．草地上的蚂蚁、花丛中的蝴蝶属于无脊椎动物例3．在一次进行盐水体积测量的实验中，坐在座位上的小科同学按实验要求对放在课桌上量筒中的盐水进行了读数，站在他身后的小明同学也同时进行了读数，他们将数据记录在了数据表格中，分别是40mL和43mL，那么盐水的体积应该是（）A．41.5mL B．40mL C．42mL D．43mL例4．如图是一本七年级科学课本，小科用同一把刻度尺测量该书的长度，记录的结果分别是25.19cm、25.18cm、26.20cm、25.19cm，其中错误的结果和最接近课本的真实值分别是（）A．25.19cm25.44cm B．26.20cm25.44cmC．26.20cm25.19cm D．26.20cm25.187cm例5．中考百日倒计时日历本共有100页（50张），某同学用刻度尺进行了四次测量，量出这本日历本的厚度为2.00厘米、3.95厘米、1.95厘米、2.05厘米，则每张日历纸的厚度约为（）A．0.05厘米 B．0.04厘米 C．0.03厘米 D．0.02厘米例6．塑料盒不能沉入水中。为了测量它的体积，某同学采用了如图所示的方法（绳子体积忽略不计），下列说法正确的是（）A．塑料盒的体积是1cm3B．没有步骤A和C也能测出塑料盒体积C．根据C和D可以测出塑料盒的体积D．塑料盒浸没深度的大小对测量结果有影响例7．警察常根据脚印的长度来推断罪犯的身高。人脚印的长度与身高有什么关系？小金大胆猜测：人的身高和脚长存在一定的倍数关系。为了验证自己的猜想，小金测量了家中部分成员的脚长和身高，并记录在下表中。成员爸爸妈妈爷爷奶奶弟弟身高（cm）171.50154.00168.00148.00123.00脚长（cm）23.5023.5024.1722.0019.00①7.306.556.956.736.47（1）请将表格①处填写完整。（2）从上述数据可得出的实验结论是。（3）另一同学觉得该实验存在明显不足，理由是。例8．由于“新冠”疫情的持续，外加“双减”政策中托管服务的落地，学校要求学生每天在校进行“三检”，分别是晨检、午检和晚检。请回答：（1）晨检时值周老师用红外线测温仪测得小科同学体温如图甲所示，可以判断小科的体温为（填“正常”或“不正常”）。（2）小虹同学早上起来感觉有点头晕发热，妈妈送她去医院做了检查。医生用体温计给她测体温，测得小虹体温如图乙所示，为℃，接着又给她化验血液以及核酸检测等。医生采取这些行动的直接目的是为了（填字母编号）。A．建立假设B．获取事实与证据C．制定计划D．提出问题（3）小虹在测量体温后仔细观察该体温计的结构，她的想法正确的是（填字母编号）。A．该体温计能准确到0.01℃B．用该体温计也可以测量冰水的温度C．该体温计可以离开人体读数D．该体温计形状接近三棱柱，主要目的为美观【巩固提高】一、选择题1．为了探究运动与静止的鸡蛋撞击时谁更容易破，小科让鸡蛋分别从斜面上的A，B，C三处由静止释放，撞击静止在水平面上的另一只相同的鸡蛋。实验结果是：第一次两只鸡蛋都破；第二次甲鸡蛋完好，乙鸡蛋破；第三次两鸡蛋都不破。接下来的步骤是（）A．得出“与鸡蛋运动和静止无关的”结论B．得出“静止的鸡蛋更易破”的结论C．在B处释放再重复做几次实验D．分别在A，B，C处释放再重复做几次实验2．体温计水银面指在37.5℃上，某同学在未甩的情况下，分别量出生病同学的体温，测得的结果第一次为37.5℃，第二次为38.5℃，第三次为38.5℃则（）A．只有第一、二次正确B．第二次肯定正确，第一、三次一定错误C．只有第一、三次正确D．第二次肯定正确，第一、三次也可能正确3．有甲、乙、丙三种量筒，它的测量范围和最小刻度分别为甲：100毫升，1毫升；乙：50毫升，2毫升；丙：50毫升，1毫升。现要量取45ml水，应选择上述哪一种量筒进行测量()A．甲 B．乙 C．丙 D．都可以4．有一支温度计，在标准大气压下，当它的玻璃泡浸没在冰水混合物中时，管内水银面的高度是3cm，当它的玻璃泡浸没在沸水中时，管内水银面的高度是28cm，如果用这支温度计测量某一杯水的温度，这时温度计内水银面的位置在8cm处，这杯水的实际温度是（）A．20℃ B．32℃ C．24℃ D．36℃5．现在通用的鞋的号码数是指人的脚跟到趾尖的距离的厘米数。一位同学想请人在外地给他买一双合适的球鞋，他利用手头仅有的一把受潮膨胀的木尺测出自己的脚长是23cm，则他应该买下面列出的哪个号的鞋最合适（）。A．22号 B．22号半 C．23号 D．23号半6．小科用体温计给一位生病的同学量体温，结果读数为38.4℃。在未甩的情况下，小科消毒该体温计后依次给甲、乙、丙三位同学量体温，测得结果：甲为38.4℃，乙为39.6℃，丙为39.6℃。则（）。A．只有甲、乙正确B．只有乙、丙正确C．甲、乙、丙都正确D．乙肯定正确，甲和丙也可能正确7．下列单位换算过程中，正确的是()A．2.9米＝2.9×1000＝2900毫米B．2.9米＝2.9米×1000＝2900毫米C．2.9米＝2.9米×1000毫米＝2900毫米D．2.9米＝2.9×1000毫米＝2900毫米8．下列对操作导致的结果分析不正确的是()A．在用试管做液体加热实验时，若试管底部与灯芯接触，则试管容易发生破裂B．一刻度尺的刻度比标准刻度间隔小些，则用这把刻度尺测得的数值比真实值大C．用累计法测细金属丝的直径时，若线绕得不紧密，则测量值比真实值大D．用钢直尺在冬天和夏天分别测同一物体长度时（不考虑所测物体的变化），则夏天的测量值比冬天大二、填空题9．小明游览南京长江大桥时，发现桥面有条宽窄不一的裂缝，他用刻度尺测得裂缝某处宽为7.00cm，他使用刻度尺的分度值是。为了得到该裂缝的平均宽度，小明应该在裂缝的（同一/不同）位置多次测量取平均值，从冬季到夏季，由于温度升高，该缝隙会变（宽/窄）。三、实验探究题10．降落伞是让人或物体从空中安全降落到地面的种工具，广泛用于应急救生、空投物资等。某STEM项目学习小组同学对降落伞下降的快慢与哪些因素有关产生了兴趣，并开展了以下探究。[实验器材]①纱布、棉布、防水布：②小沙包若干；③剪刀、刻度尺、透明胶带、绳子、天平、秒表。[提出问题][建立假设]假设一：降落伞下降的快慢可能与伞面材料有关；假设二：降落伞下降的快慢可能与伞面面积有关；假设三：降落伞下降的快慢可能与伞和重物的总质量有关。[收集证据]如图，将沙包挂在降落伞上，并使它从同一高度自由下落。下表是所有的实验记录，根据实验记录回答下列问题。组别伞面材料伞面面积(cm2)伞和重物的总质量(g)降落时间(s)第1次第2次第3次平均1纱布12001008.68.58.78.62棉布12001009.39.59.49.43防水布120013010.710.810.910.84防水布150013013.113.413.413.3[得出结论]⑴分析比较(填组别)的实验记录，可得出的结论是：在伞面材料相同时，降落伞下降的快慢与伞面面积有关。⑵分析比较1、2组的实验记录，可得出的结论是：。11．如图是纸做的“竹蜻蜓”，在空中释放时能旋转下落。小明为探究影响“竹蜻蜓”下落快慢的因素，取翅身、翅尾长度不相同的“竹蜻蜓”，结合回形针从2.5米高的平台静止释放，并记录落地的时间，实验结果如下表。组别翅身长度（厘米）翅尾长度（厘米）翅身负重竹蜻蜓下落的时间1440T12450T23540T3445一枚回形针T4545两枚回形针T5（1）为保证“竹蜻蜓”的下落轨迹呈直线型，实验应在的环境中进行。（2）小明在“竹蜻蜓”的翅身增加回形针进行实验，基于的假设是。（3）实验结果发现“竹蜻蜓”的下落随翅身长度和翅尾长度的增大而加快。若翅尾长度对“竹蜻蜓”下落快慢的影响大于翅身长度，则“T1、T2、T3”三者应满足的关系为。A．T1>T2>T3B．T2>T1>T3C．T1>T3>T2C．T3>T2>T112．17世纪时，意大利伟大的物理学家伽利略曾设计过一种温度计，其结构为：一根麦秆粗细的玻璃管，一端与鸡蛋大小的玻璃泡相连，另一端竖直插在水槽中，并使玻璃管内吸入一段水柱，根据管内水柱的高度的变化，可测出相应的环境温度。为了探究“伽利略温度计”的工作过程，课题小组的同学按照资料中描述，自制了如图所示的测温装置，图中A为一个小塑料瓶，B为饮料吸管，通过一个软木塞与A连通，管的下端竖直插在一个大水槽中，使吸管内外的水面有一高度差h。在不同温度下，课题组分别测出了对应的水柱高度h：温度（℃）1721232527高度h（cm）30.019.714.69.44.2相邻高度的高度差Δh(cm)5.25.1M5.2（1）水柱高度h随温度的升高而（填“升高”、“降低”或“不变”）；（2）根据表中数据，计算出空格M的数值为。（3）该温度计的工作原理是（填“液体的热胀冷缩”或“气体的热胀冷缩”）。（4）若在不同的高度，吸管上刻有对应的温度值，则吸管上温度的数值从上往下看，依次是由（填“由大到小”或“由小到大”）。13．小江和小丽两同学分别用量筒测量一个小石块的体积。小江同学的做法：先将小石块置于量筒中，同时往量筒中注入水，使小石块全部浸没水中，记下水和小石块的总体积V1；然后取出小石块，记下取出小石块后水的体积V2；计算小石块的体积为V1－V2。小丽同学的做法：先在量筒里注入适量的水，记下水的体积V1；然后轻轻放入小石块，使小石块完全浸没在量筒里的水中，记下此时小石块和水的总体积V2；计算小石块的体积为V2－V1。比较这两种方法回答下列问题：（1）为了使实验结果更准确，应该选择（选填“小江”或“