中考物理专题复习创新探究实验.docx
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中考物理专题复习创新探究实验
创新探究实验
一、力学创新探究题
1. 学校举行春季运动会,小明是标枪组的运动员,在练习过程中小明一直在思考怎样才
能把标枪掷得远一些,通过练习和观看其他队员的投掷情况,小明做了如下猜想:
第 1 题图
猜想一:
与标枪的质量有关
猜想二:
与标枪被投掷出去的角度有关
猜想三:
与标枪有关(请你再提出一种猜想)
(1)小明用弹簧玩具枪、小钢球做了一系列实验,小钢球质量分别为 m 和 M,且 M>m,弹
簧玩具枪压缩弹簧长度的五分之一,实验数据记录如下表:
(2)小明根据实验数据得出初步结论:
在其他条件相同时,抛射角度为 45°时,小钢球
被 弹出 的距 离最 远 . 为 了使他 的结 论更 加可 靠 , 还需 要补 充的 实验
是;从表中数据还能得出的结论有,其他条件相同时,
___________________________.
(3)将弹簧玩具枪压缩弹簧长度的五分之二(在弹性限度内),当小钢球质量为 M,发射角
为 45°时,小钢球被弹出的距离将(选填“大于”“等于”或“小于”)1.6 m,该
实验可以验证小钢球被弹出距离的大小与有关.
(4)为了在运动会标枪项目中取得好成绩,请你给小明提出合理建议(标枪质量不变):
①;
②.
【答案】被抛出的初速度
(2)控制其他条件相同,在 45°角附近再找几个角度做实验
钢球质量越大,钢球被弹出的距离越短 (3)大于小钢球被弹出的初速度(4)①45°角左
右投出标枪②增大投掷标枪的初速度
【解析】还能提出的猜想有:
标枪投射距离的远近与标枪被抛出的初速度有关;
(2)30°、
45°、60°之间的跨度较大,无法准确判断是在45°时,小钢球被弹出的距离最远,故应控
制其他条件相同,在 45°角附近再找几个角度做实验;从表中数据还能得出的结论是:
在其
他条件相同时,小钢球质量越大,小钢球被弹出的距离越短;(3)将弹簧玩具枪压缩弹簧长度
1
的五分之二时,弹簧所具有的弹性势能变大,将小钢球弹出瞬间,小钢球的动能将增大,故
小钢球被弹出的距离将大于 1.6 m;该实验可以验证小钢球被弹出距离的大小与小钢球被弹
出的初速度有关;(4)分析实验数据可以提出的合理建议为:
①45°角左右投出标枪;②增大
投掷标枪的初速度.
2. 一次课堂上老师展示了小朋友荡秋千的图片,同时提出了一个问题:
秋千小角度往复
摆动一次的时间与哪些因素有关呢?
同学们联想荡秋千的情景,纷纷做出猜想,总结起来主
要有以下三种:
猜想 1:
可能与小朋友的质量有关;
猜想 2:
可能与摆动的幅度有关;
猜想 3:
可能与绳长有关.
(1)为了验证猜想是否正确,同学们设计了如图所示的装置,用系有细线(线长 L 可调)
的小球来模拟秋千的运动进行了如下探究(摆动角度均较小):
①如图甲所示,用细线系住一铁球,保持细线的长度不变,改变小球摆动的幅度,即OA
的连线与竖直方向的夹角θ (O 点为固定悬点),使小球每次从 A 点由静止释放,测出小球在
AB 间往复运动一次所用的时间 t 与夹角 θ 的关系如下表所示:
θ /度4
6
8
10
t/秒
2.0
2.0
2.0
2.0
除图甲所 示装置外该实验还缺少的一个实验器材是,分析数据可以 知
__________________.
甲乙丙
第 2 题图
②使小球每次从 A 点由静止释放,用频闪相机(保持曝光时间相同)拍摄小球往返运动一
次的位置如图乙所示;在图乙装置的基础上,改变细线 L 的长度,控制θ 角相同,使小球从
静止下落,分别用频闪相机(保持曝光时间相同)拍摄小球往返运动一次的位置如图丙所示,
由此分析可知,上述猜想是正确的.
应
(2)请设计实验来探究小球往复摆动一次的时间与小球质量之间的关系, 保持小球摆动
的幅度和不变,只改变的大小.
(3)摆钟是利用本实验的原理制成的 .某一摆钟变慢了,要调准它,应将摆钟的摆长调
________________(选填“长”或“短”)理由是
_____________________________.
【答案】
(1)①秒表小球往复摆动一次的时间与夹角θ 无关②3
(2)摆长小球质量
(3)短摆钟变慢了,因往返摆动的时间受摆长的影响,钟摆越长,摆动越慢,所以要调准它
即把摆长调短一些
【解析】
(1)①由表中实验数据可知,在摆长不变的情况下,θ 角度不同,秋千往复摆动
一次的时间相等,由此可知:
小球往复摆动一次的时间与夹角θ 无关.②由图乙与丙可以看出,
摆长越长,小球往复摆动一次的时间越长,由此可见:
在质量与振幅相同时,秋千小角度往
复摆动一次的时间随绳长的增大而增大,这验证了猜想 3 是正确的.
(2)可控制摆长与振幅相
同,改变摆球的质量进行实验,探究“秋千往复摆动一次的时间与小球的质量之间的关系”,
实验的做法是:
用细线系住一小球,使小球以较小的幅度在竖直面内摆动,用频闪相机(或计
时器)测算出小球往复摆动一次的时间 t1;让线摆动的幅度与绳长保持不变,改变小球的质
2
量,再做两次,测出对应时间 t2、t3;判断方法是:
若 t1、t2、t3 相等,则与质量无关;若
t1、t2、t3 不相等,则与质量有关.(3)摆钟变慢,即摆动相同幅度的时间变长了,故可通过缩
短摆长使摆动时间加快.
3. 物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,叫做自由落体运动,这种运动只在没有
空气的空间才能发生,在有空气的空间,如果空气阻力相对物体的重力比较小,可以忽略,
物体的下落也可以近似地看作自由落体运动.
(1)为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关,物理学习研究小组
(一)提出了如下猜
想:
猜想一:
物体下落的时间与物体的材料有关;
猜想二:
物体下落的时间与物体的质量有关;
猜想三:
物体下落的时间与物体下落的高度有关.
为验证猜想的正确性,小组同学用 6 个金属球做了一系列实验,实验数据记录如下:
实验
序号
1
2
3
4
5
6
材料
铁球
铝球
铜球
铝球
铜球
铁球
质量
(g)
50
50
50
50
80
80
下落
高度(m)
10
10
10
15
20
10
下落时间(s)
1.43
1.43
1.43
1.75
2.02
1.43
为了验证猜想二,应比较实验序号为和的实验数据;为了验证猜想三,应
比较实验序号为和的实验数据;分析可知,物体下落的时间与物体下落的高度
(选填“有关”或“无关”).
(2)物理学习研究小组
(二)也对这个问题进行了研究,他们让质量相等的铁球和纸团同时
从同一高度由静止开始下落,他们发现两者下落时间不相等,原因是:
________________________________________________________________________.
(3)如图甲是某实验小组绘制的金属球由静止自由下落的高度 h 与时间 t 关系图像;则图
乙中描述重力对该球做功 W 与时间 t 关系的四种图像中,正确的图像是W.
第 3 题图
【答案】
(1)1624有关
(2)纸团受到的空气阻力较大(3)C
4. 如图甲所示,钢梁向下弯曲偏离水平位置的距离 h 叫下垂量.小亮猜想:
一根钢梁的
下垂量 h 可能与重物对钢梁的拉力 F、两个支撑柱间距离 s 这两个因素有关,并进行如下实
验:
3
第 4 题图甲
第 4 题图乙
(1) 要探究“一根钢梁的下垂量h 与两个支撑柱间距离s 的关系”,他必须控制
一定,改变.
(2)要探究“一根钢梁的下垂量h 与所受拉力 F 的关系”,必须控制两支撑柱间距离一定,
记录下钢梁受到不同拉力时的下垂量(忽略钢梁自重的影响),数据如下表所示:
实验次数
下垂量 h/cm
拉力 F/N
1
2
1 000
2
4
2 000
3
6.4
3 200
4
8.8
4 400
5
10.4
5 200
①图乙的坐标系中已经描出三个点,请根据第 4、5 次实验数据继续描点,并画出下垂量
h 与所受拉力 F 关系的图线.
②根据图像可知:
当拉力为 5 000 N 时,下垂量是cm.
③根据图像可得结论:
当两支撑柱间距离等因素相同时,.
【答案】
(1)重物对钢梁的拉力两个支撑柱间的距离
(2)如答图所示②10③下垂
量与重物对钢梁的拉力成正比
4
第 4 题答图
【解析】
(1)有两个因素(拉力和支撑柱间的距离)影响一根钢梁下垂量 h,当要探究“一
根钢梁的下垂量 h 与两个支撑柱间距离 s 的关系”,必须用控制变量法,保证另一个因素(拉
力)不变,来改变两个支撑柱之间的距离,所以答案分别为:
重物对钢梁的拉力、两个支撑柱
间的距离.
(2)①在图像中描点,把这些点顺次连接,如答图所示.②由图像可以读出当拉力为
5 000 N 的时候所对应的下垂量 h 为 10 cm,故答案为 10;③F、h 图像为一条经过原点的直
线,依据数学中正比例函数的特征可以得出结论:
在两支撑柱间距离等因素一定时候,下垂
量与重物对钢梁的拉力成正比,故答案为:
下垂量与重物对钢梁的拉力成正比.
5. “扔纸飞机”是民间传统游戏.某兴趣小组同学认为:
纸飞机的飞行距离除了与发射
速度的大小有关外,还可能与纸飞机大小、材料和发射角度等因素有关.
为了验证猜想,小组成员将打印纸和旧报纸裁成不同面积的纸张,制作了相同形状的纸
飞机若干个,利用固定在室内某一位置的简易发射器,以相同大小的发射速度和不同发射角
度(发射方向与水平面的夹角)进行多次实验,整理相关数据如表一.
表一:
纸飞机飞行距离与发射角度关系记录表
(1) 结 合 表 一 信 息 , 分 析 该 实 验 中 纸 飞 机 飞 行 距 离 与 发 射 角 度 之 间 的 关
系:
.
(2)若要寻找纸飞机最大飞行距离的发射角度,在上述研究结果的基础上,应如何设置发
射角度进行进一步实验?
.
用
(3)小组成员又制作了三架形状相同的纸飞机, 该发射器以相同大小的发射速度进行实
5
验,实验要求如表二.若甲、乙、丙这三架纸飞机飞行距离分别为 s 甲、s 乙、s 丙,请预测它
们的大小关系:
.
表二:
三架纸飞机实验要求
纸飞机
甲
乙
丙
纸张大小
18 厘米×13 厘米
18 厘米×13 厘米
18 厘米×13 厘米
纸张材质
打印纸
旧报纸
旧报纸
发射角度
15°
30°
15°
【答案】
(1)在发射角度为 0~45°之间,纸飞机的飞行距离随发射角的增大是先增大后
减小
(2)在 0~30°的发射角度范围内增加更多发射角度的实验组别 (3)s 甲>s 丙>s 乙
【解析】
(1)分析表中实验数据可以发现,随着发射角度的增大,纸飞机飞行的平均距离
是先增大后减小;
(2)由实验数据可以发现,发射角度在 0~15°之间时,纸飞机飞行距离逐
渐增大,在 15~30°时飞行距离又逐渐减小,但通过数据又不能确定 15°的发射角度是不是
纸飞机的最大飞行距离的角度,因此应在 0~30°的发射角度范围内增加更多发射角度的实
验组别来进一步实验;(3)分析表一中①、③两次数据可以看出,相同纸张大小的不同材料的
纸飞机,以相同角度发射时,打印纸制作的纸飞机飞行的距离大于旧报纸制作的纸飞机,据
此可知,甲的飞行距离大于丙;而大小、材料相同的纸飞机,其飞行距离从15°~30°时,
飞行距离逐渐变小,所以丙的飞行距离大于乙,综上所述,甲、乙、丙三架飞机的飞行距离
大小关系是 s 甲>s 丙>s 乙.
二、电学创新探究题
6. 小明发现家里的拖线插板和无线路由器上使用的由半导体制成的发光二极管型号相
同.查阅说明书知道拖线板上的发光二极管是交流供电,路由器上的发光二极管是直流供电.
他想知道发光二极管能不能区分直流、交流电源,于是他展开了以下实验.
第 6 题图
(1)小明找来某型号的发光二极管,按照说明书将其分别接入图示电源的交流和直流电路
中(发光二极管的 P 与正极连接,N 与负极连接),实验情况记录如下表:
电压/V
直流
亮度
交流
亮度
2
发光
弱
发光
弱
4
发光
较强
发光
较强
6
发光
强
发光
强
8
发光
最强
发光
最强
①分析实验可知,该种型号的发光二极管(选填“能”或“不能”)区分直流、交
流电源,因为它接在直流和交流电源上都能.
②为了使实验结论具有普遍性,小明思考后认为该实验应该增加一个步骤,即更换
的发光二极管,分别接入交流和直流电路中,记录发光情况.
③根据图示电压与二极管的发光情况,请你提出一个合理的猜想.
(2)实验后,小明对发光二极管的连接方式产生兴趣.于是他将一个发光二极管的 P 端与
干电池的负极连接,N 端与干电池的正极连接,闭合开关后发现该二极管没有发光,为了检
测电路中是否有电流,他将一个电流表(填写连接方式)在电路中,电流表无示数;
更换连接端后,二极管又正常发光.说明发光二极管具有(选填“单向”或“双向”)
导电性.
(3) 根据 实验
(2) 中发 光二 极管 的导 电性 质 ,请你 设计 一个 该性 质在生活 中的 应
6
用.
【答案】
(1)①不能发光②不同型号③二极管的发光情况与电压大小有关
(2)串
联单向(3)电动机的正转反转指示灯(或电压表、电流表的正确使用指示灯)等
【解析】
(1)①分析表格可以看出该种型号的发光二极管接在直流和交流电源上都能发
光,即它不能区分直流、交流电源;②为了使实验结论具有普遍性,结合①中“该种型号”
的提示,应该更换不同型号的发光二极管,进行多次实验; ③分析表中电压与二极管的发光
情况可以看出:
电压越大,二极管发光越强,由此可推测:
二极管的发光情况与电压大小可
能有关;
(2)为了检测电路中有无电流情况,根据电流表的使用规定,应将电流表串联在电路
中.将发光二极管的 P 端与干电池的负极连接,N 端与干电池的正极连接,电流表无示数,即
这样连接不导电,而更换连接端后,该二极管又正常发光,则说明发光二极管是单向导电的;
(3)根据发光二极管的单向导电性质,可以作为电动机的正转反转指示灯,电压表、电流表的
正确使用指示灯等.
7. 物理兴趣小组在“探究水果电池电压”的实验中:
如
小明用铜片和锌片作为电极插入较小的柠檬制成了一个水果电池, 图所示.小华用铜片
和铝片插入较大的柠檬也制成了一个水果电池.他们分别连通相同的音乐芯片,小华比小明的
芯片声音要响一些.由此他们作出如下猜想:
第 7 题图
猜想一:
水果电池电压可能与水果的大小有关;
猜想二:
水果电池电压可能与电极的材料有关.
(1)为了验证猜想一,小明用同一个柠檬制成的水果电池,沿着电极插入的方向不断慢慢
地切去外侧的部分柠檬,分别测出电压,如表 1 所示:
表 1
柠檬大小
电压 U/V
一个
0.80
大半个
0.80
半个
0.78
小半个
0.80
分析表中数据,说明猜想一是(选填“正确”或“错误”)的.
(2)为了验证猜想二,小华用铜片作为电池的正极,分别用外形相同的锌、铝、铁等金属
片作为电池的负极,将金属片电极插入柠檬,并保持和相
同,分别测出电压,如表 2 所示:
表 2
电极材料
电压 U/V
铜和锌
0.88
铜和铝
0.60
铜和铁
0.46
分析表中数据,得到的结论是W.
(3)小明先将柠檬压在桌面上滚了几下,再做成水果电池,测出电压达到 1.0 V,据此请
你提出一个有价值、可探究的问题:
.
【答案】
(1)错误
(2)两电极间的距离电极插入的深度水果电池的电压与电极的材
料有关(3)挤压水果(改变水果的果酸浓度)是否影响水果电池的电压(答案合理即可)
【解析】
(1)实验中保持其他因素不变,不断地切小水果,使柠檬的体积变小,但是所测
电压的变化在误差范围内,因此可得水果电池的电压与水果的大小无关,故猜想一是错误
7
的.
(2)我们验证的是水果电池的电压与电极材料的关系,因此,在电极变化的情况下,要确
保其他条件不再发生变化,比如水果的种类、电极材料之间的距离、电极材料插入水果的深
度等,通过实验发现其他因素不变时,只改变电极的材料,水果电池的电压发生了改变,则
说明水果电池的电压与电极的材料有关.
8. 小明学习了导体电阻的知识后, 对食盐水溶液的导电性能产生了浓厚的兴趣, 他作
出了以下猜想:
a.食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关;
b.食盐水溶液的导电性能与金属片之间的距离有关;
c.食盐水溶液的导电性能与金属片插入溶液的深度有关;
小明利用水、食盐、烧杯、小勺子、电源、刻度尺、小灯泡、金属片等器材,设计了如
图所示的装置,进行了探究实验.他的实验记录如下表所示:
第 8 题图
实验
次数
1
2
3
4
加入食
盐量
1
勺
1
勺
1
勺
1
勺
两金属片
AB 间距离/cm
2
2
1
1
灯泡
亮度
微亮
较亮
较亮
很亮
(1)比较实验次数 1 和 2 可验证猜想( 选填“a”“b” 或“c”) .
(2)在实验过程中,食盐水溶液的导电性能可以由来判断,我们所
学 的 实 验 中 , 还 有 许 多 与 这 种 方 法 相 同 . 请 你 举 一 例 :
________________________________________________________________________.
(3)利用现有的装置和器材,请你对猜想 c 进行探究.
①实验步骤:
在其他条件不变的情况下,多次改变金属片插入溶液的深度, 观察小灯
泡的亮度变化.
②你怎样对该实验结果进行分析判断:
________________________________________________________________________.
(4) 请 你 提 出 一 个 新 的 猜 想 :
溶 液 的 导 电 性 能 可 能 还 与
________________________有关.
【答案】
(1)a
(2)小灯泡的亮暗程度探究影响电磁铁磁性强弱的因素(3)②如果小
灯泡亮度发生变化,说明溶液的导电性能与金属片插入溶液的深度有关,否则无关(4)溶液
8
R0
的温度(或金属片与溶液的接触面积等)
.
【解析】
(1)实验次数 1 和 2 加入食盐的量不同,即盐水的浓度不同,而两金属片 AB 之
间的距离相同,灯泡的亮度不同,说明食盐水的导电性能与溶液的浓度有关.
(2)若食盐水溶
液的导电性能比较强,其电阻就比较小,灯泡较亮;反之,灯泡较暗可见,食盐水溶液的导
电性能可以由灯泡的亮度来判断.本实验中采用了转化法,探究压力的大小与什么因素有关、
探究影响电磁铁磁性强弱的因素等都采用了此种方法(其他答案合理均可得分).(3)要研究食
盐水的导电性能与金属片插入溶液的深度有关,就要控制盐水的浓度、两金属片 AB 之间的距
离相同,改变金属片在溶液中的深度,如果小灯泡亮度发生变化,说明溶液的导电性能与金
属片插入溶液的深度有关,否则无关.(4)溶液的导电性能还可能与溶液的温度(或液体种类、
金属片与溶液的接触面积等)有关.
三、磁学创新探究题
9. 磁场的强弱用磁感应强度(用字母“B”表示)的大小来表示,磁感应强度的单位是特
斯拉(用字母“T”表示).某种材料的电阻随磁场的增强而增大的现象称为磁阻效应,利用这
种效应可以测量磁感应强度.若 RB、R0 分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值,如图为某磁敏
R
电阻的电阻比值 B跟磁感应强度 B 关系的图像,现在要测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值 RB.
提供的实验器材如下:
一节旧干电池,磁敏电阻 RB(无磁场时阻值 R0=100 Ω ),两个开关 S1、S2,导线若干.
另外,还有可供再选择的以下器材:
A. 电流表(量程:
0~0.6 A,0~3 A);
B. 电压表(量程:
0~3 V,0~15 V);
C. 定值电阻 R1(阻值:
1.5 kΩ );
D. 定值电阻 R2(阻值:
80 Ω );
E. 定值电阻 R3(阻值:
5 Ω ).
第 9 题图
(1)设计一个可以准确测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路, 敏电阻所处磁场磁感应强度
B 大小约为 1.0~1.2 T.
请你从 A、B、C、D、E 五种实验器材中再选择两种器材,并根据要求完成下列问题.
①选择的两种器材是(填写器材前面字母序号).
②选择电表的量程是.
③在答题卡方框中现有电路的基础上画出实验电路图(实验测量过程中不拆接电路).
(2)若要准确测出该磁敏电阻所处磁场磁感应强度大小约 0.1~0.3 T 的阻值,在你设计
测量的电路中,从 A、B、C、D、E 五种实验器材中再选择两种器材是(填写器材前面字
母序号).
【答案】
(1)①BC②0~3 V③如答图所示
(2)BD
9
R0
R0
第 9 题答图第 9 题答图
【解析】
(1)①实验中磁敏电阻所处磁场磁感应强度 B 的大小约为 1.0~1.2 T,由图像
R
可知,此时对应的 B在 12~14 之间,又无磁场时磁敏电阻的阻值为 100 Ω ,则有磁场时磁
敏电阻的阻值范围为 12×100 Ω ~14×100 Ω ,即 1 200 Ω ~1 400 Ω .由于该电阻的阻值
太大,电路中的电流太小,无法使用电流表正确测出电流大小,故设计实验时不能选用电流
表;若只用电压表测量,则可以将被测磁敏电阻与一定值电阻串联,分别测出它们两端的电
压,结合串联分压的特点即可求出被测磁敏电阻的阻值大小.为了使电压表示数正常,应使定
值电阻与磁敏电阻的阻值接近,故可以选择阻值为 1.5 kΩ 的定值电阻 R1.②实验中所用电
源为 1 节旧电池,电压低于 1.5 V,故电压表的量程可选择 0~3 V.③该实验中,要求测量过
程中不能拆接电路,故只能通过开关的断开与闭合转换电压表的测量对象,以分别测得磁敏
电阻两端的电压和电源电压,方法就是用电压表与磁敏电阻并联测其电压,用一开关与定值
电阻并联,开关断开时,电压表只测量磁敏电阻分得的电压,开关闭合时,定值电阻被短路,
电压表测量的是电源电压(其他合理方案也可).
(2)若要准确测出该磁敏电阻所处磁场磁感应
R
强度大小约为 0.1~0.3 T 的阻值,则首先需要从图像中找出对应的 B的范围,在 1~3 之间,
所以磁敏电阻的阻值范围为 1×100 Ω ~3×100 Ω ,即 100 Ω ~300 Ω ,此时电路中的电流
仍然较小,故仍需选择电压表,且定值电阻仍需与磁敏电阻的
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