探究性实验
一、选择题
1.如图所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住拿到酒精灯上加热使水沸腾起来，水蒸气会把木塞冲出去。从能量转化和转移的角度，可以用下边三句话来概括：（1）水和水蒸气吸热，内能增加；（2）酒精燃烧，酒精的化学能转化为内能，传给水和水蒸气；（3）水蒸气对木塞做功，内能转化为木塞的机械能。以上三句话正确的顺序是 （ ）
1题 3题 5题
2.在研究导体中的电流与电阻的关系时，要保持导体两端的电压不变。以下各个研究实例中，与其所用的研究方法相同的是
A研究液体内部压强与哪些因素有关B.研究磁场时，引入磁感线的概念C.研究电流时，将它比作水流
D.把响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出罩内空气，听到铃声越来越小，推出真空不能传声
3.如图所示是小明和小华同学探究沙子与水吸热升温快慢的实验装置。设计实验方案时，他们确定以下需控制的变量，其中多余的是
A.取相同质量的沙子和水B.盛放沙子和水的容器相同C.采用完全相同的加热方式D.酒精灯里所加的酒精量相同
4.小宇跟小丽进行百米赛跑，每次小宇都比小丽提前10m到达终点，若小宇退后10m再同小丽比赛（两人同时起跑，并且两人的速度和原来一样），结果是 A.小丽先到达终点 B.一起到达终点 C.小宇先到达终点 D.无法确定
二、填空题
5.为了研究影响滑动摩擦力大小的因素，某同学做了如图所示的实验。
（1）比较图乙和图甲，图乙中弹簧测力计示数较大，由此可知 ，滑动摩擦力越大。（2）比较图丙和图甲，图丙中弹簧测力计示数较大，由此可知 。（3）上述实验表明，滑动摩擦力的大小与 有关。
（4）此实验所用的研究方法是 法。（5）实验中要使弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦力的大小，应使小木块在弹簧测力计的拉力作用下做 运动。
6.我们探究通电导体放出的热量与哪些因素有关时，采用的科学方法是 。例如在“探究电流产生的热量跟电流大小的关系”的实验中应设法保持 、 一定，改变 大小，观察比较电流产生的热量跟电流大小的关系。同样在“探究热量与电阻的关系”时应保持 、 不变。
7.下面三图为研究决定电阻大小的因素的实验电路图。
在甲图中， 锰铜线和镍铬合金线是用不同材料制成的，它们的长短、粗细都相同，但是对电流的阻碍作用 ，[填相同或不相同]这说明电阻的大小跟导体的 有关；在乙图中，两条镍铬合金线，横截面积相同而长度不同，通过较长的镍铬合金线中的电流 ，说明导体的电阻跟它的 有关；在丙图中，长度相同而横截面积不同的两条镍铬合金线，通过较粗的镍铬合金线的电流 ，说明导体的电阻跟它的 有关。可见，导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的 、 和 。
7题 8题
8.如图所示是探究动能大小与哪些因素有关的实验。
（1）实验中你通过观察 知道动能的大小。（2）实验中采用 的方法，使得铜球和钢球滚到水平面的速度相同。（3）图甲和丙，探究的问题是 。
9.在探究“导体的电阻与哪些因素有关”的问题时，某同学作了如下猜想：
猜想一：导体的电阻可能与导体的长度有关； 猜想二：导体的电阻可能与导体的材料有关；
猜想三：导体的电阻可能与导体的横截面积有关。
为了研究，采取了控制变量法，即每次挑选两根合适的导线测出通过它们的电流，然后进行比较，所用的导线的具体数据见下表：
导线代号ABCDEFG导线长度/m1.00.51.51.01.21.50.5导线横截面积/mm23.00.61.80.61.81.81.8导线材料锰铜钨镍铬锰铜镍铬锰铜镍铬
（1）为了探究导体电阻与长度的关系，应选用代号为C、G(或C、E) 的导线进行实验。（2）为了探究导体电阻与材料的关系，应选用代号为 的导线。（3）为了探究导体电阻与导体横截面积的关系，应选用代号为 的导线。
10.如图所示，用两根相同的铁钉做成的电磁铁，当开关闭合后，两电磁铁吸引大头针的根数不同，这一现象说明电磁铁的磁性强弱与 有关。在电铃、电动机、电话的听筒、话筒等物体中，不是利用电流的磁效应工作的是 。
11.如图是小亮模拟“奥斯特实验”的装置图，图中AB是用方木块垫高的直导线，导线下方是一个小磁针。组装该装置时，要求 实验操作时要求 。
12.把不同的钩码依次挂在弹簧测力计上，分别读出它们的大小记在下面表格中，并算出每次重力跟质量的比值。 （1）由实验数据，得出如下结论： 。
（2）由（1）题可知，在一般情况下g为定值，但经过科学家的精确测量，g值仍有差异，下表为各个不同城市的g值大小，观察分析表中提供的数据回答下列问题：
①g值相差最大的两地是 ；
②试猜想g值最大的位置是 。
13.在研究液体压强跟深度的关系的实验中，可以利用装有细砂的平底试管来测液体的压强。（如图所示）
（1）当试管竖直地浮在水面并且静止不动时，在竖直方向上受到 和 作用，这两个力的大小相等，只要测出平底试管和砂子所受的 及试管的 ，利用公式p=FS就能算出水对平底试管底部的压强。
（2）此实验中，需直接测量的量是平底试管的质量、 以及 。
（3）若往试管添细砂，（仍使试管保持竖直浮在液面）试管和砂的重力增加，试管受到液体向上的压力 ，压强 ，试管浸入液体中的深度 。（4）多次测量的结果证明：液体内部的压强随 的增大而增大。
14. 小明按图所示的电路图连接电路进行探究性实验，实验时电阻R1保持不变，滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω，三次改变滑动变阻器的滑片P的位置，得到下表中的实验数据：
请回答：（1）图电路是 电路，电压表V测 的电压。 （2）比较电流表A1和A2的示数，可得结论： 。
（3）比较三只电压表示数，可得结论： 。 （4）比较电流表A1（或A2）和电压表V1示数，可得结论： 。
（5）定值电阻R1= ，第三次实验中R2接入电路的电阻为 。
（6）当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A1示数将 ，电压表V1示数将 ，电压表V2示数将 。（填变大、变小或不变）
15.某校探索式学习研究小组，为了探究蚯蚓是在粗糙的表面上爬得快还是在光滑的表面上爬得快，他们让同一条蚯蚓在相同的外界条件刺激下，分别在不同的表面爬行，为了比较蚯蚓在不同表面上爬行的快慢，必须算出蚯蚓爬行的 ；为了准确测出爬行的路程，在确定蚯蚓爬行的起点和终点时，我们应该选择蚯蚓的 （选择“头部”或“尾部”）作观察对象，因为蚯蚓爬行的路径是弯曲的；为了测出蚯蚓爬行的路程，除了使用棉线外，还需要的测量器材是 。
16.小玲、小红和小丽在操场上玩荡秋千，小丽把小玲、小红分别轻轻推了一下，细心的小丽发现，她俩往返摆动一次的时间几乎一样，那么，秋千往返摆动一次的时间与哪些因素有关呢？三人对此问题进行研究，提出了以下猜想：
猜想1：秋千往返摆动一次所用的时间可能与人的质量有关。 猜想2：秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千的绳长有关。
猜想3：秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千摆动时离开中心线的最大距离有关。
为了验证上述猜想，她们来到实验室，找来刻度尺、秒表、细线、小球，依照物理学习中的科学方法，按下图进行实验，得到下表中的数据。
请你通过分析回答下列问题：（1）为验证猜想1，应选用序号为 两组实验进行对比分析。
（2）为验证猜想2，应选用序号为 两组实验进行对比分析。
（3）为验证猜想3，应选用序号为 两组实验进行对比分析。
（4）实验结论：小球往返摆动一次所用的时间与 有关，与小球质量 无关。
三、实验题
17.在探究凸透镜成像规律的实验中：
（1）第1小组的同学依次把点燃的蜡烛、透镜、光屏放在光具座上。但是，在实验中无论怎样移动光屏都找不到清晰的像，请你帮他们找出一个可能的原因。
（2）第1、2两个实验小组分别进行了若干次操作，并把实验数据准确记录在下面表格中。请分析以下数据，你能得到什么结论（写出两条）
18. 某实验小组在探究木块和铁块的下表面哪个更粗糙时，选用了体积相等的长方体木块和铁块各一个，量程满足实验要求的弹簧测力计一个。实验步骤如下：
①将长方体木块放在水平桌面上，用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动，记下弹簧测力计的读数大小为F1；
②将长方体铁块放在同一水平桌面上，用弹簧测力计水平拉铁块沿直线匀速滑动，记下弹簧测力计的读数大小为F2；
③比较F1和F2的大小。
实验小组分析实验数据，得到结论：铁块的下表面更粗糙些。
（1）该实验小组的探究方法明显不科学，你认为他们的探究方法不科学的原因是什么？
（2）请你写出比较科学的探究方法，并讨论实验测量结果。（可不增添器材）
19、如图所示的实验装置中，用质量不等的砝码模拟“重锤”，用带钉的“小木桌”模拟“桩”，“小木桌”轻轻地放在透明玻璃缸里的沙上。实验中分别将质量不等的“重锤”举到同一高度，让其自由落下，可以将“桩”打入沙中，“桩”被打得越深，说明“重锤”对“桩”做功越多，重锤具有的重力势能就越大。
（1）设计本实验的目的是什么？ （2）实验得出的结论是什么？ （3）此实验使用的方法是什么？
20、三个体积相同，形状相同的实心金属球，表面都涂上一层白漆，其中一个是铁铸的，一个铝铸的，还有一个是铜铸的，不允许刮去白漆，如何用简单的方法判断出哪个是铁球、铝球、铜球？
21、杨明是一个无线电爱好者。一次，在修理收音机时，发现有一个电阻值为30Ω的电阻需要更换，而现在只有10Ω、20Ω、40Ω、60Ω、120Ω几种规格的电阻（每种电阻都有若干个），请你帮杨明想两种更换电阻的方法。
例如：将三个10Ω的电阻串联。
22、有两个完全相同的磁铁，在不同的磁极上吸引着两只完全相同铁钉，如图所示。如果将两磁铁靠近，直至两个磁极相接触，会有什么现象产生？请做这个实验，再分析产生这一现象的原因。
23、在研究电磁铁的实验中，“把电源、开关、滑动变阻器、电流表和电磁铁上匝数较少的线圈串联起来，调整变阻器的滑片，使通电时电路中的电流较小。观察通电时电磁铁吸引大头针的数目，然后移动变阻器的滑片，使电流增大，观察电磁铁吸引大头针的数目有什么变化。”这一步的实验目的是什么？
24、在用铁屑显示永磁体的磁场的实验中，下图所示，在玻璃板下放一块磁铁，把铁屑均匀撒在玻璃上并轻轻敲击玻璃板，铁屑会按一定规律排列。请回答以下问题：
（1）为什么不把铁屑直接撒在磁铁上，而是撒在玻璃板上？ （2）撒了铁屑后，为何要轻轻敲击玻璃板？
25、如图所示，一个弹簧测力计在不挂重物时指针指在A处，挂上4N的重物时，指针指在B处。A，B间的距离为4cm。
（1）若此测力计最小刻度为0.2N，请画出它的刻度线。
（2）这样画刻度的根据是什么？
26、小明在烈日当空的海边玩耍，发现沙子烫脚，而海水却很凉。同样的太阳光照射，为什么会出现不同的结果呢？小明想：是不是沙子和海水吸热升温快慢不同呢？于是他从海边取了一些沙子和海水带回家进行探究。小明在两个相同玻璃杯中分别装上了相同质量的海水和沙子，用一个100W的白炽灯同时照射它们，并用温度计测出它们不同时刻的温度值。记录的数据如下表所示：
（1）小明探究的物理问题是什么？
（2）分析小明探究中收集到的数据，你能得出什么探究结论？
（3）小明发现“夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉”。请你从日常生活中或自然界中举出一个类似的现象。
27、小明家住市中心，奶奶嫌城市夏天太热而不住他家，这激发了他探究城乡温差的原因。某星期天，他请全班同学分别到选定的地点，于中午同一时刻测出各测试点的气温，以此绘制出下图所示的“区域——温度”坐标图。
（1）上图中气温最低的区域是
简析该区域气温低的主要原因：
（2）请提出一种降低市中心环境气温的办法是
28、如图所示，A为“铁钉——泡沫”装置，刚好能浮在水面上，B为绕在玻璃容器上的线圈。
当线圈两端接入电路时，A将潜入水中；断开电路时，A又将浮在水面上。试解释这种现象。
29、现有两个电阻元件，其中一个是由金属材料制成的，它的电阻随温度的升高而增大，而另一个是由某种半导体材料制成的，其电阻随温度的升高而减小。现将其中一个元件R0进行测试，测得其电流与加在它两端的电压值，测试数据如下表所示。
实验次序 1 2 3 4 5 6 7
U/V 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60
I/A 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.81 3.20
（1）根据表中数据，判断元件R0可能是由上述哪类材料制成的，并简要说明理由。
（2）已知该元件正常工作时的电流为1.80A，则它的额定功率为多大？
（3）分析表中数据，写出元件R0的I和U之间的关系式。
30、某同学按照如图所示的电路进行实验：R1为定值电阻，闭合开关S，通过改变滑动变阻器R2的滑片P的位置，使电压表V1的示数分别为2V、4V和6V，其他电压表和电流表的示数如下表所示。
(1)对表中三只电压表的示数进行分析，可归纳出的结论是：
(2)对表中电压表V1和电流表A的示数进行分析，可归纳出的结论是：
(3)在以上三次实验中，电阻R1的最小功率是 W，最大功率是 W
31、小明和小华在学习了液体压强的知识后用加长的饮料瓶做了如图所示的实验，在饮料瓶中灌满水，然后在瓶的a、b处各扎一个小孔，观察其后发生的现象。
（1）他们发现从小孔b中射出水流的速度比从小孔a中的大，你认为其原因是
（2）经过反复的试验，他们发现从小孔中射出水流的射程s (从小孔处到落地点的水平距离OA)跟小孔在水中的深度h和小孔到地面的高度H这两个因素有关。为了研究水流的射程s与h、H之间的关系，他们将饮料瓶放置在水平桌面边缘，看到如图所示的现象，由此他们得出了结论：小孔距水面的深度h越大，水流的射程s越大。
你认为根据图示的现象能否得出上述结论? 请说明你的理由。
(3)测量水流的射程s，需用 (填测量工具)。请你运用学过的物理知识帮助他们确定水流射程起点O的位置，写出具体的方法。
（4）他们在实验中测得的数据如下表所示：
实验序号 小孔高度H/m 小孔深度h/m 小孔深度的平方根h/m1/2 水流射程s/m
1 0.64 0.16 0.40 0.64
2 0.64 0.36 0.60 0.96
3 0.64 0.64 0.80 1.28
4 1.0 0.16 0.40 0.80
5 1.0 0.36 0.60 1.20
6 1.0 0.64 0.80 1.60
根据表中数据，可以得出结论：当小孔高度H一定时，水流射程s与 成正比。
参考答案
1、 2-1-3 2、A 3、D 4、C
5、在接触面粗糙程度相同的条件下，压力越大；压力相同的条件下，接触面越粗糙，摩擦力越大；压力大小，接触面粗糙程度；控制变量；匀速直线
6、电阻；通电时间；电流；电流；通电时间
7、不同或不相同或不一样；材料；较小或小或比较小；长度；较大或大或比较大；横截面积；材料；长度；横截面积
8、物体运动的距离；控制起点高度相同；动能的大小与物体运动速度的关系
9、C、G(或C、E) ；C和F ；A和D
10、线圈匝数多少；话筒
11、导线与小磁针静止时的指向平行；通电时间很短
12、物体受到的重力与质量成正比；广州、莫斯科；在地球纬度最大的地方（或地球两极）
13、重力；；浮力；重力；半径；半径；没入水中的深度；增大或变大；增大或变大；增大或变大；深度
14、串；电源；串联电路各处电流相等；串联电路两端的总电压等于各部分串联电路两端的电压之和；电阻一定时，电流跟电压成正比；10；5；变小；变小；变大
15、平均速度；尾部；刻度尺
16、2和4；1和3；4和5；从O点到小球中心的距离；和小球摆动距中心线的最大距离
17、（1）物距小于等于1倍焦距； （2）①f
（2）探究方法：
①将长方体木块放在水平桌面上，将长方体铁块放在木块上方，用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动，记下弹簧测力计的读数大小为F1；
②将长方体铁块放在同一水平桌面上，将长方体木块放在铁块上方，用弹簧测力计水平拉动铁块沿直线匀速滑动，记下弹簧测力计的读数为F2；③比较F1和F2的大小。
若F1>F2，则木块的下表面更粗糙些；若F1
20、测量质量，质量大的是铜，小的是铝，余下的是铁
21、1）将一个10Ω的电阻和一个20Ω的电阻串联； （2）将两个60Ω的电阻并联；
（3）将一个40Ω的电阻和一个120Ω的电阻并联； （4）将4个120Ω的电阻并联；等等。
22、当两根磁极接触时，原来吸引着的铁钉将同时掉下。原因是当它们互相靠近并互相接触时，两根磁铁就拼成了一根磁铁，接触部分变成了新的磁铁的中部，由于磁铁的中部磁性最弱，铁钉所受重力大于磁场力，所以它在重力的作用下就会掉下。
23、电磁铁吸引大头针的数目，反映的是电磁铁的强弱。而实验中通过移动滑动变阻器滑片改变电流的大小，并观察电磁铁吸引大头针的数目的变化情况，由此可知这一步的实验目的是探究电磁铁的磁性强弱跟电流的大小的关系
24、（1）这是防止铁屑直接被磁铁吸引而“粘”在磁铁上。
（2）铁屑虽被磁化成“小磁针”，但由于摩擦力的作用，这些“小磁针”不能自由转动。轻敲玻璃板，可以使这些“小磁针”在振动的瞬间稍稍离开玻璃板而自由转动至应指的方向。
25、在弹性范围内（即在撤去外力时弹簧可以恢复到原来形状）弹簧的伸长与受到的拉力成正比，由已知条件知每受到1N作用力，伸长量为1cm，所以该弹簧在0.2N作用下应伸长0.2cm；4cm里有20个0.2cm，可将4cm长的AB均分成20等份，也就得到了最小刻度为0.2N的测力计 答：在弹性范围内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比
26、1）质量相等的海水和沙子吸收相同的热量谁温度升高得快？
（2）相同质量的水和沙子，吸收相同的热量，沙子升温快。水和沙子吸热温度变化随着时间延长而减慢。
（3）沿海地区昼夜温差变化小，而内陆地区昼夜温差变化大
27、农村； 水量多，水的比热容又大，所以不易升温； 增大绿化面积，修建人工湖等
28、线圈接入电路后，由于电流的磁效应，对“铁钉——泡沫”装置产生了磁力作用，故A被吸引潜入水中；断开电路时，A、B之间没有了磁力的作用，故A在浮力作用下上升后浮在水面上
29、：（1）根据此元件的电压和电流关系，判断此元件R0是半导体材料制成； （2）该电阻元件的额定功率为2.16W；
（3）元件R0的I和U之间的关系式为：I=1.25U2
30、串联电路的总电压等于各电阻的电压之和；电阻一定时，通过导体的电流与电压成正比； 0.4； 3.6
31、b点处的压强要比a点处的压强大； 不能，由于实验中没有控制高度H不变，以此来比较射程s，得出的实验结论不可靠
小孔深度的平方根
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