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【回归课标】专项12：实验探究查漏补缺
新课标要求：4.2 探究类学生必做实验
4.2.1 探究水在沸腾前后温度变化的特点。
4.2.2 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。
4.2.3 探究液体压强与哪些因素有关。
4.2.4 探究浮力大小与哪些因素有关。
4.2.5 探究杠杆的平衡条件。
4.2.6 探究光的反射定律。
4.2.7 探究平面镜成像的特点。
4.2.8 探究凸透镜成像的规律。
4.2.9 探究通电螺线管外部磁场的方向。
4.2.10探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
4.2.11 探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
4.2.12 探究电流与电压、电阻的关系。
例题1、小来同学探究食盐在水中溶解度和温度的关系实验。为此，他所在实验小组开展了项目式学习。
【驱动问题】水中加入其他物质，沸点将怎样变化？
【项目研究】实验装置如下图，3个烧杯盛放质量和初温相同的水，在3个烧杯中分别再添加等质量的水、酒精和食盐，用温度传感器记录温度随时间的变化如下表。
时间/s 物体 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240
水/℃ 89.8 93.0 95.6 96.9 97.2 97.4 97.5 97.5 97.5 97.5 97.5 97.5 97.5
盐水溶液/℃ 89.6 93.3 95.7 97.9 99.1 99.6 99.7 99.8 99.9 100.0 100.1 100.1 100.1
酒精溶液/℃ 89.5 92.1 94.4 95.6 95.9 96.0 96.1 96.2 96.3 96.4 96.5 96.6 96.7
（1）水沸腾前，升温特征是 （选填“均匀升高”、“先快后慢”或“先慢后快”）；
【分析解释】
（2）由表可知，水中加入其他物质，溶液的沸点 （选填“发生”或“不发生”）变化；
（3）实验观察到，100s时盐水开始沸腾，继续加热，沸点缓慢上升，200s时有晶体析出，之后沸点保持不变，你认为盐水沸点缓慢升高的原因是 ；
（4）受本实验启发，水中加入物质溶解后，除沸点会发生变化外，猜想其 （填物理属性）也将会发生变化。
例题2、放学的路上，小明注意到一辆卡车、一辆小轿车和一辆摩托车并排停在斑马线前，绿灯一亮，三辆车同时启动，小轿车冲在最前面，摩托车其次，卡车最慢，于是他想到一个问题：
物体运动状态改变的快慢与哪些因素有关呢？于是他做出了如下猜想：
猜想一：与受到牵引力的大小有关；猜想二：与物体自身的质量有关；
为验证猜想他用小车、砝码、钩码（质量均相等）、定滑轮、长木板设计了如图甲所示的实验装置，测量出小车启动后5s内前进的距离；
（1）该实验是通过 来反映物体运动状态改变的快慢；
（2）本实验中改变牵引力大小的方法是 。多次改变牵引力的大小以及小车上砝码的质量，并将所测的几组数据记录在下表中：
实验次数 小车和砝码的总质量m/kg 牵引力的大小F/N 5s内前进的距离s/cm
1 4 1 48
2 4 2 98
3 4 4 195
4 8 1 23
5 8 2 50
6 8 4 99
7 16 1 11
8 16 2 24
9 16 4 49
①由 三次实验可得出：在质量相等时，物体受到的牵引力越大，物体运动状态改变得越快；
②由3、6、9三次实验得出的实验结论是 ；
（3）同组的小华设计了如图乙所示的装置，他用带孔的硬纸板作为挡板使每次的运动距离相等，改变砝码的质量以及牵引力的大小，判断小车从启动到撞击挡板的时间也可得出结论，小华的方案是否可行？若可行，说明实验注意事项，若不可行，请简述理由： 。
答案：例题1、【答案】 先快后慢 发生 水汽化，盐水浓度变高 凝固点
【详解】（1）[1] 由表格数据可知，水沸腾前，升温特征是先快后慢。
（2）[2] 由表格数据可知，水的沸点为97.5℃，加入食盐后盐水的沸点为100.1℃，所以水中加入其他物质，溶液的沸点发生变化。
（3）[3] 实验观察到，100s时盐水开始沸腾，继续加热，沸点缓慢上升，盐水沸点缓慢升高的原因可能是随着沸腾，水逐渐汽化，盐水浓度变高。
（4）[4] 水中加入物质溶解后，除沸点会发生变化外，可能凝固点（熔点）也将会发生变化，如冬天撒盐可以降低冰雪的熔点。
例题2、【答案】 小车启动后5s内前进的距离 钩码的数量 1、2、3/4、5、6/7、8、9 见解析 可行，从同一位置静止释放钩码
【详解】（1）[1]物体运动状态改变的快慢不易观察，实验时可通过比较小车启动后5s内前进的距离来反映物体运动状态改变的快慢，小车启动后5s内前进的距离越远，说明运动状态改变的越快。
（2）[2]实验中通过改变钩码的数量来改变小车受到的拉力大小。
[3]由表中1、2、3或4、5、6或7、8、9三组数据可知，在质量相同，随着物体受到的牵引力逐渐增大，小车启动后5s内前进的距离越远，故得出结论：在质量相等时，物体受到的牵引力越大，物体运动状态改变得越快。
[4]由3、6、9三次实验数据可知，在拉力大小一定时，物体质量越大，小车启动后5s内前进的距离近，故得出的实验结论是：在拉力一定时，物体质量越大，物体运动状态改变得越慢。
（3）[5]小华的方案可行，在探究物体运动状态改变的快慢与质量的关系时要控制拉力相同；在探究物体运动状态改变的快慢与牵引力的关系时，要控制小车和钩码的总质量相同，且从同一位置从静止释放钩码。
【类型一】热学课外探究型实验
【方法总结】其考查内容大都来源于学生生活实际，并且考查的方法和所要考查的能力都是学生应了解和掌握的。解题方法强调应用性和开放性，突出物理知识的应用，强调灵活运用物理知识解释试题呈现的问题，故而在解答时，可借助已有的知识和结论，对探究中某个环节所考查的内容作出正确的解答。
【举一反三】寒假期间，学校布置了假期社会实践作业、小聪在家和妈妈学烹饪时注意到，盐（主要成分是NaCl）和糖（主要成分是蔗糖）外观非常像（如图甲），除了尝味道几乎分辨不出来。于是他找来小明和小林，想利用自己所学的物理知识，科学的分辨出两种物质。经过查阅资料，他们得到以下数据（如表格）：
物质 密度/ 熔点/℃ 比热容/
盐（NaCl） 2.17 801
糖（蔗糖） 1.66 185
（1）小聪找来A、B两个相同的勺子，分别装满一平勺两种样品。用天平测得A勺总质量为16.2g，B勺总质量如图乙所示，读数为 g，由此可知 （选填“A”或“B”）勺中样品为盐。
（2）小明和小林从学校借来实验器材，组装了如图丙所示装置，通过水浴法加热两种样品，水浴法的优点是 。某时刻，试管D中温度计示数如图，此时温度为 ℃。实验中每隔一段时间记录一次C、D试管中物质的温度，并做出温度随时间变化的规律图象，如图丁所示。
（3）根据图丁可知，吸收相等热量，升温较多的是 （选填“C”或“D”），进而判断出试管D中样品为 （选填“糖”或“盐”）。
（4）小林发现该实验无法根据熔点辨别两种物质，原因是 。
【答案】 13.2 A 受热均匀 56℃ C 盐 水的沸点低，无法达到样品的熔点
【详解】（1）[1]由图乙可知，托盘天平的分度值为0.2g，B勺总质量读数为
[2]由表中数据，糖的密度小于盐的密度，A、B两个相同的勺子，均装满一平勺不同样品，A和B的体积相等，用天平测得A勺总质量为16.2g，由公式可知A的密度大，则可知A勺中样品为盐。
（2）[3]通过水浴法加热两种样品，水浴法的优点是受热均匀，便于观察现象。
[4]由图可知，温度计的分度值是1℃，温度计的示数为56℃。
（3）[5][6]由图丁可知，加热相同的时间，即吸收相同的热量，C升高的温度较多；分析表中数据可知，盐的比热容大于糖的比热容，由（1）可知糖的质量小于盐的质量，升高相同的温度，根据Q=cmΔt可得，盐加热的时间较长，试管D中样品为盐。
（4）[7]水浴加热的最高温度是沸水的温度，达不到样品的熔点，故无法根据熔点辨别两种物质。
【类型二】力学课外探究型实验
【方法总结】其考查内容大都来源于学生生活实际，并且考查的方法和所要考查的能力都是学生应了解和掌握的。解题方法强调应用性和开放性，突出物理知识的应用，强调灵活运用物理知识解释试题呈现的问题，故而在解答时，可借助已有的知识和结论，对探究中某个环节所考查的内容作出正确的解答。
【举一反三】小红陪奶奶就医时，看见如图甲所示竖直放置的静脉输液装置，观察到输液管口的盐水一滴一滴地往下滴，于是，地提出一个问题：管口处水流出的速度大小与哪些因素有关？并作出如下猜想：
猜想1：随着输液瓶中液面不断下降，速度变小
猜想2：换粗一些的输液管，速度变大
猜想3：增加图甲中输液管的长度h，速度变大
为检验上述猜想，她准备了如下器材进行探究：铁架台、锥形瓶、量杯、双孔软木塞、橡胶软管、弹簧夹、秒表，4根粗细均匀的玻璃管：a管（长20cm、内孔直径3mm）、b管（长20cm、内孔直径6mm）、c管（长25cm、内孔直径3mm），长5cm的d管
探究过程如下：
（1）如图乙所示，雏形瓶中装有红色的水，a、d管通过双孔软木塞插入瓶中，两管上方端口接近瓶口并齐平，a管下端放入量杯，d管下端套有橡胶软管，并用弹簧夹夹住，装置是竖直放置。此时，a管下端管口无水流出，这是由于 的作用；
（2）松开弹簧夹，水从a管口流出，用秒表测出量杯中的水分别达到20mL、40mL、60mL、80mL、100mL水位时的时间t，记录在表1中；
表1：
量杯中水的体积V/mL 0 20 40 60 80 100
时间t/s 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00
①依据所测数据，在图丙中画出量杯中水的体积V与时间t的图像 ；
②每秒钟从a管口流出的水量是 mL；a管口处水流出的速度大小为 m/s（保留1位小数）；
（3）将a管换成b管，重复步骤（2）的操作，将所侧数据记录在表2中；
表2：
量杯中水的体积V/mL 0 20 40 60 80 100
时间t/s 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
分析表1和表2的数据，可知猜想2是 （选填“正确”“错误”）的。
【答案】 大气压 10 1.4 错误
【详解】（1）[1]用弹簧夹夹住橡胶管后，瓶内和外界大气不连通，大气压作用在液体上，使液体不流出。
（2）①[2]根据表中数据，描出对应的时间和液体体积，然后连线，如下图所示：
②[3]根据表中数据可知，每秒钟从a管口流出的水量为，即每秒钟从a管口流出的水量为10mL。
[4]水流速度a管口处水流出的速度大小为
（3）[5]将a管换成b管，b管口处水流出的速度大小
b管口处水流出的速度大小等于a管口处水流出的速度大小，说明管口处水流出的速度大小与管子粗细无关，则猜想2错误。
一、实验题
1．（2024·贵州黔东南·模拟预测）小莉同学骑自行车来到一段上坡路，她发现即使不踩踏板，自行车也能冲上斜坡一段距离。几次试验，她发现在坡底时的速度越大，自行车自行冲上斜坡的距离就越远。自行车冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关呢？小莉同学提出了下列猜想：
A．与其运动到坡底时速度的大小有关；
B．与其在斜坡上受到摩擦力的大小有关；
C．与其质量的大小有关；
为了验证猜想，小莉将一左侧光滑，右侧粗糙的弧形轨道固定在水平桌面上，并用小球模拟自行车，如图所示。将小球从左侧轨道某位置自由释放，小球沿轨道向下运动，继而冲上右侧轨道，测出小球在右侧轨道运动的最大距离s（不计空气阻力）。请你作答以下问题：
（1）小球在轨道上释放后会加速向下运动，是由于小球受到 力的作用；小球冲上右侧轨道的过程中，它的动能转化为重力势能和 能；
（2）小莉将同一小球从左侧轨道的不同高度释放，分别记下小球冲上右侧轨道的最大距离s，这是为了探究猜想 （选填“A”“B”或“C”）。
实验次数 1 2 3 4 5
小球质量m/g 20 30 40 50 60
小球冲上轨道的最大距离s/cm 30.1 30.2 29.8 29.9 30.1
（3）在探究猜想C时，假如将质量不同的小球由左侧轨道相同高度自由释放，分别测出它们在右侧轨道运动的最大距离s，数据如表所示：根据表中的数据可得出的结论是：小球冲上轨道的最大距离与小球的质量 （选填“有关”或“无关”）；
（4）小球在右侧轨道上运动的最大距离相同，即表示小球能到达的最大高度相同。某同学由此分析认为：“以上各次小球从左侧轨道滚到底端时速度相同，那么质量大的小球此时动能就大，则它冲上右侧轨道的高度一定越高”。这位同学的观点是否合理？ 。原因是 。
2．（2024·陕西西安·模拟预测）在学校运动会中，我们常遇到下列事例：投掷铅球时，铅球被举起一定的高度后再斜向上用力推出去，铅球会落到很远的地方；投掷标枪时，标枪被举起一定的高度用力甩出去，标枪会落到很远的地方……小芳看到投掷铅球场景后，思考：铅球投掷的远近跟什么因素有关呢？她提出如下猜想：
猜想一：铅球投掷的远近与铅球的质量大小有关。
猜想二：铅球投掷的远近与铅球掷出去的角度有关。
（1）小芳与小丽找来弹弓（如图）和质量大小不同的小钢球模拟“投掷铅球”来验证猜想一。
a.把弹弓的皮筋用力拉长到一定的长度后，以一定的弹射角度将钢球弹射出去，测出水平射程为s1；
b.把弹弓的皮筋用力拉长到相同的长度后，以 （选填“相同”或“不同”）的弹射角度将另一钢球弹射出去，测出水平射程为s2；
c.通过比较两次射程s1、s2的远近，得出结论；
她们将弹弓的皮筋用力拉长到相同的长度的目的是： 。
（2）接着她们又验证了猜想二，两次实验数据记录如下表：（M>m）
小钢球质量 m M
发射角的度数（度） 30 45 60 30 45 60
小钢球被弹出距离（m） 1.8 2.2 1.7 1.3 1.6 1.3
根据实验数据得出初步结论：在其他条件相同时，发射角度为 时，小钢球被弹出的距离最远。从表中数据还能得出的结论有 ；
（3）当小钢球的质量和被弹出的角度不变时，增大弹弓皮筋拉长的长度，小钢球被弹出的距离将 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
（4）为了在运动会铅球项目中取得好成绩，请你给小芳提出合理建议（铅球的质量不变）： 。
3．（2024·陕西西安·模拟预测）小明学习了解到“吸盘挂钩”可以承担重物，那是因为吸盘在 的作用下会紧紧吸附在墙面上，如图所示：
（1）小明回家后发现家中使用的吸盘，有的可以挂较重的物品，有的只能挂较轻的物品，小明很好奇原因是什么，于是他想探究吸盘的吸附能力与哪些因素有关，实验过程如下：
他将吸盘压紧吸附在墙上，容量为2.5L的矿泉水瓶通过细绳挂在吸盘挂钩上，用量杯给矿泉水瓶中加水，直至吸盘脱落，记录矿泉水瓶中水的体积；之后改变吸盘面积的大小和墙壁材料重复进行实验，并将数据记录在如下表格中：
序号 吸盘面积 墙壁 矿泉水瓶中水的体积/mL
1 小 光滑的瓷砖 550
2 中 光滑的瓷砖 670
3 大 光滑的瓷砖 810
4 大 带漆木板 580
5 中 带漆木板 500
①实验中通过吸盘脱落时 来反映吸盘的吸附能力；
②分析 三组实验可知，吸盘的吸附能力与吸盘面积的大小有关；
③通过对比3、4或2、5两组实验可得出结论：吸盘在光滑的墙壁上更 （选填“不易”或“容易”）脱落；
（2）实验结束后和同学交流时发现，在安装吸盘时吸盘与光滑瓷砖之间会残留少许空气，会导致测量出挂钩的最大承重能力比实际 （选填“偏大”“偏小”或“不变”），理由是 ；
（3）接下来小明想在厨房用吸盘挂上厨具，若要使吸盘长时间不易脱落，请你根据实验结论，提出一个可行性建议： （答案合理即可）。
4．（2024·江苏宿迁·二模）小明利用空易拉罐做了几个物理小实验。
（1）如图甲所示，在易拉罐中注入20g温度为10℃的水，用酒精灯对易拉罐加热，待水温达到90℃时，将罐口堵住，撤去酒精灯，让易拉罐冷却，观察到易拉罐变瘪了，这一现象说明了 的存在，加热过程中易拉罐中水吸收的热量为 J；（）
（2）如图乙所示，将两个易拉罐平行放置在水平桌面上，为了能让两易拉罐间距离减小，可用吸管按图中箭头 所示的方向用力吹气；
（3）碳酸饮料易拉罐的拉环断掉很难打开，如图丙所示，可用笔尾在罐口旁快速摩擦，易拉罐开口处就可以“炸开”。摩擦时，易拉罐内气体内能 （选填“增加”“减少”或“不变”），气压变大：“炸开”过程的能量转化与四冲程汽油机的 冲程相同。
5．（2024·陕西西安·二模）西安一天的外卖量高达百万单，图甲是常用的两种外卖包装袋。哪一种材料的包装袋保温能力更强？学习小组开展了以下探究活动。
准备大小和厚度相同的牛皮纸包装袋和铝箔复合包装袋各一个，两个杯子盛有初温相同的热水，插入温度计后密封进两个包装袋中，如图乙所示，并用停表计时。
（1）图乙设计的错误之处是 。
（2）改正后，测得两杯热水的温度随时间变化的图象如图丙所示。由图丙可知保温能力更强的是 包装袋。
（3）为了缩短探究时间，你对实验的改进方法是： ，根据公式 可以说明你的改进方法是正确的。
6．（2024·陕西西安·模拟预测）小明同学偶然观察到当水杯不慎落地时有水从杯中溅出来，小明由此联想到如下问题：
问题一：为什么水会从杯中溅出来呢？
小明认为水由杯中溅出一定是因为水受到了杯子的“反冲力”，从力的性质来看，这是一种 ；
问题二：水所受的反冲力的大小和什么因素有关呢？
对于这个问题，小明提出了三个猜想。
猜想一：水所受的反冲力的大小与杯子材料有关；
猜想二：水所受的反冲力的大小与杯中水量有关；
猜想三：水所受的反冲力的大小与杯子下落的高度有关。
根据猜想小明设计了如下实验。
【实验器材】
一次性纸杯、去盖的易拉罐，两只乒乓球、脸盆及水；
小明用乒乓球是因为水所受反冲力的大小不易直接测量，而将乒乓球放入杯中观察乒乓球弹起的高度可以直观比较反冲力的大小，这种物理研究方法叫做 ；
【实验过程】
小明分别在纸杯和易拉罐中装入水（水中放入乒乓球），让纸杯和易拉罐从高处自由下落掉到脸盆中，观察乒乓球弹起的高度，记录实验现象如下表：
实验次数 杯子材料 下落高度 杯中水量（杯上标记刻度线） 乒乓球弹起的高度
1 纸 高 多 低
2 纸 高 少 更低
3 铝 高 多 高
4 纸 低 多 更低
【分析与交流】
（1）对比 两次实验可以验证猜想一；并得到结论：反冲力大小与杯子材料有关，且杯子材料越硬，反冲力越 ；
（2）对比实验1和2是为了验证猜想 ；
（3）对比实验1和4得到的结论是：反冲力大小与杯子下落的高度有关，且高度越高，反冲力越大。从能量转化的角度来看，杯子下落的高度越高，乒乓球弹起的高度就越高，原因可能是： ；
（4）小明的实验还有很多不足之处，请你简要评价： 。
7．（2024·陕西西安·模拟预测）物理实践活动课上，小明与同学进行了“纸飞机比赛”，飞行距离远者获胜，由于比赛小明取得的成绩不佳，而赛场上的纸飞机大小、形状各异，小明通过对比取得优异成绩同学的纸飞机，将不同之处划分为机翅面积和机身夹角，如图-1所示，并提出如下猜想：
猜想一：纸飞机飞行的最大距离可能与机翅面积有关；
猜想二：纸飞机飞行的最大距离可能与机身夹角有关。
（1）小明通过折叠多组不同规格的纸飞机，并将每个纸飞机用最大力气水平掷出，重复多次实验，应该记录纸飞机的 （选填“最大”或“平均”）距离作为最终实验数据，再依次对其他不同规格的飞机进行同样的操作，记录实验数据如表一所示；
表一
实验序号 机翅面积S/ 机身夹角θ/° 飞行距离s/m
1 55 5 9.6
2 55 10 12.4
3 55 15 13.1
4 75 20 12.6
5 85 10 15.7
6 95 10 16.3
（2）通过分析第 （填实验序号）三次实验数据，可初步得出结论：纸飞机飞行的最大距离与机身夹角 （选填“有关”或“无关”）；
（3）通过分析第 （填实验序号）三次实验数据可知，小明如果想在下次纸飞机比赛中使纸飞机飞得更远，则应该在一定范围内，适当 （选填“增大”或“减小”）纸飞机的机翅面积；
实验完成后，小明想起每次在纸飞机放飞前，会有部分同学给纸飞机的机头哈气，如图-2所示，查阅资料可知，他们所折的纸飞机的重心偏后，机头容易向上翘起，导致空气阻力增大，从而减缓飞行速度或者使其失去平衡，最终导致坠落，而哈气可以增加飞机机头的质量，为了弄清楚机头适合的配重比例，小明决定将机身夹角相同、质量不同的纸飞机（机头加湿）先测得飞行距离，再将纸飞机沿机身长度平分裁切成三部分，如图-3所示，分为机头、机身中部、机身尾部，分别测得其质量，记录数据如表二
表二
实验序号 机头（加湿）/g 机身中部/g 机身尾部/g 飞行距离s/m
1 1.12 2.16 2.55 10.5
2 1.54 2.16 2.55 12.8
3 2.11 2.16 2.55 15.6
4 3.69 3.78 4.72 18.4
5 4.51 3.78 4.72 19.7
6 5.01 3.78 4.72 16.2
（4）初步分析实验数据可知，小明在比赛时，可以在一定范围内，通过适当 （选填“增加”或“降低”）机头质量的方式增加飞行距离；
（5）小李通过观看小明做实验的过程得出结论：将纸飞机的机翅面积做得越大，机身夹角越大，机头越重，纸飞机的飞行距离越远，小明通过分析数据否定这一说法，原因是： 。
8．（2024·陕西西安·模拟预测）小明所在的实验小组想探究“物体从斜面上滑下的速度大小与哪些因素有关”。通过观察，他们提出了如下的猜想：
猜想1：可能与物体的质量m有关
猜想2：可能与斜面的倾角有关
猜想3：可能与斜面的材料有关
他们选择器材以下：一个右端固定有遮光片的滑块（质量为200g）、一个100g的砝码（可粘在滑块上表面）、两个长度相同但材料不同的斜面A和B（斜面底端装有速度传感器）。实验装置如图-1所示，实验操作是让滑块沿斜面直线下滑，利用速度传感器测得滑块到达斜面底端时的速度v。
（1）为了保证从实验数据得出结论的可靠性，滑块每次都由静止开始下滑，并且都从斜面的 处释放。
（2）小明他们改变相关条件，多次实验，得到了下表数据：
实验序号 斜面倾角 斜面 滑块总质量m/g 摩擦力f/N
1 A 200 2.45 0.38
2 A 300 2.45 0.56
3 B 200 1.53 0.47
4 B 300 1.53 0.71
5 A 200 3.58 0.34
6 A 200 4.38 0.30
①分析表中数据可得：猜想 是错误的。
②分析比较实验序号 ，可知猜想2的结论是：其他条件相同时， 。
（3）研究猜想2时，他们探究了“不同倾角下滑块受到的摩擦力”，数据如上表，他们还设计了探究猜想2的另一个方案：让滑块从材料 （选填“不同”或“相同”），倾角不同的斜面上C点由静止滑下，撞击D点的木块，控制CD距离相同，方案中滑块推动木块移动的距离大 （选填“能”或“不能”）说明其速度大，分析上表数据，说明理由： 。
9．（2024·江苏南通·一模）小明发现用打气筒给篮球打气时，外壁有些发热，这是什么原因导致的呢？实验小组联系所学物理知识，提出了以下两个猜想：
猜想1：可能是活塞与简壁摩擦；
猜想2：可能是活塞不断压缩气体做功；
他们选用打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等设计了实验进行探究，实验时分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点，如图所示：
（1）打气筒内壁热量是通过 的方式传递到外壁；
（2）活塞在打气筒内向下运动时的能量转化情况，与四冲程内燃机的 冲程相同，打气过程中，活塞每次往复运动对气体做功大小 （选填“相同”或“不同”）；
（3）实验方案：用打气筒向气压不足的篮球内打气，10s内活塞在筒内往复运动20次，立即测出此时两个测温点的温度。待气筒外壁温度降至室温（25℃）后，放出篮球中的部分气体，使其内部气压与打气前相同，重复上述操作，实验数据记录如下表：
实验次序 时间/s 活塞往复次数 上部温度/℃ 下部温度/℃
1 10 20 30.7 36.6
2 10 20 30.2 36.2
3 10 20 30.5 36.3
①根据上、下部存在温度差，可知猜想 一定是正确的；
②他们认为另一猜想也会使外壁发热，理由是活塞在向下运动时， ；
③进一步验证①中的猜想：他们将打气筒与篮球 （选填“连接”或“不连接”），让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，测出打气筒外壁的温度；当观察到 的现象，就说明①中结论是正确的。
10．（2024·山东济南·一模）某物理小组查看某品牌汽车防冻液成分，发现主要为水和一些添加物，因此他们猜想，水中加入别的物质后，一定会对水的凝固点产生影响。为了验证这一猜想，他们分别将一些盐放入水中，并把盐水用容器盛好放入冰箱，研究盐水的凝固过程。
（1）每隔一定时间，观察记录 和此时的温度，并绘制成如图所示的温度-时间图像。由图像可知，加盐后水的凝固点发生了变化；
（2）他们同时发现所测得的盐水凝固点并不相同，于是对比了双方实验过程，发现烧杯中装水都是200mL，小明加了1汤匙的盐，而小红加了3汤匙的盐，由此作出猜想：盐水的凝固点与盐水的浓度有关。接着通过多次实验并得出不同浓度盐水的凝固点，数据记录如表：
盐水浓度（%） 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 36
凝固点（℃） 0 -2 -4 -6 -8 -11 -15 -18 -17 -1.8 -0.4 0
分析表格中数据可以发现：当盐水浓度增大时，其凝固点 ；
（3）根据表格数据，小明还认为盐水浓度为21%时凝固点最低，其值为-18℃，请就这一探究过程和实验结论发表你的建议： ；
（4）实验结束后，小明想到，在严寒的冬天，地面上的积雪不能及时熔化，会影响交通安全，人们采取在雪上撒盐的方法加快雪的熔化，请你解释撒盐的物理原理： 。
参考答案：
1． 重 内 A 无关 不合理 小球上升过程中动能转化为重力势能，而动能和重力势能均与质量有关
【详解】（1）[1][2]小球在轨道上释放后会加速向下运动，是由于小球受到重力的作用，小球冲上右侧轨道的过程中，动能减小，重力势能变大，将它的大部分动能转化为重力势能，由于小球在滚动过程中要克服摩擦做功，所以部分动能转化为内能。
（2）[3]从轨道上不同高度释放，小球到达底端的速度不同，通过比较小球冲上右侧轨道的最大距离s可探究小球滚动到斜面上的距离与速度的关系，即可探究小球滚动到斜面上的距离与速度的关系，即探究猜想A。
（3）[4]由表格中数据知，小球的质量发生明显的变化，在误差允许的范围内，小球冲上轨道的最大距离不变，可得小球冲上轨道的最大距离与小球的质量无关。
（4）[5][6]小球的动能与质量和速度有关系，速度相同，小球的质量越大，动能越大，转化成的重力势能越大，但重力势能与质量和高度有关，因此小球到达的高度不一定大。
2． 相同 见解析 45° 见解析 变大 见解析
【详解】（1）[1]探究铅球投掷的远近与铅球掷出去的角度是否有关，根据控制变量法可得，把弹弓的皮筋用力拉长到相同的长度后，以相同的弹射角度将另一钢球弹射出去，测出水平射程为s2。
[2]为了使小钢球弹射的初速度相同，将弹弓的皮筋用力拉长到相同的长度。
（2）[3][4]由表中数据可知，在其他条件相同时，发射角度为45°时，小钢球被弹出的距离最远；根据表中数据还能够得出：在发射角的度数相同时，小钢球质量越大，小钢球被弹出距离越近。
（3）[5]当小钢球的质量和被弹出的角度不变时，增大弹弓皮筋拉长的长度，橡皮筋的弹性势能越大，小钢球被弹出的距离将变大。
（4）[6]据实际情况可知，若想为了在运动会铅球项目中取得好成绩，可以增大射出点的高度和射出的速度，并选择45°投掷等。
3． 大气压 矿泉水瓶中水的体积 1、2、3 不易 偏小 见解析 见解析
【详解】[1]吸盘内部气体被排出，在大气压强的作用下牢牢的压在墙面上，与墙面间的存在摩擦力，所以可以承担重物。
（1）[2]实验中通过吸盘脱落时矿泉水瓶中水的体积来反映吸盘的吸附能力，矿泉水瓶中水的体积越大，重力越大，说明吸盘的吸附能力越强。
[3]由表中1、2、3三组数据可知，在相同材质的墙壁上，吸盘面积越大，吸盘的吸附能力越强，说明吸盘的吸附能力与吸盘面积的大小有关。
[4]对比3、4或2、5两组实验可知，在光滑的瓷砖表面，吸盘的吸附能力更强，故得出结论：吸盘在光滑的墙壁上更不易脱落。
（2）[5][6]在安装吸盘时吸盘与光滑瓷砖之间会残留少许空气，会导致测量出挂钩的最大承重能力比实际偏小，原因是由于内部空气的存在，会减小吸盘内外的压强差，导致大气压产生的压力减小，吸盘与光滑瓷砖间的最大摩擦力减小。
（3）[7]要使吸盘长时间不易脱落，将吸盘内的空气尽量排净，增大压力或增大接触面积。
4． 大气压 6720 A 增加 做功
【详解】（1）[1]水吸热汽化生成水蒸气，水蒸气把易拉罐内的空气排出，封住罐口，停止加热，罐内气体温度降低，气体压强减小，小于大气压，大气压将易拉罐压瘪，这一现象可以表明大气压的存在。
[2]水吸收的热量为
（2）[3]流体的流速越大，压强越小。所以让两易拉罐间距离减小，必须通过增大易拉罐内侧的空气流速来减小压强，故可用吸管按图中箭头A所示的方向用力吹气。
（3）[4]摩擦时，对易拉罐做功，易拉罐温度升高，易拉罐的内能以热传递的方式传递给易拉罐内气体，易拉罐内气体内能增加，气压变大。
[5]炸开时气体对开口做功，内能转化为机械能，与四冲程汽油机的做功冲程相同。
5． 杯子的大小和杯内水的质量不相等 铝箔复合 减少水的质量（降低水的初温、使用比热容更小的液体）
【详解】（1）[1]对比实验要注意的问题：每次只能改变一个因素；确保实验的公平，即除了改变的那个因素外，其他因素应该保持一样；所以实验设计中，图乙的设计的错误之处杯子的大小和杯内水的质量不相等。
（3）[2]由图丙可知，在其它条件相同时，用铝箔复合包装袋的水温降低得慢，保温能力更强。
（4）[3][4]为了缩短探究时间，根据放热公式可知，在放出的热量、液体末温一定时，可以减少水的质量、降低水的初温或使用比热容更小的液体进行实验。
6． 弹力 转换法 1和3 大 二 高度越高，重力势能越大，转换为动能越大，然后反弹转化为乒乓球的重力势能越大，乒乓球弹起的高度就越高 没有测量具体数据，精确度不高，需要改进并进行多次测量
【详解】[1]水冲击杯子后，杯子发生形变产生了反冲力，从力的性质来看，这是一种弹力。
[2]将乒乓球放入杯中观察乒乓球弹起的高度可以直观比较反冲力的大小，把无法直接测量的反冲力通过高度显示，这种物理研究方法叫做转换法。
（1）[3][4]探究反冲力大小与杯子材料有关，必须改变材料，保持高度和水量一定，故选1和3数据比较；下落高度高时，铝比纸硬，反冲力大，故杯子材料越硬，反冲力越大。
（2）[5]对比实验1和2，杯子材料和高度相同，水量不同，故探究与水量关系，从而验证猜想二。
（3）[6]分析题目可知，高度越高，重力势能越大，转换为动能越大，然后反弹转化为乒乓球的重力势能越大，乒乓球弹起的高度就越高。
（4）[7]本实验没有测量具体的数据，精确度不高，需要改进并进行多次测量。
7． 最大 1、2、3 有关 2、5、6 增大 增加 见解析
【详解】（1）[1]折叠多组不同规格的纸飞机，将每个纸飞机用最大力气水平掷出，重复多次实验，探究纸飞机飞行的最大距离的影响因素，应该记录纸飞机的最大距离作为最终实验数据。
（2）[2][3]由实验1、2、3可知，机翅面积相同，机身夹角不同，纸飞机飞行的最大距离不同，说明纸飞机飞行的最大距离与机身夹角有关。
（3）[4][5]由实验2、5、6可知，机身夹角相同，机翅面积越大，纸飞机飞行的最大距离越大，如果想在下次纸飞机比赛中使纸飞机飞得更远，则应该在一定范围内，适当增大纸飞机的机翅面积。
（4）[6]由表中数据可知，机身中部和机身尾部质量相同时，机头质量越大，飞行的距离越大，在比赛时，可以在一定范围内，通过适当增加机头质量的方式增加飞行距离。
（5）[7]由表二4、5、6数据可知，第6次机头的质量较大，但飞行的距离没有前两次远，所以这一说法错误。
8． 同一高度 1 1、5、6 斜面倾角越大，物体从斜面上滑下的速度越大 相同 不能 木块受到的摩擦力不同
【详解】（1）[1]为了保证得出结论的可靠性，要使木块从同一高度，静止滑下。
（2）[2]①分析实验1和2，实验3和4，质量不同的时候，v相同，所以v和质量无关，猜想1是错误的；
[3][4]②分析比较实验序号1、5、6，斜面材料相同，倾角不同，v不同，所以斜面的倾角越大，物体从斜面上滑下的速度越大。
（3）[5][6][7]实验中探究小车碰撞前的动能和小车碰撞前的速度的关系，让滑块从材料相同，倾角θ不同的斜面上C点由静止滑下，撞击D点的木块，控制CD距离相同，滑块的速度是通过改变斜面的倾斜程度实现的；实验方案中，通过改变斜面的倾斜程度来改变了滑块的速度，忽略了小车撞击木块时，斜面的倾斜程度不同，滑块推动木块移动的距离大不能说明其速度大，因为木块受到的摩擦力不同。
9． 热传递 压缩 相同 2 要克服摩擦做功 不连接 上、下部温度相同
【详解】（1）[1]打气筒内壁温度高于外壁，热量是通过热传递的方式由内壁传递到外壁的。
（2）[2]活塞在打气筒内向下运动时，对气体做功，机械能转化为气体的内能，能量转化形式与四冲程内燃机的压缩冲程相同。
[3]打气过程中，活塞每次往复运动对气体做功，力的大小和活塞在力的方向上移动的距离相等，由可知，活塞对气体做的功大小相同。
（3）[4]根据上、下部存在温度差，可知猜想2是正确的。因为活塞向下运动时，压缩气体，对气体做功，气体内能增大，温度升高，导致下部温度高于上部。
[5]他们认为另一猜想也会使外壁发热，即认为可能是活塞与简壁摩擦使气体的温度升高，理由是活塞在向下运动时活塞与简壁摩擦，需要克服摩擦做功，通过做功的方式也可以使气体的内能增大。
[6]进一步验证①中的猜想，可以只让活塞克服摩擦做功，不压缩气体做功，故他们将打气筒与篮球不连接让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，测出打气筒外壁的温度。
[7]改进后测得的上、下部温度相同，即上、下部不存在温度差，说明不是克服摩擦做功导致气体温度升高的，进而验证①中结论是正确的，即是因为活塞不断压缩气体做功使气体温度升高的。
10． 盐水状态 先降低后升高 见解析 适量撒盐后，雪的熔点降低，加快了雪的熔化
【详解】（1）[1]分析盐水凝固图像，需要知道盐水的状态并测出温度，因此把盐水用容器盛好放入冰箱后，每隔一定时间，观察一下盐水的状态并测出温度。
（2）[2]从表格中的数据可看出，盐水的浓度一直在变大，而盐水的凝固点是先降低后又升高。
（3）[3]盐水浓度为21%时，凝固点为-18℃，这个凝固点不一定是最低的，应该在此浓度附近多做几次实验，以保证实验结论的准确性。
（4）[4]在冰雪覆盖的路上撒盐，可以降低冰雪的凝固点，使冰雪在较低的温度就能够熔化，从而更便于除雪。
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【回归课标】专项12：实验探究查漏补缺
新课标要求：4.2 探究类学生必做实验
4.2.1 探究水在沸腾前后温度变化的特点。
4.2.2 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。
4.2.3 探究液体压强与哪些因素有关。
4.2.4 探究浮力大小与哪些因素有关。
4.2.5 探究杠杆的平衡条件。
4.2.6 探究光的反射定律。
4.2.7 探究平面镜成像的特点。
4.2.8 探究凸透镜成像的规律。
4.2.9 探究通电螺线管外部磁场的方向。
4.2.10探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
4.2.11 探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点。
4.2.12 探究电流与电压、电阻的关系。
例题1、小来同学探究食盐在水中溶解度和温度的关系实验。为此，他所在实验小组开展了项目式学习。
【驱动问题】水中加入其他物质，沸点将怎样变化？
【项目研究】实验装置如下图，3个烧杯盛放质量和初温相同的水，在3个烧杯中分别再添加等质量的水、酒精和食盐，用温度传感器记录温度随时间的变化如下表。
时间/s 物体 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240
水/℃ 89.8 93.0 95.6 96.9 97.2 97.4 97.5 97.5 97.5 97.5 97.5 97.5 97.5
盐水溶液/℃ 89.6 93.3 95.7 97.9 99.1 99.6 99.7 99.8 99.9 100.0 100.1 100.1 100.1
酒精溶液/℃ 89.5 92.1 94.4 95.6 95.9 96.0 96.1 96.2 96.3 96.4 96.5 96.6 96.7
（1）水沸腾前，升温特征是 （选填“均匀升高”、“先快后慢”或“先慢后快”）；
【分析解释】
（2）由表可知，水中加入其他物质，溶液的沸点 （选填“发生”或“不发生”）变化；
（3）实验观察到，100s时盐水开始沸腾，继续加热，沸点缓慢上升，200s时有晶体析出，之后沸点保持不变，你认为盐水沸点缓慢升高的原因是 ；
（4）受本实验启发，水中加入物质溶解后，除沸点会发生变化外，猜想其 （填物理属性）也将会发生变化。
例题2、放学的路上，小明注意到一辆卡车、一辆小轿车和一辆摩托车并排停在斑马线前，绿灯一亮，三辆车同时启动，小轿车冲在最前面，摩托车其次，卡车最慢，于是他想到一个问题：
物体运动状态改变的快慢与哪些因素有关呢？于是他做出了如下猜想：
猜想一：与受到牵引力的大小有关；猜想二：与物体自身的质量有关；
为验证猜想他用小车、砝码、钩码（质量均相等）、定滑轮、长木板设计了如图甲所示的实验装置，测量出小车启动后5s内前进的距离；
（1）该实验是通过 来反映物体运动状态改变的快慢；
（2）本实验中改变牵引力大小的方法是 。多次改变牵引力的大小以及小车上砝码的质量，并将所测的几组数据记录在下表中：
实验次数 小车和砝码的总质量m/kg 牵引力的大小F/N 5s内前进的距离s/cm
1 4 1 48
2 4 2 98
3 4 4 195
4 8 1 23
5 8 2 50
6 8 4 99
7 16 1 11
8 16 2 24
9 16 4 49
①由 三次实验可得出：在质量相等时，物体受到的牵引力越大，物体运动状态改变得越快；
②由3、6、9三次实验得出的实验结论是 ；
（3）同组的小华设计了如图乙所示的装置，他用带孔的硬纸板作为挡板使每次的运动距离相等，改变砝码的质量以及牵引力的大小，判断小车从启动到撞击挡板的时间也可得出结论，小华的方案是否可行？若可行，说明实验注意事项，若不可行，请简述理由： 。
【类型一】热学课外探究型实验
【方法总结】其考查内容大都来源于学生生活实际，并且考查的方法和所要考查的能力都是学生应了解和掌握的。解题方法强调应用性和开放性，突出物理知识的应用，强调灵活运用物理知识解释试题呈现的问题，故而在解答时，可借助已有的知识和结论，对探究中某个环节所考查的内容作出正确的解答。
【举一反三】寒假期间，学校布置了假期社会实践作业、小聪在家和妈妈学烹饪时注意到，盐（主要成分是NaCl）和糖（主要成分是蔗糖）外观非常像（如图甲），除了尝味道几乎分辨不出来。于是他找来小明和小林，想利用自己所学的物理知识，科学的分辨出两种物质。经过查阅资料，他们得到以下数据（如表格）：
物质 密度/ 熔点/℃ 比热容/
盐（NaCl） 2.17 801
糖（蔗糖） 1.66 185
（1）小聪找来A、B两个相同的勺子，分别装满一平勺两种样品。用天平测得A勺总质量为16.2g，B勺总质量如图乙所示，读数为 g，由此可知 （选填“A”或“B”）勺中样品为盐。
（2）小明和小林从学校借来实验器材，组装了如图丙所示装置，通过水浴法加热两种样品，水浴法的优点是 。某时刻，试管D中温度计示数如图，此时温度为 ℃。实验中每隔一段时间记录一次C、D试管中物质的温度，并做出温度随时间变化的规律图象，如图丁所示。
（3）根据图丁可知，吸收相等热量，升温较多的是 （选填“C”或“D”），进而判断出试管D中样品为 （选填“糖”或“盐”）。
（4）小林发现该实验无法根据熔点辨别两种物质，原因是 。
【类型二】力学课外探究型实验
【方法总结】其考查内容大都来源于学生生活实际，并且考查的方法和所要考查的能力都是学生应了解和掌握的。解题方法强调应用性和开放性，突出物理知识的应用，强调灵活运用物理知识解释试题呈现的问题，故而在解答时，可借助已有的知识和结论，对探究中某个环节所考查的内容作出正确的解答。
【举一反三】小红陪奶奶就医时，看见如图甲所示竖直放置的静脉输液装置，观察到输液管口的盐水一滴一滴地往下滴，于是，地提出一个问题：管口处水流出的速度大小与哪些因素有关？并作出如下猜想：
猜想1：随着输液瓶中液面不断下降，速度变小
猜想2：换粗一些的输液管，速度变大
猜想3：增加图甲中输液管的长度h，速度变大
为检验上述猜想，她准备了如下器材进行探究：铁架台、锥形瓶、量杯、双孔软木塞、橡胶软管、弹簧夹、秒表，4根粗细均匀的玻璃管：a管（长20cm、内孔直径3mm）、b管（长20cm、内孔直径6mm）、c管（长25cm、内孔直径3mm），长5cm的d管
探究过程如下：
（1）如图乙所示，雏形瓶中装有红色的水，a、d管通过双孔软木塞插入瓶中，两管上方端口接近瓶口并齐平，a管下端放入量杯，d管下端套有橡胶软管，并用弹簧夹夹住，装置是竖直放置。此时，a管下端管口无水流出，这是由于 的作用；
（2）松开弹簧夹，水从a管口流出，用秒表测出量杯中的水分别达到20mL、40mL、60mL、80mL、100mL水位时的时间t，记录在表1中；
表1：
量杯中水的体积V/mL 0 20 40 60 80 100
时间t/s 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00
①依据所测数据，在图丙中画出量杯中水的体积V与时间t的图像 ；
②每秒钟从a管口流出的水量是 mL；a管口处水流出的速度大小为 m/s（保留1位小数）；
（3）将a管换成b管，重复步骤（2）的操作，将所侧数据记录在表2中；
表2：
量杯中水的体积V/mL 0 20 40 60 80 100
时间t/s 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
分析表1和表2的数据，可知猜想2是 （选填“正确”“错误”）的。
一、实验题
1．（2024·贵州黔东南·模拟预测）小莉同学骑自行车来到一段上坡路，她发现即使不踩踏板，自行车也能冲上斜坡一段距离。几次试验，她发现在坡底时的速度越大，自行车自行冲上斜坡的距离就越远。自行车冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关呢？小莉同学提出了下列猜想：
A．与其运动到坡底时速度的大小有关；
B．与其在斜坡上受到摩擦力的大小有关；
C．与其质量的大小有关；
为了验证猜想，小莉将一左侧光滑，右侧粗糙的弧形轨道固定在水平桌面上，并用小球模拟自行车，如图所示。将小球从左侧轨道某位置自由释放，小球沿轨道向下运动，继而冲上右侧轨道，测出小球在右侧轨道运动的最大距离s（不计空气阻力）。请你作答以下问题：
（1）小球在轨道上释放后会加速向下运动，是由于小球受到 力的作用；小球冲上右侧轨道的过程中，它的动能转化为重力势能和 能；
（2）小莉将同一小球从左侧轨道的不同高度释放，分别记下小球冲上右侧轨道的最大距离s，这是为了探究猜想 （选填“A”“B”或“C”）。
实验次数 1 2 3 4 5
小球质量m/g 20 30 40 50 60
小球冲上轨道的最大距离s/cm 30.1 30.2 29.8 29.9 30.1
（3）在探究猜想C时，假如将质量不同的小球由左侧轨道相同高度自由释放，分别测出它们在右侧轨道运动的最大距离s，数据如表所示：根据表中的数据可得出的结论是：小球冲上轨道的最大距离与小球的质量 （选填“有关”或“无关”）；
（4）小球在右侧轨道上运动的最大距离相同，即表示小球能到达的最大高度相同。某同学由此分析认为：“以上各次小球从左侧轨道滚到底端时速度相同，那么质量大的小球此时动能就大，则它冲上右侧轨道的高度一定越高”。这位同学的观点是否合理？ 。原因是 。
2．（2024·陕西西安·模拟预测）在学校运动会中，我们常遇到下列事例：投掷铅球时，铅球被举起一定的高度后再斜向上用力推出去，铅球会落到很远的地方；投掷标枪时，标枪被举起一定的高度用力甩出去，标枪会落到很远的地方……小芳看到投掷铅球场景后，思考：铅球投掷的远近跟什么因素有关呢？她提出如下猜想：
猜想一：铅球投掷的远近与铅球的质量大小有关。
猜想二：铅球投掷的远近与铅球掷出去的角度有关。
（1）小芳与小丽找来弹弓（如图）和质量大小不同的小钢球模拟“投掷铅球”来验证猜想一。
a.把弹弓的皮筋用力拉长到一定的长度后，以一定的弹射角度将钢球弹射出去，测出水平射程为s1；
b.把弹弓的皮筋用力拉长到相同的长度后，以 （选填“相同”或“不同”）的弹射角度将另一钢球弹射出去，测出水平射程为s2；
c.通过比较两次射程s1、s2的远近，得出结论；
她们将弹弓的皮筋用力拉长到相同的长度的目的是： 。
（2）接着她们又验证了猜想二，两次实验数据记录如下表：（M>m）
小钢球质量 m M
发射角的度数（度） 30 45 60 30 45 60
小钢球被弹出距离（m） 1.8 2.2 1.7 1.3 1.6 1.3
根据实验数据得出初步结论：在其他条件相同时，发射角度为 时，小钢球被弹出的距离最远。从表中数据还能得出的结论有 ；
（3）当小钢球的质量和被弹出的角度不变时，增大弹弓皮筋拉长的长度，小钢球被弹出的距离将 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
（4）为了在运动会铅球项目中取得好成绩，请你给小芳提出合理建议（铅球的质量不变）： 。
3．（2024·陕西西安·模拟预测）小明学习了解到“吸盘挂钩”可以承担重物，那是因为吸盘在 的作用下会紧紧吸附在墙面上，如图所示：
（1）小明回家后发现家中使用的吸盘，有的可以挂较重的物品，有的只能挂较轻的物品，小明很好奇原因是什么，于是他想探究吸盘的吸附能力与哪些因素有关，实验过程如下：
他将吸盘压紧吸附在墙上，容量为2.5L的矿泉水瓶通过细绳挂在吸盘挂钩上，用量杯给矿泉水瓶中加水，直至吸盘脱落，记录矿泉水瓶中水的体积；之后改变吸盘面积的大小和墙壁材料重复进行实验，并将数据记录在如下表格中：
序号 吸盘面积 墙壁 矿泉水瓶中水的体积/mL
1 小 光滑的瓷砖 550
2 中 光滑的瓷砖 670
3 大 光滑的瓷砖 810
4 大 带漆木板 580
5 中 带漆木板 500
①实验中通过吸盘脱落时 来反映吸盘的吸附能力；
②分析 三组实验可知，吸盘的吸附能力与吸盘面积的大小有关；
③通过对比3、4或2、5两组实验可得出结论：吸盘在光滑的墙壁上更 （选填“不易”或“容易”）脱落；
（2）实验结束后和同学交流时发现，在安装吸盘时吸盘与光滑瓷砖之间会残留少许空气，会导致测量出挂钩的最大承重能力比实际 （选填“偏大”“偏小”或“不变”），理由是 ；
（3）接下来小明想在厨房用吸盘挂上厨具，若要使吸盘长时间不易脱落，请你根据实验结论，提出一个可行性建议： （答案合理即可）。
4．（2024·江苏宿迁·二模）小明利用空易拉罐做了几个物理小实验。
（1）如图甲所示，在易拉罐中注入20g温度为10℃的水，用酒精灯对易拉罐加热，待水温达到90℃时，将罐口堵住，撤去酒精灯，让易拉罐冷却，观察到易拉罐变瘪了，这一现象说明了 的存在，加热过程中易拉罐中水吸收的热量为 J；（）
（2）如图乙所示，将两个易拉罐平行放置在水平桌面上，为了能让两易拉罐间距离减小，可用吸管按图中箭头 所示的方向用力吹气；
（3）碳酸饮料易拉罐的拉环断掉很难打开，如图丙所示，可用笔尾在罐口旁快速摩擦，易拉罐开口处就可以“炸开”。摩擦时，易拉罐内气体内能 （选填“增加”“减少”或“不变”），气压变大：“炸开”过程的能量转化与四冲程汽油机的 冲程相同。
5．（2024·陕西西安·二模）西安一天的外卖量高达百万单，图甲是常用的两种外卖包装袋。哪一种材料的包装袋保温能力更强？学习小组开展了以下探究活动。
准备大小和厚度相同的牛皮纸包装袋和铝箔复合包装袋各一个，两个杯子盛有初温相同的热水，插入温度计后密封进两个包装袋中，如图乙所示，并用停表计时。
（1）图乙设计的错误之处是 。
（2）改正后，测得两杯热水的温度随时间变化的图象如图丙所示。由图丙可知保温能力更强的是 包装袋。
（3）为了缩短探究时间，你对实验的改进方法是： ，根据公式 可以说明你的改进方法是正确的。
6．（2024·陕西西安·模拟预测）小明同学偶然观察到当水杯不慎落地时有水从杯中溅出来，小明由此联想到如下问题：
问题一：为什么水会从杯中溅出来呢？
小明认为水由杯中溅出一定是因为水受到了杯子的“反冲力”，从力的性质来看，这是一种 ；
问题二：水所受的反冲力的大小和什么因素有关呢？
对于这个问题，小明提出了三个猜想。
猜想一：水所受的反冲力的大小与杯子材料有关；
猜想二：水所受的反冲力的大小与杯中水量有关；
猜想三：水所受的反冲力的大小与杯子下落的高度有关。
根据猜想小明设计了如下实验。
【实验器材】
一次性纸杯、去盖的易拉罐，两只乒乓球、脸盆及水；
小明用乒乓球是因为水所受反冲力的大小不易直接测量，而将乒乓球放入杯中观察乒乓球弹起的高度可以直观比较反冲力的大小，这种物理研究方法叫做 ；
【实验过程】
小明分别在纸杯和易拉罐中装入水（水中放入乒乓球），让纸杯和易拉罐从高处自由下落掉到脸盆中，观察乒乓球弹起的高度，记录实验现象如下表：
实验次数 杯子材料 下落高度 杯中水量（杯上标记刻度线） 乒乓球弹起的高度
1 纸 高 多 低
2 纸 高 少 更低
3 铝 高 多 高
4 纸 低 多 更低
【分析与交流】
（1）对比 两次实验可以验证猜想一；并得到结论：反冲力大小与杯子材料有关，且杯子材料越硬，反冲力越 ；
（2）对比实验1和2是为了验证猜想 ；
（3）对比实验1和4得到的结论是：反冲力大小与杯子下落的高度有关，且高度越高，反冲力越大。从能量转化的角度来看，杯子下落的高度越高，乒乓球弹起的高度就越高，原因可能是： ；
（4）小明的实验还有很多不足之处，请你简要评价： 。
7．（2024·陕西西安·模拟预测）物理实践活动课上，小明与同学进行了“纸飞机比赛”，飞行距离远者获胜，由于比赛小明取得的成绩不佳，而赛场上的纸飞机大小、形状各异，小明通过对比取得优异成绩同学的纸飞机，将不同之处划分为机翅面积和机身夹角，如图-1所示，并提出如下猜想：
猜想一：纸飞机飞行的最大距离可能与机翅面积有关；
猜想二：纸飞机飞行的最大距离可能与机身夹角有关。
（1）小明通过折叠多组不同规格的纸飞机，并将每个纸飞机用最大力气水平掷出，重复多次实验，应该记录纸飞机的 （选填“最大”或“平均”）距离作为最终实验数据，再依次对其他不同规格的飞机进行同样的操作，记录实验数据如表一所示；
表一
实验序号 机翅面积S/ 机身夹角θ/° 飞行距离s/m
1 55 5 9.6
2 55 10 12.4
3 55 15 13.1
4 75 20 12.6
5 85 10 15.7
6 95 10 16.3
（2）通过分析第 （填实验序号）三次实验数据，可初步得出结论：纸飞机飞行的最大距离与机身夹角 （选填“有关”或“无关”）；
（3）通过分析第 （填实验序号）三次实验数据可知，小明如果想在下次纸飞机比赛中使纸飞机飞得更远，则应该在一定范围内，适当 （选填“增大”或“减小”）纸飞机的机翅面积；
实验完成后，小明想起每次在纸飞机放飞前，会有部分同学给纸飞机的机头哈气，如图-2所示，查阅资料可知，他们所折的纸飞机的重心偏后，机头容易向上翘起，导致空气阻力增大，从而减缓飞行速度或者使其失去平衡，最终导致坠落，而哈气可以增加飞机机头的质量，为了弄清楚机头适合的配重比例，小明决定将机身夹角相同、质量不同的纸飞机（机头加湿）先测得飞行距离，再将纸飞机沿机身长度平分裁切成三部分，如图-3所示，分为机头、机身中部、机身尾部，分别测得其质量，记录数据如表二
表二
实验序号 机头（加湿）/g 机身中部/g 机身尾部/g 飞行距离s/m
1 1.12 2.16 2.55 10.5
2 1.54 2.16 2.55 12.8
3 2.11 2.16 2.55 15.6
4 3.69 3.78 4.72 18.4
5 4.51 3.78 4.72 19.7
6 5.01 3.78 4.72 16.2
（4）初步分析实验数据可知，小明在比赛时，可以在一定范围内，通过适当 （选填“增加”或“降低”）机头质量的方式增加飞行距离；
（5）小李通过观看小明做实验的过程得出结论：将纸飞机的机翅面积做得越大，机身夹角越大，机头越重，纸飞机的飞行距离越远，小明通过分析数据否定这一说法，原因是： 。
8．（2024·陕西西安·模拟预测）小明所在的实验小组想探究“物体从斜面上滑下的速度大小与哪些因素有关”。通过观察，他们提出了如下的猜想：
猜想1：可能与物体的质量m有关
猜想2：可能与斜面的倾角有关
猜想3：可能与斜面的材料有关
他们选择器材以下：一个右端固定有遮光片的滑块（质量为200g）、一个100g的砝码（可粘在滑块上表面）、两个长度相同但材料不同的斜面A和B（斜面底端装有速度传感器）。实验装置如图-1所示，实验操作是让滑块沿斜面直线下滑，利用速度传感器测得滑块到达斜面底端时的速度v。
（1）为了保证从实验数据得出结论的可靠性，滑块每次都由静止开始下滑，并且都从斜面的 处释放。
（2）小明他们改变相关条件，多次实验，得到了下表数据：
实验序号 斜面倾角 斜面 滑块总质量m/g 摩擦力f/N
1 A 200 2.45 0.38
2 A 300 2.45 0.56
3 B 200 1.53 0.47
4 B 300 1.53 0.71
5 A 200 3.58 0.34
6 A 200 4.38 0.30
①分析表中数据可得：猜想 是错误的。
②分析比较实验序号 ，可知猜想2的结论是：其他条件相同时， 。
（3）研究猜想2时，他们探究了“不同倾角下滑块受到的摩擦力”，数据如上表，他们还设计了探究猜想2的另一个方案：让滑块从材料 （选填“不同”或“相同”），倾角不同的斜面上C点由静止滑下，撞击D点的木块，控制CD距离相同，方案中滑块推动木块移动的距离大 （选填“能”或“不能”）说明其速度大，分析上表数据，说明理由： 。
9．（2024·江苏南通·一模）小明发现用打气筒给篮球打气时，外壁有些发热，这是什么原因导致的呢？实验小组联系所学物理知识，提出了以下两个猜想：
猜想1：可能是活塞与简壁摩擦；
猜想2：可能是活塞不断压缩气体做功；
他们选用打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等设计了实验进行探究，实验时分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点，如图所示：
（1）打气筒内壁热量是通过 的方式传递到外壁；
（2）活塞在打气筒内向下运动时的能量转化情况，与四冲程内燃机的 冲程相同，打气过程中，活塞每次往复运动对气体做功大小 （选填“相同”或“不同”）；
（3）实验方案：用打气筒向气压不足的篮球内打气，10s内活塞在筒内往复运动20次，立即测出此时两个测温点的温度。待气筒外壁温度降至室温（25℃）后，放出篮球中的部分气体，使其内部气压与打气前相同，重复上述操作，实验数据记录如下表：
实验次序 时间/s 活塞往复次数 上部温度/℃ 下部温度/℃
1 10 20 30.7 36.6
2 10 20 30.2 36.2
3 10 20 30.5 36.3
①根据上、下部存在温度差，可知猜想 一定是正确的；
②他们认为另一猜想也会使外壁发热，理由是活塞在向下运动时， ；
③进一步验证①中的猜想：他们将打气筒与篮球 （选填“连接”或“不连接”），让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，测出打气筒外壁的温度；当观察到 的现象，就说明①中结论是正确的。
10．（2024·山东济南·一模）某物理小组查看某品牌汽车防冻液成分，发现主要为水和一些添加物，因此他们猜想，水中加入别的物质后，一定会对水的凝固点产生影响。为了验证这一猜想，他们分别将一些盐放入水中，并把盐水用容器盛好放入冰箱，研究盐水的凝固过程。
（1）每隔一定时间，观察记录 和此时的温度，并绘制成如图所示的温度-时间图像。由图像可知，加盐后水的凝固点发生了变化；
（2）他们同时发现所测得的盐水凝固点并不相同，于是对比了双方实验过程，发现烧杯中装水都是200mL，小明加了1汤匙的盐，而小红加了3汤匙的盐，由此作出猜想：盐水的凝固点与盐水的浓度有关。接着通过多次实验并得出不同浓度盐水的凝固点，数据记录如表：
盐水浓度（%） 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 36
凝固点（℃） 0 -2 -4 -6 -8 -11 -15 -18 -17 -1.8 -0.4 0
分析表格中数据可以发现：当盐水浓度增大时，其凝固点 ；
（3）根据表格数据，小明还认为盐水浓度为21%时凝固点最低，其值为-18℃，请就这一探究过程和实验结论发表你的建议： ；
（4）实验结束后，小明想到，在严寒的冬天，地面上的积雪不能及时熔化，会影响交通安全，人们采取在雪上撒盐的方法加快雪的熔化，请你解释撒盐的物理原理： 。
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