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(共41张PPT)
题型三　实验与探究题
二、创新探究实验
1. 据《国语·楚语》记载，古人在长期的生产和生活中，由于定方向和定季节的需要，常常观测树木、房屋在太阳光照射下投射的影子，渐渐地人们发现影子的变化是有规律的.某科学小组的同学在了解之后，就影子的长度与哪些因素有关提出如下猜想.
猜想一：可能与光源的高度有关.
猜想二：可能与物体到光源的距离有关.
(1)影子是光在同种均匀介质中 ，当遇到不透明物体时， 在物体后面形成的暗区.
沿直线传播
(2)小组成员利用如图所示的装置进行探究，实验中依次改变小灯泡的高 度h和长木条到支架的距离d，并记录影子长度l的变化.
第1题图
(3)实验数据如表所示：
实验序号 小灯泡的高度h/cm 长木条到支架的距离d/cm 影子的长度l/cm
1 10.00 2.00 2.00
2 4.00 3.70
3 6.00 5.50
4 15.00 2.00 0.95
5 4.00 1.80
6 6.00 2.75
a.分析 (填序号)三次实验数据可知，当光源的高 度一定时，物体距离光源越远，影子的长度越 .
1、2、3(或4、5、6)
长
实验序号 小灯泡的高度h/cm 长木条到支架的距离d/cm 影子的长度l/cm
1 10.00 2.00 2.00
2 4.00 3.70
3 6.00 5.50
4 15.00 2.00 0.95
5 4.00 1.80
6 6.00 2.75
实验序号 小灯泡的高度h/cm 长木条到支架的距离d/cm 影子的长度l/cm
1 10.00 2.00 2.00
2 4.00 3.70
3 6.00 5.50
4 15.00 2.00 0.95
5 4.00 1.80
6 6.00 2.75
b.分析1、4两次实验数据可知，当物体与光源之间的距离一定时，光源越 高，影子越 ；生活中 (选填“正午”或“清晨”)时刻我们的影
子会更长一点.
短
清晨
一天的不同时间段影子的浓淡
程度不同(合理即可)
影子的浓淡程度与光照强度是否
有关(合理即可)
2. (2024咸阳秦都区二模)物理小组的同学在探究影响导体电阻大小的因素 后，得到了导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关的结论.在 查阅资料后发现温度也会影响导体的电阻，同学们利用如图甲所示的装 置，就温度对不同材料导体电阻阻值的影响展开探究.
甲 乙
第2题图
(1)连接电路时，滑动变阻器的滑片应置于最 (选填“左”或 “右”)端.
甲 乙
第2题图
左
(2)连接好电路后，闭合开关，将加热导体前的电流表示数记为I1，用酒精 灯加热导体5 s，将此时电流表示数记为I2，撤去酒精灯，待导体冷却至室 温后，将此时电流表示数记为I3，更换电阻材料多次实验，并将实验数据 记录在下表中：
材料 I1/A I2/A I3/A
铜丝 2.5 2.3 2.5
铁丝 1.2 0.8 1.2
铝丝 1 0.7 1
未知材料的电阻丝 0.1 2.9 0.1
增大
减小
未知材料
的电阻丝
材料 I1/A I2/A I3/A
铜丝 2.5 2.3 2.5
铁丝 1.2 0.8 1.2
铝丝 1 0.7 1
未知材料的电阻丝 0.1 2.9 0.1
②分析表中的I1、I2、I3数据，发现导体在加热前和冷却至室温后所在电 路的电流大小是相等的，因此本次实验中的温度变化对导体电阻的影响 是 (选填“可逆”或“不可逆”)的.
可逆
材料 I1/A I2/A I3/A
铜丝 2.5 2.3 2.5
铁丝 1.2 0.8 1.2
铝丝 1 0.7 1
未知材料的电阻丝 0.1 2.9 0.1
未知材料的电阻丝
随着温
度升高，电源电压不变，未知材料的电阻丝阻值减小，电路总电阻减小，
电路电流增大，符合将电流表盘改装成温度传感器表盘后，从左到右示数
依次变大的需求(合理即可)
甲 乙
第2题图
3. 校内物理实验课上，小丽用图甲的实验装置，完成了“探究牛奶沸腾时温度变化特点”的实验，绘制出了如图乙所示的图像.
(1)图甲中搅拌棒的作用是 .
(2)实验表明，牛奶在沸腾过程中，温度 .
甲 乙 丙
第3题图
使牛奶受热均匀
不变
(3)小丽回到家后将装有牛奶的杯子放在热水中加热时(即“水浴法”)发现 无论加热多久牛奶都不会沸腾，于是小丽想探究水浴法加热时牛奶的最高 温度与什么因素有关，为此她提出了两个猜想：
猜想一：可能与加热介质的沸点有关；
猜想二：可能与气体压强有关.
丙
第3题图
①小丽将体积相同的水、醋、食用油三种加热介质分别倒入三个相同的烧 杯中，用三只相同的试管装入质量 (选填“相等”或“不相等”) 的牛奶固定在铁架台上，用同一加热装置依次加热至加热介质沸腾后持续 一段时间，如图丙所示，记录实验数据如表1所示：
表1
相等
序号 1 2 3
加热介质 水 醋 食用油
介质沸点 /℃(非标准大气压) 101 60 335
牛奶的最高温度/℃ 101 60 101
牛奶状态 不沸腾 不沸腾 沸腾
②由实验结果可知，水浴法加热过程中，牛奶的最高温度与加热介质的沸 点 (选填“有关”或“无关”)，牛奶能否沸腾取决于牛奶的沸点 是否 (选填“大于”“小于”或“等于”)加热介质的沸点；
有关
小于
表1
序号 1 2 3
加热介质 水 醋 食用油
介质沸点 /℃(非标准大气压) 101 60 335
牛奶的最高温度/℃ 101 60 101
牛奶状态 不沸腾 不沸腾 沸腾
③小丽改用高压锅来加热，选用水作为加热介质，用铁碗盛少量牛奶漂浮 在锅内水面上，在打开锅盖、关闭锅盖和半开放锅盖状态下分别实验，记 录数据如表2所示，由此可知，水浴法加热时，牛奶的最高温度与气体压 强 (选填“有关”或“无关”).
有关
表2
序号 锅盖状态 气压状态 加热介质 牛奶的最高温度/℃
1 打开 大气压(非标准大气压) 水 101
2 关闭 加压 水 110
3 半开放 半加压 水 104
温度达到沸点时不会
沸腾溢出(或受热更均匀或易于控制温度变化等，合理即可)
4. (2021陕西21题)同学们在学完弹簧测力计的相关知识后，自制了一个 “橡皮筋测力计”，将橡皮筋不挂重物时下端对应位置标为零刻度线；挂 1 N重物时，下端对应位置标为1 N；将这段距离等分为20格，每格表示 0.05 N. 用此测力计测量物体重力时，发现测量值不准确.为了弄清其中 的原因，同学们探究了橡皮筋的伸长与受到外力的关系.
第4题图
他们利用规格为0.05 N的螺母若干、刻度尺、橡皮筋、
白板等进行了实验探究.不挂重物时，使橡皮筋下端与刻度
尺的零刻度线对齐；挂不同重物时，橡皮筋下端对应不同
的刻度值，作出标记，如图所示.
第4题图
(1)螺母挂在橡皮筋下静止时，受到橡皮筋的拉力 (选填“大于”
“等于”或“小于”)它受到的重力.
等于
(2)同学们在橡皮筋下依次挂上个数不等的螺母，实验数据记录如下表.
实验次数 1 2 3 4 5 6
螺母个数n/个 0 1 2 3 4 5
螺母总重G/N 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
刻度尺读数L/mm 0 5.0 11.0 20.0 30.0 45.0
实验次数 7 8 9 10 11 12
螺母个数n/个 6 7 8 9 10 11
螺母总重G/N 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55
刻度尺读数L/mm 60.0 75.0 90.0 110.0 133.0 158.0
实验次数 1 2 3 4 5 6
螺母个数n/个 0 1 2 3 4 5
螺母总重G/N 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
刻度尺读数L/mm 0 5.0 11.0 20.0 30.0 45.0
实验次数 7 8 9 10 11 12
螺母个数n/个 6 7 8 9 10 11
螺母总重G/N 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55
刻度尺读数L/mm 60.0 75.0 90.0 110.0 133.0 158.0
①分析实验数据可初步得出：橡皮筋下所挂重物越重，橡皮筋的伸长 越 .
长
②进一步分析数据发现：每增加 1个螺母时，刻度尺读数的变化量总体上 是不同的，但中间有部分读数的变化量是相同的.若静止时橡皮筋下端对 应刻度尺的70.0 mm处，推测橡皮筋下所挂的物体重约为 N(结果 保留两位小数)；若挂
另一重物，静止时橡
皮筋下端对应刻度尺
的15.0 mm处，此时
(选填“能”
或“不能”)确定此物
体的重.
0.33
不能
实验次数 1 2 3 4 5 6
螺母个数n/个 0 1 2 3 4 5
螺母总重G/N 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
刻度尺读数L/mm 0 5.0 11.0 20.0 30.0 45.0
实验次数 7 8 9 10 11 12
螺母个数n/个 6 7 8 9 10 11
螺母总重G/N 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55
刻度尺读数L/mm 60.0 75.0 90.0 110.0 133.0 158.0
(3)同学们根据实验数据，用此橡皮筋重新制作一个刻度均匀的测力计， 橡皮筋上端和刻度尺的位置保持不变.若使测力计的量程最大，零刻度线 应标在刻度尺的 mm刻度处，此测力计的最大量程为 .
(4)同学们更换不同的橡皮筋进行探究，发现其他橡皮筋的特点均与此相 似，他们由此总结出，若要用橡皮筋制作测力计，受橡皮筋材料影响，刻 度均匀部分可测量范围 ，整体上测量不准确，所以橡皮筋不适合做 测力计.
30.0
0.2 N
小
5. (2024高新一中七模)小明在研究物体的运动速度时，做了测量“气泡速 度”的实验.实验装置如图所示，长40 cm两端封闭的直玻璃管，管内注满 水，内留一个小气泡.
第5题图
实验操作：倒转玻璃管，保持竖直，观察气泡在管内的运动.实验中，同
学们从某一位置A开始用停表计时，每隔2 s在玻璃管上标出气泡的位置，
用刻度尺测出气泡经过各位置的路程，并将数据填入表1中.
表1
位置 A B C D E F G
路程/cm 0 3.0 7.0 12.0 17.0 22.0 27.0
时间/s 0 2 4 6 8 10 12
先
加速后匀速
(1)分析表中数据可知，气泡在AG段的平均速度的大小为 m/s.
0.022 5
表1
位置 A B C D E F G
路程/cm 0 3.0 7.0 12.0 17.0 22.0 27.0
时间/s 0 2 4 6 8 10 12
第5题图
(3)小明发现实验过程中气泡运动过快导致时间测量不是很准确，那么如 何改变气泡的运动快慢，气泡的运动快慢到底与哪些因素有关呢？小明想 到其他液体中的气泡比水中气泡的上升速度慢很多，于是结合生活经验提 出了以下猜想：
猜想一：跟气泡的大小有关；
猜想二：跟玻璃管内液体黏度有关.
小明使用盐水和两种黏度不同的液体(液体1的黏度小于液体2，两种液体 黏度均大于盐水，三者密度相同)进行了探究，测出气泡经过CG段的时 间.实验数据记录如表2所示：
表2
气泡长度1 cm 气泡长度2 cm 气泡长度3 cm
实验 序号 液体
种类 上升所 需时间/s 实验 序号 液体种 类 上升所 需时间/s 实验 序号 液体种类 上升所 需时间/s
1 盐水 5.5 4 盐水 4.7 7 盐水 3.9
2 液体1 10.1 5 液体1 8.5 8 液体1 6.9
3 液体2 12.4 6 液体2 11.2 9 液体2 10.0
①分析 三组实验数据，可以得出实验 结论：液体黏度相同，气泡长度越长，气泡运动越 (选填“快”或 “慢”).
1、4、7(或2、5、8或3、6、9)
快
表2
气泡长度1 cm 气泡长度2 cm 气泡长度3 cm
实验 序号 液体
种类 上升所 需时间/s 实验 序号 液体种 类 上升所 需时间/s 实验 序号 液体种类 上升所 需时间/s
1 盐水 5.5 4 盐水 4.7 7 盐水 3.9
2 液体1 10.1 5 液体1 8.5 8 液体1 6.9
3 液体2 12.4 6 液体2 11.2 9 液体2 10.0
②分析1、2、3三组实验数据，可以得出实验结论：气泡长度相同，液体 黏度越大，气泡运动越 (选填“快”或“慢”).
慢
表2
气泡长度1 cm 气泡长度2 cm 气泡长度3 cm
实验 序号 液体
种类 上升所 需时间/s 实验 序号 液体种 类 上升所 需时间/s 实验 序号 液体种类 上升所 需时间/s
1 盐水 5.5 4 盐水 4.7 7 盐水 3.9
2 液体1 10.1 5 液体1 8.5 8 液体1 6.9
3 液体2 12.4 6 液体2 11.2 9 液体2 10.0
(4)近些年来，部分不法商贩将用糖勾兑稀释后粘度大的果汁装进正品鲜 榨果汁的瓶子中卖给消费者.结合本次实验结论，我们在区分二者的时 候，可以将瓶身倒转，其中，气泡上升较 (选填“快”或“慢”)是 鲜榨果汁，另一种则是经过稀释后用糖勾兑的果汁.
(5)在一个寒冷早晨，小华在重复小明的实验时发现气泡运动比小明记录 的要慢，于是小华据此提出了猜想三：液体中气泡的运动快慢还可能 与 有关.
快
液体的温度
6. (2024交大附中期末)学习完防止触电的相关知识后，老师对同学们 说，除了单线触电和双线触电，还有一种是：如果高压输电线掉落在 地上，当人经过这个区域时，两脚之间存在相当高的电压，称做“跨 步电压”.这时电流从一条腿流入，另一条腿流出，同样会发生触电 事故，如图甲所示.
甲 乙
第6题图
(1)生活中从发电站到用电地区有一段相当长的距离，当发电站输出功率 一定时，采用高压输电可以减小输送电线中的 ，从而减小远距离 输电中的电能损失.
甲 乙
第6题图
电流
潮湿细沙更容易导电，便于测量电
压
甲 乙
第6题图
(3)实验主要步骤：
①闭合开关后，小明将连接电压表的两个导线竖直插入沙盘.
②保持DE之间的距离不变，改变EF之间的距离，分别记录对应的电压表 示数.
③保持EF之间的距离不变，改变DE之间的距离，分别记录对应的电压表 示数.
甲 乙
第6题图
(4)实验数据如下表所示：
实验序号 DE之间的距离/cm EF之间的距离/cm 电压表示数/V
1 6 3.5 0.5
2 6 4.5 0.7
3 6 7 1.3
4 7 7 1.2
5 8 7 1.1
甲 乙
第6题图
①图乙的实验中，EF模拟的是图甲中 (选填“AB”或“BC”)之间 的距离.
BC
②分析实验数据，两脚间的距离一定时，人一只脚与高压线落地点的距 离 ，跨步电压越大.
越近(越小)
实验序号 DE之间的距离/cm EF之间的距离/cm 电压表示数/V
1 6 3.5 0.5
2 6 4.5 0.7
3 6 7 1.3
4 7 7 1.2
5 8 7 1.1
小刚
当并拢双脚跳着远离时，两脚
之间的距离为0，电压为0，不会产生跨步电压触电
实验序号 DE之间的距离/cm EF之间的距离/cm 电压表示数/V
1 6 3.5 0.5
2 6 4.5 0.7
3 6 7 1.3
4 7 7 1.2
5 8 7 1.1

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