资源简介

七年级下册科学竞赛辅导教学案
第13讲 实验探究专题
知识梳理
一、本册教材中的重要实验及探究
考查的内容 考查的知识点
代代相传的生命 观察菜豆、玉米种子的结构，观察花的结构
探究“种子萌发需要什么条件”
植物的扦插
观察面团发酵
对环境的察觉 小孔成像实验、光的色散实验
光的反射、折射实验
探究“平面镜成像规律”
探究“凸透镜成像规律”
运动和力 弹簧测力计的原理与使用实验
探究“重力大小的相关因素”
探究“阻力对小车运动的影响”
探究“二力平衡的条件”
探究摩擦力的相关因素
探究压力作用效果的相关因素
探究“水内部压强的特点”
地球与宇宙 寻找正午太阳高度变化的证据和规律
地球上昼夜长短变化
月相、日食、月食形成原理的模拟实验
二、科学探究的一般过程
提出问题→建立猜想与假设→设计研究方案→实施方案（收集证据）→检验假设（得出结论）→报告与交流。
三、本学期重要的科学探究方法
1.控制变量法。当设计多个因素影响的研究方案时，每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，这种研究方法叫控制变量法。如探究“种子萌发需要什么条件”、“重力大小的相关因素”、牛顿第一定律中的“阻力对小车运动的影响”、“探究二力平衡的条件”、“影响摩擦力大小的因素”等许多实验中都用到控制变量法。
2.科学分类法。分类是一种把某些特征相似的事物归类到一起的方法。对事物进行分类后，它们之间的关系就会变得更加清晰。本学期涉及分类法的知识点有根据生殖方式对动物进行分类、根据种子子叶数对植物进行分类、根据形态对细菌进行分类等。
3.模拟实验法。在难以直接用研究对象做实验时，有时用模型来做实验，即模仿实验对象制作模型或者模仿实验的某些条件进行实验，这样的科学方法叫模拟实验。如对事物的内部结构、运动变化过程进行模拟等。模拟实验是科学实验的一种基本类型。“月相的变化”，“日食、月食的形成原理”等都采用了模拟实验法。
4.实验推理法。在科学研究中，有许多概念、规律、结论是建立在科学实验的基础上的，但是也有不少实验，由于实际条件的限制难以实现，于是需要在大量可靠的实验事实的基础上，通过科学推理，得出理想实验的结论，这个过程和方法就是实验推理的方法。比如“牛顿第一定律”的得出。
5.转换法。科学研究中对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量，用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。本学期涉及转换法的实验有：用碎纸片放在物体上观察纸片的运动来判断物体的振动发声情况、利用弹簧长度的变化来测量力的大小、利用海绵的形变程度来判断压力的作用效果等。
例题精析
例1、如图所示的装置中，可作为“验证空气对种子萌发影响”对照实验的是（ ）。

A.①和③ B.①和② C.②和③ D.②和④
例2、 如图所示为“探究平面镜成像特点”的实验装置，a为玻璃板，b和c是两支完全相同的蜡烛。下列说法中，错误的是（ ）。
A.实验既可选择玻璃板，也可选择平面镜
B.实验时玻璃板a应与水平桌面垂直放置
C.选择完全相同的b、c两支蜡烛是为了验证像与物是否等大
D.利用该实验可以验证平面镜成像中的像距和物距是否相等
例3、【探究名称】探究凸透镜成像的大小与哪些因素有关。
【提出问题】小明通过学习，知道放大镜就是凸透镜，在活动课中，他用放大镜观察自己的手指，看到手指 （填“放大”、“等大”或“缩小”，下同）的像；然后再用它观察远处的房屋，看到房屋 的像。
他想：凸透镜成像的大小可能与哪些因素有关？
【进行猜想】凸透镜成像的大小可能与 有关。
【设计并进行实验】小明在如图所示的光具座上，不断改变蜡烛与透镜间的距离，并移动光屏进行实验，所获得的实验数据如下表所示。
物体到凸透镜的距离/cm 光屏像到凸透镜的距离/cm 光屏上像的大小
40 13.5 缩小
30 15 缩小
20 20 等大
15 30 放大
10 光屏上没有像
8 光屏上没有像
【结论与应用】
（1）分析数据可知物体到凸透镜的距离越小，光屏上的像就越 ，同时发现像到凸透镜的距离就越 。
（2）小明所在班级拍毕业照时，摄影师发现两旁还有同学没有进入取景框内，这时摄影师应使照相机 （填“靠近”或“远离”）同学，同时还应 （填“增长”、“缩短”或“不改变”）照相机的暗箱长度。
例4、在“研究压力形变效果”的实验中，小明选用了两种不同材质的海绵A、B及若干完全相同的砖块进行实验。实验中，他将砖块分别叠放在A、B海绵的表面，并保持海绵的受力面积相同，实验过程如图甲、乙、丙、丁所示，观察到海绵的形变程度分别为ΔL1、ΔL2、ΔL3和ΔL4，且ΔL2＞ΔL4，ΔL1＞ΔL3。根据实验条件及观察到的实验现象，可归纳得出初步结论。

甲 乙 丙 丁
（1）分析比较图甲、乙、丙、丁中海绵的形变程度以及相关条件可得到的科学结论是：
① 。
② 。
（2）本实验通过实验分析得出相关科学结论，实验中还采用了其他重要的科学方法，请写出其中的两个：① ；② 。
例5、小阳与几位同学在做手影游戏时，发现手影的大小经常在改变。他猜想：影子的大小可能与光源到物体的距离有关。于是他设计了如图甲所示的实验，保持橡皮到墙壁之间的距离不变，把手电筒打开后放在距离橡皮不同的位置，分别测量在墙壁上所形成的影子的长度。记录实验数据如下表所示：
甲 乙
光源到橡皮的距离L/cm 5 10 15 20 25
影子的长度H/cm 10 6 4.5 3.7 3.1
（1）分析数据后可以发现，若保持其他因素不变，当手电筒由近处逐渐远离橡皮时，影子的长度随之 。
（2）为了进一步发现其中的规律，根据表中数据，以手电筒到橡皮的距离L为横坐标、影子的长度H为纵坐标，绘制了影子的长度H随手电筒到橡皮的距离L变化的图像如图乙所示。由图像可知，当手电筒到橡皮的距离L=17.5cm，影子的长度H大约是 cm。
（3）小阳观察图像的变化趋势发现，当手电筒距离橡皮较远时，影子的长度变小得较 （填“快”或“慢”）。
（4）实验推理：当手电筒距离橡皮足够远时，影子的长度是否有可能变为0？请说明理由。
。
思路点拨：（1）由记录的数据可以看出，当手电筒由近处逐渐远离橡皮时，影子的高度随之减小。（2）由坐标图像可知，当L=17.5cm时对应的H大致的高度为4cm。（3）从图像中曲线的变化趋势可以发现，当手电筒距离橡皮较远时影子变化较慢。（4）当手电筒距离橡皮足够远时，影子大小基本不变。
参考答案：（1）变小 （2）4 （3）慢 （4）当手电筒离橡皮足够远时，几乎成平行光线，则影子的长度约等于橡皮的长度，不可能为0
方法归纳：光在均匀介质中是沿直线传播的。当手电筒由近处逐渐远离橡皮时，橡皮的大小不变，但手电筒的光线和橡皮之间的角度发生了变化，所以影子的高度也会发生变化。要学会通过分析坐标图像得出手电筒到橡皮的距离与橡皮影子高度的变化规律。
易错误区：不要因为第（1）题的结论“当手电筒由近处逐渐远离橡皮时，影子的长度随之变小”而误导了第（4）题的分析。太阳离地球足够远，我们可近似地认为太阳光为平行光线，同样有影子，不可能不出现影子。
中考真题
1.如图所示为探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验，下列说法中正确的是（ ）。
A.实验时要把实验装置放在水平桌面上
B.木块受到滑动摩擦力的大小可以直接用弹簧测力计测量
C.比较甲、乙两图的实验，说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
D.比较乙、丙两图实验，说明滑动摩擦力的大小与接触面受到的压力有关
2.在“探究二力平衡条件”的实验时，将系于轻质小卡片两对角的细线分别跨过左右吸在黑板上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，如图所示。此时作用在卡片上的两个力大小相等、方向相反。若要证明：“这两个力还必须作用在同一条直线上才能彼此平衡”，则下列实验操作中正确的是（ ）。
A.手扶卡片，在右侧加挂一个钩码，松手
B.手扶卡片，使其竖直向下移动一些，松手
C.手扶卡片，绕其中心在竖直平面内旋转90°，松手
D.手扶卡片，将右侧滑轮竖直向上移动一些，松手
(第4题) (第5题)
3.如图所示，使用微小压强计探究液体压强的规律时，下列说法中正确的是（ ）。
A.用手按橡皮膜，两管出现高度差，说明此时橡皮膜的气密性很差
B.该实验装置中的U形管不属于连通器
C.橡皮膜伸入液体越深，两管液面高度差越大，则液体压强越大
D.U形管两管液面的高度静止稳定后，右管中的液体受到非平衡力的作用
4.草莓成熟时节，气温逐渐升高，买回来的鲜草莓很容易腐烂变质。为了探究鲜草莓在低温下能否延长保鲜时间，某校科学兴趣小组的同学在一个草莓园里采摘了同一品种、大小相近的新鲜成熟草莓，并设计了如下表所示的实验方案：
组别 实验材料 环境温度 其他环境条件 保存时间 变质个数
甲 草莓50个 4℃ 相同 2天 无
乙 草莓50个 常温
2天 46个
请分析实验并回答下列问题：
（1）选取甲、乙两组新鲜草莓的品种、大小、成熟状况、个数及其他环境条件均相同，其目的是 。
（2）设置乙组的作用是 。
（3）你认为草莓变质的根本原因是 。
（4）通过该实验可以得出的结论是 。
5.小明在探究“物距和物高一定时，物体经小孔所成的像的高度和像距的关系”时，所用的实验器材有：用发光二极管做成的物体、有小孔的方纸板、用半透明塑料膜做成的屏、量程为0～30cm的直尺，实验装置的示意图如图甲所示。
甲 乙
(第7题)
（1）该实验应该在较 （填“亮”或“暗”）的环境下进行。
（2）记录的实验数据如下表所示，请在图乙中画出像高与像距的关系图像。
实验次序 1 2 3 4 5 6
物距u/cm 相同
物高h1/cm 相同
像距v/cm 4.0 8.0 12.0 16.0 20.0 24.0
像高h2/cm 2.0 4.1 6.0 8.0 9.9 12.0
（3）根据图像，得出的探究结论是 。
6.【镇江】如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大。
甲 乙 丙
(第8题)
（1）如图甲所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小光斑，则此时水透镜的焦距为 cm。实验前，应调节烛焰、水透镜和光屏三者的中心在 。
（2）该同学移动蜡烛、水透镜和光屏至如图乙所示的位置时，恰能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特点可制成 （填“照相机”或“投影仪”）；若仅将蜡烛与光屏位置对调，则在光屏上 （填“能”或“不能”）看到清晰的像。
（3）在如图乙所示的实验场景下，该同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”（如图丙所示），当从水透镜中抽出适量的水后，他发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该同学戴的是 （填“近视”或“远视”）眼镜。
7.【舟山】某同学利用如图所示的装置研究阻力对物体运动的影响，甲、乙木板上分别铺有毛巾和棉布，丙木板上不铺任何材料，让小车从相同斜面的顶端由静止开始滑下，观察现象。试回答下列问题：
甲 乙 丙
(第9题)
（1）科学实验需要控制变量，本实验中，影响小车在水平面上运动距离的因素，除了阻力外，还有 ，该因素可以采用小车从相同斜面的顶端由静止开始滑下的方法来控制。
（2）实验可得出“阻力越小，运动速度减小得越慢”的结论，支持该结论的证据是 。
自我挑战
1.如图所示为农业生产上通常用马铃薯（土豆）切块来繁殖幼苗的示意图。某兴趣小组想探究马铃薯生出幼芽的决定因素，设计了下列四种对照种植实验（土壤和其他管理条件相同），其中正确的是（ ）。
A.完好的小体形土豆与等重的土豆切块对照
B.圆柱形土豆切块与等重四方形土豆切块对照
C.有芽眼的切块与等重的无芽眼切块对照
D.横切的切块与等重的纵切块对照

(第1题) (第2题) (第3题)
2.把频率为256Hz的音叉发出的声音信号输入示波器，示波器展现的波形如图所示。若把频率为512Hz的音叉发出的声音信号输入同一设置的示波器，其波形可能是（ ）。
A.B.C.D.
3.如图所示，将平面镜和铅笔竖直放置在水平桌面上，下列说法中正确的是（ ）。
A.铅笔水平向右移动时，它的像将变小
B.平面镜竖直向上移动时，铅笔的像也将向上移动
C.若改用一块较小的平面镜，铅笔的像将变小
D.若铅笔按图示箭头方向转过45°，铅笔将与它的像垂直
4.下面是小丽用一支一端削尖了的铅笔所做的实验，其中错误的是（ ）。
A.用一只手紧握着铅笔很难将铅笔抽出，说明接触面一定，压力越大摩擦力越大
B.用手指抵住铅笔两端用力挤压时，与尖端接触的手指较痛，说明压强与受力面积有关
C.用手推一下铅笔，铅笔会在桌面上滚动，说明力能改变物体的运动状态
D.把铅笔放在水中漂浮，在空气中下落，说明铅笔在水中不受重力作用
5.探究影响滑动摩擦力大小的因素：
【猜想】小雨猜想：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小和速度大小有关。
【过程】小叶认为小雨的猜想不对，于是进行了如下实验：
甲 乙 丙
(第6题)
①如图甲所示，用弹簧测力计以速度v1匀速拉动木块使它沿水平木板滑动，弹簧测力计示数为F1。
②如图乙所示，在木块上加放砝码，以速度v1重做上述实验，弹簧测力计示数为F2。
③如图丙所示，改变拉动速度，以速度v2重做上述实验，弹簧测力计示数为F3。
发现：F1＜F2=F3。
说明：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小有关，与速度大小 。这就证明小雨的猜想是 的。
【程序】提出问题— —实验反驳——得出结论。
【作图】画出图甲中木块在水平方向上所受力的示意图。
【问题讨论】把一个钢笔帽竖放在静止的木块上，突然向右拉动木块，发现钢笔帽 （填“向右”或“向左”） 倾倒，这说明物体具有惯性。
6.晓彤和同学们在进行探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验，他们所用的器材除了一些相关的测量仪器外，还有形状相同的长方体泡沫块和铁块、适当大小的海绵块，如图所示。
（1）实验中同学们选择海绵块作为实验器材的主要原因是 。实验中，压力的作用效果是通过 来体现的。
（2）同学们先将泡沫块平放、侧放、竖放在海绵块上进行实验，发现实验现象不明显，原因是 。
（3）晓彤利用铁块进行实验，记录的实验现象如表一所示，得出的结论是 。
表一
平放 侧放 竖放
铁块 较浅 较深 最深
表二
长方体铁块的质量m/kg 2
长方体的长a/m 0.16
长方体的宽b/m 0.08
长方体的厚c/m 0.04
（4）他又在老师的指导下进行了计算，得出了更进一步的结论：压力的作用效果越明显，压力与其受力面积的比值越大。请你根据晓彤记录的实验现象（表一）及他测量的数据（表二），通过计算证明晓彤的结论是正确的。（g取10N/kg,要求写出证明过程）
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