陕西省中考物理专题复习创新探究实验15个.docx
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陕西省中考物理专题复习创新探究实验15个
创新探究实验15个
一、力学创新探究题
1.在日常生活中，同学们可能经历过这样的现象，百米赛跑时，奔跑得越快，我们感到风的阻力越大.于是小明猜想：
物体所受空气阻力大小与物体运动速度的大小有关.于是在一个无风的周末，小明和老师进行了如下实验.
小明将如图所示的装置固定在汽车车顶.老师驾驶汽车依次以不同速度匀速在水平面上行驶一段距离，小明将弹簧测力计的示数记录在表格中.
第1题图
小车速度v/（m·s－1）
5
10
15
20
弹簧测力计示数F/N
0.1
0.5
1.1
1.9
（1）根据 的知识可知弹簧测力计的示数大小近似等于小车及挡板受到的空气阻力.
（2）实验装置中用小车而不用木块，并将其放在表面平滑的车顶，目的是为了减小 对实验结果的影响.
（3）分析表中的实验数据可知，物体运动速度越大，所受空气阻力越 .若小车运动的速度为10m/s，则小车的功率为 W.
（4）实验完毕后，小明又进行了新的思考：
空中下落的物体速度会增大.那么从足够高的高空下落的雨滴速度会不会一直增大，其所受的空气阻力会不会也一直增大？
在老师的指导下，小明知道了：
若雨滴下落时，所受空气阻力小于重力，则雨滴下落速度继续增大；若雨滴下落时，所受空气阻力大于重力，则雨滴下落速度减小.
请你根据老师的上述指导和本实验结论并结合所学物理知识分析：
一滴质量为5g的雨滴从高空下落时（假设在无风天气，雨滴下落高度足够大），所受到的最大阻力f＝ N，此后雨滴做___________________________________________________________.
（5）你认为运动物体受到的空气阻力大小还与 有关.
【答案】
（1）二力平衡
（2）摩擦力 （3）大 5 （4）0.05 匀速直线运动 （5）物体的形状（其他答案合理均可）
【解析】
（1）因为汽车匀速运动，所以小车受力平衡，水平方向所受的牵引力与阻力平衡，所以弹簧测力计的示数大小近似等于小车及挡板受到的空气阻力；
（2）用小车而不用木块的目的是将滑动摩擦变为滚动摩擦，可以减小摩擦力对实验结果的影响；（3）由表中的实验数据可知，物体运动速度越大，弹簧测力计的示数越大，说明汽车所受的阻力越大；小车运动的速度为10m/s时，测力计的示数为0.5N，可知F＝f＝0.5N；则P＝＝＝Fv＝0.5N×10m/s＝5W；（4）若雨滴所受空气阻力小于重力，则雨滴下落速度继续增大，当雨滴达到一定速度时，阻力等于重力，雨滴所受到的最大阻力为f＝G＝mg＝0.005kg×10N/kg＝0.05N，雨滴受力平衡，此后雨滴将做匀速直线运动；（5）物体所受到的空气阻力大小还与物体的形状等有关（其他答案合理均可）.
2.小明在一条细线的一端系一个螺母做成了一个如图所示的单摆，小明发现螺母往返摆动过程中，每摆10个来回所用时间几乎相等.于是小明想到这样一个问题：
螺母来回摆动一次所用的时间t跟哪些因素有关呢？
【猜想与假设】
猜想一：
可能跟螺母摆动的角度θ有关；
猜想二：
可能跟细线的长度L有关；
猜想三：
可能跟螺母的质量m有关.
【进行实验与收集证据】
（1）为验证以上猜想，除了铁架台、细线和螺母外，还需要的测量仪器有刻度尺、量角器和 .
（2）小明在不同条件下，测出螺母来回摆动一次所用的时间t后，得到的一些数据如下表：
第2题图
序号
细线长
度L/cm
螺母的质
量m/g
螺母摆动的
角度θ/°
螺母来回摆动
一次的时间t/s
1
100
10
3
2.0
2
140
10
3
2.4
3
140
10
5
2.4
4
100
15
3
2.0
①本实验用到的实验方法是 Ｗ.对比1、2两次实验，可得出结论：
螺母来回摆动一次的时间t与 有关.
②对比2、3两次实验，得出的结论是：
螺母来回摆动一次的时间t与该因素 （选填“有关”或“无关”）.
【实验结论】综合分析实验数据可知，同一地点的单摆摆动一次的时间t只跟细线的长度L有关，且细线越长，螺母来回摆动一次的时间t越 Ｗ.
【评估与交流】实验中，螺母摆动一次所用的时间很难测准，如何能更准确地测量螺母摆动一次所用的时间：
Ｗ.
【拓展应用】摆钟就是利用此原理制成的，那么如果家里的摆钟变慢了，要把它调准，我们应将摆钟的摆长调 （选填“长”或“短”）.
【答案】【进行实验与收集证据】
（1）秒表（停表）
（2）①控制变量法 细线长度 ②无关
【实验结论】长【评估与交流】测多次摆动的时间，然后求平均值【拓展应用】短
【解析】为验证猜想，除了铁架台、细线和螺母外，还需要的测量仪器有刻度尺、量角器和秒表（停表）；分析表中数据可知本实验用的是控制变量法；对比1、2两次实验可知，螺母质量和摆动角度相同，但细线长度不同，所以时间不同；对比2、3两次实验，螺母质量和细线长度相同，螺母摆动角度不同，但时间相同，说明与摆动角度无关；（综合分析实验数据可知，同一地点的单摆摆动一次的时间t只跟细线的长度L有关，且细线越长，螺母来回摆动一次的时间t越长；螺母摆动一次所用的时间很难测准，测多次摆动的时间，然后求平均值可使测量的结果更准确；摆钟变慢了，说明摆钟来回摆动一次的时间变长了，为了将它调准，应将摆钟的摆长调短.
3.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：
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”）1.6m，该实验可以验证小钢球被弹出距离的大小与 有关.
（4）小钢球被弹出瞬间，弹簧的 能转化为小钢球的 能.
（5）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 小钢球质量越大，小钢球被弹出的距离越短 （3）大于小钢球被弹出的初速度 （4）弹性势 动 （5）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1.6m；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）小钢球被弹出瞬间弹簧的弹性势能转化为小钢球的动能；（5）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.
4.小海学习了摩擦力后知道了摩擦力大小与压力大小及接触面的粗糙程度有关，而教室里拖过地后有位同学差点滑倒，小海想一定是因为地面有水使摩擦力减小了.而小红说银行工作人员数钱时会用手沾一点水，说明水可以增大摩擦力.水到底对摩擦力有什么样的影响呢？
于是他们利用一个质量为200g的砝码进行了以下实验：
实验一：
探究水对地砖面的影响.
实验步骤：
①将一块地砖放在水平桌面上，砝码放在地砖上.
②将弹簧测力计水平调零后，拉动地砖上的砝码，使其做匀速直线运动，读出拉力大小即为滑动摩擦力的大小，其依据是 Ｗ.将数据记录在表1中.
③用喷壶在地砖表面均匀地喷3下清水后，将砝码放在地砖上，重复上述步骤读出此时拉力大小并记录.
④增加喷水量（再喷3下）重复上述步骤读出此时拉力大小并记录.
根据表1实验数据，在地砖表面喷水越多，滑动摩擦力越 Ｗ.
表1
实验
次数
地砖面
拉力大
小/N
1
不喷水
0.6
2
喷3下
0.4
3
喷6下
0.3
表2
实验
次数
木板面
拉力大
小/N
4
不喷水
1.1
5
喷3下
1.5
6
喷6下
1.7
实验二：
探究水对木板面（表面没有涂漆）的影响.
实验步骤：
①将木板放在水平桌面上，砝码放在木板上.
②将弹簧测力计水平调零后，拉动木板上的砝码，使其做匀速直线运动，读出拉力大小并记录在表2中.
③用喷壶在木板表面均匀喷3下清水后，将砝码放在木板上，重复上述步骤读出此时拉力大小并记录.
④增加喷水量（再喷3下）重复上述步骤读出此时拉力大小并记录.
（1）根据表2中实验数据，在木板表面喷水越多，滑动摩擦力越 ，砝码所受滑动摩擦力大小与喷水量 （选填“成”或“不成”）正比.对比实验一和实验二的结果，可以看出滑动摩擦力的大小除了与喷水量多少有关，还与 有关.
（2）小海经过查阅资料了解到木板是亲水物质，表面喷水后，水会渗入木板，使木板表面膨胀而对物体的阻碍作用变大.而地砖是疏水性物质，喷水后地砖表面会形成水膜，而地砖本身不变，物块和地砖间的滑动摩擦力因为水的润滑作用而减小.
（3）想一想，生活中用湿毛巾垫着更容易拧开瓶盖，说明毛巾是 性（选填“亲水”或“疏水”）物质.
（4）根据第1、4次实验可以判断出表面干燥的地砖比表面干燥的木板更 （选填“光滑”或“粗糙”）.
【答案】实验一：
②二力平衡 ④小 实验二：
（1）大 不成 物质材料 （3）亲水 （4）光滑
【解析】实验一：
②由于砝码做匀速直线运动，砝码受到的拉力与受到的摩擦力是一对平衡力，所以读出的拉力大小即为滑动摩擦力的大小；④根据表1实验数据可知，当喷3下水时，地砖受到的摩擦力为0.4N，喷6下水时，受到的摩擦力为0.3N，所以说在地砖表面喷水越多，滑动摩擦力越小；实验二：
（1）根据表2实验数据可知，当喷3下水时，砝码受到的摩擦力为1.5N，喷6下水时，受到的摩擦力为1.7N，说明在木板表面喷水越多，滑动摩擦力越大；第6次实验的喷水量是第5次实验喷水量的2倍，但木板受到的摩擦力第6次不是第5次的2倍，说明摩擦力的大小与喷水量不成正比；可以看出摩擦力的大小除了与喷水量多少有关，还与物质材料有关；（3）生活中用湿毛巾垫着更容易拧开瓶盖，说明湿毛巾能增大摩擦力，所以毛巾是亲水性物质；（4）根据第1、4次实验可以判断出表面干燥的地砖表面比表面干燥的木板表面更光滑.
二、电学创新探究题
5.热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变.小明同学用如图所示的电路来探究热敏电阻RT的
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