九年级物理 专题五 科学探究七要素

灯泡亮度
1
1.50
0.32 发光微弱
2
2.00
0.38
较暗
3
2.50
正常发光
4
3.00
0.46
很亮
(3)从表格中的数据可知,灯丝的电阻随两端电压的增加而
(选填“增大”或“减小”),灯丝电阻发生变化
的本质是电阻随
而增大。
【解析】本题考查测定小灯泡的电功率。(1)题中图甲小明错 将电压表串联在电路中了。改正方法:将小灯泡左端的导线改接 到电压表左端接线柱或电源的负极。(2)由图可知,电流表选择 接入的是“0～0.6A”的量程,其示数为0.42 A,灯泡的额定功 率P=UI=2.5V×0.42 A=1.05 W。(3)由表中数据可得,灯丝 的电阻随两端电压的增加而增大;灯丝电阻发生变化的本质是电 阻随温度的升高而增大。
2.冬天有积雪的路面上,夜晚最容易发生“夜冻昼化”现象,对 公路行车有安全隐患,护路工人常在路面上撒盐,以避免“夜冻 昼化”现象,即在相同的气温下,熔化了的冰雪不再结冰,从而 减少交通事故的发生。请你就此问题做出你的猜想,并说出你 的猜想依据。 【解析】根据叙述的现象做出合理的猜想,如在相同的气温下, 不加盐的水会结冰,而加了盐的水,不再结冰,即不再凝固,故可猜 想熔化了的冰雪中加盐可以降低水的凝固点。
【示范题1】(2013·济南中考)通过放大镜观看周围的物体时 发现,近处的物体是正立、放大的,而稍远处的物体是倒立、放 大的,更远处的窗户则是倒立、缩小的。针对这一现象,同学们 经过讨论形成了下面四个问题。你认为最有探究价值且易于探 究的科学问题是 ( ) A.物体通过凸透镜所形成的像都有哪些种类 B.凸透镜的成像情况与哪些因素有关 C.凸透镜在什么情况下能成什么样的像 D.凸透镜的成像情况与物、镜间的距离有何关系
类型二 猜想与假设 【方法锦囊】 1.特点:猜想与假设是根据生活经验或在观察与实验的基础上, 应用科学原理,围绕探究的问题设想出的可能出现的结果。猜 想既有科学性又有推测性,是可以检测的,不是盲目猜测。
2.解题思路: (1)针对问题按日常经验或事实提出猜想与假设。 (2)根据事物的因果关系提出猜想。 (3)针对问题,根据物理科学本身的思维过程建立猜想与假设: 搜寻事实——归纳分析——形成猜想。 (4)运用“类比法”或“逆反原理”等方法进行猜想。
数据记录表格:
距离s/m 弹簧测力计 的示数F/N
功W/J
直接手提
利用斜 面1
利用斜 面2
利用斜 面3
2.(2014·威海中考)在“测定小灯泡的电功率”的实验中,小 明同学选取了一个标有“2.5V”、额定功率约为1 W的小灯泡 和必要的实验器材,连接的电路如图甲所示。
(1)闭合开关前,老师检查发现小明同学连接的电路有一根导线
答案:猜想:熔化了的冰雪中加入盐可以降低水的凝固点。 依据:在相同的气温下,加盐之后,熔化了的冰雪不再结冰。
类型三 设计实验与制订计划 【方法锦囊】 1.特点:对猜想(假设)问题检验方法的具体化,沿着猜想(假设) 的方向来设计探究计划。 2.解题思路: (1)首先要弄清探究目的(即探究要解决的问题)。 (2)由探究目的确定探究的基本原理及在探究过程中应采用的 方法(如控制变量法、转换法、类比法、等效替代法等)。
实验,所获得的数据如表:
实验 物体到凸透镜 光屏上的像到凸 序号 的距离/cm 透镜的距离/cm
1
4013.3230153
20
20
4
15
30
5
10
光屏上没有像
6
8
光屏上没有像
[分析与论证]
(1)当凸透镜成实像时,物距增大,像距
。
(2)如图乙所示,光屏应移至
区域才能找到清晰的
像。
(3)观察烛焰经凸透镜所成正立、放大的虚像,人眼应透过凸透
答案:(1)如图所示 (2)0.42 1.05 (3)增大 温度的升高
类型四 进行实验与收集证据 【方法锦囊】 1.明确实验的目的、方法、过程、步骤。 2.了解实验器材的使用方法、数据记录方法。 3.按照实验的方法(如替代法、比较法、控制变量法)与步骤以 及实验仪器的使用说明,进行规范操作。 4.仔细观察,认真读数、记数。 5.整理实验数据,画出图线。
答案:实验步骤: ①利用木块和木板搭建如图所示的三个不同斜面,用刻度尺测出 斜面的高h和三个斜面的长;
②用弹簧测力计吊着重物匀速提高h的高度,读出弹簧测力计的 示数;
③用弹簧测力计沿斜面拉着重物分别从斜面1、2和3的底部匀 速上升至斜面顶端,读出弹簧测力计的示数; ④用公式W=Fs算出4次实验拉力所做的功; ⑤分析数据,得出结论。
同学们组装了如图所示的实验装置,让小球从斜面上由静止滚 下,碰上水平面上的小木块后,将木块撞出一段距离。在同样的 平面上,木块被撞得越远,说明球的动能越大。
请你帮同学们完成下列任务: (1)写出探究“猜想一”的实验方案; (2)设计出探究“猜想二”的记录数据表格。 【解析】本题考查探究动能大小与什么因素有关的实验。实验 中要注意控制变量法的应用,探究“猜想一”时要注意控制运动 速度和质量不变;探究“猜想二”时要注意控制密度和质量不变。
【解析】选D。本题考查凸透镜成像规律的科学探究。解答本 题的关键是抓住“有探究价值”和“易于探究”这两个条件。 A选项的问题既没有价值也不易于探究,B、C选项的问题有一 定的价值但是不易于探究,只有D选项的问题既有探究价值又便 于探究,所以本题选D。
【考题回访】 1.2010年诺贝尔物理学奖授予两位研究石墨烯材料的教授。石 墨烯是一种神奇的物质,是人类至今发现的厚度最薄、强度最 高的材料。针对这一发现同学们提出了以下几个问题,你认为 较有价值且可探究的问题是 ( ) A.“石墨烯为什么很薄?” B.“如何提取石墨烯这种物质?” C.“石墨烯在生活中有什么用处?” D.“石墨烯的强度与石墨烯的厚度、面积有什么关系?”
(3)由基本原理和方法确定实验器材、设计实验步骤。 (4)设计记录实验数据及现象的表格。
【示范题3】(2013·天津中考)某班同学在探究“动能的大小 与什么因素有关”时,同学们提出了如下猜想: 猜想一:动能的大小可能与物体的密度有关; 猜想二:动能的大小可能与物体的运动速度有关; 猜想三:动能的大小可能与物体的质量有关。 为了验证同学们的猜想,老师提供如下器材:刻度尺、四个金属 球(100 g的铁球、100 g的铝球、50 g的铁球、50 g的铜球), 小木块和长木板。
【示范题2】(2013·盐城中考)用滴管从瓶中吸取酒精,滴在手 上,感觉凉凉的,小明就这一现象产生的原因,提出了两种猜想, 猜想1:酒精的温度低于手的温度;猜想2:酒精蒸发时吸热,有致 冷作用。随后,他在烧杯中倒入适量酒精,用相同的温度计分别 测量手的温度t1和烧杯中酒精的温度t2,并重复多次,均发现 t1>t2,由此,他 ( )
1.(2014·广州中考)如图,小明把蜡烛A放在玻
璃板前某位置时,另一支外形相同的蜡烛B恰好
与蜡烛A所成的像完全重合。仅根据这步实验,
小明就提出:“若将蜡烛A移到其他位置,玻璃板所成的像始终
是与物等大的”。他这一提法属于 ( )
A.猜想
B.评估
C.设计实验
D.实验结论
【解析】选A。本题考查科学探究的有关因素。根据已知的实 验现象,分析如果改变实验操作,可能会出现的情况,这种物理分 析方法为猜想,故选A。
镜向
(选填“左”或“右”)观察。
(4)在整理器材时,香香同学偶然在凸透镜上看到了身后景物正
立、缩小的像,它的成像原因是光的
(选填“直线
传播”“反射”或“折射”)。
【解析】本题考查“探究凸透镜成像规律”。为了使像能够呈 现在光屏的中央,应该使三者中心调至同一高度且在同一直线 上;根据表格的数据可知:成实像时,物距增大,像距减小。分析 表格数据,当u=20时,v=20,则f=10cm,根据图乙可知,物距 u=17cm,则f<u<2f,故v>2f,因此时u>15cm,则物距增大,像距变 小;故像距小于30cm,故像距在20cm和30 cm之间,即B区域。由 于虚像与物体在凸透镜的同侧,所以应该向左侧看。根据观察 到的像是“正立的像”可以判断出这是一个虚像,根据凸透镜 的成像规律,凸透镜可以成“倒立,放大、等大、缩小的实像”,
专题五 科学探究七要素
类型一 提出问题 【方法锦囊】 1.问题形式: (1)根据问题情景提出问题。 (2)通过对比各种现象之间的异同、关系及规律提出问题。 (3)针对具体的物理现象、物理概念、物理规律等提出问题。 2.解题思路:仔细审题,弄清研究的物理对象,分析实验过程中 变化的因素,经过思维加工,进而形成一个与物理学有关的科学 问题,最后用简洁、科学的书面语言表达出来。
重物、三块长度不同的
器材 同种木板、木块、弹簧 实
测力计、细绳、刻度尺 验
数据
步
记录
骤
表格
【解析】要验证斜面越长越省力,只需用给出的三块长度不同的 同种木板搭成三个斜面,分别测量沿斜面拉同一重物所用的力并 进行比较;要验证使用斜面不能省功,需要分别测量不用斜面直 接做的功和用斜面对重物做的功,即分别测量重物重力、沿斜面 上升高度、沿斜面拉物体所用的力、沿斜面运动的距离。为简 便,可直接测斜面高和斜面长,将重物拉至斜面顶端即可。
【解析】选D。本题考查学生根据知识提出问题的能力和探究 问题的规律方法,在探究问题时,通常用控制变量法。选项A、B、 C提出的问题无法探究,选项D可以有效地控制变量,在探究石墨 烯强度与厚度的关系时,控制面积相同;在探究石墨烯强度与面 积的关系时,控制厚度相同。故选D。
2.(2012·扬州中考)泡沫混凝土是一种新型的建筑材料,具有 轻质、多孔、保温、隔热、隔音、减震等优点,同学们对此很 好奇,围绕其保温隔热的性能,提出了以下的问题,你认为较有 价值且可探究的问题是 ( ) A.“它为什么能防火、保温?” B.“它的轻质特点对减震有什么影响?” C.“厚度的变化对保温、隔热性能有什么影响?” D.“多孔结构对隔音性能有什么影响?”
也可以成“正立、放大的虚像”,唯独不能成“正立、缩小的 像”,所以不可能是凸透镜折射所成的像。这个像是由于凸透镜 的“凸面”对光的反射所成的虚像,类似于汽车的观后镜(凸面 镜)所成的像。 答案:[设计实验与进行实验](2)B [分析与论证](1)减小 (2)B (3)左 (4)反射
【示范题4】(2013·江西中考)[实验名称]探究凸透镜成像规 律 [设计实验与进行实验] (1)实验器材:刻度尺、蜡烛、凸透镜、光屏。
(2)如图甲所示,从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏。
A.只需要将三者中心调至同一高度。
B.需将三者中心调至同一高度并在同一直线上。
其中说法
正确(填序号)。
正确调整后,不断改变蜡烛与凸透镜间的距离,并移动光屏进行
答案:(1)方案:将100 g的铁球和100 g的铝球(或50 g的铁球和 50 g的铜球)分别从斜面的同一高度处由静止滚下,撞击水平面 上同一位置的小木块,用刻度尺分别测量小木块被撞出的距离。 (2)利用同一金属球:
次数
1 2 3
金属球释放高度 h/cm
木块移动距离 结论 s/cm
【考题回访】 1.(2013·青岛中考)小雨同学要验证“斜面越长越省力,但使 用斜面不省功”。请你完成实验设计方案:
连接错误,请你在错误的连线上画“×”,并只移动一根导线,
用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)经检查电路连接正确后,小明连续进行了4次测量,并把测量
的数据和观察到的现象填写在表格里,其中第3次测量时电流表
的示数如图乙所示,此时的电流为
A,小灯泡的额定
功率为
W。
次数
电压表示数 U/V
电流表示数 I/A
A.只能验证猜想1 B.只能验证猜想2 C.既能验证猜想1,也能验证猜想2 D.既不能验证猜想1,也不能验证猜想2
【解析】选A。本题考查蒸发吸热。多次测量手的温度t1和烧 杯中酒精的温度t2,均发现t1>t2,只能说明手的温度高于酒精的 温度,从而只能验证猜想1,而不能验证猜想2,故选A。
【考题回访】
【解析】选C。本题中提出的问题较多,且围绕不同的物理特性, 认真分析每一选项中描述的内容,把握题意“围绕其保温隔热的 性能,提出了以下的问题”,最后作出判断。A项的问题没有具体 的探究对象,且防火与隔热是两个不同的概念,因此探究价值不 大;B、D两项中的问题不是围绕题意要求的保温隔热的性能,探 究价值不大;C项中问题紧紧围绕题意的要求,且提出了具体的探 究内容——厚度,具有探究价值,符合题意。