陕西省中考物理 专题复习 创新探究实验15个.doc

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/(ms1)5101520弹簧测力计示数f/n0.10.51.11.9(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10 m/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5 g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fn，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10 m/s时，测力计的示数为0.5 n，可知ff0.5 n；则pfv0.5 n10 m/s5 w；(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fgmg0.005 kg10 n/kg0.05 n，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/螺母来回摆动一次的时间t/s11001032.021401032.431401052.441001532.0本实验用到的实验方法是.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.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.【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：.【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)控制变量法细线长度无关【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mm，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”)1.6 m，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)： _；_.【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)45角左右投出标枪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1.6 m；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：45角左右投出标枪；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200 g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：将一块地砖放在水平桌面上，砝码放在地砖上.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.将数据记录在表1中.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.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.表1实验次数地砖面拉力大小/n1不喷水0.62喷3下0.43喷6下0.3表2实验次数木板面拉力大小/n4不喷水1.15喷3下1.56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：将木板放在水平桌面上，砝码放在木板上.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.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.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】实验一：二力平衡小实验二：(1)大不成物质材料(3)亲水(4)光滑【解析】实验一：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；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0.4 n，喷6下水时，受到的摩擦力为0.3 n，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1.5 n，喷6下水时，受到的摩擦力为1.7 n，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的阻值与温度的关系.已知m为控温器，电源电压恒为12 v，r为电阻箱(一种可以改变并读出阻值的变阻器).第5题图(1)在控温器中应该加入下列哪种液体.a. 自来水b. 煤油c. 食盐溶液(2)当控温器中液体温度为80 ，电阻箱阻值为100 时，电流表的示数为0.1 a，则该温度下热敏电阻的阻值为 .(3)依次改变控温器中的液体温度，同时改变电阻箱的阻值，使电流表的示数始终保持在 0.1 a.通过计算得到相关数据记录如下表所示.当温度为50 时，电阻箱阻值为，从表中可以得出结论，在一定温度范围内，.温度t/70605040302010电阻rt/22283544567394(4)在科技创新活动中，小明用该热敏电阻和电压表制成了一支指针式温度计(电路图如图乙所示).它可以直接在电压表刻度盘上读出相应温度.闭合开关后，小华发现电流表有示数，将电压表依次并在各接线柱之间发现ab间无示数接ac、bc间有示数，此时电路中的故障是_.小华重新正确连接电路后，若想要电压表的读数随温度的升高而增大，则应在原理图乙中两端接入电压表.a. a、bb. b、cc. a、c【答案】(1)b(2)20(3)85热敏电阻的阻值随温度的增加而减小(4)定值电阻被短路a【解析】(1)控温器中导线和热敏电阻组成了电路，因此控温器中的液体应该为绝缘体，应该选择煤油，即选b；(2)电阻箱两端的电压：u1i1r10.1 a100 10 v；因为电阻箱和热敏电阻串联，该温度下热敏电阻的阻值：r20 ；(3)由表格数据可知，当温度为50时，热敏电阻的阻值为35 ，热敏电阻rt两端的电压为：uti1rt0.1 a35 3.5 v，则此时电阻箱两端的电压：r85 ，从表格数据中可以得出，在一定温度范围内，热敏电阻的阻值随温度的增加而减小；(4)闭合开关后，电流表有示数，说明电路为通路，将电压表依次并在各接线柱之间发现接ab间无示数，接ac、bc间有示数，说明ab间被短路，即定值电阻被短路.因为热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，而电压表的读数随温度的升高而增大，因此电压表应该并联在定值电阻两端，即选a.6. 人从路灯下通过，会在地上投下影子.影子是光被不透明物体挡住后，在其背面形成的暗区.当光照强度不同时，影子(暗区)与周围亮区的明暗对比程度会发生变化，因此人会感觉影子有“浓淡之别”，影子的“浓淡程度”与哪些因素有关？存在怎样的关系呢？小明提出了以下猜想：第6题图猜想一：可能与灯的功率有关；猜想二：可能与影子离灯的距离有关；猜想三：可能与人离灯的距离有关.实验方法：在水平桌面上竖立一个不透明的白屏，在屏两侧等距离的位置各固定一根同样的木棒，在屏的两侧各点亮一盏灯，通过一定的方法同时观察屏上的木棒形成的影子的“浓淡程度”.调节一盏灯的位置，当两侧屏上的影子“浓淡程度”一样时，记录灯的功率和灯到屏的距离，分析相关数据，寻找规律.具体实验如下：步骤一：在屏两侧距屏1 m处各点亮一盏25 w灯，观察到两侧屏上影子“浓淡程度”相同.步骤二：将右侧25 w灯换成40 w灯，观察到两侧屏上影子“浓淡程度”不同.步骤三：保持左侧25 w灯的位置不变，移动右侧40 w灯，直到两侧屏上影子“浓淡程度”一样时，记录相关数据.步骤四：将右侧的灯依次换成60 w、100 w、250 w，重复步骤三，实验结果如下：灯的功率/w灯功率的平方数屏上影子离灯的距离/m屏上影子离灯的距离的平方数2562511401 6001.261.6603 6001.552.410010 0002425062 5003.1610(1)影子的形成是由于.(2)步骤一、二的结果，可以初步认为猜想是正确的.(3)若将一盏40 w的灯接在家庭电路中，灯泡正常工作时，通过灯泡的电流约为a.(结果精确到0.01)，此时灯泡电阻为 .现有一盏200 w的灯，放在屏右侧距离屏 m处，屏上的影子“浓淡程度”会与左侧25 w灯的影子“浓淡程度”相同.(结果精确到0.01)(4)根据实验结果分析，(选填“灯的功率”或“屏上影子离灯的距离”)因素对影子“浓淡程度”影响更大，其理由是_.【答案】(1)光的直线传播 (2)一(3)0.18 1 210 2.83 (4)屏上影子离灯的距离当影子离灯的距离成倍变化时，灯的功率必须成平方倍变化才能保持影子浓淡程度相同【解析】(1)影子是光被不透明物体挡住后，在其背面形成的暗区，是由于光的直线传播形成的；(2)步骤一和步骤二中由于灯泡的功率发生了变化，所以影子的浓淡程度也发生了变化，则说明影子的浓淡程度与灯的功率有关，可以验证猜想一；(3)家庭电路中电压为220 v，则i0.18 a，此时灯泡的电阻为r1 210 ；根据表格中的数据可知，灯的功率、灯功率的平方、屏上影子离灯的距离及屏上影子离灯的距离的平方都在变大，灯的功率变化倍数等于屏上影子离灯的距离平方数的变化倍数，则换200 w的灯泡时，灯泡的功率为100 w的2倍，则屏上影子离灯距离的平方数也应为100 w的2倍，应为248，所以屏上影子离灯的距离应为2.83 m(22.83)；(4)由(3)分析可知，屏上影子离灯的距离成倍数变化时，灯的功率必须成平方倍变化，才能保持影子浓淡程度相同，所以可得屏上影子离灯的距离对影子浓谈程度影响较大.7. 热敏电阻的电阻值与温度有怎样的关系呢？为探究这个问题，甲、乙两组的同学进行了如下探究：甲组：他们准备了如下实验器材，设计了如图1所示的实验装置.右边电路已连接.图1图2第7题图(1)请将热敏电阻正确接入电路.(2)为了使实验正常进行并记录到充分有效的数据，寻找实验规律，本实验(选填“能”或“不能”)用酒精灯直接加热热敏电阻，在烧杯中注入适量的煤油而不选自来水，因为它具有的特点，所以适合本实验的设计.乙组：使用如下器材：控温器m，电源电压(恒为12 v)，电阻箱r，连接电路如图2所示.(3)当控温器中液体温度为80 ，电阻箱阻值为100 时，电流表的示数为0.1 a.则该温度下热敏电阻的阻值为.(4)依次改变控温器中的液体温度，同时改变电阻箱的阻值，使电流表的示数始终保持在0.1 a.通过计算得到相关数据记录如下.分析表格中的数据可知，在一定温度范围内，_.温度t/70605040302010电阻rt/22283544567394第7题图3(5)如图3为应用热敏电阻实现自动控制的电磁继电器 ，其中rt是热敏电阻，r0是滑动变阻器，该装置的工作原理是：随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中的电流增大，当电流达到一定值时，衔铁被吸合，右侧空调电路接通，空调开始工作.为了节能，现要将空调启动的温度调高，可以适当将滑动变阻器的滑片p向(选填“左”或“右”)移动.【答案】(1)如答图所示答图1(2)不能不导电(3)20 (4)该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小(5)右【解析】(1)类比伏安法测电阻，应将热敏电阻串联在电路中，电压表并联在热敏电阻两端；(2)不能用酒精灯直接加热热敏电阻，因为直接用酒精灯加热会导致热敏电阻温度变化快，而且不便于测量温度；因热敏电阻需浸在液体中加热，所以在给热敏电阻通电时，应考虑液体的导电性能是否会对实验产生影响，因此宜在烧杯中注入适量的煤油，因为它具有不导电的特点；(3)电路中总电阻r总120 ，热敏电阻rtr总r0120 100 20 ；(4)分析表中数据可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小；(5)衔铁吸合需要的电流是一定的，即控制电路中的电流不变，要将空调启动的温度调高，则热敏电阻的阻值需减小，由i可知，当电源电压一定时，热敏电阻越小，滑动变阻器接入电路的阻值应越大，即将滑片p适当向右移动.8. 学习了电学知识后小万对水果电池很感兴趣，他发现用不同水果做的水果电池的电压不同，喜欢探究的小万决定“探究水果电池的电压大小与什么因素有关”. 首先，他对实验结果提出猜想：猜想一：水果电池的电压大小与电极的材料有关；猜想二：水果电池的电压大小与水果的种类有关.第8题图(1)你认为水果电池的电压还与哪些因素有关，请你作出一个猜想_.(2)开始实验时，闭合开关发现电压表的示数如图甲所示，则这个水果电池的正极是_(选填“a”或”b”)，电压表的示数为v，此时电池将能转化为电能.(3)为验证猜想，小万在做实验时，控制其他条件不变的前提下改变水果的种类和电极的材料，得到的数据如下表：实验编号电极材料水果品种电压/mv1锌铜菠萝9002锌铜苹果6503锌铜柑桔8504锌铜西红柿7505锌铝菠萝6506锌铝苹果450为了验证猜想一，应选取组实验进行比较，通过比较1、2、3、4组数据你得到的结论是.(4)我国每年电池消费量达140亿只，有一些城市已设立了废电池收购站，如图乙所示，其主要目的 .【答案】(1)水果电池的电压大小可能与两个金属片之间的距离有关(2)a0.08化学(3)1、5(2、6)水果电池的电压大小与水果的种类有关(4)防止电池中的某些物质造成环境污染【解析】(1)据实际可知，我们还能猜想出：水果电池的电压大小可能与两个金属片之间的距离、金属片在水果中的深度等有关；(2)据电压表的使用可知，此时电压表的示数是负数，所以与电压表正接线柱相连的是负极，与电压表负接线柱相连的是正极，故b是电源负极，a是电源的正极；该电压表的分度值为20 mv，指针指到0 mv偏右第4小格处，所以此时的示数是80 mv0.08 v；此水果电池是将其内部的化学能转化为电能；(3)若想探究水果电池的电压与电极材料的关系，应该控制水果的种类相同，电极的材料不同，故可以选择1、5两次实验或2、6两次实验均可；通过比较1、2、3、4四次实验可知，电极是相同的，但水果的种类不同，水果电池的电压不同，即可得出水果电池的电压与水果的种类有关；(4)电池中含有许多重金属物质，如汞、铅等，如果把废电池四处乱扔，电池外壳锈蚀腐烂后有毒物质会污染环境，对人体的健康有很大的威胁，因此设立了废电池收购站.三、磁学创新探究题9. 小刚想探究通电螺线管中插入物体的材料对其磁性强弱有什么影响.他用如图所示装置进行探究实验.第9题图(1)保持电流不变，将无磁性、长度和横截面积相同但材料不同的圆柱形物体分别插入通电螺线管中，用吸引物重的大小来显示通电螺线管的磁性强弱.多次实验后，将数据记录在下表中：插入的物体不放物体软铁棒铁合金棒1铁合金棒2铜棒铝棒碳棒吸引的物重/n几乎为00.50.60.35几乎为0几乎为0几乎为0从表中数据可得出：当其他条件相同时，放入会影响通电螺线管的磁性强弱，这些物体均含有，而放入几乎不影响通电螺线管的磁性强弱；分析表中数据，发现通电螺线管中插入的物体虽均为导体，但对其磁性强弱影响却不同，据此，请你提出一个值得探究的问题：_；从数据可看出，用吸引物重大小不能显示通电螺线管磁性强弱的微小变化，请你提出一条改进方法：.(2)小刚在实验中还发现：断电后，取出螺线管中的物体，有些仍具有磁性(剩磁)，按磁性强弱排序为：铁合金棒2最强、铁合金棒1较强、软铁棒最弱，其余没有磁性.根据以上实验，完成填空：选用制造永磁体最合适；电磁铁选用软铁做铁芯的原因是_.(3)根据磁化及磁极间的相互作用规律等物理知识，设计一个利用蹄形电磁铁给磁性较弱的磁体充磁的方案：_.【答案】(1)软铁棒、铁合金棒1、铁合金棒2(或铁磁性物质)铁铜棒、铝棒、碳棒(或不含铁的物质)通电螺线管的磁性强弱与插入物体的导电性是否有关(其余答案科学合理均可得分)用铁屑(或大头针)代替重物(2)铁合金棒2软铁易磁化且剩磁弱(3)将弱磁性磁体放入蹄形电磁铁的n、s极之间，且异名磁极靠近或接触(其余答案科学合理均可得分)【解析】(1)从题目中的数据记录可知，在通电螺线管中放入软铁棒、铁合金棒1、铁合金棒2时，吸引的物重都不为0，这说明这些物质都会影响通电螺线管的磁性，而放入铜棒、铝棒、碳棒时，吸引的物重为0，这说明放入这些物体后对通电螺线管无影响；可根据自己的理解来提出猜想，如可提出通电螺线管的磁性强弱与插入物体的导电性是否有关等；为准确显示磁性的变化情况，可用轻小的铁磁性物体来代替重物，如大头针、小铁钉等.(2)永磁体要求磁化后能够保留磁性，所以用剩磁最强的铁合金棒2制作永磁体合适；电磁铁要求通电后有磁性，断电后磁性消失，所以电磁铁中应该用剩磁弱的软铁棒合适.(3)可根据磁化的知识来设计方案.10. 磁感应强度b用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号“t”.为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小明设计了如图1所示的电路，图甲电源电压6 v，r为磁感电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2.第10题图1第10题图2(1)当图乙s2断开，图甲s1闭合时，电流表的示数为ma.闭合s1和s2，图乙中滑动变阻器的滑片p向右移动，图甲中电流表的示数逐渐减小，说明磁感电阻r处的磁感应强度b逐渐.(2)闭合s1和s2，滑片p不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻r，测出r离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数i，算出r处磁感应强度b的数值如下表.请计算x5 cm时，bt.x/cm123456i/ma101215203046b/t0.680.650.600.510.20(3)综合以上实验可以得出：电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而；离电磁铁越远，磁感应强度越.【答案】(1)60增大(2)0.4(3)增大小【解析】(1)由题图看出只闭合开关s1，断开s2时电阻r周围无磁场，由图线可看出，磁场强度为0时，r的阻值为100 ，则电路中的电流为i0.06 a60 ma，闭合开关s1、s2，向右移动滑片时，图甲中的电流表示数变小，i可得电源电压不变，电流变小，磁感电阻r的阻值变大，由图线可知，r电阻变大说明磁场强度b逐渐增大；(2)由表中数据可以看出x5 cm时，电流表的示数为30 ma0.03 a，由i可得，磁感电阻的阻值为r200 ，根据图线可以看出电阻为200 时，磁感强度b为0.4 t；(3)由(1)中可看出图乙中滑动变阻器向右滑动时电路中的电流变大，此时磁场强度变大；由(2)中可以看出距离电磁铁越远，磁感应强度越小，综合可得电磁铁外轴线上磁感应强度随电流的增大而增大，离电磁铁越远，磁感应强度越小.四、声学、光学、热学创新探究题11. 小明家装修新房时希望卧室有较好的隔音效果，为了比较几种常见装修材料(聚酯棉、软木、泡沫)的隔音效果，除了待检测的材料外，可利用的器材还有：音叉、机械闹钟、鞋盒. (1)在本实验中适合做声源的是；你认为另一种器材不适合做声源的原因是：_.(2)小明将声源放入鞋盒内，并用不同的待测材料包裹鞋盒，他设想了两种实验方案：方案a：让人站在距鞋盒一定距离处，比较所听见声音的响度.方案b：让人一边听声音，一边向后退，直至听不见声音为止，比较此处距鞋盒的距离.为了使实验结果准确可靠，实验时包裹声源的各种不同待测材料的应该相同；a、b方案中你认为较好的方案是，你这样选择的理由是_.(3)通过实验得到的现象如下表格所示：材料聚酯棉软木泡沫距离/m1.03.22.0通过分析数据可知，待测材料隔音性能由好到差的顺序为，如果单纯考虑隔音的效果，我们应该选择的隔音材料是_.(4)根据生活的经验，我们猜想材料的隔音效果还与材料的等有关.【答案】(1)机械闹钟音叉振动时响度会越来越小而且不持久(2)厚度ba方案中人耳很难判断不同时刻发出声音的大小，而响度接近的声音的大小也难以判断；而b方案中，同样的一个人，听力在很短的时间间隔中是差不多的，只需判断听不见时的距离就可以了(3)聚酯棉、泡沫、软木聚酯棉(4)厚度(硬度)【解析】(1)实验中的声源要保证响度稳定，机械闹钟可以达到这点，而音叉发声会越来越小，而且时间不长就停止发声了，不适合做该实验的声源；(2)根据控制变量法的要求，探究隔音效果与材料的关系时，应该保持不同材料的厚度不变，两个方案中，声音能不能听见比判断声音的大小要更方便、准确，所以选择b方案；(3)我们听到声音的大小随着与发声体距离的增大而减小，材料的隔音效果越好，能够听到声音的距离越近，据此可得用聚酯棉包裹的发声体从聚酯棉中传出的声音响度最小，所以它的隔音效果最好，如果只考虑隔音效果，应选择它做隔音材料；(4)根据生活经验，材料的隔音效果还与其厚度(硬度)等有关.12. (1)小雨同学平时注意观察，发现爸爸晚上开车时，打开汽车头灯时，空中会出现一道直的光柱.于是，他得出光在空气中沿直线传播的结论，并进行了其他相关实验：能在空气中看到直线光柱，可能是空气中悬浮的尘埃将光到我们眼中所致.若想探究光在水中是否沿直线传播，可在水中添加几滴或撒些粉笔灰作辅助器材，再用激光笔对着玻璃杯中的水射去，(选填“能”或“不能”)看到光在水中的直线传播路径.(2)小雨同学回忆有一次夏天下午坐爸爸的车时，发现前方地面在“晃”动；咨询老师才知道是因为空气受热不均匀造成光在不均匀空气中不是沿直线传播.为了验证这种分析是否正确，回到家后，小雨利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴，进行了如下的探究.如图所示，将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射，用喷壶向激光笔的前方喷水，看到激光笔发出的一束红光射向墙面，墙面上有一个红色光点保持不动.如果要让这束红光穿过不均匀的空气，接下来小雨的做法应该是：_.如果小雨的分析是正确的，他观察到的现象应该是：_.无论是固体、液体还是气体，光在中都是沿直线传播的.第12题图【答案】(1)反射牛奶(或墨水、其他饮料等)能(2)将装有酒精的浅盘放在激光笔前方的下侧，用火柴点燃酒精墙上红色的光点在晃动同种均匀介质【解析】(1)尘埃将光线反射后进入我们的眼中，所以我们才能看到；在水中要实现能观察到现象，只要加入牛奶等辅助器材，这样就可以看到水中的激光路线；如果是在空气中，得用烟雾.要使空气不均匀，可以通过加热空气等方法；(2)如果要让这束红光穿过不均匀的空气，最直接的办法就是让空气密度发生改变，改变的方法就是对它加热，所以通过利用酒精燃烧来加热空气，这样就可以让酒精上方空气变得不均匀；(3)如果小雨的分析是正确的，他观察到的现象应该是墙上红色的光点在晃动，也就是在不均匀的空气中光沿曲线传播，由于热空气密度在变化，所以看到的光点在晃动；(4)无论是固体、液体还是气体，光在同种均匀介质中都是沿直线传播的.13. 小明多次乘车了解到夜间开汽车，若车内灯亮，车内物体会在前面的挡风玻璃上成清晰的像，干扰司机的视野，影响行车安全.那么，物体在透明平板玻璃中成像的“明”、“暗”程度与哪些因素有关呢，对此小明作了以下猜想： 猜想1：透明平板玻璃成像的“明”、“暗”程度可能与物体离光源的距离有关； 猜想2：透明平板玻璃成像的“明”、“暗”程度可能与光源的强度有关； 猜想3：透明平板玻璃成像的“明”、“暗”程度可能与物体的颜色有关. 为探究此现象，小明设计了两个实验方案：第13题图方案一：如图所示，在水平桌面上竖直固定一块透明平板玻璃，取一物体固定在离透明平板玻璃0.5 m的a点，在桌面的c点先后用不同功率的灯照亮a点处的物体，观察同一物体不同光照下在透明平板玻璃中所成像的“明”、“暗”程度.各次实验人的眼睛都在同一位置从右向左观察物体在透明玻璃板中成的像，结果记入表一.表一灯的功率/w 物体和灯的距离/m 像的明暗程度5 1 暗 25 1 较暗 40 1 亮方案二：同一物体位置固定在a点不动，用同一盏5 w的灯先后在桌面b、c、d三点照亮a处的同一物体，同一位置观察同一物体在透明平板玻璃(仍固定不变)中成像的“明”、“暗”程度，结果计入表二.表二 灯的功率/w 物体和灯的距离/m 像的明暗程度 5 0.5 明 5 1.0 较明 5 1.5 暗 (1)物体在透明平板玻璃中成的像是根据光的原理形成的. (2)小明是用方案一来探究猜想(选填“1”“2”或“3”). (3)分析方案二的实验数据及结果可得结论：物体与灯的越小，物体所成的像越亮. (4)小明猜想3中“物体的颜色”这个变量在方案一和方案二中是通过使用_来进行控制的. (5)细心的小明还发现小轿车的挡风玻璃是倾斜的，这样设计的目的是夜间开车时车内物体通过挡风玻璃所成的像在车窗的(选填“上方”或“下方”)，不影响司机观察路况；而大型货车的挡风玻璃不太倾斜，这时车内物体所成的像尽管在司机的正前方，但由于司机的座椅位置较(选填“高”或“低”)，人观察路面是俯视的，并不影响司机观察路况.请你就此现象根据光学知识对司机提出一条有利于安全行驶的建议：_.【答案】(1)反射(2)2(3)距离(4)同一光源照射同一物体(5)上方高夜间行车时，应将车内灯关掉【解析】(1)物体在透明平板玻璃中成的像是根据光的反射原理形成的；(2)当研究像的“明”、“暗”程度与光源的强弱有关时，应该控制其他因素不变，改变灯泡的功率，所以小明是用方案一来探究猜想2；(3)分析方案二的实验数据及结果可得结论：物体与灯的距离越小，物体所成的像越亮；物体与灯的距离越远，物体所成的像越暗；(4)根据控制变量法的思想，方案中通过用同一光源照射同一物体，使物体的颜色相同；(5)根据物体在平面镜中成像时，物像连线与镜面垂直，物像到平面镜距离相等.小汽车前面玻璃是倾斜的，汽车内物体的像在车窗的上方，司机看前面道路时，物体的像不会影响司机的视线.大型货车前方玻璃不太倾斜，车内物体的像在司机的正前方，但是大型货车比较高，司机座椅离地面高，司机看前方道路时要俯视，物体的像不会影响司机的视线.夜间驾驶室外的光线是比较暗的，若打开驾驶室内的灯，驾驶室内物体的光线是比较强的，就可以通过前挡风玻璃在车前形成一个虚像(平面镜成像)，干扰司机的视线，不安全，所以夜间行车时，应将车内灯关掉.14. 小黄同学做“比较两种材料保温性能”的实验，他取和两种保温材料，两支相同的温度计，两个相同的大玻璃烧杯，钟表和初温相同、质量相等的热开水，以及细线、硬纸片、剪刀等，做了两个外形相同的保温装置，其中一个装置如图甲所示，然后在相同环境的房间里同时开始做实验.根据实验测得的数据绘得图乙所示“水温与时间关系”的图像. 实验过程中室温基本不变.第14题图(1)小黄同学在选取实验器材及实验环境时，做到了那么多“相同”，说明实验中用到的主要探究方法是 .(2)保温材料宜选用导热性能(选填“好”或“差”)的物质制造.(3)和哪种材料的保温性能好？(选填“”或“”)，判断的依据是_.(4)对于同一保温材料内的