课后强化训练46 科学探究

///课后强化训练46科学探究一、选择题1．下表列举了法拉第?蜡烛的故事?中涉及的局部问题及对问题的答复,其中“对问题的答复〞属于“设计实验方案〞的是(D)选项问题对问题的答复A吹灭蜡烛时产生的白烟是什么？主要成分是烛油蒸气B火焰为什么向上？热气流上升,形成对流C火焰明亮的原因是什么？与火焰中的碳颗粒有关,碳颗粒会影响火焰的明亮程度D火焰不同部位温度上下如何比拟？用一张纸在火焰中心一掠,观察纸张的变色情况【解析】A属于结论,B属于解释原因,C属于实验现象分析,D属于设计的实验方案。2．在科学研究中,常常用到“对照〞的科学方法。以下实验与这一科学方法不符合的是(C)【解析】探究空气中氧气含量的实验中,没有设计对照组。3．“模拟实验〞是一种常用的科学研究方法,以下不属于该研究方法的是(A)eq\a\vs4\ac\hs10\co2(,,A.研究气压与流速实验,B.米勒实验,,,C.研究宇宙膨胀实验,D.研究地球形状实验)【解析】模拟实验是科学研究中常用的一种方法,是用模型来做实验,或者模仿实验的某些条件进行实验。米勒实验、研究宇宙膨胀实验、研究地球形状实验均为模拟实验；研究气压与流速实验不需要模型,不属于模拟实验。4．在科学学习中,当我们需要研究看不见的现象或不易测量的科学量时,就必须设法寻找由该对象产生的各种可见的效应,由此来判定该对象的存在、大小等情况,这种研究方法称为转换法。以下研究方法不属于转换法的是(A)eq\a\vs4\al(A.通过CO2分子模型认识,CO2分子结构)eq\a\vs4\al(B.通过小树弯曲认识,力的存在)eq\a\vs4\al(C.用小磁针确定磁体,周围是否存在磁场)eq\a\vs4\al(D.用电磁铁吸引大头针的多,少判断电磁铁磁性强弱)【解析】通过二氧化碳分子模型认识二氧化碳分子结构采用的是模型法。5．以下对屡次实验的目的的描述,不正确的选项是(C)A.用刻度尺测某物体长度时屡次实验,是为了取平均值减小误差B.在探究杠杆的平衡条件时屡次实验,是为了防止偶然性得出普遍规律C.用伏安法测小灯泡的电阻时屡次实验,是为了取平均值减小误差D.探究阻力对物体运动的影响时屡次实验,是为了推理出运动不需要力维持【解析】用刻度尺测某物体长度时为了减小误差,需要屡次实验取平均值,故A正确；在探究杠杆的平衡条件时屡次改变力及力臂的大小,进行实验,目的是为了防止偶然性得出普遍规律,故B正确；灯丝电阻受温度影响明显,用伏安法测小灯泡的电阻时屡次实验,目的是观察不同电压下灯泡亮度及电阻的变化,得出电阻变化与温度的对应关系,故C不正确；探究阻力对物体运动的影响时屡次实验,得到的结论是物体受到的阻力越小,持续运动时间越长,在此根底上推理出运动不需要力维持,故D正确。6．为了探究硝酸钾溶液能否导电,实验步骤如下：①将硝酸钾晶体溶解在盛有自来水的烧杯中；②连接如图电路；③闭合开关,观察小灯泡能否发光。针对该实验设计,以下评价或改进正确的选项是(C)(第6题)A．实验步骤正确、完整B．应补做硝酸钾晶体能否导电的实验C．应将自来水改为蒸馏水D．应分别补做硝酸钾晶体、蒸馏水能否导电的实验【解析】因自来水中含有杂质,可以导电,所以为防止干扰,应将自来水改为蒸馏水。7．某同学从科学资料中得知：“植株上的幼叶能合成生长素,防止叶柄脱落。〞为了验证这一结论,该同学进行了如下实验,实验中所需要的步骤是(C)①选取同种生长状况相同的植株3株,分别编号甲株、乙株、丙株②将3株全部保存顶芽③将3株全部去掉顶芽④将去掉顶芽的甲、乙两株叶柄横断面均涂上一定浓度的生长素⑤将甲、乙去掉叶片,保存叶柄,并在甲株的叶柄横断面上涂上一定浓度的生长素,丙株保存幼叶⑥观察3株植株叶柄脱落情况A.①③④⑥B.①②④⑥C.①③⑤⑥D.①②⑤⑥【解析】验证“植株上的幼叶能合成生长素,防止叶柄脱落。〞要进行对照实验,首先选取同种生长状况相同的植株3株,分别编号甲、乙、丙,然后控制变量将3株全部去掉顶芽,将甲、乙去掉叶片,保存叶柄,并在甲株的叶柄横断面上涂上一定浓度的生长素,丙株保存幼叶,观察植株叶柄脱落情况,收集数据,评价数据的可靠性。8．甲、乙两位同学用完全相同的过氧化氢溶液来制取氧气,甲同学的方案是把二氧化锰参加装有过氧化氢溶液的试管中,乙同学的方案是把过氧化氢溶液逐渐滴入盛有少量二氧化锰的试管中,那么以下关于甲、乙两位同学实验方案的评价正确的选项是(B)A．甲、乙两位同学实验方案中的实验现象完全相同B．乙同学的实验方案中能得到平稳的氧气流C．甲同学的实验方案中能得到平稳的氧气流D．甲同学的实验方案中得到的氧气的质量大于乙同学【解析】两个方案使用完全相同的过氧化氢,产生氧气的量是相等的,差异就在于甲方案是二氧化锰参加过氧化氢中,而乙方案是过氧化氢逐渐滴入二氧化锰中。甲中过氧化氢全部在试管中,当催化剂参加时,分解产生大量氧气,乙中逐渐滴加,不断分解,产生气体的速度与滴加液体的速度有关。二、非选择题9．科学探究中能够准确表达自己的观点,表达探究的问题、过程和结果都很重要,以下是小华和小红对通电螺线管的外部磁场进行探究后的展示与汇报：①我们想知道通电螺线管的外部是否存在磁场？(第9题)②因此设计了如图甲的实验。③闭合开关,发现小磁针发生了偏转；断开开关,小磁针又回到原位。④此现象说明通电螺线管的周围存在磁场。⑤那么通电螺线管外部磁场的分布情况如何？⑥我们在通电螺线管周围的有机玻璃上撒铁屑并轻敲。⑦铁屑的分布情况如图乙。⑧由此可知通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似。根据上述展示与汇报,请你答复以下问题：(填写上面对应的序号)(1)属于提出问题的有①⑤。(2)属于进行操作的有③⑥。(3)属于进行观察的有③⑦。(4)属于得出结论的有④⑧。【解析】探究的根本步骤：①提出问题,②猜测与假设,③设计实验,④进行实验,⑤解释、检验与评价,⑥表达与交流,根据上述展示与汇报：(1)属于提出问题的有：①我们想知道通电螺线管的外部是否存在磁场？⑤那么通电螺线管外部磁场的分布情况如何？(2)属于进行操作的有：③闭合开关,发现小磁针发生了偏转；断开开关,小磁针又回到了原位；⑥我们在通电螺线管周围的有机玻璃上撒铁屑并轻敲。(3)属于进行观察的有：③闭合开关,发现小磁针发生了偏转；断开开关,小磁针又回到了原位；⑦铁屑的分布情况如图乙。(4)属于得出结论的有：④此现象说明通电螺线管的周围存在磁场；⑧由此可知通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似。10．思想实验是科学研究中的一种重要方法,它是将实验条件、过程在思维中以理想化的方式表现出来。如为了研究轻重不同的物体在真空中的下落快慢,科学家曾做过如图的思想实验：将体积相同的金、铅、木三个实心小球,分别同时放入三种密度不同的介质中(ρ介质1>ρ介质2>ρ介质3),观察比拟三个小球下落的快慢。(第10题)试答复以下问题：(1)“下落的快慢〞可以通过比拟三个实心小球在同种介质的同一高度,由静止同时释放,下落到相同位置时所需的时间得出。(2)在上述实验中,三个小球下落快慢的差异由大到小的介质依次是介质1、介质2、介质3。(3)进一步推理可得：当三个小球在真空中时,它们下落快慢的差异将为零。【解析】(1)运用控制变量法,使三个体积相同、不同材料的实心小球在同一介质的相同高度处同时释放,比拟下落到相同位置时所用的时间,可以判断三个小球下落的快慢。(2)三个小球在不同介质的相同高度下落到相同位置时,比拟小球之间相对距离的大小,即可比拟出小球在不同介质中下落快慢的差异。介质1中小球之间距离最大,说明小球下落快慢的差异最大；介质3中小球之间距离最小,说明小球下落快慢的差异最小。因此三个小球下落快慢的差异由大到小的介质依次是介质1、介质2、介质3。(3)比拟介质1、介质2、介质3发现,三种介质密度ρ介质1＞ρ介质2＞ρ介质3,密度越小,小球下落快慢的差异越小,当介质不存在,即为真空时,小球下落快慢的差异将消失,即为零。11．小明的爸爸在一块新开辟的荒地种植西瓜,发现许多幼苗与附近的土壤上长势良好的幼苗不一样,出现矮小、叶片上有许多褐斑的病症。小明疑心是土壤中缺钾。于是小明取土壤样本带到环保部门检测,检测结果认为,导致幼苗长势不良的主因是pH过低,次因是缺钾,新开辟荒地的土壤和附近的土壤样本的其他指标非常接近。下面是小明在环保部门指导下进行的实验探究：材料：酸碱调节剂、钾肥、附近的土壤、新开辟荒地的土壤、大花盆3只、长势良好且株高相近的西瓜幼苗假设干。实验过程：①将3只大花盆分为如下三组：A组：附近的土壤＋幼苗10株B组：新开辟荒地的土壤＋幼苗10株＋钾肥C组：新开辟荒地的土壤＋幼苗10株＋酸碱调节剂②各组在相同且适宜条件下培养一段时间,测量和记录每株幼苗的株高,并对数据进行处理。请答复：(1)“小明疑心是土壤中缺钾〞属于科学探究环节中的B。A.提出问题B.建立假设C.得出结论(2)测量和记录每株幼苗的株高后,对数据应如何处理？求平均值。(第11题)(3)请在图中用柱形表示B、C组的预期实验结果。(4)小明建议爸爸在此荒地种植西瓜时,应追施适量的Ca(OH)2(用化学式表示)和钾肥进行改进。【解析】(1)“小明疑心土壤中缺钾〞属于科学探究环节中的建立假设。(2)每一组实验都利用10株幼苗,那么每一组取10株株高的平均值可以减小实验误差。(3)A组使用附近的土壤,附近土壤是正常的土壤,其上面生长的幼苗作为对照组,幼苗长势也正常。B组在新开辟荒地的土壤添加了钾肥,但pH过低,因为pH过低是导致幼苗生长不良的主因,因此B组幼苗株高最低。C组在新开辟荒地的土壤中添加了酸碱调节剂,pH调节后正常,但缺钾,缺钾是导致幼苗长势不良的次要原因,因此C组幼苗长势比对照组差但比B组好。(第11题解)(4)改进酸性土壤宜施用熟石灰。12．为验证植物进行光合作用和呼吸作用,某科学兴趣小组的同学们进行了如下实验：(第12题)(1)剪取天竺葵带有5～7片叶的枝条,插入盛有清水的烧杯中,放在暗处一昼夜,目的是为了消耗叶片中淀粉等有机物。将处理过的天竺葵枝条分别放入如图甲、乙和丙三个实验装置中。(2)将所有实验装置移到光下照射数小时后：①用挤压的方式将甲、乙和丙装置中的气体通过排水法分别收集到三个试管中,将燃烧的细木条分别插入三个试管,能让细木条继续燃烧的是来自丙装置中的气体。②通过挤压的方式将甲装置中的气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水变浑浊,验证了二氧化碳是呼吸作用的产物。③从乙和丙装置中各取一片叶,经酒精脱色,清水漂洗后,分别滴加碘液,可见从丙装置取出的叶片变蓝,验证了二氧化碳是光合作用的原料。(3)上述几个实验中的气体主要由叶产生,叶属于营养器官。【解析】(2)分析实验装置可知,该小组为探究绿色植物的光合作用,利用盆栽的天竺葵,设置了两组对照实验：乙和丙是以二氧化碳为变量的一组对照实验,甲和丙是以光为变量的一组对照实验。甲装置没有光不进行光合作用,只进行呼吸作用,乙装置因为氢氧化钠溶液吸收二氧化碳而无法进行光合作用,丙装置能进行光合作用放出氧气,能让燃着的细木条继续燃烧。(3)绿色开花植物由根、茎、叶、花、果实、种子六大器官组成,其中根、茎、叶是营养器官,花、果实、种子是生殖器官。13．太阳发出的可见光、红外线等光线具有能量,照射到物体上,局部被吸收而转化为内能(其中红外线尤其显著)。许多车主为了隔热给汽车玻璃贴上太阳膜。某兴趣小组对市场5种品牌太阳膜的隔热性能进行了如下探究：(第13题)①如图,在暗室中将一侧贴有某品牌太阳膜的玻璃板竖直放在水平桌面上,在距离玻璃板左侧20厘米处放置一个红外线灯,在玻璃板右侧放置一个光能风车(光能风车的风叶在红外线照射下转动的快慢能反映接收到红外线的强弱)。②翻开红外线灯,观察并记录30秒内光能风车风叶转动圈数。③改变红外线灯的位置,使之距离玻璃板分别为40厘米、60厘米和80厘米,重复步骤②。④在玻璃板上依次更换其他4种品牌的太阳膜,重复上述实验。(1)本实验中需要的测量工具有刻度尺、秒表(写出2种)。(2)透过太阳膜红外线的强弱无法用肉眼直接观察,本实验用光能风车的风叶转动快慢来反映红外线的强弱。以下实验或活动所用的方法与本实验相同的有AB(多项选择)。(3)为了使本实验的结果更可靠,还需要改变哪些变量进行屡次实验？不同的红外线灯、红外线灯照射的角度(合理均可)(写出2点)。【解析】(1)翻开红外线灯,观察并记录时间要用到秒表,改变红外线灯的位置,测量红外线灯到玻璃板的距离要用到刻度尺。(2)透过太阳膜的红外线的强弱无法用肉眼直接观察,本实验用光能风车的风叶转动快慢来反映红外线的强弱,即实验中运用了转换法,图乙中实验或活动所用的方法与本实验相同的有A、B。(3)为了使本实验的结果更可靠,可换用不同的红外线灯或改变红外线灯照射的角度。14．敌百虫是一种杀虫剂。有资料显示：“少量残留在土壤中的敌百虫,能被土壤中的微生物分解。〞某同学为验证此说法,设计了实验,步骤如下：①在农田里取适量的土壤,将其均分为甲、乙两组,将甲组土壤进行灭菌,乙组不灭菌。②配制适宜浓度的敌百虫溶液,等分成两份,并分别与甲、乙两组土壤混合均匀,分别放在相同的无菌且适宜的环境中。③一段时间后,取样检测甲、乙两组土壤中敌百虫的浓度,并进行比拟。根据上述实验步骤,答复以下问题：(1)步骤①中对甲、乙两组土壤进行不同的处理,目的是为了_设置对照实验。(2)步骤②将两组土壤分别放在相同的无菌环境中而不是自然环境中,原因是_为了防止自然环境中的微生物进入土壤,干扰实验。(3)假设微生物能分解敌百虫,那么可预测步骤③中甲组土壤中敌百虫的浓度_大于乙组土壤中敌百虫的浓度。【解析】(1)步骤①中对甲、乙两组土壤进行不同的处理,目的是为了设置对照实验。(2)步骤②将两组土壤分别放在相同的无菌环境中而不是自然环境中,原因是为了防止自然环境中的微生物进入土壤,干扰实验。(3)假设微生物能分解敌百虫,那么乙组土壤中敌百虫被微生物分解了,导致敌百虫浓度降低。因此可预测步骤③甲组土壤中敌百虫的浓度大于乙组土壤中敌百虫的浓度。15．工业烧碱具有较好的杀菌消毒作用且廉价易得,但工业烧碱中常含有杂质碳酸钠。某科学学习小组的同学围绕工业烧碱样品纯度测定问题,展开了讨论与探究。(第15题甲)【原理思路】利用Na2CO3与稀H2SO4反响产生CO2,通过CO2的质量,确定样品中碳酸钠的质量,从而计算样品纯度。【实验方案】小科同学根据以上思路,设计了如图甲的实验方案(固定装置省略)。装置中仪器A的名称是锥形瓶。【交流讨论】小明认为图甲实验方案的设计有缺陷,假设按该方案进行测定会导致难以防止的误差。你认为以下哪些因素会导致难以防止的误差？②③④(填序号)。①参加的稀硫酸量缺乏②装置内空气中的CO2没有排出③反响产生的CO2未被完全吸收④枯燥管与空气直接相通【方案改进】为减小误差,使CO2质量的测定更准确,该小组同学根据以上讨论,对图甲方案进行改进,设计了如图乙的实验方案(固定装置省略)。图乙B装置中样品在与稀硫酸反响前和停止反响后,都要通过量的空气,反响前通空气时a、b、c三个弹簧夹的开闭情况是关闭c,翻开a、b。(第15题乙)【数据分析】假设撤去图乙中的C装置,那么测得工业烧碱的纯度将偏低(填“偏高〞“偏低〞或“无影响〞)。【拓展提高】Na2CO3溶液与稀硫酸反响先生成NaHCO3,当Na2CO3全部转化为NaHCO3后,生成的NaHCO3能继续与稀硫酸反响生成CO2。现向样品中参加一定量的稀硫酸,反响后产生无色气体并得到X溶液。请分析推断反响后所得X溶液的溶质的所有可能组成。Na2SO4和H2SO4或Na2SO4或Na2SO4和NaHCO3。【解析】【交流讨论】分液漏斗可用于随时添加稀H2SO4,故①可以防止,而装置内空气中的CO2或生成的CO2因滞留在装置中无法被碱石灰完全吸收,以及枯燥管直接与空气相通,碱石灰吸收空气中的CO2导致的误差难以防止。【方案改进】通入经过NaOH溶液洗气后的空气,可排净装置中原有的CO2,同时为防止这局部CO2被碱石灰吸收,须关闭c。【数据分析】假设撤去C装置,就会导致装置中的水也会被碱石灰吸收,导致测得的CO2质量偏高,这样计算所得的Na2CO3质量就会偏高,工业烧碱纯度就会偏低。【拓展提高】由于参加H2SO4的量不能确定,生成物可能是Na2SO4和H2SO4(H2SO4过量)或Na2SO4(H2SO4适量,刚好完全反响)或Na2SO4和NaHCO3(H2SO4少量)。16．指甲生长与甲根基部细胞有关,指甲向指尖方向生长,甲小皮是与指甲底端相连的皮肤,一段时间内,甲小皮的位置不会随指甲的生长而变化。某科研人员为了研究指甲的生长规律,选择一定数量健康的男性和女性作为研究对象进行实验。一段时间后,在指甲的中间位置的虚线方向上(如图)测出指甲生长的长度,计算出指甲的生长速度。统计不同类别、不同时期指甲生长的平均速度,相关数据整理如下表：指甲生长的平均速度(毫米/天)统计表不同指甲女性(一年)男性(一年)冬天夏天右手无名指0.0940.1140.1010.116右手中指0.1030.1170.1050.119右手食指0.0980.1150.1020.117(第16题)(1)在实验中,如何测量一段时间内指甲生长的长度？距甲小皮一定距离处划一条与图中虚线垂直的记号线,一段时间后测出记号线距甲小皮的距离,两次距离之差就是指甲生长的长度。(2)分析实验数据,该实验可以得出哪些结论？右手三个手指的指甲生长速度,中指最快、男性比女性快、夏天比冬天快。(3)有研究说明：青少年指甲的生长速度比老年人快。结合细胞的生命活动特点对这一现象作出简要解释。青少年甲根基部细胞的分裂与生长速度比老年人快。【解析】(1)测量一段时间内指甲生长的长度,利用做标记的方法测量指甲长度的变化。可以在距甲小皮一定距离处划一条与图中虚线垂直的记号线,一段时间后测出记号线距甲小皮的距离,两次距离之差就是指甲生长的长度。(2)从实验统计表中得出右手三个手指的指甲生长速度,中指最快,男性比女性快,夏天比冬天快。(3)根据新陈代谢速率分析,青少年甲根基部细胞的分裂与生长速度比老年人快。17．近来饮用水的卫生与平安成了公众关注的焦点。某科学兴趣小组的同学对“饮水机放出的冷水和热水中的细菌数随时间变化的情况〞进行了探究。【取样】他们将不同品牌的10桶饮用水编号为1至10,分别安装在经过消毒后的10台同型号饮水机上,每天用采样瓶在同一时间对饮水机的冷水和热水进行采样(每次采样前采样瓶均消毒)。实验小组对采样的方案有两种不同的设计。方案一：每天用采样瓶按编号顺序只对一台饮水机的冷、热水采样。方案二：每天用采样瓶对十台饮水机的冷、热水采样。以上两种方案,你认为方案二的设计较合理。【培养】按正确方案采样后,配制培养基对各水样进行细菌培养。由于细菌的营养方式为异养,所以培养基中除了琼脂、水、无机盐外,还必须含有多种有机物。【结果】培养后统计各培养基中的菌落数,并计算出每毫升水中的细菌数。如图是对某一品牌桶装水的局部探究结果。由此可以得出的结论是热水中的细菌数变化不大,冷水中5天内细菌数变化不大,5天后细菌数明显增加。(第17题)【应用】相关部门规定桶装饮用水的卫生标准为每毫升水中的细菌总数≤50个。通过上述探究,请你对该品牌桶装饮用水的饮用要求提出一条合理的建议：该品牌饮用水应该在开封后5天内或加热后饮用。【解析】探究实验一般不能只选取一个实验对象,方案一每天用采样瓶按编号顺序只对一台饮水机的冷、热水采样,其结果具有一定的偶然性,缺乏以说明问题。方案二每天用采样瓶对十台饮水机的冷、热水采样,该方案的设计较合理。细菌没有叶绿体,除少数细菌外,不能自己合成有机物,只能利用现成的有机物作为营养,即营养方式为异养。由图中的曲线可