专题20 课外拓展实验（解析版）

专题20课外拓展实验1．（2024·江西·中考真题）图甲是公园里两个绳长不同的秋千。某同学荡秋千时发现这两个秋千往返一次的时间不同。该同学猜想：秋千往返一次的时间是否与绳长有关？【证据】该同学用细线系上一个小球模拟秋千，如图乙所示，悬点O到小球重心的距离简称摆长。每次让小球由静止释放，且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变，改变摆长进行探究，记录结果如表三：表三实验次数摆长L/cm小球往返摆动十次的总时间小球往返摆动一次的时间t/s160.015.81.58280.018.11.813100.020.02.00【解释】同一小球由静止释放，且保持释放时悬线和竖直方向的不变，摆长越长，小球往返摆动一次的时间越。由此可知，秋千未坐人时（如甲所示）往返一次的时间与绳长有关。【交流】（1）该探究所需的测量工具有量角器、和。（2）该同学发现小球往返摆动一次的时间不易测准，于是他测出小球往返摆动十次的总时间，再算出往返摆动一次的时间。①下列物理量的测量也可采用类似方法的是；A．物理书中一张纸的厚度

B．一支铅笔的长度C．一个苹果的质量

D．一杯水的温度②采用这种方法的目的是减小测量的。（3）该同学联想到杂技演员荡秋千，有时站着，有时坐着。由此合理猜想，演员改变重心的位置相当于改变了摆长，该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时，坐着比站着往返一次的时间更。（温馨提示：杂技动作，请勿模仿）【答案】夹角长刻度尺秒表A误差长【详解】[1]实验采用控制变量法，实验时需要控制小球的质量和摆下时的角度相同，改变摆长，故用同一小球由静止释放，保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变。[2]由表格数据可知，摆长越长，小球往返摆动一次的时间越长。（1）[3][4]由表格数据可知，实验需要控制摆下时的角度不变，改变摆长，测量小球往返摆动的时间，故该探究所需的测量工具有量角器、刻度尺和秒表。（2）①[5]小球往返摆动一次的时间不易测准，于是测出小球往返摆动十次的总时间，再算出往返摆动一次的时间，该方法为累计法。A．物理书中一张纸的厚度很小，小于刻度尺的分度值，很难直接测量，故可以先测量一整本书的厚度，再除以纸张的数量，从而得到一张纸的厚度，采用了累计法，故A符合题意；B．一支铅笔的长度较长，可以直接使用刻度尺测量，故B不符合题意；C．一个苹果的质量较大，可以直接使用天平进行测量，故C不符合题意；D．一杯水的温度通常在0℃~100℃之间，可以直接使用温度计进行测量，故D不符合题意。故选A。②[6]由于所测量的物体小于分度值，直接测量时会产生较大的误差，故采用这种方法的目的是减小测量的误差。（3）[7]演员改变重心的位置相当于改变了摆长，该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时，坐着的重心位置比站着的重心位置更低，即坐着时的摆长更长，摆长越长，往返一次的时间更长，故坐着时往返一次的时间更长。2．（2023·江西·中考真题）【探究名称】探究保温瓶的保温效果与什么因素有关【问题】有些同学喜欢用保温瓶带热水到校饮用。使用过程中发现瓶内装水较多时，保温效果较好；瓶内装水较少时，保温效果较差。据此，同学们猜想：保温瓶的保温效果可能与有关。【证据】针对同学们的猜想，甲、乙两组同学分别设计了一套方案。甲组方案：利用五个规格相同的保温瓶（容积为）在同一天进行实验（1）上午8∶00将不同体积初温为的热水，同时装入五个保温瓶内；（2）下午6∶00打开五个保温瓶，同时测量并记录水温，计算出水降低的温度。乙组方案：利用同一保温瓶（容积为）分五天进行实验（1）每天上午8∶00将不同体积初温为98℃的热水装入同一保温瓶内；（2）每天下午6∶00打开保温瓶，测量并记录水温，计算出水降低的温度。上述两套方案，都能控制实验时保温瓶的保温性能完全相同，但乙组方案不能保证每天的完全相同。所以，同学们选择了甲组方案在实验室进行实验。收集的数据如下表：水的初温：98℃保温瓶编号①②③④⑤水的体积（L）1.61.71.81.92.0水的末温（℃）79.081.583.085.584.5水降低的温度（℃）19.016.515.012.513.5【解释】（1）本实验通过相同时间内来反映保温瓶的保温效果，这种研究方法称为转换法；（2）分析实验数据可以得出初步结论：在其它条件相同的情况下，水量少于时，水量越多，其保温效果越；水量在时，水量越少，其保温效果越好。【交流】（3）经过讨论，同学们认为水量在范围内的初步结论不一定可靠，原因是。（4）实验过程中，水温下降是通过的方式改变其内能。（5）下列实验中也用到转换法的是A．探究真空不能传声B．研究光的传播时引入光线C．探究平面镜成像特点时，用两支相同的蜡烛来比较像与物的大小关系D．探究物体动能大小时，用木块被撞击后移动的距离来反映物体动能的大小【答案】水的体积室温水降低的温度好见解析热传递D【详解】[1]瓶内装水较多时，保温效果较好，瓶内装水较少时，保温效果较差，猜想：保温瓶的保温效果可能与水的体积有关。[2]乙组方案中利用同一保温瓶分五天进行实验，每天的气温不同，不能保证每天的室温完全相同。（1）[3]本实验通过相同时间内水降低的温度来反映保温瓶的保温效果，相同时间内水降低的温度越低，说明保温效果越差。（2）[4][5]由表中数据可知，水量少于1.9L时，保温性能随水量的减小而减弱，水量越多，其保温效果越好；在水量在2L到1.9L时，保温性能随水量的减小而增强。（3）[6]因为没有进行多次实验，实验结论具有偶然性，没有普遍性，所以水量在范围内的初步结论不一定可靠。（4）[7]实验过程中，水放出热量，水温下降，内能减小，是通过热传递的方式改变其内能。（5）[8]A．探究声音的传播时，利用真空罩实验，越向外抽空气，声音越小，在此基础上得到声音传播需要介质，真空不能传声，采用的是科学推理法，故A不符合题意；B．研究光的传播时引入光线，采用的是模型法，故B不符合题意；C．探究平面镜成像特点时，用两个等大的蜡烛探究像与物的大小关系，采用的是等效替代法，故C不符合题意；D．探究物体动能大小时，用木块被撞击后移动的距离来反映物体动能，采用了转换法，故D符合题意。故选D。3．（2022·江西·中考真题）疫情期间，停课不停学，某同学在妈妈的协助下，利用家中物品探究二力平衡的条件。【实验器材】晾衣架两个、相同的矿泉水瓶若干、小卡片若干、细线、水、剪刀等。【设计实验】如图1所示（1）将小卡片两侧各系一根细线，再把细线的另一端分别穿过晾衣架；（2）将两个矿泉水瓶分别绑在细线两端，请妈妈用两手各提起一个晾农架，按照以下步骤进行实验，观察并记录小卡片的受力及运动情况。【进行实验】（1）如图1所示，提起两个装有水量不等的矿泉水瓶；（2）如图2所示，提起两个装有水量相等的矿泉水瓶，再将其中一只手逐渐放低，使小卡片倾斜至如图3所示；（3）用剪刀把图3中的小卡片从中间剪断；（4）更换小卡片，重新组装，如图4所示，使小卡片扭转一定的角度。实验步骤小卡片所受二力情况小卡片的运动状态是否改变是否作用在同一物体上大小方向是否作用在同一直线上（1）是不等相反是是（2）是相等相反是否（3）否——————是（4）是相等相反①是请将表格中①的内容补充到横线上：①；【结论】上述实验表明，二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，必须大小，方向相反，并作用在上；【交流与评估】（1）本实验中的晾衣架起到了改变拉力的的作用，它类似于简单机械中的；（2）静止在水平桌面上的剪刀，它受到的力和力是一对平衡力。【答案】否相等同一条直线方向定滑轮重支持【详解】[1]由实验步骤（4）可知，此时两绳子对小卡片的拉力不在同一条直线上，故可知表格中①的内容应填否。[2][3]由表中数据可知，只有实验步骤（2）中小卡片才能保持静止，故可知二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，必须大小相等，方向相反，并作用在同一条直线上。（1）[4][5]由图中可知，晾衣架将变绳子对小卡片水平方向的拉力变成了竖直方向上，所以晾衣架起到了改变拉力的方向的作用，故可知它类似与简单机械中的定滑轮。（2）[6][7]由受力分析可知，静止在水平桌面上的剪刀，受到向下的重力和向上的桌面的支持力，剪刀在这两个力的作用下处于受力平衡状态，故这两个力是一对平衡力。4．（2021·江西·中考真题）【探究名称】冰块熔化的快慢与哪些因素有关？【猜想与假设】猜想一：可能与隔热的材料有关；猜想二：可能与隔热材料包裹的厚度有关。为了探究猜想一，现备有器材：三只相同的塑料杯、报纸、羊毛布料、相同的冰块若干和。【设计与进行实验】（1）在三只相同的塑料杯中装入相同的冰块，分别标上A、B、C；（2）如图甲所示，用的隔热材料将A杯和B杯包裹的厚度（均选填“相同”或“不同”），C杯不包裹，并开始计时；（3）如图乙所示，当C杯中冰块完全熔化后，再每隔5min小心地揭开一点隔热材料，观察A杯、B杯、C杯中冰块是否已经完全熔化，记录A杯、B杯中冰块完全熔化的时间t1、t2；【分析与论证】若t1≠t2，则冰块熔化的快慢与隔热的材料。【评估与交流】（1）本实验是通过比较冰块完全熔化的来反映冰块熔化的快慢；（2）炎热的夏天，冰棒更容易熔化。据此你认为冰块熔化的快慢还与有关。【拓展】要比较冰块熔化的快慢，还可以相同的时间里比较冰块熔化的多少，我们所学过的物理量中，类似于这种表示“快慢”的物理量有（写出一个）。【答案】钟表不同相同有关时间环境温度功率【详解】[1]探究冰块熔化的快慢可能与隔热的材料有关，三只相同的塑料杯放上等质量的冰块，用相同厚度的报纸、羊毛布料包裹起来，记录冰块熔化的时间，故实验中还需要用钟表来记录时间。（1）[2][3]探究冰块熔化的快慢可能与隔热的材料有关，需用不同的的隔热材料将A杯和B杯包裹相同的厚度，即控制材料的厚度相同，C杯不包裹，并开始计时，记录A杯、B杯中冰块完全熔化的时间t1、t2。[4]若t1≠t2，说明冰块的熔化快慢不同，则冰块熔化的快慢与隔热的材料有关。[5]本实验是通过比较相同质量的冰块用不同材料包裹时完全熔化的时间来反映冰块熔化的快慢，时间越长熔化的越慢。[6]炎热的夏天，冰棒更容易熔化，这说明冰块熔化的快慢还与环境温度有关，环境温度越高，熔化时间越短。[7]要比较冰块熔化的快慢，还可以相同的时间里比较冰块熔化的多少，我们所学过的物理量中，类似于这种表示“快慢”的物理量有功率，表示做功的快慢；速度表示物体运动的快慢等等。5．（2020·江西·中考真题）如图所示，是某学校科技节上展示的两件作品，小明为此作了以下解说：(1)甲是简易的温度计，它的工作原理是利用的性质而制成的，它的测温效果与小玻璃瓶的容积和玻璃管的有关；所用的测温物质是煤油而不是水，这是因为煤油的较小，吸收（或放出）相同的热量时，玻璃管内液柱变化更为明显；(2)乙是简易的气压计，当外界气压减小时，玻璃管内液柱的液面会；【提出问题】小华发现甲､乙的构造非常相似，提出乙是否也能做温度计使用？【设计实验和进行实验】把两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中，观察到乙装置中玻璃管内液柱上升更明显，这是由于瓶内的受热膨胀更显著，故乙也能做温度计使用；【拓展】查阅相关资料，了解到人们很早就发明了如下图所示的气体温度计，当外界环境气温升高时，该温度计中的管内液面会，但由于受外界､季节等环境因素变化的影响，所以，这种温度计测量误差较大｡【答案】液体热胀冷缩内径大小比热容上升气体下降大气压【详解】(1)[1]温度计是根据液体的热胀冷缩的性质制成的。[2]小玻璃瓶的容积不变，液体升高相同的温度，体积膨胀相同，管越细，上升的刻度越多，越灵敏，所以测温效果与玻璃管的内径大小有关。[3]因为煤油的比热容较小，吸收（或放出）相同的热量时，玻璃管内液柱变化更为明显，所以所用的测温物质是煤油而不是水。(2)[4]当外界气压减小时，瓶内空气的压强不变，此时在瓶内气压的作用下，会有一部分液体被压入玻璃管，因此管内液柱的高度会升高。[5]将两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中，乙装置中玻璃管内液柱上升更明显，因为乙装置中瓶内气体受热膨胀更显著。[6][7]当气温升高时，玻璃泡内的气体体积膨胀，玻璃管中的液面应该下降，由于受外界大气压､季节等环境因素变化的影响，这种温度计测量误差较大｡6．（2024·江西九江·三模）【问题】排球被垫起的高度与哪些因素有关？猜想一：可能与排球的材质有关；猜想二：可能与垫球的力度有关；猜想三：可能与球内的气压有关。【证据】实验器材：排球若干，打气筒，球类专用气压、标有刻度的长杆等。(1)为了探究猜想三，准备三个完全相同（球内气压可调节）的排球，分别标号①、②、③，如图甲所示。实验前应使三个排球的不同；(2)实验时用（选填“相同”或“不同”）的力度竖直向上垫球，测量三个排球被垫起的高度、、，并记录；【解释】(3)若、、不相等，则可得出的初步结论是；【交流】(4)本实验中存在的不足之处是；(5)源源同学对本实验进行了改进，并自制了如图乙所示的器材。在探究猜想二的实验过程中，他应该多次将同一排球下压至（选填“相同”或“不同”）位置，然后由静止释放，再测量每次排球被弹起的高度并进行对比，从而得出结论；(6)排球上升至最高点时，速度为零，此时排球受到（选填“非平衡力”或“平衡力”）作用。此时假若排球受到的所有力全部消失，则排球由于惯性将保持状态。【答案】(1)气压(2)相同(3)见解析(4)见解析(5)不同(6)非平衡力静止【详解】（1）为了探究猜想三，即可能与球内的气压有关，控制变量法，实验前应使三个排球的气压不同。（2）实验时采用控制变量法，要用相同的力度竖直向上垫球，测量排球被垫起的高度。（3）若h1、h2、h3不相等，则可得出的初步结论是：在垫球力度相同时，相同的排球被垫起的高度与球内的气压有关。（4）本实验中排球被垫起的高度不方便测量，是不足之处。（5）探究猜想二，即可能与垫球的力度有关，由于要改变排球受到弹簧弹力的大小，他应该多次将同一排球下压至不同高度，然后静止释放，再测量每次球被弹起的高度进行对比，从而得出结论。（6）[1][2]排球上升至最高点时，虽然速度为0，但还是受到重力的作用，即此时排球受到非平衡力作用。此时假若排球受到的所有力全部消失，由牛顿第一定律可知，排球保持静止状态。7．（2024·江西萍乡·二模）一天，小明用干抹布去擦桌上的水，却很难擦干，妈妈见状拿了另外一块抹布擦，很快就将桌上的水擦干了，他感觉有些奇怪，忙问妈妈是怎么回事。妈妈告诉他说：“我拿的抹布是棉做的，你手里的抹布是涤纶做的。”他不禁想到了一个问题并进行了如下探究。（1）提出问题：？（2）猜想与假设：。（3）实验器材：三个相同的烧杯，质量相同的棉布、麻布和涤纶布各一块，足够的水。（4）进行实验与收集证据：在三个烧杯中分别倒入的水，分别将三块布放入三个烧杯中让水浸透，然后将三块布取出，从方便和准确的角度看，应观察和比较，将现象记录下来。布料种类涤纶麻棉杯中所剩水量最多较少最少布块所含水量最少较多最多（5）分析与论证：抹布的吸水能力与有关，的吸水能力最弱。（6）评估：炎热的夏天，如果人体皮肤被汗浸渍，会让人觉得很不舒服，因此从吸水能力这个角度来说，应尽量采用类布料来做夏装。【答案】抹布的吸水能力与什么因素有关？抹布的吸水能力可能与抹布布料种类有关质量相等杯中所剩水量布料种类涤纶棉布【详解】（1）[1]由妈妈的话可知，变化的量是抹布的布料种类，关注的内容是擦干程度不同。根据控制变量研究问题的方法，擦干程度即吸水能力为研究内容，变量为布料种类，所以提出问题：抹布的吸水能力是否与抹布布料种类有关？（2）[2]由实际实例提出猜想：抹抹布的吸水能力可能与抹布布料种类有关。（4）[3][4]布料吸水的多少不易方便准确的看出，所以用转化为一定质量的水被吸收一部分后，剩余的少的，则吸收的多，所以烧杯中要有质量相等的水，比较杯中所剩水量。（5）[5][6]通过对表格数据的分析，质量相同的情况下，棉布吸水质量最大，涤纶吸水质量最小，能得出结论：抹布的吸水能力与布料种类有关，棉布的吸水能力最好，涤纶的吸水能力最差。（6）[7]棉吸水能力最强，所以，从吸水能力这个角度来说，应尽量采用棉布类布料来做夏装。8．（2024·江西鹰潭·二模）打水漂这种游戏在古代中国南方多水域地区较为流行，因当时平民物资匮乏，儿童的玩具和游戏稀缺。这种游戏，可单人玩、也可数人一起团体比赛，简便宜行的游戏方式，受到普通大众的喜爱，广为传播，数百年来流传下来。据英国《泰晤士报》2018年6月1日报道，这名男子名为道吉·艾萨克斯，在威尔士举行的打水漂锦标赛中取得优异成绩，创造了121米远的纪录。他的竞争对手包括持有打水漂个数最多世界纪录的美国选手库尔特·施泰纳保，后者一次打出88个水漂。小华对打水漂很感兴趣，那么打水漂的次数和距离可能跟哪些因素有关呢？小华采用了质量相同圆形和扁形的石块进行了多次实验，记录的数据和表格如下：实验次数石块形状速度m/s首次接触水与水面的角度打水漂的次数①圆形515°5②圆形1015°8③圆形1020°13④扁形515°16⑤扁形520°23⑥扁形1015°26⑦扁形1020°32⑧扁形1030°25⑨扁形1520°42（1）通过比较表格中的数据可知：打水漂的次数与、、有关；（2）打水漂时，在其他条件相同的情况下，石头首次接触水与水面成度角时，水漂效果最为完美；（3）打水漂时，用拇指和中指捏住石块，食指在后，扔出去的时候用食指拨下，让其旋转着扔出，石块就会出现在水面上跳跃的情况。其中的物理原理是；（4）打水漂的次数可能还与有关；（5）石块扔出去到最后沉入水中机械能是的。（选填“守恒”或“不守恒”）【答案】石头的形状速度首次接触水与水面的角度20°流速越大，液压越小石块与水的接触面积不守恒【详解】（1）[1][2][3]根据控制变量法的思想，比较①和④两次数据，石头的形状不同，速度和首次接触水与水面的角度相同，打水漂的次数不同，证明打水漂的次数与石头的形状有关；比较①和②两次数据，速度不同，石头的形状和首次接触水与水面的角度相同，打水漂的次数不同，证明打水漂的次数与速度有关；比较②和③两次数据，首次接触水与水面的角度不同，石头的形状和速度相同，打水漂的次数不同，证明打水漂的次数与首次接触水与水面的角度有关；综上可知打水漂的次数与石头的形状、速度、首次接触水与水面的角度有关。（2）[4]根据控制变量法的思想，分别分析②③、④⑤、⑥⑦和⑦⑧实验数据可以得出：当石头的形状和入水速度一定时，入水角度约为20度时，弹跳次数最多，具有最佳的弹跳效果。（3）[5]当石块掠过水面时，它将带动其下面的水在非常短的时间内快速流动，而其更下面的水是静止不动的，流体在流速大的地方压强小，流速小的地方压强大，更下面的水静止不动，压强较大，石块下面的水流速较大，压强较小，石块下面的水和其更下面的水之间产生较大的压强差，从而产生一个向上的压力，从而使石块弹跳。（4）[6]打水漂的次数可能还与石块的质量、石块与水的接触面积或石块表面的粗糙程度等因素有关。（5）[7]石块扔出去到最后沉入水中，要克服空气阻力和水的阻力做功，因此机械能不守恒。9．（2024·江西·模拟预测）如图1所示，桥面结冰是指桥面被雨、雪等天然降水覆盖，且降温时其中的水分冻结成薄冰。某物理创新实验小组的同学观察发现，冬季雨雾天气桥面比普通路面更容易结冰，为了搞清楚原因，他们对此进行了探究。（桥面和普通路面材料近似一致）【问题】猜想一：与桥面和普通路面的温度有关；猜想二：与桥面和普通路面周围空气流动有关。【证据】如图2所示的甲和乙实验装置，分别是用两块相同的水泥板模拟的普通路面（水泥板下放沙土）和桥面（水泥板下放水）。（1）将相同的甲、乙实验装置，放置在环境相同的低温实验室，每隔5分钟用测温枪测量水泥板温度，数据记录如下表所示。时间t/min05101520普通路面温度T₁/℃262116104桥面温度T₂/℃26181240（2）将普通路面和桥面都相同程度淋湿，用相同的风同时吹地面，使水蒸发，水蒸发过程需要，普通路面和桥面，经过相同时间，测得两种路面温度都降低了，且桥面温度降得更低。（均选填“放热”或“吸热”）【解释】（1）由实验证据可知，桥面和普通路面在同样的环境条件下，桥面比普通路面降温（选填“快”或“慢”）。（2）当桥面和普通路面淋湿程度相同，且有相同的风吹过时，由于桥下方也有水蒸发，故桥面温度会降得更低，且桥下方水蒸发后大量的水蒸气遇到极冷的桥面容易发生（填物态变化名称）导致桥面结冰；而普通路面下方的沙土温度不受空气流动影响，温度高于路面时，反而会不断传热给路面，使得普通路面温度下降不至于太（选填“快”或“慢”），从而不易结冰。说明冬季雨雾天气桥面比普通路面更容易结冰与温度和周围空气流动有关。【交流】桥面结冰是冬季交通运输中的一大安全隐患，为了保障交通安全和顺利出行，司机开车需减速慢行，且许多大货车都会在轮胎上绑铁链防滑，这种防滑链通过增大接触面的粗糙程度，增大了车轮与地面的，并具有破冰功能，从而达到防滑的目的，但也会伤害轮胎。【答案】质量、初温吸热都吸热快凝华快摩擦力【详解】（1）[1]根据控制变量法，要探究桥面和普通路面的温度有关，应控制桥面和普通路面材料、质量、初温、环境等相同。（2）[2][3]物质由液态变为气态叫汽化，汽化吸热。【解释】（1）[4]由实验数据可知，桥面和普通路面在同样的环境条件下，桥面比普通路面降温快。（2）[5]当桥面和普通路面淋湿程度相同，且有相同的风吹过时，由于桥下方也有水蒸发，故桥面温度会降得更低，且桥下方水蒸发后大量的水蒸气遇到极冷的桥面容易发生凝华导致桥面结冰。[6]普通路面下方的沙土温度不受空气流动影响，温度高于路面时，反而会不断传热给路面，使得普通路面温度下降不至于太快，从而不易结冰。[7]【交流】防滑链通过增大接触面的粗糙程度，增大了车轮与地面的摩擦力，从而达到防滑的目的。10．（2024·江西景德镇·二模）5月体育中考训练结束后，同学们一般会接半杯冷水和半杯热水混合成温水来饮用。一天，小明和小华在同一饮水机上接水饮用时，小明的嘴被烫了。小华很纳闷：为什么同样是半杯冷水和半杯热水混合，我的水不烫嘴，而小明的水却烫嘴呢？为此他们成立了研究小组，展开了相关的探究活动。（1）小明重复刚才的过程，接满一杯水。针对烫嘴现象，应该用温度计测量杯中（选填“A”、“B”或“C”）区域水的温度；（2）研究小组猜想了发生烫嘴现象的可能因素：①不同材料的水杯②同学排队接水的先后次序③接冷、热水的先后顺序，并进行了初步的探究。实验记录如下表：影响因素不同材料的水杯同学排队接水的先后次序接冷、热水先后顺序温度变化变化不大变化不大变化明显通过表格分析，“不同材料的水杯”（选填“是”或“不是”）影响水温的主要因素。“接冷、热水先后顺序”（选填“是”或“不是”）影响水温的主要因素；（3）研究小组完成实验后对“冷、热水混合产生不同现象的原因”进行了更深入的讨论。他们查阅资料知道：温度高于4℃时，水的密度随温度升高而减小。所以将半杯热水刚倒入半杯冷水中时，相当于热水（选填“漂浮”或“下沉”）于冷水中；（4）通过上面的研究，为了防止烫嘴，应先接（选填“冷水”或“热水”）；（5）实验过程中，水温下降是通过的方式改变其内能；（6）下列实验中也用到转换法的是。A．探究真空中不能传播声音B．研究钟摆的摆动快慢的影响因素C．探究平面镜成像特点时，用两支相同的蜡烛来比较像与物的大小关系D．探究物体重力势能大小时，用木桩被撞击后陷入细沙的深度来反映物体重力势能的大小【答案】A不是是漂浮热水热传递D【详解】（1）[1]在喝水时总是先喝上层的水，因此针对烫嘴现象，用温度计应先测量A区域水的温度。（2）[2][3]根据表中信息分析，“接冷、热水先后顺序”是影响水温的主要因素，“不同材料的水杯”和“同学排队接水的先后次序”不是影响水温的主要因素。（3）[4]因为温度高于4℃时，水的密度随温度升高而减小，所以将半杯热水刚倒入半杯冷水中时，由于热水的密度小于冷水的密度，热水漂浮在冷水的上方。（4）[5]由于热水的密度小于冷水的密度，若先借冷水，后接热水，则热水会漂浮在冷水上方，因此为了防止烫嘴，应先接热水，再接冷水。（5）[6]改变内能的方式：做功和热传递。水温下降是通过热传递的方式改变其内能。（6）[7]A．实验中，完全真空的状态不可能达到，探究真空中不能传播声音使用了理想实验法，故A不符合题意；B．研究钟摆的摆动快慢的影响因素时，控制其它因素不变，只改变其中一个因素，使用了控制变量法，故B不符合题意；C．探究平面镜成像特点时，用两支相同的蜡烛来比较像与物的大小关系，使用了等效替代法，故C不符合题意；D．探究物体重力势能大小时，用木桩被撞击后陷入细沙的深度来反映物体重力势能的大小，木桩被撞击后陷入细沙的深度越大，物体的重力势能越大，使用了转换法，故D符合题意。故选D。11．（2024·江西南昌·二模）小明注意到很多公共场所都有类似如图甲所示的提示牌。地面潮湿一定会导致摩擦力减小吗？他想探究这一问题，为此他找来长条形地板砖、运动鞋、弹簧测力计和喷雾器，并设计了图乙所示的实验装置。（1）为了测出鞋子与地板砖间滑动摩擦力的大小，小刚把长条形地板砖放在水平桌面上，并水平拉着鞋子在地板砖上做运动；根据知识可测出滑动摩擦力的大小；（2）小明用喷雾器向地板砖表面均匀喷，以此改变地板砖的，通过实验得到下表中的数据：喷雾次数024681012潮湿程度小→大摩擦力F/N3.23.64.03.02.82.62.6分析数据得出结论：摩擦力的大小随接触面潮湿程度的增大；（3）两位同学利用实验结论可以解释生活中的现象，比如超市或银行的收银员清点钞票时手边总放一块湿海绵如图丙，这是通过改变接触面的潮湿程度来摩擦的；而一些商场的厕所里会放置如图丁所示的干地机，这是通过改变接触面的潮湿程度来摩擦的（均选填“增大”或“减小”）；（4）两位同学在实验过程中又获得了一些灵感，他们猜想在潮湿程度相同而地面的不同时，可能得到的结论会不一样。为此他们又投入到新的研究中去了。【答案】匀速直线二力平衡潮湿程度先增大后减小增大增大材料【详解】（1）[1][2]为了测出鞋子与地板砖间滑动摩擦力的大小，小刚把长条形地板砖放在水平桌面上，并水平拉着鞋子在地板砖上做匀速直线运动，此时鞋子受力平衡，根据二力平衡知识可知，摩擦力等于拉力，即可测出滑动摩擦力的大小。（2）[3]小明用喷雾器向地板砖表面均匀喷，以此改变地板砖的潮湿程度，用于探究摩擦力与潮湿程度的关系。[4]由表中信息可知，喷雾次数从0增大到4次，摩擦力的大小随接触面潮湿程度的增大而增大；从4次到12次，摩擦力的大小随接触面潮湿程度的增大而减小，所以摩擦力的大小随接触面潮湿程度的增大先增大后减小。（3）[5]超市或银行的收银员清点钞票时手边总放一块湿海绵如图丙，这是通过改变接触面的潮湿程度来增大摩擦，便于清点。[6]若地面的潮湿程度过大，摩擦力太小，走路时容易滑倒，所以一些商场的厕所里会放置如图丁所示的干地机，这是通过改变接触面的潮湿程度来增大摩擦。（4）[7]不同材料在潮湿相同时，摩擦力可能也会不同，所以他们猜想在潮湿程度相同而地面的材料不同时可能得到的结论会不一样。12．（2024·江西赣州·二模）2024年亚洲羽毛球团体锦标赛男子团体决赛中，中国队3：0战胜马来西亚队，获得冠军。“双减”实施以来，学校开展了许多丰富多彩的课后活动，其中打羽毛球就是同学们喜爱的课后活动之一。【问题】某同学是一名羽毛球爱好者，经常打羽毛球，细心的他发现：如图所示，不同羽毛球拍上的线的粗细、松紧程度并不相同，这对羽毛球被击打后落点的准确性有什么影响呢？猜想一：落点的准确性可能与球拍的弹性有关；猜想二：落点的准确性可能与击球的有关……【证据】针对猜想，他进行了如下探究。在专业羽毛球馆里，他准备了相同材质、羽毛球线粗细和拉线磅数（松紧）不同的羽毛球拍4副，羽毛球1只，等器材；利用发球机定向发球，他用大小相同的力，沿对面场地中线方向击打同一高度的羽毛球，观察羽毛球落点，测量并记录击球点与落点的距离、落点偏离中线的距离。测试一数据：次序线的粗细（直径mm）线的松紧（磅）击球点与落点的距离（m）落点偏离中线的距离（m）10.662213.21.820.682212.11.230.702211.30.840.722210.50.4测试二数据：次序线的粗细（直径mm）线的松紧（磅）击球点与落点的距离（m）落点偏离中线的距离（m）10.681813.61.920.682212.41.330.682411.10.540.682610.20.2【解释】（1）由测试一数据可知，在线松紧相同的情况下，线越细，球拍弹性越（选填“好”或“差”），击球的准确性越低；（2）由测试二数据可知，在线粗细相同的情况下，线越紧（磅数越大），球拍弹性越（选填“好”或“差”），击球的准确性越（选填“高”或“低”）；【交流】本实验中用来表示球拍弹性的强弱，这种研究方法在物理学上称之为。【答案】方向刻度尺好差高击球点与落点的距离转换法【详解】[1]由生活经验得，落点的准确性还可能与击球的方向等有关。[2]在专业羽毛球馆里，他准备了相同材质、羽毛球线粗细和拉线磅数（松紧）不同的羽毛球拍4副，羽毛球1只，测量长度的刻度尺等器材。（1）[3]由测试一数据可知，在线松紧相同的情况下，线越细，击球点与落点的距离越大，球拍弹性越好，击球的准确性越低。（2）[4][5]由测试二数据可知，在线粗细相同的情况下，线越紧（磅数越大），击球点与落点的距离越小，球拍弹性越差，落点偏离中线的距离越小，击球的准确性越高。【交流】[6][7]本实验采用转换法，用击球点与落点的距离来表示球拍弹性的强弱。13．（2024·江西鹰潭·三模）小明在杂志上看到亚玛逊河流域原住民最常使用吹箭进行狩猎如图所示，吹箭筒一般是由一段长的树管制作而成，使用时将飞箭装入吹箭筒用嘴吹气将飞箭吹出，小明想探究吹箭筒吹出飞箭的距离与什么因素有关？为此小明和同学提出了以下猜想：猜想一：与吹气的大小有关；猜想二：与吹箭筒的粗细有关；猜想三：与飞箭放入吹箭筒的位置有关。为了验证猜想：小明选取了家中粗细不同但长度相同的吸管3根、棉签1根、透明胶1卷、剪刀1把制作吹箭筒，然后进行了多次实验，实验数据如表：实验次数吸管粗细吹气大小棉签在塑料管中的位置棉签飞行的距离s/cm1细较小吸管最左的端1.82较大吸管最左的端2.33大吸管最左的端3.34较小吸管中端2.85较大吸管中端3.76大吸管中端5.07较小吸管最右端4.28较大吸管最右端5.89大吸管最右端9.210粗大吸管最右端1.2（1）小明实验选取的测量工具是；（2）比较三次实验序号，可以得出的结论是：在吸管的粗细、棉签在塑料管中位置等条件一定时，吹气越大，棉签被吹出的距离越远；（3）分析实验序号1、4（或2、5、8或3、6），可以得出的结论是：在吸管的粗细、吹气大小一定时，，棉签被吹出的距离越远；（4）分析实验序号9、10初步可知，棉签被吹出的距离还与吸管的粗细（选填“有关”或“无关”）；（5）除了上述猜想外，请你提出可能影响吹箭筒吹出飞箭的距离的一条因素：还可能与有关；（6）小明还对吹箭筒为什么能吹出飞箭进行了思考：他认为，吹气越大使气体作用于棉签的力越，棉签距嘴越近，实际上使气体作用于棉签的力做功的距离就越大，因此，获得的能就越大。【答案】刻度尺1、2、3棉签在管中的位置离嘴越近有关飞箭质量大动【详解】（1）[1]实验要测量和比较棉签飞行的距离，故实验选取的测量工具是刻度尺。（2）[2]探究棉签被吹出的距离越远与吹气大小的关系，控制变量法，应保持在吸管的粗细、棉签在塑料管中位置等一定，改变吹气的大小，故应比较三次实验序号1、2、3，可以得出的结论是：在吸管的粗细、棉签在塑料管中位置等条件一定时，吹气越大，棉签被吹出的距离越远。（3）[3]分析实验序号1、4（或2、5、8或3、6），吸管的粗细、吹气大小相同，棉签在塑料管中位置不同，棉签飞行的距离不同，根据控制变量法，可以得出的结论是：在吸管的粗细、吹气大小一定时，棉签在管中的位置离嘴越近，棉签被吹出的距离越远。（4）[4]分析实验序号9、10，吹气大小和棉签在塑料管中位置相同，吸管的粗细不同，根据控制变量法，初步可知，棉签被吹出的距离还与吸管的粗细有关。（5）[5]飞箭在飞行过程受阻力作用，吹箭筒吹出飞箭的距离还可能与其受到阻力大小即形状、质量等因素有关。（6）[6][7]吹气越大，筒内压强越大，产生的压力越大，使气体作用于棉签的力越大，棉签距嘴越近，根据W=Fs，实际上使气体作用于棉签的力做功的距离就越大，飞箭的机械能增加越多，在重力势能不变的情况下，获得的动能就越大。14．（2024·江西·三模）【探究名称】探究物体入水时溅起水花的高度与哪些因素有关【问题】如图甲，跳水运动员全红婵入水时溅起来的水花很小，于是小明和同学们猜想物体入水时溅起水花的高度与哪些因素有关，已知物体从距水面相同高度自由下落，达到水面的速度相等。小明和同学们提出如下猜想：猜想1：与物体的质量有关；猜想2：与物体的入水快慢有关；猜想3：与物体的入水方向有关；猜想4：与物体的形状有关；【证据】（1）为了验证上述猜想3是否正确，小明将同一块橡皮泥捏成球形分别从a、b、c三条光滑通道从水面上方相同高度由静止释放（如图乙），这是为了控制其他因素不变，只改变物体的，发现溅起水花的高度依次变小，说明猜想3是的（选填“正确”或“错误”）；（2）小明将橡皮泥分别捏成球形、锥形、柱形从不同高度自由下落水面，测出溅起水花的高度，进行多次实验。记录的部分数据如表：实验序号物体质量m/g物体形状下落高度h1/cm溅起水花高度h2/cm120球形206220柱形204320锥形209450柱形2095100柱形2018690柱形2522【解释】①比较实验序号为的数据，可得出的结论是：物体入水时溅起水花的高度与物体的形状有关；②比较实验序号为2、4、5的数据，可得出的结论是：；③比较实验序号为5、6的数据，（选填“能”或“不能”）验证猜想2是否正确，理由是。【交流】根据以上初步探究结果，请你提出一条减小入水时溅起水花高度的建议：。【答案】入水方向正确1、2、3见解析不能没有控制物体的质量相同入水时垂直水面进入水中【详解】（1）[1][2]上述实验，改变物体的入水方向，发现溅起水花的高度不同，说明物体入水时溅起水花的高度与物体的入水方向有关，即说明猜想3正确。（2）①[3]比较实验序号为1、2、3的数据，发现物体的形状不同，溅起水花的高度不同，说明物体入水时溅起水花的高度与物体的形状有关。②[4]分析实验序号为2、4、5的数据可知，控制了入水方向、物体形状和入水快慢相同，改变了物体质量，得出结论：当物体的入水快慢、入水方向、物体的形状相同时，物体的质量越大，物体入水时浅起的水花高度越高。③[5][6]验证猜想2：与物体的入水快慢有关，应改变物体的下落高度，使物体的入水快慢不同，需要控制物体质量和物体形状相同，实验5、6没有控制物体质量相同，故不能验证猜想2是否正确。[7]根据探究结果，水花溅起的高度与物体质量、物体入水方向、物体形状有关，因此可以入水时垂直水面进入水中或入水时身体保持柱形等等。15．（2024·江西吉安·二模）【探究名称】探究凸透镜凸起程度对成像的影响【问题】小明发现实验室里的透镜有的平一点，有的凸一点。那么同种材料做的大小相同的凸透镜凸起程度不一样，会对成像造成什么样的影响呢？【证据】在老师的指导下，他在一个高15cm的烧杯底部放一个F形状的LED发光体，用透明的薄膜扎住杯口，在薄膜上倒入一定量的水，做成水透镜，用薄膜的松紧程度来控制水透镜的凸起程度，用一张白纸做光屏，如图所示。实验中得到的数据如下：实验次数烧杯高度凸起程度白纸距离杯面高度像的正倒像的大小115很大6倒立缩小215较大8倒立缩小315一般20倒立放大415较小无法成像————【解释】（1）从表格中的数据可以看出，水透镜的凸起程度越大，白纸应越（选填“靠近”或“远离”）杯面才能够接收到清晰的像，同时像会变（选填“大”或“小”），说明水透镜会聚光线的能力变（选填“强”或“弱”）；（2）由第1次实验到第2次实验，若白纸的位置不变，仍要在白纸上成清晰的像，可在白纸和水透镜之间加一个（选填“凸”或“凹”）透镜；（3）在第4次实验中，小明直接用眼睛从上往下观察，可以看到一个（选填“放大”或“缩小”）的像。生活中的就是利用这个原理做成的；【交流】实验中有几片小灰尘掉进了水透镜的水面上，此时白纸上的像（选填“有”或“没有”）黑斑。【答案】靠近小强凸放大放大镜没有【详解】（1）[1][2][3]由表格数据可知，水透镜的凸起程度由较小到很大，凸起程度越大，白纸应靠近杯面才能够接收到清晰的像，像是倒立的，同时像会逐渐变小，说明水透镜会聚光线的能力变强。（2）[4]由第1次实验到第2次实验，水透镜的凸起程度变小，水透镜会聚光线的能力变弱，由于凸透镜对光有会聚作用，因此若白纸的位置不变，仍要在白纸上成清晰的像，可在白纸和水透镜之间加一个凸透镜。（3）[5][6]在实验④中，光屏上不成像，说明此时成的是正立、放大的虚像，应用为放大镜。[7]实验中有几片小灰尘掉进了水透镜里，相当于遮住凸透镜的一部分，物体上任一点射向凸透镜的其它部分，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗，且由于灰尘对水透镜的距离小于一倍焦距，成的是虚像，在白纸上不成像，因此白纸上的像没有黑斑。16．（2024·江西新余·一模）如图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他年迈的父亲缓缓上行。小红和小华为了探究斜面的机械效率跟哪些因素有关，她们对无障碍通道进行了模拟，如图乙（斜面的粗糙程度及斜面的倾斜程度与无障碍通道完全相同），从斜面底端A点沿斜面到B点的距离L为1m，即斜面长L为1m。（g取10N/kg）（1）如图乙，将刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐，正确测量B点高度，即斜面高度H为cm。（2）选取车轮与轮椅轮胎材质、花纹均相同的小车为研究对象，进行了如下操作：①正确使用弹簧测力计，测出小车重为2.0N；②将弹簧测力计与斜面平行放置并校零，然后沿斜面匀速直线拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计示数为N；③将小车匀速从A点拉到B点的过程中，小车的动能，小车的机械能（均选填“增大”、“不变”、“减小”），利用斜面将小车匀速从水平A点提升到B点的机械效率为。（3）在小车上逐渐添加重物，测出小车的总重G，测出沿斜面匀速直线拉动小车需要的力，计算出拉小车从A点到B点所做的功，计算出将小车提升H所做的有用功，以功为纵坐标，以小车总重为横坐标，建立平面直角坐标系，作出和与小车总重G的关系图像，分别如图丙中的a和b。①由图像可知：用该斜面提升物体时的机械效率与物重（选填“有关”或“无关”）；②若这位父亲的质量为70kg，所坐的轮椅质量为10kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，力的大小为N。【答案】9.000.3不变增大60%无关120【详解】（1）[1]刻度尺上1cm之间有10小格，所以一个小格代表长度是0.1cm，即1mm，所以此刻度尺的分度值是1mm，测量值还要再加一位估测值，所以斜面的高度是9.00cm。（2）[2]弹簧测力计的分度值是0.02N，示数是0.3N。（2）[3][4]将小车匀速从A点拉到B点的过程中，小车的质量不变、速度不变，所以动能不变，但高度在增加，所以重力势能在增大，小车的机械能在增大。（2）[5]将小车匀速从A点拉到B点的过程中，拉力做的功为对小车做的有用功为则机械效率为（3）[6]从图丙可知，当重物增大到5N时，W1是0.75J，W2是0.45J，则机械效率为由此可见，用该斜面提升物体时的机械效率与物重无关。（3）[7]父亲和轮椅的总重为做的有用功为则中年人推轮椅做的总功为则推力的大小为17．（2024·江西南昌·一模）【探究名称】铅球掷出的距离与哪些因素有关【问题】掷铅球时不仅仅需要力气，投掷的角度也非常重要。小强认为：铅球掷出的距离，可能与掷出铅球时的射出仰角（投掷方向与水平方向的夹角）有关；小明认为：铅球掷出的距离，可能与掷出铅球时的速度大小有关。【证据】（1）为了完成小强的猜想，应该控制投掷铅球时的不变。这种研究问题的方法是物理学中常用的法；（2）为了进行研究，他们制作了一个小球弹射器（如图所示），它能使小球以不同速度大小和方向射出，射出的仰角可由固定在铁架台上的量角器读出，他们通过5次实验得到下表中的数据：实验序号射出速度射出仰角射出距离（水平距离）152.92109.531010.84109.151520.7【解释】（1）选用序号为1，2，5的实验数据可以验证的猜想。结论是：在一定时，物体的越大，射出的距离越远；（2）从表中数据可知当射出速度相同，射出仰角为时，物体射出的距离最远。但同组的成员认为，为了得出更准确的结论，应该继续研究射出仰角在范围的情况，以确定在速度一定时射出距离最远的仰角；【交流】根据以上的初步研究结果，请你给同学提出一条掷铅球的建议：。【答案】速度大小控制变量小明射出仰角射出速度大小30°~60°以45°仰角方向，以最大的力投掷【详解】证据：（1）[1][2]当一个物理量受多个因素影响时常采用控制变量法来研究，本实验用了控制变量法，研究铅球掷出的距离与掷出铅球时的射出仰角（投掷方向与水平方向的夹角）的关系应控制掷出铅球时的速度大小相同。解释：（1）[3][4][5]序号为1，2，5的实验数据，射出仰角相同，射出速度不同，且在射出仰角一定时，射出速度越大，射出距离越远，说明铅球掷出的距离与掷出铅球时的速度大小有关，可以验证小明的猜想。（2）[6]由表格中的数据可知，为了得出更准确的结论，应该继续研究射出仰角在45°左右，即30°~60°范围内的情况，以确定在速度一定时射出距离最远的仰角。交流：[7]根据以上的初步研究结果，掷铅球时想要投掷的更远，可以以45°仰角方向，以最大的力投掷。18．（2024·江西赣州·一模）投掷实心球是某市中考体育选考项目之一、诗彤同学在选定该项目后思考：实心球投掷的远近跟什么因