题型4：课外创新实验-【卓文中考】 2023年陕西中考物理精准巧练

精 第二部分 巧结 陕西中考重难题型突破 题型四 课外创新实验 类型刀力学创新实验2021.21.2017.32) ②为了验证猜想3，小明选用序号为 1.[22高新-中五模]篮球运动员传球时，篮球撞击地 的三组实验数据，得出结论：当小球 面后能准确反弹到远处队友手中，小明觉得好 的入射方向与地面的夹角α一定时，小球撞击 奇：篮球撞击地面后，反弹方向与哪些因素有 地面后的反弹方向与地面的粗糙程度有关。 关呢？与同学讨论后，他们觉得可以用弹性小 (3)用每隔0.02s曝光一次的频闪照相机拍摄 球代替篮球，对小球撞击水平地面后的反弹方 向进行探究，并提出了三种猜想。 到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照 片，如图乙所示。 压缩的弹簧 D ⊙ ①小球是从图乙中的 (选填“A”“B”或 弹性小球 ⊙ “C”)位置开始入射的： 光滑导轨 0 ②小球上标有“直径3cm”字样，估测出小球从 水平地面 502包50 000 O运动至D的距离为小球直径的6倍，则小球 77777 知 从O运动到D的平均速度为m/s。 第1题图 (4)同学们分析：当α一定时，地面越光滑，3值 猜想1：与小球撞击地面前是否旋转有关： 与α越接近，由此推理，如果地面没有摩擦，则 猜想2：与小球撞击地面时的入射方向有关： 3与α应相等，请写出一个用此思想方法研究 猜想3：与地面的粗糙程度有关。 问题的实例 (1)对于猜想1，联想到旋转的乒乓球打到球台 后，反弹的路线发生明显变化，由此判断猜想12,2陕带大中阅过山车是一种常见的娱乐设 的。 施，如图甲所示。爱思考的小郭同学对过山车 (2)为验证猜想2和3，同学们设计了如图甲所 如何顺利通过顶端产生疑惑：过山车在穿过轨 示的装置，每次都让弹性小球从压缩了相同长 道顶端时，并未受到向上的力，为什么不会掉 度的弹簧的下端，由静止弹出并撞击地面，分 落下来呢？于是他和同学们决定一起探究“影 别改变地面的粗糙程度和小球的人射方向与 响过山车能否安全通过的因素有哪些”。在多 地面的夹角α，测出小球撞击地面后的反弹方 向与地面的夹角3，记录数据如表。 次仔细观察后经过讨论，同学们提出以下 猜想： 实验次数 界面种类 夹角a 夹角P 1 20.0° 25.5 2 玻璃地面 30.0° 34.7 3 45.0° 49.2° 20.0 34.7° 第2题图 5 木板地面 30.0 37.3° 猜想一：是否能够安全通过顶端与过山车开始 6 45.0° 39.2 下滑时的高度有关： 猜想二：是否能够安全通过顶端与轨道半径 7 20.0° 49.2 有关： 8 水泥地面 30.0° 51.6 猜想三：是否能够安全通过顶端与过山车的质 9 45.0 53.9° 量有关。 ①对猜想2，分析数据可得：当地面的粗糙程度 同学们找来了多个质量不同的小球和半径不 一定时，小球的入射方向与地面的夹角α越 同的轨道并在轨道内侧涂抹润滑油，设计了如 大，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角 图乙所示的简易模型进行了实验，收集数据 3就 如下： 114 小球从B 究：铁架台、锥形瓶、量杯、双孔软木塞、橡胶软 下落 轨道 小球 到A上滑 小球能否 管、弹簧夹、停表，4根粗细均匀的玻璃管：a管 实验 高度 半径 质量 的最大竖 安全通过 次数 (长20cm、内孔直径3mm),b管（长20cm,内 h/cm R/em 加/g 直高度 轨道顶端 孔直径6mm)、c管（长25cm、内孔直径 h/em 3mm),长5cm的d管。 10.00 10.00 20 9.00 否 ◆V/mL 100 2 20.00 10.00 20 16.00 否 80 3 40.00 10.00 20 20.00 能 60 輸液管 40 40.00 15.00 20 26.00 否 液滴 20 5 40.00 20.00 20 30.00 否 46 10t/s 6 40.00 20.00 30 29.60 否 40.00 20.00 40 29.30 否 第3题图 探究过程如下： (1)在第1次实验中，小球无法上升到开始下 (1)如图乙所示，锥形瓶中装有红色的水，a、d 滑时的高度是由于 管通过双孔软木塞插入瓶中，两管上方端口接 (2)小球从P点下滑到B点再到A点的过程中， 近瓶口并齐平，a管下端放入量杯，d管下端套 小球动能的变化情况是 ,整个 有橡胶软管，并用弹簧夹夹住，装置呈竖直放 过程中机械能是 (选填“守恒”或 置。此时，a管下端管口无水流出，这是由于 “不守恒”)的。 的作用。 (3)分析 三次实验数据可知，猜想二 (2)松开弹簧夹，水从α管口流出，用停表测出 是正确的。实验中是通过观察 量杯中的水分别达到20mL、40mL、60mL 来判断小球是否能安全 80mL、100mL水位时的时间t,记录在表1中。 表1： 通过轨道的」 量杯中 (4)分析1、2、3三次实验数据可知，在小球的 水的体 0 20 40 60 80 100 质量和轨道半径相同时，小球下落高度越大， 积V/ml 小球越 (选填“容易”或“不容易”)安 时间1s 0.002.004.006.008.0010.00 全通过轨道顶端 (5)通过对5、6,7三组实验数据分析发现，小 ①依据所测数据，在图丙中画出量杯中水的体 球质量变化时，小球从B到A上滑的最大竖 积V与时间t的图象： ②每秒钟从a管口流出的水量是 mL:a 直高度变化并不明显。考虑到实验中摩擦力 管口处水流出的速度大小为 m/s(保留 也会对实验结果造成影响，若轨道光滑，你认 1位小数) 为小球的质量 (选填“会”或“不会”) (3)将4管换成b管，重复步骤(2)的操作，将 对小球能否安全通过轨道造成影响。 所测数据记录在表2中。 3.[22无]小刚陪奶奶就医时，看见如图甲所示 表2： 竖直放置的静脉输液装置，观察到输液管口的 量杯中 盐水一滴一滴地往下滴，于是，他提出一个问 水的体 0 20 40 60 80 100 题：管口处水流出的速度大小与哪些因素有 积V/ml 关？并作出如下猜想： 时间t/s0.000.50 1.001.50 2.002.50 猜想1：随着输液瓶中液面不断下降，速度 分析表1和表2的数据，可知猜想2是 变小： (选填“正确”或“错误”)的。 猜想2：换粗一些的输液管，速度变大： (4)若要检验猜想3，请简要写出你的操作： 猜想3：增加图甲中输液管的高度h,速度变大。 为检验上述猜想，他准备了如下器材进行探 115 类型②电学创新实验(2019.32) 5.[22广西北部湾经济祁]在水果中平行插入两片不同 4.[2铁一中七灯据史料记载，欧姆曾用如图所示电 金属制成的极板，就组成了一个水果电池，如 路来研究电流的影响因素。该电路的温差电 图1所示。物理兴趣小组的同学在课外实践 源中，铜与铋的两个接触面分别放在冰水混合 活动中探究影响水果电池电压大小的因素，实 物和沸水中，AB两端存在电压，其电压大小由 验前，他们的部分实验猜想如下： 温度差决定。欧姆将粗细均匀的铁丝两端插 入水银中，接通电路。当电路中有电流通过 时，小磁针会发生偏转，转动金属丝上端手柄， 扭转金属丝，使小磁针回到原位置，记录手柄 图-1 图-2 转过角度。他用粗细相同、长度不同的铁丝多 第5题图 次重复上述实验，部分数据如表所示。已知手 猜想一：水果电池电压可能与水果的种类有关： 柄转过角度与电流大小成正比，粗细相同的铁 猜想二：水果电池电压可能与极板的材料有关。 丝电阻阻值与其长度成正比。 (1)为了验证猜想一和猜想二，在不同水果中 插入不同金属制成的极板，并保持两块极板间 手柄 的距离，极板插入水果的深度不变，分别测出 磁针 电压，实验记录如下表所示。 实验 水果 两极板间电压U/V 水 铜丝B1 冰水 混合物 B 序号 种类 水银 铁一锌 铁一铜 铜一锌 沸水 温差电源 苹果 0.6 0.7 1.0 第4题图 2 菠萝 0.5 0.6 0.9 实验组别 1 梨 0.4 0.5 0.8 铁丝长度（英寸） 2 10 橙 0.7 0.8 1.1 手柄转过角度（度） 305 281.5259 224 ①为了验证猜想一，保持 不变， (1)接通电路时，小磁针发生偏转，其工作原理 改变水果种类，多次实验后，得出结论：猜想一 是 ,在实验中始终保 是 (选填“正确”或“错误”)的： 持“温差电源”的温度差不变的日的是 ②分析数据可知，水果电池电压与极板材料有 ,实验中将电流的大小转换 关，表中效果最好的两极板材料是 ③图-1中，与电压表标有“3”字样的接线柱相连 为 的极板是水果电池的 极，若要使电压表指 (2)小明查阅资料发现：除铁丝外，欧姆还考虑 针偏转角度更大，可将多个水果电池 联。 了电路中水银、铜丝等导体的电阻R',才得出 (2)将两极板插入水果更深些，发现电压表示 正确的电流与电阻关系，结合表中数据，判断 数发生了变化，由此，可以提出一个可探究的 R的阻值大约相当于本实验中多少长度铁丝 科学问题是 的阻值？ A.5英寸 B.10英寸 (3)兴趣小组的同学将两极板都换成铜片，发 C.15英寸 D.20英寸 现两铜极板间无电压，于是提出一个新的探究 (3)欧姆用粗细相同的金丝、铅丝代替铁丝重 问题：水果的电阻是多大？为此，利用一个电 复上述实验，目的是 源（未知电压）、已知阻值的定值电阻R。、导线、 同时发现当手柄转过角度相同时，金丝的长度 三个开关及原有的电压表进行电路设计，测出 比铅丝长，据此推测，若金丝和铅丝的长度与 此时水果的电阻。请在图2的虚线框内画出 粗细都相同，哪一金属丝阻值更大？ 可行的电路图。（水果的电阻用“一水采一”这 (选填“金丝”或“铅丝”)。 样的符号表示) 116 类型③其他类创新实验(2020.21,2018.32) 7.[22西工大附中大模李林家装修房子，需要安装暖 6.[22铁一中一]小明和小华发现光斜射入玻璃中 气片，他发现市场上暖气片的材料各有不同， 会发生偏折。为了反映光偏折程度的差异，他 而且片数也不同，他想暖气片散热快慢与哪些 们将“人射角与折射角的比值”定义为“偏折 因素有关呢？根据生活经验做出了以下猜想： 比”。于是他们想探究“光折射时，偏折比与什 猜想一：散热快慢与暖气片和室内温差有关； 猜想二：散热快慢与暖气片的散热面积有关： 么因素有关”。经过讨论后，他们提出了以下 猜想三：散热快慢与暖气片的材料有关 几种猜想： 撒热材料 普通无色玻璃砖 甲 第7题图 (1)根据观察，李林发现：暖气片里靠水提供热 量是因为水的 ,根据物体发生热 传递的条件是物体间必须存在 ,当 其他条件不变时，物体间温差越大，热传递就 第6题图 越快，由此可知猜想一是正确的。 猜想1：与光在玻璃中通过的路程有关； (2)在探究猜想二的实验中，李林制作了体积 猜想2：与玻璃的种类有关： 相同的两个隔热性良好的长方体容器：如图甲 猜想3：与玻璃的颜色有关 所示，用相同的散热材料去替代该容器的两个 (1)根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1 面，给这两个容器装满沸水并将其置于体积、 是 (选填“正确”或“错误”)的，判断的 温度相同的密闭盒内，在距离散热材料相同的 依据是以相同的角度入射，当玻璃的厚度改变 位置插入温度计，如图乙所示，通过观察温度 计上升相同的温度所用时间来判断散热快慢 时，折射角 (选填“改变”或“不变”)。 与散热面积的关系，故实验中还需要选用的一 (2)将一束光穿过如图甲的普通无色玻璃砖， 个测量工具是 :通过实验得到相应数 若光在玻璃砖上表面折射时的“偏折比”为 据并记录在下表中，分析得出结论：其他条件 1.25,则光在下表面折射时的“偏折比”为 不变时，物体散热面积越大，散热就越 :除 了以上的方法之外，我们还可以用 (3)为探究猜想2，小明又用一块形状和长度与 来判断散热快慢 普通无色玻璃砖相同、但厚度变小的水晶无色 与面积的关系。 玻璃砖进行实验。当两束平行白光以相同入 散热片的 射角斜射人两块玻璃砖上表面中点处，光从两 初温/℃末温/℃ 时间/s 面积/cm 玻璃砖下表面射出位置到玻璃砖左端的距离 相等。由此可知，在相同条件下，普通无色玻 20 16 78 278 璃对白光的“偏折比”比水晶无色玻璃对白光 10 16 78 391 的“偏折比” (选填“大”或“小”)。 (3)在探究猜想三的实验中，李林用不同的材 (4)进一步分析，由于不同颜色的光通过三棱 料代替长方体容器的一个面并重复上边的实 镜的折射程度 (选填“相同”或“不 验，得到的实验数据如下表所示： 同”)，他们认为猜想3是正确的。小华只将图 暖气 散热片的 甲中的普通无色玻璃砖分别换成形状、大小完 片材料 初温/℃ 末温/℃ 时间/s 而积/cm 全相同的普通红色玻璃砖和普通绿色玻璃砖， 使两束平行白光以相同入射角斜射入两玻璃 铸铁 20 16 78 583 砖上表面中点处，光从玻璃砖下表面射出位置 钢 20 16 78 280 如图乙，则在相同条件下，普通（选填 “红色”或“绿色”)玻璃对光的“偏折比”大。 铜铝复合 20 16 78 198 (5)如图丙，分别用太阳光平行于相同形状的 根据表格得出结论：散热快慢与 凸透镜的主光轴射入，由普通 (选填 有关：如果要选暖气片，你建议李林应选用 “红色”或“绿色”)玻璃制成的凸透镜焦距大。 117题型四课外创新实验 1.(1)正确(2)①越大②1,4、7（或2,5、8或3、6、9） (3)①C②3(4)探究阻力对物体运动的影响 2.(1)存在摩擦力(2)先增大后减小不守恒(3)3、4、5 小球从B到A上滑的最大竖直高度(4)容易(5)不会 3.(1)大气压(2)①如答图所示②10L.4(3)错误 (4)将a管换成c管，重复步骤(2)的操作，将所测数据 记录在表中 ◆P/mL 100A 80口 ☑■■ 60 40安 204 02468101/s 第3题答国 4.(1)通电导线周围存在磁场保持温差电源电压不变 手柄转过的角度(2)D(3)探究电流大小与材料的关 系铅丝 5.(1)①极板的材料正确②铜一锌③正串 (2)水果电池电压可能与两极板插入水果的深度有关 (3)如答图所示 水果 R。 D目 第5题答图 6.(1)错误不变(2)0,8(3)大(4)不同绿色 (5)红色 化有 7.(1)比热容大温度差(2)停表快比较相同时间内 温度计示数的变化量(3)暖气片材料铜铝复合材料 暖气片 17