2021年中考物理二轮复习题型专练 专题15 创新探究题(学生版)
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1、题型题型 15 创新探究题创新探究题 一一、声学、光学、热学创新探究题、声学、光学、热学创新探究题 1. 在冬天或夏天雨雾中驾车时,前后及两侧挡风玻璃上雾蒙蒙的,物理兴趣小组的同学想知道 雾的成因及消雾的快慢与哪些因素有关,他们进行了下列的思考及探究: (1)在下雨天或雾天里,空气中的湿度较大,且因大雨或雾天的空气温度降温,使得车窗玻璃本 身的温度相对较低, 车内水蒸气遇 发生 (填物态变化名称)从而形成小水珠; 根据相 关数据,车内外温度差达到 10 以上就很容易在玻璃 (选填“内侧”或“外侧”)起雾. (2)车窗起雾无疑是驾驶安全的大敌.为使视野清晰以保证驾车安全, 就必须在最短时间内消除
2、雾 气.影响用风消除玻璃水雾快慢的因素有哪些?同学们作了如下猜想: 猜想一:甲组同学认为与风速有关; 猜想二:乙组同学认为与风的温度有关; 要验证猜想一,实验中应保持其他条件不变,只改变 . 为了验证猜想二,同学们做了相应实验,并将实验数据记录在如下表格中: 风力挡位 温度 消除水雾所用时间 3 热风 30 秒 冷风 40 秒 【分析与结论】由实验数据可得出的结论是:在 一定时,所吹风的 ,除雾越 快. 【交流】从车窗起雾的成因反推:消雾的有效途径除了迅速提高车窗玻璃的温度外还可以通过 来实现. 2. 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
3、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/m 1.0 3.2
4、 2.0 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. 3. 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. (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
5、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水, 在1020 min时间段放出的热量 (选填“大于”“等于” 或“小于”)2030 min 时间段放出的热量. (5)在整个实验过程中,内的水放出的热量 (选填“大于”“等于”或“小于”)内 的水放出的热量. (6)根据图像可知,小黄做上述实验时的环境温度(即室温)在 左右. (7)根据水温随时间变化的曲线图像可知,开水在冷却过程中温度随时间变化的特点是 _. 4. 在阳光明媚的天气,小明
6、在茂密树下的地面上常常会看到一些光斑,下表是他探究光斑形状 后得到的实验记录. (1)由于太阳距离我们很远,因此到达地面的太阳光几乎是平行的,所以当小孔到地面的距离足 够小时,地面上的光斑与小孔的形状是 (选填“一致”或“不一致”)的,这 _(选填“是”或“不是”)太阳的像.要使太阳通过小孔成像, 必须注意小孔的大小和小孔到 地面的距离,当小孔到地面的距离一定时,小孔越 (选填“大”或“小”),地面上就越容易 得到太阳的像. (2)如果小明想继续探究“光斑的形状是否与小孔到地面的距离有关”,小明接下来的操作 是 . (3)该同学知道树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上成的像,他测出
7、了某一个 光斑的直径为 1.4 cm,光斑到小孔的距离为 1.5 m,从书上查到太阳到地球的距离为 1.51011 m,由 此可以估算出太阳的直径为 m. 5. 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
8、现象,小明设计了两个实验方案: 小孔的形状 小孔的最大外径/mm 1 5 10 1 5 10 1 5 10 地 面 光 斑 形 状 小孔距地 10cm 时 小孔距地 20cm 时 小孔距地 40cm 时 小孔距地 80cm 时 小孔距地 120cm 时 小孔距地 200cm 时 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.
9、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
10、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: _ _. 6. 防冻液(主要成分是不易
11、蒸发、 密度为 1.11 g/cm3的乙二醇)通常混合后加入汽车水箱使用, 很 多人不解:防冻液为什么要加入水使用呢?小明认为,防冻液加入水后,混合液的比热容、沸点和 凝固点都可能发生变化.下表中给出的是某品牌的防冻液加水后的沸点和凝固点. 甲 乙 (1)小明利用如图甲所示的装置探究混合液比热容的变化情况,他向两支相同试管中分别加入体 积相同、含水量不同的混合液,通过实验进行验证. 实验中存在的问题是 . 纠正错误后,实验通过 来比较混合液的比热容的大小,采用的研究方法 是 . (2)根据表中的数据在图乙中作出含水量 W 与混合液沸点 T 的关系图像. (3)混合液沸腾后冷却,小明测出其密度,
12、发现混合液的密度比混合前利用水和防冻液的质量、 体积算出的密度要大.对于混合液沸腾冷却后密度变大的原因,他提出如下猜想: 猜想 1:防冻液与水混合时总体积变小; 猜想 2:混合液沸腾过程中水大量汽化. 若猜想 1 正确,则混合液总体积变小的原因是 . (4)通过表中的数据,请分析夏天防冻液加水比冬天的要 (选填“多”或“少”),理由 是: . 7. (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
13、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
14、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. 二二、力学创新探究题、力学创新探究题 8. 物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,叫做自由落体运动,这种运动只在没有空气的 空间才能发生,在有空气的空间,如果空气阻力相对物体的重力比较小,可以忽略,物体的下落也 可以近似地看作自由落体运动. (1)为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关,物理学习研究小组(一)提出了如下猜想: 猜想一:物体下落的时间与物体的材料有关; 猜想二:物体下落的时间与物体的质量有关; 猜想三:物体下落的时间与物体下落的高度有关. 为验证猜想的正确性,小组同学用
15、 6 个金属球做了一系列实验,实验数据记录如下: 实验序号 材料 质量(g) 下落高度(m) 下落时间(s) 1 铁球 50 10 1.43 2 铝球 50 10 1.43 3 铜球 50 10 1.43 4 铝球 50 15 1.75 5 铜球 80 20 2.02 6 铁球 80 10 1.43 为了验证猜想二,应比较实验序号为 和 的实验数据;为了验证猜想三,应比较实 验序号为 和 的实验数据;分析可知,物体下落的时间与物体下落的高度 (选填 “有关”或“无关”). (2)物理学习研究小组(二)也对这个问题进行了研究,他们让质量相等的铁球和纸团同时从同一 高度由静止开始下落,他们发现两者
16、下落时间不相等,原因是:_ _. (3)如图甲是某实验小组绘制的金属球由静止自由下落的高度 h 与时间 t 关系图像;则图乙中描 述重力对该球做功 W 与时间 t 关系的四种图像中,正确的图像是 . 9. 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
17、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: 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/s 1 100 10 3 2.0 2 140 10 3 2.4 3 140 10 5 2.4 4 100 15 3 2.0 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
18、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”). 10. 如图甲所示,钢梁向下弯曲偏离水平位置的距离 h 叫下垂量.小亮猜想:一根钢梁的下垂量 h 可能与重物对钢梁的拉力 F、两个支撑柱间距离 s 这两个因素有关,并进行如下实验: (1)要探究“一根钢梁的下垂量 h 与两个支撑柱间距离 s 的关系”,他
19、必须控制 一 定,改变 . (2)要探究“一根钢梁的下垂量 h 与所受拉力 F 的关系”,必须控制两支撑柱间距离一定,记录 下钢梁受到不同拉力时的下垂量(忽略钢梁自重的影响),数据如下表所示: 实验次数 1 2 3 4 5 下垂量 h/cm 2 4 6.4 8.8 10.4 拉力 F/N 1 000 2 000 3 200 4 400 5 200 图乙的坐标系中已经描出三个点,请根据第 4、5 次实验数据继续描点,并画出下垂量 h 与所 受拉力 F 关系的图线. 根据图像可知:当拉力为 5 000 N 时,下垂量是 cm. 根据图像可得结论:当两支撑柱间距离等因素相同时, . 11. 小海学习
20、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
21、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/N 1 不喷水 0.6 2 喷 3 下 0.4 3 喷 6 下 0.3 表 2 实验次数 木板面 拉力大小/N 4 不喷水 1.1 5 喷 3 下 1.5 6 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
22、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
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