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1、山西省,物理,专题九创新实验,创新实验是山西2009年中考以来新加的实验,通常出现在实验题最后两题,主要考查控制变量法、转换法;分析数据的能力;根据实验现象总结实验规律。,1(2011山西)LED灯是一种新型的环保节能灯,小梦为探究LED灯与家用普通白炽灯、普通节能灯的发光效率,他用如图所示的装置进行了实验(其中R0为光敏电阻,其电阻值与光照强度成反比)。实验步骤如下: 先把“220 V15 W”的普通白炽灯接入灯座,通过调整,使灯泡与温度计的玻璃泡距离约为2 cm,灯泡与光敏电阻的距离约为30 cm。闭合开关S和S1,通电10 min,分别读出温度计和电流表的示数,并填入下表。,接着分别把规
2、格相同的普通节能灯和LED灯接入灯座,重复上述实验。,根据小梦的探究,请回答: (1)电能转化为内能最多的灯是_,这是通过观察_来比较的。 (2)电能转化为光能最多的灯是_,这是通过观察_来比较的。 (3)LED灯的发光效率较_(填“高”或“低”)。 (4)综合分析表中数据可知,15 W的LED灯的发光亮度与_W的白炽灯发光亮度相当。,白炽灯,温度计示数的变化,LED灯,电流表示数变化,高,150,【解析】(1)从表格中可以看出,在三种灯通电相同时间的情况下,白炽灯所在的盒内温度上升得最快,因此电能转化为内能最多,这是转换法的应用(2)从电流表的示数上可以看出,在相等时间内,电流表示数变化较大
3、,即光敏电阻变化较小,因为光敏电阻阻值与光照强度成反比,所以LED灯在相同时间内光照最强,即电能转化为光能最多。(3)发光效率是电能转化为光能的百分比,从刚才分析可知,LED灯在相等时间内将更多的电能转化为光能,因此发光效率最高,2(2012山西)骑自行车上学的路上,大梦远远看见红灯亮起时,就停止了蹬踏,车在自由滑行后,恰好停在斑马线前。她又想如果是雨雪天气,滑行距离又会怎样呢?车滑行的距离究竟与哪些因素有关呢?为此她进行了实验探究。 她猜想:车滑行的距离与车速有关;车滑行的距离与路面的光滑程度有关。,猜想探究方案:用圆柱形的玻璃瓶模拟车轮滚动,把一个玻璃瓶分别放在同一斜面的不同高度h,让它由
4、静止开始下滑,测出它在水平面上滑动的距离s,记录如下表。,(1)大梦停止蹬踏后,自行车由于具有_继续向前滑行。 (2)根据实验记录,能得到的结论是_。,惯性(动能),滑行距离与速度有关(或路面光滑程度相同的条件下,速度越快,滑行距离越远),(3)根据上述所得结论,写一句交通警示语(要求简明扼要)_。 (4)利用上述圆柱形玻璃瓶探究猜想时,需要控制_。请你设计实验记录表格。,超速危险(严禁超载;十次肇事,九次快等),速度,解:,【解析】(1)自行车具有惯性,故会保持原来的运动状态继续向前滑行;(2)仔细分析表中的速度和滑行距离的关系即可得出结论;滑行距离与速度有关(或相同的条件下,速度越快滑行距
5、离越远);(3)由于汽车滑行的距离和汽车的质量、速度、路况有关,故可提出如下建议:超速危险、禁止超载、雨天路滑,减速慢行等;(4)探究车滑行的距离跟路面的光滑程度的关系时,应控制玻璃瓶质量和速度一定,改变路况即可。若想让实验更具有普遍性,可以通过多次改变水平面的粗糙程度进行多次实验,多测量几组数据;实验表格设计项目齐全合理即可。,3(2013山西)周末,小敏到乡下帮爷爷摘苹果,看见一只熟透的苹果掉下来。小敏对这个现象产生了浓厚的兴趣,提出了如下两个猜想: 猜想一:苹果的下落快慢是否与苹果的质量有关? 猜想二:苹果的下落的高度与下落的时间存在着怎样的关系? 于是他找来一些器材,在忽略空气阻力的情
6、况下进行实验。 (1)小敏在探究“猜想一”时,应控制苹果的_不变,让苹果的_改变,比较苹果下落时间的长短。,下落高度,质量,(2)小敏在探究“猜想二”时,测量出同一个苹果在不同高度h1、h2、h3下落时所对应时间为t1、t2、t3,并绘出ht图象如图所示。他结合数学上学过的“二次函数”知识猜想:“物体下落的高度可能与下落时间的平方成正比”。若要验证这一猜想,应如何处理分析实验数据?,方法:,【解析】(1)苹果下落的快慢与苹果具有的动能大小有关。如果要研究速度与质量的关系,就要研究苹果具有的动能,而苹果动能的大小由其重力势能转化而来,所以,控制苹果的下落高度相同,忽略空气阻力,改变质量。(2)正
7、比例函数的解析式是ykx,所以,想要验证h与t2是否成正比,就要判断h与t2的比值是否变化。,4(2014山西)小强受航天员王亚平在太空 授课的实验情景启发,他设计了如图所示实验: 在竖直悬挂的弹簧下吊一个物体,当把静止的 物体从O点沿竖直方向向下拉至A点,放手后,物体在O点上下来回振动。物体振动的快慢与什么因素有关?小强提出猜想一:物体振动的快慢与它的质量有关;猜想二:物体振动的快慢与弹簧拉伸的距离有关。 (1)请你提出猜想三:物体振动的快慢与_有关。,弹簧的材料(弹簧的粗细等),(2)小强找来质量不同的砝码、计时器(停表)、刻度尺等器材,验证他的猜想,所测量的部分实验数据记录如下表。,在质
8、量相同时,物体振动的快慢与弹簧拉伸的距离无关,分析表格中的数据,可以得出结论:_。,【解析】(1)物体振动快慢的原因是多方面的,除了已经列举的以外,还可以提出与弹簧的材料有关,与弹簧的粗细有关等等(2)从表中数据可以看出,小球质量相同,改变到O点的距离,小球来回振动所需的时间不变,所以得出结论:在质量相同时,物体振动的快慢与弹簧拉伸的距离无关。,5(2015山西)大课间活动,男女同学分组进行篮球投篮比赛,小明发现男、女组的篮球落地后都会反弹,但反弹的高度却不同。篮球由静止开始下落,反弹的高度与哪些因素有关呢?“三人行”研究性学习小组的同学们对这个问题进行了讨论,提出了不同猜想。 猜想1:篮球反
9、弹的高度可能与球的型号有关。 猜想2:篮球反弹的高度可能与下落的高度有关。 猜想3:篮球反弹的高度可能与地面的材料有关。,于是,小组同学们用两只充足气的#7(标准男子)、#6(标准女子)篮球及刻度尺,在水泥地面和木质地板上进行了实验。得到的实验数据如下表所示,请你参与到研究性学习小组中,一起完成下列问题。,2和3,(1)要验证猜想2,需要用实验序号为_的两组数据进行分析。 (2)分析四次实验数据,得到的结论是:篮球反弹的高度与下落高度和_有关,与_无关。,地面材料,球的型号,6(2015永州)小刘同学发现一杯热水冬天比夏天冷却快,为了掌握物体保温和快速降温的规律,小刘根据热水冷却快慢的一些现象
10、,做了以下实验探究: 【提出问题】 热水冷却的快慢与哪些因素有关?,【进行猜想】 猜想一:热水冷却的快慢与温差(温差热水温度环境温度)有关; 猜想二:热水冷却的快慢与装水容器的材料有关; 猜想三:热水冷却的快慢与热水表面空气的流速有关。 【进行实验,收集证据】 小刘选用3个玻璃杯、一个塑料杯、一个铝杯(5个杯子大小、形状完全相同)。在杯中分别倒入热水放在温度可调可控的房间里做了5次实验。每次实验杯子都装满同质量、同温度的热水。用温度计和秒表记录每次实验热水温度从90 降至50 所用时间。只有第2次实验用电风扇对杯中热水吹风。(水不溢出),实验数据记入下表。,【分析与论证】 (1)请你提出一个新
11、的科学猜想:热水冷却快慢还与_有关。,热水的质量,(2)分析比较实验1和实验2的数据,可知热水表面空气流速越快,冷却时间_。 (3)用序号为3、4、5的三个实验可以验证小刘的第_(填序号)个猜想。 (4)在验证热水冷却快慢与温差有关的两次实验中小刘控制的变量是_。 (5)请你对小刘以上实验探究中存在的不足提出一条合理的评价意见_。,越短,二,装水容器的材料、热水表面空气的流速,从实验结论的普遍性角度分析,在验证某一个猜想时,应尽可能的多做几次实验,观察每一次的实验结论是否相同,7(2015北京)有甲、乙两种不同品牌的保温杯,为了比较这两种品牌的保温杯盛水时的保温效果,小明按照科学探究的程序,明
12、确了具体的探究问题,选择了适当的器材,在控制变量的前提下,在室内进行了实验,得到了一段时间内,甲、乙两种保温杯内水的温度的实验数据,根据数据绘制的图象如图所示。请你根据图象所提供的信息回答以下问题。 (1)小明探究的问题的自变量是_。(填选项前的字母) A保温杯的品牌B水冷却的时间 C水的温度,B,(2)请比较甲、乙两种保温杯的保温效果_。(填选项前的字母) A甲保温杯的保温效果好 B乙保温杯的保温效果好 C甲、乙两种保温杯的保温效果一样好 (3)请估计实验过程中第5小时的室温是_。,B,20,8(2015汕尾)某物理兴趣小组学习了导体电阻的知识后,对食盐水溶液的导电性能与什么因素有关提出了以
13、下猜想: 食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关 食盐水溶液的导电性能与溶液的质量有关 食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关,为了验证猜想,他们设计了如图所示的装置,将电路中的a、b两金属片分别插入如图甲、乙、丙、丁溶液中所示的位置(金属片a、b每次插入溶液中的深度都相同)进行探究: (1)在连接电路时,开关必须_,本实验电路中接入电阻R0的目的是_。 (2)食盐水溶液的导电性能可以由_来判断。,断开,保护电路,电流表示数的大小(或电流大小),(3)将金属片a、b分别插入如图甲、乙所示位置可探究猜想_(填序号),为了探究猜想 应将金属片a、b分别插入_两图所示位置。 (4)将金属片a、b
14、分别插入如图乙、丁所示位置,若I乙 I丁,由此可得到的结论是_。,甲、丙,食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关,9(2015济宁)小夏对正在做匀速直线运动的物体又施加一个与运动方向相同的力,发现物体运动得更快了。小夏对这个现象进行了实验探究,并将实验数据记录在下表中。,物体运动速度变化的快慢与物体质量和受到的力有什么关系?请你分析实验数据得出结论。 (1)比较第1、2、3次数据,可得出结论:_。 (2)比较2、4或3、5次数据,可得出结论:_。,在质量一定时,推力越大,速度增加的越快,在推力一定时,质量越大的,速度增加的越慢,10. (2015泰安)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)