2023年中考物理專題復習題之創(chuàng)新探究實驗

創(chuàng)新探究實驗一、力學創(chuàng)新探究題1.學校舉行春季運動會，小明是標槍組的運動員，在練習過程中小明一直在思考怎樣才能把標槍擲得遠一些，通過練習和觀看其他隊員的投擲情況，小明做了如下猜想：第1題圖猜想一：與標槍的質量有關猜想二：與標槍被投擲出去的角度有關猜想三：與標槍有關(請你再提出一種猜想)(1)小明用彈簧玩具槍、小鋼球做了一系列實驗，小鋼球質量分別為m和M，且M>m，彈簧玩具槍壓縮彈簧長度的五分之一，實驗數據記錄如下表：(2)小明根據實驗數據得出初步結論：在其他條件相同時，拋射角度為45°時，小鋼球被彈出的距離最遠.為了使他的結論更加可靠，還需要補充的實驗是；從表中數據還能得出的結論有，其他條件相同時，___________________________.(3)將彈簧玩具槍壓縮彈簧長度的五分之二(在彈性限度內)，當小鋼球質量為M，發(fā)射角為45°時，小鋼球被彈出的距離將(選填“大于”“等于”或“小于”)1.6m，該實驗可以驗證小鋼球被彈出距離的大小與有關.(4)為了在運動會標槍項目中取得好成績，請你給小明提出合理建議(標槍質量不變)：①；②.【答案】被拋出的初速度(2)控制其他條件相同，在45°角附近再找?guī)讉€角度做實驗鋼球質量越大，鋼球被彈出的距離越短(3)大于小鋼球被彈出的初速度(4)①45°角左右投出標槍②增大投擲標槍的初速度【解析】還能提出的猜想有：標槍投射距離的遠近與標槍被拋出的初速度有關；(2)30°、45°、60°之間的跨度較大，無法準確判斷是在45°時，小鋼球被彈出的距離最遠，故應控制其他條件相同，在45°角附近再找?guī)讉€角度做實驗；從表中數據還能得出的結論是：在其他條件相同時，小鋼球質量越大，小鋼球被彈出的距離越短；(3)將彈簧玩具槍壓縮彈簧長度的五分之二時，彈簧所具有的彈性勢能變大，將小鋼球彈出瞬間，小鋼球的動能將增大，故小鋼球被彈出的距離將大于1.6m；該實驗可以驗證小鋼球被彈出距離的大小與小鋼球被彈出的初速度有關；(4)分析實驗數據可以提出的合理建議為：①45°角左右投出標槍；②增大投擲標槍的初速度.2.一次課堂上老師展示了小朋友蕩秋千的圖片，同時提出了一個問題：秋千小角度往復擺動一次的時間與哪些因素有關呢？同學們聯(lián)想蕩秋千的情景，紛紛做出猜想，總結起來主要有以下三種：猜想1：可能與小朋友的質量有關；猜想2：可能與擺動的幅度有關；猜想3：可能與繩長有關.(1)為了驗證猜想是否正確，同學們設計了如圖所示的裝置，用系有細線(線長L可調)的小球來模擬秋千的運動進行了如下探究(擺動角度均較小)：①如圖甲所示，用細線系住一鐵球，保持細線的長度不變，改變小球擺動的幅度，即OA的連線與豎直方向的夾角θ(O點為固定懸點)，使小球每次從A點由靜止釋放，測出小球在AB間往復運動一次所用的時間t與夾角θ的關系如下表所示：θ/度46810t/秒2.02.02.02.0除圖甲所示裝置外該實驗還缺少的一個實驗器材是，分析數據可以知__________________.甲乙丙第2題圖②使小球每次從A點由靜止釋放，用頻閃相機(保持曝光時間相同)拍攝小球往返運動一次的位置如圖乙所示；在圖乙裝置的基礎上，改變細線L的長度，控制θ角相同，使小球從靜止下落，分別用頻閃相機(保持曝光時間相同)拍攝小球往返運動一次的位置如圖丙所示，由此分析可知，上述猜想是正確的.(2)請設計實驗來探究小球往復擺動一次的時間與小球質量之間的關系，應保持小球擺動的幅度和不變，只改變的大小.(3)擺鐘是利用本實驗的原理制成的.某一擺鐘變慢了，要調準它，應將擺鐘的擺長調________________(選填“長”或“短”)理由是_____________________________.【答案】(1)①秒表小球往復擺動一次的時間與夾角θ無關②3(2)擺長小球質量(3)短擺鐘變慢了，因往返擺動的時間受擺長的影響，鐘擺越長，擺動越慢，所以要調準它即把擺長調短一些【解析】(1)①由表中實驗數據可知，在擺長不變的情況下，θ角度不同，秋千往復擺動一次的時間相等，由此可知：小球往復擺動一次的時間與夾角θ無關.②由圖乙與丙可以看出，擺長越長，小球往復擺動一次的時間越長，由此可見：在質量與振幅相同時，秋千小角度往復擺動一次的時間隨繩長的增大而增大，這驗證了猜想3是正確的.(2)可控制擺長與振幅相同，改變擺球的質量進行實驗，探究“秋千往復擺動一次的時間與小球的質量之間的關系”，實驗的做法是：用細線系住一小球，使小球以較小的幅度在豎直面內擺動，用頻閃相機(或計時器)測算出小球往復擺動一次的時間t1；讓線擺動的幅度與繩長保持不變，改變小球的質量，再做兩次，測出對應時間t2、t3；判斷方法是：若t1、t2、t3相等，則與質量無關；若t1、t2、t3不相等，則與質量有關.(3)擺鐘變慢，即擺動相同幅度的時間變長了，故可通過縮短擺長使擺動時間加快.3.物體只在重力作用下由靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動，這種運動只在沒有空氣的空間才能發(fā)生，在有空氣的空間，如果空氣阻力相對物體的重力比較小，可以忽略，物體的下落也可以近似地看作自由落體運動.(1)為了探究自由落體運動時間與哪些因素有關，物理學習研究小組(一)提出了如下猜想：猜想一：物體下落的時間與物體的材料有關；猜想二：物體下落的時間與物體的質量有關；猜想三：物體下落的時間與物體下落的高度有關.為驗證猜想的正確性，小組同學用6個金屬球做了一系列實驗，實驗數據記錄如下：實驗序號材料質量(g)下落高度(m)下落時間(s)1鐵球50101.432鋁球50101.433銅球50101.434鋁球50151.755銅球80202.026鐵球80101.43為了驗證猜想二，應比較實驗序號為和的實驗數據；為了驗證猜想三，應比較實驗序號為和的實驗數據；分析可知，物體下落的時間與物體下落的高度(選填“有關”或“無關”).(2)物理學習研究小組(二)也對這個問題進行了研究，他們讓質量相等的鐵球和紙團同時從同一高度由靜止開始下落，他們發(fā)現(xiàn)兩者下落時間不相等，原因是：________________________________________________________________________.(3)如圖甲是某實驗小組繪制的金屬球由靜止自由下落的高度h與時間t關系圖像；則圖乙中描述重力對該球做功W與時間t關系的四種圖像中，正確的圖像是Ｗ.第3題圖【答案】(1)1624有關(2)紙團受到的空氣阻力較大(3)C4.如圖甲所示，鋼梁向下彎曲偏離水平位置的距離h叫下垂量.小亮猜想：一根鋼梁的下垂量h可能與重物對鋼梁的拉力F、兩個支撐柱間距離s這兩個因素有關，并進行如下實驗：第4題圖甲第4題圖乙(1)要探究“一根鋼梁的下垂量h與兩個支撐柱間距離s的關系”，他必須控制一定，改變.(2)要探究“一根鋼梁的下垂量h與所受拉力F的關系”，必須控制兩支撐柱間距離一定，記錄下鋼梁受到不同拉力時的下垂量(忽略鋼梁自重的影響)，數據如下表所示：實驗次數12345下垂量h/cm246.48.810.4拉力F/N10002000320044005200①圖乙的坐標系中已經描出三個點，請根據第4、5次實驗數據繼續(xù)描點，并畫出下垂量h與所受拉力F關系的圖線.②根據圖像可知：當拉力為5000N時，下垂量是cm.③根據圖像可得結論：當兩支撐柱間距離等因素相同時，.【答案】(1)重物對鋼梁的拉力兩個支撐柱間的距離(2)如答圖所示②10③下垂量與重物對鋼梁的拉力成正比第4題答圖【解析】(1)有兩個因素(拉力和支撐柱間的距離)影響一根鋼梁下垂量h，當要探究“一根鋼梁的下垂量h與兩個支撐柱間距離s的關系”，必須用控制變量法，保證另一個因素(拉力)不變，來改變兩個支撐柱之間的距離，所以答案分別為：重物對鋼梁的拉力、兩個支撐柱間的距離.(2)①在圖像中描點，把這些點順次連接，如答圖所示.②由圖像可以讀出當拉力為5000N的時候所對應的下垂量h為10cm，故答案為10；③F、h圖像為一條經過原點的直線，依據數學中正比例函數的特征可以得出結論：在兩支撐柱間距離等因素一定時候，下垂量與重物對鋼梁的拉力成正比，故答案為：下垂量與重物對鋼梁的拉力成正比.5.“扔紙飛機”是民間傳統(tǒng)游戲.某興趣小組同學認為：紙飛機的飛行距離除了與發(fā)射速度的大小有關外，還可能與紙飛機大小、材料和發(fā)射角度等因素有關.為了驗證猜想，小組成員將打印紙和舊報紙裁成不同面積的紙張，制作了相同形狀的紙飛機若干個，利用固定在室內某一位置的簡易發(fā)射器，以相同大小的發(fā)射速度和不同發(fā)射角度(發(fā)射方向與水平面的夾角)進行多次實驗，整理相關數據如表一.表一：紙飛機飛行距離與發(fā)射角度關系記錄表(1)結合表一信息，分析該實驗中紙飛機飛行距離與發(fā)射角度之間的關系：.(2)若要尋找紙飛機最大飛行距離的發(fā)射角度，在上述研究結果的基礎上，應如何設置發(fā)射角度進行進一步實驗？.(3)小組成員又制作了三架形狀相同的紙飛機，用該發(fā)射器以相同大小的發(fā)射速度進行實驗，實驗要求如表二.若甲、乙、丙這三架紙飛機飛行距離分別為s甲、s乙、s丙，請預測它們的大小關系：.表二：三架紙飛機實驗要求紙飛機紙張大小紙張材質發(fā)射角度甲18厘米×13厘米打印紙15°乙18厘米×13厘米舊報紙30°丙18厘米×13厘米舊報紙15°【答案】(1)在發(fā)射角度為0～45°之間，紙飛機的飛行距離隨發(fā)射角的增大是先增大后減小(2)在0～30°的發(fā)射角度范圍內增加更多發(fā)射角度的實驗組別(3)s甲＞s丙＞s乙【解析】(1)分析表中實驗數據可以發(fā)現(xiàn)，隨著發(fā)射角度的增大，紙飛機飛行的平均距離是先增大后減??；(2)由實驗數據可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)射角度在0～15°之間時，紙飛機飛行距離逐漸增大，在15～30°時飛行距離又逐漸減小，但通過數據又不能確定15°的發(fā)射角度是不是紙飛機的最大飛行距離的角度，因此應在0～30°的發(fā)射角度范圍內增加更多發(fā)射角度的實驗組別來進一步實驗；(3)分析表一中①、③兩次數據可以看出，相同紙張大小的不同材料的紙飛機，以相同角度發(fā)射時，打印紙制作的紙飛機飛行的距離大于舊報紙制作的紙飛機，據此可知，甲的飛行距離大于丙；而大小、材料相同的紙飛機，其飛行距離從15°～30°時，飛行距離逐漸變小，所以丙的飛行距離大于乙，綜上所述，甲、乙、丙三架飛機的飛行距離大小關系是s甲＞s丙＞s乙.二、電學創(chuàng)新探究題6.小明發(fā)現(xiàn)家里的拖線插板和無線路由器上使用的由半導體制成的發(fā)光二極管型號相同.查閱說明書知道拖線板上的發(fā)光二極管是交流供電，路由器上的發(fā)光二極管是直流供電.他想知道發(fā)光二極管能不能區(qū)分直流、交流電源，于是他展開了以下實驗.第6題圖(1)小明找來某型號的發(fā)光二極管，按照說明書將其分別接入圖示電源的交流和直流電路中(發(fā)光二極管的P與正極連接，N與負極連接)，實驗情況記錄如下表：電壓/V2468直流發(fā)光發(fā)光發(fā)光發(fā)光亮度弱較強強最強交流發(fā)光發(fā)光發(fā)光發(fā)光亮度弱較強強最強①分析實驗可知，該種型號的發(fā)光二極管(選填“能”或“不能”)區(qū)分直流、交流電源，因為它接在直流和交流電源上都能.②為了使實驗結論具有普遍性，小明思考后認為該實驗應該增加一個步驟，即更換的發(fā)光二極管，分別接入交流和直流電路中，記錄發(fā)光情況.③根據圖示電壓與二極管的發(fā)光情況，請你提出一個合理的猜想.(2)實驗后，小明對發(fā)光二極管的連接方式產生興趣.于是他將一個發(fā)光二極管的P端與干電池的負極連接，N端與干電池的正極連接，閉合開關后發(fā)現(xiàn)該二極管沒有發(fā)光，為了檢測電路中是否有電流，他將一個電流表(填寫連接方式)在電路中，電流表無示數；更換連接端后，二極管又正常發(fā)光.說明發(fā)光二極管具有(選填“單向”或“雙向”)導電性.(3)根據實驗(2)中發(fā)光二極管的導電性質，請你設計一個該性質在生活中的應用.【答案】(1)①不能發(fā)光②不同型號③二極管的發(fā)光情況與電壓大小有關(2)串聯(lián)單向(3)電動機的正轉反轉指示燈(或電壓表、電流表的正確使用指示燈)等【解析】(1)①分析表格可以看出該種型號的發(fā)光二極管接在直流和交流電源上都能發(fā)光，即它不能區(qū)分直流、交流電源；②為了使實驗結論具有普遍性，結合①中“該種型號”的提示，應該更換不同型號的發(fā)光二極管，進行多次實驗；③分析表中電壓與二極管的發(fā)光情況可以看出：電壓越大，二極管發(fā)光越強，由此可推測：二極管的發(fā)光情況與電壓大小可能有關；(2)為了檢測電路中有無電流情況，根據電流表的使用規(guī)定，應將電流表串聯(lián)在電路中.將發(fā)光二極管的P端與干電池的負極連接，N端與干電池的正極連接，電流表無示數，即這樣連接不導電，而更換連接端后，該二極管又正常發(fā)光，則說明發(fā)光二極管是單向導電的；(3)根據發(fā)光二極管的單向導電性質，可以作為電動機的正轉反轉指示燈，電壓表、電流表的正確使用指示燈等.7.物理興趣小組在“探究水果電池電壓”的實驗中：小明用銅片和鋅片作為電極插入較小的檸檬制成了一個水果電池，如圖所示.小華用銅片和鋁片插入較大的檸檬也制成了一個水果電池.他們分別連通相同的音樂芯片，小華比小明的芯片聲音要響一些.由此他們作出如下猜想：第7題圖猜想一：水果電池電壓可能與水果的大小有關；猜想二：水果電池電壓可能與電極的材料有關.(1)為了驗證猜想一，小明用同一個檸檬制成的水果電池，沿著電極插入的方向不斷慢慢地切去外側的部分檸檬，分別測出電壓，如表1所示：表1檸檬大小一個大半個半個小半個電壓U/V0.800.800.780.80分析表中數據，說明猜想一是(選填“正確”或“錯誤”)的.(2)為了驗證猜想二，小華用銅片作為電池的正極，分別用外形相同的鋅、鋁、鐵等金屬片作為電池的負極，將金屬片電極插入檸檬，并保持和相同，分別測出電壓，如表2所示：表2電極材料銅和鋅銅和鋁銅和鐵電壓U/V0.880.600.46分析表中數據，得到的結論是Ｗ.(3)小明先將檸檬壓在桌面上滾了幾下，再做成水果電池，測出電壓達到1.0V，據此請你提出一個有價值、可探究的問題：.【答案】(1)錯誤(2)兩電極間的距離電極插入的深度水果電池的電壓與電極的材料有關(3)擠壓水果(改變水果的果酸濃度)是否影響水果電池的電壓(答案合理即可)【解析】(1)實驗中保持其他因素不變，不斷地切小水果，使檸檬的體積變小，但是所測電壓的變化在誤差范圍內，因此可得水果電池的電壓與水果的大小無關，故猜想一是錯誤的.(2)我們驗證的是水果電池的電壓與電極材料的關系，因此，在電極變化的情況下，要確保其他條件不再發(fā)生變化，比如水果的種類、電極材料之間的距離、電極材料插入水果的深度等，通過實驗發(fā)現(xiàn)其他因素不變時，只改變電極的材料，水果電池的電壓發(fā)生了改變，則說明水果電池的電壓與電極的材料有關.8.小明學習了導體電阻的知識后，對食鹽水溶液的導電性能產生了濃厚的興趣，他作出了以下猜想：a.食鹽水溶液的導電性能與溶液的濃度有關；b.食鹽水溶液的導電性能與金屬片之間的距離有關；c.食鹽水溶液的導電性能與金屬片插入溶液的深度有關；小明利用水、食鹽、燒杯、小勺子、電源、刻度尺、小燈泡、金屬片等器材，設計了如圖所示的裝置，進行了探究實驗.他的實驗記錄如下表所示：第8題圖實驗次數加入食鹽量兩金屬片AB間距離/cm燈泡亮度1eq\f(1,4)勺2微亮2eq\f(1,2)勺2較亮3eq\f(1,4)勺1較亮4eq\f(1,2)勺1很亮(1)比較實驗次數1和2可驗證猜想(選填“a”“b”或“c”).(2)在實驗過程中，食鹽水溶液的導電性能可以由來判斷，我們所學的實驗中，還有許多與這種方法相同.請你舉一例：________________________________________________________________________.(3)利用現(xiàn)有的裝置和器材，請你對猜想c進行探究.①實驗步驟：在其他條件不變的情況下，多次改變金屬片插入溶液的深度，觀察小燈泡的亮度變化.②你怎樣對該實驗結果進行分析判斷：________________________________________________________________________.(4)請你提出一個新的猜想：溶液的導電性能可能還與________________________有關.【答案】(1)a(2)小燈泡的亮暗程度探究影響電磁鐵磁性強弱的因素(3)②如果小燈泡亮度發(fā)生變化，說明溶液的導電性能與金屬片插入溶液的深度有關，否則無關(4)溶液的溫度(或金屬片與溶液的接觸面積等)【解析】(1)實驗次數1和2加入食鹽的量不同，即鹽水的濃度不同，而兩金屬片AB之間的距離相同，燈泡的亮度不同，說明食鹽水的導電性能與溶液的濃度有關.(2)若食鹽水溶液的導電性能比較強，其電阻就比較小，燈泡較亮；反之，燈泡較暗.可見，食鹽水溶液的導電性能可以由燈泡的亮度來判斷.本實驗中采用了轉化法，探究壓力的大小與什么因素有關、探究影響電磁鐵磁性強弱的因素等都采用了此種方法(其他答案合理均可得分).(3)要研究食鹽水的導電性能與金屬片插入溶液的深度有關，就要控制鹽水的濃度、兩金屬片AB之間的距離相同，改變金屬片在溶液中的深度，如果小燈泡亮度發(fā)生變化，說明溶液的導電性能與金屬片插入溶液的深度有關，否則無關.(4)溶液的導電性能還可能與溶液的溫度(或液體種類、金屬片與溶液的接觸面積等)有關.三、磁學創(chuàng)新探究題9.磁場的強弱用磁感應強度(用字母“B”表示)的大小來表示，磁感應強度的單位是特斯拉(用字母“T”表示).某種材料的電阻隨磁場的增強而增大的現(xiàn)象稱為磁阻效應，利用這種效應可以測量磁感應強度.若RB、R0分別表示有、無磁場時磁敏電阻的阻值，如圖為某磁敏電阻的電阻比值eq\f(RB,R0)跟磁感應強度B關系的圖像，現(xiàn)在要測量磁敏電阻處于磁場中的電阻值RB.提供的實驗器材如下：一節(jié)舊干電池，磁敏電阻RB(無磁場時阻值R0＝100Ω)，兩個開關S1、S2，導線若干.另外，還有可供再選擇的以下器材：A.電流表(量程：0～0.6A，0～3A)；B.電壓表(量程：0～3V，0～15V)；C.定值電阻R1(阻值：1.5kΩ)；D.定值電阻R2(阻值：80Ω)；E.定值電阻R3(阻值：5Ω).第9題圖(1)設計一個可以準確測量磁場中該磁敏電阻阻值的電路，磁敏電阻所處磁場磁感應強度B大小約為1.0～1.2T.請你從A、B、C、D、E五種實驗器材中再選擇兩種器材，并根據要求完成下列問題.①選擇的兩種器材是(填寫器材前面字母序號).②選擇電表的量程是.③在答題卡方框中現(xiàn)有電路的基礎上畫出實驗電路圖(實驗測量過程中不拆接電路).(2)若要準確測出該磁敏電阻所處磁場磁感應強度大小約0.1～0.3T的阻值，在你設計測量的電路中，從A、B、C、D、E五種實驗器材中再選擇兩種器材是(填寫器材前面字母序號).【答案】(1)①BC②0～3V③如答圖所示(2)BD第9題答圖第9題答圖【解析】(1)①實驗中磁敏電阻所處磁場磁感應強度B的大小約為1.0～1.2T，由圖像可知，此時對應的eq\f(RB,R0)在12～14之間，又無磁場時磁敏電阻的阻值為100Ω，則有磁場時磁敏電阻的阻值范圍為12×100Ω～14×100Ω，即1200Ω～1400Ω.由于該電阻的阻值太大，電路中的電流太小，無法使用電流表正確測出電流大小，故設計實驗時不能選用電流表；若只用電壓表測量，則可以將被測磁敏電阻與一定值電阻串聯(lián)，分別測出它們兩端的電壓，結合串聯(lián)分壓的特點即可求出被測磁敏電阻的阻值大小.為了使電壓表示數正常，應使定值電阻與磁敏電阻的阻值接近，故可以選擇阻值為1.5kΩ的定值電阻R1.②實驗中所用電源為1節(jié)舊電池，電壓低于1.5V，故電壓表的量程可選擇0～3V.③該實驗中，要求測量過程中不能拆接電路，故只能通過開關的斷開與閉合轉換電壓表的測量對象，以分別測得磁敏電阻兩端的電壓和電源電壓，方法就是用電壓表與磁敏電阻并聯(lián)測其電壓，用一開關與定值電阻并聯(lián)，開關斷開時，電壓表只測量磁敏電阻分得的電壓，開關閉合時，定值電阻被短路，電壓表測量的是電源電壓(其他合理方案也可).(2)若要準確測出該磁敏電阻所處磁場磁感應強度大小約為0.1～0.3T的阻值，則首先需要從圖像中找出對應的eq\f(RB,R0)的范圍，在1～3之間，所以磁敏電阻的阻值范圍為1×100Ω～3×100Ω，即100Ω～300Ω，此時電路中的電流仍然較小，故仍需選擇電壓表，且定值電阻仍需與磁敏電阻的阻值接近，應選擇80Ω的定值電阻.10.(1)如圖甲所示，赤道表面地磁場磁感線與水平地面平行指向北方，導線與能測微弱電流的電流表組成閉合電路，下列哪種操作可讓電流表指針擺動？Ｗ.(2)科學家猜測，A地海龜在春季是利用地磁場(圖甲)向南返回出生地.以下為相關研究.①春季A地某屏蔽磁場的實驗室，無磁場環(huán)境下海龜無固定游向.把海龜置于模擬地磁場中(用圖乙簡化示意)，圖中1為磁體N極，2為磁體極.按科學家猜測，海龜應向游動(選填“左”或“右”).②地磁場在緩慢變化.科學家每年記錄海龜出生地筑巢地點移動的方向，并追蹤地磁場的微小移動方向，發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)象符合猜測.第10題圖【答案】(1)C(2)①S左②海龜移動的方向與地磁場微小變化的方向一致【解析】(1)導線水平南北放置，水平向東運動時，不切割磁感線，所以不會產生感應電流，A不符合題意；導線水平南北放置，豎直向上運動時，不切割磁感線，所以不會產生感應電充，B不符合題意；導線水平東西放置，豎直向下運動時，切割磁感線，所以會產生感應電流，C符合題意；導線水平東西放置，水平向北運動時，不切割磁感線，所以不會產生感應電流，D不符合題意.故選C.(2)讀圖乙右邊可知，用右手握住螺線管，使四指指向電流的方向，則大拇指所指的右端為N極，則左端，即圖中的2為螺線管的S極；由于N極是指向地理的南極，海龜在春季是利用地磁場向南返回出生地，所以海龜會向左游動；由研究結果可以看出，海龜移動的方向與地磁場微小變化的方向一致，這一現(xiàn)象符合最初的猜想.11.磁感應強度B用來描述磁場的強弱，國際單位是特斯拉，符號“T”.為了探究電磁鐵外軸線上磁感應強度的大小與哪些因素有關，小明設計了如圖所示的電路，圖甲電源電壓6V，R為磁感電阻，其阻值隨磁感應強度變化的關系圖線如圖乙所示.第11題圖第11題圖丙(1)當圖乙S2斷開，圖甲S1閉合時，電流表的示數為mA.閉合S1和S2，圖乙中滑動變阻器的滑片P向右移動，圖甲中電流表的示數逐漸減小，說明磁感電阻R處的磁感應強度B逐漸.(2)閉合S1和S2，滑片P不動，沿電磁鐵軸線向左移動磁感電阻R，測出R離電磁鐵左端的距離x與對應的電流表示數I，算出R處磁感應強度B的數值如下表.請計算x＝5cm時，B＝T.x/cm123456I/mA101215203046B/T0.680.650.600.510.20(3)綜合以上實驗可以得出：電磁鐵外軸線上磁感應強度隨電磁鐵電流的增大而；離電磁鐵越遠，磁感應強度越.【答案】(1)60增大(2)0.4(3)增大小【解析】(1)由題圖看出只閉合開關S1，斷開S2時電阻R周圍無磁場，由圖線可看出，磁場強度為0時，R的阻值為100Ω，則電路中的電流為I＝eq\f(U,R)＝eq\f(6V,100Ω)＝0.06A＝60mA，閉合開關S1、S2向右移動滑片時，圖甲中的電流表示數變小，I＝eq\f(U,R)可得電源電壓不變，電流變小，磁感電阻R的阻值變大，由圖線可知，R電阻變大說明磁場強度B逐漸增大；(2)由表中數據可以看出x＝5cm時，電流表的示數為30mA＝0.03A，由I＝eq\f(U,R)可得，磁感電阻的阻值為R＝eq\f(U,I)＝eq\f(6V,0.03A)＝200Ω，根據圖線可以看出電阻為200Ω時，磁感強度B為0.4T；(3)由(1)中可看出圖乙中滑動變阻器向右滑動時電路中的電流變大，此時磁場強度變大；由(2)中可以看出距離電磁鐵越遠，磁感應強度越小，綜合可得電磁鐵外軸線上磁感應強度隨電流的增大而增大，離電磁鐵越遠，磁感應強度越小.12.小剛想探究通電螺線管中插入物體的材料對其磁性強弱有什么影響.他用如圖所示裝置進行探究實驗.第12題圖(1)保持電流不變，將無磁性、長度和橫截面積相同但材料不同的圓柱形物體分別插入通電螺線管中，用吸引物重的大小來顯示通電螺線管的磁性強弱.多次實驗后，將數據記錄在下表中：插入的物體不放物體軟鐵棒鐵合金棒1鐵合金棒2銅棒鋁棒碳棒吸引的物重/N幾乎為00.50.60.35幾乎為0幾乎為0幾乎為0①從表中數據可得出：當其他條件相同時，放入會影響通電螺線管的磁性強弱，這些物體均含有，而放入幾乎不影響通電螺線管的磁性強弱；②分析表中數據，發(fā)現(xiàn)通電螺線管中插入的物體雖均為導體，但對其磁性強弱影響卻不同，據此，請你提出一個值得探究的問題：________________________________________________________________________；③從數據可看出，用吸引物重大小不能顯示通電螺線管磁性強弱的微小變化，請你提出一條改進方法：.(2)小剛在實驗中還發(fā)現(xiàn)：斷電后，取出螺線管中的物體，有些仍具有磁性(剩磁)，按磁性強弱排序為：鐵合金棒2最強、鐵合金棒1較強、軟鐵棒最弱，其余沒有磁性.根據以上實驗，完成填空：①選用制造永磁體最合適；②電磁鐵選用軟鐵做鐵芯的原因是___________________________________________________________________.(3)根據磁化及磁極間的相互作用規(guī)律等物理知識，設計一個利用蹄形電磁鐵給磁性較弱的磁體充磁的方案：__________________________________________________________.【答案】(1)①軟鐵棒、鐵合金棒1、鐵合金棒2(或鐵磁性物質)鐵銅棒、鋁棒、碳棒(或不含鐵的物質)②通電螺線管的磁性強弱與插入物體的導電性是否有關(其余答案科學合理均可得分)③用鐵屑(或大頭針)代替重物(2)①鐵合金棒2②軟鐵易磁化且剩磁弱(3)將弱磁性磁體放入蹄形電磁鐵的N、S極之間，且異名磁極靠近或接觸(其余答案科學合理均可得分)【解析】(1)從題目中的數據記錄可知，在通電螺線管中放入軟鐵棒、鐵合金棒1、鐵合金棒2時，吸引的物重都不為0，這說明這些物質都會影響通電螺線管的磁性，而放入銅棒、鋁棒、碳棒時，吸引的物重為0，這說明放入這些物體后對通電螺線管無影響；可根據自己的理解來提出猜想，如可提出通電螺線管的磁性強弱與插入物體的導電性是否有關等；為準確顯示磁性的變化情況，可用輕小的鐵磁性物體來代替重物，如大頭針、小鐵釘等.(2)永磁體要求磁化后能夠保留磁性，所以用剩磁最強的鐵合金棒2制作永磁體合適；電磁鐵要求通電后有磁性，斷電后磁性消失，所以電磁鐵中應該用剩磁弱的軟鐵棒合適.(3)可根據磁化的知識來設計方案.四、聲學、光學、熱學創(chuàng)新探究題13.小明家裝修新房時希望臥室有較好的隔音效果，為了比較幾種常見裝修材料(聚酯棉、軟木、泡沫)的隔音效果，除了待檢測的材料外，可利用的器材還有：音叉、機械鬧鐘、鞋盒.(1)在本實驗中適合做聲源的是；你認為另一種器材不適合做聲源的原因是：_________________________________.(2)小明將聲源放入鞋盒內，并用不同的待測材料包裹鞋盒，他設想了兩種實驗方案：方案A：讓人站在距鞋盒一定距離處，比較所聽見聲音的響度.方案B：讓人一邊聽聲音，一邊向后退，直至聽不見聲音為止，比較此處距鞋盒的距離.為了使實驗結果準確可靠，實驗時包裹聲源的各種不同待測材料的應該相同；A、B方案中你認為較好的方案是，你這樣選擇的理由是________________________________________________________________________.(3)通過實驗得到的現(xiàn)象如下表格所示：材料聚酯棉軟木泡沫距離/m1.03.22.0通過分析數據可知，待測材料隔音性能由好到差的順序為，如果單純考慮隔音的效果，我們應該選擇的隔音材料是.(4)根據生活的經驗，我們猜想材料的隔音效果還與材料的等有關.【答案】(1)機械鬧鐘音叉振動時響度會越來越小而且不持久(2)厚度BA方案中人耳很難判斷不同時刻發(fā)出聲音的大小，而響度接近的聲音的大小也難以判斷；而B方案中，同樣的一個人，聽力在很短的時間間隔中是差不多的，只需判斷聽不見時的距離就可以了(3)聚酯棉、泡沫、軟木聚酯棉(4)厚度(硬度)【解析】(1)實驗中的聲源要保證響度穩(wěn)定，機械鬧鐘可以達到這點，而音叉發(fā)聲會越來越小，而且時間不長就停止發(fā)聲了，不適合做該實驗的聲源；(2)根據控制變量法的要求，探究隔音效果與材料的關系時，應該保持不同材料的厚度不變，兩個方案中，聲音能不能聽見比判斷聲音的大小要更方便、準確，所以選擇B方案；(3)我們聽到聲音的大小隨著與發(fā)聲體距離的增大而減小，材料的隔音效果越好，能夠聽到聲音的距離越近，據此可得用聚酯棉包裹的發(fā)聲體從聚酯棉中傳出的聲音響度最小，所以它的隔音效果最好，如果只考慮隔音效果，應選擇它做隔音材料；(4)根據生活經驗，材料的隔音效果還與其厚度(硬度)等有關.14.在陽光明媚的天氣，小明在茂密樹下的地面上常常會看到一些光斑，下表是他探究光斑形狀后得到的實驗記錄.(1)由于太陽距離我們很遠，因此到達地面的太陽光幾乎是平行的，所以當小孔到地面的距離足夠小時，地面上的光斑與小孔的形狀是(選填“一致”或“不一致”)的，這_________(選填“是”或“不是”)太陽的像.要使太陽通過小孔成像，必須注意小孔的大小和小孔到地面的距離，當小孔到地面的距離一定時，小孔越(選填“大”或“小”)，地面上就越容易得到太陽的像.(2)如果小明想繼續(xù)探究“光斑的形狀是否與小孔到地面的距離有關”，小明接下來的操作是.(3)該同學知道樹蔭下的圓形光斑就是太陽通過樹葉間的小孔在地面上成的像，他測出了某一個光斑的直徑為1.4cm，光斑到