资源描述
题型(七) 课外实验与探究题
【题型特点与解题技巧】
物理课外探究实验题是有综合性且有创造性的试题，学生要明确实验目的、实验原理。根据实验方案，选择相应的实验材料、实验仪器、明确实验操作步骤等，还要注意应用物理实验方法，如控制变量法、转换法等等。
物理课外探究实验题的科学素材是取自于课外，但解题应用的还是课堂内获得的物理知识和能力。
类型一 光学探究题
1. 林红同学站在树阴下，看到地面上有许多光斑，如图T7-1所示，于是她想到了一个探究问题。
图T7-1
[提出问题]树阴下光斑的形状与哪些因素有关呢？
[设计并进行实验]林红同学和物理学习兴趣小组成员进行了实验，实验数据记录如下表。
小孔的形状
□
○
△
小孔的外径/mm
2
5
10
2
5
10
2
5
10
地
面
光
斑
小孔距地
10 cm
□
□
□
○
○
○
△
△
△
小孔距地
20 cm
○
□
□
○
○
○
○
△
△
小孔距地
40 cm
○
□
□
○
○
○
○
△
△
小孔距地
80 cm
○
○
□
○
○
○
○
○
△
小孔距地
100 cm
○
○
○
○
○
○
○
○
○
小孔距地
120 cm
○
○
○
○
○
○
○
○
○
[分析论证]该兴趣小组的同学分析上表的结果，得出来一些结论，请你帮他们补充完整：
(1)小孔成像是由于 形成的。
(2)由于太阳距我们很远，到达地面的光线几乎是平行的，所以，当小孔到地面的距离足够小，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。
(3)根据表中记录的结果，当小孔的最大外径为5 mm，小孔距地面80 cm时，用一张卡片覆盖在“△”小孔上(相当于把孔变小)，遮住孔的一部分，让太阳光透过小孔，与不遮住小孔相比，光斑的形状 (选填“变化”或“不变”)，亮度 (选填“变亮”“变暗”或“不变”)；若将该孔从离地面80 cm逐渐远离至90 cm处，光斑的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)，亮度 (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
2. 林红同学在买烤肉串时，偶然发现了一个现象：通过烤炉上方看对面的人，感觉对面的人好像在晃动。
[提出问题]为什么通过烤炉看对面的人会感觉在晃动呢？
[猜想与假设]林红想可能火炉上方的空气被加热后，其疏密程度在不断发生变化，光进入这种不均匀的热空气会发生折射，传播方向也在不断发生变化，因此看起来感觉对面的人在晃动。
[设计并进行实验]为了验证这种分析是否正确，林红利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴，进行了如下的探究：
(1)如图T7-2所示，林红将激光笔固定在桌面上并让光沿水平方向照射，用喷壶向激光笔的前方喷水雾，观察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静止不动，这说明光在均匀的空气中是 传播的。
图T7-2
(2)如果要让这束红光穿过不均匀的空气，接下来林红的做法应该是：
。
(3)如果林红的分析是正确的，她观察到的现象应该是： 。
3. 如图T7-3甲所示，是林红同学在中午时用透镜正对阳光做的实验，根据地上形成的小亮点的现象可知，该透镜是 (选填“凹”或“凸”)透镜，林红在地上的影子是由于光的 形成的。由图示情景可判断：林红是在做测定透镜 的实验。然后，林红同学拿此透镜进行了以下实验探究：
图T7-3
(1)如图乙所示，林红调整蜡烛、透镜、光屏的位置，此时光屏上呈现清晰的像，此像的性质是倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。在放大镜、照相机和投影仪中，成像原理与其相同的是 。
(2)在上面的实验中，当光屏上出现清晰的像时，如果林红用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上的像 (选填符号)。
A. 只出现烛焰像的上半部分
B. 只出现烛焰像的下半部分
C. 出现烛焰完整的像，但像更小了，且变得更暗了
D. 像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了
(3)保持蜡烛的位置不变，移动透镜至如图T7-4甲所示位置，则林红的眼睛应该在图中 (选填“a”“b”或“c”)处且朝着相应方向，才能观察到烛焰的像。
图T7-4
(4)如图乙所示，点燃蜡烛，经过透镜在光屏上成清晰的、倒立、缩小的实像。然后，林红在烛焰和透镜之间放一副近视眼镜，发现光屏上的像变模糊了。近视眼镜的镜片为 (选填“凹”或“凸”)透镜。不改变眼镜和透镜的位置，要使光屏上再次呈现清晰的像，可以进行的操作是 。
(5)林红将蜡烛换成发光二极管组成的“R”，眼睛在发光二极管和光屏中间位置，面向光屏观察，光屏上成的像应是如图丙所示的 (选填序号)。
4. 在信息化时代，相机和手机都是常用的图像采集设备。
(1)如图T7-5甲所示，用相机拍照时，在芯片上所成的像是倒立、缩小的 (选填“实”或“虚”)像；镜头靠近人时，像的大小将变 ，此时像会 (选填“靠近”或“远离”)透镜；用相机拍摄远近不同的物体时，通过伸缩镜头，使像清晰地成在芯片上，这个操作过程便是“调焦”，如图乙所示。
图T7-5
(2)林红同学发现手机不能“调焦”但成像也基本清晰，她将手机拿到爸爸工作的大学光学实验室去探究，实验数据如下表，分析表中数据可知手机镜头的焦距大约为 。
次数
1
2
3
4
5
6
7
物距
u/m
10. 00
5. 00
2. 00
1. 00
0. 50
0. 10
0. 05
像距
υ/cm
0. 500
0. 501
0. 502
0. 503
0. 505
0. 526
0. 556
A. 5 m B. 0. 5 m
C. 0. 05 m D. 0. 005 m
(3)请分析，手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是：
。
5. 随着手机用户的增多，伴随近视眼的增加，都是由于长时间用眼，造成用眼过度，眼睛的晶状体变厚，如图T7-6甲所示。
图T7-6
[提出问题]林红同学为了弄清楚是不是因为晶状体变厚造成近视眼，同时想弄清楚是不是近视眼度数越大，晶状体越厚。
[设计并进行实验]因此利用实验室中的水凸透镜等器材进行探究实验：
林红同学用烛焰来模拟远处所视物、用水凸透镜来模拟人眼晶状体，并与注射器相连，其凸起程度可通过注射器注入或吸出水量来调节、用光屏来模拟人眼视网膜。
(1)林红同学调整烛焰、水凸透镜、光屏在光具座上的位置，如图乙所示，在光屏上得到了烛焰清晰的
(填写成像性质)像。
(2)当向水凸透镜内注入适量水来模拟近视眼，发现光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向靠近透镜的方向移动适当距离，再次得到清晰的像，说明凸透镜变厚后，凸透镜的焦距 ，像距 。(均选填“变大”或“变小”)
[分析论证](3)根据所学的内容知道，近视眼成因之一是由于长时间用眼后，造成晶状体变 (选填“厚”或“薄”)，眼睛将远处的物体成像在视网膜的 (选填“前”或“后”)方。
(4)在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的近视眼镜，光屏上模糊的像变清晰了，说明近视眼镜是 透镜。
[拓展延伸](5)林红移动水凸透镜前的蜡烛，物距u随时间t的变化图像如图T7-7所示，则像距υ与时间t的大致变化关系为如图T7-8中的 。
图T7-7
图T7-8
类型二 热学探究题
6. 如图T7-9所示是林红同学设计的一个气体温度计的示意图。瓶中装的是气体，瓶塞不漏气，弯管中间有一段液柱。
图T7-9
(1)这个温度计是根据 性质来测量温度的。
(2)若将瓶放到冰水混合物中，液柱在A处，B、C是与A点相差2 ℃时的两个点，则A处的温度是 ，B处的温度比A处 (选填“高”或“低”)。
(3)为了提高此温度计的灵敏度，使读数更精确，可采取哪些措施？(回答2点)
；
。
7. 林红同学发现严冬季节水缸里的水结冰了，但腌菜缸里的盐水却没有，林红猜想，水中加入别的物质后，一定会对水的凝固点产生影响。为了验证这一猜想，她将一些盐放入水中，并把盐水用容器盛好放入冰箱，探究盐水的凝固过程。每隔一定时间，林红就观察一次盐水状态并测出温度，她将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像如图T7-10甲所示。
图T7-10
(1)盐水的凝固过程用了 min。
(2)从图甲可知该盐水在凝固时的温度将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)该盐水的凝固点为 ℃。实验验证了林红的猜想，据此，可以得出一个初步结论：冰掺杂盐后，其熔点将 (选填“升高”或“降低”)。
(4)实验中林红同学发现盐水凝固时间较长，在不改变原来实验装置的情况下，请你告诉她一种缩短盐水凝固时间的方法： 。
(5)如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中如图乙所示，试管中的冰水混合物中的冰会 (选填“变多”“变少”或“不变”)。
8. 林红和小勇在综合实践活动中想制作一个医用冷藏盒，不知道给药品降温用冰好，还是用盐水结成的冰好？他们动手测量了盐水的凝固点。
(1)在选择温度计时，有两个量程分别为“-2~102 ℃”和“-20~102 ℃”的温度计，应选择量程为 的温度计，这样选择的原因是 。
(2)林红和小勇分别通过实验得到了盐水的凝固图像如图T7-11所示，则林红所测盐水的凝固点是 ℃。
图T7-11
(3)在测量过程中，他们同时发现所测得盐水的凝固点并不相同，于是对比了两人的实验过程，发现烧杯中装水都是200 mL，林红加了1汤匙的盐，而小勇加了3汤匙的盐，由此作出猜想：盐水的凝固点可能与盐水的浓度有关，接着他们进行了多次实验得出了不同浓度盐水的凝固点，数据记录如下表：
盐水浓度/%
0
3
6
9
12
15
凝固点/℃
0
-2
-4
-6
-8
-11
盐水浓度/%
18
21
24
27
30
36
凝固点/℃
-15
-18
-17
-1. 8
-0. 4
0
分析表格中数据可知：当盐水浓度增大时，其凝固点 。
(4)你认为给冷藏盒中的药品降温最好选用 (选填“冰”或“适当浓度的盐水结成的冰”)。
(5)实验后，他们联想到冬天在冰雪覆盖的路面上撒盐便于除雪，原因是
。
9. 某兴趣小组在探究冰熔化实验时，发现冰熔化时有快有慢，他们想知道影响冰熔化速度的因素。
[提出问题]冰熔化快慢与什么因素有关？
[猜想与假设]猜想1：环境温度可能会影响冰熔化速度；
猜想2：冰的形状可能会影响冰熔化速度；
(1)请你列举生活中的一个实例说明“猜想1”是合理的： 。
(2)林红同学对“猜想2”有自己的想法，为了验证“猜想2”，林红设计了如下实验方案：
[进行实验]①量出50 mL蒸馏水3份，分别倒入容积都为50 mL的长方体、正方体和球体塑料模型盒中；
②倒入模型盒中时确保没有水溅出；
③把模型盒放到冰箱冷冻室里，冷冻足够长时间；
④用字母A、B、C分别给3个烧杯做标注；
⑤把模型盒从冰箱里拿出来，迅速将每个冰块放入对应的烧杯中；
⑥观察并记录3个冰块熔化所用的时间。
[交流评估]请你回答下列问题(已知实验中的3个冰块表面积从大到小依次是长方体、正方体和球体)：
(1)该实验方案步骤①、②的设计目的是 。
(2)林红通过实验分析，验证了冰块的形状会影响冰块熔化速度，在这3种形状的冰块中，熔化最慢的是 ，并说明理由：
。
10. 林红同学在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水，进行如图T7-12所示的实验探究，得出水蒸发快慢与水的温度、水的表面积和水面上方空气流动快慢有关。
图T7-12
(1)通过A、B两图的对比，可以得出水蒸发快慢与水的 有关。
(2)通过 两图的对比，可以得出水蒸发快慢与水的温度有关。
(3)林红同学猜想水蒸发快慢还可能与水的质量有关，于是继续进行了如下探究：在相同环境下的两块相同的玻璃板上分别滴上一滴和两滴水，如图T7-13甲、乙所示。结果发现图甲中水先蒸发完，于是她得出结论：水蒸发快慢与水的质量有关，水的质量越小，蒸发越快。从实验设计环节看，她没有控制水的 (选填“质量”或“表面积”)相同；从得出结论环节看，“根据谁先蒸发完，判断谁蒸发快”是否正确？ (选填“正确”或“不正确”)。
图T7-13
(4)在相同的自然环境下，小勇同学在两块相同的玻璃板上分别滴上质量相等的水和酒精，如图丙、丁所示，并控制使它们的温度、表面积和 相同。结果发现图丁中酒精先蒸发完，于是可以得出结论：在其他条件都相同的情况下，液体蒸发的快慢还与 有关。
11. 为比较水、空气对牛奶的冷却效果，林红同学进行了如下实验：将装有等质量牛奶的两个瓶子，A瓶放在水中，B瓶放在空气中，且都用物块垫起来，其他条件均相同，如图T7-14甲所示。实验时，她每隔一定时间记录一次A、B瓶内温度计的示数，根据实验数据画出两瓶牛奶温度随时间变化的图线，如图乙所示。
图T7-14
(1)通过本次实验，可以发现 的冷却效果更好。
(2)通过分析，还可发现，A瓶中牛奶冷却快慢前后不一致，越来越 (选填“快”或“慢”)。
(3)物理学中我们用速度来表示物体运动的快慢。若请你用“冷却速度”来表示物体冷却快慢，“冷却速度”可以定义为：1 kg物体， 叫冷却速度。
(4)本实验运用的探究方法主要是 (填写一种即可)。
12. 林红同学在学习了改变内能的方式后，进行了相关的实验探究。
[提出问题]做功与物体内能变化之间有什么关系？
[设计并进行实验]林红同学利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等器材进行实验探究。
(1)实验时，林红先用数字式温度计测出气压式喷雾器内气体的温度，如图T7-15甲所示。
图T7-15
(2)接着关闭喷嘴处的阀门，林红用手压活塞快速打气，并用数字式温度计测出气压式喷雾器内气体的温度，如图乙所示。
(3)然后打开喷嘴处的阀门，迅速放出壶内一部分气体，并用数字式温度计测出气压式喷雾器内气体的温度，如图丙所示。
[分析与论证]请仔细观察图示中的操作和测量结果。
(1)实验中，通过 来反映气体内能的变化，应用了 法。
(2)林红用手压活塞快速打气，目的是 。
(3)打开喷嘴处的阀门，迅速放出壶内一部分气体，此时 (选填“外界对气体”或“气体对外界”)做功。
[实验结论](1)比较甲、乙两图可知：
；
(2)比较乙、丙两图可知：
。
类型三 力学探究题
13. 林红同学在学习了影响摩擦力大小的因素后，找来器材，进行了如下探究。
[提出问题]增大摩擦力的方法通常有两种，即增大压力、使接触面更粗糙。那么，还有没有别的方法呢？
[设计并进行实验]林红同学找到1段棉线，在棉线的一端拴上1个重物，然后，把它搭在1根平放的圆棍上，通过弹簧测力计拉住棉线的另一端，如图T7-16甲所示。
图T7-16
(1)这时要使重物不下落，用的力虽然比竖直向上提要少，但省的力却不算多。
(2)如图乙所示，将棉线在圆棍上绕1圈，发现弹簧测力计示数变小了。
(3)如图丙所示，将棉线在圆棍上绕2圈，发现弹簧测力计示数更小了。
(4)如图丁所示，将棉线在圆棍上绕3圈，发现弹簧测力计示数几乎等于零。
[分析论证](1)弹簧测力计的示数越小，摩擦力越 。
(2)林红用了1根更粗的圆棍做了如图戊所示的实验，她想探究的问题是： 。你觉得林红这样做有什么不足之处： 。
(3)如果要使图乙实验中的弹簧测力计的示数变得更小(棉线所绕的圈数不变，重物不变)可采取的措施是：
。
14. [2017·江西]端午假日，小华随父母体验了一次快乐的乡村游。见到如图T7-17所示的一个老式风扇车，颇感兴趣，摇手摇杆产生的风，为什么能将从漏斗中漏下的谷粒与空壳分开呢？小华到家便进行了以下探究。
图T7-17
图T7-18
[自制器材](1)利用废旧塑料板制成条形漏斗，废旧塑料杯切去杯底并在杯壁裁出缺口；仿照老式风扇车，组装成如图T7-18甲所示的装置。
(2)选用质量 的砂砾模拟谷粒和空壳。
(3)裁剪快餐盒盖用于收集砂砾。
[进行实验](1)把快餐盒盖放在水平桌面上，将上述装置侧壁缺口朝下放在盒盖上方。
(2)取一小风扇正对进风口，再开启风扇并将砂砾倒入漏斗。
(3)待砂砾漏完，关闭风扇。
(4)观察盒盖上的砂砾，比较 。
[收集证据]实验结果如图乙所示，并记录在表中。
砂砾质量
大
较大
小
砂砾水平运动的距离
近
较近
远
[分析论证](1)由实验结果可知，在相同风速的作用下，质量较大的砂砾不容易被风吹远，其运动状态 (选填“容易”或“不容易”)发生改变，即惯性较 (选填“大”或“小”)。
(2)由此也可以说明惯性的大小与物体的
有关。
[交流评估]为了使实验结论更科学，可以更换不同的物体或改变风速大小重复上述实验。
[拓展应用](1)如果使用风扇车来分离谷粒和空壳，则在图T7-17中 (选填“A”或“B”)口可收集到饱满的谷粒。
(2)如图T7-18丙所示，在无风的情况下，农场工人用铁锹将混合谷物斜向上抛洒出去，饱满的谷粒将落在离工人更 (选填“近”或“远”)处，从而将谷粒与空壳分离。
15. 生活中处处有物理，同学们在玩中都会无意识地涉及许多物理知识。以下两个现象可能你尝试或观察过：
(1)喝牛奶时，把吸管插入牛奶盒中往里吹气，迅速放开，牛奶从吸管中喷出。
(2)在室温下，把吹鼓的气球放在火炉附近，过一会儿，气球就爆破了。
(3)由以上现象进行猜想：当气体的体积一定时，气体压强可能与气体的 和 有关。
[设计并进行实验]小明同学进行了如下实验来探究烧瓶内水面上方的气体压强。
(4)把细玻璃管插入装有半瓶水的密闭烧瓶中，如图T7-19甲所示。
图T7-19
(5)从细管上端往烧瓶里吹气，此时瓶内气体压强 (选填“增大”“减小”或“不变”)；迅速放开，观察到细玻璃管内水柱上升到a处位置(如图乙所示)。
(6)接着用手握住烧瓶的瓶颈部分，使瓶内气体的压强增大，请你在图乙中标出细玻璃管内水柱所上升到b处的大致位置。
(7)控制其他条件相同时，换用内径不同的细玻璃管进行上述实验(忽略烧瓶内液面下降的高度)，则管内水柱上升的高度会 (选填“相同”或“不同”)，理由是 。
(8)控制其他条件相同时，把图甲的装置从山脚移到山顶，则细玻璃管内的液面将 (选填“上升”“下降”或“不变”)，这是由于 。
16. 探究“物体的浮与沉”实验中，林红同学演示了如下几个实验：
图T7-20
(1)把图T7-20甲中卷成团的牙膏皮弄成空心后，可以竖直立在水中，如图乙所示，此时牙膏皮受到的重力 ，排开水的体积 ，受到的浮力 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)如图丙、丁所示，将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形，分别放入相同的两杯水中，静止时丙杯水中橡皮泥所受的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)丁杯水上橡皮泥所受的浮力， 杯中水面升高得多。
(3)如图戊所示，鸡蛋沉在装有水的烧杯底部，林红向水中不断加盐，使鸡蛋慢慢由沉底变为悬浮最后漂浮，则鸡蛋由沉底到悬浮的过程中受到的浮力 ，鸡蛋由悬浮到上表面刚接触液面的过程中受到的浮力 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)通过以上三个实验可以发现：重力不变时，可以通过改变 及 来改变浮力，从而改变物体的浮沉状态。
17. 探究篮球反弹性能的强弱与哪些因素有关？
[猜想与假设]猜想一：可能与篮球的材质有关；
猜想二：可能与篮球的 、 有关。
[制定计划与设计实验]在探究猜想一时，我们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球，设计了以下实验方案。
方案一：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，观察比较它们反弹后的高度；
方案二：其他条件都相同，将不同的篮球从同一高度自由下落，观察比较它们反弹后的高度；
方案三：其他条件都相同，使不同的篮球反弹到相同的高度，观察比较它们所需自由下落的高度。
[评估与交流](1)按照方案一探究，其不足之处是 。
(2)按照方案二探究，篮球反弹后的高度越高，反弹性能就越 ；像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上，我们把这种研究方法称之为 。
(3)按照方案三探究，篮球所需自由下落的高度越高，反弹性能就越 。
[拓展应用]类比于机械效率，我们可以用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的 来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则反弹性能就越 。
类型四 电磁学探究题
18. 如图T7-21所示，某公园有两个游览点(用亭子表示)，其游览的入口和出口都已确定。请按以下要求设计游览路线。
图T7-21
(1)游客由入口到出口，先后经过两个游览点，请在图甲中用笔画线画出游览路线。
(2)游客由入口到出口，每次只经过其中任意一个游览点，请在图乙中用笔画线画出游览路线。
(3)由此联系到我们所学的电路知识，现有两个小灯泡和相应的电器元件，怎样连接使它们都亮起来？
[设计与进行实验]请在虚框内画出你所设计的两种不同的完整电路图，要求用标准的用电器元件符号。
[评估](1)正确连接后闭合开关，灯泡不亮。请在表格中填写简单的检修方法。
故障现象
可能原因
检修方法
灯泡不亮
灯泡的灯丝断了
换灯泡
电路中的导线断了
电池没电了
(2)如图T7-22所示，它们的电路连接情况不可见，闭合开关，两个小灯泡同时发光；断开开关，两个小灯泡同时熄灭，不借助其他器材。请设计一个简单的方法，判断它们是串联还是并联。
图T7-22
19. 瑞瑞同学有一辆玩具电动车，在行驶的过程中，车上的小动物可以自由旋转，这种功能是由两个电动机带动的。图T7-23所示是该玩具电动车的简化电路图。目前该车某一处出现了故障：通电后玩具电动车只能行驶，而上面的动物不能旋转。对此，瑞瑞同学提出了猜想：
图T7-23
[猜想与假设](1)可能是旋转开关有故障；
(2)可能是旋转定时器有故障；
(3)可能是旋转电动机有故障。
[进行实验]瑞瑞同学利用一只电压表来判断故障的位置。
(1)将玩具电动车装上四节新干电池，闭合旋转开关和旋转定时器。
(2)将电压表一端接在d点不动，另一端依次接在a点、b点和c点，观察电压表的示数。
[分析与论证](1)如果另一端接在a点时电压表有示数，接在b点时无示数，说明旋转开关 (选填“断路”“短路”或“正常”)。
(2)如果另一端接在a、b点时，电压表都有示数，然后改接到c点，发现电压表仍然有示数，且Uad=Ubd=Ucd，说明 和 正常， 有故障。
20. [探究名称]苹果电池的电压大小与电极插入苹果的深度的关系。
[提出问题]苹果电池的电压大小与电极插入苹果的深度有怎样的关系呢？
[设计与进行实验]在苹果中插入铜片和锌片就能成为一个苹果电池，铜片是电池的正电极，锌片是负电极。林红同学用如图T7-24甲所示的实验器材进行实验探究。
图T7-24
(1)请用笔画线代替导线完成图甲所示实物的连接。
(2)实验时，应保持其他条件不变，只改变 。
(3)林红同学测得的实验数据如下表，当深度为5 cm时，电压表示数如图乙所示，请将电压值填入下表空格中。
两电极插入
的深度h/cm
1
2
3
4
5
6
苹果电池
电压U/V
0. 12
0. 18
0. 22
0. 27
0. 34
[实验结论](4)分析表格中的数据，你能得到的实验结论是 。
[实验拓展](5)科学猜想：苹果电池的电压大小还可能与 有关。
(6)如果实验前不知道苹果电池的正、负极，可以使用电压表来判断，你认为还可以使用 (填写一种实验器材)来判断。
21. [2018·常州](一)小明发现：漆黑的夜间上洗手间，很难摸到墙上的开关，于是动手自制夜间照明电路。器材：6 V新蓄电池、规格为“2. 5 V 0. 5 A”的新灯泡L、定值电阻R0，开关S、导线。
(1)请在图T7-25甲中以笔画线代替导线完成电路连接。要求：夜晚闭合开关S，电压表显示电源电压，灯泡正常发光；白天断开开关S，电压表指针指零，灯泡熄灭。
图T7-25
(2)定值电阻R0= Ω。
(3)灯泡的规格也可标记为“2. 5 V W”。
(二)数月后，小明发现：闭合开关S，灯泡发光，亮度有所下降。
小明猜想：可能是长期使用，蓄电池用旧了导致电源的输出电压有所降低。
(4)闭合开关，如图乙所示，电压表显示旧蓄电池的输出电压为 V。
小明还猜想：可能是长期使用，灯泡自身发生了变化。因为他发现灯泡玻璃壳内壁发黑。
(5)灯泡玻璃壳内壁发黑是由于钨丝发生了 。
A. 先升华后凝华 B. 先汽化后液化
C. 先熔化后凝固 D. 先升华后凝固
(三)小明用该旧蓄电池探究、绘制旧灯泡的I-U图像。
(6)请在图丙中以笔画线代替导线完成电路连接。要求：闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于A端。
(7)请根据图丁将实验6的电流表示数填入表格。
实验序号
1
2
3
4
5
6
U/V
0
0. 5
1
1. 5
2
2. 5
I/A
0
0. 18
0. 28
0. 34
0. 38
(8)请在图戊中画出旧灯泡的I-U图像。
(9)小明发现旧灯泡的I-U图像不是正比例函数图像，原因是 。由第6组数据可知，长时间使用后，同样在2. 5 V额定电压下，旧灯泡的电阻 (选填“小于”“等于”或“大于”)新灯泡的电阻。
22. [探究名称]探究电热的影响因素。
[实验设计]林红、小月和小勇分别设计了如图T7-26所示的三个装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。
图T7-26
[实验分析](1)如图甲所示，是林红设计的实验装置，两个可乐瓶充满空气且与U形管连接，在左右两个可乐瓶中分别装入长度和横截面积相同的铜丝R1和镍铬合金丝R2(R1<R2)，这样，接通电源后电流产生的热量多少就能通过 体现出来，像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫“转换法”，这种方法在物理探究实验中经常用到，请举一例：
。
(2)如图乙所示，是小月设计的实验装置，两个烧瓶充满空气且与气球连接。其中将R1和R2串联接入电路中，这是为了保证 相同。
(3)如图丙所示，是小勇设计的实验装置，两个烧瓶装满煤油，用温度计测温度。小勇在烧瓶中装的是煤油，请问他为什么不选择在烧瓶中装满更容易获得的水？ 。
(4)在林红进行的图甲实验中，发现装有 的可乐瓶中墨水液柱升高得快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越 ，产生的热量越多。
[实验评估](5)对比3个同学的设计，谈谈这3个实验设计的优缺点：
。
23. 信鸽有惊人的远距离辨认方向的本领，人们对信鸽有高超认路本领做了很多实验探究。
[提出问题]信鸽靠什么辨认方向？
[猜想与假设]猜想一：信鸽对地形、地貌有很强的记忆力；
猜想二：信鸽能发射并接收某种超声波；
猜想三：信鸽能发射并接收某种次声波；
猜想四：信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨认方向。
[设计实验]实验人员把两百只训练有素的信鸽分成甲、乙两组，在甲组每只信鸽的翅膀下缚一块小磁铁，在乙组每只信鸽的翅膀下缚一块大小相同的小铜块，如图T7-27所示。
图T7-27
[进行实验]把这两组信鸽都带到一定的距离放飞，结果是：乙组的大部分信鸽飞回了鸽巢，而甲组的信鸽全部飞散了，无一回到鸽巢。
[分析与论证](1)实验人员的实验探究，支持了猜想 。
(2)放飞的信鸽一般都能飞回鸽巢，但当信鸽在飞行途中，遇到雷电或飞经电视发射塔附近时，往往会迷失方向，这是因为 。
(3)实验人员在探究“信鸽靠什么辨认方向”的实验中，采用了 的研究方法。
24. [探究名称]探究水对磁的影响。
[提出问题]声波可以穿过空气，也可以穿过水，并且声波在水中要比在空气中传播得快。那么磁呢？水对磁有影响吗？
[进行猜想]宪宪认为水对磁没有影响。
[设计并进行实验]宪宪设计了如图T7-28所示的实验装置。
图T7-28
(1)在烧杯底放一枚小铁钉，放松绳子把绑着的磁铁缓慢下放，让磁铁逐渐靠近小铁钉，在小铁钉刚能被吸起的瞬间停止下放，且在绳子末端所对应的支架处用小胶带做好标记(图中A点)。
(2)拉动绳子提起磁铁，把小铁钉从磁铁上取下，准确地放回杯底原位置。
(3)往杯内倒入适量水后，缓慢下放磁铁浸入水中(忽略小铁钉在水中受到的浮力)，当 时停止下放。
(4)如果这两次绳子末端所到达的位置不变，则说明 。
[交流与评估]本次探究活动中应用了控制变量法，其中控制不变的因素主要有：① ；② ；③ 。
类型五 综合型探究题
25. [2018·江西]智能手机进入平常百姓家，很多人对它爱不释手，瑞瑞同学学习了物理知识后，对手机的一些功能进行了科学探究。
(一)拍照功能
[提出问题]如图T7-29所示，同一位置，拍同一地点，为什么像会变大呢？
图T7-29
[猜想与假设]手机的镜头可能是一个焦距可以改变的凸透镜。
[设计实验]瑞瑞同学设计制作了一个水透镜，实验装置如图T7-30所示。
图T7-30
[进行实验与收集证据](1)保持蜡烛和水透镜的位置不动，利用注射器注入或吸出水的多少，改变水透镜的厚薄，从而改变水透镜焦距。
(2)测出水透镜焦距的大小，并移动蜡烛和光屏，得到清晰的像后，将观察到的现象与数据记录在下表中。
凸透镜
焦距ƒ=14 cm
焦距ƒ=16 cm
实验序号
1
2
3
4
5
6
物距u/cm
30
40
60
30
40
60
像距v/cm
26
22
18
34
27
22
像的正倒
倒立
倒立
倒立
倒立
倒立
倒立
像的大小
缩小
缩小
缩小
缩小
缩小
实像的变化
由大变小
由大变小
[分析与论证]通过对实验序号2与5、3与6的数据分析、得出初步结论：在物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成实像的像距 ，像距与物距的比值越大，所成实像的大小 (选填“越大”“越小”或“不变”)。
[评估](1)请你补填实
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