4.1-4.3 实验探究题精选分类集训—浙教版八年级科学下册尖子生培优（原卷+解析）

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第四章 实验探究题精选集训第1节  土壤的成分1.（2020八下·江干期末）小金同学想证明土壤中存在有机物，并想测定其含量，査阅文献后得知，有机物可以燃烧生成二氧化碳和水，他设计的实验步骤如下： ⑴用天平称取少量新鲜土壤，记录质量为M1；⑵把他们放在铁丝网上用酒精灯灼烧，如图所示；⑶用一个干冷的烧杯罩在土壤上，观察发现有________现象；⑷用涂有澄清石灰水的烧杯罩在土壤上，观察发现有________现象；⑸待土壤冷却后测得质量为M2。小金认为有机物的质量就是M1-M2同桌小明则认为，该方案考虑不周，需要对其中一个步骤进行修改，请写出修改的内容________【答案】小烧杯上有水珠；澄清石灰水变浑浊；将新鲜土壤换成干燥土壤   构成土壤的物质有固体、液体和气体三类。土壤的固体部分主要由矿物质颗粒和腐殖质组成，其中矿物质颗粒占固体部分的 95% 左右。 【解答】土壤中含有水分，所以在加热的过程中水分会以水蒸气的形式出来，当遇到干冷的烧杯时发生液化，所以会观察到小烧杯上有水珠的现象。
土壤中含有有机物，有机物在加热燃烧的过程中会生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以 用涂有澄清石灰水的烧杯罩在土壤上，观察发现有澄清石灰水变浑浊现象。
因为新鲜土壤中含有水分，在加热过程中也会使得土壤的质量减少，所以需要将新鲜的土壤改成干燥的土壤，以排除水分对实验结果的影响。
2.（2019八下·嘉兴期末）同学们准备测定校园某区域内土壤中的空气含量，开展了如下实验：  ①在该区域内选择相对干燥的地方，取长、宽、厚分别是5厘米的一块土壤，体积记作V0  ， 另取一块相同规格的铁块，分别放入2只相同的大烧杯中；②分别沿烧杯壁缓慢地向2只烧杯内注水，开始时用量筒量取一定体积的水注入，当快要浸没土壤或铁块时，再换用滴管向烧杯内注水，直到水把土壤和铁块刚好浸没为止；③记录向两个烧杯注入的水量：盛有土壤的烧杯注入水的体积记作V1；盛有铁块的烧杯注入水的体积记作V2  ， 有关数据如下表：实验次数V0/厘米3V1/毫升V2/毫升1…2252002………3……… （1）实验时要选取相对干燥的土壤，这是因为________，实验效果明显。    （2）根据第1次实验可知，该土壤样品中的空气约占土壤体积的体积分数是________ 。    （3）为使实验更可靠，同学们准备开展多次实验以求得平均值，但每次实验需要重新取土壤样品。就如何选取土壤样品，同学们有下列不同的观点：  观点一：要在同一地方(上述区域内)取样；观点二：要在不同地方(上述区域外)取样。你认为哪种观点更合理？并说明理由。________。【答案】（1）干燥的土壤中空气含量相对较多
（2）20%
（3）观点一，因为本实验要测定某区域土壤中的空气含量，而不同区域内土壤中空气含量可能差别较大   【解析】土壤是指地球表面的一层疏松的物质，由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气、微生物等组成，能生长植物。土壤由岩石风化而成的矿物质、动植物、微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物（固相物质）以及水分（液相物质）、空气（气相物质）、氧化的腐殖质等组成。控制变量在进行科学实验的概念，是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量，这些变量不是本实验所要研究的变量，所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。 （1）实验时要选取相对干燥的土壤，土壤的空隙部分较大，含有的空气多，吸收的水分相对较多，实验效果更明显；
（2）根据表格中的数据可知，土壤的空气体积为225ml-200ml=25ml，;;
（3）不同地方的土壤结构不同，其成分差异较大，所以不能使用不同区域的土壤样品；
3.某同学将甲、乙两种植物种植在成分相同的土壤中，分成A、B、C、D四组(如图所示)，其中B与C遮光，降低光照30%，请回答下列问题：             A          B              C                   D（1）若探究甲、乙两种植物是否会争夺土壤中的养分，就实验设计来看，应比较A、B、C、D中哪两组之间的生长差异？请列出两种正确的组合：________或________。    （2）土壤中含有植物生长所必需的各种无机盐，该同学为了验证镁是家中植物正常生长所必需的元素，设计了如下实验，选择两盆生长状况相似的甲种植物，在一盆甲种植物的土壤中浇灌蒸馏水，在另一盆甲种植物的土壤中浇灌等量的含镁离子的蒸馏水，保持其他实验条件相同，观察比较两盆植物的生长情况，你认为这样的设计合理吗？________；理由是________。  【答案】（1）A与D；B与C  （2）不合理；甲、乙两盆植物的土壤中都含有包括镁离子在内的各种无机盐   【解析】根据科学探究实验的基本原则：①对照原则、②单一变量原则；解题即可。
(1)根据科学探究实验的基本原则：①对照原则、②单一变量原则；若探究甲、乙两种植物是否会争夺土壤中的养分，就实验设计来看，唯一的变量为：在相同养分的环境下，观察两中植物的长势；其他量都必须相同；因此可以用于本实验的为：AD或BC；
(2)通过对题干信息的提取可知，A、B、C、D四组中，除了光照条件有差异、其他条件均相同；土壤为植物的生长提供了充足的水分和包括镁离子在内的各种无机盐；故该同学为了验证镁是家中植物正常生长所必需的元素，设计了如下实验，选择两盆生长状况相似的甲种植物，在一盆甲种植物的土壤中浇灌蒸馏水，在另一盆甲种植物的土壤中浇灌等量的含镁离子的蒸馏水，保持其他实验条件相同，观察比较两盆植物的生长情况；这样的设计是不合理的；4.小明为研究“土壤的湿度对鼠妇生活的影响”，他设计了一组探究活动。请你将他的探究活动报告填写完整。    （1）提出问题：土壤的湿度会影响鼠妇的生活吗？作出假设：________。（2）制定计划：  【材料用具】a.1只鼠妇，b.10只鼠妇，c.湿土，d.干土，e.铁盒，f.玻璃板，g.纸板，h.阴暗，i.明亮，j.潮湿，k.干燥。请选择本实验用到的材料用具________(用字母填空)。（3）【实验装置】在铁盒内以横轴中线为界，左右两侧分别放置________，这样在铁盒内就形成了________两种环境。(用字母填空)    （4）【方法步骤】  ①全班分成6～8个小组进行实验；②将鼠妇放入实验装置，注意两侧的中央放的鼠妇数量要________；③每分钟统计一次两侧的鼠妇数目，要统计10次；④实验结果：________。（5）实施计划：在实验过程中仔细观察，认真记录。可将鼠妇在不同湿度下的分布数量记录下来。  ①在探究过程中要注意的关键是________。②为了使探究的结果更趋于准确，要计算出全班各组数据的平均值目的是________。（6）得出结论：________。  表达和交流。【答案】（1）鼠妇适于生活在潮湿(或干燥)的土壤里
（2）b、c、d、e、g
（3）c和d；j和k
（4）相等；鼠妇朝湿土一侧爬行，且在湿土一侧数量多
（5）控制单一变量(土壤湿度)，设计对照实验；减小实验误差
（6）土壤的湿度会影响鼠妇的生活   【解析】控制变量在进行科学实验的概念，是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量，这些变量不是本实验所要研究的变量，所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。 （1）假设是针对提出的问题作出的判断，用于制定对应的实验计划，把问题转换成肯定即可，如果最终验证假设错误，则重新假设并实验；故答案为：鼠妇适于生活在潮湿(或干燥)的土壤里；
（2）由假设可知，该实验的变量是土壤的含水量，所以土壤要选择干土和湿土两种，而其他量必须相同，1只鼠妇存在较大的偶然性，则要选择10只鼠妇；土壤需要放置在铁盒中，鼠妇适合生活在黑暗环境中，需要纸板来设置黑暗环境，减少其他因素对实验结果的影响；故答案为：b、c、d、e、g；
（3）实验过程中为了形成对照，所以铁盒两侧放置的土壤分别为湿土和干土， 这样就形成了潮湿和干燥的两种不同生活环境；故答案为：c和d；j和k；
（4）②实验过程中要控制唯一变量，即土壤的不同，其他量都要保证相同，所以两侧放的鼠妇数量相等；④鼠妇喜欢在潮湿的环境中生活，所以实验的结果是湿土一侧的鼠妇会比干土一侧的多；故答案为：相等；鼠妇朝湿土一侧爬行，且在湿土一侧数量多；
（5）①探究实验的关键要保证唯一变量，通过对照来验证假设是否正确；②实验数据在记录过程中存在着不同程度的误差，为了让实验数据更加准确，可以通过求全部数据的平均值的方式来减小数据误差；故答案为：控制单一变量(土壤湿度)，设计对照实验；减小实验误差；
（6）通过对比实验记录的数据发现，湿土中的鼠妇的数量比干土中的鼠妇多很多，所以可知土壤的湿度对鼠妇的生活有较大的影响；故答案为：土壤的湿度会影响鼠妇的生活；
 第2节  各种各样的土壤1.（2020八下·青田期末）在《植物的养护》拓展课上，某同学发现，给种植在不同土壤上的植物浇水，渗出的水量是不同的。同学们通过分析后，决定开展不同种类土壤保水能力强弱的探究活动，设计了如图所示的实验装置，并进行了如下研究：   【原理】土壤的保水性能越好，相同情况下，流失的水分就越________。【器材】锥形瓶、漏斗、纱布、壤土、砂土、量筒等。【方案】⑴实验中，在两个漏斗中应放入不同种类的土壤，除了浇水量相同外，还要控制相同的量是________。⑵若通过实验得出壤土的保水性能好的结论，那么观察到的实验现象是________。⑶实验时，有同学认为通过比较不同小组锥形瓶中水体积的多少，也能判断不同小组间所选用土壤的保水能力，你认为这种方法是否一定可行？________（选填“是”或“否”）。【答案】少；土壤的质量、体积、干湿度等；甲瓶中渗出水量少于乙瓶；否   【解析】（1）黏性较差的土壤，土壤中的空隙较大，比较疏松，水易渗入或流出，通气性能较好，但保水和保肥性能较差。黏性较强的土壤，土壤的空隙较小，保水性能好，但通气性能较差。根据长期的实践经验，最有利于植物生长的土壤应当是黏性适度，通气，透水，保水、保肥能力强的土壤。
（2）当设计多个因素影响的研究方案时，每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，这种研究方法叫控制变量法。 【解答】（1）土壤的保水性能越好，相同情况下，流失的水分就少。
（2）除了要研究的土壤的种类相同以外，其它会影响实验结果的因素，如土壤的质量、体积、干湿度等都要控制相同。
（3）土壤的保水性能好，流失的水分就少，锥形瓶中收集到的水就少，所以如果观察到甲瓶中渗出水量少于乙瓶，就可以得出壤土的保水性能好的结论。
（4）不同小组之间在浇水量多少、土壤质量、体积、干湿度等因素不一定相同，所以这种方法不可行。
2.（2019八下·南浔期末）华北某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的，科研人员为弄清到底是缺哪种元素诱发苹果小叶病，进行如下实验。  ①将洗净根部的苹果幼苗分成三组。②配制适量的完全培养液放入培养缸A，在培养缸BC中分别加入相应的培养液③将三组苹果幼苗分别栽培在上述培养缸中。④相同且适宜的条件下培养一段时间，观察记录分析苹果幼苗的生长发育情况。（1）实验中对苹果幼苗的选择上的要求是：________；    （2）步骤②中培养缸B、C的培养液应如何配置：________    （3）将苹果幼苗根部洗净的目的：________    （4）若出现实验现象________，则说明苹果小叶病既与缺镁有关，又与缺锌有关。    【答案】（1）同一品种且长势相近，苗龄相同健康的苹果幼苗
（2）全营养液缺锌或缺镁的等量培养液各一份
（3）防止土壤中含有的镁、锌元素对实验产生干扰
（4）B、C两缸内苹果幼苗都表现出小叶病，A缸内苹果幼苗生长正常   【解析】把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。
(1)根据控制变量法，我们应该控制除了研究因素不同其它所有因素相同；
(2)实验是为了探究苹果小叶病是土壤中缺锌引起的还是土壤中缺镁引起的？所以变量是锌、镁，所以得控制它们不同。
(3)土壤中会有不同的矿物质成份，为了避免影响所以得洗净。
(4) 苹果小叶病既与缺镁有关，又与缺锌有关，说明只有同时含有锌、镁才能让苹果生长正常。3.某科学兴趣小组为了了解土壤性状与植物生长的关系，开展了以下实验活动：  ①取足量的砂粒、粉砂粒和黏粒，分别按一定比例配制成砂土类土壤、黏土类土壤和壤土类土壤。②将上述三种土壤分装在三个同样大小的花盆内，分别栽培一株大小相近、生长旺盛的同一种植物，相同时间间隔浇等量的水。将花盆放在窗台上，使其照到阳光，但不被雨水淋到，每天观察植物的情况并做好观察记录。回答下列问题：（1）实验中为什么要分别栽培三株大小相近的同一种植物？目的是________。    （2）实验中设置“生长旺盛，并能照到阳光”的条件的目的是________。    （3）实验结果是种植在________土壤中的植物生长情况最好，这是因为该土壤________。    （4）你认为该实验可以得出的结论是________。    【答案】（1）控制植物种类相同，避免因植物种类不同引起生长的差异性
（2）避免植物因得不到阳光生长缓慢或使植物能正常生长
（3）壤土类；黏性适度，通气、透水、保水和保肥能力强
（4）壤土类土壤适合植物的生长   【解析】控制变量在进行科学实验的概念，是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量，这些变量不是本实验所要研究的变量，所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。 （1）该实验中土壤的类型是变量，因此其他所有的量要都一样，这样才能避免因植物种类不同而导致不同的实验结果的出现；故答案为：控制植物种类相同，避免因植物种类不同引起生长的差异性；
（2）光照能够使植物进行光合作用，从而能够正常的生长，如果没有光照植物将无法生长；故答案为：避免植物因得不到阳光生长缓慢或使植物能正常生长；
（3）植物的生长需要空气、光照、养分、水等各方面都比较适宜的情况下，植物才能很好的生长，而壤土类土壤中的水分、养分、空气都比较适合植物的生长；故答案为：壤土类；黏性适度，通气、透水、保水和保肥能力强；
（4）通过对比实验中三种土壤类型中植物的生长状况可以发现，壤土类土壤适合植物的生长；故答案为：壤土类土壤适合植物的生长；
4.近期，重金属铬因“毒胶囊”再次引起关注。小宏想知道铬对玉米生长是否有影响，他做了如下实验：在装有同样肥沃土壤的甲、乙两个花盆中，同时移入生长同样健壮的玉米幼苗，甲盆正常浇水，乙盆浇等量的、含一定浓度的含铬溶液。两周以后，玉米幼苗生长状况如图所示。该实验重复做三次，现象一致。   （1）这是一组________实验，研究的问题是________。    （2）玉米幼苗要求“同时移入”“同样健壮”，是为了________。    （3）实验结论是________。    【答案】（1）对照；铬对玉米生长是否有影响
（2）控制变量
（3）含铬溶液影响玉米幼苗正常生长   【解析】控制变量在进行科学实验的概念，是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量，这些变量不是本实验所要研究的变量，所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。土壤污染物大致可分为无机污染物和有机污染物两大类。无机污染物主要包括酸、碱、重金属，盐类、放射性元素铯、锶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、3, 4-苯并芘以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等。 （1）甲组实验装置正常浇水，而乙组实验装置浇的是含有铬的溶液，然后通过对照两周后的植物生长情况，从而研究铬对植物生长的影响；故答案为：对照；铬对玉米生长是否有影响；
（2）该实验主要是为了研究铬对植物生长的影响，因此其变量是有无铬，所以其他的量都要控制相同；故答案为:控制变量；
（3）由图中可知，正常浇水的玉米生长情况比浇含铬溶液的玉米高很多，所以铬会抑制植物的生长；故答案为：含铬的溶液影响玉米幼苗正常生长；
 第3节  植物的根与物质吸收1.刘芳同学探究某种植物生长是否需要含氮的无机盐，设计方案如下，请你帮她将探究活动的过程填写完整。   （1）提出问题：________？    （2）作出假设：________。    （3）实验步骤：  ①配制种类齐全的无机盐培养液放在甲中。②配制与甲相比缺少________的无机盐培养液放在乙中。③将两株生长状况相同的幼苗同时分别培养在甲和乙中，过一段时间后生长状况如图所示。（4）起对照作用的是________ (选填“甲”或“乙”)。    （5）得出结论：________。    【答案】（1）缺乏含氮的无机盐影响植物的生长吗
（2）缺乏含氮的无机盐会影响植物的生长(或缺乏含氮的无机盐不会影响植物的生长)
（3）含氮
（4）甲
（5）缺乏含氮的无机盐会影响植物的生长   【解析】科学探究的主要环节是：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。
【解答】(1)该实验探究某种植物生长是否需要含氮的无机盐，所以提出的问题就是植物生长需要含氮的无机盐吗？或缺乏含氮的无机盐影响植物的生长吗？
(2)作出假设：缺乏含氮的无机盐会影响植物的生长(或缺乏含氮的无机盐不会影响植物的生长) 。
(3)实验步骤：①配制种类齐全的无机盐培养液放在甲中。
②配制与甲相比缺少氮的无机盐培养液放在乙中作为对照组。
③将两株生长状况相同的幼苗同时分别培养在甲和乙中，过一段时间后生长状况如图所示。 
(4) 起对照作用的是甲，观察看到乙中的幼苗不能正常生长，说明含氮的无机盐影响植物的生长。
(5)得出结论： 缺乏含氮的无机盐会影响植物的生长。
 2.（2020八下·江干期末）小明同学通过学习了解到根是植物吸水的主要部分，他首先选择下图四组中的________组；实验进行验证。然后研究：植物根的各个部分是否都吸水？设置了下图B组实验；选取若干株生长旺盛、带有绿叶和根系的幼苗，随机分为2组。将其中一组的小麦植株所有根的前端剪去3~5毫米（即根尖），另外一组不做处理。他的实验目的是________，本实验中对于实验组的根尖还要进行的操作是________，如果实验中出现________现象则可验证实验目的。   【答案】C；探究根尖是否吸水；在根尖涂上石蜡；实验组出现根尖萎蔫   【解析】（1）当设计多个因素影响的研究方案时，每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，这种研究方法叫控制变量法。
（2）对照实验是指在探究某种条件对研究对象的影响时，对研究对象进行的除了该条件不同以外，其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验，使实验结果具有说服力
【解答】首先要探究“ 根是植物吸水的主要部分 ”，首先要设计有根和无根的对照实验，故选择C组。根据“ 将其中一组的小麦植株所有根的前端剪去3~5毫米（即根尖），另外一组不做处理 ”可知，此时的实验变量是根尖的有无，又结合“ 植物根的各个部分是否都吸水？ ”可知探究的目的是： 根尖是否吸水。为了防止被剪去的根尖的切面部位也会吸收，所以需要在根尖的切面上涂上石蜡， 如果实验组出现植株萎蔫现象则可验证实验目的。
3.（2020八下·吴兴期中）小明常常看到妈妈将做菜后留下的蛋壳倒扣在花盆中，妈妈认为蛋壳中含有促进植物生长的营养物质。蛋壳真能促进植物生长吗？小明为了把这个问题搞清楚，他设计了如下实验来探究这个问题。  Ⅰ．首先选取发育情况相同的3株健壮吊兰幼苗，分别栽入体积相同、质量相等的甲、乙、丙三个花盆中（甲和乙中装洗净的细沙，丙中装普通的土壤）。Ⅱ．甲盆中不放蛋壳，乙、丙盆中放等量的蛋壳，其他管理条件都相同。Ⅲ．一段时间后，吊兰生长状况发生了变化。小明将变化情况记录在下表中。植株实验前质量/g实验后质量/g生长情况甲4148植株弱小、叶色变黄乙4171植株较健壮、叶色较绿丙4199植株健壮、叶色浓绿请根据上述材料回答以下问题。（1）比较甲乙两盆植株的生长情况，可以得出结论：________。    （2）请仿照如图甲，将表格中的其他数据以直方图的形式表示出来。   （3）实验后，小明对丙盆吊兰呵护有加。由于浇水过勤，吊兰烂根死亡。这主要是因为土壤中水分太多，导致        （填字母选项）。            A.土壤中营养成分过少，造成根细胞死亡
B.土壤中氧气过少，根无法进行正常呼吸
C.根吸收了过多水分，造成细胞破裂
D.根部细菌大量繁殖，损伤了植物的根【答案】（1）蛋壳可以促进植物的生长
（2）
（3）B   【解析】1、对照组实验中控制的不同因素是引起实验现象不同的原因，据此可得出结论；
2、根据表格中数据可画出直方图；
3、土壤中含有空气，这些空气是土壤生物、植物根呼吸作用氧气的来源。当水过多时，水会将土壤中的空气赶出，而使根不能正常呼吸而死亡。 【解答】（1）甲、乙两盆植物的不同因素是甲盆不放收壳，乙盆放蛋壳，其他因素相同，现象是甲中 植株弱小、叶色变黄 ，乙中 植株较健壮、叶色较绿 。由此可知蛋壳可以促进植物的生长；
（2）访照图甲，由表格中的数据可以画出直方图如图所示：

（3）浇水过勤时，水会将土壤中的空气赶出，根无法进行正常呼吸而死亡，B选项正确。A、C、D错误。
故选B4.（2020八下·长兴月考）植物的生长需要多种矿质元素，其中必需元素就多达14种，需要量比较大的有氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁等。为了探究植物根系是否等比例吸收矿质元素和水分，兴趣小组的同学设计了如图所示装置，选用两株各方面均相同的水稻，通过改变光照来调节蒸腾作用，然后测定水稻根系所处溶液中矿质元素含量的变化。  【提出假设】植物根系等比例吸收矿质元素和水分。【实验设计】根据上述研究目的，设计相应的实验方案及记录表如下：       为了确保上述假设的普遍适用性，表中的X、Y等应为________。【数据处理】要初步证实假设成立与否，实验后对表中的数据应按下列________方式处理。A.比较m1：m2和n1：n2两个比值B.比较m1+n1和m2+n2的大小C.比较m1-m2和n1-n2的大小【实验结论】植物根系不是以等比例的方式吸收矿质元素和水分。【实验反思】①本实验采用改变光照来调节水分蒸腾量，但在实验设计中，我们也可以在相同的光照条件下，通过改变水稻植株上的________来进行实验；②兴趣小组通过探究后否定了他们在开始时提出的假设。对于他们的这次探究活动你认为是否有价值？________。【答案】不同矿质元素(P、K、Ca、Mg、S、Fe中的任意两种或两种以上元素)；A；叶片数目(叶面积)；有