专题71 多知识体系综合冷门创新实验（原卷版+解析版）--【夺分宝典】中考物理冷门创新探究实验（专练）

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专题71 多知识体系综合冷门创新实验
1.在探究热电偶电路中电流的大小与哪些因素有关的实验中，老师先给出阅读信息学习材料，再按照要求完成探究任务。
把两种不同材料的导线（如铁丝和铜丝）组成图所示的闭合电路，当AB两端存在温度差时（B端加热、A端放在冰水混合物中），电路中就会有电流通过，这就是塞贝克效应，这种电路叫热电偶。实验表明：热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关；跟接点A和B间的温度差的大小有关，温度差越大，电路中的电流越大。

（1）请您猜想：若其他条件不变，将图中的铁丝换成铜丝，则电路中电流将_________；猜想的依据是_________。
（2）请您继续猜想：若其他条件不变，将图杯中的冰水混合物换为沸水，则电路中电流将_________；猜想的依据是_________。
（3）推理：图中的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由_________转化而来的。推理的依据是_________。
（4）实际应用：热电偶信号可以把温度信号转换成电信号，利用这种性质可以把热电偶做成___________。（写出它的一种应用）
2. 盛夏来临，小明发现人们常常穿浅色的衣服，是不是穿浅色的衣服凉快？小明打算通过比较阳光下衣服的温度来作出判断，即探究衣服温度与颜色的关系。
（1）小明将同款不同色的三件衣服同时放在太阳下晒，对于衣服温度的测量，他提出两个方案。
方案1：用一支温度计在阳光下先后测量三件衣服的温度。
方案2：用三支温度计在阳光下同时测量三件衣服的温度。
你认为方案1是否可行？___________，并说明理由___________；方案2需在实验室同一型号的多支温度计中选取三支，你选取的办法是___________；
（2）按照正确的方案进行实验，测得数据如下表。（环境温度为32℃）
分析数据可知：三种颜色的衣服在短时间内接受阳光照射，温度升高，深色衣服___________本领强；当衣服温度较高时，向外放热使温度降低，___________衣服放热本领最强；
（3）夏天在户外穿什么颜色的衣服，请你从物理学的角度提出一条合理建议。___________
3.某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进：将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按如图所示连接。装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶里的水而相平，此时集气瓶内气体的体积为V1．关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，待火焰熄灭后，过一段时间打开活塞，观察到集气瓶中的水位上升，待集气瓶内的水面不再上升时，集气瓶内的体体积为V2．然后向右边容器内加人一定量的水至两边水面再次相平，此时集气瓶内的气体体积为V3，在点燃红磷至打开活塞这一过程中，观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降，再趋于稳定。
请回答：
（1）数显设备显示，开始一段时间集气瓶内气体压强上升，这是因为温度升高导致的气压变化
量 （选填”大于”、“等于”或“小于”）氧气量减少导致的气压变化量。
（2）基于数显设备显示的气压变化，“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到 所经历的时间。
（3）在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为 （选填“V1﹣V2“、“V1﹣V3”或“V2﹣V3“）。
4. 学校开展“我为节能献一计”活动，小明想探究“影响电热水壶电热转化效率的因素”他提出两点猜想，
猜想1：与电热水壶的功率有关；
猜想2：与被加热的水的质量有关；
于是在家中进行实验探究；
（1）关于电热水壶消耗电能的测量，小明提出用电能表直接测量，因为家中只有一只电能表，小亮提出用秒表测出烧水时间，再用额定功率与时间的乘积求得，正确的测量方法是______的方法；
（2）为了探究猜想1，应该保持______一定，选用功率不同的电热水壶，进行实验；
为了探究猜想2，小明设计了2个方案
A方案：用一个电热水壶先后三次加热不同质量的水，直至烧开
B方案：找三个相同的电热水壶同时加热不同质量的水，直至烧开
小亮认A方案可行，但实验时要注意______。
你认为B方案是否可行?并说明理由________。
（3）按照正确的方案进行实验，数据如下表，
第1、2、3组数据表明：电热水壶的功率相同，水的质量越大，电热转化效率越______；
第1、4、5组数据表明：______；
（4）结合以上结论，请你对电热水壶的使用提出一点建议______。
5. 鉴定牛奶、酒的品质，农业选种时配制盐水等，都需要测量密度。为此，某科技小组设计了一款多量程密度计，其示意图如图甲所示。电源电压恒定不变，电流表量程选用0～0.6A，将电流值标记为对应的液体密度值。压敏电阻R1所受压力每增加1N，阻值减小6.25Ω；压敏电阻R2所受压力每增加1N，阻值减小△R，实验中R1、R2的阻值随压力变化的规律不变。（装置中杯子质量忽略不计，ρ水=l.0g/cm3，g=10N/kg）
（1）闭合开关，电流表示数如图乙所示，为______A；将杯子放在R1上，向杯子中缓慢注入重1.6N、密度为1.6g/cm3的液体，在杯子外表面标记出液面位置，此时R1的阻值为2Ω，电流表示数为0.6A，则R1不受压力时的阻值为______Ω，电源两端的电压为______V；
（2）倒出杯子中的液体，将杯子擦干放在R2上，向杯子中缓慢注入水，使水面到达标记处，电流表示数为0.6A；如果杯子放在R2上时缓慢注入另一种液体，液面到达标记处时，电流表示数为0.5A，则这种液体的密度应为______g/cm3；
（3）分析发现，与杯子放在R1上制作的密度计相比较，杯子放在R2上制作的密度计的优点是______。
6.小华根据“磁体对周围小磁针的力的作用，不需要接触，说明磁体周围存在磁场”的知识，类比得出：地球周围存在“重力”场。
地球
地球
地球
①请写出小华得出地球周围存在“重力”场的依据。
②如果用同一物体受到重力的大小和方向来表示“重力”场的强弱和方向。
（a）登月宇航员在月球上受到的重力大约是地球上的六分之一，说明地球附近的“重力”场比月球附近的“重力”场 （选填“强”或 “弱”）。
(b)类比用磁感线描述磁场，用一系列假想线来描述地球附近的“重力”场，在图4中最为合理的是 （选填“A”、“B”或“C”）。
7．我市风能资源丰富，现各地陆续安装了风力发电机。风力发电机的原理是利用自然风吹动发电机风叶转动，带动内部发电机组发电。某兴趣小组提出了一个问题：风力发电机的发电功率大小可能与哪些因素有关？他们针对这个问题提出如下猜想：
猜想一：风力发电机的发电功率大小可能与风速大小有关
猜想二：风力发电机的发电功率大小可能与风叶长度有关
猜想三：风力发电机的发电功率大小可能与风叶个数有关
猜想四：……
针对以上猜想一和猜想二，该兴趣小组设计了实验方案，准备了以下主要实验器材：小型风力发电机（含形状相同长度分别为10cm、15cm、20cm的风叶共三组）、电吹风、电压表、导线若干。
实验过程中，先将电压表连接在小型发电机输出电路两端，电压表示数可反映发电机的发电情况。用电吹风吹出的风模拟自然风，正对发电机风叶吹风，进行多次实验，实验数据记录如下：
根据以上实验回答下列问题：
（1）本实验是通过 来反映发电机发电功率大小的；
（2）比较实验序号为 （填上表中实验序号）三次实验所得数据，可验证猜想 （选填“一”或“二”），结论是：其他条件都相同时，风速越大，风力发电机的发电功率越大。
（3）比较实验序号为2、4、5三次实验所得数据，可验证猜想 （选填“一”或“二”），结论是： 。
8. 4月体育中考训练结束后，同学们一般会接半杯冷水和半杯热水混合成温水来饮用。一天，小明和小华在同一饮水机上接水饮用时，小明的嘴被烫了。小华很纳闷:为什么同样是半杯冷水和半杯热水混合，我的水不烫嘴，而小明的水却烫嘴呢?为此他们成立了研究小组，展开了相关的探究活动。
（1）小明重复刚才的过程，接满一杯水。针对烫嘴现象，应该用温度计测量杯中__________（选填“A”、“B”或“C”）区域水的温度。
（2）研究小组猜想了发生烫嘴现象的可能因素:①不同材料的水杯②同学排队接水的先后次序③接冷、热水的先后顺序，并进行了初步的探究。实验记录如下表：
通过表格分析，“不同材料的水杯”________（选填“是”或“不是”）影响水温的主要因素。
（3）研究小组完成实验后对“冷、热水混合产生不同现象的原因”进行了更深入的讨论。他们查阅资料知道:温度高于4℃时，。所以将半杯热水刚倒人半杯冷水中时，相当于_____。
A.石块在水中的下沉过程
B.木块漂在水面上的漂浮状态
C.鸡蛋在适度浓盐水中呈现的悬浮状态
（4）通过上面的研究，为了防止烫嘴，应先接_______（选填“冷水”或“热水”）。
9.某制作小组所设计的电饭锅，其结构如图所示，控制系统中的感温磁体与受热面固定在一起，当温度低于103℃时，感温磁体具有磁性。
煮饭时用手向下按动开关，通过轻质传动杆AOB使永久磁体和感温磁体吸合，触点闭合，电路接通，发热板开始发热。当温度达到103℃时，感温磁体失去磁性，永久磁体受重力及弹簧的弹力作用而落下，通过传动杆使触点分开，发热板停止发热。
（1）画出使触点分开时B点受到的力和力臂。
（2）若用4N的力按下开关，B端受到的阻力为1N，则动力臂和阻力臂之比为 ，如果手按下的距离为0.5cm，则永久磁体和感温磁体之间的距离至少是 cm。
（3）用电饭锅烧水（在标准气压下），水沸腾时 （能/不能）自动断电。
10. （2023广东省广州市）小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图1，当该液体温度为19℃时，质量为的小球b悬浮，b标记“19℃”；另外两个小球分别标记“15℃”“23℃”，当小球悬浮时，它标记的温度与液体温度相等。图1、图2、图3中小球a、b、c均静止，忽略小球体积变化，g取10N/kg。

（1）图1中b悬浮。
①在方框中画出b的受力示意图（用“·”表示b）；___________

②求此时b受到的浮力；___________
③此时液体密度为，求b排开液体的体积。___________
（2）图2中b漂浮。
①此时b所受浮力___________图1中b所受浮力（选填“大于”“等于”“小于”）；
②此时液体温度___________19℃（选填“高于”“等于”“低于”）；
③小球c对应标记___________（选填“15℃”“23℃”）。
（3）图3中液体温度的范围可能是___________。
A.14℃以下 B.16℃~18℃ C.20℃~22℃ D.24℃以上
（4）液体温度在15℃~23℃范围内，b在液体中静止时所受浮力与液体温度关系的图像可能正确的是（b不接触其他小球）___________。
A. B.
C. D.
11.（2023黑龙江牡丹江）【细心观察，勤于思考】

（1）如图甲所示，将小铁钉靠近磁铁N极，小铁钉被吸引获得______性。此时，小铁钉相当于一个______，钉尖是______极。如图乙所示，给磁铁加热一段时间后，小铁钉会掉落，表明磁铁的磁性可能与______有关；
（2）用一个磁性很强的磁铁球靠近一块铝板，铝板______（选填“能”或“不能”）被吸引。如图丙所示，把磁铁球做成单摆悬挂起来，使其来回摆动，将铝板放到摆的下方，当磁铁球靠近铝板时，摆动速度明显变小，并且很快停止摆动。磁铁球在铝板上方摆动，相当于铝板在磁场中运动，可能会产生______。
12．某校九年级一班物理兴趣小组的同学，学习了磁现象的知识后，深受物理学家奥斯特和法拉第科学探索精神的影响，怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究。
（1）如图甲，将小磁针放在南北方向的直导线正下方，小磁针静止，N极指向北。如图乙触接电源，小磁针的N极向纸外偏转。断开连接后，小磁针恢复到图甲位置。如图丙，将电源正负极对调，再次触接电源，小磁针的N极向纸内偏转。则：
①通电导线周围存在磁场，且磁场的方向与 有关；
②断开电源后，小磁针恢复到图甲状态，这是因为小磁针受到了 的作用；
③如图丁所示，高速电子束飞过小磁针上方时，小磁针将发生如图 所示方向的偏转，原因是 。
（2）利用图戊所示的装置，让闭合电路中的一部分导体AB在磁场中运动，观察电流表指针的偏转情况，记录在下表中。已知当电流从电流表的左侧接线柱流入时，指针向左偏转；从右侧接线柱流入时，指针向右偏转。
根据表中记录的实验信息，完成下列问题：
④由第1、2两次实验可知，导体棒AB平行于磁感线运动，闭合回路中 （填“会”或“不会”）产生感应电流；
⑤由第3、4两次实验可知，导体棒AB中感应电流的方向与 的方向有关。如果固定导体棒AB，水平向右移动磁铁，电流表的指针向 偏转；
⑥本实验的设计不完整，不能探究感应电流的方向与磁场方向的关系。为了使探究过程更加完整，应 ；
⑦小明将电流表换成完好的小灯泡，再做第3、4两次实验时小灯泡不亮，最可能的原因是 ；
⑧发电机的原理与本实验的原理一样，己图为发电机的示意图，图中时刻线框水平，箭头为线框旋转的方向，此时ab边中的电流方向 （填“由a到b”或“由b到a”）
白色
黑色
红色
5min
38.7℃
超过40℃
超过40℃
20min
37.1℃
36.9℃
36.5℃
实验
次数
电热水壶
的功率/W
水的质量
/kg
水的初温
/℃
水的末温
/℃
消耗的电能
/×J
水吸收的热量
/J
电热的转化
效率/%
1
800
1
25
99
3.731
3.108
83.3
2
800
0.6
25.5
99.5
2.285
1.865
81.6
3
800
0.3
25
99
1.171
0.932
79.6
4
1000
1
24
99
3.604
3.150
874
5
1200
1
24.5
99
3.354
3.129
93.3
实验序号
风叶长度/cm
电吹风档位
风叶个数
电压表示数/v
1
10
弱
3
0.5
2
10
中
3
0.8
3
10
强
3
1.2
4
15
中
3
1.3
5
20
中
3
1.8
影响因素
不同材料的水杯
同学排队接水的先后次序
接冷、热水先后顺序
温度变化
变化不大
变化不大
变化明显
实验次数
导体棒移动情况
电流表指针偏转情况
1
竖直向上
不偏转
2
竖直向下
不偏转
3
水平向左
向右偏转
4
水平向右
向左偏转