資源簡介

七年級下冊科學競賽輔導教學案
第13講 實驗探究專題
知識梳理
一、本冊教材中的重要實驗及探究
考查的內容 考查的知識點
代代相傳的生命 觀察菜豆、玉米種子的結構，觀察花的結構
探究“種子萌發需要什么條件”
植物的扦插
觀察面團發酵
對環境的察覺 小孔成像實驗、光的色散實驗
光的反射、折射實驗
探究“平面鏡成像規律”
探究“凸透鏡成像規律”
運動和力 彈簧測力計的原理與使用實驗
探究“重力大小的相關因素”
探究“阻力對小車運動的影響”
探究“二力平衡的條件”
探究摩擦力的相關因素
探究壓力作用效果的相關因素
探究“水內部壓強的特點”
地球與宇宙 尋找正午太陽高度變化的證據和規律
地球上晝夜長短變化
月相、日食、月食形成原理的模擬實驗
二、科學探究的一般過程
提出問題→建立猜想與假設→設計研究方案→實施方案（收集證據）→檢驗假設（得出結論）→報告與交流。
三、本學期重要的科學探究方法
1.控制變量法。當設計多個因素影響的研究方案時，每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物的影響，這種研究方法叫控制變量法。如探究“種子萌發需要什么條件”、“重力大小的相關因素”、牛頓第一定律中的“阻力對小車運動的影響”、“探究二力平衡的條件”、“影響摩擦力大小的因素”等許多實驗中都用到控制變量法。
2.科學分類法。分類是一種把某些特征相似的事物歸類到一起的方法。對事物進行分類后，它們之間的關系就會變得更加清晰。本學期涉及分類法的知識點有根據生殖方式對動物進行分類、根據種子子葉數對植物進行分類、根據形態對細菌進行分類等。
3.模擬實驗法。在難以直接用研究對象做實驗時，有時用模型來做實驗，即模仿實驗對象制作模型或者模仿實驗的某些條件進行實驗，這樣的科學方法叫模擬實驗。如對事物的內部結構、運動變化過程進行模擬等。模擬實驗是科學實驗的一種基本類型。“月相的變化”，“日食、月食的形成原理”等都采用了模擬實驗法。
4.實驗推理法。在科學研究中，有許多概念、規律、結論是建立在科學實驗的基礎上的，但是也有不少實驗，由于實際條件的限制難以實現，于是需要在大量可靠的實驗事實的基礎上，通過科學推理，得出理想實驗的結論，這個過程和方法就是實驗推理的方法。比如“牛頓第一定律”的得出。
5.轉換法。科學研究中對于一些看不見、摸不著的現象或不易直接測量的物理量，用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量間接測量，這種研究問題的方法叫轉換法。本學期涉及轉換法的實驗有：用碎紙片放在物體上觀察紙片的運動來判斷物體的振動發聲情況、利用彈簧長度的變化來測量力的大小、利用海綿的形變程度來判斷壓力的作用效果等。
例題精析
例1、如圖所示的裝置中，可作為“驗證空氣對種子萌發影響”對照實驗的是（ ）。

A.①和③ B.①和② C.②和③ D.②和④
例2、 如圖所示為“探究平面鏡成像特點”的實驗裝置，a為玻璃板，b和c是兩支完全相同的蠟燭。下列說法中，錯誤的是（ ）。
A.實驗既可選擇玻璃板，也可選擇平面鏡
B.實驗時玻璃板a應與水平桌面垂直放置
C.選擇完全相同的b、c兩支蠟燭是為了驗證像與物是否等大
D.利用該實驗可以驗證平面鏡成像中的像距和物距是否相等
例3、【探究名稱】探究凸透鏡成像的大小與哪些因素有關。
【提出問題】小明通過學習，知道放大鏡就是凸透鏡，在活動課中，他用放大鏡觀察自己的手指，看到手指 （填“放大”、“等大”或“縮小”，下同）的像；然后再用它觀察遠處的房屋，看到房屋 的像。
他想：凸透鏡成像的大小可能與哪些因素有關？
【進行猜想】凸透鏡成像的大小可能與 有關。
【設計并進行實驗】小明在如圖所示的光具座上，不斷改變蠟燭與透鏡間的距離，并移動光屏進行實驗，所獲得的實驗數據如下表所示。
物體到凸透鏡的距離/cm 光屏像到凸透鏡的距離/cm 光屏上像的大小
40 13.5 縮小
30 15 縮小
20 20 等大
15 30 放大
10 光屏上沒有像
8 光屏上沒有像
【結論與應用】
（1）分析數據可知物體到凸透鏡的距離越小，光屏上的像就越 ，同時發現像到凸透鏡的距離就越 。
（2）小明所在班級拍畢業照時，攝影師發現兩旁還有同學沒有進入取景框內，這時攝影師應使照相機 （填“靠近”或“遠離”）同學，同時還應 （填“增長”、“縮短”或“不改變”）照相機的暗箱長度。
例4、在“研究壓力形變效果”的實驗中，小明選用了兩種不同材質的海綿A、B及若干完全相同的磚塊進行實驗。實驗中，他將磚塊分別疊放在A、B海綿的表面，并保持海綿的受力面積相同，實驗過程如圖甲、乙、丙、丁所示，觀察到海綿的形變程度分別為ΔL1、ΔL2、ΔL3和ΔL4，且ΔL2＞ΔL4，ΔL1＞ΔL3。根據實驗條件及觀察到的實驗現象，可歸納得出初步結論。

甲 乙 丙 丁
（1）分析比較圖甲、乙、丙、丁中海綿的形變程度以及相關條件可得到的科學結論是：
① 。
② 。
（2）本實驗通過實驗分析得出相關科學結論，實驗中還采用了其他重要的科學方法，請寫出其中的兩個：① ；② 。
例5、小陽與幾位同學在做手影游戲時，發現手影的大小經常在改變。他猜想：影子的大小可能與光源到物體的距離有關。于是他設計了如圖甲所示的實驗，保持橡皮到墻壁之間的距離不變，把手電筒打開后放在距離橡皮不同的位置，分別測量在墻壁上所形成的影子的長度。記錄實驗數據如下表所示：
甲 乙
光源到橡皮的距離L/cm 5 10 15 20 25
影子的長度H/cm 10 6 4.5 3.7 3.1
（1）分析數據后可以發現，若保持其他因素不變，當手電筒由近處逐漸遠離橡皮時，影子的長度隨之 。
（2）為了進一步發現其中的規律，根據表中數據，以手電筒到橡皮的距離L為橫坐標、影子的長度H為縱坐標，繪制了影子的長度H隨手電筒到橡皮的距離L變化的圖像如圖乙所示。由圖像可知，當手電筒到橡皮的距離L=17.5cm，影子的長度H大約是 cm。
（3）小陽觀察圖像的變化趨勢發現，當手電筒距離橡皮較遠時，影子的長度變小得較 （填“快”或“慢”）。
（4）實驗推理：當手電筒距離橡皮足夠遠時，影子的長度是否有可能變為0？請說明理由。
。
思路點撥：（1）由記錄的數據可以看出，當手電筒由近處逐漸遠離橡皮時，影子的高度隨之減小。（2）由坐標圖像可知，當L=17.5cm時對應的H大致的高度為4cm。（3）從圖像中曲線的變化趨勢可以發現，當手電筒距離橡皮較遠時影子變化較慢。（4）當手電筒距離橡皮足夠遠時，影子大小基本不變。
參考答案：（1）變小 （2）4 （3）慢 （4）當手電筒離橡皮足夠遠時，幾乎成平行光線，則影子的長度約等于橡皮的長度，不可能為0
方法歸納：光在均勻介質中是沿直線傳播的。當手電筒由近處逐漸遠離橡皮時，橡皮的大小不變，但手電筒的光線和橡皮之間的角度發生了變化，所以影子的高度也會發生變化。要學會通過分析坐標圖像得出手電筒到橡皮的距離與橡皮影子高度的變化規律。
易錯誤區：不要因為第（1）題的結論“當手電筒由近處逐漸遠離橡皮時，影子的長度隨之變小”而誤導了第（4）題的分析。太陽離地球足夠遠，我們可近似地認為太陽光為平行光線，同樣有影子，不可能不出現影子。
中考真題
1.如圖所示為探究“影響滑動摩擦力大小因素”的實驗，下列說法中正確的是（ ）。
A.實驗時要把實驗裝置放在水平桌面上
B.木塊受到滑動摩擦力的大小可以直接用彈簧測力計測量
C.比較甲、乙兩圖的實驗，說明滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關
D.比較乙、丙兩圖實驗，說明滑動摩擦力的大小與接觸面受到的壓力有關
2.在“探究二力平衡條件”的實驗時，將系于輕質小卡片兩對角的細線分別跨過左右吸在黑板上的滑輪，在細線的兩端掛上鉤碼，如圖所示。此時作用在卡片上的兩個力大小相等、方向相反。若要證明：“這兩個力還必須作用在同一條直線上才能彼此平衡”，則下列實驗操作中正確的是（ ）。
A.手扶卡片，在右側加掛一個鉤碼，松手
B.手扶卡片，使其豎直向下移動一些，松手
C.手扶卡片，繞其中心在豎直平面內旋轉90°，松手
D.手扶卡片，將右側滑輪豎直向上移動一些，松手
(第4題) (第5題)
3.如圖所示，使用微小壓強計探究液體壓強的規律時，下列說法中正確的是（ ）。
A.用手按橡皮膜，兩管出現高度差，說明此時橡皮膜的氣密性很差
B.該實驗裝置中的U形管不屬于連通器
C.橡皮膜伸入液體越深，兩管液面高度差越大，則液體壓強越大
D.U形管兩管液面的高度靜止穩定后，右管中的液體受到非平衡力的作用
4.草莓成熟時節，氣溫逐漸升高，買回來的鮮草莓很容易腐爛變質。為了探究鮮草莓在低溫下能否延長保鮮時間，某校科學興趣小組的同學在一個草莓園里采摘了同一品種、大小相近的新鮮成熟草莓，并設計了如下表所示的實驗方案：
組別 實驗材料 環境溫度 其他環境條件 保存時間 變質個數
甲 草莓50個 4℃ 相同 2天 無
乙 草莓50個 常溫
2天 46個
請分析實驗并回答下列問題：
（1）選取甲、乙兩組新鮮草莓的品種、大小、成熟狀況、個數及其他環境條件均相同，其目的是 。
（2）設置乙組的作用是 。
（3）你認為草莓變質的根本原因是 。
（4）通過該實驗可以得出的結論是 。
5.小明在探究“物距和物高一定時，物體經小孔所成的像的高度和像距的關系”時，所用的實驗器材有：用發光二極管做成的物體、有小孔的方紙板、用半透明塑料膜做成的屏、量程為0～30cm的直尺，實驗裝置的示意圖如圖甲所示。
甲 乙
(第7題)
（1）該實驗應該在較 （填“亮”或“暗”）的環境下進行。
（2）記錄的實驗數據如下表所示，請在圖乙中畫出像高與像距的關系圖像。
實驗次序 1 2 3 4 5 6
物距u/cm 相同
物高h1/cm 相同
像距v/cm 4.0 8.0 12.0 16.0 20.0 24.0
像高h2/cm 2.0 4.1 6.0 8.0 9.9 12.0
（3）根據圖像，得出的探究結論是 。
6.【鎮江】如圖所示，某同學用自制的水透鏡來探究凸透鏡成像規律，當向水透鏡里注水時，水透鏡的焦距將變小；當從水透鏡里抽水時，水透鏡的焦距將變大。
甲 乙 丙
(第8題)
（1）如圖甲所示，一束平行于主光軸的光射向水透鏡，在光屏上得到一個最小光斑，則此時水透鏡的焦距為 cm。實驗前，應調節燭焰、水透鏡和光屏三者的中心在 。
（2）該同學移動蠟燭、水透鏡和光屏至如圖乙所示的位置時，恰能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特點可制成 （填“照相機”或“投影儀”）；若僅將蠟燭與光屏位置對調，則在光屏上 （填“能”或“不能”）看到清晰的像。
（3）在如圖乙所示的實驗場景下，該同學把自己的眼鏡給水透鏡“戴上”（如圖丙所示），當從水透鏡中抽出適量的水后，他發現燭焰的像再次變得清晰，由此判斷該同學戴的是 （填“近視”或“遠視”）眼鏡。
7.【舟山】某同學利用如圖所示的裝置研究阻力對物體運動的影響，甲、乙木板上分別鋪有毛巾和棉布，丙木板上不鋪任何材料，讓小車從相同斜面的頂端由靜止開始滑下，觀察現象。試回答下列問題：
甲 乙 丙
(第9題)
（1）科學實驗需要控制變量，本實驗中，影響小車在水平面上運動距離的因素，除了阻力外，還有 ，該因素可以采用小車從相同斜面的頂端由靜止開始滑下的方法來控制。
（2）實驗可得出“阻力越小，運動速度減小得越慢”的結論，支持該結論的證據是 。
自我挑戰
1.如圖所示為農業生產上通常用馬鈴薯（土豆）切塊來繁殖幼苗的示意圖。某興趣小組想探究馬鈴薯生出幼芽的決定因素，設計了下列四種對照種植實驗（土壤和其他管理條件相同），其中正確的是（ ）。
A.完好的小體形土豆與等重的土豆切塊對照
B.圓柱形土豆切塊與等重四方形土豆切塊對照
C.有芽眼的切塊與等重的無芽眼切塊對照
D.橫切的切塊與等重的縱切塊對照

(第1題) (第2題) (第3題)
2.把頻率為256Hz的音叉發出的聲音信號輸入示波器，示波器展現的波形如圖所示。若把頻率為512Hz的音叉發出的聲音信號輸入同一設置的示波器，其波形可能是（ ）。
A.B.C.D.
3.如圖所示，將平面鏡和鉛筆豎直放置在水平桌面上，下列說法中正確的是（ ）。
A.鉛筆水平向右移動時，它的像將變小
B.平面鏡豎直向上移動時，鉛筆的像也將向上移動
C.若改用一塊較小的平面鏡，鉛筆的像將變小
D.若鉛筆按圖示箭頭方向轉過45°，鉛筆將與它的像垂直
4.下面是小麗用一支一端削尖了的鉛筆所做的實驗，其中錯誤的是（ ）。
A.用一只手緊握著鉛筆很難將鉛筆抽出，說明接觸面一定，壓力越大摩擦力越大
B.用手指抵住鉛筆兩端用力擠壓時，與尖端接觸的手指較痛，說明壓強與受力面積有關
C.用手推一下鉛筆，鉛筆會在桌面上滾動，說明力能改變物體的運動狀態
D.把鉛筆放在水中漂浮，在空氣中下落，說明鉛筆在水中不受重力作用
5.探究影響滑動摩擦力大小的因素：
【猜想】小雨猜想：在接觸面粗糙程度相同時，滑動摩擦力的大小與壓力大小和速度大小有關。
【過程】小葉認為小雨的猜想不對，于是進行了如下實驗：
甲 乙 丙
(第6題)
①如圖甲所示，用彈簧測力計以速度v1勻速拉動木塊使它沿水平木板滑動，彈簧測力計示數為F1。
②如圖乙所示，在木塊上加放砝碼，以速度v1重做上述實驗，彈簧測力計示數為F2。
③如圖丙所示，改變拉動速度，以速度v2重做上述實驗，彈簧測力計示數為F3。
發現：F1＜F2=F3。
說明：在接觸面粗糙程度相同時，滑動摩擦力的大小與壓力大小有關，與速度大小 。這就證明小雨的猜想是 的。
【程序】提出問題— —實驗反駁——得出結論。
【作圖】畫出圖甲中木塊在水平方向上所受力的示意圖。
【問題討論】把一個鋼筆帽豎放在靜止的木塊上，突然向右拉動木塊，發現鋼筆帽 （填“向右”或“向左”） 傾倒，這說明物體具有慣性。
6.曉彤和同學們在進行探究“壓力的作用效果與哪些因素有關”的實驗，他們所用的器材除了一些相關的測量儀器外，還有形狀相同的長方體泡沫塊和鐵塊、適當大小的海綿塊，如圖所示。
（1）實驗中同學們選擇海綿塊作為實驗器材的主要原因是 。實驗中，壓力的作用效果是通過 來體現的。
（2）同學們先將泡沫塊平放、側放、豎放在海綿塊上進行實驗，發現實驗現象不明顯，原因是 。
（3）曉彤利用鐵塊進行實驗，記錄的實驗現象如表一所示，得出的結論是 。
表一
平放 側放 豎放
鐵塊 較淺 較深 最深
表二
長方體鐵塊的質量m/kg 2
長方體的長a/m 0.16
長方體的寬b/m 0.08
長方體的厚c/m 0.04
（4）他又在老師的指導下進行了計算，得出了更進一步的結論：壓力的作用效果越明顯，壓力與其受力面積的比值越大。請你根據曉彤記錄的實驗現象（表一）及他測量的數據（表二），通過計算證明曉彤的結論是正確的。（g取10N/kg,要求寫出證明過程）
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