2022年浙江省中考科学一轮复习 第45课时　科学探究（课件 53张PPT）

(共53张PPT)
第45课时　科学探究
●知识体系梳理
●重难考点精讲
●当堂限时训练
知识体系
重点梳理
1.科学探究的基本过程
科学探究的一般过程为:　　　 　→作出猜想与假设→
　　　　　　 　　 →获取事实与证据→　 　　 　→表达与交流。
提出问题
制订计划、设计实验
检验与评价
2.科学探究的方法
在进行科学探究时经常用到一些科学方法:“控制变量法”“转换法”“累积法”“类比法”“假说法”“建模法”“归纳法”“演绎法”
“对比法”等,要充分了解这些基本科学方法。
1.[2020·舟山]进行实验探究时,若要使已获得的探究结论更具有说服力,下列做法通常无效的是 (　　)
A.增加自变量的数量
B.同一实验者重复实验
C.增加实验样本的数量
D.不同实验者重复实验
对点练习
A
2.科学课本上“食物与能量”的教学内容中,为了比较体内不同种类的有机物在呼吸作用中释放的能量多少,通过分别燃烧花生仁、大米、牛肉干来加热试管中的水,并比较水的温度变化的实验来推测三种食物所含能量的高低。下列选项与这个实验的科学原理、方法无直接关系的是 (　　)
A.能量转化与守恒定律 B.变量控制
C.氧化反应程度 D.同化作用
D
3.[2019·杭州]黑箱是指科
学研究中一类内部结构无
法打开或无法清楚展示和
认识的系统。如图45-1
所示,通过对黑箱“输入”
“输出”的信息,推理出黑箱内部情况的
方法称为黑箱法。下列操作主要运用了黑箱法的是 (　　)
图45-1
A.使用量筒量取10 mL蒸馏水
B.使用显微镜观察洋葱表皮细胞的形状
C.通过α粒子轰击金属箔实验研究原子内部结构
D.利用弹簧测力计测某一物体的重力
[答案] C
4. [2019·宁波]资料 1583年,伽利略经测量发现,
悬挂的油灯摆动时具有等时性。如图45-2所
示,将密度较大的小球作为摆球,用质量不计、
不可伸缩的细线悬挂于O点,组装成一个单摆。
在θ<5°时,让摆球从A点由静止释放后摆动,单
摆的周期(摆球往返一次的时间)只与摆长l(摆球
重心到悬挂点O的距离)有关。
图45-2
质疑1 小科认为:摆球质量越大,惯性也越大,所以
相同条件下摆动会越慢,周期会越长。
探究1 选择不同的小球作为摆球进行实验:①测
摆球的直径D和质量m,计算出摆球的密度ρ;②组
装单摆;③调节摆长l,使摆长为800.0 mm;④在θ<5°
时,让摆球从A点由静止释放后摆动,测出摆动30次
的时间T30;⑤计算周期T;⑥用不同的摆球重复上述
实验。
图45-2
数据 摆长l=800.0 mm
图45-2
　　　　 次数 摆球 物理量 1 2 3 4
铝球 铁球A 铁球B 铜球
D/mm 22.22 22.24 22.20 22.20
m/g 15.5 25.3 44.7 51.0
ρ/(g·cm-3) 2.7 4.4 7.8 8.9
T30/s 53.88 53.94 53.85 53.87
T/s 1.796 1.798 1.795 1.796
思考1 (1)测单摆的周期时,通过测T30后求出T,而不是直接测T,这是为了　 。
(2)由实验数据可知,
摆长一定时,单摆的
周期与摆球的质量
　　　(填“有关”或
“无关”)。这一结论,
得到了老师的肯定。
　　　　 次数 摆球 物理量 1 2 3 4
铝球 铁球A 铁球B 铜球
D/mm 22.22 22.24 22.20 22.20
m/g 15.5 25.3 44.7 51.0
ρ/(g·cm-3) 2.7 4.4 7.8 8.9
T30/s 53.88 53.94 53.85 53.87
T/s 1.796 1.798 1.795 1.796
减小实验误差
无关
质疑2 为什么资料中要求用密度较大的小球作摆球呢
探究2 小科用D=39.86 mm、ρ=0.08 g/cm3的乒乓球
按上述实验方法测出T=2.023 s。
思考2 摆长一定时,用乒乓球做实验测得的T明显变
大。其实,当摆球密度很小时,空气对摆周期的影响
不可以忽略,因为摆球受到的外力——__________
　　　 　不可忽略。
图45-2
空气阻力
(或空气浮力)
5.[2021·嘉兴]疫苗接种被认为是医学科学最伟大的成就之一。疫苗研发的主要阶段包括:分离获得毒株→制成疫苗→动物实验→临床试验→审批上市。那么如何评价疫苗的安全性和有效性呢
探究目的
探究疫苗X的安全性和有效性。
动物实验
(1)实验方案(图45-3):
实验过程中,B组注射的是 　 。
图45-3
等量的生理盐水
(2)实验结果:仅A组小鼠的血清中检测到相应的特异性抗体,两组小鼠的其余生理和生化指标 　　　　　　,说明疫苗X对小鼠是安全有效的。
图45-3
无明显差异
(3)交流反思:有研究者认为,通过小鼠实验筛选出的疫苗,还需要用灵长类动物(如猴)实验评估疫苗,进一步确认安全有效后,方可进行临床试验。从进化角度分析,支持用灵长类动物实验评估疫苗的理由是 　　　　　　　　　　。
临床试验 疫苗X的生产上市还需要经过三期的临床试验(图45-3)。
图45-3
与人的亲缘关系近
分组 志愿者 患病数
疫苗组 10 000人 8人
安慰剂组 10 000人 160人
结果分析:Ⅲ期临床试验在疫区招募了20 000名志愿者,试验结果如上表所示,则该疫苗保护率是　　　　。
注:疫苗保护率=。
95%
社会参与 接种疫苗是对抗新冠肺炎疫情最有效的防范措施。当接种疫苗达到一定比率后就可以建立起免疫屏障,阻断疫情蔓延。因此接种疫苗不仅是为了个人的健康,更是为了全社会的健康。我们每个公民都应尽快打疫苗。
例1 科学问题是指能够通过收集数据而回答的问题,例如“纯水和盐水哪一个结冰更快 ”就是一个科学问题。但并不是每一个科学问题都可以进行探究,当问题太泛化或太模糊时,就难以进行科学探究,比如“是什么影响气球贴到墙上 ”一般而言,可以探究的科学问题研究的是两个或多个变量之间的关系,其中的变量是可以检验的,即是可以观察或测量的。根据以上材料,回答下列问题。
重点一
提出问题、作出假设
(1)下列问题中属于可以探究的科学问题是　　　　。
A.哪种类型的音乐更好
B.水的温度越高,水的蒸发越快吗
C.物体所受浮力的大小与物体的密度有关吗
D.改变导体两端的电压,导体的电阻会改变吗
E.应鼓励市民乘坐公共交通工具出行吗
BCD
(2)请根据“两个同学走在沙滩上,一个同学的脚印深,另一个同学的脚印浅”这一现象,提出一个可以探究的科学问题:
　　　 　 　　　　　　 　
压力的作用效果与受力面积有关吗
【变式1】[2020·台州]春暖花开、燕雁北飞,秋寒叶落、燕雁南归。人们通常认为候鸟的迁徙与气温变化有关。据加拿大洛文教授14年的观察记录,有一种候鸟黄脚鹬,每年长途跋涉1.6万公里来往于北美洲的加拿大和南美洲之间,总是固定于5月26~29日在加拿大产蛋。根据上述现象,洛文教授认为气温不是引起候鸟迁徙的原因。他在1924年9月捕获了若干只某种候鸟,分两组进行实验,实验的过程与结果如下表。
(1)洛文教授根据黄脚鹬的产蛋日期都是在每年的5月26~29日,推测气温不是引起候鸟迁徙的原因,因为每年同期的气温是
　　 　。
组别 所捕候鸟的处理 3个月后放飞的所捕候鸟情况
第一组 　置于日照时间逐渐缩短的自然环境中 　留在原地
第二组 　置于日光灯下,用灯光模拟日照,并一天天延长光照时间 　多数往相同方向飞
变化的(或不固定的,合理即可)
(2)根据洛文教授的实验设计,你认为他的猜想是
　　　　 　　　　　　　　　　　　　　。
组别 所捕候鸟的处理 3个月后放飞的所捕候鸟情况
第一组 　置于日照时间逐渐缩短的自然环境中 　留在原地
第二组 　置于日光灯下,用灯光模拟日照,并一天天延长光照时间 　多数往相同方向飞
日照时间的长短变化是引起候鸟迁徙的原因
(3)若洛文教授根据此实验就对候鸟迁徙的原因下结论,这种做法是否合理,并说明理由:____________________________
　。
组别 所捕候鸟的处理 3个月后放飞的所捕候鸟情况
第一组 　置于日照时间逐渐缩短的自然环境中 　留在原地
第二组 　置于日光灯下,用灯光模拟日照,并一天天延长光照时间 　多数往相同方向飞
不合理,只对一种候鸟进行了
研究,不具有普遍意义(合理即可)
例2 [2020·温州二模]生活中,小朋友喜欢玩拍
气球游戏,拍出去的气球落地快慢有所不同,
那么自由下落的气球下落快慢与什么因素有
关 小明认为自由下落的气球的下落速度可能
与气球的大小有关。为了验证自己的猜想,小明准备以下器材进行实验探究:上表面开有三个口的透明玻璃箱、秒表、打气筒、量程为1 m的刻度尺、若干规格相同的气球(未打气)。
重点二
制订计划、设计实验
图45-5
(1)实验中用到的测量工具有　　　　。
(2)写出本实验的主要步骤。
秒表
[答案] (2)①准备三个相同的气球;②往气球
A内充入体积为V的空气,往气球B内充入体积为2V的空气,往气球C内充入体积为3V的空气,并密封好;③将三个气球移入箱子内,使三个气球的下边缘离箱子底部相同的距离,由静止同时释放,记录相同高度下,三个气球落到箱底所用的时间;
④重复多次实验。
【变式2】[2019·温州]小明参加科技节“掷飞机”比赛,该项目的规则是:纸飞机掷出后在空中滞留的时间越长成绩越好。查阅资料得知:纸飞机在空中滞留的时间与其形状、质量、出手速度和出手角度有关。小明认为还可能与纸飞机表面的粗糙程度有关。为了验证自己的猜想,小明准备了以下器材进行实验研究:
发射器(如图45-6);秒表;剪刀;面积、质量大小
和表面粗糙程度均不同的两种纸A、B各若干张
(同种纸正反面粗糙程度相同)。
(1)发射器的弹簧压缩得越短,释放后纸飞机获
得的速度越大,其原因是_______________________
　。(2)写出本实验的主要步骤。
图45-6
弹簧压缩得越短,其弹性势
能越大,释放后纸飞机获得的动能越大,纸飞机的速度就越大
(2)①用剪刀将A、B两种纸裁成形状、面积大小相同
的纸各若干张;
②将1张A纸叠放在1张B纸上,折一纸飞机;将1张B纸
叠放在1张A纸上,按相同的折法制作另一纸飞机;
③选择无风的环境,将两只纸飞机分别放在发射器上,
压缩弹簧到相同的位置,以相同的角度进行发射;
④用秒表记录两只纸飞机的滞空时间;
⑤多次重复实验;
⑥分别计算两只纸飞机的平均滞空时间,进行比较得出结论。(合理即可)
图45-6
例3 阳阳探究种子萌发是否需要光照,用如图45-7所示的实验装置,放入一粒小麦种子(具有休眠的特性),适宜温度下放在暗处,结果不萌发。下列对实验的分析与评价不合理的是 (　　)
A.实验缺乏对照,不具有说服力
B.种子太少,偶然误差较大
C.结果证明种子正处在休眠期
D.水分、氧气满足种子萌发的要求
重点三
实验方案的检验与评价
图45-7
C
【变式3】[2019·温州]为了探究温度对蟑螂呼吸快慢的影响,小明设计了如下两种实验方案。
方案一 把一只健壮的蟑螂放入30 ℃
的密闭容器内(如图45-8甲),利用传
感器测定10分钟内容器内温度值和
氧气含量;10分钟后,将冰袋放置在容
器两侧,使容器内的温度逐渐降低,并测定随后20分钟内的数据。多次重复实验。
图 45-8
方案二 在两个温度不同的相同密闭容器中各放入一只健壮的蟑螂(如图乙),利用传感器测定30分钟内的相关数据。多次重复实验。
图45-8
(1)该实验通过　　　　　　　　　　　　　　反映蟑螂呼吸作用的快慢。
装置内氧气含量降低的快慢
(2)与方案二相比,方案一的变量控制有什么优点 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
___________________________________________________
_____________________(列举一点)。
排除不同蟑螂个体差异对实验结果的影响(或在同一容器内控制温度连续变化)
(3)根据方案一所得数据(如图丙),三位同学
分别在图丁中画出了甲装置内二氧化碳含
量的大致变化趋势,其中合理的是　　　。
图45-8
a
重点四
运用文字、图表、符号和模型等表达实验过程和结果
图45-9
例4 [2021·台州模拟]小明利用图45-9甲所示装置测定空气中氧气体积分数。点燃红磷后立即塞紧瓶塞,并通过传感器记录瓶中气压、温度及氧气浓度随时间变化的情况(如图乙)。
(1)红磷燃烧生成五氧化二磷。写出该反应的化学方程式:
　　　　　　　　　　。
(2)根据图乙,小明认为:燃烧过程中,气体温度升高对气压的影响大于氧气减少对气压的影响。请说明他的依据:_________
　 。
0~t1装置
内氧气浓度减少、温度升高但是气压增大
图45-9
(3)根据图乙判断,t2时刻小明的操作是　　　　　　　。
打开止水夹
图45-9
【变式4】[2019·台州]口渴感觉形成的感受器在哪里 传统观点认为感受器分布于血管内壁,血液中的含水量下降导致盐分浓度过高,神经中枢形成口渴感觉。但美国神经学家Knight对此提出质疑,认为水进入血液需要一定时间,无法解释水一入口就能瞬间解渴,于是设计实验:
实验一　给两组小白鼠分别吞咽和肠胃里灌注等量的淡水,两者口渴感觉都立刻消失。
由此Knight认为传统观点有误,但又从传统观点里得到启示,提出问题,进一步实验:
实验二　给两组小白鼠分别吞咽等量的淡水和盐水,前者口渴感觉消失,后者先是口渴感觉消失,2~3分钟后恢复。
实验三　给两组小白鼠肠胃里分别直接灌注等量的淡水和盐水,只有前者口渴感觉消失。
综合三个实验,得出结论。
(1)Knight质疑传统观点,认为喝下的水成为血液中的水需要一定时间,理由是_______________________________________
　　　　　　 　　　　　　　　　　。
(2)实验二基于的问题是________________________________
　　　　　　　　　　　　　　　
(3)最后得出的结论是__________________________________
____________________________________________________
　　 。
口腔不能吸收水分(或水从口腔通过食管进入到胃和小肠,再到达血液需要时间)
盐分能影响口渴的感觉吗(或感受器能感受盐分的刺激吗,合理均可)
口咽和肠胃都有口渴感受器,且肠胃口渴感受器还能感受盐分的刺激,并对最后口渴感觉的形成起决定作用
1.在科学实验中,进行多次实验是为了减小误差或寻找普遍规律。以下实验中属于减小误差的是 (　　)
A.研究盐溶液的酸碱性时,对多种盐溶液的酸碱性进行测定
B.研究植物的根具有向水性时,选用多株植物进行实验
C.用伏安法测定值电阻的阻值时,测出多组电压值和电流值
D.探究杠杆的平衡条件时,多次改变动力或动力臂
C
2.[2021·杭州下城二模]用三个
剪去头部的同种矿泉水瓶,在近
底部的侧壁同一高度处对称性
地打上若干小孔,小孔中均插入
适当长度的塑料吸管(管口弯曲度θ=90°),吸管口沿顺时针处于同一水平面,用橡皮泥密封小孔与吸管之间的缝隙,将装置悬挂在固定位置。往瓶中注入水后,水会从塑料吸管中喷出,瓶子就会转动起来。图45-10甲、乙、丙是三个瓶子的俯视平面图。小金用这三个瓶子探究影响瓶子旋转快慢的因素。
图45-10
猜想①可能与塑料吸管的数量有关;②可能与瓶内的水量有关。
实验①在瓶子上方安装一个控水装置(保证实验过程中瓶内的液面高度不变),用图甲、乙和丙三种装置进行多次实验,记录瓶子旋转5周所需的时间;②关闭控水装置,用图甲装置进行三次实验,并记录瓶子旋转5周所需的时间,数据如表。
图45-10
吸管数/支 是否控水 第一次实 验(t/s) 第二次实 验(t/s) 第三次实 验(t/s) 平均时间
(t/s)
2 是 15.6 15.4 16.1 15.7
4 是 8.9 8.3 9.2 8.8
6 是 4.9 4.3 4.7 4.6
2 否 6.1 5.6 5.7 5.8
(1)实验中瓶子的转动方向
是　　　　(选填“逆时针”
或“顺时针”)。
逆时针
(2)分析实验数据可知,关闭控水装置后,随着水面下降,瓶子的转动速度
　　　　　(选填“逐渐增大”“保持不变”或“逐渐减小”)。若忽略橡皮泥的质量,由表中的数据可得出的结论是_________________________
　 　(写出1个结论即可)。
吸管数/支 是否控水 第一次实 验(t/s) 第二次实 验(t/s) 第三次实 验(t/s) 平均时间
(t/s)
2 是 15.6 15.4 16.1 15.7
4 是 8.9 8.3 9.2 8.8
6 是 4.9 4.3 4.7 4.6
2 否 6.1 5.6 5.7 5.8
逐渐增大
其他条件相同时,吸管越多,
瓶子转动得越快(合理即可)
(3)小金猜测瓶子的转速可能还跟管口在同一平面弯曲度θ有关,请你设计实验验证他的猜测:________________________
　　　　　　　　　　 　。
控制水量和吸管数相同,
多次改变管口弯曲度θ,观察瓶子的转动快慢情况
3.过氧化氢酶可以催化过氧化氢分解产生氧气和水,它存在于所有已知动物(包括人)的各个结构中,特别在肝脏中以高浓度存在。小金以新鲜猪肝研磨液为原料,用如图45-11甲装置探究了浓度对过氧化氢酶催化作用的影响。
图45-11
实验步骤:
①在室温下取0.15 g 猪肝
研磨液和 10 mL 蒸馏水加
入图甲锥形瓶中,搅拌后塞
紧橡皮塞。
②用注射器A 从容器中抽出 2 mL气体,用注射器B 将2 mL H2O2 溶液注入容器中,固定注射器 A、B活塞,采集数据,直至反应结束。
图45-11
③用0.3 g、0.6 g 猪肝研磨
液,重复上述实验,获取瓶
内气压随时间变化的曲线
如图乙。
(1)过氧化氢酶在肝脏中
起催化作用,人体消化系统内的　　 　　　酶同样也具有催化作用。
(2)步骤②操作的目的是　　　　 　　　　　　　　　　。
唾液淀粉(合理即可)
保证注入溶液时装置中气压不变
图45-11
(3)小金分析相关数据得出的结论是______________________
　 。
其他条件不变时,过氧化氢酶的浓度越大,过氧化氢分解的速率越快
图45-11
(4)小金将一张滤纸片浸入一定浓度的新鲜肝脏研磨液中,取出晾干后,投入盛有过氧化氢溶液的烧杯中,发现滤纸片先下沉后上浮,请对此现象做出解释:_________________________
____________________________________________________
____。
下沉是因为滤纸片的重力大于受到的浮力,上浮是由于气泡附着在纸片表面使浮力大于重力