第2章 对环境的察觉 实验探究题专项训练（含答案）

七下科学第二章 实验探究题专项训练
1、 在学习吉他的演奏过程中，小科发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，他决定对此进行研究，经过和同学们讨论，提出了以下猜想：
猜想1：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关。
猜想2：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关。
猜想3：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关。
猜想4：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的松紧程度有关。
猜想5：琴弦发出声音的音调高低，可能与拨动琴弦的力的大小有关。
为了验证上述猜想是否正确，他找来了下表所列的5种规格的琴弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，频率越大，音调越高。于是他借来了一个能够测量振动频率的仪器进行实验。
（1）经过讨论，小科发现以上5个猜想中有一个肯定不正确，请你找出来并说明理由。 （2）在松紧程度保持不变的前提下，小科做了以下实验，重复实验取平均值后得到如下数据。
请分析长度与横截面积，哪个对音调的影响更大，并说明理由。
编号 材料 长度（cm） 横截面积（） 振动频率（Hz）
1 铜 40 0.8 400
2 铜 80 0.8 200
3 铜 160 0.8 100
4 铜 80 0.4 800
5 铜 80 1.6 50
为了探究猜想3，小科该如何设计实验方案（材料有铁丝、纤维、尼龙，与编号2进行对比）。
2、教室的窗玻璃是双层的，课间，同学在窗外敲玻璃时，小明感觉双层玻璃与单层玻璃的振动情况不一样，于是他想探究“受敲击时，双层玻璃和单层玻璃的振动强弱情况”．为此，小明进行了以下实验：
①将单层玻璃板固定在有一定倾角的斜面上，把玻璃球靠在玻璃板的右侧，把橡胶球悬挂在支架上靠在玻璃板的左侧（如图）．
②随意拉开橡胶球，放手后让其敲击玻璃板，玻璃球被弹开，记下玻璃球被弹出的距离，共做10次．
③第三步骤·············
（1）第三步骤是______________________
（2）实验后，发现玻璃球被弹开距离的数据比较杂乱，这与实验中的哪一操作不当有关？
___________________________________．小明改进后，重做了实验，获得了如下数据：
(3)受到橡胶球的敲击时，玻璃板振动的强弱是通过__________________来反映的．
(4)根据上表中的实验数据分析，可以得出的结论是________________________．
3、 噪音常常影响人们的生活和学习，某学习小组为此开展了“制作护耳器”项目化活动：
【选择材料】
（1）分别准备四种不同材料，进行隔音效果的测试。在远处固定某一位置放置一声源，选择其中一种材料罩住两只耳朵，慢慢向前移动，当你恰好能听到声音时就停下来，用米尺测量声源到人的距离，重复3次，取平均值。再分别选择其他三种材料重复上述步骤，得到下表的数据。通过数据分析，学习小组应选择四种材料中____________作为隔音材料。
材料 塑料袋 报纸 棉布 海绵
声源到人的平均距离/米 5.2 2.8 2.1 1.2
【制作】
（2）学习小组同学选择合适的材料后，制作了多种样式的护耳器。请你再提出一个可能影响护耳器隔音效果的因素。__________________；
【评价】
（3）设计作品的成功与否，要从多个方面综合考虑。下表是针对“制作护耳器”活动设计的评价表。请将表中“______”处补充完整；
制作护耳器评价表
评价指标 作品等级
优秀 合格 待改进
制作过程和取材难度 制作过程简单，取材容易。 制作过程简单，取材难度大。或制作过程复杂，取材容易 制作过程复杂，取材难度大。
隔音效果和舒适性 隔音效果好，舒适性高。 隔音效果好，舒适性低，或隔音效果差，舒适性高 隔音效果差，舒适性低。
______和______ ____________
【改进】
（4）某同学制作了如下图所示样式的护耳器。根据评价表，该作品“隔音效果与舒适性”被评为合格。评价小组认为该作品虽然隔音效果好，但是佩戴时挤压耳廓，舒适性较差。为使该作品达到优秀，请你对该作品提出合理的改进建议：__________________。
4、在探究声音的产生与传播时，小明和小华一起做了下面的实验：
（1）如图①所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，可观察 ，这说明了 。此探究中悬挂着的乒乓球的作用是 。
（2）如图②所示，为了验证（1）中的探究结论，小华同学用手使劲敲桌子，桌子发出了很大的声响，但他几乎没有看到桌子的振动，为了明显地看到实验现象，你的改进方法是： 。
（3）如图③所示，敲响右边的音叉，左边完全相同的音叉也会发声，并且把泡沫塑料球弹起。该实验能说明 可以传声。
（4）如图④所示，把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，将听到 ，并由此推理可知： 。
5、小闻同学按如图所示将四个相同的玻璃瓶里装水，水面高度不同。用嘴贴着瓶口吹气，如果能分辨出“do（1）、re（2）、mi（3）、fa（4）”四个音阶，就能探究出“音调与空气柱长短的关系”。请回答下列问题：
（1）小闻同学对瓶吹气时会引起______振动；
（2）小闻同学分辨出A、B、C、D四个瓶子中发出的声音分别对应do（1）、re（2）、mi（3）、fa（4）四个音阶，可以得出的结论是：________________________________________________；
（3）如果改用筷子敲打瓶子，那么音调从高到低的排序为____________（填瓶子序号）；
（4）小闻同学利用同一个声音传感器将实验过程中三次敲打瓶子产生的波形图拍了下来，如下图所示，则下列说法正确的是______。
A．三次实验小闻是用不同大小的力度敲击了同一个瓶子
B．三次实验小闻是用相同的力度敲击了不同的瓶子
C．甲、乙两图对应的实验中，瓶子振动的快慢相同
D．三次实验，小闻敲击瓶子产生的声音音色相同
6、如图所示，找一个空的易拉罐，用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔，将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点：
（1）烛焰在塑料薄膜上所成的像是______（填“实像”或“虚像”）；与其成像原理相同的是______；
A．雨后彩虹 B．水中“倒影” C．皮影戏 D．潜望镜
（2）如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是______；
A．三角形光斑 B．圆形光斑 C．烛焰的正立像 D．烛焰的倒立像
（3）为了增大烛焰所成的像，可采取的办法是： ；
（4）从右侧眼睛看过去，将蜡烛在孔前绕顺时针旋转，则人眼看到的塑料薄膜上的像是______（选填“顺”或“逆”）时针旋转的；
（5）晴天，太阳透过树叶缝隙形成的圆形光斑与上述的原理相同，那么，其圆形光斑大小不一的原因是 ；
（6）薄膜上一直没有观察到像的原因是 。
7、小金和同桌小徐为了“探究光的反射规律”，进行了如图实验：
（1）小金按图甲所示的装置进行实验，纸版上显示出了入射光EO和反射光OF的径迹，小华想把光的径迹保留在纸板上以便研究，请你为他设计一个保留的方法： ；
（2）当在图甲上出现反射光OF后，小金以ON为轴旋转该纸板，如图乙，观察纸板上能否出现反射光，他的设计意图是为了探究 ；
（3）小明让光沿FO方向入射，发现反射光沿OE方向射出，说明在光的反射现象中___________；
（4）小徐测出一组入射角和反射角的大小后，准备整理器材，但小金告诉小徐，实验还未结束，原因是 。
8、小金在探究“平而镜成像特点”时，完成如图甲、乙所示操作，回答问题：
（1）图甲选用的A蜡烛和B蜡烛要相同，其目的是 ，此时蜡烛B在玻璃板后的纸而上来回移动，发现无法让它与蜡烛A的像完全重合。你分析出现这种情况的原因可能是： 。
（2）多次改变蜡烛的位置进行实验的目的是 。
（3）图乙是他们经过三次实验后，在白纸上记录的像与物对应点的位置。为了完成该实验，除了图中出示的器材，还需要的实验器材是___________。他们下一步应该怎样利用和处理这张“白纸”上的信息得出实验结论 。
（4）玻璃板的操作对该实验非常重要，下列操作中对实验结论的得出无影响的是___________。
A.玻璃板未与白纸板垂直（如图Ⅰ）
B.玻璃板放置时与白纸板垂直，但未与白纸的XY边平行（如图Ⅱ）
C.玻璃板放置正确，但实验过程中忘了画出它所在的位置，只记录了蜡烛和像所在点（如图Ⅲ）
9、在研究“平面镜成像特点”的实验中，选取完全相同的蜡烛A和B，高为7cm。如图甲所示，在竖直的玻璃板前10cm处放一支点燃的蜡烛A，烛焰高2cm。
（1）最好选用___________玻璃板（选填“茶色”“无色透明”）进行实验。
（2）选取A、B两支相同的蜡烛是为了比 。
（3）在利用蜡烛B确定出蜡烛A成像的位置后，移去蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，光屏上不能得到蜡烛A的像。则平面镜所成的像是_______像。（选填“实”、“虚”）
（4）根据平面镜成像的特点可判断，身高1.7m的人，站在镜前5m处，他在镜中所成的像到平面镜的距离是_________m；当他远离平面镜时，像的大小________（选填“变大”、“变小”、“不变”）。
（5）如图乙所示，如果玻璃板没有竖直放置，实验中会出现的情况是___________。
10、如图甲是航天员王亚平在太空授课时做水球实验的情形，此时的水球相当于一个凸透镜，小明用自制的水透镜来探究凸透镜成像的规律。

（1）要求烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度，目的是 ；
（2）向水透镜注入水，如图乙所示，在光屏上能看到清晰的像，此像是______ （选填“放大”、“缩小”或“等大”）、倒立的；生活中的______ （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像原理与此原理相似，此时若仅将蜡烛与光屏的位置对调，则在光屏上______（选填“能”或“不能”）看到清晰的像；
（3）继续注水，要使像清晰，可将光屏靠近透镜，这是因为水球注水越多，水透镜折光能力越______，焦距越______；
（4）在图乙所示的实验场景下，小明把一副眼镜放在蜡烛和水透镜之间，如图丙所示，光屏上的像变模糊了。当从水透镜中抽出适量的水后，发现像再次变得清晰，由此判断该眼镜是 （选填“近视镜”或“远视镜”），如果不抽水，将光屏向______（选填“左”或“右”）移动，也能在光屏上看到清晰的像。
11、小虎同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验：
（1）实验前，应调节烛焰与光屏，使它们的中心在凸透镜的______上，目的是______；
（2）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的实像，若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至______cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像；
（3）若实验中用手遮住凸透镜的一半，则光屏上______（选填“能”或“不能”）出现完整的像；
（4）如图乙所示，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则人眼在______（选填“A”或“B”或“C”）处能观察到蜡烛的像，像是图丙中的______（选填“1”、“2”、“3”、“4”）；
（5）如图丁所示，小田在烛焰和凸透镜之间放一副近视眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向_____（选填“靠近”或“远离”）透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像；
（6）实验进行一段时间后，蜡烛燃烧变短，蜡烛的像会“跑”到光屏 _____方。若要使蜡烛的像重新回到光屏中央，应当怎样操作： 。
广告投影灯（见图甲）正受到越来越多的商家欢迎，科学课上同学们开展了“投影灯的设计和制作”项目化活动。活动包括观察分析、设计并制作、评价、展示与优化四个环节。
（1）【观察分析】设计制作投影灯前，首先体验、拆解投影灯，了解其布局和基本原理。其原理如下图所示，通过凸透镜将透明图标上的彩色图案呈现在地面上。由于图标本身不发光，需要光源照射到图标上。为了使投影效果最佳，同时能使地面上像的颜色与彩色图标的颜色尽可能相同，请在图乙中12、画出光源的摆放位置并写出光源的颜色。（说明：用圆形代表光源）
（2）【设计制作】制作投影灯时，要选择焦距合适的凸透镜，才能在地面上呈现大小合适清晰的像。那么如何测得所选透镜的焦距呢？请选择一种合适的方法加以说明；
（3）【评价】评价量规即是作品制作过程的指引，又是作品等级评定的依据。制作投影灯时，投影效果是关键。如果让你去设计投影效果评价量规，你将设置哪些方面的评价指标？请将下表中__________处补充完整（请写出三种）；
投影效果评价量规
评价指标1 评价指标2 评价指标3 …
__________ __________ __________
（4）【展示与优化】某同学制作了一台简易投影灯，但发现在使用过程中投影图像过小，达不到老师所要求的投影直径30cm-50cm的要求，那么在不改变图标大小的情况下他该如何改进？
。
13、放大镜是小文最喜欢的观察工具之一，在学校项目化“制作凸透镜”的学习中，更深刻的理解了凸透镜的相关知识。现在他决定按照上课时的方式重新教给小珊学习并一起合作完成。
项目化制作凸透镜
（1）情景导入，明确任务：观察放大镜的结构，发现是中间厚边缘薄的特点，并且还发现放大镜还标有具体的焦距f；
（2）收集资料，制定方案：经讨论决定采用以下器材：塑料可乐瓶，剪刀，热熔胶，水。用剪刀剪取塑料可乐瓶的凸起部位一样大小的两块，凸起部位朝外，中间装满水，弄热熔胶封闭连接处。然后测焦距。
（3）自主协作，具体实施：
如果你是小文，该怎么测焦距？① 。
（4）点拨引导，过程检查：小文帮助小珊完成剪圆片和封口步骤，不让水流出。
（5）展示成果，修正完善：见下图。
（6）评估检测，拓展升华：由妈妈进行打分，请你帮小文的妈妈完善评价量规表：
制作水凸透镜的评价量规
评价指标 作品等级
优秀 合格 待改进
结构完整与美观效果 不漏水，有手柄且美观 不漏水、无手柄、美观 ②__________
（7）小文测出此凸透镜的焦距为，准备拿来巩固凸透镜成像规律。
（8）在探究凸透镜成像的规律时，有一组数据是将蜡烛、水凸透镜和光屏固定在如图甲所示的位置，请问此时是哪个工具的原理？（选填放大镜、投影仪或照相机），并说明理由？③
。
（9）小文想起科学课上老师对甲装置进行了改进，将蜡烛换成带“F”形的LED灯，光屏贴上方格纸，如图乙所示，请写出改进后的一个优点：④ 。
参考答案：
1、（1）猜想5不正确，因为拨动琴弦力的大小只会影响琴弦的振动幅度，即声音的响度，不会影响其音调；
（2）对比表1、2、3组数据可知，琴弦的材料相同，横截面积相同时，长度变为原来的2倍，振动频率变为原来的1/2；对比表2、4、5组数据可知，琴弦的材料相同，长度也相同时，横截面积变为原来的2倍，振动频率变为原来的1/4；故横截面积对音调的影响较大。
（3）实验方案：取长度均为80cm，横截面积均为0.8mm2的铁丝、纤维、尼龙，保持琴弦的松紧度不变，拨动琴弦测量振动频率，重复实验取平均值，记录实验数据填写在下面表格，比较数据得出结论。
编号 材料 长度（cm） 横截面积（mm2） 振动频率（Hz）
1 铜 80 0.8
2 铁丝 80 0.8
3 纤维 80 0.8
4 尼龙 80 0.8
2、（1）换成双层玻璃重复上述实验；（2）随意拉开橡胶球，放手后让其敲击玻璃板；
（3）玻璃球被弹开的距离； （4）受敲击时，单层玻璃比双层玻璃的振动强．
3、（1）海绵；（2）材料的厚度；（3）环保性、安全性、是否美观和成本高低；材料环保，成本低（4）因佩戴时挤压耳廓，舒适性较差，为使该产品达到优秀，改进意见：改成入耳式，贴合耳道的耳塞。
4、（1）乒乓球弹跳起来；发声的物体在振动；将音叉的振动放大；
（2）在桌面上撒一些纸屑；
（3）空气；
（4）铃声越来越小；真空不能传声
5、（1）空气中（2）声源越短，音调越高；（3）ABCD（4）BC
6、（1）实像 C （2）D （3）将蜡烛靠近小孔 （4）顺 （5）树叶间的缝隙离地面的距离不同 （6）环境太亮
7、（1）用笔沿光的传播路径划线：（2）入射光线、反射光线和法线是否在同一平面内；
（3）光路是可逆的；（4）应多次实验，获得普遍规律。
8、（1）比较物和像的大小关系；玻璃板未与白纸板垂直；（2）探究物和像的关系，得到普遍规律；
（3）刻度尺；先连接像点和物点，再用刻度尺测量物和像到平面镜的距离，得出结论：像和物关于平面镜对称。（4）B
9、（1）茶色（2）像和物的大小关系（3）虚（4）5；不变（5）蜡烛成的像不与蜡烛重合。
10、（1）使像成在光屏中央；（2）缩小；照相机；能；（3）强；小；（4）远视镜；左。
11、（1）同一高度；光屏的中央；（2）放大；40；（3）能；（4）B；4；（5）上；蜡烛上移或光屏上移或凸透镜下移。
12、（1）图标本身不发光，需要光源照到图标上，光源放在图标正上方。图略；光源颜色为白色；
（2）让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，直到白纸上出现最小、最亮的光斑，测出光斑到凸透镜的距离，即为凸透镜的焦距。
（3）投影效果评价指标有：大小、亮度、清晰度（颜色、形状变形等）
（4）凸透镜成实像时，物近像远像变大，要使投影图像变大，必须减小图标到凸透镜的距离（减小a），增大凸透镜到地面的距离（增大b）。
13、（1）让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，直到白纸上出现最小、最亮的光斑，测出光斑到凸透镜的距离，即为凸透镜的焦距。
（2）如果漏水、无手柄、不美观，需要改进；
（3）照相机；因为物距u=70cm-20cm=50cm，u>2f，成倒立缩小的实像；
（4）蜡烛换成LED灯的优点：实验现象更明显，更容易观察，减少污染等；光屏换成带有方格的光屏的优点：便于比较像的大小。