中小学教育资源及组卷应用平台
综合专题五 实验与探究
本专题包含的内容有生物探究、光学探究、力的相关探究。实验探究类题型是初中科学的重点考查题型，在中考中的比重也在逐步增加，应熟知实验探究的各种类型和步骤，并能结合相关知识点进行解答。
热点一 生物探究
【热点剖析】
生物探究题型的考查重点是实验目的的明确、实验步骤的理解和安排、实验现象和实验数据的分析处理、实验结论的得出和应用等，解题过程中要注意与已学过的生物知识相联系。
1．生产实践中，人们通常利用植物的无性生殖来栽培农作物和园林植物。
(1)如图所示的繁殖方式叫________，为提高接穗成活率，使用该方法时，应该使接穗与砧木的________紧密结合。
(2)小悟为了探究扦插材料的处理方法，上网查阅相关资料，发现这样一句话： “植物扦插茎段下端经过适宜浓度的某物质溶液处理后，能促使其生出新根。 ”这句话正确吗？为此他设计了如下实验进行探究：
第一步：准备生长健壮的同种植物枝条，切成相同的茎段若干，随机均分为两组，编号为 A、B。
第二步：将 A 组茎段的下端用某物质溶液处理，B 组茎段的下端用等量蒸馏水处理，然后放在相同且适宜的条件下培养。第三步：一段时间后观察并记录 A、B 两组茎段生出新根的数量。
结果预测与分析：
①A 组茎段生出新根的数量明显多于 B 组，说明__________________________________________________________________。
②若____________________________，说明该浓度的某物质溶液对植物茎段生根有抑制作用。
【解析】 (2)②若 A 组茎段生出新根的数量明显多于 B 组，说明该浓度的某物质溶液对植物茎段的生根有促进作用，反之则有抑制作用。
【答案】 (1)嫁接 形成层 (2)①该浓度的某物质溶液对植物茎段的生根有促进作用 ②B 组茎段生出新根的数量明显多于 A 组
2．为探究微生物是否为自发产生的，17～19 世纪，英国的尼达姆、意大利的斯帕兰扎尼和法国的巴斯德曾做过下面的实验，请分析回答下列问题。
尼达姆的实验：如图甲所示，把将煮沸的肉汤放入消过毒的玻璃烧瓶内，并立刻用软木塞盖住，数日后肉汤中发现大量蠕动着的微生物。斯帕兰扎尼的实验：①如图甲所示，将肉汤放入烧瓶，用软木塞盖住后煮沸 1 小时，几天后在肉汤中也发现了微生物；②如图乙所示，将肉汤装入烧瓶后，将烧瓶口烧成封闭，加热肉汤至沸腾 2 分钟，几天后肉汤中发现了微生物；③同操作②，但加热肉汤的时间改为沸腾 1小时，几天后，在肉汤中没有发现微生物。
巴斯德的实验：如图丙所示，将肉汤放入曲颈瓶，加热至沸腾 1 小时，一年后，肉汤中没有发现微生物。
(1)上述实验均对肉汤进行了煮沸处理，其目的都是为了________________，提高实验的可信度、科学性；在斯帕兰扎尼的实验中，实际构成了________组对照实验。
(2)对比尼达姆和斯帕兰扎尼的实验，可以推测尼达姆的实验中，肉汤污染的原因可能是：①________________________；②________________________。
(3)对比巴斯德和斯帕兰扎尼的实验，可以推测斯帕兰扎尼进行的实验③中，肉汤未被污染有可能是因为烧瓶中缺乏新鲜的________。综合他俩的实验可以得出如下结论：微生物不是自发产生的，而是由原来已经存在的________产生的。
(4)现实生活中，人们为了延长食物的保质期，有时会将一些肉、鱼、水果加工成罐头，这实际是依据图________所示的实验原理及装置设计生产的。
【解析】 (1)上述实验均对肉汤进行了煮沸处理，其目的都是杀灭肉汤中的微生物。在斯帕兰扎尼的实验中，实际构成了甲、丙和乙、丙 2 组对照实验。甲、丙作对照，变量为有无空气中的细菌进入；乙、丙作对照，变量为是否杀光肉汤中原有的细菌。 (4)将食品加工成罐头是通过高温杀灭微生物并进行密封来处理加工的，依据的原理与图乙相同。
【答案】 (1)杀灭肉汤中的微生物 2 (2)煮沸时间短，肉汤中还存在微生物 软木塞不能有效阻挡微生物的进入 (3)空气(或氧气) 微生物 (4)乙
3．斑马鱼因其基因与人类基因的相似度达 87%，且具有早期胚胎透明、发育速度快、便于体外观察等特点，成为重要的研究生物之一。为了解酒精对人胚胎发育的影响，研究人员利用斑马鱼开展了下列研究：
①选用同一对斑马鱼的受精卵，发育 24 小时，选取 50 枚发育正常的胚胎。
②使用斑马鱼胚胎培养用水稀释无水酒精，获得浓度分别为0.01%、0.1%、1%和 10%的酒精溶液。
③将斑马鱼胚胎平均分为 5 组，分别置于不同浓度的酒精溶液和斑马鱼胚胎培养用水中。在受精卵发育 72 小时后，观察胚胎存活和循环系统发育情况，记录数据如下表所示：
(1)实验材料的选取直接关系到实验的成败，选用斑马鱼进行人胚胎发育相关研究的原因是__________________________(写出一种)。
(2)在不同浓度的酒精溶液中各放入斑马鱼胚胎 10 枚而不是 1 枚，其目的是__________________________________________。
(3)由表中数据可以得出的结论是_____________________________________________________________________________。
(4)怀孕期间孕妇饮入的部分酒精会通过________和脐带从母体进入胎儿体内，对胚胎发育造成影响。
【答案】 (1)早期胚胎透明(或发育速度快、便于体外观察等，合理均可) (2)避免实验的偶然性 (3)酒精会导致胚胎存活率下降，循环系统畸形率上升，且酒精浓度越高，影响效果越明显 (4)胎盘
4．植物种子的萌发受许多因素的影响。研究人员在人工气候培养室(温度、湿度可调控)的适宜条件下进行了某品种玉米种子的萌发研究，各组种子 7 天后的萌发率数据如表所示：
(1)根据表中数据你能得出哪些结论？______________________________________________________________________(写出 2 条)。
(2)除了土壤含水量与温度之外，影响玉米种子萌发的环境因素还有________。
(3)设计实验探究：土壤含水量为 15%时，该玉米种子在 25～30 ℃温度区间内种子的萌发率与温度之间的关系。(写出简要的实验思路)
【答案】 (1)土壤含水量为 20%时，在 5～25 ℃之间，温度越高，该品种玉米种子的萌发率越高；当温度为 25 ℃时，土壤含水量在10%～20%之间，土壤含水量越高，该品种玉米种子的萌发率越高(或当温度为 5 ℃时，土壤含水量在 10%～20%之间，该品种玉米种子的萌发率为 0；当温度为 25 ℃、土壤含水量为 20%时，该品种玉米种子的萌发率最高，合理均可) (2)空气(氧气)等 (3)①选取形状大小、饱满程度相似的玉米种子若干颗；②在 25～30 ℃区间内均匀分成若干组(如分成 26 ℃、27 ℃、28 ℃、29 ℃、30 ℃五组)；③设定土壤含水量为 15%，土壤疏松且疏松程度相同，其他条件相同且适宜；④进行萌发，统计各组中种子 7 天后的萌发率。
5.海水稻是耐盐碱水稻的俗称。某海水稻研究发展中心培育的海水稻已能在盐度为0.6%的咸水(海水的平均盐度在3.5%左右)灌溉条件下正常生长结实，科研人员计划在未来将海水稻的耐盐度提高到0.8%～1.0%。科研人员为了更好地了解环境条件对某海水稻种子萌发的影响，进行了如下表所示的实验，连续管理10天后，观察并记录此海水稻种子的萌发率。
(1)若1号实验为对照组，则其环境条件应为________________。
(2)每组均选用30粒某海水稻种子进行实验，其目的是_______。
(3)1号与3、4、5号形成的对照实验，探究的是______________
________________________________。若要探究温度对某海水稻种子萌发的影响，则应选取________(填编号)实验进行比较。
(4)海水稻脱粒后的海稻米也称为海红米，其呈赤红色，含有天然可溶性红色素，营养丰富。但是，海红米即使在适宜的环境中也无法萌发，原因是__________________________________。
【答案】 (1)清水100毫升 (2)避免实验的偶然性 (3)不同盐度的咸水对某海水稻种子萌发的影响 2、3 (4)脱粒过程破坏了种子中的胚
热点二 光学探究
【热点剖析】
光学探究题型与光学知识联系紧密，考查重点有光的反射定律探究实验、光的折射规律探究实验、平面镜成像规律探究实验和凸透镜成像规律探究实验等，解题时要注意光学知识的应用和迁移。
6.为了探究光反射时的规律，实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光器和几种不同颜色的笔，设计了如图所示的实验。
(1)实验中还需要的器材是________。
(2)实验中为了使光线能在纸板上显示出来，方便实验探究，应采取的操作是________(填字母)。
A．向纸板喷烟或雾
B．使光束垂直纸板射到 O 点
C．使光束贴着纸板射到 O 点
(3)当光按照上述步骤入射时，却不能在纸板上看到反射光，这是因为______。
(4)为了便于测量和探究，需要把光路记录在纸板上，你的方法是：_________。
(5)改变光束入射的角度，多次实验，记录每次光的径迹，取下纸板，测量ON 两侧的∠i 和∠r，将数据记录在表中，根据数据得出的结论是________。
(6)若将一束光贴着纸板沿 FO 方向射到 O 点，光将沿图中的______方向射出，因为在光的反射现象中，光路具有______性。
【解析】 (1)为了测量入射角和反射角的大小，还需要的测量工具是量角器。(3)法线在纸板上，法线与镜面垂直，入射光线、法线、反射光线在同一平面内，若纸板与平面镜不垂直，则镜面的法线不在纸板上，入射光沿纸板照射后，反射光线不在纸板上，则我们在纸板上看不到反射光线。
(4)为了便于测量和研究，需要把光路记录在纸板上，可以用笔在纸板上沿着光路将其描画下来，根据两点确定一条直线，实际做法为记录每条光线的径迹时，在纸上记录两个点即可。
【答案】 (1)量角器 (2)C (3)纸板与镜面没有垂直放置 (4)记录每条光线的径迹时，在纸上记录两个点 (5)反射角等于入射角 (6)OE 可逆
7.如图所示为某班同学探究平面镜成像特点的实验装置图。
(1)小露将一块玻璃板竖直架在一把刻度尺的上面，并保持玻璃板与刻度尺垂直，再取两根完全相同的蜡烛 A 和 B 分别竖直放置在玻璃板两侧的刻度尺上，点燃蜡烛 A，进行观察和调整(如 图甲所示)。
①选用两根完全相同的蜡烛主要是为了比较像与物的________关系。
②用平板玻璃代替平面镜做实验，其好处是________________。
③该实验利用的研究方法是________________。
④实验时，小露应在______(填“A”或“B”)侧观察蜡烛 A 经玻璃板所成的像。(2)①小柯在实验中透过玻璃板看到了蜡烛 A 的 2 个清晰的像，分别位于 A′和 A″处，如图乙所示，其中 A′处的像是蜡烛 A通过玻璃板的________(填“P”或“Q”)平面成像得到的。
②小柯按照图中的测量方法，改变蜡烛 A 的位置，认真测量并记录了四组数据记录在表中，得出像距小于物距的结论。你认为他的测量方法的错误在于_____________________________。
【解析】 (1)②用透明的玻璃板代替平面镜，在物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替像的另一个物体，便于准确确定像的位置。④平面镜成的像是光的反射形成的，蜡烛 A 发出的光线经玻璃板反射，被人眼接收，才能看到像，故眼睛应在蜡烛 A 所在这一侧观察。(2)①根据物体在平面镜中成像，物、像到平面镜的距离相等，通过测量，可以得到 A 和 A′到平面镜 P 平面的距离是相等的，所以 A′是蜡烛 A 通过玻璃板 P 平面的成像得到的。②小柯测量时把像 A′到玻璃板 Q 面的距离作为像距，像距测量错误，忽略了玻璃板的厚度。
【答案】 (1)①大小 ②便于确定像的位置 ③等效替代法 ④A (2)①P ②像距测量错误，忽略了玻璃板的厚度
8.小王在实验室做探究光的折射规律的实验，请帮他完成下列探究。
(1)为了更清晰地观察水中的光路，可以采用的办法是________。
(2)随着入射角的增大，小王发现折射光线消失了，而反射光线变得跟入射光线一样亮(如图所示)。老师告诉小王，这种现象在科学中叫作“全反射” ，并让小王将每次实验的数据及观察到的现象记录下来，并查阅相关资料，制成了如下表格。
①光从水中斜射向空气时，反射能量随入射角的增大而________，当入射角 i≥________时，反射能量达到 100%，此时发生全反射。
②根据光路可逆可知，当光从空气斜射向水中时，__________(填“能”或“不能”)发生全反射，原因是_________________。
【解析】 (1)水的透明性较好，没有反射光线的物质，故我们不能看到光的传播路径，可以稍微增大水的浑浊程度，即在水中加几滴牛奶来显示光的传播路径。
【答案】 (1)在水中加几滴牛奶 (2)①增大 41.8° ②不能 光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角
9.小徐在课堂上，通过老师的教导，成功制作了水凸透镜，并完成了以下实验：
(1)在探究凸透镜成像的规律时，通过注水器调节水凸透镜的焦距为 10 厘米。将蜡烛、水凸透镜和光屏固定在如图甲所示的位置上，此时在光屏上得到清晰像的性质是倒立、________的实像。
(2)在光屏上得到清晰的像后，如果保持光屏和水凸透镜的位置不变，当蜡烛向水凸透镜靠近时，要在光屏上重新得到清晰的像，可以采取什么办法？请简要写出操作过程：_____________。
(3)白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了如图乙所示的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带(部分色光未画出)。这说明不同色光在入射三棱镜(或凸透镜)时，偏折的程度会有区别。于是，小徐使用红光、黄光和蓝光来测量水凸透镜的焦距 f 的大小(如图丙所示)。下列关于三种色光通过水凸透镜时的焦距 f 的大小关系，正确的是________(填字母)。
A．f 红>f 黄>f 蓝 B．f 红f 红>f 蓝
【解析】 (1)由图甲可知，u>v，故此时在光屏上得到的是倒立、缩小的实像。(2)光屏和水凸透镜位置保持不变，当蜡烛向水凸透镜靠近时，根据 凸透镜物近像远可知，像会成在原来像的后方，要想重新得到清晰 的像，应向水凸透镜内注水，使其对光线的会聚能力增强，使像成 在原来像的位置。
【答案】 (1)缩小 (2)通过注射器往水凸透镜中注入适量的水 (3)A (3)由题可知，凸透镜对蓝光的折光能力最强，黄光次之，红光最弱，用红光、黄光和蓝光分别平行于同一个水凸透镜的主光轴射入，红光偏折能力弱，所以红光通过水凸透镜时的焦距 f 最大，黄光次之，蓝光最小。
10．在探究凸透镜成像规律的实验中，小明用高为4厘米的发光体(由发光二极管组成)作为物体，把凸透镜固定在光具座50厘米刻度线处不动，如图甲所示。实验中记录的凸透镜成实像时的部分实验数据(数据记录时取整数)如表所示。
(1)分析上表中的数据可知，实验中所用凸透镜的焦距为________厘米。
(2)在第3次实验时，将光屏移到光具座________厘米刻度线处，光屏上会出现清晰的像。此时，若小明不小心用手指尖触碰到了凸透镜，则光屏上________(填“会”或“不会”)出现手指尖的像。
(3)根据实验数据推测，当把物体放在光具座零刻度线处时，物体通过凸透镜所成实像的高度________(填“大于”“小于”或“等于”)2厘米。
(4)小明完成实验后，又找来一个装有水的圆柱形玻璃瓶，把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过瓶和水可以看到那支笔，如图乙所示。将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，铅笔所成像的__________(填“长短”“粗细”或“笔尖朝向”)一直不会有明显的变化。
【解析】 (1)u＝2f时，成倒立、等大的实像，在第2次实验时，物、像等大，u＝2f＝20厘米，解得f＝10厘米。
(2)在第3次实验时，根据光路的可逆性，对比第1次实验，此时像距等于30厘米，由图甲可知，应将光屏移到光具座80厘米刻度线处，光屏上会出现清晰的像。若小明不小心用手指尖触碰到了凸透镜，因物距小于焦距，不能成实像，所以光屏上不会出现手指的像。
(3)根据实验数据推测，当把物体放在光具座20厘米刻度线处时，像高2厘米；当把物体放在光具座零刻度线处时，物距变大，根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”可知，物体通过凸透镜所成实像的高度小于2厘米。
(4)可将玻璃瓶和水看成一个凸透镜，将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，透过玻璃瓶会看到铅笔所成像的变化情况是：正立、放大的虚像→倒立、放大的实像→倒立、缩小的实像，一直不会有明显变化的是粗细。
【答案】 (1)10 (2)80 不会 (3)小于 (4)粗细
热点三 力的相关探究
【热点剖析】
力的相关探究题型的热门考点有弹簧弹力相关探究实验、二力平衡的条件探究实验、摩擦力大小的影响因素探究实验、固体和液体压强大小的影响因素探究实验等。
11.如图所示为科学兴趣小组的同学探究二力平衡条件的实验，将木块放置于水平桌面上，两边各用一段细绳通过定滑轮悬挂一定数量的钩码，通过观察木块的运动状态来分析二力平衡的条件。已知每个钩码重为 1 牛。请回答下列问题。
(1)当左右两边所挂钩码相同时，木块保持静止；当左边悬挂三个钩码，右边悬挂两个钩码时，木块也能保持静止，请分析出现该现象的原因：______________________________________。
(2)小明认为将木块换成带轮子的小车(如图乙所示)，实验效果会更好，其理由是______________________________________。
(3)小明将小车静止后，保持两边拉力的大小不变，然后将小车扭转到如图丙所示的位置，松手后，小车立即恢复到原来状态。设计此实验步骤的目的是为了探究_______________________。
【答案】 (1)木块与桌面间存在摩擦力 (2)小车受到的摩擦力更小 (3)二力平衡时两个力是否作用在同一直线上
12．为了探究弹簧受到拉力作用时，其伸长量与弹簧自身因素的关系，小明选择了如下器材：弹簧测力计，弹簧 A、B、C、D(其中弹簧 A、C 由同种金属丝绕制而成，弹簧 B、D 由另一种金属丝绕制而成；A、B 原来的长度均为 L0, C、D 原来的长度均为 L′0，且 A、B、C、D 的横截面均相同)。实验操作如下：他将弹簧 A、B、C、D 的左端固定，并分别用水平向右的力通过弹簧测力计拉伸弹簧，它们的长度各自增加了ΔL1、ΔL2、ΔL3 和ΔL4，如图甲、乙、丙、丁所示。
(1)实验甲中，弹簧测力计受到弹簧 A 水平向________(填“左”或“右”) 的拉力。
(2)实验甲、乙、丙、丁中，比较________， 说明弹簧的伸长量与金属丝的材料有关。
(3)小明通过比较甲、丙和乙、丁，进一步得出“同种材料制成的粗细相同的弹簧，在弹性限度内，弹簧的伸长量越大，产生的弹力越大”的结论。你认为他的结论是否正确？请说明理由。________________________________。
【答案】 (1)左 (2)甲和乙(或丙和丁) (3)否；没有控制弹簧原长相等
13．为探究液体内部压强的特点，如图甲所示，小华将开口的透明硬塑料瓶底部剪去，蒙上橡皮膜并扎紧。
(1)将甲瓶压入水中，如图乙所示，橡皮膜向内凹，说明水对橡皮膜有压强；将瓶向下压，多次改变橡皮膜在水中的深度，并比较每次橡皮膜内凹的程度，该实验小华探究的问题是__________________________________________________。
(2)在图乙的基础上，将某液体缓慢倒入瓶中，当内外液面相平时，橡皮膜仍向内凹，如图丙所示，则倒入的液体可能是________(多选，填字母)。
A．酒精(ρ酒精＝0.8×103 千克/米3)
B．植物油(ρ植物油＝0.9×103 千克/米3)
C．盐水(ρ盐水＝1.1×103 千克/米3)
D．硫酸(ρ硫酸＝1.8×103 千克/米3)
(3)将图甲中的装置倒置，然后在瓶口紧密连接一根无色透明胶管，并灌注红墨水，如图丁所示。使胶管内液面高于橡皮膜，将塑料瓶橡皮膜的一端朝各个方向放置，橡皮膜都向外凸，说明液体_______________________________________________。
(4)若将图丁装置的橡皮膜去除，右侧胶管口水平朝右，保持管口离地高度不变，如何操作可以让管口流出的液体喷射距离变远？_________________________________________________。
【解析】 (2)由图丙可知，倒入液体后，橡皮膜仍向内凹，说明倒入的液体的密度比水小，故选 AB。
【答案】 (1)液体内部的压强跟深度是否有关 (2)AB (3)朝各个方向都有压强 (4)将瓶身举高
14．在探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验中，小科做了如图甲所示的三次实验，用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两块材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。实验中第1次和第2次用相同的长木板，第3次用表面更加粗糙的长木板。
(1)比较第1、2两次实验，可以探究滑动摩擦力的大小是否与________有关。
(2)刚开始小科做第1次实验时控制不好力度，其拉力随时间变化的图像如图乙所示，木块的速度随时间变化的图像如图丙所示，则木块在第7秒时受到的摩擦力为________牛。
(3)小芳将实验方法进行了改进，实验装置如图丁所示，实验时拉着长木板沿水平地面向右运动，此时木块受到的摩擦力的大小和方向分别是____________________，改进后木板________(填“需要”或“不需要”)做匀速直线运动。
【解析】 (1)探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系时，要控制接触面的粗糙程度相同，改变压力的大小。
(2)由图丙可知，2～6秒物体做匀速直线运动，此时物体处于平衡状态，受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，由图乙知此过程的拉力为3牛，所以滑动摩擦力为3牛；6～8秒物体做减速运动，但由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力大小不变，仍为3牛。
【答案】 (1)压力大小 (2)3 (3)2.8牛，水平向右 不需要
15．某科学兴趣小组的同学在一次探究活动中测量滑块与木板之间的滑动摩擦力，实验装置如图甲所示，将一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，木板上的滑块通过轻绳绕过定滑轮(不计绳与滑轮间的摩擦)，绳的另一端悬挂托盘。实验时，在托盘中放入适量的砝码，使滑块做匀速直线运动。
(1)为了测量滑块的滑动摩擦力，需要测量的物理量是________(填序号)。
①木板的质量m1 ②滑块的质量m2 ③砝码的质量m3 ④托盘和砝码的总质量m4
(2)滑块受到的滑动摩擦力的表达式f＝________(用已知或测量的物理量符号表示)。
(3)该实验的理论依据是：____________。
(4)该实验存在一些不足之处，请你写出其中的一点：_______________________________________________________________。
(5)为了避免该实验的不足，小刚改为向左水平拉动木板，同时把砝码和托盘换为弹簧测力计且固定(如图乙所示)，来测量滑块受到的滑动摩擦力，滑块受到的滑动摩擦力的方向是________，用这种方法测出的摩擦力将比真实值________(填“偏大”“偏小”或“偏大或偏小都有可能”)。
(6)小刚在改正了图乙装置的情况下，正确地测出了滑动摩擦力的值，并改变放在滑块上的砝码，通过多次实验得到摩擦力f与作用在木板表面的压力F压的关系图像如图丙所示；把木板换成铁板，再改变放在滑块上的砝码，重复以上实验得到了得到摩擦力f与作用在铁板表面的压力F压的关系图像如图丁所示。由图丙、丁可知：木板的粗糙程度比铁板________(填“大”或“小”)，当滑块与砝码的总重力为6牛时，木块在木板上滑动时受到的摩擦力为________牛。
【解析】 (1)实验中没有使用弹簧测力计，所以摩擦力的大小只能通过托盘和砝码对绳子的拉力体现，拉力等于托盘和砝码的总重力，因此需要测量④托盘和砝码的总质量m4。
(2)滑块所受摩擦力的大小等于托盘和砝码的总重力，即f＝G＝m4g。
(4)实验中要求滑块做匀速直线运动，即托盘和砝码总重力的大小等于摩擦力，由于砝码的质量不是连续的，因此这一点很难做到。
(5)长木板向左运动，木块相对长木板向右运动，因此受到水平向左的摩擦力；由图乙可知，滑块受到的摩擦力等于受到向右的拉力和弹簧测力计的重力之和f＝F＋G弹，即F＝f－G弹，所以用这种方法测出的摩擦力将比真实值小。
【答案】 (1)④ (2)m4g (3)二力平衡 (4)难以控制滑块恰好做匀速直线运动 (5)水平向左 偏小 (6)小 2
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
综合专题五 实验与探究
本专题包含的内容有生物探究、光学探究、力的相关探究。实验探究类题型是初中科学的重点考查题型，在中考中的比重也在逐步增加，应熟知实验探究的各种类型和步骤，并能结合相关知识点进行解答。
热点一 生物探究
【热点剖析】
生物探究题型的考查重点是实验目的的明确、实验步骤的理解和安排、实验现象和实验数据的分析处理、实验结论的得出和应用等，解题过程中要注意与已学过的生物知识相联系。
1．生产实践中，人们通常利用植物的无性生殖来栽培农作物和园林植物。
(1)如图所示的繁殖方式叫________，为提高接穗成活率，使用该方法时，应该使接穗与砧木的________紧密结合。
(2)小悟为了探究扦插材料的处理方法，上网查阅相关资料，发现这样一句话： “植物扦插茎段下端经过适宜浓度的某物质溶液处理后，能促使其生出新根。 ”这句话正确吗？为此他设计了如下实验进行探究：
第一步：准备生长健壮的同种植物枝条，切成相同的茎段若干，随机均分为两组，编号为 A、B。
第二步：将 A 组茎段的下端用某物质溶液处理，B 组茎段的下端用等量蒸馏水处理，然后放在相同且适宜的条件下培养。第三步：一段时间后观察并记录 A、B 两组茎段生出新根的数量。
结果预测与分析：
①A 组茎段生出新根的数量明显多于 B 组，说明__________________________________________________________________。
②若____________________________，说明该浓度的某物质溶液对植物茎段生根有抑制作用。
2．为探究微生物是否为自发产生的，17～19 世纪，英国的尼达姆、意大利的斯帕兰扎尼和法国的巴斯德曾做过下面的实验，请分析回答下列问题。
尼达姆的实验：如图甲所示，把将煮沸的肉汤放入消过毒的玻璃烧瓶内，并立刻用软木塞盖住，数日后肉汤中发现大量蠕动着的微生物。斯帕兰扎尼的实验：①如图甲所示，将肉汤放入烧瓶，用软木塞盖住后煮沸 1 小时，几天后在肉汤中也发现了微生物；②如图乙所示，将肉汤装入烧瓶后，将烧瓶口烧成封闭，加热肉汤至沸腾 2 分钟，几天后肉汤中发现了微生物；③同操作②，但加热肉汤的时间改为沸腾 1小时，几天后，在肉汤中没有发现微生物。
巴斯德的实验：如图丙所示，将肉汤放入曲颈瓶，加热至沸腾 1 小时，一年后，肉汤中没有发现微生物。
(1)上述实验均对肉汤进行了煮沸处理，其目的都是为了________________，提高实验的可信度、科学性；在斯帕兰扎尼的实验中，实际构成了________组对照实验。
(2)对比尼达姆和斯帕兰扎尼的实验，可以推测尼达姆的实验中，肉汤污染的原因可能是：①________________________；②________________________。
(3)对比巴斯德和斯帕兰扎尼的实验，可以推测斯帕兰扎尼进行的实验③中，肉汤未被污染有可能是因为烧瓶中缺乏新鲜的________。综合他俩的实验可以得出如下结论：微生物不是自发产生的，而是由原来已经存在的________产生的。
(4)现实生活中，人们为了延长食物的保质期，有时会将一些肉、鱼、水果加工成罐头，这实际是依据图________所示的实验原理及装置设计生产的。
3．斑马鱼因其基因与人类基因的相似度达 87%，且具有早期胚胎透明、发育速度快、便于体外观察等特点，成为重要的研究生物之一。为了解酒精对人胚胎发育的影响，研究人员利用斑马鱼开展了下列研究：
①选用同一对斑马鱼的受精卵，发育 24 小时，选取 50 枚发育正常的胚胎。
②使用斑马鱼胚胎培养用水稀释无水酒精，获得浓度分别为0.01%、0.1%、1%和 10%的酒精溶液。
③将斑马鱼胚胎平均分为 5 组，分别置于不同浓度的酒精溶液和斑马鱼胚胎培养用水中。在受精卵发育 72 小时后，观察胚胎存活和循环系统发育情况，记录数据如下表所示：
(1)实验材料的选取直接关系到实验的成败，选用斑马鱼进行人胚胎发育相关研究的原因是__________________________(写出一种)。
(2)在不同浓度的酒精溶液中各放入斑马鱼胚胎 10 枚而不是 1 枚，其目的是__________________________________________。
(3)由表中数据可以得出的结论是_____________________________________________________________________________。
(4)怀孕期间孕妇饮入的部分酒精会通过________和脐带从母体进入胎儿体内，对胚胎发育造成影响。
4．植物种子的萌发受许多因素的影响。研究人员在人工气候培养室(温度、湿度可调控)的适宜条件下进行了某品种玉米种子的萌发研究，各组种子 7 天后的萌发率数据如表所示：
(1)根据表中数据你能得出哪些结论？______________________________________________________________________(写出 2 条)。
(2)除了土壤含水量与温度之外，影响玉米种子萌发的环境因素还有________。
(3)设计实验探究：土壤含水量为 15%时，该玉米种子在 25～30 ℃温度区间内种子的萌发率与温度之间的关系。(写出简要的实验思路)
5.海水稻是耐盐碱水稻的俗称。某海水稻研究发展中心培育的海水稻已能在盐度为0.6%的咸水(海水的平均盐度在3.5%左右)灌溉条件下正常生长结实，科研人员计划在未来将海水稻的耐盐度提高到0.8%～1.0%。科研人员为了更好地了解环境条件对某海水稻种子萌发的影响，进行了如下表所示的实验，连续管理10天后，观察并记录此海水稻种子的萌发率。
(1)若1号实验为对照组，则其环境条件应为________________。
(2)每组均选用30粒某海水稻种子进行实验，其目的是_______。
(3)1号与3、4、5号形成的对照实验，探究的是______________
________________________________。若要探究温度对某海水稻种子萌发的影响，则应选取________(填编号)实验进行比较。
(4)海水稻脱粒后的海稻米也称为海红米，其呈赤红色，含有天然可溶性红色素，营养丰富。但是，海红米即使在适宜的环境中也无法萌发，原因是__________________________________。
热点二 光学探究
【热点剖析】
光学探究题型与光学知识联系紧密，考查重点有光的反射定律探究实验、光的折射规律探究实验、平面镜成像规律探究实验和凸透镜成像规律探究实验等，解题时要注意光学知识的应用和迁移。
6.为了探究光反射时的规律，实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光器和几种不同颜色的笔，设计了如图所示的实验。
(1)实验中还需要的器材是________。
(2)实验中为了使光线能在纸板上显示出来，方便实验探究，应采取的操作是________(填字母)。
A．向纸板喷烟或雾
B．使光束垂直纸板射到 O 点
C．使光束贴着纸板射到 O 点
(3)当光按照上述步骤入射时，却不能在纸板上看到反射光，这是因为______。
(4)为了便于测量和探究，需要把光路记录在纸板上，你的方法是：_________。
(5)改变光束入射的角度，多次实验，记录每次光的径迹，取下纸板，测量ON 两侧的∠i 和∠r，将数据记录在表中，根据数据得出的结论是________。
(6)若将一束光贴着纸板沿 FO 方向射到 O 点，光将沿图中的______方向射出，因为在光的反射现象中，光路具有______性。
7.如图所示为某班同学探究平面镜成像特点的实验装置图。
(1)小露将一块玻璃板竖直架在一把刻度尺的上面，并保持玻璃板与刻度尺垂直，再取两根完全相同的蜡烛 A 和 B 分别竖直放置在玻璃板两侧的刻度尺上，点燃蜡烛 A，进行观察和调整(如 图甲所示)。
①选用两根完全相同的蜡烛主要是为了比较像与物的________关系。
②用平板玻璃代替平面镜做实验，其好处是________________。
③该实验利用的研究方法是________________。
④实验时，小露应在______(填“A”或“B”)侧观察蜡烛 A 经玻璃板所成的像。(2)①小柯在实验中透过玻璃板看到了蜡烛 A 的 2 个清晰的像，分别位于 A′和 A″处，如图乙所示，其中 A′处的像是蜡烛 A通过玻璃板的________(填“P”或“Q”)平面成像得到的。
②小柯按照图中的测量方法，改变蜡烛 A 的位置，认真测量并记录了四组数据记录在表中，得出像距小于物距的结论。你认为他的测量方法的错误在于_____________________________。
8.小王在实验室做探究光的折射规律的实验，请帮他完成下列探究。
(1)为了更清晰地观察水中的光路，可以采用的办法是________。
(2)随着入射角的增大，小王发现折射光线消失了，而反射光线变得跟入射光线一样亮(如图所示)。老师告诉小王，这种现象在科学中叫作“全反射” ，并让小王将每次实验的数据及观察到的现象记录下来，并查阅相关资料，制成了如下表格。
①光从水中斜射向空气时，反射能量随入射角的增大而________，当入射角 i≥________时，反射能量达到 100%，此时发生全反射。
②根据光路可逆可知，当光从空气斜射向水中时，__________(填“能”或“不能”)发生全反射，原因是_________________。
9.小徐在课堂上，通过老师的教导，成功制作了水凸透镜，并完成了以下实验：
(1)在探究凸透镜成像的规律时，通过注水器调节水凸透镜的焦距为 10 厘米。将蜡烛、水凸透镜和光屏固定在如图甲所示的位置上，此时在光屏上得到清晰像的性质是倒立、________的实像。
(2)在光屏上得到清晰的像后，如果保持光屏和水凸透镜的位置不变，当蜡烛向水凸透镜靠近时，要在光屏上重新得到清晰的像，可以采取什么办法？请简要写出操作过程：_____________。
(3)白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了如图乙所示的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带(部分色光未画出)。这说明不同色光在入射三棱镜(或凸透镜)时，偏折的程度会有区别。于是，小徐使用红光、黄光和蓝光来测量水凸透镜的焦距 f 的大小(如图丙所示)。下列关于三种色光通过水凸透镜时的焦距 f 的大小关系，正确的是________(填字母)。
A．f 红>f 黄>f 蓝 B．f 红f 红>f 蓝
10．在探究凸透镜成像规律的实验中，小明用高为4厘米的发光体(由发光二极管组成)作为物体，把凸透镜固定在光具座50厘米刻度线处不动，如图甲所示。实验中记录的凸透镜成实像时的部分实验数据(数据记录时取整数)如表所示。
(1)分析上表中的数据可知，实验中所用凸透镜的焦距为________厘米。
(2)在第3次实验时，将光屏移到光具座________厘米刻度线处，光屏上会出现清晰的像。此时，若小明不小心用手指尖触碰到了凸透镜，则光屏上________(填“会”或“不会”)出现手指尖的像。
(3)根据实验数据推测，当把物体放在光具座零刻度线处时，物体通过凸透镜所成实像的高度________(填“大于”“小于”或“等于”)2厘米。
(4)小明完成实验后，又找来一个装有水的圆柱形玻璃瓶，把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过瓶和水可以看到那支笔，如图乙所示。将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，铅笔所成像的__________(填“长短”“粗细”或“笔尖朝向”)一直不会有明显的变化。
热点三 力的相关探究
【热点剖析】
力的相关探究题型的热门考点有弹簧弹力相关探究实验、二力平衡的条件探究实验、摩擦力大小的影响因素探究实验、固体和液体压强大小的影响因素探究实验等。
11.如图所示为科学兴趣小组的同学探究二力平衡条件的实验，将木块放置于水平桌面上，两边各用一段细绳通过定滑轮悬挂一定数量的钩码，通过观察木块的运动状态来分析二力平衡的条件。已知每个钩码重为 1 牛。请回答下列问题。
(1)当左右两边所挂钩码相同时，木块保持静止；当左边悬挂三个钩码，右边悬挂两个钩码时，木块也能保持静止，请分析出现该现象的原因：______________________________________。
(2)小明认为将木块换成带轮子的小车(如图乙所示)，实验效果会更好，其理由是______________________________________。
(3)小明将小车静止后，保持两边拉力的大小不变，然后将小车扭转到如图丙所示的位置，松手后，小车立即恢复到原来状态。设计此实验步骤的目的是为了探究_______________________。
12．为了探究弹簧受到拉力作用时，其伸长量与弹簧自身因素的关系，小明选择了如下器材：弹簧测力计，弹簧 A、B、C、D(其中弹簧 A、C 由同种金属丝绕制而成，弹簧 B、D 由另一种金属丝绕制而成；A、B 原来的长度均为 L0, C、D 原来的长度均为 L′0，且 A、B、C、D 的横截面均相同)。实验操作如下：他将弹簧 A、B、C、D 的左端固定，并分别用水平向右的力通过弹簧测力计拉伸弹簧，它们的长度各自增加了ΔL1、ΔL2、ΔL3 和ΔL4，如图甲、乙、丙、丁所示。
(1)实验甲中，弹簧测力计受到弹簧 A 水平向________(填“左”或“右”) 的拉力。
(2)实验甲、乙、丙、丁中，比较________， 说明弹簧的伸长量与金属丝的材料有关。
(3)小明通过比较甲、丙和乙、丁，进一步得出“同种材料制成的粗细相同的弹簧，在弹性限度内，弹簧的伸长量越大，产生的弹力越大”的结论。你认为他的结论是否正确？请说明理由。________________________________。
13．为探究液体内部压强的特点，如图甲所示，小华将开口的透明硬塑料瓶底部剪去，蒙上橡皮膜并扎紧。
(1)将甲瓶压入水中，如图乙所示，橡皮膜向内凹，说明水对橡皮膜有压强；将瓶向下压，多次改变橡皮膜在水中的深度，并比较每次橡皮膜内凹的程度，该实验小华探究的问题是__________________________________________________。
(2)在图乙的基础上，将某液体缓慢倒入瓶中，当内外液面相平时，橡皮膜仍向内凹，如图丙所示，则倒入的液体可能是________(多选，填字母)。
A．酒精(ρ酒精＝0.8×103 千克/米3)
B．植物油(ρ植物油＝0.9×103 千克/米3)
C．盐水(ρ盐水＝1.1×103 千克/米3)
D．硫酸(ρ硫酸＝1.8×103 千克/米3)
(3)将图甲中的装置倒置，然后在瓶口紧密连接一根无色透明胶管，并灌注红墨水，如图丁所示。使胶管内液面高于橡皮膜，将塑料瓶橡皮膜的一端朝各个方向放置，橡皮膜都向外凸，说明液体_______________________________________________。
(4)若将图丁装置的橡皮膜去除，右侧胶管口水平朝右，保持管口离地高度不变，如何操作可以让管口流出的液体喷射距离变远？_________________________________________________。
14．在探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验中，小科做了如图甲所示的三次实验，用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两块材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。实验中第1次和第2次用相同的长木板，第3次用表面更加粗糙的长木板。
(1)比较第1、2两次实验，可以探究滑动摩擦力的大小是否与________有关。
(2)刚开始小科做第1次实验时控制不好力度，其拉力随时间变化的图像如图乙所示，木块的速度随时间变化的图像如图丙所示，则木块在第7秒时受到的摩擦力为________牛。
(3)小芳将实验方法进行了改进，实验装置如图丁所示，实验时拉着长木板沿水平地面向右运动，此时木块受到的摩擦力的大小和方向分别是____________________，改进后木板________(填“需要”或“不需要”)做匀速直线运动。
15．某科学兴趣小组的同学在一次探究活动中测量滑块与木板之间的滑动摩擦力，实验装置如图甲所示，将一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，木板上的滑块通过轻绳绕过定滑轮(不计绳与滑轮间的摩擦)，绳的另一端悬挂托盘。实验时，在托盘中放入适量的砝码，使滑块做匀速直线运动。
(1)为了测量滑块的滑动摩擦力，需要测量的物理量是________(填序号)。
①木板的质量m1 ②滑块的质量m2 ③砝码的质量m3 ④托盘和砝码的总质量m4
(2)滑块受到的滑动摩擦力的表达式f＝________(用已知或测量的物理量符号表示)。
(3)该实验的理论依据是：____________。
(4)该实验存在一些不足之处，请你写出其中的一点：_______________________________________________________________。
(5)为了避免该实验的不足，小刚改为向左水平拉动木板，同时把砝码和托盘换为弹簧测力计且固定(如图乙所示)，来测量滑块受到的滑动摩擦力，滑块受到的滑动摩擦力的方向是________，用这种方法测出的摩擦力将比真实值________(填“偏大”“偏小”或“偏大或偏小都有可能”)。
(6)小刚在改正了图乙装置的情况下，正确地测出了滑动摩擦力的值，并改变放在滑块上的砝码，通过多次实验得到摩擦力f与作用在木板表面的压力F压的关系图像如图丙所示；把木板换成铁板，再改变放在滑块上的砝码，重复以上实验得到了得到摩擦力f与作用在铁板表面的压力F压的关系图像如图丁所示。由图丙、丁可知：木板的粗糙程度比铁板________(填“大”或“小”)，当滑块与砝码的总重力为6牛时，木块在木板上滑动时受到的摩擦力为________牛。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2页 （共 2 页）
