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第一章
教科版2024八年级
《走进实验室》
【学霸提优】
01
课标要求
02
重难突破
03
题型讲解
04
记忆口诀
05
思维导图
06
习题精讲
07
作业布置
1
课标要求
1.3.4了解物质世界的大致尺度。
2.2.1会选用适当的工具测量长度和时间,会根据生活经验估测长度和时间。
4.1.4用刻度尺测量长度,用表测量时间。
5.1.1能发现日常生活中与物理学有关的问题,提出解决方案。
2
重难突破
【考点1】常见长度单位的估测
【典例1】如图所示,在党和国家的关怀下,某县教育局为本县乡镇中学新安装了一批智慧黑板。这批智慧黑板的显示屏是80吋的(即显示屏的对角线长80吋,1吋=2.54cm),根据图片及以上信息,你估测智慧黑板的长度约为( )
A.50cm B.100cm C.200cm D.400cm
【答案】D
【详解】根据题意可得,智慧黑板的显示屏的对角线的长度为
根据常见物体的长度可知,黑板的宽度与显示屏等宽,约为100cm,则显示屏的长度约为
从图片可知,显示屏的长度约占黑板长度的0.4倍,因此智慧黑板
的长度约为 400cm与此接近,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
2
重难突破
【变式1-1】2024年1月13日,哈尔滨冰雪嘉年华园区内,立起了第九届亚洲冬季运动会吉祥物“滨滨”“妮妮”充气人偶,吸引了众多游客打卡。如图所示是游客在旁边拍照的情景。请你根据图片信息,估测该充气人偶的高度约为( )
A.80mm B.80cm C.15dm D.10m
【答案】D
【详解】成年人的身高约170cm,该充气人偶的高度约为成年人身高的5倍,高度约
5×170cm=850cm=8500mm=85dm=8.5m
故选D。
2
重难突破
【变式1-2】如图所示,科研人员正在展示我国海洋探测所用的“海燕”清海机。根据图片信息判断,“海燕”的长度最接近( )
A. 0.2m B. 2m C. 10m D. 20m
【答案】B
【详解】如图“海燕”的长度接近5个成年人的宽度,一个成年人宽度大约0.4m~0.6m,故“海燕”的长度大约2m~3m,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
2
重难突破
【考点2】停表的使用和读数
【典例2】小明用停表测量一段时间,计时如图所示,所测时间为 s。
【答案】338.5
【详解】由图示秒表可知,该停表大表盘每1s中被分割成10格,每格表示0.1s,即该停表大表盘分度值是0.1s。在停表的中间表盘上(分针),中间有两个小格,所以一个小格代表0.5min,指针在“5”和“6”之间,所以分针指示的时间为5min。在停表的小表盘上,由于分针更偏向“6”一侧,所以分针指针大于5min30s,所以秒针指示的时间为38.5s,即停表的读数为5min38.5s=338.5s。
2
重难突破
【变式2-1】如图所示是测量时间常用的机械停表,该机械停表的分度值是
s,此时停表的读数是 。
【答案】 0.1 337.5
【详解】[1]小盘为分针表盘,大盘为秒针表盘,大盘一大格表示1s,一大格分为十格,一小格表示0.1s,所以停表的分度值为0.1s。
[2]停表小盘分度值为0.5min,指针在5和6之间,偏向6,示数为5min,大盘示数应大于30s,大盘分度值为0.1s,示数为37.5s,所以,停表读数为t=5min37.5s=337.5s
2
重难突破
【变式2-2】图中停表的示数是 s,大表盘分度值 。
【答案】 32.4 0.1s
【详解】[1][2]停表小盘分度值为0.5min,指针在0和1之间,偏向1,所以示数不足1min,大盘示数应大于30s,大盘分度值为0.1s,示数为32.4s,所以,停表读数为32.4s。
2
重难突破
【考点3】降落伞比赛实验设计中应注意的几个问题
【典例3】降落伞是让人或物体从空中安全降落到地面的一种工具,广泛用于应急救生、空投物资等。物理实验小组对“降落伞在空中滞留时间的影响因素”展开了实验,他们提出如下猜想:
猜想一:降落伞在空中滞留时间与伞面的材料有关;
猜想二:降落伞在空中滞留时间与伞面的面积有关;
猜想三:降落伞在空中滞留时间与伞和重物的总质量有关;
实验 次数 伞面 材料 伞面面 积/cm2 伞和重物的 总质量/g 滞留时间/s 第l次 第2次 第3次 平均值
1 纱布 1200 200 8.6 8.5 8.7 8.6
2 棉布 1200 200 9.3 9.5 9.4 9.4
3 防水布 1200 230 10.7 10.8 10.9 10.8
4 防水布 1500 230 13.1 13.4 13.4 13.3
5 纱布 230
2
重难突破
(1)同学们从实验室找来了纱布、棉布、防水布、透明胶带、绳子、天平、空塑料盒(带盖子)、细沙。如图所示,将装有沙子的塑料盒挂在降落伞上,并使它从三楼窗户处自由下落(纱布、棉布、防水布规格均有1200cm2和1500cm2两种)。同学们发现缺少一种测量工具 ,完善实验器材后继续实验,获得以下数据:
(2)在验证猜想一、二时,要控制 不变;
(3)通过表格信息可得出:当降落伞和重物总质量相等、降落伞材料相同时,降落伞的伞面面积越 (选填“大”或“小”),降落伞在空中的滞留时间越长;
(4)通过表格中 次的实验数据还能得出,降落伞在空中的滞留时间与降落伞的材料有关;
2
重难突破
(5)针对上述猜想三,同学们发现所收集的数据并不完整,经大家讨论,表格中横线位置应填 ;
(6)实验结束后,小西将装有半盒和满盒细沙的塑料盒,分别从三楼窗户处自由下落,两次下落时间都为1.2s,比带有降落伞的时间明显小。小西分析,降落伞是通过增大 增大降落伞所受的空气阻力,从而增大了降落伞在空中的滞留时间;
(7)以上实验,用到的科学探究方法是 。
2
重难突破
【答案】 秒表 伞和重物的总质量不变 大 1、2 1200cm2 伞面面积 控制变量法
【详解】(1)[1]降落伞在空中滞留时间需要用秒表测量。
(2)[2]验证猜想一:降落伞的滞留时间与伞面的材料有关,需要控制伞面的面积相同、伞和重物的总质量不变; 验证猜想二:降落伞的滞留时间与伞面的面积有关,需要控制伞面材料相同,伞和重物的总质量不变; 所以在验证猜想一、二时,要控制伞和重物的总质量不变。
(3)[3]由实验3、4分析可知,当降落伞和重物总质量相等、降落伞材料相同时,降落伞的伞面面积越大,降落伞在空中的滞留时间越长。
(4)[4]由实验1、2分析可知,伞面面积相同,伞和重物的总质量相同,伞的材料不同,滞留时间不同。
(5)[5]猜想三:降落伞在空中滞留时间与伞和重物的总质量有关,表格中没有相同材质、相同伞面面积,分析滞留时间与伞和重物的总质量的相关数据,所以实验5的伞面面积为1200cm2,可以与实验1做对比实验。
(6) [6]小西将装有半盒和满盒细沙的塑料盒,分别从三楼窗户处自由下落,两次下落时间都为12s,说明塑料盒滞留时间与质量无关,降落伞是通过增大伞面面积增大降落伞所受的空气阻力,从而增大了降落伞在空中的滞留时间。
(7)[7]当研究问题受多个因素影响时,探究与其中一个因素关系时,应采用控制变量法。
2
重难突破
【变式3-1】下面是某小组同学进行降落伞比赛所记录的实验数据,请你帮他们完成实验后的分析与论证。
实验次数 降落伞绳长 降落伞的形状 降落伞的面积 降落伞的高度 降落伞的总质量 降落伞在空中滞留的时间
1 1m 圆形 0.5m2 3m 20g 3.67s
2 1m 圆形 1m2 3m 20g 5.82s
3 1m 圆形 1m2 3m 30g 4.91s
4 1m 正方形 1m2 3m 20g 5.82s
5 1.5m 正方形 1m2 3m 20g 5.82s
6 1.5m 正方形 1m2 6m 20g 9.24s
2
重难突破
根据下表数据分析:
(1)比较1、2两组数据可知在其他条件一定的情况下降落伞在空中滞留的时间与降落伞 有关,降落伞 越大,降落伞在空中滞留的时间越长;
(2)比较2、3两组数据可知在其他条件一定的情况下降落伞在空中滞留的时间与降落伞 有关,降落伞 越大,降落伞在空中滞留的时间越短;
(3)比较2、4两组数据可知在其他条件一定的情况下降落伞在空中滞留的时间与降落伞 无关,比较4、5两组数据可知在其他条件一定的情况下降落伞在空中滞留的时间与降落伞 无关;
(4)比较5、6两组数据可知在其他条件一定的情况下降落伞在空中滞留的时间与降落伞 有关,降落伞 越大,降落伞在空中滞留的时间越长;
(5)设计实验时,常用的方法是先考察其中一个因素对研究问题的影响,而保持其他因素不变,这种方法叫 ,这里说的 就是那些影响问题的因素。
2
重难突破
【答案】(1) 面积 面积 (2) 总质量 总质量 (3) 形状 绳长
(4) 高度 高度 (5) 控制变量法 变量
【详解】(1)[1][2]比较1、2两组数据可知:保持不变的因素有:降落伞的伞绳长、降落伞的形状、降落伞的总质量、降落伞释放高度;降落伞的面积不同,引起降落伞滞留时间不同,而且降落伞的面积越大,降落伞滞留时间越长,由此可知:降落伞滞留时间的长短与降落伞的面积有关,在其它因素都相同时,降落伞的面积越大,降落伞滞留时间越长。
(2)[3][4]比较2、3两组数据可知:保持不变的因素有:降落伞的伞绳长、降落伞的形状、降落伞的面积、降落伞释放高度;降落伞的总质量不同,引起降落伞滞留时间不同,而且降落伞的总质量越大,降落伞滞留时间越长,由此可知:降落伞滞留时间的长短与降落伞的总质量有关,总质量越大,降落伞在空中滞留的时间越短。
2
重难突破
(3)[5]比较2、4两组数据可知:保持不变的因素有:降落伞的伞绳长、降落伞的面积、降落伞的总质量、降落伞释放高度;降落伞的形状不同,而降落伞滞留时间几乎没有差别,由此可知:降落伞滞留时间的长短与降落伞的形状无关。
[6]比较4、5两组数据可知:保持不变的因素有:降落伞的形状、降落伞的面积、降落伞的总质量、降落伞释放高度;降落伞的绳长不同,而降落伞滞留时间几乎没有差别,由此可知:降落伞滞留时间的长短与降落伞的绳长无关。
(4)[7][8]比较5、6两组数据可知:保持不变的因素有:降落伞的伞绳长、降落伞的形状、降落伞的面积、降落伞的总质量;降落伞释放的高度不同,引起降落伞滞留时间不同,而且降落伞释放的高度越高,降落伞滞留时间越长,由此可知:降落伞滞留时间的长短与降落伞的释放高度有关,释放高度越高大,降落伞在空中滞留的时间越长。
(5)[9][10]实验先考查其中一个因素对研究问题的影响,而保持其他因素不变,利用到的科学方法是控制变量法,里说的变量就是那些影响问题的因素。
3
题型讲解
【题型1】科学探究的步骤
【典例1】体育课掷铅球活动后,同学们对“铅球”制作材料进行讨论,有同学认为“铅球”是铁制的,并从实验室借来磁铁吸一下。“认为铅球是铁制的”这一过程属于科学探究中哪一步( )
A.作出解释 B.猜想与假设 C.收集证据 D.进行交流
【答案】B
【详解】科学探究的主要要素有:问题、证据、解释、交流;提出问题后要进行猜想和假设,它们都属于问题这一要素,“认为铅球是铁制的”是一种猜测,所以属于科学探究中猜想与假设。并从实验室借来磁铁吸引一下,“吸引一下”这一过程属于科学探究中的实验环节,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
3
题型讲解
【题型2】长度单位及其换算
【典例2】下列单位换算中正确的是( )
A.12.56 cm=12.56×10-2 m=0.1256 m
B.12.56 cm=12.56 cm×10-2 m=0.1256m
C.12.56 cm=12.56÷102 =0.1256 m
D.12.56 cm=12.56×10-2 cm=0.1256m
【答案】A
【详解】单位换算的过程为12.56cm=12.56×10-2m=0.1256m
A.过程及进率正确,故A正确;BD.中间过程单位错误,故BD错误;C.中间过程没有单位,故C错误。故选A。
3
题型讲解
【题型3】刻度尺的读数
【典例3】测量长度的基本工具是 ,
如图所示,该测量工具的分度值为 mm,
所测物体A的长度为 cm。
【答案】 刻度尺 1 1.30
【详解】[1]刻度尺是测量长度的基本工具。
[2]将6cm与7cm之间的一大格平均分成10小格,一小格代表0.1cm=1mm,故此刻度尺的分度值为1mm。
[3]物体左右边缘对齐的刻度线示数分别为6.00cm、7.30cm,物体长度为1.30cm。
3
题型讲解
【题型4】刻度尺的数据处理
【典例4】某小组同学在测量某本书的长度时,正确记录了四次测量结果,即18.12cm,18.13cm,18.11cm,18.22cm,则该书本的长度应为( )
A.18.145cm B.18.1cm C.18.12cm D.18.13cm
【答案】C
【详解】从题中数据可知,18.22cm与其它数据相差较大,所以18.22cm是错误的,应去掉;为减小长度测量的误差,通常采用的方法是取多次测量的平均值,该书本的长度应为
故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
3
题型讲解
【题型5】时间及其测量
【典例5】很多同学都有佩戴电子手表的经历,当某同学第一次看电子手表时,其表盘的示数为08:05:01,隔了一段时间后,再观察该电子手表,此时表盘的示数为13:06:02,则两次的时间差为( )
A.5h1min2s B.5min1s C.5h1min1s D.15h1min
【答案】C
【详解】由题意可知,第一次看电子手表时,其表盘表示为08:05:01,第二次观察电子手表,表盘的示数为13:06:02,则两次时间差为t=13:06:02﹣08:05:01=5h1min1s,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
3
题型讲解
【题型6】控制变量法在实验探究过程中的应用
【典例6】意大利科学家伽利略曾经对教堂里的吊灯摆动进行研究,得出摆的等时性。某实验小组的同学们想继续探究这个问题。他们做了如图甲所示的摆,并进行了相应实验。
提出问题:单摆摆动时间与哪些因素有关
猜想:①可能与摆长有关;
②可能与摆球的质量有关;
③可能与摆幅(摆动中摆球离开中心的最大距离)有关。
他们进行了如图乙所示的实验,细绳一端拴一个小球,另一端固定,让小球自由往返摆动,记录的数据如下表。请回答下列问题:
3
题型讲解
实验序号 小球到固定点的距离(摆长) 小球质量 摆幅 小球往返摆动一次的时间
1 0.7 20 0.05 1.7
2 1.0 20 0.08 2.0
3 1.0 30 0.05 2.0
4 1.0 30 0.08 2.0
5 1.3 20 0.05 2.3
(1)分析实验 (填实验序号),可判断猜想②是否正确;
(2)分析实验1、5,可以得到的结论是 ;
(3)实验过程中为了减小实验误差,请你对实验提出一条改进意见: ;
(4)根据本实验得出的结论,生活中荡秋千时,如果想让秋千荡一次的时间长一点,可以采取的措施是 。
3
题型讲解
【答案】 2、4 见解析 见解析 见解析
【详解】(1)[1]探究单摆摆动时间可能与摆球的质量有关,保持绳长和摆动幅度相同,改变质量,实验序号2与4符合题意。
(2)[2]分析实验1、5,小球的质量和摆动幅度相同,第5次实验摆长较大,小球往返摆动一次的时间较大,可以得到往返摆动的时间与摆长有关。
(3)[3]实验时测20次的往复摆动时间,这样多次测量取平均,目的是减少误差。
(4)[4]荡秋千时,想让秋千荡一次的时间长一点,可以让绳子长一些。
4
记忆口诀
一、长度单位进率及换算
大到小乘进率,小到大除进率;
千米米差一千,米分厘毫十倍连;
毫微纳又一千,记进率心不偏。
二、刻度尺的使用方法
选尺看清零、程、分,放尺沿线贴被测。
读数视线要垂直,估读下一位别忘。
记录结果带单位,多次测量求平均。
5
思维导图
走进实验室
科学探究
七个环节
常用的测量仪器
长度
控制变量法
种类及作用
选择方法
单位
测量
·国际单位制中的基本单位:米
·常用单位:千米、分米、厘米、毫米、微米、纳米
·换算关系
·测量工具
·使用前:观察量程、认清分度值及零刻度线
·使用时:会选、会放、会看、会读、会记
时间
误差
单位
·国际单位制中的其本单位:秒
·常用单位:时、分、毫秒
·换算关系
测量工具:停表(秒表)
·定义:测量值和真实值之间的差异
·产生原因
测量工具、测量方法、测量人
·减小方法
选用精度更高的测量工具、改进测量方法、
多次测量求平均值
6
习题精讲
1.(2025·陕西)如图,是小明手握茶杯的照片。根据图中信息估测,该茶杯的高度约为( )
A 10mm B. 10cm C. 10dm D. 10m
【答案】B
【解析】手掌的宽度为10cm,由图可知,该茶杯的高度约为10cm。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6
习题精讲
2.(2025·黑龙江卷)如图是小明吹奏自制笛子的情景,请你结合物理知识,估测笛子的长度约为( )
A.10cm B.40cm C. 70cm D. 100cm
【答案】B
【解析】一个手掌宽为10cm,该笛子的长度约为四个手掌宽,故为40cm,故B符合题意;ACD不符合题意。
故选B。
6
习题精讲
3.(2025·扬州)现收藏于扬州市博物馆的东汉铜卡尺如图1,小明观察后仿制了一把卡尺,活动长爪滑动到最左侧时,其 端与刻度尺“0”刻线对齐。如图2,用此卡尺测量透明胶带卷的外径和厚度,测得外径为 cm,内径为 cm。
6
习题精讲
【答案】最右 5.20 2.40
【解析】[1]由图1可知,当活动长爪滑动到最左侧时,活动长爪的最右端与刻度尺“0”刻线对齐。
[2][3]由图2可知,刻度尺分度值为0.1 cm,读右端对应的刻度线,透明胶带卷的外径为5.20cm,厚度为1.40cm。则内径为5.20cm-1.40cm×2=2.40cm
6
习题精讲
4.(2025·江苏苏州)请将正在使用的物理试卷按图示方式完全展开,估计试卷的长和宽,其值最接近( )
A.70cm 26cm B.70cm 13cm
C.35cm 26cm D.35cm 13cm
【答案】A
【解析】一根筷子的长度约25cm,物理试卷的宽略大于此数值,在26cm左右,试卷的长大约是宽的2.5倍,试卷的长是2.5×26cm=65cm
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6
习题精讲
5.(2025·江苏连云港)我国古代把女子一拃长称为“咫”,男子一拃长称为“尺”,“近在咫尺”形容距离很近。图甲中比例尺为1∶10,图乙是实际的刻度尺。图甲中“咫”与“尺”的长度相差约为 mm。实际“咫”与“尺”的长度相差约为 cm。
【答案】3.0 3.00
【解析】[1]用乙图的实际刻度尺测量甲图中的“咫”和“尺”,发现“咫”为1.50cm,“尺”1.80cm,所以图甲中“咫”与“尺”的长度相差约为1.80cm-1.50cm=0.30cm=3.0mm
[2]由于甲中比例尺为1∶10,图中相差3.0mm,所以实际“咫”与“尺”的长度相差约为3.0mm×10=30.0mm=3.00cm
6
习题精讲
6.(2025·山西)如图所示,小明家装修新房时想为落地窗安装一整块玻璃,需测量窗户的高度和宽度。下列是小明准备的四种测量工具,从测量的需要和操作简便性考虑,其中最合适的是( )
A. 分度值为1mm、测量范围为3m的钢卷尺
B. 分度值为1cm、测量范围为50cm的三角尺
C. 分度值为1mm、测量范围为15cm的钢直尺
D. 分度值为1cm、测量范围为1.5m的软尺
【答案】A
【详解】落地窗的高度小于3m,宽度为2米左右,窗户对精准度要求较高,则测量窗户的高、宽,应用分度值为1mm、测量范围为3m的钢卷尺,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6
习题精讲
7(2025·天津)刻度尺使用:图中,测量某木块长度时,刻度尺放置正确的是_________图;该木块的长度为_________cm。
【答案】①. 乙 ②. 5.30(5.28~5.32cm之间均正确)
【解析】[1]测量时,刻度尺的零刻度线要对准被测物体的一端,故“乙”正确。
[2]刻度尺的分度值为0.1cm,被测物体的一端在5cm后面第3小格处,故读数为L=5cm+0.30cm=5.30cm,注意,有时可能存在误差,故读数在5.28~5.32cm之间均为正确结果。
6
习题精讲
8. (2024·齐齐哈尔)如图所示,小军完成学习任务后,
将物理课本放在桌面上,请你结合物理课本的宽度,估算
桌面AB边的长度约为( )
A. 10cm B. 30cm C. 60cm D. 100cm
【答案】C
【解析】通常,物理课本的宽度(即短边)约为20cm,我们观察图中的物理课本与桌面AB边的相对长度。从图中可以看出,物理课本的宽度大约占据了桌面AB边长度的1/3。因此,我们可以估算桌面AB边的长度约为物理课本宽度的3倍,即AB=3×20cm=60cm
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
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