3. 🔍 | 探究实践（2025·温州英华学校月考）小英和小华想测量教室中粉笔的体积大小，利用两支相同的粉笔、细针、量筒等器材进行下列探究。
(1)小英用排水法测量粉笔的体积，首先在量筒中倒入一定量的水，体积为$V_1$，然后将粉笔放入水中，如图甲所示，测得总体积为$V_2$，由于粉笔吸水，这样测得的粉笔体积将（填“偏大”或“偏小”）。
(2)小华用凡士林涂抹整个粉笔外表（凡士林可有效地阻止粉笔吸水，且涂抹的凡士林很薄，体积可忽略不计），但实验时出现了如图乙所示的情况。为测出涂抹凡士林的粉笔体积，下一步操作是。
(3)小英观察发现粉笔吸水后体积几乎不膨胀，另取一量筒倒入适量的水，测得体积为$V_3$，将已经吸足水的粉笔投入量筒中，再测得总体积为$V_4$，此时小英测得粉笔体积为（用题中的字母表示）。

(1)偏小
(2)用细针把粉笔压入水中
(3)$V_4-V_3$
【解析】(1)由于粉笔吸水,导致$V_2$的示数变小,这样测得的粉笔体积将偏小。(2)图乙中,涂了凡士林的粉笔漂浮在水中,无法测量粉笔体积。为了使其浸没,可以用细针把粉笔压入水中。(3)小英观察发现粉笔吸水后体积几乎不膨胀,另取一量筒倒入适量的水,测得体积为$V_3$,将已经吸足水的粉笔投入量筒中,再测得总体积为$V_4$,此时小英测得粉笔体积为$V_{\mathrm{粉笔}}=V_4-V_3$。

【分析】
要解决这道题，需结合排水法测体积的原理，关注实验中的特殊情况：
1. 第一问：粉笔具有吸水性，放入水中会吸收部分水，导致量筒内水与粉笔的总体积偏小，进而测得的粉笔体积也偏小。
2. 第二问：图乙中涂凡士林的粉笔漂浮在水面，未完全浸没，无法准确测量体积，需让粉笔完全浸没才能测量。
3. 第三问：粉笔吸足水后不再吸水，放入水中时，量筒增加的体积就是粉笔的体积，即总体积差。
【解析】
(1) 将粉笔放入水中时，粉笔会吸收量筒内的部分水，使得量筒中“水+粉笔”的总体积$V_2$小于实际水体积与粉笔体积之和，因此测得的粉笔体积（$V_2-V_1$）偏小。
(2) 图乙中涂抹凡士林的粉笔漂浮在水面，未完全浸没，无法准确测量其体积；为使粉笔完全浸没在水中，下一步操作是用细针把粉笔压入水中。
(3) 粉笔吸足水后，再次放入水中不会再吸水，此时量筒内水和粉笔的总体积为$V_4$，初始水体积为$V_3$，因此粉笔体积为$V_4-V_3$。
【答案】
(1)偏小；(2)用细针把粉笔压入水中；(3)$V_4-V_3$
【知识点】
排水法测体积、物体的浮沉条件、量筒的使用
【点评】
本题为实验探究类题目，结合实际实验中的特殊情况（粉笔吸水、漂浮）考查排水法测体积的原理，需要学生灵活运用物理知识解决实验中的问题，注重实验操作的严谨性和对原理的理解。
【难度系数】
0.5

4. ★★★ | 探究实践 科学兴趣小组对温度计进行专题研究，自制了如图所示的测温装置，图中A为一小塑料瓶，B为一透明吸管，通过橡皮塞与A连通，管的下端竖直插在大水槽中，使管内外水面有一高度差h，然后进行实验探究。改变装置所处的环境温度，分别测出不同温度下所对应的水柱高度h，记录的实验数据如表所示。


根据表中数据推测可得：
(1)当温度升高时，管内水柱高度h将（填“变大”“变小”或“不变”）。
(2)根据表中的数据第6次水柱高度为cm。
(3)若在吸管不同的高度上刻有对应的温度值，则吸管上温度的数值从上往下看，依次是（填“由小到大”“由大到小”或“无法确定”）。

(1)变小
(2)4.2
(3)由小到大
【解析】(1)当外界温度升高时,塑料瓶和吸管中气体受热膨胀,体积增大,管中液面将向下运动,管内水柱高度h将变小。(2)h与t的关系可以用一个一次函数来表示,写成y=kx+b,这里的y即h,x即t,把第1、2两组数据代入,得30.2=17k+b①,25.0=19k+b②,由①②得到k=-2.6,b=74.4,h=-2.6t+74.4,温度是27 ℃时,水柱高h=-2.6×27 cm+74.4 cm=4.2 cm。(3)由实验数据可知,水柱高度随着温度的升高而降低;由此可以得出,当水柱越低时,温度越高,因此从上往下看,温度数值由小到大。

【分析】
这道题围绕自制测温装置展开，核心是利用气体热胀冷缩的性质分析水柱高度与温度的关系。解题时，首先要明确装置中气体的热胀冷缩会改变管内水柱高度；其次，通过实验数据推导水柱高度与温度的函数关系，计算未知数据；最后根据水柱高度和温度的变化规律，判断吸管上温度刻度的数值排列。
【解析】
(1) 当环境温度升高时，塑料瓶A内的气体受热膨胀，体积增大，瓶内气压变大，会推动吸管内的水柱向下移动，因此管内水柱高度h将变小。
(2) 由实验数据可知，水柱高度h与温度t呈一次函数关系，设表达式为$ h = kt + b $。选取第1组（$ t_1=17℃, h_1=30.2cm $）和第2组（$ t_2=19℃, h_2=25.0cm $）数据代入，得到方程组：
$ \begin{cases} 30.2 = 17k + b \\ 25.0 = 19k + b \end{cases} $
解得$ k=-2.6 $，$ b=74.4 $，即函数式为$ h = -2.6t + 74.4 $。
第6次温度为27℃，代入得：$ h = -2.6×27 + 74.4 = 4.2cm $。
(3) 由实验规律可知，温度越高，水柱高度h越小。因此吸管上越靠下的位置（h越小）对应的温度越高，从上往下看，温度数值依次由小到大。
【答案】
(1)变小；(2)4.2；(3)由小到大
【知识点】
气体热胀冷缩、一次函数应用
【点评】
本题是结合物理原理与数学函数的探究类题目，既考查学生对气体热胀冷缩性质的理解，又要求学生具备数据处理和规律推导的能力，能有效锻炼学生的综合应用能力。
【难度系数】
0.5

5. |科学思维（2025·金华永康三中期中）不同材质的服装其应用的场景不同。如下雨天，人们会穿防水的冲锋衣；爬山时，人们会换上透气、透水的登山服等。某校同学就班级运动服的材质与布料的吸水性等问题展开了讨论与研究。
(1)提出问题：？
(2)建立假设：布料的吸水能力可能跟布料的种类有关。
(3)制订计划，即实验设计。
①所需器材：三个形状和大小相同的烧杯，质量相同的棉布、麻布和涤纶布各一块，足够的水。
②主要步骤：将三个烧杯中倒入的水，分别将三块布放入各个烧杯中让水浸透，然后将三块布分别取出。
(4)获取事实与证据：从方便和准确的角度看，应观察和比较，将现象记入下表。

(5)得出结论：通过观察实验现象可知，布料的吸水能力跟布料的种类有关且类的布料吸水能力最强。

(1)布料的吸水能力与什么因素有关呢(或布料的吸水能力是否与布料的种类有关呢)
(3)②等量
(4)杯中所剩的水量
(5)棉
【解析】(1)科学探究的第一步是提出问题,根据后续建立的假设“布料的吸水能力可能跟布料的种类有关”,可以提出类似“布料的吸水能力与什么因素有关呢?”或“布料的吸水能力是否与布料的种类有关呢?”这样的问题,明确探究的方向。(3)②在进行实验设计时,为了保证实验的科学性和准确性,需要控制变量。这里要探究布料种类对吸水能力的影响,除了布料种类这个变量不同外,其他条件都应相同。所以在三个烧杯中倒入等量的水,这样才能排除水量不同对实验结果的干扰。(4)从方便和准确的角度看,观察和比较杯中所剩的水量是比较合适的。因为将布放入水中浸透后取出,杯中剩余水量的多少直接反映了布吸收水量的多少,通过比较剩余水量的差异,就能直观地判断出不同布料的吸水能力。(5)从实验记录可以看出,布料的吸水能力跟布料的种类有关,并且棉类布料吸收的水分最多,棉类的布料吸水能力最强。

【分析】
本题为科学探究类题目，需遵循科学探究的基本步骤（提出问题、建立假设、制订计划、获取事实与证据、得出结论）分析。提出问题要对应后续假设；实验设计需遵循控制变量原则，保证除研究变量外其他条件一致；获取证据时，剩余水量可直接反映布料吸水量；结论根据实验数据对比判断吸水能力强弱。
【解析】
(1) 科学探究的第一步是提出问题，结合后续假设“布料的吸水能力可能跟布料的种类有关”，可提出“布料的吸水能力与什么因素有关呢”或“布料的吸水能力是否与布料的种类有关呢”，明确探究方向。
(3)② 探究布料种类对吸水能力的影响时，需控制变量，除布料种类不同外，其他条件（水量）应相同，因此三个烧杯中倒入等量的水，排除水量差异对实验结果的干扰。
(4) 将浸透的布取出后，杯中剩余水量的多少直接对应布料吸收水量的多少，从方便和准确的角度，应观察比较杯中所剩的水量。
(5) 根据表格数据，棉类布料对应的杯中剩余水量最少，说明其吸收的水量最多，因此棉类布料吸水能力最强。
【答案】
(1) 布料的吸水能力与什么因素有关呢（或布料的吸水能力是否与布料的种类有关呢）
(3)② 等量
(4) 杯中所剩的水量
(5) 棉
【知识点】
科学探究、控制变量法、物质的吸水性
【点评】
本题考查科学探究的基本环节，重点考查控制变量法的应用，通过实验数据对比得出结论，属于基础探究题，能帮助学生巩固科学探究的基本思路，难度适中。
【难度系数】
0.7