5.某校研究性学习小组的同学在网上浏览到一条信息:“微生物燃料电池”能利用土壤中的电解质获得电能,供给某种灯发光,受此启发,他们用潮湿的土壤、铜片、锌片等制成了一个“土壤电池”,并测出有一定的电压,如图甲所示.那么“土壤电池电压的大小与哪些因素有关?”他们提出了以下猜想:
猜想1:可能与铜片、锌片插入土壤的深度有关;
猜想2:可能与插入土壤的铜片和锌片之间的距离有关.
为了验证猜想1,他们先在金属片上每隔2cm做好标记,再将铜片、锌片插入土壤中,保持它们之间的距离不变,改变两金属片插入土壤的深度,并记录相应的电压值,实验数据如表所示.

(1)请用笔画线代替导线完成图甲的实物连接.
(2)图乙是同学们最后一次测量时电压表的示数,读出电压值为
(3)请根据实验数据在图丙中作出图像.
(4)分析以上数据和图像,可以得出的初步结论是
(5)他们利用以上装置验证猜想2时,实验中应控制

猜想1:可能与铜片、锌片插入土壤的深度有关;
猜想2:可能与插入土壤的铜片和锌片之间的距离有关.
为了验证猜想1,他们先在金属片上每隔2cm做好标记,再将铜片、锌片插入土壤中,保持它们之间的距离不变,改变两金属片插入土壤的深度,并记录相应的电压值,实验数据如表所示.
(1)请用笔画线代替导线完成图甲的实物连接.
(2)图乙是同学们最后一次测量时电压表的示数,读出电压值为
0.7
V.(3)请根据实验数据在图丙中作出图像.
(4)分析以上数据和图像,可以得出的初步结论是
土壤电池的电压随铜片和锌片插入土壤深度的增加而增大
(写出一条即可).(5)他们利用以上装置验证猜想2时,实验中应控制
铜片和锌片插入土壤的深度
不变,改变铜片和锌片之间的距离
,并依次记录电压表的示数.答案
5.(1)如
解析
【分析】
本题围绕探究土壤电池电压的影响因素展开,需结合电压表使用规则、控制变量法等知识解题:
1. 第(1)题:连接电压表时,要遵循“并联、正进负出、选合适量程”的规则,明确铜片为正极、锌片为负极,电压不超过0.7V,选0~3V量程即可完成连接。
2. 第(2)题:电压表读数需先确定量程和分度值,再根据指针位置读数。
3. 第(3)题:作图像需先根据实验数据描点,再用平滑曲线连接各点,注意横纵轴对应物理量。
4. 第(4)题:实验中控制了两金属片的距离不变,只改变插入深度,分析电压随深度的变化得出结论。
5. 第(5)题:验证电压与两金属片距离的关系时,根据控制变量法,需控制插入深度不变,改变两金属片的距离。
【解析】
(1) 电压表连接:电压表并联在土壤电池两端,电流从正接线柱流入、负接线柱流出,铜片为正极,锌片为负极,选用0~3V量程,将电压表“3”接线柱接铜片,“-”接线柱接锌片,完成连接。
(2) 电压读数:图乙中电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,指针指向0.7V,故电压值为0.7V。
(3) 图像绘制:根据实验数据,在坐标图中描出(2,0.6)、(4,0.61)、(6,0.63)、(8,0.66)、(10,0.69)、(12,0.7)各点,用平滑曲线连接,得到电压随插入深度变化的图像。
(4) 实验结论:实验控制铜片和锌片插入土壤的距离不变,改变插入深度,电压随深度增加而增大,因此结论为:土壤电池的电压随铜片和锌片插入土壤深度的增加而增大。
(5) 控制变量:验证猜想2时,根据控制变量法,应控制铜片和锌片插入土壤的深度不变,改变铜片和锌片之间的距离,记录电压表示数。
【答案】
(1) 如
所示 (2)0.7 (3)如
所示 (4)土壤电池的电压随铜片和锌片插入土壤深度的增加而增大 (5)铜片和锌片插入土壤的深度 铜片和锌片之间的距离
【知识点】
电压表的使用、控制变量法、实验探究
【点评】
本题是初中物理实验探究的典型题型,围绕土壤电池电压的影响因素展开,考查电压表使用、控制变量法应用及实验结论推导,注重对实验方法的考查,难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕探究土壤电池电压的影响因素展开,需结合电压表使用规则、控制变量法等知识解题:
1. 第(1)题:连接电压表时,要遵循“并联、正进负出、选合适量程”的规则,明确铜片为正极、锌片为负极,电压不超过0.7V,选0~3V量程即可完成连接。
2. 第(2)题:电压表读数需先确定量程和分度值,再根据指针位置读数。
3. 第(3)题:作图像需先根据实验数据描点,再用平滑曲线连接各点,注意横纵轴对应物理量。
4. 第(4)题:实验中控制了两金属片的距离不变,只改变插入深度,分析电压随深度的变化得出结论。
5. 第(5)题:验证电压与两金属片距离的关系时,根据控制变量法,需控制插入深度不变,改变两金属片的距离。
【解析】
(1) 电压表连接:电压表并联在土壤电池两端,电流从正接线柱流入、负接线柱流出,铜片为正极,锌片为负极,选用0~3V量程,将电压表“3”接线柱接铜片,“-”接线柱接锌片,完成连接。
(2) 电压读数:图乙中电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,指针指向0.7V,故电压值为0.7V。
(3) 图像绘制:根据实验数据,在坐标图中描出(2,0.6)、(4,0.61)、(6,0.63)、(8,0.66)、(10,0.69)、(12,0.7)各点,用平滑曲线连接,得到电压随插入深度变化的图像。
(4) 实验结论:实验控制铜片和锌片插入土壤的距离不变,改变插入深度,电压随深度增加而增大,因此结论为:土壤电池的电压随铜片和锌片插入土壤深度的增加而增大。
(5) 控制变量:验证猜想2时,根据控制变量法,应控制铜片和锌片插入土壤的深度不变,改变铜片和锌片之间的距离,记录电压表示数。
【答案】
(1) 如
【知识点】
电压表的使用、控制变量法、实验探究
【点评】
本题是初中物理实验探究的典型题型,围绕土壤电池电压的影响因素展开,考查电压表使用、控制变量法应用及实验结论推导,注重对实验方法的考查,难度适中。
【难度系数】
0.5
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