4. 学习了电学的一些知识后,激发了某小组同学对水果电池的研究兴趣,他们找来了梨、柠檬等水果,将铜片、锌片插入水果一定深度分别作为正、负极,制成了水果电池,用数字电压表测量水果电池正、负极之间的电压,又将多个水果串联起来测量电压,如图所示。根据图中信息,请你提出一个可探究的科学问题:

水果电池的电压大小与水果的种类是否有关
?答案
4.水果电池的电压大小与水果的种类是否有关
解析
【分析】
首先观察题图中的两组实验:第一组使用梨作为原料,分别将1个、2个、3个梨制成的水果电池串联,测得对应电压分别为0.827V、1.763V、2.644V;第二组使用柠檬作为原料,同样分别将1个、2个、3个柠檬制成的水果电池串联,测得对应电压分别为1.007V、1.975V、2.892V。对比相同串联个数的两组实验数据,发现不同种类水果制成的水果电池电压存在明显差异,我们可以从控制变量的思路出发,找到实验中的不同变量(水果种类),对应观测的物理量(水果电池的电压),进而提出有明确自变量和因变量的可探究科学问题。
【解析】
对比图中实验数据:当串联的水果数量相同时,梨制成的水果电池组总电压和柠檬制成的水果电池组总电压不相等,说明水果电池的电压可能和水果的种类有关,由此可以提出对应的可探究科学问题。
【答案】
水果电池的电压大小与水果的种类是否有关
【知识点】
水果电池;控制变量法;串联电压规律
【点评】
本题属于开放性实验探究题,核心考查学生从实验现象和数据中提取变量、提出合理可探究科学问题的能力,解题时要注意提出的问题需要包含明确的可测量自变量和因变量,避免提出过于宽泛、无法通过实验验证的问题。
【难度系数】
0.7
首先观察题图中的两组实验:第一组使用梨作为原料,分别将1个、2个、3个梨制成的水果电池串联,测得对应电压分别为0.827V、1.763V、2.644V;第二组使用柠檬作为原料,同样分别将1个、2个、3个柠檬制成的水果电池串联,测得对应电压分别为1.007V、1.975V、2.892V。对比相同串联个数的两组实验数据,发现不同种类水果制成的水果电池电压存在明显差异,我们可以从控制变量的思路出发,找到实验中的不同变量(水果种类),对应观测的物理量(水果电池的电压),进而提出有明确自变量和因变量的可探究科学问题。
【解析】
对比图中实验数据:当串联的水果数量相同时,梨制成的水果电池组总电压和柠檬制成的水果电池组总电压不相等,说明水果电池的电压可能和水果的种类有关,由此可以提出对应的可探究科学问题。
【答案】
水果电池的电压大小与水果的种类是否有关
【知识点】
水果电池;控制变量法;串联电压规律
【点评】
本题属于开放性实验探究题,核心考查学生从实验现象和数据中提取变量、提出合理可探究科学问题的能力,解题时要注意提出的问题需要包含明确的可测量自变量和因变量,避免提出过于宽泛、无法通过实验验证的问题。
【难度系数】
0.7
5. 在“探究水果电池电压”的实验中:
小明用铜片和锌片作为电极插入较小的柠檬,制成了一个水果电池,如图所示;小华用铜片和铝片插入较大的柠檬也制成了一个水果电池.他们分别连通相同的音乐芯片,小华比小明的芯片声音要响一些.由此他们作出如下猜想:
猜想一:水果电池电压可能与水果的大小有关;
猜想二:水果电池电压可能与电极的材料有关.
(1)为了验证“猜想一”,小明用同一个柠檬制成水果电池,沿着电极插入的方向不断慢慢地切去外侧的部分柠檬,分别测出电压,如表一所示.
表一


分析表中数据,说明“猜想一”是
(2)在测水果电池电压时,连接如图所示电路,如果电压表指针正向偏转,则
(3)为了验证“猜想二”,小华用铜片作为电池的一个电极,分别用外形相同的锌、铝、铁等金属片作为电池的另一个电极,将金属片插入同一柠檬的相同深度,并保持
表二

分析表中数据,得到的结论是
小明用铜片和锌片作为电极插入较小的柠檬,制成了一个水果电池,如图所示;小华用铜片和铝片插入较大的柠檬也制成了一个水果电池.他们分别连通相同的音乐芯片,小华比小明的芯片声音要响一些.由此他们作出如下猜想:
猜想一:水果电池电压可能与水果的大小有关;
猜想二:水果电池电压可能与电极的材料有关.
(1)为了验证“猜想一”,小明用同一个柠檬制成水果电池,沿着电极插入的方向不断慢慢地切去外侧的部分柠檬,分别测出电压,如表一所示.
表一
分析表中数据,说明“猜想一”是
错误
(填“正确”或“错误”)的.(2)在测水果电池电压时,连接如图所示电路,如果电压表指针正向偏转,则
铜片
是水果电池的正极.(3)为了验证“猜想二”,小华用铜片作为电池的一个电极,分别用外形相同的锌、铝、铁等金属片作为电池的另一个电极,将金属片插入同一柠檬的相同深度,并保持
电极间距离
相同,分别测出水果电池的电压,如表二所示.表二
分析表中数据,得到的结论是
水果电池电压与电极的材料有关
.答案
5.(1)错误 (2)铜片
(3)电极间距离 水果电池电压与电极的材料有关
(3)电极间距离 水果电池电压与电极的材料有关
解析
【分析】
我们可以按照实验探究的逻辑逐步思考:
1. 验证猜想一(水果电池电压与水果大小的关系)时,要控制电极材料、插入深度、电极间距等所有其他条件不变,仅改变水果大小,观察表一数据发现水果大小变化时电压几乎无变化,说明电压和水果大小无关,即可判断猜想一的正误。
2. 电压表正向偏转的核心规则是电流从正接线柱流入、负接线柱流出,因此和电压表正接线柱相连的电极就是电源正极,对应就能判断出水果电池的正极。
3. 验证猜想二(水果电池电压与电极材料的关系)时,按照控制变量法的要求,只能改变电极材料这一个变量,其余所有可能影响电压的因素都要保持一致,再结合表二不同电极材料对应不同电压的现象,就能得出对应结论。
【解析】
(1) 由表一数据可知,在其他条件不变、仅改变柠檬大小的情况下,测得的水果电池电压几乎没有变化,说明水果电池电压和水果大小无关,因此猜想一是错误的。
(2) 电压表指针正向偏转,说明电流从电压表正接线柱流入、负接线柱流出,因此与电压表正接线柱相连的铜片是水果电池的正极。
(3) 验证猜想二时,根据控制变量法,除电极材料不同外,需要保持电极插入深度、电极间距离等其他可能影响电压的条件完全相同,因此此处要保持电极间距离相同;从表二数据可以看出,电极材料不同时,测得的水果电池电压数值不同,因此可得到结论:水果电池电压与电极的材料有关。
【答案】
(1)错误 (2)铜片 (3)电极间距离 水果电池电压与电极的材料有关
【知识点】
控制变量法,电压表的使用,水果电池探究
【点评】
本题是初中电学典型的探究型实验题,重点考查控制变量法在多变量探究实验中的应用,同时结合电压表的基础使用规则进行考察,解题的核心是明确探究单一变量对实验的影响时,必须保证其余所有无关变量完全一致,电极间距离这个控制条件是本题的高频易错点。
【难度系数】
0.7
我们可以按照实验探究的逻辑逐步思考:
1. 验证猜想一(水果电池电压与水果大小的关系)时,要控制电极材料、插入深度、电极间距等所有其他条件不变,仅改变水果大小,观察表一数据发现水果大小变化时电压几乎无变化,说明电压和水果大小无关,即可判断猜想一的正误。
2. 电压表正向偏转的核心规则是电流从正接线柱流入、负接线柱流出,因此和电压表正接线柱相连的电极就是电源正极,对应就能判断出水果电池的正极。
3. 验证猜想二(水果电池电压与电极材料的关系)时,按照控制变量法的要求,只能改变电极材料这一个变量,其余所有可能影响电压的因素都要保持一致,再结合表二不同电极材料对应不同电压的现象,就能得出对应结论。
【解析】
(1) 由表一数据可知,在其他条件不变、仅改变柠檬大小的情况下,测得的水果电池电压几乎没有变化,说明水果电池电压和水果大小无关,因此猜想一是错误的。
(2) 电压表指针正向偏转,说明电流从电压表正接线柱流入、负接线柱流出,因此与电压表正接线柱相连的铜片是水果电池的正极。
(3) 验证猜想二时,根据控制变量法,除电极材料不同外,需要保持电极插入深度、电极间距离等其他可能影响电压的条件完全相同,因此此处要保持电极间距离相同;从表二数据可以看出,电极材料不同时,测得的水果电池电压数值不同,因此可得到结论:水果电池电压与电极的材料有关。
【答案】
(1)错误 (2)铜片 (3)电极间距离 水果电池电压与电极的材料有关
【知识点】
控制变量法,电压表的使用,水果电池探究
【点评】
本题是初中电学典型的探究型实验题,重点考查控制变量法在多变量探究实验中的应用,同时结合电压表的基础使用规则进行考察,解题的核心是明确探究单一变量对实验的影响时,必须保证其余所有无关变量完全一致,电极间距离这个控制条件是本题的高频易错点。
【难度系数】
0.7
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