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26.科学源于生活又高于生活，日常生活中的许多现象往往隐含着科学道理，学习科学要善于观察、善于发现。
【生活发现】①自行车在烈日下暴晒，车胎容易发生爆炸；②压缩一段封闭在注射器内的空气，发现越压缩越费力。
【提出问题】一定质量的气体产生的压强与哪些因素有关？
【建立假设】
假设一：一定质量的气体产生的压强可能与气体的温度有关。
假设二：一定质量的气体产生的压强可能与气体的有关。
【设计方案】为了验证假设一，小金设计了如下实验：①取一个充气的气球，扎紧口子，放在$20°C$的水面上，待气球体积不再变化时记录气球的大小。②将气球放在$40°C$的水面上，待气球体积不再变化时记录气球的大小。③将气球放在$60°C$的水面上，待气球体积不再变化时记录气球的大小。小金通过实验现象得出结论。
小科认为小金的实验存在一个很大的缺陷：。
小科提出新的实验方案：①取一根长度约为1m、一端封闭的细玻璃管，在室温$(20°C)$下用水银密封一段空气柱，将玻璃管竖直固定，并在玻璃管上标出水银柱下表面的位置，如图所示。②将空气柱浸在$40°C$的水中，待水银柱不再上升后，往玻璃管内注入水银，直到为止。③将空气柱浸在$60°C$的水中，重复实验。
小科通过比较来比较玻璃管内气体的压强大小。
【生活发现】①自行车在烈日下暴晒，车胎容易发生爆炸；②压缩一段封闭在注射器内的空气，发现越压缩越费力。
【提出问题】一定质量的气体产生的压强与哪些因素有关？
【建立假设】
假设一：一定质量的气体产生的压强可能与气体的温度有关。
假设二：一定质量的气体产生的压强可能与气体的有关。
【设计方案】为了验证假设一，小金设计了如下实验：①取一个充气的气球，扎紧口子，放在$20°C$的水面上，待气球体积不再变化时记录气球的大小。②将气球放在$40°C$的水面上，待气球体积不再变化时记录气球的大小。③将气球放在$60°C$的水面上，待气球体积不再变化时记录气球的大小。小金通过实验现象得出结论。
小科认为小金的实验存在一个很大的缺陷：。
小科提出新的实验方案：①取一根长度约为1m、一端封闭的细玻璃管，在室温$(20°C)$下用水银密封一段空气柱，将玻璃管竖直固定，并在玻璃管上标出水银柱下表面的位置，如图所示。②将空气柱浸在$40°C$的水中，待水银柱不再上升后，往玻璃管内注入水银，直到为止。③将空气柱浸在$60°C$的水中，重复实验。
小科通过比较来比较玻璃管内气体的压强大小。
答案
体积
没有控制气体的体积不变
水银柱下表面到达标记处
上方的水银柱
的长度
没有控制气体的体积不变
水银柱下表面到达标记处
上方的水银柱
的长度
解析
【分析】
首先，根据生活发现②“压缩一段封闭在注射器内的空气，越压缩越费力”，可推测气体压强可能与体积有关，因此假设二为体积。验证假设一（压强与温度的关系）时，需控制气体的质量和体积不变，小金的实验中气球体积随温度变化，未控制体积不变，这是缺陷。小科的实验要控制空气柱体积不变，因此浸在40°C水中时，需让水银柱下表面回到标记处，保持体积不变；气体压强等于大气压加水银柱产生的压强，因此可通过上方水银柱的长度比较气体压强大小。
【解析】
1. 假设二：生活中压缩空气时，体积越小越费力，说明压强与体积有关，故填体积。
2. 小金实验的缺陷：验证压强与温度的关系时，需控制气体质量和体积不变，小金的实验中气球体积随温度改变，未控制气体体积不变，因此缺陷是没有控制气体的体积不变。
3. 小科实验第二步：要保持空气柱体积不变，需让水银柱下表面到达标记处，故填水银柱下表面到达标记处。
4. 比较压强的方法：气体压强 = 大气压 + 水银柱产生的压强，水银柱长度越长，气体压强越大，因此通过上方的水银柱的长度比较压强大小。
【答案】
体积；没有控制气体的体积不变；水银柱下表面到达标记处；上方的水银柱的长度
【知识点】
气体压强影响因素；控制变量法
【点评】
本题围绕气体压强的影响因素展开，考查科学探究中的假设提出、实验设计与评价，核心是控制变量法的应用，同时用到转换法比较压强，是初中科学探究类的典型题目，需理解控制变量的必要性。
【难度系数】
0.5
首先，根据生活发现②“压缩一段封闭在注射器内的空气，越压缩越费力”，可推测气体压强可能与体积有关，因此假设二为体积。验证假设一（压强与温度的关系）时，需控制气体的质量和体积不变，小金的实验中气球体积随温度变化，未控制体积不变，这是缺陷。小科的实验要控制空气柱体积不变，因此浸在40°C水中时，需让水银柱下表面回到标记处，保持体积不变；气体压强等于大气压加水银柱产生的压强，因此可通过上方水银柱的长度比较气体压强大小。
【解析】
1. 假设二：生活中压缩空气时，体积越小越费力，说明压强与体积有关，故填体积。
2. 小金实验的缺陷：验证压强与温度的关系时，需控制气体质量和体积不变，小金的实验中气球体积随温度改变，未控制气体体积不变，因此缺陷是没有控制气体的体积不变。
3. 小科实验第二步：要保持空气柱体积不变，需让水银柱下表面到达标记处，故填水银柱下表面到达标记处。
4. 比较压强的方法：气体压强 = 大气压 + 水银柱产生的压强，水银柱长度越长，气体压强越大，因此通过上方的水银柱的长度比较压强大小。
【答案】
体积；没有控制气体的体积不变；水银柱下表面到达标记处；上方的水银柱的长度
【知识点】
气体压强影响因素；控制变量法
【点评】
本题围绕气体压强的影响因素展开，考查科学探究中的假设提出、实验设计与评价，核心是控制变量法的应用，同时用到转换法比较压强，是初中科学探究类的典型题目，需理解控制变量的必要性。
【难度系数】
0.5
27. LED即发光二极管，它是一种能够将电能转化为可见光的固态半导体器件。如图甲所示，当电流由A经过LED流向B时，LED发光，电路为闭合状态；反之，电流不能从B流向A，LED不发光，电路为开路状态。
(1)在图乙所示的两次实验中，闭合开关，LED均发光，线圈1顺时针转动，线圈2 (填“顺时针”或“逆时针”)转动。
(2)如图丙所示，导体棒a与两个LED相连；在某磁场中，使a左右往复运动(图丁中的虚线为运动轨迹)，a中产生的电流随运动方向改变而改变，此时两个LED发光情况应该是 (填“两个LED交替发光”“两个LED一直发光”或“只有一个LED一直发光”)，该磁场可能的分布情况包括图丁中的 (填序号)。
(1)在图乙所示的两次实验中，闭合开关，LED均发光，线圈1顺时针转动，线圈2 (填“顺时针”或“逆时针”)转动。
(2)如图丙所示，导体棒a与两个LED相连；在某磁场中，使a左右往复运动(图丁中的虚线为运动轨迹)，a中产生的电流随运动方向改变而改变，此时两个LED发光情况应该是 (填“两个LED交替发光”“两个LED一直发光”或“只有一个LED一直发光”)，该磁场可能的分布情况包括图丁中的 (填序号)。
答案
顺时针
两个LED交替发光
①③
两个LED交替发光
①③
解析
【分析】
第(1)问：LED具有单向导电性，闭合开关时LED发光，说明电流方向为从A流向B。通电导体在磁场中受力转动的方向由电流方向和磁场方向共同决定，当电流与磁场的相对关系不变时，受力转动方向相同，因此线圈2与线圈1转动方向一致。
第(2)问：导体棒a左右往复运动时，切割磁感线的运动方向不断改变，产生的感应电流方向随之改变；由于LED仅允许电流从正极流向负极，电流方向改变时，只有对应导通方向的LED发光，因此两个LED交替发光。要使感应电流方向随运动改变，磁场需满足导体棒运动时切割磁感线的效果能改变电流方向，符合条件的磁场分布为①③。
【解析】
(1) LED发光时电流从A流向B，说明电路中电流方向固定，通电导体在磁场中受力转动方向由电流方向和磁场方向决定，线圈1顺时针转动，线圈2的电流与磁场相对条件与线圈1相同，故线圈2顺时针转动。
(2) 导体棒a左右往复运动，切割磁感线方向改变，感应电流方向改变；LED单向导电，电流方向改变时两个LED交替导通，因此发光情况为两个LED交替发光。感应电流方向随运动改变，需磁场分布满足：①中磁场方向不变，运动方向改变则电流方向改变；③中磁场方向随位置变化，运动方向改变也会改变电流方向；②的磁场分布无法使电流方向随运动改变，故符合的是①③。
【答案】
顺时针；两个LED交替发光；①③
【知识点】
通电导体在磁场中受力、电磁感应、半导体的特性
【点评】
本题结合LED的单向导电性，考查通电导体受力方向、感应电流方向的影响因素，需理解LED的单向导电性及电磁感应的规律，是初中物理的综合应用题。
【难度系数】
0.5
第(1)问：LED具有单向导电性，闭合开关时LED发光，说明电流方向为从A流向B。通电导体在磁场中受力转动的方向由电流方向和磁场方向共同决定，当电流与磁场的相对关系不变时，受力转动方向相同，因此线圈2与线圈1转动方向一致。
第(2)问：导体棒a左右往复运动时，切割磁感线的运动方向不断改变，产生的感应电流方向随之改变；由于LED仅允许电流从正极流向负极，电流方向改变时，只有对应导通方向的LED发光，因此两个LED交替发光。要使感应电流方向随运动改变，磁场需满足导体棒运动时切割磁感线的效果能改变电流方向，符合条件的磁场分布为①③。
【解析】
(1) LED发光时电流从A流向B，说明电路中电流方向固定，通电导体在磁场中受力转动方向由电流方向和磁场方向决定，线圈1顺时针转动，线圈2的电流与磁场相对条件与线圈1相同，故线圈2顺时针转动。
(2) 导体棒a左右往复运动，切割磁感线方向改变，感应电流方向改变；LED单向导电，电流方向改变时两个LED交替导通，因此发光情况为两个LED交替发光。感应电流方向随运动改变，需磁场分布满足：①中磁场方向不变，运动方向改变则电流方向改变；③中磁场方向随位置变化，运动方向改变也会改变电流方向；②的磁场分布无法使电流方向随运动改变，故符合的是①③。
【答案】
顺时针；两个LED交替发光；①③
【知识点】
通电导体在磁场中受力、电磁感应、半导体的特性
【点评】
本题结合LED的单向导电性，考查通电导体受力方向、感应电流方向的影响因素，需理解LED的单向导电性及电磁感应的规律，是初中物理的综合应用题。
【难度系数】
0.5
