11 如图所示，透过盛水的圆柱形玻璃杯近距离观察书本上的字，你发现了什么？

11.观察到字变大或字横向被拉长了(或字变扁了).

【分析】盛水的圆柱形玻璃杯中间厚、边缘薄，相当于柱形凸透镜。当近距离观察书本上的字时，物距小于凸透镜的一倍焦距，凸透镜会成正立放大的虚像；由于柱形透镜水平方向和竖直方向的放大能力不同，水平方向放大效果更显著，因此观察到的字会出现横向拉长或整体变大的现象。
【解析】盛水的圆柱形玻璃杯可看作柱形凸透镜，其结构特点是中间厚、边缘薄。当用它近距离观察字时，物距小于凸透镜的一倍焦距，此时凸透镜成正立、放大的虚像。因为柱形透镜在水平方向的放大作用比竖直方向更明显，所以透过它看字时，会观察到字变大，或者字横向被拉长（或字变扁）。
【答案】观察到字变大或字横向被拉长了(或字变扁了).
【知识点】凸透镜成像、透镜应用
【点评】本题结合生活中的常见现象，考查对透镜成像特点的理解，将物理知识与生活实际结合，体现了物理学科的实用性。
【难度系数】0.5

12 小璐同学在电视中看到了一种体育娱乐活动:一个人把自己悬吊在一根很长的橡皮绳下,自由地在空中上下振荡.小璐同学发现,不管这人运动的幅度如何,他上下一次所用的时间似乎总是相等的.她想证实这个观察结果的普遍性,甲、乙、丙、丁四位同学分别向她提出建议.
甲:问问老师;
乙:多问几个人,以多数人的意见为准;
丙:直接打电话问问电视节目主持人;
丁:用一根橡皮绳吊一个沙袋做实验,测量运动幅度不同的情况下来回一次所用的时间.
如果以上四种途径得出的结论存在分歧,那么你最相信的途径是哪一种?简要说明理由.

12. 丁，实验结论最可信.

【分析】
要判断哪种途径最可信，需明确科学结论的验证原则：必须基于直接的实验事实，而非主观判断或间接获取的他人意见。甲、乙、丙的方式均为间接获取信息，未实际验证观察结果；丁的方式是通过控制变量（改变运动幅度）进行实验，测量实际数据，是科学的验证方法。
【解析】
科学探究中，结论的可靠性依赖于直接的实验证据：甲询问老师、乙以多数人意见为准、丙询问主持人，都属于间接信息，无法直接验证“运动幅度不同时，上下一次时间相等”这一观察结果；丁通过实验，用沙袋模拟人，改变运动幅度，测量不同幅度下回一次的时间，能直接获取实验数据，从而验证结论的普遍性，因此丁的途径最可信。
【答案】
丁，实验结论最可信.
【知识点】
科学探究方法；实验验证的重要性
【点评】
本题结合生活中的物理现象，考查学生对科学探究基本方法的理解，强调了实验在物理研究中的关键作用，引导学生树立“以实验事实为依据”的科学思维。
【难度系数】
0.3

13 实验探究:比较木头、陶瓷、铁、塑料等常用材料的传热性能.
提出问题:木头、陶瓷、铁、塑料中哪种材料的传热性能?
猜想与假设:的传热性能最好.
制定计划与设计实验:将相同、相同的条状木头、陶瓷、铁、塑料,放在的热水中,经过的时间后,比较热水外的另一端温度的.由测量结果交流分析得出哪种材料的传热性能最好.
评价证据,得出结论:的传热性能最好.

13. 最好 铁(或其他物质) 长度 横截面积 温度相同 相同 高低 铁

【分析】要探究木头、陶瓷、铁、塑料的传热性能，首先提出问题需明确探究方向，即哪种材料传热性能最好；猜想时，结合金属传热快的生活经验，可假设铁的传热性能最好；实验设计需运用控制变量法，保证材料的长度、横截面积相同，放入温度相同的热水中，相同时间后比较热水外另一端的温度高低，温度越高说明传热性能越好，最终得出结论。
【解析】1. 提出问题：探究不同材料的传热性能，故问题为“哪种材料的传热性能最好”；2. 猜想与假设：铁是金属，传热性能较好，因此假设铁的传热性能最好；3. 制定计划：遵循控制变量原则，需保证条状材料的长度、横截面积相同，放入温度相同的热水中，经过相同时间后，比较热水外另一端的温度高低；4. 得出结论：根据实验结果，铁的传热性能最好。
【答案】最好 铁 长度 横截面积 温度相同 相同 高低 铁
【知识点】物质的传热性能、控制变量法
【点评】本题通过实验探究考查常见材料的传热性能，重点考查控制变量法的应用，结合生活常识即可完成，难度不大。
【难度系数】0.6

14 小华同学发现建筑工人在铺设水泥路时，有时要在水泥里面掺入少量纤维材料. 她想通过实验来探究在水泥中掺入纤维材料是否会影响水泥路面的牢固程度. 关于水泥路面的牢固程度与哪些因素有关，和同学们讨论后，他们提出了以下猜想：
猜想1:与是否掺入纤维有关；
猜想2:与纤维掺入量有关；
猜想3:与纤维材料的种类有关.
经过思考后，他们利用图中装置，将铁球通过电磁铁从某一高度处由静止释放，对水泥样品进行连续撞击，直至水泥样品断裂，收集的数据记录在表中.

| 实验序号 | 水泥样品厚度/cm | 水泥样品面积/cm² | 铁球高度/cm | 掺入纤维种类 | 纤维掺入量/% | 撞击次数 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 1 | 4 | 100 | 50 | 无 | 无 | 20 |
| 2 | 4 | 100 | | A纤维 | 0.1 | 80 |
| 3 | 4 | 100 | 50 | A纤维 | 0.12 | 95 |
| 4 | 4 | 100 | 50 | A纤维 | 0.15 | 100 |
| 5 | 4 | 100 | 50 | B纤维 | 0.1 | 90 |
| 6 | 4 | 100 | 50 | C纤维 | 0.1 | 98 |
(1)实验时通过来比较水泥样品的牢固程度.
(2)比较实验序号1、2的两组数据，可得出的结论是水泥路面的牢固程度与是否掺入纤维（填“有关”或“无关”）.
(3)比较序号2、3、4三组数据，可得出的结论是在水泥中掺入适量纤维时，掺入纤维材料越多，水泥路面越（填“牢固”或“不牢固”）.
(4)比较序号2、5、6的三组数据，可以得出：在水泥中掺入等量不同纤维材料时，掺入纤维材料水泥路面最牢固.
(5)为缩短上述样品的实验时间，需减少碰撞次数，可采用的方法是.

14.(1)水泥样品断裂时所承受的撞击次数 (2)有关
(3)牢固 (4)C (5)增加铁球下落时的高度或增加铁球的重量
[解析](1)实验时通过水泥样品断裂时所承受的撞击次数来比较水泥样品的牢固程度.(2)比较实验序号1、2的两组数据发现:掺入纤维时,水泥样品断裂时所承受的撞击次数多.故可得出的结论是水泥路面的牢固程度与是否掺入纤维有关.(3)比较序号2、3、4三组数据发现:在水泥中掺入适量纤维时,掺入纤维材料越多,水泥样品断裂时所承受的撞击次数越多.故可得出的结论是在水泥中掺入适量纤维时,掺入纤维材料越多,水泥路面越牢固.
(4)比较序号2、5、6的三组数据发现:纤维掺入量相同,而掺入纤维种类不同,水泥样品断裂时所承受的撞击次数不同,故能得出:在水泥中掺入等量不同纤维材料时,掺入C纤维材料的水泥路面最牢固.(5)为缩短检验上述规格样品的实验时间,需减少撞击次数,可增大铁球下落时的高度,或增加铁球质量.
素养考向 本题探究在水泥中掺入纤维材料是否会影响水泥路面的牢固程度,要会应用控制变量法、转换法对数据进行分析,主要考查学生的科学探究能力.

【分析】
本题是探究水泥路面牢固程度与纤维材料的关系，需运用转换法和控制变量法分析。首先，实验中无法直接测量水泥的牢固程度，因此通过水泥样品断裂时的撞击次数来间接反映（转换法），撞击次数越多，说明水泥越牢固。分析各问题时，需控制其他变量不变，只改变要探究的变量：(1)明确转换法的应用；(2)对比1、2组，变量为有无纤维，看撞击次数差异；(3)对比2、3、4组，变量为纤维掺入量，看撞击次数变化；(4)对比2、5、6组，变量为纤维种类，看撞击次数；(5)减少撞击次数需增大铁球的撞击能量，结合动能影响因素调整铁球参数。
【解析】
(1) 实验利用转换法，将不易直接测量的水泥牢固程度转换为水泥样品断裂时所承受的撞击次数，撞击次数越多，水泥越牢固，故答案为水泥样品断裂时所承受的撞击次数。
(2) 实验序号1、2中，水泥厚度、面积、铁球高度均相同，仅有无纤维不同，1组撞击次数20次，2组80次，说明掺入纤维后水泥更牢固，因此水泥路面的牢固程度与是否掺入纤维有关。
(3) 实验序号2、3、4中，其他条件相同，仅纤维掺入量增加，撞击次数从80次增至100次，说明掺入纤维越多，水泥越牢固。
(4) 实验序号2、5、6中，纤维掺入量相同，仅纤维种类不同，撞击次数分别为80、90、98次，其中C纤维对应的撞击次数最多，说明掺入C纤维时水泥最牢固。
(5) 要减少撞击次数，需增大铁球撞击水泥时的动能，动能与质量和速度有关，可通过增加铁球下落高度（增大速度）或增加铁球质量来增大动能，使水泥更快断裂，减少撞击次数。
【答案】
(1)水泥样品断裂时所承受的撞击次数；(2)有关；(3)牢固；(4)C；(5)增加铁球下落时的高度或增加铁球的重量
【知识点】
控制变量法、转换法、影响动能的因素
【点评】
本题以探究水泥路面牢固程度与纤维材料的关系为载体，考查了转换法、控制变量法在实验中的应用，要求学生能准确分析实验变量，结合实验数据得出结论，同时理解动能大小的影响因素，注重科学探究能力的培养，是一道典型的实验探究题。
【难度系数】
0.6