控制变量法与探究性实验方案知识点题库

请按照要求设计实验

（1）利用以下器材：硬纸片、玻璃杯、水、鸡蛋，设计一个最简单的探究物体具有惯性的实验．
选用的器材：；探究的方法：．
（2）利用你考试中的草稿纸，按照示例设计两个实验，指出研究或说明的物理问题．
主要实验过程         探究或说明的物理问题
抖动纸张                声音的产生

为了研究物质的某种特性，一位同学分别用甲、乙两种不同的液体做实验．实验时，他用量筒和天平分别测出甲（或乙）液体在不同体积时的质量，下表记录的是实验测得的数据及求得的质量跟体积的比值．

物质	实验次数	体积（cm³）	质量（g）	质量/体积（g/cm³）
甲	1	10	18	1.8
	2	20	36	1.8
	3	30	54	1.8
乙	4	10	8	0.80
	5	20	16	0.80
	6	30	24	0.80

（1）分析表中的实验次数1与2（2与3，1与3）或4与5（5与6，4与6）的体积及质量的倍数关系，可归纳得出结论．
（2）分析表中实验次数可归纳得出结论是：相同体积的甲、乙两种液体，他们的质量是不相同的．
（3）分析表中甲、乙两种液体的质量与体积的比值关系，可归纳得出结论是：

为了探究静摩擦力作用的相互性，并比较一对相互作用的静摩擦力的大小，某实验小组设计了如图（甲）所示的实验装置，整个装置放在水平桌面上，其中A、B两木块叠放在一起，两个轻质弹簧测力计C、D的一端与两木块相连，另一端固定在铁架台E、F上．后来经过讨论，完善了实验装置，如图（乙）所示．

（1）在理想情况下，B对A的静摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数，A对B的静摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数．（填“C”或“D”）
（2）在B下面放细圆木条的目的是，在A上放钩码的目的是．
（3）实验中需向右缓慢移动铁架台F，在此过程中，应使A、B保持相对，整个装置静止后，读取两个弹簧测力计的示数F₁、F₂ ．（填“运动”或“静止”）
（4）分析实验数据，若，则静摩擦力的作用是相互的，且一对相互作用的静摩擦力大小相等．

在“科学探究物质的比热容”中：

（1） ①设计实验时应运用法：
②、比较水和煤油的吸热能力，应使水和煤油的相等；
③、用电加热器加热，应用了电加热器在相同时间内对外供热的特点；所以从加热时间就可以读出哪个吸收的热量多，在物理实验探究中称为法．
（2）实验所需的器材有：电加热器、、搅拌器、天平、电源、计时的秒表、水和煤油；
（3）在实验中，应不停地用搅拌棒搅动水和煤油，其目的是：．
（4）实验中得到如下一组数据：
烧杯号
液体
质量
初温
末温
加热时间
1
水
300
20
30
12.3
2
水
120
20
30
6.2
3
煤油
300
20
30
6.1
4
煤油
300
20
25
3.1
①、比较分析两个号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是：质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同；
②、比较分析1、2号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是：．
③、比较分析两个号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是：；
④、实验说明物体吸收热量的多少不仅与物体的质量和升高的温度有关，还与有关．

小明沿水平方向击打排球，并将有关信息记录在下表内．

击球点高度h/m	1.85	1.85	1.21	1.21	0.8	0.8
击球力度	轻击	重击	轻击	重击	轻击	重击
落地点与击球点间水平距离s/m	3	7	2	5	1.5	3

分析数据可得出结论：

（1）击球力度相同时，击球点高度越大，落地点与击球点间水平距离就；
（2）．

如图所示是“探究电流产生的热量与电流、电阻的关系”的实验装置．（甲、乙、丙是完全相同的密闭容器，内装有等量红墨水，闭合开关前，甲、乙、丙三个容器内三根玻璃管液面相平）

（1）电流产生的热量不易直接测量，在实验中是通过观察玻璃管中液面的来比较甲、乙、丙容器内空气温度的变化；
（2）在通电时间相同的情况下，通过对比观察和容器中的玻璃管液面变化情况来探究电流产生的热量Q与电阻R的关系，得出的结论是；
（3）在通电时间相同的情况下，通过对比观察和容器中的玻璃管液面变化情况来探究电流产生的热量Q与电流I的关系，得出的结论是．
（4）请根据以上实验结论简要解释“电炉工作时，电炉丝发红而与电炉丝相连的导线却不怎么发热”：．

小霖在放学后阅读了一个关于升降电梯运动的资料，资料中提到电梯在上升时分为加速、匀速和减速3个过程．于是，他就决定到电梯中实际测量一下每个过程所用的时间，他利用手机中的秒表功能进行测量，但经过几次测量后发现：仅凭感觉来判断电梯的运动情况误差较大．请你自选器材设计一个实验来测量电梯匀速上升过程所用的时间．（要求：写出实验所用器材写出实验步骤）

为了比较活性炭和石英砂对泥水的过滤效果，小东选用的实验器材有：两个相同的下端带有漏水小孔的透明圆柱形容器甲和乙，活性炭、锰砂、石英砂、鹅卵石四种过滤材料．在甲容器里依次装入活性炭、石英砂、锰砂、鹅卵石四种过滤材料，每种材料的厚度均为 3cm，如图甲所示．在乙容器里依次装入石英砂、锰砂、鹅卵石三种过滤材料，每种材料的厚度均为 3cm，如图乙所示．把摇晃均匀的一瓶泥水分成相等的两份，分别缓慢全部倒入甲、乙两容器中，发现经甲容器过滤后的泥水比经乙容器过滤后的泥水透明程度高．于是小东得出了结论：活性炭对泥水的过滤效果比石英砂对泥水的过滤效果好．

（1）请写出小东实验过程中存在的问题：．
（2）请你针对小东实验过程中存在的问题，写出改正的步骤：．

同学们想要探究影响空气阻力大小的因素，大家进行了如下猜想：

①空气阻力的大小与物体相对于空气的速度有关；

②空气阻力的大小与物体的迎风面积有关；

③空气阻力的大小与物体的形状有关．

实验桌上备有如下器材：风速可调的吹风机、电子台秤、刻度尺、物体 a、b、c 如图所示．半球体 a，正方体 b，半球体 c．已知：从上往下吹 a 和 b 的迎风面积相同，c 的迎风面积最大．请选用上述器材设计一个实验探究：空气阻力的大小与物体相对于空气的速度是否有关．

请你写出：

（1）选用器材；
（2）实验步骤（可画示意图辅助说明）．

小明在观察小提琴、吉他、二胡等弦乐器的振动时，猜测：即使在弦张紧程度相同的情况下，发声的音调高低还可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关，于是他想通过实验来探究一下自己的猜想是否正确.下表是他在实验时控制的琴弦条件：

（1）如果小明想探究发声的音调与弦的粗细的关系，他应该选用表中编号为、（填序号）的琴弦.
（2）如果小明想探究发声的音调与弦的长短的关系，他应该选用表中编号为、（填序号）的琴弦.
（3）如果小明想探究发声的音调与弦的材料的关系，他应该选用表中编号为、（填序号）的琴弦.

探究“压力作用效果”的实验如甲、乙、丙所示．

（1）甲、乙、丙实验中，根据来比较压力的作用效果．
（2）通过甲、乙实验能够得到的结论是
（3）由实验乙、丙可知：“压力的作用效果与受力面积大小”的关系，请举出生活中应用此知识的一个实例．
（4）将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，比较图丙中海绵受到的压强p_丙和图丁中木板受到的压强p_丁的大小关系为P_丙P_丁（选填“＞”“＜“或“=”）

在学习演奏小提琴的过程中，小明和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响，他们决定对这种现象进行探究，经讨论后提出以下猜想：

猜想一：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关；

猜想二：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关；

猜想三：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关．

为了验证以上猜想是否正确，他们找到了一些不同规格的琴弦，如下表：

（1）为了验证猜想一，应选用编号为的两根琴弦进行实验。
（2）为了验证猜想二，应选用编号为的两根琴弦进行实验。
（3）为了验证猜想三，小明选用编号为1、2的琴弦进行实验，则表中缺少的数据应为琴弦的材料为，长度cm。

为了比较“水和食用油的吸热能力”，某同学选取相同质量的水和食用油各200g，用如图甲所示两组相同的器材进行了实验，水和食用油相同时间吸热相同。实验数据记录如下：

（1）请在图乙所示的坐标图上，作出两组实验数据的“温度一时间”图象.
（2）由实验数据分析可知，的吸热能力强（选填“水”或“食用油”）；
（3）若加热到相同的温度后停止加热，冷却相同时间后的末温高（填“水”或“食用油”）。

磁场看不见，摸不着，我们可以根据放入其中的小磁针来判别它的存在。这种方法与下列研究问题的方法相同的是：（）

A . 用磁感线描述磁场 B . 保持电压不变，研究电流与电阻的关系 C . 根据电灯是否发光，来判定电路中是否有电流存在 D . 用水压类比电压

人类在探索自然规律的过程中，总结出了许多科学研究方法，下面是初中物理中的几个研究实例，其中，采用了相同研究方法的是（）

①在探究电阻中的电流跟其两端电压的关系时，保持电阻不变来研究电流和电压的关系

②将发声的音叉靠近乒乓球，乒乓球被弹开说明音叉在振动

③研究磁场时，引入“磁感线”

④探究压力的作用效果跟哪些因素有关时，根据海绵的凹陷程度来判断压力的作用效果

A . ①和② B . ②和③ C . ②和④ D . ③相④

小明在吉他演奏中发现，琴弦发出的音调与弦线的长度、粗细和张力有关。于是他想

（1）利用弦音计做研究，如图所示，其中a、b、c、d四根弦线的张力相同。
①若他选择b、d两弦线做实验，则研究的目的是探究音调与弦线的关系。

②若他要研究音调与弦线粗细的关系，则应选择和两弦线做实验。

③小明研究后得出结论：在其他条件相同的情况下，弦线越长，发出的音调越低；弦线越粗，发出的音调越低。
（2）请你据如图判断，在张力相同的情况下，分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦，发出的音调最高的是按住点，最低的是按住点。

小刘同学发现一杯热水冬天比夏天冷却快，为了掌握物体保温和快速降温的规律，小刘根据热水冷却快慢的一些现象，做了以下实验探究：

（提出问题）

热水冷却的快慢与哪些因素有关？

（进行猜想）

猜想一：热水冷却的快慢与温差（温差=热水温度﹣环境温度）有关；

序号	杯子材枓	水的质量	有无电风扇吹风	起始温度/℃	终止温度/℃	室内环境温度/℃	冷却时间/s
1	玻璃	相等	无	90	50	30	920
2	玻璃	相等	有	90	50	30	612
3	玻璃	相等	无	90	50	15	665
4	塑料	相等	无	90	50	15	780
5	铝	相等	无	90	50	15	508

猜想二：热水冷却的快慢与裝水容器的材料有关；

猜想三：热水冷却的快慢与热水表面空气的流速有关。

（进行实验，收集证据）

小刘选用3个玻璃杯、一个塑料杯、一个铝杯（5个杯子大小、形状完全相同）．在杯中分别倒入热水放在温度可调可控的房间里做了5次实验．每次实验杯子都装满同质量、同温度的热水．用温度计和秒表记录每次实验热水温度从90℃降至50℃所用时间．只有第2次实验用电风扇对杯中热水吹风．（水不溢出）

实验数据记入下表：

（分析与论证）

（1）请你提出一个新的科学猜想：热水冷却快慢还与有关；
（2）分析比较实验1和实验2的数据，可知热水表面空气流速越快，冷却时间；
（3）用序号为3、4、5的三个实验可以验证小刘的第个猜想；（选填序号）
（4）在验证热水冷却快慢与温差有关的两次实验中．小刘控制的变量是：；
（5）请你对小刘以上实验探究中存在的不足提出一条合理的评价意见．

某物理兴趣小组学习了导体电阻的知识后，对食盐水溶液的导电性能与什么因素有关提出了以下猜想：

①食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关；

②食盐水溶液的导电性能与溶液的质量有关；

③食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关；

为了验证猜想，他们设计了如图所示的装置，将电路中的a、b两金属片分别插入甲、乙、丙、丁溶液中所示位置（金属片a、b每次插入溶液中的深度都相同）进行探究：

（1）食盐水溶液的导电性能可以由的大小来判断；
（2）将金属片a、b分别插入甲、乙所示位置可探究猜想（选填序号），为了探究猜想②应将金属片a、b分别插入和丙两图所示位置；
（3）将金属片a、b分别插入乙、丁所示位置，若I_乙≠I_丁，由此可得到的结论是食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的有关；
（4）这个实验用到了初中物理学中最常用的探究方法是（写出一种即可）。

小玲、小红和小丽在操场上玩荡秋千，小丽把小玲、小红分别轻轻推了一下，细心的小丽发现，她俩往返摆动一次的时间几乎一样，那么，秋千往返摆动一次的时间与哪些因素有关呢？三人对此问题进行研究，提出了以下猜想：

猜想1：秋千往返摆动一次所用的时间可能与人的质量有关。

猜想2：秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千的绳长有关。

猜想3：秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千摆动时离开中心线的最大距离有关。

实验序号	小球质量m/g	从O点到小球中心的距离L/m	小球摆动距中心线最大距离s/m	小球往返摆10次所用时间t/s	小球往返摆1次所用的时间t/s
1	20	0.8	0.10	18.0	1.80
2	20	1.0	0.14	20.0	2.00
3	20	1.2	0.10	22.0	2.20
4	30	1.0	0.14	20.0	2.00
5	30	1.0	0.10	20.0	2.00

为了验证上述猜想，按图进行实验，得到如表中的数据。请你通过分析回答下列问题：

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（1）他们实验室中找到了细线、20克和30克的小球，为完成实验，他们还需要的测量工具为和；
（2）选用序号4、5两组实验进行对比分析，可以对（选填“猜想1”、“猜想2”或“猜想3”）进行验证；
（3）根据实验数据分析可知，若要增加秋千往返摆动一次所用的时间，下列做法可行的是______。

A . 增加人的质量 B . 增加秋千的绳长 C . 增加秋千摆动时离开中心线的最大距离