控制变量法与探究性实验方案 知识点题库

随着生活水平的日益提高，不少场所的装修会考虑声学吸音效果．小明同学想比较几种常见装修材料的吸音性能，他找来厚度相同的四种小块材料（聚酯棉、软木、泡沫），进行了图示实验：桌面上放一个玻璃杯，在玻璃杯下分别放上待测试的小块材料，将悬挂在细线下的小球拉到同一高度释放去敲击玻璃杯，仔细比较玻璃杯发出的声音大小．

为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验．

实验数据记录如下表．

物质	质量/g	初始温度/℃	加热时间/min	最后温度/℃
水	60	20	6	45
食用油	60	20	6	68

小明想比较几种材料（衣服、锡箔纸和泡沫塑料）的隔声性能，除了待检测的材料外，可利用的器材还有：音叉、机械闹钟、鞋盒．

如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”实验的实验装置．用同一套装置，先后加热并不断搅拌质量相等的煤油和水．

某同学用图所示的装置研究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系．图中两个烧瓶内盛有质量和温度都相同的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻较大．实验时，该同学想把两段金属丝串联接入电路．

小明按如图所示的电路进行试验，已知电源电压不变，闭合开关，改变a、b之间的电阻箱R的阻值，得到一组电压表的示数U﹣R的图象如图乙所示．

如图所示是小梦从市场上买来的磁铁魔术玩具，它呈橄榄球形．两个橄榄球形磁铁抛起来后，在空中就会相互吸引、碰撞，发出类似蛇叫的清脆响声，故又名“响尾蛇蛋”．小梦想知道这个磁铁的磁极在哪儿呢？请你设计实验帮助小梦解决问题：

实验桌上有电源一个、开关一个、导线若干以及如图所示的两个完全相同的保温烧瓶．烧瓶内装有完全相同的温度计和阻值相等且不变的电阻丝 R，甲烧瓶内装有水，乙 烧瓶内装有煤油，水和煤油的质量相等，初温相同．水和煤油的比热容如表所示．以 上器材均能满足实验要求，请利用上述实验器材，设计一个实验证明：液体温度的变化 与液体的比热容有关．请画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表格．

水和煤油的比热容/[J（kg•℃） ^﹣1]

水	4.2×103
煤油	2.1×103

某兴趣小组的同学用斜面、小车、长刻度尺、录像机等，研究“斜面上运动的物体，运动路程和通过这段路程所用时间的关系”，如图甲所示．在斜面一侧沿斜面方向固定一长刻度尺，刻度为0的位置在上方，并将该位置作为释放小车的位置．打开录像机的录像功能，并面向刻度尺录像．通过播放视频可以确定小车在不同时刻的位置．

如图所示，将塑料刻度尺的一端紧压在桌面上，另一端伸出桌面，拨动刻度尺使振动，听塑料尺振动时发出的声音.

为了探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”，小明采用了如图所示的实验装置，其中R₁＜R₂ ．

在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示．

某物理兴趣小组学生在学习了电学知识以后，做了一项科学探究。即探究“苹果电池的电压大小U与电极插入苹果的深度h的关系”。

在苹果中插入铜片和锌片，就能自制成为一个苹果电池，铜片是电池的正电极，锌片是负电极。那么，苹果电池的电压大小与电极插入苹果的深度有怎样的关系呢？该实验小组用如图所示的实验器材对该问题进行探究。

某物理学习小组，选择如图所示的四个透镜进行探究实验（其中A、B和C、D是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成）：

微风吹过，金属管风铃发出悦耳的声音，小明想探究管子发出声音的频率与长度、直径的关系。他选取了材料与管壁厚度都相同长度和直径都不同的三根直管，将它们用细线悬挂，敲击后，测出各自发出声音的频率。

编号	长度/cm	直径/cm	频率/Hz
1	25.00	1.50	2131
2	31.00	2.00	1284
3	48.50	2.50	656

晓华和同学取两张等大的同型号圆形纸，分别剪去两个大小不等的扇形如图甲所示，再将它们做成图乙所示的两个锥角不同的大小纸锥，进行纸锥下落快慢的研究：

小兰在观察小提琴、吉他、二胡等弦乐器的琴弦振动时，猜想：即使在弦张紧相同的条件下，发声音调的高低还可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关。于是她想通过实验来探究一下自己的猜想是否正确，下表是她在实验时控制的琴弦条件：

教室的窗玻璃是双层的。课间，同学在窗外敲玻璃时，小明感觉双层玻璃与单层玻璃的振动情况不一样。于是他想探究“受敲击时，双层玻璃和单层玻璃的振动强弱情况”。为此，小明进行了以下实验：

①将单层玻璃板固定在有一定倾角的斜面上，把玻璃球靠在玻璃板的右侧，把橡胶球悬挂在支架上靠在玻璃板的左侧（如图）。

②随意拉开橡胶球，放手后让其敲击玻璃板，玻璃球被弹开，记下玻璃球被弹出的距离。共做 10次。

③换成双层玻璃板重复上述实验。

在学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出声音的音调高低是受多种因素影响的，他决定对此进行研究，经过和同学们讨论，提出了以下猜想：

猜想一：琴弦友出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关；

猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关；

猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关。

为了验证上述猜想是否正确，他们找到了9种规格的琴弦进行实验。

编号	材料	长度cm	横截面积mm2
A	铜	60	0.76
B	铜	60	0.89
C	铜	60	1.02
D	铜	80	0.76
E	铜	①	②
F	铜	100	0.76
G	钢	80	1.02
H	尼龙	80	1.02
I	尼龙	100	1.02

小明为了研究弹簧枪能射多远（水平射程 ），准备了一把可调节弹簧压缩量的弹簧枪和三种大小一样、质量不同的弹珠，并提出如下猜想：

猜想一：弹珠水平射程与弹簧压缩量有关；

猜想二：弹珠水平射程与弹珠质量有关；

猜想三：弹珠水平射程与发射点距离地面高度有关。

小明先后调整弹簧的压缩量和发射点距离地面的高度，选用不同质量的弹珠，分别进行实验，如图所示，实验中弹珠均水平射出。实验数据记录如下表：

序号	弹簧压缩量	弹珠质量	发射点离地面高度	水平射程
1	2	2	0.45	1.34
2	4	2	0.45	2.68
3	6	2	0.45	4.02
4	4	4	0.45	1.90
5	4	6	0.45	0.50
6	4	4	1.00	2.84
7	4	4	1.50	3.84