控制变量法与探究性实验方案 知识点题库

手机接收到来电信号时,指示灯发光并发出声音(或振动);拨打别人的手机,如对方接收不到信号,会听到“您拨打的用户暂时无法接通”的提示.现用两部手机、硬纸鞋盒和金属点心盒做“探究不同材料对接收电磁波的影响”实验:将一部手机先后放到鞋盒和点心盒内(盖严盒盖),再用另一部手机拨打盒内手机,参见图.在下列判断盒内手机能否接收到信号的方法中,不可靠的是(  )

A . 在盒盖上开一个小孔,看盒内手机指示灯是否发光 B . 盒内手机设为振动,触摸盒子感觉是否振动 C . 盒内手机设为响铃,听是否传出声音 D . 听是否有“暂时无法接通”的提示

在探究物质的吸热本领实验中,小明将质量相同的甲、乙两种液体分别装入两个完全相同的烧杯中,分别用两个完全相同的酒精灯同时加热,用两支相同的温度计分别测量烧杯内液体的温度,液体温度随时间变化关系如图所示.(说明原卷没有图,本文配了一幅插图,并对试题作了适当修改)

  1. (1) 实验中,所用的液体温度计制作原理是:

  2. (2) 实验中,记录加热时间的意义是:

  3. (3) 分析图象可知,液体的吸热本领强;

  4. (4) 若甲、乙两种液体中,一种液体是水,另一种液体的比热容是J/(kg•℃)[已知c=4.2×103 J/(kg•℃)].

在比较水和煤油吸热能力的实验中,使用了相同的酒精灯、相同的设备,在实验室,首先分别对质量相同的水和煤油加热相同的时间,然后分析温度的变化量得出结论,这种实验探究方法叫做,该实验是利用(选填“热传递”或“做功”)的方法来改变水的内能,若被加热水的质量为0.2kg,加热时间长5min,温度升高了50℃,则水吸收的热量是,已知c=4.2×103J/(kg•℃),若某同学测出了加热前、后酒精灯质量的变化量为m,并利用上面测出的水吸收的热量Q,通过公式q= 计算出了酒精的热值,则该热值与实际酒精的热值相比(选填“偏大”、“偏小”或“不变”).

实验桌上有以下实验器材:形状相同、但质量和表面粗糙程度都不同的长方体若干个(两端有挂钩),弹簧测力计,固定在水平桌面上一端带有滑轮的长木板.小敏利用实验桌上的器材进行探究实验.

小敏的主要实验步骤以及记录表格如下:

①用已调节好的弹簧测力计测出1个长方体(记为长方体A)受到的重力G,并记录;

②将长方体A放在长木板上,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动,记录弹簧测力计的示数F;

③用弹簧测力计测出A和另一个长方体受到的总重力G,并记录;

④将另一长方体放在长方体A上,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动长方体,保持两个长方体相对静止,记录弹簧测力计的示数F.

重力G/N

压力F/N

摩擦力f/N

请你根据小敏的实验步骤以及记录表格回答问题:

  1. (1) 小敏计划探究的问题是
  2. (2) 小敏计划探究的问题中的控制变量是,自变量是
  3. (3) 小敏在实验中用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块的目的是:
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,经过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:

编号

琴弦的材料

琴弦的长度/cm

琴弦的横截面积/mm2

1

20

0.3

2

3

40

0.5

4

尼龙丝

30

0.5

5

尼龙丝

40

0.5

  1. (1) 为了验证猜想一,应选用编号为的琴弦进行实验.
  2. (2) 为了验证猜想二,应选用编号为的琴弦进行实验.
  3. (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
  4. (4) 小明他们采用的研究方法是
小明在综合实践活动中,利用天平(砝码)、量筒、烧杯和细线等器材,对某种合金和水进行探究.

  1. (1) 小明首先对该种合金材料制成的不同合金块进行探究.

    ①将天平放在水平桌面上并将游码移至处,若指针静止时位置如图1所示,则应将平衡螺母向(选填“左”或“右”)端调节;

    ②图2是正确测量合金块质量时使用砝码情况和游码的位置,它的质量m为 g;

    ③图3是他用量筒测量②中合金块体积的情景,则该合金块的体积是 cm3

    ④换用大小不同的合金块,重复上述测量,他得到不同合金块的质量与体积的关系图象如图4所示.由图象可知,合金块的质量与体积成比;这个比值我们称作,请写出完整的计算过程(包含计算公式及结果):

    ⑤通过上述探究,若合金块的体积为2cm3 , 则它的质量是 kg;

    ⑥此实验过程中若将②、③顺序对换,则所测密度的误差是偏

  2. (2) 小明接着对水进行研究,描绘出质量与体积的关系图线如图5中甲所示.他分析后发现,由于误将烧杯和水的总质量当作了水的质量,导致图线甲未经过坐标原点,由此推断:水的质量与体积的关系图线应是(选填图5中“乙”“丙”或“丁”).
在“比较不同液体的比热容大小”的实验中,用相同的酒精灯对四种液体加热,得到如表所示的数据:

次数

液体

质量/g

升高的温度/℃

加热时间/min

1

200

10

7

2

200

20

10

3

400

20

14

4

400

15

14

如果四次实验中,在相同时间内,水、甲、乙、丙吸收的热量相等,已知水的比热容为C=4.2×103J•(kg•℃)﹣1 , 则由上述条件可得(   )

A . 第1次实验中,水吸收的热量等于酒精燃烧放出的热量 B . 第1、2次实验中,甲液体吸收的热量比水吸收的热量多 C . 乙液体的比热容为2.1×103J•(kg•℃)﹣1 D . 丙液体的比热容小于乙液体的比热容
晴天正午,小明与同学从树荫下走过时,发现地面上有许多大小、形状不同的光斑,如图所示.光斑形状与什么因素有关呢?光斑又是如何形成的呢?对此他们马上进行了探究.他们猜想光斑形状:

a.与树叶形状有关,光斑是树叶的影子;

b.与树叶间空隙形状有关;

c.与树叶间空隙大小有关.

  1. (1) 根据所学知识,可确定猜想a(选填“合理”或“不合理”).
  2. (2) 为进行探究,他们制作了甲、乙、丙、丁四张带孔卡片,如图所示.其中,甲、乙卡片中小孔的尺寸均为3mm,甲、丙、丁卡片中大孔的尺寸均大于2cm,且丙、丁卡片中大孔尺寸相同.在进行探究时,他们在地上铺上一张白纸,把带孔的卡片置于上方,让太阳光透过卡片上的孔,观察纸面上出现的光斑形状.若让你在甲、乙、丙、丁四张卡片中选择一张卡片来证实“光斑形状与树叶间空隙形状有关”,应选用卡片.在探究“光斑形状与树叶间空隙形状是否有关”时,小明选用甲卡片进行实验探究,发现白纸上得到四个圆形光斑,由此得出“光斑形状与树叶间空隙形状无关”的结论,这结论(选填“可靠”或“不可靠”).若由你进行探究,你将如何设计带孔的卡片?请在虚线框内画出孔的形状
  3. (3) 通过探究,他们得到了以下结论,其中错误的是       
    A . 通过小孔形成的圆形光斑是像,通过大孔形成的光斑不是像 B . 小孔形成的光斑与小孔的形状无关,大孔形成的光斑与大孔的形状有关 C . 小孔和大孔所形成的光斑,其大小均与孔到地面的距离有关 D . 不管光斑是不是像,它们都是由光的直线传播形成的.
小明和同学打乒乓球时,注意到乒乓球台上的球不小心就会滚到台下,落地点时时远时近.小明思考:若运动着的小球从桌上滚落后,小球的落地点到桌子的水平距离可能与哪些因素有关呢?他的猜想如下:

猜想一:小球的落地点到球台的水平距离s可能与小球离开桌面的速度大小有关;

猜想二:小球的落地点到球台的水平距离s可能与桌子的高度H有关.

然后,小明选取了钢球并用高度可调的桌子与斜面组成如图所示的装置,并进行了实验,得到了部分数据如表.

 同一钢球,H=1.2m

 次数

 小球高度h/m

 落地点到桌子的水平距离s/m

1

 0.1

 0.65

 2

 0.2

 0.96

 3

 0.3

 1.16

  1. (1) 在实验中让钢球从桌上的斜面不同高度由静止滚下,其目的是:
  2. (2) 分析表中数据你可得到的结论是:
为了探究液体压强与哪些因素有关,小红同学提出了一些猜想,并对猜想进行验证.

  1. (1) 如果影响液体的压强的因素有多个,要研究液体的压强与某个因素的关系,需要先控制其他几个因素不变,这在科学探究中被称作.

  2. (2) 下面是小红同学设计的用U型管压强计研究影响液体压强因素的实验:

    请你在认真观察每个实验的基础上,回答下列问题:

    实验1是想验证相同时,液体的压强与的关系;

    实验2是想验证相同时,液体的压强与的关系;

    实验3是想验证相同时,液体向的压强都.

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.

加热时间/min

0

1

2

3

4

甲的温度/℃

30

34

38

42

46

乙的温度/℃

10

18

26

34

42

  1. (1) 本实验中应量取质量的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同的电加热器加热,通过(选填“升高的温度”或“加热的时间”)来反映物质吸热的多少.
  2. (2) 分析实验数据,当甲升高8℃,乙升高16℃时,物质的吸热能力强.
  3. (3) 进一步分析数据可知CC
  4. (4) 若要选择一种液体作为汽车的冷却液,应选择液体.
影响水蒸发快慢的因素有:①水的温度②水的表面积③水上方空气流动速度.

利用装有水的烧杯、滴管、两块小玻璃片,请选用一个常见的物品设计实验证明:水上方空气流动速度大时蒸发快.写出实 验步骤和实验现象.

某小组同学根据图(a)所示情景(小朋友玩“打水仗”游戏)结合生活中的经验做出猜想:封闭在容器中的液体可以传递

为了验证猜想,他们选用压力传感器、大小不等的针筒等器材,组成如图(b)所示的装置。将针筒A、B固定在水平桌面上,用橡皮管将两针筒连通,推动活塞,通过压力传感器可以测出施加在活塞SA和SB上的压力FA和FB . 已知SA<SB , 记录实验数据。

①如果FB≠FA表明:封闭在容器中的液体不能传递

②如果对FB与SB和FA与SA的比值大小进行比较是为了确定封闭在容器中的液体是否可以传递。在得到肯定的实验结论的情况下,该小组同学认为利用类似的装置可以使FB=100FA即获得百倍大的压力,你认为他们的观点是否正确?

学习了光学知识后,爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象。如图所示,她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着烛焰和灯丝,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。

  1. (1) 分析比较甲、乙两图,可以得出怎样的结论?
  2. (2) 分析比较甲、丙两图,可以得出怎样的结论?
  3. (3) 通过实验,可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是(选填“正立”或“倒立”)的像,说明小孔成像的原理是
  4. (4) 树荫下的圆形光斑就是通过树叶间的小孔在地面上所成的像。
在某次综合实践活动中,小明所在的物理兴趣小组对物体从高空自由落到地面的撞击力进行研究,在无风环境下,将质量相同鸡蛋分别从不同高度由静止释放,砸中铺在草坪上1cm厚的石膏板,实验现象如下表所示:

实验序号

高度/m

实验现象

10

鸡蛋破碎,石膏板凹陷且出现裂纹

20

鸡蛋破碎,石膏板被砸中的地方破裂

30

鸡蛋破碎,石膏板被击穿

  1. (1) 实验中,鸡蛋的撞击力可以通过反映出来,下列实验中所用的研究方法与此相同的有

    A.探究电流与电压关系时,保持电阻不变

    B.根据压强计U形管两边液面的高度差来显示液体内部压强的大小

    C.将钟罩内的空气逐渐抽出,听到铃声逐渐减弱,由此得出真空不能传声D.根据木块被撞击后移动距离的大小判断小车动能的大小

  2. (2) 根据实验现象,可以得出:同一物体从高空落到地面的撞击力与有关。
  3. (3) 实验后,小明想探究“高空下落的物体所受空气阻力和速度的关系”,他选取了三个外形相同的锥形物体,其质量之比为1:4:9,让它们从相同高度同时自由落下,并以竖直砖墙为背景,用频闪相机每隔相等时间曝光一次的方法记录它们的运动过程,如图所示,由此得出空气阻力和速度的关系是

     

小明观察提琴、吉他、二胡等弦乐器的琴弦振动时,猜想:即使在弦张紧程度相同的条件下,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.

编号

琴弦材料

琴弦的长度/cm

琴弦的横截面积/mm2

A

40

0.5

B

尼龙丝

40

0.5

C

尼龙丝

30

0.5

D

20

0.3

E

20

0.7

  1. (1) 如果想探究弦发声的音调与弦的粗细的关系,你认为他应该选用表中编号为的弦(只填写字母代号).
  2. (2) 想探究弦的音调与弦的长度的关系应选,想探究弦的音调与弦的材料的关系应选.本题的探究实验所用的方法叫做法.
音调在学习吉他过程中,小雨发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的 经过与同学们讨论,提出了以下猜想:

猜想一:可能与琴弦的横截面积;

猜想二:可能与琴弦的长短有关;

猜想三:可能与琴弦的材料有关.

为了验证这些猜想,它们找到了下表所列规格的琴弦,因为音调的高低取决于声源震动的频率,于是借来一个能够测量震动频率的仪器进行试验 其规格分别如下表

编号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

材料

尼龙

尼龙

长度

60

60

60

90

120

90

90

120

横截面积

0.76

0.89

1.02

0.76

0.76

1.02

1.02

1.02

为了验证猜想一,应选用

为了验证猜想二,应选用

为了验证猜想三,必须知道编号5的数据,请填写编号5的数据:

探究篮球反弹性能的强弱与哪些因素有关?

【猜想与假设】

猜想一:可能与篮球的材质有关;

猜想二:可能与篮球的有关;

【制订计划与设计实验】

在探究猜想一时,我们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球,设计了以下实验方案。

方案一:其他条件都相同,用力向下拍不同的篮球,观察比较它们反弹后的高度;

方案二:其他条件都相同,将不同的篮球从同一高度自由下落,观察比较它们反弹后的高度;

方案三:其他条件都相同,使不同的篮球反弹到相同的高度,观察比较它们所需自由下落的高度;

【评估与交流】

⑴按照方案一探究,其不足之处是;

⑵按照方案二探究,篮球反弹后的高度越高,反弹性能就越;像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法,在物理学上,我们把这种研究方法称之为;

⑶按照方案三探究,篮球所需自由下落的高度越高,反弹性能就越

下面是某小组同学进行降落伞比赛所记录的实验数据,请你帮他们完成实验后的分析与论证.根据下表数据分析:

实验次数

降落伞绳长

降落伞的形状

降落伞的面积

降落伞的高度

降落伞的总质量

降落伞在空中滞留的时间

1

1m

圆形

0.5m2

3m

20g

3.67s

2

1m

圆形

1 m2

3m

20g

5.82s

3

1m

圆形

1 m2

3m

30g

4.91s

4

1m

正方形

1 m2

3m

20g

5.82s

5

1.5m

正方形

1 m2

3m

20g

5.82s

  1. (1) 比较1 、2两组数据可知在其他条件一定的情况下降落伞在空中滞留的时间与降落伞有关, 降落伞越大, 降落伞在空中滞留的时间越长.
  2. (2) 比较2、 3两组数据可知在其他条件一定的情况下降落伞在空中滞留的时间与降落伞有关.
  3. (3) 比较2、4两组数据可知在其他条件一定的情况下降落伞在空中滞留的时间与降落伞无关.
  4. (4) 设计实验时,常用的方法是先考察其中一个因素对研究问题的影响,而保持其他因素不变,这种方法叫
小强要参加校运会的铅球比赛,他想怎样才能把铅球推得远呢?他猜想:铅球落地的距离可能与铅球出手时的速度大小有关,还可能跟速度方向与水平方向夹角有关.于是小强和小明一起进行如下探究:他们用如图(1)所示的装置做实验,将容器放在水平桌面,让喷壶嘴的位置不变,但可以调节喷水枪的倾角,并可通过开关来控制水喷出的速度大小.

  1. (1) 如图(1)所示,首先让喷水嘴的方向不变(即抛射角不变),做了3次实验:第一次让水的喷水速度较小,这时水喷出后落在容器的A点;第二次,让水的喷水速度稍大,水喷出后落在容器的B点;第三次,让水的喷水速度最大,水喷出后落在容器的C点.他们经过分析得出如下结论:在一定时,当物体抛出的越大,抛出的距离就越远.
  2. (2) 控制开关,让水喷出的速度不变,让水沿不同方向喷出,又做了几次实验,如图(2)所示.他们将记录的数据画在坐标轴上,得到一条水的水平射程s与抛射角θ之间的关系曲线,如图(3)所示,从曲线中可以看出,当物体抛出的速度一定时,抛射角为时,水平射程最大.从曲线中,你还可以得出的结论是:
  3. (3) 我们还有哪些体育运动中应用到上述结论的例子,请你举两例:
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