初中物理控制变量法与探究性实验方案实验题

(4分)物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动，这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，如果空气阻力相对物体的重力比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动。为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关，同学小王有如下猜想：
     
猜想一：物体下落的时间与物体的材料有关；
猜想二：物体下落的时间与物体下落的高度有关；
猜想三：物体下落的时间与物体的质量有关。
为验证猜想的正确性，几位同学用三个金属球做了一系列实验，实验数据记录如下：
⑴为了验证猜想一，应比较实验序号____和____，结论是：___________________________；
⑵小敏同学也对这个问题进行了研究，她让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，她发现两者下落时间________(填“相等”或“不相等”)，原因是：__________________________。

（本题6分）某初级中学的同学在学习了“科学探究的方法”和“密度”知识后，产生了探究马铃薯（俗称洋芋）密度的兴趣。他们经过讨论提出如下猜想：
A．洋芋的密度与品种有关；
B．洋芋的密度与质量有关；
C．洋芋的密度与成熟度有关。
(1)请你根据生活经验，再提出一个猜想：                                  。
(2)为了验证猜想A，需要控制洋芋的      和     ，为此他们从市场上选购了“小紫芋”、“黄心洋芋”和“白心洋芋”三个不同品种的洋芋。
(3)请根据表中数据计算“白心洋芋”密度值为         kg/m³。比较三次的实验数据可以得到结论：                             。

次数	品种	成熟度	质量/kg	体积/cm^3	密度/(kg/m^3)
1	小紫芋	成熟	20	18	1. 11×10^3
2	黄心洋芋	成熟	20	18. 3	1. 09×10^3
3	白心洋芋	成熟	20	18. 7

 

在学习吉他演奏过程中，小明发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，他决定对此进行研究，经过和同学们讨论，提出以下猜想：
猜想1：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关
猜想2：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关
猜想3：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，他们找到了下表所列的9种规格的琴弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是借来了一个能够测量振动频率的仪器进行实验。
(1)为了验证猜想1，应选用编号为    、     、    的琴弦进行实验，
为了验证猜想2，应选用编号为    、     、    的琴弦进行实验。
表中有的材料的规格还没有填全，为了验证猜想3，必须知道该项内容：请在表中填上所缺数据。

 
(2)随着实验的进行，小明又觉得琴弦音调的高低与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想，必须进行的操作是：                                         

在学习二胡演奏过程中，小明发现琴弦发出的声音音调高低受各种因素的影响，他决定对此进行研究，经过和同学们讨论提出了以下几种猜想：
猜想一：琴弦发出声音的音调高低，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，他和同学们找到了表2所列4种规格的琴弦，进行实验．
(1)、为了验证猜想二，应选编号     的两种规格的琴弦进行实验．
(2)、在验证猜想三时，小明发现粗心的同学没有把表2中的数据填全，表2中①的位置所缺数据是     ．
(3)小明在这个探究实验中，采用的研究方法是         ．

在探究“水吸收的热量与水的质量和水升高的温度是否有关”实验中，记录的实验数据如下表。

实验次数	质量m／kg	初温t0／℃	末温t／℃	加热时间t／min	吸收热量Q／J
1	0.1	20	30	2
2	0.2	20	30	4
3	0.3	20	30	6
4	0.3	20	40	12
5	0.3	20	50	18

  (1)该实验中，记录加热时间有什么意义?___________________ ___________。
(2)第__________这三次实验，是探究水吸收的热量与水的质量是否有关。
(3)探究结论是：水吸收的热量与_________________，与___________________

在学习演奏二胡的过程中，小明发现琴弦发出的声音音调高低受各种因素的影响，他决定对此进行研究，经过和同学们的讨论提出了以下几种猜想：

编号	规格
材料	长度（㎝）	横截面积（㎜^2）
A	尼龙	50	1
B	尼龙	80	1
C	尼龙	50	0.5
D	镍合金	80

表2

猜想一：琴弦发出声音的音调高低，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，他和同学们找到了表2所列4种规格的琴弦，进行实验．
(1)为了验证猜想一，应选编号         、         的两种规格的琴弦进行实验．
(2)在验证猜想三时，小明发现粗心的同学没有把表2中的数据填全，表2中所缺数据        ．
(3)小明在这个探究实验中，采用的研究方法是                  ．

小亮同学想通过实验探究“电阻的大小与哪些因素有关”。他利用四根如图13所示的金属丝进行实验。已知图中A为锰铜丝，B、C、D为镍铬合金丝，S表示金属丝的横截面积。
⑴若要探究导体电阻的大小跟材料的关系，应选用金属丝B和金属丝             进行实验。
⑵若要探究导体电阻跟             的关系，应选用金属丝B、D进行实验。

学习吉他演奏的过程中，小明发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，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：琴弦发出声音的音调高低，
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
下表所列9种规格的琴弦，因为音调的高低取
决于声源振动的频率，于是借来
一个能测量振动频率的仪器进行实验。
（1）为了验证猜想一，应选用编号为___________的琴弦进行实验。
（2）为了验证猜想二，应选用编号为___________的琴弦进行实验。
（3）为了验证猜想三，编号E的琴弦的规格应该如何？请在表中填上所缺数据。
（4）随着实验的进行，小明又觉得琴弦音调的高低，可能还与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想，必须进行的控制的是：_____________

玮玮在观察提琴、吉他、二胡等弦乐器的弦振动时,猜测:即使在弦张紧程度相同的条件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

控制因素 编号	琴弦的 材料	琴弦的 长度/cm	琴弦的横 截面积 /mm^2
A	钢	20	0.3
B	钢	20	0.7
C	尼龙丝	30	0.5
D	铜	40	0.5
E	尼龙丝	40	0.5

 
(1)如果玮玮想探究弦发声的音调与弦的材料的关系,你认为她应该选用表中编号为__________的琴弦(只填字母代号)
(2)在上述探究过程中,总要控制某些因素,使它们保持不变,进而寻找出另外一些因素的关系,这种研究方法叫做“控制变量法”。如果选用A、B编号的两种琴弦做实验探究,则控制的变量是琴弦的_______和         ,想探究的问题是弦发声的音调与弦的              的关系。
(3)探究过程通常采用下列一些步骤:①实验研究;②分析归纳;③提出问题(或猜想);④得出结论等.你认为玮玮要完成本探究的全过程,所采取步骤的合理顺序应该是:___________(只填写数字代号).

为了研究“导体对电流的阻碍作用与哪些因素有关”，某小组同学做了如图所示的实验.他们选用材料相同，长度、横截面积不同的若干导体，进行了多次实验。实验中分别将各种规格的导体接在某一电压恒定的电源两端，用电流表测量通过导体对电流的阻碍作用的大小，并记录实验数据。下面表格中是经整理后的实验数据．

实验序号	导体的材料	导体的长度/米	导体的横截面积/10^-6米^2	通过导体的电流/安
1	镍铬合金	0.5	0.5	1
2	镍铬合金	0.75	0.75	1
3	镍铬合金	1.0	1.0	1
4	镍铬合金	0.5	1.0	2
5	镍铬合金	0.75	1.5	2
6	镍铬合金	1.0	2.0	2
7	镍铬合金	0.4	1.0	2.5
8	镍铬合金	0.6	1.5	2.5
9	镍铬合金	0.8	2.0	2.5

（1）小组同学为了了解导体对电流的阻碍作用是否与导体的长度有关，他们应该分析比较实验序号                  中的数据及相关条件．
（2）分析比较实验序号1、4（或2、5或3、6）中的数据及相关条件，可得出的初步结论是                                                          
（3）请进一步综合分析比较表中的数据及相关条件，并归纳得出结论。
①分析比较1、2、3或4、5、6或7、8、9数据及相关条件，可得出：                                                  ．
②分析比较1、2、3和4、5、6和7、8、9数据及相关条件，可得出：                                                  ．
（4）通过实验该组同学得出：导体对电流的阻碍作用大小与导体的材料、长度和横截面积大小有关。你认为根据他们的实验能否得出上述结论，请说明理由                  

在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时，某老师引导学生作了如下的猜想：猜想1：导体的电阻可能跟导体的横截面积有关；
猜想2：导体的电阻可能跟导体的长度有关；
猜想3：导体的电阻可能跟导体的材料有关
图中是他们进行实验探究的器材，演示板上固定了四条金属电阻丝，a、b、c三条长度均是1m，d的长度0.5m；a、b的横截面积相同，材料不同；a、c的材料相同，但c的横截面积大于a；a、d的材料和横截面积都相同

（1）在探究电阻跟横截面积的关系时，可依次把M、N跟______的两端连接，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根金属丝电阻的大小．
（2）依次把M、N跟a、d的两端连接，闭合开关，记下电流表示数，分析比较a、d两根金属丝电阻的大小，可探究电阻跟______的关系，其结论是：_________           ．
（3）依次把M、N跟a、b的两端连接，闭合开关，记下电流表示数，分析比较a、b两根金属丝电阻的大小，可探究电阻跟______的关系，其结论是：_________________________
____________________________________．

小组在实验中所用导体的相关物理量的记录：

导体编号	A	B	C	D
长度m	1.0	1.0	1.0	0.5
横截面积m㎡	1.2	1.2	2.4	1.2
材料	锰铜合金丝	镍铬合金丝	镍铬合金丝	镍铬合金丝

（1）要探究导体电阻大小与长度是否有关，应选用_________________两根导体。
（2）要探究导体电阻大小与横截面积是否有关，应选用_____________两根导体。
（3）要探究导体电阻大小与材料是否有关，应选用_________________两根导体。

学习了影响液体蒸发快慢的因素后，王丽同学猜想：液体蒸发快慢可能还与液体的种类有关。请你利用下面提供的实验样品设计实验，验证王丽的猜想是否正确。

（1）实验时，应控制液体上方空气流动的快慢、液体的温度和液体的 　　都相同。

（2）实验室已提供了用规格相同的容器分别装有酒精和水的甲、乙、丙、丁4个样品，如图1所示。按实验要求，应选择 　　两个样品进行对比研究。

（3）若一个同学正确选好两个样品后，将一个放在温暖的室内，另一个放在寒冷无风的室外，经过相同时间后进行对比研究。这个同学设计的方案存在的问题是没控制 　　相同。该同学发现问题后及时纠正错误并进行了正确实验操作，经过相同时间后，样品的情况如图2所示。据此，你认为王丽的猜想是 　　（选填"正确"或"不正确" 的。

在降落伞比赛活动中,小明将活动中的部分数据进行了记录,如下表所示:

实验 次数	降落伞 的形状	降落伞的 面积（m^2）	降落伞的 绳长(m)	降落伞的 总质量（g）	降落伞滞留 时间（s）
1	圆形	0.5	1	20	3.67
2	圆形	1	1	20	5.82
3	圆形	1	1	30	4.91
4	正方形	1	1	20	5.81
5	正方形	1	1.5	20	5.83

由1、2两次实验可知                                          。
该活动中用到的科学研究方法是           

小兰在观察小提琴、吉它、二胡等弦乐器的弦振动时，猜测：即使在弦张紧程度相同的条件下，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。

	琴弦的材料	琴弦的长度(cm)	琴弦的横截面积(mm^2)
A	钢	20	0.3
B	钢	20	0.7
C	尼龙丝	30	0.5
D	铜	40	0.5
E	尼龙丝	40	O.5

(1)如果小兰想探究弦发声的音调与弦的材料的关系，你认为她应该选用表中编号为____________的琴弦。如果小兰想探究弦发声的音调与弦的长短的关系，你认为她应选用表中编号为____________的琴弦。(选填字母代号)
(2)探究过程若采用下列一些步骤：a实验研究；b分析归纳；c提出问题(或猜想)；d得出结论等。你认为小兰要完成本探究的过程，所采取步骤的合理顺序应该是：______________。(填写代号)
(3)在上述探究过程中，总要控制某些因素，使它们保持不变，进而寻找出另外一些因素的关系，这种研究问题的方法叫_______________。请你用简明的语言为本实验起个课题探究名称：_________________________________．