初中物理控制变量法与探究性实验方案实验题

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。

如图所示，小华和小静在用单摆做动能和势能转化的实验中，注意到小球往返摆动的时间很有规律，由此做出猜想：小球往返摆动一次的时间可能与小球质量、摆长L和小球摆动的幅度S有关。为了验证猜想，她们做了以下实验探究：

（1）先用一小球，使其摆动，记下小球往返摆动20次所用的时间，算出小球往返摆动1次所用的时间；在用摆长相同，质量不同的另一小球，重复上述实验。经计算分析得出结论：在摆长不变时，小球往返摆动一次所用的时间与小球的质量无关。针对猜想，试验后小华经过仔细思考发现在两次实验过程中，还应使小球的_______________________，实验方案才是完善的。
（2）接着她们针对猜想，对小球往返摆动一次所用时间与摆长L的关系又进行了一次正确的实验探究：先用一小球，使其摆动，记下小球往返摆动20次所用的时间，算出小球往返摆动1次所用。后用摆长_______________________（选填“相同”或“不同”），质量_______________________（选填“相同”或“不同”）的另一小球，使小球摆动的幅度与前次实验_______________________，重复前次实验。比较两次实验中小球往返摆动一次所用的时间，做出正确的结论。
（3）在实验过程中，每次都是通过测出小球往返20次所需的时间然后计算出小球往返摆动一次所需时间，这样做的目的是为了减小_______________________。

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___________________

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).

同学们按照如图所示的实验装置探究摆球摆动的快慢与哪些因素有关？实验前，小玲提出猜想：小球摆动的快慢可能跟细线的长度L有关。于是小玲和小燕来到实验室，找来了以下器材：A．秒表、B．0.8m的细线、C．1.0m的细线、D．铜球、E．铝球（D、E两球体积相等，都有相同的小孔，便于系线）。

⑴为了验证小玲想，请你帮他们设计出简要的实验步骤。
⑵按照设计的实验步骤，选用的器材是（填器材前的字母）：  
⑶请在下面空白处画出实验数据记录表格：

⑷除了小玲的猜想外，请你再提出两个猜想：（每空1分，2分）
①     ；
②    。

在学习了有关电阻的知识后，物理兴趣小组的同学们在研究食盐水的导电性能时，提出以下猜想：食盐水的导电性能①与食盐水的浓度有关；②与两金属片在食盐水中的距离有关；③与两金属片进入食盐水中的深度有关。

为了验证上述猜想，同学们利用稳压电源、定值电阻、电流表、金属片和浓度不同的食盐水等设计了如图所示的装置。将电路中的两金属片a和b依次放入甲、乙、丙、丁食盐水中图示的位置，食盐水的导电性能由电路中电流表示数的大小来判断。
⑴为了验证猜想①，应比较金属片在________两图所示位置时电流表的示数；
⑵金属片在乙、丙两图所示位置时，若两次电流表的示数不同，就验证了猜想________是正确的。

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                  

夏天烈日曝晒过的汽车，车内温度可达50℃以上。针对这一情况，市场上出现了一些汽车遮阳帘，汽车遮阳帘是否真的有遮阳效果?研究人员选取了普通型、加厚型和折叠反射型三款汽车遮阳帘进行了以下实验。实验步骤如下：
①选取三辆小轿车，并排朝南停放在阳光充足的空旷地方。
②将三款汽车遮阳帘分别安装在汽车的前挡风玻璃后，关上车门，并编号。
③一段时间后，用灵敏温度计分别测量车内的温度。
（1）该实验选取三辆的小轿车应该保持型号、     、颜色相同
（2）该实验所用的探究方法是             。
（3）进行该实验的最佳时间是      。（填字母）
A．早晨    B．中午    C．傍晚
（4）15分钟后研究人员发现三个温度计示数如下表所示

窗帘	普通型	加厚型	折叠反射型
温度/℃	45	40	30

由此可以得出以下结论：        窗帘的遮阳效果好。

小红是一个爱观察、爱思考的同学，她在欣赏乐手演奏二胡时，发现二胡弦在振动。小红猜测二胡弦发声的音调可能与弦的粗细(横截面积)、长短及弦的材料有关。于是她想利用下表中列出的不同规格的弦来检验她的猜想是否正确

（1）选用表中C、E两根弦，可以探究弦发声的音调与      的关系。
（2）为探究弦发声的音调与弦的粗细的关系，她应选用表中     两根弦。
（3）为探究弦发声的音调与弦的材料的关系，她应选用表中     两根弦。

小李和小明同学做“研究导体对电流的阻碍作用与导体的长度和横截面积的关系”实验。他们分别选用材料相同，但长度、横截面积不同的若干导体进行实验。他们分别将导体接在同一电源的两端，用电流表测得通过导体的电流，并记录数据如表一、表二所示。

（1）在实验过程中，小李和小明同学是根据  来比较导体对电流阻碍作用大小的。
（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）分析比较实验序号                          的数据及相关条件，可得出的初步结论是：同种材料、横截面积相同的导体，长度越短，导体对电流的阻碍作用越小。
（4）小李进一步分析了表一和表二的数据，可得出的结论是：同种材料制成的导体，当               相同时，导体对电流的阻碍作用相同。

、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，他们找到了表中所列9种规格的琴弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是小华又借来一个能够测量声源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）表中有的材料规格还没填全，为了验证猜想三，最好填上该项内容.请在表中填上所缺数据.

编号	材料	长度（cm）	横截面积（mm^2）
A	铜	60	0.76
B	铜	60	0.89
C	铜	60	1.02
D	铜	80	0.76
E	铜
F	铜	100	0.76
G	铁	80	1.02
H	尼龙	80	1.02
I	尼龙	100	0.89

 
（4）随着实验的进行，小华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，必须进行的操作是：________________________.
（5）我们已经学习的物理知识中涉及的探究实验，有些实验的研究方法与上述方法类似，例如：_________________________________.

小华总结两年来所做的物理探究实验发现
（1）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来。这种研究物理问题的方法叫转换法。

如：甲实验中小球动能的大小是通过观察比较木物块B     ▲    反映出来的。
乙实验中水和沙子吸收热量的多少是用           ▲               来表示
（2）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采用       ▲          法。
如：甲实验研究小球动能的大小与速度的关系就要多次改变     ▲    的大小，同时控制小球的    ▲     不变。
乙实验中只有物质的  ▲  不同，其他因素必须控制相同（例如烧杯的规格相同、水和沙的    ▲    相等、酒精灯加热方式相同等）。

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：_________________________
____________________________________．

（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

 

请阅读下面一段短文后，认真思考并回答有关问题．如图所示，小明和小刚用细棉线连接了两个可乐饮料的纸杯制成了一个“土电话”。
（1）他们用“土电话”能实现10m间的通话，这表明                           
（2）相距同样远，讲话者以相同的响度讲话，如果改用细金属丝连接“土电话”，则听到的声音就大些。这一实验表明：                                  。
（3）如果用“土电话”时，另一个同学捏住棉线的某一部分，则听的一方就听不到声音了，这是由于                                          。
（4）某研究小组利用以上两个纸杯和一些长短、粗细不同的琴弦，又进行了探究“音调和哪些因素有关”的活动。他们选用的琴弦长度、材料在图中已标出（其中琴弦的的直径关系：a＝c＝d＜b)，并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致。
①若他们想研究“音调的高低与琴弦长度”的关系应选择琴弦   （选填符号a、b、c 或d）。
②若选择琴弦a和b，则是为了研究                                       。
③若有同学选择c和d进行研究，并推理得出：琴弦长度越长，振动越慢，音调就越低的结论。该同学探究过程中存在什么问题？
                                                                      。
④两位同学还可以选择琴弦            （选填符号a、b、c或d），研究“琴弦音调高低与材料的关系”。