初中物理控制变量法与探究性实验方案实验题

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。

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：                                         

吉他是同学们非常喜爱的乐器，在学习吉他演奏的过程中，丹丹发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，她决定对此进行研究.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，她们找到了下表所列9种规格的琴弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是借来一个能够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.为了验证猜想二，应选用编号为____、____、____的琴弦进行实验.
（2）表中有的材料规格还没填全，为了验证猜想三，必须知道该项内容.请在表中填上所缺数据.
（3）随着实验的进行，丹丹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：______________________________
______________________________________________.

自行车赛车手在比赛时，总是穿紧身衣服，弯着身体；刮风下雨，人们打伞逆风前行较为困难，有时还将伞打在半开状态利于前行；风速加大，不论是骑单车或步行，人都会感到更为困难。根据上述相关现象，完成下列探究问题：
(1)猜想：物体在空气中运动时，所受阻力的大小与               有关 (至少能提出一个方面的猜想)。
(2)为了探究猜想，小明同学设计了如图所示的实验装置，并选用了大小不同的两块薄塑料板，对某个问题进行了探究，数据记录如下表。

经分析得到的初步结论：                                                。
(3)你还想探究的问题有                                                  。
(4)运用你发现的规律，对火车制造商提出：为了减小空气的阻力，减少火车行驶时的能量损耗，你的建议                                                          。

我省小学生聂利为了探究“蜜蜂靠什么发声？” 她剪去蜜蜂的双翅，蜜蜂依旧发出“嗡嗡”的声音，结果表明：蜜蜂并不是靠        发声的。她又用大头针捅破了蜜蜂翅膀下的小黑点，蜜蜂就不发声了。聂利认为蜜蜂的发声器官就是小黑点。不管聂利的发现是否正确，我们应该学习她的                                           。

学校要开运动会，几个同学讨论怎样才能将铅球掷得更远。陈平说：“掷出点越高，掷得越远”。王力说：“掷出速度越大，掷得越远”。李明说：“我们还是通过实验来探究吧”。
大家经过讨论，提出了以下猜想。
猜想1：铅球掷得远近，可能与掷出铅球点的高度有关。
猜想2：铅球掷得远近，可能与掷出铅球时的速度有关。
猜想3：铅球掷得远近，可能与掷出铅球的角度（投掷方向与水平方向的夹角）有关。
为了检验上述猜想是否正确，他们制作了一个小球弹射器，如图所示。它能使小球以不同的速度大小和方向射出，弹射方向对水平方向的仰角，可由固定在铁架台上的量角器读出。他们通过7次实验得到下表中的实验数据（“射出距离”指水平距离）。

实验序号	射出点高度 h/m	射出速度 v/(m·s^－1)	射出仰角 ?	射出距离 l/m
1	0.5	5	30°	2.9
2	0.5	10	30°	9.6
3	0.5	10	45°	10.7
4	1.0	10	45°	11.1
5	1.5	10	45°	11.5
6	0.5	10	60°	9.1
7	0.5	15	30°	20.7

请你根据上述所收集的信息和相关证据回答下列问题。
（1）为验证猜想1，应选用序号为_______、________、_______的实验数据，因为____________________________________________________________。
（2）为验证猜想2，应选用序号为_______、________、_______的实验数据，因为____________________________________________________________。
（3）为验证猜想3，应选用序号为_______、________、_______的实验数据，因为____________________________________________________________。
（4）通过上述实验，你认为怎样才能将铅球掷得更远？

在生产和生活中我们常遇到下列事例：投掷铅球时，铅球被举起一定的高度后再斜向上用力推出去，铅球会落到很远的地方；投掷标枪时，标枪被举起一定的高度用力甩出去，标枪会落到很远的地方……
（1）请你再举一个类似的事例：                                                              。
（2）这些事例应用到的共同物理知识是：                                                              。
（3）李娟看到投掷铅球场景后，思考：铅球投掷的远近跟什么因素有关呢？
她提出猜想一：铅球投掷的远近与用力的大小有关。
请你另提出一个猜想二：铅球投掷的远近与                             有关。
（4）小芳找来弹弓模拟“投掷铅球”来验证猜想一。设计实验方案如下：
a．把弹弓的橡皮用力拉长到一定的长度后，以一定弹射角度θ₁将弹丸弹射出去，测出水平射程为S₁。
b．把弹弓的橡皮用力拉长到另一长度后，以另一个弹射角度θ₂将同一弹丸弹射出去，测出水平射程为S₂。
c．通过比较两次射程S₁，S₂的远近，得出结论。
（5）请对小芳的实验方案作出评估，指出她本次实验中的不足之处或需要改进的地方：                                                    。

小明是一个很爱动脑子的学生，有一次，他妈妈带他去了教堂做礼拜，教堂里挂了一个很大的钟，小明看到这个钟是靠下面的摆摆动来计时的．回去问老师摆动的物体为什么可以计时，老师告诉他同一个单摆来回摆动一次的时间是相同的，这是单摆的等时性．小明猜想，单摆来回摆动一次的时间，可能与单摆的摆长l，偏离中心位置的夹角θ，及摆球的质量m有关，于是小明做了分别改变单摆的摆长、偏离中心位置夹角、摆球的质量的摆动实验，并测出了各种情况下的单摆来回摆动一次（一个周期）所用的时间．

（1）根据下表实验数据，分析得出什么结论？
（2）单摆的等时性在什么地方有应用？
（3）机械摆钟走时太快，应怎样调节摆长？ （如图2-10）
表1 θ=4ºm =10g     表2 l=1m   m=10g    表3 θ=4ºl =1m

球质量(g)	5	10	15	20
周期(s)	2	2	2	2

摆角	1°	2°	3°	4°
周期(s)	2	2	2	2

摆长(m)	0.5	1	1.5	2
周期(s)	1.4	2	2.4	2.8

 

右图是初二（2）班蔡海航同学做的四弦琴。其中每根弦的粗细都不相同，弦的松紧也可以调节。请你用它来研究琴的音调与哪些因素有关。

【提出问题】
老师的问题：琴的音调与弦的粗细有关吗？
你的问题：                                   
【猜想假设】
老师的猜想：琴弦越粗音调越低
你的猜想：                             
【设计实验】
请根据自己或者老师的猜想，设计一个实验方案来验证该猜想是否正确
（只写方法，不用写结论）。

在探究声音与频率关系实验中，把尺放在桌面上，使尺的一端伸出桌边，用手拔动钢尺，听尺振动时发出的声音，同时观察尺振动的快慢。
下表是实验记录情况，请你补充表中的空缺：

	尺出的长度	尺振动的快慢	音调的高低
第一次	短
第二次	长

（1）进行实验时，为了保证两次实验的响度不变，必须保持钢尺的        不变。
（2）实验结论：声音的音调高低和               有关。

(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：__________________________。

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         ．

聂利同学在一个养蜂场看到许多蜜蜂聚集在蜂箱上，双翅没有振动，仍嗡嗡地叫个不停，她对《十万个为什么》中“蜜蜂发声是不断振动双翅产生的”这一结论产生怀疑，蜜蜂的发声部位到底在哪里？
下面是聂利同学的主要探索过程：
①把多只蜜蜂的双翅用胶水粘在木板上，蜜蜂仍然发声．
②剪去多只蜜蜂的双翅，蜜蜂仍然发声．
③在蜜蜂的翅根旁发现两粒小“黑点”，蜜蜂发声时，黑点上下鼓动．
④用大头针刺破多只蜜蜂的小黑点，蜜蜂不发声．
请回答：
(1)聂利同学在实验时，采用多只蜜蜂的目的是   ▲   ．
(2)从实验①和②可得出的结论是   ▲   ．
(3)“用大头针刺破多只蜜蜂的小黑点”基于的假设是   ▲   ．

小明同学想探究影响铅球掷得远近的因素到底有哪些。如图所示，他以一支弹簧玩具手枪为实验器材进行了如下探究：

（1）玩具手枪的内部被压缩弹簧伸长时，可以将子弹射出，此时弹簧的                 能转化成子弹的动能。

（2）手枪固定在某一高度，用同一颗子弹从枪口射出，以下是五次实验数据记录：

根据实验数据可以推测，小明探究的问题是：在相同条件下，子弹的射程可能和
                                      有关。
（3）分析数据，进一步得出结论：在相同条件下，枪管与水平面的夹角在
         度（请填写具体数值）左右时，子弹射程最远。小明由此推想：相同条件下，铅球以这一角度掷出，掷得最远。
（4）小红同学认为，以上“探究子弹射程与水平夹角θ”实验方案还能再完善，可以进一步获得更准确的结论。你认为小明实验时还应注意事项是：                                                           。

某研究性学习小组的同学将不同的实心物块浸没在液体中并松手后，发现有的物块上升至液面，有的物块下降至容器底部。为了研究实心物块的质量和体积对此现象的影响， 他们分别用甲、乙两种不同的液体做实验。表一、表二为该小组同学记录的实验数据及观察 到的实验现象。
表一：液体甲（质量为 8.0 千克，体积为 8.0×l0^-3 米 ³）

实验序号	物块	质量（×10^-3千克）	体积（×10^-6米^3）	现 象
1	A	7.5	30	上升至液面
2	B	25.2	42	上升至液面
3	C	24.3	27	上升至液面
4	D	21.6	12	下降至底部
5	E	91.8	34	下降至底部

表二：液体乙 （质量为 6.4 千克 , 体积为 8.0×l0^-3米³）

实验序号	物块	质量（×10^-3千克）	体积（×10^-6米^3）	现 象
6	A	7.5	30	上升至液面
7	B	25.2	42	上升至液面
8	C	24.3	27	下降至底部
9	D	21.6	12	下降至底部
10	E	91.8	34	下降至底部

   （1） 小明同学分析比较实验序号1与4和3与5（或6与9和6与10）的数据及现象， 得出结论：在液体中，物块的上升和下降跟它的体积无关；跟它的质量有关，且质量小的物 块上升，质量大的物块下降。
小华同学分析比较实验序号1与4 和2与4（或6与8和7与8）的数据及现象，得出结 论：在液体中，物块的上升和下降跟它的质量无关；跟它的体积有关，且体积大的物块上升，体积小的物块下降。请判断：
小明的结论是__________的，小华的结论是__________的。（均选填“正确”或“错误”）
（2） 请进一步综合分析表一、表二中的数据及现象，并归纳得出结论。
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