初中物理控制变量法与探究性实验方案简答题

端午假日，小华随父母体验了一次快乐的乡村游。见到如图1所示的一个老式风扇车，颇感兴趣，摇手摇杆产生的风，为什么能将从漏斗中漏下的谷粒与空壳分开呢？小华到家便进行了以下探究

【自制器材】

（1）利用废旧塑料板制成条形漏斗，废旧塑料杯切去杯底并在杯壁裁出缺口；仿照老式风扇车，组装成如图2甲所示的装置；

（2）选用质量　　的砂砾模拟谷粒和空壳；

（3）裁剪快餐盒盖用于收集砂砾。

【进行实验】

（1）把快餐盒盖放在水平桌面上，将上述装置侧壁缺口朝下放在盒盖上方；

（2）取一小风扇正对进风口，再开启风扇并将砂砾倒入漏斗；

（3）待砂砾漏完，关闭风扇；

（4）观察盒盖上的砂砾，比较　　。

【收集证据】实验结果如图2乙所示，并记录在表中

砂砾质量	大	较大	小
砂砾水平运动的距离	近	较近	远

【分析论证】

（1）由实验结果可知，在相同风速的作用下，质量较大的砂砾不容易被风吹远，其运动状态　　发生改变（选填“容易”或“不容易” $)$，即惯性较　　（选填“大”或“小” $)$；

（2）由此也可以说明惯性的大小与物体的　　有关。

【交流评估】

为了使实验结论更科学，可以更换不同的物体或改变风速大小重复上述实验。

【拓展应用】

（1）如果使用风扇车来分离谷粒和空壳，则在图1中　　口可收集到饱满的谷粒（选填“ $A$”或“ $B$ “ $)$；

（2）如图2丙所示，在无风的情况下，农场工人用铁锹将混合谷物斜向上抛洒出去，饱满的谷粒将落在离工人更　　处（选填“近”或“远” $)$，从而将谷粒与空壳分离。

物理学中研究一个变量与多个变量之间的关系时，常常采用控制变量法。下列探究实验中，需要控制电流不变的是 　　。（选填选项前的字母，至少有一个选项正确）

$A$ ．探究并联电路中电源两端电压与各支路两端电压的关系

$B$ ．探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系

$C$ ．探究串联电路中电源两端电压与各用电器两端电压的关系

$D$ ．探究通电螺线管外部磁场强弱跟螺线管线圈匝数的关系。

为了比较铜和铝的导热性能，小军选取了粗细均匀、横截面积、长度均相同的 $U$ 形铜棒和铝棒进行实验。小军认为导热性能无法直接测量，他首先将问题转化为研究可直接测量量之间的关系，并类比所学知识定义了一个物理量 $k$ ，来衡量物质的导热性能。在此基础上，进行实验并成功比较出哪种材料导热性能更好。小军的实验装置示意图如图甲所示。他将铜棒的一端放入烧杯内持续沸腾的水中，铜棒的另一端放入试管内 ${25}^{°}\text{C}$ 的冷水中，每隔 $50s$ 测量一次试管内水的温度并记录，依据实验数据绘制了图乙中的图象①．换成 $U$ 形铝棒后，小军按照同样的实验方法，在相同的实验条件下，每隔 $50s$ 测量一次试管内水的温度并记录，依据实验数据绘制了图乙中的图象②。

根据以上信息，回答下列问题：

（1）在这个实验中，用来衡量导热性能的物理量 $k$ 是用 　 $D$ 　表示的。（选填选项前的字母，只有一个选项正确）

$A$ ．时间       $B$ ．温度      $C$ ．温度的变化量     $D$ ．单位时间内温度的变化量

（2）可推断出此实验中 　 　的导热性能更好。（选填"铜棒"或"铝棒" $)$

小明在体育课上打排球时，发现排球每次落地的远近不同．于是，他沿水平方向击打排球，对球落地的情况做了统计，统计结果如下表：

击球点高度h／m	1.85	1.21	0.8
击球力度	轻击	重击	轻击	重击	轻击	重击
落地点与击球点水平距离s／m	3	7	2	5	1.5	3

分析表格可得出结论：
（1）________；
（2）________．

想像能力题：现给你一电池组、开关二只、电压表一只、电流表一只、滑动变阻器一只、小灯泡一只、导线若干，从上述器材中选择适当器材，你可以完成哪些初中物理学过的电学实验？请至少写出五个实验的名称。

在野外迷路了，可以用指南针、太阳、北斗星、树木的生长方向等等来辨认方向.但如果手边只有一些缝衣用的钢针，几节干电池，几根导线，能不能用这些物品来辨认方位？如果能，说出你的方法．

小明在学习了“汽化和液化”知识后，提出一个问题：蒸发的快慢与哪些因素有关呢?经过思考后，他猜想蒸发的快慢与液体的温度有关、与液体表面积的大小有关、与液体表面空气流动的速度有关。请你帮他设计出合理的实验方案证明他的猜想是否正确。