初中物理控制变量法与探究性实验方案试题

实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻和电阻箱（电路图符号 ）各一个、一块已调零的电流表、两个开关、导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验证明：两个电阻R₁与R₂并联时，如果流过定值电阻R₁的电流保持不变，则电阻R₁与电阻箱接入电路中的电阻R₂的总功率P与电阻R₂的关系式为：（k和b为常量）。请画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表。

小李和小明为研究导体的某种性质。选用的器材有：多节新干电池、电流表、电压表、电键、若干导线，以及长度相同，但材料不同（A、B两种金属）和横截面积不同（粗、细两种规格）的甲、乙、丙三根导体。该同学正确连接电路，并将实验测得的数据记录在表一、表二和表三中。

表一 导体甲（金属A粗）		表二 导体乙（金属A细）		表三 导体丙（金属B粗）
实验 序号	1	2	3		实验 序号	4	5	6		实验 序号	7	8	9
U（V）	1.5	3.0	4.5		U（V）	3.0	4.5	6.0		U（V）	1.5	4.5	7.5
I（A）	0.3	0.6	0.9		I（A）	0.3	0.45	0.6		I（A）	0.1	0.3	0.5

①在实验过程中，同学是用的方法改变导体两端的电压。
②分析比较实验序号1、2与3（或4、5与6或7、8与9）的电压和电流变化的倍数关系可得的初步结论是：。
③分析比较实验序号可得的初步结论是：当导体两端电压相同时，通过不同导体的电流是不同。
④进一步分析比较表一或表二或表三中的电压和电流的比值，可得到的结论：。
⑤小李和小明在仔细研究了表一、表二和表三后又有了新发现：导体的材料和导体的横截面积会影响导体两端电压和通过导体电流的比值。小明分析表二和表三得出了“导体横截面积越小，导体两端电压和通过导体电流的比值越小”的结论，你认为这一结论是的（选填“正确”或“错误”）。

物理兴趣小组的同学利用图示装置，探究反射声音的强弱与充当反射面的材料是否有关。他们将发声的闹铃置于纸筒A内，将充当反射面的材料置于O处，通过纸筒B倾听反射的铃声强弱。

（1）保持纸筒A和纸筒B的位置，只改变充当反射面的材料，让同一位同学倾听反射声音的强弱。实验结果如下表：

反射面材料	大理石	玻璃板	木板	棉布	毛巾	海绵
反射声音 的强弱	最强	强	强	较强	弱	几乎听不到

（2）分析实验结果可以得出：在其他条件相同时，反射声音的强弱与充当反射面的材料。你还可以得出的结论是。
（3）实验结果表明，玻璃板和木板反射声间的强弱无法分辨，有同学认为可能是人耳对声音强弱的分辨能力不够造成的，对此，请你提出一个改进的措施或方法：。
（4）类比光的反射，你认为利用该装置还能研究的问题是(写出一条即可)
（5）如果利用声音的反射现象，测量声音在空气中的传播速度，应选择表中的作为反射面效果最好。

平面镜对光线既不会聚也不发散，那么凹面镜对光线会有什么作用呢?小枫开动脑筋，想到了所有可能的情况：会聚、发散、既不会聚也不发散．然后，他利用激光笔手电筒对着凹面镜照射，观察到如图所示的现象．则小枫的学习经历了怎样的过程?

A．提出问题、猜想与假设、设计实验和进行实验、交流与评估

B．设计实验和进行实验、得出结论、分析和论证

C．提出问题、设计实验和进行实验、得出结论

D．提出问题、猜想与假设、设计实验和进行实验

元旦这天早上，小红去农贸市场买蜂蜜，售货员将蜂蜜用勺子盛出，往瓶子里倒。小红发现蜂蜜向下流动的比较缓慢，不像水流那样。“咦，怎么这么粘？什么因素会影响它的粘性？”小红边走边思考这里面的奥秘，回到家后立即实验：将蜂蜜分装三个小瓶，一瓶放在冰箱，一瓶放在室内，另一瓶用微波炉加热一会儿。各从一瓶里取出一滴，滴在同样倾斜放置着的三个试管内壁，分别测得蜂蜜从试管口淌到试管底的时间：从冰箱中取出的用了两分钟，在室内的用了70秒，在微波炉加过热的用了10秒。做完实验，小红非常开心，因为她揭开了这里面的“奥秘”。根据小红的探究过程，可以用下图中的哪个图来描述这个“秘密”？ ( )

小豫在公园里看到一个小孩在荡秋千，她发现无论小孩的秋千摆荡得高还是低，来回摆动一次的时间好像并没有不同；当小孩离开后，秋千继续摆动的快慢似乎和有人时也相同。那么秋千摆动一次的时间会受什么因素影响呢？她做出了以下猜想：
A．可能与秋千摆动的幅度有关；
B．可能与秋千和人的质量有关；
C．可能与秋千吊绳的长度有关。
她决定用单摆模拟秋千，探究单摆来回摆动一次的时间与什么因素有关，于是她准备了不同质量的小铁球、细线、刻度尺、铁架台等器材，实验装置如图甲所示。

⑴实验器材中还应该有：______________。
⑵小豫完成了实验并将数据记入上表，分析数据可知：单摆来回摆动一次的时间只与_________有关。

实验次数	摆幅（m）	小球质量（kg）	摆长（m）	时间（s）
1	0.1	0.03	0.8	1.8
2	0.1	0.04	0.8	1.8
3	0.2	0.04	0.8	1.8
4	0.2	0.04	1	2.0

⑶在摆线悬挂点O的正下方固定一铁钉P，将摆球从A点释放，摆线碰到铁钉后摆球仍能继续摆动，到达B点后再摆回，如此往复，如图乙所示。若摆长为0.8m，则单摆在A、B两点间来回摆动一次所需时间应_________1.8s（选填：“大于”、“小于”或“等于”）。
⑷不计空气阻力及线与铁钉的摩擦，摆球到达的A、B两点是否在同一水平线上？________（选填“是”或“不是”）。

(6分)小兰在观察提琴、吉他、二胡等乐器的弦震动时，猜想：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，下表是她在实验室控制的琴弦条件。

编号	琴弦材料	琴弦的长度L/m	琴弦的横截面面积S/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)如果小兰想探究弦发声的音调与材料的关系，你认为她应该选用表中编号为的琴弦（填字母代号）。这里用到了______________的方法研究的。
(2)探究过程通常采用下列步骤：①实验研究②分析归纳③提出问题④得出结论
你认为小兰要完成本探究的全过程，所采用步骤的合理顺序是。

暖水瓶的瓶胆夹壁中是真空，小明想利用它来探究真空能否传声．他把音乐贺卡里的电子发生器放入瓶中，根据听到的声音进行判断。他设计的实验最合理的是（）

A．塞上瓶塞和不塞瓶塞进行比较

B．把瓶胆放在近处和远处进行比较

C．用一个完好的和一个已经漏气的瓶胆进行比较

D．将音量大小不同的芯片先后放入瓶胆中进行比较

物理兴趣小组的同学利用图示装置，探究反射声音的强弱与充当反射面的材料是否有关．他们将发声的闹铃置于纸筒A内，将充当反射面的材料置于O处，通过纸筒B倾听反射的铃声强弱．

（1）保持纸筒A和纸筒B的位置，只改变充当反射面的材料，让同一为同学倾听反射声音的强弱，实验结果如下表．

反射面材料	大理石	玻璃板	木板	棉布	毛巾	海绵
反射声音的强弱	最强	强	强	较强	弱	几乎听不到

（2）分析实验结果可以得出：在其他条件相同时，反射声音的强弱与充当反射面的材料（选填“有关”或“无关”）．你还可以得出的结论是（写出一条即可）．
（3）如果利用声音的反射现象，测量声音在空气中的传播速度，应选择表中的作为反射面效果最好．

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：

（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，选用编号为①、②的琴弦进行实验，则缺少的数据为______。

微风吹过，金属管风铃发出悦耳的声音。小明想探究管子发出声音的频率与长度、直径的关系。他选取了材料与管壁厚度都相同、长度和直径都不同的三根直管，将它们用细线悬挂，敲击后，测出各自发出声音的频率，数据如下表：

（1）三根管中音调最低的是号（填写编号）。
（2）根据表中数据，能否得出“管子发出声音的频率随长度的增大而减小”的结论？请说明你的理由。
答：（能/不能）； 理由：
（3）小明发现悬挂的金属管发出声音时在做有规律的摆动，认为金属管发出的声音是由于摆动所产生的。请设计一简单的实验来检验小明的想法，简要写出实验方案和判断方法。
实验方案：；
判断方法

小春发现高速公路常有如图1所示的限速警告标志，他问爸爸：为什么在相同的道路上行驶的汽车却会有不同的最高时速限制呢？爸爸告诉他：大车质量大，惯性大，如果速度太快的话，遇紧急情况时不能及时停下来，极易造成交通事故．小春想：这就是说在相同情况下大车要停下来所用的距离比小车要长？为此，他设计了如图2所示的装置及以下探究方案：

①让一辆小车从光滑斜面上某位置由静止滑下，测出它在水平面运动的距离s₁；
②给小车车厢里添加适当的钩码，并使小车从同一高度由静止滑下，测出它在水平面运动的距离s₂；
③再继续增加钩码数量，重复步骤②；
④比较各次水平运动距离s的大小，归纳出结论．
对于上述探究方案，请你作答：
（1）给小车添加钩码的目的是：
（2）让小车从同一高度下滑的目的是：
（3）小车在水平面上运动的过程中机械能转化成了能．
（4）假设各次小车在水平面上运动时所受的摩擦力均相同，则s_{2_____________} s₁（选填：“＞”、“=”或“＜”），原因是：．
（5）小春的探究方案合理吗？．为什么？．

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，可能与琴弦的横载面积有关。
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。
　⑶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。
⑷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，为了验证这一猜想他还需进行操作是。

小雨同学为了探究物体对眼睛视角大小的相关因素，他通过观察不同高度的树木且不断地改变眼睛与树木的距离，如图所示，得到数据，如表格所示：

物体高度h（m）	4	2	1
距物体距离s（m）	8	6	4	2	8	6	4	2	8	6	4	2
视角a（度）	28	36.8	53.1	90	14.2	19	28	53	5.5	9.5	14.2	28

分析表格中的数据可得到的结论有：
（1）小雨眼睛中成的实像。
（2）在观察相同高度的物体时，物距越远视角越。
（3）观察者的眼睛与物体距离不变时，物体高度越大，视角越。
（4）人眼能够看清物体的最小视角是1/60°，登月的宇航员能看清万里长城吗？简要说明理由。

在利用太阳光测量凸透镜的焦距后，小华将凸透镜正对着太阳，发现把火柴头放在凸透镜焦点处一段时间后，火柴会被点燃。他想进一步探究不同的透镜对火柴的点燃效果有什么不同，和同学们讨论后，他们提出了以下三种猜想：
猜想1：凹透镜也能点燃火柴；
猜想2：点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距大小有关；
猜想3：点燃火柴的快慢与凸透镜的直径大小有关。
（1）根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是错误的。你认为他们判断的依据是。
（2）为了验证猜想2是否正确，他们选用直径相同而焦距不等的凸透镜进行多次实验，发现火柴被点燃的时间基本相等。这说明猜想2是的。
（3）请设计一个简单实验，验证猜想3是否正确，简述你的实验方案。
简要做法：；
如何判断：。