初中物理控制变量法与探究性实验方案试题

小明把两端开口的细玻璃管插入水中，发现管内的液面上升（如图）。他查资料得知：管内外液面高度差与水温、管的内径有关，小明想利用这支细玻璃管探究管内外液面高度差与水温的定量关系，请你帮他设计实验方案。

（1）实验器材：细玻璃管、 　 　。

（2）实验步骤（可画图或文字表述）；

（3）设计记录数据的表格。

如图所示，在探究影响导体电阻大小因素的实验中，导线a、b、c粗细相同，b、d粗细不同；a、b、d长度相同

（1）该实验是通过观察　　的示数间接比较导线电阻的大小。

（2）选用导线a、b分别接入电路中，是为了探究电阻大小跟导体的　　有关。

（3）选用导线b、c分别接入电路中，是为了探究电阻大小跟导体的　　有关。

（4）选用导线    分别接入电路中，是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关。

（5）影响导体电阻大小因素除了上述因素外，还可能跟　　有关。

小明在玩“水枪”玩具时，发现“水枪”水平放置，如果推动活塞的速度越快，水枪离地面的高度越高，水就会射得越远，据此，他提出了如下猜想：在空中水平抛出的物体，落地的水平距离与抛出的初速度及抛出点离地面的高度有关，为验证猜想，小明找来了如图所示装置进行实验。

（1）让小球从斜槽上自由滚下，是为了使小球到达水平槽时具有一定的　　；小球从斜槽滚下，重力势能　　（选填“增大”、“减小”或“不变”）

（2）保持　 　不变，分别让同一小球从斜槽上A、B、C位置由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离S_A、S_B、S_C，发现S_A＞S_B＞S_C．这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与　 　有关。

（3）逐步降低抛出点离地面的高度，分别为h₁、h₂、h₃，每次都让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离s₁、s₂、s₃，发现s₁＞s₂＞s₃．这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与　 　有关。

（4）若在水平槽铺上毛巾，使抛出点离地面的高度为h₃，让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，测出小球落地的水平距离为s₄，根据上述实验的结果，应该有s₄　 　s₃（选填“＞”、“＜”或“＝”）。

一天饭后，小明同学帮妈妈收拾桌上的碗筷时不小心将一杯水碰倒，他忙拿干抹布去擦，却很难将水擦干，妈妈见状拿了另一块干抹布擦，很快就将桌上的水擦干了，他感到有些奇怪。忙问妈妈是怎么回事？妈妈只是告诉他：“我拿的抹布是棉布做的，你手里的抹布是涤纶的”。他很想知道抹布的吸水能力与布料种类的关系，于是他进行了如下的实验探究。

（1）实验目的：　　。

（2）所需的器材：三个形状和大小相同的烧杯、质量相同的　　各一块，足够的水。

（3）主要步骤：将三个烧杯中倒入质量相同的水，分别将三块布放入各个烧杯中让水浸透，然后将三块布分别取出。从方便和准确的角度看，应观察和比较　　，将现象记入表中。

布料种类	涤纶	麻	棉
杯中所剩水量	最多	较少	最少
布块所含水量	最少	较多	最多

（4）结论：　　。

（5）应用：炎热的夏天，如果人体皮肤被汗浸透，会让人觉得很不舒服，因此，从吸水多少这个角度说，应尽量采用　　类的布料来制作夏装。

在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，同学们提出了以下几种猜想：

A．与物体间压力的大小有关               B．与物体运动速度的大小有关

C．与物体间接触面积的大小有关        D．与物体间接触面积的粗糙程度有关

为了探究各种猜想是否正确，他们找来了量程合适的弹簧测力计一个、长木板两块（一块光滑，另一块粗糙）、长方体木块一块（带有挂钩）、砝码一盒。

（1）要探究他们的猜想，首先要解决的是如何测量滑动摩擦力。经过讨论，大家认为：要测出木块与长木板之间滑动摩擦力的大小，可用弹簧测力计拉着木块沿水平长木板作　　滑动。

（2）上图是同学们做实验时的情景，通过图甲、乙所示的实验，可以探究猜想　　是否正确。通过实验结果得出结论：在保持　　一定时，　　越大，滑动摩擦力越大。

（3）要探究猜想A是否正确，他们应该比较　　图所示的实验。

（4）上述探究物理问题的方法叫　。

（5）利用以上器材还可以探究其他猜想，请说出你的一个方案　 　。

如图1所示，小水塘平静的水面上漂浮着一个乒乓球，小帆试图用扔石子激起水波的方法将乒乓球推向水塘边。她发现小石子扔进水中，激起了一圈圈水波向外扩展，而球几乎只在原处“蹦蹦跳跳”，并未随水波向外水平移动。

小帆猜想其中原因可能是：

A．小石子使水产生的振动不够强，水波太小，水对乒乓球的水平推力太小

B．乒乓球浸入水中深度过浅，水对它的水平推力太小

C．向外逐渐扩展的水波，是被石子击中的那部分水，将竖直方向的振动向外依次传播而形成，而水并未水平移动，故对乒乓球没有产生水平推力

为了验证猜想，她设计了如下的实验方案：

①安全起见，选择一个水深较浅（膝盖以下）的水池，将质量不同的小木块、小纸船、乒乓球置于平静水面以O为圆心的同一圆上（它们浸入水的深度不同），如图2所示；

②用手替代石子，以一定的频率沿竖直方向拍打水面O点处；

③拿走纸船和木块，改变拍打水面的方向，观察乒乓球的运动情况。

请回答以下问题：

（1）在验证猜想A时，她用不同的力度沿竖直方向拍打水面，若发现乒乓球没有水平移动，则说明：球是否能水平移动与水波大小　　（选填“有关”或“无关”）。

（2）实验方案①②是为了验证猜想　　（选填序号字母），实验时，若观察到三个物体都只在原位置上下振动，小帆由此得到：“乒乓球是否水平移动与浸入深度无关。”你认为这一结论是否可靠？　　，原因是：　　。

（3）实施方案③时，若发现除了竖直拍打外，其他拍打方向均能使乒乓球在水平方向上移动，说明当时小帆所扔的石子几乎是以　　方向入水，要验证猜想C，再提供几个相同的乒乓球，请你设计一个实验方案：　　。

炎热的夏天，电风扇给我们带来了丝丝凉意。小林同学观察到教室里的电风扇吹出的风有时大有时小，爱动脑筋的他思考：电风扇吹出的风的强度与哪些囚素有关呢？并对此提出了两个猜想：

猜想一：电风扇吹出的风的强度与扇叶的转速有关；

猜想二：电风扇吹出的风的强度与距离电风扇的远近有关。

为验证上述猜想，小林同学设计了图甲装置：将纸板B固定在支架上（支架未画出），硬质纸板A与轻杆固定后悬挂在纸板B上的转轴O处。纸板A和轻杆可绕转轴O来回自由摆动而不会与纸板B碰撞，且纸板A和纸板B两平面垂直。将电风扇放在纸板A左侧并正对纸板A．图中s是纸板A自然下垂时（虚线）到电风扇的水平距离；θ是电风扇吹动纸板A向右摆动稳定后轻杆与其自然下垂时（虚线）的夹角，θ越大，说明电风扇吹出风的强度越强。

（1）实验时小林发现，用于实验的电风扇转速不能调，于是他先对猜想二进行了探究。保持电风扇的转速不变，移动电风扇，使s分别等于0.30m、0.50m、0.70m、0.90m，在纸板B上分别描下纸板A被电风扇吹动后稳定时轻杆的位置a、b、c、d，如图乙所示（轻杆和纸板A未画出），分别连接Oa、Ob、Oc、Od，比较四次实验中θ的大小，可知猜想二是　　。（选填“正确的”或“错误的”）

（2）为了探究猜想一，小林同学想通过在电风扇的电路中增加一个滑动变阻器与电风扇的电动机　　。（选填“串联”或“并联”）在探究猜想一时，除增加一个滑动变阻器外，其它器材仍与图甲相同。在探究过程中，还要保持　　不变。

（3）你认为电风扇吹出的风的强度还可能与　　有关。（写出一个合理答案）

太阳能作为一种新能源，已被人类广泛使用。例如太阳能路灯，其核心部件是光电板。某兴趣小组提出了一个问题：影响光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关呢？他们对这个问题有如下猜想：

猜想1：影响光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的光照时间有关；

猜想2：影响光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的面积有关；

猜想3：影响光电板吸收太阳能的多少可能与光电板的颜色有关。

根据以上猜想，他们设计好实验方案，进行了实验探究，步骤如下：

A．先选用相同的三块0.1m²的光电板，在其表面都涂上黑色，正对太阳光，照射时间分别为10min、20min、30min，光电板吸收的能量被储存，让他们对相同的LED灯供电，并记录发光时间于表中；

B．再选用0.2m²、0.3m²两块光电板，在其表面都涂上黑色，正对太阳光，照射时间都为10min，光电板吸收的能量被储存，让它们对相同的LED灯供电，并记录发光时间于下表中；

C．然后再选用相同的两块0.1m²的光电板，在其表面分别涂上绿色和白色，正对太阳光，照射时间都为10min，光电板吸收的能量被储存，让它们对相同的LED灯供电，并记录发光时间于表中；

实验数据记录如表：

序号	光电板的面积（m^2）	光照时间    （min）	光电板表面 所涂颜色	LED灯的发光时间（min）
1	0.1	10	黑色	30
2	0.1	20	黑色	60
3	0.1	30	黑色	90
4	0.2	10	黑色	60
5	0.3	10	黑色	90
6	0.1	10	绿色	20
7	0.1	10	白色	5

（1）由表中　　（填表中的序号）三组数据对猜想1进行验证，得出的结论是：光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间有关。

（2）由表中1、4、5三组数据能对猜想 　进行验证，得出结论是：　。

（3）由表中数据分析可知：制作太阳能光电板用　　色最好。

（4）综合分析可知，影响光电板吸收太阳能多少的因素有光照时间、光电板的面积、表面所涂颜色，你觉得还与哪些因素有关？（写出一种即可）

下列实验中用到控制变量法的有（　　）

A．探究“影响压力作用效果的因素”的实验

B．探究“杠杆的平衡条件”的实验

C．探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验

D．探究“串、并联电路中电流的规律”的实验

下列实验中用到控制变量法的有（　　）

A．探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验

B．探究“液体内部压强与哪些因素有关”的实验

C．探究“杠杆的平衡条件”的实验

D．探究“串、并联电路中电流的规律”的实验

在实验中，以下说法正确的是 $($　　 $)$

A．用温度计测量液体温度时，应先将温度计从液体中取出再读数

B．用调好的天平测量物体质量，横梁不平衡时可调节平衡螺母

C．在“探究二力平衡的条件”时，为减少摩擦，用小车代替木块

D．在“探究物体的动能与速度的关系”时，水平面尽可能光滑

小敏、小颖和小青在玩荡秋千时，感到秋千往返摆动时间有规律。于是对“哪些因素决定秋千往返摆动的时间”提出下列猜想，小敏猜想：可能由秋千的绳长决定；小颖猜想：可能由人与秋千坐垫的总质量决定；小青猜想：可能由秋千摆动幅度（摆动中人离开中心的最大距离）决定。于是进行了如图实验，一细绳一端拴一小球，一端固定，让小球自由往返摆动，并记录数据如表。

实验 序号	小球到固定点 距离 $l$（摆长） $/$米	小球质 量 $/$克	摆动幅 度 $/$米	小球往返摆动 20次的时间 $/$秒	小球往返摆动 一次的时间 $/$秒
1	0.7	20	0.05	33.2	1.7
2	1.0	20	0.08	39.7	2.0
3	1.0	30	0.05	39.8	2.0
4	1.0	30	0.08	39.7	2.0
5	1.3	20	0.05	45.3	2.3

请回答下列问题：

（1）要完成上述实验，除如图器材外，还必需的实验器材是：天平、　　；

（2）从本次实验可以得到的结论是：小球往返摆动一次的时间由　　决定；

（3）实验发现，小球只能摆动一段时间。你认为造成小球停下来的原因可能是　　；

（4）摆钟是利用本实验的原理制成的。某一摆钟变慢了，要调准它，应将摆钟的摆长调　　（选填“长”或“短” $)$。

在下列四个实验中，没有用到控制变量法的是 $($ 　　 $)$

A．	探究动能大小与速度的关系
B．	探究流体压强与流速的关系
C．	探究液体内部压强与深度的关系
D．	探究电流产生的热量与电流大小的关系

我们生活在电磁波的海洋中，当需要防止电磁波干扰时，通常用金属壳将电磁波与需加以屏蔽的区域隔开，避免电磁波进入，这种做法就是电磁屏蔽。中国科技馆有一个金属小屋，侧面的大窗上镶嵌着一块电磁屏蔽玻璃，如图所示。请你自选器材设计一个实验，检验这块电磁屏蔽玻璃是否能够屏蔽电磁波。写出实验步骤和判断方法。

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。