初中物理控制变量法与探究性实验方案试题

为探究光照强度对光合速率的影响，用如图装置进行实验。在适宜且恒定温度下，改变灯与烧杯间的距离，分别测得金鱼藻1分钟内放出的气泡数（如表）。

灯与烧杯的距离 $/$厘米	10	15	20	25	30	35	40	45
气泡数 $/$个	18	15	10	8	6	4	2	0

（1）实验中灯功率不变，控制光照强度的方法是　　；

（2）当灯与烧杯的距离在一定范围内时，能产生气泡且随着距离增加气泡数越来越少的原因分别是　　。

夏天我们经常使用电风扇，电风扇吹出风的强度与什么因素有关？对此小明提了两个猜想，并利用玩具电风扇来进行探究。

猜想一：电风扇吹出风的强度与距离电风扇的远近有关；

猜想二：电风扇吹出风的强度与扇叶的转速有关；

为证实上述猜思小明同学设计了如图甲所示装置：将纸板 $B$固定在支架上，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 $O$自由摆动，将电风扇放在左侧正对纸板 $A$．图中 $s$是纸板 $A$自然下垂时（虚线）到电风扇的水平距离， $\theta$是纸板 $A$问右摆动稳定后轻杆与竖直方向的夹角， $\theta$越大，说用电风扇吹出风的强度越强。

（1）探究猜想一：保持电风扇的转速不变，移动电风扇，使 $s$分别等于 $0.3\mathit{cm}$、 $0.5\mathit{cm}$、 $0.7\mathit{cm}$、 $0.9\mathit{cm}$，在纸板 $B$上分别标下纸板 $A$稳定时轻轩的位置 $a$、 $b$、 $c$、 $d$，如图乙所示，可知猜想一是　　（选“正确”或“错误” $)$的。

（2）探究猜想二：小明同学将一个滑动变阻器与电风扇的电动机　　（选填“串联”或“并联” $)$，在探究过程中，还要保持　　不变。

（3）你认为电风扇吹出风的强度还可能与　　有关。（写出一个合理的答案）

控制变量是一种常用的科学方法，下列实验中变量控制不合理的是 $($　　 $)$

A．研究影响电磁铁磁性强弱的因素

B．研究压力作用效果的相关因素

C．研究摩擦力的相关因素

D．研究种子的呼吸作用

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。

物理小组想探究导电液体的导电性与接入电路中液体横截面积大小的关系．他们用长方体水槽、浓度一定的食盐水、电源、滑动变阻器、电压表及电流表等器材进行了探究。实验电路连接如图所示，将电极、分别固定在水槽左右两侧底部的中央。

（1）闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片移到最　　（选填“左”或“右” 端。

（2）实验中，通过调节　　来保持电极、间的电压恒为．控制其他条件不变通过向水槽中添加食盐水，从而达到改变食盐水的　　的目的，用电流表测出相应的电流值。食盐水导电性的强弱可以由　　来判断。实验数据如下表：

实验序号	横截面积	电流
1	50	0.02
2	100	0.04
3	150	0.07
4	200	0.08
5	250	0.11
6	300	0.13
7	350	0.14
8	400	0.14
9	450	0.14

（3）依据表格中的数据在图中描点，做出电流随横截面积变化的图象。

（4）分析表格中的数据或图象，可得到初步结论：其他条件不变，横截面积增大时，食盐水的导电性　　。

（5）为验证实验结论是否具有普遍性，应采取的做法是：　　。

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“＝”）。

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　 　。

物理学中研究一个量与几个量之间的关系时，常采用的物理学研究方法是　　法，在探究同一品牌电热水壶电流产生的热量与电功率的关系时，需要控制的变量是　　（选填“电流”、“电阻”或“通电时间” $)$，加热过程中水变为水蒸气发生的物态变化是　　（选填“汽化”、“液化”或“升华” $)$

小柯在课外活动时，偶然将两个弹性球叠放在一起同时自由下落，发现上面小球反弹的高度大于下落的高度。于是，他想探究同一个上面小球反弹的高度与哪些因素有关，为此，他提出了三个猜想：①与两个弹性球下落的高度有关；②与下面弹性球的质量有关；③与下面弹性球的材料有关。

为了验证猜想：小柯选取了质量为 $10g$的 $A$球作为上面的反弹小球，用体积相同的 $B$、 $C$、 $D$三个球分别作为下面的弹性球，如图所示， $B$、 $C$两球质量相同但材料不同， $C$、 $D$两球材料相同但质量不同，小柯在同一水平地面上做了多次实验，实验数据如表：

实验序号	下面弹性球	质量 $/\mathit{kg}$	下落高度 $/m$	$A$球反弹高度 $/m$
1	$B$	0.5	0.9	1.6
2			1.1	1.9
3			1.3	2.1
4	$C$	0.5	0.9	1.7
5			1.1	2.0
6			1.3	2.5
7	$D$	0.8	0.9	2.2
8			1.1	2.3
9			1.3	2.8

（1）小柯实验选取的测量工具有电子秤和　　。

（2） $A$球下落过程中，将重力势能转化为它的　　能。

（3）比较三次实验序号　　，可以初步得出的结论是：在下面弹性球的质量、材料等条件一定时，下落高度越高，上面弹性球反弹的高度越高。

（4）比较实验序号4、7（或5、8或6、 $9)$，可以初步得出的结论是：在下面弹性球的材料、下落高度等条件一定时，　　，上面弹性球反弹的高度越高。

（5）为了探究猜想③，除了选取 $A$球作为上面的反弹小球外，还应在 $B$、 $C$、 $D$三个弹性球中选择　　两球进行实验。

（6）实验表明，每次所测 $A$球反弹的高度总比下落高度要高，是因为在两球碰撞时下面弹性球对上面 $A$球做功，使 $A$球机械能总量　　（选填“增大”“减小”或“不变” $)$，这一现象　　（选填“违背”或“不会违背” $)$能量守恒定律。

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

探究“水平抛出物体飞行的距离 $s$与物体质量 $m$、抛出高度 $H$、抛出时的速度 $v$的关系”时，设计并进行了如图甲实验。

实验一：质量不同的 $A$、 $B$球在斜面同一高度处由静止滑下，下落到不同高度的地面。

实验二：质量不同的 $A$、 $B$球在斜面不同高度处由静止滑下，下落到同一高度的地面。

实验得到表一、表二两组数据：

表一

$m_A=100$克， $m_B=50$克， $h=0.2$米
次数	球	桌面离地高度 $H/$米	落地点与抛出点水平距离 $s/$米
1	$A$	0.5
2	$A$	1.0	0.74
3	$A$	1.5	0.90
4	$B$	0.5	0.53
5	$B$	1.0	0.74
6	$B$	1.5	0.91

表二

$m_A=100$克， $m_B=50$克， $H=1.2$米
次数	球	小球在斜面高度高度 $h/$米	落地点与抛出点水平距离 $s/$米
1	$A$	0.1	0.59
2	$A$	0.2	0.81
3	$A$	0.3	0.99
4	$B$	0.1	0.58
5	$B$	0.2	0.81
6	$B$	0.3	1.00

（1）如图乙是 $A$球从斜面高 $h=0.2$米处下落时，测量球落地点与抛出点水平距离的示意图，该距离是　　米。

（2）实验一，球在斜面的同一高度静止释放，是为了保持小球离开桌面时的　　相同。

（3）根据实验数据，可得出的结论是　　。

现需要研究的课题有：①导体的电阻跟它的横截面积的关系；②导体的电阻跟它的长度的关系；③导体的电阻跟它的材料的关系。给出三根镍铬合金线 $a$、 $b$、 $c$（其长度关系 $l_a=l_b>l_c$，横截面积关系 $S_a>S_b=S_c)$，电源、电流表、开关各一个、若干根导线，可以完成的研究课题是 $($　　 $)$

A．只有①B．只有②C．①和②D．①、②和③