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第3讲 科学探究
能力提升
1、小明很喜欢吃绿豆芽。可是绿豆芽是如何长出来的呢 他特意向菜市场里卖绿豆芽的老伯伯咨询。老伯伯告诉他,要想得到又长又白的绿豆芽,需要将绿豆种子放在底部有孔的塑料桶内,上面再盖一层布。要经常向桶内浇水,但又不能将绿豆泡在水中。不浇水时可将桶盖好,放在温暖且通风的地方,不多久就会长出绿豆芽。由此看来,下列不是种子萌发的必需条件的是(▲)
A、水分 B、空气 C、阳光 D、适宜温度
2、小明将刚孵出的蟑螂分为甲、乙、丙、丁四组,分别喂含不同营养成分的食物(如表所示,表中的数字代表所含成分的多少,“—”表示没有此成分)。
组别 抗生素含量/g 维生素含量/g 蛋白质含量/g 淀粉含量/g
甲 — 0.5 44 66
乙 0.1 — 44 66
丙 0.1 0.5 44 66
丁 0.1 0.5 — 66
由实验设计可以知道,小明想研究何种营养成分对蟑螂发育的影响(▲)
①抗生素 ②维生素 ③蛋白质 ④淀粉
A、④ B、①②③ C、① D、①②③④
3、锯子的锯齿都“东倒西歪”,不在同一平面内。小明猜想这是为了减小锯木头时的阻力,并打算设计实验检验猜想。以下设计方案中最佳的是(▲)
A、用同一把拨正锯齿的锯子分别锯硬木头和软木头,比较用力情况
B、用同一把锯子,分别在“东倒西歪”和拨正锯齿时锯同一硬木头,比较用力情况
C、用一把“东倒西歪”和另一把拨正锯齿的锯子分别锯同一硬木头,比较用力情况
D、用一把“东倒西歪”和另一把拨正锯齿的锯子分别锯同一软木头,比较用力情况
4、在对照实验中,经过控制处理的一组事物称为实验组。为了确定实验组的结果是由人为进行的这种处理引起的,需要用同样的研究对象另外设置不作上述处理的一组事物进行观察,这样的未做实验处理的一组事物称为对照组。在“探究影响大棚作物产量的因素”实验中,某校科技小组在三个大棚内,按如表所示要求进行了种植实验(其他条件均相同),对该种植实验分析错误的是(▲)
大棚 二氧化碳浓度 温度
甲 0.03% 30℃
乙 0.1% 30℃
丙 0.1% 20℃
A、甲、乙构成一组对照实验,变量是二氧化碳浓度
B、乙、丙构成一组对照实验,变量是温度
C、甲、丙构成一组对照实验,变量是温度和二氧化碳浓度
D、可以构成两组对照实验,变量分别是二氧化碳浓度和温度
5、小明同学为了探究“食物上滋生微生物的条件”的问题时,做了以下实验,该实验可以探究(▲)
A、微生物生长与温度的关系 B、微生物生长与水的关系
C、微生物生长与面包的关系 D、微生物生长与空气的关系
6、当一位科学家通过实验宣称在某领域获得一项重要发现时,判断这项发现是否可信的最好理由是 (▲)
A、该领域其他专家的意见 B、实验报告撰写的详细程度
C、该科学家是否为这一领域的权威 D、他人能否重复其实验并得到相同的结果
7、从图中找出同学们的哪些行为不符合实验室安全守则 请试写出四条。
(1) ▲ ;(2) ▲ 。
(3) ▲ ;(4) ▲ 。
8、小科用自制的温度计(如图甲所示)来探究薄壁细管内的液柱高度h与哪些因素有关。他分别选用横截面积为S1,S2(S1>S2)的细管进行实验,把玻璃瓶浸没在不同温度的水中,如图乙所示,并将数据记录在下表中。
序号 横截面积 温度t/℃ 液柱高度h/cm
1 S1 0 5
2 S1 20 9
3 S1 40 13
4 S2 0 6
5 S2 20 12
6 S2 40 18
(1)分析比较序号1,2,3的数据,小科基于的假设是： ▲ 。
(2)分析比较序号1和4(2和5或3和6)的数据,可得出的初步结论是： ▲ 。
(3)小科把自制的温度计(细管的横截面积为S1)放入水中,稳定后测得液柱高度为11cm。请结合表格数据分析,此时水的温度是 ▲ ℃
9、某品牌洗手液声称完全不影响环境,小缙想证实该广告的真实性,邀你一起做实验(如表所示)。实验准备：生长状况相似的同种蚯蚓40条,喷雾器2个,清水,1%洗手液溶液,将富含有机物的土壤均匀铺撒在大纸盒中,沿中线均分为甲、乙两个区域。
区域 实验步骤 实验结果
第一步 第二步 第三步
甲区域 放20条蚯蚓 每天喷10mL 1%洗手液溶液 两周后,翻开土壤,统计其中活蚯蚓的条数
乙区域 放20条蚯蚓 每天喷 ① ，
(1)将第二步实验中乙区域的①补充完整 ▲ 。
(2)该实验的变量是 ▲ 。
(3)实验中每组使用了20条蚯蚓,而不是1条,原因是 ▲ 。
(4)若此品牌洗手液广告是真实的,则实验结果是 ▲ 。
10、白蚁是一种常见的害虫。有人为了研究温度对白蚁存活的影响,将白蚁分成五组,在不同温度下饲养(其他条件相同),记录了各组白蚁全部死亡所需的天数,结果如表所示,分析回答：
组别 培养温度/℃ 白蚁数/只 全部死亡所需时间
第一组 9 20 30d内没有出现死亡现象
第二组 4 20 28d
第三组 1 20 14d
第四组 -1 20 9d
第五组 -3 20 7d
(1)本探究实验中的变量是 ▲ 。
(2)实验过程中,饲养白蚁的食物种类、食物量等其他条件必须相同,这体现了科学的实验方法是 ▲ 。
(3)根据实验结果可得出的结论是： ▲ 。
(4)根据实验结果可以做出的合理推测有： ▲ (填序号,多选)。
①赤道地区的白蚁比两极地区的多 ②在我国北方地区,夏天的白蚁比冬天的多
③40℃条件下白蚁会大量死亡 ④9℃是白蚁生存的最适温度
思维拓展
11、为研究影响家用保温瓶保温效果的因素,某同学在保温瓶中灌入热水,先测量初始水温,经过一段时间后再测量末态水温。改变实验条件,先后共做了6次实验,实验数据记录如表所示：
序号 瓶内水量/mL 初始水温/℃ 时间/h 末态水温/℃
1 1000 91 4 78
2 1000 98 8 74
3 1500 91 4 80
4 1500 98 10 75
5 2000 91 4 82
6 2000 98 12 77
下列研究方案中符合控制变量法的是(▲)
A、若研究瓶内水量与保温效果的关系,可用第1,3,5次实验数据
B、若研究瓶内水量与保温效果的关系,可用第2,4,6次实验数据
C、若研究初始水温与保温效果的关系,可用第1,2,3次实验数据
D、若研究保温时间与保温效果的关系,可用第4,5,6次实验数据
12、蚊子在水中产卵形成的幼虫叫孑孓,人们常可观察到孑孓浮到水面的现象。小柯针对“孑孓为何要浮到水面”这个问题,提出“孑孓需要光线才能生存”的假说,为求证此假说而设计的下列实验装置,较合适的是(▲)
选项 烧杯 水量/mL 子孓 光线 温度/℃
A 甲 400 20大 光照下 28
乙 300 20小 黑暗中 20
B 甲 400 20大 光照下 28
乙 400 20大 黑暗中 28
C 甲 300 10大10小 光照下 20
乙 300 10大10小 黑暗中 28
D 甲 300 20小 光照下 28
乙 400 20小 光照下 28
13、一些同学沉溺于电脑网络游戏,长时间的电脑辐射对他们的身体有没有伤害呢 有人用健康的成年雄性大鼠进行了一次探究,请你帮他完善实验方案,并回答下列问题。
实验探究的问题是：电脑辐射对鼠的身体有伤害吗
做出假设：电脑辐射对鼠的身体有伤害。
(1)进行实验：将健康的成年雄性大鼠随机分成两组,每组1只。甲组置于未开机的电脑前,乙组置于 ▲ ;其他饲养条件相同。60d后获得的实验数据如图所示。
(2)从图中数据可看出,电脑辐射对大鼠的 ▲ 两方面都有影响。
(3)此实验可信度不高,请你指出问题并提出改进方案： ▲ 。
(4)数据显示,长时间的电脑辐射对大鼠的健康有害,这对我们中学生的启示是： ▲ 。
14、某小组在“探究环境条件对叶绿素形成的影响”活动中,做出的假设是：光照能影响叶绿素的形成。据此假设,该小组设计如表所示的实验方案：
组别 环境条件 实验材料 处理方法
甲组 阴暗、低温 同样多株韭苗 将甲、乙两组植物栽种在各自环境中一段时间
乙组 光照充足、适宜的温度 同样多株韭苗
(1)全班同学讨论后认为：按上述实验方案进行实验,并不能对“光照能影响叶绿素形成”的假设进行探究,因为该实验方案中变量有 ▲ 个。
(2)请根据“光照能影响叶绿素形成”的假设写出你的实验方案：①环境条件的设计：甲组 ▲ ,乙组 ▲ 。②实验材料选择： ▲ 。
(3)请写出支持假设的实验结果预期：甲组植株 ▲ ,乙组植株 ▲ 。
15、蚂蚁过的是群居生活,它们都有自己的“家”。科学兴趣小组的同学对蚂蚁开展了相关探究：
(1)同学们对一窝蚂蚁做了3d的观察,统计离开蚁窝的蚂蚁数目,每次观察5min,其结果如表所示。分析观察结果,小明做出了下列推论,你认为最合理的是 ▲ 。
时间 各观察时段离开蚁窝的蚂蚁数目/只
6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00
第一天 8 27 98 101 104 66 4
第二天 1 4 17 21 27 15 2
第三天 9 26 110 118 107 60 7
A、第一天觅食活动最旺盛 B、这窝蚂蚁的蚂蚁数量为437只
C、上午6:00前蚂蚁并不活动 D、中午前后蚂蚁活动较为频繁
(2)同学们为探究蚂蚁寻找到食物后是如何回家的,进行了以下实验：
选择一只正要回家的蚂蚁,用刀片切掉蚂蚁的左、右侧触角,然后把它放回原地。观察它的运动情况。同学们设计该实验时,提出的假设是 ▲ 。
该小组的实验设计还不够完善,请你提出改进意见：
① ▲ ;② ▲ 。
(3)对于蚂蚁,你还可以探究的问题是 ▲ 。
16、小敏、小颖和小青在玩荡秋千时,感到秋千往返摆动的时间是有规律的,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,他们进行了如图所示的实验,一细绳一端拴一小球,另一端固定,让小球自由往返摆动,并记录数据,如表所示。
实验序号 小球到固定点的距离l(摆长)/m 小球质量/g 摆动幅度/m 小球往返摆动20次的时间/s 小球往返摆动1次的时间/s
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,除了如图所示的器材,还需要的实验器材是：天平(测量质量)、 ▲ 。
(2)为验证小敏的猜想,应选用序号为 ▲ 的两组实验进行对比分析。
为验证小颖的猜想,应选用序号为 ▲ 的两组实验进行对比分析。
为验证小青的猜想,应选用序号为 ▲ 的两组实验进行对比分析。
从本次实验可以得到的结论是：小球往返摆动1次的时间由 ▲ 决定;
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 ▲ (填“长”或“短”)。
17、教室的窗玻璃是双层的。课间,同学在窗外敲玻璃时,小明感觉双层玻璃与单层玻璃的振动情况不一样。于是他想探究“受敲击时,双层玻璃和单层玻璃的振动强弱情况”。为此,小明进行了以下实验：
①将单层玻璃板固定在有一定倾角的斜面上,把玻璃球靠在玻璃板的右侧,把橡胶球悬挂在支架上靠在玻璃板的左侧(如图所示)。
②随意拉开橡胶球,放手后让其敲击玻璃板,玻璃球被弹开,记下玻璃球被弹出的距离,共做6次。
③换成双层玻璃板重复上述实验。
(1)实验后,发现玻璃球被弹开的距离这一数据比较杂乱,这与实验中的哪一操作不当有关 ▲ 。
小明改进后,重做了实验,获得了如表所示的数据：
实验次数 1 2 3 4 5 6 平均值
玻璃球被弹开的距离/cm 单层 20.2 20.8 21.1 20.5 20.7 20.9 20.7
双层 19.9 20.3 20.1 20.2 19.9 20.2 20.1
(2)受到橡胶球的敲击时,玻璃板振动的强弱是通过 ▲ 来反映的。
(3)根据上表中的实验数据分析,可以得出的结论是 ▲ 。
(4)实验中为了能使两种玻璃把玻璃球弹开的距离有较大的差异,请你提出一种可行的实验改进办法： ▲ 。
18、为什么苍蝇难以拍到呢 据科学家介绍,苍蝇的大脑反应十分敏锐,可以计算出苍蝇拍的潜在逼近 位置,并立刻做出“逃生计划”,随即做出起飞前的动作调整,最终逃离“危险地带”。苍蝇发现威胁后的反应时间仅为100ms,但对缓慢移动的物体的反应比较迟钝。缓慢移动的物体究竟有多慢呢 为了弄清楚有多慢,小明选择了尺子、钢笔、筷子、汤匙等物品作为实验的材料进行实验。
实验过程：①控制每种物体每次移动的距离相同;②观察物体移动到离苍蝇约为1cm时苍蝇的反应;③用秒表测出移动时间,并计算出移动的速度;④每种物体重复多次实验。
实验结果如表所示：
筷子 速度 7mm/s 5mm/s 3.8mm/s 2.8mm/s 1.1mm/s
苍蝇反应 飞开 飞开 飞开 没有飞 没有飞
钢笔 速度 7.1mm/s 6mm/s 3.8mm/s 2.6mm/s 1mm/s
苍蝇反应 飞开 飞开 飞开 没有飞 没有飞
汤匙 速度 6.1mm/s 5mm/s 3.5mm/s 2.4mm/s 1.2mm/s
苍蝇反应 飞开 飞开 飞开 没有飞 没有飞
(1)要完成本实验还需要的器材是 ▲ ;
(2)通过本次探究实验可以得出的结论是 ▲ ;
(3)通过本次实验后,你会采用拍苍蝇的方法是 ▲ 。
19、墨水沾到衣服上,很快就会渗入衣服,这种液体主动流进狭窄空间的现象称作毛细现象。毛细现象中液面升高与哪些因素有关 某科学小组进行了如下研究：
【建立假设】液面上升的高度与玻璃管的粗细有关。
【收集证据】为了验证假设,将半径分别为r,r,r的玻璃管立于水中,观察水位上升的情况(如图所示)。
【得出结论】根据实验现象,可得出的结论是 ▲ 。
【交流与表达】
①发生毛细现象范围内,如果用足够长的半径为r的玻璃管,请预测水位上升的高度： ▲ 。
②该小组还想研究液面上升的高度与液体种类的关系,请帮他们完成方案设计。
建立假设 实验方案
玻璃管中液面上升的高度与液体的种类有关
20、科学课上,同学们观察了如图所示的实验：用细线将一金属小球悬挂起来,把小球拉到一定的高度(此时细线偏离竖直方向的角度为a,小球离开最低位置的距离为s),然后释放,小球将左右摆动。
(1)课后小宁同学提出这样的问题：小球来回摆动1次的时间(或摆动的快慢)跟哪些因素有关呢 对此,同学们进行了探究。小宁提出猜想：小球摆动的快慢可能跟细线的长度(l)有关。于是小宁和小军来到实验室,找来了以下器材：
A、秒表 B、长为0.8m的细线
C、长为1.0m的细线 D、铜球
E、铝球(D和E两球体积相等,都有相同的小孔,便于系线)
为了验证小宁的猜想,请你帮他们设计出简要的实验步骤。
选用的器材是： ▲ (填所列器材前的字母)。
具体操作： ▲ 。
(2)对小宁提出的问题,除了他的猜想外,请你再提出一个猜想： ▲ 。
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第3讲 科学探究
能力提升
1、小明很喜欢吃绿豆芽。可是绿豆芽是如何长出来的呢 他特意向菜市场里卖绿豆芽的老伯伯咨询。老伯伯告诉他,要想得到又长又白的绿豆芽,需要将绿豆种子放在底部有孔的塑料桶内,上面再盖一层布。要经常向桶内浇水,但又不能将绿豆泡在水中。不浇水时可将桶盖好,放在温暖且通风的地方,不多久就会长出绿豆芽。由此看来,下列不是种子萌发的必需条件的是(▲)
A、水分 B、空气 C、阳光 D、适宜温度
【答案】C
【解析】种子萌发必需的外部条件有三个：充足的水分;充足的空气;适宜的温度。
【分析】解答此类题目的关键是理解掌握种子萌发的条件。
【详解】由题中信息“老伯伯告诉他,要想得到又长又白的豆芽需要将绿豆种子放在底部有孔的塑料桶内,上面再盖一层布。要经常向桶内浇水,但又不能将绿豆泡在水中。不浇水时可将桶盖好,放在温暖的地方,过不多久就会长出豆芽”可进行如下分析。“经常向桶内浇水”说明种子萌发需要水分。“放在温暖的地方”说明种子萌发需要适宜温度。“将绿豆种子放在底部有孔的塑料桶内”说明种子萌发需要空气。从“上面再盖一层布”,“不浇水时可将桶盖好”说明种子萌发不需要阳光。所以C阳光不是种子萌发的必需条件。故答案为：C。
2、小明将刚孵出的蟑螂分为甲、乙、丙、丁四组,分别喂含不同营养成分的食物(如表所示,表中的数字代表所含成分的多少,“—”表示没有此成分)。
组别 抗生素含量/g 维生素含量/g 蛋白质含量/g 淀粉含量/g
甲 — 0.5 44 66
乙 0.1 — 44 66
丙 0.1 0.5 44 66
丁 0.1 0.5 — 66
由实验设计可以知道,小明想研究何种营养成分对蟑螂发育的影响(▲)
①抗生素 ②维生素 ③蛋白质 ④淀粉
A、④ B、①②③ C、① D、①②③④
【答案】B
【解析】阅读题干可知,该题的知识点是根据实验变量分析实验目的,分析表格中的信息,明确自变量和无关变量,然后结合题干信息进行解答。
【分析】对于实验变量的分析、并根据自变量判断实验目的是本题考查的重点。
【详解】由表格中的信息可知,该实验的自变量是抗生素、维生素、蛋白质,淀粉属于无关变量,因变量是刚孵出的蟑螂的发育状况,因此该实验的目的是探究抗生素、维生素、蛋白质对蟑螂发育的影响。故选：B。
3、锯子的锯齿都“东倒西歪”,不在同一平面内。小明猜想这是为了减小锯木头时的阻力,并打算设计实验检验猜想。以下设计方案中最佳的是(▲)
A、用同一把拨正锯齿的锯子分别锯硬木头和软木头,比较用力情况
B、用同一把锯子,分别在“东倒西歪”和拨正锯齿时锯同一硬木头,比较用力情况
C、用一把“东倒西歪”和另一把拨正锯齿的锯子分别锯同一硬木头,比较用力情况
D、用一把“东倒西歪”和另一把拨正锯齿的锯子分别锯同一软木头,比较用力情况
【答案】B
【解析】要解答本题需掌握：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力的大小有关。
【分析】本题考查学生利用控制变量法来探究摩擦阻力的影响因素－－锯齿形状的关系,是一道基础题。
【详解】要探究“东倒西歪”的锯齿对锯木头时阻力的影响,应采取控制变量法,只改变锯齿的形状,控制其它的可变因素相同,如同一把锯子、同一块硬木头等;然后比较用力情况;分析比较四个选项可知：只有B选项是只改变锯齿的形状,控制其它的可变因素相同,来比较用力情况;符合题意。故选B。
4、在对照实验中,经过控制处理的一组事物称为实验组。为了确定实验组的结果是由人为进行的这种处理引起的,需要用同样的研究对象另外设置不作上述处理的一组事物进行观察,这样的未做实验处理的一组事物称为对照组。在“探究影响大棚作物产量的因素”实验中,某校科技小组在三个大棚内,按如表所示要求进行了种植实验(其他条件均相同),对该种植实验分析错误的是(▲)
大棚 二氧化碳浓度 温度
甲 0.03% 30℃
乙 0.1% 30℃
丙 0.1% 20℃
A、甲、乙构成一组对照实验,变量是二氧化碳浓度
B、乙、丙构成一组对照实验,变量是温度
C、甲、丙构成一组对照实验,变量是温度和二氧化碳浓度
D、可以构成两组对照实验,变量分别是二氧化碳浓度和温度
【答案】C
【解析】对照实验：在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力。一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组。没有处理是的就是对照组。一个探究实验中只能有一个实验变量,其他因素均处于相同理想状态,这样便于排除因其他因素的存在而影响、干扰实验结果的可能。
【分析】解此题的关键是控制单一变量,设置对照实验。
【详解】A、甲乙可以构成一组对照实验,这组变量唯一,变量是二氧化碳浓度,故A正确。B、乙丙可以构成一组对照实验,这组变量唯一,变量是温度,故B正确。C、一组对照实验,变量要唯一,甲丙无法构成一组对照实验,这组变量有两项,温度和二氧化碳浓度,故C错误。 D、碳浓度,故D正确。故选：C。
5、小明同学为了探究“食物上滋生微生物的条件”的问题时,做了以下实验,该实验可以探究(▲)
A、微生物生长与温度的关系 B、微生物生长与水的关系
C、微生物生长与面包的关系 D、微生物生长与空气的关系
【答案】B
【解析】本题主要考查“食物上滋生微生物需要水”的实验的实验设计包括控制变量和设置对照实验。
【分析】微生物的生长也需要一定的条件：水分、适宜的温度、有机物(营养物质)等(病毒只能寄生在活细胞里)。控制变量和设置对照实验是设计探究实验的实验方案必须处理好的两个关键问题。
【详解】依题意,由图可知：在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同外,其他条件都相同的实验叫做对照实验。这种不同的条件就是变量。在甲乙这一组实验中,除了有无水分的条件不同外,其他条件都应该相同。自变量是水分。该选项的分析正确。分析现象,得出结论。一星期后用放大镜观察,结果只有乙中有大量微生物生长。甲没有变化,说明微生物的生长需要水。由B、C说明微生物的生长需要一定的条件如有机物(营养物质)等。故选：B。
6、当一位科学家通过实验宣称在某领域获得一项重要发现时,判断这项发现是否可信的最好理由是(▲)
A、该领域其他专家的意见 B、实验报告撰写的详细程度
C、该科学家是否为这一领域的权威 D、他人能否重复其实验并得到相同的结果
【答案】D
【解析】此题考查的是实验的重复原则。为了减小实验结果的偶然性,提高实验的准确性,应考虑增加重复次数,反复验证实验结果。
【分析】实验设计的原则：单一变量、设置对照组、多次重复、科学合理。
【详解】正确的结论是经得住实践检验的。如何减小实验结果的偶然性,提高实验的准确性：控制实验只有一个变量,设置对照实验,多次实验,重复实验,反复探索,不断改进探究方法。因此,选项D符合题意。故选：D。
7、从图中找出同学们的哪些行为不符合实验室安全守则 请试写出四条。
(1) ▲ ;(2) ▲ 。
(3) ▲ ;(4) ▲ 。
【答案】(1)在实验室吃食品;(2)在实验室吵闹;(3)用湿手接触插座;(4)衣服放在实验桌上;(5)用手拿着物品直接放在火焰上加热;(6)做实验时没有认真观察而是做其他事等
【解析】【分析】【详解】略
8、小科用自制的温度计(如图甲所示)来探究薄壁细管内的液柱高度h与哪些因素有关。他分别选用横截面积为S1,S2(S1>S2)的细管进行实验,把玻璃瓶浸没在不同温度的水中,如图乙所示,并将数据记录在下表中。
序号 横截面积 温度t/℃ 液柱高度h/cm
1 S1 0 5
2 S1 20 9
3 S1 40 13
4 S2 0 6
5 S2 20 12
6 S2 40 18
(1)分析比较序号1,2,3的数据,小科基于的假设是： ▲ 。
(2)分析比较序号1和4(2和5或3和6)的数据,可得出的初步结论是： ▲ 。
(3)小科把自制的温度计(细管的横截面积为S1)放入水中,稳定后测得液柱高度为11cm。请结合表格数据分析,此时水的温度是 ▲ ℃
【答案】(1)薄壁细管内的液柱高度h与温度有关;(2)在温度相同时,横截面积越小,薄壁细管内的液柱高度越大;(3) 30
【解析】【分析】【详解】略
9、某品牌洗手液声称完全不影响环境,小缙想证实该广告的真实性,邀你一起做实验(如表所示)。实验准备：生长状况相似的同种蚯蚓40条,喷雾器2个,清水,1%洗手液溶液,将富含有机物的土壤均匀铺撒在大纸盒中,沿中线均分为甲、乙两个区域。
区域 实验步骤 实验结果
第一步 第二步 第三步
甲区域 放20条蚯蚓 每天喷10mL 1%洗手液溶液 两周后,翻开土壤,统计其中活蚯蚓的条数
乙区域 放20条蚯蚓 每天喷 ① ，
(1)将第二步实验中乙区域的①补充完整 ▲ 。
(2)该实验的变量是 ▲ 。
(3)实验中每组使用了20条蚯蚓,而不是1条,原因是 ▲ 。
(4)若此品牌洗手液广告是真实的,则实验结果是 ▲ 。
【答案】(1)10mL清水;(2)洗手液溶液;(3)减少实验的偶然性,保证实验结果的准确性;(4)每天喷1%的某品牌洗手液溶液的蚯蚓与每天喷清水的蚯蚓数量一致或差别不大
【解析】对照实验：在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力。一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组,没有处理的就是对照组。
【分析】解答此类题目的关键是熟记蚯蚓的形态特点、刚毛的分布和呼吸。明确对照实验只能有一个变量——变量唯一原则。
【详解】(1)(2)第二步：本实验的变量是洗手液溶液,所以甲区域每天喷10毫升1%洗手液溶液,乙区域要喷洒等10mL的清水。(3)在实验时,每组各用20条蚯蚓做实验而不是1条,这样做的目的是减少实验的偶然性,保证实验结果的准确性。(4)若每天喷1%的某品牌洗手液溶液的蚯蚓与每天喷清水的蚯蚓数量一致或差别不大,结论为该洗衣液不会影响环境。所以广告属实。故答案为：(1)10mL清水;(2)洗手液溶液;(3)减少实验的偶然性,保证实验结果的准确性;(4)每天喷1%的某品牌洗手液溶液的蚯蚓与每天喷清水的蚯蚓数量一致或差别不大。
10、白蚁是一种常见的害虫。有人为了研究温度对白蚁存活的影响,将白蚁分成五组,在不同温度下饲养(其他条件相同),记录了各组白蚁全部死亡所需的天数,结果如表所示,分析回答：
组别 培养温度/℃ 白蚁数/只 全部死亡所需时间
第一组 9 20 30d内没有出现死亡现象
第二组 4 20 28d
第三组 1 20 14d
第四组 -1 20 9d
第五组 -3 20 7d
(1)本探究实验中的变量是 ▲ 。
(2)实验过程中,饲养白蚁的食物种类、食物量等其他条件必须相同,这体现了科学的实验方法是 ▲ 。
(3)根据实验结果可得出的结论是： ▲ 。
(4)根据实验结果可以做出的合理推测有： ▲ (填序号,多选)。
①赤道地区的白蚁比两极地区的多 ②在我国北方地区,夏天的白蚁比冬天的多
③40℃条件下白蚁会大量死亡 ④9℃是白蚁生存的最适温度
【答案】(1)温度;(2)单一变量;(3)一定范围内,温度越高越有利于白蚁的生存;(4)①②
【解析】探究实验中注意变量的唯一性和设置对照实验的原则。
【分析】认真分析表格中的数据和对照实验的原则是解答此类题目的关键。
【详解】(1)本探究温度对白蚁存活的影响,所以实验中的变量是温度。(2)实验过程中,饲养白蚁的食物种类、食物量等其他条件必须相同,这体现了实验设计的单一变量原则。(3)根据实验结果可得出的结论是：在一定范围内温度越高越有利于白蚁的生存。(4)根据实验结果可得出的结论是：在一定范围内温度越高越有利于白蚁的生存,可以作出的合理推测有：①赤道地区的白蚁比两极地区的多②在我国北方地区,夏天的白蚁比冬天的多。表中没有数据证明③40℃条件下白蚁会大量死亡④9℃是白蚁生存的最适温度。故答案为：(1)温度;(2)单一变量;(3)一定范围内,温度越高越有利于白蚁的生存;(4)①②。
思维拓展
11、为研究影响家用保温瓶保温效果的因素,某同学在保温瓶中灌入热水,先测量初始水温,经过一段时间后再测量末态水温。改变实验条件,先后共做了6次实验,实验数据记录如表所示：
序号 瓶内水量/mL 初始水温/℃ 时间/h 末态水温/℃
1 1000 91 4 78
2 1000 98 8 74
3 1500 91 4 80
4 1500 98 10 75
5 2000 91 4 82
6 2000 98 12 77
下列研究方案中符合控制变量法的是(▲)
A、若研究瓶内水量与保温效果的关系,可用第1,3,5次实验数据
B、若研究瓶内水量与保温效果的关系,可用第2,4,6次实验数据
C、若研究初始水温与保温效果的关系,可用第1,2,3次实验数据
D、若研究保温时间与保温效果的关系,可用第4,5,6次实验数据
【答案】A
【解析】(1)结合实验过程,首先确定实验中影响结果的变量一共有哪些,再看选项中的描述是否是在每次只改变一个变量,而控制其他的变量保持不变,最终评估其是否符合控制变量法的要求。(2)本实验中,测量的量一共有四个：瓶内水量、时间、初温与末温,而保温效果是通过温度变化来体现的,因此,重点关注瓶内水量与时间的变化情况。
【分析】在物理学中研究一个量与多个变量的关系时,必须要使用控制变量法,这样才能保证所得出结论的可靠性。本题的解答中,首先要明确变量有哪些,再根据题目要求看哪个变化,哪个需控制,并逐一分析表中数据。因为数据与物理量较多,分析时应细心才好。
【详解】A、研究瓶内水量与保温效果的关系,应控制时间和水的初始温度相同,序号1、3、5的实验中,时间均为4小时,水的初温均为91℃,合理运用了控制变量法,符合题意;B、研究瓶内水量与保温效果的关系,应控制时间和初始水温相同,而时间在2、4、6的实验中并未有效控制,故不合题意;C、研究初始水温与保温效果的关系,应控制瓶内水量和时间相同,而在1、2、3的实验中,时间与瓶内水量均未有效控制,故不合题意;D、研究保温时间与保温效果的关系,应控制瓶内水量和水的初始温度相同,而在4、5、6的实验中,瓶内水量与水的初始温度均不同,故不合题意。故选：A。
12、蚊子在水中产卵形成的幼虫叫孑孓,人们常可观察到孑孓浮到水面的现象。小柯针对“孑孓为何要浮到水面”这个问题,提出“孑孓需要光线才能生存”的假说,为求证此假说而设计的下列实验装置,较合适的是(▲)
选项 烧杯 水量/mL 子孓 光线 温度/℃
A 甲 400 20大 光照下 28
乙 300 20小 黑暗中 20
B 甲 400 20大 光照下 28
乙 400 20大 黑暗中 28
C 甲 300 10大10小 光照下 20
乙 300 10大10小 黑暗中 28
D 甲 300 20小 光照下 28
乙 400 20小 光照下 28
【答案】B
【解析】本题以探究生活在水中的子孓能呼吸为知识背景,考查学生科学探究的能力。解答时从作出假设,确定、控制实验变量,设置对照实验,预期实验结果等方面切入。
【分析】设置对照实验目的在于消除无关变量对实验对象的影响。增加可信度和说服力,探究实验一定要设置对照组。
【详解】科学探究的一般过程：提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流。对照实验是指在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同之外,其他条件都相同的实验。其中不同的条件就是实验变量。设计原则：一个探究实验中只能有一个实验变量,其他因素均处于相同理想状态,这样便于排除因其他因素的存在而影响、干扰实验结果的可能。故B符合题意。故选：B。
13、一些同学沉溺于电脑网络游戏,长时间的电脑辐射对他们的身体有没有伤害呢 有人用健康的成年雄性大鼠进行了一次探究,请你帮他完善实验方案,并回答下列问题。
实验探究的问题是：电脑辐射对鼠的身体有伤害吗
做出假设：电脑辐射对鼠的身体有伤害。
(1)进行实验：将健康的成年雄性大鼠随机分成两组,每组1只。甲组置于未开机的电脑前,乙组置于 ▲ ;其他饲养条件相同。60d后获得的实验数据如图所示。
(2)从图中数据可看出,电脑辐射对大鼠的 ▲ 两方面都有影响。
(3)此实验可信度不高,请你指出问题并提出改进方案： ▲ 。
(4)数据显示,长时间的电脑辐射对大鼠的健康有害,这对我们中学生的启示是： ▲ 。
【答案】(1)开机的电脑前;(2)体重增长量和精子畸形率;(3)实验用的大鼠数目太少,结果偶然性大,改用多只大鼠(如10只等),使实验结果更可靠;(4)不应长时间待在开机电脑前,不长时间打游戏(合理即可）
【解析】本题考查的是对照实验的设计,注意单一变量。
【分析】中学生长时间待在开机电脑前或长时间打游戏,对身体有害。
【详解】(1)甲组置于未开机的电脑前,乙组置于开机的电脑前;其他饲养条件相同。(2)由图数据可知乙组大鼠体重增长量少,乙组大鼠的精子畸形率高,可见电脑辐射影响了乙组大鼠的体重增长和精子的正常发育。(3)每组不能用一只雄性大鼠,会导致实验结果具有偶然性,应该用10只大鼠,减少误差。(4)数据显示,长时间的电脑辐射对大鼠的健康有害,同样的长时间的电脑辐射对人体健康也有很大危害,特别是中学生,长时间用电脑不仅浪费时间,电脑辐射污染还会影响人体的循环系统、免疫、生殖和代谢功能,严重的还会诱发癌症、并会加速人体的癌细胞增殖。所以不应长时间待在开机电脑前或不长时间打游戏。故答案为：(1)开机的电脑前;(2)体重增长量和精子畸形率;(3)实验用的大鼠数目太少,结果偶然性大,改用多只大鼠(如10只等),使实验结果更可靠;(4)不应长时间待在开机电脑前,不长时间打游戏(合理即可）。
14、某小组在“探究环境条件对叶绿素形成的影响”活动中,做出的假设是：光照能影响叶绿素的形成。据此假设,该小组设计如表所示的实验方案：
组别 环境条件 实验材料 处理方法
甲组 阴暗、低温 同样多株韭苗 将甲、乙两组植物栽种在各自环境中一段时间
乙组 光照充足、适宜的温度 同样多株韭苗
(1)全班同学讨论后认为：按上述实验方案进行实验,并不能对“光照能影响叶绿素形成”的假设进行探究,因为该实验方案中变量有 ▲ 个。
(2)请根据“光照能影响叶绿素形成”的假设写出你的实验方案：①环境条件的设计：甲组 ▲ ,乙组 ▲ 。②实验材料选择： ▲ 。
(3)请写出支持假设的实验结果预期：甲组植株 ▲ ,乙组植株 ▲ 。
【答案】(1)3;(2)①光照阴暗、适宜的温度;光照充足、适宜的温度;②同样材料(同样多株韭苗或同样多株蒜苗);(3)变黄;变绿
【解析】科学探究的一般过程：提出问题、做出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流,在设计对照实验时要注意变量的唯一性。分析表中数据可知,该生物小组分别以阳光和温度为变量设置了两组对照实验,目的是探究阳光和温度能影响叶绿素的形成。
【分析】关键点：对照实验设置时变量要唯一,叶绿素必须在光下才能形成。
【详解】(1)根据表中的实验方案可以判断其中的变量有3个,光照、温度和不同的实验材料。(2)想要探究“光照能影响叶绿素形成”,变量应该是光,其他条件都应该相同。故甲组阴暗、适宜的温度,乙组光照充足、适宜的温度;实验材料应是同样的材料。(3)因为叶绿素必须在有光的条件下才能形成,因此：在阴暗环境中的甲组植株变黄,而在有光条件下的乙组植株变绿。故答案为：(1)3;(2)①光照阴暗、适宜的温度;光照充足、适宜的温度;②同样材料(同样多株韭苗或同样多株蒜苗);(3)变黄;变绿。
15、蚂蚁过的是群居生活,它们都有自己的“家”。科学兴趣小组的同学对蚂蚁开展了相关探究：
(1)同学们对一窝蚂蚁做了3d的观察,统计离开蚁窝的蚂蚁数目,每次观察5min,其结果如表所示。分析观察结果,小明做出了下列推论,你认为最合理的是 ▲ 。
时间 各观察时段离开蚁窝的蚂蚁数目/只
6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00
第一天 8 27 98 101 104 66 4
第二天 1 4 17 21 27 15 2
第三天 9 26 110 118 107 60 7
A、第一天觅食活动最旺盛 B、这窝蚂蚁的蚂蚁数量为437只
C、上午6:00前蚂蚁并不活动 D、中午前后蚂蚁活动较为频繁
(2)同学们为探究蚂蚁寻找到食物后是如何回家的,进行了以下实验：
选择一只正要回家的蚂蚁,用刀片切掉蚂蚁的左、右侧触角,然后把它放回原地。观察它的运动情况。同学们设计该实验时,提出的假设是 ▲ 。
该小组的实验设计还不够完善,请你提出改进意见：
① ▲ ;② ▲ 。
(3)对于蚂蚁,你还可以探究的问题是 ▲ 。
【答案】(1) D;(2)蚂蚁是否要靠触角来识路回家;①实验仅选用一只蚂蚁,数量过少,偶然性过大,说服力不足;②实验仅进行无触角的蚂蚁不合适,当取用部分触角完好的蚂蚁与之对照;(3)“蚂蚁之间靠什么交流？”,“蚂蚁喜欢何种口味的食物？”等
【解析】【分析】【详解】(1)根据图表看选项：A.第三天蚂蚁外出频率更大,活动最旺盛,此项错误。B.并不一定所有蚂蚁都出来活动过了,且每次观察时间仅为五分钟,得此结论显然不合理,此项错误。C.实验根本没有统计六点之前蚂蚁的活动情况,此结论缺乏依据。D.可见每天中午蚂蚁活动均较频繁,故此项合理。(2)切掉触角可对比未切触角的蚂蚁,探究蚂蚁是否要靠触角来识路回家。①实验仅选用一只蚂蚁,数量过少,偶然性过大,说服力不足。②实验仅进行无触角的蚂蚁不合适,当取用部分触角完好的蚂蚁与之对照。(3)可以探究的问题还有多种,例如“蚂蚁之间靠什么交流？”,“蚂蚁喜欢何种口味的食物”等。故答案为：(1) D;(2)蚂蚁是否要靠触角来识路回家;①实验仅选用一只蚂蚁,数量过少,偶然性过大,说服力不足;②实验仅进行无触角的蚂蚁不合适,当取用部分触角完好的蚂蚁与之对照;(3)“蚂蚁之间靠什么交流？”,“蚂蚁喜欢何种口味的食物？”等。
16、小敏、小颖和小青在玩荡秋千时,感到秋千往返摆动的时间是有规律的,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,他们进行了如图所示的实验,一细绳一端拴一小球,另一端固定,让小球自由往返摆动,并记录数据,如表所示。
实验序号 小球到固定点的距离l(摆长)/m 小球质量/g 摆动幅度/m 小球往返摆动20次的时间/s 小球往返摆动1次的时间/s
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,除了如图所示的器材,还需要的实验器材是：天平(测量质量)、 ▲ 。
(2)为验证小敏的猜想,应选用序号为 ▲ 的两组实验进行对比分析。
为验证小颖的猜想,应选用序号为 ▲ 的两组实验进行对比分析。
为验证小青的猜想,应选用序号为 ▲ 的两组实验进行对比分析。
从本次实验可以得到的结论是：小球往返摆动1次的时间由 ▲ 决定;
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 ▲ (填“长”或“短”)。
【答案】(1)刻度尺、秒表;(2)①⑤;②④; ③④; 摆长; (3)短
【解析】决定秋千往返摆动的时间可能有：摆长、质量、摆动幅度。研究任意一个因素和往返摆动时间的关系时,一定保证其它两个因素不变。
【分析】往返摆动的时间受摆长的影响,钟摆越长,往返摆动的时间越长。
【详解】(1)实验中要涉及到摆长、质量、摆动幅度、往返摆动的时间的测量,分别用到刻度尺、天平、秒表。(2)小敏猜想：可能由秋千的绳长决定,保持质量和摆动幅度相同,改变绳长,1和5符合题意;小颖猜想：可能由人与秋千坐垫的总质量决定,保持绳长和摆动幅度相同,改变质量,2和4符合题意;小青猜想：可能由秋千摆动幅度决定,保持绳长和质量相同,改变摆动幅度,3和4符合题意;(3)钟表慢了,往返摆动的时间太长了,往返摆动的时间受摆长的影响,钟摆越长,往返摆动的时间越长,越慢,把摆长调短一些即可。故答案为：(1)刻度尺、秒表;(2)①⑤;②④; ③④; 摆长; (3)短。
17、教室的窗玻璃是双层的。课间,同学在窗外敲玻璃时,小明感觉双层玻璃与单层玻璃的振动情况不一样。于是他想探究“受敲击时,双层玻璃和单层玻璃的振动强弱情况”。为此,小明进行了以下实验：
①将单层玻璃板固定在有一定倾角的斜面上,把玻璃球靠在玻璃板的右侧,把橡胶球悬挂在支架上靠在玻璃板的左侧(如图所示)。
②随意拉开橡胶球,放手后让其敲击玻璃板,玻璃球被弹开,记下玻璃球被弹出的距离,共做6次。
③换成双层玻璃板重复上述实验。
(1)实验后,发现玻璃球被弹开的距离这一数据比较杂乱,这与实验中的哪一操作不当有关 ▲ 。
小明改进后,重做了实验,获得了如表所示的数据：
实验次数 1 2 3 4 5 6 平均值
玻璃球被弹开的距离/cm 单层 20.2 20.8 21.1 20.5 20.7 20.9 20.7
双层 19.9 20.3 20.1 20.2 19.9 20.2 20.1
(2)受到橡胶球的敲击时,玻璃板振动的强弱是通过 ▲ 来反映的。
(3)根据上表中的实验数据分析,可以得出的结论是 ▲ 。
(4)实验中为了能使两种玻璃把玻璃球弹开的距离有较大的差异,请你提出一种可行的实验改进办法： ▲ 。
【答案】(1)随意拉开橡胶球,放手后让其敲击玻璃板;(2)玻璃球被弹开的距离; (3)受敲击,单层玻璃比双层玻璃的振动强;(4)减小斜面的坡度
【解析】此实验是把玻璃板振动的强弱转换成了玻璃球被弹开的距离,利用了转换的思想方法,这样通过观察玻璃球被弹开的距离就可以比较单层和双层玻璃板的振动强弱。
【分析】解决此类实验题目要结合相关的物理研究方法进行分析解答。
【详解】(1)随意拉开橡胶球,放手后让其敲击玻璃板,是造成玻璃球被弹开距离的数据比较杂乱的主要原因;(2)当玻璃板受到橡胶球的敲击时,玻璃板振动的强弱是通过玻璃球被弹开的距离来反映的,这是转换的研究方法;(3)同样的撞击下,单层玻璃后的玻璃球比双层玻璃后的玻璃球运动的距离远;所以结论是：受敲击时,单层玻璃比双层玻璃的振动强;(4)从表格数据中可以看出,双层玻璃与单层玻璃振动时,玻璃球被弹开的距离较近,为了能使两种玻璃把玻璃球弹开的距离有较大的差异,可减小斜面的坡度进行实验。故答案为：(1)随意拉开橡胶球,放手后让其敲击玻璃板;(2)玻璃球被弹开的距离; (3)受敲击,单层玻璃比双层玻璃的振动强;(4)减小斜面的坡度。
18、为什么苍蝇难以拍到呢 据科学家介绍,苍蝇的大脑反应十分敏锐,可以计算出苍蝇拍的潜在逼近 位置,并立刻做出“逃生计划”,随即做出起飞前的动作调整,最终逃离“危险地带”。苍蝇发现威胁后的反应时间仅为100ms,但对缓慢移动的物体的反应比较迟钝。缓慢移动的物体究竟有多慢呢 为了弄清楚有多慢,小明选择了尺子、钢笔、筷子、汤匙等物品作为实验的材料进行实验。
实验过程：①控制每种物体每次移动的距离相同;②观察物体移动到离苍蝇约为1cm时苍蝇的反应;③用秒表测出移动时间,并计算出移动的速度;④每种物体重复多次实验。
实验结果如表所示：
筷子 速度 7mm/s 5mm/s 3.8mm/s 2.8mm/s 1.1mm/s
苍蝇反应 飞开 飞开 飞开 没有飞 没有飞
钢笔 速度 7.1mm/s 6mm/s 3.8mm/s 2.6mm/s 1mm/s
苍蝇反应 飞开 飞开 飞开 没有飞 没有飞
汤匙 速度 6.1mm/s 5mm/s 3.5mm/s 2.4mm/s 1.2mm/s
苍蝇反应 飞开 飞开 飞开 没有飞 没有飞
(1)要完成本实验还需要的器材是 ▲ ;
(2)通过本次探究实验可以得出的结论是 ▲ ;
(3)通过本次实验后,你会采用拍苍蝇的方法是 ▲ 。
【答案】(1)秒表; (2)苍蝇对小于2. 8mm/s的速度反应比较迟钝;(3)先用非常缓慢的速度靠近苍蝇,然后快速拍打
【解析】反射是指在神经系统的参与下,人体对内外环境刺激所作出的有规律性的反应,神经调节的基本方式是反射,反射活动的结构基础称为反射弧。
【分析】认真分析表中的数据是解题的关键。
【详解】(1)用秒表测出在移动过程中的时间,并计算出移动的速度,所以,要完成本实验还需要的器材是秒表。(2)根据表格中的数据分析,本次探究实验可以得出的结论是苍蝇对小于2. 8mm/s左右的速度反应比较迟钝。(3)通过本实验数据可见：拍苍蝇先慢速接近它,再快速拍打。故答案为：(1)秒表; (2)苍蝇对小于2. 8mm/s的速度反应比较迟钝;(3)先用非常缓慢的速度靠近苍蝇,然后快速拍打。
19、墨水沾到衣服上,很快就会渗入衣服,这种液体主动流进狭窄空间的现象称作毛细现象。毛细现象中液面升高与哪些因素有关 某科学小组进行了如下研究：
【建立假设】液面上升的高度与玻璃管的粗细有关。
【收集证据】为了验证假设,将半径分别为r,r,r的玻璃管立于水中,观察水位上升的情况(如图所示)。
【得出结论】根据实验现象,可得出的结论是 ▲ 。
【交流与表达】
①发生毛细现象范围内,如果用足够长的半径为r的玻璃管,请预测水位上升的高度： ▲ 。
②该小组还想研究液面上升的高度与液体种类的关系,请帮他们完成方案设计。
建立假设 实验方案
玻璃管中液面上升的高度与液体的种类有关
【答案】同种液体,液面上升高度与细管的半径成反比;①5h;②将两根半径相同、足够长的细玻璃管直立在两种不同液体中,比较液面上升的高度
【解析】根据分析数据,总结结论时,抓住数据之间的数量关系。根据第一问的结论中液面上升高度与细管的半径的数量关系,就可求解。应用控制变量法时,明确不变量和变化量,来设计实验方案。
【分析】考查探究实验中对数据的分析,结论的叙述、以及运用控制变量法设计实验方案。应用控制变量法是解决此题的关键。
【详解】根据题中图可知：在水中时,细管的半径越小,水面上升的高度越大,且细管半径与水面上升高度之积等于r·h,即为定值,故得出：同种液体,液面上升高度与细管的半径成反比。①由于同种液体,液面上升高度与细管的半径成反比,故当细管半径是r时,管内液面上升高度就为5h。②探究液面上升的高度与液体种类的关系时,应控制细管半径相同,液体密度不同,故方案为：将两根半径相同、足够长的细玻璃管直立在两种不同液体中,比较液面上升的高度。故答案为：同种液体,液面上升高度与细管的半径成反比;①5h;②将两根半径相同、足够长的细玻璃管直立在两种不同液体中,比较液面上升的高度。
20、科学课上,同学们观察了如图所示的实验：用细线将一金属小球悬挂起来,把小球拉到一定的高度(此时细线偏离竖直方向的角度为a,小球离开最低位置的距离为s),然后释放,小球将左右摆动。
(1)课后小宁同学提出这样的问题：小球来回摆动1次的时间(或摆动的快慢)跟哪些因素有关呢 对此,同学们进行了探究。小宁提出猜想：小球摆动的快慢可能跟细线的长度(l)有关。于是小宁和小军来到实验室,找来了以下器材：
A、秒表 B、长为0.8m的细线
C、长为1.0m的细线 D、铜球
E、铝球(D和E两球体积相等,都有相同的小孔,便于系线)
为了验证小宁的猜想,请你帮他们设计出简要的实验步骤。
选用的器材是： ▲ (填所列器材前的字母)。
具体操作： ▲ 。
(2)对小宁提出的问题,除了他的猜想外,请你再提出一个猜想： ▲ 。
【答案】(1)A、B、C、D;步骤：①用不同长度的细线将小球悬挂起来,将细线偏离竖直方向的相同角度时释放。②用秒表分别测出各自来回摆动20次的时间,并分别求它来回摆动1次的时间t1和t2,然后比较得出结论。(2)摆动的快慢可能跟小球的质量m有关。
【解析】小球来回摆动一次的时间可能跟质量、偏离竖直方向的角度、绳子的长短有关,研究摆动一次的时间跟绳子长短的关系时,必须控制质量和偏离竖直方向的角度相同,改变绳子长短。这种方法是控制变量法。
【分析】根据生活经验学会猜想物理量大小的影响因素。能用控制变量法研究物理量和其中一个因素的关系。
【详解】(1)小球来回摆动一次是时间可能与以下因素有关：①摆动的快慢可能跟小球的质量m有关;②摆动的快慢可能跟细线偏离竖直方向的角度为α有关;③摆动的快慢可能跟小球离开最低位置有距离S有关;④摆动的快慢可能跟最大高度有关;⑤摆动快慢可能跟绳长有关。(2)研究小球来回摆动一次的时间跟绳长的关系时,控制小球质量、偏离竖直方向的角度不变。选择的器材是铜球或铅球、不同的绳长、秒表。实验步骤如下：①用不同长度的细线将小球悬挂起来,将细线偏离竖直方向的相同角度时释放。②用秒表分别测出各自来回摆动20次的时间,并分别求它来回摆动1次的时间t1和t2,然后比较得出结论。故答案为：(1)A、B、C、D;步骤：①用不同长度的细线将小球悬挂起来,将细线偏离竖直方向的相同角度时释放。②用秒表分别测出各自来回摆动20次的时间,并分别求它来回摆动1次的时间t1和t2,然后比较得出结论。(2)①摆动的快慢可能跟小球的质量m有关。
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