第一章 知识点4 科学探究—浙教版七年级科学上学期期末专题复习讲义

知识点4 科学探究
1.科学探究的一般环节：
提出问题→建立猜想和假设→制定计划→获取事实和证据→检测与评价→合作与交流
2、对比实验：必须运用控制变量法。保证实验组和对照组若干因素完全相同，只有一个因素不同，即控
制变量，只允许有一个变量。
3、实验数量或次数不能太少，否则会使实验具有偶然性，使实验结论不准确，必须多次实验。
【典例精讲】
1.李明同学为了探究鲫鱼“浮头”的原因，取来两只相同的鱼缸甲、乙，并设计了下列实验方案，试选出最合理的一种( )
A.?取大小、活力相当的两条鲫鱼，分别放入盛有等量河水的鱼缸甲、乙中，甲中泵入空气，乙中不作处理，放置于相同的环境中观察??????????
B.?取一大一小活力相当的鲫鱼，分别放入盛有等量河水的鱼缸甲、乙中，甲用玻璃封闭，乙不作处理，放置于相同的环境中观察
C.?取大小、活力相当的两条鲫鱼，分别放入甲、乙两鱼缸中，甲中加适量河水，乙中加等量煮沸后冷却的河水，放置于相同的环境中观察??????????
D.?取大小、活力相当的六条鲫鱼，平均投放于甲、乙两鱼缸中，甲中加适量河水，乙中加等量煮沸后冷却的河水，放置于相同的环境中观察
2.盛夏来临，人们又为“怎样才能晒不黑”而犯愁。资料表明：将皮肤晒黑的罪魁祸首是太阳光中的长波紫外线。“好奇实验室”为此检测了若干衣服的防晒效果。检测方法：先用光纤探头和计算机测算出阳光中长波紫外线的强度；再把衣服挡在光纤探头上，测算出透射到光纤探头上的长波紫外线强度。利用前后两次测得的长波紫外线的强度计算出长波紫外线的透过率。实验数据如表所示：
实验序号 衣服材质 衣服布料层数 长波紫外线透过率
1 天蚕丝（白色） 1 12%
2
2 5%
3 化纤（白色） 1 28%
4
2 14%
5 全棉T恤（白色） 1 7%
6 全棉T恤（黑色） 1 4%
（1）该实验是通过比较________来分析衣服的防晒效果。
（2）比较实验 1、2 或 3、4 得到的结论是________。比较实验________得到的结论是天蚕丝材质的衣 服比化纤材质的衣服的防晒效果好。比较实验 5、6 让我们知道，要防晒效果好应穿____色的全棉 T 恤。
（3）根据测量结果，请向你的家人提出一条夏季户外活动时着装的建议：________。
3．近年以来，整治酒后驾车行为在全国进行。林子的爸爸对此却不以为然，为了说服爸爸，林子和爸爸一起做了一个“测定反应速度”的实验。实验操作如图，实验结果如表：

说明：表中测量值为林子松开直尺后，爸爸尽快用拇指和食指夹住直尺时手指所在位置的刻度值，单位为厘米（cm）。
请分析回答：
（1）请帮林子将表中C组第二次测量数据填上，①________。
（2）实验结果表明：饮酒会影响人的反应速度，且饮酒越多，测量值越________，人的反应速度越________。
（3）小林还可以通过增加_____________________________方法来改进实验，增强实验的说服力。让更多的人认识酒驾的危害。
4.鲜花人人喜爱，但“好花不常开”。于是，鲜花保鲜问题便成为喜爱鲜花的人所关注的问题。为了探索“延长鲜花保鲜的条件”，小菁提出一种假设，并设计如下实验：
Ⅰ.取两只等大的锥形瓶，分别标上A和B。
Ⅱ.在A瓶和B瓶中分别注入等量的清水，然后在A瓶中加入2粒维生素E，并搅拌使之溶解。
Ⅲ.在A瓶中插入一支玫瑰花，在B瓶中插入一支同样新鲜的菊花(如图)，放在相同的环境中，每隔12小时观察一次，并做好观察记录。
（1）请指出他设计的实验中的不合理之处(实验样本数少除外)：________。
（2）他设计这个实验想要检验的假设是________。
（3）在做科学实验时，我们常选取多株植物样本进行重复实验，其目的是________。
5.小龙在一条长线的一端系一个螺母做成了一个如图所示的单摆，小龙发现螺母往返摆动过程中，每摆一个来回所用时间几乎相等。于是小龙想到这样一个问题：螺母来回摆动一次所用的时间t跟哪些因素有关呢?
猜想A：可能跟螺母摆动的角度θ有关；
猜想B：可能跟绳子的长度L有关。
⑴为验证猜想，除了铁架台、细线和螺母外，还需要的测量仪器有刻度尺、量角器和秒表。
⑵小龙在不同条件下，测出螺母来回摆动一次所用的时间t后，得到表中的一些数据如下表：
①对比1、2两次实验，可得出结论：螺母来回摆动一次的时间t与________有关。
②对比2、3两次实验，可验证猜想________（填字母），得出的结论是：螺母来回摆动一次时间t与螺母摆动的角度________（填“有关”或“无关”）。
⑶实验中发现，瓶子摆动一次所用的时间很难测准，请你帮他想一个更准确的测量方法：________
6.某校科学兴趣小组在探究“苍蝇为什么停下来就匆忙搓‘脚’？”实验后，他们认为：“苍蝇的‘脚’上有辨别味道的感觉器官，其上沾有污物会影响这些器官的正常生理功能，为了能时刻辨别味道，苍蝇必须经常搓掉‘脚’上的污物，保持其清洁。”请结合上述材料，设计一个实验，探究“苍蝇搓‘脚’是为了清除‘脚’上的污物”。
【材料用具】两个透明的干净玻璃瓶；若干只活苍蝇
【实验步骤】
⑴在甲（瓶内无脏物）、乙（瓶内有脏物）两个玻璃瓶中，分别放入数量相等的活苍蝇；并进行观察和记录。
⑵在同一时间内观察记录甲、乙两个玻璃瓶中________的次数。
【可能的实验结果和实验结论】
①若甲瓶中的苍蝇搓“脚”次数接近或明显多于乙瓶中的搓“脚”次数，则说明苍蝇搓“脚”与清除“脚”上的污物无关。
②若________，则说明苍蝇搓“脚”与清除“脚”上的污物有关。
③此实验步骤中的甲装置的作用是________。
知识点4 科学探究
1.科学探究的一般环节：
提出问题→建立猜想和假设→制定计划→获取事实和证据→检测与评价→合作与交流
2、对比实验：必须运用控制变量法。保证实验组和对照组若干因素完全相同，只有一个因素不同，即控
制变量，只允许有一个变量。
3、实验数量或次数不能太少，否则会使实验具有偶然性，使实验结论不准确，必须多次实验。
【典例精讲】
1.李明同学为了探究鲫鱼“浮头”的原因，取来两只相同的鱼缸甲、乙，并设计了下列实验方案，试选出最合理的一种( )
A.?取大小、活力相当的两条鲫鱼，分别放入盛有等量河水的鱼缸甲、乙中，甲中泵入空气，乙中不作处理，放置于相同的环境中观察??????????
B.?取一大一小活力相当的鲫鱼，分别放入盛有等量河水的鱼缸甲、乙中，甲用玻璃封闭，乙不作处理，放置于相同的环境中观察
C.?取大小、活力相当的两条鲫鱼，分别放入甲、乙两鱼缸中，甲中加适量河水，乙中加等量煮沸后冷却的河水，放置于相同的环境中观察??????????
D.?取大小、活力相当的六条鲫鱼，平均投放于甲、乙两鱼缸中，甲中加适量河水，乙中加等量煮沸后冷却的河水，放置于相同的环境中观察
【答案】 D
【解析】【分析】控制变量在进行科学实验的概念，是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量，这些变量不是本实验所要研究的变量，所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。
【解答】A C、只有两条鲫鱼，实验对象太少，容易产生实验现象偶然性；故A C错误；
B、一大一小的鲫鱼，后面甲密闭，乙不作处理，存在多个变量；故B错误；
D、6条鲫鱼，实验对象有多个，甲中放正常河水，乙煮沸后的河水，唯一变量有无空气；故D正确；
故答案为：D
2.盛夏来临，人们又为“怎样才能晒不黑”而犯愁。资料表明：将皮肤晒黑的罪魁祸首是太阳光中的长波紫外线。“好奇实验室”为此检测了若干衣服的防晒效果。检测方法：先用光纤探头和计算机测算出阳光中长波紫外线的强度；再把衣服挡在光纤探头上，测算出透射到光纤探头上的长波紫外线强度。利用前后两次测得的长波紫外线的强度计算出长波紫外线的透过率。实验数据如表所示：
实验序号 衣服材质 衣服布料层数 长波紫外线透过率
1 天蚕丝（白色） 1 12%
2
2 5%
3 化纤（白色） 1 28%
4
2 14%
5 全棉T恤（白色） 1 7%
6 全棉T恤（黑色） 1 4%
（1）该实验是通过比较________来分析衣服的防晒效果。
（2）比较实验 1、2 或 3、4 得到的结论是________。比较实验________得到的结论是天蚕丝材质的衣 服比化纤材质的衣服的防晒效果好。比较实验 5、6 让我们知道，要防晒效果好应穿____色的全棉 T 恤。
（3）根据测量结果，请向你的家人提出一条夏季户外活动时着装的建议：________。
【答案】 （1）长波紫外线透过率（2）衣服布料层数多，衣服的防晒效果越好；1 与 3（或 2 与 4）；黑（3）可选择黑色的厚实的全棉 T 恤
【解析】【分析】科学探究的基本环节：发现问题、提出问题；建立猜想和假设；设计方案、制定计划；收集证据、检验假设；得出结论、作出解释；评价与交流。在设计实验时所采用的实验方法为控制变量法，所谓控制变量法是指在研究或解决问题的过程中，对影响事物变化的因素和规律加以人为控制，只改变某个变量的大小，而保证其他的变量不变，最终解决所研究的问题。科学探究方法常见的有：控制变量法、转换法、等效替代法等，转化法：对于不易直接研究的科学问题，通过研究其表现出来的现象、效应、作用效果间接地研究问题的方法，即可以将不能直接测量的物理量转化成可以直接测量的物理量。该实验是为了检测了若干衣服的防晒效果，影响实验结果的因素有很多，比如：衣服材质、衣服布料层数、衣服的颜色等，因此在探究某一个因素对实验的影响时，应保持其他的量不变。该实验是通过长波紫外线透过率来体现防晒效果的，长波紫外线透过率越低，防晒效果越好。
【解答】（1）检测方法：先用光纤探头和计算机测算出阳光中长波紫外线的强度；再把衣服挡在光纤探头上，测算出透射到光纤探头上的长波紫外线强度。利用前后两次测得的长波紫外线的强度计算出长波紫外线的透过率，是通过比较长波紫外线透过率来分析衣服的防晒效果；（2）1、比较实验 1、2 或 3、4 ，衣服的材质和颜色相同，衣服布料层数越多，长波紫外线透过率越低，即防晒效果好，故得出结论：当其他条件相同时，衣服布料层数多，衣服的防晒效果越好；2、若得出天蚕丝材质的衣服比化纤材质的衣服的防晒效果好，那么该实验的变量是衣服的材质，其他的量要相同，故应比较实验1 与 3（或 2 与 4）；3、要防晒效果好，长波紫外线透过率应最低，由表格分析，长波紫外线透过率应最低时，应穿黑色的全棉 T 恤；（3）要防止晒伤，故夏季户外活动时着装的建议：可选择黑色的厚实的全棉 T 恤。故答案为：（1）长波紫外线透过率；（2）1、衣服布料层数多，衣服的防晒效果越好；2、1 与 3（或 2 与 4）；3、黑；（3）可选择黑色的厚实的全棉 T 恤。
3．近年以来，整治酒后驾车行为在全国进行。林子的爸爸对此却不以为然，为了说服爸爸，林子和爸爸一起做了一个“测定反应速度”的实验。实验操作如图，实验结果如表：

说明：表中测量值为林子松开直尺后，爸爸尽快用拇指和食指夹住直尺时手指所在位置的刻度值，单位为厘米（cm）。
请分析回答：
（1）请帮林子将表中C组第二次测量数据填上，①________。
（2）实验结果表明：饮酒会影响人的反应速度，且饮酒越多，测量值越________，人的反应速度越________。
（3）小林还可以通过增加_____________________________方法来改进实验，增强实验的说服力。让更多的人认识酒驾的危害。
【答案】（1）53 （2）大；慢 （3）测量对象、饮酒量和测量次数
【解析】（1）据主张图可见：C组的平均值是51，即（48.7+①+51.3）/3═51，所以表中的①是53。
（2）实验结果表明：饮酒会影响人的反应速度，且饮酒越多，测量值越大，人的反应速度越慢；
（3）实验中只对爸爸一人进行了测量，实验误差太大，具有偶然性。测量数据还缺乏足够的说服力，可以通过增加测量对象、饮酒量和测量次数来改进实验，增强可信度，让更多的人认识。
4.鲜花人人喜爱，但“好花不常开”。于是，鲜花保鲜问题便成为喜爱鲜花的人所关注的问题。为了探索“延长鲜花保鲜的条件”，小菁提出一种假设，并设计如下实验：
Ⅰ.取两只等大的锥形瓶，分别标上A和B。
Ⅱ.在A瓶和B瓶中分别注入等量的清水，然后在A瓶中加入2粒维生素E，并搅拌使之溶解。
Ⅲ.在A瓶中插入一支玫瑰花，在B瓶中插入一支同样新鲜的菊花(如图)，放在相同的环境中，每隔12小时观察一次，并做好观察记录。
（1）请指出他设计的实验中的不合理之处(实验样本数少除外)：________。
（2）他设计这个实验想要检验的假设是________。
（3）在做科学实验时，我们常选取多株植物样本进行重复实验，其目的是________。
【答案】 （1）A、B瓶中鲜花的种类不同
（2）维生素E能延长鲜花的保鲜时
（3）避免实验出现偶然性，增加实验的准确性
【考点】实验步骤的探究，控制变量法
【解析】【分析】在操作对照实验时，需要其他条件相同，一个条件不同来进行实验对照，另外建立的假设就是实验要搜集证据的关键，实验不应当怕麻烦，为了节约成本，节约时间，实验次数太少，实验成本少，都是不利于实验的探究，科学探究应当持之以恒，坚持不懈，不怕麻烦。
【解答】（1）该实验探究“延长鲜花保鲜的条件”，如果是不同种类的鲜花那么鲜花保鲜的条件就会不同，所以设计这个实验不合理之处在于A瓶是玫瑰花，B瓶是菊花，两种不同的花保鲜的条件不同因此无法对比就没办法正确探究延长鲜花保鲜的条件情况。
（2）A瓶加入了2粒维生素E，B瓶却没有加入维生素E，通过实验加入的维生素E，通过两组实验对照，加入维生素E的与不加入维生素E的鲜花，哪个的保险时间更长，所以他提出的假设就是维生素E能延长保鲜时长。
?（3）在做科学实验时，我们常选取多株植物样本进行重复实验，因为实验往往存在误差，所以重复实验可以减小误差，避免偶然性，从而使实验结果具有说服力，更准确。
故答案为：（1）A、B瓶中鲜花的种类不同（2）维生素E能延长鲜花的保鲜时长（3）避免实验出现偶然性，增加实验的准确性
5.小龙在一条长线的一端系一个螺母做成了一个如图所示的单摆，小龙发现螺母往返摆动过程中，每摆一个来回所用时间几乎相等。于是小龙想到这样一个问题：螺母来回摆动一次所用的时间t跟哪些因素有关呢?
猜想A：可能跟螺母摆动的角度θ有关；
猜想B：可能跟绳子的长度L有关。
⑴为验证猜想，除了铁架台、细线和螺母外，还需要的测量仪器有刻度尺、量角器和秒表。
⑵小龙在不同条件下，测出螺母来回摆动一次所用的时间t后，得到表中的一些数据如下表：
①对比1、2两次实验，可得出结论：螺母来回摆动一次的时间t与________有关。
②对比2、3两次实验，可验证猜想________（填字母），得出的结论是：螺母来回摆动一次时间t与螺母摆动的角度________（填“有关”或“无关”）。
⑶实验中发现，瓶子摆动一次所用的时间很难测准，请你帮他想一个更准确的测量方法：________
【答案】 细线长度；A；无关；测出多次摆动所用的时间，然后求平均值
【考点】观察结果的记录与分析，实验步骤的探究
【解析】【分析】（1）1、2次实验中螺母的摆动时间不同，分析哪个因素大小改变即可；
（2）分析2、3次实验中哪个因素不同，确定验证的猜想；2、3次实验中螺母摆动的时间相同，据此得出实验结论；
（3）可以采用“累积法”测量不易测量的时间。
【解答】（1）第1、2次实验中，细线的长度不同，因此得到结论：螺母来回摆动一次的时间t与细线长度有关。
（2）实验2、3中，螺母摆动的角度不同，因此可以验证猜想A；因为螺母摆动的时间相同，所以得到结论：螺母来回摆动一次时间t与螺母摆动的角度无关；
（3）测量瓶子摆动一次所有的时间的方法为：测出多次摆动所用的时间，然后求平均值。
6.某校科学兴趣小组在探究“苍蝇为什么停下来就匆忙搓‘脚’？”实验后，他们认为：“苍蝇的‘脚’上有辨别味道的感觉器官，其上沾有污物会影响这些器官的正常生理功能，为了能时刻辨别味道，苍蝇必须经常搓掉‘脚’上的污物，保持其清洁。”请结合上述材料，设计一个实验，探究“苍蝇搓‘脚’是为了清除‘脚’上的污物”。
【材料用具】两个透明的干净玻璃瓶；若干只活苍蝇
【实验步骤】
⑴在甲（瓶内无脏物）、乙（瓶内有脏物）两个玻璃瓶中，分别放入数量相等的活苍蝇；并进行观察和记录。
⑵在同一时间内观察记录甲、乙两个玻璃瓶中________的次数。
【可能的实验结果和实验结论】
①若甲瓶中的苍蝇搓“脚”次数接近或明显多于乙瓶中的搓“脚”次数，则说明苍蝇搓“脚”与清除“脚”上的污物无关。
②若________，则说明苍蝇搓“脚”与清除“脚”上的污物有关。
③此实验步骤中的甲装置的作用是________。
【答案】 苍蝇搓“脚”；乙瓶中苍蝇搓“脚”次数明显多于甲瓶中苍蝇搓“脚”次数；对照
【考点】实验步骤的探究，实验方案设计与评价，控制变量法
【解析】【分析】本题以探究“苍蝇搓‘脚’是为了清除‘脚’上的污物”的实验为载体，主要考查学生运用所学习的生物学知识，通过对照实验的优点，操作实验，记录实验的过程与结果，科学与生活、实验结合。
【解答】本实验的变量是有无污染，其他条件应完全相同；因此两个瓶子内的苍蝇数量应相等；在同一时间内观察记录甲、乙两个玻璃瓶中“苍蝇搓‘脚’”的次数。如果甲瓶中苍蝇搓‘脚’次数接近或明显多于乙瓶中苍蝇搓‘脚’的次数，则说明苍蝇搓‘脚’与清除‘脚’上的污物无关；如果乙瓶中苍蝇搓‘脚’次数明显多于甲瓶中苍蝇搓‘脚’的次数，那么说明苍蝇搓‘脚’与清除‘脚’上的污物有关。由于甲瓶内无污染物，乙瓶内有污染物，因此，本探究实验的变量是有无污染，甲装置的作用是对照。
故答案为：（1）苍蝇搓‘脚’（2）乙瓶中苍蝇搓‘脚’次数明显多于甲瓶中苍蝇搓‘脚’的次数（3）对照