控制变量法在物理实验中的应用

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1、控制变量法在物理实验中的应用1、下图是某实验小组做的“探究滑动摩擦力与哪些因素有关”的实验。把木块救在较 粗糙的水平木 板E杷木块放在与甲中一 祥审木 .再在木 块丄加 物丙把木块放在光滑度与 甲中木板一样的塑料 平板上 实验中要求必须水平匀速拉动弹簧测力计，这样做的目的是: 分析甲、乙两次实验现象，可以得出的结论：。O。若小华选用正确的实验装置进行 实验得到下表所记录的实验数据，请根据数据在所给坐标中作出摩擦力的大小f与接触面受到的压力大小N之间的关 系图象。根据图像可以得出f与N的关系是2、小明同学利用砝码、小桌、装有沙子的容 器等实验器材，做“探究压力作用的效果” 实验，如图 20甲所示

2、(1)保持小桌对沙子的压力不变，改变小桌与沙子的接触面积，小明发现接触面积越大小桌陷入沙子越浅，说明压力的作用效果与有关(2)保持小桌与沙子的接触面积不变，改变小桌对沙子的压力，小明发现压力越大，小桌陷入沙子越深，说明压力的作用效果与有关(3) 实验过程中，压力的作用效果是通过表现出来的(4) 小明将小桌和砝码又放到一块木板上，如图 20乙所示，比较甲、乙两种情况后，小明认为压力的作用效果还与接触面的材料有关，请对此结论作出简要评价。请再举一个应用这种3、如图10所示是探究“浮力大小与哪些因素有关”实验的若干操作，根据 此图请你回答下列问题。(1) 分析比较图，说明物体所受浮力的大小与因素有关

3、。(2) 在图与图中保持了不变，得到的结论是浮力大小与有关。这种研究问题的方法叫做研究方法的实验：。4、在测滑轮组效率的实验中，同学们利用如图10所示的实验装置完成了该实验下表是两个实验小组的实验记实验小组钩码重G/N动滑轮重G/N拉力F/N滑轮组的机械效 率n120.31.160.6%220.41.21) 在表中空白处写出机械效率的值;2) 分析以上实验数据，可得出影响滑轮组机械效率的主要因素是(3)小聪在完成该实验后猜想：滑轮组的机械效率可能还与钩码重有 关.请你设计一个实验方案探究这乙猜想，要求写出简要的实验步骤. 实验步骤：5、为了比较水和沙子容热本领的大小，小明做了图 2l 所示的实

4、验：在 2 个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同图21的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下：(1) 在此实验中，用加热时间的长短来表示物质 。(2) 分析下表中的实验数据可知；质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量 (大于 /小于)沙子吸收的热量。(3) 如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，(沙子/水)升高的温度更高.(4) 实验中有些同学发现：刚开始加热时，情况与结论不符，你认为可能的原因是：。质量 /g温度升高10匸所 需要的时间/s温度升高209所 需要的时间/s温度升高30C所 需要的时间/s沙子306489124水30961632206、(5 分

5、)(1)在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时，老师引导同学们作了如下的猜想 猜想示例：导体的电阻可能个导体的横截面积有关。请你独立猜想：导体的电阻可能跟有关；导体的电阻和可能跟有关。电压U /V246810电流I/A0.390.791.201.582.000 2 4 6 8 10 12 U /V(2)图18是他们进行实验探究时的器材，实验板上固定了四根金属导线，a、b、c三根的长度均为lm, d的长 度为0.5m; a、b的横截面积相同，材料不同；a、c的材料相同，但c的横截面积大于a； a、d的材料和横截面积都相同。在探究电阻跟横截面积的关系时，可依次把M、N跟的两端连接，闭合开关，记

6、下电流表示数，分析比较这两根金属丝电阻的大小。(3)依次把M、N跟a、d的两端连接，闭合开关，记下电流表示数，分析比较a、d两根金属丝的电阻大小，可 探究电阻跟的关系，结论是：。7、某实验小组的同学探究电流与电压的关系时，用到如下器材：电源1个，电流表、电压表各1只，定值电阻(50、100、150各1只)，滑动变阻器1只，开关1个，导线若干；设计的电路如图所示。1)这个实验使用了控制变量的方法，其中被控制的变量是，滑动变阻器R2的作用是下面是他们获取的一组实验数据(2) 实验中他们选用的定值电阻阻值为0；(3) 请在坐标系上画出电流随电压变化的图像；（4）分析表中的数据或图像，你能得出的探究结

7、论： 计 7图128、学完焦耳定律后，小红和小亮想利用如图 12 所示的装置比较铝和锰铜这两种材料的 导电性能。他们应该选用、都相同的铝丝和锰铜丝。（2）小红想在两个烧瓶中分别装入等质量的煤油，而小亮建议用水代替煤油。小亮的建议不妥的原因是。（3）按小红的想法进行实验，接通电路后，他们发现甲烧瓶中煤油的温度比乙烧瓶中煤油的温度升高得慢，说明丝的导电性能较强。9、小明对“斜面的机械效率与什么因素有关？”这一课题，提出了如下一些值得探究的猜想： 斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关 斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关 斜面的机械效率与斜面的长度有关； 斜面的机械效率与物体的重力有关。给你如图 15

8、所示的装置，请你选择上述猜想中的一项，并解答下列问题：（1） 你选择的猜想是 （填写序号）（2）要用图13中的器材完成你选择的探究，还要补充的器材是:（至少写出两种）（3）在实验探究的过程中，需要控制不变的因素有： :； 10、在研究“水果电池电压与哪些因素有关”的实验中（如图13所示）（1）小星作出如下猜想：猜想一：水果电池电压与水果种类有关 猜想二：水果电池电压与两电极间距离有关 猜想三：水果电池电压与两电极插入水果的深度有关 为了验证上述猜想是否正确，小星设计了如下准备实验和记录的表格。实验编号水果种类深度（cm）两极间距离（cm）电压（V）1苹果132223334菠萝21522 为验证

9、猜想一，应做编号为的实验; 为验证猜想二，应做编号为的实验; 为验证猜想三，应做编号为的实验。（2）小星又提出猜想四：水果电池电压与水果大小有关。他将苹果依次切去一部分来做实验，并将数据记录如下：苹果大小（个）13/41/21/4测得的电压（V）0. 270. 280. 260. 28该实验说明。（3）以上探究方法在初中物理中经常用到，以下探究活动中也采用了此方法的是：A. 探究电流与电压、电阻的关系B. 探究决定导体电阻大小的因素C. 探究浮力大小等于什么D. 探究动能大小与什么因素有关11、保温瓶是一种生活用品。保温瓶的保温效果与其盛水量究竟有什么关系呢？某物理兴趣小组对这一问题进行了探究

10、，他们从学校仓库借来 10 只保温瓶，经过保温性能测试，选取了保温性能相同的 6 只保温瓶进行实验。实验时，他们在6只保温瓶中同时装入初温都为98C的不同质量的热水，经过10小时后测出每只瓶中水的温度为t。实验数 据如下表所示。热水瓶编号123456装水的质量 m/kg1.81.71.61.51.41.3水温t/C83.081.579.078.076.574.01）分析表中数据，你能得到什么结论？（2）在探究同一问题时，小明采用如下方案：选用同一只保温瓶连续进行多次实验，每次实验时，保温瓶内装入温 度相同、不同质量的热水，经过较长相同时间后，测出保温瓶中水的温度，然后将其比较，从而确定保温瓶保

11、温效果 与盛水量的关系。请分析小明设计的实验方案有何优点和不足，并说出理由。（3）物理实验室现有 5 只保温瓶，请设计一个可行的实验方案，来比较它们的保温性能。12在运动场上同学们经常看到掷铅球的场景，运动员总是沿斜向上的方向将铅球掷出，请你认真研究这一场景，完成以下问题。（1）请你猜想一下铅球落地点与抛出点间的水平距离s与哪些物理量有关?（至少写出三个物 理量，并用字母表示）。猜想一：；猜想二：；猜想三：.（2）若不考虑空气阻力，你研究落地点与抛出点间的水平距离s与你猜想物理量之间关系的物理学方法是（3）请简要写出你对猜想一的实验设计思路。13某研究性学习小组的同学将不同的实心物块浸没在液体

12、中并松手后，发现有的物块上升至液面，有的物块下 降至容器底部。为了研究实心物块的质量和体积对此现象的影响， 他们分别用甲、乙两种不同的液体做实验。表一、 表二为该小组同学记录的实验数据及观察 到的实验现象。表一：液体甲（质量为8.0千克，体积为8X10-3米3）实验序号物块质量（X10-3千克）体积（X 10-6米3 ）现象1A7.530上升至液面2B25.242上升至液面3C24.327上升至液面4D21.612下降至底部5E91.834下降至底部表二：液体乙（质量为6.4千克，体积为8X10-3米3）实验序号物块质量（X 10-3千克）体积（X 10-6米3 ）现象6A7.530上升至液面

13、7B25.242上升至液面8C24.327下降至底部9D21.612下降至底部10E91.834下降至底部（1）小明同学分析比较实验序号 1与4 和 3与5（ 或 6与9 和 6与10）的数据及现象， 得出结论：在液体中， 物块的上升和下降跟它的体积无关；跟它的质量有关，且质量小的物 块上升，质量大的物块下降。小华同学分析比较实验序号 1与4 和 2与4（ 或 6与8 和 7与8）的数据及现象，得出结 论：在液体中，物块 的上升和下降跟它的质量无关；跟它的体积有关，且体积大的物块上升，体积小的物块下降。请判断：小明的结论是的，小华的结论是的。（均选填“正确”或“错误）（2）请进一步综合分析表一

14、、表二中的数据及现象，并归纳得出结论。当时，液体中的物块就上升；当时，液体中的物块就下降。14.在骑自行车上学的路上，小红看见红灯亮起时，同学小明远远的就停止蹬踏，让车自由滑行，车恰好停在斑马线 前。小红想：车滑行的距离可能与哪些因素有关呢?她猜想：车滑行距离与车速有关；车滑行距离与车的质量有关； 为此，她取来空的圆柱型的玻璃瓶模拟车轮滚动，探究玻璃瓶在水平桌面上前进距离与哪些因素有关。（1）她在探究猜想时，准备采用施加大小不同的力去撞击玻璃瓶，使它在水平桌面上沿直线滚动，直到停止，观察它前进的距离。除此以外，你还能想到其他更好的办法吗?在方框中画出你的设计| 简图，并加以简短的文字说明。丨（2）她在探究猜想时发现：如果控制玻璃瓶开始滚动时的速度相同，空玻璃瓶前进的距离和在玻璃丨 瓶里装满沙子前进的距离几乎相等，但玻璃瓶里盛水前进的距离要小些.就这个现象，如果要继续|. 探究猜想，你接下来将如何操作？