精品中考物理 物理实验控制变量法专项练习题带答案解析.docx
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精品中考物理物理实验控制变量法专项练习题带答案解析
中考物理物理实验控制变量法专项练习题（带答案解析）
姓名：
__________班级：
__________考号：
__________
一、实验,探究题（共15题）
1、噪声是一种严重的环境污染。
李明想制作一个防噪声的耳罩，他通过比较几种材料（衣服、锡箔纸、泡沫塑料）的隔音性能，来选择一种隔音性能好的材料做耳罩的填充物。
实验器材除了待检测的材料外，还有：
音叉、机械闹钟、鞋盒。
在本实验中适合做声源的是________________；李明将声源放入鞋盒内，在其四周塞满待测填充材料。
他设想了以下A、B两种实验方案，你认为最佳的是________方案；
A．让人站在距鞋盒一定的距离处，比较所听见声音的响度。
B．让人一边听声音，一边向后退，直至听不见声音为止，比较此处距鞋盒的距离。
实验得到的结果如下表所示，则待测材料中隔音性能最好的是_______________________。
材料
衣服
锡箔纸
泡沫塑料
响度
较响
较响
弱
材料
衣服
锡箔纸
泡沫塑料
距离
较长
长
短
2、小明为了探究声音的音调与哪些因素有关，利用如图所示的4支相同材料相同厚度的玻璃量筒进行实验。
其中a、b、c等高，a、b粗细相同，c、d粗细相同。
各量筒内装的水如图所示，用同样大小的力在各量筒的口上吹气，根据所听声音音调的高低猜想发声的频率可能与下列因素有关：
①水柱的长度；②气柱的粗细；③气柱的长短。
（1）若探究猜想①应选量筒______（填字母代号）
（2）若探究猜想②应选量筒______（填字母代号）；
（3）为了利用上述器材探究猜想③，小明对实验方案进行了改进，试简述其实验方案：
______。
（4）如果用同样大小的力敲击c和d使它们发声，发现音调不同，小明猜想发声的频率与水柱的长度有关，你猜想发声的频率还可能与______有关。
3、小明想比较几种材料（衣服、锡箔纸、泡沫塑料）的隔音性能，除了待检测的材料外，可利用的器材还有：
音叉、机械闹钟、鞋盒。
（1）在本实验中适合做声源的是______；
（2）小明将声源放入鞋盒内，分别盖上塞满不同隔声材料，其目的是控制隔声材料的______相同。
接着他一边听声音，一边向后退，在此过程中，他所听到声音的______（响度／音调）发生改变；当听不见声音时分别测量并记录此处到鞋盒的距离（如下表）；
材料
衣服
锡箔纸
泡沫塑料
距离
较长
最长
短
分析实验结果，则待测材料隔音性能由差到好的顺序为______；
（3）为了进一步验证，小红认为还可以保持______相同，分别改变不同隔声材料的厚度，直到测试者听不见声音为止。
然后通过比较材料的厚度来确定材料的隔声性能。
若材料越厚，则说明其隔声性能越______（好／差）。
4、某班同学进行“测量纸锥从某一高度下落到地面过程中的平均速度”的实验。
（1）需要测量的物理量是纸锥下落时间和_____；
（2）以较方便的常用方法测量时，主要测量器材是：
秒表、_____；
（3）小华这一小组讨论中，提出了两种测量平均速度的方案：
方案一：
先选定一段时间，测量纸锥在这段时间内下落的距离；
方案二：
先选定一段距离，测量纸锥通过这段距离所用的时间。
为了方便测量，你认为小华选用_____比较合理；
（4）小组间交流时，发现不同小组测得纸锥下落的平均速度不同，同学们认为纸锥下落的平均速度与纸锥的质量、纸锥锥角的大小和纸锥下落的高度有关。
为了验证纸锥下落的平均速度与下落高度的关系，你的简要做法是_____；
（5）小明所在的兴趣小组制作了一个直径为8.0cm纸锥进行实验，用闪频照相机拍摄到如图所示的照片，已知照相机每隔0.2s曝光一次。
根据照片可以判断纸锥在OA段下落的速度变化情况是_____，纸锥在AB间的速度约为_____m/s。
5、小阳用图所示的实验器材测量平均速度:
（1）该实验的原理是___________________；
（2）该实验需要的测量工具是刻度尺和_____________；
（3）小车通过全程
的平均速度为
通过上半段路程
的平均速度为
则
______
（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
（4）小阳还想探究不同质量的物体从斜面上滑到低端的平均速度是否相同,他应该让质量____（选填:
“相同”或“不同”）的小车,从同一斜面的________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滑下,通过测量小车到达斜面低端所用的________来比较平均速度．
6、某小组同学在用杠杆测定机械效率的实验中
（一）小敏用如图所示的实验装置测定杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升．
（1）实验中，测力计的示数F为______N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m时，C点上升了30cm，则杠杆的机械效率为________%．
（2）实验中若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是______________．
（3）若只将钩码的悬挂点由A移至B，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（二）小王用如图所示的另一实验装置测量杠杆的机械效率．O为杠杆的转轴，不计摩擦．实验时，给B端施加竖直向下的力，使挂在杠杆A端的钩码缓缓上升．（图中杠杆为质量分布均匀的直棒）下表是提升物体时采集到的数据:
实验序号
物重G（N）
拉力（N）
A端上升的高度h/m
B端下降的高度s/m
杠杆的效率
1
2
5
0.04
0.02
2
4
9
0.04
0.02
89%
3
2
5
0.06
0.03
80%
4
6
13
0.04
0.02
92%
（1）第①组实验中，杠杆的机械效率为_________．
（2）由________三组实验，可以初步得出的结论:
相同的杠杆，提升的物体越重效率越高．
（3）该实验中杠杆的效率总小于100%的原因是杠杆有自重，分析实验数据可知道杠杆的自重为_______N．
7、某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究浮力的大小：
（1）铜块浸没在盐水中时受到的浮力是____N；
（2）由①③④⑤四个步骤可知，发现浮力的大小有时与深度有关，有时又与深度无关，对此正确的解释是浮力的大小与_____有关；
（3）比较①④⑦三幅图可得出的结论是_____；
（4）要探究物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关，应选取图中_____（选填图中数字代号）步骤进行对比分析；
（5）探究完浮力大小的影响因素后，同学们想进一步探究浮力的大小与物体排开液体所受到的重力的关系，进行了如下实验操作：
此实验操作的正确顺序是______（用a、b、c、d表示），通过分析数据并进行比较发现：
____（用图中符号G1、G2、G3、G4表示），从而得出结论：
浮力的的大小等于物体排开液体所受到的重力。
8、用图甲电路探究“电流跟电阻的关系”，电源电压恒为3V，滑动变阻器规格为“50Ω 2A”．
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中电压表接入电路，测R两端的电压___________；
（2）滑片P移至阻值最大处，将5Ω电阻接入电路，闭合开关，移动滑片P发现，电压表有示数，电流表始终无示数，其原因可能是__________（只填序号）
A．R短路 B．R断路 C．滑动变阻器短路
（3）故障排除后，移动滑片P使电压表的示数如图乙所示，记下电压表的示数：
（4）将5Ω电阻换成10Ω电阻，为保持电压表示数不变，滑片P应向________（选填“A”或“B”）端移动；
（5）若每次实验均选用单个定值电阻连入电路，实验室有“15Ω，20Ω，30Ω，35Ω，50Ω”5个电阻，你认为能供继续实验的电阻最多还有认为表中有______个；
（6）利用可选电阻继续实验，并得到结论：
电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成________比．
9、物理课外兴趣小组利用下图所示的电路图进行一些电学实验，其中电阻R有20Ω、15Ω、10Ω、5Ω、1Ω五个供选择，滑动变阻器的规格是“10Ω/1A”．电源电压5V保持不变．
（1）用笔画线代替导线将图中电流表准确接入电路________．
（2）在做“探究导体的电流与电阻的关系”的实验时，
①选用哪三个电阻更合适？
答：
________________．
②此实验对电阻两端电压的控制有什么要求？
答：
_____________．
③按要求接入电阻后闭合开关，发现电流表指针几乎不动，电压表指针向右偏转且超过满刻度，原因可能是______________．
（3）用一根导线代替电流表接入电路进行测量未知电阻Rx的实验．R先选用5Ω电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2V，然后保持滑动变阻器的滑片不动，用Rx代替5Ω电阻接入电路，此时电压表示数为3V，则的阻值Rx为____Ω．（保留小数点后两位）
10、在做“观察水沸腾”的实验时，甲、乙、丙三组同学分别从A、B两套器材中任选一套来完成实验。
（实验室已准备多套A、B装置）
（1）甲组同学发现所测水的沸点高于100℃，则他们选择的是_____（填“A”或“B”）套装置。
（2）乙、丙两组同学虽然选用的实验装置相同，但水开始沸腾的时刻不同，他们绘制的沸腾图象如图C所示，得到a、b两种不同图象的原因是水的质量_______。
（3）通过分析图象C，可得到的信息有：
①___________________________________________________________；
②___________________________________________________________。
11、小明用如图中的装置“探究影响电流产生的热量的因素”．a、b、c、d四个密闭容器中装有等量的空气，分别将导线1、2和3、4接到电源两端．请回答下列问题：
（1）在如图甲中，这个装置可探究电流产生的热量与__________的关系．通电一段时间，容器________中电流产生的热量较多（选填“a”或“b”）．
（2）该实验是通过观察U型管中液面___________的变化，来比较电流通过电阻丝产生的热量多少．这应用的物理方法是________（填字母）．
A．等效替代 B．放大法 C．转换法 D．控制变量法
（3）如图乙是探究电流产生的热量和某因素的关系的实验装置，该探究中的自变量是___________，因变量是___________，控制变量是_______________．
12、实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油、完全相同的温度计，烧瓶内还分别装有阻值不同且不变的电阻丝R1和R2。
将它们与滑动变阻器、电源、开关、以及导线等组成如图所示的电路。
小亮利用上述实验器材“探究电流通过电阻产生热量跟什么因素有关。
”
（1）小亮探究的是当_________和通电时间一定时，电流产生的热量跟_______的关系。
（2）实验中，电流产生的热量无法直接测量，而是利用煤油温度变化量来表示，这种物理学研究方法叫做_________法。
在以下三个实例中，没采用此方法的是_________：
①借助电动机提升重物的高度判断电
流做功多少；②借助水压学习电压；③借助验电器两金属箔片张开角度判断物体带电多少。
（请选填序号）
（3）闭合开关，通电一段时间后，温度升高较多的是A温度计，这是因为R1_______R2。
（选填“>”或“<”）
13、如图所示，在“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验中
（1）实验过程中，必须用弹簧测力计沿_____方向拉着物块A做_____运动，这样做便能测量出滑动摩擦力的大小．
（2）在甲、乙、丙所示图中，分别用F1=1N，F2=2N，F3=1.5N的拉力，拉着物块A匀速前进．分析甲、乙两图可得：
_______________；
（3）大量实验进一步证明：
在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与压力大小成
正比．在丙图中物块A上叠放一块与A相同的物块B，用弹簧测力计拉着物块A，使物块B随A一起匀速前进（如图丁所示）．此时弹簧测力计示数为F4，则F4=____N；此运动过程中，物块B受到的摩擦力为____N．
（4）实验结束后，小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关，她用弹簧测力计测出木块在水平面上的摩擦力，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，测得摩擦力的大小也变为原来的一半．她由此得出：
当接触面的粗糙程度一定时，接触面越小，摩擦力越小．你认为她的结论正确吗？
_______，理由是_______________．
14、在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，让同一小车从同一斜面的相同高度由静止开始下滑，小车在三种不同水平面上运动一段距离后分别停留在如图所示的位置．
（1）让同一小车从同一斜面的相同高度由静止开始下滑，目的是让小车到达水平面的速度____（选填“相同”或“不同”）．
（2）根据实验结果可以得出，平面越光滑，小车运动路程越长，木块受到的阻力越小，速度减小得越________（选填“快”或“慢”）．
（3）进一步推理可以得出：
如果水平面绝对光滑，小车将做_____运动．
（4）上面的实验中用到研究方法有科学推理法和____．其中下列实验用到科学推理法的是：
______________
A．用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质
B．用U型管压强计探究液体内部压强特点
C．探究压力作用效果与哪些因素有关
（5）另一组同学在探究“阻力对物体运动的影响”实验时，发现运动的小车在棉布和木板上都冲出了水平板面，你建议他们怎样改进？
_______________________．
（6）如果在此实验所给器材基础上，添加一个木块，运用这些器材可探究的是_____．
A．物体动能大小与质量是否有关 B．物体动能大小与速度是否有关
C．A、B都可以探究 D．A、B都不可以探究．
15、如图所示是探究影响导体电阻大小因素的实验电路，下表给出了可供选择的几种导体，分别用A、B、C、D四个字母代表．问：
（1）实验中，通过观察电流表的示数可以判断导体的_____大小，小灯泡在电路中的主要作用是________________.
（2）通过对___和_____导体进行实验，可探究电阻的大小与长度的关系．
（3）分别将A和C两导体接入电路进行实验，发现接入C导体时，电流表的示数比接入A导体时更大，说明导体的电阻与导体的___________有关．
（4）若把A、B两导体首尾相连后再接入电路M、N两端，会发现电流表示数变得更小，说明两导体串联后的电阻将________（选填“变大”“变小”或“不变”）．
（5）生活中，通常选用铜芯线、铝芯线作为输电线，而不选择铁芯线，是因为导体的电阻还与导体的__________有关．
============参考答案============
一、实验,探究题
1、机械闹钟B泡沫塑料
【详解】
（1）音叉和闹钟都能够发出声音，但闹钟的声音稳定且有规律，而音叉的声音不稳定，所以可以选择闹钟作为声源较为合适。
（2）在A方案中，由于人耳听到的响度无法测量，只能凭感觉判断，没有可靠的实验数据；在B实验方案中，通过比较到鞋盒的距离判断隔音效果，因为距离可以测量，有可靠地实验数据，能够较好的判断隔音效果，故选B。
（3）由实验数据可知，利用泡沫塑料作为填充物时，在很短的距离时就听不到声音了，所以其隔音效果最好。
2、cdbc在c和d中倒入相等的水，用同样大小的力在量筒口吹气，使它们发声，比较音调的高低量筒的长度
【详解】
（1）当探究“发声的音调高低与水柱长度的关系”时，要控制量筒的粗细和气柱的长度相同，水柱长短不同，观察图中可知c、d符合条件。
（2）当探究“气柱发声频率跟气柱粗细的关系”，要控制量筒内的气柱长短和水柱的长度相同，量筒的粗细不同，观察图中可知b、c符合条件。
（3）当探究“发声的音调高低与气柱长短的关系”时，要控制量筒的粗细和水柱的长度相同，气柱长短不同，然后用同样大小的力在各量筒的口上吹气。
（4）用敲击的办法也能使量筒发声，声音主要是量筒和水柱振动发出的，量筒中盛水越多，量筒和水的总质量越大，振动的频率越低，这说明发声的频率还可能与物体的质量有关，即量筒的长度有关。
3、机械闹钟厚度响度锡箔纸、衣服、泡沫塑料人到声源的距离差
【详解】
（1）机械闹钟发出的声音有节奏，声音较为稳定，适合做实验声源；音叉声音不稳定，而且还需要敲击，因此不适合做实验声源。
（2）根据控制变量法，小明将机械闹钟放入鞋盒内，分别盖上相同厚度的不同隔声材料。
接着他一边听秒针走动的声音，一边向后退，直到听不见声音为止。
根据控制变量法，比较棉布、锡箔纸、泡沫塑料这三种材料的隔声性能，要控制不同隔声材料厚度的相同，音调大小由振动的频率决定，发出的声音音调不会改变，听到响度与听者与声源的距离有关，故小明在远离声源的过程中，他所听到声音的响度发生改变。
由表格数据知道，泡沫的距离最短，说明隔音效果最好；锡箔纸的距离最长，说明隔音效果最差，所以，待测材料隔音性能由差到好的顺序为锡箔纸、衣服、泡沫塑料。
（3）根据控制变量法，为了进一步验证，小红认为还可以保持人到声源的距离相同，分别改变不同隔声材料的厚度，直到测试者听不见声音为止。
然后通过比较材料的厚度来确定材料的隔声性能，若材料越厚，则说明其隔声性能越差。
4、路程刻度尺方案二见详解先变大后不变0.6
【详解】
（1）由
可知，测量平均速度需要测量的物理量是纸锥下落时间和纸锥下落的路程。
（2）测量路程需要的测量工具为刻度尺，测量时间的工具为秒表。
（3）方法二比较好，因为纸片下落在空中的距离不好测量，固定距离后通过测量时间就可以求速度。
（4）为了验证纸锥下落的平均速度与下落高度的关系，应控制纸锥的质量、纸锥锥角的大小相同而高度不同，即将质量相同、锥角大小相同的纸锥从不同的高度竖直下落，分别测出它们的最大速度。
（5）纸锥在相同的时间内通过的路程先变大，后不变，所以纸锥的运动速度先变大后不变。
因为纸锥的直径为8cm，由图知AB间的距离约为24cm，AB间的时间为
纸锥在AB间的速度约为
5、
停表大于不同相同时间
【详解】
（1）该实验的原理是：
.
（2）由原理可知，测量长度需要用刻度尺，测量时间需要用停表.
（3）因为下车下滑时速度越来越快，所以全程的平均速度大于上半段的平均速度.
（4）在探究不同质量的物体从斜面上滑到低端的平均速度是否相同时，应该让质量不同的小车，从同一斜面的相同高度由静止滑下，通过测量小车到达斜面低端所用的时间来比较平均速度.
【点睛】
题通过斜面小车实验来考查学生的分析能力和对速度的计算，是一道基础题，在解决（4）时要注意控制变量.
6、0.566.7%杠杆的重力变大80%1、2、42
【详解】
（一）
（1）由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，所以它的示数是0.5N．在实验过程中，有用功是：
，总功是：
，所以杠杆的机械效率是：
；
（2）有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例；提升的钩码重一定说明有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力；
（3）钩码的悬挂点在A点移到B点时，O点C点位置不变，仍将钩码提升相同高度，有用功不变；额外功是提升杠杆做的功，悬挂点A移到B后杠杆实际提升高度变小，所以额外功变小，总功变小，因此杠杆的机械效率变大．
（二）
（1）第①组实验中，杠杆的机械效率为:
（2）根据控制变量法思想，为了比较同一杠杆在提升物体时机械效率与物重大小的关系，应保持物重大小不同，但提升物体高度必须相同的三组实验进行比较，所以只有1、2、4三组实验符合题意；
（3）假设杠杆自重为G杆，因为杠杆为质量分布均匀的直棒，所以它重心O′在杆的几何中心处，则以第三组实验数据为例，W有=G物hA=2N×0.06m=0.12J，W总=FhB=5N×0.03m=0.15J，W额=W总-W有=0.15J-0.12J=0.03J；
根据OA与OB所在的两个三角形相似的几何关系可知LOA：
LOB=hA:
hB=2:
1，，所以其重心在杆的中点位置处，因为LOA：
LOB=2:
1，可以设LOA=2l，LOB=l，又所以可推知该重心O′到O的距离为0.5l，则LO′O：
LOB=0.5l：
l=1:
2，根据几何关系可知重心O′垂直上升高度为B下降高度的一半即0.015m，则W额=0.015m×G杆=0.03J，所以G杆=2N；
7、1.2 物体排开液体的体积 物体排开液体的体积相同时，液体密度越大物体受到的浮力越大 ①②④⑥ dabc
【详解】
（1）铜块浸没在盐水中时受到的浮力为
（2）根据控制变量法，由①④⑤三个步骤可知，浮力的大小与深度无关，步骤③中物体受到的浮力为
步骤④中物体受到的浮力为
由图可知，步骤③中物体排开水的体积小于步骤④中物体排开水的体积，根据控制变量法可得：
在液体密度相同时，物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关。
（3）步骤④⑦比较，物体深度、排开液体体积均相同，而盐水的密度大于水的密度，F浮7大于F浮4，根据控制变量法可得出的结论是：
物体排开液体的体积相同时，液体密度越大物体受到的浮力越大。
（4）步骤⑥中物体受到的浮力为
根据控制变量法要探究物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关，需要使物体密度不同，液体的密度和排开液体的体积及深度均相同，符合这些条件的步骤为①②④⑥。
（5）用控制变量法探究浮力的大小与物体排开液体所受到的重力的关系，需测出物体受到的浮力和物体排开液体的重力，最科学最简便的实验步骤为dabc。
根据实验步骤为dabc可得物体受到的浮力为
物体排开液体受到的重力为
由计算结果可知
即
故得出结论：
浮力的的大小等于物体排开液体所受到的重力。
8、
B
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