2023年中考物理实验方法专项训练：控制变量法问题

2023年中考物理实验方法专项训练：控制变量法问题
姓名：___________班级：___________考号：___________
1．在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中，小明同学进行了如下图的甲、乙、丙三个实验探究过程：
（1）小明的实验设计，依据的原理是_______ ____，在实验中，小明应该用弹簧测力计沿___________方向拉着物体做___________运动；
（2）对比图中___________两个探究过程，可知滑动摩擦力跟压力有关；
（3）对比甲乙两图，得出的结论为___ ______ __；（4）实验探究中，小黄采用的实验探究方法是( )
A．类比法B．科学推理法C．控制变量法D．控制变量法和转换法
2．在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中，某实验小组采用了如图1、2所示的电路。

（1）实验中，通过观察 _____来间接反映电流产生的热量，这种科学探究方法称为 _____法。

（2）利用图1进行实验时，是为了探究电流产生的热量与 ___ __的关系；为了探究电
流产生的热量与电流的关系时，应选择图 _____（选填“1”或“2”）。

这种科学探究方法
称为 ___ __法。

（3）通过本实验可以得出结论：通电时间越长，电流 _____，电阻 _____，电流产生的热
量越多。

（4）另一实验小组决定用图3所示的装置，比较不同物质的吸热能力，应在A、B两烧瓶中
放入 _____（选填“质量”或“体积”）相等、初温 _____的水和煤油。

实验中通过观察 __ ___来间接反映物质吸收热量的多少。

（5）该实验小组将测量的数据描绘成图像如图4所示，则 ____ _的吸热能力更强。

3．某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。

（1）加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过________（填“加热时间的长短”或“液
体的种类”）来判断的。

下列实验与此实验方法相同的是________；
A．探究通过导体的电流和它两端电压的关系
B．探究影响电阻大小的因素时观察灯泡的亮度和电流表的示数
（2）实验中记录的实验数据如表：
某同学根据表格绘制的“吸收热量﹣时间”和“温度﹣时间”图象如下，能正确描述该实验
真实情况的图象是________（选填序号）。

A．B．C．D．
4．如图所示是探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，电阻丝b的阻值为10Ω，其余电阻丝的阻值均为5Ω。

（1）实验中通过比较U形管中 ___________的变化来判断电流通过导体产生的热量的多少；（2）实验中选择用加热空气而不用煤油和水的原因是 ___________，使实验现象更明显；（3）甲装置可探究电流产生的热量与 ___________的关系；
（4）乙装置通电一段时间后，___________（选填“c”或“d”）电阻丝产生的热量多；（5）若把乙装置右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源一段时间后，产生的热量情况是 ___________（选填“左瓶多”、“右瓶多”或“两瓶一样多”）。

5．下面是对比热容和热值研究的实验：
（1）甲图是研究水和醋比热容大小的实验，实验中水和醋的___ ___相等；（2）在甲实验中，若加热相同的时间，水的温度变化小，说明醋的比热容______（填“更大”或“更小”）；若让两杯液体升高相同的温度，那么其中______（填“水”或“醋”）加热时间较长；
（3）乙图是研究煤油和菜籽油热值大小的研究实验，在燃烧灯中应注入______相同的两种燃料，并用它们分别为等______的水加热；
（4）待____ __后，比较两杯水的温度变化，其中温度变化大的一组装置说明其所用燃料的热值______（选填“大”或“小”）。

6．某小组同学用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”，实验中他们所用的定值电阻
分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，电源电压为6V保持不变。

（1）实验时，闭合开关，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数。

接下来的操
作是___ ____：
A．断开开关，结束实验
B．将滑片移动到另外几个位置，分别记下电压表和电流表的示数
C．断开开关换用另一个定值电阻，闭合开关将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的
示数
（2）同组甲、乙两位同学进行了实验，并作出I﹣R图像如图所示，其中_______同学实验
操作是不符合要求的；
（3）在第①次实验中滑动变阻器的阻值为_______Ω。

7．科学探究：苹果电池的电压大小U与电极插入苹果的深度h的关系。

在苹果中插入铜片和锌片就能成为一个苹果电池，如图1所示，铜片是电池的正电极，锌片
是负电极。

那么苹果电池的电压大小与电极插入苹果的深度有怎样的关系呢？某实验小组用
如图所示的实验器材对该问题进行探究。

（1）实验时，应保持其他条件不变，只改变__ ____；
（2）小组同学测得的实验数据如表，当深度为5cm时，电压表示数如图2所示，请将电压
值填入表里；
（3）分析表格中的数据，你能得到的实验结论是______ ；
（4）如果实验前不知道苹果电池的正负极，可以使用电压表来判断，你认为还可以使用_____ _（填写一种实验器材）来判断。

8．（1）如图甲所示是小冉同学比较“A、B两种液体吸热升温现象”的实验装置。

①小冉应选用初温和______（选填“质量”或“体积”）相同的A、B两种液体，并用两支规格相同的电热棒进行实验，实验中通过______（选填“加热时间”或“升高温度”）来比较液体吸收的热量；
②如图乙所示是小冉根据实验数据画出两液体温度随加热时间变化的图像。

由图像可知，加热过程中温度升高较快的是______（选填“A”或“B”）液体；
（2）如图所示是小莉同学探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两烧瓶中煤油的质量和初温均相同，且电阻丝的阻值R1<R2；
①该实验装置是为了探究电流产生的热量与______（选填“电流大小”、“通电时间”或“电阻大小”）的关系；
②闭合开关，通电一段时间后，观察到乙烧瓶中温度计的示数比甲烧瓶中温度计的示数高；
③由此可得出结论：当电流和通电时间相同时，导体电阻越大，电流产生的热量越______（选填“多”或“少”）；该实验用到的物理探究方法有______法（选填“控制变量”或“等效替代”）和转换法。

9．在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时，同学们提出了如下猜想：
猜想A：可能与液体的密度有关：
猜想B：可能与物体浸在液体中的体积有关；
猜想C：可能与物体浸没在液体中的深度有关。

为了验证上述猜想，同学们利用一个实心物体、弹簧测力计、水、盐水和细线，依次把物体
缓缓地浸入水或盐水中不同位置，实验步骤如图所示。

请根据他们的实验，完成下列问题：
（1）物体受到的重力为______N，物体完全浸没在水中受到的浮力为______N。

（2）从实验步骤② ③的过程中，弹簧测力计的示数减小，说明物体受到的浮力______（选填“变大”、“变小”或“不变”），可以验证猜想______（选填猜想序号）是正确的。

（3）利用实验步骤①和③④，可以说明浮力的大小与物体浸没在液体中的深度______（选填“有关”或“无关”）。

（4）利用实验步骤①和_ _____，可以验证猜想A。

10．如图在探究影响压力作用效果的因素时，某同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行了如图所示的实验。

（1）实验中通过观察_____ ______来比较压力的作用效果；
（2）比较___________两图可知，压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。

（3）比较甲、乙两图，可以得出的结论是___________；下列实例中，应用该结论的是
___________（填序号）；
①超载的货车容易损坏路面
②菜刀越锋利，切菜越轻松
（4）该实验中用到的研究物理问题的方法有___________和___________。

11．如图是探究“物体动能的大小与物体速度关系”的实验示意图。

（1）实验要探究的是物体动能的大小与物体速度和___________的关系；
（2）实验中“物体动能”指的是由静止释放的A物体在___________位置的动能（选填“②”或“③”），物体动能的大小是通过___________（填“s”或“h”）的大小来反映的；（3）将A球从①位置自由滑下后，测得木块B第1次移动距离s，接下来的操作是将A球
放在___________位置，再将B块放在___________位置，自由释放A球（两空均选填“①”、“②”、“③”、“④”或“⑤”）；
（4）该实验运用的物理方法有___________和___________。

12．某物理实验小组的同学们在课余时间做了以下两个实验探究；
（1）如图甲所示，往鼓面上撒一些纸屑，用较小的力敲鼓，发现纸屑跳起的高度较小，发声的响度较小；用较大的力敲鼓，发现纸屑跳起的高度较 _____，发声的响度较大。

由此，可以得出的结论是发声体发声时的 _____越大，响度越大；
（2）该实验中，在鼓面上撒纸屑的作用是 _____，这种科学探究方法叫 _____法；
（3）如图乙所示，把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边。

用大小不同的力拨动钢尺，钢尺振动的 _____不同，听到刻度尺发出声音的 _____不同；
（4）在图乙实验中，某次将钢尺伸出桌面较大长度，用较大或较小的力度拨动钢尺，均听不到钢尺发出的声音，原因可能是 ___ __。

13．重庆一中物理兴趣小组的小华和小舒同学为“探究电流与电压、电阻的关系”，在实验室找来了以下实验器材：学生电源（电压恒为4.5V），滑动变阻器（“20Ω 1A”），阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个，电流表、电压表、开关各一只，导线若干。

（1）实验时小华设计了如图甲所示的电路图并连接成图乙所示的实物图。

他将滑动变阻器的阻值调到最大，若闭合开关，则乙图中______无示数（选填“电流表”或“电压表”），这是因为乙图中有一根导线连接错误，请在该导线上打“×”，并画出正确的连线；( ) （2）正确连接电路后，小华接入10Ω的定值电阻进行“电流与电压关系”实验的探究，得出3组实验数据记录在表1中，对数据进行分析后可得出实验结论是：当电阻一定时，电流与电压成______比（选填“正”或“反”）；
表1
（3）接下来小华分别接入不同阻值的定值电阻探究“电流与电阻的关系”。

他先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关S后，移动滑片P，控制定值电阻两端的电压为2V；断开开关后，保持滑片P位置不变，用10Ω的定值电阻替换5Ω，再次闭合开关后，发现电压表示数如图丙所示为______V，此时应向______（选填“左”或“右”）移动滑片P才能达到实验要求；
（4）小华和小舒更换其它电阻，继续完成实验，测得数据记录在表2中：
表2
①小舒同学在完成表2中前三次实验后立即得出结论：电压一定时，电流与电阻成______比（选填“正”或“反”）；
②小华则认为小舒的实验次数较少，决定再多做两次实验。

当他将阻值为20Ω的定值电阻接入电路中继续实验时发现：无论怎样调节滑动变阻器滑片都无法使电压表示数达到原来控制的电压值。

为了能够顺利完成表2中第4和第5次实验探究，更好地得出普遍规律，小华
应在图甲电路的______（选填“a”或“b”）点串联一个定值电阻，串联的定值电阻的阻值范围为____ __。

14．某兴趣小组要探究电阻的大小与哪些因素有关。

他们设计了如图所示的实验电路，电源电压不变，保持滑动变阻器滑片位置不变，分别将a、b、c、d四根电阻丝接入电路，得到表格所示的数据。

（1）在MN间分别接入c、d电阻丝，探究的是电阻跟导体的长度关系，c电阻丝的阻值______d 电阻丝的阻值（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（2）要探究电阻与横截面积的关系，可选择b、c进行实验，其结论是：其它因素相同时，导体横截面积越大，导体的电阻越_____ _；
（3）该实验是通过比较______大小来比较电阻大小，本实验采用的两种研究方法是控制变量法和__ ____。

15．探究影响物体弹性势能大小的因素，选择弹簧进行研究。

将光滑水平面与光滑斜面连接，如图所示。

①将甲弹簧放置在水平面上，用小球压缩弹簧2厘米，释放后，小球滚上斜面，记录小球在斜面最高点时的高度，记录在下表中。

②压缩甲弹簧3厘米，重复实验①步骤。

③换用不同弹簧，重复实验①步骤。

（1）实验中，释放弹簧后，弹簧的______能最终转化为小球的______能；
（2）比较______（选填实验序号），说明弹簧的弹性势能大小与弹簧的形变大小有关；（3）由实验结果可知，弹簧的弹性势能大小还与弹簧的______、______有关。

16．小华学习了有关声音的知识后，对材料的隔声性能很感兴趣，于是他设计了如下实验进行探究，请阅读并回答下列问题。

实验步骤：
①先搜集各种材料，如：衣服、报纸、平装书、塑料袋、袜子；
②把闹钟放到一个鞋盒里，将衣服盖在鞋盒上方，然后逐渐远离盒子直到听不见滴答声，记下此时人离盒子的距离；
③分别将各种材料盖在鞋盒上方，重复以上实验，得到下表的数据：
回答问题：
（1）小华设计的实验利用了离声源越远，听到声音的响度越________（选填“大”或“小”）的原理；
（2）根据小华所得数据可知粗糙的材料比平滑材料隔音性能________（选填“好”或“差”），其原因是粗糙材料吸收声音的性能要比平滑材料________（选填“强”或“弱”）；（3）如果再给你一块海绵材料，你认为其隔声性能与报纸相比，________（选填“海绵”或“报纸”）隔声性能好一点；
（4）此实验用到的研究方法有：________和________。

17．为了探究声音的产生与传播，小明和小华一起做了几个实验：小明把手放在发声的音箱上，感觉音箱在晃动；小华把发声的音叉放在水中，可以激起水花。

（1）小华把发声的音叉放在水中，可以激起水花，他这样做的目的是______ _____；（2）如图所示，将正在发声的手机放在与抽气机连通的密闭玻璃瓶内；
①在用抽气机把玻璃瓶内的空气逐渐抽出的过程中，听到的声音将会逐渐___________；
②分析实验现象，运用的科学推理方法可得出结论 _____ ______；（3）如图所示，将钢尺一端压紧在桌面上，另一端伸出桌边。

先用较小的力，再用较大的力分别拨动钢尺，观察钢尺振动的幅度，比较两次钢尺发出声音的响度。

探究本实验中，钢尺伸出的长度___________，这种物理实验方法我们称为___________（选填“转换法”或“控制变量法”）得出结论是：钢尺___________越大，响度越大；
（4）如图所示，在试管中加入少量水，用嘴对着试管口部吹气，使其发出声音，其发声物体是___________（选填“试管”、“水”或“空气柱”），当水量增加时，声音的音调会
___________（选填“升高”、“降低”或“不变” ）。

18．在探究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，如图甲所示，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。

（g取10N/kg）
（1）从上表数据可以看出，实验中控制钢球的______相同，从而探究动能与______的关系；（2）第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做______J的功；第3次实验时，木块被撞后会滑出木板无法记录数据，需要重做第三次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度，若要将第三次实验数据与前两次比较，你认为应当采用______同学的建议。

由上述实验数据和现象可得出结论：______ ；（3）善于动脑的小明设计了如图乙所示的方案：用同一个钢球两次将同一弹簧压到不同程度，两次实验弹簧具有的弹性势能______（选填“相同”或“不同”），放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同，从而验证了动能与速度的关系。

接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做______（选填“能”或“不能”）验证动能与质量的关系。

19．同学们在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时，实验室提供了4根电阻丝，规格、材料如表所示，小兵、小红两位同学做出了如下猜想：①导体的电阻与导体的长度有关；②导体的电阻与导体的横截面积有关；③导体的电阻与导体的材料有关；为了验证上述猜想，他们设计了如图所示的实验电路：
（1）在M、N之间分别接不同的导体，通过观察______来比较导体电阻的大小更精准；（2）为了验证上述猜想③，应该选用编号____ __两根电阻丝进行实验；（3）一个同学探究猜想②时将电阻丝D接入电路，读出电流表示数，然后再将电阳丝D对折后接入电路中，发现电流表示数变大。

据此，他得出结论：导体的横截面积越大，电阻越小。

他的这种实验方法是______（选填“正确”或“错误”）的，理由是______；
（4）以上方法在研究物理问题时经常用到，被称为控制变量法。

下列4个实验中没有用到此方法的是_____ _。

A．探究液体内部压强特点实验B．探究影响压力作用效果的因素实验C．探究平面镜成像的特点实验D．探究影响摩擦力大小的因素实验20．如图甲是小明、小红两位同学分别探究“水的沸腾”的实验装置，他们所用的器材规格完全相同，同时将水加热16min。

（1）甲图实验装置安装的顺序是______（由上而下、由下而上）；
（2）某一时刻，温度计的示数如图乙所示，此时的温度是______℃，小明发现温度计外壁上挂满小水珠，较难读数，请指出小水珠形成对应的物态变化名称是______，给出一条改进的方法___ ___；
（3）图丙是两位同学根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像；
①由图像可知水的沸点是______℃，此时的气压______（选填“高于”、“等于”或“低于”）一个标准大气压；
②请根据图像分析，小红从给水加热到水沸腾，所用时间较长的原因是___ ___；（4）小明戴好隔热手套取下盛有热水的烧杯，又找来一个相同的空烧杯，小红找来4张卫生纸，把它们都喷湿，把其中的一张湿纸对折后撕去一半，将它们贴在烧杯的外壁，分别标记为1、2、3、4（如下图所示）：
①电吹风对着1号湿纸吹冷风，比较1，2两张湿纸，先落下的是______号纸片；
②比较2，3两张湿纸，先落下的是______号纸片，理由是______；
③比较3，4两张湿纸能否得出表面积对蒸发快慢的影响？______（能或不能），理由是_____ _ 。

21．在探究“声音的三个特征”的活动中。

（1）第一小组同学利用一些长短、粗细、材料不同的琴弦，他们选用的琴弦长度、粗细、材料在图（1）中已标出（其中琴弦a、c、d的粗细相同，琴弦b最粗；琴弦a、b、c的长度相同，琴弦d最短），并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致。

①若他们想研究“音调的高低与琴弦长度的关系”应选择琴弦___________（选填“a”、“b”、“c”或“d”）；
②为研究“琴弦音调高低与琴弦粗细的关系”，某同学选择琴弦b和c进行研究，此选择___________（选填“可行”或“不可行”），原因是 _________ __；
③如图（2345）所示，是声音输入到示波器上时显示振幅与时间关系的波形，其中声音音调相同的图是 ___________，响度相同的图是 ___________。

属于噪声的图是___________ （2）第二小组是用钢尺来做实验，当钢尺伸出桌面超过一定长度时，虽然用同样的力拨动钢尺，却听不到声音，这是由于振动频率过___________（选填“高”或“低”），不在人听觉范围。

（3）第三小组在8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，仔细调节水的高度。

用相同大小的力向瓶内吹气，就可以发出“1、2、3、4、5、6、7、i”的声音中，音调最高的是___________瓶（选填瓶子序号）；若是敲击瓶子，音调最高的是___________瓶（选填瓶子序号）；（4）探究过程通常采用下列一些步骤：A．实验研究B．分析归纳C．提出问题（或猜想）D．得出结论等。

你认为合理的探究顺序应该是___________（只填代号）
22．如图所示，是探究物体的动能跟哪些因素有关的实验，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块。

（1）实验中，探究的动能是指______（选填字母）；
A．小球在斜面上的的动能B．小球到达水平面的动
能C．木块的动能
（2）实验中所研究的动能大小通过______来反映，这里用到了_____ _（选填“控制变量”“等效替代”或“转换”）法；
（3）由图中的甲、乙两次实验，可以得出结论：物体的______相同时，物体的______越大，动能越大。

23．“在比较不同材料隔声性能”的综合实践活动中，小华的实验小组做了如下准备，请你将需要完善的部分完成：
（1）现有音叉与电子闹钟各一个，将它们其中一个作为声源，你会选择_______作为声源，理由是_____ __；（2）通过调查有下列几种常见的隔声材料：①棉絮②报纸③泡沫板材④布匹，然后将它们分别包裹在声源四周相同厚度，再将这个整体放入到同一容器内；
（3）为了比较不同材料隔音性能的强弱，将声源音量放到合适大小时，再采取以下两种方法：
A、让同一个人站在距离声源相同的位置，感受被隔音材料隔音后声源发出声音的大小，作出判断；
B、人从离声源最近处慢慢后退，直到刚好_______声音为止，再记此时下人到声源的距离，如果离声源越远，说明隔声材料的隔声性能越_______；以上两种方法你认为最合适的是
_______（选填相应序号“A”或“B”）。

（4）通过实验得出以下数据你认为以下材料中隔音性能由好到差的排序是_______（填序号）。

24．如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。

两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。

将透明容器与U形管相连，
接入电路。

（1）实验中通过观察______的变化反映电流通过导体产生热量的多少。

（2）图甲是探究在通电时间相同和______相同的情况下，导体产生的热量与大小是否与
______有关的装置。

（3）电流表的示数由图乙所示，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是______J。

（4）某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是___ ___。

25．在“探究影响液体蒸发快慢的因素”的实验中，同学们提出了以下猜想：
猜想一：液体蒸发快慢可能跟液体温度的高低有关；
猜想二：液体蒸发快慢可能跟液体表面空气流动快慢有关；
猜想三：液体蒸发快慢可能跟液体表面积大小有关。

小轩在探究蒸发快慢影响因素的实验中，在四块相同的玻璃板上各滴上等量的水，如图1
所示。

（1）选择A、B两图进行实验探究，可以探究蒸发快慢与水的______是否有关；
（2）选择A、C两图进行实验探究，可知小轩所探究问题的自变量是______；
（3）通过______两图的对比，可以探究水蒸发快慢与水表面的空气流速是否有关，实验中如果利用电吹风来改变空气流速，______（选题“应该”或“不应该”）使用热风；
（4）以上实验体现了______（填物理实验法）；
（5）同学们猜想水蒸发快慢还可能与水的多少有关，请设计实验进行验证：取相同的两个容器，其形状如图2中的______（选填“甲”或“乙”）所示，分别倒入不一样多的水，观察比较______（选填“哪个容器中水先干”或“相同时间内哪个容器内水减少得多”）。

理由是____ _ _ 。

26．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：
（1）第3次实验弹簧测力计示数如图所示，请在表中的空格处填上适当的数据；（机械效率用百分数表示，保留一位小数）
（2）在实验操作中应竖直向上 ___________拉动弹簧测力计；
（3）从实验数据分析得出：使用同一滑轮组，___________可以提高滑轮组的机械效率；（4）滑轮组的机械效率可能还与其他因素有关，请你写出两种影响滑轮组机械效率的因素（写出两种影响因素）___________。

27．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内液体a、b 的质量和初温也相同，液体a、b的密度不同。

（1）比较不同燃料的热值，应选择___________两图进行实验，燃料燃烧放出热量的多少，是通过___________来反映的；。