控制变量法

控制变量法的应用
1、能够应用控制变量法探究的前提：
①某种现象受到多个“因素”的影响
②实验的目的是：“探究某种因素”对现象的影响
③实验过程中，被探究的“因素”作为变量，其他因素作为不变量
④能过直接或间接的得到实验结果或实验现象
2、常见术语
①对照组：一般是各个条件都适宜的组别
②实验组：缺少或增加所要探究“因素”的组别
③自变量：影响实验结果的因素
④因变量：实验结果
⑤调节变量：被探究的“因素”
⑥不变量：除调节变量外，其他的“因素”，一般要保持适宜
3、常见题型
（1）、实验缺陷类：
实验存在哪些不足/缺陷/哪些需要改进……
①是否有对照实验
②实验过程中，是否严格控制变量
③是否试验次数或样品数太少，存在偶然性误差
（2）、结论表述类：
本实验的结论是什么/从表（图）中可以得到什么结论/实验1和实验2可以说明什么……
①如果题干中明确了本实验的探究问题，那么就可以对实验问题进行回答；
②问题：××受到什么影响？
××受到√√的影响；
或××受到√√的影响，√√越...，××越...；
③√√对××有什么影响？
√√越...，××越...；
或在一定范围内，√√越...，××越...；
④当某某一定（相同）时，某某与某某成正比/反比；
当某某一定（相同）时，某某随着某某的增大而增大/降低；
（3）、实验数据对比类：
①通过对比实验得到某某结论
②实验1与实验形成对照组
③实验有几组变量
④某一个步骤的目的是
（4）、实验设计类：为了探究某某对实验的影响，应该怎样设计实验？
其他条件相同，所探究的因素设计成不同；应用题目所给的语言回答。

（5）、提问假设类：
①根据实验过程，提出实验目的（实验探究的问题）
②根据实验提出的问题，提出合理的假设
③根据已有的假设或猜想，提出自己的假设或猜想
④根据自己掌握的知识，判断假设或猜想的正误
⑤根据实验结果（现象），写出实验结论，一般按照假设的模式写
⑥已知实验结论，根据结论写出实验结果或现象
（6）难点：转换法
将不可直接测量量，转化为可直接测量的量，结论要与目的一致，而不是实验本身。

1．某兴趣小组在“探究影响叶绿素形成的环境因素”活动中，设计了如下方案。

【提出问题】光照会影响叶绿素的形成吗？
【作出假设】光照能够影响叶绿素的形成。

【实施方案】
甲组乙组环境条件遮光、适宜的温度和湿度
实验材料20株长出第一片幼叶后的小麦幼
苗
20株长出第一片幼叶后的小麦幼苗
处理方法将甲、乙两组小麦幼苗栽种在相同的土壤中，在各自环境中生长10天（1）请你在表格中写出乙组的环境条件。

（2）如果该假设成立的话，那么实验的预期结果是：。

2．某科学兴趣小组的同学做了如图实验：在水平地面上竖直固定一根长杆，长杆上装有一个可以上下移动的点光源A，再在地面上竖立一根短木条(短木条始终低于点光源A)。

（1）保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A从图
示位置逐渐向上移动，测得数据如下表：
点光源的高度H／cm 20 30 40 50 60
影子长度L／cm 30 15 10 7.5 6
该科学兴趣小组同学做此实验的目的是；
（2）分析上述实验数据还可发现：在点光源逐渐上移过程中，若点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量 (选填“增大”、“减小”或“不变”) ；
（3）图中S可表示点光源到短木条的距离，如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系，应如何操作。

3．2012年1月15日，广西龙江河拉浪水电站网箱养鱼出现少量死鱼现象，经查，龙江河段检测出重金属镉含量超标，截至1月31日，龙江河河池境内共有不同体长规格的50万尾鱼苗死亡，许多渔民损失惨重，沿岸及下游居民饮水安全也遭到严重威胁。

当地某中学兴趣小组为探究“不同浓度的重金属镉污染液对鱼苗是否有毒害作用”，进行了如下探究实验。

【方法和步骤】
①采集重金属镉污染液40升，用蒸馏水将其逐级稀释2、20、200、2000倍，获得4种不同
浓度的重金属镉污染液。

②取4只相同鱼缸，分别编号为甲乙丙丁，加入上述等体积的不同浓度的重金属镉污染液。

③从同一鱼苗繁殖场中挑选体长规格相同、健康状况相似的同品种鱼苗40尾，随机均分成
4组，分别放入上述4只鱼缸内。

④将4只鱼缸置于适合鱼苗生长的同一地方，每天给鱼缸内添加等量和适宜量的相同鱼食，
同时加入相应浓度的重金属镉污染液。

【统计和分析】一段时间后，统计各组鱼苗的死亡率，进行比较。

【预测结果】如果重金属镉污染液对鱼苗的生长有毒害作用，实验结果应是。

【反思与评价】
（1）在步骤③中。

每只鱼缸中均匀放置10尾鱼苗，而不是1尾的原因是。

（2）实验方案还存在缺陷。

需要再增加一个实验，用与实验组相同量的蒸馏水代替金属镉污染
4．南瓜不仅有较高的食用价值，而且有着不可忽视的食疗作用，深受大
家喜爱。

某校科学兴趣小组调查发现，在南瓜生长的幼苗期喷洒一次乙烯利溶液（150~200毫克/升），可促进其多开雌花，提高南瓜产量。

但乙烯利浓度低于或高于这个范围时，其作用效果尚不清楚。

（1）南瓜雌花与雄花的最主要的区别是 ；
（2）兴趣小组想进一步探究不同的乙烯利浓度对南瓜开雌花数量的影响。

材料用具：生长状态相近的健康的盆栽南瓜幼苗八株、乙烯利溶液（300毫克/升）、蒸馏水、喷壶…… 方法步骤：
①将八株南瓜幼苗分别分成A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 、H 八组。

②配制八种不同浓度(分别为<150、150~200之间配制六组、>200毫克/升)乙烯利溶液，分别喷洒南瓜幼苗。

③连续观察6周，观察并记录；上述步骤中有明显不足之处，需要改进的是 ； （3）在观察记录时，同学们发现记录的项目很多，你认为应该重点统计的是 。

5．小华用如图所示的电路，研究通过导体的电流与电阻的关系。

电源电压不变。

（1）实验过程中，小华每次改变电阻箱R 的阻值后，通过调节 ， 始终保持 示数不变。

（2）上表是小华实验过程记录的数据，可以初步得出的实验结论是 。

（3）小华做第4次实验时，将电阻箱R 的组织从30Ω调为40Ω后，就直接记录电流表示数。

这个 示数可能是 。

A.0.2A
B.0.17A
C.0.15A
D.0.13A
（4）在初中科学实验中，与该实验中要进行多次实验的目的相同的实验是： 。

（请举出一例） 实验次序 1
2
3
4
5
R /Ω 10 20 30 40 50
I /A
0.6 0.3 0.2 0.12
6．酵母菌是一种单细胞真菌，酿酒和做面包都需要酵母菌。

小明以酵母菌为实验材料做了如下实验，
请你根据实验的过程和内容回答下列问题：
（1）为了验证酵母菌无氧呼吸是否有二氧化碳产生，小明设计了如图甲 实验装置。

其操作步骤是：取10克新鲜的食用酵母菌，放在锥形瓶 (500毫升)中，向其中注入240克质量分数为5％的葡萄糖溶液。

该实验装置要放到25～35℃的环境中培养8～10小时。

小明想通过澄清石灰水是否变浑浊来证明酵母菌无氧呼吸是否产生CO 2。

小明将盛放酵母菌培养液的锥形瓶密封放置一段时间，除去瓶内CO 2，然后与盛有澄清石灰水的锥形瓶连通。

请问小明“将锥形瓶密封放置一段时间”的目的是 。

（2）为了探究培养液中酵母菌种数量的动态变化与什么因素有关，小明按下表完成了相关实验。

①A 、B 两组实验中，小明要验证的假设是 。

②如乙图是三只试管中，不同时间酵母菌种数量的动态变 化图。

请你预测一下试管A 中6天后，酵母菌种数量的变化趋势及其原因。

。

7．研究发现光照和重力两种因素对生长素在植物体内的分布都有影响。

为进一步研究这个问题，某研究小组进行了如下的探索：将甲、乙、丙、丁均用不透光的牛皮纸包严实（留下里面幼苗足够的生长空间），放在台上，甲乙直立放置，在乙装置的一侧开一小口，在它的侧面用白炽灯连续照射；丙丁水平放置，在丙装置的正对地面处开一同样的小口，在它们的下方处用同样的白炽灯连续照射，甲乙丙丁的其它条件相同。

实验现象：两昼夜后，如图所示。

甲直立生长；乙向光弯曲生长，丙、丁背地生长，但与丁相比，丙的弯曲度要小一些。

（1）由甲乙装置中的幼苗生长情况可知，幼苗生长具有 的特点。

（2）比较 和丁装置，发现幼苗有背地生长的特点。

（3）该实验的结论是： 。

试管编号 55％的葡萄糖培养液（mL ） 无菌水（mL ） 新鲜酵母菌（g ） 温度（℃） A 20 10 1 28 B 20 10 1 5 C 0 10 1 28
8．某小组同学通过实验探究液体内部的压强与哪些因素有关，他们的研究过程如下：
⑴猜想：他们分别在粗细不同、两端开口的玻璃管一端扎上橡皮
薄膜，并在管内注入不同液体，观察到橡皮薄膜分别向下凸出，
实验现象如图所示：
根据图(a)和(b)，小明猜想：液体内部的压强与液体的质量
(选填“有关”或“无关”)。

根据图(c)和(d)，小华猜想：液体
内部的压强可能与有关。

⑵探究：该小组同学继续实验，将玻璃管扎有橡皮薄膜的一端浸入盛有液体的烧杯中，然后改变
管内外液体的种类和深度，使橡皮薄膜分别保持平整。

他们将有关的实验数据和现象记录在下表中。

实验]序号
管外液体[来源:学科网]管内液体橡皮薄膜[来
源:学*科*
网]
密度(×103Kg/m3) 深度(cm) 密度(×103Kg/m3) 深度(cm)
1 0.8 10 1.0 8 保持平整
2 1.2 8 0.8 12 保持平整
3 1.1 7 0.7 11 保持平整
通过综合分析比较这三次实验，可归纳得出的结论是。

9．铅是一种重金属，相对原子量为207。

铅和铅的化合物有很多用途，如蓄电池等。

但铅类化合物大多有毒，燃煤厂、金属冶炼厂、以含铅汽油为燃料的汽车等都是主要的铅污染源。

铅一旦进入人体会累积，对人脑、肾脏和造血功能有损害。

为了了解环境中的铅污染问题，小红与其他同学进行了如下的研究。

（1）小红查阅到右图资料，图中记录了离某公路不同距离处种植的卷心菜中铅的含量。

由该图推测：卷心菜内里叶片的铅可能直接来于，造成卷心菜外围叶片含铅量不同的重要原因。

（2）在阅读资料时，小红又发现，儿童从空气中吸入的铅量是成人吸入量的1.6～1.7倍。

为了探讨这个现象，她展开了如下的研究。

利用所学知识完成以下填空。

A.课题名称为：。

B.通过取样分析，得到了一下实验数据：
离地面高度（m）0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
铅的浓度（μ
g/m3）1.1
0.9
8
0.9
1
0.7
2
0.6
6
0.5
4
0.5
分析以上实验数据，可以得出的结果是。

10．某校兴趣小组的同学在网上看到：茶叶是碱性食品，喝茶可以溶浴解脂肪而减肥，他们设计了探究的课题是：比较不同产地茶叶泡出液的酸碱度及茶水是否能溶解脂肪而有减肥作用。

他们的实验过程如下：
①从市场上购买了三种不同产地的茶叶，编号为A.B.C。

②取A、B、C三种茶叶分别在相同的条件下，用开水冲泡。

③用pH试纸分别到杯中蘸取A、B、C三种茶叶的泡出液，和标准比色卡比对'测得它们的pH分
别为5.4、6. 3、6. 0。

④将形状、大小、质量相同的脂肪小块，分别放入盛有三种茶叶泡出液的相同杯中，在适宜的温
度下保温5小时后，分别滤出脂肪块，吸干表面水分并称量。

根据脂肪块在茶水中浸泡前后的质量变化（不考虑脂肪块吸水），判定茶水能否溶解脂肪。

请回答下列问题：
（1）以上实验操作步骤中错误的是。

（2）在第②步实验操作中“相同的条件主要是指：水的温度、茶叶的质量、冲泡的时间及应相同。

（3）组内看的同学认为，第④步实验设计不严密，需要改进的是。

在第④步实验中，根据实验的目的，适宜的温度应控制在左右。

（4）有人将茶水倒入有水垢的热水瓶中浸泡一夏时间后振荡，发现水垢大部分消失了，产生这种现象的化学原理最可能是。

11．经科学测定：甲植物种子的种皮中含有A、B两种激素，其含量的不同会直接影响种子是否萌发。

为了验证激素A对种子萌发的作用，选用白菜种子为材料，进行实验。

实验步骤：
①剥离甲植物种子的种皮，提取激素A，并制备成激素A水溶液。

②将白菜种子分为两组，一组用10毫升激素A水溶液处理，另一组用处理，两组均置
于适宜温度下培养。

③一段时间后，统计白菜种子的萌发率。

请回答下列问题：
（1）将实验步骤②补充完整：。

（2）对步骤②中所选择的白菜种子有何具体要求：__ 。

（只要写出两点即可）
（3）当实验出现__ 现象，则可得出的结论是：激素A对种子萌发有抑制作用。

12．上海浦东东海大桥旁建成了亚洲最大规模的海上风力发电场，小宇同学参观了该风力发电场，决定探究风力电站发电时的输出功率和风速的关系，实验步骤如下：
①将风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在转轴处，另一端系上钩码；
②在风车正前方1米处放置电风扇，将电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所
需的时间。

③将电风扇换到2、3挡位，重复以上实验，并将数据记录在表格中。

（注：电风扇挡位越高，风
速越大）
电风扇挡
位钩码的质量
（克）
提升钩码到A点的时间
（秒）
1 50 15
2 50 13
3 50 10
（1）这个实验是通过测量______________来比较风车输出功率的大小。

（2）小宇从网上查到以下数据：
表一：750千瓦风力发电机组的输出功率与风速的关系
风速（米/秒） 4 6 8 10 12 14 16 18 20
输出功率（千瓦）0 7
5
20
36
54
74
73
65
55
表二：风级与风速的关系
风级 3 6 9 12
风的名称微风强风烈风台风
风速（米/秒） 3.4~5.4 10.8~13.8 20.8~24.4 大于32.6
根据以上数据预测，台风来临时，能否给风力电场带来最大的经济效益，并说明理由：
_
（3）在相同的风速下，不同风车的输出功率是不同的，其输出功率除了与风叶的形状和排列结构有关外，还可能与_______________________有关（填一项）。

13．研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽影响的实验，结果见下图。

请回答：
（1）研究人员通过比较多种植物激素对豌豆植株侧芽的影响；
（2）早在1934年科学家就从植物体中分离出了一种植物激素，植物的向光性生长与这种激素有关，它是；
（4）比较曲线1、2、3与4，可知 对侧芽的生长有抑制作用。

14．小柯同学在学习了酶的知识后了解到了酶的催化作用要受到温度、酸碱度（pH ）的影响。

联系到
前面学习的知识，小柯同学又提出了自己的一个猜想：酶的催化作用可能会受到重金属离子的影响。

结合猜想小柯进行了如下探究：
【查阅资料】重金属指密度大于5克/厘米3的金属（一般指密度大于4.5克/厘米3的金属）。

【设计实验】取试管4支，编号，按下表分别加入试剂，摇匀，迅速置于37℃的水浴中，10分
根据小柯同学的探究过程回答下列问题：
（1）小柯同学提出猜想的依据是：酶是一种 ，遇到重金属离子会变性，从而丧失活性。

（2）比较上述实验中的1号和2号试管及观察到的现象，你可得出的结论是： 。

（3）在看了小柯的设计及实验后，同桌的小温认为凭上述实验还不足以证明小柯的猜想。

小温提出应该将实验中的CuSO 4溶液更换成CuCl 2溶液才更有说服力。

如果你也同小温一起探究，你还可以建议小柯作怎样的更换？ 。

（4）随着工业的不断发展，重金属污染越来越严重，重金属中毒事件也越来越常见，因此了解一些必要的急救措施对我们来说很重要。

若有人误食被电镀厂废水［含铬（Cr ）、镍（Ni ）、镉（Cd ）］污染的食物而急性中毒，为解毒，下列四种供选物质中你不应该选择的是 。

①鸡蛋清 ②鲜豆浆 ③鲜牛奶 ④糖水
15．某同学阅读课外资料得知：双氧水分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作催化剂，于是他对
氧化铜产生了探究兴趣。

【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？
【设计实验】他以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验（其它可能影响实验的因素均⑴上述实验应测量的“待测数据”是 。

⑵若实验②比实验①的“待测数据”更 (填“大”或“小”)，说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。

⑶将实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若称量得到0.5g 黑色粉末，再将黑色粉末放入试管中， 。

(简述操作和现象) 【预期结论】氧化铜也能作氯酸钾的催化剂。

【评价设计】你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是 。

16、兔的心脏受A 、B 两种神经支配，某学者为了研究A 、B 两种神经对心率的影响，设计了如下实验：先测定正常情况下兔的心率，然后分别测定阻断A 神经或B 神经后的心率。

实验结果如下表所示，据表所作的推测正确的是( )。

A ．A 神经的作用是促进心跳加快，
B 神经对心率没有明显影响 B ．A 神经的作用是促进心跳加快，B 神经的作用是减缓心率
C ．A 、B 两种神经的作用相同，都是减缓心率
D ．A 神经的作用是减缓心率，B 神经的作用是促进心跳加快 17、城市沿街绿化不仅美观，还有滞尘作用。

但是，你知道灰尘会影响
植物光合作用吗?某科技小组选择了一批生长状况相似的城市绿化树种，在8月31日将其喷洒清洗，然后每隔一周对树叶的灰尘量和光合作用强度进行测定，得到结果如表所示。

请问： (1)表中这些数据说明植物光合作用降低百分比与灰尘量的关系是_________________。

(3)根据表中数据，可以建议城市沿街绿化植物的喷洒清洗至少要隔________ 周进行一次。

18、某研究性学习小组做了如下实验来研究温度、光照对马铃薯生长发育的影响。

①取4个同样大小的花盆，分别装满同样的土壤，并编号。

②将一个刚出芽的马铃薯块茎切成大小相同的4块，每块马铃薯上都带有芽眼。

将这4块马铃薯分别埋进4个花盆的土壤中，处于适宜的、相同的深度。

③将这4个花盆分别放在不同的环境中(见表)，进行观察并记录。

请问：
(1)从新陈代谢的角度分析，马铃薯不断长大，是同化作用______________________异化作用的结
果。

(填“大于”“等于”或“小于”)
(2)将1号和3号花盆进行比较，可以研究__________对马铃薯生长发育的影响。

(3)这个实验在设计上还存在一些缺陷，请提出一条合理的建议：_______________________。

19、小明想探究足球滚动的快慢和什么因素有关。

(1)小明想到自行车轮胎充气不足时很难骑快，于是猜想：足球充的气越足，滚动就越________。

(2)如图所示，小明在一处斜坡上进行实验，他测出足球在A处从静止释放，滚动10米到B处所用的时间为8秒；将足球用球针放掉一些气后，在B处从静止释放，测
出足球滚动10米到C处所用的时间为14秒。

小明在实验时需要用到的
测量工具有秒表和________。

(3)足球在AB段的平均速度为________m/s。

(4)小明实验中存在不足之处，请你指出一点：______________。

20、在“探究物质质量与体积的关系”实验中，某小组同学分别用甲、乙两种不同的固态物质做实验，且甲、乙都是长方体形状。

实验时，他们用刻度尺
和天平分别测出它们的体积和质量，记录数据如表
一、表二所示。

（1）分析比较实验序号1、2与3（或4、5与6）的数
据及相关条件，可得出的初步结论是：
_____________________________________。

（2）分析比较实验序号_____________________的数据及相关条件，可得出的初步结论是：相同体积的不同物质，它们的质量是不相同的。

（3）进一步综合分析比较表一、表二的数据及相关条件，可得出初步结论是：
（a）分析比较表一或表二中的数据及相关条件，可初步得出：
__________________________________________________________________________。

（b）分析比较表一和表二中的数据及相关条件，可初步得出：
__________________________________________________________________________。

（4）为了进一步研究，他们又通过加热方式使甲、
乙物质都变为液态，再用量筒和天平分别测出它们的
体积和质量，记录数据如表三、表四所示
进一步综合分析比较表一和表三（或表二和表四）的
数据及实验现象，可初步得出：
____________________________________________。

1．（1）光照、适宜的温度和湿度；
（2）甲组小麦叶片颜色为黄白色, 乙组小麦叶片颜色为绿色。

2．（1）研究影子长度与点光源的高度是否有关（研究影子长度与点光源的高度的关系）（2）减小
（3）控制点光源的高度和短木条的长度不变（答出“控制点光源的高度不变”即可），改变短木条的位置，测出金组L和S（答出“改变短木条的位置”即可）
3．【预测结果】随着重金属镉污染液浓度的升高，鱼苗的死亡率增大
【反思与评价】（1）防止实验出现偶然性（2）起对比作用
4．（1）雌花有雌蕊，无雄蕊，雄花有雄蕊，无雌蕊[
（2）南瓜幼苗数量每组应该增加，排除实验的偶然性
（3）开雌花的数量
5．(1)滑动变阻器电压表
(2)电压相同时电流与电阻成反比
(3)B
6．（1）除去瓶内原有的氧气（保证实验时酵母菌进行无氧呼吸）
（2）培养液中酵母菌种数量的动态变化与温度有关。

（3）酵母菌种数量将因缺少营养而减少直至消失。

7、（1）向光性或弯向光源生长
（2）甲（3）对植物体内生长素的分布，重力的影响作用比光照明显。

8．（1）无关液体的深度
（2）液体的密度与深度乘积相同时，液体内部压强相同
9．(1)土壤（根系吸收）汽车尾气含铅，离公路距离不同，空气中含铅量不同
(2)近地面不同高度空气含铅量的研究离地面越低（高），含铅量越高（低）
10．（1）③（2）水的质量（3）设置对照实验37℃（4）茶水中含酸性物质与水垢发生了反应
11．（1）10毫升蒸馏水
（2）相同白菜种子结构完整，数量相同
（3）用蒸馏水处理的白菜种子萌发数大于用激素处理的白菜种子萌发数
12．（1）提升钩码到A点的时间
（2）不能。

当风速过大时，发电机的输出功率反而变小
（3）风叶的材料（或风叶的面积、风的方向）
13．（1）侧芽长度的平均值（2）生长素（3）赤霉素（4）生长素
14、（1）蛋白质（2）唾液淀粉酶能催化淀粉分解
（3）将氯化钠溶液换成硫酸钠溶液（4）④
15．⑴收集相同氧气所需时间⑵小
⑶向其中倒入适量双氧水（或稀硫酸），观察到大量气泡（或溶液变蓝色）(其他能检验氧化铜化
学性质的操作与现象也给分)
【评价设计】探究氧化铜是否比二氧化锰的催化效果更好
16、D
20、（1）同种物质的质量与体积成正比。

（2）1与4（或2与5、或3与6）。

（3）（a）同种物质，它的质量与体积的比值是一个确定值；
（b）不同种物质，它们的质量与体积的比值是不相同的。

（4）处于不同物态的同种物质，它的质量与体积的比值是不相同的。