控制變量法(專題)

1、初中物理總復習（探究專題）控制變量法物理學對于多因素（多變量）的問題常常采用控制因素（變量）的辦法，即把多因素的問題轉變?yōu)槎鄠€單因素的問題，分別加以研究，最后再綜和解決，這種方法叫控制變量法?？刂谱兞糠ㄔ诔踔形锢碇袘幂^為廣泛，具體探究如下：【探索研究案例一】勻速直線運動【例題1】如圖1所示（a）、（b）兩圖分別表示比較運動員游泳快慢的兩種方法，其中圖1（a）表明 ；圖1（b）表明 。次數(shù)物體質量（g）體積（cm3）質量/體積/（g/cm3）1鋁塊154202.72鋁塊2108402.73松木11082164松木210200.5【探索研究案例二】密度【例題2】為研究物質的某種特性，某同學測得4

2、組數(shù)據，填在下列表中：（1）將表中空格處填寫完整。（2）比較第1、2兩次實驗數(shù)據，可得出結論：同一種物質它的質量跟它的體積成 。（3）比較第2、3兩次實驗數(shù)據，可得出結論：質量相同的不同物質，體積是 。（4）比較第1、4兩次實驗數(shù)據，可得出實驗結論是 。14【探索研究案例三】壓強、液體內部的壓強【例題3】下表是某同學在做“研究液體的壓強”實驗時得到的實驗數(shù)據：序號液體深度（cm）橡皮膜方向壓強計左液面（mm）右液面（mm）液面高度（mm）1水4朝上1161523624朝下1161523634朝側面11615236489717174512801881086鹽水1270198128根據表中的數(shù)據，

3、比較序號為 的3組數(shù)據可得出結論：在同一深度，液體向各個方向的壓強相等；比較序號3、4、5的3組數(shù)據可得出結論 ；比較序號為 的兩組數(shù)據可得出結論：液體的壓強還跟液體的密度有關。【探索研究案例四】決定電阻大小的因素是某校研究性學習小組做“決定電阻大小的因素”探究實驗時設計的實驗電路，為了便于研究，而采用控制變量的方法研究，即每次挑選兩根合適的導線，測出通過它們的電流大小，然后進行比較，最后得出結論下表是研究性學習小組的某次實驗探究記錄，試根據探究記錄的分析，回答下列問題 導線代號ABCDEFG長度/m1.00.51.51.01.21.50.5橫截面積/mm23.20.81.20.81.21.2

4、1.2材料錳銅絲鎢絲鎳鉻絲錳銅絲鎢絲錳銅絲鎳鉻絲為了研究電阻與導體材料有關，應選用的兩根導線；為了研究電阻與導體的長度有關，應選用導線C和導線；為了研究電阻與的關系，應選用導線A和導線在所學過的物理知識中，采用與本題研究方法相同的物理知識有： 【探索研究案例五】歐姆定律【例題5】在“研究電流跟電壓、電阻的關系”，同學們設計如圖8電路圖，其中R為定值電阻，R為滑動變阻器，實驗后，數(shù)據記錄在表一和表二中。R=5電壓/V1.02.03.0電流/A0.20.40.6U=3 V電阻/51015電流/A0.60.30.2（1）根據表中實驗數(shù)據，可得出如下結論：由表一可得：_。由表二可得：_。（2）在研究電

5、流與電阻關系時，先用5歐的定值電阻進行實驗，使電壓表的示數(shù)為3V，再換用10歐的定值電阻時，某同學沒有改變滑動變阻器滑片的位置，合上開關后，電壓表的示數(shù)將_3V（選填“大于”、“小于”或“等于”）。此進就向_（選填“右”或“左”）調節(jié)滑片，使電壓表的示數(shù)仍為3V。【探索研究案例六】音調大小決定因素麗娜同學在觀察小提琴、二胡等樂器的弦振動時猜測：即使在弦張緊程度相同的條件下，發(fā)聲的音調高低還可能與弦的粗細、長短及弦的材料有關。于是麗娜找來了各種不同的琴弦，想通過實驗進行探究，琴弦的編號如表。 控制條件編號琴弦的材料琴弦的長度（cm）琴弦的橫截面積（cm2）A鋼300.3B鋼300.6C尼龍絲40

6、0.5D銅500.5E尼龍絲500.5（1）麗娜同學想探究弦發(fā)聲的音調與弦的材料的關系，請你幫她選用表中編號為 的琴弦（只填字母代號）（2）麗娜同學想探究弦發(fā)聲的音調與弦的粗細的關系，請你幫助她選用表中編號為 的琴弦。（只填字母序號）（3）在上述探究過程中，總要控制某些因素，使它們保持不變，進而尋找出其不意另外一些因素的關系，這種研究方法，叫做“控制變量法”。請你回憶一下，你在初中物理學習中，用這種方法研究過哪些問題？（舉2個問題）問題1： ；問題2： ?！咎剿餮芯堪咐摺刻骄侩姶盆F磁性強弱如圖所示，是某學習小組同學設計的研究"電磁鐵磁性強弱"的實驗電路圖。、要改變電磁鐵線

7、圈中的電流大小，可通過 來實現(xiàn)；要判斷電磁鐵的磁性強弱，可觀察 來確定。、下表是該組同學所做實驗的記錄：電磁鐵(線圈)50匝100匝實驗次數(shù)123456電流 / A0.81.21.50.81.21.5吸引鐵釘?shù)淖疃鄶?shù)目 / 枚581071114比較實驗中的1、2、3（或4、5、6），可得出的結論是：電磁鐵的匝數(shù)一定時，通過電磁鐵線圈中的電流 ；比較實驗中的1和4（或2和5或3和6），可得出的結論是：電磁鐵線圈中的電流一定時，線圈匝數(shù) ；、在與同學們交流討論時，另一組的一個同學提出一個問題："當線圈中的電流和匝數(shù)一定時，電磁鐵的磁性強弱會不會還與線圈內的鐵芯大小有關？"你對此

8、猜想是： ；現(xiàn)有大小不同的兩根鐵芯，利用本題電路說出你驗證猜想的方法： 。：PRAS【探索研究案例八】28某校初一年級研究性學習小組在探究“液體蒸發(fā)的快慢與哪些因素有關”的過程中，根據生活經驗提出了以下兩種猜想：猜想一：液體蒸發(fā)的快慢和物質的種類有關。猜想二：液體蒸發(fā)的快慢和液體表面空氣的流動快慢有關。針對猜想一，同學們設計的實驗及觀察到的現(xiàn)象如下：在玻璃板上，同時用酒精和水涂一個同樣大的圓斑，觀察發(fā)現(xiàn)酒精圓斑先干了。請你認真思考下列幾個問題，并回答：（1）同學們通過實驗得出的結論是： ；（2）實驗中“涂同樣大的圓斑”其目的是： ；（3）設計出研究猜想二的實驗方案：【探索研究案例九】下表是某實

9、驗小組所做的“探究摩擦力大小跟哪些因素有關”的實驗記錄：(1)分析比較序號與的實驗數(shù)據，可得出的結論是                              。(2)分析比較序號          

10、0; 的實驗數(shù)據，可得出的結論是：壓力相同時，接觸面越粗糙，  摩擦力越大。(3)上述研究方法叫“控制變量法”，下列實驗中用到此方法的有           (填序號)  探究電壓、電流與電阻的關系        探究動能FE哪些因素有關；  探究固體熔化時溫度的變化規(guī)律；研究影響電磁鐵磁性強弱的因素?！咎剿餮芯堪咐?如圖為小珊同學“研究影響浮力大小的因素”實驗的若干操作，根據此圖（1）若選用

11、的操作是_（填序號），可研究浮力的大小與密度的關系。（2）若研究浮力的大小與_的關系，可選用的操作是或。（3）若研究浮力的大小與深度的關系，可選用的操作是_?！咎剿餮芯堪咐弧?. 有四位同學，為了研究物體溫度升高時吸收熱量的多少與哪些因素有關，做了如下實驗：在四個相同的燒杯中分別盛有水和煤油，用同樣的加熱器加熱，下表是他們的實驗記錄，根據實驗記錄，回答下列問題。燒杯號液體質量（g）初溫（°C）末溫（°C）加熱時間（min）1水200202882水100202843煤油200202844煤油20020242（1）比較1、2兩燒杯的實驗記錄，得出的結論是 

12、0;                   。（2）比較3、4兩燒杯的實驗記錄，得出的結論是                     。（3）比較1、3兩燒杯的實驗記錄，得出的結論是   &#

13、160;                 。（4）綜合上述結論，物體溫度升高時吸收的熱量的多少與             有關?！咎剿餮芯堪咐吭谔骄俊皦毫Φ淖饔眯Чc哪些因素有關”的實驗中，小明和小華利用所提供的器材（小桌、海棉、砝碼、木板）設計了圖16中的（a）、（b）兩個實驗，通過觀察圖（a）、（b）后得出“

14、壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯”的結論.此后小華把小桌挪放到一塊木板上，發(fā)現(xiàn)小桌對木板的壓力效果不夠明顯，如圖（c）所示.通過對圖（a）、（c）的比較又得圖16出“壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越不明顯”的結論.請你根據已學過的壓強知識分析：（1）小明和小華是根據 的現(xiàn)象來比較壓力的作用效果的。（2）造成前后兩個結論不一致的原因是 。（3）設圖（b）中小桌對海綿的壓強是pb， 圖（c）中小桌對木板的壓強是pc，則pb pc（選填“小于”、“等于”或“大于”）（4）比較圖（b）和圖（c）可知，根據壓力的作用效果比較壓強大小需要滿足的條件是 .圖12【探索研究案例十三】在

15、探究“測滑輪組的機械效率”的實驗中，馬剛同學用圖12所示的同一滑輪組進行了三次實驗，實驗記錄如下表：序號速度（m/s）鉤碼總重G(N)鉤碼上升高度h(m)測力計拉力F(N)測力計移動距離s(m)機械效率(%)10.220.10.80.383.3 20.230.11.10.330.420.20.80.6 （1）將實驗序號2、3所對應的機械效率填入相應表格中的空白處： （2）根據以上實驗可得到的結論是：在滑輪組的串繞繩子的方式不變時，機械效率與 有關，與 無關。 【探索研究案例十四】1. 如圖1所示，在“研究物體動能與哪些因素有關”的實驗中，將A、B、C三小球先后從同一裝置的hA、hB、hC高處滾

16、下(mA=mB<mC,hA=hC>hB)，推動紙盒運動一段距離后靜止。 (1) 研究動能與速度的關系，我們應選擇 兩圖來進行比較。(2) 從圖中可以看出，A、B、C三個小球剛到達水平面時， 球的動能最小. （4）該實驗得到的結論是 。【探索研究案例十五】在探究電流做功與哪些因素有關的實驗中（如圖26-2所示），二個相同的瓶中裝了質量相同的煤油，這樣就可以利用煤油升高的溫度來間接表示有多少電能轉化為_能。二個瓶子中的電阻絲是_（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）電路，這樣做可以保持二瓶的_一致。這是用來研究電流所做的功跟_（選填“電流”或“電壓”）的關系的，這種研究方法通常叫做_。實驗的結果表

17、明，相同時間內電壓大的那瓶煤油溫度升高的多，說明電流做功跟_有關。【探索研究案例十六】下面是小宇同學在實驗室中研究電流產生的熱量和哪些因素有關的實驗過程記錄，有不完整的地方，請你幫他填寫完整。課題：研究電流產生的熱量與哪些因素有關裝置及原理：我們組的同學組裝了如圖所示的實驗裝置。在兩個相同的燒杯中裝滿煤油，瓶中各放一根電阻絲。甲瓶中電阻絲的電阻比乙瓶中的大。通電后電流通過電阻絲產生的熱量使煤油的溫度升高，體積膨脹，煤油在玻璃管里上升。電流產生的熱量越多，煤油上升的高度越 。實驗過程：接通電路一段時間，比較兩瓶中煤油哪個上升得高。實驗結果是： 瓶中的煤油上升得高。這說明，電阻越大，產生的熱量越多

18、。在兩玻璃管中的液柱降回原來的高度后，調節(jié)滑動變阻器，加大電流，重做上述實驗，通電時間與前次相同。在兩次實驗中，比較甲瓶（或乙瓶）中的煤油哪次上升得高。實驗結果：在第二次實驗中，瓶中煤油上升得較 。這表明，電流越大，電流產生的熱量越多。實驗表明，通電時間越長，瓶中煤油上升得越高，電流產生的熱量越 。我們小組的同學一起對實驗現(xiàn)象進行歸納分析，找到了電流產生熱量的多少和哪些因素有關。【探索研究案例十七】某小組同學在做“驗證凸透鏡成像規(guī)律”實驗的過程中發(fā)現(xiàn)：當發(fā)光物體與光屏之間的距離L確定時，將凸透鏡從發(fā)光物體處緩慢向光屏移動的過程中，有時能在光屏上成兩次清晰的像，有時只能成一次清晰的像，有時不能在

19、光屏上成像。為了研究產生這些現(xiàn)象的條件，該小組同學進行實驗，并將每次實驗中的相關數(shù)據及現(xiàn)象記錄在下表中。凸透鏡焦距 f(cm)實驗序號物屏距離L (cm)第一次成像第二次成像物距u(cm)像距v(cm)像的大小物距u(cm)像距v (cm)像的大小101491435放大3514縮小2451530放大3015縮小3402020等大不能在光屏上第二次成像435不能在光屏上成像155802060放大6020縮小6642440放大4024縮小7603030等大不能在光屏上第二次成像855不能在光屏上成像(1)分析比較實驗序號1、2、3(或5、6、7)的第一次成像數(shù)據中像距v物距u的變化關系及相關條件，

20、可得出的結論：_； (2)分析比較實驗序號1(或2、或5、或6)的第一和第二次成像數(shù)據中物距與像距的關系及相關條件，可得出的結論：同一凸透鏡，當_一定，移動凸透鏡能在光屏上成兩次像時，_； (3)繼續(xù)分析比較表格是物屏距離L與凸透鏡焦距f的數(shù)據及觀察到的現(xiàn)象，可得出的結論：在_條件下，移動凸透鏡，可以在光屏上得到一次放大的像和一次縮小的像。1【解答】時間相等時，游泳人通過的路程越長，運動越快。通過的路程相等時，游泳人所用時間越少，運動越快。2【解答】（1）0.5g/cm；（2）正比；（3）不同；（4）不同物質的密度一般是不同的。3【解答】比較第1、2、3次實驗，壓強計在同種液體（水）中同一深度

21、（4cm）處，壓強計液柱的高度差相等（都是36cm），可見，在同一深度。液體向各個方向壓強相等。比較第3、4、5次實驗，壓強計在同種液體（水）中，但深度在不斷增加（4cm、8cm、12cm），壓強計液柱的高度差也不斷增加，可見，同種液體中，壓強隨深度的增加而增大，比較5、6次實驗壓強計在同一深度的不同液體（水、鹽水）中，壓強計液柱的高度差大小不同，可見，液體的壓強還與液體的密度有關。4電阻是導體本身的一種性質,它的大小是與構成導體的材料、長度、橫截面積有關，與溫度也有關系，為了便于研究，必須運用控制變量法：研究導體材料與電阻關系，應控制長度、橫截面積不變，通過測量電流的大小探究它的關系；中要控

22、制導體的材料和橫截面積不變，探究導體的長度與電阻的關系；中研究導體橫截面積與電阻的關系，要控制導體的材料和長度不變；本題采用的是控制變量法來研究決定電阻大小的因素，所學過的知識中，采用相同研究方法的有：比較物體運動快慢、影響滑動摩擦力的因素、影響壓力作用效果的因素等本題的正確答案是：.C、FG 橫截面積、D 比較物體運動快慢、影響滑動摩擦力的因素、影響壓力作用效果的因素等5、（1）表一，導體電阻一定，通過導體的電流與導體的兩端電壓成正比；表二，導體兩端電壓一定，導體中的電流與導體電阻成反比。（2） 大于，向右移動6（1）DE (2)AB（3）a研究影響蒸發(fā)快慢的因素b研究滑動摩擦力的大小跟哪

23、些因素有關c研究壓力的作用效果跟哪些因素有關d研究動能的大小跟哪些因素有關e研究電流強度的大小跟哪些因素有關f研究電功的大小跟哪些因素有關g研究焦耳定律 ；7. 調節(jié)滑動變阻器的滑片位置（改變連入電路的電阻）（改變電阻）等（1分） 電磁鐵吸引鐵釘（大頭針）的多少（1分）； 越大，磁性越強（越小，磁性越弱）（2分）； 越多，磁性越強（越少，磁性越弱）（2分）；針對主題提出猜想（1分）將大小不同的鐵芯分別插入通電螺線管中，觀察鐵芯吸引鐵釘（大頭針）的多少（2分）8(1)蒸發(fā)的快慢與液體種類有關（或回答：猜想一正確；酒精比水蒸發(fā)快等均得分）(2)控制變量 (3)只要學生回答出在控制對兩個表面積相同的

24、同種液體條件下，比較不同空氣流動快慢時的蒸發(fā)情況均可得分9 (1)當粗糙程度一定時，壓力越大，摩擦力越大    (2)    (3)10略11（1）同種物質升高相同的溫度時，質量大的吸收的熱量多（2）相同質量的同種物質，升高的溫度越多吸收的熱量也越多（3）相同質量的不同物質，升高相同的溫度時吸收的熱量也不相同（4）物質的種類、物體的質量、溫度的變化量12 （1）海棉凹陷程度（或海綿形變程度或物理受力后發(fā)生形變）。（2）實驗條件不同 。（3）等于（4） 受力物體應相同13答案： 90.9 83.3 提起的物重 提升的速度14、（1）A、

25、B （2） B（3）物體的質量越大、速度越快，物體的動能就越大15略16略17(1)同一個凸透鏡，成實像時，像距v隨著物距u的增大而減小    (2)物屏距離L；第一次成像的物距是第二次成像的像距    (3) 物屏距離L大于凸透鏡的4倍焦距1在“探究摩擦力大小與哪些因素有關”的實驗中，同學們提出了以下幾種猜想：A與物體的重力大小有關  B與物體運動的速度大小有關C與物體間的接觸面積大小有關 D與物體間接觸面的粗糙程度有關實驗室有一個較長且光滑程度一致的木板、一個帶鉤的長方體木塊和一只彈簧測力計可供使用。小娟同學用彈簧測力計

26、勻速拉動木塊在水平放置的木板上進行三次實驗，如圖所示。實驗數(shù)據如下表所示：             (1)表中數(shù)據可以驗證猜想            (填序號)的正確或者錯誤。(2)實驗中要勻速拉動木塊的原因是              &

27、#160;                    。(3)就利用現(xiàn)有器材且保持木板水平，還可以驗證猜想                (填序號)正確或者錯誤，請你把驗證這個猜想的實驗操作過程敘述出來：    &

28、#160;                              。2在探究滑動摩擦力與哪些因素有關的實驗中，小明的實驗過程如圖所示(1)實驗操作的關鍵是什么？(2)由甲、乙兩圖得到的結論是         

29、0;                                          。(3)圖乙和圖丙探究的問題是      

30、                                              。(4)在此實驗的基礎上，小明又猜想：滑動摩擦力的大小可能

31、與物體的接觸面積有關請你利用圖中已有的器材，設計探究方案驗證小明的猜想。3小林同學做“探究滑動摩擦力的大小與什么因素有關”的實驗，如圖所示。(1)實驗中采取的辦法是用彈簧測力計水平拉動木塊，使其在長木快上做            運動。(2)甲、乙兩圖所示的實驗說明：接觸面粗糙程度相同時，                

32、0;  ，滑動摩擦力越大。(3)甲、丙靚圖所示的實驗說明：壓力一定時，                   ，滑動摩擦力越大。(4)由實驗可得出的結論是：                     。4

33、(2008貴陽)在探究“滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關“的問題時，興趣小組的同學們作了如下的猜想：    猜想A：滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關；    猜想B：滑動摩擦力的大小可能與壓力大小有關。    為了驗證上述猜想是否正確，同學們設計了如圖所示的實驗  (1)步驟(a)和(b)是為了驗證猜想          (選填“A”或“B”)  (2)步驟(a)和(c)是為了驗證猜想&#

34、160;         (選填“A”或“B”)  (3)本實驗采用的科學探究方法是                              。  (4)實驗中應使木塊做勻速直線運動。這樣做的目的是