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可探究科学问题
探究类实验
例题讲解:
1.下列问题中属于可以探究的科学问题的是。
2.A.哪种类型的音乐更好?
3.B.改变导体两端的电压,导体的电阻会改变吗?
4.C.水的温度越高,水蒸发得越快吗?
5.D.物体所受浮力的大小与物体的密度有关吗?
6.E.应该鼓励市民乘坐公共交通工具出行吗?
7.图22是小阳在室外游泳池游泳时的几幅画面,请根据图中的情景,提出一个可以探究的科学问题:
。
图22
8.
我们常常会遇到乒乓球被压瘪的现象。
将压瘪的乒乓球放在热水中,如图20甲所示。
过一会儿,乒乓球就恢复了原状,如图20乙所示。
(1)请根据上述现象提出一个可探究的科学问题:
。
(2)你提出的上述问题中,因变量是。
(3)针对你提出的问题,写出你的猜想:
。
你猜想的依据是:
。
9.物理学中研究一个变量与多个变量之间的关系时,常常采取控制变量法。
下列研究实验中,需要控制电流不变的是。
(选填选项前的字母,至少有一个选项正确)
A.探究并联电路中电源两端电压与各支路两端电压的关系
B.探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系
C.探究串联电路中电源两端电压与个用电器两端电压的关系
D.探究通电螺线管外部磁场强弱跟螺线管线圈匝数的关系
10.图23甲时演示手握金属棒可以产生电流的实验装置,位于左侧的铁棒、铝棒和铜棒分别与检流计的正接线柱相连,位于右侧的铜棒、铝棒、铁棒分别与检流计的负接线柱相连。
实验装置中六根金属棒跟检流计的线路连接方式如图23乙所示。
通过检流计可以观察电路中的电流大小及方向。
小云用该实验装置进行实验的步骤如下:
首先用左手握住左侧的铁棒,右手握住右侧的铝棒,发现检流计指针发生了偏转;然后,左手仍握住左侧的铁棒,右手握住右侧的铜棒,发现检流计指针偏转方向与第一次偏转方向相反。
请你写出小云所探究的问题是。
11.五一期间,小宇乘坐爸爸驾驶的小汽车外出游玩,发现车内吊着的一个装饰物在摆动,摆动很有节奏且来回摆动一次时间大致相同。
小宇到游乐场后,他看到其他同学坐到秋千上玩,秋千来回摆动一次时间也大致相同,但是摆动时间长一些。
(1)请根据小宇观察到的现象,提出一个可探究的科学问题:
。
(2)回到学校,他找来一些长短不一的细线和质量不同的小球,做成不同的单摆
(如图28所示)来探究。
在老师的指导下,小宇和其他同学合作完成了几组实验。
①实验中,需要测量单摆长L、摆球质量m、摆角θ(θ小于10°)、摆动一次所需时间T。
其中摆球质量m除了用天平直接测量外,还可用下列测量仪器中
(只填序号)进行间接测量。
A.温度计 B.密度计 C.测力计 D.气压计
②在探究周期与某因素时,记录实验数据如表下:
图28
摆球质量m=40g摆角θ=7°
摆长L/m
0.64
0.81
1.00
周期T/s
1.60
1.80
2.00
分析上表中的数据,得出结论是:
。
课后练习:
1.
某课外小组的同学用如图22所示的电路做物理实验。
接通电路后,在用酒精灯给金属丝加热的过程中发现小灯泡亮度变暗,电流表示数变小,请你根据这个现象提出一个可探究的科学问题:
。
图2
2.如图2所示,把铜丝和镍铬合金丝分别接入电路,闭合开关,观察到电路中小灯泡的亮度不同。
请你根据以上现象,提出一个可以探究的科学问题。
3.小明去海边游泳,他的感觉是“越往海水深处走,自己身体越轻”。
请根据小明的感觉,提出一个可探究的科学问题:
。
4.
物理兴趣小组的同学们在“探究水果电池电压”的实验中:
小明用铜片和锌片作为电极插入较小的柠檬制成了一个水果电池,小华用铜片和铝片插入较大的柠檬也制成了一个水果电池。
他们分别连通相同的音乐芯片,发现两个芯片发出的
声音响度不同。
由此他们作出如下猜想:
猜想一:
水果电池电压可能与水果的大小有关。
图22
猜想二:
水果电池电压可能与电极的材料有关。
(1)为了验证猜想一,小明用同一个柠檬制成水果电池,如图22所示。
他沿着电极插入的方向不断慢慢切去外侧的部分柠檬,分别记录电压表的示数,如表一。
柠檬大小
一个
大半个
半个
小半个
电压U/V
0.80
0.80
0.80
0.80
表一
分析表一中数据,说明猜想一是(选填“正确”或“错误”)的。
(2)为了验证猜想二,小华用铜片作为电池正极,分别用外形相同的锌、铝、铁三种金属片作为电池负极,将金属片电极插入柠檬,并保持金属片相同、金属片插入后两电极间距离相同,分别记录电压表的示数,如表二。
电极材料
铜和锌
铜和铝
铜和铁
电压U/V
0.880
0.60
0.46
表二
分析表二中数据,说明猜想二是(选填“正确”或“错误”)的。
(3)小明用手将柠檬压在桌面上滚了几下,再做成水果电池,测出电压
达到1.0V,根据此现象,请你提出一个可探究的科题:
。
5.实验桌上有满足实验要求的电源、滑动变阻器、开关各一个,已调零的电压表和电流表各一块,导线若干,还有多个阻值己知的不同的定值电阻。
用这些器材,小明计划“探究通过导体的电流I跟其电阻R成正比”。
小明的主要实验步骤如下:
1图16连接好电路,闭合开关S,调节变阻器的滑片P,使滑动变阻器调到适当阻值,用电流表测出通过电阻R的电流I,并把实验数据记录在表格中;
2调节滑动变阻器的滑片P,改变两端的电压,把实验数据记录在表格中;
3重复步骤②,再做四次实验。
请你根据以上叙述回答下列问题:
(1)小明计划探究的问题中的自变量是;
(2)小明计划探究的问题中的控制变量是;
(3)根据以上实验步骤可知,小明实际探究的是通过导体的电流I与的关系;
(4)针对小明计划探究的问题,实验步骤②中应更换。
图16
P
6.实验桌上有材料和横截面积都相同,而长度不同的电阻丝若干段,满足实验要求的电源、滑动变阻器和开关各一个,导线若干,调节好的电流表和电压表各一块,刻度尺一把。
请你用提供的器材,设计实验证明:
当导体的材料和横截面积一定时,导体的长度越长它的电阻越大。
(忽略温度对电阻的影响)
(1)在这个实验中,自变量是;
(2)在这个实验中,改变自变量的方法是;
(3)在左侧方框内画出电路图;(电阻丝的电路图符号)
(4)在右侧方框内画出数据表格。
7.小明是一个滑冰爱好者,他滑冰时发现冰刀下总是会有一层薄薄的水,他还发现车轮碾压过的雪往往也易于熔化,为了进一步研究这一现象,他用细铁丝绕过冰块并将冰块悬空,在细铁丝下面悬吊重物,过一段时间后会看到细铁丝穿过冰块而不留下切口,请你根据小明的这一发现,提出一个可探究的科学问题。
你提出的可探究的科学问题是:
。
8.为探究水蒸发快慢与哪些因素有关,在四块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的
水,如图19甲所示。
(1)请你依据图甲提出一个可探究的问题。
(2)如果选择A、C两图进行实验探究,所选择的自变量是。
(3)如图19乙所示,在相同环境下的两块相同的玻璃板上分别滴上一滴水、两滴水,过一会儿发现E图中水先蒸发完,你认为要比较E、F两次实验哪次水先蒸发完,实验过程中没有控制水的相同。
9.有甲、乙两种不同品牌的保温杯,为了比较这两种品牌的保温杯盛水时的保温效果,小明按照科学探究的程序,明确了具体的探究问题,选择了适当的器材,在控制变量的前提下,在室内进行了实验,得到了一段时间内,甲、乙两种保温杯内水的温度的实验数据,根据数据绘制的图像如图17所示。
请你根据图像所提供的信息回答以下问题:
(1)小明探究的问题的自变量是。
(选填选项前的字母)
A.保温杯的品牌B.水冷却的时间C.水的温度
(2)请比较甲、乙两种保温杯的保温效果:
。
(选填选项前的字母)
A.甲保温杯的保温效果好
B.乙保温杯的保温效果好
C.甲、乙两种保温杯的保温效果一样好
(3)请估计实验过程中第5小时的室温:
℃。
10.某科学兴趣小组制作了若干个风力火箭,并用大功率鼓风机提供风力火箭升空的动力,推动火箭向高空发射,其设计的火箭结构和发射装置结构示意图如图24所示。
兴趣小组在无风环境中进行了实验,发现火箭发射的高度并不相同。
(1)请根据上述现象提出一个可探究的科学问题:
。
(2)你提出的上述问题中,因变量是。
11.硬度是描述材料软硬程度的物理量。
为了研究甲、乙两种材料的硬度,某活动小组设计了检测材料硬度的实验方案,选择了适当的器材(质量已知的金属球和多个有凹槽的金属块)。
如图19甲所示,他们将测试材料放在水平桌面上,金属球静置于其上表面,在金属球上再放一个有凹槽的金属块,凹槽恰好与金属球上表面完全接触,使金属三块能静止在金属球上。
一段时间后,取下金属块和金属球,在材料表面留下凹形压痕。
该小组在控制时间变量的条件下,多次实验并根据实验数据绘制的图像如图19乙所示。
请你根据图像所提供的信息回答以下问题:
(1)活动小组在研究甲材料硬度的问题中,自变量是。
(选填选项前的字母)
A.金属球质量B.材料所受压力C.材料压痕面积D.材料种类
(2)甲、乙两种材料硬度较大的是。
(选填“甲”或“乙”)
12.某同学在电视上看到“嫦娥”拍摄的月球表面照片,如图24所示,发现月表面有很多大大小小凸凹不平的深坑,他通过查阅资料了解到这是流星在太空中运行到靠近月球时,在月球的引力作用下坠落到月面,与月面发生碰撞而形成的坑洞,叫做月坑。
这个同学猜想:
月坑的深度可能与流星的质量有关。
于是,他想进行模拟实验验证自己的猜想,他所能找到的器材有:
一只铺满厚厚细沙的盘子、两个质量不同但体积相同的小球及刻度尺。
(1)请你帮他设计应如何去做实验,验证猜想。
(写出主要的实验步骤)
(2)说明该实验中你判断的方法。
可探究的科学问题
日常生活、自然现象中有许多现象会让我们产生疑问,把疑问陈述出来,就形成了问题,但不一定是科学问题,像个人爱好、道德判断、价值选择方面的问题都不属于科学问题,比如,“哪种品牌的运动鞋更好?
”“为减少污染和交通拥堵,应该限制小汽车的使用吗?
”等都不属于科学问题。
科学问题是指能够通过收集数据而回答的问题,例如,“纯水和盐水哪一个结冰更快?
”就是一个科学问题,因为你可以通过实验收集信息并予以解答。
并不是每一个科学问题都可以进行探究,当问题太泛化或太模糊,就难以进行科学探究,比如“是什么影响气球贴到墙上?
”,一般而言,可以探究的科学问题描述的是两个或多个变量之间的关系,其中的变量必须是可检验的。
也就是说,可以探究的科学问题中的因变量和自变量都是可以观察或测量的。
例如,“增加气球与头发的摩擦次数会改变气球贴在墙上的效果吗?
”,在这个问题中,气球与头发的摩擦次数是自变量,气球贴在墙上的效果是因变量,我们通过改变自变量就可以检验因变量怎样变化。
一个可探究的科学问题可以有不同的陈述方式,常见的陈述方式有下列三种,方式一:
某个变量影响另一个变量吗?
例如,导体的长度影响导体的电阻大小吗?
方式二:
如果改变某个变量,另一个变量会怎样变化?
例如,如果增大导体两端的电压,导体中的电流就增大吗?
方式三:
一个变量跟另一个变量有关吗?
例如,电流跟电压有关吗?
科学探究的过程是围绕可探究的问题展开的,正是由于有了可探究的科学问题,才能使探究过程具有明确的方向。
可以探究的科学问题
描述的是因变量与自变量之间的关系,并且因变量和自变量都是可以观察或测量的。
自变量:
为了检验某种假设而特意人为改变的变量(被操纵的变量)
(如何改变自变量的?
)
因变量:
随着自变量的变化而改变的变量(被测定的变量)
(如何测量因变量的?
)
控制(的)变量:
除自变量之外,所有可能影响测试结果的其他变量
(如何控制不变的量?
)
控制变量法:
对多变量的问题,情况往往比较复杂,此时可以把其他变量固定,只讨论其中一个变量的变化对问题的影响.
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- 探究 科学 问题
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