题目内容
5．小吴发现自家的黑色轿车在阳光暴晒后，打开车门有热浪迎面扑来．他觉得是否因为是黑色轿车特别热？究竟是深色的吸热效果好还是浅色的？你对此作出判断并设计实验验证．分析 根据控制变量法，找出变量和不变量，然后写出实验步骤．
解答 答：黑（深）色吸热效果好．
实验步骤：
（1）将型号、品牌、内饰等均相同，黑色（或深色）和白色（或浅色）两辆轿车放置于阳光充足的同一地点，在车内的同一位置（如：副驾驶位）各放一支温度计．
（2）在阳光下放置足够长时间后（午后1小时以上），测出黑色轿车温度计的示数为t1；
（3）测出白色轿车温度计的示数为t2；
实验结论：t1＞t2黑（深）色吸热效果好；t1=t2吸热效果一样好；t1＜t2白（浅）色吸热效果好．
点评 物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题；每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法；它是科学探究中的重要思想方法，控制变量法是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一．
练习册系列答案
相关题目
16．阅读下面的短文，回答问题
神奇的生物电
同学们去中国科技馆“探索与发现”主题展“生命之旅”展厅参观后，对生物电有了认识．首先发现生物电的是意大利的生物学家伽伐尼．经过了一系列研究，他证实了生物电的存在．实验已揭示，不仅动物，所有生物都有生物电活动，生物电现象是自然界普遍存在的一种电现象．生物电是指生命过程中产生的电流或电压．科学研究表明，生物电现象是基本的生命活动之一．生物体一旦停止了新陈代谢，生物电现象和生命活动也就终结了．与生命体的正常生理活动相伴的是正常的生物电分布，当生物体发生病变时，生物体的电现象也发生相应的病理性改变，这就是医学进行诊断和治疗的依据． 人体组织细胞总在自发地不断产生着很微弱的生物电活动，利用在头皮上安装电极将细胞的电活动引出来并经脑电图机放大后记录下来得到有一定波形、波幅、频率和相位的图形、曲线，即为脑电图．目前，对健康人和患者进行心电图、脑电图、肌电图，甚至视网膜电图、胃肠电图的检查，已经成为发现、诊断和估量疾病进程的重要手段．电疗在人体发生某些病变时，可以采用外加电压的形式对人体本来的生物电进行干预，已达到治疗的目的．
A．请根据上述材料回答下列问题：
（1）生物电是指生命过程中产生的电流或电压．
（2）举出上文中医学应用生物电的两个实例脑电图、肌电图．
水果电池
了解了生物电的基本知识后，物理小组的同学在活动课中，用4个大小接近的脐橙制作了水果电池．选用形状相同的4个铜片和4个铝片作为电池的电极，将每组电极中的一个铜片和一个铝片相隔约5cm的距离分别插入每个脐橙中，再将这样的4个脐橙串联，即用导线将一个脐橙上的铜片和另一个脐橙上的铝片依次连接起来如图甲所示．一同学将二极管接入接线夹A、B之间时，看到二极管发光．接着他将二极管的两个极对调后再接入A、B之间，发现二极管不再发光．
随后，小组同学们用控制变量的方法，又分别对可能影响脐橙水果电池电压的下列两个因素做了初步探究：
（1）脐橙被水平切去部分后是否影响水果电池的电压：为了便于探究，小组同学选用一个脐橙，在不改变电极铜片和铝片间距离及插入脐橙深度的情况下，用电压表先测出一个完整脐橙水果电池的电压如图乙所示，再测出被水平切掉约$\frac{1}{2}$后剩下的脐橙水果电池电压如图丙所示，共测得3种情况下的脐橙水果电池的电压如数据表一所示．
（2）不同的电极材料是否影响水果电池的电压：同学们仍用一个脐橙，用铜片作为电池的正极，分别用外形相同的镁、铝、铁金属片作为电池的负极，使电极间距离和插入脐橙的深度相同，分别测出3组不同电极材料的脐橙水果电池的电压，如数据表二所示．
数据表一
数据表二
B．请根据以上脐橙水果电池资料，回答下列问题：
（1）将二极管两极接线对调后，发现二极管不再发光，其原因是C（填选项字母）．
A．水果电池的正负极之间已经没有电压 B．二极管是由绝缘体材料组成的
C．二极管具有单向导电性，当反向接入电路时，电阻很大
（2）由数据表一和数据表二可知：电极材料会影响水果电池的电压．
（3）小组同学将图23乙中的脐橙挤压几下后，发现两电极之间的电压达到1.05V，请根据此现象，提出一个可探究的科学问题：水果电池的电压可能与水果的软硬度有关．
神奇的生物电
同学们去中国科技馆“探索与发现”主题展“生命之旅”展厅参观后，对生物电有了认识．首先发现生物电的是意大利的生物学家伽伐尼．经过了一系列研究，他证实了生物电的存在．实验已揭示，不仅动物，所有生物都有生物电活动，生物电现象是自然界普遍存在的一种电现象．生物电是指生命过程中产生的电流或电压．科学研究表明，生物电现象是基本的生命活动之一．生物体一旦停止了新陈代谢，生物电现象和生命活动也就终结了．与生命体的正常生理活动相伴的是正常的生物电分布，当生物体发生病变时，生物体的电现象也发生相应的病理性改变，这就是医学进行诊断和治疗的依据． 人体组织细胞总在自发地不断产生着很微弱的生物电活动，利用在头皮上安装电极将细胞的电活动引出来并经脑电图机放大后记录下来得到有一定波形、波幅、频率和相位的图形、曲线，即为脑电图．目前，对健康人和患者进行心电图、脑电图、肌电图，甚至视网膜电图、胃肠电图的检查，已经成为发现、诊断和估量疾病进程的重要手段．电疗在人体发生某些病变时，可以采用外加电压的形式对人体本来的生物电进行干预，已达到治疗的目的．
A．请根据上述材料回答下列问题：
（1）生物电是指生命过程中产生的电流或电压．
（2）举出上文中医学应用生物电的两个实例脑电图、肌电图．
水果电池
了解了生物电的基本知识后，物理小组的同学在活动课中，用4个大小接近的脐橙制作了水果电池．选用形状相同的4个铜片和4个铝片作为电池的电极，将每组电极中的一个铜片和一个铝片相隔约5cm的距离分别插入每个脐橙中，再将这样的4个脐橙串联，即用导线将一个脐橙上的铜片和另一个脐橙上的铝片依次连接起来如图甲所示．一同学将二极管接入接线夹A、B之间时，看到二极管发光．接着他将二极管的两个极对调后再接入A、B之间，发现二极管不再发光．
随后，小组同学们用控制变量的方法，又分别对可能影响脐橙水果电池电压的下列两个因素做了初步探究：
（1）脐橙被水平切去部分后是否影响水果电池的电压：为了便于探究，小组同学选用一个脐橙，在不改变电极铜片和铝片间距离及插入脐橙深度的情况下，用电压表先测出一个完整脐橙水果电池的电压如图乙所示，再测出被水平切掉约$\frac{1}{2}$后剩下的脐橙水果电池电压如图丙所示，共测得3种情况下的脐橙水果电池的电压如数据表一所示．
（2）不同的电极材料是否影响水果电池的电压：同学们仍用一个脐橙，用铜片作为电池的正极，分别用外形相同的镁、铝、铁金属片作为电池的负极，使电极间距离和插入脐橙的深度相同，分别测出3组不同电极材料的脐橙水果电池的电压，如数据表二所示．
数据表一
| 脐橙大小 | 整个 | 约3/4个 | 约1/2个 |
| 电压U/V | 0.95 | 0.95 | 0.95 |
| 电极材料 | 铜和镁 | 铜和铝 | 铜和铁 |
| 电压U/V | 1.62 | 0.95 | 0.46 |
（1）将二极管两极接线对调后，发现二极管不再发光，其原因是C（填选项字母）．
A．水果电池的正负极之间已经没有电压 B．二极管是由绝缘体材料组成的
C．二极管具有单向导电性，当反向接入电路时，电阻很大
（2）由数据表一和数据表二可知：电极材料会影响水果电池的电压．
（3）小组同学将图23乙中的脐橙挤压几下后，发现两电极之间的电压达到1.05V，请根据此现象，提出一个可探究的科学问题：水果电池的电压可能与水果的软硬度有关．
13．在学校的大厅里放有一座摆钟，小明注意到摆钟的钟摆在有规律地摆动，他发现钟摆来回摆动一次的时间刚好是1秒，是不是所有的摆来回摆动一次的时间都是1秒呢？他请教了物理老师，知道摆来回摆动一次的时间叫做周期，在老师的指导下他设计了如图所示的单摆（即细绳下系一小钢球）进行探究，并将实验数据记录如表：
（1）从表中数据可知，单摆的摆长l越长，周期T越长（选填“长”或“短”）．
（2）根据表中数据在图2中作出单摆周期的平方T2与摆长l的关系图象．
（3）分析图2的图象，可知实验中用的单摆T2与l成正比关系．
（4）生活中若摆钟走慢了，应如何调整钟摆的长度？答：将钟摆的长度调短．
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 摆长l/m | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 | 0.70 | 0.80 | 0.90 | 1.00 |
| 周期T/s | 1.1 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 |
| 周期平方T2/s2 | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.3 | 2.9 | 3.2 | 3.6 | 4.0 |
（2）根据表中数据在图2中作出单摆周期的平方T2与摆长l的关系图象．
（3）分析图2的图象，可知实验中用的单摆T2与l成正比关系．
（4）生活中若摆钟走慢了，应如何调整钟摆的长度？答：将钟摆的长度调短．
20．
磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，小蕊和小昌同学想探究磁体对铁钉的吸引力的大小与放入它们之间物体的哪些因素有关，请你参与探究并解决一些问题．
（1）如图，保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入不同的物体时，通过比较纸片下面能吸附的铁钉数量，显示磁体对铁钉吸引力的大小．
铁钉的放置有图中的甲、乙两种方法，依据二力平衡的原理，铁钉在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力，应选择图中乙的方法．
（2）选择正确的方法后，他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同，材料不同的铁板、铝板等，观察能吸引的铁钉个数，多次实验后将数据记录在下表中．
①分析数据，可以得出，在其它条件相同时，放入铁板或镍板，吸引铁钉的数量较少，说明铁板和镍板对吸引力的影响较大，即对磁性屏蔽效果明显．
②铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是铝不能被磁化．
③铝是导体，陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体，从表中数据知道，它们对吸引力影响效果相同．据此，你提出一个值得探究的问题：磁体屏蔽的效果与哪些因素有关
（3）他们在纸片上分别放入形状和厚度相同、面积不同的铁板．发现铁板面积越大，吸住的铁钉数量越少．
（4）日常生活中，磁卡常受外界磁场影响出现消磁现象．请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质，再写出一种保护磁卡磁性的方法：磁卡放入铁盒中．
磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，小蕊和小昌同学想探究磁体对铁钉的吸引力的大小与放入它们之间物体的哪些因素有关，请你参与探究并解决一些问题．（1）如图，保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入不同的物体时，通过比较纸片下面能吸附的铁钉数量，显示磁体对铁钉吸引力的大小．
铁钉的放置有图中的甲、乙两种方法，依据二力平衡的原理，铁钉在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力，应选择图中乙的方法．
（2）选择正确的方法后，他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同，材料不同的铁板、铝板等，观察能吸引的铁钉个数，多次实验后将数据记录在下表中．
| 磁体与纸片之间放入的物体 | 不放物体 | 铁板 | 镍板 | 铝板 | 陶瓷板 | 玻璃板 | 塑料板 |
| 吸引铁钉数量/个 | 4 | 1 | 1 | 3 | 3 | 3 | 3 |
②铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是铝不能被磁化．
③铝是导体，陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体，从表中数据知道，它们对吸引力影响效果相同．据此，你提出一个值得探究的问题：磁体屏蔽的效果与哪些因素有关
（3）他们在纸片上分别放入形状和厚度相同、面积不同的铁板．发现铁板面积越大，吸住的铁钉数量越少．
（4）日常生活中，磁卡常受外界磁场影响出现消磁现象．请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质，再写出一种保护磁卡磁性的方法：磁卡放入铁盒中．
10．
某兴趣小组在老师的指导下做了水火箭升空实验．水火箭构造如图所示．水火箭升空工作过程如下：在瓶中装适量的水，塞好瓶塞后放在发射架上，用气筒向瓶内打气，瓶内上方气体压强达到一定程度，高压气体将水和橡皮塞从瓶口压出的同时，瓶飞向高空．
（1）水火箭升空原理可利用我们所学过的力的作用是相互的知识来解释．从能量转化角度来看，水火箭的机械能是由内能转化来的．它与汽油机的做功冲程能量转化相同．
（ 2）实验后小明提出了问题：水火箭上升高度与什么因素有关呢？
小明猜想：可能与瓶中气体的压强有关；小华猜想：可能与瓶中水的体积有关；
小军猜想：可能与瓶子的形状有关；你认为影响因素还有瓶塞气嘴口径的大小．（写出一点）
（ 3）实验小组通过试验发现，瓶塞插入深度不同，瓶塞被冲出前用气筒充气次数不同（设充一次气气量相同），他们选用同一可乐瓶，瓶中水量为200ml．通过站在不同楼层观察员目测进行数据记录．实验结果如表：
这可验证水火箭上升高度与瓶塞塞入的深度有关的猜想是正确的．
（4）实验小组经过讨论思考发现，瓶塞插入瓶口的深度加深，其实是增大了瓶塞与瓶口的压压力，从而增大了瓶塞与瓶口的摩擦力，使瓶塞不易压出，实现了增大瓶内气压的目的．
某兴趣小组在老师的指导下做了水火箭升空实验．水火箭构造如图所示．水火箭升空工作过程如下：在瓶中装适量的水，塞好瓶塞后放在发射架上，用气筒向瓶内打气，瓶内上方气体压强达到一定程度，高压气体将水和橡皮塞从瓶口压出的同时，瓶飞向高空．（1）水火箭升空原理可利用我们所学过的力的作用是相互的知识来解释．从能量转化角度来看，水火箭的机械能是由内能转化来的．它与汽油机的做功冲程能量转化相同．
（ 2）实验后小明提出了问题：水火箭上升高度与什么因素有关呢？
小明猜想：可能与瓶中气体的压强有关；小华猜想：可能与瓶中水的体积有关；
小军猜想：可能与瓶子的形状有关；你认为影响因素还有瓶塞气嘴口径的大小．（写出一点）
（ 3）实验小组通过试验发现，瓶塞插入深度不同，瓶塞被冲出前用气筒充气次数不同（设充一次气气量相同），他们选用同一可乐瓶，瓶中水量为200ml．通过站在不同楼层观察员目测进行数据记录．实验结果如表：
| 瓶塞塞入深度 | 浅 | 深 | 更深 |
| 水火箭上升高度/m | 2 | 5 | 12 |
（4）实验小组经过讨论思考发现，瓶塞插入瓶口的深度加深，其实是增大了瓶塞与瓶口的压压力，从而增大了瓶塞与瓶口的摩擦力，使瓶塞不易压出，实现了增大瓶内气压的目的．
17．物体下落的快慢与什么因素有关呢？某校兴趣小组同学在教学楼上做了以下实验：先后让四个物体从同一高度释放，测量下落到同一水平面上所用的时间．经过多次测量取平均值后，得到以下的数据：
（1）他们分析上面的实验数据后认为，实验数据不支持“物体越重下落越快”的观点．
不支持依据1：小石块2比小石块1重，但下落的几乎一样快．
请你利用上面数据，说出另一种不支持的依据：小石块1和羽毛球拴在一起后比小石块重，但下落的比小石块1慢．
（2）他们发现，该实验数据支持“物体下落的快慢可能与物体的形状有关”的观点．实验结果之所以这样，是因为物体并非自由下落，因物体下落时还要受空气阻力的影响．
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 物 体 | 小石块1 | 小石块2 | 羽毛球 | 小石块1和羽毛球拴在一起 |
| 质 量（g） | 24 | 52 | 6.5 | 30.5 |
| 下落时间（s） | 1.45 | 1.44 | 2.86 | 1.93 |
不支持依据1：小石块2比小石块1重，但下落的几乎一样快．
请你利用上面数据，说出另一种不支持的依据：小石块1和羽毛球拴在一起后比小石块重，但下落的比小石块1慢．
（2）他们发现，该实验数据支持“物体下落的快慢可能与物体的形状有关”的观点．实验结果之所以这样，是因为物体并非自由下落，因物体下落时还要受空气阻力的影响．
14．如图甲所示，是江苏如东风力发电厂的外景，该场是亚洲目前建设规模最大的风电基地，小明在参观了发电场后，对风力发电机产生了浓厚的兴趣．
风力发电机发电时的输出功率和哪些因素有关呢？对这一问题，他做了如下猜想：
①风力发电机的输出功率可能与风速有关．
②风力发电机的输出功率可能与叶片的倾角有关．
（1）请你也提出一个猜想：
③风力发电机的输出功率可能与叶片面积有关．
为了探究风力发电机的输出功率是否与风速有关，小明设计了如下实验步骤：①如图乙，将风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，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）
表一：
请你回答：
（2）这个实验是通过测量砝码上升时间的长短来比较风车输出功率的大小．
（3）通过实验可以得到的结论是：风力发电机的输出功率与风速有关，风速越大输出功率越大．
为了进一步研究风力发电机，他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据：
表二：输出功率与风速的关系
表三：不同风速下风力发电机每秒获得的风能：
（4）风能是清洁能源，也是可再生（选填“可再生”或“不可再生”）能源．风力发电机的工作原理是电磁感应．
（5）风速为10m/s时，这台发电机的发电效率为60%．
风力发电机发电时的输出功率和哪些因素有关呢？对这一问题，他做了如下猜想：
①风力发电机的输出功率可能与风速有关．
②风力发电机的输出功率可能与叶片的倾角有关．
（1）请你也提出一个猜想：
③风力发电机的输出功率可能与叶片面积有关．
为了探究风力发电机的输出功率是否与风速有关，小明设计了如下实验步骤：①如图乙，将风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，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）
表一：
| 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 |
（2）这个实验是通过测量砝码上升时间的长短来比较风车输出功率的大小．
（3）通过实验可以得到的结论是：风力发电机的输出功率与风速有关，风速越大输出功率越大．
为了进一步研究风力发电机，他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据：
表二：输出功率与风速的关系
| 风速（m/s） | 5 | 10 | 15 | 20 |
| 输出功率（kW） | 80 | 720 | 1500 | 1100 |
| 风速（m/s） | 5 | 10 | 15 | 20 |
| 1s获得的能量（104J） | 15 | 120 | 405 | 350 |
（5）风速为10m/s时，这台发电机的发电效率为60%．
15．
小明和小亮在学校的乒乓球台上玩弹玻璃球的游戏，一不小心玻璃球就会滚到台下，他们注意到，球的落地点时远时近．那么，玻璃球的落地点到球台的水平距离会和哪些因素有关呢？小明作出下列猜想：
猜想1：小球的落地点到球台的水平距离可能与小球的质量有关；
猜想2：小球的落地点到球台的水平距离可能与球台的高度有关；
猜想3：小球的落地点到球台的水平距离可能与小球的速度有关．
（1）小明想按图所示，用玻璃球、高度可调的桌子和斜面等完成实验，实验还需要的器材是刻度尺．
（2）在实验中，需要测量落地点O到球台的水平距离，请你运用学过的物理知识帮助他们确定这一距离的起点O的位置（写出具体的方法和原理）．
方法：在桌子的边缘上让小球自由下落，
原理：重力的方向总是竖直向下．
（3）小明让不同质量的小球从斜面的同一高度滚下，测得小球的落地点到球台的水平距离均相同．这说明猜想1是错误（正确/错误）的．
（4）小明让同一玻璃球，从斜面的同一高度滚下，实验完成后得到如上表的数据，则可验证猜想2，可得到的结论是：小球的初速度一定时，球台的高度越高，小球的落地点到球台的水平距离越大．
（5）请设计一个简单实验，验证猜想3是否正确，简述你的实验方案．
简要做法：保持球台的高度不变，使同一小球从斜面的不同高度滚下，测量出小球的落地点到球台的水平距离．
如何判断：若小球的落地点到球台的水平距离不相等，则说明球的落地点到球台的水平距离与小球的速度有关；（若小球的落地点到球台的水平距离相等，则说明球的落地点到球台的水平距离与小球的速度无关）．
小明和小亮在学校的乒乓球台上玩弹玻璃球的游戏，一不小心玻璃球就会滚到台下，他们注意到，球的落地点时远时近．那么，玻璃球的落地点到球台的水平距离会和哪些因素有关呢？小明作出下列猜想：| 同一玻璃球，h=0.2m | ||
| 次序 | 球台高度/m | 小球的落地点到球台的水平距离/m |
| 1 | 0.5 | 0.63 |
| 2 | 1.0 | 0.89 |
| 3 | 1.5 | 1.09 |
猜想2：小球的落地点到球台的水平距离可能与球台的高度有关；
猜想3：小球的落地点到球台的水平距离可能与小球的速度有关．
（1）小明想按图所示，用玻璃球、高度可调的桌子和斜面等完成实验，实验还需要的器材是刻度尺．
（2）在实验中，需要测量落地点O到球台的水平距离，请你运用学过的物理知识帮助他们确定这一距离的起点O的位置（写出具体的方法和原理）．
方法：在桌子的边缘上让小球自由下落，
原理：重力的方向总是竖直向下．
（3）小明让不同质量的小球从斜面的同一高度滚下，测得小球的落地点到球台的水平距离均相同．这说明猜想1是错误（正确/错误）的．
（4）小明让同一玻璃球，从斜面的同一高度滚下，实验完成后得到如上表的数据，则可验证猜想2，可得到的结论是：小球的初速度一定时，球台的高度越高，小球的落地点到球台的水平距离越大．
（5）请设计一个简单实验，验证猜想3是否正确，简述你的实验方案．
简要做法：保持球台的高度不变，使同一小球从斜面的不同高度滚下，测量出小球的落地点到球台的水平距离．
如何判断：若小球的落地点到球台的水平距离不相等，则说明球的落地点到球台的水平距离与小球的速度有关；（若小球的落地点到球台的水平距离相等，则说明球的落地点到球台的水平距离与小球的速度无关）．