题目内容
9．控制变量法是解决复杂问题的一种有效方法，在我们的生活、学习和工作中有广泛的应用．（1）下面四个研究实例中，采取控制变量法的是C（填写选项前的字母）．
A．用水流的形成类比电流的形成
B．研究磁场时，用磁感线描述空间磁场的分布情况
C．研究滑动摩擦力与压力大小关系时，保持接触面的粗糙程度不变
D．利用光线来研究光的直线传播现象
（2）在探究影响浮力大小因素的活动中，同学们提出了下列三种猜想：
猜想1：浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关．
猜想2：浮力的大小与液体的密度有关．
猜想3：浮力的大小与物体的重力大小有关．
同学们通过实验探究，验证了猜想1和猜想2是正确的．
对于猜想3，甲乙两同学分别进行了如下的实验探究．
①甲同学的实验探究如下：
实验：利用弹簧测力计、水和盐水，测算出同一铁块浸没在盐水中受到的浮力大小和浸没在水中受到的浮力大小不相等．
分析：由于铁块的重力大小不变，而铁块所受的浮力大小不等，所以铁块受到的浮力大小与铁块的重力大小无关．
结论：猜想3是错误的．
②乙同学的实验探究如下：
实验：利用弹簧测力计和水，测算出体积相同的铁块和铝块浸没在水中受到的浮力大小相等．
分析：由于铁块、铝块的重力大小不等，而它们受到的浮力大小相等，所以浮力大小与重力大小无关．
结论：猜想3是错误的．
对甲乙两同学的实验，你认为甲同学（甲同学/乙同学）的实验方法是不正确的，请具体指出他的错误是：研究与重力的关系却控制了重力不变，根据他的实验和他的分析思路还可得出；浮力的大小和液体密度有关的结论，这个结论是正确（正确/错误）的．
分析 （1）在影响因素是多个时，就要采用控制变量法．研究与其中一个因素的关系时，控制其它因素一定．
（2）根据控制变量法，甲同学没有控制其它的变量一定，而控制了要探究的物体重力的大小不变；根据他的分析思路，实验时控制了物体浸入水中的体积一定，改变了液体的密度，可得出浮力和液体密度有关系．
解答 解：（1）A、用水流来类比电流，这是类比法；
B、用磁感线描述空间磁场的分布情况，这是构建物理模型法；
C、摩擦力的大小和压力的大小和基础面的粗糙程度一定，探究时就要采用控制变量法；
D、利用光线来研究光的直线传播现象，也是构建物理模型法．
故选C．
（2）在探究浮力的大小和物体重力的关系时，要控制物体浸入液体的体积和液体的密度一定，而甲同学控制了重力和物体排开液体的体积不变，他探究的应该是浮力和液体密度的关系．所以甲同学实验方法是错误的；而根据他的思路，甲同学实验时，控制了物体浸入液体的体积一定，改变了液体的密度，可得出浮力的大小和液体密度有关系，这个结论是正确的．
故答案为：（1）C；（2）甲同学；研究与重力的关系却控制了重力不变；浮力的大小和液体密度有关；正确．
点评 此题主要考查控制变量法和控制变量法的应用，这是初中物理中出现较多的一个实验方法，是一个重点，此题的难点是最后一问：根据他的实验和他的分析思路还可得出什么结论？这要求我们要模仿甲同学的思路进行分析，有些同学可能没有注意到这点，分析得出浮力和液体密度的关系．
练习册系列答案
相关题目
如图所示，某同学将两个相同的斜面并排放在水平桌面上，利用它们探究动能或重力势能与哪些因素有关﹒
17．
某中学有一个“温度计探究”综合实践活动小组，开展了有关温度计的专题探究．他们通过查阅资料得知17世纪时意大利伟大的物理学家伽利略曾设计过一种温度计，其结构为：一根麦秆粗细的玻璃管，一端与鸡蛋大小的玻璃泡相连，另一端竖直插在水槽中，并使玻璃管内吸入一段水柱，根据管内水柱的高度的变化，可测出相应的环境温度．为了探究“伽利略温度计”的工作过程，课题小组的同学按照资料中描述，自制了如图所示的测温装置．图中A为一个小塑料瓶，B为饮料吸管，通过一个软木塞与A连通，管的下端竖直插在一个大水槽中，使吸管内外的水面有一高度差h．经过讨论，课题组精心设计了一份实验方案，并认真地进行实验探究：
（1）在不同温度下，课题组分别测出了对应的水柱高度h，记录的实验数据如下表所示：
（2）根据表中数据，计算出相邻高度的高度差数值M为0.052m；
（3）通过表中数据分析，可得出结论：
①水柱高度h随温度的升高而降低（填升高、降低或不变化）；
②若对应的水柱高为16.3厘米，则此时所对应的温度是25℃．
某中学有一个“温度计探究”综合实践活动小组，开展了有关温度计的专题探究．他们通过查阅资料得知17世纪时意大利伟大的物理学家伽利略曾设计过一种温度计，其结构为：一根麦秆粗细的玻璃管，一端与鸡蛋大小的玻璃泡相连，另一端竖直插在水槽中，并使玻璃管内吸入一段水柱，根据管内水柱的高度的变化，可测出相应的环境温度．为了探究“伽利略温度计”的工作过程，课题小组的同学按照资料中描述，自制了如图所示的测温装置．图中A为一个小塑料瓶，B为饮料吸管，通过一个软木塞与A连通，管的下端竖直插在一个大水槽中，使吸管内外的水面有一高度差h．经过讨论，课题组精心设计了一份实验方案，并认真地进行实验探究：（1）在不同温度下，课题组分别测出了对应的水柱高度h，记录的实验数据如下表所示：
| 温度（℃） | 17 | 20 | 23 | 26 | 29 | 32 |
| 高度h（cm） | 30.0 | 24.9 | 19.7 | 14.6 | 9.4 | 4.2 |
| 相邻高度的高度差△h（cm） | 5.1 | 5.2 | 5.1 | M | 5.2 |
（3）通过表中数据分析，可得出结论：
①水柱高度h随温度的升高而降低（填升高、降低或不变化）；
②若对应的水柱高为16.3厘米，则此时所对应的温度是25℃．
4．
同一型号的两个灯泡串联在电路中会一样亮吗？小明在进行电学实验时发现了有趣的现象．实验时，小明将两个型号为“12V 25W”的灯泡L1和L2接到12V电源上，组成如图甲所示的电路并进行如下操作：
①首先，他闭合开关S2，发现两个灯泡一起亮，亮度相同；
②接着，他再闭合开关S1，发现灯泡L1因短路而熄灭，灯泡L2变得更亮；
③等到L1熄灭一段时间后，他又断开S1，发现L2的亮度逐渐减弱，而L1逐渐亮起来，过了一会儿两个灯泡达到一样的亮度．
为什么步骤③中会出现这种有趣的
现象呢？小明猜想可能是
A．灯泡两端电压变化后，造成灯丝电阻变化所致
B．灯泡的实际功率变化后，造成灯丝温度变化所致
为了检验自己的猜想是否正确，小明取其中一个灯泡，重新设计电路，将开关闭合后，调节滑动变阻器，测得了灯泡两端的电压和灯泡中的电流，实验数据如下表所示．
（1）小明很快排除了猜想A，因为导体的电阻只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关．
（2）分析表中数据，计算出第五次和第八次灯丝的电阻分别是3.87Ω、5.42Ω，
（3）在操作③这个步骤中，为何开关S1刚断开时，L1较暗而L2较亮？请作出合理的解释．
（4）在操作③这个步骤中，当两个灯泡亮度相同后，电路消耗的总功率是多少？
（5）乙、丙两个电路均可用来测量灯泡的电流和电压值，小明为了证实自己的猜想，实验时采用的应是乙、丙中乙电路．
同一型号的两个灯泡串联在电路中会一样亮吗？小明在进行电学实验时发现了有趣的现象．实验时，小明将两个型号为“12V 25W”的灯泡L1和L2接到12V电源上，组成如图甲所示的电路并进行如下操作：①首先，他闭合开关S2，发现两个灯泡一起亮，亮度相同；
②接着，他再闭合开关S1，发现灯泡L1因短路而熄灭，灯泡L2变得更亮；
③等到L1熄灭一段时间后，他又断开S1，发现L2的亮度逐渐减弱，而L1逐渐亮起来，过了一会儿两个灯泡达到一样的亮度．
为什么步骤③中会出现这种有趣的
现象呢？小明猜想可能是
A．灯泡两端电压变化后，造成灯丝电阻变化所致
B．灯泡的实际功率变化后，造成灯丝温度变化所致
为了检验自己的猜想是否正确，小明取其中一个灯泡，重新设计电路，将开关闭合后，调节滑动变阻器，测得了灯泡两端的电压和灯泡中的电流，实验数据如下表所示．
| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| U/V | 0 | 1 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 11 | 12 |
| I/A | 0 | 0.71 | 0.94 | 1.27 | 1.55 | 1.80 | 1.95 | 2.03 | 2.08 |
（2）分析表中数据，计算出第五次和第八次灯丝的电阻分别是3.87Ω、5.42Ω，
（3）在操作③这个步骤中，为何开关S1刚断开时，L1较暗而L2较亮？请作出合理的解释．
（4）在操作③这个步骤中，当两个灯泡亮度相同后，电路消耗的总功率是多少？
（5）乙、丙两个电路均可用来测量灯泡的电流和电压值，小明为了证实自己的猜想，实验时采用的应是乙、丙中乙电路．
14．为了研究某湖水的污染问题，某中学“STS”小组的小明同学采集了如图a所示的污水样品，小丽同学正确地测量了样品的质量．当天平平衡时，盘内所加砝码和标尺上游码的位置如图b所示，小亮同学将样品倒入图c所示的密封隔热的装置中，用恒定功率为82W的电热器加热（不计热损失和其他物体吸热）．三人共同测得了表中所示不同时刻及对应温度的几组数据
（1）请以时间为横轴，温度为纵轴，依据表中的数据描点画出温度随时间变化的图象．
（2）由图a、图b可以计算出污水的密度为1.01g/cm3；
（3）由图象升高温度段可计算出污水的比热容为4.06×103J/（kg•℃）；
（4）由图象可知此实验测出污水的沸点是103℃；
（5）由于装置密闭，加热过程中，污水上方的气压大，致使污水沸点高，因此，此实验中测出的沸点可能比常压下的沸点偏高；
（6）要想测出常压下污水的沸点，在上述装置中，你可以如何改进？
答：在装置盖上开一个小孔．
| f/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 |
| T/℃ | 23 | 39 | 55 | 71 | 87 | 103 | 103 | 103 |
（1）请以时间为横轴，温度为纵轴，依据表中的数据描点画出温度随时间变化的图象．
（2）由图a、图b可以计算出污水的密度为1.01g/cm3；
（3）由图象升高温度段可计算出污水的比热容为4.06×103J/（kg•℃）；
（4）由图象可知此实验测出污水的沸点是103℃；
（5）由于装置密闭，加热过程中，污水上方的气压大，致使污水沸点高，因此，此实验中测出的沸点可能比常压下的沸点偏高；
（6）要想测出常压下污水的沸点，在上述装置中，你可以如何改进？
答：在装置盖上开一个小孔．
18．下雨天，小明站在窗前看到对面人字形屋面上雨水在不停地流淌．他想，雨水在屋面流淌
的时间与哪些因素有关呢？他提出了三种猜想：
猜想1：雨水流淌的时间可能与雨水的质量有关；
猜想2：雨水流淌的时间可能与屋面的倾角有关；
猜想3：雨水流淌的时间可能与屋面的材料有关．
（1）为了验证猜想是否正确，他设计了一个如图甲所示的装置（倾角α可调），用小球模拟雨滴进行了如下探究：
①保持斜面倾角α不变，换用不同质量的小球，让它们分别从斜面的顶端由静止释放，测出每次小球通过斜面的时间，如表一．表一中数据是否支持猜想1？并请说明理由：不支持，因为不同质量的小球分别滚下时所用时间相同；
表一
表二
②不改变底边的长度，多次改变倾角α，让同一小球从斜面的顶端由静止释放（如图乙），测出每次小球通过斜面的时间，如表二．为了便于得出规律，检验猜想2，请在图丙中大致作出t-α的图象．
（2）请设计实验来探究猜想3：雨水流淌的时间与屋面的材料的关系，简述你的实验方案：①简要做法：保持斜面的倾角α与斜面的长度不变，让小球在不同材料的斜面上下滑，记录小球在不同材料的斜面上下滑的时间；
②判断方法：如下滑的时间相同，说明与斜面的材料无关，如都不相同说明与斜面的材料有关．．
的时间与哪些因素有关呢？他提出了三种猜想：
猜想1：雨水流淌的时间可能与雨水的质量有关；
猜想2：雨水流淌的时间可能与屋面的倾角有关；
猜想3：雨水流淌的时间可能与屋面的材料有关．
（1）为了验证猜想是否正确，他设计了一个如图甲所示的装置（倾角α可调），用小球模拟雨滴进行了如下探究：
①保持斜面倾角α不变，换用不同质量的小球，让它们分别从斜面的顶端由静止释放，测出每次小球通过斜面的时间，如表一．表一中数据是否支持猜想1？并请说明理由：不支持，因为不同质量的小球分别滚下时所用时间相同；
表一
| 质量m/克 | 3 | 6 | 8 | 12 | 20 |
| t/秒 | 1.7 | 1.7 | 1.7 | 1.7 | 1.7 |
| 倾角α/° | 15 | 30 | 45 | 60 | 75 |
| t/秒 | 1.9 | 1.6 | 1.2 | 1.6 | 1.9 |
（2）请设计实验来探究猜想3：雨水流淌的时间与屋面的材料的关系，简述你的实验方案：①简要做法：保持斜面的倾角α与斜面的长度不变，让小球在不同材料的斜面上下滑，记录小球在不同材料的斜面上下滑的时间；
②判断方法：如下滑的时间相同，说明与斜面的材料无关，如都不相同说明与斜面的材料有关．．
19．小红游泳时发现：自己慢慢走进水中时，身体也感觉慢慢变轻．请你根据此现象提出一个有价值且易于探究的科学问题（ ）
| A． | 人为什么会感觉身体变轻？ | |
| B． | 人身体受到浮力的大小与排开水的体积有什么关系？ | |
| C． | 物体受到浮力的大小与哪些因素有关？ | |
| D． | 物体受到浮力的大小与浸入液体中的深度有什么关系？ |