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。
A．哪种类型的音乐更好？
B．改变导体两端的电压，导体的电阻会改变吗？
C．水的温度越高，水蒸发得越快吗？
D．物体所受浮力的大小与物体的密度有关吗？
E．应该鼓励市民乘坐公共交通工具出行吗？
2.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
乒乓球
热水
甲乙
图20
3.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：。
4.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
5.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。
6.五一期间，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：
摆球质量m=40g 摆角θ=7°
摆长L/m0.64 0.81 1.00
周期T/s 1.60 1.80 2.00
图28
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：。
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。
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。
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。
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
电极材料铜和锌铜和铝铜和铁
图22
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1.0 V ，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 。
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 ）
电压U/V 0.880 0.60 0.46 P
图16
（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
甲 金属块 压力/102N
6
5 4 3 2 1 0 5 10 15 20 25 30 35 乙 压痕面积/102mm 2
甲 乙 图19
测试材料 图24 火箭
塑料管 鼓风机 风力火箭结构 箭尾空心锥体 发射装置结构
锥角
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.