2023年中考物理专题复习之控制变量思想的运用（一）

中考物理专题复习之控制变量思想的运用（一） 1．老师在课上演示了神奇的“筷子提米”实验：在装满大米的塑料杯中竖直插入一根筷子并压实大米，随即缓慢提起筷子，大米与塑料杯也被提升，如图甲所示。那么影响该实验成功的因素有哪些呢？小明作出如下猜想： 猜想①：可能与盛米的高度有关 猜想②：可能与容器的直径有关 小明用筷子、大米、刻度尺、直径不同的A、B两圆柱形塑料杯进行实验。 请你回答下列问题： （1）探究猜想①时，小明选用A杯分别盛入不同高度的大米，将筷子插至杯底后压实大米。实验结果如表一所示，由此可判断猜想①________（选填“能”或“不能”）成立； （2）探究猜想②时，小明换用B杯重复上述操作，实验结果如表二所示。若在完成猜想①的探究后，小明直接将A杯中第4组实验的大米全部倒入B杯中进行实验，请结合表格数据分析此实验能否成功？________，理由是________； （3）请你结合表一和表二的数据分析，盛米高度h和杯子直径d满足________条件时，“筷子提米”实验成功率高； 表一 表二 A杯 实验组数 盛米高度 实验情况 B杯 实验组数 盛米高度 实验情况 d=5.5 cm 1 h=5.5cm 多次实验均不成功 d=8.5cm 1 h=8.5cm 多次实验均不成功 2 h=11cm 多次实验，成功率低 2 h=11cm 多次实验均不成功 3 h=12cm 多次实验均成功 3 h=17cm 多次实验，成功率低 4 h=17cm 多次实验均成功 4 h=20cm 多次实验均成功 （4）若使用如图乙所示形状不规则的塑料瓶要成功进行“筷子提米”实验，只需考虑________（选填“瓶颈”或“瓶身”）直径和盛米高度的关系，请结合上述实验说明你考虑的理由：________________。 2．小明在游乐场看到：坐在旋转飞椅上的人在空中旋转时，人和旋转飞椅受到了铁链的拉力，如图甲所示。根据此现象，小明猜想：铁链拉力的大小可能与人和飞椅的运行速度及总质量有关。根据自己的猜想，设计了实验方案：在一根橡皮筋上连接10g的铁球，让铁球在水平光滑的桌面上，以较慢的速度做圆周运动，如图乙所示。实验时多次改变铁球的运动速度，将实验结果及现象记录在表格中。 铁球质量/g 10 10 10 铁球速度 较慢 较快 很快 橡皮筋长度/cm 6.8 10.6 14.5 （1）小球在桌面作圆周运动时，受到__________个力的作用； （2）实验时，通过分析__________来比较拉力的大小； （3）分析表格中的数据，小明可以得出的结论是：__________； （4）如果要探究铁链拉力的大小与人和飞椅的总质量的关系，在不改变上述实验用品的基础上，你认为还需要添加__________，实验时要控制__________不变； （5）实验结束后，在对实验进行评估时，小明认为：用橡皮筋代替铁链实验，存在明显的缺陷，该缺陷是__________。 3．小祥对冬奥会冰壶运动员擦冰的情景（如图甲）给留下了深刻的印象。于是想探究冰壶所受滑动摩擦力的大小与什么因素有关。他找来两个冰壶、一块玻璃板（模拟冰面）和足量的碎冰粉末做了如下实验。 （1）小祥把冰壶放在水平玻璃板上，用弹簧测力计沿水平方向___________拉动冰壶，根据___________原理，此时弹簧测力计示数等于冰壶所受滑动摩擦力的大小； （2）通过比较A、C两次实验，可初步得到结论：当___________（选填“接触面粗糙程度”或“接触面面积”）相同时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大； （3）本实验的主要研究方法是控制变量法。下列探究中也用到此方法的是___________； A．研究串、并联电路中的电流规律时，把电流比作水流 B．探究声音的传播条件时，把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，听到闹钟的声音逐渐变小，由此推理真空不能传声 C． 研究液体压强的影响因素时，用压强计中的U形管两侧液面的高度差反映压强大小 D．探究电流与电压的关系时，保持电阻阻值不变 （4）实验中，小祥发现弹簧测力计示数很难稳定，便设计图丙方案进行实验（忽略定滑轮摩擦），此时冰壶所受摩擦力的方向为水平向___________（选填“左”或“右”）。当传送带运动逐渐变快时，弹簧测力计的示数___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 4．小明同学需要通过实验验证“当电流一定时，导体的电功率与电阻成正比”这个猜想是否正确。请你帮他把下列实验过程补充完整。 实验器材：干电池电源、开关、电阻箱、电流表、电压表、滑动变阻器各一个，导线若干。 （1）请在虚线框中画出实验的电路图，电阻