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11.什么是可探究的科学问题?
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测因变量怎样变化.
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.
物理课上,老师做了这样一个演示实验:如图所示,将一段裸导线和一段电阻丝串联接入电路,并在电阻丝和裸导线上裹上相同的两张纸.接通电路,观察到通电的电阻丝使纸片燃烧,而裸导线上裹的纸却没有燃烧.请你根据这个演示提出一个相关的、可探究的物理问题,并根据问题提出一个对应的猜想.
问题:通电导体产生的热量与导体的电阻有关吗?(问题准确即可)
猜想:通电导体产生的热量与导体的电阻有关(必须与问题对应).

分析 根据文中“关于科学问题的陈述方式”并结合给出的实验过程和现象提出问题,然后提出合理的猜想.

解答 解:
(1)由题可知,在电阻丝和裸导线上的纸相同,串联电路电流相同,但电阻丝和裸导线的电阻不同(自变量);通电后,观察到通电的电阻丝使纸片燃烧,而裸导线上裹的纸却没有燃烧,即通电导体产生的热量不同(因变量);
结合阅读材料中“关于科学问题的陈述方式”可提出问题如下:
①通电导体产生的热量与导体的电阻有关吗?
或者②导体的电阻影响通电导体产生的热量吗?
或者③如果增大导体的电阻,通电导体产生的热量就增大吗?
(2)对应的猜想:
①通电导体产生的热量与导体的电阻有关;
②导体的电阻影响通电导体产生的热量;
③如果增大导体的电阻,通电导体产生的热量就增大.
故答案为:
问题:通电导体产生的热量与导体的电阻有关吗?(问题准确即可)
猜想:通电导体产生的热量与导体的电阻有关(猜想要与问题对应).

点评 本题考查了问题与猜想的提出,关键是对“关于科学问题的陈述方式”的理解,以及分析该实验中的自变量和因变量.

练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题

15.某滑轮组经改进后提高了机械效率,若用它把同一物体匀速提到同样的高度,改进后与改进前相比较,下列说法中错误的是(  )
A.做的有用功不变B.做的总功减少了
C.做的额外功增加了D.做的有用功跟总功的比值增大了

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

2.在学习吉他演奏的过程中,小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,他决定对此进行研究.经过和同学们讨论,提出了以下猜想:
猜想1.琴弦发出的声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关;
猜想2.琴弦发出的声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关;
猜想3.琴弦发出的声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关;
为了验证上述猜想是否正确,他们找到了下表所列9种规格的琴弦,因为音调的高低取决于声源振动的频率,于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验.
编号材料长度(cm)横截面积(cm2
A600.76
B600.89
C601.02
D800.76
E801.02
F1000.76
G801.02
H尼龙801.02
I尼龙1001.02
(1)为了验证猜想一,应选用编号为A、B、C、的琴弦进行实验.
(2)为了验证猜想二,应选用编号为A、D、F、的琴弦进行实验.
(3)为了验证猜想三,应选用编号为E、G、H、的琴弦进行实验.
(4)在上述探究过程中,总要控制某些因素,使它们保持不变,进而寻找出与另外一些因素的关系,这种实验的研究方法是控制变量法.
(5)随着实验的进行,小华又觉得琴弦音调的高低,可能与琴弦的松紧度有关.他为了证明这个猜想,他选取两根材料相同、横截面积相同、长度相同、控制拨弦的力相同的琴弦,使两根同一端固定,另外一端进行松紧程度调节,要求一张一弛,用大小相同的力拨动琴弦,比较发音情况.如果两根琴弦发出的声音音调不同,表明小华的猜想是正确(选填“正确”或“错误”).

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

19.演绎式探究:
叶子姐姐在探究“质量为m、底面积为S的硬币起飞”的条件时:
(1)她查阅资料得知:在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流速v与压强p的关系可表示为:$\frac{1}{2}$ρv2+p=C 式中C是常量,ρ表示空气密度.根据上述关系式可知:空气流速越大,压强越大.
(2)设计实验:如图所示,在水平桌面上放置一个硬币并沿箭头所示方向吹气,气流通过硬币上部,由于硬币下面没有气流通过,从而产生压力差,给硬币一个向上的动力,这个压力差刚好等于硬币重力时,硬币刚好“飞起”.则根据上述流速与压强的关系式可知,硬币下方空气压强p=C.刚好将硬币吹起时,硬币上、下表面的压力差△F=G.
(3)刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式v=$\sqrt{\frac{2mg}{ρS}}$.(用ρ、S、m或g表示).

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

6.在学习吉他演奏的过程中,小华发现琴弦振动频率受一些因素影响.如表列出实验用的9种不同规格的琴弦,并借来一个专门测量振动频率的仪器,他和同学们利用器材,计划探究“琴弦振动频率跟琴弦的横截面积的关系”:
(1)小华和他的同学们计划探究的自变量是琴弦的横截面积,应该控制的变量是琴弦的材料和长度.
(2)如果小华选择了琴弦E、G、H进行实验.根据所选的琴弦,小华和他的同学们实际探究琴弦振动频率跟琴弦的材料的关系.
(3)小华他们为了完成计划探究的实验,应选择琴弦A、B、C(或D、E)(填写琴弦的编号).
编号材料长度(cm)横截面积(mm2
A600.76
B600.89
C601.02
D800.76
E801.02
F1001.02
G801.02
H尼龙801.02
I尼龙1001.02

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

16.小吴看见学校门口安装了一种太阳能壁灯.如图,它的主要部件有光控开关Sl(光照强度不足时会自动闭合的开关)、延时感应开关S2(有人靠近到一定距离后会自动闭合一段时间的开关)、太阳能发电板、锂电池、LED灯(它的光照强度超过光控开关Sl的临界点)、支架等.白天太阳能发电板发出的电储存在内部的锂电池中,只有当光照强度不足、有人靠近时才会自动亮灯3分钟.
小吴在不拆开该灯的情况下对灯的内部结构进行探究:
[分析与判断]
根据对自动亮灯条件的分析,可以判断光控开关S1和延时感应开关S2的连接方式为串联.
[问题与猜测]
小吴仔细观察外观后没有发现光控开关Sl的位置,他提出如下的猜想:
①可能在LED灯上  ②可能在延时开关上  ③可能在太阳能发电板上
[推理与实验]
(1)小吴思考后排除了猜想①的可能,因为如果在LED灯上,那么在电池充满电后晚上有人靠近时会出现的现象为C.
A.不会发光         B.正常发光          C.灯泡不断地闪烁
(2)小吴在验证其它二种猜想时可采用的实验方案是用不透明的物体遮住太阳能发电板(或用不透明的物体遮住延时感应开关).

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

3.某小组同学根据“浸入水中的铁块最终静止在容器底部、浸入水中的木块最终漂浮水面上”的现象,猜想:物块的密度可能会对她浸入水中后的最终状态有影响,欲使他们用若干体积相同、密度不同的实心物块和水进行实验,并将实验数据及观察到的实验现象记录在表中.
实验序号123456
物块ABCDEF
物块的密度(x103千克/米32.72.21.60.80.60.4
实验现象      
(1)分析比较实验序号1或2或3的数据及现象,可得出的初步结论是:当浸入水中实心物块的密度大于水的密度时,物块最终静止在容器底部.
(2)分析比较实验序号4或5或6中的数据及现象,可得出的初步结论是:当浸入水中实心物块的密度小于水的密度时,物块最终漂浮在水面上.
(3)分析比较实验西药4、5和6中的数据、现象及相关条件,可得出的初步结论是:体积相同的实心物块,密度越小的露出水面的体积越大.
(4)小明同学认为上述实验数据有限,得到的初步结论未必有普遍性,应该用更多的实验数据进行验证,于是他决定进一步研究密度范围在0.8×103千克/米3至1.6×103千克/米3内的实心物块浸入水中后的最终状态,为上述结论提供足够的证据.

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

20.物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,叫做自由落体运动,这种运动只在没有空气的空间才能发生,在有空气的空间,如果空气阻力相对物体的重力比较小,可以忽略,物体的下落也可以近似地看作自由落体运动.为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关,同学小王有如下猜想:
猜想一:物体下落的时间与物体的材料有关;
猜想二:物体下落的时间与物体下落的高度有关;
猜想三:物体下落的时间与物体的质量有关.
为验证猜想的正确性,几位同学用三个金属球做了一系列实验,实验数据记录如下:
实验序号材料 物质质量
(kg)
下落高度(m)下落时间(s)
1铁球1201.96
2铁球1302.47
3铅球1201.96
4铅球1201.96
(1)为了验证猜想一,应比较实验序号1和3,结论是:物体由静止开始下落,下落的快慢与材料无关;
(2)根据表中的数据,宇航员在月球上将小铁片和羽毛在同一地点、同一高度同时释放,它们将A
A、同时落地 B、铁片先落地,羽毛后落地 C、羽毛先落地,铁片后落地
(3)小敏同学也对这个问题进行了研究,她让两片完全相同的纸(一张平铺,另一张对折)同时从三楼由静止开始下落,她发现两片纸不相等(同时/不同时)着地,此下落过程中两片纸作的纸所受的阻力相对于纸的重力不能忽略不计(是/不是)自由落体运动.

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科目:初中物理 来源: 题型:多选题

1.在如图所示的电路中,不正确的说法是(  )
A.闭合S1,断开S2,L1发光,L2不发光B.闭合S1、S2,L1、L2都发光
C.闭合S2,断开S1,L1、L2都发光D.S1、S2都断开,L1、L2都不发光

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同步练习册答案