資源簡介

知識點4 科學探究
1.科學探究的一般環節：
提出問題→建立猜想和假設→制定計劃→獲取事實和證據→檢測與評價→合作與交流
2、對比實驗：必須運用控制變量法。保證實驗組和對照組若干因素完全相同，只有一個因素不同，即控
制變量，只允許有一個變量。
3、實驗數量或次數不能太少，否則會使實驗具有偶然性，使實驗結論不準確，必須多次實驗。
【典例精講】
1.李明同學為了探究鯽魚“浮頭”的原因，取來兩只相同的魚缸甲、乙，并設計了下列實驗方案，試選出最合理的一種( )
A.?取大小、活力相當的兩條鯽魚，分別放入盛有等量河水的魚缸甲、乙中，甲中泵入空氣，乙中不作處理，放置于相同的環境中觀察??????????
B.?取一大一小活力相當的鯽魚，分別放入盛有等量河水的魚缸甲、乙中，甲用玻璃封閉，乙不作處理，放置于相同的環境中觀察
C.?取大小、活力相當的兩條鯽魚，分別放入甲、乙兩魚缸中，甲中加適量河水，乙中加等量煮沸后冷卻的河水，放置于相同的環境中觀察??????????
D.?取大小、活力相當的六條鯽魚，平均投放于甲、乙兩魚缸中，甲中加適量河水，乙中加等量煮沸后冷卻的河水，放置于相同的環境中觀察
2.盛夏來臨，人們又為“怎樣才能曬不黑”而犯愁。資料表明：將皮膚曬黑的罪魁禍首是太陽光中的長波紫外線?！昂闷鎸嶒炇摇睘榇藱z測了若干衣服的防曬效果。檢測方法：先用光纖探頭和計算機測算出陽光中長波紫外線的強度；再把衣服擋在光纖探頭上，測算出透射到光纖探頭上的長波紫外線強度。利用前后兩次測得的長波紫外線的強度計算出長波紫外線的透過率。實驗數據如表所示：
實驗序號 衣服材質 衣服布料層數 長波紫外線透過率
1 天蠶絲（白色） 1 12%
2
2 5%
3 化纖（白色） 1 28%
4
2 14%
5 全棉T恤（白色） 1 7%
6 全棉T恤（黑色） 1 4%
（1）該實驗是通過比較________來分析衣服的防曬效果。
（2）比較實驗 1、2 或 3、4 得到的結論是________。比較實驗________得到的結論是天蠶絲材質的衣 服比化纖材質的衣服的防曬效果好。比較實驗 5、6 讓我們知道，要防曬效果好應穿____色的全棉 T 恤。
（3）根據測量結果，請向你的家人提出一條夏季戶外活動時著裝的建議：________。
3．近年以來，整治酒后駕車行為在全國進行。林子的爸爸對此卻不以為然，為了說服爸爸，林子和爸爸一起做了一個“測定反應速度”的實驗。實驗操作如圖，實驗結果如表：

說明：表中測量值為林子松開直尺后，爸爸盡快用拇指和食指夾住直尺時手指所在位置的刻度值，單位為厘米（cm）。
請分析回答：
（1）請幫林子將表中C組第二次測量數據填上，①________。
（2）實驗結果表明：飲酒會影響人的反應速度，且飲酒越多，測量值越________，人的反應速度越________。
（3）小林還可以通過增加_____________________________方法來改進實驗，增強實驗的說服力。讓更多的人認識酒駕的危害。
4.鮮花人人喜愛，但“好花不常開”。于是，鮮花保鮮問題便成為喜愛鮮花的人所關注的問題。為了探索“延長鮮花保鮮的條件”，小菁提出一種假設，并設計如下實驗：
Ⅰ.取兩只等大的錐形瓶，分別標上A和B。
Ⅱ.在A瓶和B瓶中分別注入等量的清水，然后在A瓶中加入2粒維生素E，并攪拌使之溶解。
Ⅲ.在A瓶中插入一支玫瑰花，在B瓶中插入一支同樣新鮮的菊花(如圖)，放在相同的環境中，每隔12小時觀察一次，并做好觀察記錄。
（1）請指出他設計的實驗中的不合理之處(實驗樣本數少除外)：________。
（2）他設計這個實驗想要檢驗的假設是________。
（3）在做科學實驗時，我們常選取多株植物樣本進行重復實驗，其目的是________。
5.小龍在一條長線的一端系一個螺母做成了一個如圖所示的單擺，小龍發現螺母往返擺動過程中，每擺一個來回所用時間幾乎相等。于是小龍想到這樣一個問題：螺母來回擺動一次所用的時間t跟哪些因素有關呢?
猜想A：可能跟螺母擺動的角度θ有關；
猜想B：可能跟繩子的長度L有關。
⑴為驗證猜想，除了鐵架臺、細線和螺母外，還需要的測量儀器有刻度尺、量角器和秒表。
⑵小龍在不同條件下，測出螺母來回擺動一次所用的時間t后，得到表中的一些數據如下表：
①對比1、2兩次實驗，可得出結論：螺母來回擺動一次的時間t與________有關。
②對比2、3兩次實驗，可驗證猜想________（填字母），得出的結論是：螺母來回擺動一次時間t與螺母擺動的角度________（填“有關”或“無關”）。
⑶實驗中發現，瓶子擺動一次所用的時間很難測準，請你幫他想一個更準確的測量方法：________
6.某?？茖W興趣小組在探究“蒼蠅為什么停下來就匆忙搓‘腳’？”實驗后，他們認為：“蒼蠅的‘腳’上有辨別味道的感覺器官，其上沾有污物會影響這些器官的正常生理功能，為了能時刻辨別味道，蒼蠅必須經常搓掉‘腳’上的污物，保持其清潔?！闭埥Y合上述材料，設計一個實驗，探究“蒼蠅搓‘腳’是為了清除‘腳’上的污物”。
【材料用具】兩個透明的干凈玻璃瓶；若干只活蒼蠅
【實驗步驟】
⑴在甲（瓶內無臟物）、乙（瓶內有臟物）兩個玻璃瓶中，分別放入數量相等的活蒼蠅；并進行觀察和記錄。
⑵在同一時間內觀察記錄甲、乙兩個玻璃瓶中________的次數。
【可能的實驗結果和實驗結論】
①若甲瓶中的蒼蠅搓“腳”次數接近或明顯多于乙瓶中的搓“腳”次數，則說明蒼蠅搓“腳”與清除“腳”上的污物無關。
②若________，則說明蒼蠅搓“腳”與清除“腳”上的污物有關。
③此實驗步驟中的甲裝置的作用是________。
知識點4 科學探究
1.科學探究的一般環節：
提出問題→建立猜想和假設→制定計劃→獲取事實和證據→檢測與評價→合作與交流
2、對比實驗：必須運用控制變量法。保證實驗組和對照組若干因素完全相同，只有一個因素不同，即控
制變量，只允許有一個變量。
3、實驗數量或次數不能太少，否則會使實驗具有偶然性，使實驗結論不準確，必須多次實驗。
【典例精講】
1.李明同學為了探究鯽魚“浮頭”的原因，取來兩只相同的魚缸甲、乙，并設計了下列實驗方案，試選出最合理的一種( )
A.?取大小、活力相當的兩條鯽魚，分別放入盛有等量河水的魚缸甲、乙中，甲中泵入空氣，乙中不作處理，放置于相同的環境中觀察??????????
B.?取一大一小活力相當的鯽魚，分別放入盛有等量河水的魚缸甲、乙中，甲用玻璃封閉，乙不作處理，放置于相同的環境中觀察
C.?取大小、活力相當的兩條鯽魚，分別放入甲、乙兩魚缸中，甲中加適量河水，乙中加等量煮沸后冷卻的河水，放置于相同的環境中觀察??????????
D.?取大小、活力相當的六條鯽魚，平均投放于甲、乙兩魚缸中，甲中加適量河水，乙中加等量煮沸后冷卻的河水，放置于相同的環境中觀察
【答案】 D
【解析】【分析】控制變量在進行科學實驗的概念，是指那些除了實驗因素(自變量)以外的所有影響實驗結果的變量，這些變量不是本實驗所要研究的變量，所以又稱無關變量、無關因子、非實驗因素或非實驗因子。
【解答】A C、只有兩條鯽魚，實驗對象太少，容易產生實驗現象偶然性；故A C錯誤；
B、一大一小的鯽魚，后面甲密閉，乙不作處理，存在多個變量；故B錯誤；
D、6條鯽魚，實驗對象有多個，甲中放正常河水，乙煮沸后的河水，唯一變量有無空氣；故D正確；
故答案為：D
2.盛夏來臨，人們又為“怎樣才能曬不黑”而犯愁。資料表明：將皮膚曬黑的罪魁禍首是太陽光中的長波紫外線?！昂闷鎸嶒炇摇睘榇藱z測了若干衣服的防曬效果。檢測方法：先用光纖探頭和計算機測算出陽光中長波紫外線的強度；再把衣服擋在光纖探頭上，測算出透射到光纖探頭上的長波紫外線強度。利用前后兩次測得的長波紫外線的強度計算出長波紫外線的透過率。實驗數據如表所示：
實驗序號 衣服材質 衣服布料層數 長波紫外線透過率
1 天蠶絲（白色） 1 12%
2
2 5%
3 化纖（白色） 1 28%
4
2 14%
5 全棉T恤（白色） 1 7%
6 全棉T恤（黑色） 1 4%
（1）該實驗是通過比較________來分析衣服的防曬效果。
（2）比較實驗 1、2 或 3、4 得到的結論是________。比較實驗________得到的結論是天蠶絲材質的衣 服比化纖材質的衣服的防曬效果好。比較實驗 5、6 讓我們知道，要防曬效果好應穿____色的全棉 T 恤。
（3）根據測量結果，請向你的家人提出一條夏季戶外活動時著裝的建議：________。
【答案】 （1）長波紫外線透過率（2）衣服布料層數多，衣服的防曬效果越好；1 與 3（或 2 與 4）；黑（3）可選擇黑色的厚實的全棉 T 恤
【解析】【分析】科學探究的基本環節：發現問題、提出問題；建立猜想和假設；設計方案、制定計劃；收集證據、檢驗假設；得出結論、作出解釋；評價與交流。在設計實驗時所采用的實驗方法為控制變量法，所謂控制變量法是指在研究或解決問題的過程中，對影響事物變化的因素和規律加以人為控制，只改變某個變量的大小，而保證其他的變量不變，最終解決所研究的問題?？茖W探究方法常見的有：控制變量法、轉換法、等效替代法等，轉化法：對于不易直接研究的科學問題，通過研究其表現出來的現象、效應、作用效果間接地研究問題的方法，即可以將不能直接測量的物理量轉化成可以直接測量的物理量。該實驗是為了檢測了若干衣服的防曬效果，影響實驗結果的因素有很多，比如：衣服材質、衣服布料層數、衣服的顏色等，因此在探究某一個因素對實驗的影響時，應保持其他的量不變。該實驗是通過長波紫外線透過率來體現防曬效果的，長波紫外線透過率越低，防曬效果越好。
【解答】（1）檢測方法：先用光纖探頭和計算機測算出陽光中長波紫外線的強度；再把衣服擋在光纖探頭上，測算出透射到光纖探頭上的長波紫外線強度。利用前后兩次測得的長波紫外線的強度計算出長波紫外線的透過率，是通過比較長波紫外線透過率來分析衣服的防曬效果；（2）1、比較實驗 1、2 或 3、4 ，衣服的材質和顏色相同，衣服布料層數越多，長波紫外線透過率越低，即防曬效果好，故得出結論：當其他條件相同時，衣服布料層數多，衣服的防曬效果越好；2、若得出天蠶絲材質的衣服比化纖材質的衣服的防曬效果好，那么該實驗的變量是衣服的材質，其他的量要相同，故應比較實驗1 與 3（或 2 與 4）；3、要防曬效果好，長波紫外線透過率應最低，由表格分析，長波紫外線透過率應最低時，應穿黑色的全棉 T 恤；（3）要防止曬傷，故夏季戶外活動時著裝的建議：可選擇黑色的厚實的全棉 T 恤。故答案為：（1）長波紫外線透過率；（2）1、衣服布料層數多，衣服的防曬效果越好；2、1 與 3（或 2 與 4）；3、黑；（3）可選擇黑色的厚實的全棉 T 恤。
3．近年以來，整治酒后駕車行為在全國進行。林子的爸爸對此卻不以為然，為了說服爸爸，林子和爸爸一起做了一個“測定反應速度”的實驗。實驗操作如圖，實驗結果如表：

說明：表中測量值為林子松開直尺后，爸爸盡快用拇指和食指夾住直尺時手指所在位置的刻度值，單位為厘米（cm）。
請分析回答：
（1）請幫林子將表中C組第二次測量數據填上，①________。
（2）實驗結果表明：飲酒會影響人的反應速度，且飲酒越多，測量值越________，人的反應速度越________。
（3）小林還可以通過增加_____________________________方法來改進實驗，增強實驗的說服力。讓更多的人認識酒駕的危害。
【答案】（1）53 （2）大；慢 （3）測量對象、飲酒量和測量次數
【解析】（1）據主張圖可見：C組的平均值是51，即（48.7+①+51.3）/3═51，所以表中的①是53。
（2）實驗結果表明：飲酒會影響人的反應速度，且飲酒越多，測量值越大，人的反應速度越慢；
（3）實驗中只對爸爸一人進行了測量，實驗誤差太大，具有偶然性。測量數據還缺乏足夠的說服力，可以通過增加測量對象、飲酒量和測量次數來改進實驗，增強可信度，讓更多的人認識。
4.鮮花人人喜愛，但“好花不常開”。于是，鮮花保鮮問題便成為喜愛鮮花的人所關注的問題。為了探索“延長鮮花保鮮的條件”，小菁提出一種假設，并設計如下實驗：
Ⅰ.取兩只等大的錐形瓶，分別標上A和B。
Ⅱ.在A瓶和B瓶中分別注入等量的清水，然后在A瓶中加入2粒維生素E，并攪拌使之溶解。
Ⅲ.在A瓶中插入一支玫瑰花，在B瓶中插入一支同樣新鮮的菊花(如圖)，放在相同的環境中，每隔12小時觀察一次，并做好觀察記錄。
（1）請指出他設計的實驗中的不合理之處(實驗樣本數少除外)：________。
（2）他設計這個實驗想要檢驗的假設是________。
（3）在做科學實驗時，我們常選取多株植物樣本進行重復實驗，其目的是________。
【答案】 （1）A、B瓶中鮮花的種類不同
（2）維生素E能延長鮮花的保鮮時
（3）避免實驗出現偶然性，增加實驗的準確性
【考點】實驗步驟的探究，控制變量法
【解析】【分析】在操作對照實驗時，需要其他條件相同，一個條件不同來進行實驗對照，另外建立的假設就是實驗要搜集證據的關鍵，實驗不應當怕麻煩，為了節約成本，節約時間，實驗次數太少，實驗成本少，都是不利于實驗的探究，科學探究應當持之以恒，堅持不懈，不怕麻煩。
【解答】（1）該實驗探究“延長鮮花保鮮的條件”，如果是不同種類的鮮花那么鮮花保鮮的條件就會不同，所以設計這個實驗不合理之處在于A瓶是玫瑰花，B瓶是菊花，兩種不同的花保鮮的條件不同因此無法對比就沒辦法正確探究延長鮮花保鮮的條件情況。
（2）A瓶加入了2粒維生素E，B瓶卻沒有加入維生素E，通過實驗加入的維生素E，通過兩組實驗對照，加入維生素E的與不加入維生素E的鮮花，哪個的保險時間更長，所以他提出的假設就是維生素E能延長保鮮時長。
?（3）在做科學實驗時，我們常選取多株植物樣本進行重復實驗，因為實驗往往存在誤差，所以重復實驗可以減小誤差，避免偶然性，從而使實驗結果具有說服力，更準確。
故答案為：（1）A、B瓶中鮮花的種類不同（2）維生素E能延長鮮花的保鮮時長（3）避免實驗出現偶然性，增加實驗的準確性
5.小龍在一條長線的一端系一個螺母做成了一個如圖所示的單擺，小龍發現螺母往返擺動過程中，每擺一個來回所用時間幾乎相等。于是小龍想到這樣一個問題：螺母來回擺動一次所用的時間t跟哪些因素有關呢?
猜想A：可能跟螺母擺動的角度θ有關；
猜想B：可能跟繩子的長度L有關。
⑴為驗證猜想，除了鐵架臺、細線和螺母外，還需要的測量儀器有刻度尺、量角器和秒表。
⑵小龍在不同條件下，測出螺母來回擺動一次所用的時間t后，得到表中的一些數據如下表：
①對比1、2兩次實驗，可得出結論：螺母來回擺動一次的時間t與________有關。
②對比2、3兩次實驗，可驗證猜想________（填字母），得出的結論是：螺母來回擺動一次時間t與螺母擺動的角度________（填“有關”或“無關”）。
⑶實驗中發現，瓶子擺動一次所用的時間很難測準，請你幫他想一個更準確的測量方法：________
【答案】 細線長度；A；無關；測出多次擺動所用的時間，然后求平均值
【考點】觀察結果的記錄與分析，實驗步驟的探究
【解析】【分析】（1）1、2次實驗中螺母的擺動時間不同，分析哪個因素大小改變即可；
（2）分析2、3次實驗中哪個因素不同，確定驗證的猜想；2、3次實驗中螺母擺動的時間相同，據此得出實驗結論；
（3）可以采用“累積法”測量不易測量的時間。
【解答】（1）第1、2次實驗中，細線的長度不同，因此得到結論：螺母來回擺動一次的時間t與細線長度有關。
（2）實驗2、3中，螺母擺動的角度不同，因此可以驗證猜想A；因為螺母擺動的時間相同，所以得到結論：螺母來回擺動一次時間t與螺母擺動的角度無關；
（3）測量瓶子擺動一次所有的時間的方法為：測出多次擺動所用的時間，然后求平均值。
6.某?？茖W興趣小組在探究“蒼蠅為什么停下來就匆忙搓‘腳’？”實驗后，他們認為：“蒼蠅的‘腳’上有辨別味道的感覺器官，其上沾有污物會影響這些器官的正常生理功能，為了能時刻辨別味道，蒼蠅必須經常搓掉‘腳’上的污物，保持其清潔?！闭埥Y合上述材料，設計一個實驗，探究“蒼蠅搓‘腳’是為了清除‘腳’上的污物”。
【材料用具】兩個透明的干凈玻璃瓶；若干只活蒼蠅
【實驗步驟】
⑴在甲（瓶內無臟物）、乙（瓶內有臟物）兩個玻璃瓶中，分別放入數量相等的活蒼蠅；并進行觀察和記錄。
⑵在同一時間內觀察記錄甲、乙兩個玻璃瓶中________的次數。
【可能的實驗結果和實驗結論】
①若甲瓶中的蒼蠅搓“腳”次數接近或明顯多于乙瓶中的搓“腳”次數，則說明蒼蠅搓“腳”與清除“腳”上的污物無關。
②若________，則說明蒼蠅搓“腳”與清除“腳”上的污物有關。
③此實驗步驟中的甲裝置的作用是________。
【答案】 蒼蠅搓“腳”；乙瓶中蒼蠅搓“腳”次數明顯多于甲瓶中蒼蠅搓“腳”次數；對照
【考點】實驗步驟的探究，實驗方案設計與評價，控制變量法
【解析】【分析】本題以探究“蒼蠅搓‘腳’是為了清除‘腳’上的污物”的實驗為載體，主要考查學生運用所學習的生物學知識，通過對照實驗的優點，操作實驗，記錄實驗的過程與結果，科學與生活、實驗結合。
【解答】本實驗的變量是有無污染，其他條件應完全相同；因此兩個瓶子內的蒼蠅數量應相等；在同一時間內觀察記錄甲、乙兩個玻璃瓶中“蒼蠅搓‘腳’”的次數。如果甲瓶中蒼蠅搓‘腳’次數接近或明顯多于乙瓶中蒼蠅搓‘腳’的次數，則說明蒼蠅搓‘腳’與清除‘腳’上的污物無關；如果乙瓶中蒼蠅搓‘腳’次數明顯多于甲瓶中蒼蠅搓‘腳’的次數，那么說明蒼蠅搓‘腳’與清除‘腳’上的污物有關。由于甲瓶內無污染物，乙瓶內有污染物，因此，本探究實驗的變量是有無污染，甲裝置的作用是對照。
故答案為：（1）蒼蠅搓‘腳’（2）乙瓶中蒼蠅搓‘腳’次數明顯多于甲瓶中蒼蠅搓‘腳’的次數（3）對照

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