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2024年版科学教材核心素养提升系列讲义
第2讲 科学探究（教师版）
【内容结构】
【素养内涵】
一、提出问题
科学问题有可探究性，即问题的结果是可测量、可观察或有客观标准的。所提的问题应该与题目设置的情境有关。用一个问句来表达。
（一）重难点例析
例1：科学家在云南的蝴蝶谷做了一个实验：在两棵树之间挂四根长度、粗细、材质均相同的草绳，四根草绳分别在白酒、糖水、盐水和清水中浸泡过，几个小时后，观察到在白酒中浸泡过的草绳上停留的蝴蝶最多。这个实验可以研究的问题是（ ）
A.蝴蝶喜欢什么颜色的光 B.蝴蝶喜欢什么种类的食物
C.蝴蝶喜欢什么样的温度环境 D.蝴蝶喜欢什么材质的草绳
【答案】B
【分析】在白酒中浸泡过的草绳上停留的蝴蝶最多、说明蝴蝶喜欢白酒的气味，所以这个实验可以研究蝴蝶喜欢什么种类的食物；而与蝴蝶喜欢什么颜色的光、什么样的温度环境、什么材质的草绳均无关。故B正确。
练1：300年前意大利科学家做了这样实验：在房间里挂了许多铃铛，然后让蝙蝠在房间中自由飞翔。第一次未对蝙蝠有任何限制，铃铛未响；第二次蒙住蝙蝠的眼睛，铃铛也未响；第三次塞住蝙蝠的耳朵，房间中的铃铛响了。下列问题不是该实验所研究的是（　　）
A．蝙蝠飞行靠什么躲避障碍物的 B．耳朵对蝙蝠飞行是否起作用
C．眼睛对蝙蝠飞行是否起作用 D．铃铛是怎样发声的
【答案】D
【解析】A：通过第一次、第二次和第三次实验可以研究蝙蝠飞行靠什么躲避障碍物的，故A选项是该实验所研究的。
B： 通过第一次和第二次的实验可以研究眼睛对蝙蝠飞行是否起作用，故B选项是该实验所研究的。
C： 通过第一次和第三次实验的可以研究耳朵对蝙蝠飞行是否起作用，故C选项是该实验所研究的。
D： 铃铛是怎样发声的本题并未涉及，故D选项不是该实验所研究的。故选D。
（二）创新思维训练
1．将一枚回形针轻轻放人装满水的杯子里，水没有溢出；再放入几枚，水也没有溢出；继续放入回形针直至杯中水溢出。老师要求同学们针对这一现象，提出一个问题。下面是四名同学的发言，其中较有价值且可探究的问题是（ ）
A.装满水的杯中放入回形针水不会溢出，是因为水中有空隙
B.装满水的杯中放入回形针水会溢出吗
C.为什么装满水的杯中放入回形针水不会溢出
D.能放入回形针的多少与杯子的形状有什么关系
【答案】D
【解析】将一枚回形针轻轻放入装满水的杯子里，水没有溢出；再放入几枚，水也没有溢出；继续放入回形针直至杯中水溢出；对于现象：轻轻放入装满水的杯子里水没有溢出；再放入几枚，水也没有溢出；可以提出的问题是：“能放入回形针的多少与杯子的形状有什么关系？”。故选：D
二、作出猜想与假设
针对创设的情境，确定变量。围绕变量，根据相关科学依据，作出与情境中的研究过程相符合的而且是可检验的猜想或假设。
常用表述格式：
（1）“因变量”与“自变量”有（无）关。 （2）“自变量”会影响“因变量”。
（3）“自变量”对“因变量”有××作用。 （4）“因变量”会随“自变量”的××而××。
（5）“因变量”与“自变量”成正比（或反比）。等等。
（一）重难点例析
例2：科研人员按如下步骤实验：
①将香菇菌种经无菌操作后，等量接种到两份相同的培养基中；
②把接种后的培养基，分别放在两个箱子中，一个箱子放入磁铁，另一个不放入磁铁作为对照组；
③每天观察测量并记录菌丝的长度。它主要研究的假设是（　　）
A．水分可能对香菇生长有影响 B．培养基可能对香菇生长有影响
C．磁场可能对香菇生长有影响 D．光照可能对香菇生长有影响
【答案】C
【解析】把接种后的培养基，分别放在两个箱子中，其中一个箱子放入磁铁，另一个不放入磁铁作为对照组；控制的变量是磁铁有无，所以研究的假设是磁场可能对香菇生长有影响；故答案为：C.
练2：小科的外婆家附近有一条小河，小时候他经常看到河里有小鱼、小虾。可是近几年河里逐渐没有了鱼和虾，就连河边的稻田中也看不到小螃蟹了，小科一直有这样的疑问：“为什么河中会没有了鱼和虾？”小科认为“河水对鱼虾的生活有影响”，这应属于科学探究过程中的哪一个步骤（ ）
A.发现问题 B.作出假设 C.收集相关信息 D.得出结论
【答案】B
【分析】本实验要探究的问题是河中为什么会没有了鱼和虾？因此针对提出的问题作出假设，河水对鱼虾的生活有影响，这应属于科学探究过程中的作出假设。故B正确。
（二）创新思维训练
2.夏天我们经常使用电风扇，电风扇吹出风的强度与什么因素有关？对此小明提了两个猜想，并利用玩具电风扇来进行探究。
猜想一：电风扇吹出风的强度与距离电风扇的远近有关；
猜想二：电风扇吹出风的强度与扇叶的转速有关；
为证实上述猜想小明同学设计了如图甲所示装置：将纸板B固定在支架上，纸板A与轻杆固定后悬挂在纸板B上的转轴O处，纸板A和轻杆可绕转轴O自由摆动，将电风扇放在左侧正对纸板A，图中s是纸板A自然下垂时（虚线）到电风扇的水平距离，θ是纸板A向右摆动稳定后轻杆与竖直方向的夹角，θ越大，说用电风扇吹出风的强度越强；
（1）探究猜想一：保持电风扇的转速不变，移动电风扇，使s分别等于0.3厘米、0.5厘米、0.7厘米、0.9厘米，在纸板B上分别标下纸板A稳定时轻轩的位置a、b、c、d如图乙所示，可知猜想一是 （选“正确”或“错误”）的；
（2）探究猜想二：小明同学通过调节电风扇上的风速档位改变扇叶的 ，在探究过程中，还要保持 不变；
（3）你认为电风扇吹出风的强度还可能与什么有关。( )
【答案】 正确 转速 s 风扇扇叶的大小、形状、材质等
【解析】
（1）根据图乙可知，当电风扇的转速相同时，不断增大风扇到纸板的距离，此时纸板A偏离竖直方向的夹角逐渐减小，这说明距离越远，电风扇吹出风的强度越小，即猜想一正确。
（2）探究猜想二，即探究电风扇吹出风的强度与扇叶的转速的关系时，需要保持距离s不变，而改变扇叶的转速。
（3）电风扇吹出风的强度还可能与风扇扇叶的大小、形状、材质等有关。
三、设计实验
1.设计实验的基本方法：控制变量法和对照实验
2.设计实验的基本原则
（1）方案设计是否科学、合理、严密。 （2）过程是否安全、环保、经济。
（3）是不是单一变量。 （4）操作是否简单、方便
（5）取样是否太少，实验次数是否太少。 （6）每次实验所加试剂量相同等等
3.设计实验基本步骤要点
一是怎样控制变量和设置对照实验。
二是如何将变量转化为可感知、可量度的事物、现象和方法（转换法）。
（一）重难点例析
例3：小海发现很多食品包装袋设计成“锯齿’形状，他猜想袋口做成“锯齿”形状可减小撕开时力的大小，为验证猜想，以下设计方案最佳的是（　　）
A．撕开多种不同“锯齿”状包装袋，比较所用力大小
B．多位同学在包装袋任意位置撕开，交流比较用力的大小
C．先后在“锯齿”状位置和平边位置撕开包装袋，比较用力大小
D．多位同学分别撕开“平边”状和“锯齿”状的包装袋，比较用力大小
【答案】C
【解析】撕开袋口的力可能与袋的材料、厚度及袋口的形状等因素有关，为验证猜想袋口做成“锯齿”形状可减小撕开时用力的大小，要控制使用同一种材料的袋口（则厚度也相同），只改变袋口的形状（“平边”状和“锯齿“状），比较在“锯齿”状位置和平边位置撕开时所用力的大小，故C正确，ABD错误。故选C。
练3：大蒜被人们誉为天然“抗生素”。大蒜真的能抑制细菌的生长吗？甲、乙两名同学进行了如图2-1所示的两个实验。实验前先将金黄色葡萄球菌均匀地接种在培养皿的营养琼脂上。根据上述实验，回答下列问题。
（1）圆纸片周围的清晰区为无菌区，本实验得到的结论是： 。
（2）你认为哪名同学设计的方案合理并简述理由： 。
【答案】（1）大蒜能抑制金黄色葡萄球菌的生长（2）乙同学设计的方案合理，因为他设置了对照组
【解析】
（1）由题意可知，该实验探究的问题是大蒜能否抑制金黄色葡萄球菌的生长。实验变量是大蒜，浸有大蒜液的圆纸片为实验组，浸有无菌水的圆纸片为对照组，37℃是模拟人体的体温。培养24小时后，若浸有大蒜液的圆纸片的周围金黄色葡萄球菌的菌落明显小于浸有无菌水的圆纸片周围的菌落，则本实验得到的结论是大蒜能抑制金黄色葡萄球菌的生长；若浸有大蒜液的圆纸片的周围金黄色葡萄球菌的菌落大于或等于浸有无菌水的圆纸片周围的菌落，则说明大蒜不能抑制金黄色葡萄球菌的生长。
（2）设置对照实验，可以保证除了所研究的因素不同之外，其他因素都相同。这样实验结果的不同只能是由变量引起的，使实验结果具有说服力。甲同学的实验没有对照组，乙同学的实验设置了对照组，因此，乙同学设计的方案合理。
（二）创新思维训练
3.在探究某种水稻的白化病现象时，以光照为变量的组合是（▲）
组别 水稻苗 光照 温度
① 200株 有 25℃
② 200株 无 25℃
③ 100株 有 10℃
④ 100株 无 10℃
A.①② B.②③ C.①③ D.①④
【答案】A
【解析】探究实验要控制变量的唯一，其它条件要都一样，分析表格中的内容可知，①②的变量是光照，温度也适于水稻生长，③④的变量也是光照，但是温度太低不适于水稻生长，不能作为一组对照试验，其他组合会存在多个变量。故选：A
4.为了探究食品腐败的原因和细菌生存的条件，某科学小组取经过消毒的甲、乙、丙三个相同锥形瓶，按下表要求进行了实验设计。
瓶号 甲 乙 丙
加入物质 50mL灭菌牛奶 50mL灭菌牛奶 50mL灭菌牛奶
瓶口处理 不作处理 不作处理 用消毒棉球塞住
温度 5℃ 25℃ 25℃
请据表分析，本实验设计包含的对照实验组数及其实验变量分别是（▲）
A.两组，温度、空气 B.两组，温度、细菌
C.两组，温度、消毒棉球 D.三组，温度、空气、细菌
【答案】B
【解析】分析表格可知，甲和乙是一组对照试验，变量是温度；乙的瓶口不做处理，有细菌进入，丙的瓶口用消毒棉球塞住，无细菌进入，可见乙和丙是一组对照试验，变量是细菌；甲和丙存在温度和细菌两个变量，不符合对照实验的条件。因此，本实验设计包含的对照实验有两组：甲和乙、乙和丙，实验变量分别是温度和细菌。故B正确，ACD错误。故选：B
5.某学习兴趣小组设计了明暗不同但是相通的两种环境，各放人10只鼠妇，过一段时间观察统计鼠妇的分布情况，下表是该小组重复实验5次所统计数据的平均值。下列相关叙述中错误的是（▲）
时间（分钟） 环境 2 3 4 5 6 7 8 9
明亮 7 4 1 0 0 0 0 0
阴暗 13 16 19 20 20 20 20 20
A.该实验过程中明暗两种环境的差异是光照
B.该小组重复实验5次能提高实验结果的准确性
C.实验中明暗两种环境所放入的鼠妇大小可以不同
D.该小组的实验结果说明了光照会影响鼠妇的分布
【答案】C
【解析】
A、该实验探究“光对鼠妇生活的影响”，实验变量是光照，在设计实验时，要给鼠妇提供明亮和黑暗两种环境。A正确；
B、在科学实验中，为了提高实验结果的准确性，常进行重复实验。B正确；
C、在探究某种条件对研究对象的影响时，对研究对象进行的除了该条件不同以外，其他条件都相同的实
验，实验中明暗两种环境所放入的鼠妇大小必须相同，C错误；
D、通过分析实验结果，阴暗环境中的鼠妇比明亮环境中的多，可以得出结论：光照会影响鼠妇的分布，D正确；故选：C
6.乒乓球的直径加大后，国际乒联又改变了制作乒乓球的材料，目的是提高乒乓球比赛的观赏性。小科认为乒乓球材料的改变，是为了减弱乒乓球的弹性，他用材料不同、其他条件相同的乒乓球设计了以下验证方案，其中最合理的是（ ）
A.用不同的力将乒乓球抛向地面，比较落地后反弹的高度
B.把乒乓球沿不同方向抛向地面，比较落地后反弹的高度
C.把乒乓球从不同高度由静止释放，比较落地后反弹的高度
D.把乒乓球从同一高度由静止释放,比较落地后反弹的高度
【答案】D
【解析】
A、把材料不同的乒乓球挪向地面，不能控制球的初速度相同，无法根据反弹后落地高度比较弹性大小，故A错误；
B、把材料不同的乒乓球抛向地面，没有控制球的抛出速度相等，不能根据落地后反弹的高度判断弹性大小，故B错误；
C、把材料不同的乒乓球在不同高度由静止释放，没有控制高度相等，故C错误；
D、把材料不同的乒乓球在同一高度由静止释放，控制了球的初始高度相同，比较落地后反弹的高度，可以判断球的弹性大小，故D正确；故选：D
四、收集证据
实事求是地记录实验中出现的现象、数据等等。
（一）重难点例析
例4：小德对学校一窝蚂蚁进行了三天观察，计算离开蚁窝的蚂蚁数目，每次观察5分钟，其结果如表所示。下列描述符合观察结果的是（　　）
时间 各观察时间段离开蚁窝的蚂蚁数目
6：00 8：00 10：00 12：00 14：00 16：00 18：00
第一天 8 27 98 101 104 66 4
第二天 1 4 17 21 27 15 2
第三天 9 26 110 118 107 60 7
A．第二天觅食活动旺盛 B．上午6：00 前蚂蚁不活动
C．10：00-14：00 蚂蚁离开蚁窝数量较多 D．上午离开蚁窝的蚂蚁数量比下午多
【答案】C
【解析】
A：第二天觅食活动旺盛，从表格数据可以看出第二天蚂蚁离窝的数目较少，所以觅食活动旺盛是不正确的，A错误；
B：上午7：00前蚂蚁不活动，表格数据没有上午7：00前的蚂蚁离窝的数据，但并不能表示7：00前蚂蚁就不活动，B错误；
C：11：00~15：00蚂蚁活动频繁，从表格数据中可以看出11：00~15：00这段时间蚂蚁离窝的数目比其他时段高出好多倍，可以认为此段时间蚂蚁活动频繁，C正确；
D：蚂蚁上午的活动比下午的频繁，数据反映出的应该是下午活动比上午要频繁，D错误。故选C。
练4：“吸烟有害健康”这已经成为大家的共识，但在实际生活中总是能够听到不同的声音，如“某人吸烟很厉害，但身体却很好”。其实要证明吸烟与健康之间有无关系，除了探寻背后的科学原理外，还可以让数据来说话，但这个数据不能限于个案，而应该来自充足的统计。对于说明吸烟与健康间的关系，下列统计数据没有价值的是（▲）
A.在人群中，吸烟的人所占的比例 B.在吸烟的人群中，患某种相关疾病的比例
C.在吸烟的人群中，没有患各种相关疾病的比例 D.在不吸烟的人群中，没有患各种相关疾病的比例
【答案】A
【解析】统计实验数据的目的是“要证明吸烟与健康之间有无关系”，应围绕“吸烟”和“健康”两者之间有无关系去寻找答案，包括吸烟的人患哪些疾病，不吸烟的人是否也患有这些疾病，吸烟的人与不吸烟的人患某种疾病的比例多大，等等。而不是统计有多少人吸烟，多少人不吸烟。故选：A
（二）创新思维训练
7．种子的萌发受多种环境因素的影响。下表是利用菜豆种子进行的五组实验，将100粒饱满而完整的菜豆种子随机分成5等份，分别放在底部铺有棉花的5个培养皿中，并设置不同的条件加以培养并记录实验结果。下列对实验的分析错误的是（ ）
组别 甲 乙 丙 丁 戊
光照 有光 有光 有光 有光 黑暗
温度 25℃ 25℃ 0℃ 25℃ 25℃
棉花干湿状态 潮湿 干湿 潮湿 水淹没种子 潮湿
种子发芽数 19粒 0粒 0粒 0粒 18粒
A.甲与丙构成一组对照实验，变量是温度
B.乙、丙、丁中种子不能萌发的原因分别是没有水分、温度太低、水分太多将种子淹死了
C．每组实验用20粒种子，而不是只用1粒种子，这是为了尽量避免实验结果的偶然性
D.从实验甲与戊来看，光照不是种子萌发的必要条件
【答案】B
【解析】从表格中看出，甲与丙唯一不同的变量是温度，因此甲与丙构成一组对照实验，变量是温度；乙、丙、丁中种子不能萌发的原因分别是没有水分、温度太低、缺乏空气；每组实验用20粒种子，而不是只用1粒种子，这是为了避免实验因偶然性造成结果的错误，提高实验的可靠性；从实验甲与戊来看，光照不是种子萌发的必要条件。
故选：B
五、得出结论
1.结论要完整，要有总结性。
2.结论有定性结论与定量结论（正比、反比）之分。
3.要体现出控制变量的思想许多实验结论的得出是在特定条件下的，结论适用的条件必须写清楚。
4.句式：在什么条件相同（一定）时，自变量对因变量产生怎样的影响。
5.多次实验的目的
（1）为了得到一个结论：多次实验是为了避免实验结论的偶然性，使实验结论更具有普遍性。
（2）为了得到一个数据：多次实验是为了求平均值，减小误差，使实验结果更准确。
（一）重难点例析
例5：某同学用小白菜的幼苗进行了四项实验，如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A.实验②③对照可以证明植物生长具有向光性
B.实验③进行一段时间后，小白菜叶片发黄的原因是无光条件下叶绿素不能合成
C.实验④的生长结果只能证明根的生长具有向地性
D.实验①的目的是对实验②③④起对照作用
【答案】C
【解析】实验设计需遵循对照原则和单一变量原则。②与③作对照，证明植物具有向光性；③中的青菜叶片由于得不到光照而无法合成叶绿素，所以表现黄色；④以①作对照，证明植物具有向重力性（向地生长）和茎具有负向重力性（背地生长）；实验①是空白对照组，目的与实验②③④起对照作用。故选：C
练5：教室的窗户玻璃是双层的。同学在窗外敲玻璃时，小科感觉双层玻璃与单层玻璃的振动情况不一样。于是他探究“受敲击时双层玻璃和单层玻璃的振动强弱情况”。
①将单层玻璃板固定在有一定倾角的斜面上，把玻璃球靠在玻璃板的右侧，把橡胶球悬挂在支架上，
靠在玻璃板的左侧（如图所示）。
②随意拉开橡胶球，放手后让其敲击玻璃板，玻璃球被弹开，记
下玻璃球被弹出的距离。共做10次。
③将单层玻璃板换成双层玻璃板重复上述实验。
（1）根据生活经验，你的假设是 。
（2）实验后，发现玻璃球被弹开距离的数据比较杂乱，这与实验中的哪一操作不当有关？ 。
（3）小科进行改进后，重做了实验，获得了如下数据：
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均值
玻璃球被弹开的距离/cm 单层 79 78 82 80 73 84 84 82 81 80 80
双层 20 23 24 24 24 25 22 22 21 25 23
受到橡胶球的敲击时，玻璃板振动的强弱是通过 来反映的。
（4）根据上表中的实验数据分析，可以得出的结论是 。
【答案】（1）同样的撞击下，单层玻璃板后的玻璃球比双层玻璃板后的玻璃球运动的距离远
（2）随意拉开橡胶球，放手后让其敲击玻璃板
（3）玻璃球被弹开的距离
（4）受敲击时，单层玻璃比双层玻璃的振动强
【解析】
（2）随意拉开橡胶球，放手后让其敲击玻璃板，是造成玻璃球被弹开距离的数据比较杂乱的主要原因；
（3）当玻璃板受到橡胶球的敲击时，玻璃板振动的强弱是通过玻璃球被弹开的距离反映的，这是转换法；
（4）同样的撞击下，单层玻璃后的玻璃球比双层玻璃后的玻璃球运动的距离远；
所以结论是：受敲击时，单层玻璃比双层玻璃的振动强；
（二）创新思维训练
8. 盐度即水体中的含盐量。用含盐量较高的水浸泡种子，会影响种子的萌发吗？
（1）提出问题：用含盐量较高的水浸泡种子会影响种子的萌发吗？
（2）作出假设：用含盐量较高的水浸泡种子会影响种子的萌发。
（3）材料器具：正常的大豆种子100粒、清水、含盐量为10％的食盐水
（4）实验步骤：
①将大豆种子平均分为A、B两组，其中A组浸泡在10％的食盐水中，B组浸泡在 ▲ 中，均在相同条件下浸泡6小时左右。
②将浸泡后的A、B两组种子分别用湿纸巾包起来并放人塑料袋中，注明A与B。再将A、B塑料袋放置在温暖的地方并注意保湿。在A、B两组实验中除了实验变量外，其余的条件均相同，这样的两组实验叫作对照实验。其中实验组是 组，对照组是 组。
③两天后，打开塑料袋观察并统计两袋中已经萌发的种子数。
（5）预测结果、得出结论：
①如果种子萌发数A＞B，说明10％的食盐水可以 大豆种子的萌发。（填“促进”“抑制”或“无影响”，下同）
②如果种子萌发数A＜B，说明10％的食盐水可以 大豆种子的萌发。
③如果种子萌发数A与B相差无几，说明10％的食盐水对大豆种子的萌发 。
【答案】（4）①清水 ② A B （5）①促进 ②抑制 ③无影响
【解析】
（4）①为了确保实验结果只是由盐度的不同引起的，就应当使这两组种子所处环境中除盐度不同外，其它条件都相同；因此A组浸泡在10%的食盐水中，B组种子应该浸泡在清水中，以形成对照实验。
②在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同以外，其它条件都相同的实验，叫对照实验；一组对照实验分为实验组和对照组，实验组是接受实验变量处理的对象组，对照组是不接受实验变量处理的对象组；因此，在该实验中，实验组是A组，对照组是B组。
（5）实验结论的得出必须与实验结果之间存在因果关系，必须围绕做出的假设来得出结论，因此①如果种子萌发数A＞B，说明10%的食盐水可以促进大豆种子的萌发；②如果种子萌发数A＜B，说明10%的食盐水抑制大豆种子的萌发；③如果种子萌发数A与B相差无几，说明10%的食盐水对大豆种子的萌发没有影响．
故答案为：（4）①清水 ②A B
（5）①促进 ②抑制 ③无影响
六、交流评价
1.实验原理及操作方法是否正确。
2.实验步骤是否合理科学，实验方案是否简单方便。
3.有无控制变量（即单一变量）。
4.有无进行多次实验以减小误差或排除偶然性。
5.有无对照实验。
6.所选实验生物是否相同，用于实验的生物数量是否太少。
7.原料的利用率。
8.操作是否可行、安全、环保、经济、简单、方便……等等。
（一）重难点例析
例6：小梅家有一批盆栽的郁金香，过去一直开红色花，现在却开出了紫色的花，有人认为这是土壤中缺水引起的，但小梅经过一段时间补充水分后，还是开紫色的花。这说明实验结果与原来的假说是不符合的，最好的处理方法是（　　）
A．修改假说，重新实验 B．修改实验过程，使之与假说相符
C．修改结果，使之与假说相符 D．实验不成功，停止探究
【答案】A
【解析】
AD、经过实验论证（经过一段时间补充水分后，还是开紫色的花），说明猜想是错误的，应该修改猜想，再进行实验论证，故A正确，D错误；
BC、应新生实验结论（实验事实），猜想有可能是错误的，不能为了猜想而修改过程和实验的结果，故BC错误；故选A。
练6：为了研究蚂蚁对金合欢的影响，某生物兴趣小组的同学进行了实验探究，得到了如下表所示的实验结果。请据表分析，下列说法正确的是（　　）
金合欢幼苗的生长状况 ①没有蚂蚁的金合欢 ②有蚂蚁的金合欢
10个月的存活率% 43 72
幼苗生长的 高度/厘米 5月25日至6月16日 0→6.2 0→31.0
6月17日至8月3日 6.2→10.2 31.0→72.9
A．该实验的变量是幼苗的高度和存活率
B．该实验的对照组是②号，实验组是①号
C．蚂蚁以金合欢嫩叶尖端的珠状小体为食，对其生长有害
D．实验表明，蚂蚁“侵食”金合欢，可提高幼苗存活率并能促进幼苗的生长
【答案】D
【解析】
A. 该实验的变量是有无蚂蚁，A错误；
B.对照组是指不做任何处理的一组，所以该实验的对照组是①号，实验组是②号，B错误；
C. 蚂蚁以金合欢嫩叶尖端的珠状小体为食，对其生长有利，因为10个月的存活率更高，C错误；
D.实验表明，蚂蚁“侵食”金合欢，可提高幼苗存活率并能促进幼苗的生长，D正确；故答案为：D。
（二）创新思维训练
9．流感高发季，用红外测温仪测量同学们的体温，在测量过程中发现同学们之间的体温相差较大，同一位同学连续三次体温测量值不相同。为了寻找原因，小浙提出猜想：体温的测量值可能与测温的部位、测温的距离有关。
（1）探究与测温部位的关系，保持测温仪与人体的　 　相同。小浙对四位同学的额头与手腕分别进行了测量，数据记录如表：
部位 t甲/℃ t乙/℃ t丙/℃ t丁/℃
额头 36.6 37.0 36.8 36.8
手腕 36.4 36.4 36.2 36.3
实验数据表明，小浙的猜想是　 　(填“正确”或“错误")的。小浙建议　 　(填“要”或“不要”)考虑不同部位对测量结果的影响。
（2）探究与测温距离的关系时，保持　 　相同，实验数据如表：
间距/cm 1 2 3 4 5
温度/℃ 36.5 36.5 36.5 36.4 36.3
间距/cm 10 15 20 25 30
温度/℃ 36.1 35.7 35.1 34.7 34.1
由数据可知，在有效测温距离内，所测体温值与测温距离　 　(填“有关”或“无关”)，小明建议这种型号测温仪的有效测温距离在　 　厘米以内。
【答案】（1）距离；正确；要（2）测温的部位；无关；3
【解析】
（1） 小浙提出猜想：体温的测量值可能与测温的部位、测温的距离有关，所以探究与测温部位的挂细腻，保持测温仪与人体的距离相同；从表格的数据可以分析得出小延的猜想是正确的，建议要考虑不同部位对测量结果的影响；
（2）探究与测温距离的关系时，保持测温的部位相同， 从表格的数据可以的得出，在有效测温距离内，所测体温值与测温距离无关，应建议测温距离在3厘米以内；
10.下表为光与温度影响某植物茎生长的实验结果，有关叙述不正确的是（ ）
生长 性状 日温28℃ 夜温12℃
红光 远红光
茎长度 60.2cm 98.1cm
茎节数 20.5节 21节
茎长度 夜温15h
7℃ 17℃ 26℃
日温9h 30℃ 75cm 52cm 29cm
23℃ 60cm 50cm 35cm
7℃ 43cm 38cm 35cm
A.茎的生长与光的性质及温度有关
B.茎的生长与夜温有关，与日温无关
C.日温30℃、夜温17℃比日温23℃、夜温26℃更有利于促进茎的伸长生长
D.在相同条件下，远红光下更有利于促进茎的伸长生长
【答案】B
【解析】由表格可知，红光条件下，茎的长度为60.2cm,远红光条件下，茎的长度为98.1cm,由此可见，茎的伸长生长与光质有关；不论夜温还是日温，不同的温度，茎的伸长生长的长度不同，因此，茎的伸长生长还与温度有关；在日温30℃、夜温17℃处理比日温23℃、夜温26℃处理有机物积累多，这是因为日温30℃比日温23°℃时光合作用要强，制造的有机物多，而夜温17℃比夜温26℃时分解的有机物要少，故日温30℃、夜温17℃处理比日温23℃、夜温26℃处理有机物积累多更有利于促进茎的伸长生长；在红光条件下，日温30℃、夜温7℃的环境最有利于促进茎的伸长生长，茎的伸长长度最大（75cm)。
故选：B
【跟踪训练】
1.为探究温度对鲫鱼呼吸次数的影响的实验装置，在实验中改变温度，正确的操作是（▲）
A.在大玻璃杯中加冰块或热水做实验组，在水槽中放室温的河水做对照组
B.在大玻璃杯中加冰块或热水做对照组，在水槽中放室温的河水做实验组
C.在水槽中加冰块或热水做实验组，在大玻璃杯中放室温的河水做对照组
D.在水槽中加冰块或热水做对照组，在大玻璃杯中放人水草做对照组
【答案】C
【解析】一般来说，对实验变量进行处理的，就是实验组，没有处理的就是对照组。在探究“温度对鲫鱼呼吸次数的影响”时，在这个实验中温度是唯一变量。鱼是放在大玻璃杯中的，通过水槽中的水（水浴）来控制大玻璃中河水的温度。实验时，应在水槽中加冰块或热水来改变大玻璃杯中河水的温度，因此对温度进行了处理的为实验组，没有处理的为对照组。
故选：C
2.将晒过的玉米粒随机分为相同的两份，其中一份烘干，另一份不作处理。然后，将它们放在不同温度的食用油中加热，实验结果如下表：
食用油的温度 未烘干的玉米粒 烘干的玉米粒
140℃以下 未爆开 未爆开
160℃ 部分爆开成爆米花 未爆开
180℃ 部分爆开成爆米花 未爆开
200℃ 全部爆开成爆米花 未爆开
220℃以上 全部爆开成爆米花并且糊了 未爆开
根据实验结果可知，利用玉米粒制得爆米花必须要具备的条件是（ ）
A.较高的温度 B.适量的水分 C.较大的质量 D.较高的温度和适量的水分
【答案】D
【解析】据表中信息看出：用玉米粒制得爆米花，需要较高的温度；还有未烘的玉米粒含水分，而水变为水蒸气，使压强增大，体积急速膨胀，从而爆开。可见D正确。故选：D
3．花园、庭院中的花盘和石块下，常常会看到一些身体略扁、长椭圆形、灰褐或黑色的小动物一鼠妇在爬行，还会发现潮湿的地方鼠如很多，这是为什么呢？
（1）提出问题：　 　？
（2）作出假设：鼠妇可能喜欢潮湿的环境。
制定并实施探究方案：在铁盘的一半放80g湿土，另一半放　 　，将10只鼠妇放佐两种土的交界处，放在适宜的环境下，认真观察鼠妇的行为。
（3）从方便和准确的角度看，应观察和比较　 　来确定鼠妇喜欢在何种坏境中爬行，并将现象记入下表。
环境 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 第6次 第7次 第8次 第9次 第10次
干燥 0只 1只 2只 0只 3只 1只 2只 0只 3只 2只
潮湿 10只 9只 8只 10只 7只 9只 8只 10只 7只 8只
（4）分析实验结果，得出结论。
根据以上的观察和分析：得出的实验结论是　 　。
（5）实验结束后怎么处理鼠妇 　 　 。
【答案】（1）鼠妇会选择潮湿的环境吗？ （2）80克干土 （3）两种土中鼠妇的数量
（4）鼠妇喜欢生活在潮湿的土壤中。（5）把鼠妇放回适合它们生存的自然环境中
【解析】（1）从题干信息中可以提出问题是的是：鼠妇会选择潮湿的环境吗？
（2）设计对照组，唯一的变量是干土和湿土，所以另一半放80克干土；
（3）从表格记录的数据可以看出：应观察和比较两种土中鼠妇的数量；
（4）从表格记录的数据中可以得出的结论是：鼠妇喜欢生在潮湿的土壤中。
（5）把鼠妇放回适合它们生存的自然环境中，符合科学发展观的意图；
4．爬行动物是卵生动物，许多种爬行动物的卵发育成的个体是雄性还是雌性，与孵化时的环境温度有关。表中数据为不同发育温度下，部分爬行动物雄性个体出现的百分率。根据 表中数据，回答下列问题。
温度(℃) 22 24 26 28 30 32 34 36
种类及雄性比 (%) 密西西比鳄 0 0 0 10 20 50 100 100
红海龟 100 100 100 90 50 20 0 0
龟 0 10 60 100 6 30 0 0
绿草蜥 51 50 50 49 51 50 49 48
（1）性别发育不受温度影响的是　 　。
（2）22℃到36℃这一区间内，温度越高，雌性比例越高的的是　 　。
（3）以温度为横坐标、雌性比例为纵坐标绘出密西西比鳄的曲线图。
【答案】（1）绿草蜥（2）红海龟（3）
【解析】（1）从表格的数据可以看出，性别发育不受温度影响的是绿草蜥；
（2）表格显示的种类及雄性比(%)，所以雄性比减少，说明雌性比越高，因此22℃到 36℃这一区间内， 温度越高，雌性比例越高的的是红海龟；
（3） 以温度为横坐标、雌性比例为纵坐标绘出密西西比鳄的曲线图。
5．小明同学想：物体被从斜面的同一高度释放后滚动的快慢一样吗 他猜想物体滚动的快慢可能与物体的质量和形状有关。小明选择下列物品进行实验：一把米尺、一块塑料板、一个小球、同样规格的一只装满水的瓶子和一只空瓶子，如图B1-5-1所示。实验步骤如下：
①用塑料板搭成一个倾斜角度较小的斜面。
②将米尺横放在这块塑料板上，并握住它。
③将小球、装满水的瓶子和空瓶子放在斜面上。
④移走米尺，同时释放三个物体并观察它们滚动的快慢。
（1）选取小球时应该注意的问题是　 　。
（2）下面关于移走米尺的两种方案，你认为较为合理的是 (填“A”或“B”)。
A．沿箭头a方向，快速将米尺移走 B．沿箭头b方向，快速将米尺移走
（3）在步骤④中，要判定物体滚动的快慢与物体的形状是否有关，你的观察对象和方法是：　 　。
【答案】（1）小球与某一个瓶子的质量相同（2）A（3）观察小球和同质量的瓶子，看谁先到达底部
【解析】
(1)由题知，物体滚动的快慢可能与物体的质量和形状有关，选取小球与瓶子做实验时，小球和瓶子的形状不同，是探究物体滚动的快慢与物体形状的关系，所以，选取小球时，应控制小球与某一个瓶子的质量相同；
(2)若沿箭头b方向，快速将米尺移走，小球、装满水的瓶子和空瓶子开始运动的时间不同，会导致测量的结果误差太大；若沿箭头a方向，快速将米尺移走，小球、装满水的瓶子和空瓶子开始运动的时间基本相同，可以减小误差，故应选A；
(3)在步骤④中，要判定物体滚动的快慢与物体的形状是否有关，可以观察小球和同质量的瓶子，看谁先到达底部，先到达底部的速度大，滚动块，后到达底部的速度小，滚动慢。
6．小李在探究影响鱼呼吸速率（即鱼每分钟开闭鳃盖的次数）
（1）请你补全小李的猜想：
①鱼呼吸速率可能与水温度有关；
②鱼呼吸速率可能与水温度无关
③　 　
（2）小李为研究水温对鱼呼吸速率的影响，进行了如下实验：
取五条相同的金鱼放在不同的水温下（其他条件相同），测出每分钟鱼呼吸的次数，请你分别写出测量水温和时间的仪器：　 　、　 　。
（3）小李在实验中得到四组不同温度下的呼吸速率，如表：
温度(摄氏度) 18 20 22 24
呼吸速度(次/分) 92 98 106 116
请你在图中画出鱼呼吸速率与水温的关系图:
（4）根据图表中的数据，写出你所得到的结论：　 　。
【答案】（1）鱼呼吸速率鱼流速，水域，水质（合理即可）等等有关。（2）温度计；秒表
（3）
（4）在一定温度下，鱼呼吸呼吸速度随温度升高而升高。
【解析】
(1) 小金是为了探究影响鱼呼吸速率(即鱼每分钟开闭鳃盖的次数)，他的猜想第一个是鱼呼吸速率可能与水温度有关，第二个猜想就是鱼呼吸速率可能与水温度无关，其它的影响因素，合理即可，比如 鱼呼吸速率鱼流速，水域，水质（合理即可）等等有关 。
(2) 测量水温的仪器可以使用温度计，测量温度的；测量时间的仪器可以使用秒表。
(3) 可以通过图表发现随着温度的升高，鱼的呼吸速度越高，因此图中画出应为对应温度和呼吸速度直线上升的线条。
(4)由图中可以明显发现鱼呼吸速度随着温度升高而升高。
7．盛夏来临,人们又为“怎样才能晒不黑”而犯愁，资料表明：将皮肤晒黑的罪魁祸首是太阳光中的长波紫外线。 “好奇实验室”为此检测了若干衣服的防晒效果。
检测方法：先用光纤探头和计算机测算出阳光中的长波紫外线的强度；再把衣服挡在光纤探头上，测算出透射到光纤探头上的长波紫外线的强度，利用前后两次测得的长波紫外线的强度，计算出长波紫外线的透过率。实验数据如下表所示：
实验序号 衣服材质 衣服布料层数 长波紫外线透过率
1 天蚕丝 1 12%
2 2 5%
3 化纤 1 28%
4 2 14%
5 全棉T恤（白色） 1 7%
6 全棉T恤（黑色） 1 4
分析表中数据回答下列问题：
（1）该实验是通过比较　 　来分析衣服的防晒效果。
（2）比较实验1、2或3、4得到的结论是　 　。
【答案】（1）长波紫外线透过率（2）相同材质，布料层数越多，防晒效果越好
【解析】
（1）该实验通过比较长波紫外线透过率来分析衣服的防晒效果。
（2）实验1和3的布料层数为1层，实验2和4的布料层数为2层，实验结果说明当布料材质相同时，布料层数越多，长波紫外线透过率越低，防嗮效果更好。
8．“扔纸飞机”是民间传统游戏。某兴趣小组同学认为：纸飞机的飞行距离除了与发射速度的大小有关外，还可能与纸飞机大小、材料和发射角度等因素有关。为了验证猜想，小组成员将打印纸和旧报纸裁成不同面积的纸张，制作了相同的纸飞机若干个，利用固定在室内某一位置的简易发射器，以相同大小的发射速度和不同发射角度（发射方向与水平的夹角）进行多次实验，整理相关数据如表一。
表一：纸飞机飞行距离与发射角度关系记录表
编号 纸张大小 纸张材质 不同发射角度飞行的平均距离（米）
0° 15° 30° 45°
① 18厘米×26厘米 打印纸 6.5 15.8 15.0 8.9
② 18厘米×13厘米 打印纸 6.4 15.8 15.1 8.8
③ 18厘米×26厘米 旧报纸 5.6 14.2 13.2 7.6
表二：三架纸飞机实验要求
纸飞机 纸张大小 纸张材质 发射角度
甲 18厘米×13厘米 打印纸 15°
乙 18厘米×13厘米 旧报纸 30°
丙 18厘米×13厘米 旧报纸 15°
（1）结合表一信息，分析该实验中纸飞机距离与发射角度之间的关系： 　 　。
（2）在上述研究结果的基础上，若要寻找纸飞机最大飞行距离的发射角度，应如何进一步设置实
验？　 　。
（3）小组成员又制作了三架形状相同的纸飞机，用该发射器以相同大小的发射速度进行实验，实验要求如表二。若甲、乙、丙这三架纸飞机飞行距离分别为S甲、S乙、S丙，请预测它们的大小关系：　 　。
【答案】
（1）发射角度低于15°时，飞行距离随发射角度的增大而增大，发射角度大于15°时，飞行距离随发射角度的增大而减小
（2）把发射角度进一步细分，可以从10°开始，每增加1°做一次实验，做到20°停止
（3）S甲＞S丙＞S乙
【解析】
（1）分析表格一中第一行数据可知，发射角度低于15°时，飞行距离随发射角度的增大而增大，发射角度大于15°时，飞行距离随发射角度的增大而减小。
（2）在上述研究结果的基础上，若要寻找纸飞机最大飞行距离的发射角度，进一步设置实验如下：把发射角度进一步细分，可以从10°开始，每增加1°做一次实验，做到20°停止。
（3）根据表格一中①③数据可知，当其他条件相同时，打印纸比旧报纸做的纸飞机飞行距离更远；
那么甲飞机的飞行距离大于丙，即s甲>s丙；
根据表格一中第一行数据可知，发射角度低于15°时，飞行距离随发射角度的增大而增大，发射角度大于15°时，飞行距离随发射角度的增大而减小；
那么丙飞机的飞行距离大于乙，即s丙>s乙；因此：s甲>s丙>s乙。
9．龟卵的孵化往往受环境温度的影响。为探究温度对某种龟卵孵化时间、孵化成活率及孵出性别的影响，研究者将数目相同的五组龟卵分别置于不同温度下孵化，结果如图所示。
（1）龟卵较大，卵内含有水分，卵外有坚韧的　 　保护，发育摆脱了对水的依赖，这是龟适应陆地生活的重要原因之一。
（2）据图甲判断，龟卵孵化的最佳温度范围为29℃～31℃，原因是当温度低于29℃时，龟卵的孵化时间相对较　 　，当温度高于31℃时，孵化成活率　 　。
（3）据图乙分析，该种龟在温度25-33℃范围内，性别分化的规律是　 　。
【答案】（1）卵壳（2）长；降低
（3）25--30℃内，温度升高时向雌性分化，温度下降时向雄性分化。
【解析】
（1）龟产卵，卵外有坚韧的卵壳保护，发育摆脱了对水的依赖，这是龟适应陆地生活的重要原因之一。
（2）据图甲判断，龟卵孵化的最佳温度范围为29℃~31℃，原因是当温度低于29℃时，龟卵的孵化时间
相对较长，当温度高于31℃时，孵化成活率下降。
（3)据图乙分析，该种龟在温度25 - 33℃范围内，性别分化的规律是：25 - 33℃内，温度升高时向雌性
分化，温度降低时向雄性分化。
10.水蚤的身体呈半透明，制作装片后在低倍显微镜下可以观察到其心脏的搏动情况。某班甲、乙、丙、
丁四组同学，分别用滴管从10℃、20℃、30℃的三种含有水蚤的培养液中吸取培养液，滴在载玻片上，制成不同装片进行观察，得到数据如下表。试回答：
平均心率 （次／分） 温度 甲组 乙组 丙组 丁组
10℃ 281 191 192 187
20℃（室温） 288 286 289 291
30℃ 401 108 398 296
（1）本实验探究的问题是
（2）表中有错误数据的组别是 。
（3）表中有些实验数据有误，那是因为实验操作的时间太长，为什么实验操作的时间太长会引起数据错误？ 。
【答案】（1）温度对水蚤心脏搏动的影响 （2）甲、乙、丁 （3）载玻片上的水温发生了变化
【解析】
（1）根据题目中可以看出好似探究温度对水蚤心脏搏动的影响；
（2）横向比较各组数据可以看出，在10℃时甲组数据明显不合适，而在30℃时甲组和丙组数据接近，所以有错的数据应该为乙组和丁组；
（3）室温为20℃，所以在10℃和30℃时若时间过长，则会使温度升高或降低，从而影响观察效果；
故答案为：（1）温度对水蚤心脏搏动的影响
（2）甲、乙、丁
（3）载玻片上的水温发生了变化
11.小科发现电脑是利用风扇来降温的，他想知道风扇产生的空气流动强度与哪些因素有关。他猜想可能 与风扇的扇叶宽度、扇叶长度、扇叶倾斜角度都有关系。为此他制作了几个不同的小风扇，并用一个转速为300转／分的电动机分别带动这几个风扇转动，去吹动同一位置的同一纸片（如图2-8所示）。下表为实验记录的数据：
序号 扇叶宽度/cm 扇叶长度/cm 扇叶倾斜角度θ 纸片被吹起的角度a
1 3 7 30° 30°
2 2 7 30° 20°
3 3 4 30° 20°
4 3 7 45° 40°
（1）实验中，小科是通过观察 来知道风扇产生的空气流动强度的。
（2）他在分析空气流动强度与扇叶长度的关系时，应选用序号为 的两次实验数据。
（3）根据序号为1、2的两次实验数据，可得到的结论是：风扇产生的空气流动强度与 有关。
（4）小科的父亲对他说：“生活中电风扇转动的速度都比较快，因此空气流动强度应与风扇的转动速度有关。”针对这个猜想，请你帮助小科设计一个实验方案加以验证。 。
【答案】（1）纸片被吹起的角度 （2）1、3 （3）扇叶宽度
（4）利用同一个扇叶，让几次转动速度不同，观察纸片被吹起的角度是否相同；如果相同说明转速无关，如果不同，说明与转速有关
【解析】
（1）实验中，风扇产生的空气流动强度是用纸片被吹起的角度大小来判断的。
（2）分析空气流动强度与扇叶长度的关系时，要控制扇叶宽度和扇叶倾斜角度不变，而改变扇叶的长度，即1、3符合条件。
（3）1和2的两次实验数据，扇叶倾斜角度和扇叶长度相同，扇叶宽度不同，根据纸片被吹起的角度可得
空气流动强度与扇叶宽度的关系。
（4）利用同一个扇叶，让几次转动的速度不同，观察纸片被吹起的角度是否相同；如果相同说明与转速无关，如果不相同，说明与转速有关。
故答案为：（1）纸片被吹起的角度 （2）1、3 （3）扇叶宽度
（4）利用同一个扇叶，让几次转动速度不同，观察纸片被吹起的角度是否相同；如果相同说明转速无关，如果不同，说明与转速有关2024年版科学教材核心素养提升系列讲义
第2讲 科学探究
【内容结构】
【素养内涵】
一、提出问题
科学问题有可探究性，即问题的结果是可测量、可观察或有客观标准的。所提的问题应该与题目设置的情境有关。用一个问句来表达。
（一）重难点例析
例1：科学家在云南的蝴蝶谷做了一个实验：在两棵树之间挂四根长度、粗细、材质均相同的草绳，四根草绳分别在白酒、糖水、盐水和清水中浸泡过，几个小时后，观察到在白酒中浸泡过的草绳上停留的蝴蝶最多。这个实验可以研究的问题是（ ）
A.蝴蝶喜欢什么颜色的光 B.蝴蝶喜欢什么种类的食物
C.蝴蝶喜欢什么样的温度环境 D.蝴蝶喜欢什么材质的草绳
练1：300年前意大利科学家做了这样实验：在房间里挂了许多铃铛，然后让蝙蝠在房间中自由飞翔。第一次未对蝙蝠有任何限制，铃铛未响；第二次蒙住蝙蝠的眼睛，铃铛也未响；第三次塞住蝙蝠的耳朵，房间中的铃铛响了。下列问题不是该实验所研究的是（　　）
A．蝙蝠飞行靠什么躲避障碍物的 B．耳朵对蝙蝠飞行是否起作用
C．眼睛对蝙蝠飞行是否起作用 D．铃铛是怎样发声的
（二）创新思维训练
1．将一枚回形针轻轻放人装满水的杯子里，水没有溢出；再放入几枚，水也没有溢出；继续放入回形针直至杯中水溢出。老师要求同学们针对这一现象，提出一个问题。下面是四名同学的发言，其中较有价值且可探究的问题是（ ）
A.装满水的杯中放入回形针水不会溢出，是因为水中有空隙
B.装满水的杯中放入回形针水会溢出吗
C.为什么装满水的杯中放入回形针水不会溢出
D.能放入回形针的多少与杯子的形状有什么关系
二、作出猜想与假设
针对创设的情境，确定变量。围绕变量，根据相关科学依据，作出与情境中的研究过程相符合的而且是可检验的猜想或假设。
常用表述格式：
（1）“因变量”与“自变量”有（无）关。 （2）“自变量”会影响“因变量”。
（3）“自变量”对“因变量”有××作用。 （4）“因变量”会随“自变量”的××而××。
（5）“因变量”与“自变量”成正比（或反比）。等等。
（一）重难点例析
例2：科研人员按如下步骤实验：
①将香菇菌种经无菌操作后，等量接种到两份相同的培养基中；
②把接种后的培养基，分别放在两个箱子中，一个箱子放入磁铁，另一个不放入磁铁作为对照组；
③每天观察测量并记录菌丝的长度。它主要研究的假设是（　　）
A．水分可能对香菇生长有影响 B．培养基可能对香菇生长有影响
C．磁场可能对香菇生长有影响 D．光照可能对香菇生长有影响
练2：小科的外婆家附近有一条小河，小时候他经常看到河里有小鱼、小虾。可是近几年河里逐渐没有了鱼和虾，就连河边的稻田中也看不到小螃蟹了，小科一直有这样的疑问：“为什么河中会没有了鱼和虾？”小科认为“河水对鱼虾的生活有影响”，这应属于科学探究过程中的哪一个步骤（ ）
A.发现问题 B.作出假设 C.收集相关信息 D.得出结论
（二）创新思维训练
2.夏天我们经常使用电风扇，电风扇吹出风的强度与什么因素有关？对此小明提了两个猜想，并利用玩具电风扇来进行探究。
猜想一：电风扇吹出风的强度与距离电风扇的远近有关；
猜想二：电风扇吹出风的强度与扇叶的转速有关；
为证实上述猜想小明同学设计了如图甲所示装置：将纸板B固定在支架上，纸板A与轻杆固定后悬挂在纸板B上的转轴O处，纸板A和轻杆可绕转轴O自由摆动，将电风扇放在左侧正对纸板A，图中s是纸板A自然下垂时（虚线）到电风扇的水平距离，θ是纸板A向右摆动稳定后轻杆与竖直方向的夹角，θ越大，说用电风扇吹出风的强度越强；
（1）探究猜想一：保持电风扇的转速不变，移动电风扇，使s分别等于0.3厘米、0.5厘米、0.7厘米、0.9厘米，在纸板B上分别标下纸板A稳定时轻轩的位置a、b、c、d如图乙所示，可知猜想一是 （选“正确”或“错误”）的；
（2）探究猜想二：小明同学通过调节电风扇上的风速档位改变扇叶的 ，在探究过程中，还要保持 不变；
（3）你认为电风扇吹出风的强度还可能与什么有关。
三、设计实验
1.设计实验的基本方法：控制变量法和对照实验
2.设计实验的基本原则
（1）方案设计是否科学、合理、严密。 （2）过程是否安全、环保、经济。
（3）是不是单一变量。 （4）操作是否简单、方便
（5）取样是否太少，实验次数是否太少。 （6）每次实验所加试剂量相同等等
3.设计实验基本步骤要点
一是怎样控制变量和设置对照实验。
二是如何将变量转化为可感知、可量度的事物、现象和方法（转换法）。
（一）重难点例析
例3：小海发现很多食品包装袋设计成“锯齿’形状，他猜想袋口做成“锯齿”形状可减小撕开时力的大小，为验证猜想，以下设计方案最佳的是（　　）
A．撕开多种不同“锯齿”状包装袋，比较所用力大小
B．多位同学在包装袋任意位置撕开，交流比较用力的大小
C．先后在“锯齿”状位置和平边位置撕开包装袋，比较用力大小
D．多位同学分别撕开“平边”状和“锯齿”状的包装袋，比较用力大小
练3：大蒜被人们誉为天然“抗生素”。大蒜真的能抑制细菌的生长吗？甲、乙两名同学进行了如图2-1所示的两个实验。实验前先将金黄色葡萄球菌均匀地接种在培养皿的营养琼脂上。根据上述实验，回答下列问题。
（1）圆纸片周围的清晰区为无菌区，本实验得到的结论是： 。
（2）你认为哪名同学设计的方案合理并简述理由： 。
（二）创新思维训练
3.在探究某种水稻的白化病现象时，以光照为变量的组合是（ ）
组别 水稻苗 光照 温度
① 200株 有 25℃
② 200株 无 25℃
③ 100株 有 10℃
④ 100株 无 10℃
A.①② B.②③ C.①③ D.①④
4.为了探究食品腐败的原因和细菌生存的条件，某科学小组取经过消毒的甲、乙、丙三个相同锥形瓶，按下表要求进行了实验设计。
瓶号 甲 乙 丙
加入物质 50mL灭菌牛奶 50mL灭菌牛奶 50mL灭菌牛奶
瓶口处理 不作处理 不作处理 用消毒棉球塞住
温度 5℃ 25℃ 25℃
请据表分析，本实验设计包含的对照实验组数及其实验变量分别是（ ）
A.两组，温度、空气 B.两组，温度、细菌
C.两组，温度、消毒棉球 D.三组，温度、空气、细菌
5.某学习兴趣小组设计了明暗不同但是相通的两种环境，各放人10只鼠妇，过一段时间观察统计鼠妇的分布情况，下表是该小组重复实验5次所统计数据的平均值。下列相关叙述中错误的是（ ）
时间（分钟） 2 3 4 5 6 7 8 9
明亮 7 4 1 0 0 0 0 0
阴暗 13 16 19 20 20 20 20 20
A.该实验过程中明暗两种环境的差异是光照 B.该小组重复实验5次能提高实验结果的准确性
C.实验中明暗两种环境所放入的鼠妇大小可以不同
D.该小组的实验结果说明了光照会影响鼠妇的分布
6.乒乓球的直径加大后，国际乒联又改变了制作乒乓球的材料，目的是提高乒乓球比赛的观赏性。小科认为乒乓球材料的改变，是为了减弱乒乓球的弹性，他用材料不同、其他条件相同的乒乓球设计了以下验证方案，其中最合理的是（ ）
A.用不同的力将乒乓球抛向地面，比较落地后反弹的高度
B.把乒乓球沿不同方向抛向地面，比较落地后反弹的高度
C.把乒乓球从不同高度由静止释放，比较落地后反弹的高度
D.把乒乓球从同一高度由静止释放,比较落地后反弹的高度
四、收集证据
实事求是地记录实验中出现的现象、数据等等。
（一）重难点例析
例4：小德对学校一窝蚂蚁进行了三天观察，计算离开蚁窝的蚂蚁数目，每次观察5分钟，其结果如表所示。下列描述符合观察结果的是（　　）
时间 各观察时间段离开蚁窝的蚂蚁数目
6：00 8：00 10：00 12：00 14：00 16：00 18：00
第一天 8 27 98 101 104 66 4
第二天 1 4 17 21 27 15 2
第三天 9 26 110 118 107 60 7
A．第二天觅食活动旺盛 B．上午6：00 前蚂蚁不活动
C．10：00-14：00 蚂蚁离开蚁窝数量较多 D．上午离开蚁窝的蚂蚁数量比下午多
练4：“吸烟有害健康”这已经成为大家的共识，但在实际生活中总是能够听到不同的声音，如“某人吸烟很厉害，但身体却很好”。其实要证明吸烟与健康之间有无关系，除了探寻背后的科学原理外，还可以让数据来说话，但这个数据不能限于个案，而应该来自充足的统计。对于说明吸烟与健康间的关系，下列统计数据没有价值的是（▲）
A.在人群中，吸烟的人所占的比例 B.在吸烟的人群中，患某种相关疾病的比例
C.在吸烟的人群中，没有患各种相关疾病的比例 D.在不吸烟的人群中，没有患各种相关疾病的比例
（二）创新思维训练
7．种子的萌发受多种环境因素的影响。下表是利用菜豆种子进行的五组实验，将100粒饱满而完整的菜豆种子随机分成5等份，分别放在底部铺有棉花的5个培养皿中，并设置不同的条件加以培养并记录实验结果。下列对实验的分析错误的是（ ）
组别 甲 乙 丙 丁 戊
光照 有光 有光 有光 有光 黑暗
温度 25℃ 25℃ 0℃ 25℃ 25℃
棉花干湿状态 潮湿 干湿 潮湿 水淹没种子 潮湿
种子发芽数 19粒 0粒 0粒 0粒 18粒
A.甲与丙构成一组对照实验，变量是温度
B.乙、丙、丁中种子不能萌发的原因分别是没有水分、温度太低、水分太多将种子淹死了
C．每组实验用20粒种子，而不是只用1粒种子，这是为了尽量避免实验结果的偶然性
D.从实验甲与戊来看，光照不是种子萌发的必要条件
五、得出结论
1.结论要完整，要有总结性。
2.结论有定性结论与定量结论（正比、反比）之分。
3.要体现出控制变量的思想许多实验结论的得出是在特定条件下的，结论适用的条件必须写清楚。
4.句式：在什么条件相同（一定）时，自变量对因变量产生怎样的影响。
5.多次实验的目的
（1）为了得到一个规律：多次实验是 。
（2）为了得到一个数据：多次实验是 。
（一）重难点例析
例5：某同学用小白菜的幼苗进行了四项实验，如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A.实验②③对照可以证明植物生长具有向光性
B.实验③进行一段时间后，小白菜叶片发黄的原因是无光条件下叶绿素不能合成
C.实验④的生长结果只能证明根的生长具有向地性
D.实验①的目的是对实验②③④起对照作用
练5：教室的窗户玻璃是双层的。同学在窗外敲玻璃时，小科感觉双层玻璃与单层玻璃的振动情况不一样。于是他探究“受敲击时双层玻璃和单层玻璃的振动强弱情况”。
①将单层玻璃板固定在有一定倾角的斜面上，把玻璃球靠在玻璃板的右侧，把橡胶球悬挂在支架上，
靠在玻璃板的左侧（如图所示）。
②随意拉开橡胶球，放手后让其敲击玻璃板，玻璃球被弹开，记
下玻璃球被弹出的距离。共做10次。
③将单层玻璃板换成双层玻璃板重复上述实验。
（1）根据生活经验，你的假设是 。
（2）实验后，发现玻璃球被弹开距离的数据比较杂乱，这与实验中的哪一操作不当有关？ 。
（3）小科进行改进后，重做了实验，获得了如下数据：
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均值
玻璃球被弹开的距离/cm 单层 79 78 82 80 73 84 84 82 81 80 80
双层 20 23 24 24 24 25 22 22 21 25 23
受到橡胶球的敲击时，玻璃板振动的强弱是通过 来反映的。
（4）根据上表中的实验数据分析，可以得出的结论是 。
（二）创新思维训练
8.盐度即水体中的含盐量。用含盐量较高的水浸泡种子，会影响种子的萌发吗？
（1）提出问题：用含盐量较高的水浸泡种子会影响种子的萌发吗？
（2）作出假设：用含盐量较高的水浸泡种子会影响种子的萌发。
（3）材料器具：正常的大豆种子100粒、清水、含盐量为10％的食盐水
（4）实验步骤：
①将大豆种子平均分为A、B两组，其中A组浸泡在10％的食盐水中，B组浸泡在 ▲ 中，均在相同条件下浸泡6小时左右。
②将浸泡后的A、B两组种子分别用湿纸巾包起来并放人塑料袋中，注明A与B。再将A、B塑料袋放置在温暖的地方并注意保湿。在A、B两组实验中除了实验变量外，其余的条件均相同，这样的两组实验叫作对照实验。其中实验组是 组，对照组是 组。
③两天后，打开塑料袋观察并统计两袋中已经萌发的种子数。
（5）预测结果、得出结论：
①如果种子萌发数A＞B，说明10％的食盐水可以 大豆种子的萌发。（填“促进”“抑制”或“无影响”，下同）
②如果种子萌发数A＜B，说明10％的食盐水可以 大豆种子的萌发。
③如果种子萌发数A与B相差无几，说明10％的食盐水对大豆种子的萌发 。
六、交流评价
1.实验原理及操作方法是否正确。
2.实验步骤是否合理科学，实验方案是否简单方便。
3.有无控制变量（即单一变量）。
4.有无进行多次实验以减小误差或排除偶然性。
5.有无对照实验。
6.所选实验生物是否相同，用于实验的生物数量是否太少。
7.原料的利用率。
8.操作是否可行、安全、环保、经济、简单、方便……等等。
（一）重难点例析
例6：小梅家有一批盆栽的郁金香，过去一直开红色花，现在却开出了紫色的花，有人认为这是土壤中缺水引起的，但小梅经过一段时间补充水分后，还是开紫色的花。这说明实验结果与原来的假说是不符合的，最好的处理方法是（　　）
A．修改假说，重新实验 B．修改实验过程，使之与假说相符
C．修改结果，使之与假说相符 D．实验不成功，停止探究
练6：为了研究蚂蚁对金合欢的影响，某生物兴趣小组的同学进行了实验探究，得到了如下表所示的实验结果。请据表分析，下列说法正确的是（　　）
金合欢幼苗的生长状况 ①没有蚂蚁的金合欢 ②有蚂蚁的金合欢
10个月的存活率% 43 72
幼苗生长的 高度/厘米 5月25日至6月16日 0→6.2 0→31.0
6月17日至8月3日 6.2→10.2 31.0→72.9
A．该实验的变量是幼苗的高度和存活率
B．该实验的对照组是②号，实验组是①号
C．蚂蚁以金合欢嫩叶尖端的珠状小体为食，对其生长有害
D．实验表明，蚂蚁“侵食”金合欢，可提高幼苗存活率并能促进幼苗的生长
（二）创新思维训练
9．流感高发季，用红外测温仪测量同学们的体温，在测量过程中发现同学们之间的体温相差较大，同一位同学连续三次体温测量值不相同。为了寻找原因，小浙提出猜想：体温的测量值可能与测温的部位、测温的距离有关。
（1）探究与测温部位的关系，保持测温仪与人体的　 　相同。小浙对四位同学的额头与手腕分别进行了测量，数据记录如表：
部位 t甲/℃ t乙/℃ t丙/℃ t丁/℃
额头 36.6 37.0 36.8 36.8
手腕 36.4 36.4 36.2 36.3
实验数据表明，小浙的猜想是　 　(填“正确”或“错误")的。小浙建议　 　(填“要”或“不要”)考虑不同部位对测量结果的影响。
（2）探究与测温距离的关系时，保持　 　相同，实验数据如表：
间距/cm 1 2 3 4 5
温度/℃ 36.5 36.5 36.5 36.4 36.3
间距/cm 10 15 20 25 30
温度/℃ 36.1 35.7 35.1 34.7 34.1
由数据可知，在有效测温距离内，所测体温值与测温距离　 　(填“有关”或“无关”)，小明建议这种型号测温仪的有效测温距离在　 　厘米以内。
10.下表为光与温度影响某植物茎生长的实验结果，有关叙述不正确的是（ ）
茎长度 夜温15h
7℃ 17℃ 26℃
日温9h 30℃ 75cm 52cm 29cm
23℃ 60cm 50cm 35cm
7℃ 43cm 38cm 35cm
生长 性状 日温28℃ 夜温12℃
红光 远红光
茎长度 60.2cm 98.1cm
茎节数 20.5节 21节
A.茎的生长与光的性质及温度有关
B.茎的生长与夜温有关，与日温无关
C.日温30℃、夜温17℃比日温23℃、夜温26℃更有利于促进茎的伸长生长
D.在相同条件下，远红光下更有利于促进茎的伸长生长
【跟踪训练】
1.为探究温度对鲫鱼呼吸次数的影响的实验装置，在实验中改变温度，正确的操作是（ ）
A.在大玻璃杯中加冰块或热水做实验组，在水槽中放室温的河水做对照组
B.在大玻璃杯中加冰块或热水做对照组，在水槽中放室温的河水做实验组
C.在水槽中加冰块或热水做实验组，在大玻璃杯中放室温的河水做对照组
D.在水槽中加冰块或热水做对照组，在大玻璃杯中放人水草做对照组
2.将晒过的玉米粒随机分为相同的两份，其中一份烘干，另一份不作处理。然后，将它们放在不同温度的食用油中加热，实验结果如下表：
食用油的温度 未烘干的玉米粒 烘干的玉米粒
140℃以下 未爆开 未爆开
160℃ 部分爆开成爆米花 未爆开
180℃ 部分爆开成爆米花 未爆开
200℃ 全部爆开成爆米花 未爆开
220℃以上 全部爆开成爆米花并且糊了 未爆开
根据实验结果可知，利用玉米粒制得爆米花必须要具备的条件是（ ）
A.较高的温度 B.适量的水分 C.较大的质量 D.较高的温度和适量的水分
3．花园、庭院中的花盘和石块下，常常会看到一些身体略扁、长椭圆形、灰褐或黑色的小动物一鼠妇在爬行，还会发现潮湿的地方鼠如很多，这是为什么呢？
（1）提出问题：　 　？
（2）作出假设：鼠妇可能喜欢潮湿的环境。
制定并实施探究方案：在铁盘的一半放80g湿土，另一半放　 　，将10只鼠妇放佐两种土的交界处，放在适宜的环境下，认真观察鼠妇的行为。
（3）从方便和准确的角度看，应观察和比较　 　来确定鼠妇喜欢在何种坏境中爬行，并将现象记入下表。
环境 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 第6次 第7次 第8次 第9次 第10次
干燥 0只 1只 2只 0只 3只 1只 2只 0只 3只 2只
潮湿 10只 9只 8只 10只 7只 9只 8只 10只 7只 8只
（4）分析实验结果，得出结论。
根据以上的观察和分析：得出的实验结论是　 　。
（5）实验结束后怎么处理鼠妇 　 　 。
4．爬行动物是卵生动物，许多种爬行动物的卵发育成的个体是雄性还是雌性，与孵化时的环境温度有关。表中数据为不同发育温度下，部分爬行动物雄性个体出现的百分率。根据 表中数据，回答下列问题。
温度(℃) 22 24 26 28 30 32 34 36
种类及雄性比 (%) 密西西比鳄 0 0 0 10 20 50 100 100
红海龟 100 100 100 90 50 20 0 0
龟 0 10 60 100 6 30 0 0
绿草蜥 51 50 50 49 51 50 49 48
（1）性别发育不受温度影响的是　 　。
（2）22℃到36℃这一区间内，温度越高，雌性比例越高的的是　 　。
（3）以温度为横坐标、雌性比例为纵坐标绘出密西西比鳄的曲线图。
5．小明同学想：物体被从斜面的同一高度释放后滚动的快慢一样吗 他猜想物体滚动的快慢可能与物体的质量和形状有关。小明选择下列物品进行实验：一把米尺、一块塑料板、一个小球、同样规格的一只装满水的瓶子和一只空瓶子，如图B1-5-1所示。实验步骤如下：
①用塑料板搭成一个倾斜角度较小的斜面。
②将米尺横放在这块塑料板上，并握住它。
③将小球、装满水的瓶子和空瓶子放在斜面上。
④移走米尺，同时释放三个物体并观察它们滚动的快慢。
（1）选取小球时应该注意的问题是　 　。
（2）下面关于移走米尺的两种方案，你认为较为合理的是 (填“A”或“B”)。
A．沿箭头a方向，快速将米尺移走 B．沿箭头b方向，快速将米尺移走
（3）在步骤④中，要判定物体滚动的快慢与物体的形状是否有关，你的观察对象和方法是：　 　。
6．小李在探究影响鱼呼吸速率（即鱼每分钟开闭鳃盖的次数）
（1）请你补全小李的猜想：
①鱼呼吸速率可能与水温度有关；
②鱼呼吸速率可能与水温度无关
③　 　
（2）小李为研究水温对鱼呼吸速率的影响，进行了如下实验：
取五条相同的金鱼放在不同的水温下（其他条件相同），测出每分钟鱼呼吸的次数，请你分别写出测量水温和时间的仪器：　 　、　 　。
（3）小李在实验中得到四组不同温度下的呼吸速率，如表：
温度(摄氏度) 18 20 22 24
呼吸速度(次/分) 92 98 106 116
请你在图中画出鱼呼吸速率与水温的关系图:
（4）根据图表中的数据，写出你所得到的结论：　 　。
7．盛夏来临,人们又为“怎样才能晒不黑”而犯愁，资料表明：将皮肤晒黑的罪魁祸首是太阳光中的长波紫外线。 “好奇实验室”为此检测了若干衣服的防晒效果。
检测方法：先用光纤探头和计算机测算出阳光中的长波紫外线的强度；再把衣服挡在光纤探头上，测算出透射到光纤探头上的长波紫外线的强度，利用前后两次测得的长波紫外线的强度，计算出长波紫外线的透过率。实验数据如下表所示：
实验序号 衣服材质 衣服布料层数 长波紫外线透过率
1 天蚕丝 1 12%
2 2 5%
3 化纤 1 28%
4 2 14%
5 全棉T恤（白色） 1 7%
6 全棉T恤（黑色） 1 4
分析表中数据回答下列问题：
（1）该实验是通过比较　 　来分析衣服的防晒效果。
（2）比较实验1、2或3、4得到的结论是　 　。
8．“扔纸飞机”是民间传统游戏。某兴趣小组同学认为：纸飞机的飞行距离除了与发射速度的大小有关外，还可能与纸飞机大小、材料和发射角度等因素有关。为了验证猜想，小组成员将打印纸和旧报纸裁成不同面积的纸张，制作了相同的纸飞机若干个，利用固定在室内某一位置的简易发射器，以相同大小的发射速度和不同发射角度（发射方向与水平的夹角）进行多次实验，整理相关数据如表一。
表一：纸飞机飞行距离与发射角度关系记录表
编号 纸张大小 纸张材质 不同发射角度飞行的平均距离（米）
0° 15° 30° 45°
① 18厘米×26厘米 打印纸 6.5 15.8 15.0 8.9
② 18厘米×13厘米 打印纸 6.4 15.8 15.1 8.8
③ 18厘米×26厘米 旧报纸 5.6 14.2 13.2 7.6
表二：三架纸飞机实验要求
纸飞机 纸张大小 纸张材质 发射角度
甲 18厘米×13厘米 打印纸 15°
乙 18厘米×13厘米 旧报纸 30°
丙 18厘米×13厘米 旧报纸 15°
（1）结合表一信息，分析该实验中纸飞机距离与发射角度之间的关系： 　 　。
（2）在上述研究结果的基础上，若要寻找纸飞机最大飞行距离的发射角度，应如何进一步设置实
验？　 　。
（3）小组成员又制作了三架形状相同的纸飞机，用该发射器以相同大小的发射速度进行实验，实验要求如表二。若甲、乙、丙这三架纸飞机飞行距离分别为S甲、S乙、S丙，请预测它们的大小关系：　 　。
9．龟卵的孵化往往受环境温度的影响。为探究温度对某种龟卵孵化时间、孵化成活率及孵出性别的影响，研究者将数目相同的五组龟卵分别置于不同温度下孵化，结果如图所示。
（1）龟卵较大，卵内含有水分，卵外有坚韧的　 　保护，发育摆脱了对水的依赖，这是龟适应陆地生活的重要原因之一。
（2）据图甲判断，龟卵孵化的最佳温度范围为29℃～31℃，原因是当温度低于29℃时，龟卵的孵化时间相对较　 　，当温度高于31℃时，孵化成活率　 　。
（3）据图乙分析，该种龟在温度25-33℃范围内，性别分化的规律是　 　。
10.水蚤的身体呈半透明，制作装片后在低倍显微镜下可以观察到其心脏的搏动情况。某班甲、乙、丙、
丁四组同学，分别用滴管从10℃、20℃、30℃的三种含有水蚤的培养液中吸取培养液，滴在载玻片上，制成不同装片进行观察，得到数据如下表。试回答：
平均心率 （次／分） 温度 甲组 乙组 丙组 丁组
10℃ 281 191 192 187
20℃（室温） 288 286 289 291
30℃ 401 108 398 296
（1）本实验探究的问题是
（2）表中有错误数据的组别是 。
（3）表中有些实验数据有误，那是因为实验操作的时间太长，为什么实验操作的时间太长会引起数据错误？ 。
11.小科发现电脑是利用风扇来降温的，他想知道风扇产生的空气流动强度与哪些因素有关。他猜想可能 与风扇的扇叶宽度、扇叶长度、扇叶倾斜角度都有关系。为此他制作了几个不同的小风扇，并用一个转速为300转／分的电动机分别带动这几个风扇转动，去吹动同一位置的同一纸片（如图2-8所示）。下表为实验记录的数据：
序号 扇叶宽度/cm 扇叶长度/cm 扇叶倾斜角度θ 纸片被吹起的角度a
1 3 7 30° 30°
2 2 7 30° 20°
3 3 4 30° 20°
4 3 7 45° 40°
（1）实验中，小科是通过观察 来知道风扇产生的空气流动强度的。
（2）他在分析空气流动强度与扇叶长度的关系时，应选用序号为 的两次实验数据。
（3）根据序号为1、2的两次实验数据，可得到的结论是：风扇产生的空气流动强度与 有关。
（4）小科的父亲对他说：“生活中电风扇转动的速度都比较快，因此空气流动强度应与风扇的转动速度有关。”针对这个猜想，请你帮助小科设计一个实验方案加以验证。 。

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