【例1】 某组同学在探究光对鼠妇影响的实验时，拟定了以下实验计划，其中不正确的是 （）

A.提出问题:光会影响鼠妇的分布吗？
B.建立假设:光会影响鼠妇的分布
C.设置变量:设置黑暗潮湿和明亮干燥两种生活环境
D.实验对象:50只大小相似的健康鼠妇

C

【分析】本题是探究光对鼠妇分布的对照实验设计题，解题关键是牢记对照实验的单一变量原则：探究某一因素对实验对象的影响时，只能改变该探究因素，其他所有无关变量需保持相同且适宜。接下来逐一分析各选项，判断是否符合实验设计要求。
【解析】对照实验需遵循单一变量原则，本实验探究的是“光”对鼠妇分布的影响，因此变量只能是光，湿度等其他条件应一致。A选项提出的问题“光会影响鼠妇的分布吗？”符合探究实验的问题提出要求；B选项假设“光会影响鼠妇的分布”与问题对应，合理；C选项设置的环境同时存在光（黑暗/明亮）和湿度（潮湿/干燥）两个变量，违背了单一变量原则，实验结果无法确定是光还是湿度导致的，因此该计划错误；D选项选用50只大小相似的健康鼠妇，可减少偶然性，提高实验准确性，设计合理。
【答案】C
【知识点】对照实验的单一变量原则、探究实验的设计
【点评】本题考查初中生物探究实验的核心设计原则——单一变量原则，是实验题的基础考点，难度适中，主要考察学生对对照实验设计逻辑的理解，避免无关变量干扰实验结果。
【难度系数】0.5

【变式1】 在“探究鱼类适应水中生活的身体特征”的讨论中，属于设计实验的是
（）
甲:鲫鱼的鱼鳍有什么作用呢？
乙:可能是控制鱼体前进的方向吧。
丙:可能是保持鱼体的平衡吧。
丁:可以用细线和木板捆绑鱼鳍，观察鲫鱼的活动。

A.甲
B.乙
C.丙
D.丁

D

【分析】
要解决这道题，需先明确科学探究的基本环节：提出问题、作出假设、制定计划（设计实验）、实施计划等。甲的表述是提出需要探究的问题，乙和丙是对问题答案的猜测（作出假设），丁给出了具体的实验操作方法，属于设计实验的环节。题目要求选出属于设计实验的内容，据此判断。
【解析】
科学探究的各环节对应：
1. 提出问题：甲的“鲫鱼的鱼鳍有什么作用呢？”属于提出探究的问题；
2. 作出假设：乙“可能是控制鱼体前进的方向吧”、丙“可能是保持鱼体的平衡吧”属于对问题的假设；
3. 设计实验：丁“可以用细线和木板捆绑鱼鳍，观察鲫鱼的活动”是具体的实验方案设计，属于设计实验环节。
因此符合要求的是丁，答案选D。
【答案】
D
【知识点】
科学探究的基本环节；鱼类适应水中生活的特征
【点评】
本题结合探究鱼类适应水中生活特征的实例，考查科学探究的基本环节，需准确区分探究过程中不同环节的特点，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.6

【变式2】 我国每年有上百万人死于吸烟引起的疾病。为了提高同学们对烟草危害性的认识，某校科学兴趣小组开展了“烟草浸出液对水蚤心率的影响”的探究活动，步骤如下：
步骤一：将一支香烟浸在50毫升的水里面两小时，得到浸出液；用同样的方法得到40毫升、30毫升和20毫升的烟草浸出液。
步骤二：在烧杯中用吸管吸出一只水蚤放在载玻片上，在显微镜下观察水蚤心脏跳动并记录速率（单位：次/分钟，正常为100到350次/分钟）。
步骤三：将不同梯度体积分数的烟草浸出液滴加到载玻片上。
步骤四：记录数据，分析结果。

根据实验结果回答下列问题。
(1)设置一组清水的目的是。
(2)本实验所要探究的问题是什么？
？
(3)本实验建立的假设是什么？
。
(4)烟草浸出液对水蚤的心率有什么影响？
。

(1)对照
(2)烟草浸出液对水蚤心率是否有影响
(3)烟草浸出液对水蚤的心率有影响
(4)烟草浸出液浓度越大，水蚤心率越快

【分析】
本题围绕“烟草浸出液对水蚤心率的影响”的探究实验展开，需结合对照实验原理、探究实验的问题与假设逻辑，以及实验数据的分析来解答各问题：
1. 第一问：对照实验需设置对照组，清水组作为空白对照，用于与不同浓度烟草浸出液组对比，判断烟草浸出液对水蚤心率的影响，因此目的是对照。
2. 第二问：探究问题需围绕实验变量（烟草浸出液浓度）和观测指标（水蚤心率），明确实验要探究的核心关系。
3. 第三问：假设是对探究问题的合理推测，结合实验目的作出对应假设。
4. 第四问：分析表格数据，对比不同浓度烟草浸出液下水蚤心率的变化，总结规律得出结论。
【解析】
(1) 在探究实验中，设置清水组作为对照组，可排除无关变量的干扰，通过与不同浓度烟草浸出液组的结果对比，确定烟草浸出液对水蚤心率的影响，因此设置清水的目的是对照。
(2) 本实验的变量是烟草浸出液的浓度，观测指标是水蚤的心率，所以探究的问题是：烟草浸出液对水蚤心率是否有影响？
(3) 假设是根据探究问题作出的合理推测，结合实验目的，假设为：烟草浸出液对水蚤的心率有影响。
(4) 分析表格数据：清水组水蚤心率为36次/10秒，随着烟草浸出液浓度增大（50毫升→40毫升→30毫升→20毫升，浸出液浓度逐渐升高），水蚤心率依次为37、39、41、45次/10秒，心率逐渐加快，因此结论是：烟草浸出液浓度越大，水蚤心率越快。
【答案】
(1) 对照
(2) 烟草浸出液对水蚤心率是否有影响
(3) 烟草浸出液对水蚤的心率有影响
(4) 烟草浸出液浓度越大，水蚤心率越快
【知识点】
对照实验、探究实验、烟草浸出液对水蚤心率的影响
【点评】
本题是生物探究实验的基础题型，重点考察对照实验设计、探究问题与假设的逻辑，以及实验数据的分析能力，是探究实验部分的典型题目，难度适中。
【难度系数】
0.6

【例2】 小明了解到“皮肤能阻挡微生物侵入人体”后，想了解果皮能否成为阻挡微生物的屏障。于是设计了如下实验：
步骤一:取三个新鲜、等大的苹果,洗净、消毒,分别标为A、B、C。
步骤二:再取一个腐烂的苹果,将牙签插入这个苹果的腐烂部位,然后拔出,用该牙签的尖端轻轻地在A苹果的表面滑动,不划破果皮;将牙签再次插入腐烂的苹果里,然后拔出,用牙签尖端在B苹果上划出一条狭长的划痕,并划破果皮;对C苹果不做任何处理。
步骤三:将A、B、C三个苹果分别放入相同的三个消过毒的塑料袋中,放在温暖
的地方。每天观察一次,并记录观察到的实验现象。
根据上述实验,回答下列问题。
(1)为什么要将三个苹果洗净、消毒?
。
(2)实验中,把牙签插入苹果腐烂部位的目的是。
(3)请你帮助该同学设计一个表格,用来记录前三天观察到的现象(填写项目名称,实验现象不需填写)。

【变式】 小明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/min的电动机分别带动这几个风扇转动(如图所示)。实验记录的数据如表所示:


请回答下列问题。
(1)实验中,小明是通过观察来判断风扇产生的空气流动强度的。
(2)小明在分析空气流动强度与扇叶宽度的关系时,应选用序号为的两次实验数据。
(3)根据序号为1、3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)小明的父亲对他说:“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,请你帮助小明设计一个实验方案加以验证。
。

(1)去除苹果表面的微生物，防止对实验产生干扰
(2)使牙签带上微生物
(3)[图1]
(1)纸片被吹起的角度
(2)1、2
(3)扇叶长度
(4)利用同一个扇叶，使其几次转动速度不同，观察纸片被吹起的角度是否相同。如果相同，说明与转动速度无关，如果不相同，说明与转动速度有关

【分析】
本题分为生物实验探究和物理实验探究两部分。生物部分实验目的是探究果皮能否阻挡微生物，需排除苹果表面原有微生物的干扰，洗净消毒是为了消除无关变量影响，牙签插入腐烂部位是为了获取实验所需微生物；物理部分探究风扇空气流动强度的影响因素，采用转换法（通过纸片被吹起角度判断流动强度）和控制变量法，分析数据时需控制其他变量不变，验证转速影响时需保持扇叶其他属性仅改变转速，遵循对照实验原则。
【解析】
例2部分
(1) 苹果表面原有微生物会干扰实验结果，无法确定是果皮的阻挡作用还是原有微生物的影响，因此洗净消毒是为了去除苹果表面的微生物，防止对实验产生干扰。
(2) 腐烂苹果含大量微生物，将牙签插入腐烂部位可让牙签携带这些微生物，作为实验中微生物的来源。
(3) 记录前三天现象的表格需包含日期（第1天、第2天、第3天）、苹果编号（A、B、C）、实验现象等项目（具体表格如图1所示）。
变式部分
(1) 空气流动强度无法直接观察，实验中通过纸片被吹起的角度间接判断，即转换法，因此答案为纸片被吹起的角度。
(2) 分析空气流动强度与扇叶宽度的关系时，需控制扇叶长度、倾斜角度相同，仅改变扇叶宽度，符合条件的是序号1、2的实验数据。
(3) 序号1、3的实验中，扇叶宽度、倾斜角度相同，仅扇叶长度不同，因此可得出结论：风扇产生的空气流动强度与扇叶长度有关。
(4) 验证空气流动强度与转动速度的关系，需控制扇叶的宽度、长度、倾斜角度均相同，仅改变转动速度，观察纸片被吹起的角度是否变化，从而判断两者是否有关。
【答案】
(1)去除苹果表面的微生物，防止对实验产生干扰
(2)使牙签带上微生物
(3)[图1]
(1)纸片被吹起的角度
(2)1、2
(3)扇叶长度
(4)利用同一个扇叶，使其几次转动速度不同，观察纸片被吹起的角度是否相同。如果相同，说明与转动速度无关，如果不相同，说明与转动速度有关
【知识点】
生物实验设计、物理实验方法（控制变量法、转换法）
【点评】
本题融合生物与物理的实验探究知识，重点考察实验设计的基本原则和常用科学探究方法，是培养学生科学思维与探究能力的典型题目，符合学科交叉的探究题型特点。
【难度系数】
0.6