小学科学实验操作手册及试题

科学实验是培养小学生探究能力、逻辑思维与实践精神的重要途径。本手册精选适合小学阶段的经典实验，结合操作规范与原理分析，配套针对性试题，助力学生夯实科学素养，提升动手与思辨能力。第一部分：小学科学实验操作手册实验一：植物向光性探究实验实验目的：观察植物生长是否具有向光性，理解植物对环境刺激的响应机制。实验材料：生长健壮的绿豆幼苗（或向日葵幼苗）、不透光的纸盒（如鞋盒）、剪刀、直尺。实验步骤：1.将绿豆幼苗小心移入纸盒中央，确保幼苗茎秆直立，叶片舒展。2.用剪刀在纸盒一侧（如左侧）距离底部约5cm处剪一个2cm×2cm的方形小孔，模拟单侧光源。3.将纸盒放置在阳光充足且环境稳定的窗台，避免纸盒晃动或倾斜。4.每天同一时间（如上午10点）打开纸盒，观察幼苗生长方向、茎秆弯曲角度，用直尺测量茎秆长度与弯曲程度，记录在实验手册上。5.连续观察5-7天，对比实验前后幼苗的生长变化。注意事项：纸盒需完全遮光（可在内侧贴黑纸），仅保留单侧小孔透光，避免其他光源干扰。移动幼苗时轻拿轻放，避免损伤根系或茎秆，影响实验结果。实验原理：植物茎尖能分泌生长素，单侧光照会使生长素在背光侧分布更多，导致背光侧细胞伸长更快，最终使植物向光弯曲生长，这是植物适应环境的重要特性。实验二：摩擦力的影响因素探究实验目的：探究接触面粗糙程度、物体重量对滑动摩擦力的影响，理解摩擦力在生活中的应用。实验材料：光滑木板（如桌面）、砂纸（粗糙面）、不同重量的木块（或带挂钩的小盒+砝码）、弹簧测力计、毛巾（可选）。实验步骤：1.检查弹簧测力计指针是否归零，用手轻拉挂钩，确认指针灵活。2.探究接触面粗糙程度的影响：将木块放在光滑木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，读取测力计示数（即滑动摩擦力大小），记录数据。保持木块重量不变，将木板替换为砂纸（粗糙面朝上），重复上述操作，记录示数。（可选）再将砂纸替换为毛巾，重复实验，对比三组数据。3.探究物体重量的影响：保持接触面为光滑木板，在木块上添加砝码（或小盒内加沙子），增加木块总重量。用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记录示数，与步骤2中“光滑木板+无砝码”的示数对比。继续增加砝码，重复实验，观察摩擦力随重量的变化规律。注意事项：拉动木块时必须水平匀速，避免加速或减速导致测力计示数波动（可通过“慢走匀速拉”的节奏控制）。读取测力计示数时，视线需与指针水平对齐，避免视差误差。实验后及时清理砂纸、木板上的碎屑，保持器材整洁。实验原理：滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度（粗糙面摩擦力大）和物体对接触面的压力（重量越大，压力越大，摩擦力越大）有关。生活中，鞋底的花纹、汽车刹车装置等都利用了摩擦力的原理。实验三：淀粉遇碘变蓝的特征反应实验目的：通过实验验证淀粉的化学特性，学会用碘液检测淀粉的方法。实验材料：淀粉溶液（或馒头碎屑、土豆切片）、碘酒（稀释后的碘液）、滴管、试管（或透明塑料杯）、卫生纸。实验步骤：1.取少量淀粉溶液倒入试管（约占试管容积的1/3），或用滴管取馒头碎屑、土豆切片置于白瓷盘中。2.用滴管吸取少量碘酒（避免滴入过多导致颜色过深），缓慢滴入淀粉溶液中（或滴在馒头碎屑、土豆切片上）。3.观察溶液（或固体表面）的颜色变化，记录现象。4.用卫生纸擦拭滴管和试管，整理实验台。注意事项：碘酒具有一定刺激性，避免滴入眼睛或误食，若不慎接触皮肤，及时用清水冲洗。实验后将剩余碘酒、淀粉溶液倒入指定废液缸，不可随意倾倒。选择白色容器或白瓷盘，便于清晰观察颜色变化。实验原理：淀粉分子由大量葡萄糖单元组成，其螺旋结构能与碘分子形成蓝色络合物，这是淀粉的特异性检测方法（可用于鉴别食物中是否含淀粉）。实验四：月相变化的模拟实验实验目的：通过模拟实验理解月相成因，识别不同月相的形态特征。实验材料：排球（或篮球，代表月球）、手电筒（代表太阳）、黑色幕布（或黑暗房间，模拟黑夜）、标记笔（可选）。实验步骤：1.拉上窗帘，关闭室内灯光，营造黑暗环境（模拟地球的黑夜）。2.一名同学手持手电筒（打开），站在房间一侧，代表“太阳”；另一名同学手持排球，站在“太阳”与观察者（代表地球）之间，保持排球、手电筒、观察者的眼睛在同一水平高度。3.观察者从“地球”的角度（自身位置），观察排球被手电筒照亮的部分（亮面），记录亮面的形状（如“月牙形”“半圆形”“圆形”等）。4.手持排球的同学缓慢转动（模拟月球绕地球公转），每转动30°（约1/12圈），观察者重复步骤3，记录不同位置的月相形状。5.结合记录的月相，尝试按“新月→上弦月→满月→下弦月”的顺序排列，理解月相的周期性变化。注意事项：实验需在黑暗环境中进行，确保手电筒光线为唯一光源，避免环境光干扰亮面观察。转动排球时，保持手电筒、排球、观察者的相对位置稳定，模拟“太阳-月球-地球”的空间关系。实验后及时关闭手电筒，节约用电，整理器材。实验原理：月球本身不发光，我们看到的月相是月球反射太阳光的部分。由于月球绕地球公转，地球、月球、太阳的相对位置不断变化，导致从地球视角看到的月球亮面形状（月相）周期性变化（周期约29.5天）。第二部分：小学科学实验配套试题一、实验操作题（任选1题，按要求完成实验设计或操作分析）1.种子萌发的条件探究：请你设计一个实验，探究“水分”对种子萌发的影响（提示：控制变量法）。写出实验材料：______写出实验步骤（需体现“控制变量”的思路）：______预测实验结果：______2.摩擦力实验的改进：在“摩擦力的影响因素”实验中，若没有弹簧测力计，如何粗略比较摩擦力的大小？请写出你的方法（提示：利用“转换法”，如通过拉动的难易程度、物体运动状态等判断）。二、选择题（每题只有1个正确答案）1.做“植物向光性”实验时，纸盒的作用是（）。A.给植物保暖B.模拟单侧光照C.装饰实验台D.防止昆虫破坏2.用碘酒检测淀粉时，观察到的现象是（）。A.溶液变红色B.溶液变蓝色C.产生气泡D.溶液变浑浊3.模拟月相实验中，“太阳”“月球”“地球”的位置关系是（）。A.太阳在月球和地球之间B.地球在太阳和月球之间C.月球在太阳和地球之间D.三者无固定位置三、简答题1.为什么“摩擦力实验”中必须“水平匀速”拉动木块？请结合实验原理分析。2.结合“月相模拟实验”，解释为什么农历十五的月亮通常是“满月”。试题参考答案（供教师参考）一、实验操作题1.种子萌发（水分影响）实验：实验材料：绿豆种子（20粒）、两个相同的透明塑料盒、湿纸巾、干纸巾、标签纸。实验步骤：①给两个塑料盒贴标签，分别为“实验组（有水）”“对照组（无水）”。②在两个盒内各铺一层纸巾，实验组铺湿纸巾（保持湿润），对照组铺干纸巾（保持干燥）。③每个盒内均匀放置10粒绿豆种子，确保种子与纸巾充分接触，且两个盒的温度、光照条件完全相同（如都放在窗台）。④每天观察并记录种子的萌发情况（如发芽数量、芽长等）。预测结果：实验组（湿纸巾）的种子大部分萌发，对照组（干纸巾）的种子基本不萌发（或萌发极慢）。2.无测力计比较摩擦力：方法：在木块上依次放置不同重量的砝码（或书本），用相同大小的力（如用手匀速拉动，保持拉力感觉一致）拉动木块，观察木块的运动状态：若木块“很难拉动”（或拉动后速度明显减慢），说明摩擦力大；若木块“容易拉动”（或拉动后速度稳定），说明摩擦力小。（原理：当拉力相同时，摩擦力越大，物体越难运动，通过“拉动难易程度”转换为摩擦力的大小比较。）二、选择题1.B（纸盒剪孔模拟单侧光照，控制变量）2.B（淀粉遇碘变蓝是特征反应）3.C（模拟时，月球在太阳和地球之间，对应新月等月相；满月时地球在中间，但实验中通过转动模拟公转，初始位置为月球在中间）三、简答题1.水平匀速拉动的原因：当木块水平匀速运动时，根据“二力平衡”原理，弹簧测力计的拉力与滑动摩擦力大小相等、方向相反（拉力水平，摩擦力也水平，且匀速时合力为0）。因此，测力计的示数直接等于摩擦力的大小。若加速拉动，拉力会大于摩擦力，示数偏大；若减速拉动，拉力会小于摩擦力，示数偏小。2.农历十五的满月成因：农历十五时