中考物理探究全攻略.doc

中考物理实验探究全攻略近几年中考物理试题中，实验探究题所占的分数比重不断增加，学生失分状况有逐渐严重的趋势。下面就中考物理试题中较为普遍的失分点进行分析，提出一些应对策略，供同学们参考。一、分析所给现象或规律，提出有价值的问题例1、玻璃杯从一定高处掉到水泥地上会破碎，而掉到沙坑里却不容易破碎请你针对对这一现象，提出一个问题：_解析：首先把两种物理现象作比较，分析它们的相同点：玻璃杯都从高处落下。然后分析不同点：（1）一个落在坚硬的水泥地，一个落在柔软的沙坑。（2）产生了大小不同的冲击力。（3）玻璃杯和地面相互作用的时间不同。最后根据分析提出问题（任选其一）：问题1：玻璃杯掉到地上是否破碎与下落高度、地面的软硬程度有什么关系？问题2：一个物体撞击其它物体时，撞击力的大小是否与相互作用的时间有关?分享：同学们在提出问题的环节中容易出现的错误或不妥是：（1）陈述观点而不是提出问题，例如“玻璃杯掉到水泥地上会破碎，是因为地面比较硬”。（2）所提问题没有价值或无法探究。例如“为什么玻璃杯掉到水泥地上会破碎，而掉到沙坑里却不容易破碎呢？”。（3）所提问题与所给现象无关，即偏离了试题所设定的情境。例如“什么样的玻璃杯掉到水泥地上不会破？”例2、小明放学后把自行车放在楼下就上了楼，妈妈提醒道：“今天阳光很强，自行车不要放到阳光下，会爆胎的。”小明并没有在意妈妈的话。当他想骑车上学时却惊呆了：车胎真的爆了！他不明白为什么会这样，想探究一下。请你帮他提出一个可探究的问题：_解析：首先把车子爆胎与所学知识相联系：因为车胎内气体压强增大，超出了车胎的承受能力才造成爆胎的。然后分析气体压强增大的原因：车胎内的气体质量没有增加；车胎的体积也没有发生较大变化；阳光照射使得车胎内气体的温度升高。最后根据分析提出问题（任选其一）：问题1：一定质量的气体，在体积不变时压强与什么因素有关？问题2：一定质量的气体，在体积不变时压强与温度有无关系？分享：若所给物理情景中的物理道理隐藏得很深，我们必须把所给物理情景和所学知识联系起来，真正把物理情景中所蕴含的知识点找出来，也就是找出给定的物理情景所反映的物理本质，再利用分析结果提出问题。二、根据已有信息进行科学猜想例3、物理兴趣小组的同学们正在讨论一个问题：午夜时分灯泡为什么比平时亮？妞妞同学说：“晚上路灯看起来比白天亮很多，所以我猜想”成成同学说：“灯泡两端的电压越大，灯泡的实际功率就越大，灯泡也就越亮。但是，灯泡两端的电压220V是不会改变的呀，所以我猜想午夜灯泡更亮不是事实。”聪聪同学说：“导线其实是有一定电阻的，导线跟用电器是串联关系，如果用电器的总电阻发生变化，那么用电器分得的电压就要变化。”淘淘抢过聪聪的话说：“聪聪说得没错，我猜想：午夜时家庭使用的电器变少，用电器的总电阻，用电器两端的电压，所以”请你补全同学们讨论中被隐藏的部分：妞妞同学的猜想_；淘淘同学的猜想是_。解析：（1）妞妞是根据生活经验进行猜想的，“晚上路灯比白天亮”，跟“午夜灯泡比平时亮”两个现象类比，具有相同的特点：晚上比白天环境更黑；午夜比平时环境更黑，因此两个现象的原因也就相同。所以妞妞的猜想是：由于午夜环境比平时黑所以显得灯更亮。（2）从成成到聪聪再到淘淘，都是根据已有知识进行猜想的，采用的是推理的方法。首先灯泡变亮一定是实际电功率变大了；然后功率变大一定是灯泡两端电压变大了；最后根据串联电路分压特点推理得知一定是用电器电阻变小了。所以淘淘同学的猜想是：午夜时家庭使用的电器变少，用电器的总电阻变大，用电器两端的电压变大，所以灯泡变亮。”分享：有依据的猜想才是科学的猜想，生活经验、实验现象、已有知识等都可以作为猜想的依据。猜想的方法有直接法、归纳法、推理法、类比法、逆反法等。例4、将两手的食指放在一根铅笔（或直尺）的两端下面（如图），尽量使铅笔（或直尺）保持水平，向铅笔（或直尺）的中部移动手指。重复几次，你发现了吗？两个手指总是交替向中间移动的。为什么会出现这种现象呢？请你实际做一做，并作出猜想_。解析：此例是根据实验现象进行猜想的，所以一定要实际做而且要认真体会手指的感觉。你发现了吗？除了试题中所说的现象外，不移动的手指受到更大的压力和摩擦阻力。答案：铅笔对两个手指的压力交替变大，两手指受到的摩擦力就交替变大，所以两手指交替移动。分享：通过本例题我们归纳出一个经验：首先要有猜想的依据，然后再采用正确的方法进行猜想。本例中采用了直接根据自己的体验进行猜想，同时也用到了摩擦力与压力的关系、运动与力的关系等已有知识进行推理。所以猜想的方法之间并不一定独立使用的。二、合理设计或完善实验方案例5、为了探究力能否使玻璃瓶发生形变，小林把玻璃瓶装满水，然后用带有细玻璃管的橡胶塞塞紧瓶口，组装好的实验装置如图所示。其中，细玻璃管上有刻度，便于观察细玻璃管内水面的变化。小林用力挤压玻璃瓶壁，发现细玻璃管内水面上升了。于是他得出结论：细玻璃管内水面上升，表明力使玻璃瓶发生了形变。小华却认为：细玻璃管内水面上升，可能是由于手挤压玻璃瓶壁时，瓶内水的温度升高所致，因此不能说明力使玻璃瓶发生了形变。要求只利用如图所示的装置，通过实验证明力能使玻璃瓶发生形变。请你写出主要实验步骤和相应的实验现象。解析：小华之所以怀疑液面升高是由于水温度升高所致，是因为液面升高时同时发生了水温升高和瓶子被挤压两种变化。只要把两种变化分开观察，就能证明液面升高的真正原因了。或者我们让温度升高的同时改变压力的大小，若液面升高得程度改变了，也能说明是压力改变了液面的高低。（1）双手捂住瓶壁，观察水面有无变化（现象：水面无明显变化）（2）用力挤压瓶壁，观察水面有无变化（现象：水面明显上升）（3）停止挤压，手扔留在原处，观察水面有无变化（现象：水面明显下降）方案二：（1）双手握住瓶子用力挤压，记下液面升高的高度h1（2）双手用力小一点挤压瓶壁，记下液面升高的高度h2现象：h1 h2，说明力能使玻璃瓶发生形变。分享：本题实际上是要求我们完善实验方案，那就要找到原实验方案的漏洞所在：变量不唯一（瓶壁受挤压同时水温升高）。在无法控制变量的情况下，将水温升高有可能造成的影响与挤压瓶壁造成的影响分离，或者改变其中一个变量的大小，通过比较出现的现象就能顺利解决问题。例6、小明想测量一段电阻丝Rx的阻值（约10）。他连接了如图所示的电路，闭合开关后发现电压表已损坏，将其拆除，不改变其他电路元件的连接方式，小明也完成了实验。请简述实验步骤并写出计算Rx的最后表达式。（已知滑动变阻器的最大阻值为R0）实验步骤：_表达式：Rx= _。解析：没有电压表，就不能用伏安法测量电阻了，只能借助滑动变阻器进行间接计算。滑动变阻器的阻值可以调节为0，也可以调节成R0，当滑动变阻器的阻值调节到0时，通过电源电压U和电流表示数可计算得到Rx的阻值，即：Rx= ，但U是未知的。当滑动变阻器的阻值调到R0时，用电源电压U和电流表示数可计算总电阻，总电阻减去R0就等于Rx，即：Rx= R0，但是这里U仍然是未知的。以上分析表明，有两个未知数U和Rx，可以列出两个方程，因此解方程即可计算出Rx的阻值。答案：实验步骤：闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I1；将滑动变阻器连入电路的阻值最大，记下电流表示数I2。 表达式： Rx= R0Rx分享：实验方案的一般设计方法：1、明确实验目的。2、运用所学知识确定实验原理。3、写出实验步骤和所需器材，注意尽量减小实验误差。如果要求利用现有器材设计实验方案，则一般采取的方法是：分析所给器材能测的物理量或进行的实验，再根据所学知识研究如何实现实验目的。三、运用所学知识判断故障原因，排除实验故障例7、如图是同学们探究小灯泡电功率的实验电路图，灯泡的额定电压是2.5V，电阻约为10，滑动变阻器上标有“50 2A”的字样。（1）第一实验组的同学们发现，闭合开关后灯泡不亮，电流表和电压表均有较小示数。原因可能是滑动变阻器接入电路的阻值_，要检验此判断是否正确，你建议进行的操作是_。（2）第二实验组同学闭合开关后灯泡也不亮，观察发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压。请你判断可能的原因_，建议进行的操作_。解析：（1）电流表和电压表示数较小，灯泡不亮，说明电路没有断路现象，灯泡也没有被短路。唯一的原因就是灯泡获得的电压过小，灯丝温度太低所以不亮。考虑到滑动变阻器的最大阻值50比灯泡电阻10大很多，所以故障原因可能是：滑动变阻器接入电路的阻值太大。建议进行的操作是：改变滑动变阻器滑片的位置，观察灯泡的亮度。（2）灯泡不亮，电流表无示数，可能是断路所致。断路的位置从电压表判断，电压表示数接近电源电压，说明是与电压表并联的电路出现断路。所以判断故障原因可能是：灯丝断了。建议进行的操作：换用新的灯泡进行实验。分享：对于电学实验中滑动变阻器的故障一般有以下几种：（1）滑动变阻器接入电路的阻值太大，可能造成灯泡不亮。（2）滑动变阻器接入电路的阻值太小，可能造成灯泡两端的电压大于额定电压而过亮甚至烧坏灯泡。（3）滑动变阻器错接成定值电阻，现象是无论怎样移动滑片，电压表和电流表示数都不变，且两表示数较小。（4）滑动变阻器错接成导线。现象是电压表和电流表示数都不变，且两表示数较大。对于灯泡不亮的原因一般有两个：短路或断路。灯泡短路的现象还有：电流表有示数、电压表无示数。灯泡断路的现象还有：电流表无示数、电压表有示数（接近电源电压）。例8、在利用如图所示的压强计探究液体内部压强特点前，小明先用手指按压探头的薄膜，发现U形管中右侧的液面上升，左侧液面下降。然后移开手指，小明发现两液面并不相平，左侧液面较高了。请你帮小明判断故障原因：_，并提出解决方案_。解析：当用力按压压强计探头的薄膜时，胶管中的气体压强增大，大于U形管中右面液体上部的大气压强，因此左面液面就会下降。放手后左面液面高于右面液面，说明胶管内的气压小于右面的大气压。这可能是胶管两端连接处密封不紧，用手按压薄膜时造成气体外泄造成的。答案：故障原因：胶管两端连接处漏气了。解决方案：取下胶管重新连接。分享：实验过程中故障的判断和排除是基本的实验技能之一。只要我们了解实验器材的原理和使用方法，理解实验过程涉及的物理知识，就能从容应对可能出现的故障。四、关注实验细节，减小实验误差在进行实验的探究阶段，通常考察实验过程的细节，如操作方法、注意事项、需要满足的条件、仪器选择、误差讨论等。要想正确回答这些问题，我们必须掌握实验所涉及的知识，了解实验仪器的使用方法、注意事项，还要对实验过程进行细致的分析：每一步用到什么知识、得到什么数据、实现什么目的等。例9、某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值，实验步骤如下：（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目的是_。（2）如图1所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为29.9 N。 （4）如图2所示，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为_ cm，计算出活塞的横截面积。（4）计算得到大气压强的数值为_Pa。（5）同学们发现实验误差较大，请分析，该实验过程中导致误差的因素有（请写出两条）：_ ；_。图1图2解析：先了解实验原理和实验过程：排出注射器里的气体，慢慢拉动活塞，根据平衡力的知识得到：拉力等于大气压力。利用体积和长度求得活塞的横截面积，再用大气压力除以横截面积就等于大气压的值。分析每一步骤中对结果的影响：第一步注射器内可能有少量气体不能被排出；第二步弹簧测力计读数会有误差；第二步中拉力等于大气压力的条件是忽略摩擦；第三部中容积、长度存在误差。答案：（1）排出注射器内的气体，并防止气体再次进入注射器。（3）6 （4）8.97104（5）注射器内的气体不能全部排出；拉动时活塞和筒壁间存在摩擦。分享：解答此类题时应注意：先对整个实验过程做全面了解，不能读一问答一问；讨论误差时从每一实验步骤仔细分析，找到影响较大的因素。计算时注意面积单位的正确换算。例10、小英和小芳同学分别在做“观察海波的熔化”实验，使用了如图所示的实验装置，小英记录的实验数据如下表：时间/min012345678910温度/4042444648484848495051（1）请你写出一条实验中的注意事项_。（2）海波熔化共用了_分钟。小芳同学实验时发现海波熔化时间短，不便于观察熔化时的实验现象和记录实验数据。在不改变原来实验装置的情况下，请你告诉她一种延长海波熔化时间的方法_（3）细心的小英发现：在加热条件相同的情况下，海波熔化后升温比熔化前升温缓慢了，然后和其他组同学交流也发现了同样的现象，请你说出这种现象可以说明什么？_。解析：（1）此实验的注意事项可以从以下几个方面考虑：实验仪器的使用应该注意的问题；实验过程中安全方面的注意事项；为了减小误差应该注意的问题等。答案：温度计的玻璃泡不能碰到试管底部；酒精灯不慎失火要用湿布盖灭；要不断搅拌保证海波受热均匀（只要答出一条，合理即可）（2）海波熔化吸热，如果海波在想等的时间内吸收的热量减少，那么熔化的速度就会减慢。影响海波吸收热量快慢的因素有：火焰的大小、火焰的位置、烧杯中水的多少、环境的温度、海波的多少等。答案：3，延长海波熔化时间的方法有：增加水的质量；把酒精灯火焰调小；增加海波的质量等。（3）液态海波温度升高得比固态慢，说明加热时间相同（吸收相同的热量）时，液态海波升高的温度较小，这跟物质的比热容有关。利用热量的计算公式即可分析出结论。答案：海波熔化后比热容变大。分享：中考物理试题中重点考察的仪器使用方法和注意事项总结如下：（1）天平：注意要遵循“左物右码”的原则；必须用镊子夹砝码；调节横梁前把游码拨到标尺左端的0刻度线处；称量质量过程中不能调节横梁。（2）温度计：温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中；玻璃泡不能碰到容器底和容器壁；读数时视线要与温度计中液柱的上表面相平；被测温度不能超过温度计的量程。（3）电流表和电压表：电流表要与被测用电器串联；电压表要与被测用电器并联；让电流从正接线柱流入，从负接线柱流出；被测电流或电压不能超过电表的量程；绝对不允许不经过用电器将电流表直接与电源相连；读数时要先观察所接量程并判断分度值。（4）滑动变阻器：接线柱要遵循“一上、一下”的原则；闭合开关前滑片要滑动到阻值最大处。五、分析实验现象，处理实验数据，得出实验结论例11、汽车追尾是高速公路上常发生的交通事故，其重要原因是遇到意外情况时不能立即停车。研究发现，司机从看到情况到踩刹车需要一段时间，这段时间叫反应时间；在反应时间内汽车要保持原速前进一段距离，这段距离叫反应距离；从踩刹车到车停止，汽车还要前进一段距离，这段距离叫制动距离。如图1所示。反应距离s1制动距离s2图1速度（0t0图2下表是一个机警的司机驾驶两辆不同的保养得很好的汽车，在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时，测得的反应距离和制动距离。原行驶速度/kmh-1反应距离s1/m制动距离s2/m货车小汽车货车小汽车货车小汽车60601111252080801515403410010019196354（1）利用上表数据，算出该司机的反应时间大约是 s；（保留两一小数）（2）由这个测试可见， 是影响汽车制动距离的主要因素,并尝试对此进行解释_ （3）请在图2中画出从司机看到情况开始计时，到汽车停止的这段时间内，汽车运动的-t 图像。（不需准确描点）解析：（1）在反应时间内，汽车还没有收到制动，所以仍然以原来速度行驶，因此反应时间等于反应距离除以原行驶速度。答案：0.7（2）由表中数据可知：速度相同时，货车比小汽车制动距离远；同一辆汽车，速度越大，制动距离就越大。那么除了原行驶速度之外，什么因素还影响制动距离呢？联系我们所学惯性的知识可确定，另一因素是汽车的质量。如何解释汽车的制动距离与汽车的质量、车速有关呢？我们联想到：质量、速度决定了物体动能的大小。所以我们可以从能量的角度解释。速度（0t0图3答案：汽车的质量和汽车原行驶速度。解释：制动时车的动能转化为其他形式的能，汽车的质量越大、速度越快，汽车的动能就越大，汽车就越不容易停下来。（3）从司机看到情况开始计时，到汽车实施制动，汽车匀速运动，制动后汽车减速行驶直至速度为零。因此图像如图3所示：分享：分析实验现象的过程中要联系所学知识，才能把握现象的本质。上例处理数据时采取了比较法和图像法。比较法就是比较各数据间的大小关系，注意数据之间相等和不等所表示的意义所在。图像法可以让我们比较直观地发现实验中包含的物理规律。例12、为了研究影子长度与哪些因素有关，某科学兴趣小组的同学做了如图实验：在水平地面上竖直固定一根长杆，长杆上装有一个可以上下移动的点光源A，再在地面上竖立一根短木条(短木条始终低于点光源A)。(1)保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A从图示位置逐渐向上移动，测得数据如下表： 点光源的高度Hcm2030405060影子长度Lcm3015107.56该科学兴趣小组同学做此实验，想要验证的假设是 (2)分析上述实验数据还可得到：在点光源逐渐上移过程中，若点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量 (选填“增大”、“减小”或“不变”)(3)图中S可表示点光源到短木森放熙离，如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系，应如何操作 解析：（1）本题的实验目的是“研究影子长度与哪些因素有关”，再根据数据就可确定想要验证的假设：影子的长度与点光源的高度有关。（2）注意到是“影子长度L的变化量”，所以我们要进行计算：影子长度L的变化量依次是：15cm、5cm、2.5cm、1.5cm。规律一目了然：若点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量减小。（3）采用控制变量法，保持其他变量不变，只改变S，再看L的变化规律。答案：保持光源的高度不变，让短木条远离或靠近长杆，测量S大小和影子长度L，填入设计的表格。分享：（1）在实验探究中，无论是猜想与假设环节，还是得出结论的环节，都要先明确探究目的，所做的猜想和得到的结论要扣紧实验目的。（2）上例利用计算的方法处理数据。就是根据猜想进行有关计算，可以将计算结果计入表格中，也可不计入表格。六、讨论实验成败，探求改进措施例13、 在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，图4是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据。（1）由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为_ J，人做的总功为_J。(2)对以上两个计算结果进行比较,你认为他的实验数据合理吗_,理由是_。结合弹簧测力计放大图，可知小强是由于_致使表中数据_发生错误。（3）在该次实验中，所测滑轮组的机械效率应该为_图4（4）小明认为为了减小误差，应多次测量求平均值。他建议小强再改变钩码个数重做几次实验，计算机械效率的平均值。你同意小明的建议吗？为什么？解析：有用功和额外功的总和叫做总功，但经过计算我们发现，总功小于有用功，所以结果不合理。观察弹簧测力计我们看到，它的分度值是0.2N，拉力F应该是0.8N。小明的建议适用于一般的测量实验，但如果改变了钩码个数机械效率就发生了变化，求平均值也就没有意义了。我们知道，物体越重机械效率就越高，因此不能求平均值。答案：（1）0.1，0.06 （2）不合理，有用功应小于总功。看错了测力计的分度值，0.4N，（3）82.5% （4）不同意，因为钩码越重，机械效率就越高，求平均值没有意义。分享：在所给实验数据中找出不符合规律或与物理原理相悖的数据是中考经常考察的题型。不能利用求平均值法来减小误差的还有：测量灯泡的电阻；测量灯泡的额定电功率等。例14、妮妮学了电学之后，想探究家里的电水壶烧水过程中能量转化的效率。妮妮找到电水壶的说明书如图所示。她把电水壶装满水，用温度计测出水温为20。从接通电源开始计时，直到水沸腾为止，共用时13分钟。妮妮利用已知数据进行了计算得到如下结果：水升高的温度80；水的质量3kg；水吸收的热量1.00810J；电水壶消耗的电能1.1710J；电水壶的效率86%。妮妮把探究过程和计算结果告诉了老师。老师说凭经验电水壶的效率还应该再高些才对。请你从妮妮的探究过程中查找出两条理由，能够说明妮妮探究结果可能较小，并分别提出改进措施。理由1_改进措施_理由2_，改进措施_解析：电水壶的能量转化效率等于水吸收的热量Q与消耗电能W的比值。其中Q=cm（tt0），W=pt，效率值较小，就是Q较小而W较大。分析m、（tt0）可能较小的原因，再分析p、t可能较大的原因，即可找到需要的理由。此处要用到的知识有：沸点与什么因素有关；Q=cm（tt0）的适用条件；额定功率和实际功率的关系等。答案：理由1：由于气压的关系沸点可能大于100。改进措施：水的末温用温度计实际测量。理由2：水沸腾时吸收的热量不能由公式Q=cm（tt0）计算得到。改进措施：水沸腾前计时停止，同时测量水的温度。理由3：实际电压可能小于220V，电水壶的功率可能小于额定功率。改进措施：尽量关掉家里其他大功率的用电器，并避开用电高峰期进行实验。分享：新课标对科学探究的“交流和评估”的要求：有评估意识，能注意假设与结果间的差异，能注意未解决的矛盾，能及时发现新问题，改进探究方案，有从评估中汲取经验教训的意识。做好每一探究过程的评估与交流之前提是对探究目的、猜想及其理由、实验方案有全面的了解，还要细致观察操作过程、了解数据处理过程方法、知道所得结论。在此基础上思考：探究结果是否和我们原有