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文档简介
1、专题一,实验与探究专题,能力点一,控制变量法的应用,例,1,小明在探究“压力的作用效果与压力和受力面积的关,系”的实验中,做了如图所示的甲、乙、丙三组实验,1,分析,两组实验可得到结论:当压力一定时,受力,面积越小,压力的作用效果越明显,2,若要探究压力的作用效果与压力大小的关系,应控制,不变,3,分析甲、乙两组实验可得到结论,思路点拨,压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有,关。在研究其中一个量时,必须控制其他的量不变,这是控,制变量法的运用,自主解答,1,乙、丙,2,受力面积,3,当受力面积一,定时,压力越大,压力的作用效果越明显,例,2,根据图中提供的信息,回答下列问题,1,甲探究的是浮
2、力与,的关系,2,乙探究的是浮力与,的关系,3,丙探究的是浮力与,的关系,思路点拨,浮力的大小与液体的密度、排开液体的体积,有关,与浸没的深度、物重、物体的体积无关。解决此类问,题的关键是找到实验中控制不变的量及改变的量,然后比较,得出结论,自主解答,1,液体的密度,2,排开液体体积,3,浸没的深度,控制变量法,控制变量法的定义:研究多因素,变量,问题时,每一次,只改变其中的某一因素,而控制其余几个因素不变,研究被,改变的这个因素对事物的影响。通过对各个因素分别加以研,究,最后再综合解决,从而把多因素的问题变成多个单因素,问题的一种方法,应用控制变量法的命题角度:判断实验中用到了哪种,实验方法
3、;根据实验结论选择合适的实验装置;根据探,究目的判断变量或控制不变的量;总结实验结论,解题关键:根据题中关键词“控制不变”或“探究,与有关”,可判断应用了控制变量法;总结实验结,论时,应表明变量和控制不变量的关系,如“在一定,时,越大,小,越小,大)”或“在一定时,与成正比,反比,能力点二,转换法的应用,例,3,小明利用如图所示的装置,探究电流通过导体时产生热,量的多少与电阻大小的关系。在两个相同的烧瓶中盛着质量,和温度都相同的煤油,煤油中都浸泡着一段金属丝,甲烧瓶,中的金属丝是铜丝,电阻比较小,乙烧瓶中的电阻丝是镍铬,合金丝,电阻比较大,1,通电一段时间后,乙烧瓶中温度计的示数大,这表明,产
4、生的热量越多,2,在这个实验中,电流通过导体产生热量的多少,是通过,的大小体现出来,这种方法在研究许多物理问,题时都用到。下列几个研究实例中也是采用相同研究方法,的有,A,探究电流与电压、电阻的关系,B,真空不能传声,C,用铁屑显示磁体周围磁场分布,D,研究光的传播时,引入“光线,思路点拨,电流产生的热量不能用眼睛直接观察,可通,过液面高度差来反映,自主解答,1,在电流、通电时间一定时,电阻越大,2)U,形管两侧液面高度差,C,转换法,转换法的定义:对于不便于直接观察的物理现象或直,接测量的物理量,将其转换成可以直接观察的现象或直接,测量的物理量的研究方法,转换法的判断关键:根据题中关键词“通
5、过来表,示”“通过表现”或“通过显示”来判断。初中,物理常见实验中,应用到转换法的有,1,利用小球的振动来判断发声体在振动,2,利用小桌陷入海绵的深度判断压力的作用效果,3,根据小球将木块推动的远近来判断小球动能的大小,4,通过灯泡是否发光确定电路中是否有电流,5,用小磁针是否转动来判断磁场是否存在,6,通过吸引大头针的多少确定电磁铁的磁性强弱,7,用温度计上升的示数,或,U,形管两侧液面的高度差,反,映电阻产生的热量,8,通过,U,形管中液面高度差反映液体压强,能力点三,表格数据处理,在实验过程中,实验数据是对实验事实的客观记录,但,不等于实验结论,我们要确定物理量之间的关系,就要对实,验中
6、得出的数据进行处理,从而得出物理规律,如比较、计,算、分析、归纳等。在数据处理前一定要先明确以下几点,明确所研究问题;明确所给数据都涉及哪些物理量,明确实验中所涉及的基本知识、基本公式等,命题角度,根据表格数据总结结论或规律,例,4,2018济南模拟节选,小明和同学在玩跷跷板时发现,要使跷跷板静止,体重轻的一方通常会远离跷跷板的中心,大家在充分观察和讨论后,决定探究杠杆平衡条件,1,小明用如图所示的装置按正确的操作进行了三次实验,实验数据如表所示,分析表中的数据,可以得出的结论是,实验次数,动力,F,1,N,动力臂,l,1,m,阻力,F,2,N,阻力臂,l,2,m,1,1.0,0.02,0.5
7、,0.04,2,2.0,0.04,4.0,0.02,3,2.5,0.03,1.5,0.05,2,探究杠杆的平衡条件需要测多组数据。以下三个实验,也测了多组数据,其中和探究杠杆平衡条件目的相同的有,选填序号,探究凸透镜成像规律,用刻度尺测某个物体长度,测量定值电阻的阻值,思路点拨,1,分析表中的数据,可以得出杠杆的平衡条,件,2,初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值,使测得的数据更准确;有些是为了寻找普遍规律,自主解答,1,动力动力臂阻力阻力臂,2,例,5,2018湖北模拟,为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因,素有关,小明同学在老师的指导下做了一系列实验。以下是,部分实验步骤,实验过程中保持
8、长木板水平且固定,实验用,两块相同的木块,第一次:把木块平放在长木板上,用弹簧测力计拉动木块,使木块做匀速直线运动,如图,1,读出弹簧测力计示数,第二次:把木块侧放在长木板上,用同样的方法拉木块,如,图,2,读出弹簧测力计示数,第三次:把两块木块叠在一起平放在长木板上,再用同样的,方法拉木块,如图,3,读出弹簧测力计示数,得到的实验数据如表所示,据此分析,实验,次数,木块对木板,的压力,N,弹簧测力计,的示数,N,滑动摩擦,力,N,1,20,4.0,4.0,2,20,4.0,4.0,3,40,8.0,8.0,1,每个木块的质量为,kg,g,取,10 N/kg,2,比较,1,2,两次实验数据,可
9、以发现滑动摩擦力的大小,与,的大小无关,3,比较,1,3,两次实验数据,可以初步得出的结论是,_,思路点拨,1,根据,G,mg,求每个木块的质量,2)(3,比,较相关数据中相同的量和变化的量,根据表中数据得出摩擦,力与变化量的关系,自主解答,1)2,2,接触面积,3,当接触面粗糙程度和,其他条件相同时,压力越大,摩擦力越大,且摩擦力与压力,成正比,根据表格数据总结结论和规律,1,只进行一次实验得出的数据:这类数据的处理相对,简单,主要是会应用简单的数学思维进行分析,如递增、递,减、不变等,注:有的实验数据必须分段进行分析,如探,究固体熔化时温度的变化规律、探究水的沸腾等,2,进行多次实验得出的
10、数据:这类数据一般会出现在,两类题中,探究某种物理规律的,如探究光的反射规律、探究杠,杆的平衡条件、探究电流与电压的关系等;此类实验进行多,次实验的目的是为了证明结论的普遍性。处理的一般思路,a,对每次的实验数据分别进行分析,总结出每次实验,的结论,b,对比每次实验所得出的结论,总结出最终结论。对,物理规律的理解和识记是解题的关键,探究影响因素的,如探究滑动摩擦力大小的影响因,素、探究浮力大小的影响因素等。进行多次实验的目的是,为了研究每个因素对所研究的物理量的影响,所以我们一,般要用控制变量法的思维去分析数据。处理的一般思路,a,先浏览所有数据,b,选择合适的实验数据组成一组,选择标准是同组
11、所选,的“实验次数”中只能有一个因素是变化的,而且必须是同,一个因素,c,对每一组数据分别进行分析,忽略不变的因素,只,分析所研究的物理量与变化的因素的关系,d,总结实验结论时应该写明哪些因素不变,所研究的,物理量与变化的因素的关系,另外很多测量型实验最后也会拓展到以上两种类型,如,测小灯泡的电功率、测滑轮组的机械效率等,命题角度,根据表格数据进行计算,例,6,2018西宁中考,小马和小李设计了如图甲、乙所示两,种滑轮组来提升同一重物,在讨论滑轮组机械效率时两人产,生了分歧。小马认为:“甲滑轮组的动滑轮个数少,机械效,率高”。小李却认为:“乙滑轮组更省力,机械效率高,两人谁也说服不了谁,于是决
12、定进行实验来验证自己的猜想,是否正确,所用每个滑轮重相同,绳重和摩擦忽略不计,他们在实验中,得到的数据如表所示,滑轮组,物理量,装置甲,装置乙,钩码重,G,N,4,4,钩码上升高度,h,m,0.1,0.1,绳端拉力,F,N,1.6,1.4,绳端移动距离,s,m,0.3,0.4,机械效率,71.4,1,根据所测数据,请计算一个动滑轮的重力是,N,甲滑轮组的机械效率是,2,由计算结果可以确定,的说法是正确的,这个实验说,明了影响滑轮组机械效率的因素是,由此可知,可采用,的方法来提高滑轮组的机械效率,3,随后小马又设计了一个方案,如图丙所示,你认为和图,甲装置对比,在提升同一重物时,装置丙的机械效率
13、,_,选填“大于”“等于”或“小于,装置甲的机械效率,思路点拨,1,根据,W,有用,Gh,和,W,总,Fs,算出有用功和总,功,根据,W,额,W,总,W,有用,算出额外功,根据,W,额,G,动,h,算出动,滑轮的重力,根据,求出装置甲的机械效率,2,分,析表格中甲乙两装置的拉力、动滑轮的个数与机械效率之,间的关系,然后得出结论和影响滑轮组机械效率的因素,最后针对这个问题提出提高滑轮组机械效率的方法,3,由,W,W,有用,总,甲装置和丙装置可知,绳子的有效股数相同,动滑轮的个数,相同,物体的重力相等,绳子的缠绕方式不同,分析两装置,中有用功和总功的关系,然后根据,分析两者之间的,关系,W,W,有
14、用,总,自主解答,1)0.8,83.3,2,小马,动滑轮的个数,尽可能减小动滑轮的个数,3,等于,根据表格数据计算的类型和方法,类型:根据实验中涉及的已知公式进行计算;根据,表格数据总结规律来计算有关物理量,方法:熟记要计算该物理量的公式,明确表格中各物理,量的名称和单位,注意必要时物理量单位的换算,把相应的,数据代入公式进行计算,命题角度,判断表格中的错误数据,例,7,小桃在做“探究电流与电阻的关系”实验时,连接实物,电路如图,电源电压为,3 V,数据序号,1,2,3,4,5,6,电流,I,A,0.4,0,0.1,9,0.1,3,0.1,4,0.0,8,0.0,7,电阻,R,5,10,15,
15、20,25,30,1,小桃得到的实验数据如表所示,这些数据中有一组是明,显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数,据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除。错误数据是第,填数据序号,组,2,剔除错误数据后,小桃得到的结论是电压一定时,导体,中的电流与导体的电阻成,比,3,小桃和其他组的小田交流发现,两组同学收集数据的方,案不同,小桃的方案:收集电压为,3 V,时,电流与电阻的关系的几组,数据,比较电流与电阻的关系,小田的方案:收集电压分别为,1 V,2 V,3 V,的三个小组电,流与电阻的关系的多组数据,比较电流与电阻的关系,你认为,的方案更合理,思路点拨,1,根据欧姆定律,求出对应的
16、电压比较,找,出错误的数据,2,在,1,的基础上分析得出结论,3,从为,避免实验的偶然性,得出具有普遍性结论的角度判断,自主解答,1)4,2,反,3,小田,表格中错误数据的判断方法,分析题意,了解表格中数据代表的是哪些物理量,分析表格中的数据得出规律;从所给数据中找出不符,合规律的数据,即为错误数据,能力点四,坐标图像分析,命题角度,根据数据描点画曲线,例,8,在“探究伏安法测量小灯泡的电阻”的实验中,小雨记,下了如表所示的数据,请利用表中数据,用描点法画出小灯,泡的,U,I,图像,思路点拨,根据表格中电流、电压值确定坐标系横轴和纵,轴以及分度值,然后进行描点,并用平滑的曲线连接起来,自主解答
17、,如图所示,绘制图像的步骤,明确横、纵坐标所代表的物理量及分度值;把每组,实验数据分别在坐标图上描点;然后用线,直线、曲线,折线,将这些点连接,便可得到所需要的图像,命题角度,根据坐标图像总结规律,例,9,2018临沂中考,如图甲所示,是小明“探究物质熔化,规律”的实验装置,1,实验中通过水对试管加热,而不是直接加热试管,目,的是,2,实验中某时刻温度计示数如图乙所示,该物质此时的,温度为,3,实验中每隔一分钟记录一次物质的温度及对应状态,并,记录数据,作出温度随时间变化的规律图像,如图丙所示,由图像可知:该物质在熔化过程中吸收热量,温度,该,物质是,选填“晶体”或“非晶体,4,比较图像中,A
18、B,段与,CD,段可知:该物质在,选填,AB,或,CD,段吸热能力强,思路点拨,1,探究晶体和非晶体的熔化和凝固实验时,一般都采用水浴法,物体的温度变化比较均匀,并且变化比,较慢,便于记录实验温度,2,根据温度计的分度值读数,3,根据晶体熔化的特点分析,4,运用公式,Q,吸,cm,t,可以,知道,当质量和吸收的热量相同时,比热容和升高的温度,t,成反比,自主解答,1,使物质受热均匀,2)2,3,不变,晶体,4,CD,根据坐标图像总结规律的步骤,明确横、纵坐标轴所表示的物理意义。观察图像,形状,初中阶段常见的图像有三种,a,直线形式,b,曲线,形式,c,折线形式。分析图像中的规律,一般的分析思,
19、路有两种:一种是寻找纵坐标所代表的物理量相对于横坐,标所代表的物理量的变化规律;一种是坐标图像的斜率表,示的物理量的变化规律,能力点五,实验评价及改进,例,10,2018临沂中考,小明所在的课外兴趣小组需要密度,为,1.15 g/cm,3,的盐水,为检验配制的盐水是否合格,1,小明设计了如下方案:用天平测出空烧杯的质量,m,1,往烧杯中倒入适量盐水,测出烧杯和盐水的总质量,m,2,将烧杯中的盐水倒入量筒中,测出盐水的体积,V,利用,计算得出盐水的密度,2,1,m,m,V,2,小组成员认为该方案会使测量结果,选填“偏大,或“偏小,原因是,3,小组成员改进了实验方案并进行了如下操作,将天平放在水平
20、桌面上,将游码移至称量标尺左端的,0”刻度线上,发现指针的位置如图甲所示,则需将平,衡螺母向,调节,往烧杯中倒入适量盐水,测出烧杯和盐水的总质量为,g,如图乙所示,将烧杯中的部分盐水倒入量筒中,读出盐水的体积,如,图丙所示,测出烧杯和剩余盐水的质量为,15 g,计算出盐水的密度为,g/cm,3,4,为配制合格的盐水,需要继续向盐水中,选填“加,盐”或“加水,思路点拨,2,由于烧杯内壁沾有液体,测得的盐水体积,V,偏小,但质量准确,所以密度偏大,3,调节横梁平衡时,若,指针指在分度盘中线的左侧,应向右移动平衡螺母;若指针,指在分度盘中线的右侧,应向左移动平衡螺母。根据指针的,位置确定平衡螺母的移
21、动方向;根据容器的质量和容器与盐,水的总质量可以求得盐水的质量,利用求得的盐水质量和盐,水体积,利用密度的计算公式可以求得盐水的密度,4,如果,大于已知密度,需要加水;如果小于已知密度,需要加食盐,自主解答,2,偏大,测出盐水的体积偏小,或烧杯壁上有,残留的盐水,3,左,59.8,1.12,4,加盐,实验评估的解题方法,实验评估的考查形式主要是对实验方案、实验过程、实,验现象和实验结论进行评估,实验改进往往是在实验评价的,基础上进行的。这类试题主要包括对实验装置和实验过程中,出现的不足之处进行改进,主要包括以下几个方面,1,减,少实验误差,可以通过进行多次测量、优化实验步骤、选择,精密仪器等方
22、法来改进,2,简化实验操作,省略一些不,影响实验结果的不必要的步骤,3,使实验现象观察明显,4,使实验结论更科学,更严谨。所以在做题时,首先要找,到是哪个环节、哪方面有问题,针对此分析来改进,考点六,实验设计,命题角度,补充或设计实验步骤,例,11,2018西城区模拟,小刚想利用量筒、小筒和水,测量,一小块铁矿石的密度。请你将小刚的实验步骤补充完整,1,在量筒中倒入适量的水,将小筒放入量筒中,使其漂浮,在水面上,如图甲所示,读出量筒中水面的刻度值,V,1,并记,录,2,将待测矿石放入小筒中,使小筒仍漂浮在水面上,如图,乙所示,读出量筒中水面的刻度值,V,2,并记录,3,读出量筒中水面的刻度值,
23、V,3,并记录,4,根据已知量和测量量,推导出计算铁矿石密度的公式,思路点拨,利用漂浮条件即漂浮时浮力等于重力可得出铁,矿石的质量,再根据阿基米德原理,得出排开水的重力就可,以得到浮力,再测出铁矿石体积,最后计算铁矿石的密度,自主解答,3,将矿石从小筒中取出放入量筒的水中,4,水,2,1,3,1,V,V,V,V,例,12,2018河南一模节选,伏安法“测量小灯泡的电阻,的实验测量完毕后,老师给同学们介绍一种新的测量电阻的,方法安欧法,即利用电流表及已知阻值电阻测未知电阻,的阻值,听老师讲解后小明设计的电路如图所示,R,0,为已,知阻值的电阻,1,请你根据该电路写出测得,R,x,阻值的步骤,a,b,2,按此测量方法,请你写出未知电阻,R,x,阻值的表达式,R,x,思路点拨,在没有电压表的情况下,电流表与已知阻值,的电阻应起到测量电压的作用,通过开关的转换,分别测出,通过定值电阻的电流和并联电路的电流,根据通过定值电阻,的电流不变,由欧姆定律和并联电路电流的规律求待测电阻,大小,自主解
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