中考物理探索型试题的特征与典型试题例析

1中考物理探索型试题的特征与典型试题例析义务教育《物理课程标准》突出强调学生必须领会科学的本质，要初步养成关注科学、技术与社会的习惯，强调注重体验科学探究过程，学会一定的科学思维方法，从而进一步培养学生的科学探究能力，因此，《物理课程标准》将科学探究活动作为内容标准的重要内容，并强调对物理过程与方法的考查，这引起了各地中考的关注。科学探究活动是以生活、社会或自然中的问题为研究专题，以问题和中心，以小组合作的方式进行探究活动，从中寻找解决问题的方法，并应用有关的物理知识将问题解决。科学探究活动对学生的探索能力的培养十分有益，为了引导教师关注学生探索能力的培养，各地中考物理试题的编制对探索型试题的要求逐步提高。探索型试题就是以生活或社会中的常见问题作为探究的对象，围绕问题展开探索活动，进而将问题解决。探索型试题一般选择富有探索性的问题或实验为探索对象，然后按照探索问题的一般步骤逐步展开。探索型试题的特点主要表现为探索性、启发性、开放性、综合性和设计性，同时强调操作性，因此，探索型试题都十分注意问题的选题，强调探索性，激发学生探究的欲望，引导学生积极利用所学知识解决问题。探索型试题的题型有选择题、实验题、计算题以及设计操作题等等，但主要是以实验设计题和填充题为主。探索型试题的命题内容通常涉及的范围较广，有的是生活中的日常问题，有的是教材中的小实验，有的是学习过程中遇到的身边的现象，但从知识的分类来看，主要集中在光学、力学、电学以及能量部分，应当讲，涉及的范围几乎覆盖到初中物理的全部内容，但是，题型的份量不是太重。探索型试题的解题方法强调应用性和开放性，既突出物理知识的应用，强调灵活运用物理知识解释试题呈现的问题，可以分步作答，不要急于求成。探索型试题十分注意对学生探索能力考查的考查，主要包括：提出问题的能力，猜想与假设能力，选择研究方法的能力，分析和推理问题的能力，数据处理能力以及应用知识解决问题的实际应用能力等。下面就近年的各地中考典型的探究型试题进行示例分析和点评.例1：科学探究需要收集和处理数据，在已有大量数据时，要想更容易地了解概况并找出规律，对数据的处理方法显得十分的重要。下表给出的是大气压跟对应高度的一些测量数据：请你采用所学过的方法，或自己创造的方法（只写出一种），形象、准确地表示出大气压随高度的变化情况，根据你对数据的处理分析，你认为大气压随温度变化什么规律？若某地的大气压强为7.0×104Pa，请你推测一下当地的高度为多少？导引：本题是一到有关大气压与高度之间关系的探索题。试题强调学生会分析和利用现有数据，进行科学分析，从而推理出数据蕴涵的物理规律。由图表中数据分析可知，随着高度成比例的增加，大气压的数值由101kPa开始，逐步降低，变小。但要推知大气压强为7.0×104Pa时对应的高度，从图表中找不到一个大气压的数值恰好等于7.0×104Pa，因此，可以采用图像法，将各高度对应的大气压数据描成图像，借助图像可以初步估计探索出结果。解：将数据表中的高度和大气压的数据对应的画出“大气压—高度”图像，利用图像，中的图线推知7.0×104Pa的高度大约为2.8km.点精：本题强调学生会利用实验数据进行分析推理，并将数据合理转化成图像，根据图像分布特点来推理大气压下对应高度，有利于学生参与到探索活动的过程中，从而真正将学生的知识转化为能力。误区分析：由于学生缺乏数据分析的能力，对数据的观察、分析、推理不够深刻，因此不太容易从图表中直接探索出对应大气压下的高度。如果学生能将抽象的数字转化为直观的图像，则可以结合图像估测出待测高度。例2：（2002海淀）在温度一定的条件下，做“研究决定导体电阻大小因素”的探究实验，采用了控制变量法，下表给出了实验中所用到的导体情况，选择了C、F两根导体进行对比，是为了研究导体电阻大小与是否有关；选择C和两根导体进行对比，是为了研究导体电阻与长度的关系，为了研究导体电阻与横截面积的关系，应选择的两根导体是（填写导体代号）。导引：导体的电阻大小在温度一定时，决定于导体长度、材料以及导体横截面积大小，当一个物理量与几个物理量有关系时，为了研究简化和方便，一般采区控制变量法，选择C和F导体，由上表数据分析可知，两根导体横截面积相同，长度相同，而材料种类不同，因此，C和F对比是为了研究导体电阻大小与材料关系，同理可以推知另外两个答案。答案：分别是：材料；G；A和D。点精：本题是一道考查探索方法的题型。探索未知问题，对研究问题的方法的选择非常重要，在初中探索物理问题的方法常有：观察法、实验法、归纳法、演绎法、等效法、类比法和比较法等。本题是考查控制变量法的典型试题，可以看出研究问题的方法的选择对于研究问题结论的获取非常重要和有效。误区分析：学生由于对探索物理问题方法的不重视，常导致不会选择正确的研究方法。本题是控制变量法的应用，一般学生在研究问题时，容易忽视对物理变量的控制，因此会使研究问题的对象发生偏差或者错位。有效避免探索方法选择的错误，关键是科学分析上表的数据，找出其中蕴藏规律，并找准研究问题的对象。例3：（2002黑龙江）在“用天平和量筒测盐水密度”的探究实验中，甲、乙两同学各提出了一套方案。甲方案：先用天平测出空烧杯的质量，然后在烧杯中装入一些盐水，测出它们的总质量，再将盐水倒入量筒中测出盐水体积。乙方案：先用天平测出烧杯和盐水的总质量，然后将盐水倒入量筒一部分，测出盐水体积，再测出剩余下的盐水和烧杯的质量。你觉得谁的探究方案更好？请说明原因。导引：用天平和量筒测盐水密度的实验原理是ρ=M/V，甲、乙方案的比较应当从实验原理和误差分析角度来考虑。由于测量烧杯质量先后顺序不同，导致烧杯壁附着盐水的质量差异，从而会影响实验结果的准确。解：乙的方案要好些。因为甲方案在操作时，将盐水全部倒入量筒中测体积时，烧杯中剩余少量的盐水，会产生误差；乙方案则可以避免这种误差。高度/m024681012大气压/kPa1018062473626192点精：本题主要考查学生实验探索方案的设计能力，其重点是要求学生能注意探索方案设计的可行性、科学性和可操作性。对于探索方案的评估和选择是科学探究活动的重要组成部分，在日常实验中，应当注意对实验方案的评估，这样可以培养学生的合作交流能力，言语表达能力。误区分析：本题学生容易失误的原因在于平常实验时不注意实验的规范性和操作的合理性，对实验的误差考虑和注意不够充分，因此，在日常教学中注意实验操作步骤的合理性、规范性和科学性，可以有效减少此类失误发生。例4：在“研究电流跟电压、电阻的关系”时，同学们设计如图甲电路图，其中R为定值电阻，R/为滑动变阻器，实验后，数据记录在表一和表二中。表一：R=5Ω电压/V2.04.06.0电流/A0.40.81.2表二：U=6v电阻/51015电流/A1.20.60.4（1）根据表中实验数据，可得出如下结论：由表一可得：；由表二可得：。（2）在研究电流与电阻关系时，先用5Ω的定值电阻进行实验，再换用10Ω的定值电阻时，某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置，那么，合上开关后，电压表的示数将6V（填“大于”、“小于”或“等于”），此时，应向（填“右”或“左”）调节滑动片，使电压表的示数为6V。（3）若在接R处用Rx进行替换后，电压表和电流表如图乙示，则Rx=。导引：本题是关于探究欧姆定律的实验探索题，其涉及实验数据分析、处理与推理，同时开考查具体的实验步骤操作和电阻测定。表一、表二数据反映的物理规律要利用控制变量法分析，注意导体的电阻不变或导体两端电压保持一定这两个限制条件，进而进一步根据数据表进行分析。而实验中滑动变阻器的移动方向则由电路的连接方式决定。本题的电路是一个串联电路，滑动变阻器与待测电阻串联，当5Ω换成1Ω0时，10Ω电阻分担电压随电阻增大而增加，因此会大于6V，要完成实验，必须注意1Ω两端始终保持6v，所以要利用控制变量法进行导体两端电压的条制，这样才能完成实验。而对于待测电阻的大小，则根据欧姆定律和电表读数即可求得。解：（1）表一，导体电阻一定，通过导体的电流与导体的两端电压成正比；表二，导体两端电压一定，导体中的电流与导体电阻成反比。（2）大于，向右移动（3）R=U/I=9v/0.3A=30Ω点精：本题主要考查学生数据分析能力、实验操作中实验条件的控制能力以及识图读图能力，具有一定的探索性和综合性，尤其是本题的第2问，主要是考查实验条件的控制能力。误区分析：本题不仅对实验数据分析能力有所考查，还对实验条件的控制要求较高，学生实验时一般容易忽视对实验条件的控制，因此，在做本题时会作出一些错误判断。拓展练习1、（2002上海）为了探究实心圆柱体对水平地面压力的作用效果与哪些因素有关，某同学用若干个不同的圆柱体竖直放置在同一水平沙面上，进行了三次实验，并记录有关数据分别如表1、表2、表3所示。实验时，他仔细观察沙面的凹陷程度，并通过比较，发现每一组沙面的凹陷程度相同，而各组却不同，第一组凹陷程度最大，第二组其次，第三组最小。（1）分析比较实验序号1、2、3（或4、5、6或7、8、9）的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当圆柱体材料的密度和高度相同时，压力的作用效果与底面积（选填“有关”或“无关”）。（2）分析比较实验序号的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当圆柱体的高度相同时，材料的密度越大，压力作用效果越显著。（3）请分析比较实际实验序号1与7（或2与8，或3与9）的数据及观察到的实验现象，可得出的初步结论是：。（4）进一步比较分析表1、表2、表3中的数据及观察到的现象，并归纳得出结论：a:分析比较表1、表2或表3中的数据及观察到的现象，可初步得出：3b:分析比较表1、表2和表3中的数据及观察到的现象，可初步得出：2、（2002扬州）小明和小芳为了研究泡塑料和棉絮的保温性能好坏，两人设计并做了一个实验。他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶，让她们自然冷却，利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况。（1）为了保证实验的准确性，实验前除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外，还应考虑影响水稳变化的其他因素，即保持烧瓶相同、水的初温相同、环境因素相同和相同。（1）按照计划操作，小明和小芳同学把实验测得的时间与温度数据填在下列表格中：时间t/min010203040…150180泡沫塑料组水温T1/℃8064555041…2120棉絮组水温T2/℃8056433228…2020分析上表数据可知：他们实验时的室内温度是。经过40min后，泡沫塑料包的烧瓶降低了；而棉絮包的烧瓶水温降低了。由此可以得出的实验结论是：（3）除了采用相同时间内观察水降低的温度来比较这两种材料的保温性能外，根据上表数据你还可以采用方法来比较这两种材料的保温性能。3、（2002重庆）如图示，在量热器中注入适量的煤油，将电阻值为R和2R的两根电阻丝按图a所示，接在带有三个接线柱的量热器盖板上，并浸入煤油中，按图b连接好电路，闭合电键，通过调节滑动变阻器，选择合适的电流，对煤油加热，利用温度计测量煤油温度变化的大小，用秒表测量通电时间，表一、表二、表三是一位同学进行实验的数据记录，已知：煤油温度的变化与电阻丝上放出的热量成正比。表一次序电阻电流/A通电时间/s温度变化/℃1R0.202001.22R0.203001.83R0.204002.4表二次序电阻电流/A通电时间/s温度变化/℃4R0.204002.45R0.304005.46R0.404009.6表三次序电阻电流/A通电时间/s温度变化/℃7R0.204002.482R0.204004.89R30.205009.0103R0.204007.2（1）根据表中数据，可找出电阻丝放出的热量跟哪些因素有关的规律，例如由表一可知：在电阻和电流一定时，电阻放出的热量跟通电时间成正比，请观察表二、表三中的数据，将结论填写在相应的横线上。由表二可知：；由表三可知：。（2）从实验的一般方法看，实验中该同学在第9次测量数据时的不妥之处是：答案:1、（1）无关（2）1鱼（或2与5，或3与6）（