物理实验表格设计类考题浅析

1物理实验表格设计类考题浅析天津市宝坻区教研室（301800）戴军表格是一种常见的书面表达方式，恰到好处地应用表格，具有简洁明朗、对比性强的效果。物理实验中，多数实验都需要通过仪器测量数据，然后运用分析、计算、作图等手段处理数据；并且为了减小误差或为了研究某种规律，常需进行多次实验。因此用表格记录实验结果通常是最好的形式。在初中物理教材中，除一部分实验教材中已画出实验表格做示范外，多数实验的数据记录表需要同学们自己设计。要使设计的实验表格科学、适用，需要特别注意如下几点：（1）要弄清实验的原理和装置，知道实验中要测量记录哪些物理量，以决定表格的内容和项目。（2）要弄清实验步骤，以决定表格中物理量安排的顺序。（3）在表格的标题栏中要注明物理量的名称和单位，数据栏中只需记录测量的数值，无需重复书写单位。近年出现在中考试卷上的“设计实验数据表格”类试题，大致有如下几种类型：一、实验数据表格不完全设计类1．实验数据表格修正类例1（2002年，北京宣武区中考题）某同学研究小灯泡在不同电压下的实际功率时，他设计的记录实验数据表格如下，请你指出表格中的错误是：________________________。项目次数电压/V电流/A电功率/W灯泡的平均功率/W123解析：研究小灯泡在不同电压下的实际功率，需要测出小灯泡两端的电压，并且测出通过小灯泡的电流，然后利用公式P=UI计算出相应的电功率。所以表格的栏目中应有直接测量量——电压和电流，还要有通过计算得到的量——电功率。由于要研究小灯泡在不同电压下的实际功率，所以要进行几次实验。但这几次实验中的实际功率明显是不同的，研究灯泡的平均功率毫无意义。因此，此表格的错误是：设置了灯泡的平均功率栏。2．实验数据表格栏目填补类例2（2002年，吉林省中考题）几个同学要用天平、量筒等器材测量含泥沙的松花江水密度．下面是他们未设计完的数据记录表，请你在下表上栏空格中填上应有的数据项目．玻璃杯和江水的质量m1（g）玻璃杯和剩余江水的质量m2（g）江水的密度ρ（g/cm3）2解析：本题所涉及的是用天平、量筒等器材测量江水密度，从实验表格中已有的项目来看，此实验是首先用天平测量玻璃杯和杯中所盛江水的质量；然后将杯中的一部分江水倒入量筒中，测出此部分江水的体积；随后再用天平测出玻璃杯和剩余江水的质量，从而得知倒入量筒中的江水的质量；最后计算出江水的密度。明显地，倒入量筒中的江水的质量和此部分江水的体积这两个数据项目在数据记录表中没有显示出来。因此表中上栏应填的两项分别是：量筒中的江水的质量m=（m1—m2）（g），量筒中的江水的体积V（cm3）。二、实验数据表格全方位设计类例3（2004年，无锡市）某次中长跑测验中，小明同学跑1000m，小红同学跑800m，测出他俩跑完全程所用的时间分别是4分10秒和3分20秒。请设计记录数据的表格，并将他们跑步的路程、时间和平均速度记录在表格中。解析：这是一道源于学生实际生活的实验题，在设计表格时，明显地要将运动的路程、时间以及算出的平均速度这三项包括在表格中，又由于涉及到小明、小红两个同学，因此记录数据的表格设计为下表所示。路程（m）时间（s）平均速度（m/s）小明10002504小红8002004例4（2003年，广东省中考题）为了探究串联电路中电压的规律，请你：（1）写出实验需要用到的器材；（2）画出实验电路图；（3）设计一个记录实验数据的表格。解析：探究串联电路中电压的规律，就是要研究串联电路中各部分的分电压与总电压的关系，而为了能够发现具有普遍性的规律，一般要进行几次实验，因此实验需要用到的器材应该有：几个电源电压不同的电池组、小灯泡两个、电压表一个（或三个）、开关一个、导线若干。实验电路图如图所示。由于在实验中要分别测量各部分电路的分电压以及电路中的总电压并记录下来，并且要改变电源电压进行几次实验，因此可将记录实验数据的表格设计为下表所示。AB间电压（V）BC间电压（V）AC间电压（V）第一次测量第二次测量第三次测量例5（2004，烟台市）根据生活经验，我们猜想：物体温度升高吸收热量的多少可能与质量和物质的种类有关，为了验证猜想，我们制定了两个计划：A．让研究对象都升高相同的温度，然后比较它们吸收热量的多少B．让研究对象都吸收相同的热量，然后比较它们升高温度的高低实验室准备了两个规格相同的电加热器、两个相同的烧杯、两支温度计、手表、天平、3铁架台、适量的水和煤油。请从两个计划中任选一个，设计实验记录表格。解析：先看计划A，它是为了验证物体温度升高吸收热量的多少可能与质量和物质的种类有关，让研究对象都升高相同的温度，然后比较它们吸收热量的多少。做实验时一方面要取种类相同但质量不同的物质，用电加热器加热，使它们都升高相同的温度，看电加热器的加热时间，以验证物体温度升高吸收热量的多少可能与质量有关；另一方面要取种类不同但质量相同的物质，用电加热器加热，使它们都升高相同的温度，看电加热器的加热时间，以验证物体温度升高吸收热量的多少可能与物质的种类有关。因此实验操作步骤可粗略地拟定为：（1）分别取50g、100g煤油，分别放在两个烧杯中用电加热器同时开始加热并计时，使它们都升高10℃，并记录下加热时间；（2）再取50g水放在烧杯中用电加热器加热，使它升高10℃，记录下加热时间。在所要设计的实验记录表格项目栏中，既要有“实验组别”、“物质种类”，还要有“物质质量”以及“升高的温度”和“加热时间”项目。且在数据栏中要通过数值反映出物质升高的温度是相同的、以及物质质量的相同与否，以体现出控制变量的研究方法。实验记录表格可为下表所示。实验组别物质质量（g）升高的温度（℃）加热时间（min）1煤油50102煤油100103水5010对于计划B，通过类似的分析构思，可将实验记录表格设计为下表所示，恕不赘述。实验组别物质质量（g）加热时间（min）初温（℃）末温（℃）升高的温度（℃）1煤油5052煤油10053水505综上可见，“设计实验数据表格”类题，表面上看是让设计表格，实质上在处理此类问题时，头脑中首先要明确实验原理，构建实验方案，理顺实验过程，所以它考核的内容是十分深刻的。（本文发表在《中学教与学》2006年第6期）