搜索
中考实验题解法探秘河南省济源市梨林镇一中段利宁【题型综述】实验题是最能考查同学们对物理学科的学习能力的一种题型，它不仅能反映学生学习过程中的观察能力、动手动脑能力，而且还能反映同学们对物理概念和物理规律的理解情况，更重要的是它能再现同学们的情感、态度、价值观，所以实验题是每年中考试题中重要的题型之一。随着新课改的深入，中考实验题不仅在深度与广度上增加了，而且逐渐实现了从知识型到能力型的过渡，特别注重做实验与背实验的区别。【典型例题】1．数据分析法这种方法是对实验过程中记录的数据进行分析，通过计算、对比，得出相关的结论。由于记录数据是实验过程中非常重要的环节，许多实验探究题都给出了数据，所以通过分析数据得出实验结论及规律是解答实验题的重要方法之一。例1（2008连云港）某兴趣小组用以下实验装置“探究从斜面上下滑的物块，在水平面上滑行的距离与哪些因素有关”。实验中让木块分别从不同高度由静止开始沿光滑斜面下滑，最终静止在与斜面相接的水平木板或铺上棉布的板上。用刻度尺测量每次开始下滑时的高度h和在水平板面上滑行的距离s，记录如下表：实验序数水平板面高度h/m水平距离s/m1木板0．201．002木板0．402．003木板0．603．004铺上棉布的板0．200．505铺上棉布的板0．401．006铺上棉布的板0．601．50（1）分析1、2、3次实验可得：木块在木板上滑行的水平距离s与在斜面上释放时的高度h的关系式为s＝______________；（2）比较1与4，2与5，3与6次实验可得：在斜面上释放的高度相同时，木块在水平板面上滑行的距离与______________________有关；（3）实验得出的结论是：____________________________________________________。解析（1）对1、2、3次实验进行分析，可以看出水平板面的材料都是木板，这就保证木块在木板上滑行时所受的摩擦力是一样的，在水平面上木块滑行的水平距离s与在斜面上释放时的高度h有关，h越大，s越远，每一次都有，即s＝5h；（2）比较1与4、2与5、3与6次实验，可知木块在斜面上释放的高度相同时，木块在水平板面上滑行的水平距离s与接触面的材料有关；（3）从表中的三组数据对比得到的结论是：①在相同材料的水平面上滑行时，木块在斜面上释放时的高度越大，木块在水平板面上滑行的水平距离越远；②在斜面上释放的高度相同时，木块在水平板面上滑行的距离与接触面的粗糙程度有关。答案（1）5h；（2）接触面的粗糙程度；（或接触面的材料）（3）在水平面上滑行的距离与释放高度及接触面的粗糙程度有关。（其他合理解释均可得分）点评本题是考查同学们通过阅读图表，对表格中的实验数据进行分析处理、比较归纳得出实验结论的能力。解答时，先仔细分析表格中实验数据所对应的物理量，再比较并分析数据间存在的量值关系。2．学科渗透法该方法是通过应用其他相关学科的知识或者学科内其他相关内容知识来解决试题的解题方法。由于物理实验往往要用到数学、化学等其他学科的知识，尤其是数学函数、图像等内容，我们可以借用这些相关知识来解决这些实验题。例2（2008年温州市）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所示实验：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H／cm2030405060影子长度L／cm3015107．56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旋拂：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表示点光源到短木条的距离，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）表中所述的两个物理量是点光源的高度H和影子长度L，这就说明，这个实验是在研究点光源离地面的高度H与影长L的关系。（2）先要从题中分析出影子的变化是保持短木条的长度和位置不变的条件下，改变了点光源A离地面的高度H，如图所示，当H增大时，点光源射出的光线与长杆的夹角变小，短木条的影子L变短，从表中的数据同样可以看出，当H增大时，L变小，L的变化量在表中第一次30cm－15cm＝15cm，第二次15cm－10cm＝5cm，第三次10cm－7．5cm＝2．5cm，第四次7．5cm－6cm＝1．5cm，是在逐渐变小的。（3）当短木条的长度不变，改变短木条到光源的位置，如图所示，这时点光源离地面的高度H不变，短木条自身的长度为h，它的影子长度L，点光源到短木条的距离s，利用相似三角形的对应边成比例，可得到的关系式，从式中可得L与s成正比。答案（1）影子长度可能与点光源的高度有关；（2）减小；（3）控制点光源的高度和短木条的长度不变，改变短木条的位置，测出多组L和s。点评本题是用数学方法处理物理问题。题中所用的物理知识是光的直线传播，当光照到不透明的物体上时，在物体后面形成物体的影，影长和光线与竖直方向的夹角有关。求解本题的关键在于能根据题中所给的条件，找出控制的量和变化的量，然后根据相似三角形中的几何关系去分析问题。3．思维转换法转换法针对的是许多看不见、摸不着的东西或不易直接观测认识的问题，我们可以通过其他方式去认识它、研究它。在解答实验题时，进行必要的思维转换，可以让我们另辟蹊径，找到解决问题的更好办法。例3（2008丽水）小刚为探究“导体电阻大小与温度的关系”，选用不同型号的铅笔芯进行了如图所示的实验：步骤一：将H型铅笔芯接入电路，闭合开关，测量并记录通过它的电流；步骤二：用酒精灯给铅笔芯加热，每隔20s测量并记录通过它的电流；步骤三：分别将HB型、2B型铅笔芯接入电路，重复以上实验过程。下表是记录的实验数据：（1）实验中，他们是通过__________的变化来判断铅笔芯电阻的改变的；（2）分析表中数据可以得出：____________________________________。解析探究“导体电阻大小与温度的关系”，保持铅笔芯两端的电压不变，给铅笔芯加热，测出不同温度时通过铅笔芯的电流，根据电流的变化情况得出铅笔芯电阻大小与其温度变化的关系，若电流变大，说明电阻变小，若电流变小，说明电阻变大。分析三次实验结果，均可看出，加热时间越长，铅笔芯温度越高，电流越大，电阻越小。答案（1）电流；（2）导体的电阻随温度的升高而减小。点评本题展示了一个科学探究的部分过程，考查了学生的处理信息能力、分析概括能力和对转换法的掌握，充分体现了“通过参与科学探究活动，初步认识科学研究方法的重要性”的新课程标准理念。4．等效替代法所谓等效替代法是指在保证效果相同的前提下，将陌生复杂的问题用熟悉简单的物理量或物理过程来替代，得出同样结论的思维方法。在解答实验题时，我们把有关此问题的数据、形象、动作、符号等信息相互自由地等价替代，有助于联想。例4（2008年鸡西市）小红同学在做“探究平镜成像”的实验时，将一块玻璃板竖直架在水平台上，再取两段完全相同的蜡烛A和B，点燃玻璃板前的蜡烛A，进行观察，如图所示。在此实验中：（1）小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是__________________；（2）所用刻度尺的作用是便于比较像与物__________________关系；（3）选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的__________________关系；（4）移去后面的蜡烛B，并在所在位置上放一光屏，则光屏上__________接收到蜡烛烛焰的像（填“能”或“不能”），所以平面镜所成的像是__________（填“实”或“虚”）；（5）小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时，它的像____________（填“变大”、“变小”或“不变”）。解析要想研究平面镜成像的特点，关键问题是设法确定像的位置。为便于观察，该实验选择玻璃板替代平面镜。由于玻璃板是透明的，所以实验时在观察到蜡烛A的像的同时，也能观察到蜡烛B，从而确定了像的位置。所用刻度尺是为了便于测量像和物到玻璃板的距离，从中可以发现，像和物到玻璃板的距离相等。点燃蜡烛A，将未点燃的蜡烛B放在玻璃板的后面并移动，直到与蜡烛A的像重合，即用未点燃的蜡烛B替代了蜡烛A的像，从而得出像和物大小相等。移去后面的蜡烛B，并在所在位置上放一光屏，则光屏上不能接收到蜡烛烛焰的像，所以平面镜所成的像是虚像，无论物体与平面镜的距离怎样变化，它在平面镜中所成的像大小始终不变。答案（1）能准确找到像的位置；（2）到平面镜的距离；（3）大小；（4）不能虚；（5）不变。点评等效替代法是初中物理实验和解题中一种常用的、有效的科学方法，也是我们应该掌握的一种基本的物理研究方法。认真观察实验、弄清实验原理、懂得操作目的，是学习和理解实验的途径，也有利于动手能力的培养。5．故障排除法实验故障分析与排除是同学们进行实验时应该具有的基本能力，该方法是以我们平时实验为基础，通过观察现象、分析数据、比较过程等一系列辨别途径，找出实验故障所在，并进行排除改正，来解决问题，顺利进行实验。例5（2008攀枝花）小超在进行“测量小电灯的功率”的实验时，实验台上给他提供的器材有：6V蓄电池、电流表（0～0．6A、0～3A）、电压表（0～3V、0—15V）、滑动变阻器（50Ω、1．5A）、额定电压为2．5V的小电灯（正常发光时的电阻约为7Ω）、开关各一个，导线若干。（1）小超在实验中电流表应该选择__________的量程，电压表应该选择__________的量程。（2）他连接的实物电路如图所示，闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到________（填写“C”或“D”）端。（3）闭合开关后，小超发现灯泡始终不发光，电流表的示数为零，电压表的指针迅速越过最右侧的刻度线，产生此故障的原因可能是下列情况中的________或__________。（填写序号）A．小电灯短路B．小电灯的灯丝断了C．小电灯的灯座接触不良D．电压表的正、负接线柱接反E．变阻器滑片放在了最小阻值处实验次数123电压U／V2．O2．52．8电流I／A0．300．360．38（4）排除故障后，调节滑动变阻器测得如上表所示的三组数据。小超发现，由表中数据计算可知：小电灯亮度不同时灯丝的电阻不相等。你认为造成这种结果的原因是______________________________________________。解析（1）因为小电灯的额定电压是2．5V，电压表测量加在小电灯两端的电压，应选用0～3V量程，正常发光时灯丝的电阻约为7Ω，额定电流小于0．6A，电流表应选用0～0．6A量程；（2）闭合开关前变阻器的滑片应该调到阻值最大处，即为实物图中的C端；（3）电压表有示数，说明电路中有电流，电流表无示数，说明电路中电流极小，是电压表串联在电路中了，故障一定是在小电灯处开路。（4）小电灯实际功率增大时，亮度增强，温度升高，灯丝的电阻增大。答案（1）0～0．6A0～3V；（2）C；（3）BC；（4）灯丝的电阻与温度有关。点评电路故障分析是近年来中考的一个重点，也是一个难点。在电学实验中，电流表、电压表和滑动变阻器是重要的仪器，所以对电路故障的分析一般是根据电路中电流表、电压表的示数情况来分析判断的。6．实验再现法所谓实验再现，是指针对实验探究内容，结合平时实验操作情况，把实验题当作一次实验操作过程，通过回忆、再现，来解答实验题中每一步的问题。因为许多实验探究题的每一步骤和实际实验的步骤是相吻合的。例6（2008重庆）在测定盐水密度的实验中，小东同学按照正确的实验方法和步骤进行操作，并设计了如下记录数据的表格。（1）小东将天平放在水平台上，把游码归零后，发现指针静止时如图（甲）所示，这时他应将横梁右