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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：①判断实验中用到了哪种实验方法；②根据实验结论选择合适的实验装置；③根据探究目的判断变量或控制不变的量；④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：①明确所研究问题；②明确所给数据都涉及哪些物理量；③明确实验中所涉及的基本知识、基本公式等。命题角度❶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F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m11.00.020.50.0422.00.044.00.0232.50.031.50.05(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)。①探究凸透镜成像规律②用刻度尺测某个物体长度③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)①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/N1204.04.02204.04.03408.08.0(1)每个木块的质量为kg(g取10N/kg)。(2)比较1、2两次实验数据，可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数据：这类数据一般会出现在两类题中：①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。②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❷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/N44钩码上升高度h/m0.10.1绳端拉力F/N1.61.4绳端移动距离s/m0.30.4机械效率η71.4%(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_____(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η＝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WW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η＝分析两者之间的关系。WW有用总【自主解答】(1)0.883.3%(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：①根据实验中涉及的已知公式进行计算；②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❸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3V。数据序号123456电流I/A0.400.190.130.140.080.07电阻R/Ω51015202530(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3V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1V、2V、3V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①分析题意，了解表格中数据代表的是哪些物理量；②分析表格中的数据得出规律；③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❶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UI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】如图所示绘制图像的步骤①明确横、纵坐标所代表的物理量及分度值；②把每组实验数据分别在坐标图上描点；③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❷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AB段与CD段可知：该物质在(选填“AB”或“CD”)段吸热能力强。【思