有关评估实验缺陷的中考题
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评估是科学探究中重要的一个环节，是对探究反思的过程.对在实验探究过程中存在的误差、错误和实验方案中的缺陷进行分析评价并设计正确的实验方案，使探究活动更趋合理、完善，有利于发展学生的批判性思维，养成科学严谨的思维习惯，深化对知识的理解.
一、实验次数太少导致的实验结论不合理
例1 在用“伏安法测导体电阻”的实验中
（1）小强连接的实物图如图1，还有两根未连上，请帮助其完成实物图连接.
（２）小强在完成电路图连接后，开始进行如下实验：（在空白处填空）
第一步：调节滑动变阻器的滑片P至 端（填 A或B），使连入电路中电阻最大.
第二步：闭合开关 ，调节滑片P的位置，读 出电流表和电压表的示数并记录数据.
第三步：断开开关S，根据电压值和电流值，求出
R.
（3）若电压表和电流表的示数如图2所示，则R＝ .
（4）从实验步骤看，存在的主要缺陷是 .
]
解析 ： （１）如图3所示.（2） （3）（4）实验中仅进行了一次实验作为测量结果，存在较大误差.为减小误差应多进行多次测量，取平均值作为测量结果.填“没有多次测量”.
二、忽视实验条件导致的实验结论出现偏差
例2 物理实验要遵循实事求是的原则.小雯同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，完成了如图4所示的实验并记录了数据.
通过分析数据，她觉得与书中的结论有较大偏差.你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：
(1)该实验中出现这样结果的主要原因各是什么?
(2)请你对小雯的实验方法提出合理的改进意见.
表1
实验次数 物重G/N []
使用定滑轮时测力
计的示数F1/N[]
使用动滑轮时测
力计的示F2/N
1 1.00 0.60 0.65
2 1.50 1.10 0.90
3 2.00 1.60 1.15
解析 ： （1）由表1数据可看出，使用定滑轮时 ，这是由于没有考虑到弹簧测力计本身的重力；使用动滑轮时 ，是由于没有考虑动滑轮受到的重力.
（2）使用定滑轮时将弹簧测力计倒过来使用（或水平拉动弹簧测力计，或使用前测出弹簧测计自身的重力）；使用动滑轮时，先测出钩码和动滑轮的总重，然后比较拉力与总重的关（或采用轻质滑轮或增加钩码重）.
三、实验操作顺序不合理导致的结果出现偏差
例3 学习密度知识后，刘明同学用实验测量某品牌酸奶的密度：
（1）调节天平横梁平衡时，指针偏向分度盘中央红线的右侧，此时应向 （选填“右”或“左”）移动平衡螺母，才能使天平平衡.
（2）如图5所示甲、乙、丙图是他按顺序进行实验的示意图；根据图中的数据填入表2中的空格中.
表2
物理量
/单位 空杯的质量
m1/g
杯和酸奶的
质量
m2/g
酸奶的体
积 V/mL
酸奶的密度
ρ/kg•m-3
测量值
（3）在以上实验中，烧杯壁会残留部分酸奶而导致实验结果（选填“偏大”或“偏小”），如何做才能避免由此实验产生的实验误差？
解析 :（1）左
（2）从左向右依次填 33.4 82.0 40 1.22×107
（3）因烧杯壁残留的部分酸奶没有倒入量筒中，所以所测酸奶的体积偏小，根据
ρ= m V可知，所测密度值比实际值偏大；为避免由此而产生的实验误差，我们可以改变一下实验顺序 ：①先测烧杯和酸奶的总质量 ，将酸奶倒入量筒中；②测出空烧杯的质量m1；③测出量筒内本酸奶的体积（因残留部分酸奶也没有倒入量筒中，没有计入体积 中，不会影响实验结果）.其中②③的顺序可以颠倒.所以填“把实验顺序改成乙、甲、丙（或乙、丙、甲）.
四、实验装置设计不合理导致的设计方案不足
例4 学习了电学相关知识后，学校举办了一次综合实践活动，活动的主题是利用电流表或电压表制作一个简易电子秤．图6是小红设计的电子秤原理图，其中E为干电池(2节)；A是电流表（电子秤示数表盘)； 是定值电阻(5 Ω)；R是一根长为
5 cm阻值为15 Ω的均匀电阻丝．C是一根弹簧，其所受压力F与压缩量ΔL的关系如图7所示(塑料盘的重力不计，g=10 N/kg，制作时，调整弹簧的长度，使之不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端．
(1)该电子秤的最大称量是多大．应选用的电流表最大量程是多少.
(2)当电流表的指针指在0.3 A处时，所称重物的质量是多少.
（3）从理论上说明该方案的最大不足，画出你的设计原理图．
解析 ： (1) 解略.选用的电流表最大量程是0.6 A；
（2）解略.所称物体的质量为2 kg；
（3）因电源电压U=3 V、R0=5 Ω均为定值，根据
可知，所以I与R不成正比，I不能随R的变化而均匀变化.故该装置的最大不足是表盘刻度不均匀.如图8设计，滑动变阻器的电阻全部连入电路，电路中的电流
I= U R0+R=
定值，不随滑动变阻器连入电路中电阻的改变而发生变化，电压表测滑动变阻器Pa部分两端的电压，U电压表=IRPa，电压表示数
U电压表与RPa成正比，表盘刻度均匀.
五、实验数据选取不连续导致的实验结论不合理或错误
例5 某小组同学在学习了密度知识后．根据“浸入水中的铁块最终静止在容器底部、浸入水中的木块最终漂浮在水面上”的现象，猜想物块的密度可能会对它浸入水中后的最终状态有影响.于是他们用若干体积相同、密度不同的实心物块和足够的水进行试验，并实验数据及观察到的实验现象记录在表3中.
(1)分析比较实验序号1或2或3的数据及现象，可得出的初步结论是：当时，物块最终静止在容器底部.
(2)分析比较实验序号 的数据及现象，可得出的初步结论是：当浸入水中实心物块的密度小于水的密度时，物块最终漂浮在水面上.
(3)分析比较实验序号4和5和6的数据、现象及相关条件．可得出的初步结论是.
表4
(4)小明同学认为上述实验数据有限，得到的初步结论未必足以使人信服，应该用更多的实验数据进行验证，于是他决定进一步研究密度范围在 内实心物块浸入水中后的最终状态，为上述结论提供最有力的证据.
解析 ：(1) 浸入水中的实心物块的密度大于水的密度；
(2) 4或5或6；
(3)最终漂浮在水面上的实心物块，密度比水小的程度越大，物块露出水面的体积也越大；
(4)密度为1.6×103 kg/m3物块C静止在容器底部，而密度为
0.8×103 kg/m3物块D漂浮在水面上，两物块在水中所处状态发生了明显变化，但题目中缺少了密度介于
0.8×103~1.6×103 kg/m3之间的物块所处状态的研究.填“
0.8×103~1.6×103 kg/m3”.
练习 ：小军和小民班的同学在老师的指导下，用图9所示的装置“探究凸透镜成像的规律”.
（1）开始时，小军和小敏先用眼睛来观察一下凸透镜成像的各种情况，于是，他们先把凸透镜固定在光具座上10 cm处，小军负责将蜡烛从透镜一侧
50 cm处逐渐向透镜靠近，小明从另一侧透过透镜观察烛焰，并按观察到的像的大小进行编号，然后整理记录观察到的几个像的情况如图10所示.小军想知道观察到的各个像的先后顺序，小民有些已记不清楚.请你帮他列出来：.
（2）观察完毕，小军和小民进入深入的研究.他们按照图9所示安装各种器材后，点燃蜡烛，不断改变蜡烛和光屏的位置，
但无论如何沿光具座移动蜡烛和光屏，在光屏上始终找不到烛焰的像.出现这一现象的原因是.
（3）解决了上述问题后，作为摄影爱好者的小敏同学决定重点探究凸透镜成缩小实像的条件，他和小军依次选取了物距为50 cm、40 cm、30 cm、
20 cm的几种情况记录下相关实验数据和观察到的成像情况如表5.
表5
探究实验记录表（凸透镜焦距 ）
实验次数 物距u/cm
像的放大
或缩小 像的正立
或倒立 像的虚实 像距
1 50 缩小 倒立 实像 12.5
2 40 缩小 倒立 实像 13.4
3 30 缩小 倒立 实像 15.1
4 20 放大 倒立 实像 20.3
他们在分析了上述实验数据后，得出的实验结论是：当物于凸透镜三倍焦距以外时，成缩小、倒立的实像.
请就小民和小军的这一探究过程和实验结论发表你的见解和建议： .
参考答案 ：（1）123546 （2）蜡烛燃烧一段时间后变短，像成在光屏的上方（3）①实验数据选取不具有普遍性，缺少物距在
20 cm