中考物理实验题分类解析

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物理学是一门以观察、实验为基础的科学。物理实验则是物理学科进行科学探究的主要方式,有利于启迪科学思维、领悟科学研究方法。在中考物理试题中,实验题也是一类热点问题,所占分值比例较大,然而有相当一部分考生由于忽视对物理实验的复习,或不知道如何复习、不明确中考对实验的考查方式,最终影响了考试成绩。本文针对中考物理实验题的特点和类型举例分析,希望对同学们有所帮助。

中考物理实验题的特点

1.重视对基本知识和基本技能的考查,包括基本仪器的使用和重要物理量的测量。

2. 注重对实验能力的考查,如观察分析实验现象的能力、处理实验资料和数据的能力、归纳总结实验结论的能力、利用发散思维和创新思维设计实验的能力、撰写实验报告以及对实验报告进行分析说明的能力等。

3.注重对实验方法的考查,以控制变量法为主,还包括比例法、估算法、排除法、理想模型法、图像法、类比法等。甚至有些考题的题干并不涉及教材内容,只考查实验方法,以及利用实验方法解决问题的能力。

中考物理实验题的类型及实例分析

中考实验题的题型主要有测量型、探究型、设计型、开放型4种。在这些题型中,考查基本知识的测量类实验仍然是实验题的主角,但是从发展趋势上看,这类题正在被探究型试题替代,比例也逐渐减小。由于探究是新课标的主旋律,所以探究型实验试题在课改试题中所占比重最大。另外设计型、开放型实验试题因能考查多种实验能力,比例也有所增加。

类型一测量型实验题

1.直接测量型实验

掌握各类常见仪器的读数和使用方法是做好物理实验的前提,所以各省、市中考题中都要涉及此类实验题,常考的实验有用温度计测量温度、用刻度尺测量长度、用弹簧测力计测量力等。

例1(2009年北京考题)图1所示的弹簧测力计的示数是 N。

解析:本题考查基本测量仪器――弹簧测力计的使用。从图1中可以看出,本弹簧测力计的量程为0~5N,分度值为0.2N,读数应该是2N。

答案:2。

点拨:此类考题对能力要求并不高,但要求对仪器的使用必须熟练。初中物理涉及到的仪器不太多,主要包括温度计、量筒、天平、电阻箱、刻度尺、秒表、弹簧测力计、密度计、电流表、电能表、电压表等,平时有目的地多练习即可。

2.间接测量型实验

间接测量型实验仍是中考实验题的主角,但是考点不多,主要有5个重点实验,分别是对密度、浮力、滑轮组机械效率、电阻、电功率的测量。这几个实验在中考中出现的几率很高,“测定小灯泡的额定功率”实验几乎每年必考。

例2(2009年福州考题)在“测定小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。

(1)连接电路时开关应,电流表的量程应选 A。

(2)请你用笔画线代替导线,将图2中的实物电路连接完整。

(3)闭合开关前,图2中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。

(4)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图3所示)为 V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图2中滑片P向(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。

(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图4所示的I-U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是

W。

(6)小勇同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是 (写出一种即可)。

解析:电路连接有两个注意事项,一是开关要断开;二是滑动变阻器的滑片要位于阻值最大处。因为小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω,所以允许通过的最大电流为0.25A,即电流表的量程应选择0~ 0.6A。图3中电压表接入的量程是0~3V,所以电压表的示数为2.2V。因为小灯泡两端的电压小于额定电压,想测量小灯泡的额定功率,应增大小灯泡两端的电压,即减小电路中的电阻,应将图2中滑片P向B端移动,使电压表的示数为2.5V。从图4所示的I-U图像可以看出,当电压是2.5V时,电路中的电流是0.2A,所以小灯泡的额定功率W=UI=2.5V×0.2A=0.5W。(6)是故障分析,解答这类题时一定要考虑全面,短路、开路的情况都要考虑到。小灯泡始终不亮,说明电路中没有电流;电压表有示数,说明与电压表相连接的电路部分是通路。所以只能是灯泡部分没有电流,即小灯泡开路。

答案:(1)断开,0~0.6;(2)略;(3)A;(4)2.2,B;(5)0.5;(6)小灯泡开路(或小灯泡灯丝断了或小灯泡灯座接触不良或小灯泡接线柱接触不良等,答案合理即可)。

点拨:间接测量型实验题考查的内容主要有①探究影响这些物理量大小的因素;②重要实验步骤及仪器安装、电路连接;③实验故障分析与排除;④实验数据处理与分析;⑤设计实验方案等。

类型二探究型实验题

探究型实验题是中考物理实验题的主角,教材中的实验除了几个测量类实验和演示实验以外,都可以以探究的形式出现,是出题的重点。另外,探究生产、生活中的物理规律和未知领域的物理规律的实验,并非考查教材中的知识点,而是重点考查探究的步骤和方法,也经常出现。

例3(2009年娄底考题)小明在做“研究液体的压强”实验时得到的几组数据如表1。

表1

根据表1中的数据回答下列问题。

(1)比较序号为 的3组数据,可得出的结论是:同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强都相等。

(2)比较序号为3、4、5的3组数据,可得出的结论是。

(3)比较序号为的两组数据,可得出的结论是:在同一深度处,不同液体的压强与密度有关。

解析:本题重点考查探究实验的数据处理、结论总结、评估与反思的能力。在做“研究液体的压强”实验时要用到控制变量法。研究同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强时,要保证液体的种类和深度相同,改变不同的方向,序号为1、2、3的3组数据满足此条件;比较序号3、4、5的3组数据可以看出,同种液体的压强随深度的增加而增大;要在同一深度处比较不同液体的压强与密度的关系,应保证液体的深度相同,改变液体的种类,序号为5、6的两组实验满足此条件。

答案:(1)1、2、3;(2)液体的压强随深度的增加而增加;(3)5、6。

例4(2009年天水考题)图5所示是“探究摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。

在实验前,同学们提出了以下几种猜想。

猜想一:滑动摩擦力的大小与物体的运动速度有关;

猜想二:滑动摩擦力的大小与压力的大小有关;

猜想三:滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积大小有关;

猜想四:滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度有关。

(1)在实验中用弹簧测力计拉木块时应水平拉动,且使它在固定的水平方向上做 直线运动,根据条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。

(2)通过对图a和图b的实验步骤进行比较可知,猜想是正确的。

(3)通过对图a和图c的实验步骤进行比较可知,猜想是正确的。

解析:在实验中,用弹簧测力计拉木块时应水平拉动,且使它在固定的水平方向上做匀速直线运动,因为只有木块做匀速直线运动,它所受到的力才是平衡力,根据二力平衡条件,才能得到木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。比较图a和图b可以发现,接触面没有改变,图b的压力增大,可以猜想在接触面粗糙程度不变的情况下,摩擦力的大小与压力的大小有关。所以通过对图a和图b的实验步骤进行比较可知,猜想二正确。比较图a和图c可以发现,压力的大小没有改变,图c接触面的粗糙程度增加了,可以猜想在压力相等的情况下,摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。所以通过图a和图c的实验步骤进行比较可知,猜想四是正确的。

答案:(1)匀速, 二力平衡;(2)二;(3)四。

点拨:解探究题一要深入了解课本上的物理规律;二要掌握探究的方法,了解探究的全过程(七个步骤),熟练运用各种探究方法如“控制变量法”“等效替代法”“类比法”等,以不变应万变地解答题目。

类型三设计型实验题

自行设计实验方案能考查综合运用能力、创新能力和独立解决问题的能力。常见设计型实验题多数是力学和电学题目,并有以下特点:

①基础性:大部分题目以课本知识为依托,不脱离教材,考查对知识的灵活运用能力;

②开放性:此类题大部分答案不唯一,只要求写出其中的一种或几种情况;

③实用性:贴近生产、生活,通常把日用品作为实验仪器来验证物理规律,考查知识的迁移能力与运用能力。

例5(2009年宁夏考题)牛奶被营养学家誉为“最接近完善的食物”。但市面上有些牛奶掺水较多。能否用身边的物品作为实验器材,通过测量牛奶的密度来鉴别其是否掺了水呢?某同学经过认真思考后,在没有天平、量筒的情况下,选用弹簧秤、空饮料瓶、水、细线等物品进行实验。他实验的第一步是用弹簧秤测出空饮料瓶的重力G1;第二步是在空饮料瓶中装满水,用弹簧秤测出瓶和水的总重力G2,求得水的体积V= 。

(1)根据该同学的思路,他测算的第三步是:

(说出具体方法和要测算的物理量并用字母表示)。

(2)求得牛奶密度奶=。

(3)测出牛奶密度奶=1.01g/cm3后,他又上网查询,得知牛奶的标准密度是1.03g/cm3,试问他可否通过比较奶与标来确定所测牛奶是否掺水,为什么?

解析:本设计实验的特点是基础性和贴近生产、生活,以生活中常见的牛奶为原料做实验,用弹簧测力计测体积,用等效替代法来测密度,同时考查把探究到的物理规律应用于生活实践的能力。此实验在没有天平、量筒的情况下,选用弹簧秤、空饮料瓶、水、细线等物品作为实验器材。测液体密度的实验要用到天平和量筒,此题的关键是用弹簧测力计来替代天平,用空饮料瓶来替代量筒。根据我们学习的知识可知,只要我们知道物体的重力,根据G=mg就可以求出质量,而要获得体积则要借助空饮料瓶。水的密度已知,所以我们可以测出水的质量,算出装满水时水的体积,即为空饮料瓶的容积,如果再用空饮料瓶装满牛奶,则牛奶的体积就等于空饮料瓶的容积,也就间接获得了牛奶的体积。

答案:(1)将瓶中水倒出,在瓶中装满牛奶,用弹簧秤测出瓶和牛奶的总重力G3,可求出牛奶的质量m = ;(2)= ;(3)可以判断,因为实际测量值奶小于标 (或不能判断,因为测量存在误差,测量值与标准值相差不大)。

点拨:设计型实验题所能涵盖的内容较多,提供的信息较少,考查的知识点不好把握,要求我们富有创新精神,能灵活运用所学知识去分析问题和解决问题,变“学物理”为“做物理”,遇到问题时充分发挥自己的想象力。

类型四开放型实验题

许多物理实验都可以用不同的方法来做,同样的,用不同的实验方法、不同的实验仪器也能得出相同的实验结果,也就是说物理实验具有开放性。开放型实验题是近年中考实验题的一个新亮点,特点是题设条件不确定、解题方法多样化、答案不唯一。在考查同学们实验能力的同时还考查创新能力、发散思维能力。一般来讲,此类考题的难度并不大。

例6(2009年烟台考题)在“探究水沸腾”的实验中,某实验小组观察到图6甲、乙所示的两种情景。

(1)你认为哪一种是水沸腾时的情景。

(2)实验中你还观察到哪些实验现象。

(3)为了减少从开始加热到水沸腾时的时间,可以采取哪些措施。

解析:本题的开放性非常明显,减少从开始加热到水沸腾时的时间,可以采取的措施有很多,比如提高水的初温、换用保温的烧杯、给烧杯加盖子等。

答案:(1)甲。

(2)沸腾前水的响声大,沸腾后水的响声变小;沸腾前温度计的示数不断升高,沸腾后继续加热而温度计的示数保持不变;沸腾时水的内部和表面同时发生剧烈的汽化现象。

(3)适当减少水量;给烧杯加盖子;适当提高水的初温等。

点拨:解答开放型实验题,需要我们在日常生活中做个有心人,多思考、多做实验,试着从不同角度、用不同的方法去解决相同的问题,了解事物的内涵,提高自己的创新能力、发散思维能力。