物理探究性实验试题分类例析

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物理是一门以观察、实验为基础的科学，物理学中的许多规律都通过观察和实验，经过认真思索而总结出来。随着新课改的广泛深入，探究性实验试题已成为中考的一个热点，日益受到全国各省、市命题者的青睐。

一、测量型实验

测量型实验包括直接测量型和间接测量型。直接测量型实验是直接利用测量仪器对物理量进行测量，而间接测量首先要根据待测物理量与其他物理量的关系，先测出式中其他物理量，然后应用相关知识求出所需的物理量。

例1(2011年重庆市)下面四图画的是四种仪器的测量情形。

(1)图1中体温计的读数为℃；

(2)图2中电压表的示数为V；

(3)图3量筒中液体的体积为mL；

(4)图4中弹簧测力计的示数为N。

解析此题意在考察体温计、电压表、量筒、测力计这些常用测量工具的使用方法，要注意读数方法。读数时，首先要观察测量工具是否完好，其次要看清工具的量程和分度值，除长度测量有估计值外，其余不做要求。从图中可以看到，体温计、电压表、量筒、测力计的分度值分别为0。1 ℃、0。5 V、0。1 mL、0。2 N,然后用格数乘以相应仪器的分度值即可。结合上述，其读数分别为：

(1)37。80 ℃(2)7。5 V

(3)40 mL(4)2。6 N。

点评此类考题对能力要求并不高，但要求对仪器的使用必须有较高的熟练程度。初中物理仪器不太多，主要包括：用刻度尺测长度、用量筒测固体和液体的体积、用天平测固体和液体的质量、用温度计测水的温度、用弹簧测力计测量力、用电流表测电流、用电压表测电压、秒表测时间以及电阻箱、密度计、电能表等的读数，平时有目的的多练习即可。

例2(2011年南京市)用天平和量筒测量酱油的密度。

(1)将天平放在桌面上，把游码放在标尺的处，调节天平平衡；

(2)用天平测得烧杯和酱油的总质量m总为140 g。图5显示的是将烧杯中一部分酱油倒入量筒后，烧杯和剩余酱油的总质量m，则m=g；

(3)图6显示的是从烧杯中倒入量筒内的酱油的体积V，则V=cm3；

(4)酱油的密度ρ=g/cm3。

解析此题以生活中常见的酱油为载体，考查了天平和量筒的使用方法以及密度公式的应用。解答此题首先要把天平放在水平桌面上，游码归零，调节平衡螺母使其平衡，接着观察天平和量筒的分度值，然后根据实验原理ρ=mV，测量出酱油的密度。由图5知天平正确测出烧杯和剩余酱油的总质量m=106。4 g，则倒入量筒中酱油的质量

m1=m总-m=140 g-106。4 g

=33。6 g，

由图6知倒入量筒中的酱油体积

V=30 mL=30 cm3，

最后根据

ρ=m1V=33。6 g30 cm3=1。12 g/cm3。

点评在初中阶段，此类实验主要包括用刻度尺和秒表测平均速度、用天平和量筒测固体和液体的密度、用弹簧测力计和刻度尺测滑轮组的机械效率、用电压表和电流表测电阻或测用电器的电功率等。解答此类实验题时，首先在掌握其实验原理的基础上，分析出需要测量的物理量，然后确定待测物理量与其他物理量的关系式，最后利用相应的物理公式即可求解。

二、研究型实验

此类试题通过对一些实验现象、实验数据和实验过程进行分析探究，发现和总结所蕴涵的物理规律。

例3(2011年湛江市)在湛江港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想。

A.斜面的机械效率可能与物体的重力有关

B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关

小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图7所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如表1。

表1实验次数①②③斜面倾角θ30°30°45°物块重量G/N5。03。03。0斜面高度h/m0。60。60。8沿斜面拉力F/N4。22。52。8斜面长s/m1。21。21。2有用功W有/J3。01。82。4总功W总/J5。03。4斜面的机械效率60%71%(1)在实验操作过程中，应沿斜面向上拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向移动(填“左”或“右”)。

(2)根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为%，第②次实验中总功为J。

(3)通过对比实验①、②数据，可验证小华的猜想(填写字母)；通过对比实验②、③数据，可以得出的探究结论：。

(4)此实验主要用到的研究方法是。

(5)除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与(写出一个)有关。

解析此题是对探究斜面机械效率的实验过程的考察，摒弃了对方法的机械记忆，对控制变量法的理解渗透在具体的实验中，考察了考生在实验探究过程中，数据分析、数据处理和总结规律的能力。在实验操作中，拉力的方向应与斜面平行且匀速拉动物体，通过移动斜面下的木块可以改变斜面的倾斜角，当木块向左移动时，斜面被垫高，倾斜角增大，反之减小。

在第①次实验中，由表1可知，

W有=3。0 J，W总=5。0 J，

把数据代入

η=W有W总×100%=3 J5 J×100%

=60%；

在第②次实验中，由

W总=W有η=1。8 J60%=3 J，

或由公式

W总=FS=2。5 N×1。2 m=3 J。

通过观察对比①、②实验数据发现，此两次实验中，只改变了物体的重量，而斜面的倾斜角、光滑程度以及斜面的长度未变，说明此两次实验是探究斜面的机械效率与物重的关系，故可验证猜想A；观察对比实验②、③数据，从上向下看，发现物重和斜面相同时，倾斜角越大，斜面的拉力和机械效率也越来越大，这说明在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高，或斜面的机械效率与斜面的倾斜程度正向相关。实验中探究哪个物理量与其它物理量之间关系时，就改变这个物理量，而保证其它物理量不变，这就是控制变量法。由η=W有W总×100%=GhFS×100%可知，斜面的机械效率还可能与斜面的粗糙程度、木板的长度、拉木块速度、木板的面积等有关。