新华一中物理研究方法专题.docx
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新华一中物理研究方法专题
物理研究方法专题
新华一中物理教研组
初中阶段涉及到的研究方法主要有以下一些：
控制变量法、等效替代法、比值法、归纳法、推理法、图象法、放大法、模型法、极值法、过程分析法、排除法、类比法等。
方法一、分析法：
通过比较不同的现象，找到其中的相同点与不同点，然后通过分析得出结论。
例如：
小明对自动感应门很感兴趣，想了解其原理．他查阅有关资料后得知，自动感应门有两种类型：
一种是感应装置接受到人所发出的红外线，将门打开；另一种是感应装置发出微波来感知向门移动的物体，将门打开．以下设计方案能探究某自动门是哪种类型的是C
A．速度相同的两个人分别向门靠近，观察门的反应
B．人以两种不同速度分别向门靠近，观察门的反应
C．门打开后，人在门前静止一段时间，观察门的反应
D．白天和黑夜让人向门靠近，观察门的反应
典型题
1.一个大烧杯倒扣在桌面上，里边充以烟雾，用手电筒通过杯底自上而下照射，调节手电筒的聚光圈，使通过烟雾的光成粗细均匀的柱形光束（图甲）：
（1）烧杯内充以烟雾，是利用了烟尘微粒对光的 来显示光通过的路径。
（2）烧杯底上放一个凸透镜，观察到的现象如图乙所示，说明凸透镜对光有 作用。
（3）烧杯底上放一个凹透镜，观察到的现象如图丙所示，说明凹透镜对光有 作用。
1.
（1）漫反射
（2）会聚（3）发散
2．用图1所示的电路图做实验．请你回答相关的问题．
（1）按该电路图在图2连接实物（图中有两根线已连好），要求滑动变阻器的滑片P向M端移动时电流表的示数增大．
（2）实验时A2表的读数如图3，A2示数为 A．
（3）正确连接电路，合上开关后看到L1亮，L2不亮．根
据这一现象，甲、乙两位同学分别做出以下分析：
甲：
因为L2不亮，所以电路断路．
乙：
电路是通路，根据P＝
，P与R成反比．L1亮，
L2不亮是因为L1电阻远小于L2。
问：
甲、乙的分析是否正确的，说明理由．
2
（1）略
（2） 0.2
（3）甲的观点是错误的，因为两个灯泡是串联的，如果断路，则L1也不可能亮，电流表不可能有示数。
乙的观点是错误的，在串联电路中，电流是处处相等的，灯泡L1亮是因为它的电功率大，因而L1的电压比L2大，所以，L1的电阻远大于L2。
质量m/g
100
200
300
500
重力G/N
1
2
3
4
5
3.在探究“重力的大小跟什么因素有关系”的实验中，按照图甲所示，把钩码逐个挂在弹簧测力计上，分别测出它们受到的重力，并记录在下面的表格中．
（1）把表格中的空格填写完整；
（2）图甲中弹簧测力计的示数
为____________N；
（3）根据表格中的实验数据，在图乙中画出重力与质量的关系图象；
（4）由此可知物体所受的重力跟质量成．
3.
（1）400
（2）2（3）如右图所示（4）正比
4、刘星和李明为了探究串联电阻的阻值与各串联的电阻的阻值之间的关系，他们利用两个定值电阻（R1＝5Ω，R2＝10Ω）及电源等器材设计了如图甲所示的电路图。
[
（1）根据电路图，用笔画代替导线将图乙中的电路连接完整。
（2）闭合开关后发现电流有示数，而电压表无示数（电压表完好），则出现该现象的原因可能是：
①；
②。
（3）上表是故障排除后的实验记录，通过分析实验数据，得到的结论是。
4、
（1）如右图红色线段
（2）①电压表短路②电压表断路（答案合理即可）
（3）串联电阻的阻值等于各串联的电阻的阻值之和四、综合应用题21世纪教育网
5.在实验探究活动中，某同学将微小压强计的探头先后放人两种不同液体中，根据如图所示提供的信息能够探究的是
A.液体内部的压强跟液体密度的关系
B.液体内部的压强跟深度的关系
C.在同一深度，液体向各个方向的压强大小是否相等
D.液体内部向各个方向是否都有压强
5.A
方法二、转换法：
把车运动的快慢通过纸带上的“滴痕”显示出来。
类似的还有很多，电流产生的热量—气球膨胀的程度、电流的大小—电流表的示数等等。
例题．在科学研究中，常常通过实验的方法将不易观察的现象直观地反映出来。
下列实验与这一思想方法不符合的是（D）
典型题
1．小明设计了一种测量未知电阻Rx的实验方案，并选择了合适的器材，测量电路如图所示，电源电压恒定，滑动变阻器最大阻值未知，在A、B两点间接人的元件每次只能是电阻箱或未知电阻Rx
（1）请你帮他完成相关实验内容：
①将______接入A、B两点间；
②闭合开关，移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时，记下______；
③断开开关，取下A、B间的元件，将______接在A、B
两点间；
④闭合开关，调节______，使______；
⑤读出______，即可知道Rx的阻值．
（2）小明测量电阻R，的方法，在科学研究中经常用到，下面四个研究实例中，采用这种研究方法的是______.
A．力是看不见的，可以通过力的作用效果认识它
B．根据磁铁吸引大头针多少判定磁铁磁性的强弱
C．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻
D．用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱
1.
（1）①未知电阻RX②电压表示数U③电阻箱④电阻箱电压表示数仍为U⑤电阻箱示数
（2）C
2．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，如图5将导线绕在两个完全相同的铁钉上，制成简易的电磁铁甲和乙，通电后发现甲吸引大头针的个数多，说明甲线圈的匝数________（填“多”或“少”）；当滑片P向A端移动时，甲的磁性将________（填“增强”或“减弱”）。
2.多；增强
3．实际的电源都有一定的电阻，如干电池，我们需要用它的电压U和电阻ｒ两个物理量来描述它。
实际计算过程中，可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为ｒ的电阻串联而成，如图甲所示：
在图乙中R1=14,R2=9。
当只闭合S1时，电流表读数I1=0.2A；当只闭合S2时，电流表读数I2=0.3A，把电源按图甲中的等效方法处理。
求电源的电压U和电阻ｒ。
3.3V1
4.带滴墨水装置的小车每隔相等时间滴一滴墨水，把小车放在铺有纸带的水平面上做直线运动，会在纸带上留下一系列墨水“滴痕”。
小车先后两次向左做直线运动，得到两条带有“滴痕”的
纸带，各截取一段如图。
（1）小车每隔相等时间滴一滴墨水，表明纸带上任意相邻两个“滴痕”的时间间隔。
（2）纸带甲的“滴痕”表明，小车在这段时间做运动，此时小车在水平方向受（填“平衡力”或“非平衡力”）。
（3）纸带乙的“滴痕”表明，小车这段时间的速度逐渐（填“减小”或“增大”）。
4.
（1）相等
（2）匀速直线；平衡力（3）减小
5．如图所示，扬声器播放音乐时，放在纸盒上的小纸片会不断地跳动。
这个实验是用来研究（）
A、声音产生的原因B、声音传播的条件
C、音调是否与频率有关D、乐音与噪声的区别
5.A
6、如图是陆艳同学探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置：
在两个相同的烧瓶中装有质量（选填“相等”或“不等”，）的（选填“同种”或“不同”，）液体，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲＞R乙，这样的装置可以研究电流产生的热量与
的关系；实验中通过观察来比较电阻丝产生热量的多少；如果所用液体仅备有水或煤油，为使实验现象明显些，应选择来进行实验。
6．相等；同种；电阻；温度计的示数高低；煤油
7.如图所示，是某同学探究“电磁铁磁性强弱跟电流大小关系”的电路图．
（1）电磁铁磁性的强弱是通过观察________________________来确定的．
（2）闭合开关后，当滑动变阻器滑片P向 （填“a”或“b”）端移动时，电磁铁磁性增强；由实验可得到的结论是：
当线圈匝数不变时，通过线圈的电流 ，电磁铁磁性越强．
（3）在图中，电磁铁的上端是 极（选填“N”或“S”）．
7.
（1）吸引铁钉的多少
（2）a越大（3）S
8．物理研究中常
常会用到“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”、“模型法”等研究方法，下面用到“等效替代法”的是
A．研究磁场时，引入了磁感线来描述磁场
B．研究两个阻值为R的电阻串联时，可用一个阻值为2R的电阻来代替
C．研究电流与电压关系时，控制电阻不变
D.研究电压时，我们可以通过对比水压来认识它
8．B．
11．物理学研究方法很多，请将下列研究方法和所研究的问题连线
控制变量法利用扩散现象研究分子运动[来源:
学|科|网]
转换法研究合力的效果
等效（等量）替代法研究电阻的大小与哪些因素有关
模型法研究磁场时引入磁感线
11.控制变量法利用扩散现象研究分子运动
转换法研究合力的效果
等效（等量）替代法研究电阻的大小与哪些因素有关
模型法研究磁场时引入磁感线
方法三、控制变量法：
比哪第1、2次实验中控制了物重，物块上升的高度、拉力移动的距离不变。
例题：
小华和小海同学为了探究导体中电流与电压的关系，他们用A、B两个导体进行实验，试验中多次改变导体两端的电压的大小，并将测量的数据记录在表一、表二中。
分析比较实验序号1、2、3或4、5、6中的电流与电压变化的倍数关系，可得出的初
步结论是：
对同一导体，。
分析比较实验序号3、5的数据，他们提出了猜想：
在电压相同的情况下，通过不同导体的电流不相同。
Ⅰ为验证上述猜想，在已有表一、表二实验数据的基础上，小华重新预设了B导体两端的电压，并测出相应的电流值。
小海分析了小华的测量数据后，认为小华的测量数据有问题，他为测量便修改了数据，如表三所示，你认为小海的修改数据的做法，理由是。
Ⅱ为了达到验证上述猜想的目的，请结合表一、表二的实验数据，分析表三设计的不足之处：
。
（1）通过导体两端的电流与导体两端的电压成正比
（2）不正确；数据应以实验测量为准，实验的误差不可避免；
在选用导体B的情况下，与表一中不同导体对比，电压需要相同，应设1.2伏、2.4伏、3.6伏。
表三没有相同电压。
典型题
1.如图所示，下面是某同学做探究
“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度的关系”实验时，得到如下实验数据．
（1）此探究实验是采用了_____________的物理研究方法。
（2）请将上表中空格补充完整．
（3）请你根据表中的实验数据，得出要探究的实验结论：
结论一：
___________________________________________________________。
结论二：
___________________________________________________________。
1
（1）控制变量法
（2）0.7560.984
结论一：
斜面的光滑程度相同时，斜面的倾斜角度越大（小），机械效率越高（低）
结论二：
斜面的倾斜高度相同时，斜面的表面越粗糙（光滑），机械效率越低（高）
2.通过物理知识的学习，同学们不难发现：
（1）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来。
例如：
在探究摩擦力与什么因素有关的实验中（如图左所示），用弹簧测力计拉动木块时，必须让木块在水平面上做运动，通过读取弹簧测力计上的示数可间接知道摩擦力的大小；又如，在研究“牛顿第一定律”的实验中（如图右所示），让同一小车从斜面上相同的高度由静止滚下，在粗糙程度不同的平面上运动，小车在水平方向上受力的大小可通过小车表现出来。
（2）当要研究某个物理量与多个因素的关系时，一般要采用 法。
例如：
在探究摩擦力与什么因素有关的实验中，要研究摩擦力的大小与压力大小关系，就要多次改变，同时保持接触面的粗糙程度不变。
2、
（1）匀速直线运动；在水平面上移动的距离的大小（或S的大小）
（2）控制变量法；压力大小（或砝码的个数）。
3、在探究斜面机械效率的试验中，小明提出了“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关”的猜想。
（1）要测量斜面的机械效率，除了长木板和木块（如图所示）外，还需要的主要测量工具是刻度尺和。
（2）在试验过程中，应沿斜面向上拉动木块，使其做运动。
（3）要验证以上猜想，需要控制不变的因素有：
。
（4）斜面在我们生活中的应用有（只写出一条即可）。
3、
（1）弹簧测力计
（2）匀速直线（3）同一木块（4）盘山公路
4、小凡同学在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水，进行如下图所示的实验探究，得出水蒸发快慢与水的温度、水的表面积和水面上方空气流动快慢有关．
ＡＢＣＤ
（1）通过Ａ、Ｂ两图的对比，可以得出水蒸发快慢与水的有关．
（2）通过两图的对比，可以得出水蒸发快慢与水的温度有关．
（3）小凡同学猜想水蒸发快慢还可能与水的质量有关，于是继续进行了如下探究：
在相同环境下的两块相同的玻璃板上分别滴上一滴和两滴水（如右图）．结果发现甲图中水先蒸发完，于是他得出结论：
水蒸发快慢与水的质量有关，水的质量越小蒸发越快．从实验设计环节看，他没有控制水的（选填“质量”或“表面积”）相同；从得出结论环节看，“根据谁先蒸发完，判断谁蒸发快”是否正确？
（选填“正确”或“不正确”），理由是．
4、
（1）表面积大小
（2）A、C
（3）表面积不正确只有在水的质量相同时，先蒸发完的蒸发的才快．
5．小文在探究“电阻的大小与什么因素有关”的活动中，发现实验器材中电阻丝只有一根，其它器材足够，如果要他完成下面的实验探究活动，其中不可能完成的是（）21世纪教育网
A．探究导体电阻与长度的关系B．探究导体电阻与横截面积的关系
C．探究导体电阻与材料的关系D．探究导体电阻与温度的关系
5.C
6、在初中物理学习中，当要研究三个量之间的关系时，常采用控制变量法。
则下列哪个实验研究不是应用控制变量法?
6.D
方法四、推理法：
最典型的就是牛顿第一定律的得出。
例题：
下图是探究“阻力对物体运动的影响”的过程．
（1）根据图中情景可以判断以下说法正确的是（）
A．①是假设，②③是实验事实，④是实验推论
B．①②③④都是实验事实
C．①②是实验事实，③④是实验推论
D．①②③是实验事实，④是实验
推论
（2）每次让小车从斜面同一高度由静止滑下，记下小车最终停在水平面上的位置.可知小车受到的阻力越小，小车运动的路程越 ．其中运动的小车在木板上最终停下来，是因为小车在水平方向上受 （选填“平衡力”、“非平衡力”或“不受力”）．
（3）若用木块代替小车再探究“摩擦力的大小与什么因素有关”，还需要添加的器材是长方体木块、钩码和 ．
（1）D
（2）远非平衡力
（3）弹簧测力计
典型题
1．世纪初，科学家在探索物质结构的历程中，相继发现原子核可以放出质子和中子，这一发现说明（）
A、分子是可分的B、原子是可分的
C、原子核是可分的D、质子和中子是可分的
1C、
2、通过直接感知的现象，推测无法直接感知的事实，是常用的物理方法。
下列根据现象所作出的推测不符合事实的是
A．扩散现象推测分子是运动的
B．电路中的灯泡发光推测电路中有电流
C．小磁针放在磁体旁受力偏转推测磁体周围有磁场
D．街边的路灯同时亮、灭推测路灯是串联的
2D
3．小雨同学通过绳子拉着一石块在水平桌面上做匀速圆周运动，假设它受到的力全都消失，则该石块将
A．做匀速直线运动
B．继续做匀速圆周运动
C．落到地面上
D．立即停止运动
3．A．
4.将电铃扣在抽气盘上的玻璃钟罩内，如图所示。
通电后可以看到电铃在振动，听到电铃发出的声音。
用抽气机向外抽气的过程中，仍可清晰地看到电铃在振动，但铃声越来越小。
对以上现象的解释，下列说法错误的是
A.听到铃声又看到电铃在振动，说明声音是由物体的振动发生的
B.听到铃声越来越小，说明声音要借助介质才能传播（推理可得出：
真空不能传声）
C.看到电铃在振动，说明光束要借助介质才能传播
D.看到电铃在振动，说明光束能穿透玻璃
4.C.
5．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块（如图所示），下列说法中正确的是（）
A．这样做的目的是研究物体的动能大小与质量的关系
B．该实验说明物体的动能大小与高度有关
C．若水平面绝对光滑，木块将做匀速直线运动
D．铁球从斜面上滚下来的过程中动能一直减小
5．C．
方法五、放大法：
1．如图所示，小明用手使劲捏玻璃瓶，细玻璃管内的水面就会上升，通过观察细玻璃管内水柱高度的变化，就能判断玻璃瓶受压后发生了微小形变。
这种把微小量放大有利于观察的方法在物理学里称为“微小量放大法”。
图8各实验中应用了与此相同实验方法的是A
方法六、极值法：
1、如图所示，电源电压为12V，且保持不变，己知滑动变阻器R3的最大阻值为20Ω，定值电阻R1=10Ω，R2=15Ω，电流表的量程为0.6A。
（l）S，S1闭合，S2断开时，要使电流表的示数最小，则滑动变阻器的滑片P应滑到何处?
此时电压表的示数为多少?
10min内电流通过R1产生的热量是多少?
（2）S、S2闭合，S1断开时，求电路允许消耗的最大功率。
2.如图所示，电源电压为6V，一只标有“3V3w”的小灯泡与一个最大阻值为9Ω的滑动变阻器串联，在保证电路安全工作的前提下，电路消耗的最大功率和滑动变阻器两端的最大电压分别为
A.6W4．5V
B.4.5W6V
C.6W6V
D.9W4.5V
2.A.
3、如图是小红学习电学后设计的一电路。
其中L红为“6V3W”、L绿为“6V6W”的小灯泡，R1为“18
1．5A”的滑动变阻器。
当该电路闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯都正常发光（电源电压不变）。
问：
（1）电源电压为多少伏?
（2）两灯都正常发光时电流表的示数为多少?
（3）若S、S2闭合、S1断开，电流表示数为0．25A时，此时滑动变阻器连入电路的电阻为多少?
（4）分别画出该电路处于最大电功率和最小电功
率时的等效电路图。
3、
（1）6V
（2）
（3）
（4）最大电功率时最小电功率时
方法七、估测法：
要求学生对生活中常见的工具，物体的一些物理性质作出合理的估测。
例题．在物理学习过程中，经常要进行估测，以下估测明显不合理的是
A．课桌高80cmB．人步行的速度是5m/s
C．中学生的质量约为50kgD．让人感觉舒适的室内温度为23℃左右
B
典型题
1．根据你对生活中物理量的认识，指出下列数据符合实际的是
A．一支新铅笔的长度约为18dmB．一个普通鸡蛋重约5N
C．现行用的初中物理课本宽
度约为19mD．为了保证工作和学习，声音不能超过70dB
1．D
2．下列数据与事实相差较大的是
A．教室内一盏日光灯的功率约为40W
B．你正常步行的速度约为1m／s
C．使人体感觉舒适的环境温度为25℃左右
D．中岳嵩山顶峰的大气压约为1.5×105Pa
2．D
3．小明用身体进行实验时所记录的下列数据中，合理的是
A．他的质量为50g
B．他潜水时所受水的浮力为5000N
C．他从教学楼的一楼匀速走到二楼时克服重力所做的功为1500J
D．他的体温为100℃
3．C．
方法八、类比法：
例题．电路和水路有许多相似之处.在电路中和如图所示水路中的阀门作用相似的是
A．电源B．用电器
C．开关D．导线
C
典型题
1．平常我们吃熟鸡蛋时，发现被蛋白包围的蛋黄是圆球形的，那么生鸡蛋的蛋黄形状是否也是球形的呢？
为探究这个问题，某同学在老师的指导下做了下面的实验，同时还查阅了相关资料。
步骤一：
取一只玻璃杯，里面盛小半杯清水，在清水里加人一大滴菜油，发现菜油滴到水上后呈薄片状浮于水面；
步骤二：
再取一定量的酒精，沿着杯壁慢慢倒入水中，发现随着倒人酒精量的增多，油的薄片慢慢变小，厚度渐渐增加，变成扁球形，最后演变成圆球形，悬浮在酒精溶液中
小资料：
当油滴处于悬浮状态时，表面张力会使它的表面积尽可能缩小到最小值，而在体一定的条件下，以球形的表面积为最小。
对上述实验过程进行分析后完成下列问题：
（1）推测生鸡蛋中蛋黄的形状是形；
（2）请从密度的角度分析油滴处于悬浮状态的原因：
（3）该实验体现了哪一种科学探究方法？
A．控制变量法B．类比法C．对照法
1.
（1）圆球（回答“球”也得分，回答“圆”、“扁球”不得分）
（2）水和酒精混合液（酒精溶液）的密度等于油滴的密度（填写“酒精或水的密度和油滴，密度相等”不得分）
（3）B
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