中考物理实验探究题.docx

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中考物理实验探究题

中考实验探究题盘点

江苏丰县广宇中英文学校刘庆贺

　　“注重科学探究，提倡学习方式多样化”是新课标基本理念之一。

作为具有指挥棒作用的中考，实验探究题在试卷中的地位越来越受到命题者的关注，实验探究题的数量和所具有的分值也逐渐增加。

中考试卷的最后一道实验探究题更是整个试卷的亮点（其中不少就是试卷的压轴题），不仅体现了命题者的智慧，还是考试的难点和考生的失分点。

为此，笔者从全国各地百余份中考试卷中精心筛选了实验探究题的最后一题，加以分类整理，对命题的创新之处、解题思想、考点频率等做了较详细的梳理，旨在帮助考生认识其特点，领悟应对方法，起到抛砖引玉的作用。

　　一、方法型探究题

　　例1 小明总结两年来所做的探究实验发现：

　　当要研究的物理量不易直接测量时，都需要想办法把它们的大小间接显示出来。

　　例如：

图１甲实验是让木块在木板上做____________运动，通过弹簧测力计的示数间接显示摩擦力的大小；乙实验中动能的大小是通过______________________间接反映出来的。

（2）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采取一定措施，控制变量。

　　例如，要研究摩擦力与压力的关系，就要多次改变压力，同时控制接触面的粗糙程度不变。

做实验时我们改变压力的具体办法是____________________________________；要研究动能跟质量的关系，就要改变质量，同时控制速度不变。

具体办法是：

换用__________________并让它们从______________________由静止滑下。

　　点评：

题目不像是考题，而更像是通过这种方式提醒学生，要学会从看似不同的现象中找出共同点，体验归纳这种学习方法。

解决问题时涉及到物理学中两种重要的研究方法──转换法和控制变量法。

既关注学习方法，又注意研究方法，这是题目的创新之处。

题目的难点在于可能许多同学对答案只是意会，而不能够用科学的语言准确描述。

题目涉及到的知识点有两个：

探究滑动摩擦力实验、研究动能的大小与哪些因素有关实验，这都是物理中比较重要的实验，各地中考卷几乎都会涉及到。

　　解析：

（1）物体所受滑动摩擦力的大小是无法直接测量的，所以我们通过弹簧测力计的示数间接反映。

但是滑动摩擦力的大小并不总是等于弹簧测力计的示数，只有把物体放在水平支持面上，把弹簧测力计沿水平方向拉动，并使物体做匀速直线运动时，滑动摩擦力的大小才等于弹簧测力计的示数（即同时满足两个“水平”、一个“匀速”）。

要研究动能的大小与哪些因素有关，首先就要知道怎样“看出”动能的大小。

物体具有动能的大小是无法直接“看出”的。

怎么办呢？

我们可以利用能量与做功的关系，把物体具有能量的大小转换为它能够对外做功的大小反应出来。

这就用到了转换法。

（2）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采取一定措施，控制变量。

要研究摩擦力与压力的关系，就要控制接触面的粗糙程度不变，而多次改变压力。

改变压力最简单的又具体办法是：

增加或减少木块上砝码的个数。

　　要研究动能跟质量的关系，就要改变质量，同时控制速度不变。

如何控制物体的速度不变？

用推动的方法能使物体获得速度，但速度大小不容易控制。

这里最科学的方法是：

使物体从同一斜面的同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同。

　　答案：

（1）匀速直线 木块被球撞击后运动的距离。

（2）增加或减少木块上砝码的个数 质量不同的球 同一斜面的同一高度。

　　链接：

物理学中对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识，或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。

初中物理在研究概念、规律和实验中多处应用了这种方法。

特别是对那些抽象的难以理解的物理知识，这种方法很有效。

生活中你也用到过转换法，只是未注意罢了。

空气是看不见摸不着的，但我们可以根据空气流动（风）所产生的作用来认识它，如红旗飘动，树叶摇晃等。

想一想，物理中还有哪些地方用到了转换法？

转换法的例子有：

　　·物体发生形变或运动状态改变可证明此物受到力的作用。

　　·苹果落地可证明重力存在。

　　·马得堡半球实验可证明大气压的存在。

　　·雾的出现可证明空气中含有水蒸气。

　　·影的形成可证明光沿直线传播

　　·月食现象可证明月亮不是光源。

　　·奥斯特实验可证明电流周围有磁场

　　·指南针指南北可证明地磁场的存在

　　·用手机能打电话可证明电磁波的存在

　　·扩散现象可证明分子做无规则运动

　　·铅块实验可证明分子间引力的存在

　　·运动的物体能对外做功可证明它具有能

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　　当要研究的一个物理量与另外几个物理量都有关系时，为简化和方便，先研究与其中一个量的关系，而要控制其余几个量不变，这种研究问题的方法叫控制变量法。

控制变量法是中学物理中最常用的方法。

想一想，物理中还有哪些地方用到了控制变量法？

控制变量法的例子有：

　　·研究影响力的作用效果的因素

　　·研究滑动摩擦力与哪些因素有关

　　·研究液体内部的压强

　　·研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系

　　·研究影响液体蒸发快慢的因素

　　·研究物体吸热与物质种类、质量、温度的关系

　　·研究影响电阻大小的因素

　　·研究电流与电压、电阻的关系

　　·研究电功或电热与哪些因素有关

　　·研究通电导体在磁场中的受力与哪些因素有关

　　·研究影响感应电流的方向因素

　　·研究动能（或重力势能）与哪些因素有关

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　　二、评估型探究题

　　例2 同学们在学习“阿基米德原理”这节课上，仔细观察了老师所做的演示实验（如图２所示）。

课后复习时，物理兴趣小组的同学们，经过反复的思考、讨论，提出了对该实验的改进意见，并动手制作出了如图３所示的实验装置，其中A、B为两个规格相同的弹簧秤，C为重物，D为薄塑料袋（质量不计），E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制的溢水杯，杯中加入红色的水，F是升降平台（摇动手柄，可使平台高度缓慢上升、下降），G为铁架台。

（1））实验中．同学们逐渐调高平台F，使重物浸入水中的体积越来越大，观察到弹簧秤A的示数________；弹簧秤B的示数________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

比较弹簧秤A的示数变化量FA’和弹簧秤B的示数变化量FB’，它们的大小关系是FA’______FB’（选填“>”、“<”或“=”）。

（2）通过分析，你认为应提醒兴趣小组的同学在操作时要注意什么问题？

（请写出两条）

　　①___________________________________________________________________；

　　②___________________________________________________________________。

　　（3）对比图2、图3的两组实验，改进后的实验与原实验比较有哪些优点？

（请写出三条）

　　①____________________________________________________________________；

　　②____________________________________________________________________；

　　③____________________________________________________________________。

　　点评：

研究阿基米德原理，题目提供了一种全新的实验装置，这本身就是一种创新。

题目考查的重点不是大家熟悉的结论，而是实验在操作时要注意什么、评价改进后实验的优点。

即注重对操作过程、实验评价等方面的考核，使那些“演示实验不看，学生实验不做，一味地靠听、背、记”的学习方式难以奏效。

这些是题目的创新之处。

题目二、三两问对学生基本的实验操作能力、对事物用比较的方法认识的能力及语言表达能力都提出了挑战，是试题的难点所在。

阿基米德原理实验多数中考卷会涉及到。

　　解析：

（1）这一问可以根据浮力的概念和阿基米德原理的内容来回答。

（2）回答这一问要把自己想象成正在做这个实验，从下面几个方面思考操作时要注意的问题：

单个仪器怎样正确使用，仪器间怎样合理装配、操作的先后顺序、如何减小误差等。

　　（3）回答这一问就要仔细找出实验装置中两者有哪些不同，是否有利于老师操作、有利于学生观察等。

对这些方面进行对比，即可顺利作答。

　　答案：

（1）减小 增大 ＝。

（2）①弹簧秤使用前要调零，注意量程和分度值；

　　②待弹簧秤示数稳定后再读数；

　　③尽量避免玻璃管与塑料袋间有作用力；

　　④玻璃管不能浸入塑料袋里的水中；

　　⑤平台高度的调节只能由低到高，让物体浸入液体的部分越来越大；

　　⑥溢水杯中加水时，使水面略超过溢水口处，溢出的水用玻璃杯承接，水断流后移走杯。

　　（3）①溢水杯中加红色水，增加可见度；

　　②能同时显示出物体所受的浮力大小和物体排开液体的重力大小；

　　③两节平台F的高度，可观察到物体受到的浮力随排开液体的体积的增大而增大；

　　④弹簧上端有铁架台固定，弹簧秤示数更稳定；

　　⑤薄塑料袋不计质量，弹簧秤B的示数直接反映物体所受的浮力大小；

　　⑥上课时不用老师拎着弹簧秤读数，便于老师的讲解。

　　三、新情景探究题

　　例3 法拉第电磁感应现象是指：

“闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。

”小明和芳芳根据课文中的描述进行了进一步探究。

（1）小明同学提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想。

除此以外你的猜想是：

                                             。

　　写出验证你的猜想的主要步骤：

                          。

　　分析实验结论：

                                     。

（2）芳芳同学思考：

线圈的一边在磁场中做切割磁感线运动与单根导线在磁场中做切割磁感线运动，产生的感应电流的大小可能不一样。

于是她验证如下：

　　（a）先用大约25圈的漆包线圈的一条边框较快地切割磁感线运动；

　　（b）然后用单根导线以相同的情况切割磁感线运动。

你认为两次灵敏电流计指针偏转程度（　 ）

　　A．（a）较大　  B．（b）较大   C．一样大　  D．无法确定

　　（3）实验过程中小明与芳芳又用线圈和条形磁铁来做实验（如图4所示），发现灵敏电流计指针发生偏转。

你认为在此实验中产生感应电流大小跟什么因素有关？

请你总结一下。

（写出两条）

　　①                                               。

　　②                                               。

　　（4）在

（2）、（3）两个实验中，如何改变感应电流的方向？

每个实验各写出一种方法。

　　①                                                     。

　　②                                                     。

　　点评：

题目的创新之处在于试题源于课本中的电磁感应现象实验，但不是课本知识的生搬硬套，而是既有基础性又有发展性，对实验做了进一步的挖掘和拓展。

课本中的电磁感应现象实验只是研究产生感应电流的条件。

题目第一问涉及感应电流的大小与哪些因素有关，第二问对多匝线圈和单根导线产生感应电流大小的比较，第三问是高中物理才会涉及到的另类电磁感应现象，这些都给大家提供了完全陌生的问题情景，能真正考查自己的科学探究能力。

各地中考卷几乎都会涉及到电磁感应现象实验。

　　解析：

（1）猜想不是胡乱地猜想，应学会有根据地进行猜想，就是结合现象，联系物理原理、规律，提出自己的观点。

本题中的现象是电磁感应现象，感应电流的大小应该与磁场的强弱有关，还与什么因素有关呢？

联系到电磁感应现象是机械能转化成电能，想到感应电流的大小应该与机械能的大小有关，具体说就是与导体在磁场里做切割磁感线运动的速度有关。

如何验证猜想？

注意控制变量，即只改变导体在磁场里做切割磁感线运动的速度，其它因素都不变。

如何分析实验结论？

即根据实验现象肯定或否定猜想。

若导体在磁场里做切割磁感线运动的速度不同时，电流计指针的偏转角度也不同，就说明猜想正确。

否则，猜想不正确。

（2）这一问考查学生的推理能力。

25圈漆包线圈的一条边框做切割磁感线运动，就相当于有25个单根导线同时做切割磁感线运动。

这样很容易得出答案。

　　（3）这一问主要考查学生知识的迁移能力。

虽然情景大家完全陌生，但根据第一、二问的情形，我们应该悟出三者影响感应电流大小的因素相同。

即磁场的强弱、线圈的匝数、磁铁运动的速度。

　　答案：

（1）可能与导体在磁场里做切割磁感线运动的速度有关。

　　主要步骤：

保持其它因素都不变，只改变导体在磁场里做切割磁感线运动的速度，观察电流计指针的偏转角度。

　　分析实验结论：

若导体在磁场里做切割磁感线运动的速度不同时，电流计指针的偏转角度也不同，就说明猜想正确。

否则，猜想不正确。

（2）A．

　　（3）①感应电流大小跟磁场的强弱有关；②感应电流大小跟线圈的匝数（或磁铁运动的速度）有关。

　　（4）实验

（2）中，磁场方向（或导体切割磁感线的运动方向）影响感应电流的方向。

实验（3）中，磁场方向（或磁铁的运动方向）影响感应电流的方向。

　　四、操作型探究题

　　例4 某班同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验。

被测小灯泡的额定电压为3．8V，电阻约为10Ω。

实验室有如下器材：

电源（电压为6V）、电流表（0～0．6A 0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、开关各一只，导线若干，滑动变阻器三只：

R1（5Ω 0．5A）、R2（10Ω 0．5A）、R3（500Ω 1A）。

同学们设计的电路如图5所示：

（1）电压表应选用        挡，滑动变阻器应选用            （选填“R1”、“R2”、“R3”）；

（2）实验电路接好后，合上开关时，部分同学发现电路出现故障，主要有下表所列的两种情况，请根据现象和检测结果指出故障的可能原因：

故障现象

检   测

故障原因

灯泡较暗、两表的示数均较小

移动滑动变阻器滑片，现象不变

灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数

取下灯泡，两表的示数不变

　　（3）下表为某小组的实验记录分析表：

实验序号

电压表示数/V

电流表示数/A

功率/W

额定功率/W

1

3．0

0．36

1．08

2

3．8

0．4

1．52

3

4．5

0．42

1．89

　　老师认为该小组数据处理过程有误，你认为正确测量结果P额=         W。

　　点评：

根据实验目的选择规格合适的器材，实验中出现故障及时进行处理，“多次测量求平均值”是一种有效减小实验误差的数据处理方法等都是探究实验必须具备的能力。

题目对这些方面进行了考查。

其中如何选择滑动变阻器的规格，以往考题很少出现，要作出正确选择需要综合运用所学的电学知识。

这些是题目的创新之处，也是题目的难点。

题目中出现的故障，许多同学感到难以理解，这是另一难点。

如果不能理解“多次测量求平均值”这种数据处理方法的实质，第三问也很难正确回答。

题目涉及到“测小灯泡电功率实验”，这是中考必考的考点。

　　分析：

（1）因为电压表直接测量小灯泡两端的电压，所以电压表的量程要大于小灯泡的额定电压，即电压表应选用0～15V挡。

　　怎样选择滑动变阻器呢？

这要从电流和阻值两方面考虑。

根据被测小灯泡的额定电压为3．8V，电阻约为10Ω。

可以计算出电路中的电流约为0．38A，三只滑动变阻器允许通过的最大电流都比这个电流大。

所以，仅从电流来考虑，三只滑动变阻器都可满足实验要求。

　　从阻值方面怎样考虑呢？

我们知道，在这个实验中滑动变阻器的作用有两个：

一是保护电路中的元器件不被烧坏，二是通过调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡分别在小于、等于、大于其额定电压下工作。

若选R1（5Ω 0．5A），根据串联电路中电压的分配关系：

　　即通过调节滑动变阻器无法使小灯泡的电压等于3．8V，当然也不能小于3．8V，所以不符合要求。

　　同理可计算选R2（10Ω 0．5A），当滑动变阻器阻值最大（10Ω）时，能使小灯泡的最小电压等于3V，通过调节滑动变阻器能使小灯泡分别在小于、等于、大于其额定电压下工作，所以不符合要求。

　　选R3（500Ω 1A）怎样呢？

从理论上讲，可以满足实验要求，但从实际操作看不可行。

因为这个滑动变阻器的滑片的位置只要有微小的改变，就会引起滑动变阻器的阻值有较大的变化，调不准所需要的小灯泡电压，甚至一不留神，烧坏小灯泡和元器件。

（2）这一问考查实验故障的排除。

做电学实验时，电路不能按事先的设想工作是极容易出现的情况，如何根据异常的现象迅速排除故障，能反映同学们电学知识的掌握水平。

其实电路故障无非是短路、断路、电表连接错误（串并、量程、正负）、滑动变阻器接法错误（开始最大、一上一下），这些都会引起电表指针异常（反偏、满偏、偏小甚至不偏）。

　　题目中的故障1容易判断，是滑动变阻器同时接到下面两个接线柱。

　　故障2如何判断呢？

根据“灯泡不亮、电流表无示数”可以判断，电路中肯定存在断路。

再根据“电压表示数较大”可以确定断路的地方就是与电压表并联的小灯泡。

故障点是找到了，但教学中发现，很多同学会有这样的疑问：

小灯泡断路，电流表无示数可以理解，但电压表为什么示数较大呢？

实际的电压表是有电阻的，只不过电阻值较大（我们做实验用的电压表阻值选0～3V量程时约3KΩ，选0～15V量程时约12KΩ）。

因为电压表与小灯泡并联，小灯泡断路以后，电流经过电压表仍可形成通路。

此时电压表与滑动变阻器、电流表串联，因电流表电阻极小，滑动变阻器的阻值与电压表相比也可以忽略，所以电压表两端的电压近似等于电源电压。

但电流表指针为什么不偏转呢？

可以计算此时电路中的电流约为

。

若电流表选0～0．6A量程接入，则使电流表指针偏转1小格的电流应是0．02A。

可以计算一下，上述电流能使电流表指针偏转的角度为：

。

　　由于偏转角度太小，我们看起来电流表无示数。

　　⑶小灯泡的额定功率必须是在额定电压下测出的。

实验序号1和3中，小灯泡的电压都不等于额定电压，其功率也不是额定功率。

所以用这三个数据求平均值是错误的。

怎样才能求平均值呢？

可以让电压都等于3．8V，分别记录几组电流值，计算出相应的额定功率，这样再求平均值才有意义。

　　答案：

⑴0～15V R2。

　　⑵滑动变阻器同时接到下面两个接线柱 灯泡断路。

　　⑶1．52。

　　反思：

“多次测量求平均值”是一种有效减小实验误差的数据处理方法。

同学们已经在长度测量和“伏安法”测电阻中学习过这种方法。

这是因为物体的长度、导体的电阻在客观上是不变的，只是由于测量工具和测量人的原因，使每一次的测量结果不同。

这时用多次测量求平均值方法可以有效减小这种由主观因素引起的误差。

本题中，小灯泡的功率随电压的变化而变化，只有在额定电压下工作的功率才是额定功率。

因此，不能多次测量求平均值。

　　五、生活型探究题

　　例5 “关爱生命，安全出行，争当安全模范公民”的教育活动，在全国各地轰轰烈烈地展开．“红灯停，绿灯行”是公民的基本素质。

　　交通信号灯用红、绿灯，而不用蓝色、紫色等其它颜色的灯。

对此，小明、小华、小宇三位同学展开讨论。

　　小明说：

人的眼睛对红色光、绿色光比较敏感。

用红绿灯作为交通指挥灯，容易引起视觉反应，可以提高人们的警惕性，减少交通事故的发生。

　　小华说：

红光穿透能力比蓝色、紫色等其它的色光强，很远处就能看到；人的眼睛对绿色光敏感。

　　小宇说：

红绿灯作为交通指挥灯，是国际通用的，并不具有科学依据。

（1）雾天，小明、小华和小宇一起在远处观看路口的红绿灯，收集有关“红色光穿透能力强”的证据。

小明和小宇看到红灯亮时，小华却认为红灯不亮，此事实说明红色光引起的视觉效果与____________________有关；三位同学向路口的红灯走近，都感到红色光强度逐渐增强，表明色光的穿透能力与_________________________有关。

影响色光穿透能力的因素还有______________________（至少答出一条）。

（2）依据你的生活体验，并结合学过的物理知识，对小宇的说法作出评价：

  _________。

　　（3）红绿色盲的人不能分辨红绿灯颜色的变换。

请你描述现行交通信号灯是如何让色盲的行人做到“红灯停、绿灯行”的或提出一条合理化建议。

（回答一条即可）________________。

　　（4）随着科技创新，传统的红、绿灯逐渐被超高亮度的发光二极管（LED）所替代。

LED灯具有亮度高、颜色纯、耗电少、寿命长等特点，简述LED灯的广泛使用可能会给人们的生活与环境带来的影响。

（回答一条即可）___________________________。

　　点评：

物理知识在人们日常生活、生产和科学技术中都有广泛的应用。

物理学对科技进步和社会发展有极大的影响。

在物理课程中加强科学、技术和社会（即STS）相联系，使学生了解科学在社会生活和生产中的应用，可以培养学生热爱科学关心社会的意识，以及用正确的价值观处理社会问题的能力，这对学生的学习和终身发展将产生深远的影响。

题目的创新之处就在于此。

是否能把物理概念和规律同具体的生活情境有机地联系起来，是题目的难点所在。

题目涉及到光的色散、物体的颜色、发光二极管等知识，这是课标新增加的内容，已逐步成为考试的热点。

　　解析：

题目取材于对生活的观察，体现了从生活走向物理的新课程理念。

回答问题时应从题目筛选有用的信息，注意结合自己的生活经验，再联系相关的物理知识才行。

　　答案：

⑴人的眼睛 距离 是否有雾（或天气）。

　　⑵小宇的说法错误。

　　⑶红绿灯的位置是相对固定的，上下排列时，红灯在上方绿灯在下方；左右排列时，红灯在左方绿灯在右方，色盲的人可以观察亮灯的位置来判断是哪个灯。

　　⑷LED灯亮度高，人很远就能看到（或LED灯颜色纯，人对红、绿分辨更清楚；或LED灯耗电少，节约能源；或LED灯寿命长，使用起来经济等）。

　　从以上可以看出，现在探究题的考查方式发生了很大的变化，单纯考查操作步骤、实验结论等凭借机械记忆及套用就可奏效的考题已退出舞台，题目普遍重视探究的过程和方法的考查