实验探究题专题复习物理部分1.docx
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实验探究题专题复习物理部分1
实验探究专题复习（物理部分）
一、例题解析
考点一：
根据探究课题，提出猜想
［例题1］ 小兰同学发现家里用皮碗（如图）挂东西，皮碗所能挂的物体重力大小与什么因素有关呢？
请你提出一种猜想：
；你猜想的依据是：
。
［解析］本题是一道开放性的实验探究题，可以从影响皮碗在墙面上的吸附能力的因素去猜想。
如皮碗的大小、皮碗内的真空程度、皮碗与墙面的密合程度等方面进行猜想。
［答案］
（1）皮碗的面积的大小；大气压相同时，压力大小与受力面积有关；
（2）墙面的光滑程度；压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大；（3）皮碗和墙面的清洁程度；表面越脏，不能充分接触或无法完全排气等；（4）墙面的材料；不同的材料，表面光滑程度可能不同；（5）皮碗和墙面之间空气排除的程度；皮碗内空气排除越多，内外的压强差越大；（6）皮碗和墙面之间是否有水；水可以使接触面分离，减小摩擦；（7）制作皮碗的材料；不同材料，弹性不同，能排除气体程度不同；（8）大气压的大小；面积相同时，内外气压差越大，能产生的压力越大。
［应考指南］针对具体的科学问题或现象，通过质疑、猜想提出解决问题的方案是科学探究最常见的形式。
猜想不是胡猜乱想，猜想是应用现有的经验和知识对问题中的事实寻求可能解释的过程。
尽管所提出的猜想不一定是最终的科学结论，但对问题成因的猜想仍需要有一定的依据，这依据有两点：
一是已有的经验和知识；二是科学事实，即所遇到的“问题”。
像本题中皮碗贴在墙上是由于大气压的作用，挂上重物后不掉是由于摩擦力的缘故，这就是提出猜想的依据。
解答这一类实验探究题，应根据探究课题，结合生活经验和已有物理知识，进行大胆猜想，这样才能使你的猜想有依据。
考点二：
根据探究课题，选择器材
［例题2］在一次物理兴趣小组的活动中，李老师为同学们提供了如图所示器材：
利用这些器材同学们可探究很多物理规律。
请先确定你所要探究的两个探究课题，然后针对对应的探究课题从其中选择你所需要的两组器材（每组都可包括1～8个器材，只填所选器材的编号）。
（1）探究 ，选择器材 ；
（2）探究 ，选择器材 。
［解析］本题同样是一道开放性实验探究题，根据自己确定好的探究课题来选择所需要的器材。
［答案］
（1）探究重力的大小跟什么因素有关，选择④⑦。
（2）探究液体内部的压强和深度的关系（或探究液体内部同一深度朝各个方向的压强是否相等），选择①⑧（或选②⑧，或选③⑧）。
（3）探究浮力与物体排开液体的体积的大小关系（或探究浮力的大小与物体在液体中浸没的深度是否有关），选择①④⑤⑥（或选②④⑤⑥，或选③④⑤⑥）。
（4）探究浮力与物体排开液体密度的大小关系，选择①②③④⑤⑥。
［应考指南］这类实验探究题以设计实验为主，分以下几种情形：
①给出器材，让学生选定，然后完成规定的实验；②给定实验内容，让学生根据实验内容选择合适的器材完成实验；③给出实验器材，让学生选定，任做一个实验；④给出实验器材，让学生通过不同的途径完成同一个实验。
解答此类问题，一定要从探究因素和已有知识出发，结合实验原理去选择器材。
考点三：
根据探究课题和猜想，设计实验方案和记录表格
［例题3］润州中学九年级同学在学习电路时，自制水果电池，他们把铜片、铁片插入橙子中，并在铜片和铁片间接入小电灯，小电灯发光。
为了进一步探究影响水果电池电压的因素，同学们进行了猜想，其中小王同学猜想：
水果电池的电压与水果的种类有关；小张同学猜想：
水果电池的电压与铜片和铁片插入水果的深度有关；小李同学猜想：
水果电池的电压与插入铜片和铁片间的距离有关。
请你任选以上一种猜想进行探究，并完成下列问题。
（1）写出实验步骤。
（2）设计一个供记录实验数据的表格。
（3）在测量水果电池的电压之前，先要判断电池的正负极。
请写出用电压表判断正负极的方法。
（4）目前人们乱扔废旧电池的现象非常普遍，请你针对这种现象，给有关部门提出一个合理建议：
__________________________________________________。
［解析］本题是在提出问题和猜想的基础上，要求学生制定计划并设计实验，最后再收集证据。
第
（1）问激发了学生强烈的求知欲望和探究欲望，第
（2）问考查了学生设计表格的能力，第（4）问则从环保的角度考查了学生的情感态度和环保意识。
当然了，影响自制水果电池电压的因素还有很多，如不同金属片的组合、金属片表面的清洁程度等，使得试题具有很强的开放性。
运用控制变量法探究自制水果电池仍将是今后中考的一个亮点！
［答案］
（1）保持其他两种因素不变，改变其中一种因素的情况，研究这一因素对水果电池电压的影响。
如选择小王同学的猜想，用橙子、苹果、梨子等不同水果，保持铜片和铁片插入水果的深度不变，保持两金属片间的距离不变，测量不同水果电池的电压。
水果种类
电压/V
橙子
苹果
梨子
……
（2）设计表格与上面选择相一致，如：
（3）用电压表试触一下，根据指针的偏转方
向判断正负极。
（4）分类回收等。
［应考指南］解答这类实验探究题，要明确猜想的内容，进而确定实验操作步骤，注意设计的方案要具有科学性。
在实验过程中还要掌握科学的方法，像本题中就要对猜想中的任意一个进行探究时都要掌握控制变量的方法。
考点四：
根据图表或图象信息，分析总结结论
［例题4］ 下雨天，小颖站在窗前看到对面人字形屋面上雨水在不停地流淌。
她想，雨水在屋面流淌的时间与哪些因素有关呢？
她提出了两种猜想：
（1）雨水流淌的时间可能与雨水的质量有关；
（2）雨水流淌的时间可能与屋面的倾角有关。
猜想是否正确呢？
为此，她设计了一个如下图1所示的装置（斜面光滑且较长，倾角α可调），用小球模拟雨滴进行了如下探究：
（1）保持斜面倾角α不变，换用不同质量的小球，让它们分别从斜面的顶端由静止释放，测出小球下滑的时间如表一。
小颖经过分析得出如下结论：
。
（2）不改变底边的长度，多次改变倾角α，让同一小球从斜面的顶端由静止释放（如图2）测出每次下滑的时间如表二。
小颖对上述数据进行了归纳分析，得出的结论是：
。
根据实验可知，为了减小雨水在屋面上流淌的时间，在建造人字形屋面时，屋面的倾角应该以 为宜。
但实际建造房屋时，屋面倾角通常小于这个角度，其原因之一可能是：
。
表一
质量m/g
3
6
8
12
20
时间t/s
1．7
1．7
1．7
1．7
1．7
表二
倾角a/0
15
30
45
60
75
时间t/s
1．9
1．6
1．2
1．6
1．9
［解析］本实验探究题通过图表提供数据信息，让学生通过读表来解读数据的内涵，分析数据结构形式和规律，寻找合理的答案。
最后一问则充分考查了学生们的发散思维能力。
［答案］
（1）在光滑斜面的倾角α不变的情况下，不同质量的小球下滑时间相同（或光滑斜面上，小球的下滑时间与质量无关）；
（2）在不改变斜面底边长度的情况下，随着斜面倾角的不断增大，小球下滑时间先是减小然后增大；45°；防止瓦片下滑（或同样耗材的情况下增大空间或节约建筑材料等）
［例题5］ 在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，班级“物理小博士”为同学们做了如图所示的一系列实验，请你从图中选出一些图，针对某一因素进行探究，并通过比较分析弹簧测力计的示数，说出你的探究结果。
（填图的序号）
探究的因素是 ；选择的图是 ；探究的结果是 。
［解析］这道实验探究题是典型的图象信息题。
通过对每个图的比较分析，由阿基米德原理F浮=G排=ρ液V排g可知，浮力的大小与液体密度和排开液体体积有关。
题中的浮力可用称量法计算出，因浮力与两个因素有关，故应控制其中一个因素不变，来研究另一个因素变化时浮力的变化情况，从而得到解答。
探究浮力的大小是否与物体的密度、液体的密度、物体的体积、物体排开液体的体积等因素有关等是中考命题的热点。
［答案］
（1）探究因素：
浮力大小与排开液体体积的关系；选图①②③或①②④；结果：
物体排开液体体积越大，受到的浮力越大。
（2）探究因素：
浮力大小与液体密度的关系；选图①③⑤或①④⑤；
结果：
同一物体浸没在不同液体中，液体密度越大，受到的浮力越大。
（3）探究因素：
浮力的大小与物体浸没液体深度的关系；选图①③④；
结果：
浸没在液体里的物体受到的浮力与浸没深度无关。
［应考指南］在解决这类图表或图象实验探究题时要做到从粗到细，由浅入深。
先分析定性关系，再分析定量关系，最后要处理好各数据段的细微差别得出特殊性的规律。
这类题一般都要应用控制变量法进行比较分析论证，从而得出正确的结论。
考点五：
根据实验探究，对实验探究方案进行评价
［例题6］学习了密度的知识后，同学们准备测量食用油的密度。
他们选取的实验器材有：
食用油、量筒、天平（带砝码）、烧杯。
【设计实验和进行实验】
小新和小杨同学分别设计了一种实验方案，请在方案中的空白处填空：
方案一：
（1）用调节好的天平测出空烧杯的质量m1；
（2）向烧杯中倒入一些食用油，测出它们的总质量m2，则这些食用油的质量为 ；（3）再将烧杯中的食用油倒入量筒中，测出食用油的体积V；（4）计算出食用油的密度ρ。
方案二：
（1）将天平置于水平台后，立即调节平衡螺母，使横梁平衡；
（2）用天平测出装有适量食用油的烧杯的总质量m1；（3）将烧杯中的一部分食用油倒入量筒中，记录量筒中食用油的体积V；（4）测出烧杯及剩下食用油的总质量m2；（5）计算出食用油的密度ρ= 。
【评估与交流】
（1）请分别找出两种方案中的不足之处：
方案一：
方案二：
（2）你准备选择方案 来做实验。
为顺利完成该实验，该方案中不足之处应改为
［解析］本题要求同学们对“用天平和量筒测食用油密度”的实验目的、实验设计意图、实验步骤要了如指掌，在此基础上对题设所给的实验步骤认真审题，充分挖掘存在的问题，对在实验探究过程中存在的误差或错误进行分析评价。
［答案］【设计实验和进行实验】m2－m1；m1－m2/v
【评估与交流】
（1）方案一“不足之处”：
第（3）步中，将烧杯中的食用油倒入量筒时，会有一部分油倒不干净，测量出的食用油体积偏小，会加大实验误差。
方案二“不足之处”：
第
（1）步中调节平衡螺母前，没有将游码调至“0”刻度处。
（2）一；第（4）步前加一步，测烧杯和没有倒完的食用油的总质量。
（或二；第
（1）步中，天平置于水平台后，将游码先调至“0”刻度线处，再调节平衡螺母，使横梁平衡。
）
［应考指南］评估也是科学探究中重要的一个环节，对于这类对实验探究方案进行评价的探究题，应注重于平时进行科学探究的积累，勤于动脑、动手。
且在平时的实验探究过程中要有评估探究过程和探究结果的意识；能注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题；尝试改进探究方案；有从评估中吸取经验教训的意识。
考点六：
综合类实验探究题
这类题几乎包括了科学探究的所有环节，考查同学们的阅读、收集信息、理解、表达、分析及评价的综合能力。
综上可知，实验探究题突出体现了试题的新颖性、综合性、开放性、探索性，通过探究过程，加强考查了学生的科学精神和科学态度。
这就希望同学们在平时的学习中要注意培养问题意识及分析思维能力和应用知识能力，激发起自身的创新精神和科学探究能力。
解答实验探究题首先要深入了解课本上的物理规律，并做到了如指掌，才能对基础实验探究题做到万无一失；其次是掌握探究的方法，了解探究的全过程，熟练运用各种探究方法，如“控制变量法”、“等效替代法”和“类比法”等，以不变应万变解答提高性的题目。
二、巩固训练
（1）
1．某小组同学在“研究光的折射规律”的实验中，按正确的方法安装和调节好实验装置。
他们使光从空气斜射入水中，按表一中的入射角i依次进行了三次实验，并将相应的折射角r记录在表一中。
然后他们使光从空气斜射入玻璃中，重复上述实验，并将数据记录在表二中。
为了进一步探究入射角i和折射角r之间的关系，他们进行适量的运算，将结果分别记录在表一和表二的后四列中。
表一（空气斜射入水）
实验
序号
入射角i（度）
折射角r（度）
入射角的正弦sini（×10－2）
折射角的正弦sinr（×10－2）
入射角的余弦cosi（×10－2）
折射角的余弦cosr（×10－2）
1
23.0
17.5
39
30
92
95
2
36.0
26.7
59
45
81
89
3
51.0
36.9
78
60
63
80
表二（空气斜射入玻璃）
实验
序号
入射角i（度）
折射角r（度）
入射角的正弦sini（×10－2）
折射角的正弦sinr（×10－2）
入射角的余弦cosi（×10－2）
折射角的余弦cosr（×10－2）
4
23.0
15.0
39
26
92
97
5
36.0
23.0
59
39
81
92
6
51.0
31.3
78
52
63
85
（1）分析比较实验序号___________________________________数据中的入射角i与折射角r变化关系及相关条件，可得出的初步结论是：
光从空气斜射入其它介质，折射角随入射角的增大而增大。
（2）分析比较每一次实验数据中的入射角i与折射角r的大小关系及相关条件，可得出的初步结论是：
___________________________________________。
（3）分析比较实验序号1与4（或2与5、3与6）数据中的入射角i与折射角r的关系及相关条件，可得出的初步结论是：
__________________________________________________。
（4）请进一步综合分析比较表一、表二中经运算后得到的数据及相关条件，并归纳得出结论。
（a）分析比较_________________________________________________________；
（b）分析比较_________________________________________________________。
［答案］
（1）1、2与3（或4、5与6）
（2）光从空气斜射入其它介质时，折射角总是小于入射角。
（3）光从空气斜射入其它介质，当入射角相同时，玻璃中的折射角较水小。
（4）（a）表一或表二中入射角和折射角的正弦两列数据及相关条件，可初步得出的结论是：
光从空气斜射入同一种介质时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值是一个定值；
（b）表一和表二中入射角和折射角的正弦两列数据及相关条件，可初步得出的结论是：
光从空气斜射入不同介质时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值是不同的，且光从空气斜射入玻璃时，这个比值较大。
2．某小组三位同学发现钟摆的摆动似乎是有规律的。
于是他们在细绳下面挂一小球制成了单摆，研究在摆动角度θ不大的情况下，单摆来回摆动一次所用的时间（摆动周期T）与哪些因素有关，如图12所示，l为单摆的摆长，m为单摆摆球的质量。
为了减小误差，三位同学在实验中每次测量单摆摆动30次（30T）的时间。
丙同学在甲、乙同学实验的基础上继续实验，三位同学的实验数据分别记录在下表中。
为了进一步探究单摆的摆动规律，他们进行了适量的运算，将结果记录在下表的后三列中。
同学
实验
序号
l（米）
m（克）
θ（度）
30T
（秒）
（米2）
[（米）1/2]
（米·克）
甲
1
1.0
30
4
60
1.00
1.0
30
2
1.0
40
4
60
1.00
1.0
40
3
1.0
50
4
60
1.00
1.0
50
乙
4
1.0
30
3
60
1.00
1.0
30
5
1.0
30
4
60
1.00
1.0
30
6
1.0
30
5
60
1.00
1.0
30
丙
7
0.8
30
4
54
0.64
0.9
24
8
1.0
40
4
60
1.00
1.0
40
9
1.2
50
3
66
1.44
1.1
60
（1）分析比较实验序号1、2与3，可知甲同学得出的结论是：
当单摆的摆长和摆动角度相同时，单摆的周期与摆球的质量____________（选填“有关”、“无关”）。
（2）分析比较实验序号4、5与6，可知乙同学研究的是：
单摆的周期与摆球________________的关系，他得出的结论是：
当单摆的摆长和摆球质量相同时，单摆的周期与_______________________________。
（3）分析比较实验序号7、8与9中单摆的周期与摆长的关系，可知丙同学得出的结论是：
_______________________________________。
（4）进一步综合分析单摆的周期与表中后三列经运算后得到的数据关系，可归纳得出的结论是：
_____________________________________________________________。
［答案］
（1）无关。
（2）摆动角度；摆动角度无关。
（3）单摆的摆长越长，单摆的周期越大。
（说明：
答单摆的周期与摆长有关，得一半分）（4）单摆的周期与
成正比。
（或：
单摆的周期与
的比值是定值）
3．物理拓展课上，老师曾讲过“水果电池”，激发了某同学的对苹果导电性能的探究：
（1）你认为苹果导电性质可能与苹果的哪些因素有关？
你的猜想是。
（2）下表是该同学用伏安法，在一定电压下研究苹果的形状、甜度和通过的电流的实验数据：
苹果1一般甜
苹果2较甜
苹果3很甜
完整
100（μA）
200（μA）
300（μA）
削了皮
100（μA）
200（μA）
300（μA）
切掉一部分
100（μA）
200（μA）
300（μA）
根据上述表格信息，把能得出的探究结论写出两条填在横线上。
结论一：
。
结论二：
。
［答案］
（1）苹果的大小、形状、酸甜程度、是否成熟、品种等。
（写出任意两个即可）
（2）电压一定时，通过苹果的电流与苹果的甜度有关，越甜电流越大。
电压一定时，通过苹果的电流与苹果的形状无关。
4.图11所示是研究重力势能的大小与哪些因素有关的一种实验。
某小组同学每次都让重锤从高处由静止下落，砸到铁钉上。
他们观察到不同情况下，铁钉进入泡沫塑料的深度不同，深度越大，表明重锤对铁钉做的功越大，即重锤具有的重力势能越大。
他们用m表示重锤的质量，h表示重锤升起的高度，x表示铁钉进入泡沫塑料的深度，并将实验数据详细记录在下面的表格中。
为了进一步探究重锤的重力势能跟重锤做功本领的关系，他们还进行了适量的运算，计算的一部分数据也记录在表格的后两列中。
实验序号
重锤质量
m（千克）
重锤升起
高度h（米）
铁钉进入泡沫塑料
深度x（米）
1/x（米-1）
x2（米2）
1
0.1
0.6
0.024
41.666
0.0006
2
0.1
0.9
0.030
33.333
0.0009
3
0.2
0.3
0.024
41.666
0.0006
4
0.2
0.6
0.035
28.571
0.0012
5
0.3
0.3
0.030
33.333
0.0009
6
0.3
0.4
0.035
28.571
0.0012
（1）分析比较实验序号1与2（或3与4或5与6）的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：
___________________________________________。
（2）分析比较实验序号___________________________的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：
在高度相同的情况下，物体的质量越大，具有的重力势能就越大。
（3）分析比较表中第二列、第三列及第四列中的数据，可初步得出：
___________________________________________________________________。
（4）为进一步探究重锤具有的重力势能跟重锤做功本领的关系，可综合分析、比较表中记录的数据，以及经运算得到的数据，同时结合观察到的现象，归纳并得出结论：
____________________________________________________________。
［答案］
（1）在质量相同的情况下，举得越高的物体，具有的重力势能就越大。
（2）1与4（或3与5）
（3）物体的质量与举起的高度的乘积相等时，物体具有相同的重力势能，对铁钉做的功也相同；物体的质量与高度的乘积越大，具有的重力势能越大，做的功也越大。
（4）分析比较表中第二列、第三列中的数据及相对应的最后一列数据，可初步得出：
物体的质量跟其举起的高度的乘积与铁钉进入泡沫塑料的深度x2的比值恒定（或物体的质量与其举起的高度的乘积是铁钉进入泡沫塑料的深度x2的100倍；或物体的质量与其举起的高度的乘积是铁钉进入泡沫塑料的深度x2的整数倍等。
答案正确均给分）。
说明：
本题结论中“物体”写成“重锤”也可以。
5.某小组同学用实验小车去撞击同一木块来研究小车的动能与小车的质量和速度之间的关系，实验时利用了DIS装置精确地测出了小车撞击木块时的速度，小车撞击木块后与木块一起向前滑动，该同学借用木块滑动的距离来反映小车动能的大小，记录的实验数据如下表所示。
为了进一步探究动能与所测物理量间的数值关系，他们进行了适量的运算，将结果记录在表中后四列中。
表一
实验
序号
小车质量
m（千克）
小车速度
v（米/秒）
木块滑动
距离s（米）
（秒/米）
（米-1）
v2
（米2/秒2）
（千克-1）
1
0.20
0.7071
0.2
1.4142
5
0.5000
5.00
2
0.40
0.5000
0.2
2.0000
5
0.2500
2.50
3
0.60
0.4083
0.2
2.4492
5
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