江苏省重点中学中考物理总复习 18实验复习专题.docx

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江苏省重点中学中考物理总复习18实验复习专题

第十八章实验复习专题

物理学是一门以实验为基础的学科，对实验的考查是物理试卷的重要组成部分．实验题既要考查学生的基本实验技能，包括了解仪器的规格，正确使用基本的物理仪器，对测量结果的正确读数，对学生实验和演示实验原理、方法的理解和掌握等；也要考查重要的实验思想方法（如控制变量法），实验数据的分析处理，实验过程中故障的分析以及运用所学的物理知识设计实验的能力等．因此，对于实验的复习，我们可以从下面几个方面进行：

1．提出问题与猜想假设

探究的动力来自于对问题的好奇、敏感和丰富的联想与假设，来自于认知冲突和不同观点的撞击与争辩．提出问题是科学探究的前提，也是科学探究能力的重要方面．在复习中，我们要注意实验所创设的情境，从所给定的情境中发现或提出问题，从而培养发现问题、提出问题的能力．

例1小明为了探究液体蒸发快慢与哪些因素有关，将质量和初温都相同的水和酒精分别装入两个相同的烧杯中，然后将它们放置在同一房间（相同环境）里．过了一段时间，他观察到酒精液面明显低于水的液面．试根据这个蒸发快慢的现象，提出一个具有探究意义的相关问题．

分析：

题中描述了液体蒸发快慢的现象，比较两个烧杯中的蒸发现象，寻找它们之间的“不同点”是提出问题的出发点，两个烧杯中的液体的种类不同，而外部环境都相同，根据这一点，可以发现本题中蒸发快慢是由于液体的种类不同造成的，从而发现了问题．

解答：

2．仪器（仪表）的使用

任何物理实验都是为了达到既定的目的，根据一定的实验原理来进行的，确定了实验的原理后，再选择合适的器材依据一定的步骤进行操作从而得出结论．弄清每个物理仪器（仪表）的使用方法，是我们复习好实验的前提．初中物理中，我们学过的基本测量仪器（仪表）有：

①刻度尺；②天平；③秒表；④弹簧测力计；⑤温度计；⑥量筒（量杯）；⑦电流表；⑧电压表；⑨滑动变阻器；⑩测电笔．另外还有液体压强计、电能表等．

对于仪器（仪表）的复习，我们要做到会：

选：

根据实验要求并结合被测物理量的具体情况，选用适当的测量仪器（包括量程和分度值），以使实验误差尽可能减小．

看：

使用前看清量程、分度值、零刻度线．

放：

正确放置测量仪器．例如用刻度尺测长度时，刻度线要紧贴被测物体放，天平要水平放，电流表要与被测电路串联，电压表要与被测电路并联，等等．

调：

使用前要调零．例如刻度尺要观察零刻度线是否磨损，天平在调节平衡前要将游码归零，再调横梁平衡．弹簧测力计、电流表、电压表、秒表等使用前都要调零．

读：

会正确读数，读数时，视线要与尺面（表盘刻度面）垂直．例如用刻度尺测长度时，要估读到分度值的下一位．天平游码读数时，要读游码左边对应的刻度值．用温度计测液体温度时，温度计的玻璃泡要继续留在被测液体中读数等．

记：

记录测量结果时，不仅要写上数字，而且还要写上适当的单位．

例2将如图所示的四种测量仪器测量的结果写在其下方相应空格处．

分析：

任何测量仪器在使用时，都要注意观察:

量程是多少，分度值是多少．只有弄清分度值是多少，才能正确读数，图示秒表的小表盘1小格代表0.5分钟，大表盘1小格代表0.l秒．另外，电能表在读数时，要将最后一位数读成小数．刻度尺在使用时，还要注意观察零刻度线是否磨损，而且在读数时，测量值要估读到分度值的下一位．电流表在读数时，首先要看清测量时所选的量程和该量程所对应的分度值，然后，再进行读数．

解答:

3．实验器材选取与评价

（1）选取器材

在复习中，对于课本上的实验，不仅要知道该实验需要选用哪些器材，而且要知道选取这些器材的目的是什么，即不仅要知其然，而且要知其所以然．

例3在“探究导体电阻大小与哪些因素有关”的实验中，采用了“控制变量”的方法．下表是某实验小组在实验中所用导体的相关物理量的记录：

导体编号

A

B

C

D

长度/cm

1.0

1.0

1.0

0.5

横截面积/mm2

1.2

1.2

2.4

1.2

材料

镍铬丝

锰铜丝

镍铬丝

镍铬丝

（1）要探究导体电阻大小与长度是否有关，应选用_____________两根导体．

（2）要探究导体电阻大小与横截面积是否有关，应选用___________两根导体．

（3）要探究导体电阻大小与材料是否有关，应选用_____________两根导体．

分析：

在“探究导体电阻大小与哪些因素有关”的实验中，应采用“控制变量”的方法．要探究导体电阻大小与长度是否有关，就要控制导体的材料与横截面积不变，只改变导体的长度；要探究导体电阻大小与横截面积是否有关，就要控制导体的材料与长度不变，只改变导体的横截面积；要探究导体电阻大小与材料是否有关，就要控制导体的横截面积与长度不变，只改变导体的材料．

解答：

（2）评价器材

在复习中，还要能够根据所学的知识，科学地评价器材，例如评价器材选择得是否合理，利用所提供的器材能否顺利地完成实验并准确得出实验结论等．

例4小明同学探究浮力的大小是否与液体的密度有关，选取一个重8N、体积为0.3dm3的铝块，弹簧测力计（量程是10N、分度值是0.2N），水和盐水（ρ盐水=1.01×103kg/m3）．

（1）写出他实验的具体方法．

（2）计算说明他选取的液体（或者弹簧测力计量程）是否合适．（g取10N/kg）

分析：

将铝块挂在弹簧测力计下并分别浸没在水和盐水中，读出弹簧测力计的示数分别为F1、F2，因为F浮=G–F，重力G相等，所以通过比较弹簧测力计的读数F，即可比较出浮力的大小，从而可判断出浮力的大小与液体的密度是否有关．至于判断所选液体是否合适，只要通过判断弹簧测力计在两种液体中的读数之差（或铝块在两种液体中所受浮力之差）是否能用弹簧测力计区分出来即可．

解答：

4．实验器材放置与安装

在复习中，对于我们做过的实验，要熟悉实验操作的过程，例如器材安放的先后顺序、实验操作的注意事项等，做到温故而知新．

例5如图所示，为“探究影响电流热效应的因素”实验所用的装置，在安装调整实验器材时，科学合理的顺序是_________________（选填序号）．①将带有电阻丝和温度计的瓶塞塞紧瓶口；②调整温度计的插入深度，使玻璃泡处于煤油中适当的位置；③在烧瓶内倒入适量的煤油．

分析：

在安装实验器材时，要按照从下到上、由内到外的顺序进行，另外，在用温度计测量液体温度时，要注意不能让温度计的玻璃泡碰到容器底或容器壁．

解答：

5．实验设计原理与方法

（1）研究方法

物理学中常见的研究方法有：

①比较；②控制变量；③等效替代；④实验推理（理想化实验）；⑤转换；⑥类比；⑦建立模型；⑧归纳等．其中控制变量法是初中物理实验中研究物理问题时的重要方法，它是对所研究的物理量涉及多个影响因素时，采取的一种最基本的方法．即保持一个（或多个量）不变，调整另一个量改变，来探究被研究的量与这个改变量之间的关系．在我们的课本中用得很多．在所学的知识中，对研究问题方法的掌握往往是最宝贵的财富．

例6力是看不见的，但是我们可以通过力的作用效果去认识它，这是在科学研究中常用的方法，下面四个研究实例中，同样采用这种研究方法的是（）

A．研究电流与电压、电阻的关系时，先使电阻不变去研究电流与电压的关系，再让电压不变去研究电流与电阻的关系

B．温度的高低是看不见的，我们可以通过液体体积的变化去认识它

C．研究牛顿第一定律时，在实验基础上经过推理，得出运动物体不受力将做匀速直线运动

D．在学习蒸发与沸腾时，通过比较得出蒸发与沸腾的异同点

分析：

对于看不见摸不着的东西，我们可以换一个角度去认识它，例如电路中的电流是看不见的，但我们可以通过电流能使电灯发光，而感知电流的存在.这种方法叫“转换法”.在本题中，我们通过力的作用效果去认识力，这也是转换法.而在A选项中，研究方法是“控制变量法”，C选项中，研究方法是“实验推理法”；D选项中的研究方法是“比较法”；这样，同学们就很容易分析出本题的答案了．

解答：

（2）实验原理

在设计实验之前，首先要知道:

该实验依据的原理是什么?

这个原理是根据什么公式变化来的?

在初中我们学过的原理性实验有：

①测量速度（v=s/t）；②测量密度（ρ=m/V）；③测量电阻（R=U/I）；④测量电功率（P=UI）；⑤测量机械效率（η=

×100%）等．

例如，对于电阻和电功率的测量，我们可以用“比较”的方法来理解掌握.这两个实验也是电学中比较重要的实验，在考试中经常要考查的．

例7某同学用电流表和电压表测量某一电热器的额定功率（额定电压已知），设计了如图所示的实验电路图．电源电压U恒定，滑动变阻器电阻的最大值为R，电热器的电阻值为Rx．

（1）用电流表和电压表测量电功率的原理是___________．（用公式表示）

（2）实验操作过程中，移动滑动变阻器的滑片P，同时应观察__________的示数．

（3）若实验操作中该同学发现不论怎样调节滑动变阻器P的位置，电压表示数几乎不发生改变，且查得电路各处连接无误，电路元件完好无损，产生这一现象的原因是_________

______________________________________．

分析：

本题测量电功的方法是“伏安法”，该方法的原理是P=UI．在实验操作过程中，移动滑动变阻器的滑片P，同时应观察记录电流表和电压表的示数，直到电压表示数等于该电热器的额定电压．在本实验中，由于电热器和变阻器的最大电阻R比电热器的电阻Rx小很多的时候，在移动滑片P的过程中，变阻器上分到的电压就很小，这样，在移动滑片的过程中，必然导致电压表的示数变化不明显，即几乎不发生变化．

解答：

（3）实验设计

在设计实验方案时，首先要明确以下几个问题：

①本实验是属于定性的分析还是定量的研究?

②本实验中提供了哪些器材?

怎样使用这些器材?

③实验中要控制哪些量不变?

怎样控制?

④本方案是否科学、是否具有可操作性?

实验结果的准确性怎样?

⑤若需要自选器材，根据需要测量的物理量，如何选取器材?

另外，在设计实验时，要注意思考能否通过多种途径、多种方法来解决同一个问题．

例8几个同学爬杆比赛时，要比较谁的功率大，你有哪些实验方案?

分别需要哪些测量仪器和测出哪些物理量?

分析：

要设计一个实验来比较人爬杆时的功率大小，爬杆人的体重、爬杆的高度和时间是三个必须考虑的因素．常规的方法是用体重计测体重，用秒表测时间，用长杆和卷尺测高度．而用控制变量的思想（保持同样的高度或用同样的时间），就可以在时间和高度这两个量中少测一个．因此，这样的设计性实验试题，虽然并不复杂，但却考查了学生正确应用控制变量的方法解决问题的能力．

解答：

（4）实验评价

在复习中，要学会从实验的方法、方案等方面对实验进行评价，例如评价反思实验方法的选择是否适当、实验方案是否合理、实验方案有哪些优点和不足之处、有无控制变量、变量控制的是否合理、能否达到实验的目的等．

例9小华和小红合作研究压力的作用效果与受压面积的关系，小红的方法是请两个女老师，让一个老师穿上平底鞋，另一个老师穿上高跟鞋，让她们在泥地上行走，观察她们的脚印深浅，高跟鞋与地面接触面积小，如果她的脚印深，就能说明受压面积越小，压力作用效果越明显．你认为小红的方法合理吗?

你能想到更好的方法吗?

分析：

要研究压力的作用效果与受压面积的关系，必须控制对受压面的压力相同，两位老师虽然一个穿平底鞋，另一个穿高跟鞋，但两位老师的体重不一定相同，因此，她们对地面的压力就不一定相同．

解答:

由于不同实验方案带来的误差可能是不同的，因此，我们还要从误差方面对实验进行评价，以便选取最佳方案，减小实验误差．

例10下表是甲、乙两同学在用天平和量筒测量盐水密度的实验中设计的两种实验方案：

方案A

方案B

①用天平称出盛有盐水的烧杯的总质量m1．

②把烧杯中的一部分盐水倒入量筒中，测出量筒中盐水的体积V．

③称出烧杯和杯中剩下的盐水的总质量m2．

④ρ盐水=

①用天平称出空烧杯的质量m1．

②在空烧杯中倒入适量盐水，称出它们的总质量m2．

③把烧杯中的盐水倒入量筒中，测出量筒中盐水的体积V．

④ρ盐水=

（1）你若也做此实验，将选择哪种实验方案?

为什么?

（2）在你认为不好的方案中，如何改进就可以更准确地测量出盐水密度了?

分析：

（1）A、B两种方案都可以测量出盐水的密度，但这两种方案测量结果的准确程度不同，B方案中，在第（3）步将烧杯中盐水倒入量筒的过程中，必定会有一部分盐水残留在烧杯壁上，这样将导致盐水体积的测量值偏小，而质量的测量是比较准确的，因此，B方案将导致密度的测量值偏大．而在A方案中，很巧妙地避免了盐水在烧杯壁上的残留问题，所以A方案的测量结果比较准确，误差较小．

（2）在B方案中，只要将实验步骤调整一下，按照适当的顺序进行，就可以和A方案一样，比较准确地测量出盐水的密度了．

解答：

6．物理实验的操作步骤

在复习中，对于一些典型的实验，我们要熟悉它的操作步骤及采取这样操作的目的，从而加深对实验过程的理解．

例11在“探究电流跟电阻关系”的实验中，小刚设计的实验电路图如图所示：

（1）请用笔画线代替导线，按电路图将实物连接起来．

（2）连接好电路后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，读出并记下电流值；再将5Ω的电阻改接成10Ω的电阻，发现电压表示数大于2V，于是他下一步的操作是:

将滑动变阻器的滑片向________（选填“左”或“右”）移动，使________________并记下电流值；再改接20Ω的电阻，重复上述实验．

分析：

在“探究电流跟电阻关系”的实验中，要控制定值电阻两端的电压保持不变，在将5Ω的电阻改接成10Ω的电阻后，由于电路的总电阻变大，电路中的电流变小，此时变阻器分担的电压变小，因此，10Ω电阻两端的电压将大于2V，所以要调节变阻器滑片到适当的位置，使10Ω电阻两端的电压仍为2V．至于连接电路问题，要注意实物图与电路图一一对应，导线不要交叉．

解答：

7．实验过程的故障分析

在物理实验中，有很多的细节是我们必须注意的，例如：

①在天平读数时要注意加上游码示数；②连接电路时开关要断开；③在开关闭合前，变阻器的滑片要滑至使它在电路中的阻值最大位置；④在用量筒测体积时，在量筒中加的水要适量；⑤在探究杠杆平衡条件时，应调节杠杆在水平位置平衡；⑥测量滑轮组提升物体的机械效率时，弹簧测力计应沿竖直方向匀速拉动；⑦探究影响滑动摩擦力大小因素时，弹簧测力计应沿水平方向匀速拉动；⑧探究平面镜成像特点时，要将玻璃板与桌面垂直放置；⑨探究凸透镜成像规律时，使烛焰、光屏的中心位于凸透镜的主光轴上．注意这些细节，才能正确地操作实验，才能有效地提高实验技能．

例12小明小组在探究“通电螺线管的外部磁场”实验中，设计了如图甲所示电路．实验时：

（1）通过实验观察______________判断通电螺线管的磁极．

（2）实验中，小明将开关S拨向1或2时，发现无论怎样移动变阻器滑片P螺线管周围的小磁针都不偏转，电流表示数为零，原因可能是_______________________．

（3）排除故障后，如图乙所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上小磁针分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场与_________的磁场相似．

（4）小明猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小有都有关．实验中，他将开关S从1换到2后，调节变阻器的滑片P，观察电流表示数到某一数值，再观察螺线管吸引回形针的数目，以上操作调节滑动变阻器是为了_____________，来研究______________________的关系．

分析：

在探究“通电螺线管的外部磁场”实验中，可通过观察小磁针的磁极指向来判断螺线管的磁极，在实验中，如果发现闭合开关后小磁针不偏转，说明螺线管没有磁性，再结合电流表示数为0这个现象分析，可知电路中没有电流，原因可能是电路某处出现断路或者电源不能对外供电（例如电源损坏或者电源没电等）．在探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数、电流大小关系时，要注意控制变量，例如在探究通电螺线管磁场强弱与电流大小关系时，要注意控制线圈匝数不变；在探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系时，要注意控制电流大小不变．

解答：

8．实验数据收集与评价

（1）收集数据

在实验复习中，要学会能够通过测量仪器准确收集所需要的测量数据，再结合相应的实验原理公式，分析得出实验结果．

例13测定一块形状不规则的小石块的密度：

（1）为了测量小石块的密度，除了小石块、玻璃杯、量筒、细线、天平（附祛码盒）外，还需要______________．其中，测小石块的质量用_________，测小石块体积用_____________，而小石块的密度是用______________公式计算的．

（2）在实验过中，所用祛码及游码如图甲所示，测量石块体积的情况如图乙所示，试根据图中的数据设计一个记录数据的表格，并将数据填入表格中．

分析：

在测量固体密度时，先用天平测量出物体的质量，对于形状不规则的物体，一般是用量筒通过排水法测量体积，然后，根据公式ρ=m/V计算出物质的密度．在读取质量数据时，要把天平右盘所用祛码相加后再加上游码在标尺上的示数，才是被测物体的质量.在读取物体体积时，应将量筒中先后两次水面所示体积相减，才是被测物体的体积．设计表格时，要注意物理量的中文名称、表示字母及单位．

解答：

（2）评价数据

评价反思实验的数据是否合理，不合理的原因是什么，从而找出解决问题的方法．

例14如图甲所示，是小华同学探究杠杆平衡条件的实验装置．

（1）现在小华同学想使杠杆在水平位置平衡，以便测量力臂，她可以采取的做法是_____________________________________________________________（写出一条即可）．

（2）下表是小华得到的一组实验数据，由此她得出杠杆的平衡条件是：

“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论．

你认为她的实验结论是否正确?

如果不正确，造成错误的原因是什么?

（3）小明同学是采用“将杠杆调节水平平衡后在杠杆两边挂钩码”的方法来探究杠杆平衡条件，如图乙所示通过探究得出如下结论：

“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”．这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中_________（填字母）

A．没有改变力的大小B．没有改变力的方向

C．没有改变力的作用点D．实验次数较少，结论具有偶然性

分析：

在探究杠杆平衡条件的实验中，分两次调节平衡：

一次是在挂钩码前，通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡．另一次是在挂上钩码（或使用弹簧测力计）后，通过移动钩码的位置或改变所挂钩码的数量（或改变弹簧测力计拉力大小），使杠杆在水平位置重新平衡．本题第

（1）问调节杠杆平衡，属于第二种情况，方法有很多种，例如，可以增大拉力等．另外，在实验中，为了得出普遍的结论，一般要做三次实验才能命名得出的结论具有普遍性而第

（2）问的情况就是属于在实验过程中实验次数太少造成的．至于第（3）问得出的实验结论与杠杆平衡条件不符的原因则不是由于实验次数太少造成的，而是实验过程中，杠杆平衡在水平平衡后，动力和阻力恰好是沿竖直方向，此时动力臂与支点到动力作用点的距离重合，阻力臂与支点到阻力作用点的距离重合，这样的原因造成的，要想避免这个问题，在实验过程中就要想办法来改变动力或阻力的方向．

解答：

9．实验结论形成与表述

分析与论证能力实际上是一种逻辑推理能力，在复习中，我们要能够根据实验现象或收集到的数据进行归纳、分析，找出现象或数据之间的变化规律或内在的联系，通过分析论证，得到结论．在表述结论时，不要忘记叙述结论成立的条件，对初中学生来说更多地是考查归纳推理能力．

例15某同学按如图所示的电路图连接电路进行实验，实验时，电阻R保持不变，三次改变滑动变阻器的滑片P的位置，得到数据如下表所示，回答下列问题．

（1）上述电路是___________（选填“串联”或“并联”）电路．

（2）分析表格中实验数据，可以初步归纳出哪些实验结论?

分析：

在分析电路时，电流表可以看成导线，电压表可以看成断路，从电路图可以看出电流只有一条路径，所以本电路是串联电路，且电压表V1测量的是电阻R两端的电压，电压表V2测量的是变阻器两端的电压，电压表V测量的是电源电压，从表中数据可以看出，电流表A1、A2的示数都相等，说明串联电路中电流处处相等，而电压表V的示数始终等于V1、V2的示数之和，说明串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和．

解答：

[复习练习]

1．如图所示是奥斯特实验的示意图.实验结论是：

通电导线周围存在_______，支持此结论的现象是_________________．如果移走小磁针，该结论_________（选填“成立”或“不成立”）．

2．下列实验操作不正确的是（）

3．某同学做“探究平面镜成像的特点”实验时，将一块玻璃板竖直架在一把直尺的上面，再取两支相同的蜡烛A和B一前一后竖放在直尺上，点燃玻璃板前的蜡烛A，用眼睛进行观察，如图所示.在此实验中：

（1）直尺的作用是测量像与物到_______________的距离．

（2）两支相同的蜡烛是为了比较像与物___________的关系．

（3）当用蜡烛B在玻璃板后移动寻找蜡烛A的像的位置时，你认为蜡烛B是否要点燃？

_________（选填“要”或“不要”），你的理由是________________________．

（4）移去蜡烛B，并在其所在的位置放一光屏，则光屏上_______（选填“能”或“不能”）接收到蜡烛A像．这说明平面镜成的是________像．

4．某课外兴趣小组用容积为V的注射器、弹簧测力计、刻度尺各一只，设计了一个估测大气压强的小实验，主要步骤如下：

（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内的空气，然后用一个橡皮帽堵住注射器的小孔．

（2）如图所示，用细尼龙绳拴在注射器活塞的颈部，使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连，然后__________向右慢慢地拉动注射器筒，当注射器中的活塞开始滑动时，记录的示数F．

（3）用刻度尺测出注射器的____________为L．根据以上实验数据可以算出大气压的值为____________．（写表达式）

（4）按照上述实验方案测得的大气压强的值，往往会比大气压强的实际值偏小．你认为产生这种现象的主要原因是___________________________________．

5．为测量一只标有“6.3V0.3A”的小灯泡的额定功率，某实验小组设计了如图所示的电路图.现有实验器材为：

电压表（量程0~3V，0~15V）一只，电流表（量程0~0.6A，0~3A）一只，“10Ω2A”和“50Ω1A”的滑动变阻器各一只，电源（电压恒为12V）一个，开关一只，导线若干．实验时，甲同学认为电压表和电流表都应选用小量程，滑动变阻器应选用“50Ω1A”的；乙同学认为电压表应选用大量程，电流表应选用小量程，滑动变阻器应选用“10Ω2A”的．请你对两位同学器材选择的合理性作出评价并填在下面的表格中（如合理，不需说明理由；如不合理，请指出不合理之处和产生的后果）．

同学

是否合理

不合理之处

不合理产生的后果

甲

乙

6．在“探究