实验探究专题_实验探究

实验探究专题_实验探究

　　探究1 测量型实验

　　（一）直接测量型实验

　　用对应的仪器、仪表直接测出物理量的值。主要包括：用刻度尺测长度；用量筒测固体、液体的体积；用天平测固体、液体的质量；用温度计测水的温度；用弹簧测力计测力；用电流表测电流；用电压表测电压这七个直接测量型实验。刻度尺、量筒、天平、温度计、弹簧测力计、电流表、电压表是初中物理中常用的测量工具，要掌握它们的用途、使用方法和使用时的注意事项，对天平、温度计、弹簧测力计还要掌握它们的构造和原理。

　　这些测量工具的构造、用途、原理虽然不同，但其使用方法和注意事项却有许多共同之处，找出它们的共性，记住各自的不同点，在使用时就能得心应手了。

　　（1）基本测量工具的使用方法和注意事项的共同之处有：

　　①使用前都要观察它们的量程和分度值。

　　②使用前一般都要观察零刻度或校零。

　　③使用时不能超过它们的量程。

　　④读数时要正视刻度。

　　⑤记录测量数据时要带上单位。

　　（2）使用方法和注意事项的不同点：

　　①刻度尺：测量时要正确放置，即刻度尺要与被测长度平行，不能歪斜，将刻度贴近被测物体。

　　②量筒：观察液面到达的刻度时，要以凹形的底部（如水面）或凸形的顶部（如水银面）为准。

　　③天平：测量时要“左物右码”，还有“三要三不要”，即要用镊子取砝码，不要用手拿；加减砝码要轻拿轻放，不要碰撞；要保持干燥、清洁，不要弄脏弄潮。

　　④温度计：测液体的温度时，要把温度计的玻璃泡全部浸入被测液体中，不要碰到容器底或容器壁；要待温度计示数稳定后读数；读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线与温度计中液柱的上表面相平。

　　⑤弹簧测力计：测量时，弹簧能沿轴线方向自由伸缩，不要猛拉。

　　⑥电流表、电压表：正、负接线柱要连接正确；电流表要串联在电路中，电压表要并联在电路中；绝不允许不经用电器把电流表直接连到电源的两极上。

　　（二）间接测量型实验

　　根据待测物理量与其他物理量的关系式，先测出式中其他各量，然后算出该量。

　　事物间都是相互联系的，在学习物理的过程中，要逐步理清各物理量之间的关系，在理解的基础上记忆和分析，切忌死记硬背。

　　探究2 研究型实验

　　这类实验要求学生根据实验目的，适当控制实验条件，根据实验的现象和数据，通过观察、分析、归纳得出结论。

　　它包括“研究液体的压强”“研究杠杆平衡的条件”“观察水的沸腾”“观察凸透镜成像”

　　“研究电磁铁”“安装直流电动机模型”“组成串联电路和并联电路”“用滑动变阻器改变电流”等。

　　这类实验的一般步骤为：

　　①选取、安装、调节实验器材；

　　②合理操作、观察现象、记录数据；

　　③分析现象、整理数据得出结论。

　　对这类实验，获得正确的实验现象和数据是基础，对实验现象和数据的整理、分析是关键，否则就得不出正确的物理规律。

　　探究3 设计型实验

　　设计型实验是近年来随着中考实验命题的改革出现的命题形式。它是在学生掌握基本实验原理的基础上，应用最基本的测量仪器自行设计实验方案的一种新的实验题型。它涉及到对原有实验的认识和再加工，涉及到实验器材的选择、实验步骤的安排、实验方法的变化、实验数据的处理等。它不仅能够考查学生对原有实验的掌握情况，还能考查学生综合运用知识的能力和创造性思维能力。

　　解决设计型实验的关键是实验原理的确定，它是进行实验设计的基本依据，它决定应该测量哪些物理量。

　　探究4 演示实验

　　演示实验是物理实验的重要组成部分，许多物理规律、物理知识都是以演示实验为基础得出的。因此，近几年中考试题中演示实验的内容愈来愈多。对教材中比较简单的演示实验，如惯性实验、扩散实验、滚摆实验、改变物体内能的实验、电磁感应、奥斯特实验等，要知道其实验现象和实验结论；对建立物理概念和物理规律的实验，如导出牛顿第一定律的斜面小车实验；阿基米德原理实验；研究液体内部压强实验；平面镜成像实验；研究电流、电压、电阻三者关系的实验，焦耳定律实验等，要明确其实验过程，知道怎样通过这些实验得出某一概念或规律的，并且还要知道实验中运用的科学方法。

　　考题1-1

　　某同学用托盘天平测化学药品的质量时：

　　（1）他把已经调节好的托盘天平搬到另一实验桌上，则使用前（    ）

　　A．只要将天平放在水平台上      B．只要调节横梁平衡

　　C．不需要再调节      D．先将天平放在水平台上，再调节横梁平衡

　　（2）当他把天平重新调好后，就把药品放在天平的右盘中，用手向左盘中加减砝码，并移动游码，直到指针指到分度盘的中央，记下盘中砝码的质量就等于药品的质量。他的操作中错误的是：___________________________。

　　答案：（1）D

　　（2）药品不应直接放在天平的盘内；被测物体应放在左盘，砝码放在右盘；砝码不能用手拿，应用镊子夹取；被测药品的质量应等于盘中砝码的质量加上游码所对的刻度值。

　　考题1-2

　　电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积。实验证明，计算金属导线电阻的公式为R=ρl/S，式中R表示导线的电阻，l表示导线的长度，S表示导线的横截面积，ρ是导线材料的电阻率。导线的材料不同，ρ的大小一般也不同。由公式R=ρl/S可以得出ρ=RS/l。

　　现有一段粗细均匀的细金属丝，请你用在初中物理中学过的仪器和掌握的实验方法，测出这段金属丝的电阻率ρ。要求：（1）简要写出实验的方法步骤。（2）画出必要的电路图。

　　解析：解决这类实验题的关键是实验原理的确定，根据实验原理确定应测量哪些物理量，需要哪些器材，如何安排实验步骤，得出什么结论等问题。此题虽然是测量一个没有学过的新物理量——电阻率，但解题的思路、方法与前面测密度、电阻等间接测量是相同的。

　　答案：（1）①用刻度尺测出这段细金属线的长度l;②把细金属丝在圆铅笔上紧密排绕若干圈，用刻度尺测出这个线圈的总长度，算出细金属丝的直径，进而算出它的横截面积S；③把细金属丝全部接入如图所示的电路中，用电压表测出金属丝两端的电压，用电流表测出通过金属丝的电流，算出金属丝的电阻R；④把测得的细金属丝的长度l、横截面积S和电阻R代入公式ρ=RS/l，即可算出细金属丝的电阻率ρ。

　　（2）电路图如图所示。

　　考题2

　　小明与小芳为了研究泡沫塑料和棉絮的保温性能好坏，两人设计并做了一个实验。他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶，让它们自然冷却，利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况。

　　（1）为保证实验的准确性，实验前除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外，还应考虑影响水温变化的其他因素，即保持烧瓶相同、水的初温相同、环境因素相同和________相同。

　　（2）按照计划操作，小明与小芳把实验测得的时间和温度数据填在下列表格中：

　　分析上表数据可知：他们实验时的室内温度是____________℃。经过40 min后，泡沫塑料包的烧瓶水温降低了_______________℃；而棉絮包的烧瓶水温降低了________________℃。由此可以得出的实验结论是：________________________________________。

　　（3）除了采用相同时间内观察水降低的温度来比较这两种材料的保温性能外，根据上表数据你还可以采用________________方法来比较这两种材料的保温性能。

　　答案：（1）水的质量  （2）20  39  52  泡沫塑料的保温性能好  （3）使水降低相同温度比较所用时间

　　考题3

　　给你一块橡皮泥（密度大于1.0×103 kg/m3），一个弹簧测力计，一个量杯和水。请你设计一个实验，验证漂浮在液面上的物体受到的浮力等于物体排开的液体受到的重力。简要写出实验步骤。

　　解析：解答设计型实验，首先要明确实验目的，然后确定研究方法（如：本题要用比较法，即比较浮力与重力的大小）、需要测量的物理量（如本题要测浮力和重力），选择实验器材，确定实验步骤。确定实验步骤时还要根据题目限定的条件，如本题的限定条件：一是漂浮物体，因此要想法使橡皮泥漂浮；二是器材是限定的，只有弹簧测力计，量杯和水，不允许使用其他器材。

　　答案：（1）用弹簧测力计测出橡皮泥所受的重力G物。

　　（2）将橡皮泥捏成空心，使其能漂浮在水面上，此时橡皮泥受到的浮力F浮=G物。

　　（3）在量杯中倒入适量的水，记下水面处的刻度。再把捏好的橡皮泥轻轻地放在水面上，记下水面到达的刻度，测出橡皮泥排开水的体积。

　　（4）算出橡皮泥排开的水所受的重力G排，比较G排与F浮（或G排与G物）的大小。

　　考题4

　　如图是研究动能大小与哪些因素有关的实验装置。在该实验中：

　　（1）小球动能的大小是通过____________________比较出来的。

　　（2）要研究动能的大小与质量大小的关系，其方法是______________________。

　　（3）要研究动能的大小与速度大小的关系，其方法是______________________。

　　解析：通过实验，除获得结论外，还要体验其过程，注重其方法。这个实验用到了转化法，把比较动能的大小转化为比较木块被推动的远近，此外，该实验还用到了控制变量法。

　　答案：（1）木块被推动的距离的远近  （2）让质量不同的小球从斜面的同一高度滚下，观察木块被推动的距离的远近  （3）让质量相同的小球从斜面的不同高度滚下，观察木块被推动的距离的远近

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