山东省潍坊市中考物理专题复习攻略四实验专题.doc
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1、1专题复习攻略四 实验专题纵观近几年中考,实验探究题在中考中的比例逐年加大,纯知识的考查在减少,科学探究、过程和方法的考查在增加。从命题上看,一般都以生活中常见的现象、问题或学生日常学习过程中存在的问题为命题的切入点,主要涉及实验设计,科学、技术与社会的热点问题,环境污染与保护等方面。从试题的分布看探究型实验题和设计题比较多。中考中对实验考查的出发点主要有:一是注重对操作过程和实验设计的考查;二是对教材中常见的实验器材和实验环境进行变化;三是注重对实验失败原因的剖析;四是注重对实验过程的考查。物理测量型实验主要有直接测量型和间接测量型两种,直接测量型实验主要针对一些常用物理测量工具的使用方法、
2、读数方法等,而这些知识和能力在课堂教学中已逐步渗入,常用物理测量工具的共性是都需要看清量程、分清分度值。所以只要掌握好其一,便可基本无碍。对于间接测量型实验,一定要细心,确保基本的物理测量工具的使用、读数不出错,同时还应注意题意的局部拓展性变化。对于探究型实验,大都来源于学生生活实际,所考查的方法和能力都是学生应了解和掌握的,解题方法强调应用性和开放性,突出物理知识的应用,强调灵活运用物理知识解释试题呈现的问题,因此在解答时,一般是依据探究性活动的操作程序思考问题,注意对试题提供信息的分析和数据的处理,以及对研究问题的合理猜想和想象,根据研究的对象科学选择研究问题的方法。一般探究性试题中考查的
3、常见方法主要包括控制变量法、比较法、类比法、转换法、归纳法、理想模型法、猜想与假设法、数据分析法、图像法、等效法、筛选法、特殊测量法、演绎推理法等。对于设计型实验,首先要明确试题所需要解决的问题,然后结合教材所学相关知识,进行分析和比较,从中发现其中的异同,从而进行创新性的设计。题型 1 测量型实验【例 1】 (2016重庆)小杜同学在长江边捡到了一块漂亮的鹅卵石,他用天平和量筒测量鹅卵石的密度。(1)他设计了下列实验步骤:用调节好的天平测出鹅卵石的质量 m;向量筒中倒进适量的水,读出水的体积;根据密度的公式,算出鹅卵石的密度 ;将鹅卵石浸没在量筒内的水中,读出鹅卵石和水的总体积。他应采用正确
4、的实验步骤顺序为_(选填下列选项前的字母)。A. B. C. D.甲 乙 丙 丁图专 4-1(2)如图专 4-1 甲所示,小杜在调节天平横梁平衡过程中的操作错误是_。2(3)小杜纠正错误后,重新调节天平平衡并测量鹅卵石的质量,当天平平衡时右盘砝码和游码如图乙所示,鹅卵石的质量为_g;由图丙和丁可知鹅卵石的体积是_,计算出鹅卵石的密度为_。(4)若鹅卵石磨损后,它的密度将_(选填“变大” “变小”或“不变”)。(5)用量筒测量水的体积,读数时视线应与液体凹面的底部_,若小杜在图丙中读数正确,在图丁中读数时视线仰视,所测得鹅卵石的密度将_(选填“偏大” “偏小”或“不变”)。【解析】(1)经分析得
5、,测量鹅卵石的密度的步骤为:用调节好的天平测出鹅卵石的质量m;向量筒中倒进适量的水,测出这些水的体积;将鹅卵石浸没在量筒内的水中,测出鹅卵石和水的总体积。根据密度的公式,求出鹅卵石的密度 ,故本题选 A。(2)托盘天平使用时,首先要调节横梁平衡,在调节横梁平衡前,要用镊子将游码移到标尺左端的零刻度线处,而在图示调节横梁平衡的过程中,游码仍在标尺的中间,没有移到标尺左端的零刻线处。(3)由图知,标尺的分度值为 0.2 g,砝码的质量为 20 g、5 g,游砝所对的刻度值为 2 g,则鹅卵石的质量 m20 g+5 g+2 g27 g。量筒中水的体积为 14 ,放入鹅卵石后的总体积为 24 ,则鹅卵
6、石的体积 V24 -14 10 。则鹅卵石的密度 =2.7 。(4)密度是物质本身的一种特性,与质量和体积无关。该鹅卵石磨损后,它的密度将不变。(5)读数时,视线应与液面底部相平,若仰视读数,读数比实际值偏小;根据 =可知,m不变,V 偏小,则所测得鹅卵石的密度将偏大。【答案】(1)A (2)游码没移到标尺左端的零刻度线上 (3)27 10 2.7 (4)不变 (5)相平 偏大【例 2】 在“测定小灯泡电阻”的实验中,小灯泡的额定电压为 2.5 V,灯丝电阻约为 8 。甲 乙图专 4-2(1)某同学连接的电路如图专 4-2 甲所示,请指出其中的两处错误或不妥:_ ;_ 。(2)将上述错误或不妥
7、改正后,闭合开关,发现灯泡发出特别耀眼的光,且此时电流表、电压表都有示数,则出现该现象的原因可能是_ 。(3)实验时,调节滑动变阻器,当电压表的示数为_V 时,灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,电流表示数为_A,则灯泡正常发光时的电阻为_。(保留两位小数)(4)该实验还可以测定小灯泡的额定功率,根据以上实验数据,这个小灯泡的额定功率为_W。(5)实验小组实验过程中记录了下表内的信息,小明同学分析表内数据,发现该灯泡亮度增加时电阻_(选填“变大” “变小”或“不变”),造成这种现象的原因是_。序号 U/V I/A 亮度 R/31 1.0 0.20 很暗2 1.5 0.25 较亮3 正常4
8、3.0 0.36 很亮【解析】(1)由图甲知,电压表测量了小灯泡和滑动变阻器的总电压(即测的是电源电压),应仅与小灯泡并联;根据题意,灯泡正常发光时,电路中的电流约为 I=0.312 5 A,电流表应选择 00.6 A 的量程。(2)闭合开关,发现小灯泡发出特别耀眼的光,说明此时电路中电流很大,可能是在闭合开关前,滑动变阻器滑片未移至最大阻值处。(3)小灯泡的额定电压为 2.5 V,所以当电压表的示数为 2.5 V 时,小灯泡正常发光;电流表的量程为 00.6 A,分度值为 0.02 A,所以示数为 0.34 A,此时灯泡电阻 R=7.35 。(4)根据 P=UI 计算出小灯泡的额定功率,P=
9、UI=2.5 V0.34 A=0.85 W。(5)由表格中数据知,=5 ,=6 ,=8.3 ,随着电压的增大,电流增大,根据P=UI 知,实际功率也增大,灯泡温度升高,小灯泡的电阻随温度的升高而增大。【答案】(1)电压表测的是电源电压 电流表用的是 03 A 的量程 (2)在闭合开关以前,没有将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大 (3)2.5 0.34 7.35 (4)0.85 (5)变大 小灯泡的电阻随温度的升高而增大【点评】此题是“测定小灯泡电阻”的实验,考查了实物电路的连接中电压表、电流表的接法及量程的选择,同时考查了电流表的读数及电阻、功率的计算,还涉及灯丝电阻与温度的关系。题型 2 探
10、究型实验【例 3】 (2016宁波)小科用如图专 4-3 甲所示的实验仪器探究“电流与电阻的关系” ,滑动变阻器的规格为“10 1 A” ,AB 间接入的定值电阻的阻值为 25 。甲 乙图专 4-3【实验步骤】连接电路:完成图甲中的连线,使滑动变阻器接入电路的阻值最大;闭合开关,移动滑动变阻器的滑片 P,使电压表示数为 3.0 V,读出电流表示数并记录,此时滑片 P 在中点附近;断开开关,在 AB 间换接 20 的定值电阻;闭合开关,读出电流表示数并记录;断开开关,在 AB 间分别换接 15 、10 和 5 的定值电阻,依次重复步骤。【实验数据】电阻 R/ 25 20 15 10 5电流 I/
11、A 0.12 0.14 0.16 0.20 AB 间接 5 的定值电阻时,电流表示数如图乙所示,则表格中“”处的数值为4_。【数据分析】小科找不出上述数据的定量关系。而其他同学都通过实验得出了“电压不变时,通过导体的电流与这段导体的电阻成反比”的正确结论。【实验反思】小科得不到正确结论的原因是_ ,需要重新实验。根据小科的实验数据,通过进一步分析计算可以发现,当 AB 间的阻值变小时,电池组两端的电压将_(选填“变大” “变小”或“不变”)。【解析】 【实验反思】使滑动变阻器的右下接线柱与开关的右接线柱相连,如图专 4-4 所示。图专 4-4【实验数据】电流表的量程为 00.6 A,分度值为
12、0.02 A,故示数为 0.26 A;【实验反思】探究电流与电阻关系时,需控制电阻两端电压不变;根据表中数据和UIR 可知,电阻两端电压随阻值的减小而减小;因此小科得不到正确的结论是因为没有控制电阻两端电压不变;假设滑动变阻器的滑片在中点位置,则当 AB 间的阻值为 25 时,电源电压:U0.12 A(25 +5 )3.6 V;当 AB 间的阻值为 20 时,电源电压:U0.14 A(20 +5 )3.5 V;当 AB 间的阻值为 15 时,电源电压:U0.16 A(15 +5 )3.2 V;当 AB 间的阻值为 10 时,电源电压:U0.2 A(10 +5 )3 V;当 AB 间的阻值为 5
13、 时,电源电压:U0.26 A(5 +5 )2.6 V;通过上面的计算可知,当 AB 间的阻值变小时,电池组两端的电压将变小。【答案】 【实验步骤】如图专 4-4 所示 【实验数据】0.26 【实验反思】没有控制电阻两端电压不变 变小【例 4】 (2016北京)实验桌上有高度不同的发光物体 A 和 B,焦距分别为 5 cm、10 cm的凸透镜两个,刻度尺、光具座和光屏各一个。小华选用这些器材,探究“凸透镜成实像时,像的高度与物体的高度是否有关” 。小华的主要实验步骤如下:将焦距为 10 cm 的凸透镜固定在光具座中央,将发光物体 A、光屏分别放在凸透镜两侧。调节发光物体 A、凸透镜和光屏的高度
14、,使它们的中心在同一高度。用刻度尺测出发光物体 A 的高度,并记录在表格中。将发光物体 A 放在光具座上距凸透镜 30 cm 处,移动光屏,在光屏上得到发光物体 A 清晰的像,用刻度尺测量像的高度,并记录在表格中。将发光物体 A 放在光具座上距凸透镜 20 cm 处,移动光屏,在光屏上得到发光物体 A 清晰的像,用刻度尺测量像的高度,并记录在表格中。根据以上叙述,回答下列问题:(1)小华的探究过程中存在的问题:_ 。(2)请你针对小华探究过程中存在的问题,写出改正措施:_。5【解析】(1)由题意探究“凸透镜成实像时,像的高度与物体的高度是否有关”可知,应控制物距不变,且要改变物体的高度,多次实
15、验后分析像的高度与物体的高度是否有关,而小华的探究过程中却没有改变自变量“物体的高度” ,反而改变了应控制的变量“物距” 。故不能达到探究目的;(2)根据控制变量法,应保持物距不变,改变发光物体的高度,具体的改正措施:在第步中,应当将发光物体 B 放在光具座上距凸透镜 30 cm 处,移动光屏,在光屏上得到发光物体 B 清晰的像,用刻度尺分别测量发光物体 B 及其像的高度,并记录在表格中。【答案】(1)没有控制物距不变,并且没有改变物体的高度 (2)在第步中,应当将发光物体 B 放在光具座上距凸透镜 30 cm 处,移动光屏,在光屏上得到发光物体 B 清晰的像,用刻度尺分别测量发光物体 B 及
16、其像的高度,并记录在表格中。题型 3 设计型实验【例 5】 (2016北京)水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺和装有适量水的 A、B 两个烧杯。小亮学习了液体内部压强跟哪些因素有关的知识后,又提出了新的猜想,为此他利用提供的实验器材进行了如下实验探究。图专 4-5将微小压强计的探头放入 A 烧杯的水中,探头到烧杯底的距离 L 为 6 cm,如图专 4-5 甲所示,记录微小压强计 U 形管两侧的液面高度差;将微小压强计的探头放入 B 烧杯的水中,探头到烧杯底的距离 L 为 10 cm,如图乙所示,记录微小压强计 U 形管两侧的液面高度差;小亮发现大于,于是小亮得出结论“液体内部任意一点的压强跟该
17、点到容器底的距离 L 有关” 。请你利用这些器材,设计一个实验证明小亮的结论是错误的。写出实验步骤和实验现象。【解析】根据液体压强公式 pgh 可知,液体内部压强只跟液体的密度和深度有关,密度相同时深度越深压强越大,深度是指自由液面到所在位置的竖直距离,与该点到容器底的距离无关。【答案】实验步骤:将微小压强计的探头放入烧杯的水中,用刻度尺分别测量探头到烧杯底的距离,探头到水面的距离 H,读出压强计 U 形管两侧的液面高度差,将以上数据记录下来。向烧杯中倒入适量的水,调整探头所在的位置,使探头到水面的距离仍为 H,用刻度尺测量探头到烧杯底部的距离,读出压强计 U 形管两侧的液面高度差,将以上数据
18、记录在表格中。实验现象:通过数据可发现,。由此证明液体内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离 L 无关,所以小亮的观点是错误的。题型 4 演示实验【例 6】 (多选)如图专 4-6 所示,在磁场中悬挂一根导体棒 ab,把它的两端跟灵敏电流计连接起来,下列说法正确的是( )6图专 4-6A.这是研究通电直导线在磁场中受力情况的装置B.这是研究电磁感应现象的装置C.闭合开关,使导体棒 ab 上下运动,灵敏电流计指针不偏转D.闭合开关,使导体棒 ab 左右运动,灵敏电流计指针偏转【解析】对于课本中常见的演示实验,在平时的学习中要特别留心观察实验现象,了解演示实验所起的作用,操作的每一个细节都不能放过
19、。根据图示提供的情景知道,这是研究电磁感应现象的装置,闭合开关,使 ab 上下运动,由于通电导体在磁场中没有做切割磁感线运动,所以灵敏电流计指针不偏转,若使 ab 左右运动,通电导体在磁场中做切割磁感线运动,所以灵敏电流计指针发生偏转,故应选B、C、D。【答案】BCD【例 7】 如图专 4-7 所示,在研究牛顿第一定律的实验中,使同一小车从斜面的相同高度开始下滑,这样做的目的是_ 。从实验可以看出,在粗糙的表面上,小车因受到的阻力_,所以运动的距离_;表面越光滑,小车受到的阻力越_,运动距离越_,越接近_运动。如果表面光滑到一点阻力也没有,小车将保持_状态永远运动下去。毛巾表面 棉布表面 木板
20、表面图专 4-7【解析】根据所给的实验装置图,说出实验中观察到的现象并得出结论,知道实验中用到了哪些科学研究方法,这是本实验考查的重点。本题验证的是牛顿第一定律,牛顿第一定律不能用实验直接证明,但它是在此实验基础上,经过进一步推理总结出来的。小车从斜面的相同高度开始下滑,这样做的目的是保证小车运动到平面时的速度相同。从实验可以看出,在粗糙的表面上,小车因受到的阻力大,所以运动的距离短;表面越光滑,小车受到的阻力越小,运动距离越远,越接近匀速直线运动。如果表面光滑到一点阻力也没有,小车将保持匀速直线运动状态永远运动下去。【答案】保证小车下滑到平面时的速度相同 大 短 小 远 匀速直线 匀速直线运
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