1、实验探究专题实验探究专题题型概述实验题是最能体现学生对物理学科的学习能力的一种题型，它不仅能反映学生学习过程中的观察能力、动手动脑能力，而且还能反映学生对物理概念和物理规律的理解情况，更重要的是它能再现学生的情感、态度、价值观，所以实验题是每年中考试题中重要的题型之一，随着课改制度的不断深入，中考实验题不仅在深度与广度上增加了，而且逐渐实现了从知识型到能力型的过渡，特别注重做实验与背实验的区别。题型解读一、测量型实验题测量型实验分为直接测量型实验和间接测量型实验两类。直接测量型实验是使用相应的仪器、仪表直接测出物理量；间接测量型实验是根据待测物理量与其他物理量的关系式，先测出关系中其他各量，然
2、后再算出该量。如测物质的密度、测机械效率、伏安法测电阻、伏安法测小灯泡的功率等。对这类实验，要在真正掌握其原理的基础上，确定选择哪些器材，设计实验步骤，分析实验注意事项，分析实验的误差及其产生的原因。例1、小明用天平和量筒测量矿石的密度。（1）有如下一些实验步骤：用调节好的天平测出矿石的质量m；向量筒中倒进适量的水，测出这些水的体积V1；根据密度的公式，求出矿石的密度；将矿石浸没在量筒内的水中，测出矿石和水的总体积V2他应采用的正确的实验步骤顺序为（ ）ABC.D（2）由图可知，矿石的质量为_g，矿石的体积为_cm3.矿石的密度为_gcm3.解析：测量固体的密度是中考的重要考查点，测固体的密度
3、时，先要测质量，然后再用排水法测出其体积，就可以求出密度。所以正确的实验步骤是B；物体的质量为砝码的质量加游码的示数。因此，质量为27.2g，体积为10 cm3，密度为2.72 gcm3.答案：B 27.2g 10 cm3 2.72 gcm3二、探究型实验题新课标中把“科学探究”提到与“科学内容”同等重要的地位，科学探究成为当前物理教学和中考改革的热点。物理中考试题都涉及到了实验探究。探究主要体现在实验题上，有时也体现在选择题上。探究型试题旨在将学习的重心从过分强调知识的传承、积累向强调知识的探究教程转化，从而使学生由被动接受知识向主动获取知识转变，逐渐培养学生的科学探索能力、实事求是的科学态
4、度、敢于科学创新的精神。探究性试题的主要特点：体现过程展示、方法与操作、主观开放。科学探究是学生自主学习的主要模式，贯穿于整个教学的各个环节。它包括个基本要素：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与认证、评估、交流合作。探究类试题既可以考查完整的探究过程，也可以就某一环节进行考查，但不管怎样，一定要有一个研究问题的形成、发展和解决的过程阶段出现。例2、小亮为了探究物体在水中不同深度所受浮力变化情况，如图所示，将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中（水足够深），在圆柱体接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F，实验数据如下
5、表：次数1234567h（cm）024681012F（N）6.756.255.755.254.754.254.25 （1）分析表中实验数据，可以得出物体重 N，第4次实验时，物体受到的浮力 N；（2）分析表中第1列到第5列数据，说明 ；（3） 分析表中第6列到第7列数据，说明 ；（4）下图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图像是： （ ）解析：（1）由题目提供的实验数据可知，它反映的是圆柱体下表面的深度和弹簧测力计示数的关系.由表中第1列数据可知，当物体没有与水接触（即h=0）时，物体只受重力和弹簧测力计的拉力，拉力大小等于重力，所以圆柱体的重力G=6.75N. （2
6、）物体浸入水中受到重力、浮力、拉力的作用.对第1列至第5列数据变化分析可知，随着物体浸入水中深度增加，弹簧测力计示数减小，一方面说明物体受到的浮力增大，同时也表明物体没有浸没；对第6列和第7列数据分析可知，随着深度增加，弹簧测力计示数不变，一方面说明物体受到的浮力不变，液表明物体已浸没倒水中.（3）图中各图反映的是测力计示数F与物体底部浸入水中的深度h的关系图像， h=0时，F=G；随着h的增大，F示数变小.当h增大到使圆柱体全部浸没到水中时，浮力不再增大，此时F最小，且保持不变，故选B.答案（1）6.75N；2.5N（2）物体未浸没时，物体越深受到的浮力越大（3）物体浸没后，物体所受浮力与物
7、体深度无关（4）B三、 设计型实验设计型实验题需要按照题目要求设计新的测量方法或实验方案，此类题目比较灵活，要注意深刻理解题意要求，据此将所学到的物理知识和实验方法结合起来解题，解决遇到的实际问题。例3、王新同学在学校测完石块密度后，想到这样一个问题：石块和铁块谁的密度大？放学回到家中，想粗略地测定铁块密度，但家里没有量筒、天平等器材，于是想到利用浮力知识完成实验.他从家中找来以下器材：茶杯、水、小铁块、细线和弹簧测力计.(1)请简要写出他的实验步骤，并用字母表示所测的物理量. ； ； 。(2)铁块密度的表达式铁=_.解析：本题要用现有的测量工具测定铁块的密度，实验步骤要学生来设计，这考查了学
8、生的分析能力和灵活应用能力，对知识的掌握要求很高。没有天平不能直接测质量，没有量筒不能直接测体积。有弹簧测力计，可以先测出铁块的重力，再计算出铁块的质量。用茶杯、水、细线和弹簧秤测力计可以测出小铁块浸没时的浮力，然后计算小铁块的体积；最后计算铁块的密度。答案：(1)用细线将小铁块拴牢，并用弹簧秤测力计测出其重力G向茶杯中倒入适量的水将弹簧测力计下端的小铁块浸没水中，不与杯壁、杯底接触，读出此时弹簧秤示数G(或F) （2） 四、 开放型实验题实验类开放题多以两种形式出现： 一是给定一组器材，要求设计完成一项或多项实验；二是给定一个实验命题，要求自选器材设计一个或几个实验方案。解答此类实验开放题要
9、多方面展开思维学生实验、演示实验和小实验；多角度延伸思维替代法、转换法。 牌电水壶 额定电压 220 V 额定功率 1500 W 容 积 3 L例4、（09哈尔滨）同学们在家里通过实验探究“烧水过程中能量转化效率”的问题时，选用了如图所示的电水壶(1)若请你参加该实验探究，实验中你需要用到的测量工具是_；(2)写出你的实验探究过程；根据实验测量出的数据，写出电水壶烧水过程中能量转化效率的数学表达式；(3)根据测量数据及表达式，指出影响电水壶烧水过程中能量转化效率的因素_解析：此题是一个开放型试题，在这个实验中，你可以用你认为合适的测量工具进行测量， 实验原理不同，实验方法不同，实验表达式不同，
10、但实验目的是相同的。方法一：(1)电能表、温度计 (2)a观察电能表铭牌参数N(rkWh)，电水壶容积V(m3)； b电水壶中盛满水(或盛有水)，用温度计测出水的初温tl； 若电水壶中未说明盛满水，除在第1问中添加体积或质量测量工具外还要在步 骤中体现体积或质量的测量 c关闭家中其它用电器，将此水壶单独接入电路中，记录电能表转盘转过的转数n(r) 和水的末温t2，() (3)影响因素水的体积(质量)；水的温度差；n与N的比值方法二： (1)电压表、电流表、温度计、秒表 (2)a观察电水壶容积V(m3)； b电水壶中盛满水，用温度计测出水的初温t1，()； 若不装满，参照法(一)中(2)b的补充
11、说明 c接通电源，记下水温升至t2()所用时间t(s)，并用电压表、电流表测出电水壶工 作时两端电压U(V)及其电流I(A) 数学表达式：=cv (t2- t1)/Ult (3)影响因素：水的体积(质量)；水的温度差；加热时间；UI(或实际功率)方法三： (1)秒表、温度计 (2)a观察电水壶铭牌额定功率P(W)，容积V(m3)； b电水壶中盛满水，用温度计测出水的初温tl()； 若不装满，参照法(一)中(2)b的补充说明 c关闭家中其它用电器，将此水壶单独接人电路中，用秒表计时，记录用时t(s)和水的末温t2(3)影响因素：水的体积(质量)；水的温度差；加热时间；电水壶的功率 快乐体验1.（
12、09台州）在自然界中，有些物质客观存在，却看不见摸不着，需借助某些方法才可观察到。（1）在探究光的反射规律时，光的路径难以观察到，你或你的老师做这个实验时，是怎样将光路显示出来的？ 。（2）在研究磁铁周围的磁场时，你的老师又是利用 显示磁铁周围的磁场分布的。2.（09黄冈）小明利用两个相同圆筒形玻璃杯、天平(无砝码)、水、刻度尺、胶头滴管等器材测定食用油的密度。(1)请将他的实验步骤补充完整：如图，将托盘天平放在水平台上，将游码移到标尺的 _（选填“”或“”）端，调节天平两端的平衡螺母，使天平平衡；将装有适量食用油和水的玻璃杯分别放在天平的左右盘中，用胶头滴管增、减杯中 水的多少，使天平 _；
13、取下两只玻璃杯，用刻度尺分别测出两杯中水和油的高度h1、h2；则食用油的密度 _(水的密度为)。(2)小明认为两个圆筒形玻璃杯质量不完全相同会造成实验误差。请你也提出一项可能引起实验误差的原因： _。3.（09福州市）小明注意家里摆钟（图26）的钟摆在有规律地摆动，经认真观察发现钟摆来回摆动一次的时间刚好是1秒，就想：是不是所有的摆来回摆动一次的时间都是1秒呢？于是，他请教了物理老师，知道摆来回摆动一次的时间叫做周期，在老师的指导下他设计如图27所示的单摆（即细绳下系一小钢球）进行探究。实验数据记录如下表：实验次数12345678摆长l/m0.300.400.500.600.700.800.9
14、01.00周期T/s1.11.31.41.51.71.81.92.0周期平方T2/s21.21.62.02.32.93.23.64.0（1）从表中数据可知，单摆的摆长l越长，周期T越 （选填“长”或“短”）。（2）请根据表中数据在图28中作出单摆周期的平方T2与摆长l的关系图像。（3）分析图28所示图象，可知实验中用的单摆T2与l成 关系。（4）由表中实验记录可知，单摆来回摆动一次时间比较短，直接测量摆动一次的时间误差比较大。你认为小明为了减小测量误差是怎么做的？ （5）生活中若摆钟走慢了，应如何调整钟摆的长度？ 4.（09宁波）小科在观看2009世界冰壶锦标赛时猜想：冰壶在冰面上的滑行距离，
15、除了与离手时的速度大小、接触面的粗糙程度有关外，还可能与质量有关。为了验证这一猜想，小科、小敏和小思做了如下实验(如图所示)：在木块上加放数量不等的钩码后，让木块从O点静止滑下，记录木块和钩码的总质量m和它在水平面的滑行距离S，记录数据如下(各组在A点时初速度均相同)：(1)从上述数据分析，可以得到的结论是：在初速度和接触面粗糙程度相同的条件下，物体在水平面上滑行的距离与物体的质量大小 ；(2)小敏认为：木块及钩码的质量越大，对水平面的压力越大，则滑行中受到的摩擦阻力也越大，滑行距离就会越短。因此，他认为数据有问题，于是对上表数据做了如下改动：请你评判小敏的做法并阐述理由： ；（3）小思同学反
16、思上述实验后认为：在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的条件下，物体的质量越大在不平面上滑行的距离将越远，因为： 。5.（09江苏）用托盘天平测量铜块质量时，应将天平放在 桌面上，游码移到标尺的零刻度处，若天平的指针静止在图甲所示位置，则可将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使天平平衡测量中，当右盘所加砝码和游码位置如图乙所示时天平平衡，则该铜块的质量为 g 6.（09赤峰）（1）小刚在称量矿石质量时，进行了如图甲所示的操作，他的错误在于 。用正确的方法称量，天平平衡后，砝码和游码的示数如图乙所示，则被测矿石的质量是 g。（2）小刚有在量筒中倒入一定量的水，然后将矿石用细线系好后慢慢放入量
17、筒。如图丙所示，矿石的体积为 ml。（3）小刚算出矿石的密度为 kg/m3。7（09柳州）在“测量小石块的密度”的探究课上，某实验小组进行了如下实验探究活动。(1)把天平放在水平桌面上，指针指在分度盘的中线处，如图10甲所示，于是小丽同学直接使用天平进行测量。此时，同组同学马上阻止说：小丽的做法不对，不对之处是没有把游码向左移到标尺的_。(2)纠正错误后，发现天平横梁不平衡，指针向左偏，此时应向_(选填“左”或“右”)端调节平衡螺母，使指针指在中线处。(3)接着把小石块放在天平左盘，当右盘中放人20g、5 g砝码各一个时，天平横梁刚好平衡，则小石块的质量是_g。(4)然后用一细绵线系住小石块，
18、放人盛有水的量筒中，如图lO乙所示，然后取出小石块，此时量筒中水的体积是20ml，则小石块的体积为_cm3。(5)利用密度公式计算出小石块的密度是_ m3。该小组测算得的密度值_(选填“偏大”或“偏小”)。8（09青岛）回顾实验和探究：（1）叶子和小雨在探究“欧姆定律”的实验时： 他俩提出的问题是：导体中的电流与电压、电阻有什么关系？ 根据经验，他俩猜想：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 实验过程如下： a他俩按如下电路图连接电路。请将电路图填画完整。 b用R1=5的定值电阻做实验，发现当电压表示数分别为08V、16V、24V时，对应电流值分别为016A，032A和如
19、图电流表的示数。请你在方框内设计表格并将实验数据整理上。 c换用R2=l0的定值电阻，重复上述实验。 通过分析，他俩验证了猜想的正确性，得出了欧姆定律。他俩经历的思维程序为：提出问题、_、实验检验、归纳分析、得出结论（2）在上述探究中发现：对同一个导体，等的值 ，而这个值就是导体的电阻；不同的导体，的值一般不同。可见，电阻是导体本身的一种特性，它的大小与_和_无关。于是，他俩用如图电路验证“影响电阻大小的因素”，在M、N两点之间接入粗细相同而长度不同的镍铬合金丝。实验发现：镍铬合金丝越长，灯泡越暗，说明电阻越_。这种显示电阻大小的方法是_法。（3）在上述实验(1)的电路中，将定值电阻换成螺线管
20、，通电后吸引大头针，发现当滑 片向左移动时，吸引大头针的数目_。实验说明：电流越大，通电螺线管磁性越强。9（09晋江）小宇在“观察水的沸腾”的实验中，绘出温度随时间变化的图象如图17所示。(1)从图象中可知，水的沸点是 ；(2)此时该地区的大气压可能是 (填“大于” “小于”或“等于”)1标准大气压；(3) 小宇发现自己组的水比邻组的先沸腾，提前沸腾的原 因可能是 (写出一种即可)。10.（09成都）小明、小亮和小敏共同设计了一种测定水平方向风力的装置。其原理如图21（甲）所示：绝缘轻弹簧的左端固定在D点，右端与中心有孔、表面竖直的金属迎风板相连，一起套在左端也固定在O点的粗细均匀、电阻随长度
21、均匀变化，且水平放置的金属杆上，迎风板与金属杆接触良好；电路中左端导线与金属杆的左端相连，右端导线连接在迎风板上并可随迎风板移动，R是定值电阻，a、b、c、d为四个接线柱。 (1)在他们的设计中，若要求在风力增大时，接入电路的电表的示数也随之而增大，则应该( ) A在a、b之间接电流表，在c、d之间连接导线 B只在a、b之间接电流表 C在c、d之间接电压表，在a、b之间连接导线 D只在c、d之间接电压表(2)为了较准确的测出水平方向风力的大小，三位同学先对选定的轻弹簧和金属杆进行了两项测量。 小明利用测量的数据作出了原长为40 cm的轻弹簧的长度l与所受压力F的关系图象见图21（乙）。由图可知
22、：该弹簧每缩短10 cm，弹簧受到的压力将增加_N。 小亮和小敏设计了图21（丙）所示的电路，用来测量长度为50 cm的金属杆的电阻。他们备选的部分器材有： A电源（能够提供3V的稳定电压） B电流表A（量程O0.6 A） C电压表V（量程03 V） D滑动变阻器R1，(阻值变化范围为05) E滑动变阻器R2（阻值变化范围为010）选好器材后，小亮和小敏在实验中正确操作，他们记录的测量数据如下表。 根据他们的测量数据可以知道：他们实验中选用的滑动变阻器是_（填器材的序号字母）；他们测出的金属杆的电阻是_。(3)三位同学最后根据(1)的要求，按图21（甲）进行组装时，除用到上述选定的轻弹簧、金属
23、杆和(2)中备选的电源、电表外，还选了阻值R=3的定值电阻。如果无风时，O点到迎风板的距离以及轻弹簧的长度均等于弹簧的原长，则该装置能够测量的最大水平风力是_ _N。(4)对小明、小亮和小敏设计的测定水平方向风力的装置，从力的角度，请你指出可能对测量准确度产生影响的因素之一：_ _。11（09常德）小华总结两年来所做的物理探究实验发现（1）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来。甲探究摩擦力与什么因素有关乙探究动能的大小与什么因素有关如：甲实验是让木块在水平面上做运动，通过读取弹簧测力计上的示数间接知道摩擦力的大小；乙实验中小球动能的大小是通过观察比较物块B 反映出
24、来的。（2）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采用法。如：甲实验研究摩擦力的大小与压力大小关系，就要多次改变 ，同时保持接触面的粗糙程度不变；乙实验研究小球动能的大小与速度的关系就要多次改变的大小，同时控制小球的 不变。12.（09湛江）小明同学用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律.（1）由图13可知,凸透镜的焦距是_实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在_（2）如图14所示，若在光屏上（光屏未画出）能得到清晰放大的烛焰实像，则蜡烛可能置于透镜左边a、b、c、d四点中的_点上，此成像特点可应用在_机上（3）小明依次将蜡烛、凸透镜、光屏放置在光具座上，按的要求调整好三者中
25、心的位置，但无论怎样移动光屏，在光屏上始终都没能看到烛焰所成的像原因可能是（写出一个原因即可）_ 13（09安溪）在探究“影响压力作用效果的因素”这一问题时，同学们做了如图21所示的一系列实验。请你从中选出一些图形对某一因素进行探究，并通过分析泡沫塑料的凹陷程度，说明你的探究结果：(1)探究的某一因素是 ；(2)选用的是图 ；(3)探究的结果是 。14.（09湖南娄底）小明做“研究液体的压强”实验时得到的几组数据如下表： 序号液体深度/cm橡皮膜方向压强计左右液面高度差/cm1水5朝上492水5朝下493水5朝侧面494水10朝侧面975水15朝侧面1466酒精15朝侧面118 根据表中的数据
26、，请回答下列问题： （1）比较序号为 的三组数据，可得出的结论是：同种液体在同一深度处，液体向各个方向的压强都相等 （2）比较序号3、4、5的三组数据，可得出的结论是： （3）比较序号为 的两组数据，可得出的结论是：在同一深度处，不同液体的压强与密度有关15.（09福州市）翔翔在家探究鸡蛋受到的浮力大小与哪些因素有关，如图22所示。请仔细观察图示并回答下列问题：（1）从A、B两图可知，鸡蛋在水中受到的浮力大小是_N。（2）根据B、C两实验，他就得出鸡蛋受到的浮力大小与液体的密度有关，你认为对吗？_，理由是_。（3）在图22实验中，你还可以观察到什么现象？（写出一个） 16（09昆明）在研究电流
27、与电阻和电压关系的实验中：(1)闭合开关前，滑动变阻器应处于 ，目的是： 。(2)小敏同学按图15的电路原理图连接了图16实物电路，其中有两个元件连接错误。它们分别是 和 (只须填写连错的元件)。(3)重新连接电路后，用开关S进行试触，如果电流表指针向左偏转，说明电流表的 ；如果电流表指针向右偏转超过刻度盘，应换用较 量程。(4)正确连接电路后，测出Rl=5、两端电压为3V时的电流。然后将电阻R1由5换成10 ，为了使电阻Rl两端的电压仍然为3V，他应将滑动变阻器的滑动触头P向 端滑动，在触头P滑动的过程中，电路中的电流将 。答案1、（1）充烟雾、洒粉笔粉、水中掺牛奶、在黑暗环境（如暗室、夜晚
28、等）中做、直接用激光笔（指星笔），凡答对其中一种方法的关键词均得分，其它合理的均酌情给分 （2）细铁屑，小磁针，正确写出操作过程的也得满分，其它合理的均酌情给分2、（1）A 平衡 h1水/h2 （2）两个玻璃杯的横截面积不完全相同3、（1）长 （2）如图所示（3）正比（4）可测出单摆来回摆动多次（如30次）的时间，再计算出来回摆动1次的时间。（5）将钟摆的长度调短4、（1）无关（2）小敏的做法是错的。因为在科学探究和科学实验中收集的证据和收集的证据必须真实，不能捏造（3）在初速度大小相同时，物体的质量越大具有的动能越大，能够克服摩擦阻力做的功越多，在所受的摩擦力大小相同时，就能滑行较长的距离。5、水平 右 52.46、（1）砝码与物体托盘放反了 57.4 （2）20 （3）2.871037、（1）零刻度处 （2）右（3）25 （4）10 （5）2.5103 偏小8、（1）猜想 （2）相同 电压 电流 大 转换（3）增多9、 (1) 98 (2) 小于 (3) 水的初温较高10、答案：（1）B (2) 2 E或R2 （3）4（4）设计中没有考虑迎风板与金属杆的摩擦力；设计中没有考虑迎风板左侧受到的空气阻力；试验中很难保证风力大小恒定、方向
