初中物理常用研究方法.docx
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初中物理常用研究方法
初中物理常用研究方法
一、运用控制变量法探究的实验：
1、研究电流与电压、电阻关系。
2、决定导体电阻大小因素的探究实验.（材料、长度、横截面积和温度）
3、研究液体蒸发快慢与什么因素有关的实验。
（液体的温度、液体的表面积和上方空气流速，另外还与液体的种类有关）
4、研究弦的音调与什么因素有关的实验。
（长短、粗细和松紧）
5、研究电流的热效应与什么因素有关的实验。
（电流的大小、电阻的大小和通电时间长短）
6、研究电流做功与哪些因素有关的实验。
（电压的高低、电流的大小和通电时间长短）
7、影响滑动摩擦力大小因素的实验。
（压力的大小，接触面粗糙程度）
8、影响压力作用效果的探究实验。
（压力的大小，受力面积的大小）
9、决定浮力大小因素的探究实验。
（液体的密度、排开液体的体积）
10、决定液体压强大小因素的探究实验。
（液体的密度，物体所处的深度）
11、决定浮力与物体浸没时所处深度关系的探究实验。
（控制液体的密度与排开液体的体积不变）
12、探究感应电流方向与什么因素有关的实验。
（切割磁感线方向，磁场方向）
13、探究产生的感应电流大小与什么因素有关的实验。
（切割磁感线的速度，磁场的强弱）
14、探究通电导体受力方向与什么因素有关的实验。
（电流的方向，磁场的方向）
15、探究斜面的机械效率与什么因素有关的实验。
（斜面的倾斜程度，斜面的粗糙程度）
16、探究滑轮组的机械效率与什么因素有关的实验。
（物重，动滑轮重，往往不计绳重和机械间摩擦）
17、决定动能大小因素的探究实验。
（物体的质量，速度）
18、决定重力势能大小因素的探究实验。
（物体的质量，被举的高度）
19、决定弹性势能大小因素的探究实验。
（材料，弹性形变的大小）
20、探究保温材料的保温性能与哪些因素有关的实验。
（应控制水的质量，水的初温相同；周围环境温度相同）
21、探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关的实验。
（电流的大小，线圈匝数的多少，有无铁心）
22、探究单摆摆动周期与哪些因素有关的实验。
（与摆长，所处地理位置有关，而与质量、摆角大小无关）
二、运用转换法探究的实验：
1、探究响度与什么有关？
通过乒乓球被弹开的幅度来表示振幅的大小。
2、研究振震动可以发声时，音叉被敲击后，接触水面，通过观察溅起的水花来感知振动可以发声。
3、温度计的原理：
利用液体的热胀冷缩来表示被测物体的温度。
4、摩擦起电：
通过带电体吸引轻小物体感知物体带电。
5、小磁针靠近磁体时，发生偏转，证明磁场的存在。
6、小磁针放在桌面上，静止时一端指南一端指北，证明地磁场的存在。
7、通过灯泡发光发热，证明电流的存在。
8、焦耳定律：
观察煤油柱上升的高度来证明电阻产生热量的多少。
9、研究电磁铁磁性强弱与什么因素有关：
通过观察磁体吸引大头针个数来表示磁性的强弱/
10、研究压力作用效果与什么因素有关：
通过观察沙子的凹陷程度来证明的压力作用效果的大小。
11、观察玻璃瓶中细管水面上升的高度来证明玻璃瓶发生了形变。
12、研究动能与什么因素有关：
观察木块被推出的距离来感知动能的大小。
13、压强计：
观察U形管两液面的高度差，来证明液体压强的大小。
14、探究不同物质吸热能力时，观察物质温度升高的多少，来证明吸热能力的大小。
15、扩散现象证明分子在不停的运动。
16、铅块粘在一起，证明分子之间存在引力。
17、证明大气压强存在的实验：
如托里拆利实验等。
18、证明液体压强存在实验：
如侧壁有水流出等。
19、通过红旗的摆动证明空气的存在。
三、类比法
1、用水波类比电磁波、水波。
2、用水流类比电流。
3、用水压类比电压
4、用太阳系类比原子结构。
5、用速度类比电功率（用运动的快慢类比消耗电能的快慢）。
四、模型法
1、用光线来表示光的传播路径和方向。
2、磁感线描述磁场的方向、强弱和分布。
3、用力臂来研究杠杆平衡条件。
4、力的示意图来表示力的三要素。
五、等效法
1、电阻的串联
2、电阻的并联
3、力的合成
六、推理法
1、真空不能传声
2、牛顿第一定律
3、机械能守恒
4、功的原理
5、牛顿大炮
1.小明知道决定导体电阻大小的因素有：
导体的材料、导体的长度、导体的横截面积和导体的温度．现在他要通过实验来验证：
（1）要验证导体的电阻与材料有关，需要保持哪些因素不变?
其做法是什么?
请你帮他写出来．
在这个实验中，除了上述两个不同的导体外，还需要电源、开关、导线和．
（2）要验证导体的电阻与长度的关系，需要保持不变的因素有：
，其做法
是。
要验证导体的电阻与横截面积的关系，需要保持不变的因素有：
，其做法是。
要验证导体的电阻与温度有关，需要保持不变的因素有：
，其做法是。
2.在温度一定的条件下，做”研究决定导体电阻大小因素”的实验．采用了控制变量的方
法。
下表给出了实验中所用到的导体的情况。
选择C、F两根导体进行对比．是为了研究导体电阻大小与是否有关；选择C和（填写导体的代号）两根导体进行对比．是为了研究导体电阻与长度的关系；为了研究导体电阻与横截面积的关系，应选择的两根导体
是（填写导体的代号）。
导体代号
A
B
C
D
E
F
G
长度/m
1.0
O.5
1.5
1.O
1.2
1.5
0.5
横截面积/mm2
3.2
O.8
1.2
O.8
l.2
1.2
1.2
材料
锰铜
钨
镍铬
锰铜
钨
锰铜
镍铬
3．小明同学想探究影响导体电阻大小的有关因素．他想到道路越窄越长就越难走．所以猜想电阻的大小与导体的长度和横截面积有关．于是，小明同学找来了同种材料制成的长度和横截面积均不同的金属导线。
并设计了图甲所示的测量电阻的电路图。
（1）请你根据电路图．用笔画线帮助他把乙图中的元件连成实验电路（电流表选0～0．6A量程．电压表选O～3V量程）。
经过测量．得到了各种规格金属线的电阻．数据如下表：
序号
物理量
1
2
3
4
5
6
7
8
长度L／cm
10
20
40
lO
20
40
10
20
横截面积S／mm2
1.O
1.0
1.O
2.5
2.5
2.5
4.0
4.0
电阻R/Ω
10
20
4O
4
8
16
2.5
5
（2）分析数据可得出结论：
在横截面积相同的情况下,电阻R与长度L的定量关系为
。
（3）根据
（2）中的结论，可以把R与L和S的关系表示为：
R=。
4.某同学学了关于导体的电阻与温度的关系后，知道一般金属导体在温度升高时电阻增大，但是否所有的导体电阻都随温度的升高而增大呢?
于是此同学找来了各种导体材料做实验，下表是在用铅笔芯做实验时的数据记录：
实验次数
温度／℃
电流强度/A
电压/V
电阻／Ω
1
17
0.124
2.50
20.O
2
30
O．130
2.50
19.2
3
60
O．140
2.50
17.8
4
80
O．150
2.50
16.7
（1）按给出的电路图连接实物图．
（2）分析实验数据你能得出什么结论?
。
5.下图所示电路是研究电流跟电压、电阻的关系的电路图，右图给了该实验所用的实验元件。
（1）用笔画线代替导线，将右图中的元件按电路图的要求连接起来，使线路完整。
并满足当滑动片P放置B端时电阻最大的条件；
（2）现将该实验的数据，分别在表l、表2中列出。
表1R=15Ω
电压U/V
1.5
3
4.5
6
7.5
9
电流I/A
0.1
O．2
O.3
0.4
0.5
0.6
表1是为了探究电流与的关系，应控制的变量是一定。
此实验中滑动变阻器的作用是。
依据表1中的数据，在右边的坐标系中绘出二者的关系图像
分析表1的数据可得结论。
表2U=6V
电阻R/Ω
5
10
20
30
40
60
电流I/A
1.2
0.6
O.3
0.2
0.15
0.1
表2是为了探究电流与的关系，应控制的变量
是一定。
此实验中滑动变阻器的作用是。
当用较大的电阻换下较小的电阻时，为了保证控制的变量不变，
应将滑动变阻器的滑片向移动。
（参考电路图回答）
R/Ω依据表2中的数据，在右边的坐标系中绘出二者的关系图像
分析表2的数据可得结论。
6．一个研究性学习小组在探究“通过某种导电材料的电流与其两端电压的关系”时，得出电压U和电流I的数据如下表所示。
＼次数
物理量＼
1
2
3
4
5
6
U／V
O．4
O．8
1.2
1.6
2．O
2.4
I/A
O．01
O．03
0.06
0.11
O．17
O．24
（1）请在图中画出I随U变化的图像．
（2）从图像上可以看出I与U是什么关系?
（3）从数据表中可以得出当U逐渐增大时，该导电材料的电阻是如何变化的?
。
7.某同学利用电压表和电流表测量电阻R1的阻值（约9Ω），电源选用两节干电池．
（1）按图甲连接电路，将图乙中的电流表正确连入电路．
（2）该同学检查电路连接正确，合上开关，可是无论怎样移动滑片。
电压表示数总为3V不变，你认为发生故障的原因可能是或。
（3）清除故障后，小明将滑片P向左滑动时，电压表示数将（填“增大”“减小”或“不变”），当P滑到某一位置时，两表读数如图丙所示，由此可知R=Ω。
你认为这个结果可靠吗?
理由是。
8.小红和小明在做“用电流表和电压表测电阻”的实验：
（1）实验原理是：
（2）实验方法叫
（3）实验中需测量的两个物理量是和
（4）此实验中滑动变阻器的作用是
。
（5）请你帮助他们在实物连接图中，用笔画线代替导线将所缺的导线补上．
（6）当小红完成电路连接后就准备闭合开关，同伴小明提醒还有一处不妥当，你知道小明提醒的是什么吗?
答：
。
（7）在某次测量中电流表示数如图所示，则I=A．
（8）在实验过程中，小红突然发现电流表没有示数，而电压表有示数，且接近于电源电压，则故障可能是。
实验次数
1
2
3
电压表Vl的读数／V
2
4
6
电压表V2的读数／V
6
4
2
电压表V3的读数／V
8
8
8
电流表A的读数/A
O．2
O．4
O．6
9.小明同学按图所示的电路图进行电学实验．电路中电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，改变滑动变阻器R2的滑片P的位置，电压表和电流的读数如下表所示：
（1）对表中三只电压表读数进行分析，归纳出的结论是。
（2）根据这个电路图可以进行哪些电学实验（举出两例）①②
。
10.在探究“通过导体的电流与导体两端的电压的关系”的实验中，小红和小明这一小组测得的数据如下：
R=5Ω时，
电压U/V
1
1.5
2
2.5
3
电流I/A
0.20
0.31
0.41
0.48
0.60
R=10Ω时，
电压U/V
1
1.4
2.8
4.2
5.6
电流I/A
0.10
0.14
0.27
0.41
0.56
R=20Ω时，‘
电压U/V
1
5
10
15
20
电流I/A
0.05
0.25
0.51
0.76
1.00
（1）通过上面的实验数据，可知通过导体的电流与导体两端的电压的关系是：
。
（2）在此实验中，小红和小明选择多个电阻多次实验的目的是：
。
（3）接下来小明还要继续探究“通过导体的电流与导体的电阻的关系”。
可小红却说，根据他们的数据就可以得出通过导体的电流与导体的电阻的关系。
那么小红是根据什么判断出这个结论的呢?
请你说明理由。
并在右面的坐标系中用小红所使用的数据表示通过导体的电流与导体的电阻的关系。
11．小明同学要测定额电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω的小灯泡的额定功率．
请在图①方框内画出该实验电路图。
请用笔画线代替导线，将右图中的实验器材连接成实验电路。
小明在做“测定小灯泡功率”的实验中，出现了下面的一些问题，请你跟随小明边实验边思考，逐一回答下面的几个问题。
（1）小明刚连接完最后一根导线，立即看到灯泡发出明亮的光。
在一旁观察的林雪一
惊，提醒小明实验中有问题。
小明想：
我的实验连线没有出问题啊!
请你帮助小明找出实
验中的两个操作不当之处：
①：
；②：
。
（2）电路改正后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压为2.5V，此
时电流表示数如右图所示，则小灯泡的额定功率为W。
（3）做完实验后，小明将测灯泡额定功率实验与以前做过的测某一固定电阻阻值的实验进行比较，发现这两个实验有许多相似的地方，也有不同之处。
请你写出一个不同之处：
。
（4）小明根据测量灯泡实际功率的多组实验数据，作出了I—U图象，如图③所示。
结果发现图线不是直线，这表明灯泡的电流与电压不成正比。
小明很纳闷，请你帮助他分析原因
.
弄清了以上问题后，小明又做了几个额外的探究，请你将这几个探究现象写出来：
（1）电路连通后，将小灯泡从灯座上拧下来，你看到的现象是
.
（2）若某位粗心的同学错将电流表与电压表的位置接颠倒了，你看到的现象是
。
12.在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，额定电流为O.25A，
小灯泡两端允许加的最大电压为小灯泡额定电压的1.2倍。
（温度越高小灯泡电阻越大）
（1）小明已连接的部分电路如图所示。
请帮助小明将电压表正确连入电路中。
（2）从图中可看出，小明正确地把电流表小量程接入了电路。
请写出小明确定用电流表小量程的分析与论证过程。
（3）实验中，当小灯泡两端电压为额定电压的1.2倍时，应注意什么问题?
。
（4）假设小刚所用的滑动变阻器最大电阻为5Ω，其他器材与小明的相同，小刚能否完成
该实验并说明理由。
13.在某一温度下，两个电路元件A和B与电流与两端电压的关系如图所示。
（1）如图可知，元件——中的电流与它两端电压之问的关系遵循欧姆定律。
（2）将A和B并联后接在电压为2．OV的电源两端，求元件A的电功率及通过A和B的总电流。
14．如图所示，为了测出小灯泡的电阻（估计6～10Ω），小宇选用了电流表、电压表、两节
干电池、滑动变阻器、开关、导线等器材，请你帮他完成：
（1）连接实物，并在方框内画出对应的电路图。
（2）在某次翻量中，电流表的示数是0.3A，电压表的示数如图所示，则小灯泡的电阻是Ω。
为了减小误差，此次测量后还应。
（3）小明也做了这个实验，但是他接好电路后，无论怎样移动滑片P，电流表示数都不变化，且灯光较暗，可能的原因是。
15．在做“测定小灯泡的电功率”的实验中，已知实验用的小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率约为1W。
某同学想较准确地测出小灯泡的额定功率，连接了如图所示的实验电路。
（1）该同学正要闭合开关进行实验，老师又帮他检查了一下电路，发现电路中有三处错误或不妥，请把它们找出来，并填写在下面的横线上。
（2）电路改正后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使小灯泡两端电压为2.5V，此时电流表的示数如图所示，该电流为A。
小灯泡的额定功率为W。
16.在测定“小灯泡的电功率”的实验中，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为
2．5V，小灯泡的电阻约为10Ω；滑动变阻器上标有“20Ω1A”字样。
如图甲是小明同学没有连接完的实物电路。
乙丙
甲
（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；
（2）实验中，小王同学连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，且电压表无示数，电流表有示数，则故障的原因可能是：
。
（3）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一点，电压表的示数如图乙所示，
要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向端滑动（选填“左”或“右”）；直到使电压表示数等于2.5V时，电流表示数如图丙所示，灯泡的额定功率是。
（4）某同学在实验中，不小心将滑动变阻器损坏（不能使用）了，一时又找不到其他变阻器。
你能否利用身边的物品替代滑动变阻器完成该实验，说出你的做法：
。
（5）小红同学在实验结束与同学讨论时说：
“该实验电路也可以用来研究电流与电压的关系”。
小红的说法是否正确，为什么?
17.为了探究电磁铁的磁性与哪些因素有关，小强同学做出了以下猜想：
猜想A：
电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。
猜想B：
通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。
猜想C：
外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。
为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案：
用漆包线（表面涂看绝缘漆的导线）在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁。
如下图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。
根据小丽的猜想和实验，完成下面填空：
（1）通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同．来判断它的不同。
（2）通过比较两种情况，可以验证猜想A是正确的。
（3）通过比较两种情况，可以验证猜想B是正确的。
（4）图d可以验证猜想C，但他的猜想有不妥之处，科学的表述为：
。
（5）小强验证完上述实验后，想探究“铁芯的粗细对电磁铁磁性强弱有何影响”，请帮他设计一个方案
18.感应电流的大小可能与哪些因素有关?
19.如何用实验证明电磁波的存在？
20.
实验专项练习：
1.
（1）如图甲所示，在探究“声音是由物体振动产生的”实验中，将正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球，发现小球被多次弹开。
这样做是为了把音叉的，便于我们。
这种研究物理问题的方法叫做法。
（2）如图乙，放在左边的音叉没有被敲击也能使紧靠的轻质小球被弹开，说明声在传播的时候也在传递，会引起左边音叉的。
（3）若将右图所示的实验移到月球上进行，将会发生的现象是：
甲：
；
乙：
。
由此可推理得出：
。
2.在研究光的反射定律的实验中，如图所示．第一步（图甲），需要改变的方向，观察反射光线方向怎样改变；第二步（图乙），需要把纸板的半面F向前折或向后折，则不能看到，目的是：
。
3．如图甲是“探究平面镜成像特点”的实验装置。
（1）直尺的作用是便于比较像与物的关系。
（2）两根大小与形状完全相同的蜡烛是为了比较的关系。
（3）移去蜡烛B，并在其所在位置上放一白纸板做光屏．则光屏上（填“能”或“不能”）接收到蜡烛A的烛焰的像。
这说明平面镜成的是像。
（4）用玻璃板代替平面镜，是为了。
（5）如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选用的玻璃板做实验。
（6）如果玻璃板没有放正，将对实验产生什么影响？
。
（7）若将蜡烛A向靠近玻璃板的方向移动，则像的大小将。
（8）若将竖直放置的玻璃板水平向右拖动，像的位置如何变化？
。
（9）若将玻璃板后方的B蜡烛点燃，将对实验产生什么影响？
。
（10）若用跳棋代替蜡烛，玻璃板后方的像很不清晰，为了使像较清晰，可以如何解决？
。
（11）使点燃的蜡烛在两个不同的位置，分别测出物距和像距相等的两组数据，得出实验结论之一：
像到玻璃板的距离与物体到玻璃板的距离相等。
你认为这种方法是否合理?
说明理由。
。
（12）依照图乙那样，在桌面上竖立一块玻璃板，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面，可以
看到玻璃板后面出现蜡烛的像。
要想研究玻璃板成像的特点，关键的问题是设法确定像的位
置。
仔细想想，实验时具体的做法是。
我们这样确定像的位置，凭借的是视觉效果的相同，因而可以说是采用了的科学方法。
4．某同学在做“研究凸透镜成像规律”的实验时，先把凸透镜正对着太阳，移动透镜，在白纸上得到一个亮点，并用刻度尺测出亮点到凸透镜中心的距离，这样做是为了。
实验时，应把蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，调整、和的高度，使它们的，目的是使的像成在。
如果烛焰的像在光屏的下边缘处，不改变烛焰和光屏的位置，而打算移动透镜使像移到屏的中央，应将透镜向移，如移动蜡烛应向移。
5.在光具座上做“研究凸透镜成像”的实验时，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d、e各点，如图所示，并分别调整光屏的位置，则
（1）把烛焰放在点，屏上出现的实像最大；
（2）把烛焰放在点，屏上出现的实像最小；
（3）把烛焰放在点，当屏上出现清晰的像时，屏距凸透镜最远；
（4）把烛焰放在点，当屏上出现清晰的像时，屏距凸透镜最近；
（5）把烛焰放在点，屏上不会出现像。
6.如图所示是“探究凸透镜成像规律”的实验装置图，在光具座上放好仪器，点燃蜡烛，调整、透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在。
（1）如果将蜡烛放在A点时，移动光屏会在屏上出现一
个的像，应用是。
（2）如果将蜡烛放在B点，移动光屏，会在屏上出现一个、的像，应用是。
（3）如果将蜡烛放在c点，可以得到一个、的像，应用是。
（4）实验时，如果用纸将凸透镜的上半部遮掉，光屏还能成完整的烛焰的像吗?
像的性质有何变化?
答：
，原因是。
（5）在实验中，若将蜡烛与透镜的位置固定后，无论怎样移动光屏，都无法在光屏上得到清晰的像，请分析造成这一现象的可能原因；若将透镜与光屏的位置固定后，无论怎样移动蜡烛都无法在光屏上得到清晰的像，造成这一现象的原因可能是；若将蜡烛与光屏的位置固定，无论怎样移动透镜，光屏上始终接不到像的原因可能是。
（6）在实验
（1）的基础上，将蜡烛和光屏互换位置，此时烛焰在光屏上成倒立、的实像，体现了的原理。
（7）若实验中，发现所成的像位于光屏的左上角，要将其调整到光屏的中央，若只调节透镜应向方调节；若只调节蜡烛应向方调节；若只调节光屏应向方调节。
7．如图是探究凸透镜成像规律的实验示意图。
（1）当蜡烛在b点时，所成像的特点是。
（2）将蜡烛从b点移到c点，若透镜不动，向移动光屏才能在光屏上得到清晰的像；若光屏不动，需将凸透镜向方向移动才可以使像变得清晰而且是放大的；若光屏不动，更换焦距不同的透镜，应换成焦距较的透镜。
（3）在移动凸透镜的时候，要求具体说明怎样操作才能把凸透镜调到比较准确的位置。
8．在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
第1、2实验小组分别进行了若干次操作，并把实验数据准确记录在表格中。
请分析数据，你能得到什么结论?
（写出两条即可）
（1）。
（2）。
9．在探究固态物质在受热条件下，温度随时间变化的实验中，请根据要求完成下列问题。
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