中考物理实验专题.docx
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中考物理实验专题
教学内容：
实验专题
物理学是一门以实验为基础的科学，因此观察和实验是学习物理的基本方法，培养和提高学生的观察实验能力是物理教学的主要目的之一．2000年国家教育部《关于初中毕业、升学考试改革的指导意见》指出：
理科考试要“切实加强与实验有关内容的考查”．各省市中考试题中实验内容大大增多、分值大大提高、考查范围也大大拓宽．由原来仅考查教材中的学生实验，扩展到所有的演示实验、设计型、开放型、创新型实验，由此来考查学生的观察能力和实验能力，考查物理概念和规律的形成过程和运用的科学方法，考查学生运用学过的基本知识和基本技能解决实际问题的能力和创新思维、发散思维的能力．这些实验题为考生提供了创造性发挥的空间，多半是压轴题目．而这些设计型、开放型、创新型的实验题大多都是教材中基本的学生实验和演示实验的拓展和延伸，是基本物理知识、物理规律的运用．因此，加深对基本物理知识和规律的理解、掌握教材中基本的演示实验、学生实验的实验原理、研究方法，基本实验仪器的使用方法是攻克设计型、开放型、创新型实验题的基础．
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一、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．初中物理包括：
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．
这些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．
它们各自的使用方法和注意事项还有：
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．
例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：
______________________
（3）当他改用正确的操作方法后，盘中砝码和游码的位置如图2—1所示，则药品的质量是________．
图2—1
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．
（3）47.4g
评析：
使用天平还要注意，已经调好的天平移动了位置，一定要按步骤重新进行调整．因化学药品对天平的盘有腐蚀作用，所以不能直接放在盘里．记录被测物体的质量时，不要忘记加上游码所对的刻度值．
（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．如测平均速度、测量物质的密度、测定机械效率、伏安法测电阻、伏安法测小灯泡的功率等，依据的公式分别为
，上述公式就是它们的实验原理．
事物间都是相互联系的，在学习物理的过程中，同学们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．
例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＝ρ
．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＝ρ
可以得出ρ＝
．
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．
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2—2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．
图2—2
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＝
，即可算出细金属丝的电阻率ρ．
（2）电路图如图2—2所示．
评析：
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．此题虽然是让学生测量一个学生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．像这种给学生提供一个新信息，让学生用已掌握的知识、方法解决一个崭新的问题的题目是中考命题的方向．
二、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：
选取、安装、调节实验器材→合理操作、观察现象、记录数据→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．
例题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：
时间
t/min
0
10
20
30
40
…
150
180
泡沫塑料组水温
t1/℃
80
64
55
50
41
…
21
20
棉絮组水温
t2/℃
80
56
43
32
28
…
20
20
分析上表数据可知：
他们实验时的室内温度是______℃．经过40min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）203952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
评析：
做物理实验在强调结论的同时，更要注重研究过程和研究方法，如“控制变量法”“等效替代法”等等．
三、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．它涉及到对原有的实验认识和再加工，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．
例题给你一块橡皮泥（密度大于1.0×103kg/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．
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．
评析：
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：
一是确定的是漂浮物体，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．
四、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．
例1图2—3是研究动能大小与哪些因素有关的实验装置．在该实验中，小球动能的大小是通过______比较出来的．
图2—3
要研究动能的大小与质量大小的关系，其方法是___________________．
要研究动能的大小与速度大小的关系，其方法是___________________．
答案：
木块被推动的距离的远近
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
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
评析：
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．
例2某同学在做探究电流与电压和电阻的关系的实验中，得到下列两组数据：
如表1、表2
表1
电阻（Ω）
电压（V）
电流（A）
5
2
0.4
4
0.8
6
1.2
表2
电压（V）
电阻（Ω）
电流（A）
4
5
0．8
10
0．4
20
0．2
分析表1所得数据可以得到的结论是：
_________________________；
分析表2所得数据可以得到的结论是：
_________________________．
答案：
在电阻一定的情况下，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比；在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比．
评析：
这道题主要考查同学们的归纳能力，既根据实验数据归纳出实验结论．在归纳结论时，一定注意结论成立的条件，如第1个结论成立的条件是：
在电阻一定的情况下；第2个结论的成立条件是：
在电压一定的情况下．这一点同学们往往漏掉．
【专题训练】
1．请读出图2—4所列四种仪器的测量结果．
图2—4
木块长______cm电压______V用电______kW·h温度______℃
2．请完成下列基本仪器使用前的调节：
（1）如图2—5所示的弹簧测力计______（填“能”或“不能”）马上用来测力的大小，需要先______．
（2）小洪同学用天平测物体的质量时，先将天平放置在水平桌面上，然后再进行如下调节：
①__________________②____________________
（3）在进行第②步调节时，发现指针指在分度盘的左侧，如图2—6所示，此时应将天平右端的平衡螺母向______调．（填“左”或“右”）
图2—5图2—6
3．给你一把直尺，一个弹簧测力计，一支温度计和一块秒表．你能用这些测量工具，或单独使用，或组合起来使用，直接和间接测量出哪些物理量．（要求至少说出6个能被测出的物理量）
（1）__________________
（2）___________________
（3）___________________（4）___________________
（5）___________________（6）___________________
（7）___________________（8）___________________
4．一个力学实验箱内有如图2—7所示的器材，请写出利用这些器材可做的三个力学实验名称（或目的）及相应器材的字母代号，填入下表中．
实验名称（或目的）
选用器材（填字母代号）
例：
用天平称石块质量
C、E
图2—7
5．有一卷长度不知，外面涂有绝缘漆的导线，标签上标有“0.015Ω/m”的字样．由于该导线较长，不便用尺直接测量其长度，请你自选器材设法测出导线的长度．
要求：
简要写出所使用的器材及方法．
6．现有天平（带砝码）、弹簧测力计、量筒、烧杯、足量的水、小刀、刻度尺、细线、土豆．请从上述器材中分别选取适当的器材，设计出三种测定土豆密度的方法．（所选器材必须是你所采用的方法中要用到的），完成下表内容．
器材
需直接测出的物理量
方法一
方法二
方法三
7．以下是实验遇到的一些情况，请分析出现这些情况的原因．
（1）某同学用图2—8来做“用伏安法测量电阻”的实验，电源电压为6V，各元件完好，且电路连接正确，当他刚闭合开关S时，发现电压表的示数为6V，则其原因为_____________________．
图2—8
（2）某同学做“测小灯泡功率”的实验．连接好电路开始实验时，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数都不变化，且灯泡发光很暗，这是因为_________．
（3）某同学在做完“测小灯泡的电功率”实验后（所用小灯泡的额定电压为2.5V），及时完成了实验报告，实验报告中他设计了如下的表格．如果该同学对实验现象的观察和数据的记录都正确，请你指出他所设计的表格中的错误：
_______________________．
实验次数
小灯泡两端的电压（V）
通过灯丝的电流（A）
灯泡的亮度
灯泡的电功率（W）
灯泡的平均电功率（W）
1
2.20
0.28
比正常发光时暗
0.62
0.76
2
2.50
0.30
正常发光
0.75
3
2.80
0.32
比正常发光时亮
0.90
8．某同学利用电源、电流表、电压表、开关、标有“50Ω 2A”字样的滑动变阻器和若干导线测定小灯泡的额定功率．其中灯泡上所标“0.3A”字样清晰可见，电压表0～15V挡损坏，小灯泡的额定功率估计为1.5W左右．
该同学实验步骤正确．当闭合开关时，电压表和电流表的示数分别为2V和0.2A．接着他边思考边实验，直至小灯泡正常发光，这时滑动变阻器的滑片恰好在中点上（即变阻器连入电路的电阻为25Ω）．
（1）画出小灯泡正常发光时的电路图，并简述判定小灯泡正常发光的理由．
（2）求出小灯泡的额定功率．
9．在“观察水的沸腾”实验中：
（1）主要实验器材除烧杯、水、铁架台外，还需要______、______和____．
（2）当温度达到90℃时，每隔1min记录一次水的温度，记录结果如下：
时间（min）
123456789
温度（℃）
9092949698100100100100
在图2—9的方格纸上，以时间为横轴，温度为纵轴，根据上面的记录作出水的沸腾图象．
（3）分析实验数据和图象，你能得出哪些结论？
图2—9
10．在研究“凸透镜成像”的实验中
（1）需用的器材有__________．
（2）实验时必须调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度，使它们的中心大致在_________．
（3）如图2—10所示，保持凸透镜位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d各点，分别调节光屏位置，使屏上显示清晰的像，则：
图2—10
A．把烛焰放在______点，光屏上出现的像最大；
B．把烛焰放在______点，屏上出现的像最小；
C．把烛焰放在______点，屏上出现的像距透镜最近；
D．把烛焰放在______点，屏上不会出现象，但从______同侧透过透镜能观察到一个______的像．
11．下表是某同学做“研究液体的压强”实验的部分数据记录，根据表格中的记录数据，你能得到哪些结论?
实验次数
深度（cm）
橡皮膜方向
水
压强计左右液面高度差（cm）
1
3
朝上
2.6
2
3
朝下
2.6
3
3
朝侧面
2.6
4
6
朝上
5.4
5
9
朝上
8.2
12．在研究杠杆平衡条件的实验中，张华同学发现杠杆不处于水平平衡位置，如图2—11所示．
图2—11
（1）张华应将螺母向______调节（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡；
（2）请你帮张华设计并画出一个记录实验数据的表格，便于张华研究杠杆平衡条件．
13．小敏在研究斜面时，做了如图2—12所示的实验（G为12Ｎ，斜面的高度保持不变），得到了下表数据．根据这些数据，你能得到什么结论?
斜面长L（m）
0.6
0.8
1
1.2
拉力F（Ｎ）
10
7.5
6
5
14．某同学在做“串联电路和并联电路”的实验时，将实验桌上的器材连接成如图2—13所示电路，当他用开关试触时，发现三个灯泡均不亮，电流表指针也不偏转．
（1）说明发生这种现象的原因．
（2）请你只拆去一根导线（在图中用“×”标出拆去的导线）使闭合开关后三个灯泡同时发光．
（3）在方框内画出拆去导线后的电路的电路图．
图2—13
15．小明在做“组成串联电路”的实验时，电路连好后，闭合开关，两灯均不亮．经检查，电路连接无误，老师告诉他是一个小灯泡坏了．请你帮助小明，在图2—14所示的实验器材中任选一种，连入电路，检测出是哪只灯泡坏了．请按下面表格的要求填入检测实验的内容．
图2—14
选用器材
检测电路图
现象及结论
16．设计一个简易实验，验证“蒸发的快慢与液体的表面积有关”．（将你的方法和观察到的现象写出来）
17．给你一只量筒和适量的水，请你设计一个实验，估测一块橡皮泥的密度．要求：
（1）写出实验步骤及需要测量哪些物理量；
（2）导出用测量出的量表示的橡皮泥密度的数学表达式．
18．李明将一木块和一石块放入水中，发现木块上浮，石块下沉．由此他猜想：
物体受到的浮力可能与物体的密度有关．他的猜想是否正确？
请你设计一个实验加以验证，并简要说明实验验证的方法．
19．给你一个圆柱体，一张长纸条，如图2—15还有一个三角板，一把刻度尺和一根针．请你利用这些工具来测圆周率π等于多少，写出简要步骤及π的表达式．
图2—15
20．简易器材：
一个圆柱形平底玻璃杯、一张硬纸片、若干个充了空气的气球、一块海绵和一桶水，利用一种或两种以上器材设计三个力学实验，并按下表要求填空．
器材
实验内容
操作方法
发生的现象
示例：
两个气球
物体间的作用力是相互的
双手挤压在一起的气球
两球发生形变
1
2
3
21．有一块形状不规则的小铁块．请设计三种原理不同的方案，求出铁块的体积．要求写出实验步骤并直接写出计算铁块体积的公式．（测量器材自选）
22．给你一支削好的长铅笔，请用它设计两个物理小实验．
23．初中物理书上有如下描述：
“电流是看不见、摸不着的，究竟怎样才能知道导体中有没有电流呢？
人们发现，导体中有电流时，常会产生一些特有的现象，称为电流的效应．我们可以根据电流的效应来判断电流的存在．”物理学中常用这种间接推断来研究问题．试举两个例子．
（1）____________
（2）____________
24．指出图2—16中各图分别演示什么物理现象．
（1）______
（2）______（3）______（4）______（5）______（6）______
图2—16
25．图2—17所示是研究决定电阻大小的因素的演示实验．由图可知，导体AB和CD的__________和__________相同，该实验结果表明___________，这种研究方法称为________．
图2—17
图2—18
26．如图2—18所示的实验装置是研究______的．某同学做实验时，将与电源连接的两导线a、b对调，观察导体AB的运动情况，目的是研究_______的．他又将磁铁的N、S极对调，观察导体AB的运动情况，目的是研究________的．在这个实验现象中是________能转化成______能．
27．如图2—19所示为奥斯特实验示意图．比较甲与乙可得出的结论是_____________；比较甲与丙可得出的结论是__________．
图2—19
28．图2—20是研究感应电流的方向与哪些因素有关的实验示意图，比较甲、乙两图可以得出感应电流方向与______有关的结论；比较甲、丙两图可以得出感应电流方向与______有关的结论．
图2—20
29．如图2—21所示，在桌子上竖立一块玻璃板作为平面镜，把一只点燃的蜡烛放在玻璃板前，就可以看到玻璃板后面出现的蜡烛的像．要利用这个装置验证像与物体大小是否相等，其方法是_____________________________________．
要验证像与物到镜面的距离是否相等，其方法是__________________
图2—21
参考答案
1．2.442.4274.8－3
2．
（1）不能调零
（2）①将游码移至横梁标尺左端的“零”刻线处②调节平衡螺母使指针对准分度盘的中央（3）左
3．
（1）用刻度尺测物体长度；
（2）用弹簧测力计测力的大小；（3）用温度计测物体的温度；（4）用秒表测时间；（5）用弹簧测力计测物体的重力，再计算其质量；（6）用直尺测规则几何形状的体积；（7）用直尺和弹簧测力计测规则几何形状物体的密度；（8）用直尺和秒表测物体运动速度
4．
实验名称（或目的）
选用器材
例：
用天平称石块质量
CE
天平和量筒测石块密度
CBDEK
用弹簧测力计测浮力
DEGK
用弹簧测力计测滑轮组效率
AGHJID
5．方法一：
①用天平测出总质量M②截取一小段导线测出其质量m③用尺测出一小段导
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