山东省潍坊市中考物理 专题复习攻略四 实验专题

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、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：①用调节好的天平测出鹅卵石的质量m；②向量筒中倒进适量的水，读出水的体积；③根据密度的公式，算出鹅卵石的密度ρ；④将鹅卵石浸没在量筒内的水中，读出鹅卵石和水的总体积。他应采用正确的实验步骤顺序为________(选填下列选项前的字母)。A.①②④③B.①②③④C.②③④①D.②③①④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________。(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，测量鹅卵石的密度的步骤为：①用调节好的天平测出鹅卵石的质量m；②向量筒中倒进适量的水，测出这些水的体积；④将鹅卵石浸没在量筒内的水中，测出鹅卵石和水的总体积。③根据密度的公式，求出鹅卵石的密度ρ，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0.2g，砝码的质量为20g、5g，游砝所对的刻度值为2g，则鹅卵石的质量m＝20g+5g+2g＝27g。量筒中水的体积为14，放入鹅卵石后的总体积为24，则鹅卵石的体积V＝24-14＝10。则鹅卵石的密度ρ=＝＝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ρ=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)27102.7(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2.5V，灯丝电阻约为8Ω。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：①______________________________;②______________________________。(2)将上述错误或不妥改正后，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________Ω。(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/VI/A亮度R/Ω11.00.20很暗21.50.25较亮3正常43.00.36很亮【解析】(1)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；②根据题意，灯泡正常发光时，电路中的电流约为I===0.3125A，电流表应选择0～0.6A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2.5V，所以当电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光；电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以示数为0.34A，此时灯泡电阻R==≈7.35Ω。(4)根据P=UI计算出小灯泡的额定功率，P=UI=2.5V×0.34A=0.85W。(5)由表格中数据知，===5Ω，===6Ω，==≈8.3Ω，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)①电压表测的是电源电压②电流表用的是0~3A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)2.50.347.35(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“10Ω1A”，AB间接入的定值电阻的阻值为25Ω。甲乙图专4-3【实验步骤】①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；②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为3.0V，读出电流表示数并记录，此时滑片P在中点附近；③断开开关，在AB间换接20Ω的定值电阻；④闭合开关，读出电流表示数并记录；⑤断开开关，在AB间分别换接15Ω、10Ω和5Ω的定值电阻，依次重复步骤④。【实验数据】电阻R/Ω252015105电流I/A0.120.140.160.20★AB间接5Ω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________。【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】①小科得不到正确结论的原因是______________________________，需要重新实验。②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】①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0～0.6A，分度值为0.02A，故示数为0.26A；【实验反思】①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U＝IR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；②假设滑动变阻器的滑片在中点位置，则当AB间的阻值为25Ω时，电源电压：U＝0.12A×(25Ω+5Ω)＝3.6V；当AB间的阻值为20Ω时，电源电压：U＝0.14A×(20Ω+5Ω)＝3.5V；当AB间的阻值为15Ω时，电源电压：U＝0.16A×(15Ω+5Ω)＝3.2V；当AB间的阻值为10Ω时，电源电压：U＝0.2A×(10Ω+5Ω)＝3V；当AB间的阻值为5Ω时，电源电压：U＝0.26A×(5Ω+5Ω)＝2.6V；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】①如图专4-4所示【实验数据】0.26【实验反思】①没有控制电阻两端电压不变②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5cm、10cm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：①将焦距为10cm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，使它们的中心在同一高度。②用刻度尺测出发光物体A的高度，并记录在表格中。③将发光物体A放在光具座上距凸透镜30cm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。④将发光物体A放在光具座上距凸透镜20cm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：_________________。【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④步中，应当将发光物体B放在光具座上距凸透镜30cm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④步中，应当将发光物体B放在光具座上距凸透镜30cm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。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4-5①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6cm，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；②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10cm，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p＝ρgh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