物理探究題解析

新課程積極倡導探究性教學，在物理教學過程中滲透探究性的理念，創(chuàng)設情境與條件，充分發(fā)揮學生的主體性是培養(yǎng)學生探究意識和提高探究能力的重要途徑，物理探究試題不僅能反映學生對物理概念和規(guī)律的理解情況；還能反映學生對科學研究方法的掌握和運用情況，因而成為近幾年全國各地中考物理的熱點，本文就各地部分中考物理試題中的探究題進行分析與解答，以幫助學生進一步認識和熟悉這類題型，提高學生的解題能力。

[例1] 由于怕飯菜太燙，來不及冷卻而影響小明的早餐，媽媽總是很早就起床了，為了讓媽媽多睡一會兒，小明想找到一種讓物體快速冷卻的方法，為此小明進行了如下的探究：

小明注意到媽媽是把飯菜放在空氣中冷卻的，而廚房中適合用來冷卻的另一種物質就是水。水和空氣的導熱性能哪個好呢?為此小明用兩個相同的牛奶瓶，都裝入熱牛奶，一個放在溫度與室溫相同的水中，另一個放在空氣中，為了盡量減少其他因素的影響，他把兩個瓶都用木塊墊起來，放在桌面上，實驗時他每隔一定的時間記錄一次甲、乙兩溫度計的示數(shù)，得到的數(shù)據(jù)如表所示．

(1)對甲、乙兩個瓶中的牛奶，小明應控制他們哪些相同量?——；——。

(2)小明通過實驗，得到的正確的結論是什么?——。

(3)進一步分析表中甲的示數(shù)，小明又發(fā)現(xiàn)，在冷卻過程中，牛奶冷卻的快慢前后并不一致，是越來越——的(填“快”或“慢”)，小明想用“冷卻速度”(用字母ν代表)定量表示冷卻的快慢程度，請你給這個物理量下個定義：——叫做冷卻速度。

分析與解答：本題小明利用控制變量法研究物體冷卻快慢與哪些因素有關。他選用了兩個相同的牛奶瓶，都裝入熱牛奶，一個放在溫度與室溫相同的水中，另一個放在空氣中，為了盡量減少其他因素的影響，他還把兩個瓶都用木塊墊起來，放在同一個桌面上，但只要認真審題，我們就可以看出裝入瓶中牛奶的初始條件未必相同，所以小明應控制牛奶的質量、初溫相同，第二小題實際上考查學生對實驗數(shù)據(jù)的處理和判斷能力，我們只要對表格中的數(shù)據(jù)進行簡單的處理，如“4分鐘甲瓶示數(shù)變化17℃而乙瓶示數(shù)變化9℃”等就不難得出水的導熱本領比空氣強的結論；第三小題提出的“冷卻速度”在課本上來出現(xiàn)過，還能考查學生知識遷移的能力，學生學習過物體運動速度的知識，只要將頭腦中已有的知識結合題目的要求，就可以提出：“冷卻速度”就是單位時間內溫度降低的多少。 溫馨提示：在科學探究中，總要控制某些因素，使它們保持不變，進而尋找出另外一些因素間的關系，這種研究方法叫做“控制變量法”。物理現(xiàn)象是錯綜復雜的，因此影響物理探究的因素在許多情況下不是單一的，而是多種因素共同起作用的，為了探究事物變化的原因和規(guī)律，必須設法為控制其中的一個或幾個因素，使它們保持不變，通過比較，研究其他兩個變量之間的關系，才能獲取結論，請同學們回憶一下，你在初中物理學習中，用這種方法研究過哪些問題?

[例2] 小明學過機械效率后，提出一個問題：“斜面的傾斜程度與斜面的機械效率有沒有關系?”針對這個問題他做了在斜面上勻速拉動物塊的探究實驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)如下表，

(1)第三次實驗填入表格中的數(shù)據(jù)；有用功為——，總功為——，機械效率是——。

(2)通過對上述實驗數(shù)據(jù)的分析，你認為斜面省力情況與斜面傾斜程度的關系是：斜面越陡，越——。

(3)通過對上述實驗數(shù)據(jù)的分析，你對斜面機械效率的問題可獲得的初步結論是——。

分析與解答：(1)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，第三次實驗中的有用功W_有=G_物h_物=5N×0.25m=1.25J；總功W_總=F·S=3.1N×0.5m=1.55J；機械效率η=W_有／W_總=1.25J／1.55J=81％；(2)分析表中第二行和第五行的數(shù)據(jù)，可以得出斜面越陡，越費力；(3)分析表中第二行和第九行的數(shù)據(jù)可以歸納出機械效率與斜面的傾角大小的關系，即在其他條件不變的情況下，斜面越陡，機械效率越高。

溫馨提示：分析實驗數(shù)據(jù)同樣是科學探究中的重要一環(huán)，分析物理實驗數(shù)據(jù)，要本著這樣兩條原則：一是不同物理量的數(shù)據(jù)之間不能相加減；二是數(shù)據(jù)間關系結論可以是定性的，也可以是定量的，視問題的要求而定，但物理量的關系可通過控制變量方法得出來。

[例3] 同學們都知道，將額定電壓相同、額定功率不同的兩只燈泡并鏈接入家庭電路中時，額定功率大的燈泡亮，如果將這兩只燈泡串鏈接入家庭電路中時，誰亮一些呢?請你作出猜想，并說明猜想的理由。

分析與解答：本題考查科學探究中“猜想與假設”這一環(huán)節(jié)，同時還要能說出猜想的依據(jù)，猜想是科學探究的核心環(huán)節(jié)，學生可以根據(jù)已有的經(jīng)驗和已有的知識對問題提出猜想，同時要求所做出的猜想一定是有依據(jù)的猜想，不能胡思亂想。(1)猜想：額定功率小的燈泡亮一些，(2)理由：在串聯(lián)電路中，電流處處相等，由于額定功率小的燈泡其燈絲電阻大，串聯(lián)時它的實際功率就大，所以，額定功率小的燈泡亮一些。

[考題回放]

1．(2006年岳陽市)請利用下列實驗器材，至少探究兩個不同的問題，并按提示填好下表.

器材：帶鉤的長方體木塊和鐵塊各一個、長木板一塊、天平、刻度尺、彈簧測力計、壓強計、鉤碼、海綿墊、量筒、水、燒杯、食鹽、細線。

2．(2006年茂名市)小敏探究了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電壓關系和電流關系后，對如圖3甲所示既有并聯(lián)又有串聯(lián)的電路的電流關系提出了猜想：總電流等于各支路電流之和。

為驗證猜想，小敏設計如圖3(甲)所示的電路，用圖3(乙)所示器材做了三次實驗，記錄數(shù)據(jù)如表所示。

請完成：

(1)用筆畫線代替導線，按圖3(甲)的電路將圖3(乙)的實物連線補充完整；

(2)為驗證猜想，應選用電表——的示數(shù)進行比較；

(3)比較表中三個電壓表的示數(shù)，可得到的結論是——；

(4)認真分析小敏的實驗數(shù)據(jù)，還可以得到很多規(guī)律，請你寫出其中的一個[不能與猜想和(3)結論重復]。

規(guī)律：

3．(2006年陜西省)小明做“比較牛奶和豆?jié){的吸熱本領”的實驗，他在兩個相同的試管分別裝入質量相等、初溫相同的牛奶和豆?jié){，將兩支相同的溫度計分別插入試管內，然后放入容器中。

(1)觀察溫度計的示數(shù)，測出牛奶、豆?jié){的初溫，

(2)把80℃左右的熱水倒入容器里，使牛奶和豆?jié){在相同條件下吸熱，經(jīng)過相同的時間，記錄它們的溫度值。

在以上實驗中，控制牛奶和豆?jié){的初溫相同、——相同、—— 相同即吸收的熱量相同，比較它們升高的溫度，判斷誰的吸熱本領大。

4．(2006年遼寧省)是用蠟燭、刻度尺等器材探究“平面鏡成像特點”的實驗。

(1)在實驗中要想比較——的關系，要求兩支蠟燭必須滿足——的條件。

(2)在實驗中必須選用——(填“平面鏡”或“玻璃板”)，原因是——。