第15講 實驗探究專題復習

趙宇

2011～2014年本刊精心打造的“三輪法中考復習新方案”一經(jīng)推出，立即受到廣大讀者的一致好評，老師們稱它是進行中考復習專題講座難得的好講義，同學們把它視為教材和課堂之外的濃縮精華資料，反復閱讀定能網(wǎng)絡化地掌握初中所學內容.本刊在總結過去經(jīng)驗的基礎上，又約請名校名師為我刊編寫了2015年“三輪法中考復習新方案”，其中第2期、第5期為物理專輯.物理專輯分3個部分：

1.第一輪復習部分.我們把初中物理知識分14個專題進行講解，每個專題分節(jié)，每節(jié)又分若干知識點，指出中考最常見的命題思路和命題方法，同時舉例分析這類題的特點及解題策略.它不但分塊講解了各部分知識，還注意了知識塊之間的有機結合.

2.第二輪復習部分.我們用3講對初中物理第二輪復習中公認的最重要的3個專題進行復習，這3個專題是所有學校所有老師每年必做的，各講中同樣有講解及典型例題.

3.第三輪復習部分.即2015年物理中考大預測和模擬試題，本預測分聲、光、熱、力、電5塊，按中考出題的比例給出若干練習題，力求將重點考點、典型題、新型題呈現(xiàn)給讀者，我們希望對2015年中考題型有一個全景式的呈現(xiàn)，最后還有中考仿真模擬試題.相信大家讀后一定會有所收獲！

本刊第2期內容配合第一輪復習.本期內容配合第二、三輪復習.

中考對物理實驗的考查主要分兩塊：一塊是實驗加試，考操作；另一塊是筆試，就是中考試卷中的實驗探究題，中考物理中出現(xiàn)的科學探究類題型，主要是緊跟課改的要求，將同學們的學習重心從過分強調知識的傳承和積累，向知識的探究過程轉化；從被動接受知識，向主動獲取知識轉化.使同學們在科學探究活動中，能夠親歷科學探究的過程，學習物理知識與技能，體驗科學探究的樂趣，學習科學探究方法，領悟科學的思想和精神，

實驗探究題中通過考查科學探究的七個要素，即：提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作，培養(yǎng)同學們的科學探究能力、實事求是的科學態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神，試題一般涉及聲、光、熱、電、力學五大板塊，其中，電學和力學實驗是考查的重點.

本文通過對近兩年一些典型中考實驗題的分析，向同學們揭示中考實驗題的命題方向、試題特點和解答技巧.

第1節(jié)

聲現(xiàn)象實驗

重點考點

本章的知識在中考試卷中一般以填空、選擇題的形式出現(xiàn)，偶爾也以實驗探究題的形式出現(xiàn)，重點考查聲音的產生、傳播，這類題目往往給人一種耳目一新的感覺.中考常見題型例1 （2013.陜西）物理興趣小組的同學利用圖1所示的裝置，探究反射聲音的強弱與充當反射面的材料是否有關，他們將發(fā)聲的鬧鈴置于紙筒A內，將充當反射面的材料置于O處，通過紙筒B傾聽反射的鈴聲強弱.

（1）保持紙筒A和紙筒B的位置____，只改變充當反射面的材料，讓同一同學傾聽反射聲音的強弱，實驗結果如表1.

（2）分析實驗結果可以得出：在其他條件相同時，反射聲音的強弱與充當反射面的材料____.你還可以得出的結論是____（寫出一條即可）.

（3）實驗結果表明，玻璃板和木板反射聲音的強弱無法分辨，有同學認為可能是人耳對聲音強弱的分辨能力不夠造成的.對此，請你提出一個改進的措施或方法__________________.

（4）類比光的反射，你認為利用該裝置還能研究的問題是____（寫出一條即可）.

（5）如果利用聲音的反射現(xiàn)象，測量聲音在空氣中的傳播速度，應選擇表中的____作為反射面效果最好，

思路分析：聲波和光一樣也能發(fā)生反射，而且也遵守光的反射定律.反射面的材料不同，聲波的反射效果不同.一般來說，反射面越堅硬、越平滑，聲波的反射效果越好.

參考答案：（1）不變（或一定） （2）有關其他條件相同時，海綿吸音效果最好 （3）用靈敏儀器替代人耳測量反射聲音的強弱等 （4）最強反射聲的方向與入射聲的方向是否有關等 （5）大理石

第2節(jié)

光學實驗

重點考點

光學部分主要包括三個方面的內容，即光的直線傳播、光的反射、光的折射（包括凸透鏡成像）.實驗題一般在光的反射、平面鏡成像、光的折射現(xiàn)象、凸透鏡成像規(guī)律等知識點上進行考查，

例2 （2014.南昌）完成下面的探究性實驗.

（1）探究平面鏡成像時像與物的關系，玲玲同學進行該實驗時，選擇兩根完全相同的蠟燭、一塊較厚的玻璃板M（P、Q兩個面都可以作為平面鏡使用）.

【進行實驗與收集證據(jù)】

她在桌面上鋪一張大紙，豎立一塊玻璃板.將蠟燭A放置在玻璃板的前面，點燃蠟燭A，然后將蠟燭B放置在玻璃板后面（如圖2甲所示）進行實驗.玲玲按照圖2乙中的測量方法，多次改變蠟燭A的位置，認真測量并記錄了對應數(shù)據(jù)，如表2.

【分析與論證】

根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)分析得出：像距小于物距.

【交流與評估】

這個結論與平面鏡成像特點不相符，主要是選擇了蠟燭A所成的像到反射面的距離____（填“正確”或“不正確”）；根據(jù)上面數(shù)據(jù)推算玻璃板的厚度為____cm.

思路分析：平面鏡成像時，物、像到鏡面的距離相等，乙圖中的鏡面應該是P，而非Q，像距應該是A’到P的距離，而玲玲測量的像距是A’到Q的距離，導致這個結論與平面鏡成像特點不相符.根據(jù)上面數(shù)據(jù)推算玻璃板的厚度為4.2cm-3.7cm=0.5cm.

參考答案：不正確0.5

例3（2014.無錫）某物理興趣小組利用透明橡皮膜、注射器、乳膠管、止水夾等器材，制成凹、凸形狀可改變的液體透鏡，并利用液體透鏡探究“光的折射”和“透鏡成像”，如圖3所示.

（1）在探究“凸透鏡對光線的作用”時，首先在兩個透明玻璃長方體容器中充入蚊香煙霧，然后將水注入橡皮膜，制成液體透鏡，再將液體透鏡放置在兩個玻璃容器之間，如圖3甲所示，讓光線沿圖示方向射人玻璃容器，經(jīng)透鏡折射后折射光線將____（填“偏離”或“偏向”）主光軸，如果此時再用注射器向橡皮膜內注水，改變液體透鏡的凸起程度，則折射光線偏折的程度____（填“會改變”或“不改變”），在玻璃容器中充入蚊香煙霧的目的是____.

（2）在用液體透鏡探究“凸透鏡成像規(guī)律”時，蠟燭、光屏和液體透鏡的位置如圖3乙所示，光屏上出現(xiàn)清晰的燭焰像，若透鏡位置不動，將蠟燭移到光具座10cm刻度時，則燭焰經(jīng)凸透鏡所成的像是____

A.放大、倒立的實像

B.放大、正立的虛像

C.縮小、倒立的實像

D.縮小、正立的實像

（3）為了探究“影響液體透鏡折光能力強弱的因素”，物理興趣小組人員做了如下實驗：在圖3甲所示的裝置中，保持液體透鏡的凸起程度（即形狀）不變，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，觀察光線經(jīng)不同液體透鏡折射后的偏折程度，此時，他們是在探究液體透鏡折光能力與____是否有關，在此探究過程中保持液體透鏡的凸起程度（即形狀）不變的具體原因是____.

（4）利用液體透鏡還可以探究哪些問題？（寫出一個即可）____.

參考答案：（1）偏向會改變便于觀察光的路徑（2）C （3）液體種類 凸透鏡對光的偏折能力與凸透鏡的凸起程度有關 （4）模擬眼睛的晶狀體和眼鏡

例4（創(chuàng)新題）某品牌汽車使用一段時間后，日行燈的反光碗上面部分就開始發(fā)白，影響反光效果.

（1）初步探究

【猜想】日行燈工作時的高溫使反光碗表面物質熔化后變白，

【查閱資料】反光碗材料為表面鍍鉻的團狀模塑料，它的耐熱性比一般工程塑料好，熱變形溫度為200～280℃.可長期在130℃下使用.鉻的熔點為1800℃.

【實驗】該燈正常工作時，每20min測一次反光碗發(fā)白處附近的溫度，發(fā)現(xiàn)溫度逐漸升高，3h后保持在75℃左右.上述實驗中需用到的測量儀器有____.

【分析評價】獲取的證據(jù)能否支持猜想并說明理由：____________________.

（2）進一步探究

【觀察】發(fā)現(xiàn)燈座的焊接點附近有松香殘跡.

【查閱資料】松香外觀為淡黃色至淡棕色（粉末為白色），有松節(jié)油氣味，密度1.06～1.09 ～Cm3，軟化點72～76℃，沸點約300℃，加熱后能揮發(fā)，不溶于水，能溶于酒精等有機溶劑.

【提出假設】反光碗上面部分發(fā)白是由于____產生.

【制定方案】發(fā)白處用____來清洗，使它溶解.

【實驗】按制定方案清洗，表面的白色固體溶解，反光碗重新變得光亮.

參考答案：（1）溫度計和鐘表證據(jù)不支持猜想，因為日光燈工作時反光碗的溫度沒達到其表面物質的熔化溫度 （2）松香加熱后揮發(fā)并在反光碗上冷凝酒精

第3節(jié)

熱學實驗

重點考點

熱學實驗屬于非重點內容，但在中考試卷中也偶有出現(xiàn).需要同學們重點關注的實驗有探究固體熔化時溫度的變化規(guī)律、探究水的沸騰、探究影響蒸發(fā)快慢的因素等.中考常見題型

例5 （2014.撫州）小華設計了如圖4所示的甲、乙兩種裝置來探究“冰熔化時的溫度變化規(guī)律”.

（1）實驗室常用溫度計是利用液體的____性質制成的，小華某一時刻觀察到溫度計示數(shù)如圖4丙所示，該溫度值為____℃.

（2）該實驗應選用____（填“大冰塊”或“碎冰塊”）來進行實驗，效果更好些.

（3）為了使試管中的冰受熱均勻，且便于記錄各時刻的溫度值，小華應選用____（填“甲”或“乙”）裝置來進行實驗.

參考答案：（1）熱脹冷縮-2 （2）碎冰塊 （3）乙

例6（2013.揚州）如圖5，在兩個相同的燒杯中分別裝有質量、初溫都相同的水和沙子，用兩個相同的酒精燈對其加熱.

（1）加熱相同時間后，分別測量兩者的溫度，發(fā)現(xiàn)沙子的溫度明顯高于水，這是因為____；加熱時攪拌沙子，目的是____.

（2）在兩燒杯上方分別蓋上玻璃片，過一會兒發(fā)現(xiàn)裝水燒杯上方的玻璃片內側有小水珠，用手摸兩個玻璃片，發(fā)現(xiàn)裝____（填“沙子”或“水”）燒杯上方的玻璃片溫度比較高，原因是____.

思路分析：（1）由

得， .水和沙子的質量相同，吸收相同的熱量時，由于沙子的比熱容小于水的比熱容，所以沙子溫度變化較大，加熱時攪拌沙子，目的是使沙子能夠均勻受熱.（2）裝水燒杯上方的玻璃片內側的小水珠是水蒸發(fā)形成的水蒸氣遇冷液化形成的，在液化時要放熱，所以裝水燒杯上方的玻璃片溫度比較高，

參考答案：（1）沙子的比熱容小于水的比熱容使沙子受熱均勻 （2）水 水蒸氣液化放熱

第4節(jié)

力學實驗

重點考點

力學中的重要實驗有：測量物質的密度、探究阻力對物體運動的影響、探究二力平衡的條件、探究重力大小跟什么因素有關、探究摩擦力的大小與什么因素有關、探究杠桿的平衡條件、探究壓力的作用效果跟什么因素有關、探究浮力大小等于什么、探究斜面的機械效率、探究動能（重力勢能、彈性勢能）的大小與什么因素有關.出題頻率比較高的有：測量物質的密度、探究摩擦力的大小與什么因素有關、探究杠桿的平衡條件、探究壓力的作用效果跟什么因素有關、探究浮力大小等于什么、探究斜面的機械效率、探究動能的大小與什么因素有關等.

中考常見題型

例7 （2013.福州）在“測酸奶密度”的實驗中：

（1）小明的實驗方案：

①他用已調節(jié)好的天平測得空燒杯的質量mo為37.4 g；接著把酸奶倒入燒杯中，測出燒杯和酸奶的總質量ml，如圖6甲所示，m1=____g；然后把燒杯中的酸奶倒入量筒中，如圖6乙所示，v奶=____cm3；則酸奶的密度p=____g/cm3.

②在交流討論中，小雨同學認為小明測得的酸奶密度值偏大.其原因是____.

（2）小雨的實驗方案：巧妙地利用天平、小玻璃瓶（有蓋）和水測酸奶密度，請你簡要寫出小雨的實驗過程和酸奶密度的計算表達式（用測量的物理量符號表示）.

參考答案：（1）①81.4 40 1.1②酸奶倒入量筒中會有部分殘留在燒杯中，使測量的體積偏小

（2）實驗過程：①用天平測出小玻璃瓶（含蓋）的質量‰；②在瓶內裝滿水，蓋上蓋子，用天平測出瓶和水的總質量m.；③倒干凈水，再往瓶內裝滿酸奶，蓋上蓋子，用天平測出瓶和酸奶的總質量m2.酸奶密度的計算表達式： ，

例8 （2014.聊城）為了研究彈簧受到拉力作用時其伸長量與彈簧自身因素的關系，鄭能同學選擇了如下器材：彈簧測力計，彈簧A、B、C、D，其中彈簧A、C由同種金屬絲繞制而成，彈簧B、D由另一種金屬絲繞制而成.A、B原來的長度均為L。，C、D原來的長度均為L?！褹、B、C、D的橫截面均相同.

實驗操作如下：他將彈簧A、B、C、D的左端固定，并分別用水平向右的力通過彈簧測力計拉伸彈簧，它們的長度各自增加了△L1、 和 如圖7a、b、c、d所示。請仔細觀察實驗現(xiàn)象，對a、b實驗作比較，再對c，d作比較，可以得到在彈簧自身因素____、____相同的條件下，再使它們____相同，彈簧的伸長量與____有關.

參考答案：彈簧原長、橫截面積 所受拉力 金屬絲的材料

例9（創(chuàng)新題）某學習小組利用如圖8甲體驗“模擬引力”之后，進一步思考，繩子的拉力大小與什么因素有關？并提出了如下猜想：

猜想A：與小球的質量大小有關.

1

猜想B：與小球運動的快慢有關，

猜想C：與繩子的長度有關，

為了驗證猜想，學習小組進行了如圖8乙所示實驗探究：用一根細繩子的一端拴住一個小球，用手抓住繩子的另一端，掄動細繩，讓小球在光滑水平面上做圓周運動，實驗中，用手感受繩子的拉力大小.做幾次實驗后，得到實驗數(shù)據(jù)如表3.

（1）實驗中，小球在豎直方向上受到的____力和____力是一對平衡力（不計空氣阻力）.

（2）實驗中，在繩子拉力的作用下，小球的運動方向不斷改變，這一現(xiàn)象可說明繩子拉力的作用效果是____，若繩子斷了，小球____（填“能”或“不能”）繼續(xù)做圓周運動.

（3）分析對比實驗次數(shù)1、2的數(shù)據(jù)，可以初步驗證猜想____.分析對比實驗次數(shù)2、3的數(shù)據(jù)，可以初步得出的結論是：____.

參考答案：（1）重支持 （2）改變物體的運動狀態(tài) 不能 （3）A在小球的質量、繩子的長度一定時，小球運動越快（速度越大），繩子的拉力就越大

例10 （2013.衢州）小常同學從課外資料中了解到，莊子曾提出：如果水積得不夠多，那么承載大船就沒有力量.也就是說浮力的大小與液體的多少有關.莊子的說法有道理嗎？

（1）小常從實驗室找來了燒杯、木塊（不吸水）、彈簧測力計等器材，研究浮力大小是否和水的多少有關.

他先用彈簧測力計測出木塊的重（如圖9甲），再將木塊放入燒杯內的水中，木塊處于漂浮狀態(tài)（如圖9乙），然后他____（填操作），發(fā)現(xiàn)木塊仍然漂浮，經(jīng)分析可知，木塊兩次受到的浮力都為____N.從而得出木塊漂浮時浮力大小與水的多少無關.

（2）小常進一步開展了如圖9丙實驗.往兩個形狀相同的塑料盆A、B中各加入10N的水，再將B盆放入A盆，B盆漂浮.這時B盆所受浮力F浮 .繼續(xù)往B盆內加30N水，B盆仍漂浮，小常此實驗的目的是____

（3）結合小常的探究活動，你認為面對前人的觀點，應采取的做法是____.

A.普通人的觀點可以質疑，科學家的觀點也可以質疑

B.只要多數(shù)人認同的觀點我們就要全盤接受

C.可以通過查閱資料、觀察實驗等方法去驗證觀點是否正確

D.到目前為止沒人反對的觀點我們就可以放心接受

思路分析：阿基米德原理的內容是：浸在液體中的物體受到的浮力等于它排開的水所受的重力.其中“排開”的含義不能理解為“溢出”，換一句話說，10N的水能產生大于10N的浮力.

參考答案：（1）往燒杯中加入適量水或從燒杯中倒出適量的水 2.5 （2）探究較少的水能否產生較大的浮力（或10 N的水最多能產生多大的浮力，或水產生的浮力能否大于自重） （3）A、C

第5節(jié)

電學實驗

重點考點

電學實驗中的三個重點實驗是：探究電流與電壓和電阻的關系、測量小燈泡的電阻、測量小燈泡的電功率.它們有很多相同之處，比如電路圖相似（都用到了“伏安法”）；當然，它們也有許多區(qū)別.在復習這一部分時，同學們可以將它們并類復習.中考試題對電學實驗的考查一般分兩大方向：一是考查電學基本實驗技能，如畫實驗原理圖、對照電路圖連線實物圖、器材的選擇、故障分析等；二是考查每一個實驗的特色，如測量小燈泡的電阻時阻值會隨著溫度的升高而增大、測量小燈泡的功率時不能求平均值等，另外，其他的一些電學實驗如探究影響電熱的因素、探究影響電磁鐵磁性強弱的因素也偶有考查，在復習時仍需引起同學們的高度重視.

中考常見題型

例11 （2014.永州）圖10是簡易棉花糖機的示意圖.取少量蔗糖置于側壁扎有幾排小孔的易拉罐內，閉合開關S，電動機帶動易拉罐轉動，并用酒精燈對易拉罐底部加熱.

（1）加熱過程中，蔗糖顆粒變成液態(tài)糖漿，糖漿從易拉罐側壁的小孔中甩出后，糖漿由于具有____繼續(xù)前進，進入容器中遇冷變成絲狀糖絮，用筷子收集后便是棉花糖.

（2）該裝置將糖漿變成糖絮的快慢效果與電動機的轉速有關，為了能調節(jié)電動機的轉速大小，改變裝置出糖絮的快慢，應在電路中串聯(lián)一個______.

參考答案：（1）慣性（2）滑動變阻器

例12 （2013.河北）小明學習了電功率后，用額定電壓分別為2.5 V、6V的燈泡L，和L2設計了圖11所示的電路圖，來探究燈泡的發(fā)光亮度與哪些因素有關.

（1）小燈泡發(fā)光時，將電能轉化為____能和光能.

（2）探究 的亮度時，只閉合 ，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù).電流表無示數(shù)，則電路故障可能是：____.排除故障后，繼續(xù)實驗，收集的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象如表4.

（3）探究L2的亮度時，只閉合S、S2，進行實驗，收集的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象如表5.

（4）分析兩表可知，同一規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度與____有關，不同規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度還應與____的轉化效率有關.

【拓展】完成探究后，小明用電源、電流表、滑動變阻器、電阻箱（ ）各1個，2個開關及若干條導線，對額定電流為0.1A的小燈泡的額定功率進行了測定，請畫出他設計的電路圖，并寫出實驗步驟及測定額定功率的表達式，

實驗步驟：____.

表達式：____.

參考答案：（1）內 （2）燈泡處斷路 （4）實際功率 電能轉化為光能

【拓展】電路圖如圖12所示.

①只閉合S.，移動滑動變阻器滑片，使電流表示數(shù)為0.1A；

②斷開S1，閉合S2，滑片不動，調節(jié)電阻箱，當電流表示數(shù)為0.1A時，讀出電阻箱連入電路中的電阻R （0.1A）2R

例13 （2014.寧波）如圖13所示是小利設計的一種限流器原理圖，當電流超過限制電流時，會自動切斷電路.

（1）當電流超過限制電流時，銜鐵Ⅳ被電磁鐵M吸引過去，勻質的金屬桿OA在彈簧拉力作用下繞O點轉動，電路斷開.剛轉動時，杠桿OA屬于____杠桿.

（2）若要把限流器接人家庭電路中，從安全用電角度考慮，應該把它接在進戶線的____線上.

（3）調試時，電流尚未達到設計的限制電流，限流器已經(jīng)切斷電路，為達到設計要求，應把滑動變阻器滑片P向____移動.

思路分析：金屬桿OA在彈簧拉力作用下繞o點轉動時，O是支點，彈簧的拉力為動力，金屬桿所受的重力為阻力，動力臂大于阻力臂，杠桿OA屬于省力杠桿，限流器作為開關應該接在火線上.整個控制電路是由電磁鐵和滑動變阻器兩條支路并聯(lián)而成的，電流尚未達到設計的限制電流，限流器已經(jīng)切斷電路，說明滑動變阻器沒有起到足夠的分流作用，為達到設計要求，應當減小滑動變阻器的阻值，所以應把滑片p向右滑.

參考答案：（1）省力 （2）火 （3）右

例14（2014.聊城）某賓館的熱水器為“快熱式電熱水器”，為方便客人使用，工作人員在墻上貼出的使用方法如圖14所示，該熱水器的銘牌如表6所示.

（1）圖中的字母A、B、C、D、E分別代表熱水器的開關或按鍵，請你按工作人員的提示，選擇合理的開關或按鍵，寫出使用該熱水器洗浴的操作順序：____.（用A、B、C、D、E字母表示）

（2）某人使用該熱水器洗浴，熱水器正常丁.作，開始與結束洗浴的示數(shù)如圖14所示.他洗浴過程中消耗的電能是____kW-h.

（3）如果家庭添置這種“快熱式熱水器”，一定要注意銘牌中的____，這種熱水器____（填“需要”或“不需要”）帶有漏電保護器的開關.

思路分析（1）使用該熱水器洗浴時應先打開電源，再調節(jié)水流的大小，再加溫或減溫，洗浴時調節(jié)水流的大小，洗浴后關閉電源，即操作順序為：DA CAD（或DA CEAD）.（2）由題意可知，熱水器正常工作的電功率為8500W，洗浴的時間為6 min，所以洗浴過程中消耗的電能W=Pt=8.5kWx0.1h=0.85kW.h.（3）銘牌中的額定電流是很重要的參數(shù)，這樣大的電流，要防止漏電而造成觸電事故，所以這種熱水器需要帶有漏電保護器的開關，

參考答案：（1） DA CAD（或DA CEAD） （2）0.85（3）額定電流需要