实验探究篇--实验分类专题

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实验探究篇--实验分类专题

类型1 直接测量型实验　

1. 考向指引
直接测量型实验是指用相应的仪器、仪表直接测出物理量，此类实验能够考查考生的独立操作能力，是考查其他实验的基础．
初中教材中所涉及的直接测量型实验有：用刻度尺测长度；用量筒测固体和液体的体积；用天平测物体的质量；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；用电能表测电能等．
这些实验所需的测量工具都是初中物理中基本的测量工具，我们应该掌握它们的用途、使用方法和使用时的注意事项及它们的构造和原理.

2. 解题技巧
平时要识记常规实验器材和仪器的原理和正确使用方法；读数时要看清量程和分度值，根据实验要求选用量程和分度值合适的测量工具．
3. 典例分析

示例　(2015·苏州)几种测量仪器的测量结果如图所示：

甲
　　　　

乙
　　　　

丙

(1) 被测物体的长度为________cm.
(2) 温度计的读数为________℃.
(3) 弹簧测力计的示数为________N.
解析：(1) 使用刻度尺测量物体长度时，要观察是否从0刻度线量起，起始端没从0开始，要以某一刻度当作“0”刻度，读出末端刻度值，减去前面的刻度即为物体长度，注意刻度尺要估读到分度值的下一位．图中刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表1mm，即刻度尺的分度值为1mm；物体左侧与1.00cm对齐，右侧在3.6cm和3.7cm中间，估读为3.65cm，所以物体的长度为L＝3.65cm－1.00cm＝2.65cm.(2) 使用温度计测量温度时，首先要明确温度计的分度值，读数时视线与液柱最高处相平，并注意区分零上或零下．图中温度计上，10℃之间有10个小格，一个小格代表1℃，所以此温度计的分度值为1℃；液柱最高处在0℃以下，说明温度低于0℃，为－4℃.(3) 使用弹簧测力计测量力的大小时，首先要明确弹簧测力计的量程和分度值，读数时视线与指针所指刻线相垂直．图中弹簧测力计上，最大示数是5N，所以其量程为0～5N；1N之间有5个小格，一个小格代表0.2N，即弹簧测力计的分度值为0.2N，指针在“3”后2个小格处，所以弹簧测力计的示数为3.4N.
答案：(1) 2.65　(2) －4　(3) 3.4
类型2 间接测量型实验　
1. 考向指引
间接测量型实验即根据待测物理量与其他物理量的关系式，先测出关系式中其他各物理量，然后再算出该物理量．分析近几年的实验题，间接测量型实验一直是中考实验题的主角，以下归纳了常考间接测量型实验的基本要求.

2. 解题技巧
对这类实验，要在掌握其实验原理的基础上，分析需要测量的物理量和如何测量这些量，然后确定选择哪些实验器材，设计实验步骤，实验数据记录表格，分析实验注意事项，总结实验结论，并会分析实验的误差及其产生的原因．平时复习时，要重视实验器材的选择和正确使用方法；要重视实验过程和实验方法；要注重实验现象和数据的分析、归纳、演绎推理；要注重结论的表达和应用．
3. 典例分析

示例　

(2015·盐城模拟)物理实验小组的同学在学习“测量平均速度”时，想测量从斜面上滑下的物体在不同阶段时的平均速度，设计了如图所示的实验装置：让小车从带有刻度的斜面顶端由静止滑下，图中的圆圈是小车到达A、B、C三个位置时电子表的显示时间(圆圈里面的数字分别表示“小时：分：秒”)，则：
(1) 该实验是根据公式________进行计算的．
(2) 通过分析图中所给信息可以判断，小车从斜面顶端运动到底端的过程中________(填“是”或“不是”)做匀速直线运动．
(3) 小车在AB段运动路程s_AB＝________dm；在AC段运动的平均速度v_AC＝________m/s.
(4) 在实验时，斜面的高度应该调得________(填“较高”或“较低”)，这样有利于时间的测量．如果小车过了C点后才停止计时，则会使所测量的运动速度偏________．
解析：(1) 平均速度是指某段时间内的路程与这段时间的比值，计算公式为v＝t(s).(2) 由数据知，上半段路程和下半段路程相等，时间不同，可知小车做的不是匀速直线运动．(3) 由图知，s_AB＝10.00cm－6.00cm＝4.00cm＝0.4dm，s_AC＝10.0cm＝0.1m，t_AC＝15：35：23－15：35：20＝3s，则v_AC＝tAC(sAC)＝3s(0.1m)≈0.03m/s.(4) 根据v＝t(s)，若小车到达C点后还没有停止计时，这样时间记录偏大，则会导致所测AC段的平均速度v_AC偏小．
答案：(1) v＝t(s)　(2) 不是　(3) 0.4　0.03　(4) 较低　小
类型3 探究型实验　
1. 考向指引
所谓探究型实验，就是首先对某种物理现象提出问题；然后依据一定的方法选择实验器材，确定实验方案；最后还要对得到的实验数据或现象进行正确的处理，从而得到正确的结论．
探究型实验考查了学生观察实验、设计实验、分析归纳等能力，不仅能反映学生学习过程中的实践动手能力，而且还能反映学生对物理概念和物理规律的理解情况，近年来已成为中考命题的重点和热点，是考生拉开分数档次的重点题型．
2. 解题技巧
探究型实验题的复习应以典型探究型实验为例，从科学探究要素出发，培养学生猜想、设计和进行实验、分析论证等方面的能力．初中阶段的探究实验多达20个．
3. 典例分析

示例　(2014·株洲)为了探究静摩擦力作用的相互性，并比较一对相互作用的静摩擦力的大小，某实验小组设计了如图甲所示的实验装置，整个装置放在水平桌面上，其中A、B两木块叠放在一起，两个轻质弹簧测力计C、D的一端与两木块相连，另一端固定在铁架台E、F上．后来经过讨论，完善了实验装置，如图乙所示．

(1) 在理想情况下，B对A的静摩擦力的大小等于弹簧测力计________的示数，A对B的静摩擦力的大小等于弹簧测力计________的示数．
(2) 在B下面放细圆木条的目的是______________________，在A上放砝码的目的是________________．
(3) 实验中需向右缓慢移动铁架台F，在此过程中，应使A、B保持相对______(填“运动”或“静止”)，整个装置静止后，读取两个弹簧测力计的示数F₁、F₂.
(4) 分析实验数据，若________，则静摩擦力的作用是相互的，且一对相互作用的静摩擦力大小相等．
解析：(1) A受弹簧测力计D的拉力和B对A的摩擦力，故B对A的静摩擦力的大小等于弹簧测力计D的示数，同理，A对B的静摩擦力的大小等于弹簧测力计C的示数．(2) 在B下面放细圆木条的目的是减小接触面的粗糙程度，使接触面脱离，用滚动代替滑动，减小桌面对木块B的摩擦力．在A上放砝码的目的是增大压力从而增大摩擦力．(3) 本实验是为了探究静摩擦力作用的相互性，并比较一对相互作用的静摩擦力的大小，故实验中需向右缓慢移动铁架台F，在此过程中，应使A、B保持相对静止，整个装置静止后，读取两个弹簧测力计的示数F₁、F₂.(4) 分析实验数据，若F₁＝F₂，则静摩擦力的作用是相互的，且一对相互作用的静摩擦力大小相等．
答案：(1) D　C　(2) 减小桌面对木块B的摩擦力　增大压力　(3) 静止
(4) F₁＝F₂
类型4 　设计型实验　
1. 考向指引
设计型实验就是根据实验的目的，运用所学的物理知识和实验方法，自行设计出一个满足实验要求的实验方案．常见的有以下几种题型：(1) 给定器材，让学生完成规定实验；(2) 给定实验内容，让学生根据实验内容选择合适的器材，完成实验；(3) 给出实验器材，让学生选定，任做一个实验；(4) 给出实验器材，让学生通过不同途径完成同一个实验．它涉及实验器材的选择，实验步骤的安排，实验方法的变化，实验数据的处理等．这类试题考查了学生综合运用知识的能力和创造性思维的能力．
2. 解题技巧
设计型实验不是课本中学过的实验，解答这类问题需要对所学知识进行一定的综合和重组．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依据，它决定了应该测定哪些物理量．设计时注意题目条件的限制和实验方案的可行性，要从安全角度、多方位地思考找到解决问题的方法．
3. 典例分析

示例　(2015·贵港)现有天平、弹簧测力计、量筒、烧杯、足量的水、小刀、刻度尺、细线、番薯．请从上述器材中分别选取适当的器材，设计出三种测量番薯密度的方法．完成下表内容(所选器材必须是采用的方法中需要用到的).