中考物理实验探究题方法类试题研究

　　《初中物理考试命题导向研究》课题组

　　物理方法既是科学家研究问题的方法,也是学生在学习物理中常用的方法,新课标也要求学生掌握一些探究问题的物理方法.初中阶段有哪些物理方法需要学生熟悉?在中考的实验探究题将以何种形式考查这些科学方法呢?

　　一、常见的物理研究方法

　　模型法：即将抽象的物理现象用简单易懂的具体模型表示.如用太阳系模型代表原子结构,用简单的线条代表杠杆等.

　　叠加放大法：物理学中常常把微小的、不易测量的同一物理量叠加放大,如用镜面反射激光方法,来将音叉微小振动的幅度放大等.

　　控制变量法：自然界发生的各种现象,往往是错综复杂的.决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多.为了弄清事物变化的原因和规律,必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来,使它保持不变,然后来比较,研究其他变量之间的关系,这种研究问题的科学方法就是“控制变量法”.初中物理实验大多都用到了这种方法,如通过导体的电流I受到导体电阻R和它两端电压U的影响,在研究电流I与电阻R的关系时,需要保持电压U不变；在研究电流I与电压U的关系时,需要保持电阻R不变.

　　例题：

　　（2007年深圳）小斌同学在做“探究斜面长度是否影响斜面的机械效率”的实验时,他用弹簧秤拉同一木块,沿高度相同、长度不同的斜面,从斜面底端匀速拉至斜面顶端,下表是他记录的实验数据.请你计算出下列表格中“①”、“②”的机械效率（结果保留三个有效数字）.并将结果入答题卡中指定答题区域内.

　　分析上表数据,你得到的结论是：将同一重物沿粗糙程度相同的斜面移动相同的高度,斜面长度越③时,机械效率越④.

　　(2007年莆田)探究杠杆平衡的条件

　　(1)请将下列步骤填完整：

　　a、调节杠杆两端的螺母,使杠杆在____位置平衡；

　　b、改变动力或动力臂的大小；

　　c、调节_________________________的大小,使杠杆重新平衡

　　(2)实验获得的数据如下表：

　　实验次数动力／N动力臂／cm阻力／N阻力臂／cm

　　145210

　　21.51035

　　3215310

　　4l20120

　　分析上表,用F1、F2、L1和L2分别表示动力、阻力、动力臂和阻力臂,杠杆平衡条件可表示为：___________________________.

　　实验＋推理法：有一些物理现象,由于受实验条件所限,无法直接验证,需要我们先进行实验,再进行合理推理得出正确结论,这也是一种常用的科学方法.如将一只闹钟放在密封的玻璃罩内,当罩内空气被抽走时,钟声变小,由此推理出：真空不能传声.

　　例题：

　　(2007年株洲)在机械制造中有一个给大飞轮定重心的工序,该工序的目的是使飞轮的重心发生微小的位移,以使它准确位于轴心上.如图13所示,一个质量为M=80kg、半径为R=0.6m的金属大飞轮可在竖直平面内绕轴心（图中两虚线的交点）自由转动.用力推动一下大飞轮,飞轮转动若干周后停止.多次试验,发现飞轮边缘上的标记F总是停在图示位置.

　　（1）根据以上情况,可以初步确定飞轮重心P可能在图中.

　　A．轴心正下方的某一位置

　　B．轴心左侧的某一位置

　　C．轴心右侧的某一位置

　　（2）工人在飞轮边缘上的某点E处,焊接上质量为m=0.4kg的金属后,再用力推动飞轮,当观察到的现象时,说明飞轮的重心已调整到轴心上了.

　　（3）请在图13中标出E的位置.

　　（4）试求调整前飞轮的重心P到轴心的距离l.（提示：利用杠杆平衡条件）

　　转换法：一些看不见,摸不着的物理现象,不好直接认识它,我们常根据它们表现出来的看的见、摸的着的现象来间接认识它们.如在物理教学过程中常常根据电流的热效应来认识电流大小,根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场等.

　　等效法：在研究物理问题时,有时为了使问题简化,常用一个物理量来代替其他所有物理量,但不会改变物理效果.如用合力替代各个分力,用总电阻替代各部分电阻,浮力替代液体对物体的各个压力等.

　　描述法：为了研究问题的方便,我们常用线条等手段来描述各种看不见的现象.如用光线来描述光,用磁感线来描述磁场,用力的图示描述力等.

　　类比法：在认识一些物理概念时,我们常将它与生活中熟悉且有共同特点的现象进行类比,以帮助我们理解它.如认识电流大小时,用水流进行类比.认识电压时,用水压进行类比.

　　二、在中考中出现的考题赏析

　　例题：

　　（2005年安徽）建立物理模型是物理学习研究问题的一种重要方法.例如：研究平静水面产生的反射现象时,可以将水面看成平面镜.同理,定滑轮可以看成是__________.

　　解析：定滑轮可以看成等臂杠杆.

　　（2005年长沙）物理学研究中常常用到“控制变量法”、“等效法”、“类比法”等科学方法.在下列研究实例中,运用了控制变量法的是（）

　　A．研究电流的形成原因时,将电流与水流相比较,从分析水流的形成来入手分析电流的形成.

　　B．研究电流的大小时,根据电流产生的效应大小来判断电流的大小.

　　C．研究多个电阻组成的电路时,求出电路的总电阻,用总电阻产生的效果来代替所有电阻产生的总效果.

　　D．研究电流与电压大小关系时,保持电阻大小不变,改变电阻两端的电压值,观察电流如何随电压变化而变化.

　　解析：A为类比法,B为转换法,C为替代法,D为控制变量法,答案为D.

　　（2005芜湖）牛顿曾研究过这样一个问题：他发现人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面,于是牛顿提出了一个“大炮”的设想,上图是他画的“大炮”草图——在地球的一座高山上架起一只水平大炮,以不同的速度将炮弹平射出去,射出速度越大,炮弹落地点就离山脚越远.他推想：当射出速度足够大时,炮弹将会如何运动呢?牛顿通过科学的推理得出了一个重要的结论.这就是著名的“牛顿大炮”的故事,故事中牛顿实际也用到了理想实验的研究方法.

　　（1）研究中牛顿基于的可靠事实是______________.

　　（2）根据以上资料和牛顿的“大炮”草图,推测牛顿当年的重要结论是______________.如今,牛顿当年的推测已变成了现实,人们应用他的推论,利用现代科技制成了______________.

　　（3）想想看,初中物理学习中,你在研究什么问题时用到过理想实验的方法?请举一例并说明你的研究过程.