专题三 实验与探究类问题

专题三实验与探究类问题◆专题指要1.中考考什么（1）用刻度尺测量长度、用表测量时间；（2）用弹簧测力计测量力；（3）用天平测量物体的质量；（4）用常见温度计测温度；（5）用电流表测量电流；（6）用电压表测量电压；（7）测量物体运动的速度；（8）测量水平运动物体所受的滑动摩擦力；（9）测量固体和液体的密度；（10）探究浮力大小与哪些因素有关；（11）探究杠杆的平衡条件；（12）观察水沸腾时温度变化的特点；（13）探究光的反射规律；（14）探究平面镜成像时像与物的关系；（15）探究凸透镜成像的规律；（16）连接简单的串联电路和并联电路；（17）探究电流与电压、电阻的关系；（18）探究通电螺线管外部磁场的方向；（19）探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件；（20）测量小灯泡的电功率。

2.中考怎么考20个学生必做实验和一些演示实验在中考试题里，通常以选择题、填空问答题、科学探究题出现。

选择题、填空问答题一般占2分左右，但实验与科学探究题是每年必考题型，一般占分数是20分以内。

河北省每年都出现实验探究题，所以要加大力度对20个实验的研究。

更要用解决这20个必做实验的研究方法去解决一些拓展性实验。

◆例题解析【例1】如图所示是小明同学探究反射定律的实验装置．平面镜M平放在平板上，白色硬纸板竖立在镜面上，硬纸板是由E、F两块粘接起来的，其中F可绕接缝ON转动．（1）探究过程中，你认为最为困难也最为关键的是什么？（2）硬纸板F的主要作用是什么？【解析】（1）本实验主要研究的是两角关系和三线关系，比较难操作的是确定入射光线和反射光线的位置；（2）从实验需要观察光的传播路径和探究入射光线、反射光线和法线的关系进行分析【答案】（1）在探究过程中，比较困难的是观察与记录反射光线与入射光线的位置。

（2）硬纸板F的主要作用是：①呈现反射光线，②验证反射光线与入射光线及法线在同一平面内．【易错点处理办法】本题考查了学生对探究反射定律中有关问题的了解与掌握，要求在实验过程中要认真观察、认真思考，提高自己的分析问题的能力．【例2】在做“凸透镜的成像规律”的实验中，第1组同学先把凸透镜固定起来，然后将光屏和点燃的蜡烛分别放置在凸透镜的两侧，如果他在光具座上无论怎样左右移动光屏，在光屏上都不能呈现烛焰的像，则可能的原因是：．第1、请分析以上数据，你能的得到什么结论？（写出两条即可）【解析】无论怎样移动光屏，光屏上都不能呈现烛焰的像．有可能烛焰成的是虚像，此时烛焰就在一倍焦距之内；如果烛焰在凸透镜的焦点上，焦点上发出的光经过凸透镜折射后平行射出，因而光屏上不可能出现烛焰清晰的像；如果烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度，相差太远，光屏上也得不到像；若烛焰到凸透镜的距离稍大于一倍焦距但靠近焦点时，成的实像很大，像距也很大，移动光屏也有可能看不到像．分析实验数据，可以得出凸透镜成像的规律．【答案】（1）①蜡烛到凸透镜的距离小于一倍焦距；②蜡烛在焦点上；③蜡烛到凸透镜的距离略大于一倍焦距，光具座不够长，光屏承接不到像；④凸透镜的中心、烛焰的中心、光屏的中心不在同一高度．（2）①在凸透镜焦距一定且成实像的情况下，物体到凸透镜越远（近），像离凸透镜越近（远）；②在成实像的情况下，物距相同时，凸透镜的焦距越大，像离凸透镜越远；③物体到凸透镜的距离大于1倍焦距时，成倒立的实像．【易错点处理办法】本题有多个答案，要求我们能用所学过的知识分析实际问题，并对实验数据进行处理，得出结论．【例3】在“观察水的沸腾”实验中，水的温度随时间变化的图象如图所示，回答以下问题：（1）水沸腾时的特点是：吸收热量，不变．（2）此实验条件下水的沸点是℃．（3）推知，此时大气压（填“大于”、“小于”或“等于”）标准大气压。

【解析】要会观察液体的沸腾图象．沸腾图象时有关温度随时间的变化关系．从图象上可以看出沸腾前和沸腾时的温度变化情况．要掌握液体沸腾时的特点：在沸腾过程中吸热，但温度不变，此时的温度叫做沸点．知道标准大气压下水的沸点是100℃，气压越高沸点越高，反之沸点越低．【答案】（1）由图知，水从第6分钟开始温度保持98℃不变，说明处于沸腾过程．故答案为：温度．（2）水沸腾时的温度是98℃，所以沸点是98℃．故答案为：98．（3）由于标准大气压下水的沸点是100℃，而当时水的沸点98℃，低于100℃，所以当时气压低于标准大气压．故答案为：小于．【易错点处理办法】此题主要是观察水的沸腾实验，主要考查了水沸腾时的特点及沸点的概念，知道水在沸腾过程中温度保持不变，这个温度就叫做沸点．正确分析图像物理意义是解决此类问题得主要办法。

【例4】某实验小组的同学用“伏安法”测量小灯泡电功率，待测小灯泡额定电压为3.8V ，小灯泡的额定功率估计在1 W 左右。

（1）请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接，连线时导线不能交叉。

（2）检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是。

（3）故障排除后，移动滑动变阻器的滑片，小灯泡正常发光时，电流表示数如图甲所示，请读出电流表的示数，并填入表格中。

（4）实验中，同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值，但表格中（5）小组同学们分析实验数据得出：小灯泡的发光亮度是由灯泡的 决定的，且灯泡的 ，灯泡发光越亮。

（6）用图乙电路还可测量灯泡的 ，当小灯泡正常发光时的电阻是 Ω（取整数）。

【解析】（1）连接实物图时，可以先不管电压表。

我们可以先从电源的负极开始连接，由甲图可知，电流表应接0.6A 的接线柱，然后接灯泡的左、右接线柱最后接电压表的“15”接线柱（也相当于开关的右接线柱），这样串接完了以后，恰巧电压表也接好啦。

（2）闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针几乎不动，说明相当于电压表串联在电路中，造成电路中的电流太小，以至于灯泡不能发光，电流表的指针不能偏转，只有灯泡处断路才相当于电压表串接在电路中啦。

（3）电流表接入0-0.6A ，分度值为0.02A ，所以电流为0.3A+0.02A=0.32A 。

（4）灯泡正常发光时的功率为：P=UI=3.8V ×0.32A=1.216W（5）由表中数据对应灯泡发光情况可知，灯泡发光的亮度由实际功率决定，并且实际功率越大，灯泡发光越亮。

（6）还可以利用此实验装置来测灯泡的电阻，来探究电流与电压，电流与电阻的关系。

期正常发光时的电阻为：Ω≈==1232.08.3AV I U R 【答案】⑴ 答案如图 ⑵ 灯泡处断路（或灯丝断了） ⑶ 0.32（电流表的示数） ⑷ 1.216（或 1.22） ⑸ 实际电功率 实际电功率越大 ⑹ 电阻 12【详解易错点】此题是电学的大综合题，涉及的知识面很广，要求同学们有扎实的电学基础和灵活应用电学知识解决实际问题的能力。

加强了学生综合能力的培养，是一道不错的电学中考题，难度较大。

【例5】（2013河北中考题）小明学习了电功率后，用额定电压分别为2.5 V 、6 V 的灯泡 L 1和L 2设计了图14所示的电路图，来探究灯泡的发光亮度与哪些因素有关。

（1）小灯泡发光时，将电能转化为 能和光能。

（2 ）探究L 1的亮度时，只闭合 S 、S 1 ，发现电压表有示数，电流表无示数，则电路故障可能是： 。

排除故障后，继续实验，收集的数据及现象如表一。

（3）探究L2的亮度时，只闭合S、S2，进行实验，收集的数据及现象如表二。

（4）分析两表可知，同一规格的小灯泡发光亮度与有关，不同规格的小灯泡发光亮度还应与的转化效率有关。

【拓展】完成探究后，小明用电源、电流表、滑动变阻器、电阻箱（）各1个，2 个开关及若干条导线，对额定电流为0.1 A 的小灯泡的额定功率进行了测定。

请在虚线框内画出他设计的电路图，并写出实验步骤及测定额定功率的表达式。

实验步骤：表达式：P 额= 。

【解析】灯泡工作，电能通过灯丝，使灯泡发热、发光，因此是将电能转化为光能、热能；电压表有示数，说明电路连同，电流表无示数，说明电压表直接测量电源电压，即与电压表并联的导体出现了断路，是L1断路；灯泡两端的电压不同，通过灯泡的电流不同，根据P=UI 可知灯泡的实际功率不同。

灯泡的发光情况决定与灯泡的实际功率，灯泡两端的电压越高，实际功率越大，灯泡越亮；灯泡不同，电能的利用效率不同，亮度不同；只用电流表，可以通过条件变阻器，使灯泡在发光时的电流等于额定电流，则灯泡的实际功率就是额定功率；然后用电阻箱代替灯泡，保持变阻器接入电路阻值不同，调节电阻箱，使电路中电流仍未额定电流，则电阻箱接入电路中的电阻就是灯泡的电阻，从而计根据测量的电流和电阻，写出功率的表达式P=I2R=（0.1A）2R【答案】（1）热（2）L1断路（4）实际功率电能转化为光能拓展：实验步骤：1、如图，只闭合S1，移动变阻器，使电流表示数为0.1A；2、只闭合S2，保持变阻器不动，调节电阻箱，使电流表示数为0.1A，读出电阻箱接入电路中的电阻R，即为灯泡的电阻。

3、P=（0.1A）2R【考查知识点】欧姆定律和电功率的理解。

◆实验与探究类问题专题强化训练题1.用刻度尺测量长度、用表测量时间是物理学最基础的实验技能。

请完成下列问题：（1）秒表分大表盘,和小表盘,大表盘表示秒数,1圈30秒,也有1圈60秒。

小表盘为分钟,1圈15min。

读的时候先读分钟,再读秒,如果是1圈30s,还要看,小表盘有没有过半分钟,如果过了,要加30s。

如图,该秒表的读数为 .这个秒表分度值是。

（2）如图，测得圆筒的外径是____ cm，若圆筒的内径是11.1mm，则筒壁的厚度为____cm．这个刻度尺的分度值为____。

2.在“用弹簧测力计测力”的实验中，小军填写的实验报告（部分）如下，请你填写空格处的内容。

实验目的：。

实验器材：细线、弹簧测力计、钩码、木块。

实验步骤：（1）完成弹簧测力计的。

（2）在弹簧测力计的挂钩上悬挂一个合适的钩码如图所示，则弹簧测力计的示数F1= 牛。

……3.在用托盘天平测物体质量的实验中，回答下面两个问题：（1）下面是用托盘天平称石块质量的实验步骤，请按正确的顺序重新排序，并将实验步骤的标号写在横线上．①把天平放在水平桌面上②将被测物体放在天平的左盘，右盘放砝码，调节游码位置，使指针指在分度盘中央③将游码拨到标尺左侧零刻线上④调节横梁平衡螺母，使横梁平衡⑤计算砝码的总质量加上游码所对刻度值得出物体质量正确的顺序为______________________．（2）使用托盘天平测质量前，应先将游码调到标尺的0刻度处，再调平衡。

测量中，天平调平衡后砝码的示数以及游码的位置如图所示，则被测物体的质量为______g。