物理實驗試題的新視角

綜觀各地中考物理試題，一方面考查學生的基本知識和基本實驗技能，另一方面更加注重實驗能力的檢測，近幾年各地中考物理試題中除常規的實驗外，頻頻出現了探究性實驗題、設計性實驗題和開放性實驗題，它們成為中考的新熱點。

一、探究性實驗題

[例1](荊門市)為了研究導體的電阻大小跟哪些因素有關，需要通過實驗來探究，現有表1所示的五組電阻線供實驗時選用。

(1)本實驗要分——組不同情況進行研究。

(2)表2是一張記錄其中一組探究“導體的電阻跟它的橫截面積的關系”的實驗情況和結果的表格，但尚不完整。要求按照題后的提示把表格設計完整并填寫表格，最后使表2能突出體現研究實驗的科學方法——控制變量法。

提示：(1)表2中第五欄、六欄需要填寫欄目名稱，(2)除了第一欄空格根據表1填寫選用的電阻線序號外，其余各欄空格均選填“大”、“小”或“相同”。

解析：本題所考查的是一個探究性實驗，研究導體電阻的大小跟哪些因素有關，表中列出了材料、長度、橫截面積三個因素，研究導體的電阻跟三個因素的關系，實驗就要分成三組不同的情況進行。要研究“導體的電阻跟它的橫截面積的關系”，必須使導體的材料相同，長度相同，比較通過導體的電流大小。

在相同電壓下，通過電流較小的導體，它的電阻較大；通過電流較大的導體，它的電阻較小，本題的解答如下：

(1)三；(2)如下表

[例2](煙臺市)科學探究需要收集和處理數據，在已有大量數據時，要想更容易地了解概況并找出規律，對數據處理方法就顯得十分重要，下表給出的是大氣壓跟對應高度的一些測量數據，請采用學過的方法或自己創造的方法(只寫出一種方法)，形象、準確地表示出大氣壓強隨高度的變化情況。根據你對數據的處理分析，你認為大氣壓隨高度變化有什么規律?若某地的大氣壓強為7.0×10⁴Pa，請你推測一下當地的高度。

解析：本題給出了一組實驗數據，并由此考查我們對實驗數據的分析、判斷、處理的能力。對實驗數據的處理是一項基本的實驗技能，通常有三種方法，即圖像法、公式法和語言。

二、設計性實驗題

[例3](南京市)同一水平桌面上放有長方體木塊和鐵塊各一個，現想探究木塊和鐵塊的下表面哪個更粗糙；請你只利用一個量程滿足實驗要求的彈簧測力計，設計一個實驗來驗證你的猜想，寫出實驗的步驟、現象和結論。

(1)實驗步驟：——。

(2)現象與結論：——。

解析：本題在探究木塊和鐵塊的下表面哪個更粗糙，可以作大膽猜想，只有兩個可能，一是木塊下表面更粗糙，二是鐵塊下表面更粗糙，實際上究竟哪個更粗糙?必須在給出有限的器材中設計一個實驗來驗證所作的猜想，木塊和鐵塊的下表面的粗糙程度，可以通過它們與桌面間的摩擦力來反映，但摩擦力不僅與接觸面粗糙程度有關系，還與壓力的大小有關，所以必須保證壓力相等，即把木塊和鐵塊疊放一起，前后兩次上下位置互換來解決，問題就迎刃而解了。

(1)實驗步驟：①將鐵塊放在木塊上，用彈簧測力計水平拉木塊做勻速直線運動，記下測力計示數F₁。

②將木塊放在鐵塊上，用彈簧測力計水平拉鐵塊做勻速直線運動，記下測力計示數F₂。

(3)現象與結論：若F₁>F₂，則木塊下表面更粗糙；若F₁2，則鐵塊下表面更粗糙，

[例4]測量待測電阻R的阻值時所用的實驗器材，其中變阻器最大阻值為10，允許通過的電流為2A；設實驗中蓄電，池電壓為6V且保持不變；R約為4。

①請在虛線框內畫出你所設計的實驗電路圖，并用筆畫線代替導線連接實物圖。

②簡要寫出實驗步驟(步驟中要明確寫出實驗中要測量的物理量)。

③寫出計算待測電阻R的表達式。

解析：①電路圖如圖4所示，連接實物圖如圖5所示。

②A．調節變阻器滑片，使變阻器連人電路中阻值為最大值，閉合開關s，記錄電流表示數I₁，B，調節變阻器滑片；使變阻器連人電路電阻為零，記錄電流表示數I₂。

③R_x=10I₁／Ｉ₂-Ｉ₁。

三、開放性實驗題

[例5](河南省)正北牌方糖是一種用細白砂糖精制而成的長方體糖塊，為了測出它的密度，除了一些這種糖外還有下列器材：天平、量筒、毫米刻度尺、水、白砂糖、小勺、鑷子、玻璃棒，利用上述器材可有多種測量方法，請你答出兩種測量方法，要求寫出：①測量的主要步驟及所測的物理量；②用測得的物理量表示密度的式子。

解析：本題既是設計性的實驗題，又是開放性實驗題，它的解答是多樣化的，下面介紹三種測量方法：

方法一：用天平測出3塊相同的方糖的質量m；用毫米刻度尺測出其中一塊的長a、寬b和高c；計算出方糖的密度η=m／3abc。

方法二：用天平測出3塊相同的方糖的質量m；再把3塊相同的方糖放入量筒里，倒入適量的白砂糖埋住方糖，晃動量筒，使白砂糖表面變平，記下白砂糖和方糖的總體積V₁；再用鑷子取出方糖，晃動量筒使白砂糖表面變平，記下白砂糖的體積V₂；最后計算出方糖的密度p=m／ V₁-V₂。

方法三：用天平測出3塊相同的方糖的質量m；向量筒里倒入適量的水并放入白砂糖，用玻璃棒輕輕地攪動制成白砂糖的飽和(或過飽和)溶液；記下此溶液的體積為V₁；把3塊相同的方糖放入此溶液中，記下總體積為V₂；最后計算出方糖的密度ρ=m／V₂V₁。

[例6](徐州市)兩個杯子分別盛有不同濃度的鹽水，不能用嘴嘗，請你用學過的物理知識及需要的實驗器材(可自行制作)設計三種區分這兩種鹽水的方法，并簡要說明理由。

解析：這是一道自行設置條件來區分物質的條件開放性實驗題，有效地考查了學生發散思維能力，區分這兩種鹽水的方法：①分別量取相同體積的不同濃度的鹽水，再用天平測量它的質量，因體積相同，做質量大的鹽水密度大，濃度也就大；②將u型壓強計的金屬盒分別放人兩杯不同濃度的鹽水中的相同深度，壓強計示數大的密度大，濃度也就大；③將密度計分別放人兩杯不同濃度的鹽水中，測出密度不同，密度大的濃度就大。

四、考題回顧

1．(2006年，重慶市)在一次物理興趣小組的活動中，張老師為同學們提供了如圖6所示器材。

利用這些器材同學們可探究很多物理規律，請從其中選擇你所需要的兩組器材(每組都包括1－8個器材，只填所選器材的編號)，并針對你所選擇的器材提出相對應的兩個探究課題。

(1)選擇器材——，探究——。

(2)選擇器材——，探究——。

2．(2006年，河北省)身邊處處有物理，請你利用一段彈簧，設計兩個不同的物理實驗，并完成下表。