中考物理熱學實驗題考點分析及備考策略

◎ 聶繼紅 張 悅 門藝杰

從近年來的物理試題可以看到,實驗探究題的考核越來越重視,實驗探究題的題目量不斷增加,題型也在不斷增加。縱觀近年中考物理試題,基于物理教材的實驗考查隨處可見,提高實驗探究題的能力是中考的關鍵。[1]

一、引言

《義務教育物理課程標準(2011 版)》要求做的20 個實驗[2],熱學實驗共有4 個,占比為20%。全部的熱學實驗,在實驗器材和原理等方面具有相關性。熱學實驗探究對問題的探究和對結果的總結,是對學生掌握基本知識和方法后,進行綜合運用能力的考查。[3]

二、中考熱學實驗主要考點

縱觀歷年中考物理熱學實驗考題,常考的有:晶體熔化規律實驗、水的沸騰實驗。[4]

1.晶體熔化規律實驗

1.1 實驗內容

實驗目的:探究晶體熔化規律。

實驗器材:鐵臺架、酒精燈、火柴、石棉網、燒杯、試管、晶體(冰塊)、溫度計、秒表、水。

實驗步驟:(1)按圖組裝器材。

(2)把晶體放入試管中,試管放入盛有水的燒杯中。

(3)用酒精燈給晶體加熱,記錄加熱開始時間,觀察試管內晶體溫度變化情況。

(4)當晶體開始熔化時記錄此時溫度和加熱時間。

(5)繼續加熱,觀察固液共存態時溫度變化情況。

(6)繼續加熱,待晶體完全熔化時記錄此時溫度和加熱時間。

(7)繼續加熱,觀察液態時的溫度變化和加熱時間。

(8)實驗表格

(9)整理器材。

結論:在晶體的熔化過程中,隨著晶體溫度的升高,當晶體的溫度到達熔點時,晶體開始熔化;此時處于固液共存狀態,繼續加熱,固態不斷熔化,溫度不變;完全熔化后,液體的溫度升高。晶體的熔化曲線見下圖。

1.2 中考考點

1.3.中考真題

(2020·哈爾濱)同學們利用圖中裝置探究“晶體熔化”的實驗。

(1)小聰用手握冰塊,一會兒看到有部分冰化成了水,并感覺手很涼,據此體驗。請你提出一個與熔化相關的猜想。

(2)實驗中,小聰把裝有正在熔化的冰的試管從熱水中取出。在安全前提下,放進冰水混合物中,試管中的冰會停止熔化,請你說明原因。

(3)要研究冰融化時溫度的變化規律,需要收集哪些證據?

(4)小聰又研究了海波的熔化,對比冰的熔化實驗。在熔化過程中:海波與冰相同的規律是______。能觀察到的不同現象是______。

答案:(1)冰在融化的過程中會吸收熱量;(2)冰和冰水混合物溫度相等,冰不能吸收熱量,因此冰不會熔化;(3)需要用溫度計和秒表記錄不同時間下溫度變化;(4)熔化時,吸收熱量,溫度不變;冰和海波的熔點不同。

解析:小聰用手握冰塊,一會兒看到有部分冰化成了水,并感覺手很涼,說明手的一部分熱量被吸走了,猜想:冰在融化時吸收熱量。

探究冰的熔化規律時,實驗中,需要用秒表和溫度計記錄不同時刻下冰的溫度變化。

2.水的沸騰規律實驗

2.1 實驗內容

實驗目的:探究水的沸騰規律。

實驗器材:鐵臺架、酒精燈、火柴、石棉網、燒杯、中心有空的紙板、溫度計、秒表、水。

實驗步驟:(1)按圖組裝器材。

(2)用酒精燈給水加熱并觀察溫度變化情況。

(3)當水溫接近90℃時,每分鐘記錄一次溫度,并仔細觀察水的沸騰過程。

(4)實驗表格

(5)移走酒精燈,水的沸騰停止,分析水的沸騰條件。

(6)整理器材。

實驗結論:(1)隨著對水的加熱,水溫逐漸增加,當水溫到達99℃時,開始沸騰,繼續加熱,水溫保持不變。

(2)水的沸點與大氣壓有關,氣壓越高,沸點越高。沸點低于100℃,原因是實驗時的氣壓低于1 個標準大氣壓。

(3)水的沸騰條件:到達沸點,繼續吸熱。

2.2 中考考點

2.3 中考真題

(2020·南京)如圖甲所示,用100g 初溫為90℃的水,探究“水沸騰時溫度變化的特點”。

(1)加熱后,溫度計的示數見圖乙,是______℃,水吸收的熱量是______J;[c水=4.2×103J/(kg·℃)]

(2)繼續加熱,觀測到水開始沸騰,接下來的操作是:______(選填“繼續”或“停止”,下同)加熱,______記錄溫度計示數。分析數據,完成實驗。

答案:(1)95;(2)21×103;(3)繼續;(4)繼續。解析:(1)從圖乙可以看到,示數為95℃。［2］這段時間內水吸收的熱量

Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(95℃-90℃)=2.1×103J

(2)在觀察到水剛開始沸騰時,需要繼續對水加熱,并繼續記錄溫度計示數,分析數據。

三、中考備考策略

從各地歷年中考實驗探究題可以看出,在考查基礎知識的同時,注重考查學生的知識綜合運用能力,特別是對所學的基礎知識、技能,能靈活運用。中考注重實驗探究能力和創新能力的考查,因此,在實驗教學中要注意培養學生的分析思維能力,激發學生的探究和創新能力。

中考實驗探究題驗的基本原理和方法來自教材,但又不是照搬教材上的實驗,而是對基礎的實驗進行改造,加以拓展并創新。對實驗的方案、方法及條件等適當變化,給予拓展并延伸。所以,要做好教材上每個實驗,深刻體會每個實驗的原理和意圖,思考這些實驗能有哪些拓展及延伸,培養學生的核心素養和關鍵能力,提高學生的中考物理成績。[5]