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1、专题一 实验与探究专题,能力点一 控制变量法的应用 例1 小明在探究“压力的作用效果与压力和受力面积的关 系”的实验中,做了如图所示的甲、乙、丙三组实验。,(1)分析 两组实验可得到结论:当压力一定时,受力 面积越小,压力的作用效果越明显。 (2)若要探究压力的作用效果与压力大小的关系,应控制 不变。 (3)分析甲、乙两组实验可得到结论: 。,【思路点拨】 压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有关。在研究其中一个量时,必须控制其他的量不变,这是控制变量法的运用。 【自主解答】 (1)乙、丙 (2)受力面积 (3)当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显,例2 根据图中提供的信息,回答下
2、列问题:,(1)甲探究的是浮力与 的关系。 (2)乙探究的是浮力与 的关系。 (3)丙探究的是浮力与 的关系。,【思路点拨】 浮力的大小与液体的密度、排开液体的体积有关,与浸没的深度、物重、物体的体积无关。解决此类问题的关键是找到实验中控制不变的量及改变的量,然后比较得出结论。 【自主解答】 (1)液体的密度 (2)排开液体体积 (3)浸没的深度,控制变量法 控制变量法的定义:研究多因素(变量)问题时,每一次只改变其中的某一因素,而控制其余几个因素不变,研究被改变的这个因素对事物的影响。通过对各个因素分别加以研究,最后再综合解决,从而把多因素的问题变成多个单因素问题的一种方法。,应用控制变量法
3、的命题角度:判断实验中用到了哪种实验方法;根据实验结论选择合适的实验装置;根据探究目的判断变量或控制不变的量;总结实验结论。 解题关键:根据题中关键词“控制不变”或“探究与有关”,可判断应用了控制变量法;总结实验结论时,应表明变量和控制不变量的关系, 如“在一定时,越大(小),越小(大)”或“在一定时,与成正比(反比)”。,能力点二 转换法的应用 例3 小明利用如图所示的装置,探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系。在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油,煤油中都浸泡着一段金属丝,甲烧瓶中的金属丝是铜丝,电阻比较小,乙烧瓶中的电阻丝是镍铬合金丝,电阻比较大。,(1)通电一段时间
4、后,乙烧瓶中温度计的示数大,这表明: ,产生的热量越多。,(2)在这个实验中,电流通过导体产生热量的多少,是通过 的大小体现出来,这种方法在研究许多物理问 题时都用到。下列几个研究实例中也是采用相同研究方法 的有 。 A探究电流与电压、电阻的关系 B真空不能传声 C用铁屑显示磁体周围磁场分布 D研究光的传播时,引入“光线”,【思路点拨】 电流产生的热量不能用眼睛直接观察,可通过液面高度差来反映。 【自主解答】 (1)在电流、通电时间一定时,电阻越大 (2)U形管两侧液面高度差 C,转换法 转换法的定义:对于不便于直接观察的物理现象或直 接测量的物理量,将其转换成可以直接观察的现象或直接 测量的
5、物理量的研究方法。 转换法的判断关键:根据题中关键词“通过来表 示”“通过表现”或“通过显示”来判断。初中 物理常见实验中,应用到转换法的有:,1利用小球的振动来判断发声体在振动; 2利用小桌陷入海绵的深度判断压力的作用效果; 3根据小球将木块推动的远近来判断小球动能的大小; 4通过灯泡是否发光确定电路中是否有电流; 5用小磁针是否转动来判断磁场是否存在; 6通过吸引大头针的多少确定电磁铁的磁性强弱;,7用温度计上升的示数(或U形管两侧液面的高度差)反映电阻产生的热量; 8通过U形管中液面高度差反映液体压强。,能力点三 表格数据处理 在实验过程中,实验数据是对实验事实的客观记录,但不等于实验结
6、论,我们要确定物理量之间的关系,就要对实验中得出的数据进行处理,从而得出物理规律,如比较、计算、分析、归纳等。在数据处理前一定要先明确以下几点:明确所研究问题;明确所给数据都涉及哪些物理量;明确实验中所涉及的基本知识、基本公式等。,命题角度 根据表格数据总结结论或规律 例4(2018济南模拟节选)小明和同学在玩跷跷板时发现,要使跷跷板静止,体重轻的一方通常会远离跷跷板的中心,大家在充分观察和讨论后,决定探究杠杆平衡条件。,(1)小明用如图所示的装置按正确的操作进行了三次实验, 实验数据如表所示,分析表中的数据,可以得出的结论是 。,(2)探究杠杆的平衡条件需要测多组数据。以下三个实验 也测了多
7、组数据,其中和探究杠杆平衡条件目的相同的有 (选填序号)。 探究凸透镜成像规律 用刻度尺测某个物体长度 测量定值电阻的阻值,【思路点拨】 (1)分析表中的数据,可以得出杠杆的平衡条件;(2)初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值,使测得的数据更准确;有些是为了寻找普遍规律。 【自主解答】(1)动力动力臂阻力阻力臂 (2),例5(2018湖北模拟)为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,小明同学在老师的指导下做了一系列实验。以下是部分实验步骤(实验过程中保持长木板水平且固定,实验用两块相同的木块)。,第一次:把木块平放在长木板上,用弹簧测力计拉动木块,使木块做匀速直线运动(如图1),读出弹簧
8、测力计示数。 第二次:把木块侧放在长木板上,用同样的方法拉木块(如图2),读出弹簧测力计示数。 第三次:把两块木块叠在一起平放在长木板上,再用同样的方法拉木块(如图3),读出弹簧测力计示数。,得到的实验数据如表所示,据此分析:,(1)每个木块的质量为 kg(g取10 N/kg)。 (2)比较1、2两次实验数据,可以发现滑动摩擦力的大小 与 的大小无关。 (3)比较1、3两次实验数据,可以初步得出的结论是 _。,【思路点拨】 (1)根据Gmg求每个木块的质量;(2)(3)比较相关数据中相同的量和变化的量,根据表中数据得出摩擦力与变化量的关系。 【自主解答】(1)2 (2)接触面积 (3)当接触面
9、粗糙程度和其他条件相同时,压力越大,摩擦力越大,且摩擦力与压力成正比,根据表格数据总结结论和规律 1只进行一次实验得出的数据:这类数据的处理相对简单,主要是会应用简单的数学思维进行分析,如递增、递减、不变等。(注:有的实验数据必须分段进行分析,如探究固体熔化时温度的变化规律、探究水的沸腾等)。,2进行多次实验得出的数据:这类数据一般会出现在 两类题中: 探究某种物理规律的,如探究光的反射规律、探究杠 杆的平衡条件、探究电流与电压的关系等;此类实验进行多 次实验的目的是为了证明结论的普遍性。处理的一般思路:,a对每次的实验数据分别进行分析,总结出每次实验的结论; b对比每次实验所得出的结论,总结
10、出最终结论。对物理规律的理解和识记是解题的关键。,探究影响因素的,如探究滑动摩擦力大小的影响因 素、探究浮力大小的影响因素等。进行多次实验的目的是 为了研究每个因素对所研究的物理量的影响,所以我们一 般要用控制变量法的思维去分析数据。处理的一般思路:,a先浏览所有数据; b选择合适的实验数据组成一组(选择标准是同组所选的“实验次数”中只能有一个因素是变化的,而且必须是同一个因素); c对每一组数据分别进行分析,忽略不变的因素,只分析所研究的物理量与变化的因素的关系;,d总结实验结论时应该写明哪些因素不变,所研究的物理量与变化的因素的关系。 另外很多测量型实验最后也会拓展到以上两种类型,如测小灯
11、泡的电功率、测滑轮组的机械效率等。,命题角度 根据表格数据进行计算 例6(2018西宁中考)小马和小李设计了如图甲、乙所示两 种滑轮组来提升同一重物,在讨论滑轮组机械效率时两人产 生了分歧。小马认为:“甲滑轮组的动滑轮个数少,机械效 率高”。小李却认为:“乙滑轮组更省力,机械效率高”。 两人谁也说服不了谁,于是决定进行实验来验证自己的猜想 是否正确。,所用每个滑轮重相同,绳重和摩擦忽略不计,他们在实验中得到的数据如表所示:,(1)根据所测数据,请计算一个动滑轮的重力是 N, 甲滑轮组的机械效率是 。 (2)由计算结果可以确定 的说法是正确的,这个实验说 明了影响滑轮组机械效率的因素是 ,由此可
12、知,可采用 的方法来提高滑轮组的机械效率。,(3)随后小马又设计了一个方案,如图丙所示,你认为和图 甲装置对比,在提升同一重物时,装置丙的机械效率_ (选填“大于”“等于”或“小于”)装置甲的机械效率。,【思路点拨】 (1)根据W有用Gh和W总Fs算出有用功和总 功,根据W额W总W有用算出额外功,根据W额G动h算出动 滑轮的重力,根据 求出装置甲的机械效率。(2)分 析表格中甲乙两装置的拉力、动滑轮的个数与机械效率之 间的关系,然后得出结论和影响滑轮组机械效率的因素, 最后针对这个问题提出提高滑轮组机械效率的方法。(3)由,甲装置和丙装置可知,绳子的有效股数相同,动滑轮的个数 相同,物体的重力
13、相等,绳子的缠绕方式不同,分析两装置 中有用功和总功的关系,然后根据 分析两者之间的 关系。,【自主解答】(1)0.8 83.3% (2)小马 动滑轮的个数 尽可能减小动滑轮的个数 (3)等于,根据表格数据计算的类型和方法 类型:根据实验中涉及的已知公式进行计算;根据表格数据总结规律来计算有关物理量。 方法:熟记要计算该物理量的公式,明确表格中各物理量的名称和单位,注意必要时物理量单位的换算,把相应的数据代入公式进行计算。,命题角度 判断表格中的错误数据 例7 小桃在做“探究电流与电阻的关系”实验时,连接实物电路如图,电源电压为3 V。,(1)小桃得到的实验数据如表所示,这些数据中有一组是明
14、显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数 据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除。错误数据是第 (填数据序号)组。 (2)剔除错误数据后,小桃得到的结论是电压一定时,导体 中的电流与导体的电阻成 比。,(3)小桃和其他组的小田交流发现,两组同学收集数据的方 案不同: 小桃的方案:收集电压为3 V时,电流与电阻的关系的几组 数据,比较电流与电阻的关系。 小田的方案:收集电压分别为1 V、2 V、3 V的三个小组电 流与电阻的关系的多组数据,比较电流与电阻的关系。 你认为 的方案更合理。,【思路点拨】 (1)根据欧姆定律,求出对应的电压比较,找出错误的数据;(2)在(1)的基础上分析得出
15、结论;(3)从为避免实验的偶然性,得出具有普遍性结论的角度判断。 【自主解答】 (1)4 (2)反 (3)小田,表格中错误数据的判断方法 分析题意,了解表格中数据代表的是哪些物理量; 分析表格中的数据得出规律;从所给数据中找出不符 合规律的数据,即为错误数据。,能力点四 坐标图像分析 命题角度 根据数据描点画曲线 例8 在“探究伏安法测量小灯泡的电阻”的实验中,小雨记下了如表所示的数据,请利用表中数据,用描点法画出小灯泡的UI图像。,【思路点拨】 根据表格中电流、电压值确定坐标系横轴和纵 轴以及分度值,然后进行描点,并用平滑的曲线连接起来。 【自主解答】如图所示,绘制图像的步骤 明确横、纵坐标所代表的物理量及分度值;把每组实验数据分别在坐标图上描点;然后用线(直线、曲线、折线)将这些点连接,便可得到所需要的图像。,命题角度 根据坐标图像总结规律 例9 (2018临沂中考)如图甲所示,是小明“探究物质熔化规律”的实验装置。,(1)实验中通过水对试管加热,而不是直接加热试管,目 的是 。 (2)实验中某时刻温度计示数如图乙所示,该物质此时的 温度为 。,(3)实验中每隔一分钟记录一次物质的温度及对应状态,并 记录数据,作出温度随时间变化的规律图像,如图丙所示。 由图像可知:该物质在熔化过程中吸收热量,温度 ,该 物质是 (选填“晶体”或“非晶体”)。 (4)比较图像中AB段