中考物理实验题设计初探
李中桂 湖南省衡东县第六中学(421431)
物理是一门以实验为基础的学科,实验教学和科学探究是物理新课程标准的重要主题之一。中考物理实验题的设置,对促进实验教学和科学探究活动的落实、学校实验室的建设、仪器设备的配制与管理、学生科学素养的提高等都有非常重要的意义。
下面就中考物理实验题的设计谈谈看法,以期抛砖引玉。
(一)、读数型实验:对于直接测量读数的实验题,首先应搞清楚测量仪器的量程、分度值和单位,然后正确读出所测物理量的数值,记录结果应由准确数字、估计数字和单位组成。
例1:正确读出下列各测量工具的测量值,并将结果填在相应空图1
格处。电流表示数__,物体长度__,体温计示数__。
答案:1.70A, 1.71m, 38.50℃ 。
解法分析:此类考题对能力要求并不高,但要求对测量仪器的使用必须有较高的熟练程度。初中物理测量仪器不太多,主要包括:刻度尺、温度计、量筒、天平、电阻箱、秒表、弹簧测力计、密度计、电流表、电能表、电压表等,平时有目的地多练习即可。
(二)、间接型测量实验:间接测量型实验题,是中考实验题的主角,但是考点不多,一般有五个重点实验,它们分别是对密度、浮力、滑轮组机械效率、电阻、电功率的测量。中考中这几个实验出现的几率很高,“测定小灯泡的额定功率”几乎年年必考。
例2:在“测定小灯泡的功率”的实验中,小明同学设计的电路如图2右所示,他选用的小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为8Ω,电源为两节干电池。(1)请用笔画线代替导线按右电路图将图左实物电路连接完整(连线不得交叉,正确选用电表的量程)
图2
(2)正确连好电路后,闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到________(填写“最左边”或“最右边”)(3)连好电路后,闭合开关S,小明发现灯泡不发光,电流表的示数为零,电压表的示数为3V,产生故障的原因可能是下列的哪几种情况:_______________。A.小灯泡短路; B.小灯泡的灯丝断了; C.小灯泡的灯座接触不良; D.电压表的正、负接线柱接反。(4)排除故障后,调节滑动变阻器使小灯泡在额定电压下正常发光时,电流表的示数如图所示,则灯泡的额定功率为__________W。 答案:(1)具体连接如右图所示。 (2)最右边。(3)BC。(4)0.7W
解法分析:间接测量型实验题考查的内容主要有:①影响这些物理量大小因素的探究;②重要实验步骤及仪器安装、电路连接;③实验故障分析与排除;④实验数据处理与分析;⑤设计实验方案等。复习时多练习这五个考点即可。
(三)、操作型实验:对于考查实验操作过程是否正确的的实验题。求解的方法是根据实验器材的使用规则,对照规范的操作步骤进行判断,或按正确的实验步骤排序。
例3:图3中有A、B、C、D四种测量水温的操作。请你评价这四种操作方法的正误。如果是错误的,指出错在哪里。
A______________________________________
B______________________________________ C___________________________________
D________________________________________ 图3
答案:A错误,温度计的玻璃泡不能与容器壁碰撞;B 正确; C 错误,玻璃泡不能与容器底碰撞;D错误,玻璃泡要与液体充分接触。
解法分析:这类实验题要求平时要认真做好每一个学生分组实验,掌握器材的使用规则,按正确的步骤操作,学生能独立地完成实验。
(四)、分析判断型实验:这类实验题要求能正确处理数据或观察、作图得出正确结论,能正确指出实验中的错误并加以改正;能正确分析故障现象并找出原因。
例4:小明手头有一个额定电压是6V、正常工作电流约为0.3A的小灯泡,他想测定这个小灯泡的额定功率。实验室给他提供的器材如下:电流表、电压表、开关各一个,三个规格分别为“10Ω 0.5A”、“50Ω 0.5A”“1kΩ 0.1A”的滑动变阻器,导线若干,电压为12V的电源。
(1)小明设计了如图4所示的电路,通过分析你认为小明应选用规格为 _______________ 的滑动变阻器。
(2)当小明刚正确连接完所有的导线,灯泡立即发光,且亮度很大,其原因是 ________和。____________ 图4
(3)根据这个电路,还可以完成的实验是 ___________________
答案:(1)“50Ω 0.5A” (2)开关闭合,滑动变阻器接入电路的阻值未最大 (3)测量小灯泡的电阻
解法分析:解答这类实验题时要求正确掌握实验原理、器材、方法和步骤,能用所学知识进行分析判断和推理概括。
(五)、设计型实验:对于这类实验题,求解的方法是灵活应用物理知识,理论联系实际,根据具体情况,设计出简单、合理、便于操作的实验进行测量,然后应用物理公式,用测出的物理量表示待测物理量,即写出待测物理量的表达式。
例5:同一水平桌面上放有长方体木块和铁块各一个。现想探究木块和铁块的下表面谁更粗糙,请你只利用一个量程满足实验要求的弹簧测力计,设计一个实验来验证你的猜想。 (1)写出实验的步骤。 (2)说明可能观察到的现象,以及根据该现象能得出的相应结论。
答案:(1)先将铁块放在木块上,用弹簧测力计水平匀速拉动木块,记下弹簧 图5
测力计的示数 ;再将木块放在铁块上,用弹簧测力计水平匀速拉动铁块,记下弹簧测力计的示数 ;(2)若 ,则木块下表面粗糙;若 ,则铁块下表面粗糙;若 ,则木块和铁块的下表面一样粗糙。)
解法分析:设计型实验题所能涵盖的内容较多,提供的信息较少,出题的知识点不好把握,要求我们要富有创新精神,能灵活运用所学知识去分析问题和解决问题,变“学物理”为“做物理”,遇到问题需要充分发挥自己的想像力。
(六)、开放型实验:对于开放型实验题,求解的方法是多向思维,全面考虑,并注意知识的横向联系,把各种可能的方法都考虑到。
例6: 野营时,小红携带的手电筒(如图6)不发光了,请你帮助找出原因。写出手电筒不发光的三种可能原因。 (1)_________________________________________;
(2)_________________________________________;
(3)_________________________________________。 图6
答案:本题的开放性非常明显,灯泡不发光的原因有很多,绝不止三种,如灯丝断了、电源没电、开关失灵、新电源的绝缘层没取下、小灯泡短路、电池装反、弹簧太松等等。
解法分析:求解开放性实验题,需要我们在日常生活中做个有心人,多思考、多做实验,试着从不同角度、用不同的方法去解决相同的问题,了解事物的内涵,提高自己的创新能力、发散思维能力。
(七)、演示型实验:现在,演示型实验题考查得越来越多,有的在实验题中出现,也有的在选择题、填空题中出现。对演示型实验,一般只要求根据所给的实验装置图,说明它研究了什么,表明了什么,实验现象是什么等。
例7:如图7所示,拿一个大口的厚玻璃瓶,瓶内装入少量的水,用塞子塞紧。水上方的空气中由于水的蒸发而产生的水蒸气。通过塞子上的孔往瓶里打气。当塞子从瓶口跳起来时,可以看到___。说明:___ 。
答案:容器中出现了雾;瓶内的空气推动瓶塞做功, 图7
内能减少,温度降低,使水蒸气凝成小水滴。
解法分析:这类实验题要求在平时学习中要注意认真观察实验现象,分析产生此现象的原因,得出科学的结论。
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