科學(xué)探究是指實(shí)驗(yàn)者在不知實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下,通過自己實(shí)驗(yàn)、探索、分析、研究得出結(jié)論,從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動(dòng)。物理探究性實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)在于發(fā)展學(xué)生的能力,包括發(fā)現(xiàn)問題的能力、制定計(jì)劃的能力和解決問題的能力;培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)和創(chuàng)新精神等。
科學(xué)探究的因素:
①提出問題;②猜想與假設(shè);③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn);④進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù);⑤分析與論證;⑥評(píng)估;⑦交流與合作。
二、物理常用研究方法
科學(xué)方法是指在研究物理問題時(shí)常采用的一種方法。物理概念和規(guī)律是物理現(xiàn)象或過程的本質(zhì)屬性或規(guī)律的反映,它本身是無方法可言的。但當(dāng)引入這些概念并加以定義時(shí),或研究概念之間的定性或定量關(guān)系形成規(guī)律時(shí),就需要借助一定的科學(xué)方法了。
例如,要建立“力”的概念,就要通過抽象、概括,把“推、拉、提、壓”等現(xiàn)象的本質(zhì)歸結(jié)為物體之間的相互作用,從而引入“力”的概念,此時(shí)“概括歸納”就是一種科學(xué)方法。
在初中學(xué)習(xí)階段,學(xué)過的常用物理方法有控制變量法、理想模型法、轉(zhuǎn)換法、等效替代法、類比法、實(shí)驗(yàn)推理法、比值定義法、圖像法、放大法、歸納法等。
1.控制變量法
控制變量法是指為了研究物理量同影響它的多個(gè)因素中的一個(gè)因素的關(guān)系,可將除了這個(gè)因素以外的其它因素人為地控制起來,使其保持不變,再比較、研究該物理量與該因素之間的關(guān)系得出結(jié)論,然后再綜合起來得出規(guī)律的方法。
例如在“探究電流和電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,我們可以先將電阻人為的控制(即不變),改變其兩端電壓的大小,再測(cè)出各個(gè)電壓值所對(duì)應(yīng)的電流的大小,從而可以得出:電阻一定時(shí)(同一導(dǎo)體),通過的電流和電壓成正比。
2.建立物理模型法
把復(fù)雜的問題簡單化,摒棄次要因素,抓住主要因素,對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行理想化處理,構(gòu)建理想化的物理模型,這是一種重要的物理思想。有時(shí)為了更加形象地描述所要研究的物理現(xiàn)象、物理問題,還需要引入一些模型。
①光線、磁感線都是引入的模型,它們直觀、形象地描述了物理情境與事實(shí)。通過磁感線可以研究磁場(chǎng)的分布,通過光線可以研究光的傳播路徑和方向。
②勻速直線運(yùn)動(dòng)就是一種理想化的模型。在生活實(shí)際中,嚴(yán)格的勻速直線運(yùn)動(dòng)并不存在,但有很多運(yùn)動(dòng)情形都近似于勻速直線運(yùn)動(dòng)模型,按勻速直線運(yùn)動(dòng)處理,大大降低了難度。
③在研究連通器的原理時(shí),理想液片是一種理想模型。
④研究原子結(jié)構(gòu)時(shí),將肉眼看不到的原子結(jié)構(gòu)設(shè)想為原子核式結(jié)構(gòu)模型(行星模型)。
⑤電路圖是實(shí)際電路的模型,可以簡單明了地反映實(shí)際電路的連接情況。
3.轉(zhuǎn)換法
在物理實(shí)驗(yàn)中,很多物理量由于其屬性關(guān)系無法用儀器直接測(cè)量,或不易測(cè)量,或難以準(zhǔn)確測(cè)量,因此常將這些物理量轉(zhuǎn)換為其他物理量進(jìn)行測(cè)量,然后再反過來求出待測(cè)物理量,這種方法稱為轉(zhuǎn)換法。
馬德堡半球?qū)嶒?yàn)可證明大氣壓的存在;影子的形成可以證明光沿直線傳播;月食現(xiàn)象可證明月亮不是光源;奧斯特實(shí)驗(yàn)可證明電流周圍存在著磁場(chǎng);指南針指南北可證明地磁場(chǎng)的存在;鉛塊實(shí)驗(yàn)可證明分子間存在著引力;運(yùn)動(dòng)的物體能對(duì)外做功可證明它具有能;可以通過電磁鐵吸引鐵釘?shù)亩嗌賮盹@示電磁鐵的磁性強(qiáng)弱;可以通過敲動(dòng)音叉所引起的乒乓球的彈開來說明一切發(fā)聲體都在振動(dòng)等。
4.等效替代法
等效替代法是在保證某種效果(特性和關(guān)系)相同的前提下,將實(shí)際的、陌生的、復(fù)雜的物理問題和物理過程用等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程代替來研究和處理的方法。
等效替代法既是科學(xué)家研究問題的方法,也是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理中常用的方法。
在探究平面鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,有兩處用了等效替代法。第一處用玻璃板替代了平面鏡。為什么這樣替代呢?因?yàn)橛闷矫骁R不便于確定虛像的位置,我們用玻璃板替代平面鏡是為了獲得視覺上的等效。因兩者在成像特征上有共同之處——都能成像,不同之處是玻璃板是透明的,能通過它觀察到玻璃板后面的蠟燭,便于研究像的特點(diǎn),揭示規(guī)律。第二處用一根沒有點(diǎn)燃的蠟燭放在成像點(diǎn),來替代所成的像。
5.類比法
所謂類比法,就是把在某些方面相同或相似的對(duì)象或事物進(jìn)行對(duì)比的一種思維方法。類比可以幫助我們從較復(fù)雜的事物或想象中,提取出有用的信息或答案,合理類比,還可以降低知識(shí)的認(rèn)知難度,從而對(duì)知識(shí)透徹理解。通過類比,可以把抽象的、無知的、陌生的事物用直觀、熟悉的事物來說明,并且找出類似的規(guī)律。
【應(yīng)用實(shí)驗(yàn)舉例】
①研究聲波、電磁波時(shí),將聲波、電磁波與水波進(jìn)行類比,理解其產(chǎn)生和傳播。
②研究電流時(shí),用水流來類比電流。
③研究電壓時(shí),用水壓來類比電壓。
④研究電路時(shí),用水路來類比電路:用抽水機(jī)類比電源,用水輪機(jī)類比用電器,用閥門類比開關(guān),用水管類比導(dǎo)線等。
6.科學(xué)推理法
科學(xué)推理法,即理想實(shí)驗(yàn)法(實(shí)驗(yàn)推理法)。物理學(xué)中,常常有難以達(dá)到條件的時(shí)候,這時(shí),我們常常需要借助將實(shí)驗(yàn)想象為理想情況下來達(dá)到我們的目的,在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上經(jīng)過概括、抽象、推理得出規(guī)律,這種研究問題的方法就叫科學(xué)推理法。斜面實(shí)驗(yàn)、推導(dǎo)出聲音不能在真空中傳播、推導(dǎo)出牛頓第一定律、推導(dǎo)出電荷的種類等。
7.比值定義法
就是在定義一個(gè)物理量的時(shí)候采取比值的形式定義。就是用兩個(gè)基本的物理量的“比”來定義一個(gè)新的物理量的方法。用比值法定義的物理概念在物理學(xué)中占有相當(dāng)大的比例,比如速度、密度、壓強(qiáng)、功率、比熱容等等。
8.圖像法
在物理學(xué)中,常采用數(shù)學(xué)中的函數(shù)圖像,將物理量之間的關(guān)系表示出來。利用圖象這種特殊且形象的數(shù)學(xué)語言工具,來表達(dá)各種現(xiàn)象的過程和規(guī)律,這種方法稱為圖象法。
例如對(duì)水加熱,水的溫度與時(shí)間的關(guān)系;同一導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系等等。
9. 放大法
物理中放大法是把不易觀察的微小量轉(zhuǎn)換成其他量加以放大,便于觀察。物理中采用放大法的實(shí)驗(yàn)主要有:
①桌面的微小形變,可以用平面鏡的多次反射來放大;
②玻璃瓶子的微小形變,可用插入細(xì)玻璃管,觀察管內(nèi)的水柱高度變化來放大;
③振動(dòng)的音叉彈起,在音叉旁邊放置小球,作用是把微小的振動(dòng)放大;
④在測(cè)量微小量的時(shí)候,我們常常將微小的量積累成一個(gè)比較大的量。比如在測(cè)量一張紙的厚度的時(shí)候,我們先測(cè)量100張紙的厚度在將結(jié)果除以100,這樣使測(cè)量的結(jié)果更接近真實(shí)的值就是采取的累積放大法。
三、精選練習(xí)題
1.(2023·湖南湘潭·中考真題)探究壓力的作用效果與壓力的關(guān)系時(shí),保持受力面積不變。采用的方法是( )
A.類比法B.理想實(shí)驗(yàn)法C.控制變量法D.等效替代法
2.(2023·廣西·中考真題)下列實(shí)驗(yàn)過程中,用到“控制變量法”的是( )
A.用刻度尺測(cè)量課本的長度B.比較不同物質(zhì)吸熱的情況
C.用溫度計(jì)測(cè)量溫水的溫度D.用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量筆袋的重力
3.(2023·湖北武漢·中考真題)同學(xué)們可能做過這樣的實(shí)驗(yàn):在敞口塑料瓶側(cè)壁上鉆兩個(gè)大小相同的小圓孔a、b,注入水,水從兩個(gè)小圓孔噴出。在某一時(shí)刻,從兩個(gè)小圓孔噴出的水分別落到水平地面上的c、d兩處,其中d離塑料瓶遠(yuǎn)些,如圖所示。下列說法正確的是( )

A.圖中d是從a孔噴出水的落點(diǎn)
B.這次實(shí)驗(yàn)初步說明水內(nèi)部壓強(qiáng)的大小與水的深度有關(guān)
C.這次實(shí)驗(yàn)初步說明液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小與液體的密度有關(guān)
D.在相同的時(shí)間內(nèi)a孔噴出水的質(zhì)量比b孔噴出水的質(zhì)量多
4.(2023·山東濟(jì)南·中考真題)在學(xué)習(xí)“液體的壓強(qiáng)”時(shí),同學(xué)們通過活動(dòng)體驗(yàn)了“液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)”后,物理老師把底部有小孔的空透明礦泉水瓶豎直壓入水中,瓶中形成了如圖所示的“噴泉”。各學(xué)習(xí)小組根據(jù)觀察到的現(xiàn)象,提出了以下四個(gè)有待深入研究的問題。其中最有探究價(jià)值且易于探究的科學(xué)問題是( )

A.水內(nèi)部的壓強(qiáng)與所處的深度有什么關(guān)系
B.液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與所處的深度有什么關(guān)系
C.液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與液體的種類是否有關(guān)
D.液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)
5.(2023·江蘇宿遷·中考真題)圖中兩個(gè)實(shí)驗(yàn)分別是“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”和“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”,以下分析正確的是( )
A.在圖甲實(shí)驗(yàn)中,三次木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)該相等
B.在圖乙實(shí)驗(yàn)中,三次小車運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)的初速度應(yīng)該相等
C.在圖甲實(shí)驗(yàn)中,彈簧測(cè)力計(jì)可以不沿著水平方向拉動(dòng)木塊
D.在圖乙實(shí)驗(yàn)中,小車所受阻力的改變可以通過在小車上放不同質(zhì)量的砝碼來實(shí)現(xiàn)
6.(2023·黑龍江大慶·中考真題)下面幾個(gè)實(shí)驗(yàn)探究, 研究方法相同的是( )
①探究“聲音的產(chǎn)生條件”時(shí),利用揚(yáng)聲器上泡沫塑料小球的跳動(dòng)說明聲源在振動(dòng)
②探究“壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”時(shí),保持壓力相同,改變受力面積
③探究“電流產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)”時(shí),保持電阻和通電時(shí)間相同,改變電流大小
④探究“同一直線上二力的合成”時(shí),一個(gè)力與兩個(gè)力分別使橡皮筋產(chǎn)生相同形變量
A.①和④B.②和③C.①和③D.②和④
7.(2023·遼寧本溪·中考真題)如圖是探究平面鏡成像特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的情景,關(guān)于探究過程中所涉及的問題分析正確的是( )

A.蠟燭A在玻璃板中所成的像是光的漫反射形成的
B.蠟燭A在玻璃板中所成的像是實(shí)像
C.蠟燭B在桌面上的影子是光沿直線傳播形成的
D.為了使?fàn)T焰的像更清晰,應(yīng)選擇明亮的環(huán)境進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
8.(2023·湖南株洲·中考真題)以一定量的橡皮泥為研究對(duì)象,借助其他器材,不能完成的探究實(shí)驗(yàn)是( )
A.探究質(zhì)量與物體形狀的關(guān)系B.探究物體所受的重力與質(zhì)量的關(guān)系
C.探究浮力與物體形狀的關(guān)系D.探究彈力的大小與形變大小的關(guān)系
9.(2023·湖南郴州·中考真題)在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí),要改變感應(yīng)電流的方向,下列方法中正確的是( )
A.改變導(dǎo)體切割磁感線的方向
B.改變導(dǎo)體所在處磁場(chǎng)的強(qiáng)弱
C.改變導(dǎo)體切割磁感線的速度大小
D.改變導(dǎo)體的長度
10.(2023·山東泰安·中考真題)在初中物理的學(xué)習(xí)中,我們常會(huì)用到一些科學(xué)研究方法,如在“探究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系”時(shí),保持壓力不變,改變受力面積。以下研究中所采用方法與此相同的是( )
A.“探究物體動(dòng)能的大小與速度的關(guān)系”時(shí),讓同一小車由斜面的不同高度靜止滑下
B.“探究杠桿平衡的條件”時(shí),改變動(dòng)力(臂)和阻力(臂),多次測(cè)量
C.計(jì)算高速列車由泰安到北京全程的平均速度時(shí),忽略列車的長度
D.認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)時(shí),用磁感線描述磁場(chǎng)
11.(2022·四川廣元·中考真題)下面幾個(gè)實(shí)驗(yàn)探究中,采用了相同研究方法的是( )
①“探究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系”時(shí),保持壓力不變,改變受力面積
②“比較不同物質(zhì)吸熱的情況”時(shí),用加熱時(shí)間的長短表示吸收熱量的多少
③“探究電流與電壓的關(guān)系”時(shí),保持電阻的阻值不變,改變電阻兩端的電壓
④在研究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”實(shí)驗(yàn)中,運(yùn)用科學(xué)推理得出牛頓第一定律
A.①和④B.②和③C.①和③D.②和④
12.(2021·江蘇泰州·中考真題)我們?cè)趯W(xué)習(xí)物理知識(shí)時(shí),運(yùn)用了很多研究方法,下列幾個(gè)實(shí)例:①研究電流時(shí),把它比作水流;②研究磁場(chǎng)時(shí),引入磁感線;③在探究動(dòng)能與速度關(guān)系時(shí),控制質(zhì)量相同;④用光線來描述光的傳播路徑和方向。其中,運(yùn)用了相同研究方法的是( )
A.①②B.②④C.③④D.②③
13.(2021·內(nèi)蒙古通遼·中考真題)下列關(guān)于科學(xué)研究方法的敘述:①研究磁場(chǎng)時(shí)引入“磁感線”,采用了模型法;②探究導(dǎo)體電阻大小與導(dǎo)體長度的關(guān)系時(shí),控制其它量相同,采用了類比法;③探究動(dòng)能大小的影響因素時(shí),通過木塊被撞后移動(dòng)的距離來比較動(dòng)能大小,采用了轉(zhuǎn)換法;④在經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過科學(xué)推理得出牛頓第一定律,采用了放大法,其中正確的是( )
A.①③B.②③C.①②D.②④
14.(2021·山東泰安·中考真題)在初中物理的學(xué)習(xí)中,我們常會(huì)用到一些科學(xué)研究方法,如在“探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)時(shí),我們通過觀察壓強(qiáng)計(jì)形管左右兩側(cè)液面高度差來判斷液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的變化。以下研究中所采用方法與此相同的是( )
A.探究杠桿的平衡條件時(shí),改變動(dòng)力(臂)和阻力(臂),多次測(cè)量
B.探究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)時(shí),通過小車推出物體的遠(yuǎn)近,判斷小車動(dòng)能大小
C.探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響時(shí),推理出物體不受阻力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
D.探究壓力對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響時(shí),保持接觸面粗糙程度不變,改變壓力
15.(2023·寧夏·中考真題)某校組織學(xué)生參加觀軍事博物館,學(xué)生發(fā)現(xiàn)潛水艇的形狀如圖所示,頭部粗,尾部細(xì),由此提出疑問。若潛水艇頭部細(xì),尾部粗,所受的體阻力是否不同?同學(xué)們選取完全相同的模型A和B照?qǐng)D乙組裝進(jìn)行探究所掛物重的質(zhì)量均為0.5kg(g=10N/kg)。

(1)圖乙的兩個(gè)滑輪為 作用是 模型所受拉力是 N(忽略沉重和摩擦);
(2)探究過程如圖丙所示,t0時(shí)刻重物開始下落,t1時(shí)刻發(fā)現(xiàn)模型B運(yùn)動(dòng)較快,說明模型B在運(yùn)動(dòng)過程中所受液體阻力較 ;
(3)實(shí)驗(yàn)中液體阻力大小是通過模型運(yùn)動(dòng)快慢來體現(xiàn)的,這種研究物理問題的方法叫做 。
16.(2023·山東威?!ぶ锌颊骖})如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置是用來探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與 的關(guān)系,通過U形管內(nèi)液面的高度差反映電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少,下列實(shí)驗(yàn)采用同種研究方法的是 (選填“①”或“②”)。①探究光的反射定律②探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響

17.(2023·遼寧阜新·中考真題)如圖所示是“探究什么情況下磁可以生電”的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)將開關(guān)、電流表與導(dǎo)線AB串聯(lián)起來組成 回路。若磁體保持靜止,導(dǎo)線AB做 運(yùn)動(dòng)時(shí),電流表指針偏轉(zhuǎn)。若將圖中電流表換成 ,還可以探究電動(dòng)機(jī)原理。

18.(2023·河南·中考真題)小亮與小華在課后利用本質(zhì)黑板擦對(duì)滑動(dòng)摩擦力進(jìn)行探究。如圖所示,先讓黑板擦平整的一面輕觸豎直黑板面,松手后黑板擦沿著黑板面豎直下落。黑板擦在下落過程中,小亮認(rèn)為其受到黑板面的摩擦力作用。小華則認(rèn)為黑板擦不受摩擦力。你認(rèn)為 的觀點(diǎn)正確,請(qǐng)簡要說明理由: 。

19.(2023·江蘇無錫·中考真題)如圖所示,在探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響時(shí),每次讓小車從斜面的 處由靜止釋放,讓小車到達(dá)水平面時(shí),獲得相同的速度,小車在水平面運(yùn)動(dòng)時(shí),所受的 和支持力是一對(duì)平衡力,先后在水平面上鋪設(shè)粗糙程度不同的材料,通過比較小車在水平面上運(yùn)動(dòng)的 來比較阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響。

21.(2021·山東淄博·中考真題)小雨和小明利用沙子、小桌、重物、透明的箱子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
(1)如圖1所示,把小桌放在透明的沙箱中,讓重物從高處落下,撞擊小桌,觀察桌腿陷入沙子的深度,探究重力勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān);
①實(shí)驗(yàn)探究的是 (填“重物”或“小桌”)的重力勢(shì)能;
②通過實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)同一個(gè)重物從不同高度落下,高度越高,能夠?qū)ν庾龉υ? ,說明它的重力勢(shì)能越 ;
③要進(jìn)一步探究重力勢(shì)能與質(zhì)量的關(guān)系,應(yīng)換用不同的重物,讓它們從同一高度落下,觀察桌腿陷入沙子的深度;
(2)把重物按圖2所示方式分別放在小桌上,觀察小桌陷入沙子的深度,探究壓力作用效果與什么因素有關(guān);
①在分析壓力作用效果與壓力大小的關(guān)系時(shí),小雨選擇甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較,得出結(jié)論:壓力越大,壓力作用效果越明顯;小明選擇甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較,得出結(jié)論:壓力越大,壓力作用效果越不明顯,你認(rèn)為 的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是錯(cuò)誤的,理由是 ;
②分析 兩次實(shí)驗(yàn)可發(fā)現(xiàn)壓力作用效果與力面積有關(guān);
(3)上述探究過程中都通過小桌陷入沙子的深度來示要探究的問題,下列實(shí)驗(yàn)中也用到這種研究方法是 (填字母)。
A.測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的速度
B.探究物質(zhì)的吸熱能力
C.探究電流與電壓、電阻的關(guān)系
22.(2023·四川廣元·中考真題)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置比較a、b兩種液體的吸熱情況,甲、乙兩裝置使用規(guī)格相同的電加熱器、玻璃杯、溫度計(jì),兩玻璃杯內(nèi)的液體質(zhì)量和初溫都相同。實(shí)驗(yàn)中記錄的數(shù)據(jù)如下表:

(1)分析表中數(shù)據(jù)可得:質(zhì)量相等的液體a和液體b,升高相同的溫度,a吸收的熱量 b吸收的熱量(選填“”“”或“”);
(2)本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的物理學(xué)研究方法主要有 和轉(zhuǎn)換法。
23.(2023·江西·中考真題)【探究名稱】探究保溫瓶的保溫效果與什么因素有關(guān)
【問題】有些同學(xué)喜歡用保溫瓶帶熱水到校飲用。使用過程中發(fā)現(xiàn)瓶內(nèi)裝水較多時(shí),保溫效果較好;瓶內(nèi)裝水較少時(shí),保溫效果較差。據(jù)此,同學(xué)們猜想:保溫瓶的保溫效果可能與 有關(guān)。
【證據(jù)】針對(duì)同學(xué)們的猜想,甲、乙兩組同學(xué)分別設(shè)計(jì)了一套方案。
甲組方案:利用五個(gè)規(guī)格相同的保溫瓶(容積為)在同一天進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
(1)上午8∶00將不同體積初溫為的熱水,同時(shí)裝入五個(gè)保溫瓶內(nèi);
(2)下午6∶00打開五個(gè)保溫瓶,同時(shí)測(cè)量并記錄水溫,計(jì)算出水降低的溫度。
乙組方案:利用同一保溫瓶(容積為)分五天進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
(1)每天上午8∶00將不同體積初溫為98℃的熱水裝入同一保溫瓶內(nèi);
(2)每天下午6∶00打開保溫瓶,測(cè)量并記錄水溫,計(jì)算出水降低的溫度。
上述兩套方案,都能控制實(shí)驗(yàn)時(shí)保溫瓶的保溫性能完全相同,但乙組方案不能保證每天的 完全相同。所以,同學(xué)們選擇了甲組方案在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。收集的數(shù)據(jù)如下表:
水的初溫:98℃
【解釋】
(1)本實(shí)驗(yàn)通過相同時(shí)間內(nèi) 來反映保溫瓶的保溫效果,這種研究方法稱為轉(zhuǎn)換法;
(2)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出初步結(jié)論:在其它條件相同的情況下,水量少于時(shí),水量越多,其保溫效果越 ;水量在時(shí),水量越少,其保溫效果越好。
【交流】
(3)經(jīng)過討論,同學(xué)們認(rèn)為水量在范圍內(nèi)的初步結(jié)論不一定可靠,原因是 。
(4)實(shí)驗(yàn)過程中,水溫下降是通過 的方式改變其內(nèi)能。
(5)下列實(shí)驗(yàn)中也用到轉(zhuǎn)換法的是
A.探究真空不能傳聲
B.研究光的傳播時(shí)引入光線
C.探究平面鏡成像特點(diǎn)時(shí),用兩支相同的蠟燭來比較像與物的大小關(guān)系
D.探究物體動(dòng)能大小時(shí),用木塊被撞擊后移動(dòng)的距離來反映物體動(dòng)能的大小
24.(2023·青海西寧·中考真題)小西和同學(xué)們?cè)凇疤骄侩娏髋c電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示,電源電壓恒為3V,定值電阻R的阻值為5Ω。
(1)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng) ,閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P調(diào)至 (選填“A”或“B”)端;
(2)連接好電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),此時(shí)電路的故障可能是定值電阻 路;
(3)排除故障后,第2次實(shí)驗(yàn)中電流表的示數(shù)如圖乙所示,為 A;
(4)將多次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄在表格中,分析數(shù)據(jù)可得:在電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成 ;
(5)以下實(shí)驗(yàn)中,與此實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行多次測(cè)量的目的相同的是 ;
A.用刻度尺測(cè)量長度
B.探究杠桿的平衡條件
(6)完成此實(shí)驗(yàn)后,同學(xué)們還想探究“電流與電阻的關(guān)系”,又添加了10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的電阻,實(shí)驗(yàn)中保持定值電阻兩端電壓為1.5V不變。將5Ω電阻換成10Ω電阻后,為保持電壓表的示數(shù)仍為1.5V,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P向 (選填“A”或“B”)端移動(dòng)。為了完成本實(shí)驗(yàn),滑動(dòng)變阻器的最大阻值不得小于 Ω。
25.(2023·湖北襄陽·中考真題)仿生學(xué)是模仿生物的一些特性,為人類發(fā)明創(chuàng)新提供思路和借鑒??茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn),如果把一小塊磁鐵綁在幾只鴿子身上,這幾只鴿子會(huì)驚慌失措,失去辨識(shí)方向的能力。而把差不多大小的銅塊綁在另幾只鴿子身上,卻對(duì)它們辨識(shí)方向沒有什么影響。這樣可以初步推斷鴿子是靠地磁場(chǎng)來辨識(shí)方向的。
閱讀上述材料,請(qǐng)你回答下列問題:
(1)上文中“圍繞鴿子所做的實(shí)驗(yàn)”科學(xué)家想探究的問題是: ;
(2)“分別把一小塊磁鐵和銅塊綁在不同鴿子身上,觀察其辨識(shí)方向的能力”,屬于科學(xué)探究過程中的 (從下列選項(xiàng)中選填一個(gè)序號(hào));
A.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
B.猜想與假設(shè)
C.得出結(jié)論
(3)實(shí)驗(yàn)中選用磁鐵和銅塊,主要是利用它們的 這一不同物理屬性(從下列選項(xiàng)中選填一個(gè)序號(hào))。
A.彈性
B.導(dǎo)電性
C.磁性
26.(2023·遼寧大連·中考真題)某小組同學(xué)要探究“凸透鏡成像規(guī)律”,實(shí)驗(yàn)室中可供選擇的器材有:由發(fā)光二極管組成的“F”和“T”形光源、凸透鏡、光具座、光屏等:
(1)他們選擇了“F”形光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn),與“T”形光源相比,“F”形光源的好處是: ;
(2)將光源、凸透鏡和光屏安裝在光具座上,點(diǎn)亮光源,移動(dòng)光屏,光屏上承接到不完整的像,如圖所示:這是因?yàn)樗麄冞z漏了一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟,這一步驟是: ;

(3)在探究物距大于二倍焦距的成像特點(diǎn)時(shí),改變物距做了三次實(shí)驗(yàn),與做一次實(shí)驗(yàn)相比較,做三次實(shí)驗(yàn)的好處是: ;
(4)完成實(shí)驗(yàn)后,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室中還有一個(gè)焦距不同的凸透鏡,以及凹透鏡、硬紙片各一個(gè),他們想利用其中一個(gè)器材,采取增加或更換器材的方式對(duì)原實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展。請(qǐng)仿照示例寫出兩個(gè)不同的拓展實(shí)驗(yàn);
示例:將凹透鏡放在凸透鏡與光源之間,研究近視眼的矯正原理;
① ;② 。
27.(2023·湖北鄂州·中考真題)在學(xué)習(xí)牛頓第一定律時(shí),同學(xué)們分組進(jìn)行了“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”實(shí)驗(yàn),如圖所示。

(1)實(shí)驗(yàn)中每次都使同一小車從同一斜面的同一高度由靜止自由滑下,目的是使小車到達(dá)水平面時(shí)具有相同的 ;
(2)按照?qǐng)D甲、乙、丙的順序?qū)嶒?yàn)時(shí)記錄的內(nèi)容見下表:
同學(xué)們分析表中內(nèi)容,得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:在其他條件相同時(shí),小車受到的阻力越小,運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn);進(jìn)一步推理得出的結(jié)論是:不受阻力作用時(shí),運(yùn)動(dòng)的小車將 ;
(3)上述實(shí)驗(yàn)除了用到實(shí)驗(yàn)推理的方法外,還用到了控制變量法和 法。
28.(2023·湖南益陽·中考真題)用如圖所示裝置“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”。

(1)請(qǐng)將下列實(shí)驗(yàn)步驟合理排序,合理的實(shí)驗(yàn)步驟順序?yàn)锳 F(填序號(hào));
A.在桌面上鋪一張大紙,紙上豎立一塊玻璃板作為平面鏡。沿著玻璃板在紙上畫一條直線,代表平面鏡的位置。
B.用直線把蠟燭和它的像在紙上的位置連起來,并用刻度尺分別測(cè)量它們到玻璃板的距離。
C.拿一支外形相同但不點(diǎn)燃的蠟燭,豎立著在玻璃板后面移動(dòng),直到看上去它跟前面那支蠟燭的像完全重合。
D.把一支點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板的前面,可以看到它在玻璃板后面的像。
E.在紙上記下蠟燭和它的像的位置。
F.根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)分析得出平面鏡成像的規(guī)律:平面鏡所成的像與物體關(guān)于平面鏡對(duì)稱。
(2)為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具科學(xué)性,應(yīng)補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)步驟是 ;
(3)在上述實(shí)驗(yàn)中,如果在玻璃板背面粘貼一張不透光的白紙,將玻璃板背面完全遮擋住,還能看到蠟燭在玻璃板后面的像嗎?答: 看到。(選填“能”或“不能”)
29.(2023·廣西·中考真題)實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)時(shí),不慎將燈泡的玻璃外殼碰碎。他們驚奇地發(fā)現(xiàn)幾乎不發(fā)光,與其串聯(lián)的燈泡不僅沒有熄滅,反而更亮。開關(guān)斷開后的電路如圖甲,和都標(biāo)有“2.5V 0.3A”字樣。針對(duì)上述現(xiàn)象,探究下列問題:玻璃破碎后,的燈絲電阻發(fā)生了什么變化?玻璃外殼究竟起什么作用?

(1)玻璃外殼破碎前的電壓和電流分別為1.20V和0.20A;玻璃外殼破碎后,兩端的電壓變?yōu)?.40V,通過的電流變?yōu)槿鐖D乙所示,則電流為 A。初步分析可知:玻璃破碎后,電阻 (選填“變大”或“變小”);
(2)為進(jìn)一步探究玻璃外殼破碎后電阻變化特點(diǎn),對(duì)、的電流和電壓進(jìn)行測(cè)量,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表。分析發(fā)現(xiàn),的電阻 (選填“大于”或“小于”)玻璃外殼破碎后的電阻;
(3)實(shí)驗(yàn)中,對(duì)著吹氣,發(fā)現(xiàn)兩端電壓突然變小、電流突然變大,說明吹氣加快燈絲表面空氣流速,加快其散熱速度,從而使燈絲電阻變小。由此推斷,燈絲的電阻大小與 有關(guān),玻璃外殼可能起到 的作用;
(4)細(xì)心的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),燈絲呈螺旋狀,于是提出新的問題:為什么將燈絲設(shè)計(jì)成螺旋狀?你認(rèn)為這樣設(shè)計(jì)的目的是① ② 。
30.(2023·山西·中考真題)小偉在“測(cè)量定值電阻的阻值”的實(shí)驗(yàn)中(電源電壓U保持不變,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R0)。

(1)如圖甲所示是他連接的實(shí)驗(yàn)電路,其中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤。請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的導(dǎo)線 ;
(2)電路連接正確后,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,則被測(cè)電阻的阻值是 Ω;
(3)完成測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)后,小偉想,假如沒有電流表,應(yīng)該也能測(cè)出電阻的阻值,于是他設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路,請(qǐng)你幫助他將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。
① ;
②未知電阻阻值的表達(dá)式 (用已知量和所測(cè)物理量的符號(hào)表示);
(4)利用圖甲中的器材還可以探究“電流與電壓的關(guān)系”,請(qǐng)你幫小偉為此探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格 。
31.(2023·山東棗莊·中考真題)在探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中。某興趣小組猜想:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量可能與通過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間有關(guān),于是他們利用甲、乙、丙三個(gè)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,如圖所示,三個(gè)裝置的透明容器中各有一段電阻絲,容器中密封著等量的空氣,U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。

(1)要探究電熱與電阻的關(guān)系。應(yīng)選用 組合,并將它們 接到電源兩端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(2)選用乙、丙組合,串聯(lián)接到電源兩端進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在通電時(shí)間相同的情況下,發(fā)現(xiàn)乙裝置U型管中液面高度變化大,由此可得到的結(jié)論是:在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下, 。
(3)實(shí)驗(yàn)中通過觀察U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化,在研究許多物理問題時(shí)都會(huì)用到這種方法,下列實(shí)例采用研究方法與此相同的是 。
A.探究電流與電壓、電阻的關(guān)系
B.用鐵屑顯示磁體周圍磁場(chǎng)分布
C.研究光的傳播時(shí),引入“光線”
D.探究平面鏡成像的特點(diǎn)
32.(2022·海南·中考真題)小明發(fā)現(xiàn)公共場(chǎng)所為殘障人士設(shè)計(jì)的無障礙通道是斜面,且不同的斜面通道的傾斜程度有所不同,這引發(fā)了小明對(duì)斜面的興趣。他想了解斜面的機(jī)械效率是否與傾斜程度有關(guān),便與實(shí)驗(yàn)小組的小伙伴們用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
(1)測(cè)量斜面的機(jī)械效率,需要的測(cè)量工具是 、 。
(2)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。 (把表格畫在答題卡的方框里面)
(3)準(zhǔn)備動(dòng)手實(shí)驗(yàn)時(shí),有小伙伴提出,斜面的機(jī)械效率還可能跟斜面的粗糙程度有關(guān)。則他們要探究斜面的機(jī)械效率是否與傾斜程度有關(guān)時(shí),應(yīng)當(dāng)保持 不變,這里采用的科學(xué)研究方法是 。
33.(2016·甘肅金昌·中考真題)小晶和幾個(gè)同學(xué)想要探究“通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的大小與什么因素有關(guān)”,她們按照如圖所示安裝了電路,并進(jìn)行了如下操作:
步驟一:她們將滑動(dòng)變阻器滑片移至最右端,閉合開關(guān),觀察到導(dǎo)體棒ab擺開了一定角度;
步驟二:保持其它條件不變,換磁性更強(qiáng)的磁鐵后,閉合開關(guān),觀察到導(dǎo)體棒ab擺開的角度增大;
步驟三:保持步驟二中磁鐵不變,將滑動(dòng)變阻器滑片向左移至某一位置,閉合開關(guān),觀察到導(dǎo)體棒ab擺開角度更大。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,回答下列問題。
(1)從小晶的實(shí)驗(yàn)中能得出的結(jié)論是 ;
(2)物理研究方法有許多,如等效替代法、轉(zhuǎn)換法類比法、控制變量法等;本實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用了兩種研究方法是 和 。
(3)由以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論,你覺得要想讓電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的更快,可以采用的措施有(寫出兩點(diǎn)即可) 和 。
34.(2023·山東濟(jì)南·中考真題)實(shí)驗(yàn)室備有嵌入螺線管的玻璃板和電源,小明和小亮分別選用鐵屑和小磁針來“探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向”。
(1)小明在螺線管周圍的玻璃板上均勻地撒上一層鐵屑。給螺線管通電后,輕敲玻璃板,小明觀察到螺線管周圍鐵屑的分布情況如圖甲所示。

小明的實(shí)驗(yàn)說明,通電螺線管外部的磁場(chǎng)和 外部的磁場(chǎng)相似;
(2)小亮在螺線管周圍的玻璃板上整齊、均勻地放置了32個(gè)小磁針,如圖乙所示。給螺線管通電后,小亮觀察到這32個(gè)小磁針的指向更接近于下圖中的 。

A. B.
C. D.
(3)小明的實(shí)驗(yàn)方案具有明顯的不足,其不足之處是 ;
(4)為了彌補(bǔ)小明實(shí)驗(yàn)方案的不足,請(qǐng)?zhí)岢鲆粭l改進(jìn)建議: 。
35.(2023·湖北恩施·中考真題)閱讀短文,回答問題。
科學(xué)研究的“太空實(shí)驗(yàn)室”
中國空間站縮寫CSS,又稱天宮空間站,是中華人民共和國建造的國家級(jí)太空實(shí)驗(yàn)室。1992年9月21日,中國載人航天工程正式立項(xiàng)實(shí)施;2022年12月31日,國家主席習(xí)近平在新年賀詞中鄭重宣布,“中國空間站全面建成”。經(jīng)過遴選,空間站上搭載安裝有包括生物學(xué)、材料科學(xué)、基礎(chǔ)物理、流體等類別相關(guān)的科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)設(shè)施??臻g站需要大規(guī)模的供電能力,需安裝幾對(duì)數(shù)十米長的太陽帆板,來維持長期運(yùn)行。在空間站任務(wù)中,航天員必須完成大量的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)、技術(shù)試驗(yàn)等工作。在中國空間站歷次“天宮課堂”中,航天員在微重力環(huán)境下,曾做了浮力消失的實(shí)驗(yàn)、水球光學(xué)實(shí)驗(yàn)、太空拋物實(shí)驗(yàn)、液橋演示實(shí)驗(yàn)等許多項(xiàng)目。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)如圖所示,在太空授課中航天員用小棒將乒乓球緩慢推入水中,撤回小棒后,由于球處于 環(huán)境中,所受浮力“消失”,觀察到球相對(duì)于水的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是 的;
(2)王亞平老師在天宮實(shí)驗(yàn)室里,用兩片塑科板讓水建成了“液橋”,如圖所示。水能成橋是因?yàn)? ;
A.分子引力 B.分子斥力 C. 磁場(chǎng)力 D.浮力

(3)中國空間站使用的電能,主要來自于 ;
(4)如果在未來,允許中學(xué)生去天宮做物理實(shí)驗(yàn)。小強(qiáng)采用電熱絲加熱質(zhì)量相等、初溫相同的煤油,驗(yàn)證影響電功大小的因素,用溫度計(jì)測(cè)量煤油的溫度,可通過煤油 來比較電流做功的大小。實(shí)驗(yàn)中采用了控制變量法和 (選填“理想實(shí)驗(yàn)法”“轉(zhuǎn)換法”或“類比法”)。
記錄次數(shù)
1
2
3
4
升高的溫度(℃)
5
7.5
10
12.5
加熱a的時(shí)間(min)
2
3
4
5
加熱b的時(shí)間(min)
1
1.5
2
2.5
保溫瓶編號(hào)





水的體積(L)
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
水的末溫(℃)
79.0
81.5
83.0
85.5
84.5
水降低的溫度(℃)
19.0
16.5
15.0
12.5
13.5
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.1
0.3
0.4
0.5
接觸面材料
小車受阻力情況
小車在水平面運(yùn)動(dòng)的距離s/cm
毛巾

23.2
棉布
較大
45.3
木板

97.5
燈泡
實(shí)驗(yàn)次序
1
2
3
4
5
6
L1、L2
電流Ⅰ/A
0.16
0.18
0.20
0.22
0.24
0.26
L1
電壓U1/V
0.78
1.00
1.20
1.50
1.80
2.10
L2
電壓U2/V
0.20
0.23
0.30
0.41
0.52
0.80

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