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物理探究题解析

作者：张永群　 　时间：2007-10-28　　　　本文热度：　　　　等级：
　　新课程积极倡导探究性教学，在物理教学过程中渗透探究性的理念，创设情境与条件，充分发挥学生的主体性是培养学生探究意识和提高探究能力的重要途径，物理探究试题不仅能反映学生对物理概念和规律的理解情况；还能反映学生对科学研究方法的掌握和运用情况，因而成为近几年全国各地中考物理的热点，本文就各地部分中考物理试题中的探究题进行分析与解答，以帮助学生进一步认识和熟悉这类题型，提高学生的解题能力。
　　[例1]　由于怕饭菜太烫，来不及冷却而影响小明的早餐，妈妈总是很早就起床了，为了让妈妈多睡一会儿，小明想找到一种让物体快速冷却的方法，为此小明进行了如下的探究：
　　小明注意到妈妈是把饭菜放在空气中冷却的，而厨房中适合用来冷却的另一种物质就是水。水和空气的导热性能哪个好呢?为此小明用两个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶，一个放在温度与室温相同的水中，另一个放在空气中，为了尽量减少其他因素的影响，他把两个瓶都用木块垫起来，放在桌面上，实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数，得到的数据如表所示．
　　(1)对甲、乙两个瓶中的牛奶，小明应控制他们哪些相同量?——；——。
　　(2)小明通过实验，得到的正确的结论是什么?——。
　　(3)进一步分析表中甲的示数，小明又发现，在冷却过程中，牛奶冷却的快慢前后并不一致，是越来越——的(填“快”或“慢”)，小明想用“冷却速度”(用字母ν代表)定量表示冷却的快慢程度，请你给这个物理量下个定义：——叫做冷却速度。
　　分析与解答：本题小明利用控制变量法研究物体冷却快慢与哪些因素有关。他选用了两个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶，一个放在温度与室温相同的水中，另一个放在空气中，为了尽量减少其他因素的影响，他还把两个瓶都用木块垫起来，放在同一个桌面上，但只要认真审题，我们就可以看出装入瓶中牛奶的初始条件未必相同，所以小明应控制牛奶的质量、初温相同，第二小题实际上考查学生对实验数据的处理和判断能力，我们只要对表格中的数据进行简单的处理，如“4分钟甲瓶示数变化17℃而乙瓶示数变化9℃”等就不难得出水的导热本领比空气强的结论；第三小题提出的“冷却速度”在课本上来出现过，还能考查学生知识迁移的能力，学生学习过物体运动速度的知识，只要将头脑中已有的知识结合题目的要求，就可以提出：“冷却速度”就是单位时间内温度降低的多少。 温馨提示：在科学探究中，总要控制某些因素，使它们保持不变，进而寻找出另外一些因素间的关系，这种研究方法叫做“控制变量法”。物理现象是错综复杂的，因此影响物理探究的因素在许多情况下不是单一的，而是多种因素共同起作用的，为了探究事物变化的原因和规律，必须设法为控制其中的一个或几个因素，使它们保持不变，通过比较，研究其他两个变量之间的关系，才能获取结论，请同学们回忆一下，你在初中物理学习中，用这种方法研究过哪些问题?
　　[例2]　小明学过机械效率后，提出一个问题：“斜面的倾斜程度与斜面的机械效率有没有关系?”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下表，
　　(1)第三次实验填入表格中的数据；有用功为——，总功为——，机械效率是——。
　　(2)通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越——。
　　(3)通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是——。
　　分析与解答：(1)根据实验数据，第三次实验中的有用功W有=G物h物=5N×0.25m=1.25J；总功W总=F·S=3.1N×0.5m=1.55J；机械效率η=W有／W总=1.25J／1.55J=81％；(2)分析表中第二行和第五行的数据，可以得出斜面越陡，越费力；(3)分析表中第二行和第九行的数据可以归纳出机械效率与斜面的倾角大小的关系，即在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率越高。
　　温馨提示：分析实验数据同样是科学探究中的重要一环，分析物理实验数据，要本着这样两条原则：一是不同物理量的数据之间不能相加减；二是数据间关系结论可以是定性的，也可以是定量的，视问题的要求而定，但物理量的关系可通过控制变量方法得出来。
　　[例3] 同学们都知道，将额定电压相同、额定功率不同的两只灯泡并链接入家庭电路中时，额定功率大的灯泡亮，如果将这两只灯泡串链接入家庭电路中时，谁亮一些呢?请你作出猜想，并说明猜想的理由。
　　分析与解答：本题考查科学探究中“猜想与假设”这一环节，同时还要能说出猜想的依据，猜想是科学探究的核心环节，学生可以根据已有的经验和已有的知识对问题提出猜想，同时要求所做出的猜想一定是有依据的猜想，不能胡思乱想。(1)猜想：额定功率小的灯泡亮一些，(2)理由：在串联电路中，电流处处相等，由于额定功率小的灯泡其灯丝电阻大，串联时它的实际功率就大，所以，额定功率小的灯泡亮一些。
　　[考题回放]
　　1．(2006年岳阳市)请利用下列实验器材，至少探究两个不同的问题，并按提示填好下表.
　　器材：带钩的长方体木块和铁块各一个、长木板一块、天平、刻度尺、弹簧测力计、压强计、钩码、海绵垫、量筒、水、烧杯、食盐、细线。
　　2．(2006年茂名市)小敏探究了串联电路和并联电路的电压关系和电流关系后，对如图3甲所示既有并联又有串联的电路的电流关系提出了猜想：总电流等于各支路电流之和。
　　为验证猜想，小敏设计如图3(甲)所示的电路，用图3(乙)所示器材做了三次实验，记录数据如表所示。
　　请完成：
　　(1)用笔画线代替导线，按图3(甲)的电路将图3(乙)的实物连线补充完整；
　　(2)为验证猜想，应选用电表——的示数进行比较；
　　(3)比较表中三个电压表的示数，可得到的结论是——；

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