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浅谈初中物理实验复习上海兰田中学 傅继芳物理学是一门以实验为基础的科学。在物理学中，每个概念的建立、每个定律的发现，都有其坚实的实验基础。“观察和实验”作为学习物理必须具备的基本能力，它对提高学习质量和智能的发展起着积极的作用，因此我们必须仔细观察每个演示实验，认真做好每个学生实验，并在此基础上学习分析物理现象和物理过程。除此以外，新一轮的教学改革中，物理教学突出强调的一点就是：注重学生科学探究能力的培养。通过探究，让学生不仅知道知识的内容，还要知道形成知识的过程，以增强探究未知世界的兴趣和能力。历年来的中考试题都十分注重对学生实验能力的考核。特别是近几年，不仅提升了实验考核的分值，同时也加强了对实验过程、数据分析归纳、演绎推理等能力的考核，内容上从单纯的“记忆型”趋向综合的“能力型”，充分体现了“二期课改”的精神。也正因为能力要求的提高，历年中考实验题的失分率始终高居不下，学生可谓谈实验题而色变。那么如何通过初三最后阶段的复习来降低实验题的失分率呢？我想就这个问题，谈谈我的个人观点。首先要全面了解上海市初级中学物理学科教学基本要求与训练中对物理实验规定的范围和提出的具体要求，在此基础上把有关实验内容进行整理，使知识系统化，条理化；其次对自己平时容易出现和历来中考所反映的问题进行分析，找寻问题的原因所在；最后对近来中考的有关实验热点给予足够的关注。以下为近四年中考物理实验题考核一览表（表一）年份题号涉及知识点2004年10研究使用定滑轮特点18温度计19研究平面镜成像特点20研究杠杆平衡条件21用“电压表和电流表”测小灯功率27A用“电压表和电流表”测电阻28A研究浸没在液体中圆柱体上或下表面受到液体的压力大小与液体的深度和密度的关系(表格分析题)27BU型管液体压强计研究两种液体内部压强规律(表格分析题)28B作匀速直线运动的物体的S-t图像(对函数图像的阅读分析)2005年18研究杠杆平衡条件19用电压表和电流表测电阻20研究凸透镜成像规律(表格分析题)26A用“电压表和电流表”测小灯功率26B用指针式压强计验证液体内部压强规律2006年10研究物体受力情况和运动状态之间的关系18天平的使用19研究凸透镜成像规律20研究浸在液体中物体表面受到液体的压力大小与什么因素有关(表格分析题)25A刻度尺测物体的长度26A用“电压表和电流表”测小灯功率25B用打点计时器研究小车的运动情况26B电路故障分析2007年10惯性知识18电流表的使用19研究凸透镜成像规律20实心物体浸没在不同液体中的浮沉情况(表格分析题)25A用“电压表和电流表”测电阻26A电路故障分析25B用指针式压强计验证液体内部压强规律26B用“电压表和电流表”测小灯功率从上表我们不难发现，实验考核知识点主要涉及到光学、力学、电学等；实验考核形式有：情景信息题、开放性试题、动态和故障分析题，表格分析题、图像分析题等；实验考核内容主要包括：实验仪器的使用、学生实验、演示实验、设计实验。一、实验仪器能否正确熟练地使用基本实验仪器和器材是能否顺利进行实验的关键。弹簧测力计U型管压强计温度计托盘天平刻度尺滑动变阻器电压表电流表电源（1）初中物理实验涉及到用于测量物理量的基本测量仪器有：刻度尺、托盘天平、弹簧秤、温度计、量筒、电流表、电压表、电能表。这些仪器在使用前应注意观察它的量程和最小刻度，并会读出相应的数值。（2）用以完成实验所需的各种器材还有：滑动变阻器、电键、滑轮、杠杆、凸透镜、平面镜、液体压强计、电源等。这些器材在实验时会正确安装和调试。例题1（2004年中考第18小题）：题目：如图10所示，常用温度计的最小刻度为_，此时它的示数为_。答案：1；25。例题2（2006年中考第18小题）题目：在使用托盘天平时，被测物体应放在 盘，砝码应放在 盘中。答案：左；右。6 7 8 9例题3（2006年中考第25A小题）题目：用如图所示的刻度尺测量物体的长度，刻度尺的最小刻度为 毫米，所测物体的长度为 厘米。答案：1；2.53。例题4（2007年中考第18小题）题目：使用电流表时，所测电流值不得超过它的 ，必须使电流从它的 接线柱流进（选填“+”或“-”）。答案：量程；+。例题5：（2006年中考第25B小题）用打点计时器研究小车的运动情况时，打出的纸带相邻两点间的时间间隔 相同，距离间隔 相同（均填“一定”或“不一定”）。答案：一定；不一定。上述五题主要考查的是学生使用测量工具的能力，以及读数的能力。二、学生实验1、初中物理教学中学生实验共有12个（见表二），在复习时有必要按实验操作程序对每个实验过程再熟悉一遍。做到明确实验目的，理解实验原理，熟悉实验器材及正确使用方法，搞清实验步骤（包括仪器的放置、调试、操作顺序、观察现象、正确读数），学习根据记录的实验数据，运用分析比较等方法归纳出结论。初中学生实验（表二）1、用毫米刻度尺测长度7、研究凸透镜成像规律2、用托盘天平测质量8、研究杠杆平衡条件3、用弹簧秤测力9、测量物质的密度4、练习使用温度计测物体温度10、连接简单的串、并联电路5、研究光的反射定律11、用电压表、电流表测电阻6、研究平面镜成像特点12、用电压表、电流表测功率例题1（2004年中考19小题）题目：研究平面镜成像特点的实验情况如图11所示，图中A是_(选填器材名称)，放在“烛焰”上的手指_被烧痛(选填“会”或“不会”)答案：平玻璃板；不会。例题2（2004年中考20小题）题目：研究杠杆平衡条件的实验装置如图12所示，在未挂钩码时，螺母A、B的作用是_ _。挂上钩码后，发现杠杆不平衡，则应_。答案：调节杠杆水平位置平衡；改变钩码在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置平衡。例题3（2005年中考第19小题）题目：在用“电压表、电流表测电阻”的实验中，实验原理是 ，电流表应与待测电阻 联连接。为了改变待测电阻两端的电压，可采用的操作方法是 。答案：欧姆定律；改变滑动变阻器连入电路的电阻。例题4（2007年中考第19小题）题目：在图12中，凸透镜焦距为10厘米。保持透镜位置不变，当蜡烛在15厘米刻度 处时，为了在光屏的中心找到像，应调整光屏的 ，并将光屏向 方向移动（选填“远离透镜”或“靠近透镜”）。答案：高度；靠近透镜。上述四道题主要考查的是学生对于学生实验的过程和方法的掌握情况，以及对原理和实验规范要求的熟知程度。2、关于“电压表、电流表测小灯功率”的实验题，是近五、六年来的中考热点。它主要涉及到欧姆定律、串联电路特点、电功率的知识，以及电路实验操作的相关内容，知识的综合性高，对学生阅读、分析、推理的能力也颇高。在解题过程中，学生不妨抓住以下两个公式：Pe=UeIe；U=UL+R滑IL。例题5（2007年中考第26B小题）题目： 小明同学在“测定小灯泡的功率”实验中，所用电源电压不变，滑动变阻器上标有“502A”字样，小灯标有“0.3A”字样，估计小灯的额定功率在1.2 瓦以上。他正确连接 电路，闭合电键，移动变阻器的滑片，当观察到电流表的示数为 安时，小灯正常发光。此时电压表的示数如图 19 所示，变阻器的滑片恰好在中点上(即它接入电路的电阻为 25 欧)。小灯的额定电压为 伏，额定功率为 瓦 , 所用的电源电压为 伏。答案：0.3；4.5；1.35；12。本题已给出了条件：“小灯的额定电流为0.3安，小灯的额定电功率在1.2瓦以上”，根据条件利用U=P/I可以估算出小灯的额定电压在4伏以上，所以小灯正常发光时电压表应接015伏档，Ue=4.5伏；再利用公式U=Ue+R滑Ie，其中Ue、R滑、Ie已知，代入得出U=12伏。3、关于电路故障。电路故障产生的原因有多种，其一是电路元件的问题，其二是电路连接的问题，其三是操作问题。元件完好、连接问题连接正确、元件问题元件完好、连接正确，操作问题电路故障分析电压表、电流表的量程、接线柱，或位置接错了滑动变阻器接线出错了等电压表、电流表、电源、小灯等出现断路或短路串联 电流表无示数断路并联 电压表无示数短路判断基本方法判断可以选用的仪器：电压表、电流表、导线。abcA例题6（2006年中考第26B题）题目：在如图所示的电路中，闭合电键S，灯L不亮，电流表A无示数。已知电路中各处均接触良好，除灯L和电阻R外，其他元件均完好。（1）若电路中只有一处出现故障，请判断故障可能是 （选填“L短路”、“L断路”、“R断路”）。（2）为进一步确定判断是否正确，请从电压表和导线中选定一个接入电路中的适当位置，并在图中画出。（3）若第（1）小题的判断正确，则接入所选器材后，闭合电键S，灯L （选填“亮”或“不亮”），电流表的示数情况为 。答案：（1）L断路（2）将电压表A接在ab两点间（3）不亮；无示数。本题是一道串联电路的元件故障题，由于题目设置条件具有一定的开放性，所以对学生的综合分析能力的要求教高。上述给出的答案只是众多答案中的一种。根据条件中“电流表A无示数”，可以推出电路故障不可能是短路，“L断路”和“R断路”的可能是存在的。串联电路中出现断路，可以用电压表去检测，方法是将电压表与检测部位并联，若与本身完好的元件并联，则电压表示数为零；若与发生断路的元件并联，则电压表示数为电源电压。由于电压表相当于大电阻，所以在检测时电路中几乎没有电流，所以电流表无示数，小灯不亮。串联电路中出现断路，还可以用导线去检测，方法是将导线与检测部位并联，若与本身完好的元件并联，则电路中仍然无电流，电流表无示数，小灯不亮；若与发生断路的元件并联，则电路被连通，电流表有示数，小灯发光。三、演示实验物理教学中除了有学生实验，更多的则是教师演示实验。演示实验可以较好得展示物理概念或规律的形成过程，是物理课堂教学中不可获缺的一部分。说到演示实验，普陀区使用的上教版初中物理书中就有近50个，还不包括教师自己设计的实验。对于演示实验，学生要关注实验的条件（即在什么条件下进行的）、实验的过程（即分成哪几步完成实验的）、实验的现象（即教师在演示过程中你看到了什么）和实验的结论（即根据实验现象和数据如何归纳出结果）。1、情景分析题考查学生的观察和归纳能力。例题1（2004年中考第10小题）题目：某同学研究定滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如图3所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。比较(a)、(b)两图可知：_；比较(b)、(c)、(d)三图可知：_。答案：使用定滑轮提升重物可以改变用力方向，但不省力；使用定滑轮提升重物时，沿不同方向的拉力大小相等。例题2（2006年中考第10小题）题目：某同学通过实验研究物体受力情况与运动状态之间的关系。他设法测得密闭小瓶浸没在水中时所受浮力为1牛，然后装入适量的细沙，将总重为1牛的小瓶浸没在水中后放手，其运动状态如图（a）所示。接着他两次调整瓶内细沙的质量，重复上述实验，分别如图（b）（c）所示。请根据实验现象及相关条件，归纳得出初步结论。（1）由图（a）可知： ；（2）由图（b）和（c）可知： 。（a）静止 （b）向上运动 （c）向下运动答案：当物体受到平衡力时，运动状态不发生改变；当物体受力不平衡时，物体运动状态发生改变。例题3（2007年中考第10小题）题目： 如图 5 (a) 所示，木块与小车一起做匀速直线运动，当小车的运动状态发生变化时，木块的状态如图 5 (b) 所示。把木块换成盛有水的烧杯，重复上述过程，烧杯中水面的状态分别如图 5 (c) 和 (d) 所示。由图5(a)、(b)或图5(c)、(d)可知：小车运动状态变化的可能情况是 ( 请将两种可能的情况填写完整 )。得到上述结论是利用了木块和水都具有 的性质。答案：小车可能是在向右做匀速直线运动时突然减速，或则是在向左做匀速直线运动时突然加速；保持原由运动状态。上述三道题目都是以图示情景为载体的探究题。都来自于平时课堂教学中的演示实验，例题1的图都来自于上教版物理书简单机械一章第二节滑轮、例题2的图来自于上教版物理书浮力一章第三节物体的浮与沉、例题3的图来自于新教材的活动卡惯性一节。主要考查学生对实验现象的观察、比较、分析能力和归纳能力，同时也考查了学生的审题能力。例题2，由于题目条件中提到了小瓶浸没在水中受到浮力和装细沙小瓶的重力，所以大部分同学就想当然的从“浮沉条件”入手答题，导致不得分。其实题目一开始就清晰的写到“某同学通过实验研究物体受力情况与运动状态之间的关系”，而非“研究浸没在液体中物体的浮沉条件”。例题3，大部分考生能想到并写出：小车可能加速（或小车可能减速）两种情况，但是由于思考问题的不全面，以至于把判断为加速的前提条件“向左做匀速直线运动”，以及把判断为减速的前提条件“向右做匀速直线运动”给漏了，而不得分。2、“函数图像”考查学生用图像表示物理规律的能力。相比于“一期”的物理教材，运用函数图像表示物理规律，帮助学生构建物理概念是“二期”物理教材中的一个亮点。函数图像是一种比较直观的表示方法，可以把一些抽象的问题比较形象的表现出来。在初中教材中主要用到的是正比例函数图像，学生要理解的是图像所赋予的物理意义。例题4（2004年中考第28B小题）题目：某小组同学分别测出了甲、乙电动小车作直线运动的路程和时间，并依据数据作出了相应的路程时间图像，如图17(a)、(b)所示。(1)观察图17(a)可知，甲车在作_直线运动。甲车通过06米的路程所用时间为_秒。(2)观察图17(b)可知，在AB对应的时间段内，乙车通过的路程为_米。(3)比较图17(a)、(b)可知，甲车的速度_乙车的速度(选填“大于”、“等于”或“小于”)。答案：匀速直线运动；6；1.2；小于。本题主要考查学生对函数图像的阅读分析能力。 3、表格分析题考查学生理解能力和分析、归纳、概括物理规律的综合能力。每一个科学实验，通过测量必定会记录大量的实验数据。表格分析题考查的就是学生能否根据给出的数据，结合现象归纳出结论。中考试卷中出现表格分析题已有近十个年头，就以表一中列出的2004年2007年四年中出现的表格分析题来看，试题的答案从原来的书本上能找到现成的，逐步趋于由学生自己利用所学的方法来得到新的结论（即书本上没有现成答案），越来越强调学生根据实验现象和结论找寻物理现象的变化的规律的能力；与此同时表格分析题中通常还会渗透有科学研究方法的考查，最常见的方法就是“控制变量法”。例题5（2007年中考第20小题）题目：某研究性学习小组的同学将不同的实心物块浸没在液体中并松手后，发现有的物块上升至液面，有的物块下降至容器底部。为了研究实心物块的质量和体积对此现象的影响， 他们分别用甲、乙两种不同的液体做实验。表一、表二为该小组同学记录的实验数据及观察 到的实验现象。表一：液体甲（质量为 8.0 千克，体积为 8lO-3 米 3）实验序号物块质量(10-3千克)体积(10-6米3 )现象1A7.530上升至液面2B25.242上升至液面3C24.327上升至液面4D21.612下降至底部5E91.834下降至底部表二：液体乙 ( 质量为 6.4 千克 , 体积为 8lO-3 米3)实验序号物块质量(10-3千克)体积(10-6米3 )现象6A7.530上升至液面7B25.242上升至液面8C24.327下降至底部9D21.612下降至底部10E91.834下降至底部 (1) 小明同学分析比较实验序号 1与4 和 3与5 ( 或 6与9 和 6与10 )的数据及现象， 得出结论：在液体中，物块的上升和下降跟它的体积无关；跟它的质量有关，且质量小的物块上升，质量大的物块下降。小华同学分析比较实验序号 1与4 和 2与4 ( 或 6与8 和 7与8)的数据及现象，得出结 论：在液体中，物块的上升和下降跟它的质量无关；跟它的体积有关，且体积大的物块上升，体积小的物块下降。请判断：小明的结论是 的，小华的结论是 的。(均选填“正确”或“错误)(2) 请进一步综合分析表一、表二中的数据及现象，并归纳得出结论。当 时，液体中的物块就上升；当 时，液体中的物块就下降。答案：错误；错误；当物体的质量与体积的比值小于液体质量与体积的比值时；当物体的质量与体积的比值大于液体质量与体积的比值时。本题探究的是物体的浮沉原因。但是题目中并没有给出物体的重力和物体浸没在液体中时所受的浮力大小，所以不能通过比较“浮力与重力的大小关系”来判断浮与沉。而是要从现象“上浮”“下沉”着手思考：为什么1、2、3和6、7这五次实验物体都是上浮？为什么4、5和8、9、10这五次实验物体都是下沉？原因在于，1、2、3和6、7这五次实验中的共性点是物体的质量与体积的比值都是小于液体的质量与体积的比值（即运用比值法得出“M物/V物 M液/V野”）。另外学生在做第（1）小题的判断时，由于思考问题的不全面，通常会被它的表象所迷糊，认为两位同学的回答都是正确的。但细细看来，会发现两为都犯了同样的错误，那就是在研究其中一个因素时没有控制另外一个因素。最后我想对同学们说的是，学习物理不是靠死记硬背，学习物理的过程是一个思考和理解的过程。得到一条鱼，不如学会捕鱼的方法，因为后者是终生受用的一种技能。同样，学会了思考问题的方法，你就可以以不变应万变了。9