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1、第 3 課時(shí) 探究型實(shí)驗(yàn)所謂探究型實(shí)驗(yàn),就是首先對(duì)某種物理現(xiàn)象提出問題,然后依據(jù)一定的方法選擇實(shí)驗(yàn)器材、確定實(shí)驗(yàn)方案,最后對(duì)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或現(xiàn)象進(jìn)行正確的處理,從而得到正確的結(jié)論這類試題綜合考查了學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析歸納等實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,難度較大 探究型實(shí)驗(yàn)題的復(fù)習(xí)應(yīng)以典型探究型實(shí)驗(yàn)為例,從科學(xué)探究要素出發(fā),培養(yǎng)學(xué)生猜想、設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析論證等方面的能力題型 1 探究平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系【例 1】(2012 年萊蕪)某同學(xué)在“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中,取兩段等長的蠟燭 A 和 B,點(diǎn)燃玻璃板前的蠟燭 A,觀察玻璃板后的像,如圖 431 所示圖 431(1)平面鏡成像的原理是_(
2、2)點(diǎn)燃蠟燭 A,小心地移動(dòng)蠟燭 B,直到與蠟燭 A 的像完全重合為止,這樣做既確定了像的位置又驗(yàn)證了_(3)移去蠟燭 B,并在其原所在位置上放一光屏,則光屏_(填“能”或“不能”)承接到蠟燭 A 的燭焰的像(4)做完實(shí)驗(yàn)后,某同學(xué)總結(jié)了一些關(guān)于平面鏡成像的知識(shí),其中不準(zhǔn)確的是()A將蠟燭向玻璃板靠近,像的大小不變B將蠟燭和像所在的位置用直線連接,連線跟玻璃板垂直C當(dāng)蠟燭與玻璃板的距離為 10 cm 時(shí),像和物相距 20 cmD將玻璃板換成平面鏡,成像更清晰,更有利于進(jìn)行成像特點(diǎn)的探究思維點(diǎn)撥:平面鏡成虛像,光屏上無法接收到答案:(1)光的反射 (2)像與物大小相同 (3)不能 (4)D題型
3、2 探究導(dǎo)體消耗的電功率與導(dǎo)體的電阻的關(guān)系【例 2】(2011 年濟(jì)寧)電流做功跟電壓、電流和通電時(shí)間三個(gè)因素都有關(guān)李明同學(xué)要通過實(shí)驗(yàn)探究電功與電壓的關(guān)系,他選用的器材如圖 432 所示其中甲、乙兩容器完全相同,電阻絲 R1 的阻值大于電阻絲 R2 的阻值圖 432(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線,幫他把實(shí)驗(yàn)電路連接完整(2)他在該實(shí)驗(yàn)中選用兩根阻值不同的電阻絲,其目的是_(3) 在 這 個(gè) 實(shí) 驗(yàn) 中 , 李 明 是 通 過 觀 察 比 較_來比較電流做功多少的電流通過電阻絲_(填“R1”或“R2”)做的功多(4) 由 這 個(gè) 實(shí) 驗(yàn) 可 以 得 到 的 結(jié) 論 是 :_.思維點(diǎn)撥:電流做功跟電壓
4、、電流和通電時(shí)間三個(gè)因素都有關(guān),要探究電功跟電壓的關(guān)系,必須控制電流和通電時(shí)間相同,所以兩個(gè)電阻要串聯(lián)電流做功的多少不能直接測量出來,但可以利用轉(zhuǎn)換法知道電功的多少,如可從溫度計(jì)示數(shù)的變化來知道電功的多少答案:(1)如圖 44 所示(2)使 R1、 R2 兩端的電壓不同(3)溫度計(jì)示數(shù)的變化R1(4)在電流、通電時(shí)間一定時(shí),電壓越高,電流做的功越多圖 44題型 3 探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟哪些因素有關(guān)【例 3】如圖 433 所示,是某學(xué)習(xí)小組同學(xué)設(shè)計(jì)的“研究影響通電螺線管磁性強(qiáng)弱的因素”的實(shí)驗(yàn)電路圖,下表是該組同學(xué)所做實(shí)驗(yàn)的記錄圖 433(1) 增 大 通 電 螺 線 管 的 電 流 ,滑動(dòng)變阻
5、器的滑片應(yīng)向_(填“左”或 “右”)移動(dòng)(2)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)無鐵芯組實(shí)驗(yàn)中沒有吸引起大頭針,那么通電螺線管到底有沒有磁性呢?他們通過其他方法驗(yàn)證了這幾次都是有磁性的他們采用的方法可能是大頭針換成 _.通電螺線管中有無鐵芯無鐵芯有鐵芯線圈匝數(shù)50匝50匝實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456電流/A0.81.21.50.81.21.5吸引大頭針的最多數(shù)目/枚000358(3)在與同學(xué)們交流討論時(shí),另一組的同學(xué)提出一個(gè)新問題:“當(dāng)線圈中的電流和匝數(shù)一定時(shí),通電螺線管的磁性強(qiáng)弱是否還與線圈內(nèi)的鐵芯大小(粗細(xì))有關(guān)?”現(xiàn)有大小不同的兩根鐵芯,請(qǐng)根據(jù)你的猜想并利用本題電路,寫出你驗(yàn)證猜想的簡要操作方案:思維點(diǎn)撥:沒有放入鐵芯
6、的通電螺線管,磁性很弱,無法吸起大頭針,但可以使小磁針偏轉(zhuǎn)在研究通電螺線管的磁性強(qiáng)弱是否還與線圈內(nèi)的鐵芯大小(粗細(xì))有關(guān)時(shí),一定要控制電流的大小和線圈的匝數(shù)相同答案:(1)左(2)小磁針(或細(xì)鐵屑)(3)按本題電路圖接好電路,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片于一定的位置,首先放入大的鐵芯,觀察被吸引的數(shù)目,記錄數(shù)據(jù);再放入小的鐵芯,觀察被吸引的數(shù)目,記錄數(shù)據(jù),兩者進(jìn)行比較題型 4 探究動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān)【例 4】圖 434 所示的是“探究動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖 434(1)實(shí)驗(yàn)中通過觀察_的大小,來判斷小球動(dòng)能的大小(2)實(shí)驗(yàn)中為了研究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系,需要控制小球撞擊時(shí)的速度不
7、變,具體的控制方法是_.(3)質(zhì)量和速度誰對(duì)動(dòng)能的影響較大呢?小文所在的物理興趣小組借助速度傳感器和其他儀器得出了兩組數(shù)據(jù)如表一和表二所示表一(鋼球撞擊時(shí)的速度為 v8 cm/s)序號(hào)鋼球質(zhì)量m/g木塊滑行距離s/cm1 100 102 200 203 300 30表二(鋼球質(zhì)量為 m100 g)分析這兩組數(shù)據(jù)可以得出:_對(duì)物體的動(dòng)能影響較大依據(jù)是_.序號(hào)鋼球撞擊速度v/(cms1)木塊滑行距離s/cm18 10216 40324 90思維點(diǎn)撥:木塊滑行的距離越大,說明鋼球的動(dòng)能越大動(dòng)能的大小跟質(zhì)量和速度有關(guān),分析表一數(shù)據(jù)可以知道,動(dòng)能的大小跟物體的質(zhì)量成正比;分析表二數(shù)據(jù)可以知道,動(dòng)能的大小
8、跟物體的速度的平方成正比答案:(1)木塊滑行的距離(2)讓小球從同一高度自由滾下(3)速度質(zhì)量每增加一倍,動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?2 倍,速度每增加一倍,動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?4 倍題型 5 探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)【例 5】在探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中,進(jìn)行了如圖 435 所示的操作:圖 435(1)實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)調(diào)整 U 形管壓強(qiáng)計(jì),使左右兩邊玻璃管中的液面_(2)甲、乙兩圖是探究液體壓強(qiáng)與_的關(guān)系(3)要探究液體壓強(qiáng)與盛液體的容器形狀是否有關(guān),應(yīng)選擇:_兩圖進(jìn)行對(duì)比,結(jié)論是:液體壓強(qiáng)與盛液體的容器形狀_(4)要探究液體壓強(qiáng)與密度的關(guān)系,應(yīng)選用_兩個(gè)圖進(jìn)行對(duì)比(5)在圖丙中,固定 U 形管壓強(qiáng)計(jì)金屬盒的橡皮膜在鹽
9、水中的深度,使金屬盒處于:向上、向下、向左、向右等方位,這是為了探究同一深度處,液體_的壓強(qiáng)大小關(guān)系思維點(diǎn)撥:在探究液體壓強(qiáng)跟液體密度、深度和容器形狀是否有關(guān)時(shí),要體現(xiàn)控制變量的思想答案:(1)相平 (2)深度 (3)丙丁 無關(guān) (4)乙、丙(5)各個(gè)方向上題型 6 通過實(shí)驗(yàn)理解比熱容的概念【例 6】同學(xué)們?cè)谧觥氨容^水和沙子的吸熱能力”實(shí)驗(yàn)的場景如圖 436 所示,他們說該實(shí)驗(yàn)有兩種探究方法圖 436(1)實(shí)驗(yàn)方法一的設(shè)計(jì)如圖中所示:在實(shí)驗(yàn)中,加熱相同時(shí)間的目的是_;請(qǐng)你指出該同學(xué)的設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)裝置中的錯(cuò)誤和不足(2)請(qǐng)你設(shè)計(jì)出第二種實(shí)驗(yàn)方法:寫出該實(shí)驗(yàn)方法所需要的測量儀器_;請(qǐng)寫出設(shè)計(jì)思路思維點(diǎn)撥:水和沙子吸收的熱量來源于酒精燈放出的熱量,吸收相同的熱量,就需要加熱相同的時(shí)間;實(shí)驗(yàn)時(shí)要采取控制變量法保證水和沙子的質(zhì)量和初溫相同;水和沙子的溫度用溫度計(jì)來測量答案:(1)使水和沙子吸收相等的熱量錯(cuò)誤是:沒有控制水和沙子質(zhì)量相等、初溫相同不足是:沒有測量水和沙子溫度的儀器(2)天平、溫度計(jì)(秒表)在兩個(gè)相同的金屬盒內(nèi),加入初溫與質(zhì)量均相同的水和沙子,用酒精燈加熱至相同末溫,比較加熱時(shí)間,就能比較它們的吸熱能力