中考物理实验探究题赏析

陈 强

中考物理实验探究题赏析

陈 强

在物理课程中，实验和科学探究有着紧密的联系，实验是科学探究的重要方式之一，实验探究能力是实验教学的重要目标之一。《义务教育学科课程标准(2011年版)》指出：“应让学生通过设计实验、收集和分析实验数据等自主活动来提高其实验能力。”这不仅指明了实验探究能力的培养途径，也为实验探究能力的评价提供了参考和依据。纵观近几年全国各地的物理中考题，实验探究题在整个试卷中所占的分数比例有明显上升趋势，而且探究内容在立足教材、注重学生双基的基础上不断推陈出新，全面考查学生的综合运用能力、创新能力和独立解决问题的能力。现选取几道题与大家分享。

一、立足课本所学的基础知识，考查学生设计实验的能力

例1：(2011沈阳)炎热的夏天来啦！小明家买了一台电风扇。站在电风扇旁，小明觉得凉爽，于是他大胆猜想是不是电风扇降低了室内温度。为了验证猜想，他关上了门窗，并选取两支相同的温度计进行了如下的探究实验。下列步骤中有未完成的部分，请将其补充完整。

这一现象引发了小明的思考，为什么室温没有降低，而吹电风扇却觉得凉爽呢?小明联想到液体蒸发的知识。人体是通过汗液蒸发来调节体温的，人在吹电风扇时，汗液比平时蒸发得更快，所以感到凉爽。

为了证明吹电风扇能加快汗液蒸发吸热的速度，小明又进行了实验，他只增加一种物质，并且首先补充了一个步骤，然后重复前面实验的操作。请你将下表的内容补充完整。

分析：蒸发吸热是学生普遍掌握的基本知识，可本题却另辟蹊径，认为吹风扇凉爽可能是电风扇降低了室内温度，让学生设计实验来验证，旨在考查学生的实验设计能力。近几年，中考实验探究题侧重考查学生多方面的能力，而学生的实验设计能力一直是考查的重点，考查的具体方向有实验原理、实验器材的选择、实验电路图、实验步骤、实验记录表格、实验注意事项等。

答案：(1)分别放在靠近电风扇和远离电风扇的位置。

增加物质：水(酒精)。

补充步骤：将两支温度计的玻璃泡同时蘸取适量的水(酒精)。

分析论证：靠近电风扇的温度计的示数降低较快，远离电风扇的温度计的示数降低较慢。

二、重视实验方法，考察数据、图表的处理能力

例2：(2011陕西)某兴趣小组的学生观察到不同物体在空气中下落的速度不同，如石子比羽毛下落得快，于是他们联想到“物体在液体中下沉的速度与哪些因素有关”的问题，并作出以下猜想：

猜想一：物体下沉速度与物体质量、体积、形状有关。

猜想二：物体下沉速度与液体种类有关。

他们利用天平、秒表、长玻璃圆筒、体积和形状相同的小瓶，还有细沙、水、牛奶、食用油等器材和物品，进行探究实验，将能够下沉的物体从液面处由静止开始下沉，每次下沉深度均为0.3 m。记录的部分实验数据见表1。

表1

(1)物体在液体中下沉的深度相同时，通过比较物体的 判断下沉的速度。

(2)分析比较实验序号1，2，3(或4，5，6)的数据，可以得出的结论是：在其他条件相同时，___________________，物体下沉得越快。

(3)要想探究物体下沉速度与液体种类的关系，应选择实验序号为 的三组数据，进行分析比较。

(4)分析比较实验序号7，8，9的数据可知，物体下沉速度还与 有关。

(5)图1所示为物体分别在3种液体中下沉时间与其质量的关系图像，其中，反映物体在食用油中下沉时间与质量关系的图像是 。

图1

分析：本题主要考查学生对控制变量方法的运用情况及对表格数据的分析能力。控制变量法是初中物理最常用的实验探究方法，是历年中考的必考项目。而图表类试题则是考查学生应用图像、图形、表格对实验数据进行处理的能力，是近几年中考颇为流行的考查方式，它具有考查能力要求高、综合性强的特点，因此建议教学过程中要设计这方面题型的专题练习，以便培养学生的推理、分析、比较能力。

答案：(1)下沉时间。(2)物体的质量越大。(3)1，4，7(或2，5，8，或3，6，9)。(4)小瓶表面是否粘油。(5)c。

三、密切联系生活，考查学生对物理过程与物理方法的掌握

图2

方案设计：

(1)用刻度尺测出吸盘的直径D；

(2)将吸盘四周沾上水，挤出里面的空气并压在光滑的水平地面上；

(3)用力竖直向上拉吸盘柄，直到吸盘脱离地面，根据经验估测拉托吸盘所需拉力的大小F；

(4)计算出当地大气压强。

评估交流：洋洋说：“我们的实验原理是 ，操作过程规范，较方便地估测出了大气压强。”瑞瑞说：“在操作过程中，我发现存在 、 等问题，尽管我们的操作规范，但估测的结果误差较大。”洋洋认真思考后，同意了瑞瑞的意见，然后，他们继续一起探讨方案改进的问题，尽量减少测量误差。

根据洋洋和瑞瑞的实验记录及自我评估情况，请你回答：洋洋和瑞瑞测出的大气压强P= (用字母表示)；实验时洋洋将吸盘四周沾上水，这样做的目的是 ；要准确测量，应该利用课本中介绍的 进行测量。

分析：本题体现了“从生活走向物理”的理念，突出了对物理过程与方法的考查。中考物理试题标准明确强调对物理“过程与方法”的考查，强化学生对物理概念、规律、过程及方法的理解与内化，学生只有深刻领会物理过程，掌握、了解问题的正确方法，才能切实领会物理概念的内涵，灵活运用物理知识来解决实际问题。

本文将户用沼气池的生命周期分为6个阶段，并在建立评价模型时做了如下简化和假设：①沼气池建设阶段，即沼气池动工建设到正式投入使用的过程。本研究未考虑沼气池报废拆除。②沼气发酵原料获取阶段，考虑到秸秆，畜禽粪便属于农业废弃物，本文计算中不记入秸秆种植和收割过程的能量消耗和环境排放。③沼气发酵原料运输阶段，考虑到户用沼气池的发酵原料都是就近取材，因此本文在计算中不考虑发酵原料运输阶段的能量消耗和环境排放。④发酵产气阶段，即投入发酵原料到产出沼气的过程。⑤沼气输出和使用阶段，即沼气从发酵系统运送到农户家并投入使用的过程。⑥沼液沼渣使用阶段。系统边界如图1所示。

四、一题多变，考查学生综合运用知识的能力

例4：(2011威海)小刚想测一个实心塑料球的密度，但是发现塑料球放在水中会漂浮在水面上，无法测出它的体积。小刚设计了以下实验步骤。

图3

A用天平测量塑料球的质量，天平平衡时如图3a所示，记录塑料球质量为m；

B把适量的水倒进量筒中(如图3b所示)，记录此时水的体积为V1；

C用细线在塑料球下吊一个小铁块放入水中，静止时如图3c所示，记录此时量筒的示数为V2；

D把小铁块单独放入水中，静止时如图3d所示，记录此时量筒的示数为V3；

E利用密度公式计算出结果。

根据上述实验过程，回答下列问题：

(1)实验中使用天平测出塑料球的质量m=______g，塑料球的体积V＝______cm3，计算出塑料球的密度ρ＝_________g/cm3。

(2)实验拓展：本实验中若不用天平，只在B，C，D三个步骤中增加一个步骤也可以测出塑料球的密度。请你写出这个操作步骤________________________。

(3)根据你补充的步骤，写出计算塑料球密度的表达式__________________。(用字母表示，水的密度为ρ水)

分析：此题乍一看是常规测量密度小于水的物体的密度，考查的是比较基础的知识，但此题在第二部分增加了难度，要用到浮力相关的知识来解决密度问题，全面考查了学生综合运用知识的能力。每年的中考前夕，为了能更好地迎战中考，题海战术可能仍旧是一些教师的法宝，怎样才能做到事半功倍，让学生不再成为时间的奴隶，教师精选试题不失为一种高效的手段，此题或许值得我们一鉴。

答案：

(1)11.2，20，0.56；

(2)将塑料球放入图3b所示的量筒内使其漂浮在水面上，读出量筒示数V4；

五、结束语

近几年中考物理实验探究题突出体现了试题的综合性、新颖性、探索性、开放性，通过探究过程，考查学生在平时的实验探究过程中有没有养成良好的科学精神和科学态度。这就要求物理教师在教学过程中，要认真领会课程标准的精神和要求，真正按照物理学科的特点来开展教学，重视物理实验教学，重视科学探究教学，重视创造条件，让学生通过动手做试验去亲自探究。只有这样，物理教学才算回归了本初，才能真正培养学生的物理能力，促进学生科学素养的健康发展。

[1] 2011年全国中考物理试题压强专题分类解析[EB/OL].http://www.5ykj.com.

[2] 2012届中考物理复习往年全国各地试题分类解析:质量和密度 [EB/OL]. http://www.5ykj.com/.

2012-03-28

陈强，本科，中教二级。

湖北省十堰市武当山特区中学。