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專題二十 實驗題第2課時實驗方案設計與評估 為了驗證猜想 需要通過觀察收集信息 通過測量獲取數(shù)據(jù) 科學的觀察和測量一般就要使用科學的手段和工具 就要設計和實施科學實驗 這也是科學探究有別于其它一般探究的一個重要方面 設計性實驗題具有綜合性 開放性 探索性和創(chuàng)造性等特點 是中考對考生實驗能力要求提高的體現(xiàn) 設計實驗方案的題目主要有以下幾種 1 給出器材讓學生選定 完成方案設計 2 自選器材完成規(guī)定的實驗 此類題目常要求學生寫出實驗步驟 實驗現(xiàn)象 實驗過程中需測物理量 待測物理量表達式 或?qū)嶒灲Y論 題目多以用轉(zhuǎn)換法將不易測量的量通過易測量的量來間接體現(xiàn)或用控制變量法驗證某個猜想是否正確 對評估能力考查的基本要求是 1 有評估探究過程和探究結果的意識 2 能注意假設與探究結果間的差異 3 能注意探究活動中未解決的矛盾 發(fā)現(xiàn)新的問題 4 嘗試改進探究方案 考點1 力學實驗 命題點 力學實驗主要考查測量物質(zhì)的密度 探究影響摩擦力大小的因素 探究壓力的作用效果 探究影響液體壓強的因素 探究杠桿的平衡條件 探究影響浮力大小的因素和機械效率的探究等實驗上 考查的重點在儀器的使用及讀數(shù) 操作過程的分析及結果的評價分析 例1 2015 漳州 1 在 測量藥瓶玻璃的密度 實驗中 提供的器材有 天平 量筒 薄玻璃藥瓶 可放入量筒中 水 細長鐵絲 1 首先把天平放在水平桌面上 然后將移至稱量標尺左端的 0 刻度線上 若發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)情況如圖甲所示 應將天平的平衡螺母向調(diào) 選填 右 或 左 直至指針尖對準分度標尺的中央刻度線 2 用已調(diào)節(jié)好的天平測量空瓶的質(zhì)量 當天平平衡時 右盤中砝碼質(zhì)量和稱量標尺上的示數(shù)值如圖乙所示 空瓶的質(zhì)量m g 3 不使用天平 利用其余的器材 請設計一個方案測量空瓶的質(zhì)量并寫出質(zhì)量表達式 水的密度用 水表示 4 請設計一個方案測量空瓶的玻璃體積并寫出體積表達 5 若測出空瓶的玻璃體積為5cm3 請根據(jù) 2 中天平測出的空瓶質(zhì)量 計算玻璃的密度 g cm3 答案 1 游碼左 2 12方案 在量筒中裝入適量的水 記下示數(shù)V1 把空藥瓶輕輕放入量筒中 空瓶在水中漂浮 記下示數(shù)V2 質(zhì)量表達式 m 水 V2 V1 方案 在量筒中裝入適量的水 記下示數(shù)V3 把空藥瓶輕輕放入量筒中 用細鐵絲把空瓶頂入水中浸沒并裝滿水 記下示數(shù)V4 體積表達式 V V4 V3 5 2 4 考點2 光學實驗 命題點 光學實驗題主要集中在一些基本的光現(xiàn)象和重點實驗上 如平面鏡成像和凸透鏡成像等 例2 南通 中考 在利用太陽光測量凸透鏡的焦距后 小華將凸透鏡正對著太陽 發(fā)現(xiàn)把火柴頭放在凸透鏡焦點處一段時間后 火柴會被點燃 他想進一步探究不同的透鏡對火柴的點燃效果有什么不同 和同學們討論后 他們提出了以下三種猜想 猜想1 凹透鏡也能點燃火柴 猜想2 點燃火柴的快慢與凸透鏡的焦距大小有關 猜想3 點燃火柴的快慢與凸透鏡的直徑大小有關 1 根據(jù)所學知識 他們經(jīng)過討論 判斷猜想1是錯誤的 你認為他們判斷的依據(jù)是 2 為了驗證猜想2是否正確 他們選用直徑相同而焦距不等的凸透鏡進行多次實驗 發(fā)現(xiàn)火柴被點燃的時間基本相等 這說明猜想2是的 3 請設計一個簡單實驗 驗證猜想3是否正確 簡述你的實驗方案 簡要做法 如何判斷 答案 1 凹透鏡對太陽光有發(fā)散作用 不能點燃火柴 2 錯誤 3 用直徑不等的凸透鏡做實驗 測量火柴被點燃的時間 只要提到 不同直徑 和 測量時間 等關鍵詞就算正確 如果各次實驗測量的點燃時間不等 則猜想正確 反之則錯誤 考點3 熱學實驗 命題點 熱學實驗主要考查的內(nèi)容有 用溫度計測量物體的溫度 探究固體熔化時溫度的變化規(guī)律 觀察水的沸騰現(xiàn)象 比較不同物質(zhì)的吸熱能力等 例3 2015 北京 小林做 碘的升華 實驗時 用酒精燈直接對放有少量固態(tài)碘的碘升華管加熱 如圖所示 發(fā)現(xiàn)碘升華管內(nèi)出現(xiàn)紫色的碘蒸氣 小林認為碘從固態(tài)變成了氣態(tài) 是升華現(xiàn)象 小紅查閱資料發(fā)現(xiàn) 常壓下 碘的熔點為113 60 碘的沸點為184 25 酒精燈火焰的溫度約400 根據(jù)這些資料 小紅認為小林所做的實驗中 碘可能經(jīng)歷了由固態(tài)到液態(tài)再到氣態(tài)的變化過程 小林的實驗并不能得出碘升華的結論 請針對小紅的質(zhì)疑 設計一個實驗 證明碘能從固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài) 可以選用上述器材或補充必要的輔助器材 寫出實驗方案并簡要說明 答案 補充器材 燒杯 水 石棉網(wǎng) 鐵架臺 利用水浴法加熱的方式 在燒杯中放入適量的熱水 將裝有固態(tài)碘的碘升華管浸入熱水中進行加熱 加熱一段時間后管內(nèi)出現(xiàn)紫色的碘蒸氣 因為熱水的溫度低于碘的熔點 所以碘在這個過程中不會熔化 所以出現(xiàn)碘蒸氣一定時碘直接從固態(tài)變成了氣態(tài) 考點4 電學實驗 命題點 電學實驗是全國各地每年中考必考內(nèi)容 主要考查的實驗是測電阻和小燈泡的電功率 考查的重點在于連接或設計實驗電路圖 連接實物電路圖 電表的讀數(shù)和結果計算 實驗過程中的分析和結果的評估 例4 2015 荷澤 在答題卡相應位置作答 1 王師傅修理電視機時 發(fā)現(xiàn)15 和25 的兩個電阻的標稱看不清了 請你幫他設計一個能夠鑒別電阻阻值大小的最簡單電路 電源使用舊的干電池 畫在答題卡相應位置的虛線框內(nèi) 2 王師傅懷疑廠家生產(chǎn)的定值電阻的阻值有誤差 為進一步測量15 電阻的阻值 在你設計的最簡電路圖甲的基礎上 你的修改是 小明用額定電壓3 8V的小燈泡替換15 的定值電阻 重新做實驗 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的小燈泡和定值電阻的U I圖象如圖乙所示 小燈泡的U I圖象是 比較L1和L的兩條圖線 提出一個問題 并解答 答案 1 2分 沒有開關不得分 加上電壓表 只要正確不扣分 答案如下圖所示A 2 再在待測電阻兩端并聯(lián)一只電壓表 L提出的問題 為什么小燈泡的U I圖線不是直線 解答 因為小燈泡的燈絲電阻隨溫度的升高而增大