中考物理實驗探究題賞析

陳 強

中考物理實驗探究題賞析

陳 強

在物理課程中，實驗和科學探究有著緊密的聯系，實驗是科學探究的重要方式之一，實驗探究能力是實驗教學的重要目標之一。《義務教育學科課程標準(2011年版)》指出：“應讓學生通過設計實驗、收集和分析實驗數據等自主活動來提高其實驗能力。”這不僅指明了實驗探究能力的培養途徑，也為實驗探究能力的評價提供了參考和依據。縱觀近幾年全國各地的物理中考題，實驗探究題在整個試卷中所占的分數比例有明顯上升趨勢，而且探究內容在立足教材、注重學生雙基的基礎上不斷推陳出新，全面考查學生的綜合運用能力、創新能力和獨立解決問題的能力。現選取幾道題與大家分享。

一、立足課本所學的基礎知識，考查學生設計實驗的能力

例1：(2011沈陽)炎熱的夏天來啦！小明家買了一臺電風扇。站在電風扇旁，小明覺得涼爽，于是他大膽猜想是不是電風扇降低了室內溫度。為了驗證猜想，他關上了門窗，并選取兩支相同的溫度計進行了如下的探究實驗。下列步驟中有未完成的部分，請將其補充完整。

這一現象引發了小明的思考，為什么室溫沒有降低，而吹電風扇卻覺得涼爽呢?小明聯想到液體蒸發的知識。人體是通過汗液蒸發來調節體溫的，人在吹電風扇時，汗液比平時蒸發得更快，所以感到涼爽。

為了證明吹電風扇能加快汗液蒸發吸熱的速度，小明又進行了實驗，他只增加一種物質，并且首先補充了一個步驟，然后重復前面實驗的操作。請你將下表的內容補充完整。

分析：蒸發吸熱是學生普遍掌握的基本知識，可本題卻另辟蹊徑，認為吹風扇涼爽可能是電風扇降低了室內溫度，讓學生設計實驗來驗證，旨在考查學生的實驗設計能力。近幾年，中考實驗探究題側重考查學生多方面的能力，而學生的實驗設計能力一直是考查的重點，考查的具體方向有實驗原理、實驗器材的選擇、實驗電路圖、實驗步驟、實驗記錄表格、實驗注意事項等。

答案：(1)分別放在靠近電風扇和遠離電風扇的位置。

增加物質：水(酒精)。

補充步驟：將兩支溫度計的玻璃泡同時蘸取適量的水(酒精)。

分析論證：靠近電風扇的溫度計的示數降低較快，遠離電風扇的溫度計的示數降低較慢。

二、重視實驗方法，考察數據、圖表的處理能力

例2：(2011陜西)某興趣小組的學生觀察到不同物體在空氣中下落的速度不同，如石子比羽毛下落得快，于是他們聯想到“物體在液體中下沉的速度與哪些因素有關”的問題，并作出以下猜想：

猜想一：物體下沉速度與物體質量、體積、形狀有關。

猜想二：物體下沉速度與液體種類有關。

他們利用天平、秒表、長玻璃圓筒、體積和形狀相同的小瓶，還有細沙、水、牛奶、食用油等器材和物品，進行探究實驗，將能夠下沉的物體從液面處由靜止開始下沉，每次下沉深度均為0.3 m。記錄的部分實驗數據見表1。

表1

(1)物體在液體中下沉的深度相同時，通過比較物體的 判斷下沉的速度。

(2)分析比較實驗序號1，2，3(或4，5，6)的數據，可以得出的結論是：在其他條件相同時，___________________，物體下沉得越快。

(3)要想探究物體下沉速度與液體種類的關系，應選擇實驗序號為 的三組數據，進行分析比較。

(4)分析比較實驗序號7，8，9的數據可知，物體下沉速度還與 有關。

(5)圖1所示為物體分別在3種液體中下沉時間與其質量的關系圖像，其中，反映物體在食用油中下沉時間與質量關系的圖像是 。

圖1

分析：本題主要考查學生對控制變量方法的運用情況及對表格數據的分析能力。控制變量法是初中物理最常用的實驗探究方法，是歷年中考的必考項目。而圖表類試題則是考查學生應用圖像、圖形、表格對實驗數據進行處理的能力，是近幾年中考頗為流行的考查方式，它具有考查能力要求高、綜合性強的特點，因此建議教學過程中要設計這方面題型的專題練習，以便培養學生的推理、分析、比較能力。

答案：(1)下沉時間。(2)物體的質量越大。(3)1，4，7(或2，5，8，或3，6，9)。(4)小瓶表面是否粘油。(5)c。

三、密切聯系生活，考查學生對物理過程與物理方法的掌握

圖2

方案設計：

(1)用刻度尺測出吸盤的直徑D；

(2)將吸盤四周沾上水，擠出里面的空氣并壓在光滑的水平地面上；

(3)用力豎直向上拉吸盤柄，直到吸盤脫離地面，根據經驗估測拉托吸盤所需拉力的大小F；

(4)計算出當地大氣壓強。

評估交流：洋洋說：“我們的實驗原理是 ，操作過程規范，較方便地估測出了大氣壓強。”瑞瑞說：“在操作過程中，我發現存在 、 等問題，盡管我們的操作規范，但估測的結果誤差較大。”洋洋認真思考后，同意了瑞瑞的意見，然后，他們繼續一起探討方案改進的問題，盡量減少測量誤差。

根據洋洋和瑞瑞的實驗記錄及自我評估情況，請你回答：洋洋和瑞瑞測出的大氣壓強P= (用字母表示)；實驗時洋洋將吸盤四周沾上水，這樣做的目的是 ；要準確測量，應該利用課本中介紹的 進行測量。

分析：本題體現了“從生活走向物理”的理念，突出了對物理過程與方法的考查。中考物理試題標準明確強調對物理“過程與方法”的考查，強化學生對物理概念、規律、過程及方法的理解與內化，學生只有深刻領會物理過程，掌握、了解問題的正確方法，才能切實領會物理概念的內涵，靈活運用物理知識來解決實際問題。

本文將戶用沼氣池的生命周期分為6個階段，并在建立評價模型時做了如下簡化和假設：①沼氣池建設階段，即沼氣池動工建設到正式投入使用的過程。本研究未考慮沼氣池報廢拆除。②沼氣發酵原料獲取階段，考慮到秸稈，畜禽糞便屬于農業廢棄物，本文計算中不記入秸稈種植和收割過程的能量消耗和環境排放。③沼氣發酵原料運輸階段，考慮到戶用沼氣池的發酵原料都是就近取材，因此本文在計算中不考慮發酵原料運輸階段的能量消耗和環境排放。④發酵產氣階段，即投入發酵原料到產出沼氣的過程。⑤沼氣輸出和使用階段，即沼氣從發酵系統運送到農戶家并投入使用的過程。⑥沼液沼渣使用階段。系統邊界如圖1所示。

四、一題多變，考查學生綜合運用知識的能力

例4：(2011威海)小剛想測一個實心塑料球的密度，但是發現塑料球放在水中會漂浮在水面上，無法測出它的體積。小剛設計了以下實驗步驟。

圖3

A用天平測量塑料球的質量，天平平衡時如圖3a所示，記錄塑料球質量為m；

B把適量的水倒進量筒中(如圖3b所示)，記錄此時水的體積為V1；

C用細線在塑料球下吊一個小鐵塊放入水中，靜止時如圖3c所示，記錄此時量筒的示數為V2；

D把小鐵塊單獨放入水中，靜止時如圖3d所示，記錄此時量筒的示數為V3；

E利用密度公式計算出結果。

根據上述實驗過程，回答下列問題：

(1)實驗中使用天平測出塑料球的質量m=______g，塑料球的體積V＝______cm3，計算出塑料球的密度ρ＝_________g/cm3。

(2)實驗拓展：本實驗中若不用天平，只在B，C，D三個步驟中增加一個步驟也可以測出塑料球的密度。請你寫出這個操作步驟________________________。

(3)根據你補充的步驟，寫出計算塑料球密度的表達式__________________。(用字母表示，水的密度為ρ水)

分析：此題乍一看是常規測量密度小于水的物體的密度，考查的是比較基礎的知識，但此題在第二部分增加了難度，要用到浮力相關的知識來解決密度問題，全面考查了學生綜合運用知識的能力。每年的中考前夕，為了能更好地迎戰中考，題海戰術可能仍舊是一些教師的法寶，怎樣才能做到事半功倍，讓學生不再成為時間的奴隸，教師精選試題不失為一種高效的手段，此題或許值得我們一鑒。

答案：

(1)11.2，20，0.56；

(2)將塑料球放入圖3b所示的量筒內使其漂浮在水面上，讀出量筒示數V4；

五、結束語

近幾年中考物理實驗探究題突出體現了試題的綜合性、新穎性、探索性、開放性，通過探究過程，考查學生在平時的實驗探究過程中有沒有養成良好的科學精神和科學態度。這就要求物理教師在教學過程中，要認真領會課程標準的精神和要求，真正按照物理學科的特點來開展教學，重視物理實驗教學，重視科學探究教學，重視創造條件，讓學生通過動手做試驗去親自探究。只有這樣，物理教學才算回歸了本初，才能真正培養學生的物理能力，促進學生科學素養的健康發展。

[1] 2011年全國中考物理試題壓強專題分類解析[EB/OL].http://www.5ykj.com.

[2] 2012屆中考物理復習往年全國各地試題分類解析:質量和密度 [EB/OL]. http://www.5ykj.com/.

2012-03-28

陳強，本科，中教二級。

湖北省十堰市武當山特區中學。