專題二十 實(shí)驗(yàn)題第2課時(shí)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評估 為了驗(yàn)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(xué)的觀察和測量一般就要使用科學(xué)的手段和工具 就要設(shè)計(jì)和實(shí)施科學(xué)實(shí)驗(yàn) 這也是科學(xué)探究有別于其它一般探究的一個(gè)重要方面 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題具有綜合性 開放性 探索性和創(chuàng)造性等特點(diǎn) 是中考對考生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ筇岣叩捏w現(xiàn) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的題目主要有以下幾種 1 給出器材讓學(xué)生選定 完成方案設(shè)計(jì) 2 自選器材完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn) 此類題目常要求學(xué)生寫出實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)過程中需測物理量 待測物理量表達(dá)式 或?qū)嶒?yàn)結(jié)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(yàn)證某個(gè)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(jié)果的意識(shí) 2 能注意假設(shè)與探究結(jié)果間的差異 3 能注意探究活動(dòng)中未解決的矛盾 發(fā)現(xiàn)新的問題 4 嘗試改進(jìn)探究方案 考點(diǎn)1 力學(xué)實(shí)驗(yàn) 命題點(diǎn) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)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(qiáng)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(jī)械效率的探究等實(shí)驗(yàn)上 考查的重點(diǎn)在儀器的使用及讀數(shù) 操作過程的分析及結(jié)果的評價(jià)分析 例1 2015 漳州 1 在 測量藥瓶玻璃的密度 實(shí)驗(yàn)中 提供的器材有 天平 量筒 薄玻璃藥瓶 可放入量筒中 水 細(xì)長鐵絲 1 首先把天平放在水平桌面上 然后將移至稱量標(biāo)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(yīng)將天平的平衡螺母向調(diào) 選填 右 或 左 直至指針尖對準(zhǔn)分度標(biāo)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(dāng)天平平衡時(shí) 右盤中砝碼質(zhì)量和稱量標(biāo)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?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)方案測量空瓶的質(zhì)量并寫出質(zhì)量表達(dá)式 水的密度用 水表示 4 請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)方案測量空瓶的玻璃體積并寫出體積表達(dá) 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(jì)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(dá)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(xì)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(dá)式 V V4 V3 5 2 4 考點(diǎn)2 光學(xué)實(shí)驗(yàn) 命題點(diǎn) 光學(xué)實(shí)驗(yàn)題主要集中在一些基本的光現(xiàn)象和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)處一段時(shí)間后 火柴會(huì)被點(diǎn)燃 他想進(jìn)一步探究不同的透鏡對火柴的點(diǎn)燃效果有什么不同 和同學(xué)們討論后 他們提出了以下三種猜想 猜想1 凹透鏡也能點(diǎn)燃火柴 猜想2 點(diǎn)燃火柴的快慢與凸透鏡的焦距大小有關(guān) 猜想3 點(diǎn)燃火柴的快慢與凸透鏡的直徑大小有關(guān) 1 根據(jù)所學(xué)知識(shí) 他們經(jīng)過討論 判斷猜想1是錯(cuò)誤的 你認(rèn)為他們判斷的依據(jù)是 2 為了驗(yàn)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(jìn)行多次實(shí)驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)火柴被點(diǎn)燃的時(shí)間基本相等 這說明猜想2是的 3 請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證猜想3是否正確 簡述你的實(shí)驗(yàn)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(diǎn)燃火柴 2 錯(cuò)誤 3 用直徑不等的凸透鏡做實(shí)驗(yàn) 測量火柴被點(diǎn)燃的時(shí)間 只要提到 不同直徑 和 測量時(shí)間 等關(guān)鍵詞就算正確 如果各次實(shí)驗(yàn)測量的點(diǎn)燃時(shí)間不等 則猜想正確 反之則錯(cuò)誤 考點(diǎn)3 熱學(xué)實(shí)驗(yàn) 命題點(diǎn) 熱學(xué)實(shí)驗(yàn)主要考查的內(nèi)容有 用溫度計(jì)測量物體的溫度 探究固體熔化時(shí)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(shí)驗(yàn)時(shí) 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(rèn)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(diǎn)為113 60 碘的沸點(diǎn)為184 25 酒精燈火焰的溫度約400 根據(jù)這些資料 小紅認(rèn)為小林所做的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)并不能得出碘升華的結(jié)論 請針對小紅的質(zhì)疑 設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn) 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(bǔ)充必要的輔助器材 寫出實(shí)驗(yàn)方案并簡要說明 答案 補(bǔ)充器材 燒杯 水 石棉網(wǎng) 鐵架臺(tái) 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(jìn)行加熱 加熱一段時(shí)間后管內(nèi)出現(xiàn)紫色的碘蒸氣 因?yàn)闊崴臏囟鹊陀诘獾娜埸c(diǎn) 所以碘在這個(gè)過程中不會(huì)熔化 所以出現(xiàn)碘蒸氣一定時(shí)碘直接從固態(tài)變成了氣態(tài) 考點(diǎn)4 電學(xué)實(shí)驗(yàn) 命題點(diǎn) 電學(xué)實(shí)驗(yàn)是全國各地每年中考必考內(nèi)容 主要考查的實(shí)驗(yàn)是測電阻和小燈泡的電功率 考查的重點(diǎn)在于連接或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖 連接實(shí)物電路圖 電表的讀數(shù)和結(jié)果計(jì)算 實(shí)驗(yàn)過程中的分析和結(jié)果的評估 例4 2015 荷澤 在答題卡相應(yīng)位置作答 1 王師傅修理電視機(jī)時(shí) 發(fā)現(xiàn)15 和25 的兩個(gè)電阻的標(biāo)稱看不清了 請你幫他設(shè)計(jì)一個(gè)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(yīng)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(jìn)一步測量15 電阻的阻值 在你設(shè)計(jì)的最簡電路圖甲的基礎(chǔ)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(shí)驗(yàn) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(gè)問題 并解答 答案 1 2分 沒有開關(guān)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?yàn)樾襞莸臒艚z電阻隨溫度的升高而增大