物理学是一门以实验为基础的学科,为了强化实验教学,培养和提高学生的实践能力,各地普遍加大了对实验考查的力度,考查的范围从课内延伸到课外、从书内拓展到书外,题目的分布从专项题型扩大到所有题型,考查的内容从对实验原理的理解、实验过程的呈现过渡到学生的自主探究,注重考查学生对科学探究活动的分析和归纳,强调学生对探究过程的体验和感悟,突出了学生的自主发展,体现了对探究式学习方法的课程要求,体现了对学生的创新精神和实践能力的要求。
一、考查选择器材,进行实验的能力
例1(2006 昆明)请你设计一个测量两位同学从一楼上到三楼做功快慢的实验。(1)已提供的器材是秒表和皮尺,还需要的器材是_______________;(2)实验需要测量的物理量是__________、__________和__________。(3)请写出比较两位同学做功快慢的方法。
分析:题目考查根据物理知识选择器材,进行实验的能力。要测量两位同学从一楼上到三楼做功快慢,需要知道他们把自己身体“搬”到楼上做的功和时间,这就要知道他们所受的重力,上楼的高度,及所用的时间。
解:⑴磅秤。
⑵质量m 一楼到三楼的竖直高度h 登楼所需的时间t
⑶利用计算结果的大小,来比较他们做功的快慢。
二、考查实验的思想方法
例3 (2006广西玉林市、防城港市)陈锋同学的家到学校本是一条在同一水平面上的直路,爱动脑的陈锋做了这样的设想:要是将从家到学校的路挖成一个“U”字形(如图2所示),只要从家骑上自行车后,不用刹车也不用踩车,等车停下来就可以到达学校了请你简要说明:
①陈锋同学设想的机械能的转化过程。
②陈锋同学的设想在现实中可以实现吗?为什么?(请根据有关物理知识说明)
分析:题目生动、有趣,主要培养学生运用科学知识进行有根据地猜想的意识和能力。解答时要联系机械能守恒的条件──是否受到(摩擦)阻力的作用。
答案:①自行车的重力势能转化为动能,动能又转化为重力势能。
②不能实现,因为自行车运动过程中要受到(摩擦)阻力的作用,使部分机械能转化为内能,机械能减少,所以不能到达学校。
三、考查根据实验结果获取结论的能力
例4(2006 山东)小军和小民在用图3所示的实验装置完成了“测定滑轮组的机械效率”的实验后,提出问题:在所用滑轮组一定的情况下,它的机械效率与哪些因素有关呢?两人根据各自的生活经验和所学知识提出了多种猜想,经过激烈讨论并虚心听取了其他同学的意见,最后形成了以下两个猜想:
猜想1:可能与提升的速度大小有关;
猜想2:可能与被提升的物体重有关。
小军和小民用图3所示的实验装置对上面两个猜想进行了探究,得到的实验数据记录如下表。
(1)请帮助小民完成表中的一项计算;
(2)分析小军和小民的实验数据,得到的实验结论是:在滑轮组一定的情况下,它的机械效率与___________________有关;它们的关系是:___________________。
分析:题目主要考查通过实验探究肯定或否定猜想,获得正确结论的能力。解答第一问需要知道n=3。
答案:(1)
(2)被提升的物体重;被提升的物体越重,滑轮组的机械效率越大。
五、考查设计实验的能力
例5(2006 济宁市)张红在做早餐时发现,同样情况下,煮沸一锅牛奶与煮沸同质量的豆浆用的时间不同,这是为什么呢?请你运用所学的物理知识,针对其中的原因,提出一个猜想,并简述验证这个猜想的办法。
(1)你的猜想是:________________________________________;
(2)验证猜想的办法是:__________________________________。
答案1:(1)猜想:牛奶和豆浆的比热容不同
(2)验证方法:用同一个锅,分别装质量相同的牛奶和豆浆,放到同样的火上加热相同时间,测出各自升高的温度进行比较,若升高的温度不同,说明比热容不同。(或用同一个锅,分别装质量相同的牛奶和豆浆,放到同样的火上加热到相同的温度,比较加热时间的长短,若加热的时间不同,说明比热容不同。)
答案2:(1)猜想:牛奶和豆浆的沸点不同
(2)验证方法:将牛奶和豆浆都加热到沸腾,用温度计测出牛奶和豆浆沸腾时的温度并进行比较,若温度不同,说明沸点不同。
点评:试题考查学生根据已有的知识和经验进行猜想,及针对猜想设计判定性实验的能力,其所需知识并没有超出学生已有知识的水平,但要求学生能灵活运用所学知识于实际情景之中。