综合开放型实验题,只给出一定的情景,表现为条件、方法和结论开放的若干组合,要求学生在情景中自行设计相应的条件、方法和结论。这类试题灵活开放,有助于学生拓宽思维空间,便于创造性的发挥。
典例1(2010年德州中考)在初中物理实验中,用长方体木块作实验器材可以研究很多问题,现在请你以长方体木块作为实验器材之一,可以适当添加其他辅助器材,设计两个实验来研究或说明相关的物理问题(力、热、声、光、电均可)。
添加主要器材 | 主要实验过程 | 研究或说明的 物理问题 | |
示例 | 弹簧测力计、 细线 | 用细线将木块悬挂在弹簧测力计钩上,待木块静止时,读出弹簧测力计示数。 | 木块受到重力 |
设计一 | |||
设计二 |
【思路分析】此题仅仅给了一个司空见惯的器材──长方体木块,甚至从生活的角度还谈不上叫器材,它可来自于装修的下脚料、小时玩的积木。问题的关键是这样一个简单的器材+其他辅助器材,能研究好多物理现象。开放性很强,创新性很强。
【参考答案】
添加主要器材 | 主要实验过程 | 研究或说明的物理问题 | |
设计一 | 细绳、小车 | 将木块竖放在小车上,用细绳突然拉动小车向前运动,木块向后倒下。 | 木块具有惯性 |
设计二 | 弹簧测力计、木板、毛巾、砝码 | 将木块分别放在木板、毛巾上用弹簧测力计匀速水平拉动;砝码放在木块上,将木块放在木板上匀速拉动。 | 摩擦力大小与接触面粗糙程度、压力大小有关 |
设计三 | 海绵 | 将木块分别平放、竖放、侧放在海绵上,观察海绵的凹陷情况。 | 压力作用的效果与受力面积大小有关 |
设计四 | 玻璃容器、水 | 将木块放入盛有水的玻璃容器中,木块漂浮。 | 木块受浮力;漂浮时,浮力等于重力 |
设计四 | 电池、小灯泡、导线 | 把木块串联在由电源、小灯泡、导线组成的简单电路中 | 木块是绝缘体 |
典例2利用身边的物品进行物理实验,这种做法本身就是一种创新,请你用常见的易拉罐(满罐、空罐均可)作为主要实验器材,并添加一些其它器材,设计几个物理实验(力、热、声、光、电学均可)。
【思路分析】此题条件灵活,研究现象广泛,有利于让学生在基本条件的基础上多角度的设计要研究的问题。问题的解答一部分来自同学们的课堂实践,需要回顾旧知;一部分要借用所做过的实验的思想,创新性解决;一部分要标新立异,具有独创性。
【参考答案】
添加的主要器材 | 主要实验过程或方法(文字表述或画图说明均可) | 说明或研究的物理问题 | |
设计一 | 铁钉、水 | 用铁钉在空易拉罐不同的高度上扎眼儿,装水后比较其喷射的距离。 | 液体内部压强与深度的关系 |
设计二 | 棉线、铁钉 | 将两个空易拉罐用棉线相连做成一个“土电话”。 | 固体是否可以传递声音 |
设计三 | 木板 | 将易拉罐放在倾斜的木板表面,使其从同一位置由静止分别滑下和滚下,比较两种情况下运动的快慢。 | 比较相同条件下滑动摩擦和滚动摩擦的大小 |
设计四 | 导线、导线夹、开关、灯泡、电源 | 用导线及导线夹将电源、开关、灯泡和空易拉罐连成串联电路,闭合开关,看灯泡是否发光。 | 易拉罐的材料是导体还是绝缘体 |
设计五 | 黑纸、白纸、水、温度计 | 用白纸和黑纸分包住两个装满水的易拉罐,在太阳下晒相同的时间,看谁的温度升高得多 | 相同条件下白色物体和黑色物体的吸热能力是否相同 |
设计六 | 厚海绵块 | 让满罐的易拉罐,分别平放、竖放在厚海绵块上,观察海绵的凹陷情况 | 压力的作用效果与受力面积的关系 |
设计七 | 海绵块 | 保持平放(或竖放)不变,加入不同质量的水 | 压力的作用效果与压力大小的关系 |
设计八 | 酒精灯、水、橡皮泥 | 易拉罐中放少许水,用酒精灯加热一会,然后用橡皮泥封口,停止加热。观察到易拉罐变瘪了。 | 证实大气压的存在 |
设计九 | 细钉、塑料薄膜 | 在空易拉罐的底部中央戳个小圆孔,将顶部剪去后,蒙上一层塑料薄膜,制作成一个简易针孔照相机。 | 光的直线传播 |
设计十 | 水 | 在易拉罐中分别装入不同体积的水,依次用金属棒敲击听声。 | 研究音调的高低与空气柱长短有没有关系 |
设计十一 | 水盆、水 | 将空易拉罐放在盛有水的盆中浮在水面,而将其卷成一团下沉。 | 说明将密度大于水的材料做成空心物体可以浮在水面上 |
设计十二 | 沙子、木板、木块 | 装有不同质量沙子的易拉罐放在倾斜的木板表面,从同一高度滚下来,观察木块被推远的距离。 | 动能的大小与质量的关系 |
【备考策略】:
1.注重基础知识的学习。基础知识学扎实了,才能拓展,才能创新。
2.克服只有在实验室才能完成实验的思想,利用简单的器材,简单的场地也可低成本高质量的完成实验。
3.积极参与平时的实验,哪怕实验失败了,善于总结,也是一种成功。
4.平时上课,对老师提出的实验类问题,要多动脑筋解决,不唯书本,不唯老师。说不定你设计的方案,正是考试时遇到的问题。
5.要有借用意识,实验室没有的器材,能不能借用别的器材完成。
6.复习时,要有“一器多用”、“一用多器”的思想,培养使用开放性装置的能力。
7.答题中,不要忙于应付,要思路清晰,回想到物理书中的类似实验步骤再作答,语言表述会更精确。
开放型──就是活,能解答──就是创新。综合型实验题的出现,使那些“演示实验不看,学生实验不做,一味地靠听、背、记”的学习方式难以奏效。
【跟踪练习】
1.请你在下列器材中,选取一部分或全部做一个实验,写出简要实验步骤和有关数学表达式。
器材:弹簧测力计、烧杯、细线、小石块、水。
2.两个烧杯中分别盛有“娃哈哈”纯净水和食盐水,请根据所学过的物理知识,写出五种确定食盐水的办法(不要求写具体操作步骤,只要能区别开即可,使用器材不限)。
3.一个电磁学实验箱内有如下图所示的器材,请写出利用这些器材可做的三个电磁学实验名称(或目的)及相应器材的字母代号,填在下表中。
实验名称(或实验目的) | 选用的器材(填字母代号) |
参考答案:
1.【思路分析】可测石块的重力、质量、体积、浮力;水的重力、体积、质量等。
【参考答案】实验一:器材:弹簧测力计、细线和小石块。
步骤:
(1)用细线系住小石块;
(2)用弹簧测力计测出小石块重力,并求出小石块的质量。
实验二:器材:弹簧测力计、烧杯、细线和水。
步骤:
(1)用细线系住烧杯,再用弹簧测力计测出空烧杯的重力;
(2)向烧杯中倒入适量的水并用弹簧测力计测出烧杯和水的重力,则水的重力,水的质量,水的体积。
实验三:器材:弹簧测力计、烧杯、细线、小石块、水。
步骤:
(1)用弹簧测力计测出小石块在空气中的重力;
(2)把石块全部浸入水中,用弹簧测力计测出石块在水中的重力,则石块在水中手的浮力。
2.【思路分析】解答此类问题的方法是先识题定向,即通过读题确定该题属于知识结构中的哪一部分,然后搜索对应,即按确定的方向,从存储在大脑的知识中找到相关的内容,从而确定实验步骤及所用器材。
【参考答案】(1)称相同质量的两种液体,再测其体积,体积小的为盐水。
(2)测相同体积的两种液体,再称其质量,质量大的为盐水。
(3)用天平、量筒测两种液体的密度,密度大的为食盐水。
(4)用密度计测密度,密度大的为食盐水。
(5)在两杯液体中分别放入大小、质量相同的木块,露出液面较多的是盐水。
(6)用压强计测同一深度的压强,压强大的是盐水。
3.【参考答案】
实验名称(或实验目的) | 选用的器材(填字母代号) |
奥斯特实验 | C、E、G、H |
电磁感应 | A、D、E、F、H、I、J |
磁场对电流的作用 | A、B、E、F、G、H、I、J |
磁场方向 | A、C |
地磁场方向的判断 | C |
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