考查实验思想方法的探究题_物理复习-查字典物理网

《物理课程标准》要求，在突出科学探究内容的同时，重视研究方法的指导，使学生在进行科学探究、学习物理知识的过程中，逐渐拓宽视野，初步领悟到科学研究方法的真谛。因此，注意考察研究物理问题的方法，成为当前和今后中考的热点。在初中阶段，需要掌握的科学研究方法主要有：控制变量法、理想实验法、等效替代法、物理模型法、类比法、归纳法等。实验中控制误差主要方法有：多次测量取平均值、累积法（积多算少法）等。实验数据处理常用图像法等。

例（2005泰安）科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段，在研究和解决问题的过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法。理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设想了一个理想实验，如图所示，以下为他的设想步骤：

①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度。②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速直线运动。

在上述的设想实验步骤中，有一个是实验事实，其余是推论，属于可靠实验事实的是________（填序号），属于理想化推论的是________（填序号）。

把上述理想实验的设想步骤按正确的顺序排列是________（填序号）。

本题向学生展示了科学史上著名的理想实验的思想方法。即在实验事实的基础上，经过合理的想象，获取结论。在题目所述的设想实验步骤中，属于可靠实验事实的是②。属于理想化推论的是③①④。正确的顺序排列是②③①④。

答案：②③①④②③①④

例（2005贵阳课改卷）甲乙两个实验小组在探究“杠杆的平衡条件”时，分别得到下面两组数据和结论。他们在交流时，甲组发现了自己实验结论的错误和产生错误的原因。你认为甲组产生错误的原因有那些？

甲组					乙组
次数	动力	动力臂	阻力	阻力臂	动力	动力臂	阻力	阻力臂
1	4	5	5	4	7	4	2	14
2	3	4	4	3	6	4	8	3
3					4	5	2	10
结论	动力+ 动力臂＝阻力+阻力臂				动力×动力臂＝阻力×阻力臂

甲组产生错误的原因：_________________________。

答案：甲组的错误：

（1）不同单位的物理量不能相加。

（2）这四个物理量中的三个，它们的数据都应任意设定，不能有任何人为设置的规律。

甲组产生错误的原因：必须在多次实验的基础上通过分析才能得出结论。

说明：本题考查实验思想和方法，若只回答“不对”或依据“杠杆平衡条件”回答问题不算正确。在探究性教学中，杠杆原理一般并不是直接告诉学生，而是通过实验，让学生自己去发现。结果，很多学生就发现杠杆的平衡条件是“动力+动力臂＝阻力+阻力臂”，而且不止一组实验数据支持这种想法，于是学生认为他们的想法得到了证实。到了这里，教学涉及到的就不仅仅是杠杆原理的问题了，而是科学探究中归纳方法的局限性问题。

例（2005黑龙江省课改卷）小马想用伏安法测串联在电路中的定值电阻和小灯泡的阻值，并将二者进行对比，来研究它们的电阻是否随电压、电流的改变而改变。通过实验，小马测出了若干组电压值和电流值，下表是其中的三组数据和由它计算的结果。

次数	电流 I/A	定值电阻		小灯泡
次数	电流 I/A	电压U₁/V	电阻R₁/Ω	电压U₂/V	电阻R₂/Ω
1	0.09	1.1	12.2	0.2	2.2
2	0.15	1.8	12.0	0.7	4.7
3	0.19	2.5	12.1	1.2	6.3
电阻的平均值		R₁＝12.1Ω		R₂＝4.4Ω

⑴在坐标图中（如图所示），已描出一些电压值和电阻值所对应的坐标点（空心点代表定值电阻，实心点代表小灯泡），请将表格中的三组电压值和电阻值在坐标中描点，并根据你描出的点和已给出的点，分别画出定值电阻和小灯泡的R－U图线。

⑵从图像中可以得到什么信息？

⑶研究物理问题常常需要测量，但由于测量仪器不精密和人们读数的差异，必然会产生误差，多次测量求平均值可以有效地减小误差，但在此实验中计算小灯泡电阻的平均值有意义吗？为什么？

分析：⑴主要考查根据已知信息绘制图像的能力。绘制图像的方法：把记录数据中的温度和时间数据填写在图像对应的轴上，然后描点，再用平滑的曲线把这些点连接起来。注意，描点的数目不能太少，太少，中考时要扣分。绘制的图象如图所示。

⑵主要考查对图象信息的处理能力。通过上图可以看出：定值电阻的阻值不随电压的变化而变化（或变化不大）；小灯泡电阻随电压的升高而增大变化（或随电压的变化而变化）。

⑶主要考查学生是否真正理解“多次测量求平均值”这种数据处理方法的含义。同学们已经在长度测量中学习过这种方法。这是因为物体的长度在客观上是不变的，只是由于测量工具和测量人的原因，使每一次的测量结果不同。这时用多次测量求平均值方法可以有效减小这种由主观因素引起的误差。本题中，小灯泡的电阻随电压的变化而变化，因此，不能多次测量求平均值。测量定值电阻的阻值可以用这种方法。

答案：没有意义。因为小灯泡的电阻随电压的变化而变化（或小灯泡的电阻不是定值）。

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