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第二部分 专题提升
专题五 综合实验
命题点 命题方式 考查热度
实验操作的补充与表达式列式 常出现在实验与探究题中。以图、表、文字等多种形式呈现信息是试题的显著特色，注重过程的考查是试题的侧重之处，力求甄别“做了实验”与“没做实验”的能力差异是试题命制一直努力的方向 _____________________________________________
实验过程的分析与评估 _____________________________________________
实验表格的设计 ____________________________________
创新性实验 ____________________________________
命题点 命题方式 考查热度
近几年江西省学考物理试卷中实验与探究题的分值为28分，2021年学考物理总分降低，但实验分值一分未降。《义务教育物理课程标准（2022年版）》要求的21个学生必做实验为重点考查内容，包含测量类实验和探究类实验两大块。该类试题一般围绕实验原理、测量工具使用和读数、实验方法和步骤、实验现象、实验结论等来命题，且一般只考查科学探究中的问题、证据、解释、交流等环节。
续表
类型一 实验操作的补充与表达式列式
实验操作的补充的主要考查内容有以下两方面：一是实验操作的注意事项，如连接电路时开关要断开，天平要放在水平台上，游码要归零，砝码要用镊子夹取，弹簧测力计要校零等；二是实验步骤的补充，书写实验步骤时，应尽量做到简洁、有条理，把每一个重要的操作或某个物理量的测量作为一个实验步骤，并在所测物理量的后面带上相应的字母，如用刻度尺测出小车运动的路程，用天平测出小石块的质量等。
实验最终所求物理量的表达式应该用已知的物理量字母和实验过程中直接测量的物理量字母来表示，并写成最简形式。
例题1 江西赣南脐橙名扬天下。小宇发现脐橙可以漂浮在水面上，于是他利用台秤粗略测量了脐橙的密度。
步骤一：如图1所示，用台秤测量容器和水的总质量；
浸没
【点拨】本题考查了利用浮力知识测量固体的密度，为保证物体排开水的体积等于其自身体积，必须使物体浸没于水中。
步骤二：如图2所示，脐橙漂浮在水面上，台秤的示数为；
步骤三：如图3所示，用细针按压脐橙使其_______在水中，台秤的示数为。
则脐橙的密度__________用字母表示，水的密度为。
类型二 实验过程的分析与评估
实验过程的分析与评估主要包括设计方案的评估、操作行为的评估和实验结论的评估。要求能对探究行为和收集信息的科学性、可靠性进行评价；能注意假设与探究结果间的差异，并对这种差异及引起这种差异的规律进行分析，发现和提出新的问题，提出改进探究方案的具体方法等。
例题2 共享单车给人们的出行带来了方便。小华骑自行车下坡时想：物体从斜面下滑的快慢与哪些因素有关呢？
【猜想】
猜想一：与小车的质量有关。
猜想二：与斜面的高度有关。
猜想三：与斜面的长度有关。
【证据】回家后她找来了小车、秒表、钩码、刻度尺和充当斜面的木板进行探究，如图所示。
（1） 根据所学知识，断定猜想二是正确的。依据是_____________________________。
动能是由重力势能转化而来的
（2） 为了验证猜想一，小华设计的方案是在小车内放置不同数量的钩码，将小车分别从斜面的顶端由静止释放，测出下滑的时间。小华测量的结果如下表。她怀疑第三次测量的结果是错误的，于是重新测量并进行了修正。经过对修正后的数据进行分析，可知猜想一是______（填“正确”或“错误”）的。
实验序号 1 2 3 4
小车内放置 钩码的质量 0 50 100 150
时间 2.5 2.5 2.0 2.5
错误
（3）为了验证猜想三，小华设计的方案是将小车分别从距斜面底端不同距离处由静止释放，测出下滑的时间。她通过测量发现下滑的时间不同，于是得出猜想三是正确的。
【交流】
（1） 验证猜想一中，小华第三次测量的下滑时间偏小的原因，除了秒表的使用和小车开始的位置不符合设计的要求外，还有一个在操作上存在的问题，可能是_______________________。
小车未由静止开始释放
（2） 请对小华验证猜想三的探究方案作出评价，指出她的实验过程中存在的两个主要问题：①______________________________；②_______________________________________。
改变长度时，没有控制高度一定
路程不同，不能只通过时间比较运动快慢
（3） 完成上述实验后，小华又作出“小车下滑的快慢还与斜面倾角有关”的猜想，你认为：她________（填“需要”或“不需要”）对这一猜想进行探究。如需要，写出方案；如不需要，写出原因：____________________________________________。
不需要
斜面的高度、长度和倾角之间有一定的定量关系
【点拨】本实验是探究物体从斜面下滑的快慢与哪些因素有关的实验。同学们要知道小车在下滑时是将重力势能转化为动能。
类型三 实验表格的设计
表格的设计要力求简单明了，便于观察和研究相关物理量之间的关系。一般而言，表格分为表头和空格两部分，表头中的物理量包括自变量和因变量，通常写在表格第一行，第一列标明实验序号。各物理量排列的次序一般与测量的次序一致，直接测量的物理量列在间接测量的物理量之前，包含各物理量的名称、字母及对应的单位。
例题3 探究并联电路中是否存在“”的规律。
（1） 首先连接一个并联电路，并用电流表测量通过灯泡的电流。下图为已经完成了一部分的电路连接图，请你将剩余实物电路的连接补充完整，并在框内画出对应的电路图。
[答案] &1& ; &2&
（2） 测完通过的电流后，又分别测量了通过的电流和干路电流，为了记录实验数据，需要设计一个表格，请在虚线框内画出你设计的表格。
[答案]
序号 通过的电流 通过的电流 干路电流
1
2
3
…
【点拨】此题考查了“探究并联电路电流特点”的实验，该实验至少要做三次，使结论更具普遍性。
类型四 创新性实验
创新性实验大多从日常生活实际出发，或结合现代科学技术，或围绕某一社会热点话题等进行命题，但考查内容仍旧离不开课程标准以及科学探究的四个要素。
例题4 华华为研究动能大小与哪些因素有关，设计了下图所示的实验，让小球由静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和水平面平滑相接，请结合实验回答下列问题。
实验次数 小球下落高度 小球质量 弹簧被压缩程度
1 4 10 长
2 4 20 短
3 6 20 很短
（1） 实验中通过__________________反映小球动能的大小；比较实验次数2和3，可以探究小球的动能与______的关系。
（2） 为了研究动能大小是否和物体质量有关，应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度由静止滚下，这样做的目的是______________________________。
（3） 实验中小球压缩弹簧后，被弹簧弹回至弹簧恢复到原长时是________能转化为____能和________能。
弹簧被压缩的长度
速度
控制小球到达水平面时速度相同
弹性势
动
重力势
（4） 华华在实验基础上进行推理，接触面越光滑，小球被弹回得越高，如果接触面光滑到没有摩擦，那么小球将( )
D
A.沿着斜面做匀速直线运动
B.不能上升到初始高度，最终静止在平面上
C.上升到初始高度后静止
D.能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动
（5） 下列定律或原理的得出与（4）中用到的科学方法相同的是( )
C
A.阿基米德原理 B.杠杆原理 C.牛顿第一定律
【点拨】分析物体动能大小的变化时，要同时考虑物体的质量和物体的运动速度这两个因素的变化情况。
[2023·T21] 【探究名称】探究保温瓶的保温效果与什么因素有关
【问题】 有些同学喜欢用保温瓶带热水到校饮用。使用过程中发现瓶内装水较多时，保温效果较好；瓶内装水较少时，保温效果较差。据此，同学们猜想：保温瓶的保温效果可能与______________有关。
瓶中水的多少
【证据】 针对同学们的猜想，甲、乙两组同学分别设计了一套方案。
甲组方案：利用五个规格相同的保温瓶容积为在同一天进行实验
（1）上午8：00将不同体积初温为的热水，同时装入五个保温瓶内；
（2）下午6：00打开五个保温瓶，同时测量并记录水温，计算出水降低的温度。
乙组方案：利用同一保温瓶容积为分五天进行实验
（1）每天上午8：00将不同体积初温为的热水装入同一保温瓶内；
（2）每天下午6：00打开保温瓶，测量并记录水温，计算出水降低的温度。
上述两套方案，都能控制实验时保温瓶的保温性能完全相同，但乙组方案不能保证每天的__________完全相同。所以，同学们选择了甲组方案在实验室进行实验。收集的数据如下表：水的初温：
环境温度
保温瓶编号 ① ② ③ ④ ⑤
水的体积 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0
水的末温 79.0 81.5 83.0 85.5 84.5
水降低的温度 19.0 16.5 15.0 12.5 13.5
【解释】（1） 本实验通过相同时间内______________来反映保温瓶的保温效果，这种研究方法称为转换法。
水降低的温度
（2） 分析实验数据可以得出初步结论：在其他条件相同的情况下，水量少于时，水量越多，其保温效果越____；水量在时，水量越少，其保温效果越好。
好
【交流】（1） 经过讨论，同学们认为水量在范围内的初步结论不一定可靠，原因是________________________________。
（2） 实验过程中，水温下降是通过________的方式改变其内能。
实验次数太少，不能得出普遍规律
热传递
（3） 下列实验中也用到转换法的是___。
D
A.探究真空不能传声
B.研究光的传播时引入光线
C.探究平面镜成像特点时，用两支相同的蜡烛来比较像与物的大小关系
D.探究物体动能大小时，用木块被撞击后移动的距离来反映物体动能的大小
甲
1.【问题】如图甲所示，杭州第19届亚运会奖牌设计新颖，小宇在实验室测量模型奖牌的密度。
【证据】
（1） 用天平测得模型奖牌的质量（如图乙所示）______。
175.6
乙
丙
（2） 模型奖牌体积较大，无法放进量筒，她用图丙的方法，根据量筒中水位前后的变化，求得模型奖牌的体积为____，算出模型奖牌的密度约为__________。
70
（3） 根据以上步骤测出的密度会______（填“偏大”“偏小”或“不变”），理由是____________________________________________________________________________。
偏小
从烧杯中取出模型奖牌时会带走一些水，使测得的模型奖牌的体积偏大，密度偏小
（4） 小宇同学用另一种方案测出模型奖牌的密度，步骤如下：（已知水的密度为）
①用天平测出模型奖牌的质量；
②用天平测出A中水和烧杯的总质量；
③用天平测出D中水和烧杯的总质量；
则奖牌的密度表达式为_______；用此方案测出的密度会______（填“偏大”“偏小”或“准确”）。
准确
2.我国载人航天事业经历了多个阶段，取得了许多重大成就，展示了中国在航天领域的实力和进步。
（1） 运载火箭发射时，向下喷出高温、高压燃
相互的
用船桨划水
（2） 航天员将实验教具陀螺从地球带入太空后，其质量将______（填“变大”“变小”或“不变”）。
不变
气（如图1所示），这样火箭就能升空，说明物体间力的作用是________，生活中与此原理类似的现象有____________（举一例）。
（3） 航天员在“天宫课堂”中展示的特制“企鹅服”里面有很多弹性袋（如图2所示），像地面上做运动的拉力器，航天员穿上后通过改变弹性袋中弹性带子的长度，可以改变弹力的______（填“大小”“方向”或“作用点”），使肌肉得到紧张，避免肌肉萎缩。
大小
（4） 航天员王亚平、叶光富曾在“天宫课堂”中展示了太空抛物实验（如图3所示），被王亚平水平抛出的物体___（填序号）。
B
A.向前运动过程中会向下坠落 B.会沿原有方向匀速前进
3.如图，小明和小红分别做“测小灯泡电阻”和“测定值电阻的阻值”的实验。图甲是小明测小灯泡电阻的实验电路图，图乙是根据实验数据绘出的图像，小灯泡标有“”字样。
（1） 闭合开关前，小明应将图甲中滑动变阻器的滑片移到___（填“”或“”）端。
（2） 小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，____A，此时灯丝电阻为__ 。
（3） 小明发现小灯泡的图像不符合“通过导体的电流与导体两端的电压成正比”这一规律，原因是______________________________。
0.5
4
灯丝的电阻随温度的改变而改变
（4） 同桌小红测量一个定值电阻的阻值，但她发现电流表已经损坏而无法使用，于是她设计并进行了如下实验：（电路图如图丁所示，电源电压恒定，定值电阻的阻值已知）
①闭合、，断开，适当调节滑片的位置，电压表示数为；
②闭合、，断开，滑动变阻器滑片的位置保持不变，电压表示数为；
③未知电阻的阻值_ ________（用字母表示）。
（5） 小明认为小红测得的定值电阻的阻值还不够精确，因为她没有进行多次测量求平均值。小红认为小明的实验结果也不可靠，因为小明也没有求小灯泡电阻的平均值。你认为：___。
B
A.都正确 B.小明正确 C.小红正确 D.无法确定
4.如图所示，在探究浮力大小与哪些因素有关的实验中，小明用到了以下实验器材：弹簧测力计、一个装有适量细沙的可密闭空心玻璃柱A、两个相同的烧杯、适量水和盐水。
（1） 使用弹簧测力计前应观察弹簧测力计的______和分度值，以及指针是否指零。使用弹簧测力计时，手应拿住弹簧测力计的______（填“拉环”或“刻度盘”）。
（2） 小明依次进行了上图所示的实验，第②步实验中玻璃柱A逐渐浸入水中（水未溢出），则水对烧杯底的压强______（填“增大”“减小”或“不变”）。
量程
拉环
增大
（3） 圆柱体A浸没在水中时所受的浮力为___。若要探究浮力大小与浸没在液体中的深度的关系，可选用________（填序号）三次实验，实验说明浮力大小与浸没在液体中的深度______（填“有关”或“无关”）。分析①④⑤三次实验，说明浮力的大小与__________有关。
1
①③④
无关
液体密度
（4） 探究完以上实验后小明突发奇想，他将玻璃柱A中的细沙全部倒出，装入高的水并且密闭，并将玻璃柱A分别放入装有适量水和某种液体的烧杯中，静止后内外液面高度差如图所示，则液体的密度约为__________。
5.教室的窗玻璃是双层的。课间，同学在窗外敲玻璃时，小明感觉双层玻璃与单层玻璃的振动情况不一样。于是他想探究“受敲击时，双层玻璃和单层玻璃的振动强弱情况”。为此，小明进行了以下实验：
①将单层玻璃板固定在有一定倾角的斜面上，把玻璃球
靠在玻璃板的右侧，把橡胶球悬挂在支架上且靠在玻璃板的左侧（如图）。
②随意拉开橡胶球，放手后让其敲击玻璃板，玻璃球被弹开，记下玻璃球被弹出的距离，共做10次。
③将单层玻璃板换成双层玻璃板重复上述实验。
（1） 实验后，发现玻璃球被弹开距离的数据比较杂乱，这与实验中的哪一操作不当有关？______________________________________。
小明改进后，重做了实验，获得了如下数据。
玻璃球被弹开的距离/
单层 双层
第1次 79 20
第2次 78 23
随意拉开橡胶球，放手后让其敲击玻璃板
玻璃球被弹开的距离/
单层 双层
第3次 82 24
第4次 80 24
第5次 73 24
第6次 84 25
第7次 84 22
第8次 82 22
第9次 81 21
第10次 80 25
平均值 80 23
续表
（2） 受到橡胶球的敲击时，玻璃板振动的强弱是通过____________________来反映的。
（3） 根据表中的实验数据分析，可以得出的结论是_______________________________________________。
（4） 结合所学知识，可以判断出这两种玻璃中隔音效果好的是__________。若把双层玻璃中的空气抽掉，则隔音效果更好，原因是______________。
玻璃球被弹开的距离
受到相同的敲击时，单层玻璃比双层玻璃的振动强
双层玻璃
真空不能传声
6.小明在玩“水枪”玩具时，发现“水枪”水平放置，如果推动活塞的速度越快，水枪离地面的高度越高，水就会射得越远。据此，他提出了如下猜想：在空中水平抛出的物体，落地的水平距离与抛出的初速度及抛出点离地面的高度有关。为验证猜想，小明找来了下图所示装置进行实验。
（1） 水平槽上有一液体水平仪，当液体水平仪中空气泡居中时，实验装置水平。若空气泡在右端，为保证实验装置水平，应调节升降旋钮使左边的桌面______（填“升高”或“降低”）。
升高
（2） 在小球从斜槽上由静止滚下的过程中，小球的________能转化为____能。
重力势
动
（3） 不调节升降旋钮，分别让同一小球从斜槽、、位置由静止滚下，如图所示。分别测出小球落地的水平距离、、，发现，这表明：在空中水平抛出的物体，在____________________相同时，抛出的初速度越大，落地的水平距离越____。
抛出点离地面的高度
远
（4） 调节升降旋钮，逐步降低抛出点离地面的高度，分别为、、，每次都让同一小球从斜槽上处由静止滚下，目的是保持小球运动到水平面时的______大小相同，分别测出小球落地的水平距离、、，发现。
速度
（5） 现实生活中，水平飞行的飞机向地面投放物资时物资的运动类似于图中从水平面上落下的小球的运动，飞行员要想将物资投放得更远（忽略空气阻力和风力的影响），可采用的方法是________________________________________（写一种）。
增加飞机的速度（或提升飞机的飞行高度）

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