本站原创实验是初中物理学习的一个重要组成部分.观察和操作实验的过程,是学习物理知识和培养实验技能的重要途径,同时也能养成既动手又动脑的良好学习习惯.实验也是科学探究的一种重要方式,是科学概念、规律建立的基础.通过物理实验,同学们可以养成尊重客观数据、实事求是的科学态度.
中考实验题是考查同学们物理科学素养的有效方式,因而被各个省市广泛采用,有些中考卷实验内容的考查比例已经达到40%～50%.实验试题的答题情况直接决定中考物理成绩的优劣.必须针对中考物理实验题的特点和命题走向,有针对性地加强训练,才能在中考物理考试中立于不败之地.中考实验试题主要有以下几类.
一、直接测量类实验
测量物体的密度,可以辨别物质种类；测量速度可以了解物体运动的情况；测量重力和浮力进行比较,能判定物体的浮沉；测量电压和电流,可以计算阻值的大小,也可以计算电功率.此类直接测量类题型,重点考查实验器材使用的规范性、器材操作的科学性、实验步骤的有序性、读数的准确性.
例1 某小组测量一种易溶于水且形状不规则的固体小颗粒物质的密度,测量过程如图1所示.
二、间接测量类实验
例2 小明猜想：动能的大小可能与物体的质量和速度有关.因此,他设计了如下两种实验方案：
A.让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑,与放在水平面上的木块相碰,比较木块在水平面上移动的距离（如图2甲所示）.
B.让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑,与放在水平面上的木块相碰,比较木块在水平面上移动的距离（如图2乙所示）.
上述两种实验方案中：
（1）A方案是为了探究动能大小与
关系,若木块被撞后移动的距离越远,说明小车对木块的推力 越多,小车撞击木块时的动能 .
（2）小明想用B方案探究动能大小与质量的关系.该方案是否合理? .理由是 .
命题思路 动能大小的影响因素是质量与速度,要探究其中一个因素与动能大小的关系,必须控制另一个因素不变,这就是控制变量法.木块被推动的距离代表了小车的动能的大小.
方法点拨 要使小车到水平面的初速度相同,可以使小车在斜面上静止释放的高度相同.为了体现小车动能大小的不同,可以设计推动木块做功的大小来判断,这一过程运用了转化法.
答案 （1）速度 做功 越大.（2）不合理 让不同质量的小车分别从斜面的不同高度由静止开始下滑,小车质量和到水平面时的速度都不同,不符合控制变量法,无法判断动能与质量的关系.
三、规律探索类实验
物理规律是物理概念之间有机的、本质的联系,而这种联系是内在的,需要通过积极的探究才能发现.探究的过程通常涉及图像和数据的分析,通过思维加工,要做到“去伪存真”“去粗存精”的目的.往往一个结果的变化受多个因素的制约,保证只有一个变量,逐个因素加以研究,就是控制变量法.
例3 在“探究动滑轮的机械效率”时,某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图3所示的3次测量,数据记录如下：
（1）完成表格中实验序号丙数据①②③处的计算,填在下面的横线上：
命题思路 此类题型要求同学们从纷繁复杂的数据中,提取有用信息,结合抽象、概括、判断、推理、比较、鉴别、分析、综合等思维方法得出物理原理、规律.
方法点拨 简单机械要熟记有用功、总功、机械效率的计算方法,影响机械效率的因素可以从有用功和额外功的角度进行分析.影响有用功的因素是G物、h,而h在运算时会约掉,G物越大,有用功占总功比例越大.影响额外功的因素是G动和机械的摩擦,这两个量越大则额外功占总功比例越大,机械效率越低.
答案 （1）1.2 1.32 90.9 （2）甲、乙 有关 （3）甲、丙 错误.
四、拓展探究类实验
此类题型考查同学们基础知识的扎实程度,同时考查灵活运用知识的能力.题目会选择创新的情景,结合一定量的阅读信息,融合物理知识、规律、原理,渗透“情感、态度和价值观”,全方位检测同学们的科学素养.
例4 根据古文《论衡是应篇》中的记载：“司南之杓（用途）,投之于地,其柢（握柄）指南”,学术界于1947年想象出司南的模样并印刷在邮票上.
（1）如图4（甲）所示,当磁勺在正确指南时,其A端为该磁体的 （N/S）极.
（2）1952年,中国科学院物理研究所尝试制作一具司南.如图4（乙）所示,制作人员根据天然磁石的磁感线分布,将磁石的 （B/C/D/E）处打磨成磁勺的A端.
（3）把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后,放在粗糙的木盘上,使磁勺水平自由转动直至最终静止,但磁勺A端总不能正确指南.将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘才略有改善.这是因为磁勺和盘子之间的 力影响了实验效果.
（4）为达到理想的指向效果,制作人员将磁勺靠近一电磁铁,如图4（丙）所示.闭合开关S,磁勺和电磁铁相互吸引,由此增加磁勺的磁性.H为电源的 极.
（5）历史上真有这样的司南吗?仍是众说纷纭.一种观点认为或许古代的磁勺比中国科学院物理研究所制作的磁勺要更 （轻/重）,从而有更好的指向效果；另一种观点认为除非今后出土了司南实物,才能真正下结论（检测设磁勺磁性随磁勺质量变化很微弱）.
命题思路 历史上真正的“司南”是怎样的?与人们想象中的是否一样?题目以此为起点进行高于教材的探究.题目洋溢着浓浓的“求实务真”、追求真理的科学精神.整个探究过程结合磁场方向、地磁场的特征、摩擦力的知识、电磁铁的磁极判断,在灵活的情景中体现基础知识的有效考查.
方法点拨 磁极间相互作用是,异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥.磁体外部的磁感线由N极出发,指向S极.地球是一个大磁体,N极在地理的南极附近,S极在地理的北极附近.根据磁勺的指向和磁极间相互作用可以判断出磁极极性.影响指南针的指向性的因素有二,分别是磁针磁性强弱与磁体所受摩擦力的大小,影响摩擦力的因素又有两个,分别是压力与接触面粗糙程度.仔细分析内在联系,就能准确解答问题.
答案 （1）S （2）D （3）摩擦 （4）正 （5）轻.
五、情趣制作类
学习物理知识的价值是能应用到实际生活中,提升生活质量.对于初中生而言,能在原理上设计符合要求的实验电路,能在给定器材的条件下进行小制作,是能够学以致用的标志.这些设计和制作,依据的都是基本的物理规律,基本规律和实际情景、器材进行有机结合即为解题的突破口.
例5 美国每年有大约800人因为食用遭李斯特菌污染的食品而患病甚至死亡.基于此,我国某冰箱生产企业决定研发自动杀菌冰箱以出口美国.
技术人员查阅到相关资料：①李斯特菌能在冰箱中存活,在食物表面蔓延滋长；②紫外线杀灭李斯特菌的效率高达99.0%～99.9%；③紫外线对人体有一定的伤害,尤其是眼角膜,绝不能用眼睛直视工作着的紫外灯.
技术人员研发的冰箱具有以下功能：①打开冰箱门,紫外灯熄灭,白炽灯正常工作；②闭合冰箱门,紫外灯正常工作,白炽灯熄灭.
同学们按照两种方法展开实验探究,请选择其中一种方法并完成电路设计.
命题思路 并联的特征是两个用电器能单独工作.先连接一条支路,再寻找分支点,最后把第二条支路搭到两个分支点上,是解决并联电路连接的基本方法.用电器正常工作的条件是两端电压等于额定电压,当电压过高时,就需要串联合适的电阻进行分压.