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2014届中考物理专题复习《专题14 科学方法》ppt课件


2014届中考物理专题复习

专题14

科学方法

专题诠释
一、考点分析: 天津市中考很重视科学方法的考查,要 求学生能运用基本科学方法,如理想模型法、类比法、控制变 量法、等效替代法、归纳推理法等去分析具体问题。解答此类 问题时先要了解这些科学方法,然后结合具体情景进行分析。 二、解析方法: 初中阶段涉及的科学方法主要有:控制 变量法、等效替代法、归纳推理法、转换法、理想模型法、类 比法等。

典例分析 类型一 分析法
例 1 小明对自动感应门很感兴趣,想了解其原理。他查阅 有关资料后得知,自动感应门有两种类型:一种是感应装置接收 到人所发出的红外线,将门打开;另一种是感应装置发出微波来 感知向门移动的物体,将门打开。以下设计方案能探究某自动门 是哪种类型的是 ( A ) A.速度相同的两个人分别向门靠近,观察门的反应 B.人以两种不同速度分别向门靠近,观察门的反应 C.门打开后,人在门前静止一段时间,观察门的反应 D.白天和黑夜让人向门靠近,观察门的反应

[解析] 通过比较不同的现象,找到其中的相同点与不 同点,然后通过分析得出结论。

[针对训练]
1. 一个大烧杯倒扣在桌面上,里边充 以烟雾,用手电筒通过杯底自上而 下照射,调节手电筒的聚光圈,使 通过烟雾的光成粗细均匀的柱形 光束(如图 Z14- 1 甲所示): (1)烧杯内充以烟雾,是利用了烟尘 微粒对光的__________ 漫反射 来显示光的路径。 (2)烧杯底上放一个凸透镜,观察到的现象如图乙所示,说明凸透 会聚 作用。 镜对光有________ (3)烧杯底上放一个凹透镜,观察到的现象如图丙所示,说明凹透 镜对光有________ 发散 作用。

类型二

等效替代法、转换法

例 2 在科学研究中,常常通过实验的方法将不易观察的现 象直观地反映出来。下列实验与这一思想方法不符合的是( D )

[解析] 转换法在初中阶段会经常用到,例如把车运动 的快慢通过纸带上的“滴痕”显示出来、以电流的效应来验 证电流的存在等。

[针对训练]
2.小明设计了一种测量未知电阻 Rx 的 实验方案,并选择了合适的器材,测 量电路如图 Z14-3 所示,电源电压 恒定,滑动变阻器最大阻值未知,在 A、B 两点间接入的元件每次只能是 电阻箱或未知电阻 Rx。 (1)请你帮他完成相关实验步骤: ①将______________ 未知电阻Rx 接入 A、B 两点间; ②闭合开关,移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时,记下 ________________ 电压表示数U ;

电阻箱 接在 A、B ③断开开关,取下 A、B 间的元件,将__________ 两点间; ④闭合开关,调节__________ 电阻箱 ,使_____________________ 电压表示数仍为U ; ⑤读出______________ 电阻箱示数 ,即可知道 Rx 的阻值。 (2)小明测量电阻 Rx 的方法在科学研究中经常用到,下面四个 研究实例中,采用这种研究方法的是 ( C ) A.力是看不见的,可以通过力的作用效果认识它 B.根据磁铁吸引大头针多少判定磁铁磁性的强弱 C.用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻 D.用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱

类型三

控制变量法

例 3 如图 Z14-4 所示是某同学探究“斜面的机械效率 与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度的关系”时的实验情景, 得到的实验数据如下表所示。

斜面与 水平面 夹角 20° 30° 45° 45°

小车的 重力 G/N 2.1 2.1 2.1 2.1

斜面的 材料 玻璃面 玻璃面 玻璃面 棉布面

斜面的 沿斜面 高度 h/m 0.09 0.21 0.36 0.36 拉力 F/N 0.6 1.1 1.8 2.0

斜面长 s/m 0.5 0.5 0.5 0.5

有用功 W 有/J 0.189 0.441 ____ 0.756 0.756

总功 W 总/J 0.30 0.55 ____ 0.90 1.00

机械 效率 η /% 63.0 80.2 ____ 84.0 75.6

(1)此探究实验采用了____________ 控制变量 的物理研究方法。 (2)请将表中空格补充完整。 (3)请你根据表中的实验数据,得出要探究的实验结论: 结论一:斜面的光滑程度相同时,斜面的倾斜程度越大 ___________________________________________________ (小 ), _________________________________ 。 机械效率越高(低) 斜面的倾斜程度相同时,斜面越粗糙(光滑), 结论二:___________________________________________________ 机械效率越低(高) _________________________________ 。

[针对训练]
3.某同学受奥斯特实验的启发,产生了探究通电长直导线周围磁 场的兴趣。探究过程如下: A. 让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板, 以导线为中心 在纸板上任意做直线, 在直线上不同位置放上能够自由转动 的小磁针,发现小磁针静止时 N 极指向都与直线垂直; B.直线上任意关于导线对称两点处的小磁针 N 极指向相反; C.改变电流大小时,小磁针指向不变; D. 通过查阅资料得知, 通电长直导线外某点的磁场强弱与电流 大小成正比,与这一点到直导线的距离成反比。

(1)做实验时,纸板的俯视图如图 Z14-5 甲所示,其中“· ” 表示电流方向垂直纸面向外, 小磁针涂黑部分为 N 极。 请在 图乙中作出通电长直导线周围的磁感线分布图 (分布图要能 够反映不同位置处磁场的强弱和方向)。

[答案] 如图所示
(2)若要验证某点磁场强弱与其到通电长直导线距离成反比 的结论,应控制电流大小 ________不变。 (3)同一通电长直导线周围,离通电导线距离为 r 和 2r 的两 点,磁场强弱的比值为________ 2∶1 。

类型四

推理法

例 4 在“探究力对物体运动的影响”的实验中,在水平 桌面上分别铺上粗糙程度不同的毛巾、棉布、木板,让小车自 斜面同一高度滑下后,在不同物体表面上运动的距离如图 Z14 -6 所示。

(1)实验时小车每次都从斜面同一高度滑下,是为了让小 车在这些物体表面开始运动的________ 速度 相同。 (2)由图可知,小车在木板上运动的距离最 ______ 远 ,这说 明小车受到的阻力越______ 小 ,速度减小得越慢。 (3)根据这个实验推理: 若水平物体表面绝对光滑(即小车 不 受 任 何 阻 力 作 用 ) , 那 么 小 车 将 一 直 保 持 匀速直线运动状态 。 ____________________

[针对训练]
4.(多选)通过直接感知的现象推测无法直接感知的事实是常用 的物理方法。下列根据现象所做出的推测符合事实的是 ( AB ) A.扩散现象——分子是运动的 B.电路中的灯泡发光——电路中有电流 C.隔墙有耳——固体也能传声 D.街边的路灯同时亮、灭——路灯是串联的

类型五

归纳法

例 5 由图 Z14 - 7 可归纳出力的作用效果之一是力可以 ___________________ 使物体发生形变 。

[针对训练]
5.用如图 Z14-8 所示的装置匀速提升不同重物,当 G1=5 N 时,F1=5 N;当 G2=10 N 时,F2=10 N;当 G3=20 N 时, F3=20 N。 则可得出结论: 使用定滑轮________( 不能 选填“能” 或“不能”)省力。

类型六

估测法

例 6 在物理学习过程中,经常要进行估测,以下估测明显 不合理的是 ( B ) A.课桌高 80 cm B.人步行的速度是 5 m/s C.中学生的质量约为 50 kg D.让人感觉舒适的室内温度为 23℃左右

[针对训练]
6.根据你对生活中物理量的认识,指出下列数据符合实际的 是 ( D ) A.一支新铅笔的长度约为 18 dm B.一个普通鸡蛋重约 5 N C.现行用的初中物理课本宽度约为 19 m D.为了保证工作和学习,声音不能超过 70 dB

类型七

类比法

例 7 电路和水路有许多相似之处,在电路中和水路中的阀门 作用相似的是 ( C )

A.电源 C.开关

B.用电器 D.导线

[针对训练]
7. 如图 Z14-10 甲所示,凹面镜对光线有会聚作用。手电 筒里的反光装置相当于凹面镜(如图乙所示), 它可以让小 灯泡发出的光又远又直,这种设计应用了“光在反射过 可逆 的”原理。 程中,光路是________

小欣猜想:声音也有反射现象,凹形面对声音是否也有类似 的作用呢?于是,小欣利用雨伞和机械手表进行了下列探究 活动:

(1)如图丙所示,水平放置并固定雨伞,他把耳朵贴在伞柄 上,逐渐改变耳朵在伞柄上的位置,直到听到周围的声音一 下子清晰了很多,记下这个位置 A。这说明声音在凹形面上 反射时,凹形面对声音有________ 会聚 的作用。 (2)为了进一步探究凹形面对声音的作用,他把一块机械手表 挂在伞柄上的 A 点, 当他的耳朵位于三米远的 B 点时(B 与 A 在同一水平高度),听不到手表声。经过分析,他又找到另一 把相同的雨伞,在做了必要的调试后,终于听到了手表声。 那么这两把伞的摆放方式应该如图 Z14-11 中的______( 甲 选 填“甲”或“乙”)所示。

类型八

转换法(放大法)

例 8 如图 Z14-12 所示,小明用手使劲捏玻璃 瓶,细玻璃管内的水面就会上升,通过观察细玻璃管 内水柱高度的变化,就能判断玻璃瓶受压后发生了微 小形变。这种把微小量放大有利于观察的方法在物理 学里称为“放大法” 。如图 Z14-13 所示的各实验中 应用了此方法的是 ( A )

类型九

理想模型法
(

例 9 下列关于电磁铁和磁感线的说法中正确的是 A.电磁铁的磁性有无和磁性强弱不可以改变 B.电磁铁能永久性地保持磁性 C.磁感线是人们建立的理想模型 D.磁体外部的磁感线总是从 S 极出发,回到 N 极

C )

[解析] 初中最常见的模型就是磁感线和光线。

自主训练
1. (多选)在研究和学习物理学的过程中, 方法是不可缺少的。 比值法是对与多个因素有密切关系的某个物理量进行测 量的思想和方法。 我们学习过的速度和密度概念都是通过 比值法建立起来的。 下列物理量也是用这种方法建立起来 的有 ( ABD ) A.热值 B.功率 C.功 D.比热容 2.下列实验中没有用到控制变量法的是 ( A ) A.探究杠杆的平衡条件 B.探究电磁铁的磁性强弱与什么因素有关 C.探究液体内部压强的特点 D.探究电流与电压、电阻的关系

3. 用易于观察的科学现象来显示不易观察的科学事实是科 学研究中常用的一种方法。下列不属于这种方法的是 ( D ) A.将枝条插入红墨水中来显示水在茎中的运输 B.用轻质小球接触音叉来显示音叉的振动 C. 在经过褪色处理的叶片上滴加碘液来显示光合作用产 生淀粉 D. 用磁感线箭头表示的方向来显示磁场中各点的磁场方 向

4.如图 Z14-14 所示是动圈式话筒的构造示意图,当人对着话 筒说话时,声音使膜片振动,与膜片相连的线圈在磁场中运 动,产生随声音变化而变化的电流,经放大后通过扬声器还 原成声音。下列设备与动圈式话筒工作原理相同的是( D )

A.电铃

B.电饭锅

C.电动机

D.发电机

5.人类在探索自然规律的过程中,总结出了许多科学研究方法, 如: “控制变量法” “等效替代法” “类比法” “理想模型法” 等。下面是初中物理中的几个研究实例:①研究电流时,把 电流比作水流;②研究磁场时,引入“磁感线” ;③研究动能 与速度的关系时,让物体的质量保持不变;④研究光的传播 时,引入“光线” 。其中,采用了相同研究方法的是( C ) A.①和② B.②和③ C.②和④ D.③和④

6.人类在探索自然规律的过程中,总结出了许多科学研究方 法,如: “控制变量法” “类比法” “模型法”等,下面两 个例子都运用了上述 ________ 类比 的方法以说明分子也具有 动能和势能。

7.物理学的研究方法有很多,请将下列研究方法和所研究的问 题连线。 控制变量法 利用扩散现象研究分子运动 转换法 研究合力的效果 等效替代法 研究电阻的大小与哪些因素有关 模型法 研究磁场时引入磁感线

[答案] 略

8.通过对物理知识的学习,同学们不难发现: (1)当要研究的物理量不易直接测量时,都要想办法把它们 的大小间接表示出来。例如:在“探究摩擦力与什么因素有 关”的实验中(如图 Z14-16 甲所示),用弹簧测力计拉动木 块时,必须让木块在水平面上做________________ 匀速直线 运动,通 过读取弹簧测力计的示数可间接知道摩擦力的大小;又如, 在“研究牛顿第一定律”的实验中(如图乙所示),让同一小 车从斜面上相同的高度由静止滑下,在粗糙程度不同的平面 上运动,小车在水平方向上受力的大小可通过小车 在水平面上移动距离的大小 表现出来。 ____________________________

(2)当要研究某个物理量与多个因素的关系时,一般要采 控制变量 法。例如:在“探究摩擦力与什么因素 用____________ 有关”的实验中,要研究摩擦力的大小与压力大小的关 系,就要多次改变____________ 压力大小 ,同时保持接触面的粗 糙程度不变。 9.在学习二胡演奏过程中,小明发现琴弦发出的声音音调高 低受各种因素的影响,他决定对此进行研究,经过和同 学们讨论提出了以下几种猜想: 猜想一:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截 面积有关; 猜想二:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短 有关; 猜想三:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料 有关。

为了验证上述猜想是否正确, 他和同学们找到了下表所列的 4 种规 格的琴弦进行实验。
编号 A B C D 材料 尼龙 尼龙 尼龙 镍合金 规格 长度/cm 横截面积/mm2 55 1 55 0.5 80 1 ① 0.5

(1)为了验证猜想一,应选编号为 ______ A 、______ B 的两种规格的琴 弦进行实验。 (2)在验证猜想三时,小明发现粗心的同学没有把表中的数据填全, 表中①的位置所缺数据是________ 。 55 (3)小明在这个探究实验中,采用的研究方法是______________ 控制变量法 。

10.在测定一个未知电阻 Rx 的阻值时, 小明和小亮设计了如图 Z14-17 所示的实验电路,其中 R1 是电阻箱, S1 为单刀双掷开关。 (1)闭合开关 S 后,把开关 S1 接到触点 1,调节滑动变阻器 R,使电压表有个 合适的示数 U;把开关 S1 接到触点 2 后,小明和小亮采取了不同的实验操作。 小明的操作:保持滑片 P 的位置不变,只调节电阻箱 R1, 直到电压表示数为 U; 小亮的操作:同时调节滑动变阻器 R 和电阻箱 R1,直到电 压表示数为 U。 你认为两人的操作中,________ 小明 的操作是正确的。

(2)选择正确的实验操作后,电阻箱 R1 上各旋钮的 位置如图 Z14-18 所示,其读数为________ 108 Ω , 则待测电阻 Rx 的阻值应为________ 108 Ω 。 (3)下列实验中,所用方法与上述相同的是( A ) A.探究二力的合成时,用合力来代替两个力的 作用效果 B.探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,保 持压力一定 C.探究力与运动的关系时,推理出小车在不受 力时的运动情况 D.探究液体内部的压强时,用 U 形管两侧液面的高度差来体 现液体压强的大小

11.图 Z14-19 是小刚同学探究平面镜 成像的装置,在竖立的玻璃板前面 A 处放一支点燃的蜡烛,可以看到 玻璃板后面 B 处出现蜡烛的像。 (1)小刚拿一支大小和点燃蜡烛相同 的蜡烛在玻璃板后面移动,当移动 到 B 处时,可以看到它跟像完全重 合。这里应用了 ____________( 等效替代法 选填“等效替代法”或 “控制变量法”)的物理方法。这一实验现象可以说明平 面镜所成的像的大小与原物体大小________ 相等 。

(2)小刚发现用光屏去承接蜡烛在 B 点的像,像怎么也无 法成在光屏上,这一实验说明平面镜所成的像是 虚 选填“实”或“虚”)像。 ______( (3)若用刻度尺量 A 点到平面镜的距离和 B 点到平面镜的 距离,发现它们的值是相等的,这一实验现象说明 ____________________________ 像、物到平面镜的距离相等 。 12.[2013· 湘潭] 在物理学中,磁场的强弱用磁感应强度 B(单 位是 T)表示,B 越大,磁场越强;B=0,表示没有磁场。 如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化,则这种电阻 叫磁敏电阻。

(1)如图 Z14-20 甲所示是某磁敏电阻 R 的阻值随磁感应强度 B 变化的图象。 根据图象可知, 磁敏电阻的阻值随磁感应强度 增大 。 B 的增大而________

(2)将该磁敏电阻 R 放在磁场外,接入如图乙所示电路,闭合 开关后,电流表示数如图丙所示,则通过磁敏电阻的电流为 ________mA ,此时磁敏电阻两端电压为________V 。 40 4 (3)只要在图乙中再连入一个电压表,就可测量磁敏电阻的阻 值,利用图甲可知道相应位置的磁感应强度大小。请将电压 表连入电路。

[答案] 图略
(4)正确接线后, 将磁敏电阻 R 置于磁场中的 A 点, 接通电路, 电压表和电流表的示数分别为 5 V 和 20 mA,磁敏电阻 R 的 阻值为______ 250 Ω ,此时 A 点的磁感应强度 B=______T 0.6 。改 变磁敏电阻 R 在 A 处放置的方向, 电压表和电流表的示数都 无关 选填“有 不变,则该磁敏电阻的阻值与磁场方向 ________( 关”或“无关”)。

13 . [2011· 天津 ] “等效替代法”是物理学中常用的一种方 法。若图 Z14-21 甲中的两个电阻并联后接入电路中的 效果与图乙中一个电阻接入同一电路中的效果相同,请 你利用并联电路电压、电流的规律及欧姆定律推导出 R 与 R1、R2 的关系式。

U总 U总 U总 U总 [答案] 对于图甲,I1= ,I2= ,I 总=I1+I2= + ①; R1 R2 R1 R2 U总 对于图乙,I 总= R ②。 1 1 1 ①②联立得R= + 。 R1 R2

14.我们知道两个物体间力的作用是相互的,当把其中的一 个力称为作用力时,另一个力就叫做反作用力。牛顿第 三定律告诉我们: 两个物体之间的作用力与反作用力总 是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。如图 Z14-22 所示,在“探究滑动摩擦力大小”的实验中, 用弹簧测力计测量摩擦力大小, 当水平拉动物体 A 匀速 运动时,弹簧测力计的示数 F′(即弹簧所受 A 的拉力) 就表示物体 A 所受摩擦力 F 的大小, 即 F′=F。 请你依 据牛顿第三定律和二力平衡的条件对此加以证明。

[答案] 略


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