專題一科學(xué)探究課標(biāo)要求及七要素例析

1、專題一 科學(xué)探究課程標(biāo)準(zhǔn)要求：1能從日常生活、自然現(xiàn)象或?qū)嶒炗^察中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題，并表述這些問題。2嘗試對問題的成因提出猜想， 對科學(xué)探究的方向和可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果進行推測與假設(shè)。3明確探究目的和已有條件， 經(jīng)歷制定計劃和設(shè)計實驗的過程， 嘗試選擇探究方法及器材， 有控制變量的初步意識。4能收集數(shù)據(jù)和資料，嘗試評估信息的科學(xué)性，會閱讀說明書，能按書面說明操作，會使 用簡單的實驗儀器，能正確記錄實驗數(shù)據(jù)，并具有安全操作的意識。5能描述實驗數(shù)據(jù)，能對信息進行比較，能進行簡單的因果推理，嘗試對探究結(jié)果進行描 述和解釋。6有評估意識，能注意假設(shè)與結(jié)果問的差異，能注意未解決的矛盾，能及時發(fā)現(xiàn)新問

2、題，改進探究方案，有從評估中吸取經(jīng)驗教訓(xùn)的意識7能寫出簡單的探究報告，有準(zhǔn)確表達自己觀點的意識有與人合作的意識七要素例析：、提出問題1為了能夠靈活地改變速度、調(diào)整方向，殲擊機不僅做得輕巧，作戰(zhàn)中有時還需要甩掉副圖1油箱；讓足球和鉛球都靜止在地面上，足球輕輕一踢就能運動起來，但 要使鉛球運動起來卻不那么容易請你分析以上情景，提出一個你認為 應(yīng)該探究的問題： 。2你仔細觀察過這樣的喝水杯嗎 ?一般的杯口都有供擰緊的螺絲口， 杯子蓋的頂端有一個橡皮墊圈某同學(xué)倒了一杯熱水（如圖 1所示 ），并將杯子蓋擰緊，過了一會，競擰不開蓋你能幫助該同學(xué)把杯子蓋擰開嗎 請說出你的辦法 （注意不能損壞杯子 ） ：。根

3、據(jù)這個現(xiàn)象，請你提出兩個問題：問題一：問題二： 。3用力拉開鐵弓能將箭射得很遠，但使用竹弓就不同了；將鋼尺和塑料尺彎曲相同幅度， 鋼尺能把桌上的小球彈得很遠，而塑料尺就不同了分析上述現(xiàn)象，請你提出一個探究的問題：解析：提出問題這類題，首先應(yīng)結(jié)合題目的要求去提，不能提與題目情景不一致的問題， 如題 2中為什么倒入熱水后杯子擰不開 其次應(yīng)能從不同現(xiàn)象中抽取本質(zhì)相同 的東西，如題 1 中殲擊機速度改變，足球、鉛球從靜止到運動是運動狀態(tài)的改 變 （或慣性的表現(xiàn) ）殲擊機輕， 足球與鉛球質(zhì)量不同，由此可提出質(zhì)量與運動 狀態(tài)改變 （慣性 ）有無關(guān)系；題 3中都發(fā)生彎曲，即形變 （具有彈性勢能 ），箭、 球

4、運動的遠近，即形狀的程度作用在物體上的效果有關(guān)嗎 ?二、猜想與假設(shè)1如圖 2所示是運動員滑冰的情景滑冰時，冰刀下面會出現(xiàn)一層水，這層水跟潤滑油的作用一樣冰刀離開后，水又很快結(jié)成冰，關(guān)于水的出現(xiàn)，請你提出一個合理的猜想 。圖22同學(xué)們都知道，將額定電壓相同、額定功率不同的兩只燈泡并聯(lián)接入家庭電路中時，額定功率大的燈泡亮如果將這兩只燈泡串聯(lián)接入家庭電路中時，誰亮一些呢?請你作出猜想，并說明猜想的理由。猜想： 。理由： 。3小明通過實驗研究光從水中射入空氣中的現(xiàn)象，圖3是他根據(jù)實驗現(xiàn)象畫的光路圖改變?nèi)肷浣堑拇笮?，他發(fā)現(xiàn)空氣中的折射光線與法線的夾角 隨入射角的增大而增大你猜想，當(dāng)入射角增大到一定程度時

5、，會出現(xiàn)的現(xiàn) 象是 ，你猜想的依據(jù)是： 。解析：猜想與提出問題不同，猜想一般是提出問題的后續(xù)工程首先是提圖 3出一個問題，然后根據(jù)這一問題去進行猜想的以上三題實質(zhì)上都是命題者提出的問題，要我們根據(jù)這一問題去進行猜想出現(xiàn)這一現(xiàn)象的可能原因（1題）、結(jié)果 （3題）或不定情況 （2題）猜想有對有錯，但都應(yīng)結(jié)合題意進行，如 1題冰的熔點是否與 （冰刀的 ）壓力有關(guān)是否與 （冰刀的 ）速度 有關(guān)等對于要求有猜想理由 （依據(jù) ）的，你提出的猜想一定要為下一個問題做準(zhǔn)備，不能自己猜 想后自己不能回答下一個問題，這與提出問題進行解釋一樣三、設(shè)計與實驗 1星期天早晨，小濤正準(zhǔn)備練習(xí)書法，剛剛把墨汁倒入盤中一半，

6、小輝和小麗來找他，他 們就一起出去了晚上小濤回家后發(fā)現(xiàn)盤中的墨汁已經(jīng)干了，而沒有蓋的瓶里的墨汁卻幾乎沒 有減少生活中還有很多類似的現(xiàn)象，請你舉出一例： 。由此我們可以猜想到，液體蒸發(fā)的快慢可以與液體的表面積有關(guān)請你對上面的猜想進行 驗證，提供的器材如下：一杯水、兩塊玻璃片、酒精燈、扇子、滴管（1）從給定的器材中選出需要的器材：。（2）實驗步驟：（3）生活中的水蒸發(fā)現(xiàn)象處處可見，蒸發(fā)到空氣中的水蒸氣會永遠留在空氣中嗎?其實地球上的水在不停地循環(huán)著，空氣中的水蒸氣可以通過各種方式變成水回到地球表面請你寫出一種 與此有關(guān)的自然現(xiàn)象及相應(yīng)的物態(tài)變化名稱： 2實驗桌上有如下器材：符合實驗要求的電源一個、

7、電流表和電壓表各一只、開關(guān)一個、 各種阻值已知的定值電阻和導(dǎo)線若干 要求從實驗桌上選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模?設(shè)計一個實驗證明：“當(dāng) 通過電阻的電流保持不變時，電阻消耗的電功率與該電阻的阻值成正比” 請畫出實驗電路圖， 并寫出實驗步驟（1）實驗電路圖；（2）實驗步驟解析：這類題一般提供了器材，提出的實驗?zāi)康囊?，要求同學(xué)們根據(jù)自己所學(xué)知識，正 確完成設(shè)計，且設(shè)計的實驗原理要正確 （2 題，當(dāng)電流一定時，即電路為串聯(lián) ），所用器材和要測 的物理量盡量要少 （1 題，由于驗證與表面積的關(guān)系，所以酒精燈和扇子就不用），操作簡便，數(shù)據(jù)處理簡單 （如讀數(shù)讀成整數(shù)等 ）四、數(shù)據(jù)收集1某課外興趣小組的同學(xué)們?yōu)榱搜芯课?/p>

8、牛的運動情況，將蝸牛放在刻度尺上讓其沿刻度尺 爬行，并每隔 10s拍攝記錄蝸牛的位置，拼成如圖 4所示的圖片同學(xué)們依據(jù)此圖片獲得的數(shù)據(jù)如下表：照片序號123456時間 t s01020304050路程 smm012.022.248.761.2(1)請你根據(jù)圖中的情景，把表格中的內(nèi)容補充完整；(2)根據(jù)上表的數(shù)據(jù)， 他們可得出蝸牛是做運動，整個 50s內(nèi)的平均速度是mms圖42小金同學(xué)用彈簧測力計和燒杯等器材做有關(guān)浮力的實驗，如圖5所示請你將測量時的數(shù)據(jù)填入表中空桶的重力(N)物體重力(N)物體在水中時測力計讀數(shù)(N)物體受到的浮力(N)物體排開的水重(N)1.5分析表中的數(shù)據(jù)你可得出的結(jié)論是：

9、圖5解析：這類題一般給出圖示，要求同學(xué)們讀出所示的數(shù)值，在河南省的中招試題中，一般 以電表讀數(shù)為主對于刻度尺的讀數(shù)，一般還應(yīng)估讀(如 1題)五、分析與論證1在物理實踐活動中，小明探究一個電熱杯正常工作時燒水的效率下表是記錄的實驗數(shù) 據(jù)時間 min0123456789101112水溫8111622303848586776869595請對表中的實驗數(shù)據(jù)作分析論證：(1)在整個加熱過程中，每分鐘電熱杯內(nèi)水溫升高的值是否相同(2) 0 5min和510min內(nèi)水吸收的熱量分別為 Q1和 Q2，電熱杯在這兩段時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量均 為Q，燒水的效率分別為 1和2，請比較 Q1、 Q2以及 1、2的大小(3)

10、 要測出某一段時間內(nèi)電熱杯燒水的效率值，除表格內(nèi)的數(shù)據(jù)外，還應(yīng)知道哪些物理量值2下表是某同學(xué)研究“電阻消耗的電功率與該電阻阻值之間的關(guān)系”時記錄的實驗數(shù)據(jù)，請你對表格的數(shù)據(jù)進行分析，歸納出電功率與電阻的關(guān)系：R/191520305060U/V666666IA0.60.40.30.20.120.1P/W3.62.41.81.20.720.63如圖 6甲所示，光 I 從空氣斜射如玻璃中，發(fā)生了折射現(xiàn)象，從圖中可以看出折射角小于入射角 i，那么，一般情況下， i 與有什么定量關(guān)系呢 ?1621年，荷蘭學(xué)者斯涅爾通過實驗終于 找到了 i與之間的規(guī)律，圖 6乙是光從空氣進入玻璃中時，利用實驗數(shù)據(jù)得到的s

11、ini 與sin的關(guān)系圖象(1) 在圖 6甲中，畫出光進入玻璃中傳播的大致方向。(2) 分析圖象可得到的結(jié)論：。圖64小明探究通電直導(dǎo)線周圍的磁場方向與電流方向的關(guān)系后，想進一步探究影響通電直導(dǎo) 線周圍磁場強弱的因素 經(jīng)老師指導(dǎo)及查閱資料知，磁場的強弱可用物理量“B”來表示 (單位為“ T”)，其大小與直導(dǎo)線中的電流 I、測試點到直導(dǎo)線的距離 r有關(guān)小明通過實驗所測得的兩組 實驗數(shù)據(jù)如下表一：當(dāng)測試點到直導(dǎo)線的距離 r 0.02m時，磁場的強弱 B與電流 I的實驗數(shù)據(jù)I/A2.551020BT52.5× 10555×105510×105520×105(1

12、) 分析表一中的實驗數(shù)據(jù)，你能得到什么結(jié)論?答： 表二：當(dāng)直導(dǎo)線中的電流 I 5A時，磁場的強弱 B與距離 r的實驗數(shù)據(jù)rm0.020.040.060.08BT55×10552.5×1051.67×10551.25×105(2) 分析表二中的實驗數(shù)據(jù)，你能得到什么結(jié)論 ? 答： 。 5某學(xué)校實驗室里的光具座長 90cm，凸透鏡有焦距為 15cm和 30cm的兩種在研究凸透鏡 成像規(guī)律時，應(yīng)選用焦距為 的凸透鏡若選用另一種凸透鏡，則無法完成實驗其原 因是 。解析：通過上一個環(huán)節(jié)我們收集到的實驗數(shù)據(jù)和看到的現(xiàn)象，通過分析得出對我們有用的 結(jié)論才是最重要的因此

13、，分析數(shù)據(jù)和實驗現(xiàn)象在科學(xué)探究中是一個創(chuàng)造發(fā)現(xiàn)的過程。對于數(shù) 據(jù)的分析，我們一般從正比例和反比例去分析(如題 4)，有時是與某一物理量的平方等成正比或反比，有時與三角函數(shù)有關(guān) (如題 3)。分析有時是分析實驗儀器的選擇，實驗結(jié)果的成敗原因（如題 5）六、評估與交流1小明同學(xué)在研究電阻兩端的電壓跟通過電阻的電流之間的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)：電阻不變時，電 阻兩端的電壓跟通過該電阻的電流成正比小明進一步分析實驗數(shù)據(jù)后又發(fā)現(xiàn)了一個新規(guī)律，為了檢驗自己發(fā)現(xiàn)的新規(guī)律是否正確， 他重新設(shè)計了一個實驗，得到的實驗數(shù)據(jù)如下表所示，小明分析了表中的實驗數(shù)據(jù)，認為自己 的新規(guī)律是正確的。R()504642252010U(V)

14、141210864I(A)0.280.260.240.320.30.4UI(VA)5046.241.7252010（1）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)可推斷小明發(fā)現(xiàn)的新規(guī)律為：（2）小明發(fā)現(xiàn)的新規(guī)律可以應(yīng)用于電阻測量中，請列舉一個應(yīng)用該規(guī)律進行測量的例子：樣的圖7是三位同學(xué)在2對物體下落的快慢與物體輕重的關(guān)系，歷史上曾先后有過兩種不同的觀點：亞里士多德 認為重的物體下落得快，而伽俐略認為輕重不同的物體下落的快慢是 研究了物體下落的快慢與物體輕重的關(guān)系后所做的交流：圖7（1）如果亞里士多德的觀點是對的，那么小剛的實驗結(jié)果應(yīng)該是（2）圖7中的小強和小麗實驗結(jié)果不同的原因，主要是存在3為測量一只標(biāo)有“ 6.3V

15、0.3A ”的小燈泡的額定功率，某實驗小組設(shè) 計了圖 8的電路圖現(xiàn)有實驗器材為：電壓表 （量程 0 3V ，0 15V）一塊電 流表（量程00.6A， 0 3A）一塊，“10 2A”和“ 50 1A ”的滑動變阻器 各一只，電源 （電壓恒為 12V） 一個，開關(guān)一只，導(dǎo)線若干實驗時，甲同學(xué)認 為電壓表和電流表都應(yīng)選用小量程，滑動變阻器應(yīng)選用“50 1A ”的；乙同學(xué)認為電壓表應(yīng)選用大量程， 電流表應(yīng)選用小量程， 滑動變阻器應(yīng)選用 “ 10 2A ”的是否合理不合理之處不合理產(chǎn)生的后果甲乙請你對兩位同學(xué)器材選擇的合理性作出評價并填在下表中（如合理，不需說明理由；如不合理，請指出不合理之處和產(chǎn)生的

16、后果 ） 4同學(xué)們在一起交流學(xué)習(xí)體會時，一位同學(xué)說： “電路消耗的總功率都等于各用電器消耗的功率之和” ，另一位同學(xué)想用實驗來驗證他的說法是否正確，于是他設(shè)計了圖9甲所示的電路進行實驗圖中電源電壓為 3V ，實驗中他記錄的數(shù)據(jù)如表格所示測量的位置電流IA0.40.10.3電功率 P W圖9(1) 請你用筆畫線代替導(dǎo)線將乙圖中的各器材連接成測A點電流的實驗電路(2) 計算出表格中相對應(yīng)的電功率后填入表格內(nèi)，分析表格中的數(shù)據(jù)并寫出實驗結(jié)論(3) 請你對該同學(xué)驗證的過程與得到的結(jié)論是否科學(xué)，談一談自己的觀點解析：評估和交流主要是看數(shù)據(jù)處理是否正確(1題 )，方法是否可行 (2 題)性、是否合理 (4

17、 題)，以及實驗中存在的問題 (3 題)七、綜合題1張華到張麗家玩，他們看見墻上掛鐘的擺來回擺動(圖10)，對此她們產(chǎn)生了極大的興趣，對鐘擺擺動快慢與哪些因素有關(guān)，提出了自己的猜想張華 認為：擺長越短，鐘擺來回擺動一次的時間越短；張麗認為：擺錘質(zhì)量越小， 鐘擺來回擺動一次的時間越短 他們的猜想是否正確呢 ?請你同她們一起設(shè)計驗 證方法?，F(xiàn)已找來了長短不同的無彈性細繩兩根，質(zhì)量不同的金屬小球各一個、秒 表一塊 (測量小球來回擺動一次的平均時間 )(1)為了驗證張華的猜想：實驗所選器材為：與時間的關(guān)系。實驗中應(yīng)控制 不變，研究的是(2)為了驗證張麗的猜想：實驗所選器材為：實驗中應(yīng)控制 不變，研究的

18、是 與時間的關(guān)系 2同學(xué)們在實驗室做如圖 11所示的實驗時， 驚奇的發(fā)現(xiàn)雖然同 一小球兩次擺動的角度不同，但往返一次所用的時間卻相同，于是 提出了以下兩個猜想：A ：小球往返一次所用的時間是否與擺線的長度有關(guān)?B ：小球往返一次所用的時間是否與小球的質(zhì)量有關(guān)?請你從上述猜想中任選一個進行探究(1)你所選擇的探究題目編號 (A或 B)及要用到的測量工具是(2)設(shè)計探究實驗方案及步驟結(jié)論是否有偶然圖10圖 11(3) 對方案中可能出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象進行分析與論證3為了探究物體的運動規(guī)律，小馬找來了用過的輸液器和瓶子，設(shè)計了兩套裝置(如圖 12甲、乙 )選擇其中一套合理的裝置，通過調(diào)節(jié)使水勻速滴出；他以

19、小車為研究對象，在車尾處 粘上長紙條，讓小車拖著的紙條經(jīng)過滴管出口的正下方改變小車的運動狀態(tài)，經(jīng)過多次實驗后，得到了數(shù)個帶有“滴痕”的長紙條，選擇其中兩個紙條(如圖 12右圖所示 )進行研究(1)為保證水持續(xù)勻速滴出，合理的裝置應(yīng)該是 ，這樣可以保證在紙條上得到的任意 相鄰兩個“滴痕”的間隔時間 (2)通過對 A 、B紙條上“滴痕”的分析，你認為小車兩次分別做什么運動?圖12圖134小陽在“研究電磁鐵”的實驗中，選擇了如圖13所示的實驗器材，其中 A 、B、C是由相同的漆包線纏繞在鐵釘上制成的電磁鐵，A、 B電磁鐵橫截面積相同， B、C線圈匝數(shù)相同小陽進行了如下操作：(1)她將電磁鐵 A 接入

20、電路 a、b間，改變電磁鐵線圈中的電流， 通過觀察電磁鐵 來判 斷電磁鐵的磁性強弱，從而研究電磁鐵的磁性強弱與電流大小的關(guān)系(2)小陽猜想電磁鐵磁性強弱可能還與電磁鐵橫截面積有關(guān)，依據(jù)所給的實驗器材，她應(yīng)選 擇 兩個電磁鐵進行實驗請你幫她設(shè)計實驗進行論證寫出實驗步驟分析與論證可能觀察到的現(xiàn)象5物理課上，研究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)的實驗給小明留下了深刻的印象放 學(xué)后，他用盒裝牛奶和彈簧測力計在家做起了實驗，并有了新的發(fā)現(xiàn)(1)小明用彈簧測力計分別拉著一盒、兩盒、三盒牛奶，在水平桌面上做勻速直線運動，如 圖 14所示，并記錄下了表 1中的數(shù)據(jù)圖14表 1表 2壓力FN滑動摩擦力 f N一盒

21、牛奶30.6兩盒牛奶61.2三盒牛奶91.8小明對表 1中的測量數(shù)據(jù)的大小進行了認真的分壓力 FN滑動摩擦力 f N一盒牛奶30.9兩盒牛奶61.8三盒牛奶92.7析，驚奇的發(fā)現(xiàn)：在接觸面相同的情況下，每次實驗，滑動摩擦力的大小與壓力大小的比值(2)為驗證上述結(jié)論是否正確小明按圖14所示的方法，在較粗糙的水平水泥地面上又進行了一次實驗，記下了表 2中的數(shù)據(jù)分析表 2中的數(shù)據(jù)，你認為小明的發(fā)現(xiàn)是(選填“正確”或“錯誤” ) 的(3) 綜合分析、比較兩次實驗數(shù)據(jù)和接觸地面的情況，你認為滑動摩擦力與壓力的比值大小 反映了 (4) 綜合上述發(fā)現(xiàn)，小明推測：要使五盒疊放在一起的牛奶在上述桌面上勻速直線運

22、動，彈 簧測力計的示數(shù)應(yīng)該為N 從而小明對滑動摩擦力的大小又有了進一步的認識6夏天，當(dāng)你從冰箱中拿一杯冰凍牛奶放在桌上后，過一會兒就會發(fā)現(xiàn)，在杯子的外壁上附有一層細密的小水珠，關(guān)于這些“小水珠”的出現(xiàn)，李明同學(xué)提出了如下的猜想：猜想 1：可能是空氣中的水蒸氣遇冷液化而成的；猜想 2：可能是牛奶中的水蒸氣液化而成的；請你從以上猜想中任選一個，設(shè)計一個驗證這個猜想的方案(先在所選的猜想前打 )7如圖 15所示是王芳同學(xué)測量斜面機械效率的裝置圖，下表是王芳同學(xué)記錄的實驗數(shù)據(jù)斜面的傾 斜坡度小車的重量GN斜的高度 h/m沿斜面的拉力 FN斜面長 sm有用功W有J總功W總J機械 效率較緩200.1612633較陡200.2814850最陡200.6161121675分析表中的實驗數(shù)據(jù)，所能得到的結(jié)論是：上述“分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論”的過程，在“科