物理实验-初中物理20个实验大全

物理方法既是科学家研究问题的方法，也是学生在学习物理中常用的方法，新课标也要求学生掌握一些探究问题的物理方法。

常见的物理方法

模型法即将抽象的物理现象用简单易懂的具体模型表示。如用太阳系模型代表原子结构，用简单的线条代表杠杆等。

叠加法物理学中常常把微小的、不易测量的同一物理量叠加起来，测量后求平均值的方法俗称“叠加法”。

控制变量法自然界发生的各种现象，往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后来比较，研究其他两个变量之间的关系，这种研究问题的科学方法就是“控制变量法”。初中物理实验大多都用到了这种方法，如通过导体的电流I受到导体电阻R和它两端电压U的影响，在研究电流I与电阻R的关系时，需要保持电压U不变在研究电流I与电压U的关系时，需要保持电阻R不变。

实验推理法有一些物理现象，由于受实验条件所限，无法直接验证，需要我们先进行实验，再进行合理推理得出正确结论，这也是一种常用的科学方法。如将一只闹钟放在密封的玻璃罩内，当罩内空气被抽走时，钟声变小，由此推理出真空不能传声。

转换法一些看不见，摸不着的物理现象，不好直接认识它，我们常根据它们表现出来的看的见、摸的着的现象来间接认识它们。如根据电流的热效应来认识电流大小，根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场等。

等效法在研究物理问题时，有时为了使问题简化，常用一个物理量来代替其他所有物理量，但不会改变物理效果。如用合力替代各个分力，用总电阻替代各部分电阻，浮力替代液体对物体的各个压力等。

描述法为了研究问题的方便，我们常用线条等手段来描述各种看不见的现象。如用光线来描述光，用磁感线来描述磁场，用力的图示描述力等。

类比法在认识一些物理概念时，我们常将它与生活中熟悉且有共同特点的现象进行类比，以帮助我们理解它。如认识电流大小时，用水流进行类比。认识电压时，用水压进行类比。

物理实验数据的处理方法

实验数据是对实验定量分析的依据，是探索、验证物理规律的第一手资料。在系统误差一定的情况下，实验数据处理得恰当与否，会直接影响偶然误差的大小。所以对实验数据的处理是实验复习的重要内容之一。本文结合一些实例来简单介绍实验数据的处理方法。

1平均值法

取算术平均值是为减小偶然误差而常用的一种数据处理方法。通常在同样的测量条件下，对于某一物理量进行多次测量的结果不会完全一样，用多次测量的算术平均值作为测量结果，是真实值的最好近似。

2列表法

实验中将数据列成表格，可以简明地表示出有关物理量之间的关系，便于检查测量结果和运算是否合理，有助于发现和分析问题，而且列表法还是图象法的基础。

列表时应注意①表格要直接地反映有关物理量之间的关系，一般把自变量写在前边，因变量紧接着写在后面，便于分析。②表格要清楚地反映测量的次数，测得的物理量的名称及单位，计算的物理量的名称及单位。物理量的单位可写在标题栏内，一般不在数值栏内重复出现。③表中所列数据要正确反映测量值的有效数字。

3作图法

选取适当的自变量，通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系，并便于找出其中的规律，确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。

描绘图象的要求是①根据测量的要求选定坐标轴，一般以横轴为自变量，纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。②坐标轴标度的选择应合适，使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。为避免图纸上出现大片空白，坐标原点可以是零，也可以不是零。坐标轴的分度的估读数，应与测量值的估读数即有效数字的末位相对应。

作为物理实验达人，也用过不少物理实验软件。我用过的电学模拟实验室有两种，一种是根据教材定制的，里面包括教材上的所有物理实验，这个软件叫NB物理实验；一种是独立的电学模拟实验室，叫 Lab， Lab属于国际版的，在上能下载。NB物理实验在虚拟实验室上能下载。你看图就明白你想要啥样的了

NB物理实验

 Lab

实验是物理学科的最大特点，是培养学生多种能力的重要途径。近几年来，中考实验题在形式和内容上都有了很大的变化，突出表现在，题目不是简单地考查实验仪器的操作，也不是课本实验的重复，而是以课本演示实验、学生实验为背景，通过改变实验条件，或实验中出现了意料之外的问题，以及运用学过的研究方法，自己设计一个新的实验方案等来设置障碍，要求学生分析并找到解决问题的途径。不仅考查学生的实验能力，而且考查研究物理的方法和知识迁移的能力。

一、例题导航

例1几个同学爬杆比赛时，要比较谁的功率大，分别需要哪些测量仪器和测出哪些物理量？

分析：要设计一个实验来测量人爬杆时的功率，首先就要建立一个科学模型，高度抽象、概括地描述人爬杆时的物理状态。有了正确的模型，爬杆人的体重、爬杆的高度和时间是三个必须考虑的因素。常规的方法是用体重计测体重，用秒表测时间，用长杆和卷尺测高度。而用控制变量的思想（保持同样的高度或用同样的时间），就可以在时间和高度这两个量中少测一个。因此，这样的设计性实验试题，虽然并不复杂，但却考查了学生建立科学模型和正确应用控制变量的方法解决问题的能力。

答案：

（1）用体重计测体重，用秒表测时间，用长杆和卷尺测高度。

（2）用体重计测体重，用秒表测时间。（要求比赛的同学都爬过同样高度）

（3）用体重计测体重，用长杆和卷尺测高度。（要求比赛的同学在几条杆上同时开始，同时停止）

评析：本题不是简单地考查实验仪器的操作，也不是课本实验的重复，而是从学生的生活实际出发，考查学生在真实情境中应用知识，规划、没计、实施实验，以解决问题的能力。

例2（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？

甲组产生错误的原因：。

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

结论

动力动力臂＝阻力阻力臂

动力×动力臂＝阻力×阻力臂

分析：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。

答案：甲组的错误：

（1）不同单位的物理量不能直接相加。

（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。

（3）没有进行多次测量并从中找到普遍规律。

二、小试牛刀

1．（广西柳州）由于白炽灯除了发光还产生热量，所以逐渐被称之为“冷光源”的各种节能灯代替。白炽灯的功率越大，亮度越大，产生的热量是否也越多呢？为此，小明设计了一个实验方案：使25W白炽灯正常发光，把温度计放在灯泡附近任一位置，观察温度计示数的变化；换上100W白炽灯重复上述步骤。若100W白炽灯使温度计的温度升得高，则产生的热量多。同学们对小明的方案进行了讨论，认为：

（1）在灯泡附近的范围内，灯泡产生的热量越多，空气温度，利用温度计测温度变化的方案是可行的；

（2）方案还应注意两个问题：一是，二是。

答案：（1）升高越大（2）测温点要固定、测温时间要相同

2．（泰州）由阿基米德原理（F浮＝G排液）结合相关知识，可以推得F浮＝ρ液V排液g，从而看出物体受到的浮力大小与物体和液体的有关。

有些爱思考的同学进一步提出，除上述两个因素外，浮力的大小是否还与别的什么因素有关？其中，一个比较具体的问题是：物体所受浮力大小是否与物体的形状有关？针对这个问题，若提供下列器材由你选择，你将选择哪些器材、怎样进行探究？

供选择的器材有：弹簧测力计，三个形状不同的小石块，橡皮泥，烧杯、细线和水．

（1）你选择的器材是：。

（2）你的探究方案（即实验步骤）是：。

（3）你如何根据探究过程中观察到的现象或获得的数据得出结论：。

答案：排开液体的体积、密度

（1）弹簧测力计、橡皮泥、烧杯、细线和水（多选或少选均不正确）

（2）实验步骤：

或a．①用细线将橡皮泥吊在弹簧测力计上，测出橡皮泥重G；

②将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F1；

③改变橡皮泥形状，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F2；

④再改变橡皮泥形状，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F3。

或b．①用细线将橡皮泥吊在弹簧测力计上，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F1；

②改变橡皮泥形状，把橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F2；

③再改变橡皮泥形状，把橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F3。

（3）（答案要与实验步骤对应）

或a．求出橡皮泥各次在水中所受的浮力。若各次所受浮力相等，说明浮力大小与形状无关；若各次所受浮力不等，说明浮力大小与形状有关。

或b．比较橡皮泥各次浸没水中时测力计示数。若测力计的示数相等，说明浮力大小与形状无关；若测力计的示数不等，则说明浮力大小与形状有关。

3．（泰州）通过学习，同学们知道了液体压强的特点。在此基础上，老师提出了这样的问题：有两只杯子，分别盛有清水和盐水，但没有标签，你能否用压强计将它们区别开？

（1）当压强计的金属盒在空气中时，U形管两边的液面应当相平，而小明同学却观察到如图1（a）所示的情景。出现这种情况的原因是：U形管左支管液面上方的气压大气压（填“大于”、“小于”或“等于”）；调节的方法是：

A．将此时右边支管中高出的液体倒出

B．取下软管重新安装

（2）小明再作图（b）所示的检查。当用手指按压（不论轻压还是重压）橡皮膜时，发现U形管两边液柱的高度几乎不变化。出现这种情况的原因是：。

（3）压强计调节正常后，小明将金属盒先后浸入到两杯液体中，如图（c）和（d）所示。他发现图（d）中U形管两边的液柱高度差较大，于是认为图（d）杯子中盛的是盐水。①你认为，小明的结论是（填“可靠的”或“不可靠的”）；②简要说明理由：。

答案：（1）大于B

（2）压强计的气密性不好；或压强计金属盒（或“软管”）漏气；或U形管与软管连接不好。

（3）不可靠的金属盒（或“橡皮膜”）在两种液体中的深度不同；或没有控制金属盒（或“橡皮膜”）在两种液体（或“在液体”）中的深度（或“深度相同”）。

4．（苏州）小明同学在做完“观察水的沸腾”实验后又进一步探究了沸水自然冷却过程中温室随时间的变化情况，他将实验数据记录在自己设计的表格中。

小明通过描点画出如图2所示的水温随时间变化的曲线。

（1）根据表中的数据可推知，小明做上述实验时的环境温度（即室温）应在℃左右。

（2）根据图示水温随时间变化的曲线。可知沸水在自然冷却过程中温度随时间变化的特点是：。

答案：（1）22

（2）温度较高时，温度随时间下降较快，当温度接近室温时，温度下降越来越慢。

5．（苏州）刻度尺，温度计，量筒，弹簧测力计，电流表和电压表是物理实验中的常用仪器。通过比较可以发现，这些仪器具有—些共同的特点。例如它们都有一定的量程。

上述仪器还有的共同特点是（只要求写出2个）：

（1）；

（2）。

答案：（1）一定的分度值

（2）刻度是均匀的

6．（南京）有一天，小明在家观察洗衣机排水后，对容器排尽水的时间与排水孔的大小之间的关系产生了浓厚的兴趣。为此他找来四个同样大小的圆柱形塑料容器，在它们的底部相同位置各开一个排水圆孔，排水孔的直径d分别是1．5cm、2．0cm、3．0cm和5．0cm。在容器里放入30cm深的水，打开排水孔让水流出，用秒表测量水完全流出所需的时间t分别为73．0s、41．2s、18．4s和6．8s。

（1）请设计一个表格，并将小明测得的数据填写在表格中。

（2）请在图3中画出排尽水的时间t与排水孔直径d的关系图线。

（3）分析实验数据，初步可以看出t与d之间韵关系为：d越大，t，但是还不能确定它们之间明确的数量关系。

（4）请你猜想t与d之间可能存在的数量关系，并根据以上数据写出证实你猜想的思路。

猜想：。

思路：。

答案：（1）

排水孔直径d／cm

1．5

2．0

3．0

5．0

排尽水的时间ts

73．0

41．2

18．4

6．8

（2）图线如下

（3）越小

（4）t与d2成反比，可以作出t与图线，并观察图线是否为一条直线

（说明：本小题只要答案合理均正确）

7．（南通）为探究滑动摩擦力大小与什么因素有关，小明设计了如图4甲所示的实验。

⑴如果要想利用此实验来探究滑动摩擦力的大小与压力的关系，应设计怎样的实验步骤？

⑵在探究滑动摩擦力的大小是否与物体间的接触面积有关时，小明先后用大、小木块按照图甲所示的方法进行对比实验。小明的做法是否正确？为什么？

⑶在研究此问题时，小红设计的实验如图4乙所示，弹簧测力计一端固定，另一端钩住长方形木块，木块下面是一长木板，实验时拖支长木板，然后读出弹簧力计的示数，即可测出木块和木板之间的摩擦力。小明看了小红的实验后，认为小红设计的实验优于自己设计的实验。对此你能说出其中的原因吗？

答案：⑴弹簧测力计拉动木块，使它做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数F1；

在木块上面加一个重物，再用弹簧测力计拉动木块，使它做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数F2；比较F1和F2的大小。

⑵不正确。实验过程中没有保持相同的压力。

⑶木块不必做匀速直线运动（或弹簧测力计保持静止，便于读数）