图本章知识地图 + 山西中考考情
实验题两大类：
测量型实验（测某个量）── 测平均速度、密度、电阻、小灯泡电功率
关键：原理公式 + 器材 + 步骤 + 数据表格 + 误差分析
探究型实验（找某个规律）── 探究凸透镜成像、平面镜成像、杠杆平衡、欧姆定律、焦耳定律
关键：控制变量法 + 转换法 + "在……相同时"结论句式
贯穿方法：控制变量法（每次只改一个量）｜转换法（把看不见的转成看得见的）｜多次测量（目的不同！）
核心心法：实验题＝模板化拿分。读题→找目的→圈变量→看数据→套结论句式，五步走。
山西近 5 年怎么考（2021–2025）
| 考点 | 出现频率 | 题型与分值 | 难度 |
|---|
| 测固体/液体密度 | 高频 | 实验探究，5–6 分 | ★★ |
| 伏安法测电阻/小灯泡功率 | 每年必考 | 实验探究，6–8 分 | ★★★ |
| 探究凸透镜成像规律 | 高频 | 实验，4–5 分 | ★★ |
| 探究影响因素类（控制变量） | 每年必考 | 实验，5–6 分 | ★★（话术题） |
| 电路故障分析 | 高频 | 实验中一问，2 分 | ★★ |
给中等生的话：实验题是你"投入产出比最高"的分。它不像压轴计算那样要算一大堆，而是问你"为什么这么做""结论怎么写"。把下面几套话术背下来，考试时直接往空里填，你会发现这些空比选择题还好拿。别紧张，老师把满分句子都给你写好了。
A万能答题模板（直接往空里套）
模板 A1 · 实验目的怎么写
测量型："测量____的____"（如：测量小石块的密度）
探究型："探究____与____的关系"（如：探究重力势能与质量的关系）
扣分点：探究型目的必须写"与……的关系"，只写"探究动能"就丢分；两个变量别写反。
模板 A2 · 控制变量法（探究题的灵魂）
研究 A 对某个量的影响时，保持其他所有因素不变，只改变 A。比如探究重力势能与质量的关系：保持高度相同、改变质量；探究与高度的关系：保持质量相同、改变高度。
结论必写句式："在____相同时，____越____，____越____。"
例："在质量相同时，高度越高，重力势能越大。"
红色错误：结论不写前提。
错例："速度越大，动能越大。"
正解："在质量相同时，速度越大，动能越大。"——漏了"质量相同"这个前提，控制变量的分就扣掉了。
模板 A3 · 转换法——把看不见的量"翻译"出来
很多物理量看不见摸不着（动能大小、磁性强弱、电流热效应大小），实验里要通过一个看得见的现象来比较，这叫转换法。
| 看不见的量 | 转换成看得见的现象 |
|---|
| 动能大小 | 木块被小球推动的距离远近 |
| 重力势能大小 | 小桌陷入沙中的深度 |
| 电磁铁磁性强弱 | 吸引大头针的数目 |
| 电流产生热量多少 | 煤油（液体）升高的温度 / 气球膨胀程度 |
| 压力作用效果 | 海绵（沙子）的凹陷程度 |
模板 A4 · 多次测量——两种目的别搞混（高频填空）
红色错误：所有实验"多次测量"的目的都写成"减小误差"。
正解分两类：
① 测量型实验（测长度、测密度、测定值电阻）多次测量 → 取平均值，减小误差。
② 探究型实验（探究规律）多次实验 → 寻找普遍规律，避免偶然性。
③ 特例：测小灯泡电功率不取平均（不同电压下功率本来就不同）。
模板 A5 · 实验设计题答题格式
- 器材：把用到的测量工具列全（如天平、量筒、弹簧测力计、电流表、电压表、滑动变阻器）。
- 步骤：分条写，"第一步……第二步……"，说清测什么量、记什么数。
- 表格：表头要带单位（如 m/g、V/cm³、U/V、I/A）。
- 结论：用模板句式写出规律。
B高频测量型实验清单（原理 + 易错）
| 实验 | 原理 / 器材 | 易错点（采分点） |
|---|
| 测平均速度 | v＝s/t；斜面、小车、刻度尺、停表 | 斜面要缓（让小车慢些好计时）；过中点才计时会偏小 |
| 测固体密度 | ρ＝m/V；天平测质量、量筒测体积 | 先测质量后测体积（物体沾水后质量偏大） |
| 测液体密度 | 测"杯+液体"总质量→倒部分到量筒→测"杯+剩液"质量 | 避免烧杯残留造成体积误差 |
| 伏安法测定值电阻 | R＝U/I；电压表并、电流表串、滑动变阻器 | 多次测量取平均减小误差 |
| 测小灯泡电功率 | P＝UI；同上电路 | 调滑片使电压表＝额定电压；不取平均 |
重点拆解：测小灯泡电功率实验
器材：电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表（串）、电压表（并在灯泡两端）、导线。
步骤：①按电路图连接，滑动变阻器调到最大阻值；②闭合开关，移动滑片，使电压表示数等于额定电压，记下电流表示数；③再使灯泡电压略低于、略高于额定电压，各测一次。
| 次数 | 电压 U/V | 电流 I/A | 功率 P/W 与亮度 |
|---|
| 1 | 2.5（额定） | 0.3 | 0.75，正常发光 |
| 2 | 2.0 | 0.26 | 0.52，偏暗 |
| 3 | 3.0 | 0.34 | 1.02，很亮 |
滑动变阻器作用：①闭合开关前调最大阻值，保护电路；②实验中改变灯泡两端电压，测不同电压下的功率。结论：灯泡的实际功率随实际电压增大而增大，灯泡亮度由实际功率决定。
电路故障分析（高频两问）
| 现象 | 故障原因 |
|---|
| 灯不亮、电流表无示数、电压表有明显示数 | 灯泡断路（灯丝断/接触不良），电压表串在电路测电源电压 |
| 灯不亮、电流表有示数、电压表无示数 | 灯泡短路 |
| 两表都无示数、灯不亮 | 电路某处断路（不在灯泡处） |
| 无论怎么移滑片，灯很亮且不变 | 滑动变阻器接成了上面两个接线柱（阻值为 0） |
| 无论怎么移滑片，灯很暗且不变 | 滑动变阻器接成了下面两个接线柱（阻值最大且固定） |
C高频探究型实验（控制变量法）
- 探究影响滑动摩擦力大小的因素（压力大小、接触面粗糙程度）
- 探究影响压力作用效果的因素（压力、受力面积）
- 探究影响浮力大小的因素（液体密度、排开液体体积）
- 探究动能 / 重力势能与哪些因素有关
- 探究电流与电压、电阻的关系（欧姆定律）
- 探究电流产生热量与哪些因素有关（焦耳定律）
统一答题套路：每次只改变一个量、其余量控制不变；结论句必须带"在……相同时"。这是山西实验题最固定的采分点。
实验评价：为什么用"玻璃板"不用平面镜？
探究平面镜成像特点时，用玻璃板而不用平面镜，是因为玻璃板透明——能透过它看到后面，方便确定像的位置（让另一支相同的蜡烛与像重合）。要用薄玻璃板，厚玻璃板前后两个面会成两个重影的像，干扰观察。选两支完全相同的蜡烛，是为了比较像与物的大小关系。
评价类采分点："为什么用多个灯泡/多次实验"→避免偶然性、寻找普遍规律；"为什么用薄玻璃板"→防止两个反射面成两个像；"为什么选相同蜡烛"→便于比较像物大小。这些"为什么"都是送分话术。
D山西真题实验题完整拆解
2022 山西中考探究重力势能与哪些因素有关（滑雪情境）
题目：山坡上滑雪，探究"重力势能与哪些因素有关"。
问1：实验采用____法。
问2：研究质量对重力势能的影响时，应控制____相同、改变____。
问3：通过观察____来比较重力势能大小。
满分答案：①控制变量；②控制高度相同、改变质量；③小桌陷入沙中的深度（或木块被推动的距离）——这是转换法。
来源：2022 山西中考物理。
2025 山西中考探究凸透镜成像规律（f＝10 cm）
问1：实验前先把烛焰、凸透镜、光屏的中心调到____，目的是使像成在____。
问2：当物距 u＝15 cm 时（f＝10，所以 f<u<2f），光屏上成倒立、____的实像。
满分答案：①同一高度；光屏中央；②放大。
记忆：u>2f 倒立缩小实像（照相机）；f<u<2f 倒立放大实像（投影仪）；u<f 正立放大虚像（放大镜）。
来源：2025 山西中考物理。
2020 山西中考伏安法测定小灯泡电阻（8 分）
小灯泡额定电压 2.5 V（电阻约 10 Ω），滑动变阻器"20 Ω 1 A"。
(1) 连接实物：电流表选 0–0.6 A（I≈2.5/10＝0.25 A）串入，电压表选 0–3 V 并在灯两端。
(2) 闭合开关前，滑片移到阻值最大端。
(3) 电压表示数 2.5 V 时电流约 0.3 A，R＝U/I＝2.5/0.3≈8.3 Ω。
来源：2020 山西中考物理。
2026 山西中考探究电流产生的热量（焦耳定律）
题目：探究电阻丝产生热量与电流的关系，小红提出"增大电源电压来增大电流"。
要点：由 I＝U/R，电阻丝电阻一定时，增大电源电压可增大电流；由 Q＝I²Rt，电阻和时间一定时，电流越大产热越多。注意：电压不能加太大，否则电流过大会烧断电阻丝。
来源：2026 山西中考物理（焦耳定律探究 + 评价）。
技做题技巧与经验总结
实验题五步法（考场上照做）：
① 读题头——这是"测量"还是"探究"？
② 圈变量——被研究量、不变量、要改变的量；
③ 看表格——谁不变、谁变、怎么变；
④ 套句式——"在……相同时，……越……，……越……"；
⑤ 想方法——控制变量还是转换法？多次测量是减小误差还是找规律？
最容易丢的 3 分：①探究结论不写"在……相同时"；②把探究类多次测量写成"减小误差"；③测灯泡功率硬取平均值。考前默念这三句。
练分层练习（盖住答案先做）
基础必须全对（6 题）
1. 测量型实验多次测量的目的是____；探究型实验多次实验的目的是____。
2. 测小石块密度时，应先测____再测____，为什么？
3. 伏安法测电阻的原理是____；电流表要____联，电压表要____联。
4. 探究凸透镜成像时，要把烛焰、透镜、光屏中心调到____。
5. 控制变量法的结论句式必须带上什么前提？
6. 探究平面镜成像用玻璃板而不用平面镜，是为了便于____。
提高中档题（4 题）
7. 闭合开关后灯不亮，电流表无示数、电压表有明显示数，故障是什么？
8. 探究动能与速度关系时，应控制什么相同、改变什么？通过观察什么比较动能？
9. 测小灯泡电功率时，能不能把三次功率取平均？为什么？
10. 滑动变阻器在测功率实验中的两个作用是什么？
冲刺冲高分（2 题）
11. 设计实验：探究"压力作用效果与受力面积的关系"。写出器材、要控制的量、要改变的量，以及通过观察什么来比较作用效果。
12. 用天平和量筒测盐水密度，请写出合理的步骤顺序（提示：要避免烧杯残留误差）。
答练习答案与详解
1.取平均值减小误差；寻找普遍规律、避免偶然性。
2.先测质量、后测体积。若先浸入量筒沾水，测质量时会偏大，密度算不准。
3.R＝U/I；串；并。
4.同一高度（使像成在光屏中央）。
5."在……相同时"这个前提（被控制不变的那个量）。
6.确定像的位置（透过玻璃板看到后面的蜡烛，让它与像重合）。
7.灯泡断路（灯丝断或接触不良）。此时电压表串联在电路中，测的是电源电压。
8.控制小球质量相同、改变小球到达水平面的速度（从不同高度释放）；通过观察木块被推动的距离来比较动能大小（转换法）。
9.不能。三次是不同电压下的功率，本来就不同，取平均无意义；我们只关心额定电压下的额定功率。
10.①闭合开关前调到最大阻值，保护电路；②实验中改变灯泡两端电压，测不同电压下的功率。
11.器材：小桌、海绵、砝码（重物）。控制：压力大小相同；改变：受力面积（把小桌正放、倒放）。观察：海绵的凹陷程度。这是控制变量法＋转换法。
12.①用天平测"烧杯＋盐水"总质量 m₁；②把烧杯中一部分盐水倒入量筒，读出体积 V；③用天平测"烧杯＋剩余盐水"质量 m₂；④倒出盐水质量 m＝m₁−m₂；⑤ρ＝m/V。这样避免了烧杯残留造成的体积误差。
结本章总结 + 自检问题清单
全章要点（背下来）：
① 实验题两类：测量型（求平均值减小误差）、探究型（找普遍规律避偶然）；
② 控制变量法：每次只改一个量，结论必带"在……相同时"；
③ 转换法：把看不见的量转成看得见的现象（动能→推木块距离、磁性→吸大头针数）；
④ 测密度先质量后体积；测液体密度用"差值法"避残留；
⑤ 伏安法：R＝U/I、P＝UI，电压表并、电流表串，滑片先调最大；
⑥ 故障：灯不亮＋电压表有示数→灯断路；灯不亮＋电压表无示数→灯短路；
⑦ 测灯泡功率不取平均；玻璃板为确定像的位置、要用薄玻璃板。
合上书写一遍——能答上才算真会
- 测量型和探究型实验，多次测量的目的有何不同？
- 控制变量法的结论句式必须带上什么？
- 什么是转换法？举两个例子。
- 测小石块密度为什么先测质量后测体积？
- 测灯泡功率为什么不能取平均值？
- 伏安法电路中电流表、电压表分别怎么接？
- 灯不亮、电流表无示数、电压表有明显示数，是什么故障？
- 为什么探究平面镜成像用玻璃板、且要薄的？
- u>2f、f<u<2f、u<f 分别成什么像？
- 滑动变阻器在实验中的两个作用是什么？