2013年高三物理二輪 如何拿高分 第2講拿下實(shí)驗(yàn)題 壓住上線分課件

1、第2講拿下實(shí)驗(yàn)題壓住上線分題題型型掃掃描描1應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)題 【題型探秘】 所謂應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)，就是以熟悉和掌握實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法及其在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用為目的的一類實(shí)驗(yàn)；或者用實(shí)驗(yàn)方法取得第一手資料，然后用物理概念、規(guī)律進(jìn)行分析處理，并以解決實(shí)際問題為主要目的的實(shí)驗(yàn)主要有：儀器的正確操作與使用，如打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電流表、電壓表、多用電表等，在實(shí)驗(yàn)中能正確地使用它們是十分重要的(考核操作、觀察能力)； 物理知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，如科技、交通、生產(chǎn)、生活、體育等諸多方面都有物理實(shí)驗(yàn)的具體應(yīng)用問題 【應(yīng)對(duì)策略】應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)題解答時(shí)可從以下兩方面入手：(1)熟悉并正確使用儀器實(shí)驗(yàn)儀器名目繁多，具體應(yīng)用因題而異，所以，熟悉使用

2、儀器是最基本的應(yīng)用如打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的正確安裝和使用，滑動(dòng)變阻器在電路中起限流和分壓作用的不同接法，多用電表測(cè)不同物理量的調(diào)試等，只有熟悉它們，才能正確使用它們熟悉儀器，主要是了解儀器的結(jié)構(gòu)、性能、量程、工作原理、使用方法、注意事項(xiàng)，如何排除故障、正確讀數(shù)和調(diào)試，使用后如何保管等(2)理解實(shí)驗(yàn)原理面對(duì)應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)題，一定要通過審題，迅速地理解其實(shí)驗(yàn)原理，這樣才能將實(shí)際問題模型化，運(yùn)用有關(guān)規(guī)律去研究它具體地說，應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)題的依托仍然是物理知識(shí)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ冉獯饡r(shí)要抓住以下幾點(diǎn)：明確實(shí)驗(yàn)應(yīng)該解決什么實(shí)際問題(分清力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等不同實(shí)際問題)；明確實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)際問題之間的關(guān)系(直接還是間接)；明確是否僅用

3、本實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到解決問題的目的，即是否還要聯(lián)系其它物理知識(shí)，包括數(shù)學(xué)知識(shí)；明確是否需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；明確實(shí)際問題的最終結(jié)果 【典例精析】 【例1】 新式游標(biāo)卡尺的刻度線看起來很“稀疏”，使讀數(shù)顯得清晰明了，便于使用者正確讀取數(shù)據(jù)通常游標(biāo)卡尺的刻度有10分度、20分度和50分度三種規(guī)格；新式游標(biāo)卡尺也有相應(yīng)的三種，但刻度卻是：19 mm等分成10份，39 mm等分成20份，99 mm等分成50份如圖1所示就是一個(gè)“39 mm等分成20份”的新式游標(biāo)卡尺 圖1(1)它的準(zhǔn)確度是_mm.(2)用它測(cè)量某物體的厚度，示數(shù)如圖1所示，正確的讀數(shù)是_cm.解析(1)游標(biāo)上20格對(duì)應(yīng)的長度為39 mm，即每格長

4、為1.95 mm，游標(biāo)上每格比主尺上每兩小格x0.05 mm，故準(zhǔn)確度為0.05 mm.(2)這種游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法為：主尺讀數(shù)游標(biāo)對(duì)準(zhǔn)刻度x3 cm60.005 cm3.030 cm.答案(1)0.05(2)3.030點(diǎn)評(píng)游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器的使用在高考題中頻繁出現(xiàn)對(duì)游標(biāo)卡尺的使用要特別注意以下兩點(diǎn)：深刻理解它的原理：通過游標(biāo)更準(zhǔn)確地量出“0”刻度與左側(cè)刻度之間的間距游標(biāo)對(duì)準(zhǔn)刻度x；讀準(zhǔn)有效數(shù)據(jù) 【例2】 如圖2所示為一簡單歐姆表原理示意圖，其中電流表的滿偏電流Ig300 A，內(nèi)阻Rg100 ，可變電阻R的最大值為10 k，電池的電動(dòng)勢(shì)E1.5 V，內(nèi)阻r0.5 ，圖中與接線柱A相連的表筆顏

5、色應(yīng)是_色按正確使用方法測(cè)量電阻Rx的阻值時(shí)，指針指在刻度盤的正中央，則Rx_k.若該歐姆表使用一段時(shí)間后，電池的電動(dòng)勢(shì)變小、內(nèi)阻變大，但此表仍能調(diào)零，按正確使用方法再測(cè)上述Rx，其測(cè)量結(jié)果與原結(jié)果相比將_(填“變大”、“變小”或“不變”)圖圖2 解析歐姆表的原理就是閉合電路的歐姆定律，可以作為結(jié)論的是：歐姆表正中央的刻度值等于歐姆表的內(nèi)阻答案紅5變大2測(cè)量型實(shí)驗(yàn)題(一)【題型探秘】 所謂測(cè)量型實(shí)驗(yàn)，就是以測(cè)量一些物理量的具體、準(zhǔn)確數(shù)據(jù)為主要目的的一類實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟按物理原理測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果的具體數(shù)值測(cè)量型實(shí)驗(yàn)又稱測(cè)定型實(shí)驗(yàn)，如“測(cè)定金屬的電阻率”、“測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻”“測(cè)定玻璃的折射率”

6、等【應(yīng)對(duì)策略】 解決測(cè)量型實(shí)驗(yàn)問題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)儀器的使用，明確實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法，掌握實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)及處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，會(huì)分析誤差來源 【典例精析】 【例3】 現(xiàn)要測(cè)量電源B的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r(E約為4.5 V，r約為1.5 )，已有下列器材：量程為3 V的理想電壓表，量程為0.5 A的電流表(具有一定內(nèi)阻)，固定電阻R40 ，滑動(dòng)變阻器R，開關(guān)S，導(dǎo)線若干(1)畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖圖中各元件需用題目中給出的符號(hào)或字母標(biāo)出(2)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電流表的示數(shù)為I1時(shí)，電壓表的示數(shù)為U1；當(dāng)電流表的示數(shù)為I2時(shí)，電壓表的示數(shù)為U2.由此可求出，E_，r_(用I1、I2、U1、U2及R表示)解析本題是

7、常規(guī)伏安法測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)的情境變式題，本題與課本上實(shí)驗(yàn)的區(qū)別是電源的電動(dòng)勢(shì)大于理想電壓表的量程，但題目中提供的器材中有一個(gè)阻值不大的固定電阻，這就很容易把該情境變式題“遷移”到學(xué)過的實(shí)驗(yàn)上把固定電阻接在電源的旁邊，將其等效成電源的內(nèi)阻即可(如圖甲所示)，再把電壓表跨接在它們的兩側(cè)甲甲 顯然，“內(nèi)阻增大，內(nèi)電壓便增大”，電壓表所測(cè)量的外電壓相應(yīng)的減小，通過定量計(jì)算，符合實(shí)驗(yàn)測(cè)量的要求這樣，一個(gè)新的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)又回歸到課本實(shí)驗(yàn)上了 (1)實(shí)驗(yàn)原理圖如圖乙所示乙乙 點(diǎn)評(píng)本題所提供的理想電壓表的量程小于被測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)，需要學(xué)生打破課本實(shí)驗(yàn)的思維定式，從方法上進(jìn)行創(chuàng)新，運(yùn)用所提供的器材創(chuàng)造性地

8、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)3測(cè)量型實(shí)驗(yàn)題電阻的測(cè)量(二)【題型探秘】 實(shí)驗(yàn)題作為考查實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ挠行緩胶椭匾侄?，在高考試題中一直占有相當(dāng)大的比重，而電學(xué)實(shí)驗(yàn)因其實(shí)驗(yàn)理論、步驟的完整性及與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)結(jié)合的緊密性，成了高考實(shí)驗(yàn)考查的重中之重，測(cè)量電阻成為高考考查的焦點(diǎn)伏安法測(cè)電阻是測(cè)量電阻最基本的方法，常涉及電流表內(nèi)、外接法的選擇與滑動(dòng)變阻器限流、分壓式的選擇，前者是考慮減小系統(tǒng)誤差，后者是考慮電路的安全及保證可讀取的數(shù)據(jù) 另外，考題還常設(shè)置障礙讓考生去克服，如沒有電壓表或沒有電流表等，這就要求考生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求及提供的儀器，發(fā)揮思維遷移，將已學(xué)過的電學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法靈活地運(yùn)用到新情境中去這樣，就有效地考查了

9、考生設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)的能力圖圖3 圖圖4 (3)控制電路的安全及偶然誤差根據(jù)電路中各元件的安全要求及電壓調(diào)節(jié)的范圍不同，滑動(dòng)變阻器有限流接法與分壓接法兩種選擇滑動(dòng)變阻器限流接法(如圖5所示)一般情況或沒有特別說明的情況下，由于限流電路能耗較小，結(jié)構(gòu)連接簡單，應(yīng)優(yōu)先考慮限流連接方式限流接法適合測(cè)量小電阻和與變阻器總電阻相比差不多或還小的電阻圖圖5 滑動(dòng)變阻器分壓接法(如圖6所示)當(dāng)采用限流電路，電路中的最小電流仍超過用電器的額定電流時(shí)，必須選用滑動(dòng)變阻器的分壓連接方式；當(dāng)用電器的電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的總電阻值，且實(shí)驗(yàn)要求的電壓變化范圍較大(或要求測(cè)量多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù))時(shí)，必須選用滑動(dòng)變阻器的分壓接法；

10、要求某部分電路的電壓從零開始可連續(xù)變化時(shí)，必須選用滑動(dòng)變阻器的分壓連接方式圖圖6 (4)常見的測(cè)量電阻的方法： 【典例精析】 【例4】 從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一電路來測(cè)量電流表的內(nèi)阻r1.要求方法簡捷，有盡可能高的測(cè)量精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù).(1)畫出電路圖，標(biāo)明所用器材的代號(hào)(2)若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來計(jì)算r1，則所用的表達(dá)式r1_，式中各符號(hào)的意義是：_點(diǎn)評(píng)(1)分析題意可知需測(cè)量電流表的內(nèi)阻，按常規(guī)方法應(yīng)用伏安法，將電壓表并聯(lián)在待測(cè)電流表兩端，但經(jīng)分析可知即使該電流表滿偏，其兩端的電壓也僅為0.4 V，遠(yuǎn)小于量程10 V這恰恰就是本題設(shè)計(jì)考核學(xué)生應(yīng)變能力的“陷阱”(2)此題也可

11、理解為“將已知內(nèi)阻的電流表當(dāng)成電壓表使用”，這實(shí)際也是伏安法的一種推廣形式4驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)題【題型探秘】 驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)就是要通過實(shí)驗(yàn)手段去驗(yàn)證某一物理理論或物理規(guī)律是否正確為此就要從生活中尋找出符合這一物理規(guī)律特性的物理現(xiàn)象，這個(gè)物理現(xiàn)象既能在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)，同時(shí)又要過程簡單、操作方便，并能測(cè)量出有關(guān)的數(shù)據(jù)因此，做好驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的前提，就是要?jiǎng)?chuàng)設(shè)好物理情景，這就是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)思想如在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，可以創(chuàng)設(shè)出多種物理情景：自由落體運(yùn)動(dòng)、氣墊導(dǎo)軌上的滑塊運(yùn)動(dòng)等而其中讓物體自由下落在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室很容易做到，過程也簡單只要測(cè)出物體下落的高度及對(duì)應(yīng)的速度，就可以進(jìn)行驗(yàn)證物體下落的高度可由直尺直接測(cè)量

12、出，而物體速度的測(cè)量可以用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，讓重物帶動(dòng)紙帶作自由下落，根據(jù)紙帶測(cè)出物體下落的高度h及對(duì)應(yīng)點(diǎn)的速度v，通過v22gh來驗(yàn)證，從而設(shè)計(jì)出了驗(yàn)證方案 中學(xué)常見的實(shí)驗(yàn)有：“驗(yàn)證平行四邊形定則”、“驗(yàn)證牛頓第二定律”、“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”等【應(yīng)對(duì)策略】在驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)中，主要把握以下幾方面：掌握并靈活運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法例如，在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，加速度的大小即與外力的大小有關(guān)，又與物體質(zhì)量有關(guān)，實(shí)驗(yàn)中采用了“控制變量”法，從而完成驗(yàn)證要重視實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證條件物理定律的成立必須滿足一定條件，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中必須滿足這些條件才能使實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行如在驗(yàn)證力的合成法則的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)的條件是“力的作用效果相同”，因此

13、，在兩個(gè)分力和一個(gè)力分別作用下，同一彈性繩的同一端點(diǎn)必須到達(dá)同一位置才能滿足實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證條件在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，“只有重力做功”是實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證條件，而實(shí)驗(yàn)中阻力的存在是不可避免的，阻力做功過大時(shí)，實(shí)驗(yàn)誤差大，實(shí)驗(yàn)將失去意義，為此，實(shí)驗(yàn)中要求鐵架臺(tái)豎直、架穩(wěn)，且小球選用質(zhì)量大、體積小的重錘，使重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)驗(yàn)中的阻力，阻力做的功可以忽略不計(jì)，從而滿足了實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證條件 【典例精析】 【例5】 在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m1.00 kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)如圖7所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取的三個(gè)連

14、續(xù)點(diǎn)(其他點(diǎn)未畫出)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一次點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭9.80 m/s2.那么：圖7(1)紙帶的_端(選填“左”或“右”)與重物相連；(2)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)和_點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；(3)從O點(diǎn)到所取點(diǎn)，重物重力勢(shì)能減少量Ep_J，動(dòng)能增加量Ek_J(結(jié)果取三位有效數(shù)字)；(4)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是_解析重物下落過程中，在忽略空氣阻力、摩擦阻力的情況下，機(jī)械能守恒利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以記錄重物下落的高度及對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度，從而驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒答案(1)左(2)B(3)1.881.84(4)在誤差范圍內(nèi)，重物下落過程中機(jī)械能守恒點(diǎn)評(píng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)方案可以很多，

15、具有一定的開放性，本實(shí)驗(yàn)也可以利用滑塊在傾斜的氣墊導(dǎo)軌上下滑的情景驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，瞬時(shí)速度可以利用光電門及小車上安裝的窄片測(cè)量5探究設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題【題型探秘】 (1)所謂設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，就是根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，自主運(yùn)用物理知識(shí)、實(shí)驗(yàn)方法和技能，完成實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)(實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?duì)象、原理、儀器選擇、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理等)，擬定實(shí)驗(yàn)方案，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并在此基礎(chǔ)上作出適當(dāng)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的顯著特點(diǎn)：相同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可設(shè)計(jì)不同的過程和方法，實(shí)驗(yàn)思維可另辟蹊徑，如設(shè)計(jì)出與常見實(shí)驗(yàn)(書本曾經(jīng)介紹過的實(shí)驗(yàn))不同的實(shí)驗(yàn)以控制實(shí)驗(yàn)條件達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)問題，不受固有實(shí)驗(yàn)思維束縛，完全是一種源于書本、活于書本的新穎實(shí)驗(yàn)

16、 (2)所謂探究型實(shí)驗(yàn)題，就是運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段探索未知領(lǐng)域，嘗試多種可能因素及其出現(xiàn)的結(jié)果，在此基礎(chǔ)上，通過觀察、探究、分析實(shí)驗(yàn)對(duì)象、事件的主要特征，認(rèn)識(shí)研究對(duì)象的變化過程和變化條件，獲取必要的可靠數(shù)據(jù)，依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果客觀地揭示事物的內(nèi)在聯(lián)系和本質(zhì)規(guī)律，從而得出結(jié)論中學(xué)實(shí)驗(yàn)中比較典型的探究性實(shí)驗(yàn)是“探究功與速度變化”、“探究加速度與物體受力和質(zhì)量的關(guān)系”、“探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式”等【應(yīng)對(duì)策略】設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的處理要按照以下程序： 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)多種實(shí)驗(yàn)方案對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行可行性分析，篩選確定最佳方案根據(jù)所定方案選擇實(shí)驗(yàn)器材擬定實(shí)驗(yàn)步驟對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論并進(jìn)行誤差分析值

17、得一提的是，依據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)原理選擇不同的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，應(yīng)遵循科學(xué)性，可行性，精確性，簡便、直觀性這四條基本原則探究型實(shí)驗(yàn)題的處理方法： 在熟悉各種儀器的使用方法、基本實(shí)驗(yàn)原理、方法和步驟的前提下，仔細(xì)閱讀題目，理解題意，根據(jù)題給要求，廣泛聯(lián)想，設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案即可當(dāng)然，所設(shè)計(jì)出的方案應(yīng)盡可能簡單、方便對(duì)于數(shù)據(jù)處理和誤差分析的試題，則應(yīng)根據(jù)題目所給的文字、圖表等信息進(jìn)行分析，找出各物理量之間的關(guān)系(定性或定量的關(guān)系)并總結(jié)出其變化規(guī)律，把握問題的本質(zhì)特征 【典例精析】 【例6】 一同學(xué)要研究輕彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧改變量的關(guān)系，他的實(shí)驗(yàn)如下：在離地面高度為h的光滑水平桌面上，沿著與桌子邊緣垂直的

18、方向放置一輕質(zhì)彈簧，其左端固定，右端與質(zhì)量為m的一小鋼球接觸當(dāng)彈簧處于自然長度時(shí)，小鋼球恰好在桌子邊緣，如圖8所示，讓鋼球每次向左壓縮彈簧一段相同的距離后由靜止釋放，使鋼球沿水平方向飛出桌面，小球在空中飛行后落到水平地面，水平距離為s，重力加速度為g.圖圖8(1)請(qǐng)你推導(dǎo)出彈簧的彈性勢(shì)能Ep與小鋼球質(zhì)量m、桌面離地高度h、水平距離s等物理量的關(guān)系_(2)彈簧長度的壓縮量x與對(duì)應(yīng)的鋼球在空中飛行的水平距離s的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探究得出彈簧的彈性勢(shì)能Ep與彈簧長度的壓縮量x之間的關(guān)系式_x(cm)s(cm)2.06.13.912.06.018.28.024.1 【例7】 某探究小組設(shè)計(jì)了“用一把尺子測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)”的