2016高考物理二輪復(fù)習(xí)題型實驗課件

題型二 實驗題-2-題型分析增分策略高考中本專題一般包含一個力學(xué)實驗和一個電學(xué)實驗(不分先后),總分值為15分,涵蓋測定性實驗、驗證性實驗和探究性實驗。小實驗在前,一般難度較小;大實驗在后,有一定難度?？疾榈膶嶒炓话闶窃谛抡n標(biāo)要求的實驗基礎(chǔ)上進行了重組或創(chuàng)新,增加了對物理問題定性分析的設(shè)問和開放性設(shè)問,側(cè)重考查實驗設(shè)計能力、實驗探究能力、對圖象的分析解讀能力及創(chuàng)新和遷移能力。-3-題型分析

增分策略增分策略要明確考查知識范圍現(xiàn)在的物理實驗題涉及力學(xué)、電(場、路)磁(場、感)學(xué)等知識。盡管題目千變?nèi)f化,但通過仔細審題,一定能直接地判斷出命題人想要考查的知識點和意圖。要看清實驗題圖實驗題一般配有相應(yīng)的示意圖、實物圖,實質(zhì)是告知實驗儀器(或部分)及其組裝情況,讓考生琢磨考查意圖。只有看清了實驗儀器,才能有身臨其境的感覺。認(rèn)識這些器材在實驗中所起的作用,便能初步勾畫實驗過程。要捕捉并提取信息試題總是通過提供諸多信息從而再現(xiàn)實驗情景,因此,必須捕捉并提取有價值的信息,才能使問題迎刃而解。一般需要關(guān)注如下信息:-4-題型分析

增分策略新的概念、規(guī)律、公式。一些新穎的實驗題、陌生的應(yīng)用題、新規(guī)律驗證題,都提供眾多信息。在閱讀理解的基礎(chǔ)上提取有用信息為解題服務(wù)。新的表格數(shù)據(jù)。通過解讀表格,了解實驗測量的物理量;根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),判斷相關(guān)物理量之間的關(guān)系。如正比例關(guān)系、反比例關(guān)系、平方或開方關(guān)系以及倒數(shù)關(guān)系;根據(jù)數(shù)據(jù)描點作圖,直觀反映實驗的某種規(guī)律。新的物理圖象。實驗題本身提供了物理圖象,但這些圖象以前沒有接觸過,關(guān)鍵是要明確圖象的物理意義,幫助正確分析實驗問題。4.注意事項實驗題雖然不難,但為了提高區(qū)分度,閱卷很嚴(yán),很容易造成丟分,也就成為廣大考生能夠拉開分?jǐn)?shù)的陣地。在做實驗題時要注意以下幾點:-5-題型分析增分策略要求深刻理解實驗的原理,掌握實驗的思想方法。實驗中觀察和發(fā)現(xiàn)實驗操作的步驟和需要注意的事項。儀器的讀數(shù)包括是否估讀(有的儀器必須估讀,如刻度尺、螺旋測微器;有的儀器不用估讀,如游標(biāo)卡尺、電阻箱)、有效數(shù)字及單位。電學(xué)實驗中由電路圖連接實物圖時“+”“-”接線柱。

(5)通過計算或者圖象處理數(shù)據(jù)時要格外細心。(6)明確實驗中的誤差來源。-6-—二一、力學(xué)實驗核心整合(?)力學(xué)實驗要點提煉分類實驗名稱常考要點研究性實驗研究勻變速直線運動數(shù)據(jù)處理方法:(1)公式法:vt

=v、Δx=aT2;(2)圖象法:v-t2圖象探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系應(yīng)在彈簧彈性限度內(nèi)增加鉤碼個數(shù);記錄彈簧伸長以及所受拉力的數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上描點,作出圖象;寫出與圖象對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系,解釋函數(shù)中各量的物理意義探究動能定理注意平衡摩擦力、功的大小的確定方法以及物體速度的求解方法驗證性實驗驗證機械能守恒定律用自由落體進行實驗,知道如何從紙帶的數(shù)據(jù)中確定ΔEp

和ΔEk驗證力的平行四邊形定則彈簧測力計的使用注意事項及讀數(shù)、力的圖示、根據(jù)平行四邊形定則求出合力驗證牛頓運動定律控制變量法的應(yīng)用、圖象的處理以及實驗的注意事項—二-7--8-二、實驗數(shù)據(jù)的記錄與處理1.系統(tǒng)誤差和偶然誤差系統(tǒng)誤差的特點是測量值總是有規(guī)律地朝著某一方向偏離真實值(誤差總是偏大或總是偏小)。系統(tǒng)誤差的主要來源是儀器本身不夠精確、實驗原理方法不夠完善。偶然誤差是由于偶然因素的影響,造成測量值的無規(guī)則起伏,有時偏大、有時偏小。可用多次測量求平均值的方法減小偶然誤差。2.有效數(shù)字:帶有一位不準(zhǔn)確數(shù)字的近似數(shù)字凡是用測量儀器直接測量的結(jié)果,讀數(shù)一般要求在讀出儀器最小刻度所在位的數(shù)值(可靠數(shù)字)后,再向下估讀一位(不可靠數(shù)字),不受有效數(shù)字位數(shù)的限制。間接測量的有效數(shù)字運算不作要求,運算結(jié)果一般可用2~3位有效數(shù)字表示。—

二(2)游標(biāo)卡尺、停表、電阻箱由于本身構(gòu)造的原因不需要估讀,歐姆表因為本身測量值就不準(zhǔn)確,因此不需要估讀。-9-—

二3.儀器讀數(shù)(1)使用刻度尺、彈簧測力計、溫度表、電流表、電壓表等儀器時,凡是最小刻度是10分度的,要求讀到最小刻度后再把最小刻度10等分估讀一位(估讀的這位是不可靠數(shù)字,卻是有效數(shù)字的不可缺少的組成部分);而最小刻度是5(或2)分度的,則把最小刻度按5(或2)等分估讀一位。例如圖甲中用毫米刻度尺測量物體長度為6.50

cm,圖乙中電壓表用15V量程時最小刻度為0.5V,讀作5.5V+0.2V(5等分估讀)=5.7

V。-10-4.實驗數(shù)據(jù)的處理方法列表法:在記錄和處理數(shù)據(jù)時,為了簡單而明確地表示出有關(guān)物理量之間的對應(yīng)關(guān)系,將數(shù)據(jù)填寫在適當(dāng)?shù)谋砀駜?nèi),稱為列表法。列成表格不但可以減少或避免錯誤,便于發(fā)現(xiàn)問題和分析問題,而且有助于找出各物理量之間的變化規(guī)律。分析表格中的記錄數(shù)據(jù)時一般先找出相同量,再分析其他量的數(shù)據(jù)關(guān)系。表格要求簡單明了,用符號標(biāo)明各物理量并寫明單位,所列數(shù)據(jù)要符合有效數(shù)字的有關(guān)規(guī)定。平均值法:即把測定的若干組數(shù)相加求和,然后除以測量次數(shù)?！?11-(3)作圖法:用作圖法處理實驗數(shù)據(jù)是物理實驗中最常用的方法之一,其優(yōu)點是直觀、簡便,有減小偶然誤差的效果。由圖線的斜率、截距、包圍面積等可以研究物理量之間的變化關(guān)系,找出規(guī)律?！?12-熱點例析例1圖甲是利用打點計時器測量小車沿斜面下滑時所受阻力的示意圖。小車拖著紙帶在斜面上下滑時,打出的一段紙帶如圖乙所示,其中O為小車開始運動時打出的點,設(shè)小車在斜面上運動時所受阻力恒定。甲乙—

二-13-已知打點計時器使用的交變電流頻率為50

Hz,由紙帶分析可知小車下滑的加速度a=

m/s2,打E點時小車速度vE=

m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字);為了求出小車在下滑過程中所受的阻力,可運用牛頓運動定律或動能定理求解,現(xiàn)要求必須用牛頓運動定律求解,除知道小車下滑的加速度a、小車質(zhì)量m、重力加速度g、斜面的長度L外,利用刻度尺、三角板還需要測量的物理量有

,阻力的表達式為

(用字母表示)?！y量斜面的高度H,阻力表達式為Ff=mg??-ma。??答案解析關(guān)閉小車下滑的加速度a=Δ??

=

(10.26-9.61)×10-2

m/s2≈4.1

m/s2;??2

0.042打E

點時小車速度v=(9.61+10.26)×10-2

m/s=2.5

m/s。E

4×0.02根據(jù)牛頓第二定律可得mgsin

θ-Ff=ma,即Ff=mgsin

θ-ma=mg??-ma,故要測量阻力還需??(1)4.12.5(2)高度HFf=mg??-ma??關(guān)閉-14-—二-15-—

二拓展訓(xùn)練1現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運動。在一小物塊沿斜面向下運動的過程中,用頻閃相機拍攝的不同時刻物塊的位置如圖所示。拍攝時頻閃頻率是10

Hz;通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、、 。已知斜面頂端的高度

和斜面的長度

。數(shù)據(jù)如下表所示。重力加速度大x3

x4

h

s小g取9.80

m/s2。單位:cmx1

x2

x3

x4

h

s10.76

15.05

19.34

23.65

48.00

80.00根據(jù)表中數(shù)據(jù),完成下列填空:(1)物塊的加速度a=

m/s2(保留三位有效數(shù)字)。(2)因為

,可知斜面是粗糙的。4×(0.1)2

m/s≈4.30

m/s2。(2)假設(shè)斜面光滑,對物塊受力分析可得物塊下滑的加速度a'=gsinθ=g?=9.80×48.00×10-2

2

2??

80.00×10-2

m/s

=5.88

m/s

。因為a'>a,可知斜面是粗糙的。答案解析關(guān)閉(1)根據(jù)“逐差法”可得物塊的加速度為a=(??4+??3)-(??2+??1)=4??2[(23.65+19.34)-(15.05+10.76)]×10-2

2(1)4.30(填“4.29”或“4.31”同樣也可)(2)物塊加速度小于g?=5.88

m/s2??(或物塊加速度小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度)關(guān)閉-16-—

二例2(2015·河南洛陽統(tǒng)考)某學(xué)習(xí)小組設(shè)計了一種粗測小物體質(zhì)量的方法。使用的器材有細繩、硬紙板、支架、刻度尺、鉛筆、白紙、自制小滑輪、已知質(zhì)量的小物塊和若干待測小物體等,簡化的實驗裝置如圖所示。在A點固定一根細繩AP,以A為圓心、AP為半徑描出圓弧CD,直線AC水平,AD豎直。在B點固定小滑輪,一根細繩繞過小滑輪,一端懸掛小物塊(質(zhì)量m0已知),另一端連接繩端P點。在結(jié)點P懸掛不同質(zhì)量的待測小物體m,平衡時結(jié)點P處在圓弧CD上不同的位置。利用學(xué)過的物理知識,可求出結(jié)點P在圓弧CD上不同的位置時對應(yīng)的待測物體的質(zhì)量值m,并標(biāo)在CD弧上。-17-(1)在圓弧CD上從C點至D點標(biāo)出的質(zhì)量值應(yīng)逐漸(選填“增大”或“減小”);(2)如圖所示,BP延長線交豎直線AD于P'點,用刻度尺量出AP'長為l1,PP'長為l2,則在結(jié)點P處標(biāo)出的質(zhì)量值應(yīng)為

。—二關(guān)閉(1)從起始到三者共速過程中,A、B、C

系統(tǒng)動量守恒,以水平向左為正方向2m×2v0-mv0=6mv從起始到三者共速過程是

C

做勻減速運動的過程:Ff=2ma

Ff=2μmgv=2v0-at2

2????綜上有v=1v0,t=3??0

。(2)從起始到三者共速過程中,B

相對A

向右勻減速到速度為零后與A

一起向左勻加速,C

相對A

向左勻減速,B

和C

對A

的滑動摩擦力大小均為Ff=2μmg,由能量守恒有1

??

??0

2

+

1×2m(2v0)2=FfL+1×6mv22

2

2綜上有L=15??028????

。答案解析關(guān)閉(1)1v2

03??0

(2)15??022????

8????-18-伸長量x/×10-2

m2.004.006.008.0010.00彈力F/N1.502.934.555.987.50—

二例3在探究彈簧的彈力與伸長量之間關(guān)系的實驗中,所用裝置如圖所示,將輕彈簧的一端固定,另一端與力傳感器連接,其伸長量通過刻度尺測得,某同學(xué)的實驗數(shù)據(jù)列于下表中。(1)以x為橫坐標(biāo)、F為縱坐標(biāo),在如圖所示坐標(biāo)系中描繪出能正確反映這一彈簧的彈力與伸長量間關(guān)系的圖線。(2)由圖線求得這一彈簧的勁度系數(shù)為 。(保留三位有效數(shù)字)-19-—二關(guān)閉答案解析關(guān)閉??(1)增大

(2)m=??1m0-20-拓展訓(xùn)練2某實驗小組利用彈簧測力計和刻度尺,測量滑塊在木板上運動的最大速度。實驗步驟:①用彈簧測力計測量橡皮泥和滑塊的總重力,記作G;②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上,通過水平細繩和固定彈簧測力計相連,如圖甲所示。在A端向右拉動木板,待彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定后,將讀數(shù)記作F;甲乙—

二-21-③改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量,重復(fù)步驟①②;實驗數(shù)據(jù)如表所示:④如圖乙所示,將木板固定在水平桌面上,滑塊置于木板上左端C處,細繩跨過定滑輪分別與滑塊和重物P連接,保持滑塊靜止,測量重物P離地面的高度h;⑤滑塊由靜止釋放后開始運動并最終停在木板上的D點(未與滑輪碰撞),測量C、D間的距離s?！礼/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.61-22-完成下列作圖和填空:—二(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)紙上作出F-G圖線。(2)由圖線求得滑塊和木板間的動摩擦因數(shù)μ=

(保留兩位有效數(shù)字)。(3)滑塊最大速度的大小v=

(用h、s、μ和重力加速度g表示)。本題考查探究彈簧的彈力與伸長量之間關(guān)系的實驗,意在考查學(xué)生利用圖象法處理實驗關(guān)閉數(shù)據(jù)的能力。作圖時,注意測量數(shù)據(jù)的范圍與圖的大小,盡量使實驗測得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、清k=Δ??晰地把圖展現(xiàn)出來。由胡克定律可知,彈簧的勁度系數(shù)

Δ??=75.0

N/m。答案解析關(guān)閉-23-二、電學(xué)實驗核心整合一、電學(xué)實驗要點提煉—二-24-分類名稱?？家c測量型實驗測定金屬的電阻率由R=ρl

得ρ=RS,金屬導(dǎo)線的電阻R

可用伏安法測S

l量,金屬導(dǎo)線的長度l

用毫米刻度尺測量,金屬導(dǎo)線的橫截面積

S

可由其直徑

d

算出,S=π?d

2,d

可由2

?螺旋測微器測出測定電源的電動勢和內(nèi)阻控制電路采用限流式接法,測量電路一般采用電流表內(nèi)接法,測量數(shù)據(jù)一般用圖象法處理探究型實驗描繪小燈泡的伏安特性曲線控制電路用分壓式接法(電流、電壓從0開始連續(xù)調(diào)節(jié)),測量電路適當(dāng)選取電流表內(nèi)接法或外接法設(shè)計型實驗傳感器的簡單應(yīng)用光電轉(zhuǎn)換和熱電轉(zhuǎn)換及半導(dǎo)體光敏元件和熱敏元件在電路中的控制作用—二-25-二、電學(xué)儀器的選擇電源的選擇:一般根據(jù)待測電阻的額定電流或額定電壓選擇符合需要的直流電源。電表的選擇:一般根據(jù)電源的電動勢或待測用電器的額定電壓選擇電壓表;根據(jù)待測電流的最大電流選擇電流表。電表的指針擺動的幅度較大,一般應(yīng)使指針能達到半偏左右?！?26-—

二三、伏安法測電阻問題兩種接法的比較-27-—二-28-四、滑動變阻器的兩種接法及其選擇注:忽略電源的內(nèi)阻,RP為滑動變阻器的最大值。—二-29-續(xù)表限流式接法分壓式接法電流調(diào)節(jié)范圍

E

E

R

+R

≤Ix≤P

x

Rx0≤Ix≤

E

Rx優(yōu)點電路結(jié)構(gòu)簡單耗能較低待測電阻Rx兩端電壓或電流能從0開始調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)范圍最大缺點待測電阻Rx

兩端電壓不能從0

開始調(diào)節(jié)2.當(dāng)待測電阻Rx比滑動變阻器總阻值RP

大很多時,調(diào)節(jié)范圍很小電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜耗能較多選擇原則該接法適合測量小阻值電阻(和滑動變阻器的總電阻相比),Rx越小,滑動變阻器分得最大電壓越大,調(diào)節(jié)范圍越大電路結(jié)構(gòu)簡單,能耗低,優(yōu)先采用實驗中要求待測電阻兩端的電壓從0

開始調(diào)節(jié)待測電阻的阻值Rx比滑動變阻器總電阻RP

大得多,限流式接法時電壓調(diào)節(jié)范圍不大,應(yīng)采用分壓式接法—二-30-熱點例析例1利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻。要求盡量減小實驗誤差。應(yīng)該選擇的實驗電路是圖1中的

(選填“甲”或“乙”)。(2)現(xiàn)有電流表(0~0.6

A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干,以及以下器材:電壓表(0~15

V)電壓表(0~3

V)滑動變阻器(0~50

Ω)D.滑動變阻器(0~500

Ω)實驗中電壓表應(yīng)選用

;滑動變阻器應(yīng)選用

。(選填相應(yīng)器材前的字母)圖1—

二-31-序號123456電壓U/V1.451.401.301.251.201.10電流I/A0.0600.1200.2400.2600.3600.480圖2—

二(3)某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如表所示,其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點已經(jīng)標(biāo)在圖2的坐標(biāo)紙上,請標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點,并畫出U-I圖線。-32-(4)根據(jù)(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E=

V,內(nèi)電阻r=Ω。(5)實驗中,隨著滑動變阻器滑片的移動,電壓表的示數(shù)U及干電池的輸出功率P都會發(fā)生變化。圖3的各示意圖中正確反映P-U關(guān)系的是

。圖3—二關(guān)閉(1)由于干電池內(nèi)電阻很小,與電流表內(nèi)阻相差不大,若選乙圖,則測量值為電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻之和,誤差較大,故選甲圖。(2)干電池的電壓一般為1.5

V

左右,為減小誤差,選擇量程與之接近的3

V

的電壓表;實驗中,滑動變阻器為限流接法,電源內(nèi)阻一般為幾歐姆,應(yīng)選擇最大阻值為50

Ω

的滑動變阻器。(3)根據(jù)數(shù)據(jù)點排列趨勢,可知圖線為直線,且第三個點誤差較大,應(yīng)該舍去。畫圖時,應(yīng)使數(shù)據(jù)點盡可能均勻分布在所畫直線兩邊且盡可能靠近所畫的直線(見答案圖)。(4)電源的電動勢等于U-I

圖象縱軸的截距,約為1.50

V(1.49~1.51

V

皆可),內(nèi)阻等于

U-I

圖象斜率,計算時在直線上取相距較遠的兩點的坐標(biāo)來計算,約為0.83

Ω(0.81~0.85

Ω皆可)。(5)設(shè)電源電動勢為E,電源內(nèi)阻為r,則輸出功率P=UI=U×??-??

=????-??2=-1U2+??U,??

??

??

??由函數(shù)圖象可知C

正確。答案解析關(guān)閉-33-拓展訓(xùn)練1(2015·江西八校聯(lián)考)(1)某研究小組的同學(xué)為了測量某一電阻Rx的阻值,甲同學(xué)先用多用電表進行粗測。使用多用電表歐姆擋時,將選擇開關(guān)置于合適的擋位后,必須先將兩表筆短接,再進行

,使指針指在歐姆刻度的“0”處。若該同學(xué)將選擇旋鈕在“×1”位置,指針在刻度盤上停留的位置如圖所示,則

所測量的值為

Ω。甲—二-34-—

二(2)為進一步精確測量該電阻,實驗臺上擺放有以下器材:A.電流表(量程15

mA,內(nèi)阻未知)B.電流表(量程0.6

A,內(nèi)阻未知)C.電阻箱(最大電阻99.99

Ω)

D.電阻箱(最大電阻999.9

Ω)E.電源(電動勢3

V,內(nèi)阻1

Ω)F.單刀單擲開關(guān)2只乙G.導(dǎo)線若干乙同學(xué)設(shè)計的電路圖如圖所示,現(xiàn)按照如下實驗步驟完成實驗:①調(diào)節(jié)電阻箱,使電阻箱有合適的阻值R1,僅閉合S1,電流表有較大的偏轉(zhuǎn)且讀數(shù)為I;-35-—二Rx=R2-R1。(3)由E=I(R+RA+r)得,1

=1R+1(RA+r),代入E=3

V,r=1

Ω,得RA=2

Ω。??

??

??答案解析(2)閉合開關(guān)

S

,斷開

S

時,R

與

R

串聯(lián):U=I(R

+R

);

關(guān)閉1

2

x

1

x閉合開關(guān)S1和S2,只有R

接入電路,U=IR2(1)歐姆調(diào)零18.0(2)ADR2-R1(3)2關(guān)閉-36-例2影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多,一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大,半導(dǎo)體材料的電阻率則隨溫度的升高而減小。圖甲是由某金屬材料制成的電阻R隨溫度t變化的圖象,若用該電阻與電池(電動勢E=1.5

V,內(nèi)阻不計)、電流表

(量程為5mA、內(nèi)阻Rg=100Ω)、電阻箱R'串聯(lián)起來,連接成如圖乙所示的電路,用該電阻作測溫探頭,把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度,就得到了一個簡易的“金屬電阻溫度計”。(1)電流刻度較大處對應(yīng)的溫度刻度

(選填“較大”或“較小”)。(2)若電阻箱阻值R'=50

Ω,在圖丙中標(biāo)出空格處對應(yīng)的溫度數(shù)值為

。—

二關(guān)閉(1)由題圖甲知,金屬電阻隨溫度變化的規(guī)律是R=100

Ω+t(Ω),由閉合電路歐姆定律,I=

??

,由于金屬電阻隨著溫度的升高而增大,因此電路中的電流隨溫度的升高而??+??'+??g減小,即電流較大時對應(yīng)的溫度較低。??+??

+??(2)將

R'=50