2024高考物理二輪復習題型突破三“2大策略”破解實驗題學案

PAGE11-突破三“2大策略”破解試驗題策略1細心審題——做到一“明”、二“看”、三“提取”1．明——明確考查的學問范圍現在的物理試驗題涉及力學、電(場、路)磁(場、感)學學問．盡管題目千變萬化，但通過細致審題，都能干脆地推斷出命題人想要考查的學問點和意圖．2．看——看清試驗題圖試驗題一般配有相應的示意圖、實物圖，目的是告知試驗器材(或部分試驗器材)及其組裝狀況，相識這些器材在試驗中所起的作用，便能初步勾畫出試驗過程．3．提取——提取信息試題總是供應諸多信息再現試驗情景，因此，解答時必需捕獲并提取有價值的信息，使問題迎刃而解．一般須要關注以下信息：(1)新的概念、規(guī)律、公式一些新奇的非學生試驗題、生疏的新學問(概念公式)應用題、新規(guī)律驗證題，都會為我們供應信息．要在閱讀理解基礎上提取有用信息為解題服務．(2)表格數據通過解讀表格，了解試驗測量的物理量，依據表格中的數據，推斷相關物理量之間的關系．如正比例、反比例關系，平方還是開方關系，或者是倒數關系．依據數據描點作圖可以干脆反映試驗的某種規(guī)律．(3)新的物理圖像試驗題本身供應物理圖像，但這些圖像平常沒有接觸，關鍵要明確圖像的物理意義，才能正確分析試驗問題．典例1某同學利用如圖甲所示電路測量電源的電動勢E和內阻r，可供選擇的試驗器材有；待測電源(電動勢約6V，內阻約1Ω)，定值電阻RA(阻值10Ω)和RB(阻值1Ω)，滑動變阻器R(最大阻值10Ω)，電流表(量程為0～0.6A，內阻約1Ω)，電壓表(量程為0～5V，內阻約10kΩ)，開關S，導線若干．請回答下列問題：(1)圖甲為該同學設計的電路圖的一部分，將電路圖補充完整．(2)圖甲中的R1應選_RA__(選填“RA”或“RB”)．(3)變更滑動變阻器接入電路的阻值，分別登記幾組電壓表的示數U和相應電流表的示數I；以U為縱坐標，I為橫坐標，作U－I圖線如圖乙所示，并求出U－I圖線在橫軸上的截距a和在縱軸上的截距b.請選用待測電源電動勢E、內阻r、定值電阻R1和R2，寫出a、b的表達式，a＝eq\f(E,R2＋r)，b＝_E__.代入相應數值即可得E和r的測量值．【解析】(1)利用電壓表和電流表測量電源電動勢和內阻的試驗，電流表內阻與電源內阻相差不大，所以要把電流表相對電源外接，電路圖如圖．(2)由于待測電源電動勢約為6V，電流表量程只有0.6A，所以須要串聯的電阻R1應當選擇阻值為10Ω的定值電阻RA．(3)由閉合電路歐姆定律，得E＝U＋I(R2＋r)，變更為U＝E－(R2＋r)I.比照題圖乙，則有b＝E，a＝eq\f(E,R2＋r).【名師點評】(1)明——利用伏安法測量電源的電動勢和內阻；(2)看——補充試驗電路圖，考查電壓表的接法；(3)提取——選取R1時須要關注電路中的最大電流不能超過電流表的量程；要確定圖像中a、b的數值須要寫出閉合電路歐姆定律表達式進行分析．〔鏈接高考1〕(全國高考)某同學用圖(a)所示的試驗裝置驗證機械能守恒定律，其中打點計時器的電源為溝通電源，可以運用的頻率有20Hz、30Hz和40Hz，打出紙帶的一部分如圖(b)所示．該同學在試驗中沒有記錄溝通電的頻率f，須要用試驗數據和其他題給條件進行推算．(1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫出：在打點計時器打出B點時，重物下落的速度大小為eq\f(s1＋s2f,2)，打出C點時重物下落的速度大小為eq\f(s2＋s3f,2)，重物下落的加速度的大小為eq\f(s3－s1f2,2).(2)已測得s1＝8.89cm，s2＝9.50cm，s3＝10.10cm；當地重力加速度大小為9.80m/s2，試驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%.由此推算出f為_40__Hz.【解析】(1)重物勻加速下落時，依據勻變速直線運動規(guī)律得vB＝eq\f(s1＋s2,2T)＝eq\f(s1＋s2f,2)，vC＝eq\f(s2＋s3f,2)，加速度a＝eq\f(vC－vB,T)＝eq\f(s3－s1f2,2).(2)依據mg－1%mg＝ma及a＝eq\f(s3－s1f2,2)代入數據，解得f＝40Hz.策略2做好四類題型——一“儀器”、二“常規(guī)”、三“創(chuàng)新”、四“結合”近幾年高考出現的試驗題，雖然考查形式多種多樣，但考查特點主要有兩個，一是考查考生基本的試驗學問和操作技能，二是考查試驗思想、方法等綜合試驗素養(yǎng)和設計、創(chuàng)新等綜合試驗實力．題型1基本儀器型——“細”微之處見凹凸刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、打點計時器、電流表、電壓表、多用電表都是基本儀器，要嫻熟駕馭它們的運用方法、操作規(guī)程和讀數規(guī)則，在高考前要進行系統的實際測量和讀數練習，特殊是游標卡尺、螺旋測微器、電學試驗儀器的讀數．此類試題難度不大，要防止在讀數的估讀、結果的有效數字和單位上出錯．典例2(1)圖甲中游標卡尺的讀數為_29.8__mm，圖乙中螺旋測微器的讀數為_0.880__mm.(2)某同學用多用電表的歐姆擋來測量一電壓表的內阻，如圖丙所示．先將選擇開關旋至倍率“×10”擋，紅、黑表筆短接調零后進行測量，紅表筆應接電壓表的_－__(選填“＋”或“－”)接線柱，結果發(fā)覺歐姆表指針偏角太小，則應將選擇開關旋至_×100__(選填“×1”或“×100”)擋并_重新進行歐姆調零__，最終測量結果如圖丁所示，則電壓表的電阻為_3_000__Ω.【解析】(1)游標卡尺的讀數為29mm＋8×0.1mm＝29.8mm；螺旋測微器的讀數為0.5mm＋38.0×0.01mm＝0.880mm.(2)多用電表運用時要留意電流是“紅進黑出”，電壓表中電流是從正接線柱流入的，所以多用電表的紅表筆應接電壓表的“－”接線柱，歐姆表指針偏角太小，說明所測電阻阻值較大，應換用大倍率擋位進行測量，并且重新進行歐姆調零，讀數結果為30×100Ω＝3000Ω.【名師點評】本題易出錯的地方有：(1)游標卡尺讀數時不留意單位；不從游標尺上的“0”刻度線起先讀；對齊格數估讀了一位．(2)螺旋測微器讀數時不留意固定刻度上的半毫米線，結果中舍棄了末位“0”．(3)不留意電壓表中電流的流向．(4)不能依據指針偏角狀況更換倍率擋位；更換擋位后干脆測量而不進行歐姆調零．〔鏈接高考2〕(全國高考)某學生試驗小組利用圖(a)所示電路，測量多用電表內電池的電動勢和電阻“×1k”擋內部電路的總電阻．運用的器材有：多用電表；電壓表：量程5V，內阻十幾千歐；滑動變阻器：最大阻值5kΩ；導線若干．回答下列問題：(1)將多用電表擋位調到電阻“×1k”擋，再將紅表筆和黑表筆_短接__，調零點．(2)將圖(a)中多用電表的紅表筆和_1__(選填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端．(3)將滑動變阻器的滑片調到適當位置，使多用電表的示數如圖(b)所示，這時電壓表的示數如圖(c)所示．多用電表和電壓表的讀數分別為_15.0__kΩ和_3.60__V.(4)調整滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零．此時多用電表和電壓表的讀數分別為12.0kΩ和4.00V．從測量數據可知，電壓表的內阻為_12.0__kΩ.(5)多用電表電阻擋內部電路可等效為由一個無內阻的電池、一個志向電流表和一個電阻串聯而成的電路，如圖(d)所示．依據前面的試驗數據計算可得，此多用電表內電池的電動勢為_9.00__V，電阻“×1k”擋內部電路的總電阻為_15.0__kΩ.【解析】(1)多用電表測電阻時，選好倍率后，要將兩表筆短接，進行電阻調零；(2)紅表筆接的是表內電池的負極，由電壓表接線柱可知，紅表筆應接在“1”；(3)多用電表的讀數為15.0×1kΩ＝15.0kΩ，電壓表的讀數為3.60V；(4)由于滑動變阻器的電阻調成了0，此時多用電表的讀數就等于電壓表的電阻．因此，電壓表的電阻為12.0kΩ；(5)由歐姆定律有E＝eq\f(3.6,12)·(15＋r)、E＝eq\f(4,12)(12＋r)，解得E＝9.00V，r＝15.0kΩ.題型2常規(guī)試驗型——“實”踐出真知常規(guī)試驗題主要考查教材上基本試驗的試驗原理、器材的選擇、試驗的操作、數據的處理和誤差分析．復習時要從領悟試驗原理動身，全方位理解和駕馭試驗器材、試驗操作、試驗步驟、試驗數據的處理、誤差分析和電學試驗實物圖的連接、電路圖的設計等，對每一個試驗都應做到心中有數．典例3某同學從家里的廢舊收音機上拆下一電學元件，其上標注“2.5V1.5W”的字樣，為描繪出該元件的伏安特性曲線，該同學在試驗室找到了下列試驗器材：A．電流表(量程是0～3A，內阻是0.1Ω)B．電流表(量程是0～0.6A，內阻是0.5Ω)C．電壓表(量程是0～15V，內阻是25kΩ)D．電壓表(量程是0～3V，內阻是5kΩ)E．滑動變阻器(阻值范圍為0～5Ω，額定電流為0.6A)F．滑動變阻器(阻值范圍為0～100Ω，額定電流為0.6A)G．直流電源(電動勢E＝3V，內阻不計)H．開關、導線若干(1)為了提高試驗結果的精確程度，電流表應選_B__；電壓表應選_D__；滑動變阻器應選_E__.(以上均填寫器材代號)(2)請將圖甲所示試驗電路圖補充完整．(3)該同學依據設計的試驗電路進行試驗，通過試驗得到的數據如表(I和U分別表示待測元件的電流和電壓)，請在圖乙中描繪出該元件的伏安特性曲線.I/A00.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V00.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00【答案】(2)如圖a所示(3)如圖b所示【解析】(1)元件的額定電壓為2.5V，電壓表應選D，額定電流I＝eq\f(1.5,2.5)A＝0.6A，電流表應選B，為便利試驗操作，滑動變阻器應選小阻值范圍的，所以應選E.(2)因要測該元件的伏安特性曲線，電壓與電流應從零起先變更，滑動變阻器應采納分壓式接法，元件的電阻約為R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(2.52,1.5)Ω≈4.17Ω，電壓表內阻為5kΩ，電流表內阻0.5Ω，電壓表內阻遠大于電學元件電阻，電流表應采納外接法．(3)依據表中試驗數據在坐標系內描出對應點，然后作出圖像．【名師點評】本試驗以測電學元件的伏安特性曲線為載體，考查儀器的選取、實物連線及試驗數據的處理方法，做好此類題的關鍵是將常規(guī)試驗的基本操作、數據處理熟記在心．〔鏈接高考3〕(全國高考)某探究小組為了探討小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器”計量時間．試驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖(a)所示．試驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車．在小車運動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置．(已知滴水計時器每30s內共滴下46個小水滴)(1)由圖(b)可知，小車在桌面上是_從右向左__(選填“從右向左”或“從左向右”)運動的．(2)該小組同學依據圖(b)的數據推斷出小車做勻變速運動．小車運動到圖(b)中A點位置時的速度大小為_0.19__m/s，加速度大小為_0.038__m/s2.(結果均保留2位有效數字)【解析】(1)減速運動，所以車是從右向左運動的．(2)T＝eq\f(30,45)s＝eq\f(2,3)svA＝eq\f(117＋133×10－3,2×\f(2,3))m/s＝0.19m/sa＝eq\f([133＋150－83＋100]×10－3,6×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))2)m/s2＝0.038m/s2.題型3創(chuàng)新試驗型——“活”用原理，妙遷移創(chuàng)新試驗題要求考生能將教材中的學生試驗和演示試驗的試驗原理、方法進行遷移和應用，試題新奇、實力要求高．如力學中與紙帶相關的試驗、電學中電路的設計、計算形式的試驗題等都可能考查學生運用已學過的試驗方法、原理處理新情境試驗題的實力，做題時肯定要審清題意，明確試驗目的，聯想和遷移應用相關試驗原理．典例4某探討性學習小組用如圖甲所示裝置來測定當地的重力加速度，主要操作過程如下：甲①安裝試驗器材，調整試管夾(小鐵球)、光電門和紙杯在同一豎直線上；②打開試管夾，由靜止釋放小鐵球，用光電計時器記錄小鐵球在兩個光電門間的運動時間t，并用刻度尺(圖甲中未畫出)測量出兩個光電門之間的高度h，計算出小鐵球通過兩光電門間的平均速度v；③保持光電門1的位置不變，變更光電門2的位置，重復②的操作．測出多組數據，計算出對應的平均速度v；④畫出v－t圖像．乙請依據試驗，回答如下問題：(1)設小鐵球到達光電門1時的速度為v0，當地的重力加速度為g.則小鐵球通過光電門間的平均速度表達式為v＝v0＋eq\f(1,2)gt(用v0、g和t表示)．(2)試驗測得的數據如表：試驗次數123456h(cm)10.0020.0030.0040.0050.0060.00t(s)0.0690.1200.1520.1950.2290.259v(m/s)1.441.681.892.042.212.36請在坐標系(圖乙)中畫出v－t圖像．(3)依據v－t圖像，可以求得當地的重力加速度g＝_9.7(9.5～9.9之間均可)__m/s2，試管夾到光電門1的距離約為_6.2(6.0～6.4之間均可)__cm.(結果均保留兩位有效數字)【解析】(1)因為h＝v0t＋eq\f(1,2)gt2，所以v＝eq\f(h,t)＝v0＋eq\f(1,2)gt.(2)在坐標系中描點，用一條直線將這些點連接起來，使盡可能多的點在直線上，不在直線上的點勻稱分布于直線兩側．(3)由圖像可求出斜率k＝4.84m/s2，v0＝1.10m/s，解得g＝9.7m/s2，h1＝eq\f(v\o\al(2,0),2g)＝0.062m＝6.2cm.【名師點評】本試驗的創(chuàng)新之處在于數據信息的獲得方式，利用光電門及光電計時器使數據的獲得更便捷，理解落體法測重力加速度的原理，并在不同的試驗背景下敏捷應用是解題的關鍵．〔鏈接高考4〕(全國高考)現要組裝一個由熱敏電阻限制的報警系統，當要求熱敏電阻的溫度達到或超過60℃時，系統報警．供應的器材有：熱敏電阻，報警器(內阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警)，電阻箱(最大阻值為999.9Ω)，直流電源(輸出電壓為U，內阻不計)，滑動變阻器R1(最大阻值為1000Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值為2000Ω)，單刀雙擲開關一個，導線若干．在室溫下對系統進行調整，已知U約為18V，Ic約為10mA；流過報警器的電流超過20mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度的上升而減小，在60℃時阻值為650.0Ω.(1)完成待調整的報警系統原理電路圖的連線．(2)在電路中應選用滑動變阻器_R2__(選填“R1”或“R2”)．(3)依據下列步驟調整此報警系統：①電路接通前，需將電阻箱調到肯定的阻值，依據試驗要求，這一阻值為_650.0__Ω；滑動變阻器的滑片應置于_b__(選填“a”或“b”)端旁邊，不能置于另一端的緣由是_接通電源后，流過報警器的電流會超過20_mA，報警器可能損壞__．②將開關向_c__(選填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至_報警器起先報警__．(4)保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關向另一端閉合，報警系統即可正常運用．【答案】(1)如圖所示【解析】(2)報警器起先報警時，對整個回路有U＝Ic(R滑＋R熱)代入數據可得R滑＝1150.0Ω.因此滑動變阻器應選擇R2.(3)①在調整過程中，電阻箱起到等效替代熱敏電阻的作用，電阻箱的阻值應為報警器報警時熱敏電阻的阻值，即為650.0Ω.滑動變阻器在電路中為限流接法，滑片應置于b端旁邊，若置于另一端a時，閉合開關，則電路中的電流I＝eq\f(18,650.0)A≈27.7mA，超過報警器最大電流20mA，報警器可能損壞．②開關應先向c端閉合，移動滑動變阻器的滑片，直至報警器起先報警為止．題型4數形結合型——“巧”變公式找函數高考物理考查學生應用數學學問的實力，在試驗中體現在試驗數據的處理上，通常利用相關試驗的原理公式進行奇妙變形，變成和圖像信息一樣的函數形式，依據圖像的斜率、截距結合函數關系式得出所需的數據．典例5依據閉合電路歐姆定律，用圖甲所示電路可以測定電池的電動勢和內阻．圖中R0是定值電阻，通過變更R的阻值，測出R0兩端的對應電壓U，對所得的試驗數據進行處理，就可以實現測量目的．依據試驗數據在eq\f(I,U)－R坐標系中描出坐標點，如圖丙所示，已知R0＝150Ω.試完成下列問題：(1)請依據原理圖將圖乙中的實物圖連接好．(2)在圖丙中畫出eq\f(1,U)－R關系圖線．(3)圖線的斜率是_0.004_5(0.004_3～0.004_7均對)__V－1·Ω－1，由此可得電池電動勢E＝_1.48(1.46～1.50均對)__V.【解析】(1)所連實物圖如圖(a)所示．(2)所畫的圖像如圖(b)所示．(3)依據閉合電路歐姆定律有E＝U＋eq\f(U,R0)(r＋R)，即eq\f(1,U)＝eq\f(1,R0E)R＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(r,R0)))eq\f(1,E)，由圖(b)可知斜率k＝eq\f(1,R0E)＝0.0045V－1·Ω－1，則E＝1.48V.【名師點評】數形結合法是指將圖像及函數相結合的一種方式，重