2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專項2 題型突破 專題2 四大技巧破解實驗題高分突破學(xué)案.doc

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題型2四大技巧破解實驗題物理實驗題分值一般為15分，多為一大帶一小的形式，其中第22題多為常規(guī)型實驗題，側(cè)重考查基本實驗儀器的讀數(shù)或教材上要求的基本實驗的實驗原理、實驗步驟的理解和實驗數(shù)據(jù)的處理，第23題側(cè)重考查學(xué)生的實驗遷移能力，多為創(chuàng)新設(shè)計型實驗題.讀數(shù)類實驗正確使用，準確讀數(shù)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，要熟練掌握它們的使用方法、操作規(guī)程和讀數(shù)規(guī)則，在高考前要進行系統(tǒng)的實際測量和讀數(shù)練習(xí)，特別是游標卡尺、螺旋測微器、電學(xué)實驗儀器的讀數(shù).此類試題難度不大，要防止在讀數(shù)的估讀、結(jié)果的有效數(shù)字和單位上出錯.為使讀數(shù)正確必須做到以下三點：,(1)要注意量程.,(2)要弄清所選量程對應(yīng)的每一大格和每一小格所表示的量值.,(3)要掌握需要估讀的基本儀器的讀數(shù)原則.讀數(shù)的基本原則：凡儀器最小刻度是“1”的，要求讀到最小刻度后再往下估讀一位；凡儀器最小刻度是“2”和“5”的，只要求讀到最小刻度所在的這一位，不再往下估讀. 典例1(1)請讀出螺旋測微器和游標卡尺的示數(shù)甲：_cm；乙：_cm.圖1(2)某照明電路出現(xiàn)故障，其電路如圖2甲所示，該電路用標稱值12 V的蓄電池作電源，導(dǎo)線及其接觸完好維修人員使用已調(diào)好的多用電表直流50 V擋檢測故障他將黑表筆接在c點，用紅表筆分別探測電路的a、b點甲乙圖2斷開開關(guān)，紅表筆接a點時多用電表指示如圖2乙所示，讀數(shù)為_V，說明_正常(選填“蓄電池”“保險絲”“開關(guān)”或“小燈”)紅表筆接b點，斷開開關(guān)時，表針不偏轉(zhuǎn)，閉合開關(guān)后，多用電表指示仍然和圖2乙相同，可判定發(fā)生故障的器件是_(選填“蓄電池”“保險絲”“開關(guān)”或“小燈”)【解析】(1)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0.5 mm，可動刻度讀數(shù)為0.0111.7 mm0.117 mm，所以最終讀數(shù)為0.617 mm0.061 7 cm.游標卡尺的固定刻度讀數(shù)為100 mm，游標尺讀數(shù)為0.14 mm0.4 mm，所以最終讀數(shù)為100 mm0.4 mm100.4 mm10.04 cm.(2)多用電表直流50 V擋，每一小格是1 V，要估讀到0.1 V，讀數(shù)是11.5 V，斷開開關(guān)，多用電表直接測量電源兩端電壓，多用電表有示數(shù)且接近電源電動勢，說明電源正常紅表筆接b點，閉合開關(guān)，多用電表示數(shù)與中相同，說明電路仍然處于斷路狀態(tài)，而開關(guān)是閉合的，因此可以確定是小燈發(fā)生斷路故障【答案】(1)0.061710.04(2)11.5蓄電池小燈【名師點評】游標卡尺的讀數(shù)方法是主尺讀數(shù)加上游標尺讀數(shù)，不需要估讀螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，讀可動刻度時需要估讀嘗試應(yīng)用(1)圖3甲中游標卡尺的讀數(shù)為_ mm，圖3乙中螺旋測微器的讀數(shù)為_ mm.圖3(2)某同學(xué)用多用電表的歐姆擋來測量一電壓表的內(nèi)阻，如圖4甲所示先將選擇開關(guān)旋至倍率“10”擋，紅、黑表筆短接調(diào)零后進行測量，紅表筆應(yīng)接電壓表的_(選填“”或“”)接線柱，結(jié)果發(fā)現(xiàn)歐姆表指針偏角太小，則應(yīng)將選擇開關(guān)旋至_(選填“1”或“100”)擋并_，最終測量結(jié)果如圖4乙所示，則電壓表的電阻為_.圖4【解析】(1)由游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則主尺上的整毫米數(shù)精確度對齊格數(shù)(不估讀)，可知游標卡尺的讀數(shù)為29 mm0.1 mm829.8 mm；由螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則固定刻度上的毫米數(shù)(要注意半毫米線)0.01 mm對齊刻度(一定要估讀)，可知螺旋測微器的讀數(shù)為0.5 mm0.01 mm38.00.880 mm.(2)多用電表使用時要注意電流是“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(yīng)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(yīng)換用大倍率擋位進行測量，并且重新進行歐姆調(diào)零，讀數(shù)結(jié)果為30100 3 000 .【答案】(1)29.80.880(2)100重新進行歐姆調(diào)零3 000常規(guī)型實驗緊扣教材，融會貫通教材中的實驗是高考創(chuàng)新實驗的命題根源，這就要求我們在高考實驗備考中要緊扣教材中的實驗，弄清和掌握教材中每一個實驗的實驗原理、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等，對每一個實驗都應(yīng)做到心中有數(shù)，并且能融會貫通典例2某小組利用如圖5所示的裝置驗證牛頓第二定律實驗中，他們平衡了摩擦力，用天平測出小車的總質(zhì)量，用細線所掛鉤碼的總重力代替小車所受的牽引力大小F.圖5(1)他們還在實驗時調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使牽引小車的細線與木板平行這樣做的目的是_A避免小車在運動過程中發(fā)生抖動B使打點計時器在紙帶上打出的點跡清晰C保證小車最終能夠做勻速直線運動D使細線拉力等于小車受到的合力(2)實驗得到一條點跡清晰的紙帶如圖6甲所示，O、A、B、C、D是在紙帶上選取的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有4個打點未畫出，AB、CD間的距離分別為x1、x2，打點計時器的打點周期為T，則小車運動的加速度大小為_(3)下表記錄了小車質(zhì)量一定時，牽引力大小F與對應(yīng)的加速度a的幾組數(shù)據(jù)，請在圖乙的坐標系中描點作出aF圖線圖6鉤碼個數(shù)12345F/N0.490.981.471.962.45a/(ms2)0.921.682.322.883.32(4)結(jié)合實驗中畫出的aF圖線分析產(chǎn)生誤差的原因主要是_.【解析】(1)使牽引小車的細線與木板平行，這樣做的目的是在平衡摩擦力后使細線拉力等于小車受的合力(2)因為每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個打點未畫出，所以相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為t5T，勻變速直線運動中連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差為常數(shù)，即xat2，則有a.(3)描點作出圖象如圖所示(4)探究加速度與力的關(guān)系的實驗中，當鉤碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量時，可以認為小車受到的拉力等于鉤碼的重力，如果鉤碼的總質(zhì)量太大，沒有遠小于小車質(zhì)量，aF圖象不再是直線，而是發(fā)生彎曲，變成曲線【答案】(1)D(2)(3)見解析(4)不滿足小車質(zhì)量遠大于鉤碼的總質(zhì)量【名師點評】(1)力學(xué)中的幾個重要實驗都可以通過打點計時器、紙帶和長木板組成的裝置來進行，深刻理解了這套裝置的工作原理，就把握住了力學(xué)實驗的核心(2)本實驗的創(chuàng)新點：實驗器材如用力傳感器測細線的拉力，此時鉤碼的總質(zhì)量不必遠小于小車的質(zhì)量；再如用光電門代替打點計時器等研究對象如果以鉤碼及小車整體為研究對象，則鉤碼的總質(zhì)量不必遠小于小車的質(zhì)量嘗試應(yīng)用用實驗測一電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx.已知電池的電動勢約為6 V，電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐可選用的實驗器材：圖7電流表A1(量程030 mA)；電流表A2(量程0100 mA)；電壓表V(量程06 V)；滑動變阻器R1(阻值05 )；滑動變阻器R2(阻值0300 )；開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干條某同學(xué)的實驗過程如下：.設(shè)計如圖7甲所示的電路圖，正確連接電路.將R的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，逐次調(diào)小R的阻值，測出多組U和I的值，并記錄以U為縱軸，I為橫軸，得到如圖乙所示的圖線.斷開開關(guān)，將Rx改接在B、C之間，A與B直接相連，其他部分保持不變重復(fù)的步驟，得到另一條UI圖線，圖線與橫軸I的交點坐標為(I0,0)，與縱軸U的交點坐標為(0，U0)回答下列問題：(1)電流表應(yīng)選用_，滑動變阻器應(yīng)選用_；(2)由圖乙的圖線，得電源內(nèi)阻r_；(3)用I0、U0和r表示待測電阻的關(guān)系式Rx_，代入數(shù)值可得Rx；(4)若電表為理想電表，Rx接在B、C之間與接在A、B之間，滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置，兩種情況相比，電流表示數(shù)變化范圍_，電壓表示數(shù)變化范圍_(均選填“相同”或“不同”)【解析】(1)當滑動變阻器不接入電路時，估算電路中的電流I估0.06 A60 mA(取Rxr100 )，故電流表應(yīng)選A2；若連成限流式電路，滑動變阻器R1阻值太小，無法控制電路中的電流，故應(yīng)選R2.(2)在圖線上任意取2點，求出斜率，即為電源內(nèi)阻(3)若將Rx改接在B、C之間，則Rxr則Rxr.(4)電流表測干路電流，不管Rx接在什么位置，總電阻不變，故兩種情況中電流表示數(shù)變化范圍相同；當Rx接A、B之間時，電壓表測的是滑動變阻器和待測電阻的電壓之和，當Rx接B、C之間時，電壓表只測滑動變阻器的電壓，故兩種情況中電壓表示數(shù)變化范圍不同【答案】(1)A2R2(2)25(3)r(4)相同不同設(shè)計型實驗設(shè)計方案，變通拓展設(shè)計型實驗題從儀器的使用、裝置的改造、電路的設(shè)計、數(shù)據(jù)的靈活處理等方面進行變通和拓展應(yīng)對這類實驗題的方法是深刻理解實驗的原理、方法，進行合理遷移典例3某電池的電動勢約為3 V，某實驗小組要測量該電池的電動勢和內(nèi)阻(1)實驗中要測量的電池內(nèi)阻較小，實驗器材除了被測電池以外，還有一電阻箱R，一開關(guān)S，若干導(dǎo)線，內(nèi)阻Rg30 、量程為1 mA的電流表G，阻值為2 970 的定值電阻R0，阻值為2.00 的定值電阻R1.請設(shè)計并畫出合理的測量該電池電動勢及內(nèi)阻的實驗電路圖，圖中標明相關(guān)器材的字母符號(2)為了比較準確地得出實驗結(jié)論，該小組的同學(xué)準備用線性圖象來處理實驗數(shù)據(jù)，圖象的縱坐標表示電流表的示數(shù)I，橫坐標表示的物理量是_(3)若作出的圖象在縱軸上的截距為I0，圖象斜率的絕對值為k，則可求得該電池的電動勢E_，內(nèi)阻r_.(用測量量和所給量的符號表示)【解析】(1)題目中給出了電阻箱和電流表，由于電流表的量程太小，若要改裝成大量程的電流表，需要并聯(lián)的電阻很小，題中所給條件不能滿足實驗要求，若要改裝成一個量程為3 V的電壓表，需要串聯(lián)一個電阻，UIg(RgR)，U為改裝后電壓表的量程，R為串聯(lián)電阻，代入數(shù)據(jù)得3 V1103A(30 R)，解得R2 970 .因此用R0與電流表串聯(lián)可以改裝成量程為3 V的電壓表，這樣就可以用“伏阻法”測電池的電動勢和內(nèi)阻由于電池內(nèi)阻較小，電路中應(yīng)串聯(lián)一個保護電阻，增大等效電源的內(nèi)阻電路圖如圖(2)由閉合電路歐姆定律得EI(RgR0)(R1r)，得I(R1r)，因此橫坐標表示的物理量應(yīng)是.(3)由題意得I0，R1rk，解得EI0(RgR0)，rkR1.【答案】(1)如解析圖所示(2)(3)I0(RgR0)kR1【名師點評】(1)若給定的電表量程太大或太小，并且給出了定值電阻的阻值，往往要對電表進行改裝(2)若題中給出了某一電流表或電壓表的內(nèi)阻，往往預(yù)示著可將電表“反串”使用嘗試應(yīng)用某實驗小組按圖8所示組裝器材：將長木板固定在水平實驗臺上，把木塊放在粗糙的水平長木板上，木塊的右側(cè)拴有一細線，跨過固定在長木板邊緣的滑輪與重物連接，木塊的左側(cè)與穿過打點計時器的紙帶相連實驗時，木塊在重物牽引下向右運動，重物落地后，木塊繼續(xù)向右做勻減速運動，圖9給出了重物落地后打點計時器打出的紙帶，小黑點代表計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標出)，各計數(shù)點間的距離如圖所示(單位為厘米)打點計時器所用交變電流頻率為50 Hz，g取10 m/s2，不計紙帶與木塊間的拉力圖8圖9(1)根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)計算木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)_(結(jié)果保留小數(shù)點后兩位)(2)打點計時器在打下A點和B點時，木塊的速度vA_m/s，vB_m/s(結(jié)果保留小數(shù)點后兩位)(3)要測量在AB段木板對木塊的摩擦力所做的功WAB，還需要的實驗器材是_，還應(yīng)測量的物理量是_(填入所選實驗器材和物理量前的字母)A木塊的質(zhì)量m1B長木板的質(zhì)量m2C重物的質(zhì)量m3D木板的長度LEAB段的距離LABF重物落地后，木塊運動的時間tG天平H停表【解析】(1)由于每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T0.1 s，根據(jù)勻變速直線運動的推論公式xaT2可以求出加速度的大小，得x4x13a1T2，x5x23a2T2，x6x33a3T2為了更加準確地求解加速度，我們對三個加速度取平均值得a(a1a2a3)即小車運動的加速度計算表達式為am/s20.64 m/s2即水平面上的木塊以0.64 m/s2的加速度做勻減速直線運動對木塊受力分析：根據(jù)牛頓第二定律得Ffmgma解得0.06.(2)根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，有vA m/s0.72 m/svB m/s0.97 m/s.(3)物體運動的過程中只有摩擦力做功，要測量在AB段木板對木塊的摩擦力所做的功WAB，可以應(yīng)用動能定理：WABmvmv，由公式可知：需要測量木塊的質(zhì)量，所以需要天平故需儀器G，要測的物理量為A.【答案】(1)0.06(2)0.720.97(3)GA創(chuàng)新型實驗活用原理，巧妙遷移 近幾年全國卷實驗題的第二題，往往注重考查實驗原理的遷移、測量方法的遷移、數(shù)據(jù)處理方法的遷移，試題新穎、區(qū)分度高.但試題依然是以實驗基礎(chǔ)為依據(jù)，如計算形式的實驗題、電學(xué)中實驗電路的設(shè)計等都是根據(jù)考生學(xué)過的實驗方法、原理等來命制的，做題時一定要審清題意，明確實驗?zāi)康?，?lián)想和遷移應(yīng)用相關(guān)實驗原理.典例4霍爾效應(yīng)是電磁基本現(xiàn)象之一，近期我國科學(xué)家在該領(lǐng)域的實驗研究上取得了突破性進展如圖10所示，在一矩形半導(dǎo)體薄片的P、Q間通入電流I，同時外加與薄片垂直的磁場B，在M、N間出現(xiàn)電壓UH，這個現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，UH為霍爾電壓，且滿足UHk，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)某同學(xué)通過實驗來測定該半導(dǎo)體薄片的霍爾系數(shù)圖10(1)若該半導(dǎo)體材料是空穴(可視為帶正電粒子)導(dǎo)電，電流與磁場方向如圖10所示，該同學(xué)用電壓表測量UH時，應(yīng)將電壓表的“”接線柱與_(選填“M”或“N”)端通過導(dǎo)線連接(2)已知薄片厚度d0.40 mm，該同學(xué)保持磁感應(yīng)強度B0.10 T不變，改變電流I的大小，測量相應(yīng)的UH值，記錄數(shù)據(jù)如下表所示I/(103 A)3.06.09.012.015.018.0UH/(103 V)1.11.93.44.56.26.8根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫出UHI圖線，利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)為_103 VmA1T1(保留兩位有效數(shù)字) (3)該同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，使半導(dǎo)體薄片中的電流反向再次測量，取兩個方向測量的平均值，可以減小霍爾系數(shù)的測量誤差，為此該同學(xué)設(shè)計了如圖11所示的測量電路S1、S2均為單刀雙擲開關(guān)，虛線框內(nèi)為半導(dǎo)體薄片(未畫出)為使電流自Q端流入，P端流出，應(yīng)將S1擲向_(選填“a”或“b”)，S2擲向_(選填“c”或“d”)為了保證測量安全，該同學(xué)改進了測量電路，將一合適的定值電阻串接在電路中在保持其他連接不變的情況下，該定值電阻應(yīng)串接在相鄰器件_和_(填器件代號)之間圖11【解析】(1)根據(jù)左手定則可判斷帶正電粒子向M端偏轉(zhuǎn)，故應(yīng)將電壓表的“”接線柱與M端連接(2)作出UHI圖線如圖所示由UHk得k，從直線上選取一點，讀出其坐標值，再將題目中給出的B、d的值代入，可計算出k1.5103 VmA1T1.(3)S1擲向b，S2擲向c.加入定值電阻的目的是為了防止兩個開關(guān)同時擲向a、c或b、d而將電源短路，故應(yīng)將定值電阻串接在相鄰器件E和S1或E和S2之間【答案】(1)M(2)1.5(1.4或1.6)(3)b，c；S1，E(或E，S2)嘗試應(yīng)用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圖12實驗步驟：用彈簧測力計測量橡皮泥和滑塊的總重力，記作G；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12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；改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量，重復(fù)步驟；實驗數(shù)據(jù)如下表所示：G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.61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；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.完成下列作圖和填空：(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標紙上作出FG圖線(2)由圖線求得滑塊和木板間的動摩擦因數(shù)_(保留兩位有效數(shù)字)(3)滑塊最大速度的大小v_(用h、s、和重力加速度g表示)【解析】(1)由滑動摩擦力FfFNGF可知FG圖線應(yīng)為一條直線，因此應(yīng)畫一條直線盡可能通過較多的點，不在直線上的點應(yīng)盡量靠近該直線并均勻分布于直線兩側(cè)(2)由FG知，動摩擦因數(shù)等于圖中直線的斜率，求得0.40(0.38、0.39、0.41、0.42均正確)(3)懸掛物P落地之前，滑塊受到細繩拉力和摩擦力作用在木板上加速，該過程位移為h，P落地后滑塊只在摩擦力的作用下做減速運動，該過程位移為sh.P落地瞬間，滑塊速度最大根據(jù)滑塊減速階段的運動得v22a(sh)，mgma解得v.【答案】(1)如圖所示(2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.42均正確)(3)