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1、高考” 物理實(shí)驗(yàn) 專(zhuān)題的分析與復(fù)習(xí)建議,（第二輪專(zhuān)題復(fù)習(xí)）,東北師大附中 孟繁秋,【背景1】實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)在“一輪”與“二輪”中的不同定位,【背景2】新課標(biāo)高考物理考試說(shuō)明中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 的分析,【背景3】對(duì)實(shí)驗(yàn)考察范圍的理解,背景分析,1、高中物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)值得思考的環(huán)節(jié),一、高考“理綜”考試中物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)備考的策略,復(fù)習(xí)策略,考試說(shuō)明中精選實(shí)驗(yàn)，突出了復(fù)習(xí)的重點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)條目后冠以“（實(shí)驗(yàn)、探究）”，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)具備更多的能力要求或可以考查的途徑。 所列實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)器材不一定一一對(duì)應(yīng)。 對(duì)實(shí)驗(yàn)技能和方法的考查更加突出，要求對(duì)實(shí)驗(yàn)原理有更高層次的領(lǐng)悟才能正確遷移和運(yùn)用。 可以利用實(shí)驗(yàn)錄像，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn),

2、2、高中物理實(shí)驗(yàn)所涉及基本方法,3、福建“考試說(shuō)明”對(duì)實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn) 誤差提出的要求, 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理：控制變量法、替代法、模擬法、 微小量放大法、留跡法 控制實(shí)驗(yàn)誤差：多次測(cè)量法、積累法 處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：列表法、作圖法、平均值法、逐差法,實(shí)驗(yàn)器材 實(shí)驗(yàn)誤差與有效數(shù)字 實(shí)驗(yàn)考試形式與比例,二、高考二輪實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的重點(diǎn),（一）測(cè)量?jī)x器的正確使用及讀數(shù),1基本儀器的讀數(shù) （1）理解儀器的工作原理 （2）熟悉儀器使用時(shí)的注意事項(xiàng) （3）選擇適當(dāng)?shù)牧砍?（4）掌握測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)方法（根據(jù)最小分度采取不同的讀數(shù)方法） （5）關(guān)于誤差和有效數(shù)字,復(fù)習(xí)重點(diǎn),測(cè)量長(zhǎng)度的儀器-刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器 測(cè)量質(zhì)量的

3、儀器-天平 測(cè)量時(shí)間的儀器-打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、秒表 測(cè)量力的儀器-彈簧秤 測(cè)量溫度的儀器-溫度計(jì) 測(cè)量電學(xué)量?jī)x器-電流表、電壓表、多用電表 電學(xué)控制儀器-滑動(dòng)變阻器、電阻箱、開(kāi)關(guān),1基本儀器的讀數(shù),基本儀器,最小分度是1的，按十分之一估讀如刻度尺、螺旋測(cè)微器等絕大多數(shù)儀器，電表的讀數(shù)：觀察表盤(pán)，兩大刻度之間是幾分位（幾個(gè)小格子），就按照幾分位估讀，一般學(xué)生電表都采用半格估讀的方法（推薦） 最小分度是2的按二分之一估讀。 最小分度是5的，按五分之一估讀。 不需要估讀的秒表、游標(biāo)卡尺、電阻箱 坐標(biāo)紙的讀數(shù)規(guī)則與相同,讀數(shù)方法：,最小分度是“1”的儀器，按十分之一估讀。 最小分度是“2”或“5”的儀器，分

4、別按二分之一或五分之一估讀。 不需要估讀的秒表、游標(biāo)卡尺、電阻箱,【例1】,【例2】,2. 間接測(cè)量的物理量,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶可以反映出運(yùn)動(dòng)學(xué)的所有物理量,如果把它與牛頓第二定律 結(jié)合起來(lái)考慮，可以求出,如果把它與動(dòng)能定理 結(jié)合起來(lái)考慮，可以 求出合外力做的功,如果把它與動(dòng)量定理結(jié)合考慮，可以求出合外力的沖量,如果把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器置于豎直方向使用，則可以得到重力勢(shì)能 的變化量或動(dòng)能的變化量,用 可以應(yīng)用于許多物理題的解答，如局部的閃光照片記錄的自由落體運(yùn)動(dòng)、許多有“等時(shí)間間隔”的勻變速問(wèn)題等。,【例3】,2. 間接測(cè)量的物理學(xué)量,（二）關(guān)于電阻的測(cè)量方法,1.歐姆表測(cè)量,2.替代法,3.伏安法,4

5、.比較法,測(cè)量方法,【例4】,2.替代法,為了要測(cè)出一個(gè)未知電阻的阻值Rx，現(xiàn)有如下器材：讀數(shù)不準(zhǔn)的電流表A、定值電阻R0、電阻箱R1、滑動(dòng)變阻器R2、單刀單擲開(kāi)關(guān)S1、單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2、電源和導(dǎo)線。 畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖上標(biāo)出你所選用器材的代碼。寫(xiě)出主要的實(shí)驗(yàn)操作步驟。,結(jié)論：RxR1,【例4答案】,3.伏安法,A、測(cè)金屬絲的電阻率（或是測(cè)膜厚等） B、測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻； C、描繪小燈泡的伏安特性曲線。,涉及的問(wèn)題主要有：電路的連接（滑動(dòng)變阻器的限流或分壓、外接或內(nèi)接）、電表量程的選擇,涉及的基本情況變式有：,（1）無(wú)電流表,已知電阻與理想電壓表并聯(lián)替代電流表,用已知內(nèi)阻的電壓表替代電

6、流表,無(wú)電流表時(shí)的替代法,無(wú)電流表時(shí)的半偏法（測(cè)量電壓表內(nèi)阻）,（2） 無(wú)電壓表,已知電阻與理想電 流表串聯(lián)替代電壓表,無(wú)電壓表時(shí)的等效替代法,無(wú)電壓表時(shí)的半偏法（測(cè)表頭內(nèi)阻）,（3）把實(shí)驗(yàn)題當(dāng)作計(jì)算題處理,根據(jù)閉合電路歐姆定律列方程求解待測(cè)量； 根據(jù)歐姆定律的變式 求解電阻。在利用伏安法測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，只要測(cè)出外電路的電壓變化量和電流的變化量（外電壓的變化量始終等于內(nèi)電壓的變化量），就可以求出電源的內(nèi)阻,。,【例5】,為了測(cè)定一電阻約20，額定電流為0.5A的電阻器的電阻，現(xiàn)備有 下列器材：,(A)內(nèi)阻不計(jì)的6v電源； (B)量程為03A，內(nèi)阻約為0.06的電流表； (C)量程

7、為00.6A，內(nèi)阻約為3的電流表； (D)量程為025V，內(nèi)阻約為5104的電壓表； (E)量程為05V，內(nèi)阻約為l04的電壓表； (F)阻值為05，額定電流為3A的滑動(dòng)變阻器； (G)阻值為01500，額定電流為0.5A的滑動(dòng)變阻器； (H)電鍵和導(dǎo)線若干。,（1）為了盡可能多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，應(yīng)選用的器材為 （2）將符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖畫(huà)在圖方框內(nèi)。 （3）本實(shí)驗(yàn)電阻得測(cè)量值與真實(shí)值相比偏 （填大或小或相等） （4）有一位同學(xué)將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行如下改裝： 電路如圖所示，操作如下：,改裝圖,【例6】,某同學(xué)用下列器材測(cè)量一電阻絲的電阻Rx ：電源E，適當(dāng)量程的電流表電壓表各一只，滑線變阻器R，電阻箱Rp，

8、開(kāi)關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干他設(shè)計(jì)的電路圖如圖(a)所示，具體做法：先閉合S1，斷開(kāi)S2，調(diào)節(jié)R和Rp使電流表和電壓表示數(shù)合理。記下兩表示數(shù)為I1、U1；再保持Rp值不變，閉合S2，記下電流表和電壓表示數(shù)為I2、U2. (2)寫(xiě)出被測(cè)電阻Rx= （用電表的讀數(shù)表示)；,(3)此實(shí)驗(yàn)中因電流表有內(nèi)阻，電壓表內(nèi)阻不是無(wú)限大，使被測(cè)電阻的測(cè)量值 真實(shí)值（選填“大于”“小于”或“等于”）。,等于,【例7】,【答案】,4.比較法：,（1）一次測(cè)一個(gè) 內(nèi)阻,（2）一次測(cè)二個(gè) 內(nèi)阻,S2閉合，,S2 打開(kāi)，,測(cè)兩只內(nèi)阻未知的電流表G1和G2的內(nèi)阻，給出下列器材： 電流表G1（10mA r1100 左右） 電流表

9、G2（5mA r1150 左右）,定值電阻R1（100 ）,） 定值電阻R2（10 ）,） 滑動(dòng)變阻器R3（0200 ）,） 滑動(dòng)變阻器R4（010 ）,干電池1.5V，內(nèi)阻未知 一個(gè)單刀單擲開(kāi)關(guān),一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān) 導(dǎo)線若干 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出電路，要求方法盡量簡(jiǎn)單。,【例8】,（3）一次測(cè)一個(gè) 內(nèi)阻,（4）一次測(cè)二個(gè) 內(nèi)阻,只閉合S1, 斷開(kāi)S2,將S2也閉合,目的都是為了多測(cè)一組數(shù)據(jù)，列方程,【例9】,【例9答案】,（三）關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的測(cè)量,用一只電壓表和一只電流表測(cè)量,可用一只電流表和一只電阻箱測(cè)量 可用一只電壓表和一只電阻箱測(cè)量 用兩只電壓表測(cè)量,用兩只電流表測(cè)量,【例10】在“測(cè)定

10、電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，除待測(cè)電源外，足夠的連接導(dǎo)線外，實(shí)驗(yàn)室僅提供：兩只量程合適的電壓表、以及一個(gè)電表的內(nèi)阻，一只單刀雙擲開(kāi)關(guān)。 （1）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)原理圖； （2）寫(xiě)出用測(cè)量值表示的電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的表達(dá)式，并注明式中量的含義。 解析：依據(jù)題意可知，電壓表的內(nèi)阻已知，則可由電流電壓變換法用測(cè)出它所在支路的電流，類(lèi)似方法一，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路原理圖。,【例10】,可得,，,，,(四)關(guān)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),1設(shè)計(jì)原則,2設(shè)計(jì)思路,【例12】從下列實(shí)驗(yàn)器材中選出適當(dāng)?shù)钠鞑?，設(shè)計(jì)測(cè)量電路來(lái)測(cè)量?jī)蓚€(gè)電流表的內(nèi)阻，要求方法簡(jiǎn)捷，操作方便，可進(jìn)行多次測(cè)量并有盡可能高的測(cè)量精度。 （A）待測(cè)電流表A1，量程40mA，內(nèi)

11、電阻約幾十 （B）待測(cè)電流表A2，量程30mA，內(nèi)電阻約幾十 （C）電壓表V，量程15V，內(nèi)阻rV=15k （D）電阻箱R1，阻值范圍09999.99 （E）電阻箱R2，阻值范圍099.99 （F）滑動(dòng)變阻器R3，阻值范圍0150，額定電流1.5A （G）滑動(dòng)變阻器R4，阻值020，額定電流2A （H）電阻R0，阻值是40，功率是0.5W（作保護(hù)電阻用） （I）電池組，電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)電阻為0.5,【例12】,此外還有單刀開(kāi)關(guān)若干和導(dǎo)線若干，供需要選用。 （1）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電路，畫(huà)出電路圖。 （2）選出必要的器材，用器材前的字母表示，有_。 （3）需要哪些物理量，寫(xiě)出和的表達(dá)式。 分析：本

12、題要求先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路方案，再選出必要的器材，最后根據(jù)歐姆定律計(jì)算出電流表內(nèi)阻的表達(dá)式。,設(shè)計(jì)方案一：要測(cè)電流表的內(nèi)阻，有電流表和電壓表，就自然想到如下圖所示的方案：,設(shè)計(jì)方案二：既然方案一中電流表兩端的電壓太小，而電壓表的量程太大，電壓表的指針偏角太小，有的同學(xué)就想到電流表上串聯(lián)一個(gè)電阻箱，可以增大電壓表的示數(shù)，得到如下圖所示的方案：,設(shè)計(jì)方案三：電壓表不能用，電壓無(wú)法直接測(cè)量，但有兩只電流表，怎么辦呢？這時(shí)我們要另辟蹊徑，由串并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，并聯(lián)電路電壓相等，因此，可將兩只電流表并聯(lián)起來(lái)，得到如下圖所示的方案：,這個(gè)方案可以測(cè)出兩只電流表的電流，由并聯(lián)電路電壓相等可知： 上式中有兩個(gè)未知

13、量和，無(wú)法將它們都測(cè)出來(lái)，說(shuō)明這個(gè)方案還不完善，還要修改。,設(shè)計(jì)方案四：由于方案三不能直接測(cè)出兩只電流表的內(nèi)阻，就要在兩條支路中的任一條支路上串聯(lián)一只電阻箱，為了方便操作，再在電阻箱的兩端并聯(lián)一只開(kāi)關(guān)，得到如下圖所示的方案：,這個(gè)方案是在方案三的基礎(chǔ)上改進(jìn)得到的，閉合開(kāi)關(guān)S就會(huì)得到方案三，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，則有電阻箱與電流表串聯(lián)，再與電流表并聯(lián)，可測(cè)出電流表的讀數(shù)，電阻箱的電阻讀數(shù)R，故有： 這樣就可以測(cè)出兩只電流表的內(nèi)阻。,再來(lái)選擇控制電路，由于題目要求可進(jìn)行多次測(cè)量并有盡可能高的測(cè)量精度，因此只能選擇分壓式控制電路。由于電流表 兩端能承受的電壓較小，在電路中要加一個(gè)保護(hù)電阻 ，保護(hù)電流表并使電壓

14、的調(diào)節(jié)范圍增大。由于電流表的內(nèi)電阻只有幾十歐姆，電阻箱選 就行。分壓式控制電路中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選阻值較小的，選擇 就行。故實(shí)驗(yàn)電路如下圖所示。,【例12】從下列實(shí)驗(yàn)器材中選出適當(dāng)?shù)钠鞑?，設(shè)計(jì)測(cè)量電路來(lái)測(cè)量?jī)蓚€(gè)電流表的內(nèi)阻，要求方法簡(jiǎn)捷，操作方便，可進(jìn)行多次測(cè)量并有盡可能高的測(cè)量精度。 （A）待測(cè)電流表A1，量程40mA，內(nèi)電阻約幾十 （B）待測(cè)電流表A2，量程30mA，內(nèi)電阻約幾十 （C）電壓表V，量程15V，內(nèi)阻rV=15k （D）電阻箱R1，阻值范圍09999.99 （E）電阻箱R2，阻值范圍099.99 （F）滑動(dòng)變阻器R3，阻值范圍0150，額定電流1.5A （G）滑動(dòng)變阻器R4，阻值0

15、20，額定電流2A （H）電阻R0，阻值是40，功率是0.5W（作保護(hù)電阻用） （I）電池組，電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)電阻為0.5,【例12】,A、B、E、G、H、I,思考題：若上題中只給你兩只電壓表，而沒(méi)有電流表，要測(cè)其內(nèi)電阻，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)測(cè)量電路呢？,設(shè)計(jì)思路：只有電壓表，而沒(méi)有電流表，要測(cè)其內(nèi)電阻，電壓表內(nèi)阻兩端的電壓可由電壓表測(cè)出，關(guān)鍵是電流無(wú)法直接測(cè)出，由串并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，串聯(lián)電路電流強(qiáng)度相等，故可以把兩只電壓表串聯(lián)起來(lái)，得到如下圖所示的方案：,(五)關(guān)于探究性實(shí)驗(yàn),【例14】(上海07年的調(diào)研試卷)某研究性學(xué)習(xí)小組發(fā)現(xiàn)河水在緩慢流動(dòng)時(shí)有一個(gè)規(guī)律，河中央流速最大，岸邊速度幾乎為零。為了

16、研究河水流速與離河岸距離的關(guān)系，小明設(shè)計(jì)了這樣的測(cè)量?jī)x器：如圖甲所示，兩端開(kāi)口的“L”形玻璃管的水平部分置于待測(cè)的水流中，豎直部分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足夠長(zhǎng)。當(dāng)水流以速度v正對(duì)“L”形玻璃管的水平部分開(kāi)口端勻速流動(dòng)時(shí)，管內(nèi)外水面高度差為h，且h隨水流速度的增大而增大。為了進(jìn)一步研究水流速度v與管內(nèi)外水面高度差h的關(guān)系，該組同學(xué)進(jìn)行了定量研究，得到了如下表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到了v-h圖象，如圖丙所示。,（1）根據(jù)上表的數(shù)據(jù)和圖丙中圖象的形狀，可猜想v和h之間的關(guān)系為_(kāi)；為驗(yàn)證猜想，請(qǐng)?jiān)趫D丁中確定縱軸所表示的物理量，并另作圖象，若該圖象的形狀為_(kāi)，說(shuō)明猜想正確。 （2）現(xiàn)

17、利用上述測(cè)速器，由河流南岸開(kāi)始，每隔1 m測(cè)一次流速，得到數(shù)據(jù)如下表所示：根據(jù)v和h之間的關(guān)系完成上表的最后一行，對(duì)比上表中的數(shù)據(jù)，可以看出河中水流速度v與離南岸的距離x的關(guān)系為_(kāi)。,【例15】如圖所示為探究“水流射程與排水孔高度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。在一個(gè)一端開(kāi)口的塑料筒側(cè)壁的母線上鉆一排小孔，使小孔間距相等。實(shí)驗(yàn)時(shí)將筒內(nèi)注滿水，并保持水面高度H不變，測(cè)出相應(yīng)的高度h和射程S為,(1)根據(jù)此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，請(qǐng)?zhí)岢鰞蓚€(gè)與此相關(guān)的問(wèn)題： _； _； (2)對(duì)你提出的問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)證。,mg(H-h)=,當(dāng)h=H/2,S有最大值，Sm=H,【例18】（淮安）物體因繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)而具有的動(dòng)能叫轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的大小

18、與角速度大小有關(guān)，為了探究轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的大小與角速度之間的定量關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了下列一個(gè)實(shí)驗(yàn)，即研究砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)先讓砂輪由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)并測(cè)出其角速度，然后讓砂輪脫離動(dòng)力，由于克服輪邊緣的摩擦阻力做功，砂輪最后停下來(lái)，測(cè)出砂輪開(kāi)始脫離動(dòng)力到停止轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)n，實(shí)驗(yàn)中得到幾組n和的數(shù)值見(jiàn)下表：（砂輪直徑d=10cm，轉(zhuǎn)軸間摩擦力大小 N）,（1）根據(jù)功能關(guān)系，請(qǐng)你幫他計(jì)算出砂輪每次脫離動(dòng)力時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，并填 入表格內(nèi)； （2）利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你幫他確定此砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能與角速度大小定量關(guān)系式 是 ,答案：（1）-f（nd）=0-Ek 代入數(shù)據(jù)，得 Ek=0.1n 分別填：0.5、2、8、18、32 （2）Ek=22,三、對(duì)高考復(fù)習(xí)的幾點(diǎn)建議,1.要強(qiáng)調(diào)基本儀器的使用、基本原理和方法的訓(xùn)練，重視實(shí)驗(yàn)的分析過(guò)程及各種方法的靈活性和準(zhǔn)確性的訓(xùn)練。,2.近年來(lái)高考對(duì)實(shí)驗(yàn)的考查已從考教材中實(shí)驗(yàn)本身過(guò)渡到在理解教材中實(shí)驗(yàn)原理和方法的基礎(chǔ)上加以適當(dāng)?shù)淖兓栽趯?shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中，我們更應(yīng)注意對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和方法的剖析，而非單純介紹實(shí)驗(yàn)本身。,謝謝大家！,