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1、增分策略 2016年 高 考物 理 （ 五 ） 物 理 實 驗 1.力 學 實 驗 1.某 同 學 利 用 游 標 卡 尺 和 螺 旋 測 微 器 分 別 測 量 一 圓 柱 體 工 件 的 直徑 和 高 度 ， 測 量 結 果 如 圖 (a)和 (b)所 示 該 工 件 的 直 徑 為 _cm，高 度 為 _mm. 解 析 ：圖(a)為20分度的游標卡尺，其精度為0.05 mm.主尺讀數(shù)為12 mm，游標尺上第4條刻線與主尺上的一條刻線對齊，故測量結果為12 mm40.05 mm12.20 mm1.220 cm.螺旋測微器的精度為0.01 mm，由圖(b)知固定刻度讀數(shù)為6.5 mm，可動刻

2、度讀數(shù)為“36.0”，故工件的高度為6.5 mm36.00.01 mm6.860 mm. 答 案 ： (1)1.220(2)6.860 2某同學用圖(a)所示的實驗裝置測量物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示圖中標出了五個連續(xù)點之間的距離 (1)物塊下滑時的加速度a_ m/s2，打C點時物塊的速度v_ m/s； (2)已知重力加速度大小為g，為求出動摩擦因數(shù)，還必須測量的物理量是_(填正確答案標號) A物塊的質量 B斜面的高度 C斜面的傾角 用鉛筆描下結點位置，記為O； 記錄兩個彈簧測力計的示數(shù)F1和F2，沿每條細

3、繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個點，用刻度尺把相應的點連成線； 只用一個彈簧測力計，通過細繩套把橡皮條的結點仍拉到位置O，記錄測力計的示數(shù)F3，_； 按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3； 根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F； 比較_的一致程度，若有較大差異，對其原因進行分析，并作出相應的改進后再次進行實驗 解 析 ：除記錄測力計的示數(shù)外，還應沿此時細繩(套)的方向用鉛筆描出幾個點，并用刻度尺把這些點連成直線，應比較F與F3的大小和方向的一致程度 答 案 ： 沿此時的繩(套)的方向用鉛筆描出幾個點，用刻度尺把這點連成直線 F和F3 4某物理小組的同學設計了一個粗測玩具小車通過凹

4、形橋最低點時的速度的實驗所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R0.20 m) 完成下列填空： (1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖(a)所示，托盤秤的示數(shù)為1.00 kg； (2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數(shù)如圖(b)所示，該示數(shù)為_ kg； (3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點后滑向另一側此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m，多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：序 號 1 2 3 4 5m(kg) 1.80 1.75 1.85 1.75 1.90(4)根 據(jù) 以 上 數(shù) 據(jù) ， 可 求 出 小 車 經(jīng) 過 凹 形

5、 橋 最 低 點 時 對 橋 的 壓 力為 _ N； 小 車 通 過 最 低 點 時 的 速 度 大 小 為 _ m/s.重力 加 速 度 大 小 取 9.80 m/s 2， 計 算 結 果 保 留 2位 有 效 數(shù) 字 ) 查 看 高 考 實 驗 題 不 難 得 出 命 題 規(guī) 律 1 長 度 的 測 量 及 相 關 儀 器 的 使 用 是 實 驗 命 題 最 頻 繁 的 知 識 點 2 關 于 紙 帶 問 題 中 的 “ 黃 金 命 題 熱 點 ” 有 ： (1)紙 帶 上 某 點 瞬 時 速 度 的 計算 ； (2)計 數(shù) 點 之 間 的 時 間 間 隔 的 計 算 ； (3)加 速 度

6、 的 計 算 ； (4)創(chuàng) 新 拓 展 型實 驗 3題型特點 (1)“ 常規(guī)實驗題”：該小題命題立足教材，側重考查完成實驗的能力涉及基本儀器的使用(含讀數(shù))、實驗原理和測量方法的理解、實驗條件的控制、實驗步驟的編排、實驗數(shù)據(jù)的處理、實驗誤差的分析 (2)“ 能力遷移題”：該命題立足遷移，側重考查設計簡單實驗方案的能力突出實驗原理的遷移、測量方法的遷移、數(shù)據(jù)處理方法的遷移(圖象法和平均值法)等 (3)“ 創(chuàng)新實驗題”：“新”可以更加有效地考查學生分析問題的能力，區(qū)分度也很明顯其實這類題依然是以實驗基礎為依據(jù)，只不過在新的背景、新的命題方式下進行考查 1.基 本 儀 器 的 讀 數(shù)1 長 度 測

7、量 類 儀 器 ：(1)毫 米 刻 度 尺 的 讀 數(shù) ： 精 確 到 毫 米 ， 估 讀 一 位 (2)游標卡尺的讀數(shù)：游 標 尺 (mm) 測 量 結 果 (游 標 尺 上 第 n個 刻度 線 與 主 尺 上 的 某 刻 度 線 正齊 時 )/mm刻 度格 數(shù) 刻 度 總長 度 每 小 格與 1毫米 差 精 度 / mm10 9 0.1 0.1 主 尺 上 讀 的 毫 米 數(shù) 0.1n20 19 0.05 0.05 主 尺 上 讀 的 毫 米 數(shù) 0.05n50 49 0.02 0.02 主 尺 上 讀 的 毫 米 數(shù) 0.02n(3)螺 旋 測 微 器 的 讀 數(shù) ： 測 量 值 固 定

8、 刻 度 整 毫 米 數(shù) 半 毫 米 數(shù) 可 動 刻 度 讀 數(shù) (含 估 讀 ) 0.01 mm. 2時 間 測 量 類 儀 器 ： (1)打點計時器：每打兩個點的時間間隔為0.02 s，一般每五個點取一個計數(shù)點，則時間間隔為t0.025 s0.1 s. (2)頻閃照相機：用等時間間隔獲取圖象信息的方法將物體在不同時刻的位置記錄下來 (3)光電計時器：記錄遮光時間 典 例 1 某同學在測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率時： (1)用游標卡尺為20分度的卡尺測量其長度如圖甲所示，由圖可知其長度為_ cm； (2)用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示，由圖可知其直徑為_ mm. 解 析 (1)從題

9、圖甲可以看出，主尺讀數(shù)為50 mm，游標尺的第3條刻度線和主尺上的一刻度線對齊，則讀數(shù)應為50 mm0.053 mm50.15 mm5.015 cm； (2)由題圖乙可以看出，螺旋測量器的固定刻度為4.5 mm，可動刻度讀出刻度為20.0(或20.1)001 mm0.200 mm(或0.201 mm)，故圓柱體的直徑為4.5 mm0.200 mm(或0.201 mm)4.700(或4.701 mm) 答 案 (1)5.015(2)4.700(或4.701) 游 標 卡 尺 和 螺 旋 測 微 器 讀 數(shù) 時 應 注 意 的 問 題 1 10分 度 的 游 標 卡 尺 ， 以 mm為 單 位 ，

10、 小 數(shù) 點 后 只 有 1位 ，20分 度 和 50分 度 的 游 標 卡 尺 以 mm為 單 位 ， 小 數(shù) 點 后 有 2位 ，且 對 齊 格 數(shù) 不 估 讀 2 螺 旋 測 微 器 以 mm為 單 位 ， 小 數(shù) 點 后 必 須 有 3位 ， 對 齊 格數(shù) 要 估 讀 ， 同 時 還 要 注 意 半 毫 米 刻 度 線 是 否 露 出 1有一游標卡尺，主尺的最小分度是1 mm，游標上有20個小的等分刻度用它測量一小球的直徑，如下圖甲所示的讀數(shù)是_cm.用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑，如圖乙所示的讀數(shù)是_mm. 2某同學測量一個圓柱體的電阻率，需要測量圓柱體的尺寸 分別使用游標卡尺和螺

11、旋測微器測量圓柱體的長度和直徑，某次測量的示數(shù)如下圖(a)和(b)所示，長度為_cm，直徑為_mm. 解 析 ：游標卡尺的精度為0.1 mm，所以L(5010.1)mm5.01 cm，螺旋測微器的讀數(shù)為d(531.50.01) mm5.315 mm. 答 案 ： 5.015.315 2.紙 帶 類 實 驗 的 處 理 方 法打 點 計 時 器 及 紙 帶 問 題 的 處 理 方 法1 打 點 計 時 器 的 認 識 和 正 確 使 用 (1)電 磁 打 點 計 時 器 工 作 電 壓 為 低 壓 交 流 4 6 V； 電 火 花 計 時 器 工作 電 壓 為 交 流 220 V.(2)工 作

12、時 應 先 接 通 電 源 ， 后 釋 放 紙 帶 2紙 帶 的 應 用 (1)判斷物體運動性質 a若x0，則可判定物體在實驗誤差允許的范圍內做勻速直線運動 b若x不為零且為定值，則可判定物體在實驗誤差允許范圍內做勻變速直線運動 3用 “逐 差 法 ”求 加 速 度 如圖所示 典 例 2 某同學用圖甲的實驗裝置探究小車的加速度a與小車所受合力F及質量M的關系打點計時器所用交變電流的頻率為50 Hz. (1)某次實驗中得到的紙帶如圖乙所示，每兩個點間還有四個計時點未畫出則可求出小車的加速度大小為_ m/s2； (2)該同學在平衡摩擦力后進行實驗，實際小車在運動過程中所受的拉力_砝碼和盤的總重力(

13、填“大于”“小于”或“等于”)，為了便于探究、減小誤差，應使小車質量M與砝碼和盤的總質量m滿足_的條件 答 案 (1)0.51 (2)小 于 M m 1. “ 長木板、小車、紙帶、打點計時器”體系在驗證牛頓運動定律、探究動能定理、驗證機械能守恒定律的實驗中都需要平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是將小車放在木板上，把木板不帶滑輪的一端墊高，在小車后面接一條紙帶，穿過打點計時器，讓小車在沒有牽引力的情況下恰能勻速下滑(判斷其勻速下滑的依據(jù)是，紙帶上的點間距是一樣的)2 測 定 動 摩 擦 因 數(shù) 實 驗 的 關 鍵 點 ： 木 板 必 須 水 平 ， 細 線 必 須與 長 木 板 平 行 ， 這 樣

14、才 能 使 壓 力 等 于 木 塊 的 重 力 ， 細 線 對 木 塊 的 拉力 沿 水 平 方 向 3某同學使用打點計時器測量當?shù)氐闹亓铀俣?請完成以下主要實驗步驟：按圖(a)安裝實驗器材并連接電源；豎直提起系有重物的紙帶，使重物_ _(填“靠近”或“遠離”)計時器下端；_ _，_，使重物自由下落；關閉電源，取出紙帶；換新紙帶重復實驗 圖(b)和(c)是實驗獲得的兩條紙帶，應選取_(填“b”或“c”)來計算重力加速度在實驗操作和數(shù)據(jù)處理都正確的情況下，得到的結果仍 小 于 當 地 重 力 加 速 度 ， 主 要 原 因 是 空 氣 阻 力 和_. 解 析 ：先接通電源，待打點穩(wěn)定后釋放紙帶

15、紙帶與打點計時器間存在摩擦阻力 答 案 ： 靠近先接通電源待打點穩(wěn)定后，釋放紙帶 b紙帶與打點計時器間存在摩擦阻力 4在“探究恒力做功與動能改變的關系”實驗中(裝置如圖甲)：(1)下 列 說 法 哪 一 項 是 正 確 的 _ (填 選 項 前 字 母 )A 平 衡 摩 擦 力 時 必 須 將 鉤 碼 通 過 細 線 掛 在 小 車 上B 為 減 小 系 統(tǒng) 誤 差 ， 應 使 鉤 碼 質 量 遠 大 于 小 車 質 量 C 實 驗 時 ， 應 使 小 車 靠 近 打 點 計 時 器 由 靜 止 釋 放 (2)圖乙是實驗中獲得的一條紙帶的一部分，選取O、A、B、C計數(shù)點，已知打點計時器使用的交

16、流電頻率為50 Hz，則打B點時小車的瞬時速度大小為_ m/s(保留三位有效數(shù)字)乙 3.“ 橡 皮 條 、 彈 簧 ” 類 實 驗1 常 見 的 數(shù) 據(jù) 處 理 方 法(1)列 表 法 ： 直 接 從 表 格 數(shù) 據(jù) 中 得 到 彈 力 F與 伸 長 量 x的 比 值 是 一個 常 數(shù) (2)圖 象 法 ： 以 彈 力 F為 縱 坐 標 ， 彈 簧 的 伸 長 量 x為 橫 坐 標 ， 根 據(jù)所 測 數(shù) 據(jù) ， 在 坐 標 系 中 描 點 連 線 ， 可 得 到 一 條 過 原 點 的 直 線 作 圖 象時 要 使 盡 可 能 多 的 點 在 一 條 直 線 上 ， 不 在 直 線 上 的

17、點 也 要 盡 可 能 對 稱分 布 在 直 線 兩 側 ， 如 果 遇 到 個 別 偏 差 較 大 的 點 屬 誤 差 較 大 或 錯 誤 的 ，應 舍 去 如 果 橫 坐 標 是 彈 簧 的 總 長 度 ， 則 畫 出 的 F x關 系 圖 象 不 過 原 點 但 是 F x圖 象 中 傾 斜 直 線 的 斜 率 都 等 于 彈 簧 的 勁 度 系 數(shù) (3)函數(shù)法：在誤差允許范圍內，可寫出彈力與彈簧伸長量的函數(shù)關系式Fkx.實際解題中常與圖象法配合使用，以得到函數(shù)式或對比實際關系式以計算物理量等 2彈 簧 測 力 計 的 讀 數(shù) 先看清彈簧測力計的量程和分度值，然后再根據(jù)指針所指的位置(

18、一定要看指針末端所指的位置)讀出所測力的大小，若分度值為0.1，則讀數(shù)時在精確度后加一估讀數(shù)即可(即有兩位小數(shù))若分度值為0.2，則所讀數(shù)值小數(shù)點后只能有一位小數(shù) 典 例 3 19(1)某同學做“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗 圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，其示數(shù)為7.73 cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針所指的標尺刻度，此時彈簧的伸長量l為_cm； 本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關于此操作，下列選項中規(guī)范的做法是_；(填選項前的字母) A逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重 B隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針所指的標

19、尺刻度和對應的鉤碼總重 圖丙是該同學描繪的彈簧的伸長量l與彈力F的關系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要原因是_ 解 析 由圖乙可讀出此時彈簧的長度l214.66 cm，所以ll2l114.66 cm7.73 cm6.93 cm.A造成這種現(xiàn)象的主要原因是彈簧超過了彈性限度 答 案 6.93A超過彈簧的彈性限度 典 例 4某同學通過下述實驗驗證力的平行四邊形定則 實驗步驟： 將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向 F(N) 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50l(cm) l0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05圖 甲

20、找 出 中 F 2.50 N時 橡 皮 筋 兩 端 的 位 置 ， 重 新 標 記 為 O、 O，橡 皮 筋 的 拉 力 記 為 FO O. 圖 乙 完成下列作圖和填空： (1)利用表中數(shù)據(jù)在給出的坐標紙上畫出Fl圖線，根據(jù)圖線求得l0_ cm. (2)測得OA6.00 cm，OB7.60 cm，則FOA的大小為_ N. (3)根據(jù)給出的標度，在框內做出FOA和FOB的合力F的圖示 (4)通過比較F與_的大小和方向，即可得出實驗結論 解 析 (1)作出Fl圖象，求得直線的截距為l0，可得l010.00 cm. 4.力 學 創(chuàng) 新 拓 展 實 驗力 學 創(chuàng) 新 類 實 驗 主 要 有 以 下 幾

21、 個 考 向1 實 驗 器 材 的 等 效 替 換 也 是 高 考 創(chuàng) 新 實 驗 設 計 的 主 要 思 路 之 一 ，從 近 幾 年 的 高 考 命 題 來 看 ， 在 測 量 物 體 的 速 度 時 常 涉 及 實 驗 器 材 的 等效 替 換 ， 如 利 用 光 電 門 替 代 紙 帶 來 測 量 物 體 的 加 速 度 、 速 度 ， 還 有 利用 閃 光 照 相 機 等 替 代 打 點 計 時 器 2通過紙帶求出小車的加速度，然后再利用牛頓第二定律求出小車與木板間的動摩擦因數(shù)，這是一種實驗結論的外延，從近幾年的力學實驗來看，通過實驗結論求動摩擦因數(shù)是實驗設置的一個熱點，且主要出現(xiàn)在

22、兩個地方，一是伴隨著研究勻變速直線運動的實驗出現(xiàn)，二是伴隨著驗證牛頓運動定律實驗出現(xiàn) 3有一些實驗題雖然在試題的情境上進行了創(chuàng)新，但其使用的實驗原理和實驗處理方法仍然不變，因此，對于創(chuàng)新型實驗的處理，最根本的還是要把其從新情境中抽出來，找出與常規(guī)實驗的相同之處，然后運用熟悉的實驗原理和實驗數(shù)據(jù)處理方法進行處理 用一質量不計的細繩兩端分別連接一物塊和一小球，使其跨過斜面體頂端的滑輪如圖所示放置，使系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)； 剪斷細繩讓物塊和小球同時開始運動，經(jīng)過一段時間，聽到著地聲和撞擊聲； 調節(jié)小球距離地面的高度，重復步驟直到同時聽到著地聲和撞擊聲為止； 用刻度尺測量出物塊與擋板的間距為x、物塊與擋板

23、底端的高度差為h、小球的最低點與地面的間距為H. 根據(jù)以上的操作回答下列問題：(忽略空間阻力) (1)剪斷細繩后物塊與小球運動的加速度大小之比為_； (2)由以上條件寫出物塊與斜面體之間的動摩擦因數(shù)的表達式：_； (3)下面所述各項對本實驗結果有影響的是_ A物塊的質量較大 B小球的質量較大 C測量間距時沒有正視刻度尺 D著地聲和撞擊聲不同時 典 例 6 某實驗中學的物理興趣實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置驗證系統(tǒng)的機械能守恒定律 將一氣墊導軌傾斜地固定在水平桌面上，導軌的傾角為，在氣墊導軌的左端固定一光滑的定滑輪，在靠近滑輪的B處固定一光電門，將一質量為m的小球通過一質量不計的細線與一帶有遮

24、光板的總質量為M的滑塊相連接現(xiàn)將帶有遮光板的滑塊由氣墊導軌的A處由靜止釋放，通過計算機測出遮光板的擋光時間為t，用游標卡尺測出遮光板的寬度為b，用刻度尺測出A、B之間的距離為d.假設滑塊在B處的瞬時速度等于擋光時間t內的平均速度 由以上的敘述回答下列問題：(1)若 游 標 卡 尺 的 讀 數(shù) 如 圖 乙 所 示 ， 則 遮 光 板 的 寬 度 為 _ mm； (2)滑 塊 到 達 光 電 門 B處 的 瞬 時 速 度 v B為 _； (用 字 母 表 示 ) (3)如果該小組的同學測得氣墊導軌的傾角30，在滑塊由A點運動到B點的過程中，系統(tǒng)動能增加量Ek為_，系統(tǒng)重力勢能減少量Ep為_，若在誤差允許的范圍內EkEp，則滑塊與小球組成的系統(tǒng)機械能守恒重力加速度用g表示(以上結果均用字母表示) (4)在驗證了機械能守恒定律后，該小組的同學多次改變A、B間的距離d，并作出了v2 d圖象，如圖丙所示，如果Mm，則g_ m/s2.