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題型二實驗題,題型分析,增分策略,高考中的實驗一般包含一個力學實驗題和一個電學實驗題(不分先后),總分值為15分,涵蓋測量型實驗、驗證型實驗和探究型實驗等。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標要求的實驗基礎上進行了重組或創(chuàng)新,增加了對物理問題定性分析的設問和開放性設問,側重考查實驗設計能力、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。,題型分析,增分策略,1.要明確考查知識范圍現在的物理實驗題涉及力學、電(場、路)磁(場、感)學等知識。盡管題目千變萬化,但通過仔細審題,一定能直接判斷出命題人想要考查的知識點和意圖。2.要看清實驗題圖實驗題一般配有相應的示意圖、實物圖,實質是告知實驗儀器(或部分)及其組裝情況,讓考生琢磨考查意圖。只有看清了實驗題圖,才能有身臨其境的感覺。認識圖中器材在實驗中所起的作用,便能初步勾畫實驗過程。,題型分析,增分策略,3.要捕捉并提取信息試題總是通過提供諸多信息從而再現實驗情景,因此,必須捕捉并提取有價值的信息,才能使問題迎刃而解。一般需要關注如下信息:(1)新的概念、規(guī)律、公式。一些新穎的實驗題、陌生的應用題、新規(guī)律驗證題,都提供眾多信息。在閱讀理解的基礎上提取有用信息為解題服務。(2)新的表格數據。通過解讀表格,了解實驗測量的物理量;根據表格中的數據,判斷相關物理量之間的關系。如正比例關系、反比例關系、二次方或開方關系以及倒數關系;根據數據描點作圖,直觀反映實驗的某種規(guī)律。(3)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,關鍵是要明確圖象的物理意義,幫助正確分析實驗問題。,題型分析,增分策略,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,很容易造成丟分,也就成為廣大考生能夠拉開分數的陣地。在做實驗題時要注意以下幾點:(1)深刻理解實驗的原理,掌握實驗的思想方法。(2)實驗中觀察和發(fā)現實驗操作的步驟和需要注意的事項。(3)儀器的讀數包括是否估讀(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,如游標卡尺、電阻箱)、有效數字及單位。(4)電學實驗中由電路圖連接實物圖時“+”“-”接線柱的正確接法。(5)通過計算或者圖象處理數據時要格外細心。(6)明確實驗中的誤差來源。,一,二,一、力學實驗核心整合一、力學實驗要點提煉,一,二,一,二,二、實驗數據的記錄與處理1.系統誤差和偶然誤差(1)系統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(測量值總是偏大或總是偏小)。系統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。(2)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。,一,二,2.有效數字:帶有一位不準確數字的近似數字(1)凡是用測量儀器直接測量的結果,讀數一般要求在讀出儀器最小刻度所在位的數值(可靠數字)后,再向下估讀一位(不可靠數字),不受有效數字位數的限制。(2)間接測量的有效數字運算不作要求,運算結果一般可用2~3位有效數字表示。,一,二,3.儀器讀數(1)使用刻度尺、彈簧測力計、溫度計、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字,卻是有效數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6.50cm;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)=5.7V。,一,二,(2)游標卡尺、停表、電阻箱由于本身構造的原因不需要估讀,歐姆表因為本身測量值就不準確,因此不需要估讀。,一,二,4.實驗數據的處理方法(1)列表法:在記錄和處理數據時,為了簡單而明確地表示出有關物理量之間的對應關系,將數據填寫在適當的表格內,稱為列表法。列表法不但可以減少或避免錯誤,便于發(fā)現問題和分析問題,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據時一般先找出相同量,再分析其他量的數據關系。制作表格要求簡單明了,用符號標明各物理量并寫明單位,所列數據要符合有效數字的有關規(guī)定。,一,二,(2)平均值法:把測定的若干組數相加求和,然后除以測量次數。(3)作圖法:用作圖法處理實驗數據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系,找出規(guī)律。,一,二,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,設小車在斜面上運動時所受阻力恒定。,一,二,(1)已知打點計時器使用的交變電流頻率為50Hz,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(結果保留兩位有效數字);(2)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)。,一,二,一,二,一,二,拓展訓練1(2016全國Ⅰ卷),某同學用圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律,其中打點計時器的電源為交流電源,可以使用的頻率有20Hz、30Hz和40Hz。打出紙帶的一部分如圖乙所示。,該同學在實驗中沒有記錄交變電流的頻率f,需要用實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和圖乙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,打出C點時重物下落的速度大小為,重物下落的加速度大小為。(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,實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Hz。,一,二,一,二,一,二,例2(2017全國卷Ⅱ)某同學研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關系。使用的器材有:斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器。實驗步驟如下:①如圖甲所示,將光電門固定在斜面下端附近;將一擋光片安裝在滑塊上,記下擋光片前端相對于斜面的位置,令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑;,一,二,②當滑塊上的擋光片經過光電門時,用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間Δt;③用Δs表示擋光片沿運動方向的長度(如圖乙所示),表示滑塊在擋光片遮住光線的Δt時間內的平均速度大小,求出;④將另一擋光片換到滑塊上,使滑塊上的擋光片前端與①中位置相同,令滑塊由靜止開始下滑,重復步驟②、③;⑤多次重復步驟④;,一,二,一,二,完成下列填空:(1)用a表示滑塊下滑的加速度大小,用vA表示擋光片前端到達光電門時滑塊的瞬時速度大小,則與vA、a和Δt的關系式為=。(2)由圖丙可求得,vA=cm/s,a=cm/s2。(結果保留3位有效數字),一,二,例3在探究彈簧的彈力與彈簧伸長量之間關系的實驗中,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,某同學的實驗數據列于下表中。,一,二,(1)以x為橫坐標、F為縱坐標,在下面的坐標系中描繪出能正確反映這一彈簧的彈力與伸長量間關系的圖線。(2)由圖線求得這一彈簧的勁度系數為。(保留三位有效數字),一,二,答案(1)如圖所示(2)75.0N/m,解析本題考查探究彈簧的彈力與彈簧伸長量之間關系的實驗,意在考查學生利用圖象法處理實驗數據的能力。作圖時,注意測量數據的范圍與圖的大小,盡量利用實驗測得的數據把圖準確、清晰地展現出來。由胡克定律可知,彈簧的勁度系數,一,二,拓展訓練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。,一,二,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的彈簧測力計相連,如圖甲所示。在A端向右拉動木板,待彈簧測力計示數穩(wěn)定后,將讀數記作F。③改變滑塊上橡皮泥的質量,重復步驟①②。實驗數據如表所示:,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。,一,二,⑤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l。完成下列作圖和填空:,一,二,(1)根據表中數據在給定坐標紙上作出F-G圖線。(2)由圖線求得滑塊和木板間的動摩擦因數μ=(保留兩位有效數字)。(3)滑塊最大速度的大小v=(用h、l、μ和重力加速度g表示)。,一,二,答案(1)如圖所示。,(2)0.40(0.38~0.42均正確),一,二,解析(1)由F=μG可知F-G圖線應為一條直線,因此應畫一條直線盡可能通過較多的點。(2)由F=μG知,動摩擦因數μ等于圖中直線的斜率,求得μ=0.40(0.38~0.42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,位移為h;懸掛物P落地后,滑塊只在摩擦力的作用下做減速運動,位移為l-h。懸掛物P落地瞬間,滑塊速度最大。根據滑塊減速階段的運動得v2=2a(l-h),μmg=ma,解得。,一,二,二、電學實驗核心整合一、電學實驗要點提煉,一,二,一,二,二、電學儀器的選擇1.電源的選擇:一般根據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。2.電表的選擇:一般根據電源的電動勢或待測用電器的額定電壓選擇電壓表;根據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,一般應使指針能達到半偏左右。,一,二,三、伏安法測電阻問題兩種接法的比較,一,二,一,二,四、滑動變阻器的兩種接法及其選擇注:忽略電源的內阻,RP為滑動變阻器的最大阻值。,一,二,一,二,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阻。要求盡量減小實驗誤差。(1)應該選擇的實驗電路是圖甲中的(選填“A”或“B”)。,一,二,(2)現有電流表(0~0.6A)、開關和導線若干,以及以下器材:A.電壓表(0~15V)B.電壓表(0~3V)C.滑動變阻器(0~50Ω)D.滑動變阻器(0~500Ω)實驗中電壓表應選用;滑動變阻器應選用。(選填相應器材前的字母),一,二,(3)某位同學記錄的6組數據如表所示,其中5組數據的對應點已經標在圖乙的坐標紙上,請標出余下一組數據的對應點,并畫出U-I圖線。,乙,一,二,(4)根據(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E=V,內阻r=Ω。(5)實驗中,隨著滑動變阻器滑片的移動,電壓表的示數U及干電池的輸出功率P都會發(fā)生變化。圖丙的各示意圖中正確反映P-U關系的是。,一,二,答案(1)A(2)BC(3)如圖所示(4)1.50(1.49~1.51)0.83(0.81~0.85)(5)C,一,二,解析(1)由于干電池內阻很小,與電流表內阻相差不大,若選B圖,則測量值為電源內阻與電流表內阻之和,誤差較大,故選A圖。(2)干電池的電壓一般為1.5V左右,為減小誤差,選擇量程與之接近的3V的電壓表;實驗中,滑動變阻器為限流式接法,電源內阻一般為幾歐姆,應選擇最大阻值為50Ω的滑動變阻器。(3)根據數據點排列趨勢,可知圖線為直線,且第三個點誤差較大,應該舍去。畫圖時,應使數據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)根據U=E-Ir可知,電源的電動勢等于U-I圖象縱軸的截距,約為1.50V(1.49~1.51V皆可),內阻等于U-I圖象斜率的絕對值,計算時在直線上取相距較遠的兩點的坐標來計算,約為0.83Ω(0.81~0.85Ω皆可)。,一,二,一,二,拓展訓練1(2017全國卷Ⅲ)圖甲為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭G的滿偏電流為250μA,內阻為480Ω。虛線方框內為換擋開關,A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位,5個擋位為:直流電壓1V擋和5V擋,直流電流1mA擋和2.5mA擋,歐姆100Ω擋。,一,二,(1)圖甲中的A端與(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。(2)關于R6的使用,下列說法正確的是(填正確答案標號)。A.在使用多用電表之前,調整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B.使用歐姆擋時,先將兩表筆短接,調整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C.使用電流擋時,調整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置(3)根據題給條件可得R1+R2=Ω,R4=Ω。(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖乙所示。若此時B端是與“1”相連的,則多用電表讀數為;若此時B端是與“3”相連的,則讀數為;若此時B端是與“5”相連的,則讀數為。(結果均保留3位有效數字),一,二,答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA或1.48mA1.10103Ω2.93V或2.94V解析(1)根據電流從紅色表筆進入多用電表,結合歐姆擋知,A與黑色表筆相連。(2)在使用多用電表之前,調節(jié)機械定位螺絲使電表指針指在表盤左端電流“0”位置,A選項錯;使用歐姆擋時,將兩表筆短接,調整R0進行歐姆調零,B選項正確;電流擋中電路與R6無關,C選項錯。(3)當B端接“2”時,電流表的量程為1mA,此時,R1、R2串聯后與表頭并聯,R1+R2承擔的電流為I-Ig=0.75mA,由IgRg=(I-Ig)(R1+R2),可得R1+R2=160Ω;當B端接“4”時,電壓表量程為1V,表頭與R4串聯,表頭部分承擔的電壓Ug=IgRg=25010-6480V=0.12V,故R4承擔的電壓為0.88V,所以,一,二,(4)B端與“1”連接時,電流表量程為2.5mA,表盤上每1小格表示0.05mA,指針約在第29.3格,則電流表讀數為1.47mA;B端與“3”連接時,多用電表為歐姆表,示數為R=11100Ω=1100Ω;B端與“5”連接時,多用電表為量程5V的電壓表,每1小格表示0.1V,則讀數為2.93V。,一,二,例2(2018全國卷Ⅲ)一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值,圖中R0為標準定值電阻(R0=20.0Ω);V可視為理想電壓表;S1為單刀開關,S2為單刀雙擲開關;E為電源;R為滑動變阻器。采用如下步驟完成實驗:(1)按照實驗原理線路圖甲,將圖乙中實物連線;,一,二,(2)將滑動變阻器滑動端置于適當的位置,閉合S1;(3)將開關S2擲于1端,改變滑動變阻器滑動端的位置,記下此時電壓表V的示數U1;然后將S2擲于2端,記下此時電壓表V的示數U2;(4)待測電阻阻值的表達式Rx=(用R0、U1、U2表示);(5)重復步驟(3),得到如下數據:(6)利用上述5次測量所得的平均值,求得Rx=Ω。(保留1位小數),一,二,解析:(1)解除對A的鎖定后,A加速上升,B和C加速下降,加速度a大小相等,設輕繩對A和B的拉力大小為FT,由牛頓第二定律得,一,二,(3)設C落地后A繼續(xù)上升h時速度為零,此時B未觸C,A和B組成的系統滿足,一,二,拓展訓練2小明同學通過實驗探究某一金屬電阻的阻值R隨溫度t的變化關系。已知該金屬電阻在常溫下的阻值約10Ω,R隨t的升高而增大。實驗電路如圖所示,控溫箱用以調節(jié)金屬電阻的溫度。,一,二,實驗時閉合開關S,先將開關K與1端閉合,調節(jié)控溫箱,使金屬電阻的溫度逐漸升高,分別記下溫度t1,t2,…時電流表的相應示數I1,I2,…。然后將開關K與2端閉合,調節(jié)電阻箱使電流表的示數再次為I1,I2,…,分別記下電阻箱相應的示數R1,R2,…。(1)有以下兩種電流表,實驗電路中應選用。A.量程0~100mA,內阻約2ΩB.量程0~0.6A,內阻可忽略(2)實驗過程中,要將電阻箱的阻值由9.9Ω調節(jié)至10.0Ω,需旋轉圖中電阻箱的旋鈕“a”“b”“c”,正確的操作順序是。①將旋鈕a由“0”旋轉至“1”②將旋鈕b由“9”旋轉至“0”③將旋鈕c由“9”旋轉至“0”,一,二,(3)實驗記錄的t和R的數據見下表:,請根據表中數據,在方格紙上作出R-t圖線。由圖線求得R隨t的變化關系為R=Ω。,一,二,答案(1)A(2)①②③(或①③②)(3)見解析圖0.04Ω/℃t+8.8解析(1)由題干知常溫下金屬電阻阻值約為R=10Ω,由實驗電路知電路中最大電流約為I==150mA,通過調節(jié)滑動變阻器可控制電路中的最大電流為100mA,故選A電流表。(2)實驗過程中,為保護電路各元件,調節(jié)電阻箱阻值時應遵循從大到小的順序調節(jié)。,一,二,(3)根據實驗數據描點作圖如圖。由圖象結合數學知識寫出圖象的解析式為R=kt+R0,