《2022年高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題2第2講 實驗題的五種?？碱愋蛯W(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題2第2講 實驗題的五種?？碱愋蛯W(xué)案（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題2第2講 實驗題的五種?？碱愋蛯W(xué)案 [題型特點] (1)物理實驗題是高考的重點和難點，由于該題型多與實際問題相結(jié)合，造成干擾因素很多，考查的角度也多，考生往往不知如何下手，失分現(xiàn)象非常嚴重。 (2)高考實驗題雖然不是課本上的原有實驗，但其實驗原理、方法、用的器材往往是學(xué)生學(xué)過的或用過的，是利用學(xué)生熟知的原理、方法和器材，經(jīng)過遷移，解決一些新問題。 一、解答實驗題的3步驟 第一步：明確考查的知識范圍 現(xiàn)在的物理實驗題涉及力學(xué)、電(場、路)磁(場、感)學(xué)等知識。盡管題目千變?nèi)f化，但通過仔細審題，能直接地判斷出想要考查的知識點和意圖。 第二步：看清實驗

2、題圖 實驗題一般配有相應(yīng)的示意圖、實物圖，目的是告知實驗儀器(或部分)及其組裝情況，讓考生琢磨考查意圖。認識這些器材在實驗中所起的作用，便能初步勾畫實驗過程。 第三步：捕捉并提取信息 試題總是提供諸多信息再現(xiàn)實驗情景的。因此，解答時必須捕捉并提取有價值的信息，使問題迎刃而解。一般需要關(guān)注如下信息： (1)新的概念、規(guī)律、公式。 一些新穎的非學(xué)生實驗題、陌生的新知識(概念公式)應(yīng)用題、新規(guī)律驗證題，都會為我們提供信息。要在閱讀理解的基礎(chǔ)上提取有用信息為解題服務(wù)。 (2)新的表格數(shù)據(jù)。 通過解讀表格，了解實驗測量的物理量，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，判斷相關(guān)物理量之間的關(guān)系。如正比例、反比例關(guān)

3、系，平方還是開方關(guān)系，或者是倒數(shù)關(guān)系。根據(jù)數(shù)據(jù)描點作圖、直觀實驗反映的某種規(guī)律。 (3)新的物理圖象。 實驗題本身提供物理圖象，但這些圖象平時沒有接觸過，關(guān)鍵要明確圖象的物理意義，才能正確分析實驗問題。 二、實驗題的5種?？碱愋? [類型一　基本儀器的使用] [示例]　(xx·衡陽聯(lián)考)在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，某同學(xué)進行了如下測量： 用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度。測量3次，求出其平均值l。其中一次測量結(jié)果如圖2－2－1甲所示，金屬絲的另一端與刻度尺的零刻線對齊，圖中讀數(shù)為________ cm。用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，選不同的位置測量3次，求出其

4、平均值d。其中一次測量結(jié)果如圖乙所示，圖中讀數(shù)為________ mm。 圖2－2－1 [解析]　金屬絲的長度為241.2 mm＝24.12 cm 金屬絲的直徑為0.5 mm＋0.01 mm×1.8＝0.518 mm。 [答案]　24.12　0.518 　 (1)mm刻度尺讀數(shù)中，以mm為單位，小數(shù)點后面必須有一位(估讀位)。 (2)螺旋測微器讀數(shù)中，以mm為單位，小數(shù)點后面必須有三位，不足的用“0”補齊(最后一位為估讀位)。 (3)游標卡尺有三種精度，0.1 mm精度(游標尺10個格)，以mm為單位，讀數(shù)中小數(shù)點后面有一位，0.05 mm和0.02 mm精度(游標尺20個

5、格和50個格)，以mm為單位，讀數(shù)中小數(shù)點后面有兩位。 (4)多用表的歐姆擋，刻度不均勻，難于估讀，結(jié)果只取兩位有效數(shù)字，別忘記讀取的數(shù)值乘以倍率。 [類型二　基本規(guī)律的驗證] [示例]　用如圖2－2－2所示實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒。m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律。圖2－2－3給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點(圖中未標出)，計數(shù)點間的距離如圖2－2－3所示。已知m1＝50 g、m2＝150 g，則(g取10 m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

6、 圖2－2－2 圖2－2－3 (1)在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v＝______ m/s； (2)在打點0～5過程中系統(tǒng)動能的增加量ΔEk＝________ J，系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp＝________ J，由此得出的結(jié)論是________________________________； (3)若某同學(xué)作出的v2－h(huán)圖象如圖2－2－4所示，則當?shù)氐膶嶋H重力加速度g＝________ m/s2。 圖2－2－4 [解析]　(1)v5＝ m/s＝2.4 m/s。 (2)動能的增加量為ΔEk＝(m1＋m2)v＝0.58 J；系統(tǒng)勢能的減少量為ΔEp＝(m2－m1)gh＝0.6

7、0 J，故在誤差允許的范圍內(nèi)，兩者相等，m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒。 (3)由(m1＋m2)v2＝(m2－m1)gh得＝k＝＝，即＝ m/s2＝4.85 m/s2，g＝9.7 m/s2。 [答案]　(1)2.4　(2)0.58　0.60　在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒　(3)9.7 本實驗是一個創(chuàng)新實驗，課本上做的是單個物體下落過程中機械能守恒的驗證，而本實驗是m1和m2組成的系統(tǒng)機械能守恒的驗證，雖然也是尋找ΔEk、ΔEp大小關(guān)系，或用－h(huán)圖象分析，但ΔEk、ΔEp的表達式及－h(huán)圖象的斜率均與原實驗不同。 [類型三　實驗器材的選取] [示例]　用如圖2－

8、2－5所示電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R0作保護電阻。除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實驗器材還有： A．電流表(量程0.6 A、3 A)； 圖2－2－5 B．電壓表(量程3 V、15 V)； C．定值電阻(阻值2 Ω、額定功率5 W)； D．定值電阻(阻值10 Ω、額定功率10 W)； E．滑動變阻器(阻值范圍0～10 Ω、額定電流2 A)； F．滑動變阻器(阻值范圍0～100 Ω、額定電流1 A)。 (1)要正確完成實驗，電壓表的量程應(yīng)選擇______ V；電

9、流表的量程應(yīng)選擇________ A；R0應(yīng)選擇________ Ω的定值電阻；R應(yīng)選擇阻值范圍是________Ω的滑動變阻器。 (2)引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是________________________________________________________________________。 [解析]　(1)因測量一節(jié)干電池的電動勢，路端電壓最大值不超過1.5 V，故應(yīng)選量程為3 V的電壓表；定值電阻若為10 Ω，則電路中的電流太小，電流表讀數(shù)誤差較大，且干電池內(nèi)阻較小，故應(yīng)選2 Ω的定值電阻；滑動變阻器若采用0～100 Ω，調(diào)節(jié)過程中電路中的電流在多數(shù)情況下偏小，無

10、法測量，故應(yīng)選0～10 Ω的滑動變阻器；由于電路中的電流比較小，故應(yīng)選0.6 A量程的電流表。 (2)在測量過程中，電壓表的值為路端電壓，則電流表的值不是干路電流，外電路中電壓表分流，出現(xiàn)系統(tǒng)誤差。 [答案]　(1)3　0.6　2　0～10　(2)電壓表分流 　 (1)電壓表、電流表的量程要根據(jù)被測電路估測電壓、電流值，進行選取，如本題中測一節(jié)干電池的電動勢，電壓表量程3 V足夠，為保護電池，電流不應(yīng)太大，用0.6 A量程即可。 (2)定值電阻的選取要遵循既能使R0起到保護作用，又能使實驗正常進行的原則。若采用定值電阻10 Ω，則回路中電流強度最大不足0.15 A，電流調(diào)節(jié)范圍太小。

11、 (3)為使電流表、電壓表示數(shù)較大(一般要超過量程的以上)，滑動變阻器的實際應(yīng)用阻值不足10 Ω，若用0～100 Ω的變阻器，實驗過程則不易調(diào)節(jié)。 [類型四　電表內(nèi)阻的測量] [示例]　(xx·南通期末)為測量某電壓表V1的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計的電路如圖2－2－6所示?？晒┻x擇的器材有： ①待測電壓表V1(0～3 V，內(nèi)阻約3 kΩ) ②電壓表V2(0～9 V，內(nèi)阻約10 kΩ) ③定值電阻R1(阻值為600 Ω) ④定值電阻R2(阻值為6 kΩ) 圖2－2－6 ⑤滑動變阻器R(0～20 Ω) ⑥直流電源(10 V，內(nèi)阻可不計) ⑦開關(guān)S及導(dǎo)

12、線若干 (1)定值電阻應(yīng)選________。(選填“R1”或“R2”) (2)請將圖2－2－7中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實物電路的連接。 圖2－2－7 (3)該同學(xué)經(jīng)實驗測量得到的數(shù)據(jù)如下表： 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 U1/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 2.80 U2/V 0 1.5 2.7 4.3 5.7 7.8 8.1 請在圖2－2－8中描點作出U2－U1圖線，待測電壓表V1的內(nèi)阻為________ kΩ。 [解析]　(1)當定值電阻選用R2＝6 kΩ時，待測電壓表V1和電壓表

13、V2的示數(shù)均合適，若選用R1＝600 Ω，則電壓表V1、V2示數(shù)的差值太小。 (2)電路連接如圖2－2－9所示 圖2－2－9 (3)U2－U1圖線如圖2－2－10所示 圖2－2－10 由題給的兩個電壓表量程可以得出定值電阻應(yīng)選阻值為6 kΩ的R2。作出U2－U1圖線，如圖所示。U2－U1圖線斜率k＝8.1/2.8＝2.9，由U2＝U1得出k＝。解得待測電壓表V1的內(nèi)阻為RV＝3.16 kΩ。 [答案]　(1)R2　(2)圖見解析　(3)圖見解析 3．16(3.1～3.3 kΩ都算對) 　 (1)電壓表內(nèi)阻測量的幾種設(shè)計方案： ①電路圖：，RV＝ 這種方法適用于電流

14、表量程較小的情況。 ②電路圖：，RV＝R0。 這種方法適用于標準電壓表V0內(nèi)阻已知的情況。 ③電路圖：RV＝ 這種方法適用于電流表A量程較大，利用定值電阻R0間接推導(dǎo)V中電流。 (2)電流表內(nèi)阻測量的幾種設(shè)計： ①電路圖：，RA＝ 這種方法適用于電壓表量程足夠小的情形。 ②電路圖：，RA＝ 這種方法適用于電流表A0內(nèi)阻已知的情形。 ③電路圖：，RA＝ 這種方法適用于電流表A0內(nèi)阻未知，且量程比待測電流表量程大的情形。 ④電路圖：，RA＝ 這種方法適用于電壓表V量程較大的情形。 ⑤電路圖： ，RA＝RN 這種方法是等效替代法，這種方法中RN必須是電阻箱。 [類型

15、五　利用圖象處理數(shù)據(jù)] [示例]　(xx·濟南模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖2－2－11所示電路測量電池的電動勢E和內(nèi)電阻r。由于該電池的內(nèi)電阻r較小，因此在測量電路中接入了一阻值為2.00 Ω的定值電阻R0。 (1)請根據(jù)實驗原理圖，用筆畫線表示導(dǎo)線，將下列實物連接成能夠完成實驗的電路。 圖2－2－11 (2)實驗時，閉合開關(guān)K，調(diào)整電阻箱R的阻值，讀出電壓表相應(yīng)的示數(shù)，得到了如下數(shù)據(jù)(R和U分別表示電阻箱讀數(shù)和電壓表讀數(shù))。 R/Ω 40.00 20.00 12.00 8.00 6.00 5.00 U/V 1.89 1.78 1.66 1.57 1.4

16、3 1.35 為了比較準確地得出實驗結(jié)果，該小組的同學(xué)準備用圖象法來處理實驗數(shù)據(jù)，圖象的縱坐標表示電壓表讀數(shù)U，則圖象的橫坐標表示的物理量應(yīng)該是________。計算出與各組數(shù)據(jù)對應(yīng)的該物理量數(shù)值(結(jié)果精確到0.01)填在表格中，并在如圖2－2－12所示的坐標系中作圖。 圖2－2－12 (3)根據(jù)作出的圖象求得E＝______ V，r＝______Ω。 [解析]　(1)實物連線圖如圖2－2－13甲所示，連線時應(yīng)注意連線的順序，先不連電壓表，將其他元件先串聯(lián)起來，再并聯(lián)電壓表，同時注意電壓表的正負極。 (2)由E＝U＋(r＋R0)，可得U＝E－(r

17、＋R0) 因此縱軸為U，橫軸為，計算出對應(yīng)的見下表 圖線如圖2－2－13乙所示。 R/Ω 40.00 20.00 12.00 8.00 6.00 5.00 U/V 1.89 1.78 1.66 1.57 1.43 1.35 /A 0.047 0.089 0.14 0.20 0.24 0.27 圖2－2－13 (3)由作出的圖線可得：E＝2.00(1.98～2.02) V， r＝－R0＝ Ω－2.00 Ω＝0.33 Ω。 [答案]　(1)圖見解析 (2)電壓U與電阻R的比值(或電流I)　表格數(shù)值見解析　U－圖線見解析 (2)2.0

18、0(1.98～2.02)　0.33(0.30～0.40) 　　 (1)合理選取坐標軸 一般來說，畫圖象時以橫坐標代表自變量，縱坐標代表因變量，但如果選用這種坐標軸所作圖線為曲線時，則應(yīng)盡可能考慮“化曲為直”，因為直線比曲線更能直觀地反映物 理規(guī)律。如：當拉力F一定時，研究加速度a與小車質(zhì)量m的關(guān)系時，若取縱坐標表示小車的加速度a，橫坐標表示1/m來作圖，則得出圖象是一條過原點的直線，從而直觀地得出a與1/m成正比，即a與m成反比的關(guān)系。 (2)合理選取坐標原點和標度 坐標原點不一定是數(shù)據(jù)零點，應(yīng)盡量使圖線能占據(jù)坐標紙的大部分空間，這樣能使圖線更精確。至于坐標原點代表的物理量的數(shù)值，可根據(jù)作圖的需要來確定。 橫、縱坐標軸一般不表示同一物理量，因此標度一般不同，選擇標度的標準是使做出的圖線充滿坐標紙的大部分空間。 (3)準確連線繪圖 描出各數(shù)據(jù)點后，要用一條平滑的曲線把它們連接起來。由于測量數(shù)據(jù)時可能會出現(xiàn)誤差甚至錯誤，為此應(yīng)根據(jù)大多數(shù)測量數(shù)據(jù)點的分布畫出平滑的曲線，盡可能使數(shù)據(jù)點在圖線上，或均勻地分布在圖線兩側(cè)。若個別數(shù)據(jù)點偏離圖線較遠，說明該數(shù)據(jù)有差錯，應(yīng)舍棄不用。 (4)分析圖線求解結(jié)果 根據(jù)已知的物理規(guī)律推導(dǎo)縱、橫坐標所表示的兩個物理量之間的關(guān)系式，再根據(jù)圖線的斜率、在縱軸和橫軸上的截距，或圖線與橫軸所圍面積的意義求解結(jié)果。