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1第11讲高考怎样考实验高考热点1．力学创新实验的考查．2．伏安法测电阻的电路设计．3．电学创新实验的考查．一、力学创新实验的考查解决创新探究型实验试题的基础是熟练掌握考试说明要求的物理实验，重点是基本实验器材的使用方法和实验中体现的物理思想，例如平衡摩擦力的方法、用重力代替拉力的方法、控制变量的方法、累积法测量微小量的方法、图象探究物理量关系的方法、微小量放大测量的方法、平均值减小误差的方法等等．解决创新探究型实验试题的关键是能将学过的实验知识和方法在不同的情境下迁移应用．例1(2016·江苏单科·11)某同学用如图1甲所示的装置验证机械能守恒定律．一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点．光电门固定在A的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条．将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取v＝dt作为钢球经过A点时的速度．记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒．甲(1)ΔEp＝mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到________之间的竖直距离．A．钢球在A点时的顶端B．钢球在A点时的球心2C．钢球在A点时的底端(2)用ΔEk＝12mv2计算钢球动能变化的大小．用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图乙所示，其读数为________cm.某次测量中，计时器的示数为0.0100s，则钢球的速度为v＝________m/s.乙图1(3)下表为该同学的实验结果：ΔEp(×10－2J)4.8929.78614.6919.5929.38ΔEk(×10－2J)5.0410.115.120.029.8他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的．你是否同意他的观点？请说明理由．___________________________________________________________(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议．_____________________________________________________________变式1用如图2甲所示的实验装置来“探究加速度与力的关系”．现使小车A连接纸带后置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，B为打点计时器、C为弹簧测力计，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点．3图2(1)甲同学打好三条纸带，选取其中最好的一条，其中一段如图乙所示．图中A、B、C、D、E为计数点，相邻的两个计数点间还有四个点未画出．已知打点计时器打点的时间间隔为0.02s，根据纸带可计算出vB＝________m/s，还可求得小车的加速度a＝________m/s2.(2)若该同学利用已学的牛顿第二定律计算发现小车所受合外力小于测力计读数，且明显超出实验误差的的正常范围．你认为主要的原因是________________________________________________________________________，实验操作中需改进的措施是__________________________________________________________________________________________________________.规律总结力学创新实验虽然在试题的情境上进行了创新，但其使用的实验原理和实验处理方法仍然不变，因此，对于创新型实验的处理，最根本的还是要把其从新情境中抽出来，找出与常规实验的相同之处，然后运用熟悉的实验原理和实验数据处理方法进行处理．二、伏安法测电阻的电路设计1．电学实验是高考实验考查的重点，考查的实验有测定金属的电阻率、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测定电源的电动势和内阻、多用电表的使用等．2．高考对电学实验的考查侧重于考查电路设计、实物图连接、数据处理和误差分析，并且高考对电学实验的考查向着拓展实验、创新实验的方向发展．例2有一个小灯泡上标有“4V，2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I－U图线．现有下列器材供选用：A．电压表(0～5V，内阻10kΩ)；B．电压表(0～15V，内阻20kΩ)；C．电流表(0～3A，内阻0.4Ω)；D．电流表(0～0.6A，内阻1.0Ω)；E．滑动变阻器(10Ω，2A)；F．滑动变阻器(500Ω，1A)G．学生电源(直流6V)、开关、导线若干4图3图4图5(1)实验时，选用图3而不选用图4的电路图来完成实验，请说明理由：_______________________________________________________________________________________________________________________________.(2)实验中所用电压表应选用______________，电流表应选用______________，滑动变阻器应选用______________．(用序号字母表示)(3)把图5中所示的实验器材按图3用笔画线代替导线连接成实物电路图．图6(4)某同学通过实验测量得到的数据已经描在了图6所示的I－U坐标系中，请用一光滑的曲线将各描点连接好．规律总结1．电流表内外接法的选择(1)若RxRARV，则采用电流表内接法，此时R测＝U测I测＝Rx＋RARx.(2)若RxRARV，则采用电流表外接法，此时R测＝U测I测＝RxRVRx＋RVRx.2．滑动变阻器限流式接法和分压式接法的选择通常滑动变阻器应选用限流式接法，但在下列三种情况下，必须选择分压式接法．(1)若采用限流式电路，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时，必须选用分压式电5路．(2)当用电器电阻远大于滑动变阻器最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大或要求测量多组实验数据时，必须选用分压式电路．(3)要求回路中某部分电路的电压从零开始可连续变化时必须选用分压式电路．变式2(2015·浙江理综·22)图7是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图．图7图8(1)根据图7画出实验电路图；(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图8中的①、②、③、④所示，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V．所示读数为：①______________、②____________、③____________、④____________．两组数据得到的电阻分别为__________和__________．三、电学创新实验的考查“创新型电学实验”的核心是其实验原理，分析设计时，要综合运用欧姆定律、电功率、电6磁感应定律、安培定则等重要物理规律等，加强探究性思考．同时要参考教材原实验的原理、器材、步骤、数据处理方法，遵循正确、安全、准确的原则．例3(2016·全国卷Ⅰ·23)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统报警．提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9Ω)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2000Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干．在室温下对系统进行调节，已知U约为18V，Ic约为10mA；流过报警器的电流超过20mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60℃时阻值为650.0Ω.(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线．图9(2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)．(3)按照下列步骤调节此报警系统：①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为________Ω；滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是______________________________________________．②将开关向________(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至______________________________________________________________．(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用．变式3(2016·全国卷Ⅲ·22)某同学用图10中所给器材进行与安培力有关的实验．两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直．7图10(1)在图10中画出连线，完成实验电路．要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动．(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A．适当增加两导轨间的距离B．换一根更长的金属棒C．适当增大金属棒中的电流其中正确的是________(填入正确选项前的标号)．规律总结1．根据题目所给仪器，确定实验方案(伏安法、半偏法，等效替代法、比例法)．2．灵活选用实验器材(1)定值电阻可当电压表(或电流表)使用(2)已知内阻的电压表(或电流表)可当通过串联(或并联)定值电阻、扩大量程．3．利用图象法处理实验数据，巧用数形结合，得到实验所测物理量．题组1力学实验的考查1．读出图11中游标卡尺和螺旋测微器的读数．图11(1)________cm，(2)________mm.2．某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变8化的关系．此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等．组装的实验装置如图12所示．图12①若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些______________________．②实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行．他这样做的目的是下列的哪个________(填字母代号)．A．避免小车在运动过程中发生抖动B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力③平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度，在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法：______________________．④他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些．这一情况可能是下列哪些原因造成的________(填字母代号)．A．在接通电源的同时释放了小车B．小车释放时离打点计时器太近C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力3．如图13甲所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置．他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．9图13(1)若用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，则d＝____________cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt＝2.0×10－2s，则小车经过光电门时的速度为____________m/s；(2)实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物的重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为________；(3)测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车加速度与力的关系，处理数据时应作出____________(选填“v－m”或“v2－m”)图象；(4)该同学在(3)中作出的线性图象不通过坐标原点，开始实验前他应采取的做法是()A．将木板不带滑轮的