专题二-物理实验题题型突破

专题二实验题题型突破目录针对训练目录目录近几年高考对实验的考查，多以一大带一小的形式，其中第1小题为常规实验题，侧重考查基本实验仪器的读数或课本上要求的基本实验的实验原理、步骤的理解和实验数据的处理，第2小题侧重对学生实验迁移能力的考查，常以设计性实验来体现，内容主要为电学实验．特别是对电学实验中电阻(包括电表内阻)测量，并且以电学中滑动变阻器的分压限流接法、电流表的内外接法、伏安法(或变相伏安法)以及伏安法测电动势和内阻的实验为考查重点；还有力学中纸带的处理、机械能守恒定律的验证等实验出现的概率也比较高，也有些是创新实验．题型特点目录1．要明确考查知识范围现在的物理实验题涉及力学、电(场、路)磁(场、感)学等知识．尽管题目千变万化，但通过仔细审题，一定能直接地判断出命题人想要考查的知识点和意图．2．要看清实验题图实验题一般配有相应的示意图、实物图，实质是告知实验仪器(或部分)及其组装情况，让考生琢磨考查意图．只有看清了实验仪器，才使你有身临其境的感觉．认识这些器材在实验中所起的作用，便能初步勾画实验过程．3．要捕捉并提取信息试题总是提供诸多信息从而再现实验情景，因此，正确解突破方略目录答时必须捕捉并提取有价值的信息，使问题迎刃而解．一般需要关注如下信息：(1)新的概念、规律、公式．一些新颖的非学生实验题、陌生的新知识(概念公式)应用题、新规律验证题，都为我们提供信息．在阅读理解的基础上提取有用信息为解题服务.(2)新的表格数据．通过解读表格，了解实验测量的物理量,根据表格中的数据．判断相关物理量之间的关系．如正比例关系，反比例关系，平方还是开方关系，或者是倒数关系．根据数据描点作图、直观实验反映的某种规律．(3)新的物理图象．实验题本身提供物理图象，但这些图象平时没有接触过，关键要明确图象的物理意义，帮助正确分析实验问题．目录题型一常规实验主要考查课本实验．近几年考查比较多的是实验器材、原理、步骤、读数、注意问题、数据处理和误差分析等，应对这类考题的方法是把课本实验学扎实，在细、实、全上下功夫．目录例1(2012·湖南岳阳远志学校高三月考)在研究匀变速直线运动的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz.图1(1)某同学在实验过程中得到了在不同拉力下的A、B、C、D等几条较为理想的纸带，并在纸带上每5个点取一个计数点,将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5…如图所示,图1是A纸带的一部分，图2中甲、乙、丙三段纸带分别是从三条不同纸带上撕下的．目录图2①在甲、乙、丙三段纸带中，属于纸带A的是________．②打纸带A时，物体的加速度大小是________m/s2.③打点计时器打1号计数点时小车的速度为________m/s.(2)该同学在打A纸带时，不知道所使用的交流电源的实际频率已超过50Hz，那么，他计算出来的加速度值________真实值(填“大于”、“小于”或“等于”)．目录【解析】(1)根据做匀变速直线运动的物体在连续相等时间内的位移差为恒量这一特点，可确定属于纸带A的是乙．由Δx＝aT2，代入数据解得a＝3.11m/s2.v1＝3.00＋6.11×10－22×0.1m/s＝0.46m/s.(2)由Δx＝aT2得a＝ΔxT2，当交流电源的频率变大时，加速度的真实值也变大．【答案】(1)①乙②3.11③0.46(2)小于目录例2在用重锤下落验证机械能守恒时，某同学按照正确操作选得纸带如图3所示,其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中(单位cm)．图3目录(1)这五个数据中不符合有效数字读数要求的是________(填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”)点的读数．(2)该同学用重锤在OC段的运动来验证机械能守恒，OC距离用h表示，他用vC＝2gh计算与C点对应的重锤的瞬时速度，这种做法________(填“对”或“不对”).(3)若O点到某计数点的距离为h，重力加速度为g，该点对应重锤的瞬时速度为v，则实验中要验证的等式为________．(4)若重锤质量m＝2.00×10－1kg，重力加速度g＝9.80m/s2，由图中给出的数据可得从O点到打下D点，重锤重力势能减少量为________J，而动能增加量为________J.目录【解析】(1)毫米刻度尺最小分度为1mm，读数时要估读到0.1mm，故B点读数错．(2)可应用AE段或BD段的平均速度计算vC，不能用vC＝2gh计算，因为这样计算已经认为机械能守恒了，用它验证无论何种情况机械能必守恒．(3)验证机械能是否守恒，即验证在误差范围内ΔEk＝12mv2＝ΔEp＝mgh，即12v2＝gh是否成立故12v2＝gh成立则机械能守恒，若不能成立机械能不守恒．目录(4)ΔEp＝mgOD＝2.00×10－1×9.80×0.1941J≈0.380J，ΔEk＝12mv2＝12×2.00×10－1×23.47－15.712×0.02×10－22J≈0.376J.【答案】(1)B(2)不对(3)12v2＝gh(4)0.3800.376目录例3实际电压表内阻并非无限大．测量电压表内阻r1的电路如图4所示，供选择的仪器如下：图4①待测电压表V(0～3V，内阻约3000Ω)②电流表A(0～10mA，内阻约100Ω)③定值电阻R1(400Ω)④定值电阻R2(100Ω)目录⑤滑动变阻器R3(0～1000Ω)⑥滑动变阻器R4(0～20Ω)⑦干电池(4.5V)⑧电键S及导线若干(1)定值电阻应选______，滑动变阻器应选________．(在横线上填写序号)(2)用连线连接实物图.图5目录(3)补全实验步骤：①闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录V、A的读数U、I；②_______________________________________；③以U为纵坐标，I为横坐标，作出相应图线，如图5所示.(4)根据U－I图线的斜率k及定值电阻，写出待测电压表内阻的表达式____________________．目录【解析】(1)电流表A满偏电流为10mA，电压表V满偏电流为1mA，故为了更好地匹配两个电表的示数同时达到适当的偏转角度，应使用定值电阻分流9mA，根据并联电阻的分流规律可知，定值电阻的阻值为10003Ω，即选用R1＝400Ω的定值电阻；滑动变阻器分压式接法，应选用较小的滑动变阻器，方便调节，即选用滑动变阻器R4.(2)直接根据电路图连接实物图，先将电源的负极连接到滑动变阻器的绕线右下角的接线柱上，然后将左下角的接线柱与电键左端相连，将电键右端与电源正极相连，这样形成主干路，然后再连接支路，注意电表的正负极．目录图6(3)实验前要保护电路，故将滑动变阻器的滑动触头移至最左端；为了得到多组数据，在多次移动滑动触头时，记录下相应的V、A读数U、I的值．(4)电压表中通过的电流为I－UR1，电压表的内阻为r1＝UI－UR1，令UI＝k，则电压表的内阻r1＝kR1R1－k.【答案】见解析目录在测量一节干电池的电动势和内电阻的实验中，实验电路图如图7所示．图7(1)实验过程中，应选用哪个电流表和滑动变阻器________(填写选项前对应的字母)．A．电流表A1(量程0.6A，内阻约0.8Ω)B．电流表A2(量程3A，内阻约0.5Ω)C．滑动变阻器R1(0～10Ω)D．滑动变阻器R2(0～200Ω)例4目录(2)实验中要求电流表测量通过干电池的电流，电压表测量干电池两极的电压，根据图示的电路，电流表测量值________真实值(选填“大于”或“小于”)．(3)若测量的是新干电池，其内电阻比较小．在较大范围内调节滑动变阻器，电压表读数变化________(选填“明显”或“不明显”)．目录【解析】(1)一节干电池的电动势约为1.5V，若滑动变阻器采用R2，调节过程中电流在多数情况下偏小，无法测量，故应选用滑动变阻器R1；由于电路中的电流比较小，故应选量程为0.6A的电流表．(2)由于电压表的分流作用，导致电流表测量值小于流过干电池的真实值．(3)若测量的是新干电池．由于内阻比较小，在较大范围内调节滑动变阻器,电压表测量的路端电压变化就不明显，实验误差较大．【答案】(1)AC(2)小于(3)不明显目录题型二设计性实验设计性实验题往往渗透改革的要求，考查考生的创造能力，从仪器的使用、装置的改造到电路设计、数据的灵活处理等方面进行变通、创新和拓宽．应对这类实验题的办法是深刻理解此实验(或此类实验)的原理、方法，创新实验的本质是实验原理和方法的迁移，要按一定的流程来完成．如：明确问题→初步分析→提出设想→进行验证→修改完善．目录(2012·哈尔滨九中高三第三次模拟)某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图8所示．已知小车质量M＝214.6g，砝码盘质量m0＝7.4g，所使用的打点计时器的交流电频率f＝50Hz.其实验步骤是：例5图8目录A．按图中所示安装好实验装置．B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动．C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m.D．先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a.E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复B～D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度．回答以下问题：目录(1)按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________(填“是”或“否”)．(2)实验中打出的一条纸带如图9所示，由该纸带可求得小车的加速度a＝________m/s2.图9目录(3)某同学将有关数据填入他所设计的表格中，并根据表中的数据画出a－F图象(如图10)．造成图线不过坐标原点最主要的一条原因是____________________________，由该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是_______，其大小是________.次数12345砝码盘中砝码的质量m/g1020304050砝码盘中砝码的重力F/N0.100.200.290.390.49小车的加速度a/m·s－20.771.441.842.382.75目录图10目录【解析】(1)小车在匀加速下滑过程中所受的合外力大小总等于砝码和砝码盘的总重力大小，所以不必要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．(2)由纸带可知a＝6.77－6.00×10－20.12m/s2＝0.77m/s2.(3)因为F合＝(m0＋m)g＝m0g＋F，而实验中未将m0计入，所以造成图线不过坐标原点，由图线可知，当a＝0时，F≈－0.07N，由F合＝m0g＋F＝Ma＝0得F＝－m0g，即图线延长线与横轴交点的横坐标的值表示砝码盘的重力大小，其值为0.07N.【答案】(1)否(2)0.77(3)在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力砝码盘的重力0.07N目录例6(2012·山东费县实验中学高三月考)某同学用如图11所示装置测量小滑块与水平面间的动摩擦因数μ，轨道AC光滑，与水平面相切于C点，从轨道某一高度处由静止释放滑块，小滑块停在B点．图11(1)应测量的物理量及符号是：____________________.(2)写出动摩擦因数μ的表达式(用所测物理量符号表示)________．目录【解析】(1)需要测量释放点至水平面的高度h以及水平轨道BC间的长度L.(2)对小滑块运动的整个过程由动能定理有mgh－μmgL＝0，可知μ＝hL.【答案】(1)释放点至水平面的高度h，BC间长度L(2)μ＝hL目录例7(2012·山东济南高三三模)在“测定一节干电池的电动势和内阻”的实验中：(1)第一组同学利用如图12甲的实验装置测量，电压表应选择量程________(填“3V”或“15V”)，实验后得到了如图乙的U－I图象，则电池的内阻为________Ω.(电压表、电流表均为理想电表)(2)第二组同学也利用图甲的连接测量另一节干电池，初始时滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发