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第一讲力学实验-2-考情分析备考定向纵览考题,洞悉命题规律分讲考点及题型考题统计2020考情预测第一讲力学实验考点一读数类问题(M)2018卷Ⅰ22(1)考点二纸带类问题(含频闪照相)(H)2014卷Ⅱ22;2015卷Ⅱ22;2016卷Ⅰ222017卷Ⅰ22;2019卷Ⅰ22考点三弹簧、橡皮条问题(M)2014卷Ⅱ23;2017卷Ⅲ22;2018卷Ⅰ22(2)考点四力学创新类实验(H)2014卷Ⅰ22;2015卷Ⅰ22;2016卷Ⅱ222017卷Ⅲ23;2017卷Ⅱ22;2018卷Ⅱ232018卷Ⅲ22;2019卷Ⅱ;2019卷Ⅲ22-3-分讲考点及题型考题统计2020考情预测第二讲电学实验考点一实验仪器的读数与使用(M)2017卷Ⅲ23考点二以测电阻为核心的实验(含电表的改装)(H)2014卷Ⅱ22;2015卷Ⅰ23;2015卷Ⅱ232016卷Ⅱ23;2017卷Ⅱ23;2018卷Ⅱ222018卷Ⅲ23考点三以测电源的电动势和内阻为核心的实验(M)2014卷Ⅰ23考点四电学创新类实验(H)2016卷Ⅰ23;2016卷Ⅲ222017卷Ⅰ23-4-专题复习研究本专题共有12个实验,其中力学实验7个包括:4个验证性实验(验证力的平行四边定则,验证牛顿运动定律,验证机械能守恒定律,验证动量守恒定律),3个探究性实验(研究匀变速直线运动,探究弹力和弹簧伸长的关系,探究动能定理)。电学实验5个包括:测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器),描绘小电珠的伏安特性曲线,测定电源的电动势和内阻,练习使用多用电表,传感器的简单使用。近五年高考命题点主要集中在:1.力学实验中的纸带类问题(6次)。2.弹簧、橡皮条问题(3次)。3.力学创新实验(8次)。4.实验仪器的读数与使用(3次)。5.电学实验中以测电阻为核心的实验(5次)。6.电学创新类实验(3次)。命题形式为一个力学实验和一个电学实验。通过考题来看,命题者特别重视对力学实验中的纸带问题及电学实验原理的考查。复习备考时要特别注意纸带的处理及实验原理的复习,提高学生分析实验原理及实验动手操作能力是关键,实物图和电路图的识图及画图也不能忽视-5-网络构建-6-策略指导高考考查的各类实验中,纸带类的原理实验仍然是命题的重点。2020年的备考过程中要重视:(1)测量仪器的读数。(2)熟悉课本上的实验,包括学生实验、演示实验及课后习题形式出现的实验。抓住实验的灵魂——实验原理,掌握数据处理的方法,熟知两类误差分析。-7-高考真题1.(2019全国Ⅰ卷)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究。物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个点中,打点计时器最先打出的是点。在打出C点时物块的速度大小为m/s(保留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为m/s2(保留2位有效数字)。考点定位:逐差法求加速度答案解析解析关闭每两个相邻点之间有4个打出的点未画出,故相邻点之间的时间间隔t=0.1s。物块做匀加速直线运动,相同时间内运动的距离越来越大,故先打A点。平均速度等于中间时刻的瞬时速度,故vC=Δ𝑥Δ𝑡=𝑥BC+𝑥CD2𝑡=46.5×10-30.2m/s=0.233m/s,加速度a=(𝑥3+𝑥4)-(𝑥1+𝑥2)4𝑡2=30×10-30.04m/s2=0.75m/s2。答案解析关闭A0.2330.75-8-2.(2018全国Ⅰ卷)如图(a),一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘;一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针。现要测量图(a)中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时标尺读数为1.950cm;当托盘内放有质量为0.100kg的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图(b)所示,其读数为cm。当地的重力加速度大小为9.80m/s2,此弹簧的劲度系数为N/m(保留3位有效数字)。-9-考点定位:游标卡尺的读数,弹簧劲度系数的测量、胡克定律及其相关的知识点误区警示:解答此题常见错误主要有:一是游标卡尺读数错误或单位错误;二是把重力加速度按照习惯用10m/s2代入计算导致错误。答案:3.77553.7解析:主尺读数3.7cm,即37mm,游标尺第15格与主尺某刻度对齐,所以总读数为37mm+15×120mm=37.75mm=3.775cm;由F=kΔx得k=𝐹Δ𝑥=𝑚𝑔𝑥2-𝑥1=𝑎𝑏=0.100×9.8(3.775-1.950)×10-2N/m=0.981.825×10-2N/m≈53.7N/m-10-3.(2017全国Ⅱ卷)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有:斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。实验步骤如下:①如图(a),将光电门固定在斜面下端附近;将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下滑;②当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt;-11-③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度(如图(b)所示),𝑣表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小,求出𝑣;④将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与①中位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤②、③;⑤多次重复步骤④;⑥利用实验中得到的数据作出𝑣-Δt图,如图(c)所示。图(c)-12-完成下列填空:(1)用a表示滑块下滑的加速度大小,用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则𝑣与vA、a和Δt的关系式为𝑣=。(2)由图(c)可求得,vA=cm/s,a=cm/s2。(结果保留3位有效数字)考点定位:探究小车速度随时间变化的规律解题思路与方法:利用平均速度等于中间时刻的瞬时速度和匀变速直线运动的速度与时间的关系式就可获得正确答案。-13-答案:(1)vA+𝑎2Δt(2)52.116.3解析:(1)挡光片固定在滑块上,滑块和挡光片的速度相等,一起在固定斜面上做匀加速直线运动,滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度就是Δ𝑡2时刻的瞬时速度,所以𝑣=vA+𝑎2Δt。(2)从图(c)图线上任取两点代入𝑣=vA+𝑎2Δt中可求解出vA和a。(注:两点距离应较大一些,可减小实验误差)-14-4.(2016全国Ⅰ卷)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz。打出纸带的一部分如图(b)所示。该同学在实验中没有记录交变电流的频率f,需要用实验数据和其他题给条件进行推算。(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用f和图(b)中给出的物理量可以写出:在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为,打出C点时重物下落的速度大小为,重物下落的加速度大小为。图(a)图(b)-15-(2)已测得s1=8.89cm,s2=9.50cm,s3=10.10cm;当地重力加速度大小为9.80m/s2,实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出f为Hz。考点定位:验证机械能守恒定律解题思路与方法:利用加速度的定义式或者运动学公式,推导出加速度a和交变电流的频率f的关系式是解决问题的关键。-16-答案:(1)12(s1+s2)f12(s2+s3)f12(s3-s1)f2(2)40解析:(1)B点速度为AC段的平均速度vB=𝑠1+𝑠22·1𝑓=(𝑠1+𝑠2)𝑓2;C点速度为BD段的平均速度vC=𝑠2+𝑠32·1𝑓=(𝑠2+𝑠3)𝑓2;由vC=vB+a·1𝑓得a=(𝑠3-𝑠1)𝑓22。(2)由题意知a=(1-1%)g=9.702m/s2,把数据代入a=(𝑠3-𝑠1)𝑓22可得f≈40Hz。-17-考点一考点二考点三考点四读数类问题(M)归纳总结1.游标卡尺的读数游标尺精确度(mm)测量结果(游标尺上第n条刻度线与主尺上的某刻度线对齐时)(mm)刻度格数刻度总长度(mm)每小格与1mm差(mm)1090.10.1主尺上读的毫米数+0.1n20190.050.05主尺上读的毫米数+0.05n50490.020.02主尺上读的毫米数+0.02n-18-考点一考点二考点三考点四2.螺旋测微器的读数测量值=固定刻度整毫米数+半毫米数+可动刻度读数(含估读值)×0.01mm。3.游标卡尺和螺旋测微器读数时应注意的问题(1)10分度的游标卡尺,若以mm为单位,小数点后只有1位。20分度和50分度的游标卡尺若以mm为单位,小数点后有2位。(2)游标卡尺在读数时先确定主尺的分度,先读主尺数据,再读游标尺数据,最后两数相加。游标卡尺读数不估读。(3)不要把游标尺的边缘当成零刻度,而把主尺的刻度读错。(4)螺旋测微器读数时,要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出;要准确到0.01mm,估读到0.001mm,即结果若用mm做单位,则小数点后必须保留三位数字。-19-考点一考点二考点三考点四【典例1】请读出螺旋测微器和游标卡尺的读数。读数甲:cm读数乙:cm。思维点拨游标卡尺读数的方法是,主尺读数加上游标读数,不需估读。螺旋测微器的读数方法是,固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读。答案解析解析关闭螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm,可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm,所以最终读数为0.700mm=0.0700cm。游标卡尺的固定刻度读数为100mm,游标读数为0.1×4=0.4mm,所以最终读数为100.4mm=10.04cm。答案解析关闭0.070010.04-20-考点一考点二考点三考点四1.(1)用游标为20分度的游标卡尺测量某物体长度如图,由图可知其长度为mm;(2)用螺旋测微器测量某物体直径如下图,由图可知其直径为mm。答案解析解析关闭(1)游标卡尺主尺读数为50mm,游标读数为0.05×3=0.15mm,所以最终读数为50.15mm,即为物体的长度。(2)螺旋测微器固定刻度读数4.5mm,可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm,所以金属丝的直径为4.700mm。答案解析关闭(1)50.15(2)4.700-21-考点一考点二考点三考点四2.图甲为20分度游标卡尺的部分示意图,其读数为mm;图乙为螺旋测微器的示意图,其读数为mm。答案解析解析关闭游标卡尺的固定刻度读数为8mm,游标读数为:0.05×3mm=0.15mm,所以最终读数为:8mm+0.15mm=8.15mm;螺旋测微器的固定刻度读数为2.5mm,可动刻度读数为0.01×47.0mm=0.470mm,所以最终读数为:2.5mm+0.470mm=2.970mm。答案解析关闭8.152.970-22-考点一考点二考点三考点四3.有一游标卡尺,主尺的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度。用它测量一小球的直径,如图甲所示的读数是mm。用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图乙所示的读数是mm。答案解析解析关闭游标卡尺主尺读数为1cm=10mm,游标尺上第10条刻度与上面对齐,则游标尺读数为:10×0.05mm=0.50mm,则读数为:10mm+0.50mm=10.50mm;螺旋测微器固定刻度为:7.5mm,可动刻度读数为:0×0.01mm=0.000mm,则读数为:7.5mm+0.000mm=7.500mm。答案解析关闭10.507.500-23-考点一考点二考点三考点四纸带类问题(含频闪照相)(H)归纳总结1.打点计时器系列实验力学实验中用到打点计时器的实验有:探究小车速度随时间变化的规律,探究动能定理,验证牛顿运动定律,验证机械能守恒定律,验证动量守恒定律。-24-考点一考点二考点三考点四2.纸带数据的处理方法-25-考点一考点二考点三考点四3.平衡摩擦力的方法验证牛顿运