2019高考物理大二輪復(fù)習(xí) 題型二 實驗題課件

1、 -2- 題型分析增分策略 高考中的實驗一般包含一個力學(xué)實驗題和一個電學(xué)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。 考查的實驗一般是在新課標(biāo)要求的實驗基礎(chǔ)上進行了重組或創(chuàng) 新,增加了對物理問題定性分析的設(shè)問和開放性設(shè)問,側(cè)重考查實 驗設(shè)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。 -3- 題型分析增分策略 1.要明確考查知識范圍 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(xì)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

2、題圖 實驗題一般配有相應(yīng)的示意圖、實物圖,實質(zhì)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(rèn)識圖中器材在實驗中所起的作用, 便能初步勾畫實驗過程。 -4- 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(xiàn)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(guān)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(yīng)用題、 新規(guī)律驗證題,都提供眾多信息。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)

3、物理量之間的關(guān)系。如正比例關(guān)系、反比例 關(guān)系、二次方或開方關(guān)系以及倒數(shù)關(guān)系;根據(jù)數(shù)據(jù)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(guān)鍵是要明確圖象的物理意義,幫助正確分析實驗問題。 -5- 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(yán),很容易造成丟分, 也就成為廣大考生能夠拉開分?jǐn)?shù)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(xiàn)實驗操作的步驟和需要注意的事項。 (3)儀器的讀數(shù)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

4、器不用估讀,如游標(biāo)卡尺、電阻箱)、有效數(shù)字及 單位。 (4)電學(xué)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(shù)據(jù)時要格外細(xì)心。 (6)明確實驗中的誤差來源。 -6- 一二 一、力學(xué)實驗一、力學(xué)實驗 核心整合 一、力學(xué)實驗要點提煉 -7- 一二 -8- 一二 二、實驗數(shù)據(jù)的記錄與處理 1.系統(tǒng)誤差和偶然誤差 (1)系統(tǒng)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(tǒng)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?？捎枚啻螠y量

5、求平均值的方法減小偶然誤 差。 -9- 一二 2.有效數(shù)字:帶有一位不準(zhǔn)確數(shù)字的近似數(shù)字 (1)凡是用測量儀器直接測量的結(jié)果,讀數(shù)一般要求在讀出儀器最 小刻度所在位的數(shù)值(可靠數(shù)字)后,再向下估讀一位(不可靠數(shù)字), 不受有效數(shù)字位數(shù)的限制。 (2)間接測量的有效數(shù)字運算不作要求,運算結(jié)果一般可用23位 有效數(shù)字表示。 -10- 一二 3.儀器讀數(shù) (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(shù)字,卻是有效數(shù)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

6、(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6.50 cm;圖乙中電壓表用15 V 量程時最小刻度為0.5 V,讀作5.5 V+0.2 V(5等分估讀)=5.7 V。 -11- 一二 (2)游標(biāo)卡尺、停表、電阻箱由于本身構(gòu)造的原因不需要估讀,歐 姆表因為本身測量值就不準(zhǔn)確,因此不需要估讀。 -12- 一二 4.實驗數(shù)據(jù)的處理方法 (1)列表法: 在記錄和處理數(shù)據(jù)時,為了簡單而明確地表示出有關(guān)物理量之間 的對應(yīng)關(guān)系,將數(shù)據(jù)填寫在適當(dāng)?shù)谋砀駜?nèi),稱為列表法。列表法不 但可以減少或避免錯誤,便于發(fā)現(xiàn)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(shù)據(jù)時一般先找

7、出相同量,再分析其他量的數(shù)據(jù)關(guān)系。 制作表格要求簡單明了,用符號標(biāo)明各物理量并寫明單位,所列 數(shù)據(jù)要符合有效數(shù)字的有關(guān)規(guī)定。 -13- 一二 (2)平均值法: 把測定的若干組數(shù)相加求和,然后除以測量次數(shù)。 (3)作圖法: 用作圖法處理實驗數(shù)據(jù)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(guān)系,找出規(guī)律。 -14- 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(shè)小車在斜面上運動時所受 阻力恒

8、定。 -15- 一二 (1)已知打點計時器使用的交變電流頻率為50 Hz,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(jié)果保留兩位有效數(shù)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(xiàn)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(zhì)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)。 -16- 一二 -17- 一二 -18- 一二 拓展訓(xùn)練1(2016全國卷) 某同學(xué)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

9、用的頻率有20 Hz、30 Hz 和40 Hz。 打出紙帶的一部分如圖乙所示。 -19- 該同學(xué)在實驗中沒有記錄交變電流的頻率f,需要用實驗數(shù)據(jù)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=8.89 cm,s2=9.50 cm,s3=10.10 cm;當(dāng)?shù)刂亓铀俣却?小為9.80 m/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 -20- 一二 -21- 一二 例2(2

10、017全國卷)某同學(xué)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(guān)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: 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?lián)豕馄岸讼鄬τ谛泵娴奈恢?令滑塊從斜面上方由 靜止開始下滑; -22- 一二 當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時,用光電計時器測得光線被擋 光片遮住的時間t; 用s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t時間內(nèi)的平均速度大小,求出 ; 將另一擋光片換到滑塊上,使滑塊上的擋光片前端與中位置 相同,令滑塊由靜止開始下滑,重復(fù)步驟、; 多

11、次重復(fù)步驟; -23- 一二 -24- 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t的關(guān)系式為 =。 (2)由圖丙可求得,vA= cm/s,a= cm/s2。(結(jié)果保留3 位有效數(shù)字) -25- 一二 例3 在探究彈簧的彈力與彈簧伸長量之間關(guān)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(xué)的實驗數(shù)據(jù)列于下表中。 -26- 一二 (1)以x為橫坐標(biāo)、F為縱坐標(biāo),在下面的坐標(biāo)系中描繪出能正確反 映這一彈簧的彈力與伸長量間關(guān)系的圖線。 (2)由圖線求得這一彈

12、簧的勁度系數(shù)為。(保留三位 有效數(shù)字) -27- 一二 答案 (1)如圖所示(2)75.0 N/m 解析 本題考查探究彈簧的彈力與彈簧伸長量之間關(guān)系的實驗,意 在考查學(xué)生利用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的能力。作圖時,注意測量數(shù) 據(jù)的范圍與圖的大小,盡量利用實驗測得的數(shù)據(jù)把圖準(zhǔn)確、清晰地 展現(xiàn)出來。由胡克定律可知,彈簧的勁度系數(shù) -28- 一二 拓展訓(xùn)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。 -29- 一二 實驗步驟: 用彈簧測力計測量橡皮泥和滑塊的總重力,記作G。 將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上,通過水平細(xì)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

13、彈簧測力計 示數(shù)穩(wěn)定后,將讀數(shù)記作F。 改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量,重復(fù)步驟。 實驗數(shù)據(jù)如表所示: 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(xì)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。 -30- 一二 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: -31- 一二 (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)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(shù)=(保留兩 位有效數(shù)字)。 (3)滑塊最大速度的大小v=(用h、l、和重力加 速度g表示)。 -32- 一二 答案 (1)如圖

14、所示。 (2)0.40(0.380.42均正確) -33- 一二 解析 (1)由F=G可知F-G圖線應(yīng)為一條直線,因此應(yīng)畫一條直線盡 可能通過較多的點。 (2)由F=G知,動摩擦因數(shù)等于圖中直線的斜率,求得 =0.40(0.380.42均正確)。 (3)懸掛物P落地之前,滑塊受到細(xì)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(jù)滑塊減速階段 的運動得v2=2a(l-h),mg=ma,解得 。 -34- 一二 二、電學(xué)實驗二、電學(xué)實驗 核心整合 一、電學(xué)實驗要點提煉 -35- 一二 -36- 一二

15、二、電學(xué)儀器的選擇 1.電源的選擇:一般根據(jù)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(jù)電源的電動勢或待測用電器的額定電壓 選擇電壓表;根據(jù)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(yīng)使指針能達到半偏左右。 -37- 一二 三、伏安法測電阻問題 兩種接法的比較 -38- 一二 -39- 一二 四、滑動變阻器的兩種接法及其選擇 注:忽略電源的內(nèi)阻,RP為滑動變阻器的最大阻值。 -40- 一二 -41- 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(nèi)阻。要 求盡量減小實驗誤差。 (1)應(yīng)該選擇的實驗電路是圖甲中的(選填“A”

16、或 “B”)。 -42- 一二 (2)現(xiàn)有電流表(00.6 A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干,以及以下器材: A.電壓表(015 V) B.電壓表(03 V) C.滑動變阻器(050 ) D.滑動變阻器(0500 ) 實驗中電壓表應(yīng)選用;滑動變阻器應(yīng)選用。 (選填相應(yīng)器材前的字母) -43- 一二 (3)某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如表所示,其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點已經(jīng) 標(biāo)在圖乙的坐標(biāo)紙上,請標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點,并畫出U-I圖 線。 乙 -44- 一二 (4)根據(jù)(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E= V,內(nèi) 阻r= 。 (5)實驗中,隨著滑動變阻器滑片的移動,電壓表的示數(shù)U及干電池 的輸出功率P都會發(fā)生變

17、化。圖丙的各示意圖中正確反映P-U關(guān)系 的是。 -45- 一二 答案 (1)A(2)BC(3)如圖所示 (4)1.50(1.491.51)0.83(0.810.85)(5)C -46- 一二 解析 (1)由于干電池內(nèi)阻很小,與電流表內(nèi)阻相差不大,若選B圖,則 測量值為電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻之和,誤差較大,故選A圖。 (2)干電池的電壓一般為1.5 V左右,為減小誤差,選擇量程與之接 近的3 V的電壓表;實驗中,滑動變阻器為限流式接法,電源內(nèi)阻一般 為幾歐姆,應(yīng)選擇最大阻值為50 的滑動變阻器。 (3)根據(jù)數(shù)據(jù)點排列趨勢,可知圖線為直線,且第三個點誤差較大, 應(yīng)該舍去。畫圖時,應(yīng)使數(shù)據(jù)點盡可能均勻

18、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(jù)U=E-Ir可知,電源的電動勢等于U-I圖象縱軸的截距,約為 1.50 V(1.491.51 V皆可),內(nèi)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(biāo)來計算,約為0.83 (0.810.85 皆可)。 -47- 一二 -48- 一二 拓展訓(xùn)練1(2017全國卷)圖甲為某同學(xué)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250 A,內(nèi)阻為480 。虛線方框內(nèi) 為換擋開關(guān),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

19、位為:直流電壓1 V擋和5 V擋,直流電流1 mA擋和2.5 mA擋, 歐姆100 擋。 -49- 一二 (1)圖甲中的A端與(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。 (2)關(guān)于R6的使用,下列說法正確的是(填正確答案標(biāo)號)。 A.在使用多用電表之前,調(diào)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(diào)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(diào)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(jù)題給條件可得R1+R2= ,R4= 。 (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(shù)為;若此時B端

20、是與“3”相連 的,則讀數(shù)為;若此時B端是與“5”相連的,則讀數(shù)為。 (結(jié)果均保留3位有效數(shù)字) -50- 一二 答案 (1)黑(2)B(3)160880 (4)1.47 mA或1.48 mA1.10103 2.93 V或2.94 V 解析 (1)根據(jù)電流從紅色表筆進入多用電表,結(jié)合歐姆擋知,A與黑 色表筆相連。 (2)在使用多用電表之前,調(diào)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(diào)整R0進行 歐姆調(diào)零,B選項正確;電流擋中電路與R6無關(guān),C選項錯。 (3)當(dāng)B端接“2”時,電流表的量程為1 mA,此時,R1、R2串聯(lián)后與表頭 并聯(lián),R1+R

21、2承擔(dān)的電流為I-Ig=0.75 mA,由IgRg=(I-Ig)(R1+R2),可得 R1+R2=160 ;當(dāng)B端接“4”時,電壓表量程為1 V,表頭與R4串聯(lián),表頭 部分承擔(dān)的電壓Ug=IgRg=25010-6480 V=0.12 V,故R4承擔(dān)的電 壓為0.88 V,所以 -51- 一二 (4)B端與“1”連接時,電流表量程為2.5 mA,表盤上每1小格表示 0.05 mA,指針約在第29.3格,則電流表讀數(shù)為1.47 mA;B端與“3”連 接時,多用電表為歐姆表,示數(shù)為R=11100 =1 100 ;B端與“5” 連接時,多用電表為量程5 V的電壓表,每1小格表示0.1 V,則讀數(shù)為 2

22、.93 V。 -52- 一二 例2(2018全國卷)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(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R0=20.0 );V可視為理 想電壓表;S1為單刀開關(guān),S2為單刀雙擲開關(guān);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; -53- 一二 (2)將滑動變阻器滑動端置于適當(dāng)?shù)奈恢?閉合S1; (3)將開關(guān)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(shù)U1;然后將S2擲于2端,記下此時電壓表V的示數(shù)U2; (4)待測電阻阻值的表達式Rx=(用R0、U1、U2表示); (5)重復(fù)步驟(3),得到如下數(shù)據(jù): (6)利用上述5次測量所得 的平均值,求得Rx= 。(保 留1位小數(shù)) -54- 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(shè)輕繩對A和B的拉力大小