2012高考物理 考前30天之備戰(zhàn)沖刺押題系列Ⅰ 專題11 物理實驗

1、物理實驗一、2012大綱解讀2012年考試大綱對“實驗”部分的要求與2011年相比變化不大，要求對中學設計的十幾個學生實驗，能夠明確實驗目的，理解實驗原理和方法，能夠控制實驗條件，會運用實驗儀器，會觀察、分析實驗現(xiàn)象，會記錄、處理實驗數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論，對結(jié)論進行分析和評價；能夠發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并制定解決方案；能夠運用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題，包括簡單的設計型實驗。設計型實驗已成為高考物理實驗的新熱點，它要求我們能將已掌握的物理知識和實驗技能創(chuàng)造性地應用到新的實驗情景中，能夠根據(jù)題目所給條件自行選定實驗原理，自行設計實驗方案去研究物理現(xiàn)象，探索物理規(guī)律或測定物理量的值從

2、而考查我們對基礎知識的掌握情況，以及分析、創(chuàng)造性思維能力和解決實際問題的能力二、重點剖析歸類實驗內(nèi)容高考要求掌握儀器使用類實驗1游標卡尺的使用測量原理、使用方法；10分度、20分度、50分度的游標卡尺的讀數(shù)等2螺旋測微器的使用構造、原理、使用方法、正確讀數(shù)等3練習使用示波器面板上各個旋鈕或開關的作用、調(diào)試方法、觀察正虛阿觀察正弦波的波形等4傳感器的簡單使用光電轉(zhuǎn)換和熱電轉(zhuǎn)換及其簡單應用、光電計數(shù)的簡單了解驗證性實驗5驗證力的平行四邊形定則實驗的等效思想、作圖法6驗證動量守恒定律用平拋實驗儀器進行實驗、轉(zhuǎn)化要驗證的等效表達式、對狀態(tài)過程分階段測量7驗證機械能守恒定律用自由落體進行驗證、使用打點計

3、時器和刻度尺等測定性實驗8探究單擺運動、用單擺測量重力加速度使用刻度尺和秒表、實驗操作要求等 9用油膜法估測分子的大小溶液的配置、油膜面積的估算方法10測定金屬的電阻率使用刻度尺和螺旋測微器、電流表、電壓表量程的選擇、測量電路的選擇和連接11把電流表改裝成電壓表“半偏法的設計思想與誤差分析、計算分壓電阻、改裝表的校對12測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗電路的選取和連接作圖法求解的方法13測定玻璃的折射率用插針法測定、畫光路圖14用雙縫干涉測光的波長用雙縫干涉儀進行實驗、儀器調(diào)節(jié)和分劃板的使用研究性實驗15研究勻變速直線運動明確試驗目的、使用打點計時器、刻度尺測量、分析紙帶計算加速度等16研究平拋物體

4、的運動用平拋實驗其進行實驗、實驗目的和方法、描繪軌跡、計算初速度探究性實驗17探究彈力和彈簧伸長的關系設計實驗原理和方法、實驗數(shù)據(jù)的處理和分析、實驗結(jié)論的描述和表達形式等18用多用電表探測黑箱內(nèi)的電學原件多用電表的使用和讀數(shù)、探索的思路、測量過程的分析和判斷描繪類實驗19用描跡法畫出電場中平面上的等勢線用恒定電流場模擬靜電場、尋找等勢點的方法、描跡的方法20描繪小電珠的伏安特性使用電流表、電壓表、滑動變阻器、電路的選擇、與連接、描繪U-I圖線并分析圖線為非曲線的原因等三、考點透視 從近幾年對高考試題的統(tǒng)計和分析來看，物理實驗的考查重點有些新的變化，但無論是實驗設計，還是原理分析，往往都涉及基本

5、儀器的使用。因此，儀器的使用是實驗考核的基礎內(nèi)容；掌握基本儀器的使用方法、基本的實驗方法和基本物理原理是解答設計型實驗題的基礎。解決設計型實驗問題的關鍵是確定實驗原理，它是進行實驗設計的根本依據(jù)和起點，它決定應當測量那些物理量、如何確定實驗儀器、如何安排實驗步驟、如何處理數(shù)據(jù)，會進行誤差分析，或根據(jù)實驗出現(xiàn)的故障，會利用學過的知識判斷出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因。實驗原理的確定，要根據(jù)問題的要求和給出的條件，回顧分組實驗和演示實驗，尋找能夠遷移應用的實驗原理，或者回顧物理原理，尋找有關的物理規(guī)律，設法創(chuàng)設相關的物理情景，并根據(jù)已掌握的基本儀器核，對是否能夠測出必須測定的物理量。例1：用游標卡尺測一根金屬

6、管的內(nèi)徑和外徑時，卡尺上的游標位置分別如圖11-1所示。這根金屬管內(nèi)徑讀數(shù)是 cm，外徑讀數(shù)是 cm，管壁的厚度是 cm。例2 下面是在測某電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中記錄的六組數(shù)據(jù)請算出待測電池的電動勢和內(nèi)電阻U(V)1.371.321.241.181.101.05I(A)0.120.200.310.320.500.57解析：建立坐標系，利用描點法畫出UI圖象如實驗圖所示第四個點明顯偏離，可見是偶然誤差造成的，應舍去直線與縱軸的交點坐標即為電源的電動勢E1.46 V由閉合電路歐姆定律得：EUIr將直線上的點(1.10，0.50)的坐標U1.10V，I0.50A代入得：r0.72例3、在“描繪

7、小燈泡的伏安特性曲線”實驗中用導線a、b、c、d、e、f、g和h按圖12-4所示方式連接電路，電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零。閉合開關后：若電壓表的示數(shù)為2V，電流表的的示數(shù)為零，小燈泡不亮，則斷路的導線為_；若電壓表的示數(shù)為零，電流表的示數(shù)為0.3A，小燈泡亮，則斷路的導線為_；若反復調(diào)節(jié)滑動變阻器，小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導線為_.點撥：故障判斷問題的分析，雖然考查的知識點同學們并不陌生，但由于涉及的方法比較靈活,需要一定的綜合分析能力,所以考試中得分率并不很高.由于這類試題是一種考查學生靈活運用所學知識分析物理問題的試題，所以在高考中

8、經(jīng)常出現(xiàn).（1）上圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點（圖中未標出），計數(shù)點間的距離如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度a= (保留三位有效數(shù)字)。(2)回答下列兩個問題： 為測量動摩擦因數(shù)，下列物理量中還應測量的有 。（填入所選物理量前的字母） A.木板的長度l B.木板的質(zhì)量m1 C.滑塊的質(zhì)量m2 D.托盤和砝碼的總質(zhì)量m3 E.滑塊運動的時間t測量中所選定的物理量時需要的實驗器材是 。 （3）滑塊與木板間的動摩擦因數(shù) （用被測物理量的字母表示，重力加速度為g）.與真實值相比，測量的動摩擦因數(shù) （填“偏大”或“偏小”

9、）。寫出支持你的看法的一個論據(jù)： 。反思：打點計時器是中學物理實驗的重要儀器，要會處理高中涉及打點計時器的相關實驗，會分析實驗誤差的來源。他們使用千分尺測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖11-3所示，金屬絲的直徑為_mm；根據(jù)多用電表測得的金屬絲電阻值，可估算出繞制這個螺線管所用金屬絲的長度約為_m。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）他們正確連接電路，接通電源后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)電流始終無示數(shù)。請設計一種方案，利用多用電表檢查電路故障并寫出判斷依據(jù)。（只需寫出簡要步驟）_本題簡介：本題是07年廣東高考試題，占12分。解析：應用多用電表測量電阻時，選擇合適的量程后，調(diào)整歐姆零點，并且每換一次量程后，都必須重新

10、調(diào)整黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕調(diào)零一般情況下，被測量金屬絲電阻比較小，與電流表的內(nèi)阻相差不大，而又遠小于電壓表的內(nèi)阻，所以應該選擇電流表的內(nèi)接法；又為了保護電路，劃線變阻器應該采用分壓電路。千分尺只能測量幾厘米的長度，測量精度為0.01mm。其讀數(shù)方法是：固定刻度數(shù)（0.5mm的整數(shù)倍）+可動刻度上與準線對齊的刻度數(shù)×精確度+估讀數(shù)（千分之毫米位）。據(jù)此可得此表讀數(shù)為0+26.0×0.010.260mm萬用表的讀數(shù)為4.0，又由歐姆定律R及s=D2/4可以得到L12m或13m根據(jù)電路故障檢查的方法，此項有多種方法，答案見后。友情提醒：基本儀器的原理、使用方法、注意事項和讀數(shù)是

11、實驗考核的基礎內(nèi)容。長度和電路量的測量及相關儀器的使用是出題最頻繁的知識點。五、能力突破圖11-7的示數(shù)x2=_mm。如果實驗中所用的雙縫間的距離d=0.20mm，雙縫到屏的距離L=60cm，則計算波長的表達式=_（用已知量和直接測量量的符號表示）。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可得實驗中測出的光的波長=_m。解析：（1）測量頭的讀數(shù)方法與游標卡尺的讀數(shù)方法相同。將主尺上的讀數(shù)加上游標尺上的讀數(shù)：對準第1條時讀數(shù)為0+3×0.05=0.15mm，對準第6條時讀數(shù)為8+19×0.05=8.95mm。相鄰兩條紋間的距離，式中的L為雙縫與屏的距離。所以計算波長的公式是。代入數(shù)值解得m。（2）雙縫

12、干涉實驗中，若在兩個縫前分別放上紅、綠色濾光片，紅、綠光的頻率不同，不是相干光，則屏上沒有干涉條紋，只有亮光，C正確答案：（1）0.15；8.95；m（2）C反思：該題為設計型實驗，由于題中給出了實驗裝置、器材和實驗情景，因此對實驗原理已有了很多提示?；仡櫫W分組實驗和相關規(guī)律，對比有沒有相關的可以遷移的原理。要用物理原理分析題給的實驗情景。解決設計實驗問題，關鍵是在明確實驗目的前題下，弄清該實驗設計實驗原理，然后再根據(jù)所給的實驗性儀器，找出實驗方案，確定實驗步驟，最后結(jié)合相關實驗選擇處理數(shù)據(jù)方法。六、規(guī)律整合：練習使用多用電表測電阻：先機械調(diào)零，再歐姆調(diào)零，并每換一次檔位，都要進行一次歐姆調(diào)

13、零，所選取的檔位應滿足使指針在中值刻度附近，讀出的數(shù)據(jù)應乘以倍率測量時雙手切勿同時接觸被測電阻“半偏法”測量電流表的電路采用的是電阻箱與電流表并聯(lián)形式，測量的結(jié)果是測量值小于真實值；“半偏法”測量電壓表的內(nèi)電阻的的電路采用的是電阻箱與電壓表串聯(lián)形式，測量的結(jié)果是測量值大于真實值伏安法測電阻：兩種電路的選擇：RVRx，電流表外接，電壓表有分流作用，是真實值略大于測量值；RxRA，電流表內(nèi)接，電流表有分壓作用，則測量值略大于真實值。9測定金屬絲的電阻率：所用的原理是電阻定律和部分電路歐姆定律，測量時通過電流不宜大，電流表外接，當金屬絲的電阻較小時，滑線變阻器采用限流電路，當金屬絲的電阻較大時，滑線

14、變阻器采用分壓電路。10.設計性實驗規(guī)律整合明確目的，廣泛聯(lián)系 【2012高考預測】1.（8分）現(xiàn)給出兩個阻值不同的電阻R1和R2，用多用電表按正確的操作程序分別測出它們的阻值，測量R1時選用“×100”歐姆擋，其阻值如下圖中指針所示，R1= ；測量R2時選用“×10”歐姆擋，其阻值如下圖中指針所示，R2= 。將某一小量程的電流表改裝成大量程的電流表，其中改裝后量程較大的是電流表與 （填“R1”或“R2”） 聯(lián)（填“串”或“并”）的。2（10分）如下圖甲為多用電表的示意圖，現(xiàn)用它測量一個阻值約為20的電阻，測量步驟如下：（1）調(diào)節(jié) ，使電表指針停在指針對準 的“0”刻線（填

15、“電阻”或“電流”）。（2）將選擇開關旋轉(zhuǎn)到“”檔的 位置。（填“×1”、“×10”、“×100”或“×1k”）（3）將紅、黑表筆分別插入“+”、“”插孔，并將兩表筆短接，調(diào)節(jié) ，使電表指針對準 的“0”刻線（填“電阻”或“電流”）。（4）將紅、黑表筆分別與待測電阻兩端相接觸，若電表讀數(shù)如下圖乙所示，該電阻的阻值為 。（5）測量完畢，將選擇開關旋轉(zhuǎn)到“OFF”位置。（1）電路中連入的R0阻值至少應為 。（2）設計中需要將電流表上的電流數(shù)值改為拉力的數(shù)值，那么在原電流表的40mA處應改為 N。分析可知，拉力計的刻度是否均勻 。（填寫“均勻”或“不均勻”）（

16、3）為了使拉力計的量程增大應采用的措施是（只填寫一條） 。4（6分）某待測電阻Rx（阻值約20）?，F(xiàn)在要較準確地測量其阻值，且測量時要求兩電表的讀數(shù)均大于其量程的1/3，實驗室還有如下器材：A電流表A1（量程150mA，內(nèi)阻r1約為10）B電流表A2（量程20mA，內(nèi)阻r2=30）C定值電阻R0（100）D滑動變阻器R（010）E直流電源E（電動勢約4V，內(nèi)阻較?。〧開關S與導線若干閉合電鍵S2，斷開電鍵S1、S3，記下此時電壓表V2的讀數(shù)閉合S3，斷開S1，S2，調(diào)節(jié)電阻箱R，當電壓表V2的讀數(shù)與步驟的讀數(shù)相同時，讀出電阻箱的阻值為R0閉合S1、S2，斷開S3，記下V1的示數(shù)U1再斷開S1，

17、記下V1和V2的示數(shù)U1和U2請利用以上的測量數(shù)據(jù)寫出該電源的電動勢和內(nèi)阻的測量值表達式E= ，r= 。 （1）不計電流表內(nèi)阻的影響，用I1、I2和R0表示Rx的公式為Rx= 。（2）考慮電流表內(nèi)阻的影響，用I1、I2、R0、的內(nèi)阻r1、的內(nèi)阻r2表示Rx的公式為Rx= 。（2）下面是主要的實驗操作步驟，將所缺的內(nèi)容填寫在橫線上：第一步：斷開S，按電路原理圖連接器材，將兩個滑動變阻器 R1、R2的觸頭分別置于合理的位置； 第二步：閉合S，分別調(diào)節(jié)R1和R2至適當位置， 。（3）用已知量和測得量的符號表示微安表的內(nèi)阻Rg= 。 8（8分）某同學設計如下圖所示電路用來測量電源的電動勢和內(nèi)阻，其中電

18、流表內(nèi)阻為RA。（1）為保證實驗安全、準確、操作方便，應選用的器材除小燈泡、電源、電流表、開關、導線外，還需要 （均用器材對應的字母填寫）（2）根據(jù)你設計的實驗電路，完成上面實物圖的連線。（3）根據(jù)你的設計，若從儀表盤上讀到的數(shù)據(jù)分別為U、IG，則小燈泡在該條件下的功率表達式為 （均用字母表示）。表達式中除U、IG外，其他符號的意義為 。11（10分）用下列器材組裝成一個電路，既能測量出電池組的電動勢E和內(nèi)阻r，又能同時描繪小燈泡的伏安特性曲線。A電壓表V1（量程6V、內(nèi)阻很大）B電壓表V2（量程3V、內(nèi)阻很大）C電流表A（量程3A、內(nèi)阻很小）D滑動變阻器R（最大阻值10、額定電流4A）E小燈

19、泡（2A、5W）F電池組（電動勢E、內(nèi)阻r）G開關一只，導線若干（1）實驗中用螺旋測微器測得金屬絲的直徑如上圖所示，其示數(shù)為d mm。（2）根據(jù)所給實驗器材，電流表選用 ，電壓表選用 （填寫實驗器材前面的字母）。（3）根據(jù)所給實物圖，在右側(cè)方框中作出實驗原理圖。 （4）若測得的金屬絲直徑用d表示，電流表G的讀數(shù)用I表示，電壓表V的讀數(shù)用U表示，則由已知量和測得量的符號表示金屬絲的長度L 。答案與解析：4【答案】（1）如右圖所示（4分）（2）（2分）【解析】從題給出的器材中知，這里對電阻Rx的測量可用伏安法來設計電路。由于題給出的器材中沒有電壓表，而電流表A2的內(nèi)阻r2已知，因此電壓表可由電流表A2和固定電阻R0（100）串聯(lián)。通過計