2014步步高高三物理二輪復習專題八時

1、專題定位高考對學生實驗的考查，主要有以下十一個實驗：探究速度隨時間的變化規(guī)律；探究力的平行四邊形定則；探究加速度與物體質量、物體受力的關系；驗證機械能守恒定律；探究決定導線電阻的因素；描繪小燈泡的伏安特性曲線；測量電源的電動勢和內(nèi)阻；用油膜法估測分子的大??；探究單擺周期與擺長的關系；測定玻璃的折射率；驗證動量守恒定律(其中是選考模塊要求的實驗)高考除了對課本中原有的學生實驗進行考查外，還增加了對演示實驗的考查，利用學生所學過的知識，對實驗器材或實驗方法加以重組，來完成新的實驗設計設計型實驗將逐步取代對課本中原有的單純學生實驗的考查應考策略， 抓住實驗的靈魂實驗原理，掌握數(shù)據(jù)處理的方法，熟知兩類

2、誤差分析第1課時力學實驗與創(chuàng)新一、游標卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)例1用游標卡尺測得某樣品的長度如圖1甲所示，其讀數(shù)L_mm；用螺旋測微器測得該樣品的外邊長a如圖乙所示，其讀數(shù)a_mm.圖1解析根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)方法，讀數(shù)為20mm3×mmmm.根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)方法，讀數(shù)為mm×mmmm.答案以題說法1.游標卡尺的讀數(shù)方法：由主尺讀出整毫米數(shù)l0，從游標尺上讀出與主尺上某一刻度對齊的格數(shù)n，則測量值(mm)(l0n×精確度) mm.注意：(1)游標卡尺的精確度一般為游標尺上總刻度數(shù)的倒數(shù)(2)游標卡尺不需要估讀2螺旋測微器的讀數(shù)方法：測量值(mm)固定刻度指示的毫米

3、數(shù)(注意半毫米刻度線是否露出)可動刻度上與固定刻度基線所對的刻度值(注意刻度值要估讀一位)×mm.(1)用螺旋測微器測量一小球的直徑，結果如圖2甲所示，則小球的直徑d_mm.圖2(2)知識的遷移能力是非常重要的，應用螺旋測微器的原理，解決下面的問題：在一些用來測量角度的儀器上，有一個可轉動的圓盤，圓盤的邊緣標有角度刻度為了較準確地測量出圓盤轉動的角度，在圓盤外側有一個固定不動的游標，上面共有10個分度，對應的總角度為9度如圖乙中畫出了游標和圓盤的一部分讀出此時圓盤的零刻度線相對于游標零刻度線轉過的角度為_度答案(1)(2)解析(1)螺旋測微器主尺讀數(shù)為mm，可動刻度一共50個格，代表

4、mm，每個格表示mm，第47.5個格與固定刻度基線對齊，因此可動刻度的讀數(shù)為mm，故螺旋測微器的讀數(shù)為mm.(2)二、探究力的平行四邊形定則例2有同學利用如圖3所示的裝置來驗證力的平行四邊形定則在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個光滑的滑輪A和B，將繩子打一個結點O，每個鉤碼的重量相等，當系統(tǒng)達到平衡時，根據(jù)鉤碼個數(shù)讀出三根繩子的拉力FTOA、FTOB和FTOC，回答下列問題：圖3(1)改變鉤碼個數(shù)，實驗能完成的是_A鉤碼的個數(shù)N1N22，N34B鉤碼的個數(shù)N1N33，N24C鉤碼的個數(shù)N1N2N34D鉤碼的個數(shù)N13，N24，N35(2)在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個步驟是_A標記結點O的位置，

5、并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向B量出OA、OB、OC三段繩子的長度C用量角器量出三段繩子之間的夾角D用天平測出鉤碼的質量(3)在作圖時(如圖4)，你認為圖示中_是正確的(填“甲”或“乙”)圖4解析(1)實驗中的分力與合力的關系必須滿足：|F1F2|<F3<F1F2，因此B、C、D選項是可以的(2)在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個步驟是標記結點O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向(3)F3的方向一定豎直向下，而F1和F2合力方向由于測量誤差可能偏離豎直向上方向，所以甲是正確的答案(1)BCD(2)A(3)甲以題說法“力作用效果的等效性”2對實驗步驟中兩個分力和合力的大

6、小和方向的確定也是考查的重點“驗證力的平行四邊形定則”的實驗如圖5甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，P為橡皮條與細繩的結點，用兩把互成角度的彈簧秤把結點P拉到位置O.圖5從圖甲可讀得彈簧秤B的示數(shù)為_N.為了更準確得到合力與分力的關系，要采用作力的_(填“圖示”或“示意圖”)來表示分力與合力圖乙中與F1、F2效果相同的力是_(填“F”或“F”)圖乙中方向一定沿AO方向的力是_(填“F”或“F”)答案圖示FF解析為了更準確得到合力與分力的關系，要采用作力的圖示來表示分力與合力圖乙中與F1、F2效果相同的力是用一個彈簧秤把結點P拉到位置O時的力F.圖乙中方向一定沿AO方向的力是F.三、以打點計時器

7、或光電門為工具的力學實驗例3(2013·四川·8(2)如圖6所示，某組同學借用“探究a與F、m之間的定量關系”的相關實驗思想、原理及操作，進行“研究合外力做功和動能變化的關系”的實驗：圖6為達到平衡阻力的目的，取下細繩及托盤，通過調整墊片的位置，改變長木板傾斜程度，根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做_運動連接細繩及托盤，放入砝碼，通過實驗得到圖7所示的紙帶紙帶上O為小車運動起始時刻所打的點，s的相鄰計數(shù)點A、B、C、D、E、F、GN，小車的質量為kg.圖7請計算小車所受合外力做的功W和小車動能的變化Ek.補填表中空格(結果保留至小數(shù)點后第四位).OBOCODOEOFW/J2245

8、Ek/J0047分析上述數(shù)據(jù)可知：在實驗誤差允許的范圍內(nèi)WEk.與理論推導結果一致×103kg，實驗時該組同學放入托盤中的砝碼質量應為_kg(g取m/s2，結果保留至小數(shù)點后第三位)解析WFxOF××1025JvFm/s1.051 m/sEkmv××25J設放入砝碼質量為m，則(m×103kg)gN(m×103kg)a對小車：am/s21 m/s2聯(lián)立得：mkg答案勻速直線55以題說法考試說明規(guī)定的必考模塊中的四個力學實驗中有三個涉及打點計時器：探究速度隨時間的變化規(guī)律；探究加速度與物體質量、物體受力的關系；驗證機械能守恒定

9、律在創(chuàng)新實驗中打點計時器也經(jīng)常出現(xiàn)，這類實驗的關鍵是要掌握紙帶的分析處理方法，對于紙帶常見有以下三大應用1由紙帶確定時間要區(qū)別打點計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點之間的區(qū)別與聯(lián)系，便于測量和計算，一般每五個點取一個計數(shù)點，這樣時間間隔為t×5s.2求解瞬時速度利用做勻變速運動的物體在一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度如圖8所示，打n點時的速度vn圖83用“逐差法”求加速度如圖9所示，a圖9有些實驗用光電門代替打點計時器來完成瞬時速度和加速度的測量，具體做法如下：(1)求瞬時速度：把遮光條(寬度為d)通過光電門的時間t內(nèi)的平均速度看做物體經(jīng)過光電門的瞬時速度，即v.(2)求加速

10、度：若兩個光電門之間的距離為L，則利用速度與位移的關系可求加速度，即a.某學習小組在“探究速度隨時間的變化規(guī)律”的實驗中，用如圖10所示的氣墊導軌裝置來測小車的加速度，由導軌標尺可以測出兩個光電門之間的距離L，窄遮光板的寬度為d，窄遮光板依次通過兩個光電門的時間分別為t1、t2.圖10(1)通過兩個光電門的瞬時速度分別為v1_，v2(填“極限法”“微元法”或“控制變量法”)(2)則滑塊的加速度可以表示為a_(用題中所給物理量表示)(3)該學習小組在測出滑塊的加速度后，經(jīng)分析討論，由于滑塊在氣墊導軌上運動時空氣阻力很小，可用上述實驗裝置來驗證機械能守恒定律，為此還需測量的物理量是_和_，機械能守

11、恒的表達式為_(用題中所給物理量和測量的物理量表示)答案(1)極限法(2)()(3)沙桶的質量m滑塊的質量MmgL(Mm)d2()解析(1)小車通過兩個光電門的瞬時速度等于小車通過光電門這段時間內(nèi)的平均速度，故瞬時速度分別為和.時間取的越短，瞬時速度越接近平均速度，故采用了極限法；(2)根據(jù)運動學公式2aLvv，代入可求得加速度a()；(3)要驗證機械能守恒就要看沙桶重力勢能的減少量和系統(tǒng)動能的增加量是否相等，因此需要測量沙桶的質量m和滑塊的質量M，機械能守恒定律的表達式為mgL(Mm)d2()13力學創(chuàng)新實驗的分析技巧審題示例(2013·新課標·22)(7分)圖11為測量

12、物塊與水平桌面之間動摩擦因數(shù)的實驗裝置示意圖實驗步驟如下：圖11用天平測量物塊和遮光片的總質量M，重物的質量m，用游標卡尺測量遮光片的寬度d，用米尺測量兩光電門之間的距離s；調整輕滑輪，使細線水平；讓物塊從光電門A的左側由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間tA和tB，求出加速度a；多次重復步驟，求a的平均值；根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù).回答下列問題：(1) 測量d時，某次游標卡尺(主尺的最小分度為1mm)的示數(shù)如圖12所示其讀數(shù)為_cm.圖12(2)物塊的加速度a可用d、s、tA和tB表示為a_.(3)動摩擦因數(shù)可用M、m、和重力加速度g表示為_.(4)如

13、果細線沒有調整到水平，由此引起的誤差屬于_(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)審題模板答題模板(1)cm12×mmcm(2分)(2)因為vA，vB，又由2asvv，得a()2()2(2分)(3)設細線上的拉力為FT，則mgFTm，F(xiàn)TMgM兩式聯(lián)立得(2分)(4)細線沒有調整到水平，屬于實驗方法粗略，這樣會引起系統(tǒng)誤差(1分)答案(1)(2)()2()2(3)(4)系統(tǒng)誤差(限時：45分鐘)1(2013·廣東·34(1)研究小車勻變速直線運動的實驗裝置如圖1(a)所示，其中斜面傾角可調，打點計時器的工作頻率為50Hz，紙帶上計數(shù)點的間距如圖(b)所示，其中每相鄰兩點之

14、間還有4個記錄點未畫出圖1部分實驗步驟如下：A測量完畢，關閉電源，取出紙帶B接通電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車C將小車?？吭诖螯c計時器附近，小車尾部與紙帶相連D把打點計時器固定在平板上，讓紙帶穿過限位孔上述實驗步驟的正確順序是：_(用字母填寫)圖(b)中標出的相鄰兩計數(shù)點的時間間隔T_s.計數(shù)點5對應的瞬時速度大小計算式為v5_.為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小誤差，小車加速度大小的計算式應為a_.答案DCBA解析時間tnT05×s(n為相鄰兩個計數(shù)點的間隔數(shù))在勻變速直線運動中：中間時刻的速度等于平均速度取s1s1s2s3，s2s4s5s6，則：T3T，就可用ss2s1aT2求a.

15、2某同學找到一條遵循胡克定律的橡皮筋來驗證力的平行四邊形定則，設計了如下實驗：圖2(1)將橡皮筋的兩端分別與兩條細線相連，測出橡皮筋的原長；(2)將橡皮筋一端細線用釘子固定在豎直板上M點，在橡皮筋的中點O再用細線系重物，自然下垂，如圖2甲所示(3)將橡皮筋另一端細線固定在豎直板上的N點，如圖乙所示為完成實驗，下述操作中需要的是_A橡皮筋兩端連接的細線長度必須相同B要測量圖甲中橡皮筋Oa的長度和圖乙中橡皮筋Oa、Ob的長度CM、N兩點必須在同一高度處D要記錄圖甲中O點的位置及過O點的豎直方向E要記錄圖乙中結點O的位置、過結點O的豎直方向及橡皮筋Oa、Ob的方向答案BE解析橡皮筋兩端連接的細線長度

16、不需要必須相同，M、N兩點可以不在同一高度處，不需要記錄題圖甲中O點的位置及過O點的豎直方向由于已經(jīng)測出橡皮筋的原長，只需要測量題圖甲中橡皮筋Oa的長度和題圖乙中橡皮筋Oa、Ob的長度，需要記錄題圖乙中結點O的位置、過結點O的豎直方向及橡皮筋Oa、Ob的方向操作中需要的是B、E.3用圖3所示的裝置做“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”的實驗圖3(1)為了減小長木板對小車摩擦力的影響，必須在長木板_(填“遠離”或“靠近”)滑輪的一端下面墊一塊木板，反復移動木板的位置，直至小車能單獨在長木板上做_運動(2)為了驗證小車的加速度與其質量的定量關系，必須采用_法(3)保持小車受力不變，測量不同質量

17、的小車在這個力作用下的加速度某次實驗中打出如圖4所示的紙帶(打點計時器電源的頻率為50Hz)，則這個加速度值a_m/s2.圖4(4)某同學把實驗得到的幾組數(shù)據(jù)畫成圖5的am圖象，為了更直觀描述小車的加速度跟其質量的關系，請你根據(jù)他的圖象在圖6中畫出a圖象圖5圖6答案(1)遠離勻速直線(2)控制變量(3)()(4)如圖所示解析(1)為了減小長木板對小車摩擦力的影響，必須平衡摩擦力，在長木板遠離滑輪的一端下面墊一塊木板，反復移動木板的位置，直至小車能單獨在長木板上做勻速直線運動(2)由于小車的加速度與合外力和質量有關，為了驗證小車的加速度與其質量的定量關系，必須采用控制變量法(3)3m3m2a(5

18、/f)2解得a0.8 m/s2.(4)某同學把實驗得到的幾組數(shù)據(jù)畫成了題圖的am圖象，為了更直觀描述小車的加速度跟其質量的關系，可根據(jù)他的圖象上的一些數(shù)據(jù)點，在題圖中畫出a圖象4“動能定理”和“機械能守恒定律”是物理學中很重要的兩個力學方面的物理規(guī)律有一名同學設計了如圖7甲所示的實驗裝置一個電磁鐵吸住一個小鋼球，當將電磁鐵斷電后，小鋼球將由靜止開始向下加速運動小鋼球經(jīng)過光電門時，計時裝置將記錄小鋼球通過光電門所用的時間t，用直尺測量出小鋼球由靜止開始下降至光電門時的高度h.圖7(1)這名同學為了驗證“動能定理”，用游標卡尺測量了小鋼球的直徑，結果如圖乙所示，他記錄的小鋼球的直徑d_cm.(2)

19、這名同學在驗證“動能定理”的過程中，忽略了空氣阻力的影響，除了上述的數(shù)據(jù)之外是否需要測量小鋼球的質量？_(填“需要”或“不需要”)(3)該同學如果打算用這套裝置驗證機械能守恒定律，下面的做法能提高實驗精度的是()A在保證其他條件不變的情況下，減小小球的直徑B在保證其他條件不變的情況下，增大小球的直徑C在保證其他條件不變的情況下，增大小球的質量D在保證其他條件不變的情況下，減小小球的質量答案(1)(2)不需要(3)AC解析(1)游標卡尺讀數(shù)時，先讀主尺為10mm，再讀游標尺，共10個格，每個格代表mm，第0個格與主尺刻度線對齊，故游標卡尺讀數(shù)為mm，因此小鋼球的直徑為cm；(2)在驗證動能定理時，我們使用的方法是驗證mghmv2，v，因為兩邊都有質量，故不需要測質量；(3)由于空氣阻力的影響，實際的方程應該是mghFfhmv2，v，可以推得ghv2，v，所以質量越大，越小，可以提高精確性，C正確；另外從推導過程來看d越小，速度的測量越精確，所以A正確5 (2013·新課標·22)某同學利用下述裝置對輕質彈簧的彈性勢能進行探究：一輕質彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左