高考物理大一輪復習 解題能力講座課件3 滬科版.ppt
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解題能力講座(三)——破解高考實驗題的方法技巧,近幾年高考出現(xiàn)的實驗試題,雖然形式多樣,但考查特點主要有兩個,一是重基礎,考查基本儀器的使用和讀數(shù);二是重能力,考查重點是實驗原理、實驗方法、實驗儀器選擇、電路連接、實驗操作(理論)及數(shù)據(jù)處理、實驗拓展等。 在高考實驗中取得高分的策略是:掌握三種方法技巧,做好兩類題型。,方法技巧 技巧一 正確使用、準確讀數(shù) 實驗儀器讀數(shù)的基本原則:儀器最小刻度是“1”的,一般要求讀到最小刻度后再往下估讀一位(估讀的這位是不可靠數(shù)字);儀器最小刻度是“2”和“5”的,一般只要求讀到最小刻度所在的這一位,不再往下估讀。游標卡尺、秒表、電阻箱因為本身構(gòu)造情況不需要估讀。,【典例1】 (2014·山東德州一模)某同學要測量一個由均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ。步驟如下: (1)游標卡尺測量其長度如圖1甲所示,可知其長度為________mm; (2)用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示,可知其直徑為________mm;,圖1,(3)選用多用電表的電阻“×1”擋,按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻,表盤的示數(shù)如圖2所示,則該電阻的阻值約為________Ω;,圖2,(4)為更精確地測量其電阻,可供選擇的器材如下: 電流表A1(量程300 mA,內(nèi)阻約為2 Ω); 電流表A2(量程150 mA,內(nèi)阻約為10 Ω); 電壓表V1(量程1 V,內(nèi)阻r=1 000 Ω); 電壓表V2(量程15 V,內(nèi)阻約為3 000 Ω); 定值電阻R0=1 000 Ω; 滑動變阻器R1(最大阻值為5 Ω); 滑動變阻器R2(最大阻值為1 000 Ω); 電源E(電動勢約為4 V,內(nèi)阻r約為1 Ω); 開關,導線若干。,為了使測量盡量準確,測量時電表讀數(shù)不得小于其量程的,電壓表應選____,電流表應選____,滑動變阻器應選____。(均填器材代號) 根據(jù)你選擇的器材,請在線框內(nèi)畫出實驗電路圖。,,解析 (1)游標卡尺讀數(shù)為50 mm+3×0.05 mm=50.15 mm。 (2)螺旋測微器讀數(shù)為4.5 mm+20.0×0.01 mm=4.700 mm。 (3)多用電表的讀數(shù)為22 Ω。 (4),,【即學即練】 1.圖3、4為常用的電壓表和電流表的刻度盤,在圖3中,若選用的量程為0~15 V,則表的示數(shù)為________,若選用的量程為0~3 V,則表的示數(shù)為________。在圖4中,若選用的量程為0~0.6 A,則表的示數(shù)為________,若選用的量程為0~3 A,則表的示數(shù)為________。,圖3 圖4,解析 在圖3中,若選用的量程為0~15 V,則最小分度為0.5 V,讀數(shù)時應估讀到最小分度的1/5,所以讀數(shù)為10.8 V。若選用的量程為0~3 V,則最小分度為0.1 V,讀數(shù)時應估讀到最小分度的1/10,所以讀數(shù)為2.16 V。在圖4中,若選用的量程為0~0.6 A,則最小分度為0.02 A,讀數(shù)時應估讀到最小分度的1/2,所以讀數(shù)為0.16 A。若選用的量程為0~3 A,則最小分度為0.1 A,讀數(shù)時應估讀到最小分度的1/10,所以讀數(shù)為0.80 A。 答案 10.8 V 2.16 V 0.16 A 0.80 A,技巧二 連圖清晰、作圖規(guī)范 實物圖連接一定要清晰,不能交叉相連。描點作圖連線時要讓各點均勻分布在直線的兩側(cè)(圖線為直線),個別明顯偏離較遠的點可以不予考慮。,【典例2】 某同學為了測量某電池的電動勢E和內(nèi)阻r,設計了如圖5甲所示的電路,已知定值電阻R0=20 Ω,電壓表V2的內(nèi)阻很大,可視為理想電壓表。 (1)根據(jù)圖甲所示電路,請在乙圖中用筆畫線代替導線,完成實物電路的連接。,圖5,(2)實驗中,該同學移動滑動變阻器滑片,讀出電壓表V1和V2的示數(shù)U1、U2數(shù)據(jù)如表格中所示。請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在下面的虛線框內(nèi)畫出U2-U1的關系圖線。,,(3)由圖像可得該電池的電動勢E=________V,內(nèi)阻r=________Ω。,答案 (1)如圖甲所示 (2)如圖乙所示 (3)18.0(17.9~18.1均對) 30.8(29.8~31.8均對),【即學即練】 2.如圖6甲所示,是某同學設計的一個測電源電動勢和內(nèi)阻的原理圖,待測電源電動勢E、內(nèi)阻r,電壓表V的量程為3 V,內(nèi)阻非常大(可視為理想電壓表),電阻箱R,一段電阻未知的電阻絲R0,單刀單擲開關K1,單刀雙擲開關K2,實驗步驟如下: (1)調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為20 Ω,K2接到a,閉合K1,記下電壓表的讀數(shù)為2.00 V,斷開K1。,(4)根據(jù)原理圖連接實物圖丁。,圖6,答案 ②2.40 4.00 ③2.5 0.69 ④如圖所示,技巧三 理解原理、靈活遷移 此類實驗要求考生能將教材中分組實驗和演示實驗的實驗原理、實驗方法遷移到新的背景中,深刻理解物理概念和規(guī)律,并能靈活運用。如力學中與紙帶相關的實驗、電學設計實驗,都可考查學生運用已學過的實驗方法、原理處理新情境實驗問題的能力。,【典例3】 為測定木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù),小亮設計了如圖7甲所示的裝置進行實驗,實驗中,當木塊A位于水平桌面上的O點時,重物B剛好接觸地面,將A拉到P點,待B穩(wěn)定后靜止釋放,A最終滑到Q點,分別測量OP、OQ的長度為h和s,重復上述實驗,分別記錄幾組實驗數(shù)據(jù),根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出s-h(huán)關系圖像如圖乙所示。,(1)實驗測得A、B的質(zhì)量分別為m=0.4 kg、M=0.5 kg,根據(jù)s-h(huán)圖像可計算出A木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=________(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。 (2)實驗中,滑輪軸的摩擦會導致μ的測量結(jié)果________(填“偏大”、“偏小”、“不變”)。,圖7,,【即學即練】 3.(2014·山東濱州一模)某同學用如圖8甲所示的電路測量歐姆表的內(nèi)阻和電源電動勢(把歐姆表看成一個電源,且已選定倍率并進行了歐姆調(diào)零)。實驗器材的規(guī)格如下: 電流表A1(量程200 μA,內(nèi)阻R1=300 Ω) 電流表A2(量程30 mA,內(nèi)阻R2=5 Ω) 定值電阻R0=9 700 Ω 滑動變阻器R(阻值范圍0~50 Ω),(1)閉合開關S,移動滑動變阻器的滑動觸頭至某一位置,讀出電流表A1和A2的示數(shù)分別為I1和I2。多次改變滑動觸頭的位置,得到的數(shù)據(jù)見下表。,圖8,依據(jù)表中數(shù)據(jù),作出I1-I2圖線如圖乙所示;據(jù)圖可得,歐姆表內(nèi)電源的電動勢為E=________V,歐姆表內(nèi)阻為r=________Ω。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字) (2)若某次電流表A1的示數(shù)是114 μA,則此時歐姆表示數(shù)為________Ω。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字),,兩類題型 題型一 常規(guī)實驗型 常規(guī)實驗是指課本上的實驗,主要有研究勻變速直線運動、驗證力的平行四邊形定則、探究彈力和彈簧伸長的關系、驗證牛頓運動定律、探究動能定理、驗證機械能守恒定律等動力學實驗以及測定金屬的電阻率、描繪小電珠的伏安特性曲線、測定電源的電動勢和內(nèi)阻等電學實驗。實驗原理的理解、實驗數(shù)據(jù)的處理、實驗誤差的分析是考查的重點與熱點。,【典例4】 (1)利用力傳感器研究“加速度與合外力的關系”的實驗裝置如圖9甲。,甲,①下列關于該實驗的說法,錯誤的是________。(填選項前的字母) A.做實驗之前必須平衡摩擦力 B.小車的質(zhì)量必須比所掛鉤碼的質(zhì)量大得多 C.應調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細線與木板平行 D.實驗開始的時候,小車最好距離打點計時器遠一點,圖9,②從實驗中挑選一條點跡清晰的紙帶,每5個點取一個計數(shù)點,用刻度尺測量計數(shù)點間的距離如圖乙所示,已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz。從圖中所給的刻度尺上讀出A、B兩點間的距離s1=________cm;該小車的加速度a=________m/s2(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),實驗中紙帶的____(填“左”或“右”)端與小車相連接。 (2)將“小電珠L、滑動變阻器、多用電表、電流表、直流穩(wěn)壓電源、開關和導線若干”連成如圖10甲所示的電路,進行“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗。 ①閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片P置于____(填“左”或“右”)端。 ②用多用電表電壓擋測量L電壓時,紅表筆應接圖甲中的____(填“a”或“b”)點。,③正確連線后,閉合開關,發(fā)現(xiàn)不論怎么調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,多用電表指針均不偏轉(zhuǎn)。將兩表筆改接到圖甲電路的a、c兩點,電表指針仍不偏轉(zhuǎn),改接a、d兩點時,電表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示,其示數(shù)為________V;可判定故障為d、c間電路________(填“斷路”或“短路”)。,圖10,④甲、乙兩位同學用完多用電表后,分別把選擇開關放在圖11所示位置。則________的習慣好。,圖11,解析 (1)①要使力傳感器測量的力等于小車受到的合力,一是必須平衡摩擦力,二是使細線與木板保持平行,但沒有必要使小車的質(zhì)量遠大于所掛鉤碼的質(zhì)量,A、C正確,B錯誤;為使測量的數(shù)據(jù)多一些,實驗開始的時候,小車最好距離打點計時器近一點,D錯誤。②A、B兩點間的距離為0.70 cm,由Δs=aT2得a=0.20 m/s2;小車做加速運動,相同的時間運動的位移逐漸增大,因此左端與小車相連。,(2)①開始時,要使小燈泡兩端的電壓為零,滑片P應置于最左端。②多用電表的紅表筆對應電壓表的正接線柱,應接電勢高處,故接a端。③電壓表讀數(shù)為2.00 V,說明d、c間電路斷路。④測量完后,要將選擇開關調(diào)到交流電壓的最高擋,故乙同學操作正確。 答案 (1)①BD ②0.70 0.20 左 (2)①左 ②a ③2.00 斷路 ④乙同學(“乙”也對),【即學即練】 4.某學習小組為了測量一電阻Rx(約300 Ω),現(xiàn)有下列器材。 電流表A1(0~5 mA的理想電表); 電源E:干電池(1.5 V); 電壓表V(量程為10 V,內(nèi)阻約為3 kΩ); 電流表A2(0~10 mA,內(nèi)阻約100 Ω); 定值電阻R1:阻值為300 Ω; 定值電阻R2:阻值為10 Ω; 滑動變阻器R3:最大阻值為1 000 Ω; 滑動變阻器R4:最大阻值為20 Ω; 開關S、導線若干。,(1)定值電阻應選________,滑動變阻器應選________。(填寫器材字母符號) (2)畫出設計的實驗電路圖。 (3)用已知的量和實驗中測得的量表示待測電阻Rx=________。,,解析 (1)量程為10 V的電壓表量程太大,不能用,分析可知Rx需與A1串聯(lián),串聯(lián)后與定值電阻并聯(lián),用A2測并聯(lián)后的總電流,待測電阻Rx兩端的最大電壓約為U=5×10-3×300 V=1.5 V,若兩電流表均滿偏,則通過定值電阻的電流為5 mA,所以定值電阻的阻值約為300 Ω,定值電阻選R1;滑動變阻器R3最大阻值太大,不便于操作,因此應選用R4,采用分壓式接法接入電路。,,題型二 創(chuàng)新探究型 創(chuàng)新探究實驗通常是將課本上的實驗做適當?shù)淖兓?、?chuàng)新。試題的“創(chuàng)新”點主要體現(xiàn)在:改變實驗探究的條件、改變實驗探究的結(jié)論、改變實驗探究的思路、改變實驗考查的方法、體現(xiàn)實驗探究結(jié)果的開放性、評估實驗探究的過程與結(jié)果等方面。從命題趨勢上看,實驗考查向著拓展實驗、創(chuàng)新實驗方向發(fā)展,注重考查同學們的知識遷移能力和解決實際問題的能力。,【典例5】 (2014·吉林質(zhì)檢)在研究電磁感應現(xiàn)象的過程中,某同學設計了一個如圖12所示的裝置。ABCD為一個右端開口的U形水平導軌,它所在空間有垂直于導軌平面向上的勻強磁場。導體棒AD和BC段導軌是有電阻的,其他部分電阻不計。其中BC段電阻R0=5 Ω。現(xiàn)先讓導體棒AD在外力作用下沿導軌由靜止開始做勻加速直線運動,當導體棒速度達到某一值時,通過調(diào)整外力使導體棒立即做該速度下的勻速直線運動。若已知導體棒的長度l=1 m,磁場的磁感應強度B0=0.6 T。,(1)現(xiàn)要用電壓表測量AD兩端的電壓值,需要將一個量程為3 V,內(nèi)阻值為5 kΩ的電壓表V的量程擴大為6 V,需要在下面給出的電阻箱中選擇一個與電壓表V串聯(lián),你認為應選擇________。(請?zhí)顚戇x項字母),圖12,A.電阻箱(阻值范圍0~99 Ω) B.電阻箱(阻值范圍0~999 Ω) C.電阻箱(阻值范圍0~9 999 Ω) (2),圖13,當導體棒的加速度a=1 m/s2時,實驗者通過傳感器采集到的電壓U和時間t的多組數(shù)據(jù),利用計算機繪制出的U-t的關系圖像如圖13所示,則可能求出導體棒AD的阻值為______Ω。 (3)實驗者改變磁感應強度B的大小,重復上述實驗操作。記錄導體棒勻速運動時電壓表示,圖14,數(shù)U和磁感強度B的多組數(shù)據(jù),并作出U-B關系圖像如圖14所示。則在磁感強度增大的過程中導體棒最終速度變化情況為________(選填“變大”“變小”或“不變”)。,,【即學即練】 5.利用自由落體運動可測量重力加速度。有兩組同學分別利用圖15甲、乙所示的兩種實驗裝置進行了實驗,其中乙圖中的M為可恢復彈簧片,M與觸頭接觸,開始實驗時需要手動敲擊M斷開電路,使電磁鐵失去磁性釋放第一個小球,當前一個小球撞擊M時后一個小球被釋放。,圖15,,- 配套講稿:
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