高考物理二轮复习专项2题型突破专题2四大技巧破解实验题高分突破学案.docx

题型2四大技巧破解实验题物理实验题分值一般为15分，多为一大带一小的形式，其中第22题多为常规型实验题，侧重考查基本实验仪器的读数或教材上要求的基本实验的实验原理、实验步骤的理解和实验数据的处理，第23题侧重考查学生的实验迁移能力，多为创新设计型实验题.读数类实验正确使用，准确读数刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、电流表、电压表、多用电表都是基本仪器，要熟练掌握它们的使用方法、操作规程和读数规则，在高考前要进行系统的实际测量和读数练习，特别是游标卡尺、螺旋测微器、电学实验仪器的读数.此类试题难度不大，要防止在读数的估读、结果的有效数字和单位上出错.为使读数正确必须做到以下三点：,(1)要注意量程.,(2)要弄清所选量程对应的每一大格和每一小格所表示的量值.,(3)要掌握需要估读的基本仪器的读数原则.读数的基本原则：凡仪器最小刻度是“1”的，要求读到最小刻度后再往下估读一位；凡仪器最小刻度是“2”和“5”的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读. 典例1(1)请读出螺旋测微器和游标卡尺的示数甲：_cm；乙：_cm.图1(2)某照明电路出现故障，其电路如图2甲所示，该电路用标称值12 V的蓄电池作电源，导线及其接触完好维修人员使用已调好的多用电表直流50 V挡检测故障他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点甲乙图2断开开关，红表笔接a点时多用电表指示如图2乙所示，读数为_V，说明_正常(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然和图2乙相同，可判定发生故障的器件是_(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)【解析】(1)螺旋测微器的固定刻度读数为0.5 mm，可动刻度读数为0.0111.7 mm0.117 mm，所以最终读数为0.617 mm0.061 7 cm.游标卡尺的固定刻度读数为100 mm，游标尺读数为0.14 mm0.4 mm，所以最终读数为100 mm0.4 mm100.4 mm10.04 cm.(2)多用电表直流50 V挡，每一小格是1 V，要估读到0.1 V，读数是11.5 V，断开开关，多用电表直接测量电源两端电压，多用电表有示数且接近电源电动势，说明电源正常红表笔接b点，闭合开关，多用电表示数与中相同，说明电路仍然处于断路状态，而开关是闭合的，因此可以确定是小灯发生断路故障【答案】(1)0.061710.04(2)11.5蓄电池小灯【名师点评】游标卡尺的读数方法是主尺读数加上游标尺读数，不需要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，读可动刻度时需要估读尝试应用(1)图3甲中游标卡尺的读数为_ mm，图3乙中螺旋测微器的读数为_ mm.图3(2)某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电压表的内阻，如图4甲所示先将选择开关旋至倍率“10”挡，红、黑表笔短接调零后进行测量，红表笔应接电压表的_(选填“”或“”)接线柱，结果发现欧姆表指针偏角太小，则应将选择开关旋至_(选填“1”或“100”)挡并_，最终测量结果如图4乙所示，则电压表的电阻为_.图4【解析】(1)由游标卡尺的读数规则主尺上的整毫米数精确度对齐格数(不估读)，可知游标卡尺的读数为29 mm0.1 mm829.8 mm；由螺旋测微器的读数规则固定刻度上的毫米数(要注意半毫米线)0.01 mm对齐刻度(一定要估读)，可知螺旋测微器的读数为0.5 mm0.01 mm38.00.880 mm.(2)多用电表使用时要注意电流是“红进黑出”，电压表中电流是从正接线柱流入的，所以多用电表的红表笔应接电压表的“”接线柱，欧姆表指针偏角太小，说明所测电阻阻值较大，应换用大倍率挡位进行测量，并且重新进行欧姆调零，读数结果为30100 3 000 .【答案】(1)29.80.880(2)100重新进行欧姆调零3 000常规型实验紧扣教材，融会贯通教材中的实验是高考创新实验的命题根源，这就要求我们在高考实验备考中要紧扣教材中的实验，弄清和掌握教材中每一个实验的实验原理、实验步骤、数据处理、误差分析等，对每一个实验都应做到心中有数，并且能融会贯通典例2某小组利用如图5所示的装置验证牛顿第二定律实验中，他们平衡了摩擦力，用天平测出小车的总质量，用细线所挂钩码的总重力代替小车所受的牵引力大小F.图5(1)他们还在实验时调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行这样做的目的是_A避免小车在运动过程中发生抖动B使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C保证小车最终能够做匀速直线运动D使细线拉力等于小车受到的合力(2)实验得到一条点迹清晰的纸带如图6甲所示，O、A、B、C、D是在纸带上选取的计数点，相邻计数点间还有4个打点未画出，AB、CD间的距离分别为x1、x2，打点计时器的打点周期为T，则小车运动的加速度大小为_(3)下表记录了小车质量一定时，牵引力大小F与对应的加速度a的几组数据，请在图乙的坐标系中描点作出aF图线图6钩码个数12345F/N0.490.981.471.962.45a/(ms2)0.921.682.322.883.32(4)结合实验中画出的aF图线分析产生误差的原因主要是_.【解析】(1)使牵引小车的细线与木板平行，这样做的目的是在平衡摩擦力后使细线拉力等于小车受的合力(2)因为每相邻两个计数点间还有4个打点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为t5T，匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即xat2，则有a.(3)描点作出图象如图所示(4)探究加速度与力的关系的实验中，当钩码的总质量远小于小车的质量时，可以认为小车受到的拉力等于钩码的重力，如果钩码的总质量太大，没有远小于小车质量，aF图象不再是直线，而是发生弯曲，变成曲线【答案】(1)D(2)(3)见解析(4)不满足小车质量远大于钩码的总质量【名师点评】(1)力学中的几个重要实验都可以通过打点计时器、纸带和长木板组成的装置来进行，深刻理解了这套装置的工作原理，就把握住了力学实验的核心(2)本实验的创新点：实验器材如用力传感器测细线的拉力，此时钩码的总质量不必远小于小车的质量；再如用光电门代替打点计时器等研究对象如果以钩码及小车整体为研究对象，则钩码的总质量不必远小于小车的质量尝试应用用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx.已知电池的电动势约为6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧可选用的实验器材：图7电流表A1(量程030 mA)；电流表A2(量程0100 mA)；电压表V(量程06 V)；滑动变阻器R1(阻值05 )；滑动变阻器R2(阻值0300 )；开关S一个，导线若干条某同学的实验过程如下：.设计如图7甲所示的电路图，正确连接电路.将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录以U为纵轴，I为横轴，得到如图乙所示的图线.断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变重复的步骤，得到另一条UI图线，图线与横轴I的交点坐标为(I0,0)，与纵轴U的交点坐标为(0，U0)回答下列问题：(1)电流表应选用_，滑动变阻器应选用_；(2)由图乙的图线，得电源内阻r_；(3)用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx_，代入数值可得Rx；(4)若电表为理想电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围_，电压表示数变化范围_(均选填“相同”或“不同”)【解析】(1)当滑动变阻器不接入电路时，估算电路中的电流I估0.06 A60 mA(取Rxr100 )，故电流表应选A2；若连成限流式电路，滑动变阻器R1阻值太小，无法控制电路中的电流，故应选R2.(2)在图线上任意取2点，求出斜率，即为电源内阻(3)若将Rx改接在B、C之间，则Rxr则Rxr.(4)电流表测干路电流，不管Rx接在什么位置，总电阻不变，故两种情况中电流表示数变化范围相同；当Rx接A、B之间时，电压表测的是滑动变阻器和待测电阻的电压之和，当Rx接B、C之间时，电压表只测滑动变阻器的电压，故两种情况中电压表示数变化范围不同【答案】(1)A2R2(2)25(3)r(4)相同不同设计型实验设计方案，变通拓展设计型实验题从仪器的使用、装置的改造、电路的设计、数据的灵活处理等方面进行变通和拓展应对这类实验题的方法是深刻理解实验的原理、方法，进行合理迁移典例3某电池的电动势约为3 V，某实验小组要测量该电池的电动势和内阻(1)实验中要测量的电池内阻较小，实验器材除了被测电池以外，还有一电阻箱R，一开关S，若干导线，内阻Rg30 、量程为1 mA的电流表G，阻值为2 970 的定值电阻R0，阻值为2.00 的定值电阻R1.请设计并画出合理的测量该电池电动势及内阻的实验电路图，图中标明相关器材的字母符号(2)为了比较准确地得出实验结论，该小组的同学准备用线性图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电流表的示数I，横坐标表示的物理量是_(3)若作出的图象在纵轴上的截距为I0，图象斜率的绝对值为k，则可求得该电池的电动势E_，内阻r_.(用测量量和所给量的符号表示)【解析】(1)题目中给出了电阻箱和电流表，由于电流表的量程太小，若要改装成大量程的电流表，需要并联的电阻很小，题中所给条件不能满足实验要求，若要改装成一个量程为3 V的电压表，需要串联一个电阻，UIg(RgR)，U为改装后电压表的量程，R为串联电阻，代入数据得3 V1103A(30 R)，解得R2 970 .因此用R0与电流表串联可以改装成量程为3 V的电压表，这样就可以用“伏阻法”测电池的电动势和内阻由于电池内阻较小，电路中应串联一个保护电阻，增大等效电源的内阻电路图如图(2)由闭合电路欧姆定律得EI(RgR0)(R1r)，得I(R1r)，因此横坐标表示的物理量应是.(3)由题意得I0，R1rk，解得EI0(RgR0)，rkR1.【答案】(1)如解析图所示(2)(3)I0(RgR0)kR1【名师点评】(1)若给定的电表量程太大或太小，并且给出了定值电阻的阻值，往往要对电表进行改装(2)若题中给出了某一电流表或电压表的内阻，往往预示着可将电表“反串”使用尝试应用某实验小组按图8所示组装器材：将长木板固定在水平实验台上，把木块放在粗糙的水平长木板上，木块的右侧拴有一细线，跨过固定在长木板边缘的滑轮与重物连接，木块的左侧与穿过打点计时器的纸带相连实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右做匀减速运动，图9给出了重物落地后打点计时器打出的纸带，小黑点代表计数点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，各计数点间的距离如图所示(单位为厘米)打点计时器所用交变电流频率为50 Hz，g取10 m/s2，不计纸带与木块间的拉力图8图9(1)根据纸带提供的数据计算木块与长木板之间的动摩擦因数_(结果保留小数点后两位)(2)打点计时器在打下A点和B点时，木块的速度vA_m/s，vB_m/s(结果保留小数点后两位)(3)要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功WAB，还需要的实验器材是_，还应测量的物理量是_(填入所选实验器材和物理量前的字母)A木块的质量m1B长木板的质量m2C重物的质量m3D木板的长度LEAB段的距离LABF重物落地后，木块运动的时间tG天平H停表【解析】(1)由于每相邻两计数点间还有4个点，所以相邻的计数点间的时间间隔T0.1 s，根据匀变速直线运动的推论公式xaT2可以求出加速度的大小，得x4x13a1T2，x5x23a2T2，x6x33a3T2为了更加准确地求解加速度，我们对三个加速度取平均值得a(a1a2a3)即小车运动的加速度计算表达式为am/s20.64 m/s2即水平面上的木块以0.64 m/s2的加速度做匀减速直线运动对木块受力分析：根据牛顿第二定律得Ffmgma解得0.06.(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有vA m/s0.72 m/svB m/s0.97 m/s.(3)物体运动的过程中只有摩擦力做功，要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功WAB，可以应用动能定理：WABmvmv，由公式可知：需要测量木块的质量，所以需要天平故需仪器G，要测的物理量为A.【答案】(1)0.06(2)0.720.97(3)GA创新型实验活用原理，巧妙迁移 近几年全国卷实验题的第二题，往往注重考查实验原理的迁移、测量方法的迁移、数据处理方法的迁移，试题新颖、区分度高.但试题依然是以实验基础为依据，如计算形式的实验题、电学中实验电路的设计等都是根据考生学过的实验方法、原理等来命制的，做题时一定要审清题意，明确实验目的，联想和迁移应用相关实验原理.典例4霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展如图10所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH为霍尔电压，且满足UHk，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数图10(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图10所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“”接线柱与_(选填“M”或“N”)端通过导线连接(2)已知薄片厚度d0.40 mm，该同学保持磁感应强度B0.10 T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示I/(103 A)3.06.09.012.015.018.0UH/(103 V)1.11.93.44.56.26.8根据表中数据画出UHI图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为_103 VmA1T1(保留两位有效数字) (3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图11所示的测量电路S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)为使电流自Q端流入，P端流出，应将S1掷向_(选填“a”或“b”)，S2掷向_(选填“c”或“d”)为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串接在电路中在保持其他连接不变的情况下，该定值电阻应串接在相邻器件_和_(填器件代号)之间图11【解析】(1)根据左手定则可判断带正电粒子向M端偏转，故应将电压表的“”接线柱与M端连接(2)作出UHI图线如图所示由UHk得k，从直线上选取一点，读出其坐标值，再将题目中给出的B、d的值代入，可计算出k1.5103 VmA1T1.(3)S1掷向b，S2掷向c.加入定值电阻的目的是为了防止两个开关同时掷向a、c或b、d而将电源短路，故应将定值电阻串接在相邻器件E和S1或E和S2之间【答案】(1)M(2)1.5(1.4或1.6)(3)b，c；S1，E(或E，S2)尝试应用某实验小组利用弹簧测力计和刻度尺，测