2012高考物理总复习 易错题与高考综合问题解读 考点 16 物理实验 探究开放题解答

用心 爱心 专心 1 物理实验探究开放题解答物理实验探究开放题解答 综合问题综合问题 l l 对教料演示实验的拓展和更新对教料演示实验的拓展和更新 1 如图 16 34 做 沙摆实验 时 如果下面的平板不动 在竖直平面内摆动的漏斗 中漏出的沙流在平板上沿直线铺成一层沙子 这层沙子的纵剖面大致的形状是 沙摆摆动速度不同 在相同时间内流出的沙量不同 解答解答 A 摆动位移越大时 漏斗的速度越小 在两侧的滞留时间越长 沙漏得也越多 2 新课标渗透题 历史上 为了说明光的性质 牛顿提出了光的微粒说 惠更斯提出了 光的波动说 如今人们对光的性质有了更进一步的认识 下面四幅示意图中所表示的实验中 能说明光的性质的是 明确各演示实验的意义 目的 联系光的性质正确作出分析 解答解答 选 B C A 项是 a 粒子散射实验 是研究原子结构的著名实验 B 项是光的衍射 实验 说明光具有波动性 C 项是光电效应现象 说明光具有粒子性 D 项用于研究放射线 的带电性 故正确选项为 B C 规律总结规律总结 演示实验在物理概念的形成 规律的建立 知识的深化等方面有着不可替代的作用 也 是近几年高考的热点 对演示实验要注意 1 要重视在物理学史中具有重要地位的实验 如双缝干涉实验 粒子散射实验 光电效应实验等 2 掌握实验的演示方法 明确实验说 明的问题 3 理解实验原理并能分析解释实验现象 经常变换条件从不同的角度思考实 验 综合问题综合问题 2 2 实验情境的创新与实验条件的调控实验情境的创新与实验条件的调控 l 电源 E 电动势为 12 V 内阻不计 木板 N 板下从上往上依次叠放白纸 复写纸和导 电纸各一张 两个金属条 A B 平行放置在导电纸上 与导电纸接触良好 用作电极 滑 动变阻器 R 其阻值小于两平行电极间导电纸的电阻 直流电压表 V 量程为 6 V 内阻很大 其负接线柱与 B 极相连 正接线柱与探针 P 相连 开关 K 用心 爱心 专心 2 现要用图 16 35 中仪器描绘两平行金属条 AB 间电场中的等势线 AB 间的电压为 6V I 在图中连线 画成实验电路原理图 下面是主要的实验操作步骤 将所缺的内容填写在横线上 乱接好实验电路 b c 合上 K 并将探针 P 与 A 相接触 d e 用探针压印的方法把 A B 的位置标记在白纸上 画一线段连接两极 在连线上选 取间距大致相等的 5 个点作基准点 用探针把它们的位置压印在白纸上 f 将探针与某一基准点相接触 这一点是此基准点的等势点 用探针把这 一点的位置也压印在白纸上 用相同的方法找出此基准点的其他等势点 g 重复步骤 f 找出其他 4 个基准点的等势点 取出白纸画出各条等势线 本题由描绘等量异种电荷的等势线的实 验情境转换为描绘平行板电容器中的等势线 具体的原理 方法和操作步骤皆相同 因 滑动变阻器的总阻值小于导电纸的电阻 限流接法 UAB 6 V 不合题意 即采用分压接法 用 电压表代替灵敏电流计寻找等势点 为减小误 差须将电压表的一个接线柱与电源相连 探针移动时电压表读数相同的点即为等势点 解答解答 1 连接线路如图 16 36 所示 2 把滑动变阻器的滑动触头移到靠近 D 端处 调节 R 使电压表读数为 6 V 记下电压 表读数 在导电纸上移动探针 找出电压表读数相同的另一点 2 一块玻璃砖有两个相互平行的表面 其中一个表面是镀银的 光线不能通过此表面 现要测定此玻璃的折射率 给定的器材还有 白纸 铅笔 大头针 4 枚 P1 P2 P3 P4 带有刻度的直角三角板 量角器 实验时 先将玻璃砖放在白纸上 使上述两个相互平行的 表面与纸面垂直 在纸上画出直线 aa 和 bb aa 表示镀银的玻璃表面 bb 表示另一表 面 如图所示 然后 在白纸上竖直插上两枚大头针 P1 P2 位置如图 用 P1 P2的连线表 示入射光线 用心 爱心 专心 3 i 为了测量折射率 应如何正确使用大头针 P3 P4 试在题图中标出 P3 P4的位置 Ii 然后 移去玻璃砖与大头针 试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中 的入射角 1与折射角 2 简要写出作图步骤 iii 写出 1 2表示的折射率公式为 n 此题由学生实验 测定玻璃的折射率 变化而来 虽情景不同 但测定折射率的原理和 方法并没有改变 解答解答 i 在 bb 一侧观察 P1 P2 经 bb 折射 aa 反射 再经 bb 折射后 的像 在适当的位置插上 P3 使得 P3与 P1 P2的像在一条直线上 即让 P3挡住 P1 P2的像 再插 上 P4 让它挡住 P2 或 P1 的像和 P3 P3 P4的位置如图 ii 过 P1 P2作直线与 bb 交于 0 过 P3 P4作直线与 bb 交于 0 利用刻度尺找到 O0 的中点 M 过 O 点作 bb 的垂线 CD 过 M 点作 bb 的垂线于 aa 相交于 N 如图所示 连接 ON P10D l CON 2 规律总结规律总结 此类实验题的背景完全不同于教材实验 但万交不离其宗 即离不开学生实验中包含的 物理知识 规律 原理和方法 搞清原理是解决这类问题的关键 综合问题综合问题 3 3 综合考查对实验原理的理解 器材的选择及电路的设计综合考查对实验原理的理解 器材的选择及电路的设计 1 已知太阳能电池的电动势约为 0 8 V 短路电流约为 40 mA 为了精确地测出它的电 动势和内阻 可供选择的器材有 A 电流表 Al 量程 0 6A 内阻为 0 150 B 电流表 A2 量程 20mA 内阻为 40 C 电压表 V 量程 5 0 V 内阻为 5 20 D 电阻箱 电阻 99 9 允许通过的最大电流 O 15 A 用心 爱心 专心 4 E 滑动变阻器 R1 电阻 20 允许通过的最大电流 1 5A F 滑动变阻器 R2 电阻 200 允许通过的最大电流 0 5 A 开关 导线若干 1 请从上述仪器中选择必要的仪器 用仪器前的字母表示 2 在虚线框内画出电路图 3 说明要测量的物理量 并给出计算电动势和内阻的公式 测电源的电动势与内阻的基本原理就是全电路欧姆定律 题中电压表量程太大 测量结 果误差大 故不能选用电压表 只能选用电流表 根据电流的最大值及电流表读数精确原则 可知应选 B 表 注意到题中电流表内阻已知 结合电阻箱即可获得外电阻 调节电阻箱阻值 利用全电路欧姆定律列出式子即可解得电动势和内阻 解答解答 1 BD 2 如图 16 33 3 电阻箱阻值为 Rl时 测得电流表示数 I1 电阻箱阻值 为 R2时 测得电流表示数 I2 则 规律总结规律总结 此类实验题的分析重在对学生实验原理的理解 应在原理的基础上结合实验要求和提供 的器材 联系选择器材和电路的原则进行思考 其思考的一般步骤为 原理一设计电路 氆 择器材一验证电路一数据分析 综合问题综合问题 4 4 物理实验方法的类比迁移物理实验方法的类比迁移 1 测量电源 B 的电动势 E 及内阻 r E 约为 4 5 V r 约为 1 5 器材 量程 3 V 的理 想电压表 V 量程 0 5 A 的电流表 A 具有一定内阻 固定电阻 R 4 滑动变阻器 R 电 键 K 导线若干 画出实验电路原理图 图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出 实验中 当电流表读数为 I1时 电压表读数为 U1 当电流表读数为 I2时 电压表读 数为队 则可以求出 E r 用 I1 I2 U1 U2 及 R 表示 固定电阻阻值不变 若把固定电阻 R 看做电源内阻的一部分 此实验就与 测电源的 电动势和内阻 的实验完全相同了 当电流表读数为 I1电压表读数为 U1时 E U1 I1 R r 电流表读数为 I2 电压表读数为 U2时 E U2 I2 R r 联立两式即可 解答解答 实验电路原理图如图 16 34 用心 爱心 专心 5 规律总结规律总结 此类问题源于学生实验而又有别于原实验 主要考查对实验知识的掌握和迁移能力 解 决此类问题首先要对原实验的原理 方法有清晰深刻的认识 才能在设计实验时找到 原型 同时要熟记一些常用的实验方法 如 伏安法测电阻 半偏法测电压表或电流表内阻等 综合问题综合问题 5 5 设计性实验题设计性实验题 1 某学生为了测量一物体的质量 找到一个力电转换器 该转换器的输出电压正比于 受压面的压力 比例系数为 k 如图 16 39 所示 测量时先调节输入端的电压 使转换器空 载时的输出电压为 O 而后在其受压面上放一物体 即可测得与物体的质量成正比的输出电 压 U 现有下列器材 力电转换器 质量为 m0的砝码 电压表 滑动变阻器 干电池各一个 电键及导线若 干 待测物体 可置于力电转换器的受压面上 请完成对该物体质量的测量 1 设计一个电路 要求力电转换器的输入电压可调 并且使电压的调节范围尽可能大 在方框中画出完整的测量电路图 2 简要说明测量步骤 求出比例系数 k 并测出待测物体的质量 m 3 请设想实验中可能会出现的一个问题 1 要求输入电压可调 且使电压的调节范围尽可能大 故应在输入端设计成分压电路 输出端接一个测电压的电压表 2 根据题中提供的 被测物体质量与输出电压成正比 的 信息 先在受压面上放一质量已知为 m0的砝码 测出输出电压 U0的值 再将被测物体放在 受压面上 测出输出电压 U 的值 解答解答 1 设计的电路图如图 16 40 所示 2 测量步骤和结果 调节滑动变阻器 使转换器的输出电压为零 将砝码放在转换器上 记下输出电压 U0 将待测物放在转换器上 记下输出电压 U 由 U0 km0g 得 故 3 因电源电压不够而输出电压调不到零 待测物体质量超出转换器量程 2 新课标渗透题 图 16 41 为一测量灯泡发光强度的装置 AB 是一个有刻度的底座 用心 爱心 专心 6 两端可装两个灯泡 中间带一标记线的光度计可在底座上移动 通过观察可以确定两边灯泡 在光度计上的照度是否相同 已知照度与灯泡的发光强度成正比 与光度计到灯泡的距离的 平方成反比 现有一个发光强度为 I0的灯泡 L1和一个待测灯泡 L2分别置于灯泡两端 1 怎样测定待测灯泡的发光强度 L 2 简单叙述一个可以减小实验误差的方法 实验中的仪器在高中教材中没有出现过 需根