高三物理二轮课件题型2 实验题新人教版.ppt

题型二实验题 考查 动能定理的探究 1 2009 广东 15 10分 某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究 动能定理 如图1所示 他们将拉力传感器固定在小车上 用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连 用拉力传感器记录小车受到拉力的大小 在水平桌面上相距50 0cm的a b两点各安装一个速度传感器记录小车通过a b时的速度大小 小车中可以放置砝码 图1 1 实验主要步骤如下 测量和拉力传感器的总质量m1 把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连 正确连接所需电路 将小车停在c点 小车在细线拉动下运动 记录细线拉力及小车通过a b时的速度 在小车中增加砝码 或 重复 的操作 2 表1是他们测得的一组数据 其中m是m1与小车中砝码质量之和 v22 v12 是两个速度传感器记录速度的平方差 可以据此计算出动能变化量 e f是拉力传感器受到的拉力 w是f在a b间所做的功 表格中 e3 w3 结果保留三位有效数字 3 根据表1 请在图2中的方格纸上作出 e w图线 表1数据记录表 图2 答案 1 小车 砝码 然后释放小车 减少砝码 2 0 6000 610 3 如下图所示 考查 验证平行四边形定则 和 含传感器的自动控制电路设计 2 2009 山东 23 12分 请完成以下两小题 1 如图3所示 某同学在家中尝试验证平行四边形定则 他找到三条相同的橡皮筋 遵循胡克定律 和若干小事物 以及刻度尺 三角板 铅笔 细绳 白纸 钉子 设计了如下实验 将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子a b上 另一端与第三条橡皮筋连接 结点为o 将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物 图3 为完成该实验 下述操作中必需的是 a 测量细绳的长度b 测量橡皮筋的原长c 测量悬挂重物后橡皮筋的长度d 记录悬挂重物后结点o的位置 钉子位置固定 欲利用现有器材 改变条件再次验证 可采用的方法是 2 为了节能和环保 一些公共场所使用光控开关控制照明系统 光控开关可采用光敏电阻来控制 光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件 照度可以反映光的强弱 光越强照度越大 照度单位为lx 某光敏电阻rp在不同照度下的阻值如下表 根据表中数据 请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线 并说明阻值随照度变化的特点 如图4所示 当1 2两端所加电压上升至2v时 控制开关自动启动照明系统 请利用下列器材设计一个简单电路 给1 2两端提供电压 要求当天色渐暗照度降低至1 0lx时启动照明系统 在虚线框内完成电路原理图 图4 不考虑控制开关对所设计电路的影响 提供的器材如下 光敏电阻rp 符号 阻值见上表 直流电源e 电动势3v 内阻不计 定值电阻 r1 10k r2 20k r3 40k 限选其中之一并在图中标出 开关s及导线若干 解析 1 必需测量橡皮筋的原长和悬挂重物后橡皮筋的长度 这样才能确定橡皮筋的伸长量 确定各力的大小 还需记录悬挂重物后结点o的位置 同时记下三条橡皮筋所在的方向 以便确定各拉力的方向 根据平行四边形定则做出合理的图示 因此 中必需的是bcd 改变条件再次验证可采用更换不同的小重物的方法 2 光敏电阻随光照度变化的曲线如图所示 其特点是 光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小 当光照度降至1 0lx时 光敏电阻的阻值为rp 20k 设计原理图如图所示 根据欧姆定律与串联电阻的分压 r 10k 即与rp串联的电阻应选r1 10k 答案 1 bcd 更换不同的小重物 2 见解析 考查 游标卡尺的计数 和 测定金属丝的电阻率 组合3 2009 江苏 10 8分 有一根圆台状匀质合金棒如图5所示 某同学猜测其电阻的大小与该合金棒 的电阻率 长度l和两底面直径d d有关 他进行了如下实验 图5 1 用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d d和长度l 图6中游标卡尺 游标尺上有20个等分刻度 的读数l cm 图6 2 测量该合金棒电阻的实物电路如图7所示 相关器材的参数已在图中标出 该合金棒的电阻约为几个欧姆 图中有一处连接不当的导线是 用标注在导线旁的数字表示 图7 3 改正电路后 通过实验测得合金棒的电阻r 6 72 根据电阻定律计算电阻率为 长为l 直径分别为d和d的圆柱状合金棒的电阻分别为rd 13 3 rd 3 38 他发现 在误差允许范围内 电阻r满足r2 rd rd 由此推断该圆台状合金棒的电阻r 用 l d d表示 解析 1 主尺读数9 9cm 游标尺读数0 05mm 8 0 40mm 两者相加即得读数为99 40mm 即9 940cm 2 由于金属棒的电阻远小于电压表内阻 电流表应采用外接法 连接不当的导线是 答案 1 9 940 2 3 考查 多用电表的读数 测定电源的电动势和内阻 和 探究功与物体获得的速度关系 的组合4 2009 安徽 21 18分 用多用电表进行了几次测量 指针分别处于a和b的位置 如图8所示 若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位 a和b的相应读数是多少 请填在表格中 图8 用图9所示电路 测定一节干电池的电动势和内阻 电池的内阻较小 为了防止在调节滑动变阻器时造成短路 电路中用一个定值电阻r0起保护作用 除电池 开关和导线外 可供使用的实验器材还有 图9 a 电流表 量程0 6a 3a b 电压表 量程3v 15v c 定值电阻 阻值1 额定功率5w d 定值电阻器 阻值10 额定功率10w e 滑动变阻器 阻值范围0 10 额定电流2a f 滑动变阻器 阻值范围0 100 额定电流1a 那么 1 要正确完成实验 电压表的量程应选择v 电流表的量程应选择a r0应选择 的定值电阻 r应选择阻值范围是 的滑动变阻器 2 引起该实验系统误差的主要原因是 探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系 实验装置如图10所示 实验主要过程如下 图10 1 设法让橡皮筋对小车做的功分别为w 2w 3w 2 分析打点计时器打出的纸带 求出小车的速度v1 v2 v3 3 作出w v草图 4 分析w v图像 如果w v图像是一条直线 表明w v 如果不是直线 可考虑是否存在w v2 w v3 w 等关系 以下关于该实验的说法中有一项不正确 它是 a 本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为w 2w 3w 所采用的方法是选用同样的橡皮筋 并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致 当用1条橡皮筋进行实验时 橡皮筋对小车做的功为w 用2条 3条 橡皮筋并在一起进行第2次 第3次 实验时 橡皮筋对小车做的功分别是2w 3w b 小车运动中会受到阻力 补偿的方法 可以使木板适当倾斜 c 某同学在一次实验中 得到一条记录纸带 纸带上打出的点 两端密 中间疏 出现这种情况的原因 可能是没有使木板倾斜或倾角太小 d 根据记录纸带上打出的点 求小车获得的速度的方法 是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算 解析 直流电流a位置时读数i 直流电压a位置读数u 11 5v 0 57v测电阻在b位置r 3 2 100 320 1 一节干电池的电动势为1 5v 所以电压表量程选择3v即可 一节干电池的允许电流在0 6a以下 因此电流表量程选择0 6a即可 r0起保护作用使电路中的电流在0 6a以下 若选用定值电阻10 估算最大电流为imax 0 3a则电流表指针指在半刻度以下 测量误差太大 因此定值电阻应选用1 的 若选用滑动变阻器0 100 的 则使用范围太小 不方便操作 因此选用滑动变阻器0 10 即可 2 电流表应测量通过电源的电流 但由于电压表的 分流作用 电流表实验测量的电流值比通过电源的电流小 所以引起该实验误差的主要原因是电压表的分流 求解速度的方法是选取纸带上点距均匀处 得到小车获得的速度 因此选项d错误 其他选项都对 答案 23 00 57320 1 30 610 10 2 电压表的分流 d 考查两种尺子的读数5 2009 宁夏 22 4分 某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度l 用螺旋测微器测量该圆柱体的直径d 示数如图11所示 由图可读出l cm d mm 图11 解析游标卡尺主尺整毫米数为22mm 游标尺上有10个等分格 精度为0 1mm 游标尺上第5根刻线与主尺整毫米刻线重合 所以读数为0 5mm 所以圆柱体长度为22 5mm 2 25cm 螺旋测微器整毫米数为6mm 且半毫米刻线已经露出 螺旋已经转过36根刻线 所以圆柱体直径为6 860mm 答案2 256 860 考查 描绘小灯泡的伏安特性曲线 及 欧姆表的读数 6 2009 浙江 22 9分 1 如图12所示 在 描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验中 同组同学已经完成部分导线的连接 请你在实物接线图中完成余下导线的连接 图12 2 某同学从标称为 220v 25w 220v 300w 220v 500w 的3只灯泡中任选一只 正确使用多用电表测量灯泡阻值如图13所示 该灯泡的阻值是 标称的额定功率为w 图13 解析 1 如下图所示 2 16025图为灯泡的电阻在常温下比正常工作时小得多 故应为 220v 25w 答案见解析 分析2009年各地实验题 可以看出有以下特点 1 都是两个实验的组合 形式为 一大一小 或 一力一电 的形式 2 从考查内容上看 都是考纲所规定的实验 3 考查的热点主要有以下几点 基本仪器的使用和读数 探究动能定理 测定金属的电阻率 测定电源的电动势和内阻 自动控制电路的设计等 预计2010年高考 实验题的设计形式不会有较大变化 考查的热点仍然是基本仪器的使用和读数 围绕电学实验展开的电路设计和实物连接 所谓设计性实验 是指据现行物理课程标准要求 在学生掌握的基本实验原理基础上 应用基本测量仪器自行设计实验方案的实验 设计性实验命题的考查内容 涉及到对实验原理的再认识和加工 实验方案的确定 实验器材的选择和迁移应用 实验步骤的安排 实验数据的处理方法 误差的分析及对实验的总结和评价等 1 实验设计的基本思路 2 实验设计的基本方法 1 明确目的 广泛联系 题目或课题要求测定什么物理量 或要求验证 探索什么规律 这是实验的目的 是实验设计的出发点 目的明确后 应用所学知识 广泛联系 看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过 与哪些物理现象有关 与哪些物理量有直接的联系 以此来确定实验的原理 2 选择方案 简便精确 对于同一个实验目的 可能存在多种实验原理 进而形成多种 可供选择的 设计方案 一般说来 选择实验方案主要遵循四条原则是 科学性 设计的方案有科学的依据和正确的方式 符合物理学的基本原理 可行性 设计方案实施时 应安全可靠不会对人身 器材造成危害 所需装置和器材要易于置备 且成功率高 精确性 在选择方案时 应对各种可能的方案进行初步的误差分析 尽可能选用精确度高的方案 简便 直观性 设计方案应便于实验操作 读数 便于进行数据处理 便于实验者直观 明显地观察 3 依据方案 选定器材 实验方案选定后 考虑该方案需要哪些装置 被测定 量与哪些物理量有直接的定量关系 分别需用什么仪器来测定 以此来确定实验所用器材 4 拟定步骤 合理有序 实验之前 要做到心中有数 如何组装器材 哪些物理量先测 哪些物理量后测 应以正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的实验步骤 5 数据处理 误差分析 高考对此要求不高 但常用的数据处理方法 如 平均法 图象法 描迹法 比较法等 和误差分析方法还是应该掌握的 在设计实验时应予以考虑 1 2009 福建省第二次质检 某同学做 描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验 实验室提供了下表中的器材 1 为了使实验误差尽可能小 应选用的电流表是 电压表是 2 若该同学已正确选用器材 并连接好部分实验电路 如图14所示 请在图中完成其余的电路连接 要求小灯泡两端的电压能在0 2 5v范围连续变化 且尽可能减少实验误差 图14 3 该同学在正确完成实验后得到如图15所示的伏安特性曲线 他从图线中得到 通过小灯泡的电流随电压的增大而增大 的规律 请你分析图线再写出两条规律 a b 图15 答案 1 a1v1 2 如下图所示 3 通过小灯泡的电流与电压的变化关系是非线性关系 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 小灯泡的功率随电压的增大而增大等 2 2009 诸暨市质检 1 如图16所示是某研究性学习小组做探究 橡皮筋做的功和物体速度变化的关系 的实验 图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出沿木板滑行的情形 这时橡皮筋对小车做的功记为w 当我们用2条 3条 完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次 第3次 实验时 每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放 小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出 实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动 应采取的措施是 在正确操作情况下 打在纸带上的点 并不都是均匀的 为了测量小车获得的速度 应选用纸带的部分进行测量 根据图17所示的纸带回答 图16 图17 从理论上讲 橡皮筋做的功wn和物体速度vn变化的关系应是wn正比于 2 要精确测量一个阻值约为5 的电阻rx 实验室提供下列器材电流表a1 量程100ma 内阻r1约为4 电流表a2 量程500 a 内阻r2约为750 电压表v 量程10v 内阻r3约为10k 滑动变阻器r0 阻值约20 电池e 电动势e 1 5v 内阻很小电键k 导线若干 选出适当器材 并在下面的虚线方框中画出电路图 标明所用器材的字母代号 需要测量的物理量是 并标明相应的字母代号 根据所测物理量 写出求电阻阻值的表达式rx 答案 1 平衡小车所受的摩擦力 gk gh gi hi等 vn2 2 电路图如下图所示 流过电流表a1的电流i1 流过电流表a2的电流i2 3 2009 内江市第三次模拟 某同学为了较精确地测量某一节干电池的电动势和内阻 实验室准备了下列器材 a 待测干电池e 电动势约为1 5v 内阻约为1 b 电流表g 满偏电流3 0ma 内阻为100 c 电流表a 量程0 0 6a 内阻约为1 d 滑动变阻器r1 0 10 额定电流为2a e 滑动变阻器r2 0 1k 额定电流为1a f 定值电阻r0 阻值为900 g 开关一个 导线若干 1 为了能比较准确地进行测量 同时还要考虑操作的方便 实验中滑动变阻器应选 2 根据题意在图18中画出该实验所需要的电路图 图18 3 根据电路图 将实物图19连接起来 组成完整的电路 4 如图20所示 是某同学根据正确的实验得到的数据作出的图线 其中 纵坐标i1为电流表g的示数 横坐标i2为电流表a的示数 由图可知 被测干电池的电动势为v 内电阻为 保留2位有效数字 图19 图20 答案 1 d 2 如下图所示 3 如下图所示 4 1 40 67 4 2009 泉州市质检 1 图21甲是用来探究加速度和力 质量之间关系的实验装置示意图 图乙是其俯视图 两辆相同的小车放在光滑水平桌面上 前端各系一条细绳 绳的另一端跨过定滑轮各挂一个相同的小盘 两辆小车通过细线用夹子固定 打开 夹子 小盘牵引小车运动 合上夹子 两小车同时停止 实验中保证小盘和砝码的总质量远小于小车的总质量 这样可近似认为细线的拉力与小盘的总重力大小相等 在探究小车加速度与外力的关系时 需在两小盘内放置的砝码 在两小车内放置的钩码进行实验 图21 在探究小车加速度与质量的关系时 需在两小盘内放置的砝码 在两小车内放置的钩码进行实验 2 要准确测量某电压表的内阻 提供的实验器材有a 待测电压表v1 量程为3v 内阻rv1约5k b 电压表v2 量程为2v 内阻rv2为2 5k c 滑动变阻器r0 最大阻值50 额定电流1 5a d 电源e 电动势12v 内阻可忽略不计 e 开关s 导线若干 在虚线框中画出测量rv1的电路原理图 若实验时电压表v1 v2的读数分别为u1 u2 则电压表v1的内阻rv1 若不提供电压表v2 而提供电流表a 量程15ma 内阻ra 5 其余器材不变 你认为能准确测量rv1 吗 答 理由是 答案 1 不同质量相同质量 或相同个数 相同质量不同质量 或不同个数 2 电路原理图如下图所示 不能若当电压表v1读数为3v时 通过电流表a的读数约为0 6ma 测量误差很大 5 2009 佛山市质量检测二 某研究性学习小组为了研究弹簧的弹性势能ep跟弹簧的形变量x之间的关系 设计了这样一个实验 在实验桌的边缘固定一光滑凹槽 如图22所示 凹槽中放一轻质弹簧 弹簧的左端固定 右端与小球接触 当弹簧处于自然长度时 小球恰好在凹槽的边缘 让小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放 使小球沿水平方向射出凹槽 小球在空中飞行后落到水平地面 1 若用天平 刻度尺测量 计算出小球从凹槽射出瞬间的动能 则除了测量小球的质量外 还需测 图22 量的物理量有 2 因为小球从凹槽射出时 由于某些偶然因素的影响 即使将弹簧压缩同样的长度 小球射出的水平距离x也会稍有不同 为了准确测出x 某同学欲用小球将弹簧10次压缩到同一个长度 记录下小球这10次抛出的落点 则需使用等实验器材才能完成相应的记录 现用直尺测量小球射出的水平距离 直尺的零刻度线处于凹槽出口的正下方 小球10个落点的位置如图23所示 则弹簧的该压缩量对应小球射出的水平距离x 图23 3 该组同学进行了定量研究 得到了弹簧压缩量l与弹性势能ep的实验数据 根据上表的数据 可猜想ep和x之间的关系为 为验证猜想 可在图24中 以ep为横坐标 为纵坐标作图线 若该图象的形状为直线 说明此猜想正确 贾老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内 图24 阻 所给的实验器材有 待测电源e 定值电阻r1 阻值未知 电压表v 量程为3 0v 内阻很大 电阻箱r 0 99 99 单刀单掷开关s1 单刀双掷开关s2 导线若干 1 珊珊连接了一个如图25所示的电路 接下来的操作是 图25 将s2接到a 闭合s1 拨动电阻箱旋钮 使各旋钮的刻度处于如图26甲所示的位置 记录下对应的电压表示数为2 20v 然后断开s1 保持电阻箱示数不变 将s2切换到b 闭合s1 记录此时电压表的读数 电压表的示数如图乙所示 然后断开s1 图26 请你解答下列问题 图甲所示电阻箱的读数为 图乙所示的电压表读数为v 由此可算出定值电阻r1的阻值为 计算结果保留两位小数 珊珊在上面第 步的操作中 有一处不恰当 请您帮她指出来 2 在完成上述操作后 珊珊继续以下的操作 将s2切换到a 多次调节电阻箱 闭合s1 读出多组电阻箱的示数r和对应的电压表示数u 由测得的数据 绘出了如图27所示的图线 由此可求得电源电动势e和电源内阻r 其中e v 计算结果均保留两位小数 图27 答案 1 凹槽出口处与水平面的高度小球抛出的水平距离 2 白纸复写纸63 5 65 0cm均可 3 ep x2x2 1 202 805 45应在切断电源的情况下调节变阻箱 2 2 86 6 2009 江门市第二次模拟 1 如图28所示 甲图中螺旋测微器的读数为mm 乙图中游标卡尺的读数为cm 2 学校实验小组在 验证牛顿第二定律 的实验中 图29为实验装置简图 所用交变电流的频率为50hz 图28 图29 一 同学们在进行实验时 为了减小实验时的系统误差 使分析数据时可以认为砂桶的重力等于小车所受的合外力 你认为应