高三物理二轮复习 专题辅导与应用 第2部分 三大题型的解题方略 题型二 常考实验题解答技巧课件.ppt

第2部分三大题型的解题方略题型二常考实验题解答技巧 高三物理二轮复习 题型扫描一应用型实验题 所谓应用型实验 就是以熟悉和掌握实验仪器的使用方法及其在实验中的应用为目的的一类实验 或者用实验方法取得第一手资料 然后用物理概念 规律进行分析处理 并以解决实际问题为主要目的的实验 主要有 1 仪器的正确操作与使用 如打点计时器 电流表 电压表 多用电表等 在实验中能正确地使用它们是十分重要的 考核操作 观察能力 2 物理知识的实际应用 如科技 交通 生产 生活 体育等诸多方面都有物理实验的具体应用问题 应用型实验题解答时可从以下两方面入手1 熟悉仪器并正确使用 实验仪器名目繁多 具体应用因题而异 所以 熟悉使用仪器是最基本的应用 如打点计时器的正确安装和使用 滑动变阻器在电路中起限流和分压作用的不同接法 多用电表测不同物理量的调试等 只有熟悉它们 才能正确使用它们 熟悉仪器 主要是了解仪器的结构 性能 量程 工作原理 使用方法 注意事项 如何排除故障 正确读数和调试 使用后如何保管等 2 理解实验原理面对应用性实验题 一定要通过审题 迅速地理解其实验原理 这样才能将实际问题模型化 运用有关规律去研究它 具体地说 应用型实验题的依托仍然是物理知识 实验能力等 解答时要抓住以下几点 1 明确实验应该解决什么实际问题 分清力学 电学 光学等不同实际问题 2 明确实验原理与实际问题之间的关系 直接还是间接 3 明确是否仅用本实验能达到解决问题的目的 即是否还要联系其它物理知识 包括数学知识 4 明确是否需要设计实验方案 5 明确实际问题的最终结果 例1 导学号 82460228某实验小组的同学利用游标卡尺和螺旋测微器测量一质量分布均匀的长直导体的长度和直径 其中测量结果如图甲 乙所示 则长直导体的长度为 cm 长直导体的直径为 mm 解析 该游标卡尺的游标尺有10个分度 则该游标卡尺的精确度为0 1mm 游标卡尺的读数为5cm 3 0 01cm 5 03cm 螺旋测微器的读数为固定刻度读数与可动刻度读数之和 因此长直导体的直径为5mm 31 5 0 01mm 5 315mm 答案 5 035 315 例2 导学号 82460229为了探究电路的故障 某实验小组的同学利用实验室中提供的实验器材连成了如图甲所示的电路 然后进行了如下的操作 1 当该实验小组的同学闭合电键后 发现小灯泡不发光且电流表不指针不偏转 2 该小组的同学应用多用电表进行电路的故障探究 他们首先将多用电表的选择开关旋至 1 挡位 接下来进行的必要操作是 然后断开电键 将红表笔与接线柱a 黑表笔与接线柱b相接 该多用电表的指针发生偏转 表明小灯泡没有问题 且此多用电表的示数如图乙所示 则小灯泡的阻值为 3 为了进一步探究电路的故障 该小组的同学将多用电表的选择开关旋至 直流2 5v 挡位 然后将红表笔与接线柱b 黑表笔与接线柱c相接 当电键闭合后 多用电表的指针偏转如图丙所示 则该多用电表的读数为 v 说明导线bc 填 断路 或 短路 4 该实验小组的同学将故障排除后 为了使电流表的读数由零开始调节 应在图甲的电路中再添加一根导线 则该导线应接在 填 a c a d 或 c d 之间 为了保护电路 闭合电键前滑动变阻器的滑片应位于最 端 填 左 或 右 解析 2 根据欧姆表的使用方法可知 每次选完挡后应重新进行欧姆调零 欧姆表的读数为r 6 1 6 3 由图丙可知读数为2 00v 多用电表选择开关旋至某直流电压挡 将红 黑表笔分别接解b c接线柱 闭合开关 发现电压表示数接近电源电动势 说明导线bc断路 4 为使电流表的示数从零开始调节 变阻器应采用分压式接法 所以应在c d之间再连接一根导线 为保护电路 在闭合电键前应将滑片置于滑动变阻器的最左端 答案 2 欧姆调零 6 3 2 00 断路 4 c d 左 1 导学号 82460230为了探究物体做匀变速直线运动的规律 某同学将一带有刻度的尺子固定在斜面上 如图甲所示 然后将一小球由斜面的顶端无初速度释放 利用闪光频率为5hz的频闪照相机记录小球在斜面上的运动情况 如图乙所示 通过尺子读出的数据如下 ab 1 10cm bc 1 30cm cd 1 50cm de 1 70cm ef 1 90cm fg 2 10cm 由此计算 小球经过f点时的速度大小为 m s 该小球在斜面上运动的加速度大小为 m s2 结果保留两位小数 2 导学号 82460231在利用如图甲所示的装置探究滑块的匀加速直线运动时 某同学进行了如下操作 闭合开关 电磁打点计时器在频率为f 50hz 电压为4 6v的交流电的带动下正常工作 待打点稳定后 将滑块由静止释放 在砝码的牵引下滑块带动纸带运动 在纸带上打下一系列的点 从其中截取一段点迹清晰的纸带如图乙所示 图中的a b c d e为选取的五个计数点 已知相邻两计数点间有4个计时点没有画出 1 当电磁打点计时器打下b c d时 滑块运动的速度分别为vb m s vc m s vd m s 2 以电磁打点计时器打a点时为计时的0时刻 利用以上数据在图丙的坐标纸中画出滑块的速度随时间变化规律的图线 3 由图线分析知图线纵截距为 m s 此截距的物理意义是 4 由图线可知该滑块的加速度大小为 题型扫描二验证型实验题 验证型实验就是要通过实验手段去验证某一物理理论或物理规律是否正确 为此就要从生活中寻找出符合这一物理规律特性的物理现象 这个物理现象既能在实验室实现 同时又要过程简单 操作方便 并能测量出有关的数据 因此 做好验证型实验的前提 就是要创设好物理情景 这就是验证型实验的实验思想 如在验证机械能守恒定律的实验中 可以创设出多种物理情景 自由落体运动 气垫导轨上的滑块运动等 而其中让物体自由下落在中学实验室很容易做到 过程也简单 只要测出物体下落的高度及对应的速度 就可以进行验证 物体下落的高度可由直尺直接测量出 而物体速度的测量可 以用打点计时器 让重物带动纸带作自由下落 根据纸带测出物体下落的高度h及对应点的速度v 通过v2 2gh来验证 从而设计出了验证方案 中学常见的实验有 验证平行四边形定则 验证牛顿第二定律 验证机械能守恒定律 等 在验证型实验中 主要把握以下几方面1 掌握并灵活运用实验方法 例如 在验证牛顿第二定律的实验中 加速度的大小即与外力的大小有关 又与物体质量有关 实验中采用了 控制变量 法 从而完成验证 2 要重视实验的验证条件 物理定律的成立必须满足一定条件 验证实验中必须满足这些条件才能使实验顺利进行 如在验证力的合成法则的实验中 实验的条件是 力的作用效果相同 因此 在两个分力和一个力分别作用下 同一弹性绳的同一端点必须到达同一位置才能满足实验的验证条件 在验证机械能守恒定律的实验中 只有重力做功 是实验的验证条件 而实验中阻力的存在是不可避免的 阻力做功过大时 实验误差大 实验将失去意义 为此 实验中要求铁架台竖直 架稳 且小球选用质量大 体积小的重锤 使重力远远大于实验中的阻力 阻力做的功可以忽略不计 从而满足了实验的验证条件 例 导学号 82460232 2015安徽芜湖二模 某实验小组的同学在验证力的平行四边形定则时 操作过程如下 将一张白纸固定在水平放置的木板上 橡皮筋的一端固定在a点 另一端拴上两个细绳套 用两个弹簧秤互成角度地拉两个细绳套 使细绳套和橡皮筋的结点位于图甲中的o点 在白纸上记录o点的位置和两细绳套的方向 同时读出两弹簧秤的读数f1和f2 选取合适的标度在白纸上作出f1和f2的图示 由平行四边形定则作出f1和f2的合力f 用一个弹簧秤拉细绳套 使细绳套和橡皮筋的结点仍到达o点 在白纸上记录细绳套的方向 同时读出弹簧秤的读数f 按以上选取的标度在白纸上作出f 的图示 比较f和f 的大小和方向 改变两细绳套的方向和弹簧秤的拉力的大小 重复以上操作 得出实验结论 1 对本实验的下列叙述中正确的是 a 两次拉伸橡皮筋应将橡皮筋沿相同方向拉到相同长度b 两细绳套必须等长c 每次都应将弹簧秤拉伸到相同刻度d 拉橡皮筋的细绳套要长一些 标记同一细绳套方向的两点要远一些 2 某次操作时两弹簧秤的指针指在图甲中所示的位置 则两弹簧秤的读数分别为fb n fc n 3 如果本实验所用弹簧秤的量程均为5n 其中图乙中f1 3 00n f2 3 80n 且两力互相垂直 图丙中f1 f2 4 00n 且两力的夹角为30 图丁中f1 f2 4 00n 且两边的夹角为120 其中明显不符合操作的是图 解析 2 由弹簧秤的读数规则可知fb 3 20n fc 2 60n 3 明显不符合操作的是图丙 因为图中两个力的合力超过了弹簧秤的量程 若用一个弹簧秤拉时拉不到o点 答案 1 ad 2 3 20 2 60 3 丙 1 导学号 82460233某实验中学的物理兴趣实验小组利用如图甲所示的实验装置验证系统的机械能守恒定律 将一气垫导轨倾斜地固定在水平桌面上 导轨的倾角为 在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮 在靠近滑轮的b处固定一光电门 将一质量为m的小球通过一质量不计的细线与一带有遮光板的总质量为m的滑块相连接 现将带有遮光板的滑块由气垫导轨的a处由静止释放 通过计算机测出遮光板的挡光时间为t 用游标卡尺测出遮光板的宽度为b 用刻度尺测出a b之间的距离为d 假设滑块在b处的瞬时速度等于挡光时间t内的平均速度 由以上的叙述回答下列问题 1 若游标卡尺的读数如图乙所示 则遮光板的宽度为 mm 2 滑块到达光电门b处的瞬时速度vb为 用字母表示 3 如果该小组的同学测得气垫导轨的倾角 30 在滑块由a点运动到b点的过程中 系统动能增加量 ek为 系统重力势能减少量 ep为 若在误差允许的范围内 ek ep 则滑块与小球组成的系统机械能守恒 重力加速度用g表示 以上结果均用字母表示 4 在验证了机械能守恒定律后 该小组的同学多次改变a b间的距离d 并作出了v2 d图象 如图丙所示 如果m m 则g m s2 2 导学号 82460234 2015武汉市高中毕业生模拟 用如图所示的实验装置来验证牛顿第二定律 1 为消除摩擦力的影响 实验前平衡摩擦力的具体操作为 取下 把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节 直到轻推小车后 小车能沿木板做 运动 题型扫描三测量型实验题 所谓测量型实验 就是以测量一些物理量的具体 准确数据为主要目的的一类实验 根据实验步骤按物理原理测定实验结果的具体数值 测量型实验又称测定型实验 如 测定金属的电阻率 测定电源电动势和内电阻 测定物体间的动摩擦因数 等 解决测量型实验问题的关键是明确实验仪器的使用 明确实验原理 实验方法 掌握实验的注意事项及处理实验数据的方法 会分析误差来源 例 导学号 82460235为了测量一粗细均匀 阻值为几百欧姆的金属丝的电阻率 某兴趣小组的同学进行了如下的操作 1 该小组的同学首先用多用电表对该金属丝的阻值进行估测 应选择欧姆表的 挡 填 1 10 100 或 1k 2 为了完成该金属丝电阻率的测量 现用伏安法精确地测量该金属丝的阻值 实验室提供的实验器材有 a 待测金属丝r b 电流表a1 0 1ma ra1 375 c 电流表a2 0 500 a ra2 750 d 电压表v 0 10v rv 10k e 电阻r1 100 f 滑动变阻器r2 0 20 额定电流1a g 电源 e 1 5v 内阻不计 h 电键s 导线若干 请设计并画出实验电路图 要求尽量减小实验误差并能完成多次测量 若该小组的同学用伏安法测得该金属丝的阻值为r 220 用螺旋测微器测得该金属丝的直径为d 4 700mm 用刻度尺测得该金属丝的长度为l 50 15cm 由以上数据可得该金属丝的电阻率为 m 结果保留两位有效数字 解析 1 由多用电表的工作原理可知 由于待测电阻的阻值为几百欧姆 因此应选择欧姆表的 10 挡 1 导学号 82460236为了测量小铁块与长木块之间的动摩擦因数 小勇同学完成了下面的操作 将一轻弹簧固定在挡板m上 并将挡板固定在水平放置的长木板上 弹簧为原长时自由端位于图甲中的o点 将一小铁块紧靠轻弹簧的自由端并用力缓慢地压缩弹簧使小铁块运动至图甲中的a处 现将小铁块无初速度释放 小铁块在图甲中的o点与弹簧分离 且当小铁块运动到b点时速度减为零 将长木板固定在水平桌面上 并将挡板m的位置进行调整 当轻弹簧为原长时其最右端位于长木板最右端的o 点 现仍将小铁块紧靠轻弹簧的自由端缓慢地压缩弹簧使小铁块运动至图乙中的c处 且使o c oa 将小铁块由c点无初速度释放 小铁块最终落在地面上的d点 今已测得o b两点间的距离为l o 点与水平地面间的高度差为h 小铁块可视为质点 忽略空气阻力 回答下列问题 1 为了能够完成本次测量 小勇同学还应测量的量为 2 请根据小勇同学的测量写出动摩擦因数的表达式 用字母表示 2 导学号 82460237小勇在探究标有 3v1 5w 字样的小灯泡的伏安特性曲线 实验室除了导线 电键 内阻不计 电动势为3v的电池组和待测小灯泡外 还有如下的实验器材供选择 a 电流表 0 0 6a 内阻为1 b 电流表 0 3a 内阻为0 2 c 电压表 0 3v 内阻约为2k d 电压表 0 10v 内阻约为4 5k e 滑动变阻器 0 100 f 滑动变阻器 0 20 1 为了减小实验误差 电流表应选 电压表应选 滑动变阻器应选 填器材前面的字母代号 小勇利用所选用的实验器材描绘出了小灯泡的伏安特性曲线 如图甲所示 则该小灯泡的阻值随两端电压的升高而 填 增大 减小 或 不变 2 请将图乙中的实物图连接完整 3 如果小勇在进行操作时 误将a b间的导线接在了a c间 在闭合开关后 无论小勇如何移动滑动变阻器的滑动触头 小灯泡始终发光 则小灯泡在该过程中所消耗的电功率的最小值为 w 3 导学号 82460238某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻 a 待测干电池两节 每节电池电动势约为1 5v 内阻约几欧姆b 直流电压表v1 v2 量程均为3v 内阻约为3k c 定值电阻r0未知d 滑动变阻器r 最大阻值rme 导线和开关 1 根据如图甲所示的实物连接图 在图乙方框中画出相应的电路图 2 实验之前 需要利用该电路图测出定值电阻r0 方法是先把滑动变阻器r调到最大阻值rm 再闭合开关 电压表v1和v2的读数分别为u10 u20 则r0 用u10 u20 rm表示 3 实验中移动滑动变阻器触头 读出电压表v1和v2的多组数据u1 u2 描绘出u1 u2的图象如图丙所示 图中直线斜率为k 与横轴的截距为a 则两节干电池的总电动势e 总内阻r 用k a r0表示 丙 题型扫描四探究设计型实验题 1 所谓设计型实验 就是根据实验目的 自主运用物理知识 实验方法和技能 完成实验的各个环节 实验目的 对象 原理 仪器选择 实验步骤 数据处理等 拟定实验方案 分析实验现象 并在此基础上作出适当评价 设计型实验的显著特点 相同的实验内容可设计不同的过程和方法 实验思维可另辟蹊径 如设计出与常见实验 书本曾经介绍过的实验 不同的实验 以控制实验条件达到实验目的而设计的实验问题 不受固有实验思维束缚 完全是一种源于书本 活于书本的新颖实验 2 所谓探究型实验题 就是运用实验手段探索未知领域 尝试多种可能因素及其出现的结果 在此基础上 通过观察 探究 分析实验对象 事件的主要特征 认识研究对象的变化过程和变化条件 获取必要的可靠数据 依据实验结果客观地揭示事物的内在联系和本质规律 从而得出结论 中学实验中比较典型的探究型实验是 探究功与速度变化 探究加速度与物体受力和质量的关系 探究弹性势能的表达式 等 设计型实验的处理要按照以下程序明确实验目的 设计实验原理 根据实验原理设计多种实验方案 对实验方案进行可行性分析 筛选确定最佳方案 根据所定方案选择实验器材 拟定实验步骤 对实验数据进行处理 得出实验结论并进行误差分析 值得一提的是 依据不同的实验原理选择不同的实验方案时 应遵循科学性 可行性 精确性 简便 直观性这四条基本原则 探究型实验题的处理方法 在熟悉各种仪器的使用方法 基本实验原理 方法和步骤的前提下 仔细阅读题目 理解题意 根据题给要求 广泛联想 设计出合理的实验方案即可 当然 所设计出的方案应尽可能简单 方便 对于数据处理和误差分析的试题 则应根据题目所给的文字 图表等信息进行分析 找出各物理量之间的关系 定性或定量的关系 并总结出其变化规律 把握问题的本质特征 例 小明利用如图甲所示的实验装置完成了探究合外力做功与动能变化的关系 已知打点计时器所接电源的周期为t 0 02s 图甲 根据题中的实验装置和所掌握的知识回答下列问题 1 关于本实验的操作 下列叙述中正确的是 a 在每次操作时都应先接通电源后释放小车b 每改变一次橡皮筋的条数都应重新平衡摩擦力c 小明在某次操作时得到的纸带上的点中间稀疏 两端密集 其原因是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足d 在求小车的最大速度时 为了减小实验误差应选取纸带上的第一个点和最后一个点来计算 2 在实验过程中小明取多条完全相同的橡皮筋进行实验 第1次将1条橡皮筋挂在小车上 由某一位置释放 将橡皮筋对小车所做的功记为1w 第2次将两条橡皮筋并在一起挂在小车上 并由同一位置释放 将橡皮筋对小车所做的功记为2w 第3次将三条橡皮筋并在一起挂在小车上 并由同一位置释放 将橡皮筋对小车所做的功记为3w 橡皮筋与小车作用结束后的速度可通过打点计时器打出的纸带测出 若某次操作过程中打出的纸带如图乙所示 则本次操作中小车所获得的速度为 m s 结果保留两位小数 图乙 1 导学号 82460239用如图所示的实验装置测量弹簧压缩时的弹性势能大小 轻弹簧一端固定在桌面的左侧 滑块紧靠在弹簧的右端 不拴接 调节桌面水平 将滑块向左压缩弹簧到a点 放手后滑块向右滑行到b点停止运动 已知木块质量为m 与桌面间的动摩擦因数为 重力加速度为g 1 实验中还需要测量的物理量是 填正确答案标号 a o a间的距离loab a b间的距离labc o b间的距离lob 2 弹簧的弹性势能ep 用给出的物理量字母表示 3 若实验过程中没有调节桌面水平 而是桌面左侧比右侧略高 该同学仍用原来方法测弹簧势能 则测得的ep 填 偏大 偏小 或 不变 解析 1 对于滑块和弹簧组成的系统 最初的弹性势能转化成滑块和桌面之间因摩擦产生的热量 故ep mglab b正确 2 由 1 可知ep mglab 3 若桌面的左侧高于右侧 则有ep mglabsin mglabcos 测量结果偏大 答案 1 b 2 mglab 3 偏大 2 导学号 82460240某同学在做 探究弹力和弹簧伸长量的关系 的实验中 设计了图1所示的实验装置 1 下面是该同学的一些操作 用字母排列出他的正确顺序 a 以弹簧总长度为横坐标 以弹力为纵坐标 描出各组数据 x f 对应的点 并用直线连接起来b 记下弹簧不挂钩码时 其下端在刻度尺上的刻度x0c 将铁架台固定于桌子上 并将