2016高考实验复习串讲.ppt

2016高考实验分析,刘宏生,高考物理实验,1.长度的测量(游标卡尺和螺旋测微仪的使用)2.研究匀变速直线运动3.研究弹力和弹簧伸长的关系4.研定力的平行四边形定则5.验证牛顿第二定律6.研究平抛物体的运动7.探究动能定理8.验证机械能守恒定律9.验证动量守恒定律10.探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度,11.测定金属的电阻率12.描绘小灯泡的伏安特性曲线13.把电流表改装成电压表14.测电源的电动势和内电阻15.多用电表的使用16.示波器的使用17.传感器的简单应用18.油膜法估测分子大小19.测定玻璃的折射率20.用双缝干涉测光的波长,一.命题规律,1.基本仪器的使用是考查热点:如游标卡尺,刻度尺，天平,弹簧测力计,螺旋测微仪,秒表，电火花计时器或电磁打点计时器，多用电表,电压表,电流表，示波器，滑动变阻器，电阻箱，温度计等.2.实验的实际操作时考查的重点:实验的步骤如排序,纠错,补漏,电路连接,实验仪器选择等都与实验的实际操作过程紧密相关,真正考查学生实际操作能力.,命题规律,3.设计性实验是考查的难点:实验试题加强了对实验探究能力的考查.4.实验的基本原理和思想方法是考查的核心:所有试题的考查均源于课本实验.但已从简单的背诵实验向分析理解实验过程,实验原理转变.因此,理解课本实验原理,体会实验思想是实验复习的核心.,命题规律,5.实验数据的处理方法在试题中逐年体现.实验数据处理是实验的重要环节,其方法有公式法,列表法,图像法,描迹法,逐差法等.6.新课改高考后,物理试题整体难度明显下降,但就实验部分内容的考查来看却进一步加强,尤其加强了实验分析的考查；命题形式灵活,考查角度多变,设问方式新颖,利用变式考查实验原理与相关物理知识的综合，充份体现新高考对学生的实验操作,分析和处理问题能力的高度重视.,二.命题趋势,1.从机械记忆实验转向分析理解实验思想,理解实验原理转变.高考物理实验已经不是简单回答”是什么”,而是从物理实验情况中理解”为什么”,通过分析推理,判断”确实是什么”.进而揭开物理实验的每个环节.,命题趋势,2.重视操作过程的考查:近年来物理实验试题所考查的实验步骤的排序,纠错,补漏,电路连接,实验仪器选择等都与实验的实际操作过程紧密相关,考查学生实际操作能力.3.从既定的学生分组实验转向变化的创新实验.近年来,既定的学生实验已经从高考物理实验试题中逐渐退出,取而代之的是学生尚未接触过的,而与学生做过的实验有着联系的实用性,创新性实验.,命题趋势,4.电学实验考查的频率较高,是实验考察的重点.电学实验在高中阶段所占比例较大,电学实验也比较容易命题,每年高考物理实验题都至少有一道电学实验题.在电学实验中电阻(含电表内阻)的测量的考查,是近年来高考热点.,三.突破方法,1.把握实验的五个环节(1)明确实验目的,理解实验原理(寻找物理规律和与之相关的基本物理量)(2)选择实验仪器(能测定这些基本物理量的仪器和装置)(3)确定实验步骤(根据实验仪器和装置的使用规则及实验要求,确定操作步骤)(4)数据处理(测定并记录实验中基本物理量的数据,按物理规律或相关的处理方法,计算出需要的物理量)(5)结论,误差分析(在分析实验误差的基础上,得出合理的结论),突破方法,2.加强实验基本能力的培养和训练,熟练掌握基本技能.(1)基本仪器的使用和操作:刻度尺,游标卡尺,螺旋测微仪,打点计时器,电流表,电压表,多用电表等,都是基本测量仪器,要熟练掌握它们的使用方法,操作规程,读数规则,要系统练习,实际测量.(2)特别是电学实验中的基本仪器,如电流表,电压表,多用电表,滑动变阻器等,每年必考,不仅要明确其构造,原理,会读数,还要明确量程的选取规则,正确进行实物连接.,突破方法,3.深刻理解,熟练掌握实验原理,是提高实验能力的关键.4.学会设计性实验的思想和方法,提高创新能力.5.重视演示实验和小实验.,四.实验的主要思想方法,1.等效法2.效果放大法(累积法)3.控制变量法4.留迹法5.转化法6.模拟法,五.实验数据的处理方法,1.平均值法2.列表法3.作图法4.逐差法,六.设计性实验,1.设计性实验的设计原则(1)科学性:设计的方案应有科学的依据及正确的操作方法.方案中所依据的原理应遵循物理规律,且要求选用的规律简明,正确.方案中所安排的操作程序应合理,其操作符合实验规则要求.方案中进行数据处理机误差分析应依据科学的方法.,设计性实验,(2)安全性:按设计方案实施时,应安全可靠,不会对仪器,器材造成危害.选用器材时,应考虑仪器,器材的性能及量值(仪表的量程,电器的额定值,测力计的弹性限度等)的要求.设计方案时,应安排保护措施.,设计性实验,(3)精确性:实验误差应控制在误差允许范围内，尽可能选择误差较小的方案。(4)简便性，直观性：设计实验应便于操作，读数，便于进行数据处理，便于实验者观察。,设计性实验,2.设计性实验的设计思路(1)根据问题的条件和要求，构思相关的物理情景；(2)确定实验原理；(3)确定需测量的物理量；(4)制定实验方案.,七基本测量和实验,甲,图中的游标是10分度，则读数为mm,图中的游标是20分度，则读数为mm,长度的测量,图中的游标是50分度，则读数为mm,图中为mm,为mm,为mm,测定匀变速直线运动的加速度（含练习使用打点计时器）,打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s打一次点（电源频率是50Hz）,实验目的1练习使用打点计时器，学习利用打上点的纸带研究物体的运动。2学习用打点计时器测定即时速度和加速度。,电磁式打点计时器,电磁式打点计时器,2电磁打点计时器使用交流电源，电压在6V以下3工作原理：接通交流电源后，线圈中产生周期性变化的磁场，振片被磁化，其极性随线圈中磁场的变化而变化，于是振片和永久磁铁之间就产生周期性的引力和斥力，振片就上下振动，带动其上的振针上下振动这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上打上一系列的点4当电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一个点5使用电磁打点计时器时，通电以前，把纸带穿过限位孔再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动,1电火花计时器使用交流电源，工作电压是220V.2电火花计时器的构造如下图所示主要由脉冲输出开关、正负脉冲输出插座、墨粉纸盘、纸盘轴等构成,电火花计时器,3计时原理：电火花计时装置中有一将正弦式交变电流转化为脉冲式交变电流的装置当计时器接通220V交流电源时，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针和接负极的纸盘轴产生火花放电，利用火花放电在纸带上打出点迹当电源的频率为50Hz时它每隔0.02s打一个点,0、1、2为时间间隔相等的各计数点，s1、s2、s3、为相邻两计数点间的距离，若s=s2-s1=s3-s2=恒量，即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。,由纸带求物体运动加速度的方法：,（1）用“逐差法”求加速度：即根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T为相邻两计数点间的时间间隔）求出a1=、a2=、a3=，再算出a1、a2、a3的平均值即为物体运动的加速度。,（2）用v-t图法：即先根据vn=求出打第n点时纸带的瞬时速度，后作出v-t图线，图线的斜率即为物体运动的加速度。,例题,1电磁打点计时器是一种使用_电源的计时仪器，它的工作电压是_。如图所示，A是_，B是_，C是_，D是_，E是_，F是_。,2如图是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图上注明了他对各计数点间距离的测量结果。,（1）为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内（单位：cm）,各位移差与平均值最多相差_cm，由此可以得出结论：小车的位移在_范围内相等，所以小车的运动是_。,（2）根据匀变速直线运动的规律，可以求得物体的加速度a=_m/s2。,（3）根据an-3=，可求出,a1=_m/s2，a2=_m/s2，a3=_m/s2，,所以，=_m/s2。,3在研究匀变速直线运动的实验中，如图所示，为一条记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。,根据_计算各点瞬时速度，则vA=_m/s，vB=_m/s，vC=_m/s，vD=_m/s，vE=_m/s。,探究弹力和弹簧伸长的关系,为了探索一根轻弹簧的弹力与弹簧伸长的关系，某同学做了如下实验（其中弹簧重力忽略不计）：将弹簧竖直悬挂，静止后用刻度尺测量其长度，即原长L0。弹簧下端挂上称量好质量的钩码，其重力为F1，用刻度尺测量对应的弹簧的长度L1。增加钩码，测量弹簧相应长度L2，L3实验操作完成后，绘制图像。以弹力为纵坐标，以弹簧长度为横坐标，描绘出一条直线。直线与纵轴交点为P，P点的坐标为（0，F0）。则由以上实验可知：（1）弹簧的劲度系数K=。（2）弹力与弹簧长度的表达式：F=（弹力用F表示，弹簧长度用L表示）。,研究力的平行四边形定则,1用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。2用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。3用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）。4用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板根椐平行四边形定则求出合力F。5只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。按同样的比例用刻度尺从O点起做出这个弹簧秤的拉力F的图示。6比较F与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等。7改变两个分力F1和F2的大小和夹角。再重复实验两次，比较每次的F与F是否在实验误差允许的范围内相等。,某小组做本实验时得出如图所示的图（F与A、O共线），其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳套的结点，图中_是F1与F2合力的真实值，_是F1与F2合力的实验值，需要进行比较的是_和_。通过本实验可以验证_。,探究动能定理,1不是直接测量对小车做功，而是通过改变橡皮筋条数确定对小车做功W、2W、3W、2由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出这样，进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据3以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，小车获得的速度为横坐标，作出Wv曲线，分析这条曲线，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系,验证动量守恒定律,实验原理一个质量较大的小球从斜槽滚下来，跟放在斜槽前边小支柱上另一质量较小的球发生碰撞后两小球都做平抛运动。由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等，这样如果用小球的飞行时间作时间单位，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度。因此，只要分别测出两小球的质量m1、m2，和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s1，以及入射小球与被碰小球碰撞后在空中飞出的水平距离s1和s2，若m1s1在实验误差允许范围内与m1s1+m2s2相等，就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。,研究平抛物体的运动,实验原理平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：一是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由落体运动。令小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系，测出曲线上的某一点的坐标x和y，根据重力加速度g的数值，利用公式y=,求出小球的飞行时间t，再利用公式x=vt,求出小球的水平分速度，即为小球做平抛运动的初速度。,1下列哪些因素会使“研究平抛物体的运动”实验的误差增大A小球与斜槽之间有摩擦B安装斜槽时其末端不水平C建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点D根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远,2如图所示，在“研究平抛物体的运动”的实验时，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=_(用l、g表示)，其值是_（取g=9.8m/s2），小球在b点的速率是_。,验证机械能守恒定律,实验原理当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。若某一时刻物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应有：mgh=借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示。,vn=,vn=,在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。查得当地的重加速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根据以上数据，可知重物由O点到运动C点，重力势能减少量等于_J，动能的增加量等于_J。（取3位有效数字）,用单摆测定重力加速度,某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为101.00cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5s。则（1）他测得的重力加速度g=_m/s2。（2）他测得的g值偏小，可能的原因是A测摆线长时摆线拉得过紧B摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了C开始计时时，秒表过迟按下D实验中误将49次全振动数为50次（3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与T的数据，再以l为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率k。则重力加速度g=_。(用k表示),研究小灯泡的伏安特性参考资料,金属导体的电阻（某些合金除外），是随温度的升高而增加的。设R0为某种导体在0时的电阻，R为温度t时的电阻，当在温度不太低时的不大温度范围内，它的电阻有下述线性关系RR0R0tR0（1t）为金属导体的电阻温度系数，其值决定于金属的种类。灯泡能发光，是因为在灯丝两端加上了一定的电压，在灯丝中有电流通过，从而使灯丝温度升高而发光的缘故，所以灯丝的电阻与通过它的电流有关。通过导体的电流和导体两端的电压之间的关系可以用图线来表示，称为导体的伏安特性曲线如果导体的温度不变、其电阻也不变，这条曲线就是直线。当导体被通过它的电流加热时，这条曲线将稍向下弯曲，说明当加大导体两端的电压时，由于其电阻增大，通过它的电流并不是呈线性增大。还有一些导体（如碳丝），其电阻随温度的增加而减小，这时它的电阻温度系数为负值，伏安特性曲线将向上弯曲。,在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，所需器材如图，根据所给电路图，连接实物图,小灯泡的伏安特性曲线如图，当灯泡两端电压由3V变为6V时，其灯丝电阻改变了（）。,测定金属的电阻率,例题在“测定金属的电阻率”实验中，以下操作中错误的是A用米尺量出金属丝的全长三次，算出其平均值B用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值C用伏安法测电阻时采用安培表的内接线路，多次测量后算出其平均值D实验中应尽量保持金属丝的温度不变,欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：,A电池组(3V，内阻1)；B电流表(03A，内阻0.0125)C电流表(00.6A，内阻0.125)D电压表(03V，内阻3k)E电压表(015V，内阻15k)F滑动变阻器(020，额定电流1A)G滑动变阻器(02000，额定电流0.3A)H电键、导线。,(1)上述器材中应选用的是_。（填写各器材的字母代号）(2)实验电路应采用电流表_接法。（填“内”或“外”）(3)设实验中，电流表、电压表的某组示数如图所示，图示中I=_A，U=_V。,电流表的改装,测定电源的电动势和内电阻,实验原理如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。此外，还可以用作图法来处理数据。即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U-I图象（如图2）所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。,练习使用多用电表,传感器的简单应用,如图所示是继电器的原理图，当在接线柱2、3间接入电源时，电磁铁便将衔铁P吸离A而与B接触，从而达到控制电路的目的。则：接线柱()与接有电源的热敏电阻串联，接线柱()与外电路串联，即可在温度过高时切断外电路，实现对外电路的自动控制。,测定玻璃的折射率,1在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图所示，对实验中的一些具体问题，下列意见正确的是A为了减少作图误差，P3和P4的距离应适当取大些B为减少测量误差，P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应取大些C若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像D若P1、P2连线与法线NN夹角较大时，有可能在bb面发生全反射，所以在bb一侧就看不到P1、P2的像,2某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角i与折射角r作出sini-sinr图象