【二轮复习】06专题六物理实验

1、热点视角备考对策1.实验基本能力：重点考查游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等的读数、构造、原理、重要实验方法、实验器材的选择、电路实物连线和运用图象与表格分析处理实验数据、实验结论、误差分析及电学实验中的故障分析等. 2.设计与创新能力：要求学生将教材中的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，以完成新的实验要求的设计性实验，将逐步取代对原教材中学生实验的考查实验题类型近年通常为“一力一电”模式.1.重点关注游标卡尺、螺旋测微器、多用电表、电阻箱等的读数，电表量程、滑动变阻器及实验电路的选取等2.“源于课本，不拘泥于课本”一直是高考命题的理念，所以熟悉课本实验、抓住实验的灵魂原理，是我们复习的重中之

2、重3.知识创新型实验例如设计型、开放型、探讨型实验等都有不同程度的创新，比如利用所学知识设计出很多测量重力加速度的实验方案其中，力学设计性实验在近年高考中有加强的趋势，应引起高度重视.第1讲力学实验一、误差和有效数字1误差误差产生原因大小特点 减小方法系统误差实验仪器不精确实验原理不完善实验方法粗略总是偏大或偏小更新仪器完善实验原理偶然误差测量、读数不准确可能大可能小画图象或取平均值2.有效数字(1)定义：带有一位不可靠数字的近似数字有效数字的最后一位是测量者估读出来的，是误差的来源(2)从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.012 5为三位有效数字二、长度的测量1毫米刻度尺的读数精确到毫米

3、，估读一位2游标卡尺的读数测量值主尺上的读数m×n(其中m为游标卡尺的精确度，n为游标尺上与主尺上某刻度线对齐的格数)3螺旋测微器的读数测量值固定刻度可动刻度(估读一位)×0.01 mm.三、验证性实验1包括的课题验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、验证机械能守恒定律2验证性实验的两种方法(1)对于现象直观明显或者只需讨论的验证性实验问题，常常通过观察分析进行证实；(2)对有测量数值且实验要求根据数据分析验证结果的，一般要进行分析归纳，通过作图、计算、测量进行比较验证，随着高考改革逐步深入，验证性实验试题逐渐减少，往往将验证性实验变化为设计性、探究性、研究性实验，对于

4、这种实验题型的变化，我们复习时要引起足够的重视四、探究性实验1包括的课题探究弹力和弹簧伸长的关系、探究动能定理2从实验的过程上进行比较方式探究性实验验证性实验实验过程提出问题猜想与假设制定计划与设计实验实验目的实验器材实验原理方式探究性实验验证性实验实验过程进行实验与收集证据分析与论证评估交流与合作实验步骤数据分析实验结论3.探究性实验过程是从提出问题开始的，内容上具有不确定性，结果与多种因素有关，可能会出现多种情况热点一游标卡尺和螺旋测微器的读数命题规律：游标卡尺和千分尺的读数是高考考查的热点，题型为填空题(2013·高考安徽卷)(1)根据单摆周期公式T2·，可以通过实验

5、测量当地的重力加速度如图1所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图2所示，读数为_mm.(2)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为_mm，合金丝的直径为_mm.游标卡尺和螺旋测微器读数时应注意的问题(1)10分度的游标卡尺，以mm为单位，小数点后只有1位，20分度和50分度的游标卡尺以mm为单位，小数点后有2位，且对齐格数不估读(2)螺旋测微器以mm为单位，小数点后必须有3位，对齐格数要估读，同时还要注意，半毫米刻度线是否露出热点二纸带类实验问题的处理命题规律：力学实验中有多个

6、实验都要用到打点计时器(如研究匀变速直线运动的规律、验证牛顿第二定律、验证机械能守恒定律等)，能否正确地使用打点计时器并根据纸带进行正确的数据运算，是能否顺利完成这些实验的关键利用纸带直接测量的时间和位移，可以计算研究对象的瞬时速度和加速度，若结合其他物理量的测量，还可以解决与上面这些量直接有关或间接有关的问题，例如计算动能、重力势能、动摩擦因数、功率、转速等，从而延伸出很多与纸带有关的力学实验(2013·黄冈一模)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数，实验装置如图一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另

7、一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接；打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点(1)如图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示根据图中数据计算的加速度a_(保留三位有效数字)(2)为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有_(填字母)A木板的长度lB木板的质量m1C滑块的质量m2 D托盘和砝码的总质量m3E滑块运动的时间t(3)滑块与木板间的动摩擦因数_(用被测物理量的字母表示，重力加速度为g)，与真实值相比，

8、测量的动摩擦因数_(选填“偏大”或“偏小”)写出支持你的看法的一个论据：_.【解题指导】解答此题应注意以下三点：(1)为减小误差，可用逐差法计算加速度的大小，公式是a.(2)根据实验原理确定需要测量的物理量(3)写出动摩擦因数的表达式，分析误差产生的原因纸带数据的处理(1)由纸带确定时间：要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系，便于测量和计算，一般每五个点取一个计数点，时间间隔为t0.02×5 s0.1 s.(2)求解瞬时速度：利用做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度如图所示，求打某一点的瞬时速度等于在这一点的前后各取相同时间间隔T的两段

9、位移xn与xn1的平均速度，即打n点时的速度vn.(3)用“逐差法”求加速度：如图所示因为a1a2a3所以a.热点三用图象处理实验数据命题规律：用图象处理实验数据是历年高考实验题的命题热点，力学实验、电学实验中都可能出现这是考生必备的能力之一(2012·高考浙江卷)在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤(1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：弹力F/N0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x/(102m)0.741.802.803.724.605.586.42用作图法求得该弹簧的劲

10、度系数k_N/m；(2)某次实验中，弹簧秤的指针位置如图所示，其读数为_N；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N，请画出这两个共点力的合力F合；(3)由图得到F合_N.用图象处理数据的四个要点(1)作图一定要用坐标纸，坐标纸的大小要根据有效数字的位数和结果的需要来定；(2)要标明轴名、单位，在轴上每隔一定的间距按有效数字的位数标明数值；(3)图上的连线不一定通过所有的数据点，应尽量使数据点合理地分布在线的两侧；(4)作图时常通过选取适当的坐标轴使图线线性化，即“变曲为直”虽然图象法有许多优点，但在图纸上连线时有较大的主观任意性，另外连线的粗细、图纸的大小、图纸本身的均匀程度等，

11、都对结果的准确性有影响创新设计性实验要求运用学过的实验方法，自行设计一个新的实验方案要求设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计处理数据的方法及分析实验误差主要考查是否理解实验原理和实验仪器的工作原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情况下迁移知识的能力，这些对学生的能力要求较高，是近几年高考命题的热点范例(2013·江西师大附中临川一中联考)某学习小组利用自行车的运动“探究阻力做功与速度变化的关系”人骑自行车在平直的路面上运动，当人停止蹬车后，由于受到阻力作用，自行车的速度会逐渐减小至零，如图所示在此过程中，阻力做功使自行车的速度发生变化设自行车无动力后受到的阻

12、力恒定(1)在实验中使自行车在平直的公路上获得某一速度后停止蹬车，需要测出人停止蹬车后自行车向前滑行的距离x，为了计算自行车的初速度v，还需要测量_(填写物理量的名称及符号)(2)设自行车受到的阻力恒为f，计算出阻力做的功W及自行车的初速度v.改变人停止蹬车时自行车的速度，重复实验，可以得到多组测量值以阻力对自行车做功的大小为纵坐标，自行车初速度为横坐标，作出Wv曲线分析这条曲线，就可以得到阻力做的功与自行车速度变化的定性关系在实验中作出Wv图象如图所示，其中符合实际情况的是_【方法总结】1.求解设计性实验的思路：设计性实验考查实验知识的运用，解决设计性实验问题的关键在于根据实验原理设计实验方

13、案，实验原理是进行实验设计的根本依据和起点它决定实验过程的设计、应当测量的物理量、实验步骤如何安排等问题2求解设计性实验的步骤：(1)从目的入手；(2)根据问题的要求和条件，回顾课本实验原理，联想实验模型，适当迁移，确定实验原理和实验过程；(3)根据实验器材和原理，设计具体的实验方案；(4)设计实验记录，测量所需物理量，处理实验数据，进行误差分析第2讲电学实验一、电学测量仪器的使用与读数1电流表、电压表、欧姆表的比较仪器极性量程选择读数直流电流表有正、负极的电表，电流由电表的正极流入，负极流出使指针指示超过满偏刻度的的位置3 V和3 A量程估读到最小分度的；15 V量程估读到最小分度的；0.6

14、 A 量程估读到最小分度的直流电压表欧姆表电流从红表笔流入，黑表笔流出使指针尽量指在表盘的中间位置左右表盘读数乘以相应挡位的倍率2.多用电表的使用“三注意”(1)电流的流向使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔，从电表外部看，电流从红表笔流入，从黑表笔流出(2)要区分开“机械零点”与“欧姆零点”“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮(3)选倍率使用欧姆挡测电阻时，表头指针偏转过大或过小都有较大误差指针偏转角度在满偏到满偏之间读数较准确如当待测电阻约为2 k时，应采用“&

15、#215;100”挡3电学仪器的选择(1)电源的选择一般可以根据待测电路的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源(2)电表的选择一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；选择的电表的量程应使电表的指针偏转的幅度较大，一般应使指针能达到半偏以上，以减小读数的偶然误差，提高精确度二、电流表内外接法的比较与选择比较项目电流表内接法电流表外接法电路误差来源电流表的分压电压表的分流测量结果R测>Rx，偏大R测<Rx，偏小适用条件RxRA(测大电阻)RVRx(测小电阻)三、控制电路(滑动变阻器的接法)的比较与选择1控制电路的比较比较项目限流式接法

16、分压式接法电路电压调节的范围EE0E电能损耗节能耗能2.控制电路的选择优先选用限流式以下情况考虑分压式：(1)要求待测电路的U、I从0变化；(2)R滑Rx；(3)选用限流式时，Ux、Ix过大(超过电表量程，烧坏电表、电源或用电器等)或Ux、Ix过小(最大值不超过电表满量程的，读数误差大)热点一实验仪器的读数与作用命题规律：电流表、电压表、多用电表、电阻箱等仪器是电学实验中的常用仪器，高考中要求正确使用仪器，会进行正确读数，高考对此知识点的考查频率较高，是高三复习的重要知识点如图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20 的电阻，测量步骤如下：(1)调节_，使电表指针对准_的“0”刻线(选

17、填“电阻”或“电流”)(2)将选择开关旋转到“”挡的_位置(选填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)(3)将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，并将两表笔短接，调节_，使电表指针对准_(选填“电阻”或“电流”)的“0”刻线(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为_.(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置【解题指导】解答此题应注意以下两个方面：(1)多用电表的机械调零和欧姆调零不同，机械调零和其他电表的调零相同，而欧姆调零是多用电表欧姆挡特有的步骤(2)使用多用电表测电阻要选择合适的倍率，测量时使指针在中

18、值电阻的附近，误差较小多用电表使用“五步”法(1)选倍率，一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为200 就应该选×10的倍率；(2)进行欧姆调零；(3)将红黑表笔接被测电阻两端进行测量；(4)将指针示数乘以倍率，得测量值；(5)测量结束后，将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡特别注意：用欧姆挡测电阻时，如果指针偏转角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大)，应该适当增大倍率重新调零后再测量；如果指针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小)，应该适当减小倍率重新调零后再测量热点二关于电路选择的综合应用命题规律：很多电学实验都与测电阻有关，如描绘小电珠的伏安特性曲线、测

19、定金属的电阻率、测小电珠的电功率等以测量电阻为核心命题点的电学实验以考查电路设计(包括仪表选择、电路原理图的分析、实物图连接等)为主，能较好地甄别考生的综合分析和迁移创新能力，是历年高考的热点(2013·高考北京卷)某同学通过实验测定一个阻值约为5 的电阻Rx的阻值(1)现有电源(4 V，内阻可不计)，滑动变阻器(050 ，额定电流2 A)，开关和导线若干，以及下列电表：A电流表(03 A，内阻约0.025 )B电流表(00.6 A，内阻约0.125 )C电压表(03 V，内阻约3 k)D电压表(015 V，内阻约15 k)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用_，电压表应选用_(选

20、填器材前的字母)；实验电路应采用图1中的_(选填“甲”或“乙”)(2)图2是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图2中实物间的连线(3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U.某次电表示数如图3所示，可得该电阻的测量值Rx_(保留两位有效数字) (4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是_；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是_(选填选项前的字母)A电流表测量值小于流经Rx的电流值B电流表测量值大于流经Rx的电流值C电压表测量值小于Rx两端的电压值D电压表测量值大于Rx两端的电压值(5)

21、在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压U也随之增加，下列反映Ux关系的示意图中正确的是_(1)仪表选择的三个主要原则：安全性(量程不能太小)、准确性(量程不能太大)、方便性(滑动变阻器要方便调节)；(2)选择电流表内外接法的口诀：“好表要内接”(因为：越接近理想电流表，其分压的影响越小)或“内大大”(大电阻适合电流表内接法，测量值比实际值偏大)；(3)选择滑动变阻器接法的口诀：“以小控大用分压”(因为：并联总电阻主要由小电阻决定，并联总电流主要由电阻小的支路决定，故并联电路对小电阻的变化更敏感，即小电阻“控制”着大电阻)；(4

22、)电表有时可反常规使用：已知内阻的电压表可当电流表使用，已知内阻的电流表可当电压表使用；(5)定值电阻的常见用途：保护电路、分压或分流热点三以测电源电动势和内阻为核心的电学实验命题规律：测电源电动势和内阻可以有效地考查闭合电路欧姆定律的知识以及数据分析处理能力，故也成为高考电学实验的热点除了基本的伏安法测电源电动势和内阻外，其他创新拓展方法(如：安阻法、伏阻法、伏伏法、安安法等)也是热点(2013·高考浙江卷)采用如图所示的电路“测定电池的电动势和内阻” (1)除了选用照片中的部分器材外，_(填选项)；A还需要电压表B还需要电流表C还需要学生电源 D不再需要其他器材(2)测量所得数据

23、如下： 测量次数物理量123456R/1.21.00.80.60.40.2I/A0.600.700.800.891.001.20U/V0.900.780.740.670.620.43用作图法求得电池的内阻r_；(3)根据第5次所测得的实验数据，求得电流表内阻RA_.测量电源的电动势和内阻：(1)三种常用实验方法和原理，伏安法EUIr、伏阻法EU(1r/R)、安阻法EI(Rr)；(2)两种数据处理方法：联立方程求解法和图象处理法，对伏安法利用电源的UI图象求电动势和内阻；对伏阻法和安阻法需对闭合电路欧姆定律方程EU(1r/R)和EI(Rr)适当变形作线性处理，并利用直线方程的截距和斜率求电动势或

24、内阻等物理量通过对近几年的高考实验试题的研究发现，高考电学实验试题有两个显著的特点：第一，基于教材中的电学实验，着重考查实验原理的改进、实验步骤、误差分析；第二，重视电学的实验方法，问题设置结合科技、生产、生活的实际；因此，理解实验原理，掌握实验方法，是解决电学实验的关键范例(2013·东北三校联考)某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了提高实验的精确度，需要测量电压表的内阻实验中恰好有一块零刻度在中央的双向电压表，该同学便充分利用这块电压表，设计了如图所示的实验电路，既能实现对该电压表的内阻的测量，又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量他用到的实验器材有：待测水果电池组(电动势约4 V，内阻约50 )、双向电压表(量程为2 V，内阻约为2 k)、电阻箱(09 999 )、滑动变阻器(0200 )，一个单刀双掷开关及若干导线(1)该同学按如图所示电路图连线后，首先测出了电压表的内阻请完善测量电压表内阻的实验步骤；将R1的滑动触片滑至最左端，将S拨向1位置，将电阻箱阻值调为