2019版高考物理一輪復習 小專題5 高考實驗題的破解方法和技巧課件.ppt

小專題5高考實驗題的破解方法和技巧 突破1 破解常規(guī)型實驗題的方法 常規(guī)實驗題主要考查教材上基本實驗的實驗原理 器材的選擇 實驗的操作 數(shù)據(jù)的處理和誤差分析 復習時要從領會實驗原理出發(fā) 全方位理解和掌握實驗器材 實驗操作 實驗步驟 實驗數(shù)據(jù)的處理 誤差分析和電學實驗實物圖的連接 電路圖的設計等 對每一個實驗都應做到心中有數(shù) 因此 必須做到 五會 即 會讀 會選 會畫 會析 會用 才能輕松破解常規(guī)實驗題 1 會讀 刻度尺 游標卡尺 螺旋測微器 天平 停表 電火花打點計時器或電磁打點計時器 彈簧測力計 電流表 電壓表 多用電表 滑動變阻器 電阻箱等基本儀器是高考考查的重點 會讀 是指能正確地讀出基本儀器的讀數(shù) 讀數(shù)直接影 響實驗結果 為使讀數(shù)正確必須做到以下三點 1 注意量程 2 弄清所選量程對應的每一大格和每一小格所表示的量 值 3 掌握需要估讀的基本儀器的讀數(shù)原則 讀數(shù)的基本原則 凡儀器最小刻度是 1 的 要求讀到最小刻度后再往下估讀一位 凡儀器最小刻度是 2 和 5 的 只要求讀到最小刻度所在的這一位 不再往下估讀 典題1 某同學利用游標卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度 測量結果如圖Z5 1甲和乙所示 該工件的直徑為 cm 高度為 mm 甲 乙 圖Z5 1 解析 游標卡尺的主尺讀數(shù)為1 2cm 游標尺上第4個刻度和主尺上某一刻度對齊 所以游標讀數(shù)為4 0 05mm 0 20mm 0 020cm 故測量的直徑為1 2cm 0 020cm 1 220cm 螺旋測微器的固定刻度為6 5mm 可動刻度為36 0 0 01mm 0 360mm 故測量的高度為6 5mm 0 360mm 6 860mm 答案 1 220 6 860 易錯提醒 游標卡尺的主尺讀數(shù)一定看游標尺的0線對齊的整毫米數(shù)部分 而不能看尺子邊緣對齊的整毫米數(shù)部分 螺旋測微器可動尺讀數(shù)看可動尺第幾個格與中心線對齊時一定要注意估讀 考點突破1 2017年新課標 卷 某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖如圖Z5 2甲所示 圖中E是電池 R1 R2 R3 R4和R5是固定電阻 R6是可變電阻 表頭 的滿偏電流 為250 A 內阻為480 虛線方框內為換擋開關 A端和B端分別與兩表筆相連 該多用電表有5個擋位 5個擋位為 直流電壓1V擋和5V擋 直流電流1mA擋和2 5mA擋 歐姆 100 擋 甲 乙 圖Z5 2 1 圖甲中的A端與 填 紅 或 黑 色表筆相連接 2 關于R6的使用 下列說法正確的是 填正確答 案的標號 A 在使用多用電表之前 調整R6使電表指針指在表盤左端 電流 0 的位置 B 使用歐姆擋時 先將兩表筆短接 調整R6使電表指針指 在表盤右端電阻 0 的位置 C 使用電流擋時 調整R6使電表指針盡可能指在表盤右端 電流的最大位置 3 根據(jù)題給條件可得R1 R2 R4 4 某次測量時該多用電表指針位置如圖乙所示 若此時B端是與 1 相連的 則多用電表讀數(shù)為 若此時B端是與 3 相連的 則讀數(shù)為 若此時B端是與 5 相連的 則讀數(shù)為 3 相連 多用電表是歐姆 100 擋 則讀數(shù)為1100 若此時B端與 5 相連 多用電表是量程為0 5V的電壓表 則讀數(shù)為2 94V 答案 1 黑 2 B 3 160880 4 1 47mA 或1 48mA 1100 2 94V 2 會選 會選 是指根據(jù)實驗原理及可行性選擇實驗方案 實驗器材 選擇操作性強的實驗方案及合適的實驗器材 可以減小實驗誤差 提高實驗的精確度 1 控制電路的選擇 控制電路即滑動變阻器在電路中的連接 常用兩種不同的 形式 如圖Z5 3所示 甲為限流式 乙為分壓式 圖Z5 3 2 測量電路的選擇 對伏安法測電阻 應根據(jù)待測電阻的大小選擇電流表的不 同接法 如圖Z5 4所示 甲為外接法 乙為內接法 圖Z5 4 3 實驗器材選擇的 四個注意 安全因素 通過電源 電表 電阻的電流不能超過允許的最大電流 誤差因素選擇電表時 保證電流和電壓均不超過其量程 使指針有較 在中值刻度附近 便于操作選滑動變阻器時 在滿足其他要求的前提下 可選阻值較小的 實驗的實際要求 典題2 2015年天津卷 用電流表和電壓表測定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組 電動勢約4 5V 內阻約1 的電動勢和內阻 除待測電池組 開關和導線外 還有下列器材供選用 A 電流表 量程0 0 6A 內阻約1 B 電流表 量程0 3A 內阻約0 2 C 電壓表 量程0 3V 內阻約30k D 電壓表 量程0 6V 內阻約60k E 滑動變阻器 0 1000 額定電流為0 5AF 滑動變阻器 0 20 額定電流為2A 圖Z5 5 1 為了使測量結果盡量準確 電流表應選用 電壓表應選用 滑動變阻器應選用 填儀器的字母代號 2 正確選擇儀器后 連好的部分電路如圖Z5 5所示 為了使測量誤差盡可能小 還需在電路中用導線將 和 相連 和 相連 和 相連 填儀器上接線柱的字母代號 3 實驗時發(fā)現(xiàn)電流表壞了 于是不再使用電流表 剩余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動變阻器 重新連接電路 仍能完成實驗 實驗中讀出幾組電阻箱的阻值R和對應電壓表的示數(shù)U 用圖象法處理采集到的數(shù)據(jù) 為在直角坐標系中得到的函數(shù)圖象是一條直線 則可以 為縱坐標 以 為橫坐標 答案 1 ADF 2 a dcgf h 方法技巧 關于滑動變阻器的選擇 一般來說只要是限流法就選用比待測電阻大幾倍的滑動變阻器 只要是分壓法就選用小的滑動變阻器 考點突破2 2017年四川檢測 已知某電阻的阻值約為300 現(xiàn)提供兩套相同的實驗器材分甲 乙兩小組利用伏安法測量其阻值 實驗器材如下 A 電流表B 電壓表 量程為0 12mA 內阻約1 量程為0 3V 內阻約1k C 滑動變阻器R1 總阻值10 額定電流2A D 滑動變阻器R2 總阻值100 額定電流1A E 電源 電動勢約3V 內阻約2 F 待測電阻RxG 開關一個 導線若干 1 滑動變阻器應該選擇 填儀器的字母代號 2 選定滑動變阻器后 甲 乙兩組設計了不同的電路來測量 其中正確的電路圖是 A B C D 3 甲 乙兩組測量后發(fā)現(xiàn)其測量值存在系統(tǒng)誤差 他們決定共同合作 一起設計了如圖Z5 6 圖Z5 7所示的兩種電路 不僅可以準確測量待測電阻的阻值 還可以測量電流表和電壓 表的內阻 假設在圖Z5 6和圖Z5 7中 電流表 的示數(shù)均 分別用I1 I2來表示 電壓表 的示數(shù)均 分別用U1 U2來表示 則在圖Z5 6中 電壓表的內阻RV 待測電阻的阻值Rx 在圖Z5 7中 電流表的內阻RA 待測電阻的阻值Rx 圖Z5 6 圖Z5 7答案 1 C 2 B 3 會畫 會畫 一方面指在進行實驗數(shù)據(jù)處理時多數(shù)情況要求找出兩個物理量的線性關系 由實驗數(shù)據(jù)畫出其線性關系圖線 圖線經(jīng)過大多數(shù)點 不在圖線上的點要盡可能對稱分布在圖線的兩側 根據(jù)線性圖線斜率 截距的物理意義求解相關物理量 另一方面指會根據(jù)所選的器材和電路原理圖連接實物圖 連電路實物圖的要點 1 從電源的正極出發(fā) 先將干路中各器件依次連接到電源負極 再將支路中的元件和電壓表并聯(lián)到電路的某兩點之間 2 連好實物圖后 對照電路圖檢查一遍 注意檢查導線的連接點是否都接在接線柱上 導線中不應有交叉 電表正負極連接是否恰當 滑動變阻器的滑片是否處于恰當位置等 典題3 某研究性學習小組利用伏安法測定某一電池組的電動勢和內阻 實驗原理如圖Z5 8甲所示 其中 虛線框內 為用靈敏電流計 改裝的電流表 為標準電壓表 E為待 測電池組 S為開關 R為滑動變阻器 R0是標稱值為4 0 的定值電阻 1 已知靈敏電流計 的滿偏電流Ig 100 A 內阻rg 2 0k 若要改裝后的電流表滿偏電流為200mA 應并聯(lián)一個阻值為 計算結果保留1位小數(shù) 的定值電阻R1 2 根據(jù)圖甲 用筆畫線代替導線將圖乙連接成完整電路 甲 乙 圖Z5 8 3 某次實驗的數(shù)據(jù)如下表所示 該小組借鑒 研究勻變速直線運動 實驗中計算加速度的方法 逐差法 計算出電池組的內阻r 計算結果保留2位小數(shù) 為減小偶然誤差 逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點是 4 該小組在前面實驗的基礎上 為探究圖甲電路中各元器件的實際阻值對測量結果的影響 用一已知電動勢和內阻的標準電池組 通過上述方法多次測量后發(fā)現(xiàn) 電動勢的測量值與已知值幾乎相同 但內阻的測量值總是偏大 若測量過程無誤 則內阻測量值總是偏大的原因是 填選項前的字母 A 電壓表內阻的影響 B 滑動變阻器的最大阻值偏小C R1的實際阻值比計算值偏小D R0的實際阻值比標稱值偏大 答案 1 1 0 2 如圖D39所示 圖D39 3 1 66充分利用已測得的數(shù)據(jù) 4 CD 考點突破3 2017年百校聯(lián)盟押題卷 某學習小組要測定某一圓柱形導體P的電阻率 其主要實驗步驟如下 1 先用多用電表粗測導體P的電阻 a 將選擇開關旋轉到如圖Z5 9甲所示的歐姆擋上 b 將已插入接線孔的兩根表筆相接 進行歐姆調零 c 將兩根表筆分別與導體P的兩端相接 指針在圖甲中的 虛線位置處 d 換用歐姆 擋重新測量 先要 再次測量導體P兩端的電阻 指針指在圖甲中的實線位置處 則導體P的電阻粗測值為 甲 丙 乙丁圖Z5 9 2 分別用游標卡尺 螺旋測微器測量導體P的長度L和直徑d 示數(shù)如圖乙 丙所示 則L mm d mm 3 該小組又采用伏安法測量導體P的電阻Rx 可供選用的器材如下 電壓表阻約15k 電流表 量程0 3V 內阻約3k 量程0 15V 內 量程0 15mA 內阻約10 量程0 600mA 內阻約0 2 電源E1 電動勢為3V 內阻不計 電源E2 電動勢為12V 內阻不計 滑動變阻器R 0 20 允許通過的最大電流為2A 開關S 導線若干 圖丁為測量Rx的實驗器材 為使測量盡量準確 請選擇器 材并完成實物圖的連線 解析 1 用多用電表粗測時虛線位置的讀數(shù)為100 10 1000 由于指針偏轉角度較小 應換成歐姆 100 擋重新測量 并需重新進行歐姆調零 換擋后指針指在實線位置 讀數(shù)為11 100 1100 2 游標卡尺讀數(shù)為L 20mm 0 0 05mm 20 00mm 螺旋測微器讀數(shù)為d 2 5mm 20 0 答案 1 100 歐姆調零 1100 2 20 00 2 700 3 如圖D40所示 圖D40 15mA 由于Rx遠大于電流表內阻 故電流表采用內接法 滑動變阻器的最大阻值20 比粗測的Rx小得多 故滑動變阻器采用分壓式接法 4 會析 會析 是指對高中物理實驗的誤差作一些簡單的分析 中學物理對實驗誤差分析的要求不高 從高考來看 一般涉及的問題是定性分析系統(tǒng)誤差 對誤差的定量分析不作要求 在實驗復習中 同學們要知道誤差的來源 掌握誤差分析的基本方法 對高中物理的實驗進行一些簡單的誤差分析 典題4 2017年天津卷 某探究性學習小組利用如圖Z5 10甲所示的電路測量電池的電動勢和內阻 其中電流表的內阻r1 1 0k 電阻R1 9 0k 為了方便讀數(shù)和作圖 給電池串聯(lián)一個R0 3 0 的電阻 1 按如圖甲所示的電路進行連接后 發(fā)現(xiàn)aa bb 和cc 三條導線中 混進了一條內部斷開的導線 為了確定哪一條導線內部是斷開的 將開關S閉合 用多用電表的電壓擋先測量a b 間電壓 讀數(shù)不為零 再測量a a 間電壓 若讀數(shù)不為零 則一定是 導線斷開 若讀數(shù)為零 則一定是 導線斷開 2 排除故障后 該小組順利完成實驗 通過多次改變滑動變阻器滑片位置 得到電流表和的多組I1 I2數(shù)據(jù) 作出圖象如圖乙所示 由I1 I2圖象得到電池的電動勢E V 內阻r 甲 乙 圖Z5 10 答案 1 aa bb 2 1 41 1 36 1 44均正確 0 5 0 4 0 6均正確 考點突破4 2017年河北正定中學月考 圖Z5 11是一個多用電表歐姆擋的內部電路示意圖 電流表滿偏電流為0 5mA 內阻為10 電池電動勢為1 5V 內阻為1 滑動變阻器的阻值為0 5000 圖Z5 11 1 該歐姆表的刻度值是按電池電動勢為1 5V標定的 當電池的電動勢下降到1 45V 內阻增大到4 時仍可調零 調零后R0阻值將變 填 大 或 小 若測得某電阻阻值為300 則這個電阻的真實值是 2 該歐姆表換了一個電動勢為1 5V 內阻為10 的電池 調零后測量某電阻的阻值 其測量結果 填 偏大 偏小 或 準確 答案 1 小 290 2 準確 5 會用 1 會用打點計時器 新課標 考試大綱 規(guī)定的7個力學實驗中有5個涉及打點計時器 研究勻變速直線運動 驗證牛頓運動定律 探究動能定理 驗證機械能守恒定律和驗證動量守恒定律 這類實驗的關鍵是要掌握紙帶的分析處理方法 對于紙帶常有以下三大應用 由紙帶確定時間 要區(qū)別打點計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點之間的區(qū) 別與聯(lián)系 便于測量和計算 求解瞬時速度利用做勻變速直線運動的物體在一段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度 如圖Z5 12所示 打n點時的瞬時速度 圖Z5 12 用 逐差法 求加速度 圖Z5 13 典題5 2015年新課標 卷 某學生用如圖Z5 14甲所示的實驗裝置測量物塊與斜面的動摩擦因數(shù) 已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz 物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖乙所示 圖中標出了5個連續(xù)點之間的距離 甲 乙 圖Z5 14 1 物塊下滑時的加速度a m s2 打出C點時物 塊的速度v m s 2 已知重力加速度大小為g 求出動摩擦因數(shù) 還需測量 的物理量是 填正確答案的標號 A 物塊的質量B 斜面的高度C 斜面的傾角 答案 1 3 251 79 2 C 考點突破5 2016年新課標 卷 某同學用如圖Z5 15甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律 其中打點計時器的電源為交流電源 可以使用的頻率有20Hz 30Hz和40Hz 打出紙帶的一部分如圖乙所示 甲 乙 圖Z5 15 該同學在實驗中沒有記錄交流電的頻率f 需要用實驗數(shù)據(jù)和其他題給條件進行推算 1 若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落 利用f和圖乙中給出的物理量可以寫出 在打點計時器打出B點時 重物下落的速度大小為 打出C點時重物下落的速度大小為 重物下落的加速度大小為 2 已測得s1 8 89cm s2 9 50cm s3 10 10cm 當?shù)刂亓铀俣却笮? 80m s2 實驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1 由此推算出f為 Hz 2 會用光電門研究勻變速直線運動 驗證牛頓運動定律 探究動能定理 驗證機械能守恒定律和驗證動量守恒定律這五個實驗都可以用光電門代替打點計時器來完成瞬時速度和加速度的測量 具體做法如下 典題6 2017年百校聯(lián)盟猜題卷 某實驗小組利用如圖Z5 16所示的實驗裝置來探究加速度與質量 合外力的關系 將右端帶有輕小且光滑的定滑輪的長木板左端抬起固定在水平桌面上 并在長木板上合適的位置固定兩光電門A和B 現(xiàn)將一帶有遮光條的物塊放在長木板上 并用輕質細繩跨過定滑輪連接一質量為m的鉤碼Q 然后將物塊由靜止釋放 已知兩光電門之間的距離為l 物塊和遮光條的總質量為M 遮光條寬度為d d遠小于l 物塊經(jīng)過兩光電門時的擋光時間分別為 tA tB 圖Z5 16 1 該小組的同學平衡摩擦力后 實驗還需滿足 物塊受到的合外力才近似等于鉤碼的重力 物塊在長木板上下滑時的加速度a 用d l tA tB表示 2 實驗前 該小組的同學已經(jīng)平衡了摩擦力 則 填 可以 或 不可以 用該裝置驗證物塊與鉤碼Q組成的系統(tǒng)的機械能守恒 其原因為 2 不可以 有摩擦力做功 易錯提醒 機械能守恒的條件不是受到的合力為0 而是重力以外的力做功為0 考點突破6 2017年新課標 卷 某同學研究在固定斜面上運動物體的平均速度 瞬時速度和加速度之間的關系 使用的器材有 斜面 滑塊 長度不同的矩形擋光片 光電計時器 甲 乙 圖Z5 17 實驗步驟如下 如圖Z5 17甲所示 將光電門固定在斜面下端附近 將一擋光片安裝在滑塊上 記下?lián)豕馄岸讼鄬τ谛泵娴奈恢?令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑 當滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時 用光電計時器測得光 線被擋光片遮住的時間為 t 將另一擋光片換到滑塊上 使滑塊上的擋光片前端與 中的位置相同 令滑塊由靜止開始下滑 重復步驟 多次重復步驟 圖Z5 18 2 由圖Z5 18可求得 vA cm s a cm s2 計算結果保留3位有效數(shù)字 突破2 破解探究型 設計型實驗題的方法 解此類實驗一般可分三步進行 1 找原型 先根據(jù)實驗目的和給出的條件把教材中的實驗原型在頭腦中完整地重現(xiàn)出來 2 做對比 將實驗中所給器材與原型中器材進行對比 看一下少了什么器材或什么器材的量程不滿足要求 再看一下多給了什么器材 注意多給的器材可能就是解決問題的 金鑰匙 3 定方案 根據(jù)對比結果設計電路 典題7 現(xiàn)要測量一個未知電阻Rx的阻值 除Rx外可用的器材有 多用電表 僅可使用歐姆擋 一個電池組E 電動勢6V 一個滑動變阻器R 0 20 額定電流1A 兩個相同的電流表 內阻Rg 1000 滿偏電流Ig 100 A 兩個標準電阻 R1 29000 R2 0 1 一個開關S 導線若干 1 為了設計電路 先用多用電表的歐姆擋粗略測量未知電阻阻值 采用 10 擋 調零后測量該電阻 發(fā)現(xiàn)指針偏轉非常大 最后幾乎緊挨滿偏刻度停下來 下列判斷和做法正確的是 填字母代號 A 這個電阻阻值很小 估計只有幾歐姆B 這個電阻阻值很大 估計有幾千歐姆 C 如需進一步測量可換 1 擋 調零后測量D 如需進一步測量可換 1k 擋 調零后測量 2 根據(jù)粗略測量的判斷 設計一個測量電路 要求測量盡量準確并使電路能耗較小 畫出實驗電路圖 并將各元件字母代碼標在該元件的符號旁 解析 1 因為電表指針幾乎滿偏 故可知所測電阻很小 只有幾歐姆 所以選項A正確 B錯誤 根據(jù)歐姆表的特點 若要進一步精確測量 應換用小倍率 并重新進行歐姆調零 所以選項C正確 D錯誤 2 根據(jù)伏安法測電阻原理和串 并聯(lián)電路規(guī)律 可將一個電流表串聯(lián)電阻R1后改裝成電壓表測量電壓 另一個電流表并聯(lián)R2后改裝成電流表測量電流 題目要求能耗較小 故變阻器采用限流式 所以電路設計如圖Z5 19所示 答案 1 AC 2 如圖Z5 19所示 圖Z5 19 方法技巧 在設計性實驗或改編類實驗中經(jīng)常用到電表的 替代和改裝 常用到的替代或改裝有 1 內阻已知的電壓表相當于小量程的電流表 2 內阻已知的電流表則相當于小量程的電壓表 3 靈敏電流計串聯(lián)大電阻改裝成電壓表 4 靈敏電流計并小電阻改裝成電流表 5 電阻箱與電流表串聯(lián)相當于電壓表 6 電阻箱與電壓表并聯(lián)相當于電流表 7 內阻較小的電源串聯(lián)定值電阻相當于內阻較大的電源 考點突破7 2016年重慶巴蜀中學月考 某物理學習小組的同學在研究性學習過程中 用伏安法研究某電子元件R1 6V 2 5W 的伏安特性曲線 要求多次測量并盡可能減小實驗 誤差 備有下列器材 A 直流電源 6V 內阻不計 B 電流表C 電流表 滿偏電流3mA 內阻10 0 0 6A 內阻未知 D 滑動變阻器R 0 20 5A E 滑動變阻器R 0 200 1A F 定值電阻R0 阻值為1990 G 開關與導線若干 1 根據(jù)題目提供的實驗器材 請你在虛線框內設計測量電 子元件R1伏安特性曲線的電路原理圖 R1可用 表示 2 在實驗中 為了操作方便且能夠準確地進行測量 滑動變阻器應選用 填寫器材前面的字母序號 3 將上述電子元件R1和另一個電子元件R2接入如圖Z5 20甲所示的電路中 它們的伏安特性曲線分別如圖乙中a b所示 電源的電動勢E 7 0V 內阻忽略不計 調節(jié)滑動變阻器R3 使電子元件R1和R2消耗的電功率恰好相等 則此時電子元件R1的阻值為 R3接入電路的阻值為 計算結果保留2位有效數(shù)字 甲 乙 圖Z5 20 解析 1 描繪伏安特性曲線 電壓與電流從零開始變化 滑動變阻器應采用分壓接法 由題意可知 沒有電壓表 需要 用已知內阻的電流表 與定值電阻R0串聯(lián)測電壓 改裝后的電 壓表內阻為 10 1990 2000 遠大于電子元件R1的電阻 電流表應采用外接法 電路圖如圖D41所示 2 滑動變阻器采用分壓接法 所以在選擇時選擇總阻值較小的滑動變阻器D 便于調節(jié) 3 電子元件R1和R2消耗的電功率恰好相等 說明它們的電壓和電流相等 由題圖乙可知 此時電壓為U 2 5V 答案 1 如圖D41所示 8 0 2 D 3 10圖D41