《高考物理》第二部分--专题一--第2讲

专题一第2讲第2讲掌握题型特点和常用实验方法，快速解答实验题纵观近几年的高考实验题，题目多以常规实验题和迁移实验题的形式同时进行考查，主要考查基本仪器的使用、基本的实验方法，考查实验原理在新环境下的变通运用，考查利用基本操作方法完成新的实验任务，即考查考生的实验设计能力和实验操作能力以及实验数据的分析处理能力．考生在解答实验题过程中，常常因没有理解实验原理和没有掌握正确的实验方法而丢失了大量的分数．本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲1．力学实验考生常见的失分点(1)对实验原理理解不透，在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，小车与砂桶间质量的关系，怎样平衡摩擦力，满足什么条件才能使实验成功；在“验证力的平行四边形定则”实验中，实验的原理是合力与两分力的作用效果要相同等．(2)在验证某一定律的过程中随意使用该定律，出现用结论验证结论的循环论证错误，如在验证机械能守恒定律中经常出现这样的问题．本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲(3)处理实验数据时单位忘记转换，对实验结果要求的有效数字容易忽略．比如在处理纸带时单位一般为厘米，计算速度或加速度时应先转化为米，题中结果要求保留几位有效数字，通常忘记．出现上述失误的根本原因在于对实验原理没有理解，实验方法没有掌握，实验目的不明确，审题不细心等．本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲2．电学实验考生常见的失分点(1)对电流表、电压表的读数规则认识模糊，导致读数的有效数字错误．(2)对滑动变阻器的限流、分压两种控制电路的原理把握不准，导致控制电路选用不当．(3)对实验测量电路、电学仪器的选用原则把握不准，导致电路、仪器选用错误．(4)对电学实验的重点内容“电阻的测量”的方法无明确的归类，导致思路混乱．本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲(5)对于创新型实验设计平时缺乏对实验思想方法(如模拟法，转换法，放大法，比较法，替代法等)进行归纳，在全新的实验情景下，找不到实验设计的原理，无法设计合理可行的方案．受思维定势影响，缺乏对已掌握的实验原理、仪器的使用进行新情景下的迁移利用，缺乏创新意识．在电学实验中，例如用伏安法测电阻、测量电源的电动势和内阻、测某一用电器的I－U图线，都存在如何选择电学实验器材，如何选择测量电路、控制电路的问题．合理地选择实验器材和实验电路，可以使实验顺利进行，也使得实验操作方便，实验误差较小．本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲正确地选择仪器和电路的问题，有一定的灵活性．解决时应掌握和遵循一些基本的原则，即“安全性”、“精确性”、“方便性”和“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面要综合考虑，灵活运用．本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲1．填空类实验题实验填空题分表述型填空题和表达式数值型填空题，若是表述型填空题，则要求表述要用物理语言，不要用生活中的语言，如不要将“平衡摩擦力过度”写成“平衡摩擦力过了”、“平衡摩擦力太狠了”等，语言回答要简明扼要，但回答的知识要全面，很多考生经常因为回答不全面、表述不准确而丢失了一定的分数．对于表达式数值型填空题，要求表达式应是最简型表达式，且书写格式与平时课本习惯一致，表达式后不要带单位，因为表达式中的字母符号都带有单位．很多考生因为书写的表达式不是最简表达式本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲而失分．对于填写的数字，要求数字后面应有单位，若原题中已有单位，则填写的数字不再加单位，填写的数字和有效数字的位数与仪器的精度、题目的要求一致．本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲例1某同学利用如图1甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)．从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示．打点计时器电源的频率为50Hz.甲乙图1本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲(1)通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点______和________之间某时刻开始减速．(2)计数点5对应的速度大小为________m/s，计数点6对应的速度大小为________m/s.(保留三位有效数字)(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a＝______m/s2，若用ag来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度)，则计算结果比动摩擦因数的真实值________(填“偏大”或“偏小”)．本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲解析(1)从计数点1到6相邻的相等时间内的位移差Δx≈2.00cm，在6、7计数点间的位移比5、6计数点间的位移增加了(12.28－11.01)cm＝1.27cm2.00cm，因此，开始减速的时刻在计数点6和7之间．(2)计数点5对应的速度大小为v5＝x4＋x52T＝9.00＋11.01×10－22×0.1m/s＝1.00m/s.计数点4对应的速度大小为v4＝x3＋x42T＝7.01＋9.00×10－22×0.1m/s＝0.80m/s.根据v5＝v4＋v62，得计数点6对应的速度大小为v6＝2v5－v4＝(2×1.00－0.80)m/s＝1.20m/s.本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲(3)物块在计数点7到11之间做减速运动，根据Δx＝aT2得x9－x7＝2a1T2x10－x8＝2a2T2故a＝a1＋a22＝x9＋x10－x8＋x72×2T2≈－2.00m/s2物块做减速运动时受到的阻力包括水平桌面的摩擦阻力和打点计时器对纸带的摩擦阻力以及滑轮的摩擦阻力，因此根据牛顿第二定律，得μmg＋Ff＝ma，即μ＝ma－Ffmg，因此用μ′＝ag计算出的动摩擦因数比μ的真实值偏大．答案(1)67(或76)(2)1.001.20(3)2.00偏大本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲点评对于填空题中答案有效数字的要求，一要符合仪器的测量精度，二要符合题目的要求．填空题的得分只依据结果，而不依据计算过程，所以做题时要注意计算的准确性．本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲2．作图类实验题作图题有图象题和实物连线题(1)对于图象题，要求作图要准确、清晰，要能确切反映物理量之间的关系，并能根据图象求出某些未知物理量．从考生平时的测试答卷和高考答卷来看，出现的问题有：图象的坐标轴没有物理量符号、单位坐标轴没有刻度，不注意线性和非线性，对于线性的情况，数据点不能分布在直线上或直线的两侧，画曲线时不能用平滑的曲线连接而画成折线，考生没有养成画图的好习惯，不使用直尺、三角尺、圆规、铅笔等画图工具，该画的直线不直，细线不细，用圆珠笔画图修改时画得乱七八糟．本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲(2)实物图连线的技巧实物图连线是一类考查学生实验技能和操作能力较为有效的题型，连线前一定要画出实验电路图，然后按图连线，且必须注意以下几点：①连线不能交叉；②必须把线接在接线柱上；③电流应从电表正接线柱流入，从负接线柱流出；④变阻器应处在有效控制状态．在实际操作中，画电路图时，各元件的相对位置应尽量与实物图相吻合；连实物图时，应先串后并，先连控制电路后连测量电路．要特别注意变阻器的分压连接，把变阻器的全电阻、开关、电源连成干路，取变阻器的部分电阻与测量电路并联即可．本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲例2(2012·福建·19(2))某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.①先直接用多用电表测定该电池电动势．在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图2，其示数为________V.图2本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲②然后，用电压表、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势．(i)根据图3甲所示电路图，用笔画线代替导线，将图乙的实物图连接成完整电路．甲乙图3本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲(ii)闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表相应示数U.该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的1R与1U的值．请用表中数据在图4所示的坐标纸上描点，并作出1U－1R图线.R(Ω)166.771.450.033.325.020.0U(V)8.35.94.84.23.22.91R(×10－2Ω－1)0.601.402.003.004.005.001U(V－1)0.120.170.210.240.310.34本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲图4(iii)从图线中可求得E＝________V.本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲解析①读出示数为：9.4V.②(i)连线如图所示．(ii)作图线如图所示本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲(iii)由闭合电路欧姆定律得E＝U＋UR(r＋R0)，变形得1U＝1E＋r＋R0E·1R，从上式看出在1U－1R图象中，纵轴的截距即为1E，由图象得出截距为0.1，所以E＝10.0V(9.5V～11.1V内均正确)．答案见解析本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲点评对于作图题，首先要建立坐标系，明确各坐标轴的意义和单位，画出坐标轴的刻度，要注意坐标选择要恰当，使图象尽可能占满坐标纸，不要让图象偏向坐标纸的一侧或一个角落．本题中由于给出了坐标轴符号和刻度，所以画图还应注意：确定物理量之间是线性还是非线性，描点要准确、画线要细，有误差的点要分布在直线的两侧等．本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲3．创新设计类实验题所谓设计型实验，就是题目要求考生运用学过的实验原理和实验方法，自行设计一个新的实验方案，主要考查考生是否真正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解决新问题的能力．是否具有在不同情况下迁移知识的能力．它要求考生设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验误差．解决设计型实验题的关键在于选择实验原理．这就要求考生能审清题意，明确实验目的，应用迁移能力，联想相关实验原理，坚持科学性、安全性、准确性、简便性的原则进行设计．(1)力学实验创新设计本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲例3(2012·江苏·11)为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了如图5所示的装置进行实验．实验中，当木块A位于水平桌面上的O点时，重物B刚好接触地面．将A图5拉到P点，待B稳定后静止释放，A最终滑到Q点．分别测量OP、OQ的长度h和s.改变h，重复上述实验，分别记录几组实验数据．(1)实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮．请提出两个解决方法．本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲(2)请根据下表的实验数据在图6中作出s－h关系的图象.h/cm20.030.040.050.060.0s/cm19.528.539.048.056.5图6本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲(3)实验测得A、B的质量分别为m＝0.40kg、M＝0.50kg.根据s－h图象可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数μ＝________.(结果保留一位有效数字)(4)实验中，滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果________(选填“偏大”或“偏小”)．解析(1)A释放后撞到滑轮是因为B对A做的功过多或A克服摩擦力做的功少，若要不撞滑轮则可减少B对A做的功或增大摩擦力做的功，方法有减小B的质量或减小h(B下落的高度)；增大A的质量或增大O到滑轮的距离；亦可增加细线长度，任选两法即可．本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲(2)如图所示．本讲栏目开关分类剖析技法透析突破练习专题一第2讲(3)设A到O点时速度为v，则PO段有：v2－0＝2a1h，OQ段有：0－v2＝2a2s，故s－h图象的斜率k＝sh＝a1a2，由牛顿运动定律知：在PO段：Mg－μmg＝(M＋m)a1，得a1＝Mg－μmgM＋m，在OQ段：μmg＝ma2，a2＝μg，将a1、a2代