高考物理二輪專題“析與練”專題七 實驗課件

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1、考向一考向一 儀器儀表的使用及數(shù)據(jù)處理儀器儀表的使用及數(shù)據(jù)處理 1.測量儀器的讀數(shù)方法 (1) 需要估讀：在常用的測量儀器中，刻度尺、螺旋測微器、天平、彈簧秤等讀數(shù)時都需要估讀因為最終的讀數(shù)要以有效數(shù)字的形式給出，而有效數(shù)字的最后一位數(shù)字為估讀數(shù)字，應和誤差所在位置一致，在實際操作中，究竟估讀到哪一位數(shù)字，應由測量儀器的精度 (即最小分度值)和實驗誤差要求兩個因素共同決定 (2) 不需要估讀：游標卡尺、秒表、電阻箱在讀數(shù)時不需要估讀；歐姆表刻度不均勻，可以不估讀或按半刻度估讀 2. 打點計時器系列實驗中紙帶的處理 (1) 紙帶的選取一般應從點跡清晰、無漏點的紙帶中選取有足夠多點的一段作為實驗紙

2、帶 (2) 根據(jù)紙帶上點的密集程度選取計數(shù)點打點計時器每打n 個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點時間間隔為 n 個打點時間間隔，即 T0.02n s一般取 n5，此時 T0.1 s. (3) 測量計數(shù)點間距離為了測量、計算的方便和減小偶然誤差，測量距離時不要分段測量，盡可能一次測量完畢，即測量計數(shù)起點到其他各計數(shù)點的距離如下圖所示，則由圖可得 SS1，SS2S1，SS3S2，SS4S3，SS5S4，SS6S5. (4) 判定物體運動的性質(zhì) 若 S、S、S、S、S、S基本相等，則可判定物體在實驗誤差范圍內(nèi)做勻速直線運動 設 s1SS，s2SS，s3SS，s4SVS，s5SS，若s1、s2、s3、s4、s

3、5基本相等，則可判定物體在實驗誤差范圍內(nèi)做勻變速直線運動 測定第 n 點的瞬時速度物體做勻變速直線運動時，在某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度即測出第n點的相鄰的前、后兩段相等時間 T 內(nèi)的距離，由平均速度公式就可求得如上圖中第 4 點的瞬時速度為 v4SS2TS5S32T. 測定做勻變速直線運動物體的加速度，一般用逐差法求加速度將如上圖所示的連續(xù)相等時間間隔 T 內(nèi)的位移 S、S、S、S、S、S分成兩組，利用saT2，可得 a1SSI3T2、a2SVS3T2、a3SS3T2，再算出 a1、a2、a3的平均值，即 aa1a2a33就是所測定的做勻變速直線運動物體的加速度若為奇數(shù)組數(shù)據(jù)則

4、將中間一組去掉，然后再將數(shù)據(jù)分組利用逐差法求解 考向二考向二 幾個典型的力學實驗幾個典型的力學實驗 1.探究彈力和彈簧伸長的關系 2.互成角度的兩個力的合成 該實驗是要用互成角度的兩個力和另一個力 產(chǎn)生相同的效果，看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個力是否在實驗誤差允許范圍內(nèi)相等，如果在實驗誤差允許范圍內(nèi)相等，就驗證了力的合成的平行四邊形定則 3.驗證牛頓第二定律 (1) 了解該實驗的系統(tǒng)誤差的來源 用砂和砂桶的總重量代替小車受到的拉力由牛頓第二定律，可知由于砂桶也在做勻加速運動，因此砂和砂桶的總重量肯定大于小車受到的實際拉力可以推導出結(jié)論：只有在小車的總質(zhì)量 M 遠大于砂和砂桶的總質(zhì)量 m

5、 時，才能使該系統(tǒng)誤差足夠小 沒有考慮摩擦阻力的作用應該用平衡摩擦力的方法來消除這個系統(tǒng)誤差 (2) 為研究 a、F、m 三者的關系，要利用“控制變量法”分別研究 a 與 F、a 與 m 的關系 4.探究動能定理 實驗方案一：探究做功與物體動能變化的關系 實驗裝置如右圖所示，所用器材有長木板、小車、橡皮筋、打點計時器及電源、紙帶等我們通過橡皮筋帶動小車運動來探究對物體做的功與物體速度變化的關系小車在橡皮筋的作用下彈出，沿木板滑行當我們用2 條、3 條同樣的橡皮筋進行第 2 次、第 3 次實驗時，每次橡皮筋拉的長度都保持一樣，那么第 2 次、第 3 次實驗中橡皮筋對小車做的功就是第一次的 2 倍

6、、 3 倍如果把第一次實驗時橡皮筋做的功記為 W，以后各次做的功就是 2W、3W、 5.驗證機械能守恒定律 本實驗要求驗證物體自由下落過程中機械能守恒，如下圖所示紙帶的左端是用夾子夾重物的一端 (1) 要多做幾次實驗，選點跡清晰且第 1、2 兩點間距離接近 2 mm 的紙帶進行測量 (2) 用刻度尺量出從 0 點到 1,2,3,4,5 各點的距離 h1、h2、h3、h4、h5，利用“勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于該段位移內(nèi)的平均速度”，算出2,3,4 各點對應的瞬時速度 v2、v3、v4，驗證與2,3,4各點對應的重力勢能減少量 mgh和動能增加量12mv2是否相等 (3) 由于摩擦和空

7、氣阻力的影響，本實驗的系統(tǒng)誤差總是使mgh12mv2. (4) 本實驗不需要在打下的點中取計數(shù)點，也不需要測重物的質(zhì)量 (5) 用圖象法驗證 aF、a1m 后者必須用a1m圖象，不能用 am 圖象 6.驗證動量守恒定律 該實驗通過測量碰撞后的速度變化，對比碰撞前、后速度與質(zhì)量乘積之和在誤差范圍內(nèi)是否相等來驗證動量守恒定律考查的實驗主要有兩種：研究物塊在氣墊導軌上的碰撞，通過打點計時器和紙帶測量物塊碰撞前、后的速度來驗證動量守恒定律；用碰撞實驗器驗證動量守恒定律，即通過測量小球在有、無發(fā)生碰撞的情況下飛出軌道 做平拋運動的水平位移，來驗證動量守恒定律 考向三考向三 儀器和電路的選擇及伏安法測電阻

8、儀器和電路的選擇及伏安法測電阻 1.分壓電路與限流電路的選擇 通?；瑒幼冏杵饕韵蘖鹘臃橹?，但在下列 3 種情況下，必須選擇分壓接法： (1) 題目所提供的實驗儀器、電表量程或電阻的最大允許電流不夠 (2) 變阻器電阻遠小于被測電阻或電路中串聯(lián)的其他電阻阻值 (3) 要求某部分電路的電壓從零開始連續(xù)變化 2.伏安法測電阻 伏安法測電阻分外接法和內(nèi)接法外接法的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分壓引起的，測量值總小于真實值，小電阻應采用外接法；內(nèi)接法的系統(tǒng)誤差是由電流表的分壓引起的，測量值總大于真實值，大電阻應采用內(nèi)接法 【解析】 (1)金屬絲的直徑為 d0.5 mm18.00.01 mm0.680 mm.

9、(2)電流表和電壓表指針偏轉(zhuǎn)大時測量誤差小，所以電壓表選 A，電流表選C，滑動變阻器限流式控制電路時，其阻值為待測電阻的 25 倍為好，所以選 E. 【答案】 (1)0.680 (2)A C E 錯誤 1：導線連接在滑動變阻器的滑片上 錯誤 2：采用了電流表內(nèi)接法 錯誤 3：電壓表量程接到了 15 V 上(任選兩個錯誤即可) 【規(guī)律方法】 在高考實驗中，儀器的選擇是一種重要題型，通過合理選擇實驗儀器能夠考查學生的實驗能力儀器選擇的基本原則：安全可行、精確合理、操作方便選擇儀表時，要先對電路中待測量的最大值和最小值進行估算，使最大值與儀表量程接近，最小值在儀表量程的 25%左右若實驗中要測量物理

10、量的多個值，則兩值之間必須存在明顯的差別，否則誤差會較大在給定電源的儀器選擇中，一般先根據(jù)電動勢的大小選擇電壓表，然后根據(jù)歐姆定律選擇電流表，對于滑動變阻器，若實驗使用分壓電路，在滿足額定電流的情況下，選擇阻值較小的變阻器；若使用限流電路，應選擇和測量電 路電阻阻值差不多的變阻器 4小電珠可以短時間地在高于額定電壓下使用，一般可以超過額定電壓的 10%20%，實驗時，應使小電珠兩端電壓由低向高逐漸增大，絕不要一開始就使小電珠在高于額定電壓下工作如果燈絲在低溫狀態(tài)，直接超過額定電壓使用，會由于燈絲冷電阻過小，瞬間電流過大而燒壞小電珠 5為了減小誤差，在作圖時，所選分度比例要恰當 現(xiàn)要用伏安法描繪

11、一個標值為“2.5 V，0.6 W”小電珠的I-U圖象，有下列器材供選用： A.電壓表（0 3 V），內(nèi)阻3 k；0 15 V，內(nèi)阻10 k B.電流表（0 0.6 A），內(nèi)阻0.5 ；0 3 A，內(nèi)阻0.1 C.電滑動變阻器流表（100 ， 1.0 A D.蓄電池（電動勢6 V，內(nèi)阻8計）（1）用如圖甲所示的電路進行測量，滑動變阻器應選用 （用字母序號表示）.開關S閉合之前，滑動變阻器的滑片應該置于 端（選填“A”“B”或“AB正中間”）. （2）按圖甲所示電路，用筆畫線代替導線在圖乙中將實物連接成實驗所需電路圖. (3)通過實驗測得此燈泡的伏安特性曲線如圖丙所示.由圖線可求得此燈泡在正常工

12、作時的電阻為 .【解析】 （1）在保證電路安全的情況下，為方便實驗操作，應該選擇最大阻值較小的滑動變阻器，故選滑動變阻器C；滑動變阻器采用分壓接法，閉合開關前，滑片應置于A端. （2）根據(jù)圖甲所示電路圖連接實物電路圖如圖所示.【答案】 （1）C （2）如解析圖所示. （3）10【規(guī)律方法】本實驗中由于小電珠的電阻值較小，電流表應采用外接法；又由于實驗中要求小電珠的電壓要能夠從0開始連續(xù)調(diào)節(jié)，故滑動變阻器應采用分壓式接法. 某同學利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，使用的器材還包括定值電阻 (R05 ) 一個、開關兩個、導線若干，實驗原理圖為圖 a. a b(1)在圖 b 的實物圖中，已

13、正確連接了部分電路，請完成余下電路的連接 (2)請完成下列主要實驗步驟： A檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖 c所示，讀得電阻值是_； B將開關 S1閉合，開關 S2斷開，電壓表的示數(shù)是 1.49 V； C將開關S2_，電壓表的示數(shù)是 1.16 V，然后斷開開關 S1. 【解析】 (1)略 (2)閉合 S2后電阻箱才工作 (3)S1閉合、S2斷開時，RV很大，認為 EU1； S1、S2都閉合時，U2REU2rR0. 解得 rU1U21RR00.69 . 采用如圖所示的電路測定電源的電動勢和內(nèi)阻. （1）除了選用左上圖中的部分器材外， .（填選項前的字母） A.還需林電壓表 B.還

14、需要電流表 C.還需要學生電源 D.不再需要任何器材 （2）測量所得數(shù)據(jù)如下：用作圖法求得電源的內(nèi)阻r = ;(3)根據(jù)第5組所測得的實驗數(shù)據(jù)，求得電流表內(nèi)阻RA = .【解析】 (1)(2)對照電路圖，會發(fā)現(xiàn)缺少電壓表；根據(jù)閉合電路歐姆定律，有E=U+Ir，變形得到U=-Ir+E，作出U-I 圖象如圖所示.斜率的絕對值表示內(nèi)電阻，故(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律，有U=IRA+Ir,故 【答案】 （1）A （2）見解析圖 0.76 (3)0.22【規(guī)律方法】 在測電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中，應用圖象處理實驗數(shù)據(jù)考得比較多，一般是用伏特表和安培表配合測量電動勢和內(nèi)阻，變化量是 U 和 I，由閉合電路歐姆定律變形，得 UEIr，所以用 UI 圖象，圖象在 U 軸的截距表示電動勢，圖象斜率的絕對值等于內(nèi)阻 r.電阻箱與安培表配合測量電動勢和內(nèi)阻，變化量是R 和 I，由閉合電路歐姆定律變形，得RE1Ir，所以用R1I圖象，圖象在R 軸的截距是r，斜率為電動勢 E.電阻箱與伏特表配合測量電動勢和內(nèi)阻，變化量是 R 和U，由閉合電路歐姆定律變形，得1UrE1R1E，所以用1U1R圖象，圖象在1U軸的截距是1E，斜率為rE.