高考二轮三轮物理总复习专题案(粤教版)专题十三 力实验
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测量性实验一般以某一原理或物理规律 公式 为依据 通过测量相关的物理量 从而实现测定某个 或某些 物理量或物理常数的实验目的 测量可分为直接测量和间接测量 高中物理实验涉及的测量性实验大多为间接测量实验 即通过直接测量和推导计算来间接得到待测量 联系直接测量量和待测量间的关系是该实验的实验原理 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 点评 本题是在教材学生实验研究匀变速直线运动的规律的基础上适度延伸和拓展命制的 属于间接测量性实验 考查考生对基本实验的理解和应用能力 属于最基本的实验能力要求 要求考生深刻理解基本实验原理 领悟其中渗透的实验思想 方法 理论 并能迁移应用 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 探究点二验证性实验 专题十三 要点热点探究 例2 2011 海南卷 现要通过实验验证机械能守恒定律 实验装置如图5 13 5所示 水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨 导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块 其总质量为M 左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连 遮光片两条长边与导轨垂直 导轨上B点有一光电门 可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t 用d表示A点到导轨底端C点的距离 h表示A与C的高度差 b表示遮光片的宽度 x表示A B两点间的距离 将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度 用g表示重力加速度 完成下列填空和作图 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 2 多次改变光电门的位置 每次均令滑块自同一点 A点 下滑 测量相应的x与t值 结果如下表所示 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 点评 本题是验证机械能守恒定律实验的再设计 将传统实验方法中使用的打点计时器改为气垫导轨和光电计时装置 这需要学生从验证的机械能守恒定律出发 根据实验条件理解实验步骤 明确需要直接测量和间接计算哪些物理量 需要验证什么关系才能表示小车运动过程中的机械能守恒 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 探究点三探究性实验 探究性实验旨在通过实验探索某种物理规律 研究某个物理问题 近年来探究性实验在高考实验中占的比例逐步增大 注重考查考生的科学探究能力和知识的形成过程 探究性实验要求学生将自己掌握的物理知识和实验技能创造性地应用到新的实验情境中 由题给条件自行选定实验原理 确定实验方案 选择合适的器材去研究物理现象 通过实验得到的数据信息分析各物理量中的内在联系 找出其中所包含的物理规律 专题十三 要点热点探究 例3为了 探究功与物体速度变化的关系 现提供如图5 13 8所示的器材 请思考探究思路并回答下列问题 1 为了消除摩擦力的影响 应采取的措施 专题十三 要点热点探究 2 在某次实验中某同学得到了如图5 13 9所示的一条纸带 在A B C D E五个计数点中应该选用 填 B C 或 D 点的速度才符合实验要求 因为 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 点评 探究功与物体速度变化的关系 实验中 打点计时器打出的纸带应该先逐渐变疏后均匀不变 本实验给出的打点纸带有明显的误差 这是由于摩擦力没有被完全平衡造成的 解答时无需理会 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 探究点四实验创新与设计 创新和设计性实验要求学生运用学过的实验方法 自行设计一个新的实验方案 它要求学生自主设计实验原理 选择实验器材 安排实验步骤 设计实验数据处理的方法并分析实验误差 实验创新与设计主要考查学生是否理解实验原理 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 对能力的要求较高 1 设计性实验考查实验知识的综合应用 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案 实验原理是进行实验设计的根本依据和出发点 它决定实验过程的设置 应当测量哪些物理量 如何安排实验步骤等问题 专题十三 要点热点探究 2 求解设计性实验的步骤 1 从实验目的入手 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 设计实验记录表格 测量物理量 处理实验数据 进行误差分析 在保证正确性 安全性 准确性 可操作性的原则下 实验的设计一般依据以下步骤进行 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 例4 2011 重庆卷 某同学设计了如图5 13 11所示的装置 利用米尺 秒表 轻绳 轻滑轮 轨道 滑块 托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数 滑块和托盘上分别放有若干砝码 滑块质量为M 滑块上砝码总质量为m 托盘和盘中砝码的总质量为m 实验中 滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动 重力加速度g取10m s2 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 变式题1 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 变式题2 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 要点热点探究 专题十三 教师备用习题 备选理由 本题情景灵活 难度不大 符合广东高考的命题特点 图1是利用激光测转速的原理示意图 图中圆盘可绕固定轴转动 盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料 当盘转到某一位置时 接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束 并将所收到的光信号转变成电信号 在示波器显示屏上显示出来 如图2所示 专题十三 教师备用习题 专题十三 教师备用习题 解析 1 从图2可知圆盘转一圈的时间在横坐标上显示22格 由题意知图2中横坐标上每格表示1 00 10 2s 所以圆盘转动的周期是0 22s 则转速为4 55r s 2 反光引起的电流图象在图2中横坐标上每次一格 说明反光涂层的长度L占圆盘周长的二十二分之一 1 46cm 答案 1 4 55 2 1 46 专题十四电学实验 专题十四电学实验 专题十四 主干知识整合 一 电学量的测量 专题十四 主干知识整合 专题十四 主干知识整合 专题十四 主干知识整合 专题十四 主干知识整合 二 电学实验备考要点 专题十四 主干知识整合 专题十四 主干知识整合 三 控制电路的设计技巧1 滑动变阻器控制电路的方式有分压式和限流式两种 下列几种情况必须选用分压式接法 1 要求被控制电路的电流 或电压 从零开始可连续调节时 如 测绘导体的伏安特性曲线等实验 2 被控制电路的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0时 3 实验要求的电压变化范围较大 或要求测量多组数据 时 4 若采用限流式接法 电路中实际电压 或电流 的最小值仍超过电表量程或电器的额定值时 专题十四 主干知识整合 2 若测量电路电流或电压没有要求从零开始连续调节 只是小范围内测量 且被控制电路的电阻RL与滑动变阻器的最大值R0接近或RL略小于R0 则应该采用限流式接法 测定电源的电动势和内阻实验必须采用限流式接法 四 电学仪器的选择技巧电学实验器材和电路选择的原则是安全 精确和方便 器材的选择与实验所用的电路密切相关 因此在选择器材前首先要根据实验目的和实验原理设计测量精确 安全可靠 操作方便的实验电路 再根据实验电路的需要选择器材 具体如下 1 电源的选择 一般可以根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源 专题十四 主干知识整合 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摆动的幅度较大 一般应使指针能达到半偏左右 以减小读数的偶然误差 提高精确度 3 变阻器的选择 所选用的变阻器的额定电流应大于电路中通过变阻器的最大电流 以确保变阻器的安全 为满足实验中电流变化的需要和调节的方便 在分压式接法中 应选用电阻较小而额定电流较大的变阻器 在限流式接法中 变阻器的阻值不能太小 专题十四 要点热点探究 探究点一测量性实验 电学测量性实验的核心是电阻的测量 如定值电阻 电流表和电压表内阻 电源内阻的测量 电阻测量的基本原理是部分电路欧姆定律或闭合电路欧姆定律 具体测量的主要方法有伏安法 半偏法 替换法等 专题十四 要点热点探究 例1 2011 安徽卷 1 某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值 先把选择开关旋到 1k 挡位 测量时针偏转如图5 14 1所示 请你简述接下来的测量过程 测量结束后 将选择开关旋到 OFF 挡 2 接下来采用 伏安法 较准确地测量该电阻的阻值 所用实验器材如图5 14 2所示 专题十四 要点热点探究 专题十四 要点热点探究 专题十四 要点热点探究 其中电压表内阻约为5k 电流表内阻约为5 图中部分电路已经连接好 请完成实验电路的连接 3 图5 14 3是一个多量程多用电表的简化电路图 测量电流 电压和电阻各有两个量程 当转换开关S旋到位置3时 可用来测量 当S旋到位置时 可用来测量电流 其中S旋到位置时量程较大 专题十四 要点热点探究 专题十四 要点热点探究 例1 1 断开待测电阻 将选择开关旋到 100 挡 将两表笔短接 调整 欧姆调零旋钮 使指针指向 0 再接入待测电阻 将指针示数 100 即为待测电阻阻值 2 如图所示 3 电阻1 21 专题十四 要点热点探究 解析 1 用多用电表测量电阻时 每一次更换挡位都要重新进行欧姆调零 2 由于待测电阻约几百欧 比电流表的内阻大得多 故采用电流表内接的方法 3 转换开关转到3时内部有电源 作欧姆表使用 故可以用来测量电阻 当需要测量电流时 应使电表通过较大的电流 故接1 2 当接1时 并联电路的总电阻更小 电表可以通过更大的电流 点评 本题考查了多用电表的使用方法 使用多用电表的实验步骤 测量电阻时电流表内外接法的选择 电表的内部结构等 符合广东高考的考试方向 专题十四 要点热点探究 专题十四 要点热点探究 3 根据以上实验原理电路图进行实验 读出电压表示数为1 50V时 电阻箱的阻值为15 0 电压表示数为2 00V时 电阻箱的阻值为40 0 则电源的电动势E V 内阻r 例1变式题 1 V3或C6 2 如图所示 3 7 510 专题十四 要点热点探究 专题十四 要点热点探究 探究点二探究性实验 专题十四 要点热点探究 专题十四 要点热点探究 专题十四 要点热点探究 专题十四 要点热点探究 专题十四 要点热点探究 专题十四 要点热点探究 点评 本题是电学探究性实验 测量方法相当于伏安法测电阻的外接法 利用电源能显示电流的特性是本题的关键 下面的变式题也是一道电学探究性实验题目 专题十四 要点热点探究 专题十四 要点热点探究 专题十四 要点热点探究 2 根据所画U I的图象 可求得电流I 0 20A时电源的输出功率为W 保留两位有效数 3 实验完成后 该同学对实验方案进行了反思 认为按图5 14 7甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患 并对电路重新设计 在图所示的电路中 你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率 又能消除安全隐患的是 Rx阻值未知 专题十四 要点热点探究 专题十四 要点热点探究 专题十四 要点热点探究 专题十四 要点热点探究 探究点三实验创新与设计 1 实验设计的基本思路2 实验的创新与设计应注意 1 加强对实验思想方法 如模拟法 转换法 放大法 替代法等 的归纳 这样在新的实验情景下 才能设计合理的实验方案 2 克服思维定势影响 加强对已掌握的实验原理的理解和仪器的正确使用方法的训练 才能在新情境下进行迁移利用 专题十四 要点热点探究 3 树立创新意识 对教材中的实验要想方设法从其他途径去完成 例3 2011 全国卷 使用多用电表测量电阻时 多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源 一般为电池 一个电阻和一表头相串联 两个表笔分别位于此串联电路的两端 现需要测量多用电表内电池的电动势 给定的器材有 待测多用电表 量程为60mA的电流表 电阻箱 导线若干 实验时 将多用电表调至 1 挡 调好零点 电阻箱置于适当数值 完成下列填空 专题十四 要点热点探究 1 仪器连线如图5 14 8所示 a和b是多用电表的两个表笔 若两电表均正常工作 则表笔a为 选填 红 或 黑 色 专题十四 要点热点探究 2 若适当调节电阻箱后 图5 14 8中多用电表 电流表与电阻箱的示数分别如图5 14 9甲 乙 丙所示 则多用电表的读数为 电流表的读数为mA 电阻箱的读数为 3 将图5 14 8中多用电表的两表笔短接 此时流过多用电表的电流为mA 保留3位有效数字 4 计算得到多用电表内电池的电动势为V 保留3位有效数字 专题十四 要点热点探究 专题十四 要点热点探究 专题十四 要点热点探究 专题十四 要点热点探究 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全- 配套讲稿:
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- 高考 二轮 三轮 物理 复习 专题 粤教版 十三 实验
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