2019版高考物理一轮复习小专题5高考实验题的破解方法和技巧课件.pptx

1、小专题5高考实验题的破解方法和技巧,突破 1,破解常规型实验题的方法,常规实验题主要考查教材上基本实验的实验原理、器材的 选择、实验的操作、数据的处理和误差分析.复习时要从领会实 验原理出发，全方位理解和掌握实验器材、实验操作、实验步 骤、实验数据的处理，误差分析和电学实验实物图的连接、电 路图的设计等，对每一个实验都应做到心中有数.因此，必须做 到“五会”(即“会读”“会选”“会画”“会析”“会用”)， 才能轻松破解常规实验题.,1.会读,刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、停表、电火花打 点计时器或电磁打点计时器、弹簧测力计、电流表、电压表、 多用电表、滑动变阻器、电阻箱等基本仪器是高考考

2、查的重点. “会读”是指能正确地读出基本仪器的读数，读数直接影,响实验结果，为使读数正确必须做到以下三点：,(1)注意量程.,(2)弄清所选量程对应的每一大格和每一小格所表示的量,值.,(3)掌握需要估读的基本仪器的读数原则.读数的基本原则： 凡仪器最小刻度是“1”的，要求读到最小刻度后再往下估读一 位；凡仪器最小刻度是“2”和“5”的，只要求读到最小刻度 所在的这一位，不再往下估读.,【典题 1】某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一 圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图 Z5-1 甲和乙所示.该 工件的直径为_cm，高度为_mm.,甲,乙,图 Z5-1,解析：游标卡尺的主尺读数为 1.2

3、 cm，游标尺上第 4 个刻度 和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为 40.05 mm0.20 mm 0.020 cm，故测量的直径为 1.2 cm0.020 cm1.220 cm.螺旋 测微器的固定刻度为 6.5 mm ，可动刻度为 36.00.01 mm 0.360 mm，故测量的高度为 6.5 mm0.360 mm6.860 mm.,答案：1.220,6.860,易错提醒：游标卡尺的主尺读数一定看游标尺的 0 线对齐 的整毫米数部分，而不能看尺子边缘对齐的整毫米数部分，螺 旋测微器可动尺读数看可动尺第几个格与中心线对齐时一定要 注意估读.,【考点突破 1】(2017 年新课标卷)某同学组

4、装完成的简 易多用电表的电路图如图 Z5-2 甲所示.图中 E 是电池；R1、R2、,R3、R4 和 R5 是固定电阻，R6 是可变电阻；表头,的满偏电流,为 250 A，内阻为 480 .虚线方框内为换挡开关，A 端和 B 端 分别与两表笔相连.该多用电表有 5 个挡位，5 个挡位为：直流 电压 1 V 挡和 5 V 挡，直流电流 1 mA 挡和 2.5 mA 挡，欧姆 “100 ”挡.,甲,乙,图 Z5-2 (1)图甲中的 A 端与_(填“红”或“黑”)色表笔相 连接.,(2)关于 R6 的使用，下列说法正确的是_(填正确答,案的标号).,A.在使用多用电表之前，调整 R6 使电表指针指在

5、表盘左端,电流“0”的位置,B.使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整 R6 使电表指针指,在表盘右端电阻“0”的位置,C.使用电流挡时，调整 R6 使电表指针尽可能指在表盘右端,电流的最大位置,(3)根据题给条件可得 R1R2_，R4_. (4)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示.若此时 B 端是与“1”相连的，则多用电表读数为_；若此时 B 端是与“3”相连的，则读数为_；若此时 B 端是与“5” 相连的，则读数为_.,“3”相连，多用电表是欧姆“100”挡，则读数为 1100 ； 若此时 B 端与“5”相连，多用电表是量程为 05 V 的电压表， 则读数为 2.94 V.,答案：(1)黑

6、,(2)B (3)160 880,(4)1.47 mA(或 1.48 mA),1100 ,2.94 V,2.会选,“会选”是指根据实验原理及可行性选择实验方案、实验 器材.选择操作性强的实验方案及合适的实验器材，可以减小实 验误差，提高实验的精确度.,(1)控制电路的选择：,控制电路即滑动变阻器在电路中的连接，常用两种不同的,形式，如图 Z5-3 所示，甲为限流式，乙为分压式.,图 Z5-3,(2)测量电路的选择：,对伏安法测电阻，应根据待测电阻的大小选择电流表的不,同接法，如图 Z5-4 所示，甲为外接法，乙为内接法.,图 Z5-4,(3)实验器材选择的“四个注意”： 安全因素,通过电源、电

7、表、电阻的电流不能超过允许的最大电流.,误差因素 选择电表时，保证电流和电压均不超过其量程.使指针有较,在中值刻度附近. 便于操作 选滑动变阻器时，在满足其他要求的前提下，可选阻值较 小的. 实验的实际要求.,【典题 2】(2015 年天津卷)用电流表和电压表测定由三节 干电池串联组成的电池组(电动势约 4.5 V，内阻约 1 )的电动 势和内阻，除待测电池组、开关和导线外，还有下列器材供选 用：,A.电流表：量程 00.6 A，内阻约 1 B.电流表：量程 03 A，内阻约 0.2 C.电压表：量程 03 V，内阻约 30 k D.电压表：量程 06 V，内阻约 60 k,E.滑动变阻器：0

8、1000 ，额定电流为 0.5 A F.滑动变阻器：020 ，额定电流为 2 A,图 Z5-5,(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_， 电压表应选用_，滑动变阻器应选用_.(填 仪器的字母代号),(2)正确选择仪器后，连好的部分电路如图 Z5-5 所示，为了 使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将_和 _相连、_和_相连、_和_ 相连.(填仪器上接线柱的字母代号),(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪 器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成 实验.实验中读出几组电阻箱的阻值 R 和对应电压表的示数 U. 用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到

9、的函数图 象是一条直线，则可以_为纵坐标，以_为 横坐标.,答案：(1)A D F (2)a,d c g f,h,方法技巧：关于滑动变阻器的选择，一般来说只要是限流 法就选用比待测电阻大几倍的滑动变阻器，只要是分压法就选 用小的滑动变阻器.,【考点突破 2】(2017 年四川检测)已知某电阻的阻值约为 300 ，现提供两套相同的实验器材分甲、乙两小组利用伏安法 测量其阻值.实验器材如下：,A.电流表 B.电压表,(量程为 012 mA、内阻约 1 ) (量程为 03 V、内阻约 1 k),C.滑动变阻器 R1(总阻值 10 ，额定电流 2 A) D.滑动变阻器 R2(总阻值 100 ，额定电流

10、 1 A) E.电源(电动势约 3 V、内阻约 2 ) F.待测电阻 Rx G.开关一个，导线若干,(1)滑动变阻器应该选择_(填仪器的字母代号). (2)选定滑动变阻器后，甲、乙两组设计了不同的电路来测 量，其中正确的电路图是_.,A,B,C,D,(3)甲、乙两组测量后发现其测量值存在系统误差，他们决 定共同合作，一起设计了如图 Z5-6、图 Z5-7 所示的两种电路， 不仅可以准确测量待测电阻的阻值，还可以测量电流表和电压,表的内阻.假设在图 Z5-6 和图 Z5-7 中，电流表,、,的示数均,分别用 I1、I2 来表示，电压表,、,的示数均,分别用 U1、U2 来表示.则在图 Z5-6

11、中，电压表 的内阻 RV _，待测电阻的阻值 Rx _；在图 Z5-7 中，电流表的内阻 RA,_，待测电阻的阻值 Rx_.,图 Z5-6,图 Z5-7 答案：(1)C (2)B,3.会画,“会画”一方面指在进行实验数据处理时多数情况要求找 出两个物理量的线性关系，由实验数据画出其线性关系图线， 图线经过大多数点，不在图线上的点要尽可能对称分布在图线 的两侧，根据线性图线斜率、截距的物理意义求解相关物理量； 另一方面指会根据所选的器材和电路原理图连接实物图.连电 路实物图的要点：,(1)从电源的正极出发，先将干路中各器件依次连接到电源 负极，再将支路中的元件和电压表并联到电路的某两点之间. (

12、2)连好实物图后，对照电路图检查一遍，注意检查导线的 连接点是否都接在接线柱上(导线中不应有交叉)，电表正负极 连接是否恰当，滑动变阻器的滑片是否处于恰当位置等.,【典题 3】某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组 的电动势和内阻，实验原理如图 Z5-8 甲所示，其中，虚线框内,为用灵敏电流计,改装的电流表,，,为标准电压表，E 为待,测电池组，S 为开关，R 为滑动变阻器，R0 是标称值为 4.0 的 定值电阻.,(1)已知灵敏电流计,的满偏电流 Ig100 A，内阻 rg,2.0 k，若要改装后的电流表满偏电流为 200 mA，应并联一个 阻值为_(计算结果保留 1 位小数)的定值电阻

13、R1.,(2)根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路.,甲,乙,图 Z5-8,(3)某次实验的数据如下表所示：,该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的 方法(逐差法)，计算出电池组的内阻 r_(计算结果保 留 2 位小数)；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出 的主要优点是：_.,(4)该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器 件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标 准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与 已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大.若测量过程无误， 则内阻测量值总是偏大的原因是_.(填选项前的字母),A.电压表内阻

14、的影响,B.滑动变阻器的最大阻值偏小 C.R1 的实际阻值比计算值偏小 D.R0 的实际阻值比标称值偏大,答案：(1)1.0 (2)如图 D39 所示. 图 D39,(3)1.66 充分利用已测得的数据,(4)CD,【考点突破 3】(2017 年百校联盟押题卷)某学习小组要测 定某一圆柱形导体 P 的电阻率，其主要实验步骤如下：,(1)先用多用电表粗测导体 P 的电阻.,a.将选择开关旋转到如图 Z5-9 甲所示的欧姆挡上； b.将已插入接线孔的两根表笔相接，进行欧姆调零； c.将两根表笔分别与导体 P 的两端相接，指针在图甲中的,虚线位置处；,d.换用欧姆“_”挡重新测量，先要_，再次测 量

15、导体 P 两端的电阻，指针指在图甲中的实线位置处，则导体 P 的电阻粗测值为_.,甲,丙,乙 丁 图 Z5-9,(2)分别用游标卡尺、螺旋测微器测量导体 P 的长度 L 和直 径 d，示数如图乙、丙所示，则 L_mm，d_mm. (3)该小组又采用伏安法测量导体 P 的电阻 Rx，可供选用的 器材如下：,电压表 阻约 15 k) 电流表,(量程 03 V，内阻约 3 k；量程 015 V，内 (量程 015 mA，内阻约 10 ；量程 0600 mA，,内阻约 0.2 ) 电源 E1(电动势为 3 V，内阻不计),电源 E2(电动势为 12 V，内阻不计),滑动变阻器 R(020 ，允许通过的

16、最大电流为 2 A) 开关 S、导线若干,图丁为测量 Rx 的实验器材，为使测量尽量准确，请选择器,材并完成实物图的连线.,解析：(1)用多用电表粗测时虚线位置的读数为 10010 1000 ，由于指针偏转角度较小，应换成欧姆“100”挡重 新测量，并需重新进行欧姆调零，换挡后指针指在实线位置， 读数为 11100 1100 .(2) 游标卡尺读数为 L 20 mm 00.05 mm20.00 mm；螺旋测微器读数为d2.5 mm20.0,答案：(1)100,欧姆调零,1100,(2)20.00,2.700,(3)如图 D40 所示. 图 D40,15 mA；由于Rx远大于电流表内阻，故电流表

17、采用内接法；滑动变阻器的最大阻值20 比粗测的Rx小得多，故滑动变阻器采用分压式接法.,4.会析,“会析”是指对高中物理实验的误差作一些简单的分析. 中学物理对实验误差分析的要求不高，从高考来看，一般涉及 的问题是定性分析系统误差，对误差的定量分析不作要求.在实 验复习中，同学们要知道误差的来源，掌握误差分析的基本方 法，对高中物理的实验进行一些简单的误差分析.,【典题 4 】(2017 年天津卷)某探究性学习小组利用如图 Z5-10 甲所示的电路测量电池的电动势和内阻.其中电流表 的 内阻 r11.0 k，电阻 R19.0 k，为了方便读数和作图，给电 池串联一个 R03.0 的电阻.,(1

18、)按如图甲所示的电路进行连接后，发现 aa、bb和 cc三条导线中，混进了一条内部断开的导线.为了确定哪一条 导线内部是断开的，将开关 S 闭合，用多用电表的电压挡先测 量 a、b间电压，读数不为零，再测量 a、a间电压，若读数 不为零，则一定是_导线断开；若读数为零，则一定是 _导线断开.,(2)排除故障后，该小组顺利完成实验.通过多次改变滑动变 阻器滑片位置，得到电流表 和 的多组 I1、I2 数据，作出图象 如图乙所示.由 I1-I2 图象得到电池的电动势 E_V，内 阻 r_.,甲,乙,图 Z5-10,答案：(1)aa,bb,(2)1.41(1.361.44 均正确) 0.5(0.40

19、.6 均正确),【考点突破 4】(2017 年河北正定中学月考)图 Z5-11 是一个 多用电表欧姆挡的内部电路示意图.电流表满偏电流为 0.5 mA、 内阻为 10 ；电池电动势为 1.5 V、内阻为 1 ；滑动变阻器的 阻值为 05000 .,图 Z5-11,(1)该欧姆表的刻度值是按电池电动势为 1.5 V 标定的，当 电池的电动势下降到 1.45 V、内阻增大到 4 时仍可调零.调零 后 R0 阻值将变_(填“大”或“小”)；若测得某电阻阻 值为 300 ，则这个电阻的真实值是_. (2)该欧姆表换了一个电动势为 1.5 V、内阻为 10 的电池， 调零后测量某电阻的阻值，其测量结果_

20、(填“偏大” “偏小”或“准确”).,答案：(1)小,290,(2)准确,5.会用,(1)会用打点计时器,新课标考试大纲规定的 7 个力学实验中有 5 个涉及打 点计时器：研究匀变速直线运动、验证牛顿运动定律、探究动 能定理、验证机械能守恒定律和验证动量守恒定律.这类实验的 关键是要掌握纸带的分析处理方法，对于纸带常有以下三大应 用：,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.,求解瞬时速度 利用做匀变速直线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 Z5-12 所示，打 n 点时的瞬时速度,图 Z5-12,用“逐差法”求

21、加速度,图 Z5-13,【典题5】(2015 年新课标卷)某学生用如图 Z5-14 甲所示 的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数.已知打点计时器所 用电源的频率为 50 Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部 分如图乙所示，图中标出了 5 个连续点之间的距离.,甲,乙,图 Z5-14,(1)物块下滑时的加速度 a_m/s2；打出 C 点时物,块的速度 v_m/s.,(2)已知重力加速度大小为 g，求出动摩擦因数，还需测量,的物理量是_(填正确答案的标号).,A.物块的质量 B.斜面的高度 C.斜面的倾角,答案：(1)3.25 1.79,(2)C,【考点突破 5】(2016 年新课标卷)某同学用

22、如图 Z5-15 甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电 源为交流电源，可以使用的频率有 20 Hz、30 Hz 和 40 Hz，打 出纸带的一部分如图乙所示.,甲,乙,图 Z5-15,该同学在实验中没有记录交流电的频率 f，需要用实验数据 和其他题给条件进行推算. (1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用 f 和图乙 中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出 B 点时，重物下 落的速度大小为_，打出 C 点时重物下落的速度大小为 _，重物下落的加速度大小为_. (2)已测得 s18.89 cm，s29.50 cm，s310.10 cm；当地 重力加速度大小为 9.80

23、m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小 约为其重力的 1%.由此推算出 f 为_Hz.,(2)会用光电门 研究匀变速直线运动、验证牛顿运动定律、探究动能定理、 验证机械能守恒定律和验证动量守恒定律这五个实验都可以用 光电门代替打点计时器来完成瞬时速度和加速度的测量，具体 做法如下：,【典题 6】(2017 年百校联盟猜题卷)某实验小组利用如图 Z5-16 所示的实验装置来探究加速度与质量、合外力的关系， 将右端带有轻小且光滑的定滑轮的长木板左端抬起固定在水平 桌面上，并在长木板上合适的位置固定两光电门 A 和 B.现将一 带有遮光条的物块放在长木板上，并用轻质细绳跨过定滑轮连 接一质量为 m

24、的钩码 Q，然后将物块由静止释放，已知两光电 门之间的距离为 l，物块和遮光条的总质量为 M，遮光条宽度为 d(d 远小于 l)，物块经过两光电门时的挡光时间分别为tA、tB.,图 Z5-16,(1)该小组的同学平衡摩擦力后，实验还需满足_ _，物块受到的合外力才近似等于钩码的重力，物 块在长木板上下滑时的加速度 a_(用 d、l、 tA 、 tB表示).,(2)实验前，该小组的同学已经平衡了摩擦力，则_ (填“可以”或“不可以”)用该装置验证物块与钩码 Q 组成的 系统的机械能守恒，其原因为：_.,(2)不可以,有摩擦力做功,易错提醒：机械能守恒的条件不是受到的合力为 0，而是 重力以外的力

25、做功为 0.,【考点突破 6】(2017 年新课标卷)某同学研究在固定斜 面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系.使用 的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器.,甲,乙,图 Z5-17,实验步骤如下：,如图 Z5-17 甲所示，将光电门固定在斜面下端附近；将 一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置， 令滑块从斜面上方由静止开始下滑；,当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光,线被挡光片遮住的时间为t；,将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与 中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤、；,多次重复步骤；,图 Z5-18,(2)由图 Z

26、5-18 可求得，vA _cm/s，a_cm/s2.,(计算结果保留 3 位有效数字),突破 2,破解探究型、设计型实验题的方法,解此类实验一般可分三步进行： (1)找原型：先根据实验目的和给出的条件把教材中的实验 原型在头脑中完整地重现出来. (2)做对比：将实验中所给器材与原型中器材进行对比，看 一下少了什么器材或什么器材的量程不满足要求；再看一下多 给了什么器材，注意多给的器材可能就是解决问题的“金钥 匙”. (3)定方案：根据对比结果设计电路.,【典题 7】现要测量一个未知电阻Rx的阻值，除Rx外可用 的器材有： 多用电表(仅可使用欧姆挡)； 一个电池组 E(电动势 6 V)； 一个滑

27、动变阻器 R(020 ，额定电流 1 A)；,两个相同的电流表,(内阻Rg1000 ，满偏电流Ig,100 A)； 两个标准电阻(R129 000 ，R20.1 ) 一个开关 S、导线若干.,(1)为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗略测量未知电 阻阻值，采用“10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转 非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，下列判断和做法正确 的是_(填字母代号).,A.这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆 B.这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆,C.如需进一步测量可换“1”挡，调零后测量 D.如需进一步测量可换“1 k”挡，调零后测量,(2)根据粗略测量的判断，设计一个测量电路，要求

28、测量尽 量准确并使电路能耗较小，画出实验电路图，并将各元件字母 代码标在该元件的符号旁.,解析：(1)因为电表指针几乎满偏，故可知所测电阻很小， 只有几欧姆，所以选项 A 正确，B 错误；根据欧姆表的特点， 若要进一步精确测量，应换用小倍率，并重新进行欧姆调零， 所以选项 C 正确，D 错误.,(2)根据伏安法测电阻原理和串、并联电路规律，可将一个 电流表串联电阻 R1 后改装成电压表测量电压，另一个电流表并 联 R2 后改装成电流表测量电流，题目要求能耗较小，故变阻器 采用限流式，所以电路设计如图 Z5-19 所示.,答案：(1)AC (2)如图 Z5-19 所示.,图 Z5-19,方法技巧：在设计性实验或改编类实验中经常用到电表的,替代和改装，常用到的替代或改装有：,(1)内阻已知的电压表相当于小量程的电流表；,(2)内阻已知的电流表则相当于小