学案18《公开实验考查热点》.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,学案 高考实验考查热点,类型一 迁移型实验,例1,（2009北京卷21（2）某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池.该同学想测量一下这个电池的电动势,E,和内阻,r,，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为999.9，可当标准电阻用）、一只电流表（量程,I,g,=0.6 A，内阻,r,g,=0.1）和若干导线.,请根据测定电动势,E,和内电阻,r,的要求，设计图1中器件的连接方式，画线把它们连接起来.,图1,接通开关，逐次改变电阻箱的阻值,R,，读出与,R,对应的电流表的示数,I,，并作记录.当电阻箱的阻值,R,=2.6 时，其对应的电流表的示数如图2所示.处理实验数据时首先计算出每个电流值,I,的倒数 ；再制作,R,-坐标图，如图3所示，图中已标注出（,R,，）的几个与测量对应的坐标点，请你将与图2实验数据对应的坐标点也标注在图3上.,图2,在图3上把描绘出的坐标,点连成图线.,图3,根据图3描绘出的图线可得出这个电池的电动势,E,=,V,内电阻,r,=,答案,如下图所示,如下图所示,E,=1.52 V（1.461.54）,r,=0.3（0.250.35）,类型二 验证型实验,例2,（2009江苏卷10）有一根圆台状匀质合金棒如4甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率,、长度,L,和两底面直径,d,、,D,有关.他进行了如下实验：,解析,（1）主尺读数9.9 cm,游标尺读数0.05 mm8=,0.40 mm,两者相加即得读数为99.40 mm,即9.940 cm.,（2）由于金属棒的电阻远小于电压表内阻，电流表应采用外接法，连接不当的导线是.,（3）,R,2,=,R,d,R,D,=，解得,R,=,预测1,（2009抚顺模拟）某实验小组利用如图5所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.,图5,甲,乙,图,6,（1）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？,.,（2）某同学用游标卡尺测得遮光条（图6甲）的宽度,d,=,mm;,用螺旋测微器测得遮光条（图乙）的宽度为,mm,接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止，则说明导轨是水平的（或轻推滑块，滑块能基本做匀速直线运动）,5.2,6.702,（3）实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间,t,=1.310,-2,s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为（用游标卡尺的测量结果计算）,m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量,m,、,和,（文字说明并用相应的字母表示）.,（4）本实验通过比较,和,在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒.,0.40,滑块上的遮光条初始位置到,光电门的距离,x,滑块的质量,M,mgx,解题归纳,这类实验学生在处理实验之前就可以知道一个预见性的的结果，很多实验原理来源于基础实验，但是往往略高于基础实验，比如预测2，该实验目的是为了验证机械能守恒，但又不同与书上的基础实验.,类型三 设计型实验,例3,（2009烟台一调）有以下的可供选用的器材及导线若干条，要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流.,A.待测电流表A,0,：满偏电流约为700800 A、内阻约100，已知表盘刻度均匀、总格数为,N,.,B.电流表A：量程0.6 A、内阻0.1.,C.电压表V：量程3 V、内阻3 k.,D.滑动变阻器,R,：最大阻值200.,E.电源,E,：电动势约3 V、内阻约1.5.,F.开关S一个.,（1）根据你的测量需要，“B.电流表A”、“C.电压表V”中应选择,.（只需填写序号即可）,（2）在虚线框内画出你设计的实验电路图.,C,答案,电路如图所示,（3）测量过程中，测出多组数据，其中一组数据中待测电流表A的指针偏转了,n,格，可算出满偏电流,I,Amax,=,式中除,N,、,n,外，其他字母符号代表的物理量是,U,为电压表读数，,.,R,V,为电压表内阻,类型四 探究型实验,例4,（2009重庆卷22（2）硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件，某同学用图7甲所示电路探究硅光电池的路端电压,U,与总电流,I,的关系，图中,R,0,为已知定值电阻，电压表视为理想电压表.,图7,请根据图甲，用笔画线代替导线将题图乙中的实验器材连接成实验电路.,答案,如下图,图8,若电压表,V,2,的读数为,U,0,，则,I,=,.,实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑,动变阻器，通过测量得到该电池的,U,-,I,曲线,a,，见图8.,由此可知电池内阻,（选填“是”或“不是”）常,数，短路电流为,mA，电动,势为,V.,实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测,得,U,-,I,曲线,b,见图8.,当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端,电压为1.5 V，则实验二中外电路消耗的电功率为,mW（计算结果保留两位有,效数字）,不是,0.295（0.2930.297）,2.67（2.642.70）,0.065（0.0600.070）,预测2,（2009金陵南外海安）某物理课外小组想探究“带风帆的玩具小车所受阻力与运动速度的关系”，他们进行了以下实验探究：,（1）猜想：,F,阻,与车的速度,v,无关；,F,阻,v,2,;,F,阻,v,2,.,图9,（2）探究步骤,将带有风帆的玩具小车、已连接好电源的打点计时器和纸带按如图9甲所示安装在光滑倾斜的长木板上；,接通打点计时器电源（电源频率,f,=50 Hz）,使玩具小车从静止开始加速运动，足够长的时间后关闭打点计时器；,改变长木板的倾角，重复以上实验，记录实验数据如下表所示.,实验,次数,木板倾,角,sin,小车匀速运动时的速度v（m/s）,小车匀速运动时速度的平方,v,2,（m,2,/s,2,）,1,4,0.07,0.60,0.36,2,10,0.18,3,24,0.41,3.51,12.32,4,36,0.59,5.06,25.60,5,48,0.74,6.34,40.20,6,60,0.87,1.50,7.407.50,请你根据该小组的探究完成下列问题：,（）图乙是倾角,=10,的一条打点纸带，通过计算完成表中对应的空白项.（标出空白项，写在答案下划线）,（）通过观察表中的实验数据，试写出,=60,时小车匀速运动的速度填在表中对应的空白处.,（）结论：在实验误差范围内，通过对数据的观察分析，玩具小车所受的阻力与运动速度的定性关系是,.也可以进一步通过图象法对数据进行分析得到运动小车所受到阻力与运动速度的定量关系.,小车所受阻力与速度成正比（,F,阻,v,）,解题归纳,这类实验题具有如下特点：以学生在开展研究性学习的活动中所遇到的问题为背景命题，要求学生根据题给条件设计某些实验方案，或给出一些仪器（或实验步骤）来求解某个物理量，或对某些设计出的实验，分析其实验数据得到规律，并对可能产生的误差进行分析.如果试题是要求设计方案，其答案往往具有开放性，侧重考查学生的发散思维能力和创新能力.如果试题是对某些设计出的实验进行数据和误差分析，则要求学生具有扎实的基础知识和实验能力.,解决这类问题的基本思路和方法是：在熟悉各种仪器的使用方法、基本实验原理、方法和步骤的前提下，仔细阅读题目，理解题意，根据题给要求，广泛联想，设计出合理的实验方案即可.当然，所设计出的方案应尽可能简单、方便.对于数据处理和误差分析的试题，则应根据题目所给的文字、图表等信息进行分析，找出各物理量之间的关系（定性或定量的关系）并总结出其变化规律，把握问题的本质特征.,1.（2009白城模拟）用如图10所示的,实验装置验证机械能守恒定律，实,验所用的电源为学生电源，输出电压,为6 V的交流电和直流电两种.重物从,高处由静止开始落下，重物上拖着的,纸带通过打点计时器打出一系列的点，,对纸带上的点的痕迹进行测量，即可,验证机械能守恒定律.,（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：,A.按照图示的装置安装器件；,图10,B.将打点计时器接到电源的直流输出端上；,C.用天平测量出重物的质量；,D.释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一,条纸带；,E.测量打出的纸带上某些点之间的距离；,F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力,势能是否等于增加的动能.,指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填写在下面的空行内，并说明其原因.,.,B.应接交流输出端；C.不需测出重物的质量；D.先接通电源，再释放纸带,（2）利用这个装置也可以测量重物下落的加速度,a,的数值.如图11所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点,A,、,B,、,C,、,D,、,E,，测量出,A,点距起始点,O,的距离为,x,0,，点,A,、,C,间的距离为,x,1,，点,C,、,E,间的距离为,x,2,，使用交流电的频率为,f,，则根据这些条件计算重物下落的加速度,a,的表达式为：,a,=,图11,（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重物减小的重力势能总是大于重物增加的动能，其原因主要是重物下落过程中存在阻力的作用，可以通过该实验装置测定该阻力的大小，若已知当地的重力加速度公认的较准确的值是,g,，还需要测量的物理量是：,.试用这些数据和纸带上的测量数据表示出重物下落的过程中受到的平均阻力大小为,.,重物的,质量,m,mg,-,2.（2009南通二调）如图12甲所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的,B,点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置,A,由静止释放.,（1）若用游标卡尺测出遮光条的宽度,d,如图乙所示，则,d,=,cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间,t,=2.010,-2,s，则小车经过光电门时的速度为,m/s;,1.140,0.57,图12,（2）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量,m,与小车的质量,M,间应满足的关系为,；,（3）测出多组重物的质量,m,和对应遮光条通过光电门的时间,t,，并算出相应小车经过光电门时的速度,v,，通过描点作出线性图象，研究小车加速度与力的关系，处理数据时应作出,（选填“,v,-,m,”或“,v,2,-,m,”）图象；,（4）某同学作出的线性图象不通过坐标原点，其原因是,m,M,v,2,-,m,小车与水平轨道间存在摩擦力（或未平衡摩,擦力）,3.（2009鹤岗三模）某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流的关系.可用的器材如下：电源（电动势3 V、内阻1）、电键、滑动变阻器（最大阻值20）、电压表、电流表、小灯泡、导线若干.,（1）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的,U,-,I,图象如图13（a）所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而,（填“增大”、“减小”或“不变”）.,增大,图13,（2）根据图（a），在图（b）中把缺少的导线补全，连接成实验的电路（其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压）.,答案,如图.电流表与滑动变阻器之间的导线接到滑动变阻器上端任一接线柱都对,（3）若某次连接时，把,AB,间的导线误接在,AC,之,间，合上电键，任意移动滑片发现都不能使小灯泡,完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡可能获得的最,小功率是,W（本小题若需要作,图，可画在图,a,中）.,0.32（0.300.34）,返回,