2014届高考物理二轮专题“析与练”课件：专题七 实验.ppt

1、考向一仪器仪表的使用及数据处理1.测量仪器的读数方法(1)需要估读：在常用的测量仪器中，刻度尺、螺旋测微器、天平、弹簧秤等读数时都需要估读因为最终的读数要以有效数字的形式给出，而有效数字的最后一位数字为估读数字，应和误差所在位置一致，在实际操作中，究竟估读到哪一位数字，应由测量仪器的精度(即最小分度值)和实验误差要求两个因素共同决定(2)不需要估读：游标卡尺、秒表、电阻箱在读数时不需要估读；欧姆表刻度不均匀，可以不估读或按半刻度估读2.打点计时器系列实验中纸带的处理(1)纸带的选取一般应从点迹清晰、无漏点的纸带中选取有足够多点的一段作为实验纸带(2)根据纸带上点的密集程度选取计数点打点计时器每

2、打n 个点取一个计数点，则计数点时间间隔为 n 个打点时间间隔，即 T0.02n s一般取 n5，此时 T0.1 s.(3)测量计数点间距离为了测量、计算的方便和减小偶然误差，测量距离时不要分段测量，尽可能一次测量完毕，即测量计数起点到其他各计数点的距离如下图所示，则由图可得 SS1，SS2S1，SS3S2，SS4S3，SS5S4，SS6S5.(4)判定物体运动的性质 若 S、S、S、S、S、S基本相等，则可判定物体在实验误差范围内做匀速直线运动 设 s1SS，s2SS，s3SS，s4SVS，s5SS，若 s1、s2、s3、s4、s5 基本相等，则可判定物体在实验误差范围内做匀变速直线运动 测

3、定第 n 点的瞬时速度物体做匀变速直线运动时，在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度即测出第n点的相邻的前、后两段相等时间 T 内的距离，由平均速度公式就可求得如上图中第 4 点的瞬时速度为 v4SS2TS5S32T.测定做匀变速直线运动物体的加速度，一般用逐差法求加速度将如上图所示的连续相等时间间隔 T 内的位移 S、S、S、S、S、S分成两组，利用 saT2，可得 a1SSI3T2、a2SVS3T2、a3SS3T2，再算出 a1、a2、a3 的平均值，即 aa1a2a33就是所测定的做匀变速直线运动物体的加速度若为奇数组数据则将中间一组去掉，然后再将数据分组利用逐差法求解考向二几个典

4、型的力学实验1.探究弹力和弹簧伸长的关系2.互成角度的两个力的合成该实验是要用互成角度的两个力和另一个力 产生相同的效果，看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的合成的平行四边形定则3.验证牛顿第二定律(1)了解该实验的系统误差的来源 用砂和砂桶的总重量代替小车受到的拉力由牛顿第二定律，可知由于砂桶也在做匀加速运动，因此砂和砂桶的总重量肯定大于小车受到的实际拉力可以推导出结论：只有在小车的总质量 M 远大于砂和砂桶的总质量 m 时，才能使该系统误差足够小 没有考虑摩擦阻力的作用应该用平衡摩擦力的方法来消除这个系统误差(2)

5、为研究 a、F、m 三者的关系，要利用“控制变量法”分别研究 a 与 F、a 与 m 的关系4.探究动能定理实验方案一：探究做功与物体动能变化的关系实验装置如右图所示，所用器材有长木板、小车、橡皮筋、打点计时器及电源、纸带等我们通过橡皮筋带动小车运动来探究对物体做的功与物体速度变化的关系小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行当我们用2 条、3 条同样的橡皮筋进行第 2 次、第 3 次实验时，每次橡皮筋拉的长度都保持一样，那么第 2 次、第 3 次实验中橡皮筋对小车做的功就是第一次的 2 倍、3 倍如果把第一次实验时橡皮筋做的功记为 W，以后各次做的功就是 2W、3W、5.验证机械能守恒定律本实验

6、要求验证物体自由下落过程中机械能守恒，如下图所示纸带的左端是用夹子夹重物的一端(1)要多做几次实验，选点迹清晰且第 1、2 两点间距离接近 2 mm 的纸带进行测量(2)用刻度尺量出从 0 点到 1,2,3,4,5 各点的距离 h1、h2、h3、h4、h5，利用“匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段位移内的平均速度”，算出 2,3,4 各点对应的瞬时速度 v2、v3、v4，验证与 2,3,4 各点对应的重力势能减少量 mgh 和动能增加量12mv2是否相等(3)由于摩擦和空气阻力的影响，本实验的系统误差总是使mgh12mv2.(4)本实验不需要在打下的点中取计数点，也不需要测重物的质量(5

7、)用图象法验证 aF、a1m 后者必须用a1m 图象，不能用 am 图象6.验证动量守恒定律该实验通过测量碰撞后的速度变化，对比碰撞前、后速度与质量乘积之和在误差范围内是否相等来验证动量守恒定律考查的实验主要有两种：研究物块在气垫导轨上的碰撞，通过打点计时器和纸带测量物块碰撞前、后的速度来验证动量守恒定律；用碰撞实验器验证动量守恒定律，即通过测量小球在有、无发生碰撞的情况下飞出轨道 做平抛运动的水平位移，来验证动量守恒定律考向三仪器和电路的选择及伏安法测电阻1.分压电路与限流电路的选择通常滑动变阻器以限流接法为主，但在下列 3 种情况下，必须选择分压接法：(1)题目所提供的实验仪器、电表量程或

8、电阻的最大允许电流不够(2)变阻器电阻远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻阻值(3)要求某部分电路的电压从零开始连续变化2.伏安法测电阻伏安法测电阻分外接法和内接法外接法的系统误差是由电压表的分压引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法；内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法【解析】(1)金属丝的直径为 d0.5 mm18.00.01 mm0.680 mm.(2)电流表和电压表指针偏转大时测量误差小，所以电压表选 A，电流表选 C，滑动变阻器限流式控制电路时，其阻值为待测电阻的 25 倍为好，所以选 E.【答案】(1)0.680(2)ACE错误 1

9、：导线连接在滑动变阻器的滑片上错误 2：采用了电流表内接法错误 3：电压表量程接到了 15 V 上(任选两个错误即可)【规律方法】在高考实验中，仪器的选择是一种重要题型，通过合理选择实验仪器能够考查学生的实验能力仪器选择的基本原则：安全可行、精确合理、操作方便选择仪表时，要先对电路中待测量的最大值和最小值进行估算，使最大值与仪表量程接近，最小值在仪表量程的 25%左右若实验中要测量物理量的多个值，则两值之间必须存在明显的差别，否则误差会较大在给定电源的仪器选择中，一般先根据电动势的大小选择电压表，然后根据欧姆定律选择电流表，对于滑动变阻器，若实验使用分压电路，在满足额定电流的情况下，选择阻值较

10、小的变阻器；若使用限流电路，应选择和测量电 路电阻阻值差不多的变阻器4小电珠可以短时间地在高于额定电压下使用，一般可以超过额定电压的 10%20%，实验时，应使小电珠两端电压由低向高逐渐增大，绝不要一开始就使小电珠在高于额定电压下工作如果灯丝在低温状态，直接超过额定电压使用，会由于灯丝冷电阻过小，瞬间电流过大而烧坏小电珠5为了减小误差，在作图时，所选分度比例要恰当现要用伏安法描绘一个标值为“2.5 V，0.6 W”小电珠的I-U图象，有下列器材供选用：A.电压表（0 3 V），内阻3 k；0 15 V，内阻10 k B.电流表（0 0.6 A），内阻0.5；0 3 A，内阻0.1 C.电滑动变

11、阻器流表（100，1.0 A D.蓄电池（电动势6 V，内阻8计）（1）用如图甲所示的电路进行测量，滑动变阻器应选用（用字母序号表示）.开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应该置于端（选填“A”“B”或“AB正中间”）.（2）按图甲所示电路，用笔画线代替导线在图乙中将实物连接成实验所需电路图.(3)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图丙所示.由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为.【解析】（1）在保证电路安全的情况下，为方便实验操作，应该选择最大阻值较小的滑动变阻器，故选滑动变阻器C；滑动变阻器采用分压接法，闭合开关前，滑片应置于A端.（2）根据图甲所示电路图连接实物电路图如图所示.【答案】（1）

12、C （2）如解析图所示.（3）10【规律方法】本实验中由于小电珠的电阻值较小，电流表应采用外接法；又由于实验中要求小电珠的电压要能够从0开始连续调节，故滑动变阻器应采用分压式接法.某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R05 )一个、开关两个、导线若干，实验原理图为图 a.ab(1)在图 b 的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接(2)请完成下列主要实验步骤：A检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图 c所示，读得电阻值是_；B将开关 S1 闭合，开关 S2 断开，电压表的示数是 1.49 V；C将开关 S2_，电压表的示数是 1.1

13、6 V，然后断开开关 S1.【解析】(1)略(2)闭合 S2后电阻箱才工作(3)S1闭合、S2断开时，RV很大，认为 EU1；S1、S2都闭合时，U2R EU2rR0.解得 rU1U21RR 00.69.采用如图所示的电路测定电源的电动势和内阻.（1）除了选用左上图中的部分器材外，.（填选项前的字母）A.还需林电压表B.还需要电流表C.还需要学生电源D.不再需要任何器材（2）测量所得数据如下：用作图法求得电源的内阻r=;(3)根据第5组所测得的实验数据，求得电流表内阻RA=.【解析】(1)(2)对照电路图，会发现缺少电压表；根据闭合电路欧姆定律，有E=U+Ir，变形得到U=-Ir+E，作出U-

14、I 图象如图所示.斜率的绝对值表示内电阻，故(3)根据闭合电路欧姆定律，有U=IRA+Ir,故【答案】（1）A （2）见解析图0.76 (3)0.22【规律方法】在测电源电动势和内阻的实验中，应用图象处理实验数据考得比较多，一般是用伏特表和安培表配合测量电动势和内阻，变化量是 U 和 I，由闭合电路欧姆定律变形，得 UEIr，所以用 UI 图象，图象在 U 轴的截距表示电动势，图象斜率的绝对值等于内阻r.电阻箱与安培表配合测量电动势和内阻，变化量是 R 和 I，由闭合电路欧姆定律变形，得 RE1Ir，所以用 R1I图象，图象在 R 轴的截距是r，斜率为电动势 E.电阻箱与伏特表配合测量电动势和内阻，变化量是 R 和U，由闭合电路欧姆定律变形，得 1UrE1R1E，所以用1U1R 图象，图象在1U轴的截距是1E，斜率为rE.