1、1题型 2 四大技巧破解实验题物理实验题分值一般为 15 分，多为一大带一小的形式，其中第 22 题多为常规型实验题，侧重考查基本实验仪器的读数或教材上要求的基本实验的实验原理、实验步骤的理解和实验数据的处理，第 23 题侧重考查学生的实验迁移能力，多为创新设计型实验题.读数类实验正确使用，准确读数刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、电流表、电压表、多用电表都是基本仪器，要熟练掌握它们的使用方法、操作规程和读数规则，在高考前要进行系统的实际测量和读数练习，特别是游标卡尺、螺旋测微器、电学实验仪器的读数.此类试题难度不大，要防止在读数的估读、结果的有效数字和单位上出错.为使读数正确必须做到
2、以下三点：,1 要注意量程.,2 要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 要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.典例 1 (1)请读出螺旋测微器和游标卡尺的示数甲：_cm；乙：_cm.图 1(2)某照明电路出现故障，其电路如图 2 甲所示，该电路用标称值 12 V 的蓄电池作电源，导线及其接触完好维修人员使用已调好的多用电表直流 50 V 挡检测故障他将黑表笔接在 c 点，用红表笔分别探测电路的 a、 b 点甲2乙图 2断开
3、开关，红表笔接 a 点时多用电表指示如图 2 乙所示，读数为_V，说明_正常(选填“蓄电池” “保险丝” “开关”或“小灯”)红表笔接 b 点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然和图 2乙相同，可判定发生故障的器件是_(选填“蓄电池” “保险丝” “开关”或“小灯”)【解析】 (1)螺旋测微器的固定刻度读数为 0.5 mm，可动刻度读数为 0.0111.7 mm0.117 mm，所以最终读数为 0.617 mm0.061 7 cm.游标卡尺的固定刻度读数为 100 mm，游标尺读数为 0.14 mm0.4 mm，所以最终读数为 100 mm0.4 mm100.4 mm10.0
4、4 cm.(2)多用电表直流 50 V 挡，每一小格是 1 V，要估读到 0.1 V，读数是 11.5 V，断开开关，多用电表直接测量电源两端电压，多用电表有示数且接近电源电动势，说明电源正常红表笔接 b 点，闭合开关，多用电表示数与中相同，说明电路仍然处于断路状态，而开关是闭合的，因此可以确定是小灯发生断路故障【答案】 (1)0.0617 10.04 (2)11.5 蓄电池小灯【名师点评】 游标卡尺的读数方法是主尺读数加上游标尺读数，不需要估读螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，读可动刻度时需要估读尝试应用 (1)图 3 甲中游标卡尺的读数为_ mm，图 3 乙中螺旋测微器的
5、读数为_ mm.图 3(2)某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电压表的内阻，如图 4 甲所示先将选择开关旋至倍率“10”挡，红、黑表笔短接调零后进行测量，红表笔应接电压表的_(选填“”或“”)接线柱，结果发现欧姆表指针偏角太小，则应将选择开关旋至_(选填“1”或“100”)挡并_，最终测量结果如图 4 乙所示，则电压表的电阻为_.3图 4【解析】 (1)由游标卡尺的读数规则主尺上的整毫米数精确度对齐格数(不估读)，可知游标卡尺的读数为 29 mm0.1 mm829.8 mm；由螺旋测微器的读数规则固定刻度上的毫米数(要注意半毫米线)0.01 mm对齐刻度(一定要估读)，可知螺旋测微器的读数为 0
6、.5 mm0.01 mm38.00.880 mm.(2)多用电表使用时要注意电流是“红进黑出” ，电压表中电流是从正接线柱流入的，所以多用电表的红表笔应接电压表的“”接线柱，欧姆表指针偏角太小，说明所测电阻阻值较大，应换用大倍率挡位进行测量，并且重新进行欧姆调零，读数结果为 30100 3 000 .【答案】 (1)29.8 0.880 (2) 100 重新进行欧姆调零 3 000常规型实验紧扣教材，融会贯通教材中的实验是高考创新实验的命题根源，这就要求我们在高考实验备考中要紧扣教材中的实验，弄清和掌握教材中每一个实验的实验原理、实验步骤、数据处理、误差分析等，对每一个实验都应做到心中有数，并
7、且能融会贯通典例 2 某小组利用如图 5 所示的装置验证牛顿第二定律实验中，他们平衡了摩擦力，用天平测出小车的总质量，用细线所挂钩码的总重力代替小车所受的牵引力大小 F.图 5(1)他们还在实验时调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行这样做的目的是_A避免小车在运动过程中发生抖动B使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C保证小车最终能够做匀速直线运动D使细线拉力等于小车受到的合力(2)实验得到一条点迹清晰的纸带如图 6 甲所示， O、 A、 B、 C、 D 是在纸带上选取的计4数点，相邻计数点间还有 4 个打点未画出， AB、 CD 间的距离分别为 x1、 x2，打点计时器的打点周期为
8、 T，则小车运动的加速度大小为_(3)下表记录了小车质量一定时，牵引力大小 F 与对应的加速度 a 的几组数据，请在图乙的坐标系中描点作出 a F 图线图 6钩码个数 1 2 3 4 5F/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45a/(ms2 ) 0.92 1.68 2.32 2.88 3.32(4)结合实验中画出的 a F 图线分析产生误差的原因主要是_.【解析】 (1)使牵引小车的细线与木板平行，这样做的目的是在平衡摩擦力后使细线拉力等于小车受的合力(2)因为每相邻两个计数点间还有 4 个打点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为 t5 T，匀变速直线运动中连续相等时间内的位
9、移差为常数，即 x at2，则有a .x2 x12t2 x2 x150T2(3)描点作出图象如图所示(4)探究加速度与力的关系的实验中，当钩码的总质量远小于小车的质量时，可以认为小车受到的拉力等于钩码的重力，如果钩码的总质量太大，没有远小于小车质量， aF 图象不再是直线，而是发生弯曲，变成曲线【答案】 (1)D (2) (3)见解析 (4)不满足小车质量远大于钩码的总质量x2 x150T2【名师点评】 (1)力学中的几个重要实验都可以通过打点计时器、纸带和长木板组成的装置来进行，深刻理解了这套装置的工作原理，就把握住了力学实验的核心(2)本实验的创新点：实验器材如用力传感器测细线的拉力，此时
10、钩码的总质量不必远小于小车的质量；再如用光电门代替打点计时器等研究对象如果以钩码及小车整体为研究对象，则钩码的总质量不必远小于小车的质量5尝试应用 用实验测一电池的内阻 r 和一待测电阻的阻值 Rx.已知电池的电动势约为 6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧可选用的实验器材：图 7电流表 A1(量程 030 mA)；电流表 A2(量程 0100 mA)；电压表 V(量程 06 V)；滑动变阻器 R1(阻值 05 )；滑动变阻器 R2(阻值 0300 )；开关 S 一个，导线若干条某同学的实验过程如下：.设计如图 7 甲所示的电路图，正确连接电路.将 R 的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小
11、R 的阻值，测出多组 U 和 I 的值，并记录以 U 为纵轴， I 为横轴，得到如图乙所示的图线.断开开关，将 Rx改接在 B、 C 之间， A 与 B 直接相连，其他部分保持不变重复的步骤，得到另一条 UI 图线，图线与横轴 I 的交点坐标为( I0,0)，与纵轴 U 的交点坐标为(0， U0)回答下列问题：(1)电流表应选用_，滑动变阻器应选用_；(2)由图乙的图线，得电源内阻 r_；(3)用 I0、 U0和 r 表示待测电阻的关系式 Rx_，代入数值可得 Rx；(4)若电表为理想电表， Rx接在 B、 C 之间与接在 A、 B 之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况
12、相比，电流表示数变化范围_，电压表示数变化范围_(均选填“相同”或“不同”)【解析】 (1)当滑动变阻器不接入电路时，估算电路中的电流 I 估 0.06 ERx rA60 mA(取 Rx r100 ) ，故电流表应选 A2；若连成限流式电路，滑动变阻器 R1阻值太小，无法控制电路中的电流，故应选 R2.(2)在图线上任意取 2 点，求出斜率，即为电源内阻6(3)若将 Rx改接在 B、 C 之间，则 Rx r EI短 U0I0则 Rx r.U0I0(4)电流表测干路电流，不管 Rx接在什么位置，总电阻不变，故两种情况中电流表示数变化范围相同；当 Rx接 A、 B 之间时，电压表测的是滑动变阻器和
13、待测电阻的电压之和，当 Rx接 B、 C 之间时，电压表只测滑动变阻器的电压，故两种情况中电压表示数变化范围不同【答案】 (1)A 2 R2 (2)25 (3) r (4)相同 不同U0I0设计型实验设计方案，变通拓展设计型实验题从仪器的使用、装置的改造、电路的设计、数据的灵活处理等方面进行变通和拓展应对这类实验题的方法是深刻理解实验的原理、方法，进行合理迁移典例 3 某电池的电动势约为 3 V，某实验小组要测量该电池的电动势和内阻(1)实验中要测量的电池内阻较小，实验器材除了被测电池以外，还有一电阻箱 R，一开关 S，若干导线，内阻 Rg30 、量程为 1 mA 的电流表 G，阻值为 2 9
14、70 的定值电阻 R0，阻值为 2.00 的定值电阻 R1.请设计并画出合理的测量该电池电动势及内阻的实验电路图，图中标明相关器材的字母符号(2)为了比较准确地得出实验结论，该小组的同学准备用线性图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电流表的示数 I，横坐标表示的物理量是_(3)若作出的图象在纵轴上的截距为 I0，图象斜率的绝对值为 k，则可求得该电池的电动势 E_，内阻 r_.(用测量量和所给量的符号表示)【解析】 (1)题目中给出了电阻箱和电流表，由于电流表的量程太小，若要改装成大量程的电流表，需要并联的电阻很小，题中所给条件不能满足实验要求，若要改装成一个量程为 3 V 的电压表，需要串联
15、一个电阻， U Ig(Rg R)， U 为改装后电压表的量程， R为串联电阻，代入数据得 3 V110 3 A(30 R)，解得 R2 970 .因此用 R0与电流表串联可以改装成量程为 3 V 的电压表，这样就可以用“伏阻法”测电池的电动势和内阻由于电池内阻较小，电路中应串联一个保护电阻，增大等效电源的内阻电路图如图(2)由闭合电路欧姆定律得 E I(Rg R0) (R1 r)，得I Rg R0RI ( R1 r) ，因此横坐标表示的物理量应是 .ERg R0 IR IR7(3)由题意得 I0 ， R1 r k，解得 E I0(Rg R0)， r k R1.ERg R0【答案】 (1)如解析
16、图所示 (2) (3) I0(Rg R0) k R1IR【名师点评】 (1)若给定的电表量程太大或太小，并且给出了定值电阻的阻值，往往要对电表进行改装(2)若题中给出了某一电流表或电压表的内阻，往往预示着可将电表“反串”使用尝试应用 某实验小组按图 8 所示组装器材：将长木板固定在水平实验台上，把木块放在粗糙的水平长木板上，木块的右侧拴有一细线，跨过固定在长木板边缘的滑轮与重物连接，木块的左侧与穿过打点计时器的纸带相连实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右做匀减速运动，图 9 给出了重物落地后打点计时器打出的纸带，小黑点代表计数点，每相邻两计数点间还有 4 个点(图中未标出
17、)，各计数点间的距离如图所示(单位为厘米)打点计时器所用交变电流频率为 50 Hz， g 取 10 m/s2，不计纸带与木块间的拉力图 8图 9(1)根据纸带提供的数据计算木块与长木板之间的动摩擦因数 _(结果保留小数点后两位)(2)打点计时器在打下 A 点和 B 点时，木块的速度vA_m/s， vB_m/s(结果保留小数点后两位)(3)要测量在 AB 段木板对木块的摩擦力所做的功 WAB，还需要的实验器材是_，还应测量的物理量是_(填入所选实验器材和物理量前的字母)A木块的质量 m1B长木板的质量 m2C重物的质量 m3D木板的长度 LE AB 段的距离 LABF重物落地后，木块运动的时间
18、tG天平H停表8【解析】 (1)由于每相邻两计数点间还有 4 个点，所以相邻的计数点间的时间间隔T0.1 s，根据匀变速直线运动的推论公式 x aT2可以求出加速度的大小，得x4 x13 a1T2， x5 x23 a2T2， x6 x33 a3T2为了更加准确地求解加速度，我们对三个加速度取平均值得 a (a1 a2 a3)13即小车运动的加速度计算表达式为a x6 x5 x4 x3 x2 x19T2m/s20.64 m/s 2 10.06 9.41 8.75 8.13 7.48 6.84 10 290.12即水平面上的木块以 0.64 m/s2的加速度做匀减速直线运动对木块受力分析：根据牛顿
19、第二定律得Ff mg ma解得 0.06.ag(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有vA m/s0.72 m/s 6.84 7.48 10 220.1vB m/s0.97 m/s. 9.41 10.06 10 220.1(3)物体运动的过程中只有摩擦力做功，要测量在 AB 段木板对木块的摩擦力所做的功WAB，可以应用动能定理： WAB mv mv ，由公式可知：12 2A 12 2B需要测量木块的质量，所以需要天平故需仪器 G，要测的物理量为 A.【答案】 (1)0.06 (2)0.72 0.97 (3)G A创新型实验活用原理，巧妙迁移近几年全国卷实验题的第二题，
20、往往注重考查实验原理的迁移、测量方法的迁移、数据处理方法的迁移，试题新颖、区分度高.但试题依然是以实验基础为依据，如计算形式的实验题、电学中实验电路的设计等都是根据考生学过的实验方法、原理等来命制的，做题时一定要审清题意，明确实验目的，联想和迁移应用相关实验原理.典例 4 霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取9得了突破性进展如图 10 所示，在一矩形半导体薄片的 P、 Q 间通入电流 I，同时外加与薄片垂直的磁场 B，在 M、 N 间出现电压 UH，这个现象称为霍尔效应， UH为霍尔电压，且满足 UH k ，式中 d 为薄片的厚度， k 为霍尔系数某同学通过实验来测
21、定该半导体薄片的IBd霍尔系数图 10(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图 10 所示，该同学用电压表测量 UH时，应将电压表的“”接线柱与_(选填“ M”或“ N”)端通过导线连接(2)已知薄片厚度 d0.40 mm，该同学保持磁感应强度 B0.10 T 不变，改变电流 I的大小，测量相应的 UH值，记录数据如下表所示I/(103 A) 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0UH/(103 V) 1.1 1.9 3.4 4.5 6.2 6.8根据表中数据画出 UHI 图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为_10 3 VmA1 T1 (保留两位有效
22、数字)(3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图 11 所示的测量电路S 1、S 2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)为使电流自 Q 端流入，P 端流出，应将 S1掷向_(选填“ a”或“ b”)，S 2掷向_(选填“ c”或“ d”)为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串接在电路中在保持其他连接不变的情况下，该定值电阻应串接在相邻器件_和_(填器件代号)之间图 11【解析】 (1)根据左手定则可判断带正电粒子向 M 端偏转，故应将电压表的“”接10线柱与 M 端连接(
23、2)作出 UHI 图线如图所示由 UH k 得 k ，从直线上选取一点，读出其坐标IBd UHdIB值，再将题目中给出的 B、 d 的值代入，可计算出 k1.510 3 VmA1 T1 .(3)S1掷向 b，S 2掷向 c.加入定值电阻的目的是为了防止两个开关同时掷向 a、 c 或b、 d 而将电源短路，故应将定值电阻串接在相邻器件 E 和 S1或 E 和 S2之间【答案】 (1) M (2)1.5(1.4 或 1.6) (3) b， c；S 1， E(或 E，S 2)尝试应用 某实验小组利用弹簧测力计和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度图 12实验步骤：用弹簧测力计测量橡皮泥和滑块的总重
24、力，记作 G；将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧测力计相连，如图12 甲所示在 A 端向右拉动木板，待弹簧测力计示数稳定后，将读数记作 F；改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤；实验数据如下表所示：G/N 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00F/N 0.59 0.83 0.99 1.22 1.37 1.6111如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端 C 处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物 P 连接，保持滑块静止，测量重物 P 离地面的高度 h；滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的 D 点(未与滑轮碰撞)，测量 C、 D 间的距离 s
25、.完成下列作图和填空：(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出 FG 图线(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数 _(保留两位有效数字)(3)滑块最大速度的大小 v_(用 h、 s、 和重力加速度 g 表示)【解析】 (1)由滑动摩擦力 Ff F N G F 可知 FG 图线应为一条直线，因此应画一条直线尽可能通过较多的点，不在直线上的点应尽量靠近该直线并均匀分布于直线两侧(2)由 F G 知，动摩擦因数 等于图中直线的斜率，求得 0.40(0.38、0.39、0.41、0.42 均正确)(3)悬挂物 P 落地之前，滑块受到细绳拉力和摩擦力作用在木板上加速，该过程位移为h， P 落地后滑块只在摩擦力的作用下做减速运动，该过程位移为 s h.P 落地瞬间，滑块速度最大根据滑块减速阶段的运动得 v22 a(s h)， mg ma 解得 v .2 g s h【答案】 (1)如图所示(2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.42 均正确)(3) 2 g s h
