1、1(一)两大策略破解实验题策略 1 细心审题做到一“明”、二“看”、三“提取”1.明明确考查的知识范围现在的物理实验题涉及力学、电(场、路)磁(场、感)学等知识。尽管题目千变万化,但通过仔细审题,都能直接地判断出命题人想要考查的知识点和意图。2.看看清实验题图实验题一般配有相应的示意图、实物图,目的是告知实验器材(或部分实验器材)及其组装情况,让考生探究考查意图。认识这些器材在实验中所起的作用,便能初步勾画实验过程。3.提取提取信息试题总是提供诸多信息再现实验情景,因此,解答时必须捕捉并提取有价值的信息,使问题迎刃而解。一般需要关注如下信息:(1)新的概念、规律、公式一些新颖的非学生实验题、陌
2、生的新知识(概念公式)应用题、新规律验证题,都会为我们提供信息。要在阅读理解的基础上提取有用信息为解题服务。(2)表格数据通过解读表格,了解实验测量的物理量,根据表格中的数据,判断相关物理量之间的关系。如正比例、反比例关系,平方还是开方关系,或者是倒数关系。根据数据描点作图可以直观反映实验的某种规律。(3)新的物理图像实验题本身提供物理图像,但这些图像平时没有接触过,关键要明确图像的物理意义,才能正确分析实验问题。例 1 某同学利用如图甲所示电路测量电源的电动势 E 和内阻 r,可供选择的实验器材有;待测电源(电动势约 6 V,内阻约 1 ),定值电阻 RA(阻值 10 )和 RB(阻值 1
3、),滑动变阻器 R(最大阻值 10 ),电流表(量程为 00.6 A,内阻约 1 ),电压表(量程为 05 V,内阻约 10 k),开关 S,导线若干。请问答下列问题:2(1)图甲为该同学设计的电路图的一部分,将电路图补充完整。(2)图甲中的 R1应选 (填“R A”或“R B”)。 (3)改变滑动变阻器接入电路的阻值,分别记下几组电压表的示数 U 和相应电流表的示数 I;以 U 为纵坐标,I 为横坐标,作 U-I 图线如图乙所示,并求出 U-I 图线在横轴上的截距 a 和在纵轴上的截距 b。请选用待测电源电动势 E、内阻 r、定值电阻 R1和 R2,写出 a、b 的表达式,a= ,b= ,代
4、入相应数值即可得 E 和 r 的测量值。 答案 (1)见解析图 (2)R A (3) EER2+r解析 (1)利用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的实验,电流表内阻与电源内阻相差不大,所以要把电流表相对电源外接,电路图如图。(2)由于滑动变阻器最大阻值只有 10 ,电流表量程只有 0.6 A,所以需要串联的电阻 R1应该选择阻值为 10 的定值电阻 RA。(3)由闭合电路欧姆定律,得 E=U+I(R2+r),变化为 U=E-(R2+r)I。对照题图乙,则有 b=E,a= 。ER2+r策略 2 做好四类题型一“仪器”、二“常规”、三“创新”、四“结合”近几年高考出现的实验题,虽然考查形式多种多
5、样,但考查特点主要有两个,一是考查考生基本的实验知识和操作技能,二是考查实验思想、方法等综合实验素养和设计、创新等综合实验能力。题型 1 基本仪器型“细”微之处见高低刻度尺、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。例 2 (1)图甲中游标卡尺的读数为 mm,图乙中螺旋测微器的读数为 mm。 3(2)某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电压表的内阻,如图丙所示。先将选择开
6、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 (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 (填“1”或“100”)挡并 ,最终测量结果如图丁所示,则电压表的电阻为 。 答案 (1)29.8 0.880 (2)- 100 重新进行欧姆调零 3 000解析 (1)游标卡尺的读数为 29 mm+80.1 mm=29.8 mm;螺旋测微器的读数为 0.5 mm+38.00.01 mm=0.880 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,
7、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 。点评 本题易出错的地方有:(1)游标卡尺读数时不注意单位;不从游标尺上的“0”刻度线开始读;对齐格数估读了一位。(2)螺旋测微器读数时不注意固定刻度上的半毫米线;结果中舍弃了末位“0”。(3)不注意电压表中电流的流向。(4)不能根据指针偏角情况更换倍率挡位;更换挡位后直接测量而不进行欧姆调零。题型 2 常规实验型“实”践出真知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
8、、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。4例 3 某同学从家里的废旧收音机上拆下一电学元件,其上标注“2.5 V 1.5 W”的字样,为描绘出该元件的伏安特性曲线,该同学在实验室找到了下列实验器材:A.电流表(量程是 03 A,内阻是 0.1 )B.电流表(量程是 00.6 A,内阻是 0.5 )C.电压表(量程是 015 V,内阻是 25 k)D.电压表(量程是 03 V,内阻是 5 k)E.滑动变阻器(阻值范围为 05 ,额定电流为 0.6 A)F.滑动变阻器(阻值范围为 0100 ,额定电流为 0.6 A)G.直流电源(电动势 E=
9、3 V,内阻不计)H.开关、导线若干(1)为了提高实验结果的准确程度,电流表应选 ;电压表应选 ;滑动变阻器应选 。(以上均填写器材代号) (2)请将图甲所示实验电路图补充完整。(3)该同学根据设计的实验电路进行实验,通过实验得到的数据如表(I 和 U 分别表示待测元件的电流和电压),请在图乙中描绘出该元件的伏安特性曲线。I/A 0 0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V 0 0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00答案 (1)B D E (2)如图 1 所示(3)如图 2 所示5解析 (1)元件的额定电压
10、为 2.5 V,电压表应选 D,额定电流 I= A=0.6 A,电流表选 B,为方便实1.52.5验操作,滑动变阻器应选小阻值范围的,所以选 E。(2)由表中实验数据可知,电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压式接法,元件电阻约为 R= = 4.17 ,电压表内阻为 5 k,电流表内阻 0.5 ,电压表内阻远大于电学元件电阻,电U2P2.521.5流表应采用外接法。(3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图像。点评 本实验以测电学元件的伏安特性曲线为载体,考查仪器的选取、实物连线及实验数据的处理方法,做好此类题的关键是将常规实验的基本操作、数据处理熟记在心。题型 3 创新实
11、验型“活”用原理,妙迁移创新实验题要求考生能将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、方法进行迁移和应用,试题新颖、能力要求高。如力学中与纸带相关的实验、电学中电路的设计、计算形式的实验题等都可能考查学生运用已学过的实验方法、原理处理新情境实验题的能力,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。例 4 某研究性学习小组用如图甲所示装置来测定当地的重力加速度,主要操作过程如下:安装实验器材,调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上;打开试管夹,由静止释放小铁球,用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间 t,并用刻度尺(图甲中未画出)测量出两个光电门之间的高度 h
12、,计算出小铁球通过两光电门间的平均速度 v;保持光电门 1 的位置不变,改变光电门 2 的位置,重复的操作。测出多组数据,计算出对应的平均速度 v;画出 v-t 图像。6请根据实验,回答如下问题:(1)设小铁球到达光电门 1 时的速度为 v0,当地的重力加速度为 g。则小铁球通过两光电门间的平均速度表达式为 v= (用 v0、g 和 t 表示)。 (2)实验测得的数据如表:实验次数 1 2 3 4 5 6h(cm) 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00t(s) 0.069 0.120 0.152 0.195 0.229 0.259v(m/s) 1.44 1.6
13、8 1.89 2.04 2.21 2.36请在坐标系(如图乙)中画出 v-t 图像。(3)根据 v-t 图像,可以求得当地的重力加速度 g= m/s 2,试管夹到光电门 1 的距离约为 cm。(结果均保留两位有效数字) 答案 (1)v 0+ gt (2)如解析图所示12(3)9.7(9.59.9 之间均可) 6.2(6.06.4 之间均可)解析 (1)因为 h=v0t+ gt2,所以 v= =v0+ gt。12 ht 12(2)在坐标系中描点,用一条直线将这些点连接起来,使尽可能多的点在直线上,不在直线上的点均匀分布于直线两侧。7(3)由图像可求出斜率 k=4.84 m/s2,v0=1.10
14、m/s,解得 g=9.7 m/s2,h1= =0.062 m=6.2 cm。v202g点评 本实验的创新之处在于数据信息的获取方式,利用光电门及光电计时器使数据的获取更便捷,理解落体法测重力加速度的原理,并在不同的实验背景下灵活应用是解题的关键。题型 4 数形结合型“巧”变公式找函数高考物理考查学生应用数学知识的能力,在实验中体现在实验数据的处理上,通常利用相关实验的原理公式进行巧妙变形,变成和图像信息一致的函数形式,根据图像的斜率、截距结合函数关系式得出所需的数据。例 5 根据闭合电路欧姆定律,用图甲所示电路可以测定电池的电动势和内阻。图中 R0是定值电阻,通过改变 R 的阻值,测出 R0两
15、端的对应电压 U,对所得的实验数据进行处理,就可以实现测量目的。根据实验数据在 -R 坐标系中描出坐标点,如图丙所示,已知 R0=150 。试完成下列问题:1U(1)请根据原理图将图乙中的实物图连接好。(2)在图丙中画出 -R 关系图线。1U8(3)图线的斜率是 V -1 -1,由此可得电池电动势 E= V。 答案 (1)(2)见解析 (3)0.004 5(0.004 30.004 7 均对) 1.48(1.461.50 均对)解析 (1)所连实物图如图 a 所示。(2)所画的图像如图 b 所示。(3)根据闭合电路欧姆定律有 E=U+ (r+R),即: = R+(1+ ) ,由图 b 可知斜率 k= =0.004 5 V-UR0 1U1R0E rR01E 1R0E1 -1,则 E=1.48 V。点评 数形结合法是指将图像及函数相结合的一种方式,重点是公式的变形,如本题中将闭合电路欧姆定律公式变形为 y=kx+b 的形式对应图像中的各物理量。
