2022-2023年高考物理一轮复习 实验题课件

这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 实验题课件，共37页。
[例1]图甲是小红同学在做"描绘小灯泡的伏安特性曲线"实验的实物连接图.
(1)根据图甲画出实验电路图;(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图乙中的①、②、③、④所示,电流表量程为0.6 A,电压表量程为3 V.所示读数为:①________、②________、③__________、④________.两组数据得到的电阻分别为__________和________.
[解析] (1)实验电路图如图所示.
(2)电流表量程为0.6 A,每一小格代表0.02 A,读数时估读到精度的本位即可;电压表量程为3 V,每一小格代表0.1 V,读数时估读到精度的下一位.读数分别为:①0.10 A、②0.24 A、③2.00 V、④0.27 V.应用R＝求电阻时,电流为0.10 A时对应的电压为0.27 V;电流为0.24 A时对应的电压为2.00 V,求得的两组数据对应的电阻分别为2.7 Ω和8.3 Ω.
[答案] (1)如解析图所示(2)0.10 A　0.24 A　2.00 V　0.27 V2．7(±0.1)Ω　8.3(±0.1)Ω　[如填为8.3(±0.1)Ω2．7(±0.1)Ω也行]
类型2　基本操作型　 解答基本操作型实验题首先要理解掌握实验的基本步骤,特别是实验的一些细节,其次要知道实验的注意事项.根据实验要点,抓住关键,按照题目要求解答.
[例2]在"验证力的平行四边形定则"实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上,将橡皮条的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端.用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图所示.请将以下的实验操作和处理补充完整:
(1)用铅笔描下结点位置,记为O;(2)记录两个弹簧测力计的示数F1和F2,沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点,用刻度尺把相应的点连成线;
(3)只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O,记录测力计的示数F3,________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________;(4)按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3;(5)根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F;(6)比较________的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验.
[解析] (3)用铅笔分别描出沿每条绳方向的几个点,用刻度尺把这些点连成直线(画拉力的方向),目的是画出同两分力产生相同效果的这个力的方向.(6)F与F3作比较,即比较用平行四边形定则作出的合力和产生相同效果的实际的力是否相同,即可验证力的平行四边形定则的正确性.[答案] (3)沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点,用刻度尺把这些点连成直线　(6)F与F3
类型3　方案与器材选择型　 对于测量方案的选择,要通过分析题述的各种方案的可行性和实验的实际情况选择符合题目要求的方案;对于电路的选择,要考虑到测量的系统误差和电表指针偏转的角度,选择符合要求且误差尽可能小的电路;对于数据处理方法的选择,要根据实验的实际情况和题目要求选择最佳数据处理方法.
仪器选择的原则:安全可行、精确合理、操作方便.对于给出实验目的要求选择实验仪器类实验题,要根据实验原理选择最适合的仪器;对于电表选择类,一定要对电路的最大电流值和电压值进行估算,其电表量程要稍大于电路的最大电流值和电压值.分压电路,滑动变阻器要在满足最大允许电流要求的条件下尽可能选择最大阻值较小的;限流电路,滑动变阻器要在满足要求的条件下尽可能选择最大阻值与待测电路部分电阻的阻值差不多的.
[例3]某物理学习小组的两位同学采用"伏安法"测金属丝电阻率的实验中.
(1)先用米尺测出金属丝的长度L,再用螺旋测微器测量金属丝的直径.使用时发现所用螺旋测微器存在零误差,测微螺杆与测砧直接接触时读数如图甲所示,测量金属丝直径时如图乙所示,则金属丝的直径是________mm;(2)用多用电表粗测金属丝电阻,选择电阻挡倍率"×1",将两表笔短接,进行________,再使表笔接触金属丝两端,读数如图丙所示,则其阻值为Rx＝________Ω;
(3)实验室备有下列实验器材.A．电压表V1(量程0～3 V,内阻约为15 kΩ)B．电压表V2(量程0～15 V,内阻约为75 kΩ)C．电流表A1(量程0～3 A,内阻约为0.2 Ω)D．电流表A2(量程0～0.6 A,内阻约为1 Ω)E．滑动变阻器R1(0～10 Ω,0.6 A)F．滑动变阻器R2(0～2 000 Ω,0.1 A) G．电池组E(电动势为3 V,内阻约为0.3 Ω) H．开关S,导线若干
为减小实验误差,应选用的实验器材有________(填代号).应选用图中________(填"丁"或"戊")为该实验的电路原理图.[解析] (1)由甲图可知螺旋测微器的零误差为0.020 mm,所以金属丝的直径为0.500 mm.(2)多用电表测电阻之前,需要先欧姆调零;读数为6 Ω.(3)由于电源的电动势为3 V,所以电压表应选A;被测电阻约为6 Ω,电路中的最大电流约为I＝ ＝0.5 A,电流表应选D;根据滑动变阻器允许通过的最大电流可知,滑动变阻器应选E,还要选用电池、开关和导线.故应选用的实验器
材有ADEGH.由于 ,应采用电流表外接法,应选图戊所示电路.[答案] (1)0.500(0.499～0.501之间均正确)(2)欧姆调零　6(3)ADEGH　戊
类型4　测量计算型　 解答该类型实验题的步骤:明确实验中的物理过程,找出遵循的物理规律,选定所需公式进行计算,总之是用解决计算题的思维解决实验题.
[例4]为了测定一电池的电动势和内电阻,实验室中提供有下列器材:A．电流表G(满偏电流10 mA,内阻10 Ω)B．电流表A(0～0.6 A～3 A,内阻未知)C．滑动变阻器R(0～100 Ω,1 A)D．定值电阻R0(阻值990 Ω)E．开关与导线若干(1)某同学根据现有的实验器材,设计了图甲所示的电路,请按照电路图在图乙上完成实物连线.
(2)图丙为该同学根据上述设计的实验电路利用实验测出的数据绘出的I1­I2图线,I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数,由图线可以得到被测电池的电动势E＝________V,内阻r＝________Ω.[解析] (1)连接实物图时,注意电流由电源正极出发,由两电流表正接线柱流入,负接线柱流出.(2)电流表G与定值电阻串联,可等效为电压表使用,由欧姆定律可知,电流表G示数大小等于电源两端电压大小,故I1­I2图像,实质为U­I图像,其纵截距为电源电动势，E＝9.0 V，斜率绝对值为电源内电阻，即r＝10.0 Ω.
[答案] (1)实物连线如图(2)9.0　10.0
类型5　规律探究型 　 解答规律探究型实验题,一是要切题,要明确探究什么,如何探究,要搞清楚实验装置,知道各个器件的作用;二是要应用相关知识,搞清楚实验方法和实验步骤;三是要对探究结论按照题目要求进行分析.
[例5]为探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系,某同学设计了如图甲的实验装置.
实验步骤如下:①用游标卡尺测量滑块上遮光片的宽度d,游标卡尺的示数如图乙;②将水平弹簧的一端固定于水平气垫导轨的左侧;③用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;④释放滑块,记录滑块脱离弹簧后通过光电门的时间Δt,算出滑块的速度v;⑤重复步骤③④,作出v与x的关系图像如图丙.
回答下列问题:(1)遮光片的宽度为________cm.(2)若Δt＝3.0×10－2 s,则滑块的速度为________m/s.(3)由图丙可知,v与x成________关系.(4)实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧压缩量的关系是________________________________________________________________________.
[解析] (1)游标卡尺为二十分度游标卡尺,精确度为0.05 mm,主尺读数为9 mm,游标尺第6条刻度线与主尺刻度线对齐,故游标尺读数为0.30 mm,所以遮光片宽度为9.30 mm＝0.930 cm;(2)根据平均速度定义可知,滑块的速度v＝ m/s＝0.31 m/s;(3)v­x图像为过原点直线,故v与x成正比;(4)根据机械能守恒定律可知,滑块的动能等于弹簧压缩产生的弹性势能,故弹性势能与弹簧压缩量的平方成正比.[答案] (1)0.930　(2)0.31　(3)正比(正比例)(4)弹性势能与弹簧压缩量(x)的平方成正比
类型6　创新设计型 　 解答创新设计型实验题,就是要按照题目要求和题目给出的实验器材,应用相关的物理知识,迁移教材实验的方法,设计出切实可行的实验方案或实验电路.
[例6]现有一个电压表有刻度但无刻度值,提供以下可选用的器材及导线若干,要求尽可能精确地测量一个电压表的满偏电压Ug.A．待测电压表V1,满偏电压约为3 V,内电阻RV1＝3 000 Ω,刻度均匀、总格数为N;B．电流表A:量程0.6 A、内阻RA约为0.1 Ω;C．电压表V2:量程15 V、内阻RV2约为15 kΩ;D．标准电阻R1＝10 Ω;
E．标准电阻R2＝10 kΩ;F．滑动变阻器R:最大阻值200 Ω;G．学生电源E,电动势15 V,内阻不计;H．开关一个.(1)方框中已画出部分实验电路图,请你完成剩余的部分电路图,并标上题目中所给仪器的字母代号.
(2)测出多组数据,其中一组数据中待测电压表V1的指针偏转了n个格,可计算出满偏电压Ug为________(用字母表示),式中除题目已给的物理量外,其他字母符号表示的物理量的物理意义是________________________________________________________________________.
[解析] (1)因待测电压表的满偏电压较小,故应串联一个定值电阻分压,又知RV1＝3 000 Ω,故串联的定值电阻应选R2,而电压值需用电压表V2测出,故要和V2并联,设计成如答案(1)中的电路图.(2)V2的示数为V1和R2两端的总电压,按照串联分压关系,则有V1两端的电压为·U(U为电压表V2的读数),除以格数n即可得到每偏转1个格的电压值,再乘以总格数N即可得满偏电压.