陜西西安泄湖中學2019年高三物理二輪練習資料專項7高考物理實驗.doc

陜西西安泄湖中學2019年高三物理二輪練習資料專項7高考物理實驗知識網(wǎng)絡考點預測物理實驗是高考的主要內容之一考試大綱就高考物理實驗共列出19個考點，其中力學8個、熱學1個、電學8個、光學2個要求會正確使用的儀器主要有：刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、電火花計時器或電磁打點計時器、彈簧測力計、溫度表、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等，并且對實驗誤差問題提出了更明確的要求一、考試大綱中的實驗與探究能力要求能夠獨立完成“物理知識表”中所列的實驗，能明確實驗目的，能理解實驗原理和方法，能控制實驗條件會使用儀器，會觀察、分析實驗現(xiàn)象，會記錄、處理實驗數(shù)據(jù)，并得出結論能發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，能靈活地應用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題二、實驗題的主要特點物理實驗年年考，年年有變化從近年的實驗題來看，其顯著特點表達在如下兩個方面(1)從簡單的背誦實驗轉向分析、理解實驗實驗原理是物理實驗的靈魂近年來，高考物理實驗題既不是簡單地回答“是什么”，也不是背誦“該怎樣”，而是從物理實驗情境中理解“為什么”，通過分析推理判斷“確實是什么”，進而了解物理實驗的每一個環(huán)節(jié)(2)從既定的課本學生實驗轉向變化的創(chuàng)新實驗只有創(chuàng)新，試題才有魅力；也只有變化，才能永葆實驗考核的活力近年來，既定刻板的學生實驗已經(jīng)從高考物理實驗題中淡出，取而代之的是學生尚未接觸過的要通過解讀物理原理的新穎實驗(如應用性、設計性、專題性實驗等)創(chuàng)新的實驗題可以使能力考核真正落到實處要點歸納一、實驗題的歸納與說明歸類實驗內容說明應用性實驗1游標卡尺的使用測量原理、使用方法；10分度、20分度、50分度的游標卡尺的讀數(shù)等2螺旋測微器的使用構造、原理、使用方法、正確讀數(shù)等3練習使用示波器面板上各個旋鈕或開關的作用；調試方法；觀察正弦波的波形等4傳感器的簡單應用光電轉換和熱電轉換及其簡單應用；光電計數(shù)的簡單了解等驗證性實驗5驗證力的平行四邊形定則實驗的等效思想；作圖法等6驗證動量守恒定律用平拋實驗器進行實驗；轉化要驗證的等效表達式；對暫態(tài)過程分階段測量等7驗證機械能守恒定律用自由落體進行驗證；使用打點計時器和刻度尺等測量性實驗8用單擺測定重力加速度使用刻度尺和秒表；實驗操作要求等9用油膜法估測分子的大小溶液的配制；油膜面積的估算方法等10測定金屬的電阻率使用刻度尺和螺旋測微器；電流表、電壓表量程的選擇；測量電路的選取與連接等11把電流表改裝為電壓表“半偏法”的設計思想與誤差分析；計算分壓電阻；改裝表的校對與百分誤差等12測定電源的電動勢和內阻實驗電路的選取與連接；作圖法求解的方法等13測定玻璃的折射率用插針法測定；畫光路圖等14用雙縫干涉測光的波長用雙縫干涉儀進行實驗；實驗調節(jié)；分劃板的使用等研究性實驗15研究勻變速直線運動明確實驗目的；使用打點計時器；用刻度尺測量、分析所打的紙帶來計算加速度等16研究平拋物體的運動用平拋實驗器進行實驗；研究的目的和方法；描繪平拋軌跡；計算平拋物體的初速度等17用描跡法畫出電場中平面上的等勢線用恒定電流場模擬靜電場；尋找等電勢點的方法；描跡的方法等18描繪小電珠的伏安特性曲線使用電流表、電壓表、滑動變阻器；電路的選取與連接；描繪UI圖象并分析曲線非線性的原因等探究性實驗19探究彈力和彈簧伸長的關系實驗設計的原理和方法；實驗數(shù)據(jù)的記錄與分析；實驗結論的描述與表達形式等20用多用電表探索黑箱內的電學元件多用電表的使用與讀數(shù)；探索的思路；測量過程中的分析與判斷等二、物理實驗的基本思想方法1等效法等效法是科學研究中常用的一種思維方法對一些復雜問題采用等效法，可將其變換成理想的、簡單的、已知規(guī)律的過程來處理，常使問題的解決得以簡化因此，等效法也是物理實驗中常用的方法如在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，要求用一個彈簧秤單獨拉橡皮條時，要與用兩個互成角度的彈簧秤同時拉橡皮條時產(chǎn)生的效果相同使結點到達同一位置O，即要在合力與兩分力等效的條件下，才能找出它們之間合成與分解時所遵循的關系平行四邊形定則又如在“驗證動量守恒定律”的實驗中，用小球的水平位移代替小球的水平速度；在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，通過調節(jié)木板的傾斜度使重力的分力抵消摩擦力而等效于物體不受摩擦力作用還有，電學實驗中電流表的改裝、用替換法測電阻等，都是等效法的應用2轉換法將某些不易顯示、不易直接測量的物理量轉化為易于顯示、易于測量的物理量的方法稱為轉換法(間接測量法)轉換法是物理實驗常用的方法如：彈簧測力計是把力的大小轉換為彈簧的伸長量；打點計時器是把流逝的時間轉換成振針的周期性振動；電流表是利用電流在磁場中受力，把電流轉化為指針的偏轉角；用單擺測定重力加速度g是通過公式T2把g的測量轉換為T和L的測量，等等3留跡法留跡法是利用某些特殊的手段，把一些瞬間即逝的現(xiàn)象(如位置、軌跡等)記錄下來，以便于此后對其進行仔細研究的一種方法留跡法也是物理實驗中常用的方法如：用打點計時器打在紙帶上的點跡記錄小車的位移與時間之間的關系；用描跡法描繪平拋運動的軌跡；在“測定玻璃的折射率”的實驗中，用大頭針的插孔顯示入射光線和出射光線的方位；在描繪電場中等勢線的實驗中，用探針通過復寫紙在白紙上留下的痕跡記錄等勢點的位置等等，都是留跡法在實驗中的應用4累積法累積法是把某些難以直接準確測量的微小量累積后測量，以提高測量的準確度的一種實驗方法如：在缺乏高精密度的測量儀器的情況下測細金屬絲的直徑，常把細金屬絲繞在圓柱體上測若干匝的總長度，然后除以匝數(shù)就可求出細金屬絲的直徑；測一張薄紙的厚度時，常先測出若干頁紙的總厚度，再除以被測頁數(shù)即所求每頁紙的厚度；在“用單擺測定重力加速度”的實驗中，單擺周期的測定就是通過測單擺完成多次全振動的總時間除以全振動的次數(shù)，以減小個人反應時間造成的誤差影響等5模擬法模擬法是一種間接實驗方法，它是通過與原型相似的模型來說明原型的規(guī)律性的模擬法在中學物理實驗中的典型應用是“用描跡法畫出電場中平面上的等勢線”這一實驗，由于直接描繪靜電場的等勢線很困難，而恒定電流的電場與靜電場相似，所以用恒定電流的電場來模擬靜電場，通過它來了解靜電場中等勢線的分布情況6控制變量法在多因素的實驗中，可以先控制一些量不變，依次研究某一個因素的影響如在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，可以先保持質量一定，研究加速度和力的關系；再保持力一定，研究加速度和質量的關系；最后綜合得出加速度與質量、力的關系三、實驗數(shù)據(jù)的處理方法1列表法在記錄和處理數(shù)據(jù)時，常常將數(shù)據(jù)列成表格數(shù)據(jù)列表可以簡單而又明確地表示出有關物理量之間的關系，有助于找出物理量之間聯(lián)系的規(guī)律性列表的要求：(1)寫明表的標題或加上必要的說明；(2)必須交代清楚表中各符號所表示的物理量的意義，并寫明單位；(3)表中數(shù)據(jù)應是正確反映測量結果的有效數(shù)字2平均值法現(xiàn)行教材中只介紹了算術平均值，即把測定的數(shù)據(jù)相加求和，然后除以測量的次數(shù)必須注意的是，求平均值時應該按測量儀器的精確度決定應保留的有效數(shù)字的位數(shù)3圖象法圖象法是物理實驗中廣泛應用的處理實驗數(shù)據(jù)的方法圖象法的最大優(yōu)點是直觀、簡便在探索物理量之間的關系時，由圖象可以直觀地看出物理量之間的函數(shù)關系或變化趨勢，由此建立經(jīng)驗公式作圖的規(guī)則：(1)作圖一定要用坐標紙，坐標紙的大小要根據(jù)有效數(shù)字的位數(shù)和結果的需要來定；(2)要標明軸名、單位，在軸上每隔一定的間距按有效數(shù)字的位數(shù)標明數(shù)值；(3)圖上的連線不一定通過所有的數(shù)據(jù)點，而應盡量使數(shù)據(jù)點合理地分布在線的兩側；(4)作圖時常通過選取適當?shù)淖鴺溯S使圖線線性化，即“變曲為直”雖然圖象法有許多優(yōu)點，但在圖紙上連線時有較大的主觀任意性，另外連線的粗細、圖紙的大小、圖紙本身的均勻程度等，都對結果的準確性有影響四、實驗誤差的分析及減小誤差的方法中學物理中只要求初步了解絕對誤差與相對誤差、偶然誤差與系統(tǒng)誤差的概念，以及能定性地分析一些實驗中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因(1)絕對誤差與相對誤差設某物理量的真實值為A0，測量值為A，則絕對誤差為 A|AA0|，相對誤差為 (2)偶然誤差與系統(tǒng)誤差偶然誤差是由于各種偶然因素對實驗的影響而產(chǎn)生的偶然誤差具有隨機性，有時偏大，有時偏小，所以可以通過多次測量求平均值的方法減小偶然誤差系統(tǒng)誤差是由于儀器本身不夠精確，或實驗方法粗略，或實驗原理不完善而產(chǎn)生的它的特點是使測量值總是偏大或總是偏小所以，采用多次測量求平均值的方法不能減小系統(tǒng)誤差要減小系統(tǒng)誤差，必須校準儀器，或改進實驗方法，或設計在原理上更為完善的實驗方案課本上的學生實驗中就有不少減小實驗系統(tǒng)誤差的方法和措施譬如，在“研究勻變速直線運動”的實驗中，若使用電磁打點計時器測量，由于電磁打點計時器的振針與紙帶之間有較大的且不連續(xù)、不均勻的阻力作用，會給加速度的測定帶來較大的系統(tǒng)誤差；若改用電火花計時器，就可以使這一阻力大為減小，從而減小加速度測定的系統(tǒng)誤差再如：在用伏安法測電阻時，為減小電阻測量的系統(tǒng)誤差，就要根據(jù)待測電阻阻值的大小考慮是采用電流表的外接法還是內接法；在用半偏法測電流表的內阻時(如圖71所示)，為減小測量的系統(tǒng)誤差，就要使電源的電動勢盡量大，使表滿偏時限流電阻R比半偏時并聯(lián)在電流表兩端的電阻箱R的阻值大得多圖71五、電學實驗電路的基本結構及構思的一般程序1電學實驗電路的基本結構一個完整的電學實驗電路往往包括測量電路與控制電路兩部分測量電路：指表達實驗原理和測量方法的那部分電路，通常由電表、被測元件、電阻箱等構成控制電路：指提供電能、控制和調節(jié)電流(電壓)大小的那部分電路，通常由電源、開關、滑動變阻器等構成有些實驗電路的測量電路與控制電路渾然一體，不存在明顯的分界如“測定電源的電動勢和內阻”的實驗電路2實驗電路構思的一般程序(1)審題實驗目的；給定器材的性能參數(shù)(2)電表的選擇根據(jù)被測電阻及給定電源的相關信息，如電源的電動勢、被測電阻的阻值范圍和額定電流等，估算出被測電阻的端電壓及通過它的電流的最大值，以此為依據(jù)，選定量程適當?shù)碾姳?3)測量電路的選擇根據(jù)所選定的電表以及被測電阻的情況，選擇測量電路(估算法、試觸法)(4)控制電路的選擇通常優(yōu)先考慮限流式電路，但在以下三種情形下，應選擇分壓式電路：“限不住”電流，即給定的滑動變阻器阻值偏小，即使把阻值調至最大，電路中的電流也會超過最大允許值；給定的滑動變阻器的阻值R太小，即RRx，調節(jié)滑動變阻器時，對電流、電壓的調節(jié)范圍太小；實驗要求電壓的調節(jié)范圍盡可能大，甚至說明要求使電壓從零開始變化如描繪小電珠的伏安特性曲線、電壓表的校對等實驗，通常情況下都采用分壓式電路(5)滑動變阻器的選擇根據(jù)所確定的控制電路可選定滑動變阻器限流式電路對滑動變阻器的要求：a能“限住”電流，且保證不被燒壞；b阻值不宜太大或太小，有一定的調節(jié)空間，一般選擇阻值與負載阻值相近的變阻器分壓式電路對滑動變阻器的要求：電阻較小而額定電流較大，I額(R為變阻器的總電阻)3電表的反常規(guī)用法其實，電流表、電壓表如果知道其內阻，它們的功能就不僅僅是測電流或電壓因此，如果知道電表的內阻，電流表、電壓表就既可以測電流，也可以測電壓，還可以作為定值電阻來用，即“一表三用”熱點、重點、難點一、應用性實驗1所謂應用性實驗，就是以熟悉和掌握實驗儀器的具體使用及其在實驗中的應用為目的的一類實驗；或者用實驗方法取得第一手資料，然后用物理概念、規(guī)律分析實驗，并以解決實際問題為主要目的的實驗主要有：儀器的正確操作與使用，如打點計時器、電流表、電壓表、多用電表、示波器等，在實驗中能正確地使用它們是十分重要的(考核操作、觀察能力)；物理知識的實際應用，如科技、交通、生產(chǎn)、生活、體育等諸多方面都有物理實驗的具體應用問題2應用性實驗題一般分為上面兩大類，解答時可從以下兩方面入手(1)熟悉儀器并正確使用實驗儀器名目繁多，具體應用因題而異，所以，熟悉使用儀器是最基本的應用如打點計時器的正確安裝和使用，滑動變阻器在電路中起限流和分壓作用的不同接法，多用電表測不同物理量的調試等，只有熟悉它們，才能正確使用它們熟悉儀器，主要是了解儀器的結構、性能、量程、工作原理、使用方法、注意事項，如何排除故障、正確讀數(shù)和調試，使用后如何保管等(2)理解實驗原理面對應用性實驗題，我們一定要通過審題，迅速地理解其實驗原理，這樣才能將實際問題模型化，運用有關規(guī)律去研究它具體地說，應用性實驗題的依托仍然是物理知識、實驗的能力要求等解答時不外乎抓住以下幾點：明確實驗應該解決什么實際問題(分清力學、電學、光學等不同實際問題)；明確實驗原理與實際問題之間的關系(直接還是間接)；明確是否僅用本實驗能達到解決問題的目的，即是否還要聯(lián)系其他物理知識，包括數(shù)學知識；明確是否需要設計實驗方案；明確實際問題的最終結果例1新式游標卡尺的刻度線看起來很“稀疏”，使讀數(shù)顯得清晰明了，便于使用者正確讀取數(shù)據(jù)通常游標卡尺的刻度有10分度、20分度和50分度三種規(guī)格；新式游標卡尺也有相應的三種，但刻度卻是：19 mm等分成10份，39 mm等分成20份，99 mm 等分成50份圖72就是一個“39 mm等分成20份”的新式游標卡尺圖72(1)它的準確度是_mm(2)用它測量某物體的厚度，示數(shù)如圖61所示，正確的讀數(shù)是_cm【解析】(1)游標上20格對應的長度為39 mm，即每格長為1.95 mm，游標上每格比主尺上每兩格小x0.05 mm，故準確度為0.05 mm(2)這種游標卡尺的讀數(shù)方法為：主尺讀數(shù)游標對準刻度x3 cm60.005 cm3.030 cm答案(1)0.05(2)3.030【點評】游標卡尺、螺旋測微器的使用在高考題中頻繁出現(xiàn)對游標卡尺的使用要特別注意以下兩點：深刻理解它的原理：通過游標更準確地量出“0”刻度與左側刻度之間的間距游標對準刻度x；讀準有效數(shù)據(jù)例2圖73為一簡單歐姆表原理示意圖，其中電流表的滿偏電流Ig300 A，內阻Rg100 ，可變電阻R的最大值為10 k，電池的電動勢E1.5 V，內阻r0.5 ，圖中與接線柱A相連的表筆顏色應是_色按正確使用方法測量電阻Rx的阻值時，指針指在刻度盤的正中央，則Rx_ k若該歐姆表使用一段時間后，電池的電動勢變小、內阻變大，但此表仍能調零，按正確使用方法再測上述Rx，其測量結果與原結果相比將_(填“變大”、“變小”或“不變”)2017年高考天津理綜卷圖73 答案紅5變大【點評】歐姆表的原理就是閉合電路的歐姆定律，可以作為結論的是：歐姆表正中央的刻度值等于歐姆表的內阻二、測量性實驗所謂測量性實驗，就是以測量一些物理量的具體、準確數(shù)據(jù)為主要目的的一類實驗，可用儀器、儀表直接讀取數(shù)據(jù)，或者根據(jù)實驗步驟按物理原理測定實驗結果的具體數(shù)值測量性實驗又稱測定性實驗，如“用單擺測定重力加速度”、“用油膜法估測分子的大小”、“測定金屬的電阻率”、“測定玻璃的折射率”等例3如圖73所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可以測定重力加速度圖74(1)所需器材有打點計時器(帶導線)、紙帶、復寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需_(填字母代號)中的器材A直流電源、天平及砝碼B直流電流、毫米刻度尺C交流電源、天平及砝碼D交流電源、毫米刻度尺(2)通過作圖的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高實驗的準確程度為使圖線的斜率等于重力加速度，除作vt圖象外，還可作_圖象，其縱軸表示的是_，橫軸表示的是_2017年高考天津理綜卷答案(1)D(2)h速度平方的二分之一重物下落的高度【點評】高中物理中講述了許多種測量重力加速度的方法，如單擺法、自由落體法、滴水法、阿特伍德機法等圖象法是常用的處理數(shù)據(jù)的方法，其優(yōu)點是直觀、準確，還能容易地剔除錯誤的測量數(shù)據(jù)例4現(xiàn)要測量電源B的電動勢E及內阻r(E約為4.5 V，r約為1.5 )，已有以下器材：量程為3 V的理想電壓表，量程為0.5 A的電流表(具有一定內阻)，固定電阻R40 ，滑動變阻器R，開關S，導線若干(1)畫出實驗電路原理圖圖中各元件需用題目中給出的符號或字母標出(2)實驗中，當電流表的示數(shù)為I1時，電壓表的示數(shù)為U1；當電流表的示數(shù)為I2時，電壓表的示數(shù)為U2由此可求出，E_，r_(用I1、I2、U1、U2及R表示)【解析】此題是常規(guī)伏安法測電源的電動勢和內阻實驗的情境變式題，此題與課本上實驗的區(qū)別是電源的電動勢大于理想電壓表的量程，但題目中提供的器材中有一個阻值不大的固定電阻，這就很容易把該情境變式題“遷移”到學過的實驗上把固定電阻接在電源的旁邊，將其等效成電源的內阻即可(如圖甲所示)，再把電壓表跨接在它們的兩側顯然，“內阻增大，內電壓便增大”，電壓表所測量的外電壓相應的減小，通過定量計算，符合實驗測量的要求這樣，一個新的設計性實驗又回歸到課本實驗上了甲(1)實驗電路原理圖如圖乙所示乙 (2)根據(jù)EUIr ，給定的電源B的電動勢E及內阻r是一定的，I和U都隨滑動變阻器R的阻值的改變而改變，只要改變R的阻值，即可測出兩組I、U數(shù)據(jù)，列方程組得：EU1I1(Rr)EU2I2(Rr)解得：E，rR答案(1)如圖乙所示(2)R【點評】此題所提供的理想電壓表的量程小于被測電源的電動勢，需要學生打破課本實驗的思維定式，從方法上進行創(chuàng)新，運用所提供的器材創(chuàng)造性地進行實驗設計三、測量性實驗：“伏安法測電阻”規(guī)律匯總縱觀近幾年的實驗題，題目年年翻新，沒有一個照搬課本中的實驗，全是對原有實驗的改造、改進，甚至創(chuàng)新，但題目涉及的基本知識和基本技能仍然立足于課本實驗實驗題作為考查實驗能力的有效途徑和重要手段，在高考試題中一直占有相當大的比重，而電學實驗因其實驗理論、步驟的完整性及與大學物理實驗結合的緊密性，成了高考實驗考查的重中之重，測量電阻成為高考考查的焦點伏安法測電阻是測量電阻最基本的方法，常涉及電流表內外接法的選擇與滑動變阻器限流、分壓式的選擇，前者是考慮減小系統(tǒng)誤差，后者是考慮電路的安全及保證可讀取的數(shù)據(jù)另外，考題還常設置障礙讓考生去克服，如沒有電壓表或沒有電流表等，這就要求考生根據(jù)實驗要求及提供的儀器，發(fā)揮思維遷移，將已學過的電學知識和實驗方法靈活地運用到新情境中去這樣，就有效地考查了考生設計和完成實驗的能力一、 伏安法測電阻的基本原理1基本原理伏安法測電阻的基本原理是歐姆定律R，只要測出元件兩端的電壓和通過的電流，即可由歐姆定律計算出該元件的阻值2測量電路的系統(tǒng)誤差 (1)當Rx遠大于RA或臨界阻值R真圖75(2)當Rx遠小于RV或臨界阻值Rx時，采用電流表外接(如圖76所示)采用電流表外接時，系統(tǒng)誤差使得電阻的測量值小于真實值，即R測R真圖763控制電路的安全及偶然誤差根據(jù)電路中各元件的安全要求及電壓調節(jié)的范圍不同，滑動變阻器有限流接法與分壓接法兩種選擇(1)滑動變阻器限流接法(如圖77所示)一般情況或沒有特別說明的情況下，由于限流電路能耗較小，結構連接簡單，應優(yōu)先考慮限流連接方式限流接法適合測量小電阻和與變阻器總電阻相比差不多或還小的電阻圖77(2)滑動變阻器分壓接法(如圖78所示)當采用限流電路，電路中的最小電流仍超過用電器的額定電流時，必須選用滑動變阻器的分壓連接方式；當用電器的電阻遠大于滑動變阻器的總電阻值，且實驗要求的電壓變化范圍較大(或要求測量多組實驗數(shù)據(jù))時，必須選用滑動變阻器的分壓接法；要求某部分電路的電壓從零開始可連續(xù)變化時，必須選用滑動變阻器的分壓連接方式圖784常見的測量電阻的方法例5從下表中選出適當?shù)膶嶒炂鞑模O計一電路來測量電流表的內阻r1要求方法簡捷，有盡可能高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)(1)畫出電路圖，標明所用器材的代號(2)若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算r1，則所用的表達式r1_，式中各符號的意義是：_【解析】根據(jù)所列儀器的特點，電流表的內阻已知，由此可采用兩電流表并聯(lián)因為兩電流表兩端的電壓相等，即可省去電壓的測量，從而減小實驗誤差，由I2r2I1r1，得r1答案(1)電路圖如下圖(2)I1、I2分別為、的示數(shù)【點評】分析題意可知需測量電流表的內阻，按常規(guī)方法應用伏安法，將電壓表并聯(lián)在待測電流表兩端，但經(jīng)分析可知即使該電流表滿偏，其兩端的電壓也僅為0.4 V，遠小于量程10 V這恰恰就是此題設計考核學生應變能力的“陷阱”此題也可理解為“將已知內阻的電流表當成電壓表使用”，這實際也是伏安法的一種推廣形式例6有一根圓臺狀勻質合金棒如圖79甲所示，某同學猜測其電阻的大小與該合金棒的電阻率、長度L和兩底面直徑d、D有關他進行了如下實驗：圖79(1)用游標卡尺測量合金棒的兩底面直徑d、D和長度L圖68乙中的游標卡尺(游標尺上有20個等分刻度)的讀數(shù)L_cm (2)測量該合金棒電阻的實物電路如圖68丙所示(相關器材的參數(shù)已在圖中標出)該合金棒的電阻約為幾個歐姆圖中有一處連接不當?shù)膶Ь€是_(用標注在導線旁的數(shù)字表示)圖79丙 (3)改正電路后，通過實驗測得合金棒的電阻R6.72 根據(jù)電阻定律計算電阻率為、長為L、直徑分別為d和D的圓臺狀合金棒的電阻分別為Rd13.3 、RD3.38 他發(fā)現(xiàn)：在誤差允許范圍內，電阻R滿足R2RdRD，由此推斷該圓臺狀合金棒的電阻R_(用、L、d、D表述)2017年高考江蘇物理卷【解析】(1)游標卡尺的讀數(shù)，按步驟進行則不會出錯首先，確定游標卡尺的精度為20分度，即為0.05 mm；然后以毫米為單位從主尺上讀出整毫米數(shù)99.00 mm，注意小數(shù)點后的有效數(shù)字要與精度一樣；再從游標尺上找出對的最齊一根刻線，精度格數(shù)0.058 mm0.40 mm；最后兩者相加，根據(jù)題目單位要求換算為需要的數(shù)據(jù)，99.00 mm0.40 mm99.40 mm9.940 cm(2)本實驗為測定一個幾歐姆的電阻，在用伏安法測量其兩端的電壓和通過電阻的電流時，因為安培表的內阻較小，為了減小誤差，應用安培表外接法，線的連接使用的是安培表內接法(3)審題是關鍵，弄清題意也就能夠找到解題的方法根據(jù)電阻定律計算電阻率為、長為L、直徑分別為d和D的圓柱狀合金棒的電阻分別為：Rd13.3 ，RD3.38 即Rd，RD而電阻R滿足R2RdRD將Rd、RD代入得：R答案(1)9.940(2)(3)三、設計性實驗1所謂設計性實驗，就是根據(jù)實驗目的，自主地運用掌握的物理知識、實驗方法和技能，完成實驗的各環(huán)節(jié)(實驗目的、對象、原理、儀器選擇、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理等)，擬定實驗方案，分析實驗現(xiàn)象，并在此基礎上作出適當評價2設計性實驗的顯著特點：相同的實驗內容可設計不同的過程和方法，實驗思維可另辟蹊徑，如設計出與常見實驗(書本曾經(jīng)介紹過的實驗)有所變化的實驗以控制實驗條件達到實驗目的而設計的實驗問題，不受固有實驗思維束縛，完全是一種源于書本、活于書本，且新穎的設計性實驗例7請完成以下兩小題(1)某同學在家中嘗試驗證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細繩、白紙、釘子，設計了如下實驗：如圖710甲所示，將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結點為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細繩掛一重物圖710甲為完成本實驗，下述操作中必需的是_a測量細繩的長度b測量橡皮筋的原長c測量懸掛重物后橡皮筋的長度d記錄懸掛重物后結點O的位置釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗證，可采用的方法是_(2)為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光控開關控制照明系統(tǒng)光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為lx)某光敏電阻RP在不同照度下的阻值如下表：照度(lx)0.20.40.60.81.01.2電阻(k)754028232018根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在給定的坐標系中(如圖710乙所示)描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點圖710乙如圖710丙所示，當1、2兩端所加電壓上升至2 V時，控制開關自動啟動照明系統(tǒng)請利用以下器材設計一個簡單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當天色漸暗照度降低至1.0(lx)時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內完成電路原理圖(不考慮控制開關對所設計電路的影響)圖710丙提供的器材如下：光敏電阻RP(符號阻值見上表)；直流電源E(電動勢3 V，內阻不計)；定值電阻：R110 k，R220 k，R340 k(限選其中之一并在圖中標出)；開關S及導線若干2017年高考山東理綜卷答案(1)bcd更換不同的小重物(2)光敏電阻的阻值隨光照度變化的曲線如圖710丁所示特點：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小如圖69戊所示丁戊圖710四、探究性實驗所謂探究性實驗題，就是運用實驗手段探索未知領域，嘗試多種可能因素及其出現(xiàn)的結果，在此基礎上，通過觀察、探究、分析實驗對象、事件的主要特征，認識研究對象的變化過程和變化條件，獲取必要的可靠數(shù)據(jù)，依據(jù)實驗結果客觀地揭示事物的內在聯(lián)系和本質規(guī)律，從而得出結論中學實驗中比較典型的探究性實驗是電學中的黑箱問題例8佛山市九江大橋撞船事故發(fā)生后，佛山交通部門加強了對佛山市內各種大橋的檢測與維修，其中對西樵大橋實施了為期近一年的封閉施工，置換了大橋上所有的斜拉懸索某校研究性學習小組的同學們很想知道每根長50 m、橫截面積為400 cm2的新懸索能承受的最大拉力由于懸索很長，抗斷拉力又很大，直接測量很困難，于是同學們取來了同種材料制成的樣品進行實驗探究由胡克定律可知，在彈性限度內，彈簧的彈力F與形變量x成正比，其比例系數(shù)與彈簧的長度、橫截面積及材料有關因而同學們猜想，懸索可能也遵循類似的規(guī)律(1)同學們準備像做“探究彈力與彈簧伸長的關系”實驗一樣，先將樣品豎直懸掛，再在其下端掛上不同重量的重物來完成本實驗但有同學說懸索的重力是不可忽略的，為了避免懸索所受重力對實驗的影響，你認為可行的措施是：_(2)同學們通過游標卡尺測量樣品的直徑來測定其橫截面積，某次測量的結果如圖711所示，則該樣品的直徑為_cm圖711(3)同學們經(jīng)過充分的討論，不斷完善實驗方案，最后測得實驗數(shù)據(jù)如下分析樣品C的數(shù)據(jù)可知，其所受拉力F(單位：N)與伸長量x(單位：m)所遵循的函數(shù)關系式是_對比各樣品的實驗數(shù)據(jù)可知，懸索受到的拉力與懸索的伸長量成正比，其比例系數(shù)與懸索長度的_成正比、與懸索的橫截面積的_成正比答案(1)將懸索樣品一端固定并水平放置在光滑水平面上，另一端連接輕繩繞過滑輪懸掛鉤碼(2)0.830(3)F2106x平方的倒數(shù)大小【點評】此題考查學生對“探究彈力與彈簧伸長的關系”實驗的遷移能力、對游標卡尺的讀數(shù)原理的掌握和從圖表歸納所需信息的能力，還考查了學生的邏輯推理能力、運用數(shù)學知識解決物理問題的能力和實驗探究能力經(jīng)典考題縱觀近三年的高考實驗題，會發(fā)現(xiàn)以下特點1對力學實驗的考查基本上以創(chuàng)新題出現(xiàn)，試題源于教材，又高于教材，總體來說其變化在于：同一實驗可用于不同裝置，同一裝置可完成不同實驗2高考對電學實驗的考查一般書本實驗稍加變化來出題，以“電阻的測量”最為常見，包括測電阻率、測伏安特性等，當然也可能會有其他電學實驗出現(xiàn)，如測電動勢與內阻、電路故障等1在如下圖的電路中，1、2、3、4、5、6為連接點的標號在開關閉合后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮現(xiàn)用多用電表檢查電路故障，需要檢測的有：電源、開關、小燈泡、3根導線以及電路中的各連接點(1)為了檢測小燈泡以及3根導線，在連接點1、2已接好的情況下，應當選用多用電表的_擋在連接點1、2同時斷開的情況下，應當選用多用電表的_擋(2)在開關閉合情況下，若測得5、6兩點間的電壓接近電源的電動勢，則說明_可能有故障(3)將小燈泡拆離電路，寫出用多用電表檢測該小燈泡是否有故障的具體步驟：_某同學為了探究物體在斜面上運動時摩擦力與斜面傾角的關系，設計實驗裝置如圖甲所示長直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物塊上在平板上標出A、B兩點，B點處放置一光電門，用光電計時器記錄滑塊通過光電門時擋光的時間實驗步驟如下：用游標卡尺測量滑塊的擋光長度d，用天平測量滑塊的質量m；用直尺測量A、B之間的距離s，A點到水平桌面的垂直距離h1，B點到水平桌面的垂直距離h2；將滑塊從A點靜止釋放，由光電計時器讀出滑塊的擋光時間t；重復步驟數(shù)次，并求擋光時間的平均值；利用所測數(shù)據(jù)求出摩擦力f和斜面傾角的余弦值cos ；多次改變斜面的傾角，重復實驗步驟，作出fcos 關系曲線(1)用測量的物理量完成以下各式(重力加速度