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1、高考” 物理實驗 專題的分析與復習建議,（第二輪專題復習）,東北師大附中 孟繁秋,【背景1】實驗復習在“一輪”與“二輪”中的不同定位,【背景2】新課標高考物理考試說明中實驗內容 的分析,【背景3】對實驗考察范圍的理解,背景分析,1、高中物理實驗復習值得思考的環(huán)節(jié),一、高考“理綜”考試中物理實驗復習備考的策略,復習策略,考試說明中精選實驗，突出了復習的重點。實驗條目后冠以“（實驗、探究）”，說明實驗具備更多的能力要求或可以考查的途徑。 所列實驗與傳統(tǒng)的實驗器材不一定一一對應。 對實驗技能和方法的考查更加突出，要求對實驗原理有更高層次的領悟才能正確遷移和運用。 可以利用實驗錄像，幫助學生復習實驗,

2、2、高中物理實驗所涉及基本方法,3、福建“考試說明”對實驗器材與實驗 誤差提出的要求, 設計實驗原理：控制變量法、替代法、模擬法、 微小量放大法、留跡法 控制實驗誤差：多次測量法、積累法 處理實驗數(shù)據：列表法、作圖法、平均值法、逐差法,實驗器材 實驗誤差與有效數(shù)字 實驗考試形式與比例,二、高考二輪實驗復習的重點,（一）測量儀器的正確使用及讀數(shù),1基本儀器的讀數(shù) （1）理解儀器的工作原理 （2）熟悉儀器使用時的注意事項 （3）選擇適當?shù)牧砍?（4）掌握測量儀器的讀數(shù)方法（根據最小分度采取不同的讀數(shù)方法） （5）關于誤差和有效數(shù)字,復習重點,測量長度的儀器-刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器 測量質量的

3、儀器-天平 測量時間的儀器-打點計時器、秒表 測量力的儀器-彈簧秤 測量溫度的儀器-溫度計 測量電學量儀器-電流表、電壓表、多用電表 電學控制儀器-滑動變阻器、電阻箱、開關,1基本儀器的讀數(shù),基本儀器,最小分度是1的，按十分之一估讀如刻度尺、螺旋測微器等絕大多數(shù)儀器，電表的讀數(shù)：觀察表盤，兩大刻度之間是幾分位（幾個小格子），就按照幾分位估讀，一般學生電表都采用半格估讀的方法（推薦） 最小分度是2的按二分之一估讀。 最小分度是5的，按五分之一估讀。 不需要估讀的秒表、游標卡尺、電阻箱 坐標紙的讀數(shù)規(guī)則與相同,讀數(shù)方法：,最小分度是“1”的儀器，按十分之一估讀。 最小分度是“2”或“5”的儀器，分

4、別按二分之一或五分之一估讀。 不需要估讀的秒表、游標卡尺、電阻箱,【例1】,【例2】,2. 間接測量的物理量,打點計時器的紙帶可以反映出運動學的所有物理量,如果把它與牛頓第二定律 結合起來考慮，可以求出,如果把它與動能定理 結合起來考慮，可以 求出合外力做的功,如果把它與動量定理結合考慮，可以求出合外力的沖量,如果把打點計時器置于豎直方向使用，則可以得到重力勢能 的變化量或動能的變化量,用 可以應用于許多物理題的解答，如局部的閃光照片記錄的自由落體運動、許多有“等時間間隔”的勻變速問題等。,【例3】,2. 間接測量的物理學量,（二）關于電阻的測量方法,1.歐姆表測量,2.替代法,3.伏安法,4

5、.比較法,測量方法,【例4】,2.替代法,為了要測出一個未知電阻的阻值Rx，現(xiàn)有如下器材：讀數(shù)不準的電流表A、定值電阻R0、電阻箱R1、滑動變阻器R2、單刀單擲開關S1、單刀雙擲開關S2、電源和導線。 畫出實驗電路圖，并在圖上標出你所選用器材的代碼。寫出主要的實驗操作步驟。,結論：RxR1,【例4答案】,3.伏安法,A、測金屬絲的電阻率（或是測膜厚等） B、測電源的電動勢和內阻； C、描繪小燈泡的伏安特性曲線。,涉及的問題主要有：電路的連接（滑動變阻器的限流或分壓、外接或內接）、電表量程的選擇,涉及的基本情況變式有：,（1）無電流表,已知電阻與理想電壓表并聯(lián)替代電流表,用已知內阻的電壓表替代電

6、流表,無電流表時的替代法,無電流表時的半偏法（測量電壓表內阻）,（2） 無電壓表,已知電阻與理想電 流表串聯(lián)替代電壓表,無電壓表時的等效替代法,無電壓表時的半偏法（測表頭內阻）,（3）把實驗題當作計算題處理,根據閉合電路歐姆定律列方程求解待測量； 根據歐姆定律的變式 求解電阻。在利用伏安法測電源的電動勢和內阻的實驗中，只要測出外電路的電壓變化量和電流的變化量（外電壓的變化量始終等于內電壓的變化量），就可以求出電源的內阻,。,【例5】,為了測定一電阻約20，額定電流為0.5A的電阻器的電阻，現(xiàn)備有 下列器材：,(A)內阻不計的6v電源； (B)量程為03A，內阻約為0.06的電流表； (C)量程

7、為00.6A，內阻約為3的電流表； (D)量程為025V，內阻約為5104的電壓表； (E)量程為05V，內阻約為l04的電壓表； (F)阻值為05，額定電流為3A的滑動變阻器； (G)阻值為01500，額定電流為0.5A的滑動變阻器； (H)電鍵和導線若干。,（1）為了盡可能多測幾組數(shù)據，應選用的器材為 （2）將符合要求的實驗電路圖畫在圖方框內。 （3）本實驗電阻得測量值與真實值相比偏 （填大或小或相等） （4）有一位同學將實驗進行如下改裝： 電路如圖所示，操作如下：,改裝圖,【例6】,某同學用下列器材測量一電阻絲的電阻Rx ：電源E，適當量程的電流表電壓表各一只，滑線變阻器R，電阻箱Rp，

8、開關S1、S2，導線若干他設計的電路圖如圖(a)所示，具體做法：先閉合S1，斷開S2，調節(jié)R和Rp使電流表和電壓表示數(shù)合理。記下兩表示數(shù)為I1、U1；再保持Rp值不變，閉合S2，記下電流表和電壓表示數(shù)為I2、U2. (2)寫出被測電阻Rx= （用電表的讀數(shù)表示)；,(3)此實驗中因電流表有內阻，電壓表內阻不是無限大，使被測電阻的測量值 真實值（選填“大于”“小于”或“等于”）。,等于,【例7】,【答案】,4.比較法：,（1）一次測一個 內阻,（2）一次測二個 內阻,S2閉合，,S2 打開，,測兩只內阻未知的電流表G1和G2的內阻，給出下列器材： 電流表G1（10mA r1100 左右） 電流表

9、G2（5mA r1150 左右）,定值電阻R1（100 ）,） 定值電阻R2（10 ）,） 滑動變阻器R3（0200 ）,） 滑動變阻器R4（010 ）,干電池1.5V，內阻未知 一個單刀單擲開關,一個單刀雙擲開關 導線若干 請設計出電路，要求方法盡量簡單。,【例8】,（3）一次測一個 內阻,（4）一次測二個 內阻,只閉合S1, 斷開S2,將S2也閉合,目的都是為了多測一組數(shù)據，列方程,【例9】,【例9答案】,（三）關于電源的電動勢和內電阻的測量,用一只電壓表和一只電流表測量,可用一只電流表和一只電阻箱測量 可用一只電壓表和一只電阻箱測量 用兩只電壓表測量,用兩只電流表測量,【例10】在“測定

10、電源電動勢和內阻”的實驗中，除待測電源外，足夠的連接導線外，實驗室僅提供：兩只量程合適的電壓表、以及一個電表的內阻，一只單刀雙擲開關。 （1）畫出實驗原理圖； （2）寫出用測量值表示的電源電動勢和內阻的表達式，并注明式中量的含義。 解析：依據題意可知，電壓表的內阻已知，則可由電流電壓變換法用測出它所在支路的電流，類似方法一，設計實驗電路原理圖。,【例10】,可得,，,，,(四)關于設計性實驗,1設計原則,2設計思路,【例12】從下列實驗器材中選出適當?shù)钠鞑?，設計測量電路來測量兩個電流表的內阻，要求方法簡捷，操作方便，可進行多次測量并有盡可能高的測量精度。 （A）待測電流表A1，量程40mA，內

11、電阻約幾十 （B）待測電流表A2，量程30mA，內電阻約幾十 （C）電壓表V，量程15V，內阻rV=15k （D）電阻箱R1，阻值范圍09999.99 （E）電阻箱R2，阻值范圍099.99 （F）滑動變阻器R3，阻值范圍0150，額定電流1.5A （G）滑動變阻器R4，阻值020，額定電流2A （H）電阻R0，阻值是40，功率是0.5W（作保護電阻用） （I）電池組，電動勢為12V，內電阻為0.5,【例12】,此外還有單刀開關若干和導線若干，供需要選用。 （1）請設計一個測量電路，畫出電路圖。 （2）選出必要的器材，用器材前的字母表示，有_。 （3）需要哪些物理量，寫出和的表達式。 分析：本

12、題要求先設計實驗電路方案，再選出必要的器材，最后根據歐姆定律計算出電流表內阻的表達式。,設計方案一：要測電流表的內阻，有電流表和電壓表，就自然想到如下圖所示的方案：,設計方案二：既然方案一中電流表兩端的電壓太小，而電壓表的量程太大，電壓表的指針偏角太小，有的同學就想到電流表上串聯(lián)一個電阻箱，可以增大電壓表的示數(shù)，得到如下圖所示的方案：,設計方案三：電壓表不能用，電壓無法直接測量，但有兩只電流表，怎么辦呢？這時我們要另辟蹊徑，由串并聯(lián)電路的特點可知，并聯(lián)電路電壓相等，因此，可將兩只電流表并聯(lián)起來，得到如下圖所示的方案：,這個方案可以測出兩只電流表的電流，由并聯(lián)電路電壓相等可知： 上式中有兩個未知

13、量和，無法將它們都測出來，說明這個方案還不完善，還要修改。,設計方案四：由于方案三不能直接測出兩只電流表的內阻，就要在兩條支路中的任一條支路上串聯(lián)一只電阻箱，為了方便操作，再在電阻箱的兩端并聯(lián)一只開關，得到如下圖所示的方案：,這個方案是在方案三的基礎上改進得到的，閉合開關S就會得到方案三，斷開開關S，則有電阻箱與電流表串聯(lián)，再與電流表并聯(lián)，可測出電流表的讀數(shù)，電阻箱的電阻讀數(shù)R，故有： 這樣就可以測出兩只電流表的內阻。,再來選擇控制電路，由于題目要求可進行多次測量并有盡可能高的測量精度，因此只能選擇分壓式控制電路。由于電流表 兩端能承受的電壓較小，在電路中要加一個保護電阻 ，保護電流表并使電壓

14、的調節(jié)范圍增大。由于電流表的內電阻只有幾十歐姆，電阻箱選 就行。分壓式控制電路中滑動變阻器應選阻值較小的，選擇 就行。故實驗電路如下圖所示。,【例12】從下列實驗器材中選出適當?shù)钠鞑?，設計測量電路來測量兩個電流表的內阻，要求方法簡捷，操作方便，可進行多次測量并有盡可能高的測量精度。 （A）待測電流表A1，量程40mA，內電阻約幾十 （B）待測電流表A2，量程30mA，內電阻約幾十 （C）電壓表V，量程15V，內阻rV=15k （D）電阻箱R1，阻值范圍09999.99 （E）電阻箱R2，阻值范圍099.99 （F）滑動變阻器R3，阻值范圍0150，額定電流1.5A （G）滑動變阻器R4，阻值0

15、20，額定電流2A （H）電阻R0，阻值是40，功率是0.5W（作保護電阻用） （I）電池組，電動勢為12V，內電阻為0.5,【例12】,A、B、E、G、H、I,思考題：若上題中只給你兩只電壓表，而沒有電流表，要測其內電阻，應該如何設計測量電路呢？,設計思路：只有電壓表，而沒有電流表，要測其內電阻，電壓表內阻兩端的電壓可由電壓表測出，關鍵是電流無法直接測出，由串并聯(lián)電路的特點可知，串聯(lián)電路電流強度相等，故可以把兩只電壓表串聯(lián)起來，得到如下圖所示的方案：,(五)關于探究性實驗,【例14】(上海07年的調研試卷)某研究性學習小組發(fā)現(xiàn)河水在緩慢流動時有一個規(guī)律，河中央流速最大，岸邊速度幾乎為零。為了

16、研究河水流速與離河岸距離的關系，小明設計了這樣的測量儀器：如圖甲所示，兩端開口的“L”形玻璃管的水平部分置于待測的水流中，豎直部分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足夠長。當水流以速度v正對“L”形玻璃管的水平部分開口端勻速流動時，管內外水面高度差為h，且h隨水流速度的增大而增大。為了進一步研究水流速度v與管內外水面高度差h的關系，該組同學進行了定量研究，得到了如下表所示的實驗數(shù)據，并根據實驗數(shù)據得到了v-h圖象，如圖丙所示。,（1）根據上表的數(shù)據和圖丙中圖象的形狀，可猜想v和h之間的關系為_；為驗證猜想，請在圖丁中確定縱軸所表示的物理量，并另作圖象，若該圖象的形狀為_，說明猜想正確。 （2）現(xiàn)

17、利用上述測速器，由河流南岸開始，每隔1 m測一次流速，得到數(shù)據如下表所示：根據v和h之間的關系完成上表的最后一行，對比上表中的數(shù)據，可以看出河中水流速度v與離南岸的距離x的關系為_。,【例15】如圖所示為探究“水流射程與排水孔高度的關系”的實驗裝置。在一個一端開口的塑料筒側壁的母線上鉆一排小孔，使小孔間距相等。實驗時將筒內注滿水，并保持水面高度H不變，測出相應的高度h和射程S為,(1)根據此實驗現(xiàn)象，請?zhí)岢鰞蓚€與此相關的問題： _； _； (2)對你提出的問題進行認證。,mg(H-h)=,當h=H/2,S有最大值，Sm=H,【例18】（淮安）物體因繞軸轉動時而具有的動能叫轉動動能轉動動能的大小

18、與角速度大小有關，為了探究轉動動能的大小與角速度之間的定量關系，某同學設計了下列一個實驗，即研究砂輪的轉動先讓砂輪由電動機帶動作勻速轉動并測出其角速度，然后讓砂輪脫離動力，由于克服輪邊緣的摩擦阻力做功，砂輪最后停下來，測出砂輪開始脫離動力到停止轉動的圈數(shù)n，實驗中得到幾組n和的數(shù)值見下表：（砂輪直徑d=10cm，轉軸間摩擦力大小 N）,（1）根據功能關系，請你幫他計算出砂輪每次脫離動力時的轉動動能，并填 入表格內； （2）利用實驗數(shù)據，請你幫他確定此砂輪的轉動動能與角速度大小定量關系式 是 ,答案：（1）-f（nd）=0-Ek 代入數(shù)據，得 Ek=0.1n 分別填：0.5、2、8、18、32 （2）Ek=22,三、對高考復習的幾點建議,1.要強調基本儀器的使用、基本原理和方法的訓練，重視實驗的分析過程及各種方法的靈活性和準確性的訓練。,2.近年來高考對實驗的考查已從考教材中實驗本身過渡到在理解教材中實驗原理和方法的基礎上加以適當?shù)淖兓?，所以在實驗復習中，我們更應注意對實驗原理和方法的剖析，而非單純介紹實驗本身。,謝謝大家！,