高考物理二輪復(fù)習(xí)提升 第一部分 專題六 第3講 改進(jìn)型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)課件

第第3講講改進(jìn)型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)改進(jìn)型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)1(2012 年新課標(biāo)卷)圖631中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向，且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)現(xiàn)通過測(cè)量通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力，來測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，并判定其方向所用部分器材已在圖中給出，其中 D 為位于紙面內(nèi)的 U 形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長(zhǎng)；E 為直流電源；R為電阻箱；A 為電流表；S 為開關(guān)此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線圖 631(1)在圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路圖(2)完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：按圖接線保持開關(guān) S 斷開，在托盤內(nèi)加入適量細(xì)沙，使 D 處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱出細(xì)沙的質(zhì)量 m1.閉合開關(guān) S，調(diào)節(jié) R 的值使電流大小適當(dāng)，在托盤內(nèi)重新加入適量的細(xì)沙，使 D_；然后讀出_，并用天平稱出_用米尺測(cè)量_(3)用測(cè)量得的物理量和重力加速度 g 表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可以得出 B_.(4)判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是：若_，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外；反之，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里圖 492(2012 年江蘇卷)為測(cè)定木塊與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，小亮設(shè)計(jì)了如圖 632 所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)木塊 A 位于水平桌面上的 O 點(diǎn)時(shí)，重物 B 剛好接觸地面，將 A 拉到 P 點(diǎn)，待 B 穩(wěn)定后靜止釋放，A 最終滑到 Q 點(diǎn)，分別測(cè)量OP、OQ 的長(zhǎng)度 h 和 s，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，分別記錄幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖 632h/cm20.030.040.050.060.0s/cm19.528.539.048.056.5(1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，發(fā)現(xiàn) A 釋放后會(huì)撞到滑輪，請(qǐng)?zhí)岢鰞蓚€(gè)解決方案：_.(2)請(qǐng)根據(jù)下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在 633 中作出 sh 關(guān)系圖象.圖 633(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得 A、B 的質(zhì)量分別為 m0.40 kg、M0.50 kg，根據(jù) s h 圖象可計(jì)算出 A 木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù) _(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)(4)實(shí)驗(yàn)中，滑輪軸的摩擦?xí)?dǎo)致的測(cè)量結(jié)果_(填“偏大”或“偏小”)答案：(1)減小 B 的質(zhì)量，增加細(xì)線的長(zhǎng)度，或增大 A 的質(zhì)量，降低 B 的起始高度(2)如圖 50 所示圖 50(3)0.4(4)偏大由于近兩年廣東實(shí)行理綜考試，整個(gè)物理科平均用時(shí)只有50 分鐘，物理實(shí)驗(yàn)難度大大降低，故這方面考題或所占分值較少，廣大考生可在這方面少花一些時(shí)間改進(jìn)型和設(shè)計(jì)型力學(xué)實(shí)驗(yàn)【例1】(2011 年佛山聯(lián)考)某研究性學(xué)習(xí)小組欲探究光滑斜面上物體下滑的加速度與物體質(zhì)量及斜面傾角是否有關(guān)系實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：A表面光滑的長(zhǎng)木板(長(zhǎng)度為 L)；B.小車；C.質(zhì)量為 m 的鉤碼若干個(gè)；D.方木塊(備用于墊木板)；E.米尺；F.秒表(1)實(shí)驗(yàn)過程：第一步，在保持斜面傾角不變時(shí)，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，通過向小車放入鉤碼來改變物體的質(zhì)量，只要測(cè)出小車由斜面頂端滑至底端所用的時(shí)間 t，就可以由公式 a_求出 a，某同學(xué)記錄的數(shù)據(jù)如下表所示：質(zhì)量 時(shí)間 t/s 次數(shù)MMmM2m11.421.411.4221.401.421.3931.411.381.42根據(jù)以上信息，我們發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)質(zhì)量改變之后平均下滑時(shí)間_(填“改變”或“不改變”)，經(jīng)過分析得出下滑的加速度與物體質(zhì)量_L/m1.00h/m0.100.200.300.400.500.100.200.300.400.500.971.9502.925 3.9104.900請(qǐng)先在如圖 634 所示的坐標(biāo)紙上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸后描點(diǎn)作圖，然后根據(jù)所作的圖線求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g _.進(jìn)一步分析可知，光滑斜面上物體下滑的加速度與傾角的關(guān)系為_圖 634(2)該探究小組所采用的探究方法是_圖 51在設(shè)計(jì)和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般遵循以下步驟和原則：(1)由題意找出實(shí)驗(yàn)原理式，即帶有“所求的物理量”的公式；(2)由公式確定還有哪些待測(cè)量(不能太多)；(3)由待測(cè)量確定實(shí)驗(yàn)器材；(4)由實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟；(5)將測(cè)量值代入原理式，求出所求的物理量1(2012 年海南卷)現(xiàn)要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置如圖 636 所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上 A 點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為 M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為 m 的砝碼相連；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上 B 點(diǎn)有一光電門，可以測(cè)試遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間 t，用 d 表示 A 點(diǎn)到導(dǎo)軌低端 C點(diǎn)的距離，h 表示 A 與 C 的高度差，b 表示遮光片的寬度，s 表示 A、B 兩點(diǎn)的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看做滑塊通過 B 點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度用 g 表示重力加速度，完成下列填空和作圖：圖 636(1)若將滑塊自 A 點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至 B點(diǎn)的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)的重力勢(shì)能減小量可表示為_動(dòng)能的增加量可表示為_若在實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345s/m0.6000.8001.0001.2001.400t/ms8.227.176.445.855.431.481.952.412.923.39(2)多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)(A 點(diǎn))下滑，測(cè)量相應(yīng)的 s 與 t 值，結(jié)果如下表所示：圖 637改進(jìn)型和設(shè)計(jì)型電學(xué)實(shí)驗(yàn) 【例2】為了測(cè)量一個(gè)量程為 3.0 V 的電壓表的內(nèi)阻 Rv(約幾千歐)，某同學(xué)采用了如圖 638 甲所示的電路，電路中電阻箱 R0 的最大阻值為 9 999.9 ，滑動(dòng)變阻器 R 的最大阻值為50 .甲乙圖 638(1)按圖甲所示的電路在圖乙所給出的實(shí)物圖中畫圖連接導(dǎo)線(2)該同學(xué)的部分實(shí)驗(yàn)步驟是：A斷開電鍵 S，連接好電路B把滑動(dòng)變阻器 R 滑片 P 滑到 b 端C將電阻箱 R0 的阻值調(diào)到零D閉合電鍵 S.E調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 R，使電壓表的示數(shù)為 3.0 V.該同學(xué)再進(jìn)行一步操作就可以比較精確地測(cè)量出電壓表的內(nèi)阻 RV，這一步操作應(yīng)該是_.用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的物理量表示出電壓表的內(nèi)阻 RV 的表達(dá)式：_.請(qǐng)你解釋該同學(xué)所做的實(shí)驗(yàn)為什么可以比較精確地測(cè)量出電壓表的內(nèi)阻 RV：_.實(shí)際上這種測(cè)量方法還是有系統(tǒng)誤差的，其實(shí)際值與測(cè)量值相比要_(填“偏大”或“偏小”)答案：(1)如圖 52 所示圖 52(2)調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表示數(shù)為 1.5 V，并讀出此時(shí)電阻箱的阻值 R0 RvR0由于 RvR0RbP，當(dāng)增大電阻箱電阻 R0 時(shí)，并聯(lián)電阻兩端電壓值幾乎不變 偏小正確地選擇儀器和設(shè)計(jì)電路的問題，有一定的靈活性，解決時(shí)應(yīng)掌握和遵循一些基本的原則，即“安全性”、“方便性”、“精確性”原則，兼顧“誤差小”、“儀器少”、“耗電少”等各方面因素綜合考慮，靈活運(yùn)用2(2012 年福建卷)某研究性學(xué)習(xí)小組欲測(cè)定一節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì) E.(1)先直接用多用電表測(cè)定該電池的電動(dòng)勢(shì)在操作無誤的情況下，多用電表表盤示數(shù)如圖 639，其示數(shù)為_V.圖 639(2)然后，用電壓表 V、電阻箱 R、定值電阻 R0、開關(guān) S、若干導(dǎo)線和該電池組成電路，測(cè)定該電池的電動(dòng)勢(shì)根據(jù)電路圖 6310，用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物圖 6311 連接成完整的電路圖 6310圖 6311R/166.771.450.033.325.020.0U/V8.35.94.84.23.22.9 /(102 1)0.601.402.003.004.005.00 /V10.120.170.210.240.310.35圖 6312從圖線中可求得 E_V.答案：(1)9.4(2)如圖 53 所示圖 53如圖 54 所示9.511.1圖 54