高考物理大二轮总复习 第一部分 专题六 第3讲 改进型和设计型实验课件

第第3 3讲讲改进型和设计型实验改进型和设计型实验1(2011 年山东卷)某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案如图 631 所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音用刻度尺测出小球下落的高度 H、滑块释放点与挡板处的高度差 h 和沿斜面运动的位移 x.(空气阻力对本实验的影响可以忽略)图 631(1) 滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为_(2)滑块与斜面间的动摩擦因数为_(3)以下能引起实验误差的是_a滑块的质量b当地重力加速度的大小c长度测量时的读数误差d小球落地和滑块撞击挡板不同时x/Hcd2221xhHxh2(2011 年上海卷)实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联测量实际电流表 G1内阻 r1的电路如图632 所示供选择的仪器如下：图 632待测电流表 G1(05 mA，内阻约 300 )，电流表 G2(010 mA，内阻约 100 )，定值电阻 R1(300 )，定值电阻 R2(10 )，滑动变阻器 R3(01 000 )，滑动变阻器 R4(020 )，干电池(1.5 V)，电键 S 及导线若干(1)定值电阻应选_，滑动变阻器应选_(在空格内填写序号)(2)用连线连接实物图图 48图 633答案：如图 48 所示(3)补全实验步骤：将滑动触头移至最左端按电路图连接电路，_；闭合电键 S，移动滑动触头至某一位置，记录 G1，G2的读数 I1、I2；_；多次移动滑动触头，记录相应的G1、G2读数I1、I2以 I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图634 所示图 634(4)根据 I2I1 图线的斜率 k 及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式_r1(k1)R1由于近两年广东实行理综考试，整个物理科平均用时只有 50 分钟，物理实验难度大大降低，故这方面考题或所占分值较少，广大师生可在这方面少花一些时间力学实验改进【例 1】(2011 年佛山联考)某研究性学习小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关系实验室提供如下器材：A表面光滑的长木板(长度为 L)；B.小车；C.质量为 m的钩码若干个；D.方木块(备用于垫木板)；E.米尺；F.秒表 时间 质量 t 次数MMmM2m11.421.411.4221.401.421.3931.411.381.42(1)实验过程：第一步，在保持斜面倾角不变时，探究加速度与质量的关系实验中，通过向小车放入钩码来改变物体的质量，只要测出小车由斜面顶端滑至底端所用的时间 t，就可以由公式 a_求出 a，某同学记录了数据如下表所示：根据以上信息，我们发现，在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间_(填“改变”或“不改变”)，经过分析得出加速度和质量的关系为_第二步，在物体质量不变时，探究加速度与倾角的关系实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板倾角，由于没有量角器，因此通过测量出木板顶端到水平面高度 h，求出对应值如下表：无关不改变L(m)1.00h(m)0.100.200.300.400.500.100.200.300.400.50a(m/s2)0.971.9502.9253.9104.900请先在如图 635 所示的坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图，然后根据所作的图线求出当地的重力加速度 g_.进一步分析可知，光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为_9.80 m/s2agsin 图 635图 49答案：如图 49 所示控制变量法(2)该探究小组所采用的探究方法是_由表中可看出：在实验误差允许的范围内，小车下滑的时间是不变的，说明小车的加速度与小车的质量无关以 a 为纵轴，以 sin 为横轴，选取适当的标度作出图象如图 636 所示图 636由mgsinma可得：agsin，故图线asin的斜率即为当地的重力加速度由图可知，gk9.80 m/s2.(2)该探究小组采用的探究方法是控制变量法原则：(1)由题意找出实验原理式，即带有“所求的物理量”的公式；(2)由公式确定还有哪些待测量(不能太多)；(3)由待测量确定实验器材；(4)由实验器材设计实验步骤；(5)将测量量代入原理式，求出所求的物理量在设计和改进实验时，一般遵循以下步骤和1(2011 年广州模拟)“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图实 637 所示的甲或乙方案来进行甲方案为用自由落体实验验证机械能守恒定律，乙方案为用斜面小车实验验证机械能守恒定律图 637(1)比较这两种方案，_(填“甲”或“乙”)方案好一些，理由是_.甲4.8 m/s2乙(2)图丙所示是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T0.1 s物体运动的加速度 a_；该纸带是采用_(填 “甲”或“乙”)实验方案得到的简要写出判断依据_因为物体运动的加速度比重力加速度小得多因为这个方案摩擦阻力小，误差小，操作方便解析：(1)机械能守恒的前提是只有重力做功，实际操作的方案中应该使摩擦力越小越好故甲方案好一些电学实验设计电学实验是以测电阻为主线的，如考纲上的测金属丝的电阻率、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测电源的电动势与内阻、多用表的使用，都跟测电阻相关【例2】为了测量一个量程为 3.0 V 的电压表的内阻RV (约几千欧)，某同学采用了如图 638 甲所示的电路，电路中电阻箱 R0的量大阻值为 9 999.9 ，滑动变阻器 R 的最大阻值为 50 .甲乙图 638(1)按图甲所示的电路在图乙所给出的实物图中画出连接导线答案：实物连线如图 50 所示图 50(2)该同学的部分实验步骤是：A断开电键 S，连接好电路；B把滑动变阻器 R 滑片 P 滑到 b 端；C将电阻箱 R0的阻值调到零；D闭合电键 S；E调节滑动变阻器 R，使电压表的示数为 3.0 V；该同学再进行一步操作就可以比较精确地测量出电压表的内阻 RV，这一步操作应该是_.用实验测得的物理量表示出电压表的内阻 RV的表达式_调节电阻箱阻值，使电压表示数为1.5 V并读出此时电阻箱阻值R0RVR0请你解释该同学所做的实验为什么可以比较精确地测量出电压表的内阻 RV._. 实际上这种测量方法还是有系统误差的，其实际值与测量值相比要_(填“偏大”或“偏小”)正确地选择仪器和设计电路的问题，有一定的灵活性，解决时应掌握和遵循一些基本的原则，即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则，兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑，灵活运用由于RVR0RbP，当增大电阻箱电阻R0时，并联电阻两端电压值几乎不变偏小2(2011 年佛山二模)某实验小组认为用一只已知内阻的电流表和电阻箱，采用如图 639 甲所示的电路测电源电动势与内阻，比常规的伏安法更准确若电流表内阻阻值为RA，则测量的方法与步骤是：图 639A将电阻箱阻值 R 调到最大，闭合 S 后观察电流表示数，然后_，使电流表中的示数指到某两个恰当的值，记下此时电阻箱的阻值 R1、R2及对应的电流 I1、I2；B根据以上的数据及_定律，建立方程组，即可求出电源的电动势 E 与内阻 r.该方程组的表达式是：_、_.EI1(R1RAr)EI2(R2RAr)再调节电阻箱欧姆晓玲她们现在手头只有一个电流表，只知其内阻很小，却不知具体阻值为了测出该电流表的内阻，她们找来了如图乙所示的两节干电池等实验器材请你用笔画线将图中的实物连接成能测出电流表内阻的电路注意滑动变阻器串联接入电路起限流作用，开关闭合前其阻值应处于_答案：连线如图 51 所示图 51最大