届一轮复习苏教版 专题十七 实验 学案江苏专用.docx
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届一轮复习苏教版专题十七实验学案江苏专用
专题十七 实验
【考纲解读】
考点
内容解读
五年高考统计
常考题型
预测热度
2013
2014
2015
2016
2017
基本仪器的使用
游标卡尺、螺旋测微器等
10,8分
填空题
★★☆
力学实验
实验一:
速度随时间变化的规律
11,10分
11,10分
填空题
★★☆
实验二:
力的平行四边形定则
11,10分
填空题
★★☆
实验三:
加速度与物体质量、物体受力的关系
填空题
★★☆
实验四:
探究动能定理
10,8分
填空题
★★☆
实验五:
验证机械能守恒定律
11,10分
填空题
★★☆
实验六:
验证动量守恒定律
填空题
★☆☆
电学实验
实验七:
决定导线电阻的因素
10,8分
填空题
★★☆
实验八:
描绘小灯泡的伏安特性曲线
10,8分
填空题
★★☆
实验九:
测量电源的电动势和内阻
10,8分
填空题
★★☆
实验十:
练习使用多用电表
11,10分
填空题
★★☆
选考实验
实验十一:
用油膜法估测分子的大小（选修3-3）
填空题
★☆☆
实验十二:
单摆的周期与摆长的关系（选修3-4）
填空题
★☆☆
实验十三:
测定玻璃的折射率（选修3-4）
填空题
★☆☆
分析解读
1.会正确使用的仪器主要有:
刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、停表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧测力计、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器和电阻箱等。
2.认识误差问题在实验中的重要性,了解误差的概念,知道系统误差和偶然误差;知道多次测量求平均值的方法可以减小偶然误差;能在某些实验中分析误差的主要来源;不要求计算误差。
3.知道有效数字的概念,会用有效数字表达直接测量的结果。
间接测量的有效数字运算不作要求。
物理是以实验为基础的学科,实验能力是物理学科的重要能力,高考物理历来重视考查实验能力。
实验的基本原理和思想方法是考查的核心,高考实验基本都源于课本实验,但已从简单的背诵实验形式向分析、理解实验以及理解物理实验原理等方面转变,因此理解课本实验原理、体会实验思想是实验复习的核心。
实验数据的处理是几乎每年都要考查的内容,经常利用图像分析解决问题。
近几年考查的另一个方向是设计问题的开放性,解答此类问题思维一定要开阔。
【命题探究】
核心考点
1.电表的读数。
2.据U=E-Ir及U-I图像测量电池电动势和内阻。
3.图像法处理数据。
审题结果
由题可知电流表用的是0~0.6A的量程。
思路分析
1.确定电流表的量程,按规则读数。
2.根据坐标纸大小和实验数据选择合适的标度。
3.描点作图后据关系式U=E-Ir由斜率和截距求解即可。
解答过程
（1）电流表所用量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,其示数为0.4A+2×0.02A=0.44A。
（2）U-I图线如图。
因U=E-Ir,故由U-I图线可得,电动势E=1.60V,内阻r=
=
Ω=1.2Ω。
（3）干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大。
易错警示
1.电流表读数规则不清楚。
2.作图不规范。
命题规律
图像法处理数据是实验重点考查的一个方面,几乎每年都考,包括正确作图（图线要延伸）及利用图像解决问题。
能力要求
1.正确作图的能力。
2.利用图像的斜率、截距求解问题的能力。
命题技巧
一道题考查了电表的读数、图像法处理数据、电池电动势和内阻的测量。
【五年高考】
考点一 基本仪器的使用
1.（2014江苏单科,10,8分）某同学通过实验测量一种合金的电阻率。
（1）用螺旋测微器测量合金丝的直径。
为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧题图1所示的部件 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）。
从图中的示数可读出合金丝的直径为 mm。
（2）题图2所示是测量合金丝电阻的电路,相关器材的规格已在图中标出。
合上开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中,发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。
由此可以推断:
电路中 （选填图中表示接线柱的数字）之间出现了 （选填“短路”或“断路”）。
图1 图2
（3）在电路故障被排除后,调节滑动变阻器,读出电压表和电流表的示数分别为2.23V和38mA,由此,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7Ω。
为了更准确地测出合金丝的阻值,在不更换实验器材的条件下,对实验应作怎样的改进?
请写出两条建议。
答案
（1）B 0.410
（2）7、9 断路 （3）电流表改为内接;测量多组电流和电压值,计算出电阻的平均值。
（或测量多组电流和电压值,用图像法求电阻值）
2.（2015海南单科,11,6分）某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度,测量结果如图（a）和（b）所示。
该工件的直径为 cm,高度为 mm。
图（a）
图（b）
答案 1.220 6.860
3.（2013课标Ⅰ,23,8分）某学生实验小组利用图（a）所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻。
使用的器材有:
图（a）
多用电表;
电压表:
量程5V,内阻十几千欧;
滑动变阻器:
最大阻值5kΩ;
导线若干。
回答下列问题:
（1）将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡,再将红表笔和黑表笔 ,调零点。
（2）将图（a）中多用电表的红表笔和 （填“1”或“2”）端相连,黑表笔连接另一端。
（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图（b）所示,这时电压表的示数如图（c）所示。
多用电表和电压表的读数分别为 kΩ和 V。
图（b）
图（c）
（4）调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零,此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V。
从测量数据可知,电压表的内阻为 kΩ。
图（d）
（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图（d）所示。
根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为 V,电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为 kΩ。
答案
（1）短接
（2）1 （3）15.0 3.60 （4）12.0 （5）9.00 15.0
4.[2014广东理综,34
（1）,8分]某同学设计的可调电源电路如图（a）所示,R0为保护电阻,P为滑动变阻器的滑片,闭合开关S。
①用电压表测量A、B两端的电压:
将电压表调零,选择0~3V挡,示数如图（b）,电压值为 V。
②在接通外电路之前,为了保证外电路的安全,滑片P应先置于 端。
③要使输出电压U变大,滑片P应向 端滑动。
④若电源电路中不接入R0,则在使用过程中,存在 的风险（填“断路”或“短路”）。
答案 ①1.30 ②A ③B ④短路（每空2分）
教师用书专用
5.[2013安徽理综,21Ⅰ
（1）、Ⅱ
（1）,18分]Ⅰ.根据单摆周期公式T=2π
可以通过实验测量当地的重力加速度。
如图1所示,将细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆。
用游标卡尺测量小钢球直径,示数如图2所示,读数为 mm。
图1
图2
Ⅱ.在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中,利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示,校零时的读数为 mm,合金丝的直径为 mm。
答案 Ⅰ.18.6
Ⅱ.0.007 0.638
考点二 力学实验
1.（2017江苏单科,10,8分）利用如图1所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系。
小车的质量为M=200.0g,钩码的质量为m=10.0g,打点计时器的电源为50Hz的交流电。
图1
（1）挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车观察到 。
（2）挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图2所示。
选择某一点为O,依次每隔4个计时点取一个计数点。
用刻度尺量出相邻计数点间的距离Δx,记录在纸带上。
计算打出各计数点时小车的速度v,其中打出计数点“1”时小车的速度v1= m/s。
图2
（3）将钩码的重力视为小车受到的拉力,取g=9.80m/s2,利用W=mgΔx算出拉力对小车做的功W。
利用Ek=
Mv2算出小车动能,并求出动能的变化量ΔEk。
计算结果见下表。
W/×10-3J
2.45
2.92
3.35
3.81
4.26
ΔEk/×10-3J
2.31
2.73
3.12
3.61
4.00
请根据表中的数据,在方格纸上作出ΔEk-W图像。
（4）实验结果表明,ΔEk总是略小于W。
某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的。
用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F= N。
答案
（1）小车做匀速运动
（2）0.228
（3）如图所示
（4）0.093
2.（2016江苏单科,11,10分）某同学用如图1所示的装置验证机械能守恒定律。
一根细线系住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A点。
光电门固定在A的正下方,在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条。
将钢球拉至不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出,取v=
作为钢球经过A点时的速度。
记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t,计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk,就能验证机械能是否守恒。
图1
（1）用ΔEp=mgh计算钢球重力势能变化的大小,式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到 之间的竖直距离。
A.钢球在A点时的顶端
B.钢球在A点时的球心
C.钢球在A点时的底端
（2）用ΔEk=
mv2计算钢球动能变化的大小。
用刻度尺测量遮光条宽度,示数如图2所示,其读数为 cm。
某次测量中,计时器的示数为0.0100s,则钢球的速度为v= m/s。
图2
（3）下表为该同学的实验结果:
ΔEp（×10-2J）
4.892
9.786
14.69
19.59
29.38
ΔEk（×10-2J）
5.04
10.1
15.1
20.0
29.8
他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异,认为这是由于空气阻力造成的。
你是否同意他的观点?
请说明理由。
（4）请你提出一条减小上述差异的改进建议。
答案
（1）B
（2）1.50（1.49~1.51都算对）
1.50（1.49~1.51都算对）
（3）不同意,因为空气阻力会造成ΔEk小于ΔEp,但表中ΔEk大于ΔEp。
（4）分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l,计算ΔEk时,将v折算成钢球的速度v'=
v。
3.（2015江苏单科,11,10分）某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。
实验装置如图1所示,打点计时器的电源为50Hz的交流电。
图1
（1）下列实验操作中,不正确的有 。
A.将铜管竖直地固定在限位孔的正下方
B.纸带穿过限位孔,压在复写纸下面
C.用手捏紧磁铁保持静止,然后轻轻地松开让磁铁下落
D.在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源
（2）该同学按正确的步骤进行实验（记为“实验①”）,将磁铁从管口处释放,打出一条纸带,取开始下落的一段,确定一合适的点为O点,每隔一个计时点取一个计数点,标为1,2,…,8。
用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离,记录在纸带上,如图2所示。
图2
计算相邻计时点间的平均速度
粗略地表示各计数点的速度,抄入表中。
请将表中的数据补充完整。
位置
1
2
3
4
5
6
7
8
（cm/s）
24.5
33.8
37.8
39.5
39.8
39.8
39.8
（3）分析表中的实验数据可知:
在这段纸带记录的时间内,磁铁运动速度的变化情况是 ;磁铁受到阻尼作用的变化情况是 。
（4）该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管,重复上述实验操作（记为“实验②”）,结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同。
请问实验②是为了说明什么?
对比实验①和②的结果可得到什么结论?
答案
（1）CD
（2）39.0
（3）逐渐增大到39.8cm/s 逐渐增大到等于重力
（4）为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用。
磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用
4.（2014江苏单科,11,10分）小明通过实验验证力的平行四边形定则。
（1）实验记录纸如图1所示,O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F3的方向过P3点。
三个力的大小分别为:
F1=3.30N、F2=3.85N和F3=4.25N。
请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力。
图1
（2）仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果。
他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响。
实验装置如图2所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O点,下端N挂一重物。
用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹。
重复上述过程,再次记录下N的轨迹。
图2 图3
两次实验记录的轨迹如图3所示。
过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为 。
（3）根据
（2）中的实验,可以得出的实验结果有哪些?
（ ）（填写选项前的字母）
A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比
B.两次受到的拉力相同时,橡皮筋第2次的长度较长
C.两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较大
D.两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大
（4）根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项。
答案
（1）如图（F合=4.6~4.9N都算对）
（2）Fa=Fb （3）BD （4）橡皮筋拉伸不宜过长;选用新橡皮筋。
（或:
拉力不宜过大;选用弹性好的橡皮筋;换用弹性好的轻弹簧）
5.（2013江苏单科,11,10分）某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度,实验装置如图所示。
倾斜的球槽中放有若干个小铁球,闭合开关K,电磁铁吸住第1个小球。
手动敲击弹性金属片M,M与触头瞬间分开,第1个小球开始下落,M迅速恢复,电磁铁又吸住第2个小球。
当第1个小球撞击M时,M与触头分开,第2个小球开始下落……。
这样,就可测出多个小球下落的总时间。
（1）在实验中,下列做法正确的有 。
A.电路中的电源只能选用交流电源
B.实验前应将M调整到电磁铁的正下方
C.用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度
D.手动敲击M的同时按下秒表开始计时
（2）实验测得小球下落的高度H=1.980m,10个小球下落的总时间T=6.5s。
可求出重力加速度g= m/s2。
（结果保留两位有效数字）
（3）在不增加实验器材的情况下,请提出减小实验误差的两个办法。
（4）某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间Δt磁性才消失,因此,每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差Δt,这导致实验误差。
为此,他分别取高度H1和H2,测量n个小球下落的总时间T1和T2。
他是否可以利用这两组数据消除Δt对实验结果的影响?
请推导说明。
答案
（1）BD
（2）9.4
（3）增加小球下落的高度;多次重复实验,结果取平均值。
（其他答案只要合理也可）
（4）由H1=
g
和H2=
g
可得g=
因此可以消去Δt的影响。
6.（2017课标Ⅰ,22,5分）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间。
实验前,将该计时器固定在小车旁,如图（a）所示。
实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车。
在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。
（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴）
图（a）
图（b）
（1）由图（b）可知,小车在桌面上是 （填“从右向左”或“从左向右”）运动的。
（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。
小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为 m/s,加速度大小为 m/s2。
（结果均保留2位有效数字）
答案
（1）从右向左
（2）0.19 0.037
7.（2017课标Ⅱ,22,6分）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。
使用的器材有:
斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。
实验步骤如下:
①如图（a）,将光电门固定在斜面下端附近;将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下滑;
②当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt;
③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度[如图（b）所示],
表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小,求出
;
④将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与①中位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤②、③;
⑤多次重复步骤④;
⑥利用实验中得到的数据作出
-Δt图,如图（c）所示。
图（c）
完成下列填空:
（1）用a表示滑块下滑的加速度大小,用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则
与vA、a和Δt的关系式为
= 。
（2）由图（c）可求得,vA= cm/s,a= cm/s2。
（结果保留3位有效数字）
答案
（1）vA+
Δt
（2）52.1 16.3
8.（2017课标Ⅲ,22,6分）某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴（横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1mm）的纸贴在水平桌面上,如图（a）所示。
将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点（位于图示部分之外）,另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长。
（1）用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出。
测力计的示数如图（b）所示,F的大小为 N。
（2）撤去
（1）中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点。
此时观察到两个拉力分别沿图（a）中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2N和F2=5.6N。
（ⅰ）用5mm长度的线段表示1N的力,以O为作用点,在图（a）中画出力F1、F2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F合;
图（a）图（b）
（ⅱ）F合的大小为 N,F合与拉力F的夹角的正切值为 。
若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则。
答案
（1）4.0
（2）（ⅰ）F1、F2和F合如图所示
（ⅱ）4.0 0.05
9.（2016课标Ⅰ,22,5分）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz。
打出纸带的一部分如图（b）所示。
图（a）
图（b）
该同学在实验中没有记录交流电的频率f,需要用实验数据和其他题给条件进行推算。
（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用f和图（b）中给出的物理量可以写出:
在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为 ,打出C点时重物下落的速度大小为 ,重物下落的加速度大小为 。
（2）已测得s1=8.89cm,s2=9.50cm,s3=10.10cm;当地重力加速度大小为9.80m/s2,实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。
由此推算出f为 Hz。
答案
（1）
（s1+s2）f
（s2+s3）f
（s3-s1）f2
（2）40
10.（2016课标Ⅲ,23,10分）某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。
图中,置于实验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮;轻绳跨过滑轮,一端与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码。
本实验中可用的钩码共有N=5个,每个质量均为0.010kg。
实验步骤如下:
图（a）
（1）将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物块,使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑。
（2）将n（依次取n=1,2,3,4,5）个钩码挂在轻绳右端,其余N-n个钩码仍留在小车内;用手按住小车并使轻绳与木板平行。
释放小车,同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s,绘制s-t图像,经数据处理后可得到相应的加速度a。
（3）对应于不同的n的a值见下表。
n=2时的s-t图像如图（b）所示;由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字）,将结果填入下表。
n
1
2
3
4
5
a/m·s-2
0.20
0.58
0.78
1.00
（4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点,并作出a-n图像。
从图像可以看出:
当物体质量一定时,物体的加速度与其所受的合外力成正比。
图（b）图（c）
（5）利用a-n图像求得小车（空载）的质量为 kg（保留2位有效数字,重力加速度取g=9.8m·s-2）。
（6）若以“保持木板水平”来代替步骤
（1）,下列说法正确的是 （填入正确选项前的标号）。
A.a-n图线不再是直线
B.a-n图线仍是直线,但该直线不过原点
C.a-n图线仍是直线,但该直线的斜率变大
答案 （3）0.39（2分。
在0.37~0.49范围内都给分）（4）如图所示（3分）
（5）0.45（3分。
在0.43~0.47范围内都给分）
（6）BC（2分。
选对一个给1分,有选错的不给这2分）
11.（2015安徽理综,21Ⅰ）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
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