2023年届高三物理二轮复习(全国卷专用)听课手册专题五物理实验.docx
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1、专题五 物理试验明确有效数字、误差意义,知道减小误差的一般方法,把握误差分析的方法;熟知常用仪器的使用方法和读数要求,能依据试验要求选取适当的试验仪器及其量程; 理解高考大纲要求的试验的根本原理,把握试验方法、数据处理方法,并能对试验结果进行误差分析;重点把握纸带问题的处理方法、伏安法测电阻时电流表的内外接法、图像法处理数据的方法第 10 讲 力学试验12023 课标全国卷 某同学利用图 10-1 所示 试验装置及数字化信息系统获得了小车加速度 a 与钩码的质量 m 的对应关系图,如图 10-2 所示试验中小车(含放射器)的质量为 200 g, 试验时选择了不行伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的
2、加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到,答复以下问题:图 10-1关系图 10-2(1) 依据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成(选填“线性”或“非线性”)(2) 由图(b)可知,a-m 图线不经过原点,可能的缘由是(3) 假设利用本试验装置来验证“在小车质量不变的状况下,小车的加速度与作用力成正比”的 结论,并直接以钩码所受重力mg 作为小车受到的合外力,则试验中应实行的改进措施是 ,钩码的质量应满足的条件是【考题定位】难度等级:中等出题角度:此题考察了“验证牛顿其次定律”的试验,根本方法来源于教材试验的拓展, 综合考察学生对试验的方法、原理、数据处理和误差来源等学问的理解和应用,同
3、时考察学生处理 图像的力量22023 全国卷 某同学用图 10 3(a)所示的试验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数 打点计时器所用电源的频率为 50 Hz,物块下滑过程中所得到的纸带的一局部如图(b)所示,图中标出了 5 个连续点之间的距离(a) (b)图 10-3(1) 物块下滑时的加速度 am/s2,打 C 点时物块的速度 vm/s;(2) 重力加速度大小为 g,为求出动摩擦因数,还必需测量的物理量是(填正确答案标号)A物块的质量B斜面的高度C斜面的倾角,【考题定位】难度等级:中等出题角度:此题是对“争论匀变速直线运动的规律”试验的拓展应用,考察考生利用运动 数据结合牛顿运动定律求解运动
4、问题和受力问题的力量.考点一测量与验证性试验1 2023 浙江卷 甲同学预备做“验证机械能守恒定律”试验,乙同学预备做“探究加速度与力、质量的关系”试验图 10-4(1) 图 10-4 中 A、B、C、D、E 表示局部试验器材,甲同学需在图中选用的器材;乙同学需在图中选用的器材(用字母表示)(2) 乙同学在试验室选齐所需器材后,经正确操作获得如图 10-5 所示的两条纸带和.纸带 的加速度大(填“”或“”),其加速度大小为图 10-5导思试验需要利用什么物理过程验证什么关系或探究哪些物理量之间的关系?要验证上述关 系或探究上述物理量之间的关系需要进展什么试验操作?需要测量哪些物理量?怎样利用打
5、点 纸带计算加速度?归纳测量性试验先直接测量与待测量相关的物理量,再推导计算间接得到待测量联系直接测量量 和待测量间的关系是此类试验的试验原理解决验证性试验相关问题的关键是依据题目给定的试验条件、试验过程、试验情景领悟命题意 图,找出试验中应测定的物理量,明确在误差允许的范围内通过怎样的定量关系才能到达试验目的变式 用一根弹簧和一支弹簧测力计做“求合力”试验(1) 用如图 10-6 甲所示装置测定弹簧的劲度系数,挂钩码时不能超过弹簧的;(2) 转变所挂钩码个数,把测出的多组数据绘成如图乙所示的弹力 F 跟伸长量 x 的关系图线, 则弹簧的劲度系数为N/cm;(3) 用这根弹簧和弹簧测力计都与橡
6、皮筋成 135角来拉橡皮筋,弹簧测力计示数如图丙所示, 则此时弹簧的伸长量为cm;(4) 用力的图示以这两个分力为邻边作平行四边形,得出合力的大小 F无视不计,则 FN(结果保存 3 位有效数字)合,假设试验误差较小可以合图 10-6考点二 探究性试验2 2023 福建卷 某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的试验(1) 图 10-7 甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73 cm;图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量l 为cm;(2) 本试验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来转变弹簧的弹力,关于此操作,以下选项中标准 的做法是;(填选项前的字母)图
7、10-7A逐一增挂钩码,登记每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 B随便增减钩码,登记增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重(3) 图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量l 与弹力 F 的关系图线,图线的 AB 段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要缘由是 导思图甲、乙中,标尺每一小格表示的长度是多少?标尺刻度数挨次是由上向下还是由下向上 排列?图像中的 OA 段说明弹力 F 与弹簧的伸长量l 之间是什么关系?归纳探究性试验旨在通过试验探究某种物理规律、争论某个物理问题,要求学生将自己把握的物理学问和试验技能应用到的试验情境中,由题给条件自行选定试验原理,确定试验方案,选择适宜 的
8、器材去争论物理现象,通过试验得到的数据信息分析各物理量中的内在联系,找出其中所包含的物理规律变式 某试验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系,选取的试验装置如图 10-8 所示,试验主要步骤如下:图 10-8(1) 试验时,为使小车只在橡皮筋作用下运动,在未连接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起,使木板倾斜适宜的角度,翻开打点计时器,轻推小车,得到的纸带应当是 “乙”) ( 填“甲”或图 10-9(2) 使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出,沿木板滑行,这时橡皮筋对小车做的功为 W;(3) 再用完全一样的 2 条、3 条橡皮筋作用于小车,每次由静止释放小车时橡皮筋的 (填写相应试验条件),
9、使橡皮筋对小车做的功分别为 2W、3W(4) 分析打点计时器打出的纸带,分别求出小车每次获得的最大速度 v1、v2、v3 (5)作出 W-v 图像,则以下图像符合实际的是3 如图 10-11 甲所示,一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的试验考点三创性试验图 10-10有始终径为 d、质量为 m 的金属小球由 A 处由静止释放,下落过程中能通过 A 处正下方、固定于B 处的光电门,测得 A、B 间的距离为 H(H d),光电计时器记录下小球通过光电门的时间为 t, 当地的重力加速度为 g.则:(1) 如图乙所示,用游标卡尺测得小球的直径 dcm.甲乙图 10-11(2) 屡次转
10、变高度 H,重复上述试验,作出图 10-121随 H 变化的图像如图 10-12 所示,当图中量 t 、t20H0 和重力加速度 g 及小球的直径 d 满足表达式时,可推断小球下落过程中机械能守恒(3) 试验中觉察动能增加量E 总是稍小于重力势能削减量E ,增加下落高度后,则E kppE 将(选填“增加”“减小”或“不变”)k导思小球由 A 到 B 削减的重力势能是多少?增加的动能是多少?下落过程中动能增加量Ek总是稍小于重力势能削减量E 的缘由是什么?增加下落高度后,该缘由产生的效果如何变化?p归纳创性试验可以是全的试验,也可以是课本试验的创改造,要求学生必需把握根本仪器的使用方法、根本的试
11、验方法和根本物理原理试验原理是解决创性试验问题的关键,是进展创 性试验设计的根本依据和起点;试验原理打算了应当测量哪些物理量、如何安排试验步骤等工程, 试验原理应依据题干的要求、条件等信息确定变式 用如图 10-13 甲所示的试验装置验证质量分别为 m 、m 的两物体 A、B 组成的系统机械12能守恒B 从高处由静止开头下落,A 上拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点迹进展测量,即可验证机械能守恒定律图 10-14 给出的是试验中猎取的一条纸带:0 是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有 4 个打下的点(图中未标出),计数点间的距离如图 10-14 所示m150 g 、m2150 g ,
12、则(打点计时器打点频率为 50 Hz,计算结果保存两位有效数字):甲乙图 10-13图 10-14(1) 在纸带上打下计数点 5 时系统的速度 v5m/s;k(2) 打下计数点 05 过程中系统动能的增量E J,为了简化计算,取 g10 m/s2,J则系统势能的削减量E ;p【真题模型再现】“纸带类”试验中速度、加速度的计算2023 山东卷2023全国卷2023安徽卷2023福建卷2023浙江卷2023四川卷2023广东卷2023全国卷2023浙江卷2023 课标全国卷2023江苏卷21(3)在本试验中,假设某同学作出了 v2 h 图像,如图 10-13 乙所示,其中 v 为系统的速度,h 为
13、从起点量起的长度,则据此得到当地的重力加速度 gm/s2.(续表)【模型核心归纳】1. 确定时间:区分打点计时器(打点周期为 0.02 s)打出的点(计时点)与人为选取的计数点之间的区分与联系,假设每五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔t0.02 s50.10 s.2. 求解瞬时速度:利用做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度如图 10-15 所示,打点 A 时的瞬时速度 v Ax1x2 2T.图 10-153.求解加速度:(1) 依据xaT2 求解,a T2 ;(2) 用逐差法求解:由 x4x13aT2、x5xx23aT2、x6x23aT2 解得三个加速度,取
14、其平均值(3)利用 v-t 图像求解:求出各点的瞬时速度,画出如图 10-16 所示的 v-t 图线,图线的斜率等于加速度 a.图 10-16留意 (1)用纸带求解速度、加速度时,应先统一单位再进展计算,应关注题目对计算结果的有效数字、单位的要求(2)利用频闪照相确定速度和加速度的处理方法与打点纸带类似,留意时间间隔 T 与闪光频率f 的关系是 T1例 在做“争论匀变速直线运动”的试验时,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带f.如图 10-17 甲所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 共 7 个计数点,每相邻两个计数点间还有 4 个点图中没有画出,电火花计时器接 220 V、50 H
15、z 沟通电源他经过测量并计算得到电火花计时器在打 B、C、D、E、F 各点时物体的瞬时速度如下表:图 10-17对应点速度/(m/s)B0.141C0.185D0.220E0.254F0.30(1) 设电火花计时器的周期为 T,计算 vF 的公式为 vF(2) 依据(1)中得到的数据,以 A 点对应的时刻为 t0,试在图乙所示坐标系中合理地选择标度,作出 v-t 图像利用该图像求物体的加速度 am/s2.(结果保存 2 位有效数字)展 如图 10-18 所示,气垫导轨上滑块的质量为 M,钩码的质量为 m,遮光条宽度为 d,两(3) 假设当时电网中交变电流的电压变成 210 V,而做试验的同学并
16、不知道,那么加速度的测量值与实际值相比(选填“偏大”“偏小”或“不变”)光电门间的距离为 L,气源开通后滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门的时间为t1 和t2.当地的重力加速度为 g.图 10-18(1) 用上述装置测量滑块加速度的表达式为(用量表示);(2) 用上述装置探究滑块加速度 a 与质量 M 及拉力 F 的关系,要使绳中拉力近似等于钩码的重力,则 m 与 M 之间的关系应满足;(3) 用上述装置探究系统在运动中的机械能关系,滑块从光电门 1 运动到光电门 2 的过程中满足关系式时(用量表示),系统机械能守恒假设测量过程中觉察系 统 动 能 增 加 量 总 是 大 于 钩 码 重
17、力 势 能 的 减 少 量 , 可 能 的 原 因 是 第 11 讲 电学试验12023 全国卷 图 11-1(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路(a) (b)图 11-112(1) 毫安表表头的内阻为 100 ,满偏电流为 1 mA;R1 和 R2 为阻值固定的电阻假设使用 a 和 b 两个接线柱,电表量程为3 mA;假设使用 a 和 c 两个接线柱,电表量程为10 mA.由题给条件和数据,可求出 R ,R .(2) 现用一量程为 3 mA、内阻为 150 的标准电流表 A 对改装电表的 3 mA 挡进展校准,校准时需选取的刻度为 0.5、1.0、1.5、2
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- 2023 年届 物理 二轮 复习 全国卷 专用 听课 手册 专题 实验
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