高考物理二轮复习 专题十 物理实验的创新和设计 第一讲 力学实验的创新和设计课件A
高考物理二轮复习专题六实验技能与创新第1讲力学实验学案0105112.docx
第1讲 力学实验[做真题·明考向] 真题体验 透视命题规律授课提示：对应学生用书第71页[真题再做]1.(2018·高考全国卷Ⅰ，T22)如图(a)，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针．现要测量图(a)中弹簧的劲度系数．当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950cm ；当托盘内放有质量为0.100kg 的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)所示，其读数为________cm.当地的重力加速度大小为9.80m/s 2，此弹簧的劲度系数为________N/m(保留3位有效数字)．解析：标尺的游标为20分度，精确度为0.05mm ，游标的第15个刻度与主尺刻度对齐，则读数为37mm ＋15×0.05mm＝37.75mm ＝3.775cm.弹簧形变量x ＝(3.775－1.950)cm ＝1.825cm ，砝码平衡时，mg ＝kx ，所以劲度系数 k ＝mg x ＝0.100×9.801.825×10－2N/m ≈53.7 N/m. 答案：3.775 53.72．(2018·高考全国卷Ⅲ，T22)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间．实验步骤如下：(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L 的木尺上端，让木尺自然下垂．乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L 刻度处，但未碰到尺)，准备用手指夹住下落的尺．(2)甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子．若夹住尺子的位置刻度为L 1，重力加速度大小为g ，则乙的反应时间为________(用L 、L 1和g 表示)．(3)已知当地的重力加速度大小为g ＝9.80m/s 2，L ＝30.0cm ，L 1＝10.4cm.乙的反应时间为________s ．(结果保留2位有效数字)(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议：___________________________________.解析：(2)根据自由落体运动的规律，得L －L 1＝12gt 2，解得t ＝2(L －L 1)g.(3)将g＝9.80m/s2，L＝30.0cm＝0.300m，L1＝10.4cm＝0.104m，代入t＝2(L－L1)g得t＝0.20s.(4)建议：多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子．答案：(2) 2(L－L1)g(3)0.20 (4)多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子3．(2017·高考全国卷Ⅰ，T22)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)(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) 解析：(1)由于小车在水平桌面上运动时必然受到阻力作用，做匀减速直线运动，相邻水滴(时间间隔相同)的位置间的距离逐渐减小，所以由题图(b)可知，小车在桌面上是从右向左运动的．(2)滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，其滴水的时间间隔为T＝30s46－1＝23s．根据匀变速直线运动的规律，可得小车运动到题图(b)中A点位置时的速度大小为v A＝(0.117＋0.133)m2T≈0.19m/s.由逐差法可得，小车运动的加速度大小为a＝[(0.150－0.117)＋(0.133－0.100)] m4T2≈0.037m/s2.答案：(1)从右向左(2)0.19 0.0374.(2018·高考全国卷Ⅱ，T23)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码．缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小．某次实验所得数据在下表中给出，其中ƒ4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出．回答下列问题：(1)f 4＝________N ；(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出ƒm 图线；(3)f 与m 、木块质量M 、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g 之间的关系式为f ＝________，f m 图线(直线)的斜率的表达式为k ＝________；(4)取g ＝9.80m/s 2，由绘出的f m 图线求得μ＝________.(保留2位有效数字) 解析：(1)由图(b)可读出弹簧秤的示数f 4＝2.75N.(3)摩擦力表达式f ＝μ(M ＋m )g ，其斜率k ＝μg .(4)图线的斜率k ＝Δf Δm ＝2.93－2.150.25－0.05＝3.9N/kg. 解得μ≈0.40.答案：(1)2.75(2)如图所示(3)μ(M＋m)gμg(4)0.40[考情分析]■命题特点与趋势——怎么考1．实验题的考查呈现由基础性向综合性的递进趋势．实验命题不避热点，注重陈题翻新，重点实验频繁考，其他实验“轮换”考，题目特点设置清晰，上手得分容易，但做好做全较难，能有效区分不同水平考生的能力．2．重在考查实验探究能力，而非实验本身．新任务，新情境，原理设计，方法选择，条件控制，数据处理的公式法、列表法、图象法、平均值法和逐差法反复涉及，其中图象法处理实验数据与结果规律性探索是高考的热点和亮点．3．实验题反映科技进步，引领教育创新．频闪照相机或光电计时器替代打点计时器，气垫导轨替代长木板，数字化传感器直接测力或位移等，体现时代特征．■解题要领——怎么做1．熟知各种器材的特性．2．熟悉课本上的实验，抓住实验的灵魂——实验原理，掌握数据处理的方法，熟知两类误差的分析方法．[建体系·记要点] 知识串联熟记核心要点授课提示：对应学生用书第72页[网络构建][要点熟记]1．系统误差：由于仪器本身不精密、实验方法粗略或实验原理不完善而产生的误差．系统误差总是同样偏大或偏小．系统误差可以通过更新仪器、完善原理和精确实验方法来减小．2．偶然误差：由各种偶然因素如测量、读数不准确、作图不规范造成的误差．偶然误差表现为重复做同一实验时总是时大时小．偶然误差可用多次测量求平均值或作图的方法来减小．3．有效数字：带有一位不可靠数字的近似数字叫有效数字．有效数字从左边第一个不为零的数字算起，如0.0125为三位有效数字，中学阶段一般取2位或3位有效数字．4．利用纸带求瞬时速度的方法在匀变速直线运动中，利用物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求解． 测出与第n 点相邻的前、后两段相等时间T 内的距离x n 和x n ＋1，由公式v n ＝x n ＋x n ＋12T 算出．5．利用纸带求加速度的方法(1)利用a ＝Δx T 2求解：在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况下可利用Δx ＝x n ＋1－x n ＝aT 2求加速度a .(2)利用v t 图象求解：画出v t 图象，图线的斜率为物体做匀变速直线运动的加速度．(3)利用光电门求加速度若两个光电门之间的距离为L ，则利用速度与位移的关系可求加速度，即a ＝v 22－v 212L . [研考向·提能力] 考向研析 掌握应试技能授课提示：对应学生用书第73页考向一 游标卡尺和螺旋测微器的读数1．(1)用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示．测量方法正确的是________(选填“甲”或“乙”)．(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径，图丙所示的示数为________mm.解析：(1)题图甲中夹小球的两个测量爪为外测量爪，测物体的外径，所以甲正确．(2)由螺旋测微器的读数方法，可知金属丝的直径d ＝6.5mm ＋20.0×0.01mm＝6.700mm. 答案：(1)甲 (2)6.700(6.699～6.701均正确)2．图中游标卡尺的读数为________mm ，螺旋测微器的读数为________mm.解析：游标卡尺的读数为l ＝52mm ＋7×120mm ＝52.35mm ； 螺旋测微器的读数为d ＝1.5mm ＋49.0×0.01mm＝1.990mm.答案：52.35 1.990(1.899～1.991均正确)[方法技巧]游标卡尺和螺旋测微器读数时应注意的问题(1)10分度的游标卡尺，以mm 为单位，小数点后只有1位.20分度和50分度的游标卡尺以mm 为单位，小数点后有2位．(2)游标卡尺在读数时先读主尺数据，再读游标尺数据，最后两数相加．游标卡尺读数不估读．(3)不要把游标尺的边缘当成零刻线，从而把主尺的刻度读错．(4)螺旋测微器读数时，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出；要准确到0.01mm ，估读到0.001mm ，即结果若用mm 为单位，则小数点后必须保留三位数字．考向二 “纸带类”问题的处理1．常规计时仪器的测量方法(1)区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点．计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点．要注意“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的取点方法是一样的．(2)涉及打点计时器的实验均是先接通打点计时器的电源，待打点稳定后，再释放纸带．3．纸带的三大应用(1)判断物体运动性质．①若Δx ＝0，则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀速直线运动．②若Δx 不为零且为定值，则可判定物体在实验误差允许范围内做匀变速直线运动．(2)求解瞬时速度．做匀变速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．如图所示，求打某一点的瞬时速度，只需在这一点的前后各取相同时间间隔T 的两段位移x n 和x n ＋1，则打n 点时的速度v n ＝x n ＋x n ＋12T.(3)用“逐差法”求加速度．如图所示因为a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2 所以a ＝a 1＋a 2＋a 33＝(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)9T 2.3．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图所示，并在其上取了A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 共7个计数点，图中每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，打点计时器接频率f ＝50Hz 的交流电源．(1)打下E 点时纸带的速度v E ＝________(用给定字母表示)；(2)若测得d 6＝65.00cm ，d 3＝19.00cm ，物体的加速度a ＝________m/s 2；(3)如果当时交变电流的频率f >50Hz ，但当时做实验的同学并不知道，那么测得的加速度值和真实值相比________(选填“偏大”或“偏小”)．解析：(1)由于图中每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为5T ，利用匀变速直线运动的推论得v E ＝d 5－d 310T ＝(d 5－d 3)f 10. (2)根据匀变速直线运动的推论Δx ＝aT 2可得a ＝x DG －x AD (3×5T )2＝(d 6－d 3)－d 3(3×0.1s )2＝3.00m/s 2. (3)如果在某次实验中，交流电的频率f >50Hz ，则实际打点周期变小，根据运动学公式Δx ＝aT 2得，测量的加速度值和真实的加速度值相比偏小．答案：(1)(d 5－d 3)f 10(2)3.00 (3)偏小 4．(2017·高考江苏卷)利用如图甲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．(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乙所示．选择某一点为计数点“0”，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v 1＝________m/s.(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力，取g ＝9.80m/s 2，利用W ＝mg Δx 算出拉力对小车做的功W .利用E k ＝12Mv 2算出小车的动能，并求出动能的变化量ΔE k .计算结果见下表.k(4)实验结果表明，ΔE k 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.解析：(1)小车能够做匀速运动，表明已平衡摩擦力．(2)每隔4个计时点取一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为T ＝0.1s ，v 1＝x 022T＝0.228m/s.(3)描点画图，如图所示．(4)根据牛顿第二定律，对整体有mg ＝(m ＋M )a ，对钩码有mg －F T ＝ma ，联立可解得小车受到的实际拉力F T ＝Mm M ＋mg ＝0.093N. 答案：(1)小车做匀速运动 (2)0.228 (3)如图(解析图)所示 (4)0.0935．某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中动量的变化规律的实验：在小车A 的前端粘有橡皮泥，推动小车A 使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动，他设计的具体装置如图甲所示，在小车A 后连着纸带，打点计时器的工作频率为50Hz ，长木板下垫着小木片以平衡摩擦力．(1)若已得到如图乙所示的打点纸带，测得各计数点间距离并标在图上，点1为打下的第一个点，则应选________段来计算小车A 的碰前速度，应选________段来计算小车A 和小车B 碰后的共同速度．(均选填“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”)(2)已测得小车A 的质量m A ＝0.40kg ，小车B 的质量m B ＝0.20kg ，由以上的测量结果可得，碰前两小车的总动量为________kg·m/s，碰后两小车的总动量为________ kg·m/s，由此可得出的实验结论是_____________________________________________________.解析：(1)因小车做匀速运动，应取纸带上点迹均匀的一段来计算速度，碰前2～3段点迹均匀，碰后4～5段点迹均匀，故取2～3段计算碰前小车A 的速度，4～5段计算碰后小车A 、B 的共同速度．(2)碰前小车A 的速度v A ＝x 23T ＝10.50×10－20.02×5m/s ＝1.05 m/s ，其动量p A ＝m A v A ＝0.420kg·m/s；碰后两小车的共同速度为v AB ＝x 45T ＝6.95×10－20.02×5m/s ＝0.695 m/s ，其总动量p AB ＝(m A ＋m B )v AB ＝0.417kg·m/s，由计算结果可知，在实验允许的误差范围内碰撞前后总动量不变．答案：(1)2～3 4～5 (2)0.420 0.417 在实验允许的误差范围内碰撞前后总动量不变考向三“橡皮条、弹簧类”实验1．橡皮条、弹簧的弹力大小与伸长量之间的关系满足胡克定律，实验的数据处理中一般选用图象法．2．胡克定律描述的是在弹性限度内，橡皮条(弹簧)的弹力与形变量成正比，如果超出弹性限度，正比关系不再成立．3．图象法处理数据的要求(1)作图一定要用坐标纸，坐标纸的大小要根据有效数字的位数和结果的需要来定．(2)要标明坐标轴名、单位，在坐标轴上每隔一定的间距按有效数字的位数标明数值．(3)图上的连线不一定通过所有的数据点，应尽量使数据点合理地分布在线的两侧．(4)作图时常通过选取适当的坐标轴使图象线性化，即“变曲为直”．(5)有些时候，为了使坐标纸有效使用范围增大，坐标原点可以不从“0”开始．6．在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中：(1)以下说法正确的是________．A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B．用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等(2)若某同学采用的实验装置如图甲所示，所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．①有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在图乙中，请作出F L 图线． ②由此图线可得出该弹簧的原长L 0＝________cm ，劲度系数k ＝________N/m.(结果均保留两位有效数字)(3)若某同学把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L 0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L ，把L －L 0作为弹簧的伸长量x ，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是________．解析：(1)弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，否则弹簧会损坏，故A 正确．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要保证弹簧位于竖直位置，使钩码的重力等于弹簧的弹力，要待钩码平衡时再读数，故B 正确．弹簧的长度不等于弹簧的伸长量，故C 错误．拉力与伸长量之比是劲度系数，由弹簧决定，同一弹簧的劲度系数是不变的，不同的弹簧的劲度系数一般不同，故D 错误．(2)①作出F L 图线，如图所示．②弹簧处于原长时，弹力为零，故弹簧的原长L 0＝5cm ；图象的函数表达式为F ＝k (L －L 0)，故斜率表示劲度系数，劲度系数k ＝ΔF ΔL ＝ 2.00.15－0.05N/m ＝20 N/m.(3)当竖直悬挂时，由于自身重力的影响弹簧会有一段伸长量L1，但此时所挂重物的重力为0(F＝0)，结合弹簧弹力的特点可得，F＝k(L－L0－L1)＝k(L－L0)－kL1＝kx－kL1，其图象只可能是C图．答案：(1)AB (2)①图见解析②5.0 20 (3)C7．(2017·高考全国卷Ⅲ)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点为作用点，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；(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．解析：(1)由测力计的读数规则可知，读数为4.0N．(2)(ⅰ)利用平行四边形定则作图；(ⅱ)由图可知F合＝4.0N，从F合的顶点向x轴和y轴分别作垂线，顶点的横坐标对应长度为1mm，顶点的纵坐标长度为20mm，则可得出F合与拉力F的夹角的正切值为0.05.答案：(1)4.0(2)(ⅰ)如图所示(ⅱ)4.00.05考向四 “光电门类”实验1．光电门的结构光电门是一个像门样的装置，一边安装发光装置，一边安装接收装置并与计时装置连接．2．光电门的原理当物体通过光电门时光被挡住，计时器开始计时，当物体离开时停止计时，这样就可以根据物体大小与运动时间计算物体运动的速度．(1)计算速度：如果挡光片的宽度为d ，挡光时间为Δt ，则物体经过光电门时的瞬时速度v ＝dΔt . (2)计算加速度：利用两光电门的距离L 及a ＝v 22－v 212L计算加速度．8.如图所示，为测量做匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b 的挡光片A 、B 固定在小车上，测得二者间距为d .(1)当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片A 、B 先后经过光电门的时间为Δt 1和Δt 2，则小车加速度a ＝________________.(2)为减小实验误差，可采取的方法是________．A ．增大两挡光片的宽度bB ．减小两挡光片的宽度bC ．增大两挡光片之间的间距dD ．减小两挡光片之间的间距d解析：(1)本题考查测量匀加速直线运动的加速度实验及误差分析．小车经过A 点时的瞬时速度v A ＝b Δt 1， 小车经过B 点时的瞬时速度v B ＝b Δt 2， 由公式2ad ＝v 2B －v 2A ，解得加速度a ＝v 2B －v 2A 2d ＝b 22d [1(Δt 2)2－1(Δt 1)2]． (2)为了减小实验误差，可采取的措施有通过减小两挡光片的宽度b 来更加精确地获得小车经过A 和B 点时的瞬时速度，或通过增大两挡光片之间的距离d 来增加小车运动的时间来减小时间的测量误差，故选B 、C.答案：(1)b22d[1(Δt2)2－1(Δt1)2](2)BC9．某研究性学习小组利用气垫导轨验证牛顿第二定律，实验装置如图甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器将采集到的数据传送给计算机．滑块在细线的牵引下向左做加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到电压U随时间t变化的图象．(1)实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的Δt1________Δt2(选填“>”“＝”或“<”)时，说明气垫导轨已经水平．(2)用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d＝________mm.(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若Δt1、Δt2和d已知，要对滑块和钩码组成的系统验证牛顿第二定律，还应测出两光电门间距离L和________________________(写出物理量的名称及符号)．(4)若上述物理量间满足关系式________________________________________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统满足牛顿第二定律．解析：(1)检验气垫导轨水平的方法是轻推滑块，看滑块是否做匀速直线运动，故应使Δt1＝Δt2.(2)本题中固定刻度的读数为8mm(半毫米刻度线未露出)，可动刻度上与固定刻度水平线所对的读数为47.5(要估读一位)，所以遮光条的宽度d＝8.475mm.(3)对滑块和钩码组成的系统，由牛顿第二定律得mg＝(m＋M)a，结合题中Δt1、Δt2、d、L及v22＝v21＋2aL可以测量加速度，故还需要测量滑块P和遮光条的总质量M.(4)对钩码Q，由牛顿第二定律得mg－F＝ma，对滑块，由牛顿第二定律得F＝Ma，两式联立得mg＝(m＋M)a，其中加速度为a ＝12L [(d Δt 2)2－(d Δt 1)2] 即只需要证明mg ＝M ＋m 2L [(d Δt 2)2－(d Δt 1)2]． 答案：(1)＝ (2)8.475(在8.474～8.476之间均正确) (3)滑块P 和遮光条的总质量M (4)mg ＝M ＋m 2L [(d Δt 2)2－(d Δt 1)2] [限训练·通高考] 科学设题 拿下高考高分 单独成册 对应学生用书第149页(45分钟)1．用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图甲所示，此示数为________mm ，用20分度的游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图乙所示，此示数为________mm.解析：螺旋测微器的固定刻度读数6mm ，可动刻度读数为0.01mm×12.5＝0.125mm ，所以最终读数为6mm ＋0.125mm ＝6.125mm ；游标卡尺的主尺读数为6.3cm ＝63mm ，游标尺上第12个刻度与主尺上某一刻度对齐，因此游标读数为0.05mm×12＝0.60mm ，所以最终读数为63mm ＋0.60mm ＝63.60mm.答案：6.125(±0.002均可) 63.602．(2017·高考全国卷Ⅱ)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]，v 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v ；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②③；⑤多次重复步骤④；⑥利用实验中得到的数据作出v Δt 图，如图(c)所示．完成下列填空：(1)用a 表示滑块下滑的加速度大小，用v A 表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则v 与v A 、a 和Δt 的关系式为v ＝________.(2)由图(c)可求得，v A ＝________cm/s ，a ＝________ cm/s 2.(结果保留3位有效数字) 解析：(1)由于滑块做匀变速运动，在挡光片通过光电门的过程中，由运动学公式得vΔt ＝v A Δt ＋12a (Δt )2，则v ＝v A ＋12a Δt .(2)由v ＝v A ＋12a Δt 结合题图(c)可知，图线与纵轴的交点的纵坐标即为v A ，将图线延长与纵轴相交，得v A ＝52.1cm/s ，图线的斜率等于12a ，即12a ＝53.60－52.120.18cm/s 2，求得a ＝16.4 cm/s 2. 答案：(1)v A ＋a 2Δt (2)52.1 16.4 3．在“验证动量守恒定律”的实验中，气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块A 、B ，遮光板的宽度相同，测得滑块的质量分别为m 1和m 2.如图a 所示，实验中，用细线将两个滑块拉近使轻弹簧压缩，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得滑块A 、B 通过光电门的时间分别为t 1、t 2.(1)图b 所示为甲、乙两同学用螺旋测微器测遮光板宽度d 时所得的不同情景．由该图可知甲同学测得的示数为________mm ，乙同学测得的示数为________mm.(2)用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式为________(用m1、m2、t1、t2、d表示)，被压缩弹簧开始贮存的弹性势能E p＝________.解析：(1)题图b中甲测得的螺旋测微器的固定刻度读数为 3.5mm，可动刻度读数为0.01mm×0.5＝0.005mm，所以最终读数为3.5mm＋0.005mm＝3.505mm.同理，乙的读数为3mm ＋0.485mm＝3.485mm.(2)根据动量守恒定律可知，设向右为正方向，则应满足的表达式为0＝－m1v1＋m2v2，即m1v1＝m2v2，根据光电门的性质可知v1＝dt1，v2＝dt2，代入上式可得m1dt1＝m2dt2，根据功能关系可知，压缩弹簧贮存的弹性势能等于后来滑块A、B获得的动能，则有E p＝12m1v21＋12m2v22＝m1 2(dt1)2＋m22(dt2)2.答案：(1)3.505(3.503～3.507均可) 3.485(3.483～3.487均可) (2)m1dt1＝m2dt2m12(dt1)2＋m22(dt2)24．(2016·高考全国卷Ⅱ)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图(a)所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．(1)实验中涉及下列操作步骤：①把纸带向左拉直②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的序号)．(2)图(b)中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50Hz.由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为______m/s.比较两纸带可知，________(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．。
高考物理二轮复习第一部分专题六实验与创新第1讲力学实验与创新课件新人教版
2．纸带数据的处理方法
3．平衡摩擦力的两个实验及方法 探究加速度与力、质量的关系及探究做功与速度变化的关 系两个实验均需平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是垫高有打点 计时器的一端，给小车一个初速度，小车能匀速下滑．
(i)用 5 mm 长度的线段表示 1 N 的力，以 O 点为作用点， 在图(a)中画出力 F1、F2 的图示，然后按平形四边形定则画出它 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
(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＝4.2 N 和 F2＝5.6 N.
差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则．
解析 (1)由题给测力计示数可知，读数为 4.0 N. (2)作图，F2 长度为 28 mm，F1 长度为 21 mm，平行四边形 如图，量出合力长度约为 20 mm，大小代表 4.0 N，量出合力箭 头处到 y 轴距离和所作合力在 y 轴上投影长度，其比值就是 F 合 与拉力 F 的夹角的正切值．
度后在摩擦力作用下减速运动，故相邻水滴间的距离逐渐减小，
结合图(b)可知小车向左运动．(2)由题意知，30 s 内滴下 46 滴水，
共 45 个时间间隔，故相邻两滴水的时间间隔 T＝3405 s＝23 s．由
高考物理二轮复习的时间安排
高考物理二轮复习的时间安排2023高考物理二轮复习的时间安排寒假过后物理将进入二轮复习，物理学是一门自然科学，注重于研究物质、能量、空间、时间，尤其是它们各自的性质与彼此之间的相互关系。
下面是小编为大家整理的高考物理二轮复习的时间安排，希望能帮助到大家!高考物理二轮复习的时间安排章节内容时间考点专题一力与物体的平衡3月10日考向一受力分析3月11日考向二静态平衡3月12日考向三动态平衡3月14日考向四电磁感应中的受力平衡专题二力与直线运动3月15日考向一匀变速直线运动规律的应用3月16日考向二运动图象问题3月17日考向三牛顿运动定律的应用3月18日考向四动力学方法分析“传送带”模型和“板—块”模型3月19日考向五动力学中的临界问题专题三力学中的曲线运动3月21日考向一平抛运动的规律及应用3月22日考向二圆周运动的分析3月23日考向三万有引力定律的理解和应用3月24日考向四双星和多星问题专题四电学中的曲线运动3月25日考向一带电粒子在电场中的曲线运动 3月26日考向二带电粒子在磁场中的曲线运动专题五动量和能量3月28日考向一功和功率动能定理3月29日考向二能量观点的应用3月30日考向三动力学观点和能量观点的综合应用3月31日考向四动量定理的应用4月3日考向五动量观点、能量观点的应用4月5日考向六力学三大观点的综合应用专题六电场和磁场4月6日考向一电场的性质4月11日考向二电势差与电场强度的关系4月12日考向三平行板电容器相关问题分析4月13日考向四带电粒子（带电体）在电场中的运动4月14日考向五磁场的性质4月15日考向六带电粒子在匀强有磁场中的运动4月16日考向七带电粒子（带电体）在叠加场中的运动专题七电路与电磁感应4月18日考向一直流电路的计算及动态分析4月19日考向二交变电流及理想变压器4月20日考向三楞次定律和法拉第电磁感应定律4月21日考向四电磁感应中的图象问题4月22日考向五电磁感应定律中的能量和动量问题4月23日考向六动力学中的单杆、双杆、导线框问题专题八原子结构与原子核4月25日考向一氢原子能级跃迁和光电效应 4月26日考向二衰变、核反应与核能的计算专题九力学实验4月27日考向一基本仪器的使用与读数4月28日考向二“纸带类”实验4月29日考向三“弹簧”“橡皮条”类实验4月30日考向四力学实验拓展创新专题十电学实验5月4日考向一基本器材的使用与读数5月5日考向二电表的改装、多用电表的原理与使用5月6日考向三以测电阻为核心的实验5月11日考向四以测电源的电动势和内阻为核心的实验专题十一热学5月12日考向一分子动理论内能、用油膜法估测分子的大小5月13日考向二气体热现象的微观意义、固体和液体5月14日考向三气体实验定律和理想气体状态方程5月15日考向二气体实验定律与图象、热力学第一定律等的综合高考物理复习6个关键点重点扫除知识“盲点”对照考纲，把新课学习时不太清楚的知识点全部都弄清楚，把已经弄清楚的进一步熟练。
高考物理二轮课件：6.1 力学实验与创新
专题六
考点一 考点二
第1讲
力学实验与创新
知识网络 高频考点
考情分析 考点三
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思维激活 1.游标卡尺读数时不估读。 2.螺旋测微器读数时要估读到毫米千分位。
专题六
考点一 考点二
第1讲
力学实验与创新
知识网络 高频考点
考情分析 考点三
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规律方法 游标卡尺和螺旋测微器读数时应注意的问题 (1)10分度的游标卡尺,若以mm为单位,小数点后只有1位。20分度 和50分度的游标卡尺若以mm为单位,小数点后有2位。 (2)游标卡尺在读数时先确定主尺的分度(一般是1 cm,即10 mm),把 数据读成以毫米为单位的。先读主尺数据,再读游标尺数据,最后两 数相加。游标卡尺读数不估读。 (3)不要把游标尺的边缘当成零刻度,而把主尺的刻度读错。 (4)螺旋测微器读数时,要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是 否已经露出,由可动刻度的0刻度线位置判定;要准确到0.01 mm,估读 到0.001 mm,即结果若用mm做单位,则小数点后必须保留三位数字。
网络构建 要点必备
第1讲
力学实验与创新
知识网络 高频考点
考情分析
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1.利用纸带求瞬时速度的方法 在匀变速直线运动中,利用物体在一段时间内的平均速度等于中 间时刻的瞬时速度求解。 测出与第n点相邻的前、后两段相等时间T内的距离xn和xn+1,由 ������������ +������������+1 公式 vn= 2������ 算出。在验证机械能守恒定律实验中,就是根据此 法求得物体瞬时速度的。 2.利用纸带求加速度的方法 Δ������ a= (1)利用 ������2 求解在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况 下可利用Δx=xn+1-xn=aT2求加速度a。
[优选]高考物理二轮复习专题突破课件专题力学实验及创新
![[优选]高考物理二轮复习专题突破课件专题力学实验及创新](https://img.taocdn.com/s3/m/1117d9c6227916888586d7ab.png)
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2.时间类测量仪器的读数 (1)打点计时器：每打两个点的时间间隔为 0.02 s，一般每五个点 取一个计数点，则时间间隔为 Δt＝0.02×5 s＝0.1 s。 (2)频闪照相机：用等时间间隔获取图象信息的方法将物体在不 同时刻的位置记录下来，时间间隔 Δt＝1f。(f 为频闪照相机的频率) (3)光电计时器：记录遮光条通过光电门的遮光时间。
考点1 力学常规实验
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基本仪器的读数和使用
1．两种常见长度测量仪器的使用及读数方法
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丙
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螺旋测微器(需估读)
高考物理二轮复习专题五实验技能与创新第讲力学实验与创新课件.ppt
(3)已知当地的重力加速度大小为 g＝9.80m/s2，L＝30.0cm，L1＝10.4cm。乙 的反应时间为____0_.2_0_____s。(结果保留 2 位有效数字)
(4) 写 出 一 条 能 提 高 测 量 结 果 准 确 程 度 的 建 议 ： __多__次__测__量__取__平__均__值__；_ __初__始__时__乙__的__手__指__尽__可__能__接__近__尺__子_____。
第13讲 力学实验与创新
1
微网构建
2
高考真题
3
热点聚焦
4
复习练案
微网构建
高考真题
1．(2018·全国Ⅰ，22)如图(a)，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一 托盘；一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有 一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。
现要测量图(a)中弹簧的劲度系数。当托盘内没有 砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标 尺读数为1.950cm；当托盘内放有质量为0.100kg的砝码 时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示 数如图(b)所示，其读数为___3_.7_7_5____cm。当地的重力 加速度大小为9.80m/s2，此弹簧的劲度系数为__5_3_._7___ N/m(保留3位有效数字)。
[解析]
(2) 根 据 自 由 落 体 运 动 的 规 律 ， 得
L
－
L1
＝
1 2
gt2
，
解
得
t＝
2L－g L1。
(3)将 g＝9.80m/s2，L＝30.0cm＝0.300m，L1＝10.4cm＝0.104m，代入 t＝
高考物理二轮复习 专题十 第1课时 力学实验与创新课件
目 开
2．螺旋测微器的读数方法：测量值(mm)＝固定刻度指示的毫
关 米数(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度上与固定刻度基
线所对的刻度值(注意刻度值要估读一位)×0.01 mm.
热点实验例析
(1)用螺旋测微器测量一小球的直径，结果如图 2 甲所示，则小球的直径 d＝________ mm.
本 课 时 栏 目 开 关
完成实验操作与记录：
(1)将弹簧测力计 A 挂于固定点 P，下端用细线 ac 挂一重物
本 G，如图中虚线所示，记录：测力计 A 的读数 F0.
课 时
(2)用弹簧测力计 B 的挂钩拉另一细线的 b 端，该细线的另
栏 目
一端系在细线 ac 上的 O 点处，手持测力计 B 保持水平方向
开 关
缓慢向左拉，到达如图所示位置，记录：O 点的位置、
栏
目 答案 20.15 1.730
开
关
热点实验例析
以题说法 1.游标卡尺的读数方法：由主尺读出整毫米数 l0，
从游标尺上读出与主尺上某一刻度对齐的格数 n，则测量值
本 课
(mm)＝(l0＋n×精确度) mm.注意：(1)游标卡尺的精确度一般
时 栏
为游标尺上总刻度数的倒数．(2)游标卡尺不需要估读．
目 开
的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)；⑫描绘小电珠的伏安特
关 性曲线；⑬把电流表改装为电压表；⑭测定电源的电动势和
内阻；⑮用多用电表探索黑箱内的电学元件；⑯练习使用示
波器；⑰传感器的简单应用；⑱测定玻璃的折射率；⑲用双
缝干涉测光的波长．
专题十
高考除了对课本中原有的学生实验进行考查外，还增加了 对演示实验的考查，利用学生所学过的知识，对实验器材或实 本 验方法加以重组，来完成新的实验设计．设计型实验将逐步取
高考物理二轮专题复习：力学实验与创新课件
第2轮 物理(全国版)
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(3)拉细线时，细线要平行于桌面，两细线的夹角不宜太大，也不宜太小．
导 (ⅱ)F合的大小为________ N，F合与拉力F的夹角的正切值为___________.
(3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块； B．第一次实验时，两细线的夹角应越大越好
01
知识规律链接
航 (ⅱ)F合的大小为________ N，F合与拉力F的夹角的正切值为___________.
第2轮 物理(全国版)
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第一部分 专题突破
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第一部分 专题突破
分类 实验名称
装置图
验证力的 平行四边 验 形定则 证 性 实 验 验证牛顿 运动定律
第2轮 物理(全国版)
常考要点 ①考读数：弹簧测力计示数 ②考操作：两次拉橡皮筋时需将结点O拉 到同一位置 ③求合力：根据分力F1、F2的大小与方向 用作图法求合力 ①考装置：器材装配正误；平衡摩擦力的 方法、标准；质量控制要求 ②控制变量法的应用 ③图象的处理以及实验的注意事项 ④判成因：给异常a－F图象，判断其可能 成因
两细线的夹角不宜太大，也不宜太小 7 cm，则该地的重力加速度大小为g＝________m/s2.
02
命题热点突破
A．L1
B．L2
两细线的夹角不宜太大，也不宜太小
(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是________.
物理学的创新设计
物理学的创新设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握物理学的基础知识，如力学、电学、光学等，并能够将这些知识与创新设计相结合。
2. 了解物理学发展历程中的重要创新成果，培养学生对科学发展的认识。
3. 掌握物理实验的基本方法，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
技能目标：1. 培养学生运用物理学原理进行创新设计的能力，提高学生的创新思维和动手实践能力。
2. 培养学生团队合作精神，提高沟通与协作能力。
3. 培养学生运用现代技术手段，如计算机辅助设计等，进行物理创新设计的技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物理学的热爱，激发学习兴趣，提高学生的学科素养。
2. 培养学生勇于探索、敢于创新的精神，增强学生的自信心和自主意识。
3. 培养学生关注社会热点问题，将所学知识与国家发展和社会需求相结合，树立正确的价值观。
本课程针对学生年级特点，结合物理学基础知识，注重培养学生的创新能力和实践技能。
课程设计以学生为主体，充分发挥学生的主动性和创造性，使学生在学习过程中获得成就感，激发学习兴趣。
通过课程学习，学生能够将物理学知识应用于实际创新设计，提高解决实际问题的能力，为未来的学习和发展奠定基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 物理学基本原理回顾：复习力学、电学、光学等基础知识，强调各部分之间的联系，为学生创新设计提供理论依据。
2. 物理学创新设计案例解析：分析物理学发展史上具有代表性的创新设计案例，如电磁感应、光纤通信等，使学生了解科学家们的创新思维和方法。
3. 创新设计方法与步骤：介绍创新设计的基本方法，如头脑风暴、逆向思维等，明确创新设计的步骤，指导学生进行实际操作。
4. 实践操作：组织学生进行物理实验，运用所学知识进行创新设计，提高学生的动手能力和实践技能。
5. 现代技术在物理创新设计中的应用：介绍计算机辅助设计、3D打印等现代技术，让学生了解并掌握这些技术在实际创新设计中的应用。
高中物理第二轮复习 专题六 物理实验及创新实验 第1讲 力学实验
5
研透命题·精准备考
注意事项
(1)游标卡尺在读数时先确定各尺的分度，把数据读成以毫米为单位的，先读主尺数 据，再读游标尺数据，最后两数相加。 (2)游标卡尺读数时不需要估读。 (3)游标卡尺在读数时注意区分卡尺的精度。 (4)螺旋测微器读数时，要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，结果若用mm作单位， 小数点后必须保留3位数字。 (5)螺旋测微器在读数时，注意区别整毫米刻度线与半毫米刻度线，注意判断半毫米 刻度线是否露出。
答案 5.0
14
图2
研透命题·精准备考
2．以下是刻度尺和两种分度的游标卡尺，示数如图3甲、乙、丙所示，则读数分别 为__________cm、__________mm、__________cm。
图3
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研透命题·精准备考
解析 图甲中，用毫米刻度尺测量时，读数应读到mm的下一位，即长度测量值为 60.25 cm。 图乙中，50分度的游标卡尺的精确度为0.02 mm，主尺读数为2 mm，游标尺读数为 4×0.02 mm＝0.08 mm，所以读数为2.08 mm。 图丙中，20分度的游标卡尺的精确度为0.05 mm，主尺读数为12 mm，游标尺读数为 4×0.05 mm＝0.20 mm，游标卡尺的读数为12.20 mm＝1.220 cm。 答案 60.25 2.08 1.220
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研透命题·精准备考
【例2】 (2019·全国卷Ⅰ，22)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下 滑时的运动进行探究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图1所示。已知 打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个 打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是 ________点。在打出C点时物块的速度大小为________m/s(保留3位有效数字)； 物块下滑的加速度大小为________m/s2(保留2位有效数字)。