2017年高考物理(浙江专用)二轮专题复习课件：专题七 实验技能与创新专题七 第1课时 (NXPowerLite)
81.7 0.012 2 (1)将表中数据补充完整：________ ；________.
mg 解析 根据胡克定律有mg＝k(x－x0)，解得 k＝x－x ＝ 0 0.100×9.80 N/m ≈81.7 N/m， 1 ≈0.012 2 m/N. 5.26－4.06×10－2 k
1 (2)以n为横坐标， 为纵坐标，在图2给出的坐标纸上画出 k 1 —n图像． k
P1
x0(cm) 2.04
P2
4.06
P3
6.06
P4
8.05Leabharlann P510.03P6
12.01
x(cm)
n
2.64
10
5.26
20
7.81
30
10.30
40
12.93
50
15.41
60
k(N/m) 1 k (m/N)
163 0.006 1
56.0
43.6
33.8
28.8
0.017 9 0.022 9 0.029 6 0.034 7
已知所有钩码的质量可认为相同且为 m0＝50 g，当地重力
加速度g＝9.8 m/s2.请回答下列问题：
32 N/m.(结 (1)请根据表格数据计算出弹簧的劲度系数k＝____ 果保留两位有效数字) 解析 根据胡克定律k(x－x0)＝nm0g，代入数据求k，再求平
均值得k＝32 N/m；
(2)考虑到在没有挂钩码时弹簧自身有重量，测量的弹簧劲
以题说法
(3)函数法
往往是根据图象得到物理量间的函数关系方程式．
针对训练1
如图3为“测量弹簧劲度系数”的实验装置图，
弹簧的上端固定在铁架台上，下端装有指针及挂钩，指针 恰好指向一把竖直立起的毫米刻度尺．现在测得在挂钩上
挂上一定数量钩码时指针在刻度尺上的读数如下表：
图3
钩码数n
0
1
2
3
4
5
刻度尺读数xn(cm) 2.62 4.17 5.70 7.22 8.84 10.43
第1课时 力学、光学实验与创新
栏目索引 热点实验例析
审题破题
真题演练
热点实验例析
考向1 探究弹力和弹簧伸长的关系
例1 (2014· 新课标Ⅱ· 23)某实验小组探究弹簧 的劲度系数k与其长度(圈数)的关系．实验装 置如图1所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指
针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹
专题七
实验技能与创新
专题定位
高考对学生实验的考查，主要有以下十四个实验：
①研究匀变速直线运动；②探究弹力和弹簧伸长的关系；③探究
求合力的方法；④探究加速度与力、质量的关系；⑤探究功与速
度变化的关系；⑥验证机械能守恒定律；⑦探究导体电阻与其影
响因素的定量关系；⑧测绘小灯泡的伏安特性曲线；⑨测定电池
的电动势和内阻；⑩练习使用多用电表；⑪探究单摆周期与摆长 的关系； ⑫ 测定玻璃的折射率； ⑬ 用双缝干涉测量光的波长 ( 同 时练习使用测量头)；⑭探究碰撞中的不变量．
图2
解析
1 －n图像如图所示 k
(3)图2中画出的直线可近似认为通过原点．若从实验中所用 的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈 数n的关系的表达式为k＝________ N/m；该弹簧的劲度系数
k与其自由长度l0(单位为m)的关系表达式为k＝________
N/m.
1.75×103 解析 根据图像可知，k与n的关系表达式为k＝ N/m， n k与l0的关系表达式为k＝ 3.47 N/m. l0
没有影响 填“偏大”、 度系数k的值与真实值相比较____________( “偏小”或“没有影响”)．
解析
因在计算弹力时把弹簧自身的重量引起的形变量减去
了，故弹簧自身有重量对测量值没有影响．
热点实验例析
考向2 探究求合力的方法
例2 (2014· 江苏· 11)小明通过实验验证力的平
行四边形定则．
解析 作出的图示如图所示.
答案 见解析图(F合＝4.6～4.9 N都算对)
(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5所示，将一张白纸
图6
解析 Fa＝Fb.
重物受力情况如图所示，由于重力不变，两次实验
专题定位
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，对实验器材或实验方
法加以重组，来完成新的实验设计．设计型实验的考查将逐步
取代对课本中原有的单纯学生实验的考查．
应考策略
1.熟知各种器材的特性.2.熟悉课本实验， 抓住实验的灵魂
——实验原理，掌握数据处理的方法，熟知两类误差分析．
(1)实验记录纸如图4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
图4 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＝3.30 N、F2＝3.85 N和F3＝4.25 N．请根据
图中给出的标度作图求出F1和F2的合力．
簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；
通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的
位置，P0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，
各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100 kg的
图1
砝码时，各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如
下表所示(n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80 m/s2)．已 知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为 11.88 cm.
答案 1.75×103 1.67×103 1.83×103 (在 ～ 之间均可) n n n
3.47 3.31 3.62 (在 ～ 之间均可) l0 l0 l0
以题说法 实验数据处理方法：
(1)列表法
将测得的实验数据填入设计好的表格之中，可以分析
两物理量间的定性关系．
(2)图象法 根据记录的实验数据在直角坐标系内进行作图．若是 曲线应平滑，若是直线要让尽量多的点过直线．或在 直线两侧均匀分布．
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5
两次实验记录的轨迹如图6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________．
2017版《创新设计》浙江物理选考高分突破文档讲义：专题7.24法拉第电磁感应定律的综合运用
第24课时法拉第电磁感应定律的综合运用易错点一电磁感应中的图象问题1．电磁感应图象问题的分类(1)由给出的电磁感应过程选出或画出正确的图象。
(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应物理量。
2.分析电磁感应图象的要点(1)要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势(感应电流)是否大小恒定。
用楞次定律判断出感应电动势(或感应电流)的方向，从而确定其正负，以及在坐标中的范围。
(2)分析回路中的感应电动势或感应电流的大小及其变化规律，要利用法拉第电磁感应定律来分析，有些图象还要画出等效电路来辅助分析。
(3)要正确理解图象问题，必须既能根据图象的定义把图象反映的规律对应到实际过程中去，又能根据实际过程的物理规律进行判断，这样，才抓住了解决图象问题的根本。
【练1】(多选)半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图1所示。
有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图2所示。
在t＝0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒，则以下说法正确的是()A．第2 s内上极板为正极B ．第3 s 内上极板为负极C ．第2 s 末微粒回到了原来位置D ．第2 s 末两极板之间的电场强度大小为0.1πr 2d解析 根据楞次定律和法拉第电磁感应定律画出极板间电势差(以上极板电势高时为正)随时间变化的关系图象如图甲所示，根据牛顿运动定律和运动学知识得到微粒运动的图象如图乙所示。
由上述两图象知，选项A 正确，B 、C 错误；根据法拉第电磁感应定律得第2 s 末两极板之间的电压大小乙U ＝ΔB Δt S ＝0.1×πr 2(V)，所以两极板之间的电场强度大小为E ＝U d ＝0.1πr 2d (V/m)，所以选项D 正确。
答案 AD易错点二 电磁感应中的电路问题解决电磁感应中的电路问题的基本步骤(1)“源”的分析：用法拉第电磁感应定律算出E 的大小，用楞次定律或右手定则确定感应电动势的方向(感应电流方向是电源内部电流的方向)，从而确定电源正负极，明确内阻r 。
力学实验与创新(纸带类实验)
即“变曲为直”。
(5)注意区别横、纵坐标轴的物理意义、标度及单
位。
(6)明确图像的斜率、截距的物理意义。
考向一 研究匀变速直考点线二运栏动目索 引
1.某同学利用如图所示装置研究小车的匀变速直线
运动。
(1)实验中,必需的措施是 AB 。高考导
A.细线与长木板平行
航
B.先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于钩码的质量
测量小球下落的距离,故需要米尺。
(2)由于不知照相机的放大倍数,故不能通过测量小球在照片上
下落的距离来获得小球的实际下落距离,所以只能将米尺与小
球的运动拍摄在同一张照片中。因小球做自由落体运动,故
米尺只能竖直放置。
(3)由Δx=gT2得当地的重力加速度的大小为g=
Δx T2
= (0.587-0.245)-0.245 m/s2=9.7 m/s2。
专题整合
栏目索 引
高考导 航
专题七 实验技能与创新
微专题 ⑰ 力学实验与创新
栏目索 引
高考导 航
考情速览
栏目索 引
考点、年份
1.“纸带” 类实验
2.“橡皮条 、弹簧、碰 撞”类实验
2017 全国卷Ⅰ
T22 全国卷Ⅱ
T22
全国卷Ⅲ T22
2018
2019
全国卷
高考导
航
——
ⅠT22 全国卷Ⅱ
T22
全国卷Ⅰ T22
= 。 s6 s5 s4-s3-s2-s1
引
(2)该同9T学2 先探究合外力不变的情况下,加速度与质
量A.平的衡关摩系擦,以力下时说,要法把正装确有的砝是码D的砝码高航考盘。导 用细绳通
过定滑轮系在小车上,把木板不带滑轮的一端缓慢
最新届高考物理(浙江通用)讲义：专题七 第2课时电学实验与创新
第2课时电学实验与创新考向1 电表读数、多用电表的使用例1在练习使用多用电表时：（1）下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是( ）A．测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则不会影响测量结果B．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大C．测量电路中的电阻时，应该把该电阻与电路断开D．欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但仍能调零，其测量结果与原来相比不变（2）用多用电表探测二极管的极性,用欧姆挡测量,黑表笔接a端，红表笔接b端时，指针向右偏转角较大，然后黑、红表笔反接指针偏转角较小,说明________（填“a"或“b”）端是二极管正极．(3）某同学想通过多用电表A中的欧姆档，直接去测量相同规格的多用电表B中量程为2。
5 V的电压档的内阻，如图1甲连线,选择倍率为×1k欧姆挡,测量前应对多用电表A进行______________，按正确的操作步骤测量，两表指针位置相同,如图乙所示，从A表读出B 表内阻约为________________kΩ，从B表读出电压约为________ V。
图1计算出多用电表A的电源电动势约为________ V(已知表盘正中电阻刻度值为15，计算结果保留两位有效数字）．解析（2）当用多用电表的红表笔接触二极管a端、黑表笔接触二极管b端时，b端电势高、a端电势低，此时发现多用电表的指针偏转量非常小，说明此时电阻很大，说明此时二极管反向偏压，则a端是二极管的正极．（3）选挡后要先进行欧姆调零,欧姆表读数＝表盘读数×倍率＝13×1 kΩ＝13 kΩ；电压表读数为1。
32 V；欧姆表内电阻等于中值电阻，为r＝15 kΩ；根据闭合电路欧姆定律，有：E＝Ir＋U≈2.8 V.答案(1)AC (2)a （3）欧姆调零13 1.32 2.8以题说法 1.欧姆表的原理（1）欧姆表内有电源，红表笔与内部电源负极相连，黑表笔与内部电源的正极相连，故其电流方向为“红表笔流进,黑表笔流出”．(2)测电阻的原理是闭合电路欧姆定律．当红、黑表笔短接时，调节滑动变阻器R0（即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，I g＝错误!，此时中值电阻R中＝R g＋R0＋r，当两表笔接入电阻R x时I＝错误!，电阻R x与电路中的电流相对应，但不是线性关系，故欧姆表刻度不均匀．2．欧姆表使用六注意（1）选挡接着调零;（2）换挡重新调零;(3)待测电阻与电路、电源要断开；（4)尽量使指针指在表盘中间位置附近；（5）读数之后要乘以倍率得阻值；（6）用完后，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压的最高挡．(2014·重庆·6（1）)某照明电路出现故障，其电路如图2所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用表直流50 V挡检测故障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．图2①断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图3所示，读数为________ V，说明________正常(选填“蓄电池”、“保险丝”、“开关”或“小灯”）．图3②红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转,闭合开关后，多用表指示仍然和图3相同，可判断发生故障的器件是________．（选填“蓄电池”、“保险丝”、“开关”或“小灯”）答案①11。
2017届高考物理二轮复习专题突破课件：专题九 实验技能与创新（2）
难点突破
(2)多用电表电阻挡的内部电路如图乙虚线框中所示，电源电动势为E、内阻 为r，R0为调零电阻，Rg为表头内阻，电路中电流I与待测电阻的阻值Rx 的关系式 为_________________；
【解析】根据图乙，多用电表测电阻的原理是闭 合电路欧姆定律，则有：I＝Rg＋R0E＋Rx＋r.
【答案】 I＝Rg＋R0E＋Rx＋r
难点突破
(1)原表头的内阻rg＝____ Ω； (2)在图乙虚线框中画出修复后双量程电压表的电路(标出所选用的相应器 材符号). (3)修复后校准完，连接0～15 V量程测量时，某次表盘指针偏转如图丙所 示，其电压示数应为____ V.
【答案】（1） 200 （2） 如图所示 （3） 9.3
难点突破
【解析】建立坐标系描点连线如图所示，则 R1＝ΔΔUI ＝02..568 Ω≈4.5 Ω；
【答案】见解析图 4.5(4.4～4.7)
难点突破
(3)已知图乙中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的 边长是R1的 1/10，若测R2的阻值，则最优的连线应选________(填选项).
难点突破
典例精析 【例2】(2016·全国甲卷·23)某同学利用图所示电路测量量程为2.5 V的电压 表 的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源 E(电动势3 V)，开关1个，导线若干. 实验步骤如下 ①按电路原理图连接线路； ②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑 片移到与图中最左端所对应的位置，闭合开关S； ③调节滑动变阻器，使电压表满偏；
高考预测 1、(1)为了测量电阻，现取一只已经完成机械调零的多用电表，如图甲所 示，请根据下列步骤完成电阻测量：
浙江2017版高考物理总复习 第七章 恒定电流章末质量检测7(选考部分,b版)
第七章 恒定电流(时间：60分钟 满分：100分)一、选择题(每小题6分，共78分)1．将一电源电动势为E ，内电阻为r 的电池与外电路连接，构成一个闭合电路，用R 表示外电路电阻，I 表示电路的总电流，下列说法正确的是( )A ．由U 外＝IR 可知，外电压随I 的增大而增大B ．由U 内＝Ir 可知，电源两端的电压随I 的增大而增大C ．由U ＝E －Ir 可知，电源输出电压随输出电流I 的增大而减小D ．由P ＝IU 可知，电源的输出功率P 随输出电流I 的增大而增大解析 根据闭合电路欧姆定律I ＝ER ＋r 知，外电路中电流I 随外电阻R 的变化而变化，所以选项A 错误；U 内＝Ir 是电源内电阻上的电压，不是电源两端的电压，选项B 错误；电源电动势E 和内电阻r 不变，由U ＝E －Ir 可知，电源输出电压随输出电流I 的增大而减小，选项C 正确；当U 不变时，电源的输出功率P 随输出电流I 的增大而增大，选项D 错误。
答案 C2．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%，单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V 的电动势，可获得0.1 A 的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是( )A ．0.24 JB ．0.25 JC ．0.26 JD ．0.28 J解析 根据W ＝UIt 可得每秒太阳能电池产生的能量为W ＝0.6×0.1×1 J＝0.06 J ，设太阳能每秒照射的能量为Q ，则由能的转化和守恒定律得Q ×23%＝W ，所以Q ＝0.26 J 。
答案 C3．家用白炽灯泡的灯丝是由弹簧形状的钨丝制成的。
下列三幅漫画生动地描绘了一位学生的经历，图中坏的灯泡“比原来更亮”的原因是( )A ．灯泡的电阻变小了B ．灯泡两端的电压变小了C ．灯泡的电阻变大了D ．灯泡两端的电压变大了解析 灯丝重新连接在一起后，灯丝的有效长度l 变短了，由电阻定律R ＝ρl S知，灯丝的电阻减小了，而灯泡两端电压U 不变，故由P ＝U 2R知，灯泡的功率变大了，则亮度变亮了。
高考二轮三轮总复习专题学案课件第7单元-物理实验专题(浙江专用)精选全文
，重庆卷19等
全国卷Ⅰ14，广东卷 18，全国卷Ⅱ14，上 海卷8，天津卷2等
2009年
山东卷38，全国 卷Ⅰ21，北京卷 24，天津卷10，
宁夏卷36等
宁夏卷36，上海 卷6，广东卷4， 全国卷Ⅱ18，全
国卷Ⅰ16等 上海卷1，安徽 卷14，重庆卷16 ，山东卷38，江 苏卷12，海南卷
3பைடு நூலகம்等
广东卷18，上海卷3， 福建卷29，全国课标 卷35，全国卷18，天 津卷1，四川卷18等
浙江卷15，上海卷7， 北京卷13，重庆卷16
，上海卷9等
2010年 天津卷10，全国卷 Ⅱ25，全国课标卷34 ，天津卷10，福建卷 29，广东卷35，山东 卷38，北京卷24，重 庆卷25，安徽卷24等
卷12等
浙江卷14，重 庆卷15，广东 卷14，全国卷 Ⅱ16，山东卷
36等
2009年
北京卷13，江苏卷12
上海卷9，宁夏卷34 ，山东卷36等
浙江卷14，重庆卷14 ，宁夏卷34，全国卷 Ⅱ16，福建卷28，广
东卷13等
第七单元 │ 近年高考纵览
考点
动量守 恒定律
量子论 初步
原子核
2011年
海南卷15，全国课标 卷35，全国卷20，福 建卷29，全国卷26， 安徽卷24，重庆卷24 ，北京卷21，山东卷
专题十五 │ 主干知识整合
(2)分子永不停息地做无规则运动：布朗运动是悬浮在液体 中的固体颗粒的运动，既不是固体分子的运动，也不是液体分 子的运动；布朗运动现象说明液体分子在做无规则运动．
(3)分子间同时存在着引力和斥力：二者均随分子间距的增 大而减小，且分子斥力随分子间距变化得比较显著．分子力指 引力和斥力的合力，当 r＝r0(数量级是 10－10m)时，分子力为零．
浙江省2017年高考物理三轮冲刺实验7探究做功与物体速度变化的关系课件
考点1
考点2
考点3
步骤三:测量相关数据,进行数据处理。 (1)为求出小物块抛出时的动能,需要测量下列物理量中的( )。 A.小物块的质量m B.橡皮筋的原长x C.橡皮筋的伸长量Δx D.桌面到地面的高度h E.小物块抛出点到落地点的水平距离L (2)将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为W1、W2、 W3……小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L1、L2、 L3……若功与速度的二次方成正比,则应以W为纵坐标、 为横坐标作图,才能得到一条直线。 (3)由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略,则由此引起的误差属 于 (选填“偶然误差”或“系统误差”)。
实验(7):探究做功与物体速度变化的关系
一、实验原理图
方案一
方案二
二、基本实验要求 1.实验目的 (1)通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系。 (2)通过实验数据分析,总结出做功与物体速度二次方的正比关 系。 2.实验原理 方案一:由重物提供牵引力 如图,由重物通过滑轮牵引小车,当小车的质量比重物大得多时, 可以把重物所受的重力当作小车受到的牵引力,小车运动的距离可 以由纸带测出,改变重物的质量或者改变小车运动的距离,也就改 变了牵引力做的功。
考点1
考点2
考点3
典例3某同学为探究“合力做功与物体速度变化的关系”,设计 了如下实验,他的操作步骤是: ①按图摆好实验装置,其中小车质量M=0.20 kg,钩码总质量 m=0.05 kg。
②释放小车,然后接通打点计时器的电源(电源频率为f=50 Hz),
打出一条纸带。考点1Fra bibliotek考点2
考点3
(1)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条,如下 图所示。把打下的第一点记作0,然后依次取若干个计数点,相邻计 数点间还有4个点未画出,用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分 别为d1=0.004 m,d2=0.055 m,d3=0.167 m,d4=0.256 m,d5=0.360 m,d6=0.480 m……他把钩码重力(g取9.8 m/s2)作为小车所受合力算 出打下0点到打下第5点合力做功W= J(结果保留三位有 效数字),打下第5点时小车的速度v5= m/s(结果保留三位 有效数字)。
高考物理二轮复习 第一部分 专题七 实验技能与创 第2
(1)1.5×103 ×1 k (2)30.8(30.7～30.9都正确) 154 (3)6.2
考向四
考向一
研考向 融会贯通
提能力 强化闯关
限时 规范训练
试题 解析
答案
2．(1)某同学选用多用电表倍率为“×100”的欧姆挡测电阻时，电表示数 考向一 如图甲所示，此时被测电阻的阻值约为________Ω.
正确方法测量电阻 Rx 的阻值时，电流表指针指在刻度盘的正 考向四 中央，则 Rx＝________Ω.若该欧姆表使用一段时间后，电池的电动势变小、
内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述 Rx，其测量结果与 原结果相比较________(选填“变大”“变小”或“不变”)．
考向一
研考向 融会贯通
考向二
考向三
考向四
考向一
研考向 融会贯通
提能力 强化闯关
限时 规范训练
试题 解析
答案
考向一 (2)将多用电表的选择开关置于欧姆挡位置时，其内部简化电 路图如图乙所示．
考向二 若已知电流表的满偏电流为 1 mA、内阻为 300 Ω，电池的电 考向三 动势 E＝9 V、内阻 r＝0.5 Ω，滑动变阻器的最大阻值适当．按
Hale Waihona Puke 旋钮．考向一研考向 融会贯通
提能力 强化闯关
限时 规范训练
考向一 3．欧姆表刻度不均匀的原因
考向二 考向三 考向四
当红、黑表笔短接时，调节滑动变阻器R0(即欧姆调零)，使灵敏电流计满
偏，Ig＝
E Rg＋R0＋r
，此时中值电阻R中＝Rg＋R0＋r，当两表笔接入电阻Rx
时，I＝
E Rg＋R0＋r＋Rx
，电阻Rx与电路中的电流相对应，但不是线性关
2017届高考物理二轮复习专题突破导学案：专题九 实验
专题九实验技能与创新第1讲：力学实验与创新一、题型、技巧归纳高考题型一探究弹力和弹簧伸长的关系【例1】如图1甲为某同学用力传感器去探究弹簧的弹力和伸长量的关系的实验情景.用力传感器竖直向下拉上端固定于铁架台的轻质弹簧，读出不同拉力下的标尺刻度x及拉力大小F(从电脑中直接读出).所得数据记录在下列表格中：图1(1)从图乙读出刻度尺上的刻度值为________cm；(2)根据所测数据，在图丙坐标纸上作出F与x的关系图象；(3)由图象求出该弹簧的劲度系数为________N/m、弹簧的原长为________cm.(均保留三位有效数字)高考预测1 (1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L的关系实验时得到如图2(a)所示的F－L图象，由图象可知：弹簧原长L0＝________cm，求得弹簧的劲度系数k＝________N/m.图2(2)如图(b)所示，细绳的左端挂上钩码(已知每个钩码重G＝1N)，右端固定在弹簧的右端，O处固定一块带孔的数字挡板，使(1)中研究的弹簧压缩，稳定后指针指示如图(b)，则指针所指刻度尺示数为________cm.由此可推测图(b)中所挂钩码的个数为________个.归纳小结实验数据的处理方法(1)列表法：将测得的实验数据填入设计好的表格之中，可以分析两物理量间的定性关系.(2)图象法：根据记录的实验数据在平面直角坐标系内进行作图.若是曲线应平滑，若是直线要让尽量多的点过直线，或在直线两侧均匀分布.(3)函数法：往往是根据图象得到物理量间的函数关系方程式.高考题型二验证力的平行四边形定则【例2】如图3所示，某同学在家中尝试验证力的平行四边形定则，他找到三条长度和粗细相同的橡皮筋(遵循胡克定律)，以及重物、刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子等.他设计了如下实验：①将三条橡皮筋的一端系在一起，另一端分别连一个绳套.②他分别向两边拉住任意两个绳套，测量橡皮筋的长度是否相等.③在墙上A、B两点钉两个钉子，将白纸固定在墙面上合适的位置，再将橡皮筋的两个绳套套在两钉子上，测出此时三条橡皮筋的长.④将重物挂在第三个绳套C 上，测量并记录三条橡皮筋的长度并记下结点O的位置.⑤取下白纸，画出受力图，验证平行四边形定则.⑥换用不同的重物并改变A、B的位置重复实验.图3(1)实验步骤②的目的是________；(2)实验步骤④中，有一个重要遗漏是________；(4)为了使实验更准确，下述做法不正确的是________.A.A、B要一样高B.A、B距离要适当C.重物质量不能太大D.橡皮筋要与墙面平行高考预测2 某同学利用如图4甲所示的装置验证力的平行四边形定则.在竖直放置、贴有白纸的木板上固定有两个轻质小滑轮，细线AB和OC连接于O点，细线AB绕过两滑轮，D、E是细线与光滑滑轮槽的两个切点.在细线末端A、B、C三处分别挂有不同数量的相同钩码.设所挂钩码个数分别用N1、N2、N3表示.挂上适当数量的钩码，当系统平衡时进行相关记录.改变所挂钩码的数量，重复进行多次实验.图4(1)下列关于本实验操作的描述，正确的有________.a.需要利用天平测出钩码的质量b.∠EOD不宜过大c.两滑轮的轴心不必处于同一条水平线上d.每次实验都应使细线的结点O处于同一位置(2)每次实验结束后，需要记录的项目有N1、N2、N3的数值和________.(3)该同学利用某次实验结果在白纸上绘制了如图乙所示的实验结果处理图，则根据你对本实验的理解，要验证力的平行四边形定则，还需对该图作出如下完善：________.归纳小结1.本实验考查的重点是“力作用效果的等效性”.2.对实验步骤中两个分力和合力的大小和方向的确定也是考查的重点.高考题型三验证牛顿运动定律【例3】(2016·全国丙卷·23)某物理课外小组利用图5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5(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图象，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图象如图6所示；由图6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.图6(4)利用表中的数据在图7中补齐数据点，并作出a-n图象.从图象可以看出：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7(5)利用a-n图象求得小车(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.an图线不再是直线B.an图线仍是直线，但该直线不过原点C.an图线仍是直线，但该直线的斜率变大高考预测3 在“用DIS研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时，甲、乙两组分别用如图8(a)、(b)所示的实验装置进行实验，重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车，位移传感器(B)随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器(A)固定在轨道一端.甲组实验中把重物的重力作为拉力F，乙组直接用力传感器测得拉力F，改变重物的重力重复实验多次，记录多组数据，并画出a－F图象.图8(1)位移传感器(B)属于________.(填“发射器”或“接收器”)(2)甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件是________________________________.(3)图9中符合甲组同学作出的实验图象的是________；符合乙组同学作出的实验图象的是________.归纳小结《考试大纲》规定的六个力学实验中有四个涉及打点计时器：研究匀变速直线运动、探究加速度与力、质量的关系、探究动能定理和验证机械能守恒定律.这类实验的关键是要掌握纸带的分析处理方法，对于纸带常有以下三大应用：(1)由纸带确定时间要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系，便于测量和计算，一般每五个点取一个计数点，这样时间间隔为Δt＝0.02×5s＝0.1s.(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所示，打n点时的瞬时速度v n＝xn＋x n＋12T图10高考题型四探究动能定理【例4】为验证“拉力做功与物体动能变化的关系”，某同学到实验室找到下列器材：长木板(一端带定滑轮)、电磁打点计时器、质量为200g的小车、质量分别为10g、30g和50g的钩码、细线、学生电源(有“直流”和“交流”挡).该同学进行下列操作：A.组装实验装置，如图11(a)所示B.将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车C.选用50g的钩码挂在拉线的挂钩P上D.释放小车，接通打点计时器的电源，打出一条纸带E.在多次重复实验得到的纸带中选出一条点迹清晰的纸带，如图(b)所示F.进行数据采集与处理请你完成下列问题：(1)进行实验时，学生电源应选择用________挡(选填“直流”或“交流”).(2)该同学将纸带上打出的第一个点标为“0”，且认为打“0”时小车的速度为零，其后依次标出计数点1、2、3、4、5、6(相邻两个计数点间还有四个点未画)，各计数点间的时间间隔为0.1s，如图(b)所示.该同学测量出计数点0到计数点3、4、5的距离，并标在图(b)上.则在打计数点4时，小车的速度大小为________m/s；如果将钩码的重力在数值上当作小车所受的拉力，则在打计数点0到4的过程中，拉力对小车做的功为________ J，小车的动能增量为________ J.(取重力加速度g ＝9.8 m/s2，结果均保留两位有效数字)(3)由(2)中数据发现，该同学并没有能够得到“拉力对物体做的功等于物体动能增量”的结论，且对其他的点(如2、3、5点)进行计算的结果与“4”计数点相似.你认为产生这种实验结果的主要原因有(写出两条即可)①_________________________________________________________________ _____；②_________________________________________________________________ _____.高考预测4 探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图12所示.实验过程中有平衡摩擦力的步骤，并且设法让橡皮筋对小车做的功以整数倍增大，即分别为W0、2W0、3W0、4W0….图12(1)实验中首先通过调整木板倾斜程度平衡摩擦力，目的是________(填写字母代号).A.为了释放小车后小车能做匀加速运动B.为了增大橡皮筋对小车的弹力C.为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功D.为了使小车获得较大的动能(2)图13是在正确操作情况下打出的一条纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一部分，已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度v m＝图13(3)几名同学在实验中分别得到了若干组橡皮筋对小车做的功W与小车获得的最大速度v m的数据，并利用数据绘出了下列给出的四个图象，你认为其中正确的是________.归纳小结在探究动能定理时，通常有定性分析和定量计算两种考查方式.定性分析一般要求作出W－v2图象，也可以拓展为与W或v2相关的物理量间的关系图象，如l－v2等；定量计算时需要用W＝Fl计算合外力做的功，再利用ΔEk ＝12mv2－12mv2计算出动能的变化量，比较即可.高考题型五验证机械能守恒定律【例5】(2016·全国乙卷·22)某同学用图14(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14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它题给条件进行推算.(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.高考预测5 某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图15所示.气垫导轨与水平桌面的夹角为θ，导轨底端P点有一带挡光片的滑块，滑块和挡光片的总质量为M，挡光片的宽度为b，滑块与沙桶由跨过轻质光滑定滑轮的细绳相连.导轨上Q点固定一个光电门，挡光片到光电门的距离为d.图15(1)实验时，该同学进行了如下操作：①开启气泵，调节细沙的质量，使滑块处于静止状态，则沙桶和细沙的总质量为________；②在沙桶中再加入质量为m的细沙，让滑块从P点由静止开始运动.已知光电门记录挡光片挡光的时间为Δt，则滑块通过Q点的瞬时速度为________.(2)在滑块从P点运动到Q点的过程中，滑块的机械能增加量ΔE1＝________，沙桶和细沙的机械能减少量ΔE2＝________.在误差允许的范围内，如果ΔE1＝ΔE2，则滑块、沙桶和细沙组成的系统机械能守恒.归纳小结1.验证机械能守恒定律的数据处理方法一：利用起始点和第n点计算.代入gh n和12v2n，如果在实验误差允许的范围内，gh n＝12v2n，则验证了机械能守恒定律.方法二：任取两点计算.任取两点A、B测出h AB，算出gh AB；算出12v2B－12v2A的值；在实验误差允许的范围内，若gh AB＝12v2B－12v2A，则验证了机械能守恒定律.方法三：图象法.从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，11－h图线.若在实验误差允许的范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律.2.误差分析教材中验证机械能守恒定律的实验是利用自由落体运动进行研究的，在重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量一定略小于重力势能的减少量，这是不可避免的，属于系统误差.而利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律，动能的减少量略大于重力势能的增加量，所以在对误差进行分析时，要根据实验方法和条件合理分析，不能盲目套用公式或结论.高考题型六力学创新实验【例6】(2016·全国甲卷·22)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图16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.图16(1)实验中涉及到下列操作步骤：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17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.图17高考预测6 某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图18所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽(滑槽末端与桌面相切)，B是质量为m的滑块(可视为质点).图18第一次实验，如图(a)所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1；第二次实验，如图(b)所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B 再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P′间的水平距离x2.(1)在第二次实验中，滑块到M点的速度大小为________.(用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g).(2)通过上述测量和进一步的计算，可求出滑块与桌面间的动摩擦因数μ，下列能引起实验误差的是________.(选填序号)A.h的测量B.H的测量C.L的测量D.x2的测量(3)若实验中测得h＝15cm、H＝25cm、x1＝30cm、L＝10cm、x2＝20cm，则滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝________.(结果保留1位有效数字)参考答案【例1】答案(1)63.60(63.55～63.65)(2)如图(3)24.85(24.80～24.90) 55.2(55.0～55.5)解析(1)由图可知，刻度尺的最小分度为0.1cm，故读数为63.60cm；(2)根据表中数据利用描点法得出对应的图象如图所示；(3)由胡克定律可知，图象的斜率表示劲度系数，则可知k＝1.690.62－0.552≈24.85N/m；图象与横坐标的交点为弹簧的原长，则可知，原长为55.2cm.高考预测1 答案(1)3.0 200 (2)1.50 3【例2】答案(1)判断橡皮筋的劲度系数是否相同(2)记下拉力的方向(3)不要(4)A解析(1)他分别向两边拉住任意两个绳套，测量橡皮筋的长度是否相等，目的是判断橡皮筋的劲度系数是否相同.(2)实验步骤④中，有一个重要遗漏是记下拉力的方向.(3)该实验，橡皮筋遵守胡克定律，结点O处于平衡状态，所受合力为零，通过任意两个力的合力与第三个是否等值反向验证力的平行四边形定则，不要保证O 点的位置不变.(4)在该实验中，A、B不一定要一样高，但是A、B的距离要适当，不能太大，也不能太小，所挂重物的质量适当，不能太大，拉力的方向与墙面平行，则橡皮筋与墙面需平行，故A错误，B、C、D正确.高考预测2 答案(1)bc (2)OC、OD、OE三段细线的方向(3)过O点作出与F OC等大反向的力F′解析(1)用钩码的个数可以代表拉力的大小，因此不需要测量钩码的质量，故a错误；∠EOD若太大，导致其合力较小，增大了误差，故∠EOD不宜过大，故b正确；只要便于记录通过滑轮的力的方向即可，两滑轮的轴心不必处于同一条水平线上，故c正确；该题应用了物体的平衡来验证力的平行四边形定则，不需要每次实验都使细线的结点O处于同一位置，故d错误.(2)为验证力的平行四边形定则，必须作受力图，所以先明确受力点，即标记结点O的位置，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示，因此从力的三要素角度出发，要记录钩码的个数和记录OC、OD和OE三段细线的方向.(3)本实验是要验证力的平行四边形定则，故应将由平行四边形定则得出的合力，与真实的合力进行比较而去判断平行四边形定则得出的结果是否正确，由图乙可知，要验证力的平行四边形定则，还需要过O点作出与F OC等大反向的力F′.【例3】答案(3)0.39 (4)见解析图(5)0.44 (6)B解析(3)因为小车做初速度为零的匀加速直线运动，将题图中点(2.00,0.78)代入s＝12at2可得，a＝0.39m/s2.(4)根据描点法可得如图所示图线.(5)根据牛顿第二定律可得nmg＝(M＋5m)a，则a＝mgM＋5mn，图线斜率k＝mgM＋5m＝1.005，可得M＝0.44kg.(6)若保持木板水平，则小车运动中受到摩擦力的作用，n的数值相同的情况下，加速度a变小，直线的斜率变小.绳的拉力等于摩擦力时，小车才开始运动，图象不过原点，选项B正确.高考预测3 答案(1)发射器(2)小车的质量远大于重物的质量(3)②①解析(1)位移传感器(B)属于发射器.(2)在该实验中实际是：mg＝(M＋m)a，要满足mg＝Ma，应该使重物的质量远小于小车的质量.即小车的质量远大于重物的质量.(3)在质量不变的条件下，加速度与合外力成正比；由实验原理：mg＝Ma得a＝mg M而实际上a′＝mgM＋m，即随着重物的质量增大，不再满足重物的质量远小于小车的质量，所以图中符合甲组同学作出的实验图象的是②.乙组直接用力传感器测得拉力F，随着重物的质量增大，拉力F测量是准确的，a－F关系为一倾斜的直线，符合乙组同学作出的实验图象的是①.【例4】答案(1)交流(2)0.58 5.9×10－2 3.4×10－2(3)①小车质量不满足远大于钩码质量；②没有平衡摩擦力；③没考虑钩码动能的增加.解析(1)打点计时器是一种计时仪器，使用交流电源；(2)根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，相邻的两个计数点间的时间间隔为T＝0.1s，得：v4＝x352T＝0.185－0.0690.2m/s＝0.58 m/s，在打计数点0到4的过程中，拉力对小车做的功为：W＝mgx04＝0.05×9.8×0.12J≈0.059J；小车的动能增量为：ΔE k＝12Mv24＝12×0.2×0.582J≈0.034J；(2)该实验产生误差的主要原因一是钩码重力大小并不等于绳子拉力的大小，设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：F＝Ma①对钩码有：mg－F＝ma②F＝Mm＋Mmg，由此可知当M≫m时，钩码的重力等于绳子的拉力，显然该实验中没有满足这个条件；另外该实验要进行平衡摩擦力操作，否则也会造成较大误差.高考预测4 答案(1)C (2)1.22 (3)D解析(1)实验目的是探究合外力做功与物体速度的关系，平衡摩擦力后，橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功.(2)由图可知，小车先做加速度变化的加速运动，后做匀速运动.当小车做匀速运动时，小车获得的速度最大，即v m＝2.44×10－20.02m/s＝1.22 m/s.(3)由W∝v2m，知D正确.【例5】答案(1)f2(s1＋s2)f2(s2＋s3)f22(s3－s1) (2)40解析(1)由于重物匀加速下落，B点的速度v B等于AC段的平均速度，即v B＝s1＋s22T由于T＝1f，故v B＝f2(s1＋s2)同理可得v C＝f2(s2＋s3)匀加速直线运动的加速度a＝Δv Δt故a＝vC－v BT＝f2[ s2＋s3 － s1＋s2 ]1f＝f22(s3－s1)①(2)重物下落的过程中，由牛顿第二定律可得mg－F阻＝ma②由已知条件F阻＝0.01mg③由②③得a＝0.99g由①得f＝2as3－s1，代入数据得f≈40Hz高考预测5 答案(1)①M sinθ②b Δt(2)12M(bΔt)2＋Mgd sinθ(M sinθ＋m)gd－12(M sinθ＋m)(bΔt)2解析(2)沙和沙桶总质量为M sinθ＋m，重力势能减少量为ΔE p＝(M sinθ＋m)gd，而动能增量为ΔE k＝12(M sinθ＋m)(bΔt)2所以ΔE2＝ΔE p－ΔE k＝(M sinθ＋m)gd－12(M sinθ＋m)(bΔt)2【例6】答案(1)④①③②(2)1.29 M解析(1)根据该实验操作过程，正确步骤应为④①③②.(2)物块脱离弹簧时速度最大，v＝ΔxΔt＝2.58×10－20.02m/s＝1.29 m/s；由动能定理ΔE p＝12mv2，据纸带中打点的疏密知M纸带获得的最大速度较大，对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能较大.高考预测6 答案(1)x2g2H(2)BCD (3)0.5解析(1)滑块在桌面右端M点的速度大小为：v1＝x1t，v2＝x2t①由竖直方向有：H＝12gt2②由①②式求得：v2＝x2g2H③(2)第一次测的速度为：v1＝x1g2H④滑块在水平桌面上运动，由动能定理：－μmgL＝12mv22－12mv21⑤由③④⑤式可得：μ＝x21－x22 4HL由表达式可知能引起实验误差的是B、C、D.(3)μ＝x21－x224HL＝0.32－0.224×0.25×0.1＝0.5。