2014步步高高三物理二輪復(fù)習(xí)專題八-第1課時(共13頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專題定位高考對學(xué)生實驗的考查，主要有以下十一個實驗：探究速度隨時間的變化規(guī)律；探究力的平行四邊形定則；探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系；驗證機械能守恒定律；探究決定導(dǎo)線電阻的因素；描繪小燈泡的伏安特性曲線；測量電源的電動勢和內(nèi)阻；用油膜法估測分子的大小；探究單擺周期與擺長的關(guān)系；測定玻璃的折射率；驗證動量守恒定律(其中是選考模塊要求的實驗)高考除了對課本中原有的學(xué)生實驗進(jìn)行考查外，還增加了對演示實驗的考查，利用學(xué)生所學(xué)過的知識，對實驗器材或?qū)嶒灧椒右灾亟M，來完成新的實驗設(shè)計設(shè)計型實驗將逐步取代對課本中原有的單純學(xué)生實驗的考查應(yīng)考策略1.熟知各種器材的特性.2.熟

2、悉課本實驗， 抓住實驗的靈魂實驗原理，掌握數(shù)據(jù)處理的方法，熟知兩類誤差分析第1課時力學(xué)實驗與創(chuàng)新一、游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)例1用游標(biāo)卡尺測得某樣品的長度如圖1甲所示，其讀數(shù)L_mm；用螺旋測微器測得該樣品的外邊長a如圖乙所示，其讀數(shù)a_mm.圖1解析根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，讀數(shù)為20 mm3×0.05 mm20.15 mm.根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)方法，讀數(shù)為1.5 mm23.0×0.01 mm1.730 mm.答案20.151.730以題說法1.游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法：由主尺讀出整毫米數(shù)l0，從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻度對齊的格數(shù)n，則測量值(mm)(l0n×精確

3、度) mm.注意：(1)游標(biāo)卡尺的精確度一般為游標(biāo)尺上總刻度數(shù)的倒數(shù)(2)游標(biāo)卡尺不需要估讀2螺旋測微器的讀數(shù)方法：測量值(mm)固定刻度指示的毫米數(shù)(注意半毫米刻度線是否露出)可動刻度上與固定刻度基線所對的刻度值(注意刻度值要估讀一位)×0.01 mm.(1)用螺旋測微器測量一小球的直徑，結(jié)果如圖2甲所示，則小球的直徑d_ mm.圖2(2)知識的遷移能力是非常重要的，應(yīng)用螺旋測微器的原理，解決下面的問題：在一些用來測量角度的儀器上，有一個可轉(zhuǎn)動的圓盤，圓盤的邊緣標(biāo)有角度刻度為了較準(zhǔn)確地測量出圓盤轉(zhuǎn)動的角度，在圓盤外側(cè)有一個固定不動的游標(biāo)，上面共有10個分度，對應(yīng)的總角度為9度如圖乙

4、中畫出了游標(biāo)和圓盤的一部分讀出此時圓盤的零刻度線相對于游標(biāo)零刻度線轉(zhuǎn)過的角度為_度答案(1)10.975(2)20.6解析(1)螺旋測微器主尺讀數(shù)為10.5 mm，可動刻度一共50個格，代表0.5 mm，每個格表示0.01 mm，第47.5個格與固定刻度基線對齊，因此可動刻度的讀數(shù)為0.475 mm，故螺旋測微器的讀數(shù)為10.975 mm.(2)主尺部分的讀數(shù)為20度，游標(biāo)尺一共10個格，每個格代表0.1度，第6個格對齊，故游標(biāo)尺的讀數(shù)為0.6度，因此一共是20.6度二、探究力的平行四邊形定則例2有同學(xué)利用如圖3所示的裝置來驗證力的平行四邊形定則在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個光滑的滑輪A和B，

5、將繩子打一個結(jié)點O，每個鉤碼的重量相等，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時，根據(jù)鉤碼個數(shù)讀出三根繩子的拉力FTOA、FTOB和FTOC，回答下列問題：圖3(1)改變鉤碼個數(shù)，實驗?zāi)芡瓿傻氖莀A鉤碼的個數(shù)N1N22，N34B鉤碼的個數(shù)N1N33，N24C鉤碼的個數(shù)N1N2N34D鉤碼的個數(shù)N13，N24，N35(2)在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個步驟是_A標(biāo)記結(jié)點O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向B量出OA、OB、OC三段繩子的長度C用量角器量出三段繩子之間的夾角D用天平測出鉤碼的質(zhì)量(3)在作圖時(如圖4)，你認(rèn)為圖示中_是正確的(填“甲”或“乙”)圖4解析(1)實驗中的分力與合力的關(guān)系必須滿足：

6、|F1F2|<F3<F1F2，因此B、C、D選項是可以的(2)在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個步驟是標(biāo)記結(jié)點O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向(3)F3的方向一定豎直向下，而F1和F2合力方向由于測量誤差可能偏離豎直向上方向，所以甲是正確的答案(1)BCD(2)A(3)甲以題說法1.本實驗考查的重點是“力作用效果的等效性”2對實驗步驟中兩個分力和合力的大小和方向的確定也是考查的重點“驗證力的平行四邊形定則”的實驗如圖5甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，P為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點，用兩把互成角度的彈簧秤把結(jié)點P拉到位置O.圖5從圖甲可讀得彈簧秤B的示數(shù)為_ N.為了更準(zhǔn)確得到

7、合力與分力的關(guān)系，要采用作力的_(填“圖示”或“示意圖”)來表示分力與合力圖乙中與F1、F2效果相同的力是_(填“F”或“F”)圖乙中方向一定沿 AO方向的力是_(填“F”或“F”)答案3.8圖示FF解析為了更準(zhǔn)確得到合力與分力的關(guān)系，要采用作力的圖示來表示分力與合力圖乙中與F1、F2效果相同的力是用一個彈簧秤把結(jié)點P拉到位置O時的力F.圖乙中方向一定沿 AO方向的力是F.三、以打點計時器或光電門為工具的力學(xué)實驗例3(2013·四川·8(2)如圖6所示，某組同學(xué)借用“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”的相關(guān)實驗思想、原理及操作，進(jìn)行“研究合外力做功和動能變化的關(guān)系”的實驗：圖6

8、為達(dá)到平衡阻力的目的，取下細(xì)繩及托盤，通過調(diào)整墊片的位置，改變長木板傾斜程度，根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做_運動連接細(xì)繩及托盤，放入砝碼，通過實驗得到圖7所示的紙帶紙帶上O為小車運動起始時刻所打的點，選取時間間隔為0.1 s的相鄰計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G.實驗時小車所受拉力為0.2 N，小車的質(zhì)量為0.2 kg.圖7請計算小車所受合外力做的功W和小車動能的變化Ek.補填表中空格(結(jié)果保留至小數(shù)點后第四位).OBOCODOEOFW/J0.043 20.057 20.073 40.091 5Ek/J0.043 00.057 00.073 40.090 7分析上述數(shù)據(jù)可知：在實驗誤差允許的范

9、圍內(nèi)WEk.與理論推導(dǎo)結(jié)果一致實驗前已測得托盤質(zhì)量為7.7×103kg，實驗時該組同學(xué)放入托盤中的砝碼質(zhì)量應(yīng)為_kg(g取9.8 m/s2，結(jié)果保留至小數(shù)點后第三位)解析WFxOF0.2×55.75×102 J0.111 5 JvF m/s1.051 m/sEkmv×0.2×1.0512 J0.110 5 J設(shè)放入砝碼質(zhì)量為m，則(m7.7×103 kg)g0.2 N(m7.7×103 kg)a對小車：a m/s21 m/s2聯(lián)立得：m0.015 kg答案勻速直線0.111 50.110 50.015以題說法考試說明規(guī)定的必

10、考模塊中的四個力學(xué)實驗中有三個涉及打點計時器：探究速度隨時間的變化規(guī)律；探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系；驗證機械能守恒定律在創(chuàng)新實驗中打點計時器也經(jīng)常出現(xiàn)，這類實驗的關(guān)鍵是要掌握紙帶的分析處理方法，對于紙帶常見有以下三大應(yīng)用1由紙帶確定時間要區(qū)別打點計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點之間的區(qū)別與聯(lián)系，便于測量和計算，一般每五個點取一個計數(shù)點，這樣時間間隔為t0.02×5 s0.1 s.2求解瞬時速度利用做勻變速運動的物體在一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度如圖8所示，打n點時的速度vn圖83用“逐差法”求加速度如圖9所示，a圖9有些實驗用光電門代替打點計時器來完成瞬時速度

11、和加速度的測量，具體做法如下：(1)求瞬時速度：把遮光條(寬度為d)通過光電門的時間t內(nèi)的平均速度看做物體經(jīng)過光電門的瞬時速度，即v.(2)求加速度：若兩個光電門之間的距離為L，則利用速度與位移的關(guān)系可求加速度，即a.某學(xué)習(xí)小組在“探究速度隨時間的變化規(guī)律”的實驗中，用如圖10所示的氣墊導(dǎo)軌裝置來測小車的加速度，由導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測出兩個光電門之間的距離L，窄遮光板的寬度為d，窄遮光板依次通過兩個光電門的時間分別為t1、t2.圖10(1)通過兩個光電門的瞬時速度分別為v1_，v2_.在計算瞬時速度時應(yīng)用的物理方法是_(填“極限法”“微元法”或“控制變量法”)(2)則滑塊的加速度可以表示為a_(用題

12、中所給物理量表示)(3)該學(xué)習(xí)小組在測出滑塊的加速度后，經(jīng)分析討論，由于滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運動時空氣阻力很小，可用上述實驗裝置來驗證機械能守恒定律，為此還需測量的物理量是_和_，機械能守恒的表達(dá)式為_(用題中所給物理量和測量的物理量表示)答案(1)極限法(2)()(3)沙桶的質(zhì)量m滑塊的質(zhì)量MmgL(Mm)d2()解析(1)小車通過兩個光電門的瞬時速度等于小車通過光電門這段時間內(nèi)的平均速度，故瞬時速度分別為和.時間取的越短，瞬時速度越接近平均速度，故采用了極限法；(2)根據(jù)運動學(xué)公式2aLvv，代入可求得加速度a()；(3)要驗證機械能守恒就要看沙桶重力勢能的減少量和系統(tǒng)動能的增加量是否相等，因

13、此需要測量沙桶的質(zhì)量m和滑塊的質(zhì)量M，機械能守恒定律的表達(dá)式為mgL(Mm)d2()13力學(xué)創(chuàng)新實驗的分析技巧審題示例(2013·新課標(biāo)·22)(7分)圖11為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數(shù)的實驗裝置示意圖實驗步驟如下：圖11用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量M，重物的質(zhì)量m，用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d，用米尺測量兩光電門之間的距離s；調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線水平；讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間tA和tB，求出加速度a；多次重復(fù)步驟，求a的平均值 ；根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù).回答下列問題：(1) 測量d時，某次游

14、標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為1 mm)的示數(shù)如圖12所示其讀數(shù)為_ cm.圖12(2)物塊的加速度a可用d、s、tA和tB表示為a_.(3)動摩擦因數(shù)可用M、m、和重力加速度g表示為_.(4)如果細(xì)線沒有調(diào)整到水平，由此引起的誤差屬于_(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)審題模板答題模板(1)0.9 cm12×0.05 mm0.960 cm(2分)(2)因為vA，vB，又由2asvv，得a()2()2(2分)(3)設(shè)細(xì)線上的拉力為FT，則mgFTm，F(xiàn)TMgM兩式聯(lián)立得(2分)(4)細(xì)線沒有調(diào)整到水平，屬于實驗方法粗略，這樣會引起系統(tǒng)誤差(1分)答案(1)0.960(2)()2()2(3)(

15、4)系統(tǒng)誤差(限時：45分鐘)1 (2013·廣東·34(1)研究小車勻變速直線運動的實驗裝置如圖1(a)所示，其中斜面傾角可調(diào)，打點計時器的工作頻率為50 Hz，紙帶上計數(shù)點的間距如圖(b)所示，其中每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出圖1部分實驗步驟如下：A測量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶B接通電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車C將小車?？吭诖螯c計時器附近，小車尾部與紙帶相連D把打點計時器固定在平板上，讓紙帶穿過限位孔上述實驗步驟的正確順序是：_(用字母填寫)圖(b)中標(biāo)出的相鄰兩計數(shù)點的時間間隔T_ s.計數(shù)點5對應(yīng)的瞬時速度大小計算式為v5_.為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小

16、誤差，小車加速度大小的計算式應(yīng)為a_.答案DCBA0.1解析時間tnT05×0.02 s0.1 s(n為相鄰兩個計數(shù)點的間隔數(shù))在勻變速直線運動中：中間時刻的速度等于平均速度取s1s1s2s3，s2s4s5s6，則：T3T，就可用ss2s1aT2求a.2 某同學(xué)找到一條遵循胡克定律的橡皮筋來驗證力的平行四邊形定則，設(shè)計了如下實驗：圖2(1)將橡皮筋的兩端分別與兩條細(xì)線相連，測出橡皮筋的原長；(2)將橡皮筋一端細(xì)線用釘子固定在豎直板上M點，在橡皮筋的中點O再用細(xì)線系重物，自然下垂，如圖2甲所示(3)將橡皮筋另一端細(xì)線固定在豎直板上的N點，如圖乙所示為完成實驗，下述操作中需要的是_A橡皮

17、筋兩端連接的細(xì)線長度必須相同B要測量圖甲中橡皮筋Oa的長度和圖乙中橡皮筋Oa、Ob的長度CM、N兩點必須在同一高度處D要記錄圖甲中O點的位置及過O點的豎直方向E要記錄圖乙中結(jié)點O的位置、過結(jié)點O的豎直方向及橡皮筋Oa、Ob的方向答案BE解析橡皮筋兩端連接的細(xì)線長度不需要必須相同，M、N兩點可以不在同一高度處，不需要記錄題圖甲中O點的位置及過O點的豎直方向由于已經(jīng)測出橡皮筋的原長，只需要測量題圖甲中橡皮筋Oa的長度和題圖乙中橡皮筋Oa、Ob的長度，需要記錄題圖乙中結(jié)點O的位置、過結(jié)點O的豎直方向及橡皮筋Oa、Ob的方向操作中需要的是B、E.3 用圖3所示的裝置做“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的

18、關(guān)系”的實驗圖3(1)為了減小長木板對小車摩擦力的影響，必須在長木板_(填“遠(yuǎn)離”或“靠近”)滑輪的一端下面墊一塊木板，反復(fù)移動木板的位置，直至小車能單獨在長木板上做_運動(2)為了驗證小車的加速度與其質(zhì)量的定量關(guān)系，必須采用_法(3)保持小車受力不變，測量不同質(zhì)量的小車在這個力作用下的加速度某次實驗中打出如圖4所示的紙帶(打點計時器電源的頻率為50 Hz)，則這個加速度值a_m/s2.圖4(4)某同學(xué)把實驗得到的幾組數(shù)據(jù)畫成圖5的am圖象，為了更直觀描述小車的加速度跟其質(zhì)量的關(guān)系，請你根據(jù)他的圖象在圖6中畫出a圖象圖5圖6答案(1)遠(yuǎn)離勻速直線(2)控制變量(3)0.8(或0.80)(4)如

19、圖所示解析(1)為了減小長木板對小車摩擦力的影響，必須平衡摩擦力，在長木板遠(yuǎn)離滑輪的一端下面墊一塊木板，反復(fù)移動木板的位置，直至小車能單獨在長木板上做勻速直線運動(2)由于小車的加速度與合外力和質(zhì)量有關(guān)，為了驗證小車的加速度與其質(zhì)量的定量關(guān)系，必須采用控制變量法(3)根據(jù)紙帶，由0.035 3 m0.019 3 m2a(5/f)2解得a0.8 m/s2.(4)某同學(xué)把實驗得到的幾組數(shù)據(jù)畫成了題圖的am圖象，為了更直觀描述小車的加速度跟其質(zhì)量的關(guān)系，可根據(jù)他的圖象上的一些數(shù)據(jù)點，在題圖中畫出a圖象4 “動能定理”和“機械能守恒定律”是物理學(xué)中很重要的兩個力學(xué)方面的物理規(guī)律有一名同學(xué)設(shè)計了如圖7甲

20、所示的實驗裝置一個電磁鐵吸住一個小鋼球，當(dāng)將電磁鐵斷電后，小鋼球?qū)⒂伸o止開始向下加速運動小鋼球經(jīng)過光電門時，計時裝置將記錄小鋼球通過光電門所用的時間t，用直尺測量出小鋼球由靜止開始下降至光電門時的高度h.圖7(1)這名同學(xué)為了驗證“動能定理”，用游標(biāo)卡尺測量了小鋼球的直徑，結(jié)果如圖乙所示，他記錄的小鋼球的直徑d_cm.(2)這名同學(xué)在驗證“動能定理”的過程中，忽略了空氣阻力的影響，除了上述的數(shù)據(jù)之外是否需要測量小鋼球的質(zhì)量？_(填“需要”或“不需要”)(3)該同學(xué)如果打算用這套裝置驗證機械能守恒定律，下面的做法能提高實驗精度的是()A在保證其他條件不變的情況下，減小小球的直徑B在保證其他條件不

21、變的情況下，增大小球的直徑C在保證其他條件不變的情況下，增大小球的質(zhì)量D在保證其他條件不變的情況下，減小小球的質(zhì)量答案(1)1.00(2)不需要(3)AC解析(1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)時，先讀主尺為10 mm，再讀游標(biāo)尺，共10個格，每個格代表0.1 mm，第0個格與主尺刻度線對齊，故游標(biāo)卡尺讀數(shù)為10.0 mm，因此小鋼球的直徑為1.00 cm；(2)在驗證動能定理時，我們使用的方法是驗證mghmv2，v，因為兩邊都有質(zhì)量，故不需要測質(zhì)量；(3)由于空氣阻力的影響，實際的方程應(yīng)該是mghFfhmv2，v，可以推得ghv2，v，所以質(zhì)量越大，越小，可以提高精確性，C正確；另外從推導(dǎo)過程來看d越小，速度的測量越精確，所以A正確5 (2013·新課標(biāo)·22)某同學(xué)