考点19 实验题答题策略-2018年高考物理二轮核心考点总动员 含解析 精品

2018届高考二轮复习之核心考点系列之物理考点总动员【二轮精品】
考点19 实验题答题策略
一、基本仪器的使用和读数 1．游标卡尺的读数
2．螺旋测微器的读数
测量值＝固定刻度整毫米数＋半毫米数＋可动刻度读数(含估读)×0.01 mm 。

3．打点计时器
4．频闪照相机
其作用和处理方法与打点计时器类似，它是用等时间间隔获取图像信息的方法，将物体在不同时刻的位置记录下来，使用时要明确频闪的时间间隔。

二、“纸带”类实验 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，为便于测量和计算，一般每五个点取一个计数点，这样时间间隔为Δt ＝0.02×5 s ＝0.1 s 。

2．求瞬时速度
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，求纸带上某一点的瞬时速度，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 ＋1
2T 。

3．求加速度
(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)逐差法：
如图所示，由x n －x m ＝(n －m )aT 2
可得：a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 3
3T 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)两段法：把图中x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6分成时间相等(均为3T )的两大段，则由x Ⅱ－x Ⅰ＝aT 2得：(x 4＋x 5＋
x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)＝a (3T )2，解出的a 与上面逐差法结果相等，但却要简单得多。

(4)图像法： ①由v n ＝
x n ＋x n ＋1
2T ，求出相应点的速度。

②确定各计数点的坐标值(v 1，T )、(v 2,2T )、…(v n ，nT )。

③画出v -t 图像，图线的斜率为物体做匀变速直线运动的加速度。

三、多用电表的使用与读数 1．多用电表的读数
电流表、电压表的刻度是均匀的，读数时应注意量程；欧姆表的刻度是不均匀的，读数时应注意乘倍率。

2．多用电表使用的几个注意事项
(1)电流的流向：由于使用多用电表时不管测量什么，电流都要从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出，所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。

(2)要区分“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，用表盘下边中间的指针定位螺丝调整；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，用欧姆调零旋钮调整。

(3)测电阻时每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零。

(4)选倍率：测量前应根据估计阻值选用适当的挡位。

由于欧姆挡的刻度不均匀，使用欧姆挡测电阻时，指针偏转过大或过小都有较大误差，通常只使用表盘中间的一段刻度范围。

(5)测电阻时要将电阻与其他元件断开。

测电阻时不要用手接触多用电表的表笔。

(6)多用电表使用完毕应将选择开关旋至“OFF ”挡或交流电压最高挡。

四、以测电阻为核心的电学实验 1．实验器材的选择
(1)电源的选择：一般根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源。

(2)电表的选择：一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；电表的指针摆动的幅度较大，一般应使指针能达到半偏左右。

2．电流表内接法与外接法的选择
3．分压电路与限流电路的选择
以小控大用分压，相差无几用限流，即当滑动变阻器的阻值较小时，常采用分压电路；当滑动变阻器的阻值与负载相差不大时，常采用限流电路。

另外，必须采用分压电路的情况有三种：①要求电压从零开始变化；②滑动变阻器太小，不能起到限流的作用；③限流电路不能获取有区分度的多组数据。

若两种电路均可，则采用限流式，因为限流式损耗功率小。

五、以测电源电动势为核心的电学实验
测量电源电动势和内阻的三个常用方案
【模拟押题】
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，此示数为_______mm 。

（3）在“用打点计时器测速度”的实验中，交流电源频率为50Hz ，打出一段纸带如图所示。

纸带经过2号计数点时，测得的瞬时速度v=____m/s 。

【答案】 甲 6.700 0.36
2. 在做“研究匀变速直线运动”的实验中：
(1)如图所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔T ＝0.02 s ，其中x 1＝7.05 cm 、x 2＝7.68 cm 、x 3＝8.33 cm 、x 4＝8.95 cm 、x 5＝9.61 cm 、x 6＝10.26 cm.
下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度_______; _______.
(2)以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线_________．
(3)根据你画出的小车的速度—时间关系图线计算出的小车的加速度a＝________m/s2.
【答案】0.864 m/s 0.928 m/s 图像：
0.65 m/s2.
（3）小车的加速度221.000.70/0.65/0.500.04
v a m s m s t ∆-===∆-
3. 某同学用如图所示装置来验证动量守恒定律，让质量为m 1的小球从斜槽某处由静止开始滚下，与静止在斜槽末端质量为m 2的小球发生碰撞． (1)实验中必须要求的条件是________． A ．斜槽必须是光滑的 B ．斜槽末端的切线必须水平
C ．m 1与m 2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度
D ．m 1每次必须从同一高度处滚下 (2)实验中必须测量的物理量是________．
A ．小球的质量m 1和m 2
B ．小球起始高度h
C ．小球半径R 1和R 2
D ．小球起飞的时间t
E ．桌面离地面的高度H
F ．小球飞出的水平距离x 【答案】 (1)BCD (2)AF
要验证动量守恒，验证m 1v 0=m 1v 1=m 2v 2，即m 1x 1=m 1x 2+m 2x 3．所以需要测量两小球的质量，以及小球飞出的水平距离．故AF 正确．故选AF ．
点睛：解决本题的关键知道验证动量守恒定律的实验原理、注意事项，领会用水平位移代替速度的巧妙之处．
4. 某同学利用右图所示的实验装置验证机械能守恒定律。

(1)请指出该同学在实验操作中存在的两处错误：____________、______________。

(2)若所用交流电的频率为f ，该同学经正确操作得到如下图所示的纸带，把第一个点记做O ，另选连续的3个点A 、B 、C 作为测量的点，A 、B 、C 各点到O 点的距离分别为s 1、s 2、s 3，重物质量为m ，重力加速度为g 。

根据以上数据知，从O 点到B 点，重物的重力势能的减少量等于________，动能的增加量等于_______。

(用所给的符号表示)
【答案】 打点计时器应该接交流电源 开始时重物应该靠近打点计时器 2m g s
()2
2
318
m s s f -
5. 某同学用如图所示装置测量小木块与接触面间的动摩擦因数，木块放在粗糙的水平桌面上，右侧拴有一细线，跨过固定在桌面边缘的滑轮与重物连接；实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右滑，在运动过程中木块始终碰不到滑轮，已知木块的质量为M ，重物的质量为m ，回答下列问题：
(1)本实验还需直接测量的物理量有__________。

A．重物距地面的高度h
B．木块在桌面上滑行的总距离s
C．重物下落的时间t
(2)利用上述测量的物理量写出测量的动摩擦因数μ=________________。

(3)木块运动过程中，由于滑轮与轴间摩擦及绳子和滑轮的质量的影响，将导致测量的动摩擦因数与实际动摩擦因数相比，其值将___________（填“偏大”、“相等”或“偏小”）。

【答案】AB
mh
Ms ms mh
+-
偏大
（2）利用上述测量的物理量，写出测量的动摩探因数为
mh
Ms ms mh μ=
+-
（3）在计算过程中，认为滑轮与绳子间没有摩擦力，重物重力势能的减少量全部转化为重物落地的动能和木块克服摩擦力做功，而实际滑轮与轴间存在摩擦，计算过程中没有减去克服滑轮与轴间摩擦力做功这部分，因此导致测量的动摩擦因数比实际的动摩擦因数大。

6. 某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻。

他根据老师提供的以下器材，画出了如图所示的原理图。

①电压表V（量程3V．内阻Rv约为l0kΩ）
②电流表G（量程3mA，内阻Rg=l00Ω）
③电流表A（量程3A,内阻约为0.5Ω）
④滑动变阻器R1(0~20Ω，2A) x/*k+-*w
⑤滑动变阻器R2 (0~500Ω，1A)
⑥定值电阻R3=0. 5Ω
⑦开关S和导线若干
(1)该同学发现电流表A的量程太大，于是他将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是______A。

（保留两位有效数字）
(2)为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_______（填写器材编号）
(3)该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势____V．
【答案】0.60 R1或④E=1.5v
点睛：本题考查测量电源的电动势和内电阻的实验，采用改装的方式将表头改装为量程较大的电流表，再根据原实验的研究方法进行分析研究，注意数据处理的方法．
7. 某同学为了测量电源的电动势和内阻设计了如图（a）所示电路，所用的实验器材有：待测电源，量程为3 V 的电压表V (内阻无穷大)，电阻箱R，阻值未知的定值电阻R0，开关K1，双掷开关K2，实验步骤如下：
①调节电阻箱的阻值为20 Ω，K2接a，闭合K1，记下电压表的读数为2.00 V，断开K1；
②保持电阻箱的阻值不变，K 2切接b ，闭合K 1，记下图b 所示电压表的读数，断开K 1；
③将K 2再切换到a ，闭合K 1，多次调节电阻箱，读出多组电组箱的阻值R 和对应的电压表的示数U ，断开K 1； ④以
1U 为纵坐标， 1R
为横坐标，绘出的11U R -图线（用直线拟合）. 回答下列问题：
⑴图(b)所示电压表的读数为________V ，定值电阻R 0 =________Ω； ⑵用E 、r 表示电动势和内阻，则
1U 与1
R
关系式为________________________； ⑶依据实验数据绘出的1U －1
R
图线如(c)图所示；则电源电动势E =_______V ，内阻r =_______Ω .（计算结果保留两位有效数字）
【答案】 （1） 2.30； 3.0(3或3.00) （2）
0111
R r U E E R
+=+⋅； （3）2.9V ； 1.2±0.1Ω；
r R k E
+=
解得：r =1.2Ω；
【点睛】本题考查闭合电路欧姆定律的实验数据的处理问题，要注意掌握数据处理的方法，知道根据闭合电路欧姆定律列式并灵活变形，根据图象的性质可得出对应的电动势和内电阻．
8. 某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E ．
（1）先直接用多用电表测定该电池电动势．在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图甲，其示数为
_____ V．
（2）然后，用电压表、电阻箱R、定值电阻
R、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势．
①根据图乙电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路______．
②闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表V相应示数U．该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所
示的R、U数据，并计算出相应的1/R与1/U的值．请用表中数据在坐标纸上描点，并作出图11
U R
-图线____．
③从图线中可求得E=______ V．（计算结果保留三位有效数字）
【答案】9.4 10.0
【解析】读数时要注意最大量程及最小分度，则可求得其读数；根据电路图，画出的实物图．由闭合电路欧姆定律可得出表达式，再结合图象和数学知识可得出图象的截距及斜率的含义，则可求得电动势和内电阻．
（1）由图可知，电压表最小分度为0.2；故其示数为9.4V．
（2）①根据电路图，画出的实物图：
②根据上表所示实验数据，在坐标系中描出对应的点，然后根据坐标系中的点作直线，作出11
U R
图象：
9. 如图所示，某同学设计了一个测量金属丝电阻率的实验，将直径为d的待测金属丝固定在接线柱a、b上，在金属丝上安一个小金属滑片c，连接好电路，电路中R0是保护电阻．已知电压表的内阻远大于金属丝的电阻，电压表的分流作用可以忽略不计．闭合开关后电流表的读数为I0．调节滑片c的位置，分别测量出长度L及所对应的电压值U，并根据实验数据作出U﹣L图象如图所示．
（1）试根据设计方案在虚线方框中画出电路原理图_____；（电路原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注）（2）根据你所画的电路原理图在题中所给的实物图上画出连接导线_____；
（3）在图线上取一点P，P点的横坐标值为L0，纵坐标值为U0，由此可得该金属丝的电阻率为________（用题目中所给的字母表示）
【答案】
【解析】（1）电源、电流表、待测金属丝、保护电阻组成串联电路，由题意知：电压表的内阻远大于金属丝的电阻，电压表的分流作用可以忽略不计，电流表应采用外接法，电路图如图所示．
点睛：根据大内小外原则，判断电流表内接和外接，画出实验电路；根据电路图将实物图，顺次连接；利用欧姆定律和电阻定律列式综合求解。

10. 一位同学想测量一个有清晰刻度，但没有示数，量程、内电阻未知的电流表A x，为了测量电流表A x的量程和内电阻，可以使用的实验器材如下：
A.电源(电动势约4 V，内电阻忽略不计)
B.待测电流表A x (量程和内电阻未知)
C.标准电流表A0(量程0.6 A，内电阻未知)
D.电阻箱(阻值范围0～999.9 Ω)
E.滑动变阻器(阻值为0～20 Ω)
F.滑动变阻器(阻值为0～20 kΩ)
G.开关S和导线若干
该同学的实验操作过程为：
(1)将实验仪器按图所示电路连接，滑动变阻器R0应选________(选填仪器前的字母序号);
(2)将电阻箱R1的阻值调至最大，将滑动变阻器的滑片P移至某一位置，闭合开关S；接着调节电阻箱，直至电流表A x满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电流表A0的示数；
(3)移动滑片P至滑动变阻器的另一位置，再次调节电阻箱R1直至电流表A x满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电流表A0的示数；
(4)重复步骤(3)3～5次；
(5)该同学记录了各组标准电流表A0的示数I和电阻箱的阻值R1的数据，并作出I－图线；
(6)根据图图线可以求得电流表A x的量程为______ A，内电阻为________ Ω.将电流表A x与一个阻值为________ Ω的电阻串联就可以组成量程为3 V的电压表.
【答案】 E 0.3 0.5 9.5。