2018届高考物理二轮复习专题整合高频突破(新课标20份,含答案)(19)

二
3.仪器读数
(1)使用刻度尺、弹簧测力计、温度计、电流表、电压表等仪器
时,凡是最小刻度是10分度的,要求读到最小刻度后再把最小刻度
10等分估读一位(估读的这位是不可靠数字,却是有效数字的不可
缺少的组成部分);而最小刻度是5(或2)分度的,则把最小刻度按5(或
2)等分估读一位。例如图甲中用毫米刻度尺测量物体长度为6.50
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②、③;
⑤多次重复步骤④;
一
二
-23-
⑥利用实验中得到的数据作出������-Δt 图,如图丙所示。
丙
-24-
一
二
完成下列填空:
(1)用a表示滑块下滑的加速度大小,用vA表示挡光片前端到达光
电门时滑块的瞬时速度大小,则 ������与vA、a和Δt的关系式为
注意平衡摩擦力、功的大小的确定方法以 及物体速度的求解方法
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一
二
分类 实验名称
验证机械能
守恒定律
验证 型 实验
验证力的平行 四边形定则 验证牛顿运 动定律
验证动量
守恒定律
常考要点 用自由落体进行实验,知道如何从纸带的 数据中确定 ΔEp 和 ΔEk 弹簧测力计的使用注意事项及读数、力的 图示、根据平行四边形定则求出合力 控制变量法的应用、图象的处理以及实验 的注意事项
-4-
题型分析
增分策略
3.要捕捉并提取信息 试题总是通过提供诸多信息从而再现实验情景,因此,必须捕捉并 提取有价值的信息,才能使问题迎刃而解。一般需要关注如下信息: (1)新的概念、规律、公式。一些新颖的实验题、陌生的应用题、 新规律验证题,都提供众多信息。在阅读理解的基础上提取有用信 息为解题服务。 (2)新的表格数据。通过解读表格,了解实验测量的物理量;根据表 格中的数据,判断相关物理量之间的关系。如正比例关系、反比例 关系、二次方或开方关系以及倒数关系;根据数据描点作图,直观反 映实验的某种规律。 (3)新的物理图象。实验题本身提供了物理图象,但这些图象以前 没有接触过,关键是要明确图象的物理意义,帮助正确分析实验问题。
-3-
题型分析
增分策略
1.要明确考查知识范围 现在的物理实验题涉及力学、电(场、路)磁(场、感)学等知识。 尽管题目千变万化,但通过仔细审题,一定能直接判断出命题人想 要考查的知识点和意图。 2.要看清实验题图 实验题一般配有相应的示意图、实物图,实质是告知实验仪器 (或部分)及其组装情况,让考生琢磨考查意图。只有看清了实验题 图,才能有身临其境的感觉。认识图中器材在实验中所起的作用, 便能初步勾画实验过程。
vE=(9.61+41×00.2.062)×10-2 m/s=2.5 m/s。 (2)根据牛顿第二定律可得 mgsin θ-Ff=ma, 即 Ff=mgsin θ-ma=mgℎ������-ma, 故要测量阻力还需测量斜面的高度 h,
阻力表达式为 Ff=mgℎ������-ma。
-17-
一
二
技巧点拨
度尺、三角板还需要测量的物理量有
,阻力的表达式
为
(用字母表示)。
答案 (1)4.1 2.5 (2)高度 h Ff=mgℎ������-ma
一
二
-16-
解析 (1)小车下滑的加速度
a=���������2���
=
(10.26-9.61)×10-2 0.042
m/s2=4.1 m/s2;
打 E 点时小车速度
a=(������3
-������1)������2可得
2
f≈40
Hz。
-21-
一
二
例2(2017·全国Ⅱ卷)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如图甲所示,将光电门固定在斜面下端附近;将一挡光片安装
碰撞前后瞬时速度的求解
-8-
一
二
二、实验数据的记录与处理 1.系统误差和偶然误差 (1)系统误差的特点是测量值总是有规律地朝着某一方向偏离真 实值(测量值总是偏大或总是偏小)。系统误差的主要来源是仪器 本身不够精确、实验原理方法不够完善。 (2)偶然误差是由于偶然因素的影响,造成测量值的无规则起伏, 有时偏大、有时偏小。可用多次测量求平均值的方法减小偶然误 差。
打出纸带的一部分如图乙所示。
甲
一
二
-19-
乙
该同学在实验中没有记录交变电流的频率f,需要用实验数据和
其他题给条件进行推算。
(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用f和图乙中给出
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
C 点速度为 BD 段的平均速度 vC=������22+·1������������3 = (������2+2������3)������;
由 vC=vB+a·1������得 a=(������3-���2���1)������2。
(2)由题意知 a=(1-1%)g=9.702 m/s2,
把数据代入
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一
二
核心整合 一、力学实验要点提炼
一、力学实验
分类 实验名称 研究匀变速 直线运动
探究 型 探究弹力和弹 实验 簧伸长的关系
探究动能定理
常考要点
数据处理方法:(1)公式法,如vt = v、
2
Δx=aT2;(2)图象法,如 v-t 图象
应在弹簧弹性限度内增加钩码个数;记录 弹簧伸长以及所受拉力的数据,在坐标纸 上描点,作出图象;写出与图象对应的函数 关系,解释函数中各量的物理意义
-9-
一
二
2.有效数字:带有一位不准确数字的近似数字 (1)凡是用测量仪器直接测量的结果,读数一般要求在读出仪器最 小刻度所在位的数值(可靠数字)后,再向下估读一位(不可靠数字), 不受有效数字位数的限制。 (2)间接测量的有效数字运算不作要求,运算结果一般可用2~3位 有效数字表示。
-10-
一
-26-
一
二
(1)以x为横坐标、F为纵坐标,在下面的坐标系中描绘出能正确反 映这一弹簧的弹力与伸长量间关系的图线。
(2)由图线求得这一弹簧的劲度系数为 有效数字)
。(保留三位
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一
二
答案 (1)如图所示 (2)75.0 N/m
解析 本题考查探究弹簧的弹力与弹簧伸长量之间关系的实验,意 在考查学生利用图象法处理实验数据的能力。作图时,注意测量数 据的范围与图的大小,尽量利用实验测得的数据把图准确、清晰地 展现出来。由胡克定律可知,弹簧的劲度系数 k=ΔΔ������������=75.0 N/m。
甲 乙
一
二
-15-
(1)已知打点计时器使用的交变电流频率为50 Hz,由纸带分析可
知小车下滑的加速度a= (结果保留两位有效数字);
m/s2,打E点时小车速度vE= m/s
(2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,可运用牛顿运动定律
或动能定理求解,现要求必须用牛顿运动定律求解,除知道小车下
滑的加速度a、小车质量m、重力加速度g、斜面的长度l外,利用刻
a=(������4+������5+������69)���-���(2������1+������2+������3)。
-18-
一
二
拓展训练1(2016·全国Ⅰ卷)
某同学用图甲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20 Hz、30 Hz 和40 Hz。
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一
二
拓展训练2某实验小组利用弹簧测力计和刻度尺,测量滑块在木 板上运动的最大速度。
。
(2)已测得s1=8.89 cm,s2=9.50 cm,s3=10.10 cm;当地重力加速度大 小为9.80 m/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。
答案 (1)12(s1+s2)f 12(s2+s3)f 12(s3-s1)f2 (2)40
一
二
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解析 (1)B 点速度为 AC 段的平均速度 vB=������12+·1������������2 = (������1+2������2)������;
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;
一
二
-22-
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(如图乙所示), ������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������ ;
一
二
-13-
(2)平均值法: 把测定的若干组数相加求和,然后除以测量次数。 (3)作图法: 用作图法处理实验数据是物理实验中最常用的方法之一,其优点 是直观、简便,有减小偶然误差的效果。由图线的斜率、截距、包 围面积等可以研究物理量之间的变化关系,找出规律。
-14-
一
二
热点例析 例1图甲是利用打点计时器测量小车沿斜面下滑时所受阻力的 示意图。小车拖着纸带在斜面上下滑时,打出的一段纸带如图乙所 示,其中O为小车开始运动时打出的点,设小车在斜面上运动时所受 阻力恒定。
分析下列纸带可以获得如下信息:
(1)判断物体的运动性质:
①若 x1、x2、x3、x4、x5、x6 基本相等,则可判定物体在实验误
差允许范围内做匀速直线运动。
②设 Δx1=x2-x1;Δx2=x3-x2;Δx3=x4-x3……若 Δx1、Δx2、Δx3……基
本相等,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)求任一计数点对应的瞬时速度 v,如 v2=������22+������������3。 (3)利用“逐差法”求加速度
������ =
。
(2)由图丙可求得,vA= 位有效数字)
cm/s,a=
cm/s2。(结果保留3
答案 (1)vA+���2���Δt上,滑块和挡光片的速度相等,一起
在固定斜面上做匀加速直线运动,滑块在挡光片遮住光线的 Δt 时间 内的(平2)均从速图度丙就图是线Δ2上������时任刻取的两瞬点时代速入度������=,所vA以+���2���������Δ=tv中A+可���2���Δ求t。解出 vA 和 a。 (注:两点距离应较大一些,可减小实验误差)
题型二 实验题
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题型分析
增分策略
高考中的实验一般包含一个力学实验题和一个电学实验题(不分 先后),总分值为15分,涵盖测量型实验、验证型实验和探究型实验 等。小实验在前,一般难度较小;大实验在后,有一定难度。
考查的实验一般是在新课标要求的实验基础上进行了重组或创 新,增加了对物理问题定性分析的设问和开放性设问,侧重考查实 验设计能力、实验探究能力、对图象的分析解读能力及创新和迁 移能力。
一
二
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例3 在探究弹簧的弹力与弹簧伸长量之间关系的实验中,所用装置如 图所示,将轻弹簧的一端固定,另一端与力传感器连接,其伸长量通 过刻度尺测得,某同学的实验数据列于下表中。
伸长量 x/(×10-2 m) 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00
弹力 F/N
1.50 2.93 4.55 5.98 7.50
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题型分析
增分策略
4.注意事项 实验题虽然不难,但为了提高区分度,阅卷很严,很容易造成丢分, 也就成为广大考生能够拉开分数的阵地。在做实验题时要注意以 下几点: (1)深刻理解实验的原理,掌握实验的思想方法。 (2)实验中观察和发现实验操作的步骤和需要注意的事项。 (3)仪器的读数包括是否估读(有的仪器必须估读,如刻度尺、螺 旋测微器;有的仪器不用估读,如游标卡尺、电阻箱)、有效数字及 单位。 (4)电学实验中由电路图连接实物图时“+”“-”接线柱的正确接法。 (5)通过计算或者图象处理数据时要格外细心。 (6)明确实验中的误差来源。
cm;图乙中电压表用15 V 量程时最小刻度为0.5 V,读作5.5 V+0.2
V(5等分估读)=5.7 V。
一
二
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(2)游标卡尺、停表、电阻箱由于本身构造的原因不需要估读,欧 姆表因为本身测量值就不准确,因此不需要估读。
一
二
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4.实验数据的处理方法 (1)列表法: 在记录和处理数据时,为了简单而明确地表示出有关物理量之间 的对应关系,将数据填写在适当的表格内,称为列表法。列表法不 但可以减少或避免错误,便于发现问题和分析问题,而且有助于找 出各物理量之间的变化规律。分析表格中的记录数据时一般先找 出相同量,再分析其他量的数据关系。 制作表格要求简单明了,用符号标明各物理量并写明单位,所列 数据要符合有效数字的有关规定。