物理实验-物理-大纲.ppt

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2、演示实验或基本实验的基础实验知识、基本实验技能为主；另一个一般以考纲要求的基本实验为载体进行必要的改进和创新，考查考生对基本实验的理解能力、迁移能力和创新能力,第五单元 考情分析预测,纵观近年高考实验试题，可以看到：高考对考生实验能力的考查已从单一的学生分组实验转向对实验的思想方法和设计原理的考查；从实验类型上已由原来的验证性、测量性试题向开放性、设计性、探索性实验转变预测2012年高考实验试题主要表现为以下几方面特点：1注重电学实验的考查，尤其要注重设计性、探索性电学实验的复习2重视对实验实际操作能力的考查.如实验步骤的排序纠错、实验器材的选择、电表量程选择、电路实物连线、运用图象与表格分析

3、处理实验数据并得出结论等实验能力应作为备考的重点,第五单元 考情分析预测,3重视对基本仪器的读数、构造原理以及重要实验方法的考查，如游标卡尺、螺旋测微器、电表改装原理、电学实验中的故障分析等4设计性实验题是考查的热点在近年的各地高考中，设计性的实验题出现较多，设计性实验能综合考查考生创造性地应用已学的知识、方法、原理灵活处理陌生实验问题的能力，要求考生有较高的知识迁移能力、实验设计能力和创新拓展能力,专题十七 力热光学实验,专题十七力热光学实验,专题十七 主干知识整合,一、力学、热学、光学实验中的测量方法,1 mm,1 cm,0.1 mm,0.05 mm,0.02 mm,专题十七 主干知识整合

4、,0.01 mm,0.1 s,nT,专题十七 主干知识整合,专题十七 主干知识整合,专题十七 主干知识整合,专题十七 主干知识整合,专题十七 主干知识整合,专题十七 主干知识整合,二、实验数据的记录与处理1误差和有效数字(1)误差：测量值与真实值的差异叫做误差误差可分为系统误差和偶然误差两种系统误差的特点是在多次重复同一实验时，误差总是同样地偏大或偏小偶然误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同减小偶然误差的方法，可以多进行几次测量，求出几次测量的数值的平均值这个平均值比某一次测得的数值更接近于真实值,专题十七 主干知识整合,另外，还可以按照相对误差和绝对误差来分：相对误差(即绝对

5、误差所占真实值的百分比)；绝对误差|测量值真实值|(即测量值与真实值之差的绝对值)相对误差以百分比表示，数值越小表示计量的精度越高绝对误差只反映测量值与真实值的差值，不能反映测量精度(2)有效数字：带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字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)，这里不受有效数字位数的限制,专题十七 主干知识整合,间接测量的有效数字运算不作要求，运算结果一般可用23位有效数字表示2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往下估

6、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)；凡是最小刻度不足10分度的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读例如图5171甲中用毫米刻度尺测量物体长度为6.50 cm，图乙中电压表用15 V量程时最小刻度为0.5 V，只读到0.1 V这一位即可，可读作5.7 V.,专题十七 主干知识整合,专题十七 主干知识整合,(2)不需要估读的仪器游标卡尺、秒表、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，因此不需要估读例如秒表(又称停表)读数分两部分：小圈内表示分，每小格表示0.5分钟；大圈内表示秒，最小刻度为0.1秒当分针在前0.5分内时，秒针在030

7、秒内读数；当分针在后0.5分内时，秒针在3060秒内读数因此图5172中秒表读数应为3分零48.7秒,专题十七 主干知识整合,专题十七 主干知识整合,3实验数据的处理(1)列表法将实验中的测量数据列成表格，可以简明地表示出有关物理量之间的关系，便于检查测量结果和运算是否合理，有助于发现和分析实验中存在的问题，而且列表法还是图象法的基础列表时应注意：表格要直接地反映有关物理量之间的关系，一般把自变量写在前边，因变量紧接着写在后面，便于分析表格要清楚地反映测量的次数、测得的物理量的名称及单位、计算的物理量的名称及单位，物理量的单位可写在标题栏内，一般不在数值栏内重复出现表中所列数据要正确反映测量值

8、的有效数字,专题十七 主干知识整合,(2)解析法解析法即通过实验所涉及的解析式进行计算得到实验结果，一般应用于测量性实验数据的处理，并且通过多次测量取平均值来减小偶然误差(3)图象法选取适当的自变量，通过画出图象可以找到或反映物理量之间的变化关系，并便于找出其中的规律，确定对应量的函数关系，图象法经常应用于探究性实验画图象时应注意以下两点：根据测量的要求选定坐标轴，一般以横轴为自变量，纵轴为因变量，坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位,专题十七 主干知识整合,坐标轴标度的选择要合适，使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映，为避免图纸上出现大片空白，坐标原点可以是零，也可以不是零,专题十七 要点

9、热点探究,探究点一测量性实验,测量可分为直接测量和间接测量，高中物理实验涉及的测量型实验大多为间接测量实验，即通过直接测量与待测量相关的物理量，然后通过推导计算来间接得到待测量，而联系直接测量量和待测量间的关系即为实验原理,专题十七 要点热点探究,例1在“利用单摆测重力加速度”的实验中(1)某同学用刻度尺测得摆线长为0.985 m，用如图5173甲所示的游标卡尺(标尺上有10个等分刻度)测摆球直径，用如图乙所示的秒表记录单摆振动50次所用的时间由图甲读出摆球直径为_m，单摆振动50次所用的时间为_s.,专题十七 要点热点探究,专题十七 要点热点探究,(2)若测得摆球直径为d，摆线长为L，周期为

10、T，请写出重力加速度的计算式：g_.,【点拨】本题为教材基本实验的再现式考查，难度中等偏易，但要注意细节，如摆长的和单摆周期的计算、秒表读数等,专题十七 要点热点探究,专题十七 要点热点探究,【点评】本题涉及的实验是考纲要求的19个基本实验之一，属于间接测量性实验，考查考生对基本实验的理解和应用能力，属于最基本的实验能力要求现在高考试题纯粹考查教材实验的试题较少，大多是以教材基本实验为基础通过适度延伸和拓展来命制的，这就要求考生必须深刻理解每一个基本实验，领悟其中渗透的实验思想、方法、理论，并能迁移应用到相关实验中,专题十七 要点热点探究,专题十七 要点热点探究,例1变式题1.705(1.70

11、41.706均可)【解析】螺旋测微器的读数固定尺的读数可动尺的读数0.01，即1.5 mm20.50.01 mm1.705 mm.,专题十七 要点热点探究,探究点二验证性实验,验证性实验的实验目的是验证已经学过的物理定理、定律，而被验证的定理、定律本身也就构成了验证性实验的实验原理解决这类问题的关键是根据题目已给实验条件、实验过程、实验情景领会好命题意图，找出实验中应测定的物理量，明确在误差允许的范围内通过怎样的定量关系的成立即能达到验证目的,专题十七 要点热点探究,例2 如图5175所示，把A、B两个小球用等长细线悬挂起来，一小球自然下垂，拉起另一个小球，放下时它们将相碰，请你利用该实验方法

12、验证动量守恒定律(1)写出该实验必须测量的物理量(并设定表示相应物理量的字母)：_；(2)用你所设定的字母写出验证动量守恒定律表达式：_.(3)请你写出一条减小实验误差的建议：_.,专题十七 要点热点探究,【点拨】(1)在教材中“验证碰撞中动量守恒实验”中是直接测出碰撞前后的速度的吗？怎样处理的？(2)本题中按照题给实验条件能直接得到小球碰撞前后的速度吗？如何解决这一问题？,例2(1)A球的质量m1，B球的质量m2，释放A球前细线与竖直方向的夹角，碰撞后A、B两球摆到最高点时细线与竖直方向的夹角、(3)适当增大细线的长度；适当增大小球的密度；适当增大释放小球A拉起的角度；确保两球发生对心碰撞(

13、写出一点即可，其他建议合理均可),专题十七 要点热点探究,【解析】动量守恒定律的表达式为mAv0mAvAmBvB，图中所给仪器不能测出速度，只能直接测出角度，利用mgL(1cos)mv2，即：v求得速度对实验本误差的分析可从来源上考虑实验理论提炼：实验误差的分析可以从多个方面考虑，既可从系统误差与偶然误差的角度考虑，也可以从相对误差考虑(如增大小球的密度就是为了减小空气阻力引起的相对误差),专题十七 要点热点探究,【点评】对于验证性实验的设计和理解，首先要从实验原理(即要验证的定理、定律)出发，根据实验条件理解实验步骤，明确需要测量的物理量(一般分为直接测量和间接测量两种形式)例如本题需要从能

14、量转化角度间接表示小球碰撞前后的速度，进而表示碰撞前后的动量以验证动量守恒定理由此可见，实验理论的拓展和理解是形成正确解题思路的前提和保障,专题十七 要点热点探究,专题十七 要点热点探究,(1)若图5177中示波器显示屏横向的每大格(5小格)对应的时间为5.00102 s，则圆盘的转速为_转/s.(保留3位有效数字)(2)若测得圆盘直径为10.20 cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为_ cm.(保留3位有效数字),专题十七 要点热点探究,例2变式题(1)4.55(2)1.46【解析】(1)从图中可知，圆盘转一圈的时间在横坐标上显示为22格，由题意知图中横坐标上每格表示1.00102s，所以

15、圆盘转动的周期是0.22 s，则转速为4.55转/s；(2)反光引起的电流图象在图中横坐标上每次为一格，说明反光涂层的长度占圆盘周长的22分之一，为1.46 cm.,专题十七 要点热点探究,【高考命题者说】本题以激光和示波器测定转速为载体，考查匀速圆周运动的相关知识，要求考生具备之别图象、读取数据的能力(1)示波器上两电信号之间的时间间隔即为圆盘运动的周期由图可知，两电信号对应部分的时间间隔占据示波器显示屏横向22小格由题意，每小格对应的时间为1.00102s，所以圆盘运动的周期T0.220 s，圆盘的转速f4.55转/s.(2)由图可知，反光涂层的信号占据示波器横向1格，表明圆盘侧面反光涂层

16、的长度是圆盘周长的1.46 cm.,专题十七 要点热点探究,本题抽样统计难度为0.248，对物理得分在20分以上的考生有较好的区分(引自教育部考试中心2011高考理科试题分析第349页),专题十七 要点热点探究,探究点三探究性实验,探究性实验注重考查考生的科学探究能力，注重考查知识的形成过程探究性实验要求学生将自己掌握的物理知识和实验技能创造性地应用到新的实验情境中，由题给条件自行选定实验原理，确定实验方案，选择合适的器材去研究物理现象，通过实验得到的数据信息分析各物理量中的内在联系，找出其中所包含的物理规律在高考复习过程中我们必须关注这类实验试题,专题十七 要点热点探究,例3“探究动能定理”

17、的实验装置如图5178所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0.当用4条、6条、8条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度均可由打点计时器所打的纸带测出,专题十七 要点热点探究,专题十七 要点热点探究,(1)关于该实验，下列说法正确的是A打点计时器可以用直流电源供电，电压为46 VB实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等C每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出D利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系,专题十

18、七 要点热点探究,(2)图5179给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA5.65 cm，OB7.12 cm，OC8.78 cm，OD10.40 cm，OE11.91 cm.已知相邻两点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度vm_m/s.,专题十七 要点热点探究,【点拨】注意从整个实验的叙述中理解实验原理，要善于应用探究实验的思想、方法(如本专题前面关于实验数据的处理方法之图象法)理解和处理该类实验问题,例3(1)CD(2)0.78【解析】由打点计时器的工作原理可知，电源应为46 V交流电，A错误；为

19、了使弹簧的作用距离相等，每次必须在同一位置弹出，并且橡皮条的长度应相等，B错误、C正确；作出W2vm、W3vm的图象，找出符合规律的图线知Wv为一直线实验理论提炼：图象法处理实验数据是探究性实验必不可少的工作，通过图象可以很好地反应相关物理量的函数关系，达到探究目的通常是采用通过调整坐标轴表示的物理量的方法尽可能使画出的图线为直线，从而直观反映物理量间的定量关系,专题十七 要点热点探究,【点评】本实验为新课标教材中的基本实验，在此作为大纲版的探究实验可以很好地体现新课标的精神，当然关于探究实验在大纲版教材中也已有所涉及，如“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验就用到了与本题同样的实验数据处理方法图象

20、法另外，在本题的分析中，要准确理解命题者的设计意图，例如对B选项的判定，如果每根橡皮筋的原长不相等，就没有的弹力做功的准确计量方法，所以选项B说法错误,专题十七 要点热点探究,探究点四实验的创新与设计,在保证正确性、安全性、准确性、可操作性的原则下，实验的设计一般依据以下步骤进行：,专题十七 要点热点探究,例4 2011重庆卷 某同学设计了如图51710所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数.滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m，托盘和盘中砝码的总质量为m.实验中，滑块在水平轨道上从A到B做初速度为零的匀

21、加速直线运动，重力加速度g取10 m/s2.,专题十七 要点热点探究,(1)为测量滑块的加速度a，必须测出它在A、B间运动的_与_，计算a的运动学公式是_；(2)根据牛顿运动定律得到a与m的关系为：他想通过多次改变m，测出相应的a值，并利用上式来计算.若要求a是m的一次函数，必须使上式中的_保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置于_；(3)实验得到a与m的关系如图51711所示，由此可知_(取两位有效数字),专题十七 要点热点探究,专题十七 要点热点探究,【点拨】第(1)问为对匀变速直线运动规律的考查，相对较简单；在第(2)问中，为保证a是m的一次函数，需要m前边的表达式为一定值，这在实验中

22、如何操作呢？第(3)问注意证am图象的合理应用,例4(1)位移s时间ta(2)mm滑块上(3)0.23(0.210.25)【解析】(1)由sat2知，要测量滑块的加速度a只需测量滑块的位移s和滑行时间t，此时a(2)若要求a是m的一次函数，只需保持不变，即不变，故实验时应将从托盘中取出的砝码置于滑块上,专题十七 要点热点探究,(3)由图象可知，图象过(69.0103,0.43)和(64.0103,0.23)两点，将之代入ag，解得：0.23.,【点评】实验创新的目的是使实验更具安全性、合理性、精确性通常，实验创新的途径主要表现在实验原理的创新、实验仪器的选用及其组装方式的创新等几个方面本题的创

23、新主要表现在实验原理上：为保证a是m的一次函数，只需要将托盘中的砝码取出置于滑块上即可，这样就避免了因多次称量质量引起的误差，同时也保证了实验数据处理时am图象是一条直线,专题十七 教师备用习题,利用如图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示,专题十七 教师备用习题,专题十

24、七 教师备用习题,完成下列填空和作图：(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是_；(2)根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出t图线；(3)由所画出的t图线，得出滑块加速度的大小为a_m/s2(保留2位有效数字),专题十七 教师备用习题,专题十七 教师备用习题,专题十七 教师备用习题,【解析】(1)在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，故中间时刻瞬时速度为由v1(或将加速度为a的匀加速运动看成反方向的加速度为a的匀减速运动，则sat2v1t)(2)由表中所给数据描点连线，注意

25、描点时应使尽量多的点在直线上或分居在直线两侧，其图线如图所示,专题十七 教师备用习题,(3)由图线的斜率ka，又图线过(0.20,1.81)(0.80,1.20)两点，k1.0，故a2.0 m/s2.,【备选理由】本题为新课标全国卷实验考题，是大纲版实验命题的导向通过本题主要强化学生两个方面的技能：其一，强化对光电门在实验中的作用的理解；其二，增强用图象法处理实验数据的技巧和意识,专题十八 电学实验,专题十八电学实验,专题十八 主干知识整合,一、电学实验中的测量方法,专题十八 主干知识整合,专题十八 主干知识整合,专题十八 主干知识整合,专题十八 主干知识整合,二、控制电路的确定方法根据不同的

26、实验要求，为实现实验的安全性、精确性、节能性、方便性等原则，需要设计合理的控制电路根据滑动变阻器的不同接入方式，可以将控制电路分为分压式和限流式两种方式1下列四种情况必须选用分压式接法(1)要求被控制电路的电流(或电压)实现从零开始可连续调节时(如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路)，即大范围内测量时，必须采用分压式接法；(2)当被控制电路的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0，必须采用分压式接法；,专题十八 主干知识整合,(3)实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，通常采用分压式接法；(4)若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过电表或电器的额定值时，只

27、能采用分压式接法2下列情况可选用限流式接法(1)测量电路的电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且被控制电路的电阻RL与滑动变阻器的最大值R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法；(2)电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法要求时，采用限流式接法；(3)没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法,专题十八 主干知识整合,三、电学仪器的选择电学实验器材和电路选择的总的原则是安全、精确和方便器材的选择与实验所用的电路密切相关，因此在选择器材前首先要根据实验目的和实验原理设计测量精确、安全可靠、操作方便的实验

28、电路，再根据实验电路的需要选择器材选择器材和电路时，为了使测量结果精确和保护仪器，应遵循以下原则：,专题十八 主干知识整合,1电表的选择通过估算确定电路中通过电流表的最大电流和电压表两端的最大电压，所选择的电表的量程应大于最大电流和最大电压，以确保电表的安全；通过估算确定电路中通过电流表的最小电流和电压表两端的最小电压，选择的电表的量程应使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，以减小读数的偶然误差，提高精确度；在满足上述两个条件以后，在不计电表内阻时应选用内阻较小的电流表和内阻较大的电压表，以减小系统误差,专题十八 主干知识整合,2变阻器的选择所选用的变阻器的额定电流应大于电路

29、中通过变阻器的最大电流，以确保变阻器的安全；为满足实验中电流变化的需要和调节的方便，在分压式接法中，应选用电阻较小而额定电流较大的变阻器，在限流式接法中，应选用电阻与待测电阻比较接近的变阻器3电源的选择一般可以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,专题十八 要点热点探究,探究点一测量性实验,电学测量性实验的核心工作是电阻的测量，其基本原理是部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律具体问题中涉及纯电阻阻值的测量、电表内阻的测量、电源内阻的测量，其方法有伏安法、半偏法、替换法、电桥法等，注意对平常所遇到的每一种方法要认真体会和理解，及时总结、逐步提高,专题十八 要点热点探究,例1在做“

30、用电流表和电压表测电池的电动势E(约3 V)和内阻r”的实验时，部分器材参数如下：电压表(量程3 V)、电流表(量程0.6 A)、保护电阻R0(阻值为3)、滑动变阻器(阻值约30),专题十八 要点热点探究,(1)某同学设计的电路图如图5181甲所示当他闭合开关时发现电压表有示数，电流表没有示数反复检查后发现电路连接完好，估计是某一元件断路，因此他拿来多用电表检查故障他的操作如下：断开电源开关S.将多用表选择开关置于1 挡，调零后，红黑表笔分别接R两端，读数为30.将多用表选择开关置于100 挡，调零后，将红黑表笔分别接电压表两端，发现指针读数如图乙所示，则所测阻值为_，然后又将两表笔接电流表两

31、端，发现指针位置几乎不变由以上操作可知，发生断路故障的元件是_,专题十八 要点热点探究,(2)在更换规格相同的完好元件后，他改变滑动变阻器的阻值，测出了6组对应的数据后，想通过描点作图的方法求电动势E与内阻r，如图5182所示，请继续完成图象，根据图象可求得该电源的电动势E_，并可求出电源内阻r_.(保留两位有效数字),【点拨】本题为教材基本实验的考查，侧重于基本实验理论的理解和应用,专题十八 要点热点探究,专题十八 要点热点探究,例1(1)2000电流表(2)2.82.9V2.62.9【解析】(1)20100 2000；“将多用表选择开关置于1 挡，调零后，红黑表笔分别接R两端，读数为30”

32、说明电阻R未发生断路；接在电压表两端，欧姆表的测量值可能为：电压表与电流表、R并联后的阻值(电路未发生断路)；电压表的阻值(电流表发生断路)；电流表、R串联后的阻值(电压表断路)同理，表笔接在电流表两端时，欧姆表的测量值可能为：电流表与电压表、R并联后的阻值(电路未发生断路)；电压表、R串联后的阻值(电流表断路)；电流表的阻值(电压表断路)由于电压表的内阻远大于电流表的阻值，只有电流表断路时，表笔接电压表两端，测量值为电压表的阻值；,专题十八 要点热点探究,表笔接在电流表两端，测量值为电压表、R串联后的阻值，电压表内约为2 k，符合题意因此断路的元件为电流表(2)舍去严重偏离其他值的点，连线，

33、根据图象解析式UEIr易得电源电动势为E2.8 V，内阻为r2.7.,【点评】本题为综合性实验题，通过一个题有机组合了多用表的使用、电路故障分析、电源电动势和内阻的测量等多个考点图象法是处理实验数据的基本方法，注意通过其解析式准确理解图象的含义,专题十八 要点热点探究,专题十八 要点热点探究,(1)按电路原理图将图乙中的实物图连线；,专题十八 要点热点探究,(2)开关S1保持断开，合上开关S2，此时电压表的读数为U1；再合上开关S1，电压表的读数变为U2.电压表内阻r_(用U1、U2和R表示),例1变式题(1)如图所示,专题十八 要点热点探究,【高考命题者说】本题考查考生的基本实验能力第(1)

34、问要求考生连接电路是电学实验的基本要求；第(2)问要求考生熟练运用闭合电路欧姆定律，由S1的断开与闭合找到各物理量之间的关系，然后解方程组将电压表内阻r用U1、U2和R来表示根据实验原理图，当S1断开和闭合时的电路图分别如下：,专题十八 要点热点探究,本题抽样统计难度为0.496，区分度为0.441.有26%的考生得0分，67%的考生得4分，3%的考生得满分(引自教育部考试中心2011课程标准实验高考理科试题分析第207208页),专题十八 要点热点探究,探究点二验证性实验,电学实验中涉及的验证性实验一般是以电压、电流等电学参量的直接测量为基础来达到相应的验证目的,专题十八 要点热点探究,例2

35、发光二极管是目前很多用电器的指示灯的电子元件，在电路中的符号是只有电流从标有“”号的一端流入，从标有“”号的一端流出时，它才能发光，这时可将它视为一个纯电阻现有某厂家提供的某种型号的发光二极管的伏安特性曲线如图5185所示,专题十八 要点热点探究,(1)已知该型号发光二极管的正常工作电压为2.0 V若用电动势为12 V、内阻可以忽略不计的直流电源供电，为使该二极管正常工作，需要在电源和二极管之间串联一只阻值为_的定值电阻(2)已知该型号的发光二极管允许通过的最大电流为56 mA，请用实验证明这种元件的伏安特性曲线与厂家提供的数据是否一致可选用的器材有：待测发光二极管；直流电源E(电动势4.5

36、V，内阻可以忽略不计)；滑动变阻器R(最大阻值为20)；电压表V1(量程10 V，内阻约50 k)；电压表V2(量程5 V，内阻约20 k)；电流表A1(量程100 mA，内阻约50)；电流表A2(量程60 mA，内阻约100)；开关S、导线若干,专题十八 要点热点探究,为准确、方便地进行检测，电压表应选用_，电流表应选用_(填字母符号)(3)画出利用(2)中器材设计的实验电路图,【点拨】(1)根据题中所给图象可以得到什么信息？(2)电流表、电压表的选取原则是什么？,专题十八 要点热点探究,例2(1)500(2)V2A2(3)如图所示,专题十八 要点热点探究,【解析】电源电动势为12 V，二极

37、管的正常工作电压为2 V，由二极管的伏安特性曲线可知其正常工作电流为20 mA，可以求出串联的电阻分压为10 V，电阻为500.根据电表量程和工作电压电流可以选择V2、A2.描绘伏安特性曲线要求电压从零开始调节，故采用滑动变阻器分压式接法，根据电表内阻和二极管电阻的关系可知，应采用电流表外接法，如图所示,【点评】本题实质属于电阻测量问题，在本题中关于电流表的内外接法问题、滑动变阻器的分压限流问题与测电阻遵从的方法相同,专题十八 要点热点探究,探究点三探究性实验,探究性实验也是以电压、电流等电学参量的直接测量为基础来完成探究工作的,专题十八 要点热点探究,例32011浙江卷 在“探究导体电阻与其

38、影响因素的定量关系”实验中，为了探究3根材料未知、横截面积均为S0.20 mm2的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图5186所示的实验电路M为金属丝c的左端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点在实验过程中，电流表读数始终为I1.25 A，电压表读数U随OP间距离x的变化如下表：,专题十八 要点热点探究,(1)绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线；(2)求出金属丝的电阻率，并进行比较,【点拨】(1)根据测量数据描点，根据点迹分布确定图线的性质(2)电流表的示数保持不变的的作用如何？(3)看清图象的性质,专题十八 要点热点探究,例3(1)如图所示,专题十八 要点热点探究,(2)

39、a1.04106 m，b9.6108 m，c1.04106m，电阻率的允许范围：a：0.96106 m1.10106 mb：8.5108 m1.10107 mc：0.96106 m1.10106 m金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率,【解析】先描点，观察点的分布情况，然后由题意知，有三根不同的金属丝，所以图象应该画三段折线，如图所示根据电阻定义R和电阻定律R可得：U，结合图象可得，金属丝a的电阻率a,专题十八 要点热点探究,m1.04106 m；金属丝b的电阻率b m9.6108 m；金属丝c的电阻率c m 1.04106 m，通过计算可知，金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的

40、电阻率,专题十八 要点热点探究,【点评】本实验为探究性实验，其实质仍然是测量电阻，根据测量数据来发现需要探究的规律，对本实验的分析要注意以下两点：第一，通过电路图可以看到本实验的基本原理是伏安法测电阻；第二，电流表示数保持不变的作用主要表现在两个方面避免多次读数引起误差；可以通过电压的变化直接得到电阻的变化，这一点要认真领会,专题十八 要点热点探究,探究点四实验的创新与设计,实验的创新与设计是高考对实验考查的一项核心能力对创新能力的培养应注意以下三点：其一，平时要加强对实验思想方法(如模拟法、转换法、放大法、比较法、替代法等)的归纳，这样，在全新的实验情景下，才能设计合理的实验方案；其二，克服

41、思维定势影响，加强对已掌握的实验原理的理解和仪器的正确使用方法的训练，这样才能在新情境下进行迁移利用；最后，要树立创新意识，对教材中的基本实验要想方设法从其他途径去实现通常实验设计的基本思路如下：,专题十八 要点热点探究,例4某同学利用电流、电压传感器描绘小灯泡安特性曲线，采用了如图5187甲所示的电路实验中得出了如下一组数据：,专题十八 要点热点探究,专题十八 要点热点探究,(1)图甲中矩形框1中应接_，矩形框2中应接_，矩形框3中应接_；(均选填“电流传感器”、“电压传感器”或“小灯泡”),专题十八 要点热点探究,(2)在图乙中画出小灯泡的UI图线；(3)把与本题中相同的两个灯泡接到如图丙

42、所示的电路中，若电源电动势E4.5 V，内阻不计，定值电阻R10，此时每个灯泡的实际功率是_W(结果保留两位有效数字),【点拨】(1)电流传感器作用与电流表相同，电压传感器作用与电压表相同，据此易知三个矩形框中各应接什么元件；(2)注意小灯泡UI图象是否为直线；(3)注意与常见“工作点”的处理方法的区别,专题十八 要点热点探究,例4(1)电压传感器小灯泡电流传感器(2)如图所示(3)0.200.26,专题十八 要点热点探究,【解析】(1)由测量小灯泡功率曲线的电路图可知，虚线框1、2、3中的原件分别为电压传感器、小灯泡和电流传感器(2)描点作图可得图线如图中曲线所示(3)电路丙中两灯泡的电流相

43、同，两灯泡接入电路时，由闭合电路欧姆定律可知，EUIR，U为两灯泡两端的电压，每个小灯泡两端的电压U1作出该图线，如图中直线所示，与小灯泡UI图象交点的横、纵坐标的乘积即为此时小灯泡的实际功率,专题十八 要点热点探究,实验理论提炼：如果一个电源和一个小灯泡(或其他阻值非线性的用电器)串联构成一个回路，然后根据实验数据在同一张坐标纸上同时画出该电源的UI图象和小灯泡的伏安特性曲线，则两个图线的交点所对应的横、纵坐标值的乘积即为该电源的输出功率，也是小灯泡此时的实际功率，此交点我们通常称之为“工作点”，这是处理涉及含有阻值非线性变化用电器的实验题目常用方法,专题十八 要点热点探究,【点评】本题创新

44、之处主要表现在第(3)问上，电路中串联两个小灯泡，让求其中一个灯泡的功率，脱离了常见“工作点”这一考点设置，对学生灵活处理问题的能力要求较高对此问题的处理主要有两个基本思路：其一，用解析法和图象法相结合的方法，其核心工作是找到一个小灯泡实际的电压、电流；其二，本题也可以采取等效的思想来处理，即把丙电路视为两个这样的电路串联而成：该电路为电动势为2.25 V、内阻为5 的电源和一个灯泡的构成回路，我们很容易在小灯泡UI图象上画出该等效电源的UI图线，跟后根据常用“工作点”的手法求解当然，仔细推敲，两个思路的实质是一样的,附录1 常用数学工具,附录1常用数学工具,附录1 常用数学工具,中学物理考试

45、大纲中对学生应用数学工具解决物理问题的能力做出了明确要求，要求考生有“应用数学处理物理问题的能力”，实际上任何物理问题的求解过程都是一个将物理问题转化为数学问题、经过求解后还原为物理结论的过程下面是高中物理常用数学工具列表，供考生参考.,附录1 常用数学工具,附录1 常用数学工具,附录1 常用数学工具,附录1 常用数学工具,附录1 常用数学工具,附录2 高考命题图谱,附录2高考命题图谱,附录2 高考命题图谱,虽然高考大纲对高中物理明确了众多考点，但每一年高考试题都不可能涉及所有考点，而且由于受命题重点和热点基本不变的影响，近年高考物理试题的整体特征是“稳中出新”通过系统研究高考试题，可以对高考命题的题型、题量、重点、热点有一个整体把握，对实现二轮备考的针对性、实效性大有帮助下面是以2011年高考全国卷、全国卷、重庆卷、四川卷为例进行横向比较研究而凸显出的命题图谱，希望对考生备考有所启示,附录2 高考命题图谱,附录2 高考命题图谱,附录2 高考命题图谱,附录2 高考命题图谱,附录2 高考命题图谱,附录2 高考命题图谱,附录2 高考命题图谱,