1、专题九 提分策略 第2讲“两类”常考教材原型实验1力学实验1熟知常规力学量的测量物理量 测量工具、使用方法或测量方法力弹簧测力计(不超量程、调零，会读数)；力传感器(调零)质量天平(水平放置、调零，被测物体放左盘、砝码放右盘，会读数)长度刻度尺要估读，精度1 mm；螺旋测微器要估读，精度0.01 mm；游标卡尺不估读，精度有0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm三种时间打点计时器(电磁式6 V以下交流电，电火花220 V交流电，打点时间间隔0.02 s)；光电计时器(记录挡光时间t)；秒表(不估读，精度0.1 s)速度打点纸带：vt2vxt；频闪照相：vt2vxt；光电门：瞬时速度v d
2、t(d为遮光板宽度)；速度传感器加速度打点纸带：axT2；频闪照相：axT2；光电门：av22v212x或av2v1t；v-t图像：ak(斜率)2.洞悉重要力学实验的考点(1)研究匀变速直线运动装置图操作要领平行：细绳、纸带与长木板平行；靠近：小车释放前，应靠近打点计时器的位置；先后：实验时先接通电源，后释放小车，实验后先断开电源，后取下纸带；适当：悬挂钩码要适当，避免纸带打出的点太少或过于密集考查热点考装置：器材装配正误；考读算：读纸带计数点间位移，计算瞬时速度，计算加速度；摩擦力：无须平衡(木板平放或斜放均可)；远小于：无须满足(悬挂钩码的质量远小于小车的质量)(2)探究弹力和弹簧伸长的关
3、系装置图操作要领考查热点操作：弹簧竖直悬挂，待钩码静止时测出弹簧长度；作图：坐标轴标度要适中，单位要标注；连线时要使各数据点均匀分布在直线的两侧考装置：器材装配、读数；考作图：根据记录数据作相关图线；考计算：根据F-x或F-l或m-x图像求劲度系数k(3)验证力的平行四边形定则装置图操作要领等效：同一次实验中橡皮筋拉长后的结点O位置必须保持不变；拉力：沿弹簧测力计轴线方向拉，橡皮筋、弹簧测力计和细绳套与纸面平行；两分力F1、F2的夹角不要太大或太小；作图：选定比例要相同，严格按力的图示要求作平行四边形求合力考查热点考读数：弹簧测力计示数；考操作：两次拉橡皮筋时需将结点O拉到同一位置；求合力：根
4、据分力F1、F2的大小与方向用作图法求合力；会区分：能区分合力的理论值与真实值(4)验证牛顿运动定律装置图操作要领平衡：必须平衡摩擦力(改变小车或重物质量，无须重新平衡)；质量：小盘和重物的总质量远小于小车质量(若使用力传感器无须满足此要求)；其他：细绳与长木板平行；小车从靠近打点计时器的位置释放；实验时先接通电源，后释放小车考查热点考装置：器材装配正误，平衡摩擦力的方法、判断标准，质量控制要求；测定a：根据纸带或光电门数据计算加速度；求结论：描点作a-F或a-1M图像，并得出结论；判成因：给定异常a-F图像，判断其可能成因(5)验证机械能守恒定律装置图操作要领考查热点安装：打点计时器竖直安装
5、，纸带沿竖直方向拉直；重物：选密度大、质量大的金属块，且在靠近打点计时器处释放；速度：应用vnhn1hn12T计算，不能用vn 2ghn或vngt计算考装置：器材选择、装配正误；考计算：下落速度的计算；减少的重力势能与增加的动能的计算；考图像：根据v22-h或v22 h图像的斜率判断机械能是否守恒(6)验证动量守恒定律装置图实验原理碰撞前后动量mav0mav1mbv2，即maOB maOA mbOC 是否守恒考查热点考装置：斜槽末端切线应调整水平，a球质量大于b球；考原理：小球落地点的判定及精准定位，必要的物理量的测量，碰撞前后守恒式的计算；考拓展：验证动量守恒定律的其他实验装置、方法及关系式
6、临考必练1某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时，将轻质弹簧竖直悬挂，弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，通过旁边竖直放置的刻度尺可以读出弹簧末端指针的位置x，实验得到的弹簧指针位置x与小盘中砝码质量m的图像如图乙所示，g取10 m/s2。回答下列问题。(1)某次测量如图甲所示，指针指示的刻度值为_ cm(刻度尺单位为cm)。(2)从图乙可求得该弹簧的劲度系数为_ N/m(结果保留两位有效数字)。解析：(1)刻度尺的分度值为0.1 cm，故读数为18.00 cm；(2)由胡克定律可知mgkx，故kmgx 8102103100.420.15 N/m30 N/m。答案：(1)1
7、8.00(2)302“探究求合力的方法”的实验装置如图甲所示。(1)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图甲所示，其中，细绳CO对O点的拉力大小为_ N；(2)请将图甲中细绳CO和BO对O点两拉力的合力F合画在图乙上。由图求出合力的大小F合_ N(保留两位有效数字)；(3)某同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣，于是，他将刻度尺与弹簧测力计平行放置，如图丙所示，利用读得的数据，他得出了弹簧的劲度系数。那么，该弹簧的劲度系数k_ N/m(保留两位有效数字)。解析：(1)由题图甲可读出CO对O点的拉力大小为2.60 N。(2)在图乙上的作图如图所示，结合图示可求知合力大小为5.1 N。(3
8、)由图丙可知，弹簧测力计0刻度线对应5.0 mm，5.00 N对应88.0 mm，由胡克定律Fkx，解得kFx60 N/m。答案：(1)2.60(2)图见解析 5.1(5.0或5.2也可)(3)60(5964均可)3用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验。实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度。(1)实验时先不挂钩码，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是_。(2)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计
9、数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图乙所示。已知打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a_ m/s2。(结果保留两位有效数字)(3)实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据作出aF关系图线，如图丙所示。此图线的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是_(选填下列选项的序号)。A小车与平面轨道之间存在摩擦B平面轨道倾斜角度过大C所挂钩码的总质量过大D所用小车的质量过大解析：(1)使平面轨道的右端垫起，让小车重力沿斜面方向的分力与它受的摩擦阻力平衡，才能认为在实验中小车受的合外力
10、就是钩码的拉力，所以这样做的目的是平衡小车在运动过程中所受的摩擦阻力。(2)由xaT2和逐差法可知axDExCDxABxBC4T2xCExAC4T2（21.608.798.79）1024（0.1）2 m/s21.0 m/s2。(3)在实验中认为细绳的张力F等于钩码的重力mg，则a FMmgM，这是理论值；实际上，细绳张力FMa，mgFma，即FMMmmg，a1Mmmg，所以只有当Mm时，a-F图像为直线，当不满足Mm时，便有a-F图像的斜率逐渐变小，选项C正确。答案：(1)平衡小车在运动过程中所受的摩擦阻力(2)1.0(3)C4用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。(1)下列物理量需要测量
11、的是_，通过计算得到的是_。(填写代号)A重锤质量B重力加速度C重锤下落的高度D与下落高度对应的重锤的瞬时速度(2)设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g。图乙是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点。根据测得的s1、s2、s3、s4写出重锤由B点到D点重力势能减少量的表达式_，动能增加量的表达式_。解析：(1)实验中需要直接测量的是重锤下落的高度，通过计算得到的是与下落高度相对应的重锤的瞬时速度。(2)重锤重力势能的减少量为mg(s3s1)，vB s22T，vDs4s22T，故重锤动能的增加量为12mv2D12mv2B12m(s4s22T)212m(s22T)
12、2ms4（s42s2）8T2。答案：(1)C D(2)mg(s3s1)ms4（s42s2）8T25用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。如图所示，先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下铅垂线所指的位置O。实验步骤如下：步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置，记为P；步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置M、N；步骤
13、3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。(1)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有_。A小球1和小球2的质量m1、m2BB点离地面的高度h2CA、B两点间的高度差hD小球1和小球2的半径r(2)当所测物理量满足表达式_(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。解析：因为小球做平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是小球1与小球2碰撞前的平抛运动的水平位移，该位移可以代表是小球1碰撞前的速度，OM是小球1碰撞后平抛运动的水平位移，该位移可以代表碰撞后小球1的速度，ON是碰撞后小球2的
14、水平位移，该位移可以代表碰撞后小球2的速度，当所测物理量满足表达式m1OPm1OMm2ON时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。所以除了测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2。答案：(1)A(2)m1OPm1OMm2ON2电学实验1熟知常规电学量的测量物理量 测量工具、使用方法或测量方法电压电压表(会选用、会接线、会读数)；电压传感器；多用电表电压挡；灵敏电流计与大电阻串联电流电流表(会选用、会接线、会读数)；电流传感器；多用电表电流挡；灵敏电流计与小电阻并联电阻多用电表电阻挡(估测)；伏安法(外接法、内接法)；等效替代法测电阻；电阻箱(接线、读数)
15、；滑动变阻器(选用、接线)电动势 伏安法；伏阻法；安阻法等2.洞悉重要电学实验的考点(1)测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)电路图实验原理 测Rx：RxUI(伏安法)；算：RxLS，SRxL考查热点考读数：U、I、L及d(待测金属丝的直径)；考电路：电路设计或选择，实物连线或改错，器材选择；考运算：U-I图像求Rx，求电阻率(2)测定电源的电动势与内阻电路图实验原理伏安法：EUIr；安阻法：EI(Rr)；伏阻法：EUURr考查热点考电路：电路设计或选择，实物连线或改错，器材选择；考作图：描点连线画U-I图像；考运算：由U-I或1I-R或1U-1R图像，求E、r(3)练习使用多用电表装置
16、图实验原理V、A挡：相当于电压表、电流表；挡：闭合电路欧姆定律；调零：机械调零、欧姆调零；电流方向：红表笔进，黑表笔出考查热点考读数：电压、电流、电阻挡的读数；考使用：欧姆表选挡、调零、规范操作等；考黑箱：多用电表探测黑箱内的元件(4)传感器的简单应用装置图实验原理传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)考查热点考热敏：热敏电阻特性(欧姆表法、伏安法)；考光敏：光敏电阻特性(欧姆表法、伏安法)临考必练1(1)如图所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从左至右分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为_ mm、_ mm
17、、_ mm。(2)用螺旋测微器测量两根不同的电阻丝直径，则金属丝a的直径如图甲所示为_ mm，金属丝b的直径如图乙所示为_ mm。解析：(1)左边图读数：整毫米是17，不足1毫米数是70.1 mm0.7 mm，最后结果是17 mm0.7 mm17.7 mm。中间图读数：整毫米是23，不足1毫米数是170.05 mm0.85 mm，最后结果是23 mm0.85 mm23.85 mm。右边图读数：整毫米是3，不足1毫米数是70.02 mm0.14 mm，最后结果是3 mm0.14 mm3.14 mm。(2)甲图固定刻度示数为1.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最后的读数为1
18、.0 mm15.00.01 mm1.150 mm。图乙固定刻度示数为4.5 mm，可动刻度示数为20.0，乘以精确度0.01 mm，最终读数4.5 mm20.00.01 mm 4.700 mm。答案：(1)17.7 23.85 3.14(2)1.150(1.149或1.151均可)4.700(4.699或4.701均可)2图甲为多用电表的示意图。(1)同学甲用该多用电表测量一个阻值约为20 的电阻，其测量步骤如下：调节_，使指针停在刻度盘_(选填“左端”或“右端”)的“0”位置。将选择开关旋转到欧姆挡的_(选填“1”“10”“100”或“1 k”)挡位。将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，并将两
19、表笔短接，调节_，使指针对准刻度盘_(选填“左端”或“右端”)的“0”位置。将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为_。测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”挡位置。(2)同学乙选用“100 mA”直流电流挡测量电路中的电流，若指针偏转情况如图乙所示，则电路中的电流为_；同学丙选用“50 V”直流电压挡测量某两点间电压，若指针偏转情况如图乙所示，则该电压为_。解析：(1)使用多用电表时，应先进行机械调零，即调节指针定位螺丝，使指针停在刻度盘左端的“0”位置；测量阻值约为20 的电阻时，要使用欧姆挡“1”挡位，然后进行欧姆调零，即将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使
20、指针停在刻度盘右端的“0”位置；根据题图乙可知，被测电阻的阻值为19。(2)用“100 mA”的直流电流挡测电流时，读数为44 mA，用“50 V”直流电压挡测量某两点间电压时，读数应为22.0 V。答案：(1)指针定位螺丝 左端 1 欧姆调零旋钮 右端 19 (2)44 mA 22.0 V3在“测定金属的电阻率”的实验中，被测金属丝的电阻大约为6，先测出金属丝的长度l以及金属丝的直径d，接着用伏安法测出金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，计算出它的电阻，再根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测的金属丝外，还有如下供选择的实验器材：直流电源E：电动势约为
21、4.5 V，内阻很小；电流表A1：量程00.6 A，内阻为0.125；电流表A2：量程03 A，内阻为0.025；电压表V1：量程03 V，内阻为3 k；电压表V2：量程015 V，内阻为15 k；滑动变阻器R1：最大阻值10，允许通过的最大电流为0.2 A；滑动变阻器R2：最大阻值20，允许通过的最大电流为1.0 A；开关，导线若干。要求有较高的测量精度，并能测得多组数据。(1)在可供选择的器材中，应该选用的电流表是_，应该选用的电压表是_，应该选用的滑动变阻器是_。(填器材符号)(2)根据所选的器材，在如图所示虚线框中画出实验电路图。(3)用测得的物理量表示电阻率的表达式为 _(用字母表示
22、)。解析：(1)电源电动势约为4.5 V，被测金属丝电阻约为6，干路中的最大电流约为0.75 A，故电流表选A1，电压表选V1；滑动变阻器R1的最大允许电流0.2 A太小，影响测量的范围，所以滑动变阻器选R2。(2)待测金属丝电阻较小，电流表应采用外接法，要求能测得多组数据，故滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示。(3)由RUI、RlS及S(d2)2d24，得RSl UI d24lUd24Il。答案：(1)A1 V1 R2(2)图见解析(3)Ud24Il4某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：A被测干电池一节B电流表1：量程00.6 A，内阻RA0.3 C电流表2：量程
23、00.6 A，内阻约为0.1 D电压表1：量程03 V，内阻未知E电压表2：量程015 V，内阻未知F滑动变阻器1：010，2 AG滑动变阻器2：0100，1 AH开关、导线若干在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母)：电流表选择_，电压表选择_，滑动变阻器选择_。(2)实验电路图应选择下图中的_(选填“甲”或“乙”)。(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的UI图像，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E_V，内电阻 r_。解析：(1)因为一节干电池的电动势为1.5 V左右，故电压表选择D；通过电源的电流不超过0.6 A，因电流表1的内阻已知，故电流表选择B；电路采用限流式接法，滑动变阻器选择F。(2)因电流表内阻已知，故可以采用相对电源的内接法进行测量，实验电路图应选择图中的甲。(3)电池的电动势E1.5 V，内电阻r|UI|RA(1.51.00.50.3)0.7。答案：(1)B D F(2)甲(3)1.5 0.7