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1、20112011 高考物理实验题简析高考物理实验题简析2008 高考物理实验题简析陕西省宝鸡市陈仓区教育局教研室 邢彦君实验方法是物理学的基本方法之一，实验能力是学习物理的重要能力。对学生物理实验能力的考查是高考不可缺少的内容之一。近几年的高考试题中，实验题一般以填空题的形式出现，由一至三道小题组成，理综卷部分 18 分，占 15%，试题难度多为较易和中等难度。对物理实验的复习，是物理备考的重要方面，本文结合 2008年高考试题（大纲版） ，谈谈实验考题的特点及复习策略。1试题特点11考查基本仪器的使用试题考查内容全国理综 II22 l螺旋测微器天津理综221螺旋测微器四川理综22I螺旋测微器
2、、游标卡尺北京理综211示波器例 1（四川理综22I）一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。盘边缘上固定一竖直的挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图 1-a 所示。图 1-b 为光电数字计时器的示意图。光源 A 中射出的光可照到 B 中的接收器上。若 A、B 间的光路被遮断，显示器 C 上可显示出光线被遮住的时间。挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图 1-c 所示。圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图 1-d 所示。由图可知：（l）挡光片的宽度为_mm。 （2）圆盘的直径为_cm。 （3）若光电数字计时器所显示的时间为 500 ms，则圆盘转动的角速度为_弧度
3、/秒（保留 3 位有效数字） 。分析与求解：由螺旋测微器及游标卡尺的示数可读出，挡光片的宽度为：（主尺）10cm+（螺旋尺）243（精度）001mm=10243mm；圆盘的直径为：D=（主尺）242mm+(游标尺)4（精度）005mm=24220cm；在挡光片挡光的=500ms=50010-3s 时间里，圆盘转过的圆心角的弧度数为：挡光片宽度与圆盘半径之比，即，=2/D，圆盘角速度为：=/=169 弧度/秒。12考察基本实验（考纲规定的实验）试题考查内容北京理综 222探究弹力和弹簧伸长的关系天津理综 222描绘电阻的伏安特性曲线天津理综 223用单摆测定重力加速度例 2（天津222）用下列器
4、材组装成描绘电阻 R0 伏安特性曲线的电路，请将实物图连线成为实验电路。微安表 A（量程 200A，内阻约 200)；电压表 V（量程3V，内阻约 10k） ；电阻 R0（阻值约 20k） ；滑动变阻器 R（最大阻值 50，额定电流 1A)；电池组 E（电动势 3V，内阻不计） ；开关S 及导线若干。分析与求解：伏安法电路连接时，首先要确定的是电流表的接法。本题中，电流表的电阻约 200，电压表电阻约 20 k，电阻RO 约 20 k，显然，电流表的分压作用非常小，电流表应内接。其次，要解决的是滑动变阻器的接法，电流表量程为 200A，变阻器最大电阻为 50，电池组电压为 3V，若采用限流式接
5、法，最小电流为 006A=60000A，远超过电流表的量程，因此，滑动变阻器采用分压式接法。整个测量电路的连接如图 2 所示。13考察基本实验的变通试题考查内容全国理综 I22 l“验证机械能守恒定律”中的单个重物变成连接体全国理综 I22 2“把电流表改装成电压表”变为电源电动势的测量全国理综 II22 2“伏安法测电阻”中的电流表由电阻箱和电压表替代重庆理综 221“练习使用打点计时器”中的打点计时器由单摆替代重庆理综 222“测定金属的电阻率”变为测溶液电阻率与浓度的关系四川理综22II“伏安法测电阻”变为误差的测算例 3（全国理综 I22）如图 3 所示，两个质量各为 m1 和m2 的
6、小物块 A 和 B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律。（1）若选定物块 A 从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有 。物块的质量 m1m2；物块 A 下落的距离及下落这段距离所用的时间；物块 B 上升的距离及上升这段距离所用的时间；绳子的长度。（2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：绳的质量要轻：在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；两个物块的质量之差要尽可能小。以上建议中确实对提高准确程度有作用的是 。（3）写出一条上面没有提到的提高实验结果准确程度有益的建议： 。分析与
7、求解：本实验的原理，还是基本实验的原理：通过看物体运动中，减少的重力势能与增加的动能是否相等，来验证机械能守恒定律。按题中意思，本实验应以 m1m2 及连绳整体作为研究对象。实验中，由静止释放 m1 后，三者一同在向下合力作用下，匀加速运动。若能测出两物体的质量，m1 下降的距离或 m2 上升的距离s，测出运动的时间 t，可由匀变速直线运动的平均速度公式算知物体的末速度 v，最后求得整体减少的重力势能和增加的动能，看二者是否相等。上述思路的前提是不计空气的阻力，不计滑轮的摩擦，不计绳的质量及形变。这样就要求绳子越轻越好，弹性越小越好，不宜太长，长了形变对实验的影响越大。m1m2 相差越大，整体
8、所受阻力相对于合力对运动的影响越小。这些都是减小系统误差，提高实验准确程度的做法。例 4（四川理综22II）图 4 为用伏安法测量电阻的原理图。图中，电压表，内阻为 4000；电流表，内阻为 50。E 为电源，R 为电阻箱，Rx 为待测电阻，S 为开关。（1）当开关闭合后电压表读数 Ul6V，电流表读数I20mA。若将作为测量值，所得结果的百分误差是_。（2）若将电流表改为内接。开关闭合后，重新测得电压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是_。(百分误差)分析与求解：伏安法测电阻时，若电流表外接，由于电压表的分流，会使测量值比真实值小；若电流表内接，
9、由于电流表的分压，会使测量值比真实值大，都会有误差。本题通过这个基本实验主要考查学生的误差的理解。 （1）考虑电压表的分流I/=16V/4000，可算得待测电阻的实际值为：（代入数据可算得R=1000） ，而测量值则为：。代入数据由百分误差公式可算得测量结果的百分误差是 20%。 （2）设电压表读数为 U，电流表读数为 I，则电阻的测量值为：，实际值应为：，由这两式可得：实际值-测量值=电流表电阻 RA=50，考虑到电阻的实际值为 1000，由公式可算得此接法的百分误差为 5%。由解答可以看出，本实验中，采用电流表内接时，测量误差较小。2复习策略21理解记忆对于中学物理实验中常用的仪器，如游标
10、卡尺、螺旋测微器、打点计时器、示波器、电流表、电压表、多用电表、电阻箱、滑动变阻器等，特别是电学实验中，电流表、电压表的量程及接法选择，滑动变阻器、电阻箱的选取，滑动变阻器分压、分流接法的选取。要理解并记住他们的构造、原理、使用规则等，会在相关实验中合理选用并正确使用。对考纲规定的基本实验的目的、原理、操作步骤、注意事项、误差处理等要理解其意义，要做到在理解的基础上进行记忆。22熟练操作对考纲规定的基本实验，要在理解和记忆的基础上，反复操作，特别是电学实验中电路的设计和实物的连接，通过操作进一步深化理解。在理解和熟练操作的基础上，要再对基本实验按“物理量的测量（长度测量、时间测量、质量测量、电
11、路量的测量、其他量的测量） ” “物理原理的验证” “通法（如伏安法、纸带实验） ”等进行归类总结，强化记忆。23迁移变通在熟练操作的基础上，对考纲规定的基本实验的目的、原理、操作规程、数据处理方法、所用仪器等，可尝试替代变通，如伏安法中对电流表或电压表的替代，纸带实验中打点计时器的替代，电阻测量方法中伏安法、替代法、满半偏法的替代，实验数据处理方法中列表法、图像法、函数关系法、公式法的替代等。还可尝试运用实验中的方法、原理等或物理习题中的结论解决另一实验中的问题，设计新的实验。对物理实验的复习，通过以上三个方面的训练，要使学生真正做到“理解和三会”：能在理解的基础上完成考纲规定的基本实验；会用这些实验中用过的实验方法；会正确使用仪器器材；会分析数据得出结论。
