【物理】2018届二轮复习考前第3天学案（全国通用）

【物理】2018届二轮复习考前第3天学案（全国通用）

考前第3天　物理实验 ‎【实验一】研究匀变速直线运动 ‎1．交流电源的电压及频率要符合打点计时器的要求．‎ ‎2．实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要调节振针的高度和更换复写纸．‎ ‎3．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．‎ ‎4．先接通电源，打点计时器稳定工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源．‎ ‎5．要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02 s×5＝0.1 s.‎ ‎6．小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小而使纸带上的点过于密集．‎ ‎7．选择一条理想的纸带，是指所选纸带上的点迹清晰．适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点，弄清楚所选的时间间隔T.‎ ‎8．测位移x时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算加速度a时要注意用逐差法，以减小误差．‎ ‎【实验二】探究弹力和弹簧伸长的关系 ‎1．所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度．‎ ‎2．每次所挂钩码的重力差尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀，这样作出的图线更精确．‎ ‎3．测弹簧长度(尤其是原长)时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，以免增大误差．‎ ‎4．记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位．‎ ‎【实验三】验证力的平行四边形定则 ‎1．同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换，直至相同为止．‎ ‎2．在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要相同．‎ ‎3．用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之间为宜．‎ ‎4．读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的外壳与弹簧测力计的限位孔之间有摩擦．读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些．‎ ‎5．细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方向．‎ ‎6．在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些．‎ ‎【实验四】验证牛顿运动定律 ‎1．一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂托盘的细线系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，只让小车拖着纸带运动．‎ ‎2．整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变托盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力．‎ ‎3．每条纸带必须在满足小车的质量远大于托盘和砝码的总质量的条件下打出．只有如此，托盘和砝码的总重力才可近似认为等于小车受到的拉力．‎ ‎4．改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达定滑轮前按住小车．‎ ‎5．作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧．‎ ‎6．作图时两轴标度比例要选择适当．各量须采用国际单位．这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些．‎ ‎7．为提高测量精度：(1)应舍掉纸带上开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个起点．(2)可以把每打五个点的时间作为时间单位，即从起点开始，每五个点标出一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为T＝0.1 s.‎ ‎【实验五】探究动能定理 ‎1．每次实验中小车都要从同一位置开始释放．‎ ‎2．长木板要倾斜，使小车能在长木板上匀速运动．‎ ‎3．实验中不用测小车的质量．‎ ‎4．实验中测定的速度应是橡皮筋恢复形变以后小车的速度，所以应选用那些间距较大且相对均匀的点来测量和计算．‎ ‎【实验六】验证机械能守恒定律 ‎1．打点计时器要稳定的固定在铁架台上，打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，以减小摩擦阻力．‎ ‎2．应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小．‎ ‎3．实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，待接通电源，打点计时器工作稳定后，再松开纸带．‎ ‎4．测下落高度时，要从第一个打点测起(第一个点的判断依据：第1、2两个点之间的距离约为2 mm)，并且各点对应的下落高度要一次测量完．‎ ‎5．速度不能用vn＝gtn或vn＝计算，因为只要认为加速度为g，机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律，况且用vn＝gtn计算出的速度比实际值大，会得出机械能增加的结论，而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减小，所以速度应从纸带上直接测量计算得到．同样的道理，重物下落的高度h也只能用刻度尺直接测量，而不能用hn＝gt或hn＝计算得到．‎ ‎6．本实验不用测量重物的质量，因为要验证mghn＝mv只需验证ghn＝v即可．‎ ‎7．本实验中用到的g应该采用当地的重力加速度的值，而不是通过纸带计算出的加速度值，因为通过纸带计算出的加速度是包括了阻力在内的合外力产生的加速度而不是重力加速度．‎ ‎【实验七】测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)‎ ‎1．实验原理 由电阻定律R＝ρ得ρ＝.可见，只要测出金属丝的电阻R、横截面积S和长度l，即可求出其电阻率．‎ ‎2．游标卡尺的读数方法 从游标尺零刻线所对位置，读出在主尺上以1 mm为单位的整数部分，再确定游标尺上的第几条刻线与主尺刻线对齐，由游标尺读出不足整毫米的小数部分，最后把两部分读数相加即得测量长度，即l＝主尺上的整毫米数＋游标尺读数×精度(单位为毫米)．‎ ‎3．螺旋测微器的读数方法 整数部分由固定刻度的整数决定，小数部分则由固定刻度的半刻度和可动刻度的示数共同决定．若固定刻度过半毫米刻线，则可动刻度的示数加上“0.5 mm”；若没有过半毫米刻线，就由可动刻度的示数来确定，读数为d＝固定刻度示数＋可动刻度示数×分度值．‎ 注意　(1)使用游标卡尺时不需要估读．‎ ‎(2)读螺旋测微器时要注意半毫米刻线是否露出，以mm为单位时，示数一定要读到小数点后面的第三位，即使最后一位估读数字为零时，也不能省略．‎ ‎4．数据处理 ‎(1)金属丝长度l：用刻度尺测出接入电路的实际长度．‎ ‎(2)横截面积S：用螺旋测微器测出金属丝直径d，由S＝计算得出，对螺旋测微器要注意读数方法和有效数字位数．‎ ‎(3)电阻R的测量：用伏安法测金属丝的电阻值．‎ ‎5．用伏安法测电阻时电路的选择方法 ‎(1)电流表内接、外接的选择 ‎①当<时，用电流表内接法．‎ ‎②当>时，用电流表外接法．‎ ‎(2)滑动变阻器两种接法的选择 一般选用限流式接法，因限流式易连接且节能．但在下列三种情况下，必须选择分压式接法：‎ ‎①题目所提供的实验仪器、电表的量程或电阻的最大允许电流太小．‎ ‎②变阻器的电阻远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻的阻值．‎ ‎③要求电路中某部分电路的电压从零开始连续变化．‎ ‎【实验八】描绘小电珠的伏安特性曲线 ‎1．实验原理 按如图1所示的原理图连接好实验电路，用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U、I)值后，在U－I坐标系中描出对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．‎ 图1‎ ‎2．电压表、电流表量程的选取 电流表一般用0～0.6 A量程，电压表量程要看小电珠的额定电压值．‎ ‎3．电路的选择 ‎(1)电流表内、外接法的选择 小电珠内阻很小，当它与0～0.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大，故采用电流表外接法．‎ ‎(2)分压、限流电路的选择 为描绘完整的伏安特性曲线，小电珠两端的电压要求从0开始连续变化，因此滑动变阻器应采用分压式接法．‎ ‎4．连线的原则 用平滑的曲线(不是折线)将各点连接起来，不在曲线上的点应大致对称地分布在两侧，偏离较远的点应当舍去．‎ ‎【实验九】测定电源的电动势和内阻 ‎1．实验原理 由闭合电路欧姆定律：E＝U＋Ir，只要测出两组U、I值，就可以列方程组求出E和r.‎ ‎2．实验电路的选择 由于电源的内阻一般很小，为减小测量误差，常采用图2甲所示的电路，而不用图乙所示的电路．‎ 图2‎ ‎3．电压表、电流表量程及滑动变阻器的选取 ‎(1)电压表量程：根据测量电源的电动势的值选取，如测两节干电池，电压表选0～3 V量程．‎ ‎(2)电流表量程：因要求流过电源的电流不宜过大，一般选0～0.6 A量程．‎ ‎(3)滑动变阻器的选取：最大阻值一般为10～20 Ω.‎ ‎4.数据处理 改变R的值，测出多组U、I值，作出U－I图线，如图3所示，图线与U轴交点的纵坐标即为电源电动势，图线斜率的绝对值即为电源内阻．‎ 图3‎ ‎5．注意事项 由于电源的内阻很小，即使电流有较大的变化，路端电压变化也很小，为充分利用坐标系空间，电压轴数据常从某一不为零的数开始，但U－I图象在U轴上的截距和图线斜率的意义不变．‎ ‎【实验十】练习使用多用电表 ‎1．实验原理 ‎(1)如图4所示，多用电表通过调节选择开关，使其内部接通不同的电路．因此多用电表可以测量交流电压、直流电压、直流电流和电阻，测量同一物理量时有不同的量程．由于使用多用电表时不管测量项目是什么，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．‎ 图4‎ ‎(2)要区分开“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，通过表盘下边中间的定位螺丝调整；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，通过欧姆挡的调零旋钮调整．‎ ‎(3)在使用多用电表测电阻时，改用不同欧姆挡时，只需“欧姆调零”不必再“机械调零”．‎ ‎2．实验中应注意的问题 ‎(1)用多用电表测电阻时测量前应根据估计阻值选用适当的挡位．由于欧姆挡刻度的非线性，使用欧姆挡测电阻时，表头指针偏转过大或过小都有较大误差，通常只使用表盘中间一段为测量的有效范围．‎ ‎(2)每更换一次挡位，都要重新进行欧姆调零．‎ ‎(3)读数时不要忘记乘上相应挡位的倍率．‎ ‎【实验十一】传感器的简单使用 ‎1．实验原理 传感器就是将物体感受到的物理量(一般为非电学量)转换成便于测量的物理量(一般为电学量)的一类元件．其工作过程是利用某元件对某一物理量敏感，按一定规律将这一物理量转换成便于利用的信号，从而实现检测或自动控制．‎ ‎2．敏感元件分类 光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻等．‎ 传感器因选用的敏感元件不同，用途也不一样，如光敏传感器可用于路灯控制，而热敏传感器可用于高温控制、火灾自动报警等．如图5为热敏电阻特性实验装置图．改变烧杯中水的温度，可观察到热敏电阻阻值的变化．‎ 图5‎ 例1　利用图6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．‎ 图6‎ s(m)‎ ‎0.500‎ ‎0.600‎ ‎0.700‎ ‎0.800‎ ‎0.900‎ ‎0.950‎ t(ms)‎ ‎292.9‎ ‎371.5‎ ‎452.3‎ ‎552.8‎ ‎673.8‎ ‎776.4‎ (m/s)‎ ‎1.71‎ ‎1.62‎ ‎1.55‎ ‎1.45‎ ‎1.34‎ ‎1.22‎ 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7给出的坐标纸上画出－t图线；‎ 图7‎ ‎(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)．‎ 解析　(1)已知滑块沿斜面下滑时做匀加速运动，因为速度v1是下滑的末速度，所以我们可以看下滑的逆过程，所以满足的关系式是：s＝v1t－at2.‎ ‎(2)描点画线．‎ ‎(3)由s＝v1t－at2得＝v1－at 作图求出斜率k，a＝2|k|≈2.0 m/s2‎ 答案　(1)s＝v1t－at2‎ ‎(2)如图所示 ‎(3)2.0‎ 说明　本题属于力学创新实验，考查学生对实验原理的理解以及分析、处理实验数据的能力，难度适中．‎ 例2　某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验，所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R＝0.20 m)．‎ 图8‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图8(a)所示，托盘秤的示数为1.00 kg；‎ ‎(2)将玩具小车放置在凹形桥模拟器最低点时，托盘秤示数如图(b)所示，该示数为________ kg.‎ ‎(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m，多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：‎ 序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ m(kg)‎ ‎1.80‎ ‎1.75‎ ‎1.85‎ ‎1.75‎ ‎1.90‎ ‎(4)根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力是________N，玩具小车通过最低点时的速度大小为________ m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s2，计算结果均保留2位有效数字)‎ 解析　(4)根据多次测量求平均值可以减少误差，＝ kg＝1.81 kg，在最低点时小车对桥的压力FN＝g－m桥g≈7.9 N；‎ 由牛顿第二、三定律和向心力公式有FN－m车g＝m车，m车＝1.40 kg－1.00 kg＝0.40 kg，代入数据得出通过最低点的速度是：v≈1.4 m/s.‎ 答案　(2)1.40　(4)7.9　1.4‎ 说明　本题利用托盘秤分析玩具车过凹形桥最低点的速度，考查了牛顿第二定律的应用，突出对实验原理的考查，难度适中．‎ 例3　青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0；照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开．电磁开关的内部结构如图9所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA时，3、4接通．励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA.‎ 图9‎ ‎(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图．‎ 光敏电阻R1，符号 灯泡L，额定功率40 W，额定电压36 V，符号 保护电阻R2，符号 电磁开关，符号 蓄电池E，电压36 V，内阻很小；开关S，导线若干．‎ ‎(2)回答下列问题．‎ ‎①如果励磁线圈的电阻为200 Ω，励磁线圈允许加的最大电压为________ V，保护电阻R2的阻值范围为________ Ω.‎ ‎②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通．为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明．‎ ‎③任意举出一个其他的电磁铁应用的例子．‎ 解析　(1)电路原理图如图所示．‎ ‎(2)①已知励磁线圈中允许通过的最大电流为Im＝100 mA，电阻为R＝200 Ω，由欧姆定律得：最大电压为Um＝ImR＝20 V．由题知，励磁线圈电流范围为50～100 mA，根据欧姆定律得保护电阻R2的最大值为Rmax＝－R＝(－200) Ω＝520 Ω，最小值为Rmin＝－R＝(－200) Ω＝160 Ω故保护电阻R2的阻值范围为160～520 Ω.‎ ‎②由题应把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4之间断开．‎ ‎③电磁铁应用的例子比如电磁起重机、电铃、电磁阀门等．‎ 答案　(1)电路原理如下图所示．‎ ‎(2)①20　160～520‎ ‎②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合 铁片时，3、4之间接通：不吸合时，3、4之间断开．③电磁起重机(电铃、电磁阀门等)‎ 说明　本题以传感器和电磁开关设置新的情景，考查学生灵活运用相关知识和新的信息解决实际问题的能力，体现了对学生探究能力的考查，属于较难题目．‎ 例4　电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表的电流的两倍．某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供材料器材如下：‎ 待测电压表(量程3 V，内阻约为3 000欧)，电阻箱R0(最大阻值为99 999.9欧)，滑动变阻器R1(最大阻值100欧，额定电压2 A)，电源E(电动势6 V，内阻不计)，开关两个，导线若干 ‎(1)图10虚线框内为同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整．‎ ‎(2)根据设计的电路写出步骤________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________.‎ ‎(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV′与内阻的真实值RV相比RV′________RV(填“>”“＝”或“<”)．主要理由是__________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________.‎ 图10‎ 解析　(1)实验电路图如下图所示 ‎(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表指针满偏；保证滑动变阻器的滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，即为测得的电压表内阻．‎ ‎(3)断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路的总电阻增大，分得的电压也增大，此时电压表两端的电压大于电压表的半偏电压，故RV′＞RV.‎ 答案　(1)见解析图　(2)见解析　(3)>　见解析 说明　 本题要求学生自主设计并写出实验步骤，具有开放性．考查学生在平时自己动手做实验的基础上进行独立思考、设计实验方案，并运用正确的科学术语描述的能力，‎ 属于较难的题目．‎