2011高三物理专题复习(22):实验创新思维



隔离与整体
临界问题
图象问题
动量与能量
多解问题
隐含条件
新情景问题
实验创新
高三物理专题复习
3分41秒1
0 59 28 57 26 55 24
14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 0 1 2 3 4
31 2 33 4 35 6
53
37
22 51 20 49 18 47 16 45 14 43 12 41 10 39
8
例题一
用游标为50分度的卡尺(测量值可准确到
  0.02mm) 测定某圆筒的内径时,卡尺上的示数如图,可读出 圆筒的内径是
  52.12 mm。 (1999全国)(4分)
主尺读数:52mm 游标读数:
  0.12mm
  52.12mm
例题二 ? 某同学按如图所示电路进行实验,实验时该同学将变阻器的触片P移到 不同位置时测得各电表的示数如下表所示 ? 序号A1示数(安)A2示数(安)V1示数(伏)V2示数(伏) ? 1
  0.60
  0.30
  2.40
  1.20 ? 2
  0.44
  0.32
  2.56
  0.48 ? 将电压表内阻看作无限大,电流表内阻看作零。 ? (
  1)电路中,E、r分别为电源的电动势和内阻,R
  1、R2 、R3为定值电 阻,在这五个物理量中,可根据上表中的数据求得的物理量是(不要 求具体计算) 。 ? (
  2)由于电路发生故障,发现两电压表示数相同了(但不为零),若 这种情况的发生是由用电器引起的,则可能的故障原因 是 。 (2000年上海)(8分)
分析
? R3的电流与电压分别由V1和A2读得,R3可测。 的电流与电压分别由 和 读得, 可测。 ? R2的电流是(A1-A
  2)的读数,电压是V2的读数 2可 的电流是( 的读数,电压是 的读数R 测 ? 电动势 可测。E=U1+I
  1(R1+r)E=U2+I2(R1+r) 电动势E可测 可测。 ) ? r是否可测量出来? 是否可测量出来? 是否可测量出来 两电压表读数相等时Rp两端的电压等于零 两电压表读数相等时 两端的电压等于零
  1、R2断了。
  2、Rp短路。
  3、R3短路时。两电压表读数均为零。 两电压表读数均为零。 两电压表读数均为零
例题三 从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1 的内阻r1要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测 得多组数据。 (2000全国 8分)
器材(代号) 规格
电流表(A
  1) 电流表(A
  2) 电压表(V) 电阻(R
  1) 滑动变阻器(R
  2) 电池(E) 电键(K) 导线若干
量程10mA,内阻r待测(约40Ω) 量程500μA,内阻r2=750Ω 量程10V,内阻r3=10KΩ 阻值约100Ω,作保护电阻用 总阻值约50Ω 电动势
  1.5V,内阻很小
(1)在虚线方框中画出电路图,标明所用器材的代号。 (2)若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为r1= , 式中各符号的意义是: \\_。
分析 ? 测电流表的内电阻,因自身电流可测出,所以可用电压表测它的 测电流表的内电阻,因自身电流可测出, 电压。但本题中的电压表量程太大,此法不妥。 电压。但本题中的电压表量程太大,此法不妥。 ? 因A2的电阻已知,可将 1A2并联,利用分流原理求 1的内电阻。 的电阻已知,可将A 并联,利用分流原理求A 的内电阻。 ? 保护电阻与变阻器有两种接法,请比较哪一接法好 保护电阻与变阻器有两种接法,请比较哪一接法好。
I2 r2 r1= I1
例题四
? 用图示的电路测定未知电阻Rx的值。图中电源电动 用图示的电路测定未知电阻R 的值。 势未知,电源内阻与电流表的内阻均可忽略不计, 势未知,电源内阻与电流表的内阻均可忽略不计, 为电阻箱。( 。(1 若要测得R 的值, R为电阻箱。(
  1)若要测得Rx的值,R至少需要取 个不同的数值。(2 个不同的数值。( 个不同的数值。(
  2)若电流表每个分度表示 的电流值未知, 的电流值未知,但指针偏转角度与通过的电流成正 比,则在用此电路测Rx时,R至少需取个不同 则在用此电路测R 至少需取个不同 的数值。( 。(3 若电源内阻不可忽略, 的数值。(
  3)若电源内阻不可忽略,能否应用此 1998年全国 年全国) 。 电路测量R 电路测量Rx? (1998年全国)答:。
分析 ? (
  1)、因电源无内阻,故两电阻的总电压不变。 )、因电源无内阻 )、因电源无内阻,故两电阻的总电压不变。 I
  1(R1+RX)=U总 ? I
  2(R2+RX)=U总。 I1 R1 ? I 2 R2 ? 至少测两 次 RX= I 2 ? I1
代入即可。 (
  2)只要用 1=Kθ
  1、I2=Kθ2代入即可。同样至少测两次 )只要用I

  3)电源内阻不可忽略,则I
  1(R1+RX + r)= I
  2(R2+RX+r) )电源内阻不可忽略, ) ) 无法测出R 无法测出 X
例题五 ? 某学生为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电 某学生为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器, 压正比于受压面的压力(比例系数为k) 如图所示. 压正比于受压面的压力(比例系数为 ),如图所示.测量时先调节输入端 的电压。使转换器空载时的输出电压为
  0;而后在其受压面上放一物体, 的电压。使转换器空载时的输出电压为 ;而后在其受压面上放一物体,即 可测得与物体的质量成正比的输出电压U。现有下列器材:力电转换器、 可测得与物体的质量成正比的输出电压 。现有下列器材:力电转换器、质 量为m 的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、 量为 0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、 待测物体(可置于力电转换器的受压面上) 待测物体(可置于力电转换器的受压面上)。 ? 请完成对该物体质量的测量。 请完成对该物体质量的测量。 ? (l)设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使电压的调节 )设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调, 范围尽可能大,在方框中画出完整的测量电路图。 范围尽可能大,在方框中画出完整的测量电路图。 ? (
  2)简要说明测量步骤,求出比例系数 ,并测出待测物体的质量 . )简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量m. ? (
  3)请设想实验中可能会出现的一个问题 (2001年上海)(7分) ) 年上海)( 分 年上海)(
分析

  1)设计的电路图如图所示。 )设计的电路图如图所示。 (
  2)测量步骤与结果: )测量步骤与结果: 调节滑动变阻器,使转换器的输出电压为零; ①调节滑动变阻器,使转换器的输出电压为零; 将砝码放在转换器上,记下输出电压U ②将砝码放在转换器上,记下输出电压
  0; ③将待测物放在转换器上,记下输出电压U
  1; 将待测物放在转换器上,记下输出电压 由 U
  0=km0g,得k=U0/m0g , = 测得 U=kmg,所以 =m0U/U
  0。 = ,所以m= (
  3)①因电源电压不够而输出电压调不到零; ) 因电源电压不够而输出电压调不到零; ②待测物体质量超出转换器量程
例题六
? 右图为用频闪摄影方法拍 摄的研究物体作平抛运动 规律的照片,图中A、B、 C为三个同时由同一点出 发的小球,为A球在光滑 水平面上以速度运动的轨 迹;为B球以速度被水平 抛出后的运动轨迹;为C 球自由下落的运动轨迹, 通过分析上述三条轨迹可 得出结论 。 (2000沪)(4分)

?
  16.作平抛运动的物体在水平方向作 . 匀速直线运动, 匀速直线运动,在竖直方向作自由落 体运动( 体运动(或平抛运动是水平方向的匀 速直线运动和竖直方向的自由落体运 动的合成)。 动的合成)。
例题七 ? 一、单色光源发出的光经一狭缝,照射到光屏上,可观 单色光源发出的光经一狭缝,照射到光屏上, 察到的图象是 (C) ? ? 二 A、B两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图象 , 两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图象, 、 两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图象 其中图A是光的 其中图 是光的 衍射 填干涉或衍射)图象。由此可以 (填干涉或衍射)图象。 判断出图A所对应的圆孔的孔径 填大于或小于) 判断出图 所对应的圆孔的孔径 小于 (填大于或小于) 图B所对应的圆孔的孔径。 (2000沪) 所对应的圆孔的孔径。 沪 所对应的圆孔的孔径
例题八、 例题八、
? 利用打点计时器研究一个约 利用打点计时器研究一个约
  1. 4m高的商店卷帘窗的运动。 将 高的商店卷帘窗的运动。 高的商店卷帘窗的运动 纸带粘在卷帘底部, 纸带粘在卷帘底部 , 纸带通过 打点计时器随帘在竖直面内向 上运动。 上运动 。 打印后的纸带如图所 数据如表格所示。 示 , 数据如表格所示 。 纸带中 AB、 BC、 CD……每两点之间 、 、 每两点之间 的时间间隔为
  0.10s,根据各间 的时间间隔为 , 距的长度, 距的长度 , 可计算出卷帘窗在 各间距内的平均速度V 各间距内的平均速度 平均 。 可 以将V 以将 平均 近似地作为该间距中 间时刻的即时速度V。 间时刻的即时速度 。 ? (
  1)请根据所提供的纸带和数 ) 绘出卷帘窗运动的V-t图线 图线。 据 , 绘出卷帘窗运动的 图线 。 ? ( 2 ) AD 段 的 加 速 度 为 m/s2 , AK 段 的 平 均 速 度 为 m/s。 。
速度 m/s

  0.50

  1.00

  1.50
  2.00
  2.00
  2.00
  2.00

  1.70

  0.80
  0.40

  2) )
aAD=
  5.0m/s
  2, vax=
  1.39m/s
练习一

  3.4mm
练习一

  3.70mm
练习二
? 右示螺旋测微器的读数是
(
  9.5+
  0.16+
  0.0
  06)mm =
  9.666mm
练习三
(2000全国)某同学用图1所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来 2000全国)某同学用图1 全国)某同学用图 验证动量守恒定律,图中PQ是斜槽,QR为水平槽。实验时先使A球从斜 槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下 痕迹。重复上述操作10次,得到10 10次,得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上 痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上 靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、 B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图1 10次。图 B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图1中O 点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图2 点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图2所示,其 中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的平面,米尺的零点与O点对齐
(1)碰撞后B球的水平射程应取为多少? )碰撞后B球的水平射程应取为多少?
(
  1)
  64.6cm
(2)在以下选项中哪些是本次实验必须进行的测量?答:(填选项号)。 )在以下选项中哪些是本次实验必须进行的测量?答:(填选项号)。 (
  2)ABD (A)水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离 (B)A球与B球碰撞后,测量A球落点位置到O点的距离 (C)测量A球或B球的直径 (D)测量A球和B球的质量(或两球质量之比) ( E) 测量G点相对于水平槽面的高度 测量G
练习四
?
  4、有一未知电阻Rx,为了较准确地测出电阻值,先 、有一未知电阻 ,为了较准确地测出电阻值, 后用如图15-6所示的甲 、 乙两种电路进行测试 , 利 所示的甲、 后用如图 所示的甲 乙两种电路进行测试, 用甲电路测得的数据为
  2.8V、
  5.0mA, 利用乙电路 用甲电路测得的数据为 、 , 测得数据为
  2.8V、
  4.0mA, 那么该电阻测量值较准 测得数据为 、 , 700 确的数值等于 Ω , 测量值与真实值的偏差情 测量值略大于真实值. 恒定电流) 况是 。(恒定电流 恒定电流
练习五
?
  5、( 2002年上海) 如图所示器材可用来研究电磁感应现 、 年上海) 年上海 象及到定感应电流方向。 象及到定感应电流方向。 ? (
  1) 在给出的实物图中 , 用实线作为导线将实验仪器连 ) 在给出的实物图中, 成实验电路。 成实验电路。 ? (
  2) 将线圈 1 插入 2 中 , 合上开关 。 能使感应电流与原 合上开关。 ) 将线圈L 插入L 电流的绕行方向相同的实验操作是 BCD ? A 插入软铁棒。 插入软铁棒。 B 拔出线圈
  1。 拔出线圈L ? C 使变阻器阻值变大。 D 断开开关。 使变阻器阻值变大。 断开开关。
练习六
? (1999年全国)图1为测量电阻的电路,Rx为待测电 1999年全国) 为测量电阻的电路,Rx为待测电 年全国 的阻值己知, 为保护电阻,阻值未知。电源E 阻,R的阻值己知,R为保护电阻,阻值未知。电源E 均为单刀双掷开关。 的电动势未知, 的电动势未知,K
  1、K2均为单刀双掷开关。A为申流

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