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2022-2023年高考物理二轮复习 破解实验题课件(重点难点易错点核心热点经典考点)
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这是一份2022-2023年高考物理二轮复习 破解实验题课件(重点难点易错点核心热点经典考点)，共50页。PPT课件主要包含了典例1，典例2，×100，重新进行欧姆调零，典例3，从右向左，典例4，接通电源后流过报警，报警器开始报警，典例5等内容，欢迎下载使用。
某同学利用如图甲所示电路测量电源的电动势E和内阻r,可供选择的实验器材有；待测电源(电动势约6 V,内阻约1 Ω),定值电阻RA(阻值10 Ω)和RB(阻值1 Ω),滑动变阻器R(最大阻值10 Ω),电流表(量程为0～0.6 A,内阻约1 Ω),电压表(量程为0～5 V,内阻约10 kΩ),开关S,导线若干．请回答下列问题：
【名师点评】 (1)明——利用伏安法测量电源的电动势和内阻；(2)看——补充实验电路图,考查电压表的接法；(3)提取——选取R1时需要关注电路中的最大电流不能超过电流表的量程；要确定图像中a、b的数值需要写出闭合电路欧姆定律表达式进行分析．
〔链接高考1〕(全国高考)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有20 Hz、30 Hz和40 Hz,打出纸带的一部分如图(b)所示．
该同学在实验中没有记录交流电的频率f,需要用实验数据和其他题给条件进行推算．(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用f和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为__________,打出C点时重物下落的速度大小为__________,重物下落的加速度的大小为__________.
(2)已测得s1＝8.89 cm,s2＝9.50 cm,s3＝10.10 cm；当地重力加速度大小为9.80 m/s2,试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%.由此推算出f为_____Hz.
策略2 做好四类题型——一“仪器”、二“常规”、三“创新”、四“结合”近几年高考出现的实验题,虽然考查形式多种多样,但考查特点主要有两个,一是考查考生基本的实验知识和操作技能,二是考查实验思想、方法等综合实验素养和设计、创新等综合实验能力．
题型1 基本仪器型——“细”微之处见高低刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、电流表、电压表、多用电表都是基本仪器,要熟练掌握它们的使用方法、操作规程和读数规则,在高考前要进行系统的实际测量和读数练习,特别是游标卡尺、螺旋测微器、电学实验仪器的读数．此类试题难度不大,要防止在读数的估读、结果的有效数字和单位上出错．
(1)图甲中游标卡尺的读数为________mm,图乙中螺旋测微器的读数为_________mm.
(2)某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电压表的内阻,如图丙所示．先将选择开关旋至倍率“×10”挡,红、黑表笔短接调零后进行测量,红表笔应接电压表的_____(选填“＋”或“－”)接线柱,结果发现欧姆表指针偏角太小,则应将选择开关旋至________(选填“×1”或“×100”)挡并___________________,最终测量结果如图丁所示,则电压表的电阻为_________Ω.
【解析】 (1)游标卡尺的读数为29 mm＋8×0.1 mm＝29.8 mm；螺旋测微器的读数为0.5 mm＋38.0×0.01 mm＝0.880 mm.(2)多用电表使用时要注意电流是“红进黑出”,电压表中电流是从正接线柱流入的,所以多用电表的红表笔应接电压表的“－”接线柱,欧姆表指针偏角太小,说明所测电阻阻值较大,应换用大倍率挡位进行测量,并且重新进行欧姆调零,读数结果为30×100 Ω＝3 000 Ω.
【名师点评】 本题易出错的地方有：(1)游标卡尺读数时不注意单位；不从游标尺上的“0”刻度线开始读；对齐格数估读了一位．(2)螺旋测微器读数时不注意固定刻度上的半毫米线,结果中舍弃了末位“0”．(3)不注意电压表中电流的流向．(4)不能根据指针偏角情况更换倍率挡位；更换挡位后直接测量而不进行欧姆调零．
〔链接高考2〕(全国高考)某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：多用电表；电压表：量程5 V,内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5 kΩ；导线若干．
回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡,再将红表笔和黑表笔_______,调零点．(2)将图(a)中多用电表的红表笔和____(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端．(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示．多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V.
(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V．从测量数据可知,电压表的内阻为________kΩ.(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图(d)所示．根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为________V,电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为________kΩ.
题型2 常规实验型——“实”践出真知常规实验题主要考查教材上基本实验的实验原理、器材的选择、实验的操作、数据的处理和误差分析．复习时要从领会实验原理出发,全方位理解和掌握实验器材、实验操作、实验步骤、实验数据的处理、误差分析和电学实验实物图的连接、电路图的设计等,对每一个实验都应做到心中有数．
某同学从家里的废旧收音机上拆下一电学元件,其上标注“2.5 V 1.5 W”的字样,为描绘出该元件的伏安特性曲线,该同学在实验室找到了下列实验器材：A．电流表(量程是0～3 A,内阻是0.1 Ω)B．电流表(量程是0～0.6 A,内阻是0.5 Ω)C．电压表(量程是0～15 V,内阻是25 kΩ)D．电压表(量程是0～3 V,内阻是5 kΩ)
E．滑动变阻器(阻值范围为0～5 Ω,额定电流为0.6 A)F．滑动变阻器(阻值范围为0～100 Ω,额定电流为0.6 A)G．直流电源(电动势E＝3 V,内阻不计)H．开关、导线若干(1)为了提高实验结果的准确程度,电流表应选____；电压表应选____；滑动变阻器应选____.(以上均填写器材代号)(2)请将图甲所示实验电路图补充完整．
(3)该同学根据设计的实验电路进行实验,通过实验得到的数据如表(I和U分别表示待测元件的电流和电压),请在图乙中描绘出该元件的伏安特性曲线.
【答案】(2)如图a所示 (3)如图b所示
【名师点评】 本实验以测电学元件的伏安特性曲线为载体,考查仪器的选取、实物连线及实验数据的处理方法,做好此类题的关键是将常规实验的基本操作、数据处理熟记在心．
〔链接高考3〕(全国高考)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间．实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示．实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车．在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置．(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)
(1)由图(b)可知,小车在桌面上是___________(选填“从右向左”或“从左向右”)运动的．(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为________m/s,加速度大小为_________m/s2.(结果均保留2位有效数字)
题型3 创新实验型——“活”用原理,妙迁移创新实验题要求考生能将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、方法进行迁移和应用,试题新颖、能力要求高．如力学中与纸带相关的实验、电学中电路的设计、计算形式的实验题等都可能考查学生运用已学过的实验方法、原理处理新情境实验题的能力,做题时一定要审清题意,明确实验目的,联想和迁移应用相关实验原理．
某研究性学习小组用如图甲所示装置来测定当地的重力加速度,主要操作过程如下：
①安装实验器材,调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上；②打开试管夹,由静止释放小铁球,用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t,并用刻度尺(图甲中未画出)测量出两个光电门之间的高度h,计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v；
③保持光电门1的位置不变,改变光电门2的位置,重复②的操作．测出多组数据,计算出对应的平均速度v；④画出v－t图像．
请在坐标系(图乙)中画出v－t图像．(3)根据v－t图像,可以求得当地的重力加速度g＝_____________________________m/s2,试管夹到光电门1的距离约为_____________________________cm.(结果均保留两位有效数字)
9.7(9.5～9.9之间均可)
6.2(6.0～6.4之间均可)
【名师点评】 本实验的创新之处在于数据信息的获取方式,利用光电门及光电计时器使数据的获取更便捷,理解落体法测重力加速度的原理,并在不同的实验背景下灵活应用是解题的关键．
〔链接高考4〕(全国高考)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,当要求热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时,系统报警．提供的器材有：热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过Ic时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9 Ω),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω),单刀双掷开关一个,导线若干．
在室温下对系统进行调节,已知U约为18 V,Ic约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时,报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,在60 ℃时阻值为650.0 Ω.(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线．
(2)在电路中应选用滑动变阻器_____(选填“R1”或“R2”)．(3)按照下列步骤调节此报警系统：①电路接通前,需将电阻箱调到一定的阻值,根据实验要求,这一阻值为_________Ω；滑动变阻器的滑片应置于____(选填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是_______________________ _______________________________________．②将开关向____(选填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至_________________．(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用．
器的电流会超过20 mA,报警器可能损坏
【答案】 (1)如图所示
【解析】 (2)报警器开始报警时,对整个回路有U＝Ic(R滑＋R热)代入数据可得R滑＝1 150.0 Ω.因此滑动变阻器应选择R2.
题型4 数形结合型——“巧”变公式找函数高考物理考查学生应用数学知识的能力,在实验中体现在实验数据的处理上,通常利用相关实验的原理公式进行巧妙变形,变成和图像信息一致的函数形式,根据图像的斜率、截距结合函数关系式得出所需的数据．
0.004 5(0.004 3～0.004 7均对)
1.48(1.46～1.50均对)
【解析】 (1)所连实物图如图(a)所示．
(2)所画的图像如图(b)所示．
【名师点评】 数形结合法是指将图像及函数相结合的一种方式,重点是公式的变形,如本题中将闭合电路欧姆定律公式变形为y＝kx＋b的形式对应图像中的各物理量．
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示．
由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻_______(选填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率_______(选填“增大”“不变”或“减小”)．(3)用另一电源E0(电动势4 V,内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为________W,最大功率为________W．(结果均保留2位小数)
某同学利用如图甲所示电路测量电源的电动势E和内阻r,可供选择的实验器材有；待测电源(电动势约6 V,内阻约1 Ω),定值电阻RA(阻值10 Ω)和RB(阻值1 Ω),滑动变阻器R(最大阻值10 Ω),电流表(量程为0～0.6 A,内阻约1 Ω),电压表(量程为0～5 V,内阻约10 kΩ),开关S,导线若干．请回答下列问题：
【名师点评】 (1)明——利用伏安法测量电源的电动势和内阻；(2)看——补充实验电路图,考查电压表的接法；(3)提取——选取R1时需要关注电路中的最大电流不能超过电流表的量程；要确定图像中a、b的数值需要写出闭合电路欧姆定律表达式进行分析．
〔链接高考1〕(全国高考)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有20 Hz、30 Hz和40 Hz,打出纸带的一部分如图(b)所示．
该同学在实验中没有记录交流电的频率f,需要用实验数据和其他题给条件进行推算．(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用f和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为__________,打出C点时重物下落的速度大小为__________,重物下落的加速度的大小为__________.
(2)已测得s1＝8.89 cm,s2＝9.50 cm,s3＝10.10 cm；当地重力加速度大小为9.80 m/s2,试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%.由此推算出f为_____Hz.
策略2 做好四类题型——一“仪器”、二“常规”、三“创新”、四“结合”近几年高考出现的实验题,虽然考查形式多种多样,但考查特点主要有两个,一是考查考生基本的实验知识和操作技能,二是考查实验思想、方法等综合实验素养和设计、创新等综合实验能力．
题型1 基本仪器型——“细”微之处见高低刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、电流表、电压表、多用电表都是基本仪器,要熟练掌握它们的使用方法、操作规程和读数规则,在高考前要进行系统的实际测量和读数练习,特别是游标卡尺、螺旋测微器、电学实验仪器的读数．此类试题难度不大,要防止在读数的估读、结果的有效数字和单位上出错．
(1)图甲中游标卡尺的读数为________mm,图乙中螺旋测微器的读数为_________mm.
(2)某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电压表的内阻,如图丙所示．先将选择开关旋至倍率“×10”挡,红、黑表笔短接调零后进行测量,红表笔应接电压表的_____(选填“＋”或“－”)接线柱,结果发现欧姆表指针偏角太小,则应将选择开关旋至________(选填“×1”或“×100”)挡并___________________,最终测量结果如图丁所示,则电压表的电阻为_________Ω.
【解析】 (1)游标卡尺的读数为29 mm＋8×0.1 mm＝29.8 mm；螺旋测微器的读数为0.5 mm＋38.0×0.01 mm＝0.880 mm.(2)多用电表使用时要注意电流是“红进黑出”,电压表中电流是从正接线柱流入的,所以多用电表的红表笔应接电压表的“－”接线柱,欧姆表指针偏角太小,说明所测电阻阻值较大,应换用大倍率挡位进行测量,并且重新进行欧姆调零,读数结果为30×100 Ω＝3 000 Ω.
【名师点评】 本题易出错的地方有：(1)游标卡尺读数时不注意单位；不从游标尺上的“0”刻度线开始读；对齐格数估读了一位．(2)螺旋测微器读数时不注意固定刻度上的半毫米线,结果中舍弃了末位“0”．(3)不注意电压表中电流的流向．(4)不能根据指针偏角情况更换倍率挡位；更换挡位后直接测量而不进行欧姆调零．
〔链接高考2〕(全国高考)某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：多用电表；电压表：量程5 V,内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5 kΩ；导线若干．
回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡,再将红表笔和黑表笔_______,调零点．(2)将图(a)中多用电表的红表笔和____(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端．(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示．多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V.
(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V．从测量数据可知,电压表的内阻为________kΩ.(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图(d)所示．根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为________V,电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为________kΩ.
题型2 常规实验型——“实”践出真知常规实验题主要考查教材上基本实验的实验原理、器材的选择、实验的操作、数据的处理和误差分析．复习时要从领会实验原理出发,全方位理解和掌握实验器材、实验操作、实验步骤、实验数据的处理、误差分析和电学实验实物图的连接、电路图的设计等,对每一个实验都应做到心中有数．
某同学从家里的废旧收音机上拆下一电学元件,其上标注“2.5 V 1.5 W”的字样,为描绘出该元件的伏安特性曲线,该同学在实验室找到了下列实验器材：A．电流表(量程是0～3 A,内阻是0.1 Ω)B．电流表(量程是0～0.6 A,内阻是0.5 Ω)C．电压表(量程是0～15 V,内阻是25 kΩ)D．电压表(量程是0～3 V,内阻是5 kΩ)
E．滑动变阻器(阻值范围为0～5 Ω,额定电流为0.6 A)F．滑动变阻器(阻值范围为0～100 Ω,额定电流为0.6 A)G．直流电源(电动势E＝3 V,内阻不计)H．开关、导线若干(1)为了提高实验结果的准确程度,电流表应选____；电压表应选____；滑动变阻器应选____.(以上均填写器材代号)(2)请将图甲所示实验电路图补充完整．
(3)该同学根据设计的实验电路进行实验,通过实验得到的数据如表(I和U分别表示待测元件的电流和电压),请在图乙中描绘出该元件的伏安特性曲线.
【答案】(2)如图a所示 (3)如图b所示
【名师点评】 本实验以测电学元件的伏安特性曲线为载体,考查仪器的选取、实物连线及实验数据的处理方法,做好此类题的关键是将常规实验的基本操作、数据处理熟记在心．
〔链接高考3〕(全国高考)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间．实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示．实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车．在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置．(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)
(1)由图(b)可知,小车在桌面上是___________(选填“从右向左”或“从左向右”)运动的．(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为________m/s,加速度大小为_________m/s2.(结果均保留2位有效数字)
题型3 创新实验型——“活”用原理,妙迁移创新实验题要求考生能将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、方法进行迁移和应用,试题新颖、能力要求高．如力学中与纸带相关的实验、电学中电路的设计、计算形式的实验题等都可能考查学生运用已学过的实验方法、原理处理新情境实验题的能力,做题时一定要审清题意,明确实验目的,联想和迁移应用相关实验原理．
某研究性学习小组用如图甲所示装置来测定当地的重力加速度,主要操作过程如下：
①安装实验器材,调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上；②打开试管夹,由静止释放小铁球,用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t,并用刻度尺(图甲中未画出)测量出两个光电门之间的高度h,计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v；
③保持光电门1的位置不变,改变光电门2的位置,重复②的操作．测出多组数据,计算出对应的平均速度v；④画出v－t图像．
请在坐标系(图乙)中画出v－t图像．(3)根据v－t图像,可以求得当地的重力加速度g＝_____________________________m/s2,试管夹到光电门1的距离约为_____________________________cm.(结果均保留两位有效数字)
9.7(9.5～9.9之间均可)
6.2(6.0～6.4之间均可)
【名师点评】 本实验的创新之处在于数据信息的获取方式,利用光电门及光电计时器使数据的获取更便捷,理解落体法测重力加速度的原理,并在不同的实验背景下灵活应用是解题的关键．
〔链接高考4〕(全国高考)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,当要求热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时,系统报警．提供的器材有：热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过Ic时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9 Ω),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω),单刀双掷开关一个,导线若干．
在室温下对系统进行调节,已知U约为18 V,Ic约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时,报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,在60 ℃时阻值为650.0 Ω.(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线．
(2)在电路中应选用滑动变阻器_____(选填“R1”或“R2”)．(3)按照下列步骤调节此报警系统：①电路接通前,需将电阻箱调到一定的阻值,根据实验要求,这一阻值为_________Ω；滑动变阻器的滑片应置于____(选填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是_______________________ _______________________________________．②将开关向____(选填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至_________________．(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用．
器的电流会超过20 mA,报警器可能损坏
【答案】 (1)如图所示
【解析】 (2)报警器开始报警时,对整个回路有U＝Ic(R滑＋R热)代入数据可得R滑＝1 150.0 Ω.因此滑动变阻器应选择R2.
题型4 数形结合型——“巧”变公式找函数高考物理考查学生应用数学知识的能力,在实验中体现在实验数据的处理上,通常利用相关实验的原理公式进行巧妙变形,变成和图像信息一致的函数形式,根据图像的斜率、截距结合函数关系式得出所需的数据．
0.004 5(0.004 3～0.004 7均对)
1.48(1.46～1.50均对)
【解析】 (1)所连实物图如图(a)所示．
(2)所画的图像如图(b)所示．
【名师点评】 数形结合法是指将图像及函数相结合的一种方式,重点是公式的变形,如本题中将闭合电路欧姆定律公式变形为y＝kx＋b的形式对应图像中的各物理量．
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示．
由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻_______(选填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率_______(选填“增大”“不变”或“减小”)．(3)用另一电源E0(电动势4 V,内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为________W,最大功率为________W．(结果均保留2位小数)
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