(二)实验题试题分析
新课标高考物理《考纲》中原有19个实验,新考纲必考内容共11个实验。
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五个实验转到选考模块 |
用油膜法估测分子的大小;探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度;测定玻璃的折射率;用双缝干涉测光的波长;验证动量守恒定律 |
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五个实验被删除 |
长度的测量;研究平抛物体的运动;用描迹法画出电场中平面上的等势线;把电流表改装为电压表;练习使用示波器 |
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增加了两个实验 |
验证牛顿运动定律和探究动能定理 |
1.山东理综物理试题分析(考题都体现了一定的能力层次)
Ⅱ卷必做45分,选做16分,实验题是必做12分,2道题,力学一个,电学一个
07年:电阻及电阻率的测量
第一问:电表的选择。
第二问:电路图的设计(滑动变阻器的分压和限流,电流表的内接和外接)。
第三问:“不破坏电阻器”的前提下设计实验方案,测量金属丝的长度和直径。(实际上是对一个设计性实验的全部因素的考查,涉及实验原理的理解、实验器材的选择、实验步骤的设计、实验数据的处理及实验结果的表述等诸多因素,有很大的区分度)。
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23、检测一个标称值为5Ω的滑动变阻器。可供使用的器材如下: A.待测滑动变阻器Rx,全电阻约5Ω(电阻丝绕制紧密,匝数清晰可数) B.电流表A1,量程0.6A,内阻约0.6Ω C.电流表A2,量程3A,内阻约0.12Ω D.电压表V1,量程15V,内阻约15kΩ E.电压表V2,量程3V,内阻约3kΩ F.滑动变阻器R,全电阻约20Ω G.直流电源E,电动势3V,内阻不计 H.游标卡尺 J.电键S、导线若干 ⑴用伏安法测定Rx的全电阻值,所选电流表____(填“A1”或“A2”),所选电压表为____(填“V1”或“V2”)。 ⑵画出测量电路的原理图,并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路。 ⑶为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率,需要测量电阻丝的直径和总长度,在不破坏变阻器的前提下,请设计一个实验方案,写出所需器材及操作步骤,并给出直径和总长度的表达式。 |
08年:电阻的测量
第一问:设计电路(滑动变阻器分压还是限流、电流表内接还是外接)。
第二问:实验数据的处理(多次测量取平均值)。
第三问:图象的分段分析,得出定性规律。注重开放性、探究性,体现对考生创新能力的考查,有利于激发考生创新意识,培养科学精神和科学态度。
第四问:图象的定性分析,得出定性结论(考查获取新知识的能力、建模能力)。
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若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线,其中RB、RO分别表示有、无磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B,需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。请按要求完成下列实验。 提供的器材如下: A.磁敏电阻,无磁场时阻值;B.滑动变阻器R,全电阻约 C.电流表,量程2.5mA,内阻约 D.电压表,量程3V,内阻约3k E.直流电源E,电动势3V,内阻不计 F.开关S,导线若干 (2)正确接线后,将磁敏电阻置入待测磁场中,测量数据如下表:
(3)试结合图1简要回答,磁感应强度B 在0-0.2T和0.4-1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同? (4)某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻-磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称),由图线可以得到什么结论? |
09年:验证平行四边形定则
第一问:实验步骤的必要操作
第二问:改变实验条件后的实验方法(考查考生创新能力)。
光敏电阻设计自动控制电路
第一问:描绘图象,说明阻值随照度的变化规律。
第二问:选器材、画电路图。
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23.(12分)请完成以下两小题。 (1)某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小事物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉字,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第二条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细胞挂一重物。 ①为完成实验,下述操作中必需的是 。 a.测量细绳的长度; b.测量橡皮筋的原长 c.测量悬挂重物后像皮筋的长度;d.记录悬挂重物后结点O的位置 ②钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次实验证,可采用的方法是 (2)为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开头可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为Lx)。某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表:
②如图所示,当1、2两端所加电压上升至2V时,控制开关自动启动照明系统,请利用下列器材设计一个简单电路。给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图。(不考虑控制开关对所设计电路的影响)
定值电阻:R1=10kΩ,R2=20kΩ,R3=40kΩ(限选其中之一并在图中标出) 开关S及导线若干。
答案:(1)①bcd ②更换不同的小重物(2)①光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示。 特点:光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小②电路原理图如图所示。 解析:当,控制开关自动启动照明系统,请利用下列器材设计一个简单电路。给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统,即此时光敏电阻阻值为20k |
2.宁夏理综物理试题分析 (考题都体现了基本实验和探究实验并重的方式,增加体现了新课改的探究理念)
Ⅱ卷必考题47分,选考题15分,实验题是必考共15分,力学一个,电学一个
07年:
第一题:影响圆柱形电容器电容的因数的推测(是典型的探究性实验题,根据所学过的平行板电容器电容的知识,推测影响圆柱开电容器的电容的因数,考查的是探究性实验中的一个重要步骤:猜想与假设,要求合理延伸、另辟蹊径、开放作答体现了新课改的思想和方向。);
第二题:用伏安法测电源电动势和内电阻、电压表的改装(是基本实验题,根据题给电压表的量程和电源电动势的大致值将电压表的量程扩大就行,做到既满足实验要求,又保证实验精确度)
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⑴由绝缘介质隔开的两个同轴的金属圆筒构成圆柱形电容器,如图所示。试根据你学到的有关平行板电容器的知识,推测影响圆柱形电容器电容的因素有 。 ⑵利用伏安法测量干电池的电动势和内阻,现有的器材为: 滑动变阻器:最大阻值99999.9 Ω,符号 ①设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内,要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负。 ②为了满足本实验要求并保证实验的精确度,电压表量程应扩大为原量程的 倍,电阻箱的阻值应为 Ω。 |
08年:
第一题:三块电表(电流表、电压表、欧姆表)的读数(是基本实验题)
第二题:测量动摩擦因数:(是探究性实验题,是对新课程理念的重要体现)
打点计时器纸带数据的处理(匀变速直线运动规律的应用)、物理量的测量(必须理解实验原理);实验器材的选择;动摩擦因数的表达式(牛顿运动定律的应用);误差的定性分析等。
09年:
第一题:考查游标卡尺和螺旋测微器的读数原理(是基本实验题)
第二题:用光敏电阻设计自动控制电路(是典型的探究性实验题,考查了“分析与论证”要素中的对实验数据进行分析处理;考查了“评估”要素中的注意探究活动中未解决的矛盾并改进探究方案。)
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22.(4分)某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度 [答案]2.25,6.860 [解析]游标卡尺的读数 螺旋测微器的读数y=6.5mm+0.01mm×36.0=6.860mm。 23.(11分)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50mA时,电磁铁吸合铁片,弹簧片和触点分离,3、4断开;电流小于50mA时,3、4接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA。 (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 (2)回答下列问题: ①如果励磁线圈的电阻为200Ω,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。答: 。 ③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子。答: 。 答案:(1)电路原理如图所示。(4分) (2)①20 (2分) 160~520(2分) 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 [解析](1)要使光敏电阻能够对电路进行控制,且有光照时路灯熄灭,光敏电阻应与1,2串联,3,4与路灯串联;则电路图如图所示。 (2)①由U=IR得励磁线圈允许加的最大电压为U=ImR=0.1×200V=20V;依据允许通过励磁线圈的电流最大值和最小值计算得 ③电磁起重机 |
3.高三毕业年级的实验教学建议:要注重系统地整理实验思想和方法
(1)按章顺序复习必考实验
新课程把实验教学都是穿插在章中正文进行的,当时是随进度做实验,现在最好是一轮复习时也是保留教材的顺序,随进度讲实验。
节的标题中有“实验”二字的,大多是必考实验范围,这些实验的规模比较大,而且多是定量的,当时教学时是用两课时左右完成的。节中的“实验”栏目、“演示”栏目、“做一做”栏目,当时多半是做了随堂实验处理,其中有一些也是必考实验。现在也要详细讲述实验的所有考点,包括:[实验设计案例][实验目的][实验器材][探究方案(实验原理)][落实探究方案][实验数据][注意事项][误差分析][实验例题],实验习题一步到位。每次单元练习题、单元验收题、摸底考试题、模拟考试题都把实验纳入其中。
附录:实验:平抛运动
(2)要注重系统地整理实验思想和方法
[例1]在复习打点计时器时,我们可以有意识地进行思维的拓展。
(1)打点计时器的纸带记录了什么物理量?(物体运动的时间、运动的位置和运动的位移)
(2)通过打点计时器的纸带可以算出什么物理量?(匀变速运动物体的加速度、在某时刻的速度和某段时间内的平均速度)各量是怎样计算的?
(3)请你用联想的方法拓宽思路:利用打点计时器,我们还可能测出哪些物理量?
①打点计时器的纸带可以反映出运动学的所有物理量(v0、末速度、加速度、时间、位移)。
②如果把它与牛顿第二定律F=ma结合起来考虑,可以求出力F。
③如果把它与动能定理
结合起来考虑,可以求出合外力做的功。
④如果把它与动量定理I=mv2-mv1结合考虑,可以求出合外力的冲量。
⑤如果把打点计时器置于竖直方向使用,则可以得到重力势能的变化量或动能的变化量。
⑥用△h=gt2可以应用于局部的闪光照片记录的自由落体运动、平抛运动等“情境。
[例2]图象法处理实验数据的四种基本功能:
①能从图象清楚看出物理量间的关系(伏安特性曲线);
②可用图象法求物理量的值(E、r);
③可以避免不必要的误差(用单摆测重力加速度);
④可以剔除个别有错误的测量数据。
[例3]常见间接测量的物理量及其测量方法
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待测物理量 |
基本测量方法 |
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力学 |
速度 |
①利用纸带, |
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加速度 |
①利用纸带,逐差法 |
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力 |
根据F=ma转化为测量m、a |
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功 |
根据 |
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电学 |
电阻(精确测量) |
①根据 |
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电功率 |
根据P=IU转化为测量U、I |
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电源电动势 |
根据E=U+Ir转化为测量U、I |
[例4]定值电阻的测量方法:欧姆表测量、替代法、伏安法、比较法(“伏伏”法、“安安”法)、半偏法
[例5]测定电源电动势和内阻:伏安法(公式法、图象法)、伏阻法(公式法、图象法)、安阻法(公式法、图象法)。
多积累变形及替换运用的实验实例,开阔实验视野,提高实验设计应用的灵活性。对图像的运用要引起高度的重视!
(一)选择题试题分析
热学、光学、原子物理及力学部分机械振动机械波的试题和涉及动量守恒定律的试题不会出现在选择题中,选择题全部在力学部分和电磁学部分命题。
1.选择题关注物理学史
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8.(09上海)牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据,运用严密的逻辑推理,建立了万有引力定律。在创建万有引力定律的过程中,牛顿(ABC) A.接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想 B.根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实,得出物体受地球的引力与其质量成正比,即Fµm的结论 C.根据Fµm和牛顿第三定律,分析了地月间的引力关系,进而得出Fµm1m2 D.根据大量实验数据得出了比例系数G的大小 |
科学过程是科学家群体从事科学活动的智力劳动过程。科学发展的历史表明,每一个科学上的新发现,特别是具有重大意义的科学发现,都为后继者提供宝贵的教益和启迪。新课程非常注重对科学过程所凝练和升华的科学思维方式和科学研究方法的展示,使学生汲取前辈科学家科学思维和研究方法的滋养。在第一轮复习中,复习要细致,“伽利略对自由落体运动的研究”“理想实验”、“万有引力定律的发现”、“经典时空观和相对论时空观”“追寻守恒量”等等都要纳入正常的复习计划,不能省略。
2.选择题关注图象问题,体现识图和用图
v-t图象在解决运动学问题中是非常优越的,也是高考必考的内容。
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A.t′=t1,d=S B.t′= C.t′ |
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16.(09安徽) 大爆炸理论认为,我们的宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸。除开始瞬间外,在演化至今的大部分时间内,宇宙基本上是匀速膨胀的。上世纪末,对1A型超新星的观测显示,宇宙正在加速膨胀,面对这个出人意料的发现,宇宙学家探究其背后的原因,提出宇宙的大部分可能由暗能量组成,它们的排斥作用导致宇宙在近段天文时期内开始加速膨胀。如果真是这样,则标志宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄的关系,大致是下面哪个图像(C) |
电磁感应的图象问题也是年年都要考的点,有时交流电图象也考。
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无论是平时的练习还是大型的考试,都应该涵盖图象的内容,高三第二轮的时候,更应该把图像做为专题复习的重点。
应用图象法的最重要的两个步骤就是作图和识图。
作图时应注意:(1)根据物理公式或规律找出物理量间的大致变化趋势,知道图象的大致形状;(2)根据已知条件确定图象上的几个点,然后将这些点连成光滑曲线。
识图则包括:(1)图象表示哪两个物理量的关系;(2)由图象的形状确定物理量的变化规律;(3)理解图象上各特征量(如斜率、截距、交点坐标、极点坐标和“面积”)的物理意义;(4)图象中其他隐含的物理变化规律等。在有些问题中还需明确相关量的变化范围及给出的其它条件。
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图象单纯地表示两物理两间的函数关系 |
图象坐标轴围成的面积有具体的物理意义 |
图象的斜率代表两个物理量增量的比值 |
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弹簧的弹力图象 分子力图象、分子势能图象 振动图象、波动图象 共振图象、衰变图象 电压--时间、磁感应强度图象 平均结合能图象 |
力--时间(冲量) 力--位移(功) 电流--时间(电量) 感应电流图象(电量) 速度--时间(位移) |
位移--时间(速度) 速度--时间(加速度) 伏安特性曲线(电阻) 路端电压--电流(内电阻) |
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1.形状相同,坐标轴不同,物理规律就截然不同。如振动图象和波动图象。 2.两轴单位不同。比如波动图象横纵坐标的单位不同。 3.拐点具有的特定意义。如共振图象、分子力图象、分子势能图象和平均结合能图象的拐点。 4.截距具有的特定意义。如路端电压--电流图象的截距示电势动和电源内阻。 5.图象切线斜率(瞬时的变化率)和割线斜率的区别(表示比值)。 s-t图象:曲线的 U-I图象:割线斜率表负载的电阻 |
3.选择题关注数学方法在物理学上的应用,强化应用数学处理物理问题能力的提升
抽象文字→物理情景→物理条件→数学条件
(1)数学在物理学中的作用
①定义物理概念(物理概念有二种:一种是只有质的规定性的概念,如机械运动、简谐运动、干涉、偏振等;另一种是既有质的规定性又有量的规定性的概念,如速度、加速度、电场强度、磁感应强度等,这种概念就是所谓的物理量,就需要数学手段了。)
比值定义法:
、
、
、
、
、
、
、
、
、![]()
乘积定义法:功(W=Fscosθ)、冲量(I=Ft)、动能(
)、动量(
)、磁通量(Φ=BS)、电功(
)、电功率(
)
和值定义法:机械能(动能和势能的总和)、合力(
)、总功(
)
差值定义法:位移(
)、电势差(
)
函数定义法:正弦式电流(
)
极限定义法:瞬时速度(
)、瞬时加速度(
)(教材多处讲到了用无限小量处理变量问题的一种思想,但不要求向学生讲极限,数学中已经全部删掉了。)
②推理工具:
③计量工具:
(2)物理解题过程中常遇到的数学问题
①几何条件:几何形状的转换和三角形的边角关系。
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A. [解析]将立体图画成平面图,如图所示,可见P点沿电场线方向为MN的四等分线,故P点的电势为 |
②求极值问题
A.用导数模型求极值
B.用二次函数模型求极值:追击中相距最近、最远的问题。
C.运用三角函数模型求极值常用模型:y=Asinθcosθ=Asin2θ/2;常用模型2:y=asinθ+bcosθ。
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21.(09宁夏)水平地面上有一木箱,木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<1)。现对木箱施加一拉力F,使木箱做匀速直线运动。设F的方向与水平面夹角为θ,如图,在θ从0逐渐增大到90°的过程中,木箱的速度保持不变,则 A.F先减小后增大 B.F一直增大 C.F的功率减小 D.F的功率不变 |
D.均值不等式求极值(调几算幂):![]()
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3.(09上海)两带电量分别为q和-q的点电荷放在x轴上,相距为L,能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图(
) [解析]由点电荷的场强公式 |
在一轮复习中的例题、练习、验收、摸底考试中要特别加强物理问题中数学方法的讲解。
4.选择题关注恒定电流一章的部分实验
电流表改装的实验、电路的动态变化、电路的故障检测等实验问题过去都是以实验题的形式出的,现在都放在了选择题当中。复习的侧重点要有所变化,要在强调基础知识的同时整章全面复习。
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A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40Ω B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40Ω C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80 V D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80 V |
5.选择题关注高新科技信息和科研成果
电路中问到传感器或使用传感器的题也是经常出现的,我们非常有必要在电学的每一章都在一轮复习时设置一个栏目叫实际应用模型。系统整理教材、练习、参考材料上出现的此类问题,指导学生集中对比理解。
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2.(08江苏卷)207年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”.基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用.在下列有关其它电阻应用的说法中。错误的是(D) A.热敏电阻可应用于温度测控装置中 B.光敏电阻是一种光电传感器 C.电阻丝可应用于电热设备中 D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用 |
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传感器的结构如图所示,圆筒形测量管内壁绝缘,其上装有一对电极 |
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A.质谱仪是分析同位素的重要工具 B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C.能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越小 |
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A. 1.3m/s ,a正、b负 B. 2.7m/s , a正、b负 C.1.3m/s,a负、b正 D. 2.7m/s , a负、b正 |