学生实验优秀公开课教案

陕西省2016年高考

物理实验试题分析与复习建议

一、陕西省高考物理实验的内容和要求

1、能力要求：

《陕西省普通高考考试说明（理科综合）》，在考查知识的同时，注重考查能力，并把对能力的考查放在首要位置。通过考查知识来鉴别考生能力的高低，但不把某些知识与某种能力简单地对应起来。实验考查以下能力：

①

理解能力 ②推理能力 ③分析综合能力

④应用数学处理物理问题的能力 ⑤实验与探究能力

即：能独立地完成实验；能明确实验目的；能理解实验原理和方法；能控制实验条件；会使用仪器；会观察分析实验现象；会记录处理实验数据，并得出结论；对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制定解决方案；能运用已学过的物理理论、实验方法和仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。

2、考纲实验：

实验一：研究匀变速直线运动

实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系

实验三：验证力的平形四边形定则

实验四：验证牛顿运动定律

实验五：探究动能定理

实验六：验证机械能守恒定律

实验七：验证动量守恒定律

实验八：测定金属的电阻率

实验九：描绘小电珠的伏安特性曲线

实验十：测定电源的电动势和内阻

实验十一：练习使用多用电表

实验十二：传感器的简单使用

3、方法指导：

物理是以实验为基础的科学，实验能力是物理学科的重要能力，物理高考历来重视考查实验能力。

基本实验的复习

做的学生实验真正做懂、做会，特别是在实验原理上要认真钻研，对每一个实验步骤都要问个为什么，即不但要记住怎样做，更应该知道为什么要这样做．对基本的实验，复习过程中要注意以下六个方面的问题：

（1）实验原理

4个类型：练习型、测量型、验证型、探索型．对1

每一种类型都要把原理弄清楚．

2mm的纸带．这个实验的正确实验步骤是先闭合电源开关，启动打点计时器，待打点计时器的工作稳定后，再释放重锤，使它自由落下，同时纸带打出一系列点迹．按这种方法操作，在未释放纸带前，打点计时器已经在纸带上打出点迹，但都打在同一点上，这就是第一点．由于开始释放的时刻是不确定的，从开始释放到打第二个点的时间一定小于0.02s，但具体时间不确定，因此第一点与第二点的距离只能知道一定小于2mm（如果这段时间恰等于0.02s，则这段位移s=gt2/2=(10×0.022/2)m=2×10-3m=2mm），但不能知道它的确切数值，也不需要知道它的确切数值．不论第一点与第二点的间距是否等于2mm，它都是从打第一点处开始作自由落体运动的，因此只要测量出第一点O与后面某一点P间的距离h，再测出打P点时的速度v，如果：

gh≈

( )，

（2）实验仪器

要求掌握的实验仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器（千分尺）、天平、停表（秒表）、打点计时器（电火花计时仪）、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱，等等。对于使用新教材的省市，还要加上示波器等。对这些仪器，都要弄清其原理、会正确使用它们，包括测量仪器的正确读数。

（3）实验装置

对电学实验主要指电路图。

槽轨道，让小球从轨道上端无初速滚下，然后平抛出去，在安装装置时要注意保证轨道末端必须水平，如果实验要进行多次，每次小球应从同一高度处下落，因此应有一个挡板。

打点计时器而未释放重锤前，能保证打出的点迹在同一点上，若像课本上的实验装置图那样，用手握住纸带，开启打点计时器而未释放纸带前，会由于手的抖动而打出一“堆”点，从而无法准确找出第一个点（即自由落体运动起始位置）。

个结系在铁架台的横梁上是不可取的，因为悬点不确定，就不是单摆，并且摆长值也无法准确测量。

电表内阻的影响，等等。

（4）实验步骤

复习实验步骤时不能靠死背结论，而要与实验原理联系起来，要多问问自己，为什么要按这样的步骤操作？把某些实验步骤交换一下是否可以？省掉某个步骤行不行？等等。

（5）实验数据的处理

2

重要的有打点计时器纸带的处理方法（如分析是不是匀速运动或匀变速直线运动、如果是匀变速运动，如何求某时刻的速度、如何求加速度等）；解方程求解未知量、用图像处理数据（把原来应该是曲线关系的通过改变坐标轴的量或单位而变成线性关系，即变成直线，是重要的实验能力）。

（6）实验误差的定性分析

中学阶段不要求进行定量的误差分析，但对主要误差的产生原因、系统误差是偏大还是偏小等，应能理解。在电路的实验中，粗略地看，认为电流表是短路、电压表是断路，但精确一点看，电流表和电压表的内阻的影响都不能忽略，定性地讨论电表电阻对测量结果的影响是我们应该掌握。

二、陕西省2016年高考物理实验试题特点分析

1、全国卷电学实验，2016年注重“强化实验操作”

1. （全国新课标I卷，23）（10分）现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60C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），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1000），滑动变阻器R2（最大阻值为2000），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18V，Ic约为10mA；流过报警器的电流超过20mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60C时阻值为650.0。

(1) 在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。

(2) 电路中应选用滑动变阻器_____________（填“R1”或“R2”）。

(3) 按照下列步骤调节此报警系统：

①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为______；滑动变阻器的滑片应置于_______（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是________________________________。

②将开关向_______（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。

【答案】(1)如下图

3

(2)R2

(3)①650.0，b，

接通电源后，流过报警器的电流会超过20mA，报警器可能损坏

②c，报警器开始报警

【解析】①热敏电阻工作温度达到60C时，报警器报警。故需通过调节电阻箱使其电阻为60C时的热敏电阻的阻值，即调节到阻值650.0Ω，光使报警器能正常报警，电路图如上图

②U18V，当通过报警器的电流10mAIc20mA，故电路中总电阻RU

Ic，900R1800，故滑动变阻器选R2。

③热敏电阻为650.0时，报警器开始报警，模拟热敏电阻的电阻器阻值也应为650.0为防止通过报警器电流过大，造成报警器烧坏，应使滑动变阻器的滑片置于b端．

2. （全国新课标II卷，23）（9分）某同学利用图（a）所示电路测量量程为2.5VV的内阻的电压表○（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有：电阻箱R（最大阻值99999.9），滑动变阻器R1（最大阻值50），滑动变阻器R2（最大阻值5k），直流电源E（电动势3V），开关1个，导线若干．

实验步骤如下：

①按电路原理图（a）连接线路；

图a

②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图（a）中最左端所对应的位置，闭合开关S；

③调节滑动变阻器，使电压表满偏

调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V，④保持滑动变阻器滑片的位置不变，记下电阻箱的阻值．

回答下列问题：

⑴实验中应选择滑动变阻器

（填“R1”或“R2”）．

⑵根据图（a）所示电路将图（b）中实物图连线．

4

图b

⑶实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为

（结果保留到个位）．

⑷如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为

（填正确答案标号）．

A．100A

B．250A

C．500A

D．1mA

【答案】⑴R1

⑵

⑶ 2520 ⑷ D 【解析】⑴实验原理类比于半偏法测电表内阻

电压表所在支路的总电压应该尽量不变化，即滑动变阻器选最大阻值小的即选R1

⑵

略

⑶

近似认为电压表所在电路的总电压不变，且流过电压表与变阻箱的电流不变，22.52R4R2520

RVR

则V⑷

由欧姆定律可知，I满=U满R2.51mA

25203. （全国新课标III卷，22）某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且两导轨垂5

直。

（1）在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。

（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：

A.适当增加两导轨间的距离

B.换一根更长的金属棒

C.适当增大金属棒中的电流

其中正确的是（填入正确选项前的标号）

【答案】（1）如图所示（2）AC

【解析】滑动变阻器应限流式解法，（2）F=BIL可得适当增大导轨间距或增大电流，可增大金属棒受到的安培力，根据动能定理：Fsfs12mv可知金属棒离开2导轨时的动能变大，即离开导轨时的速度变大，AC正确；若换用一个更长的金属棒，但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变，所以对最后的速度没有影响，B错误。

2、全国卷力学实验，2016年注重“实验创新、实验分析及实验的迁移”

1. （全国新课标I卷，22）（5分）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20Hz、30Hz和40Hz。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它题给条件进行推算。

(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_____________，重物下落的加速度大小为_____________。

6

(2)已测得S18.89cm，S29.50cm，S310.10cm，当地重力加速度大小为9.80m/s2，实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。

fff2【答案】⑴(S1S2)，(S2S3)，(S3S1)；⑵40 222【解析】⑴由于重物匀加速下落，A、B、C、D各相邻点之间时间间隔相同，因此B点应是从A运动到C的过程的中间时刻，由匀变速直线运动的推论可得：

B点的速度vB等于AC段的平均速度，即vBS1S2

2t由于tf，故vB(S1S2)

2同理可得vCf(S2S3)

21f匀加速直线运动的加速度av

tfvCvB2(S2S3)(S1S2)f2(S3S1)

故at12f①

⑵重物下落的过程中，由牛顿第二定律可得：

mgF阻=ma

F阻=0.01mg

由已知条件

a0.99g

由②③得

f2a(S3S1)2代入①得：，代入数据得f40Hz

②

③

学生熟悉的实验，但重在考查实验的分析。平时应有基本的纸带分析功底。

2.（全国新课标II卷，22）（6分）某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a）所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．

图a ⑴

实验中涉及到下列操作步骤：

①把纸带向左拉直

②松手释放物块

③接通打点计时器电源

7

④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量

上述步骤正确的操作顺序是 （填入代表步骤的序号）．

⑵

图（b）中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50Hz．由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为 m/s．比较两纸带可知， （填“M”或“L”）纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．

图b 【答案】⑴④①③②

⑵1.29 M 【解析】：⑴略

⑵脱离弹簧后物体应该匀速直线运动，则v大，

则EPMEPL

简单的探究性实验，考查实验步骤及能量转换。（实验的迁移）

3. （全国新课标III卷，23）某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。途中，置于试验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮，一段与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010kg。实验步骤如下：

（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车9（和钩码）可以在木板上匀速下滑。

（2）将n（依次取n=1,2,3,4,5）个钩码挂在轻绳右端，其余N-n各钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s-t图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。

（3）对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图(b)所示：由图（b）8

2.582.571021.29m/s

0.04由能量守恒可知，物体的末动能越大，则弹簧被压缩时的弹性势能越

求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表。

n a/ms2

1 0.20 2

3 0.58 4 0.78 5 1.00 （4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a-n图像。从图像可以看出：当物体质量一定是=时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。

（5）利用a–n图像求得小车（空载）的质量为_______kg（保留2位有效数字，重力加速度取g=9.8 m·s–2）。

（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是_______（填入正确选项钱的标号）

A．a–n图线不再是直线

B．a–n图线仍是直线，但该直线不过原点

C．a–n图线仍是直线，但该直线的斜率变大

【答案】（3）0.39（4）如图所示（5）0.45（6）BC 【解析】（3）因为小车做初速度为0的匀加速直线运动，故将（2,0.78）代入x12at可得a0.39m/s2

2根据描点法可得如图所示图线

（4）根据描点法可得如图所示图线

9

（5）根据牛顿第二定律可得nmg(5n)mMa，代入m=0.010kg，n=1、2、3、4、5，以及相应的加速度求可得M0.45kg

（6）若不平衡摩擦力，则满足F-f=ma的形式，所以直线不过原点，但仍是直线，A错B对；随着n的增大，小车的总质量在增大，斜率变大，C正确；

学生熟悉的实验，重在考查实验分析。图像的应用，连接体中整体法的应用等

三、高考实验复习的几点建议

加强高一、高二平时教学过程中的学生实验的操作，培养学生科学的、严谨的尊重实验事实的态度

1．重视实验操作，让学生到实验室去做一做 命题者在实验题命题时总希望把“做过实验的考生”和“没有做过实验的考生”区分开来；另外课本中的实验学生不亲自做一做，他们也很难达到对实验的真正理解；所以对高中阶段要求的12种基本仪器要求学生会规范操作与读数，对16个学生实验（含5个选考模块实验）要求学生能亲自动手独立操作，只有能独立完成所规定的实验，才有可能达到《考试大纲》中“能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题”这一要求。

2．立足课本，同时对课本实验适度拓展和延伸 目前高考中的物理实验题，很少有与我们课本上实验一模一样的问题，但大都是源于教材，只是稍有变化；对于这些实验题，好多同学解题时感觉无从下手，其最主要的原因往往与没有真正理解教材中实验的原理有关，这就要求我们在复习实验时仍然要将精力放在课本上的实验。对于大纲规定的实验，在复习中要认真体会每个实验原理和设计意图，要着重去思考这些实验有哪些可以拓展延伸的地方，不能满足于“知其然”，而必须“知其所以然”；

3．重视实验的归纳与总结

学生进入高三掌握的知识更丰富、思维能力更强；因此应该在备考复习时，应该站在更高的角度，对所学过的实验要加以归纳、总结。例如“利用纸带串联力学实验”，利用纸带可以验证机械能守恒定律、探究动能定理、测定动摩擦因数、测量重力加速度、测小车的功率、测电动机的转速等。如“电源电动势和内阻的测量”，可以利用电流表和电压表测量、利用电流表和电阻箱测量、利用电压表和定值电阻测量、利用电流表和定值电阻测量、利用两只电压表测量、利用两只电流表测量等方法。又如“电阻的测量方法”，有伏安法、半偏法、等效法、直接用欧姆表测量法等方法。

4．注意课本中的演示实验和小实验

高考试题有向演示实验和小实验拓展延伸趋势，如受迫振动、平行板电容器、通电和断电自感现象、光电效应、肥皂液膜的薄膜干涉等演示实验和小实验，经常在高考试题中出现。

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无实验报告册时的要求

有实验报告册的要求

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华清中学物理组-----李文慧