高中生物一輪復習教案

高考物理第一輪精編復習資料016。

§6.4萬有引力理論的成就
【學習目標】
1．了解萬有引力定律在天文學上的應用
2．會用萬有引力定律計算天體的質量和密度
3．掌握綜合運用萬有引力定律和圓周運動學知識分析具體問題的方法
能力目標
通過求解太陽.地球的質量，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的運用能力
德育目標
通過介紹用萬有引力定律發(fā)現未知天體的過程，使學生懂得理論來源于實踐，反過來又可以指導實踐的辨證唯物主義觀點
【自主學習】
一.天體質量的估算
對一個物體的物理特性進行測量的方法主要有兩種：直接測量和間接測量。而直接測量往往很困難，無法測出結果，所以間接測量就成為一種非常有用的方法，但間接測量需要科學的方法和科學理論作為依據。
求天體質量的方法主要有兩種:一種方法是根據重力加速度求天體質量,即引力=重力mg=GMm/R2;另一種方法是根據天體的圓周運動,即其向心力由萬有引力提供,
1．某行星的一顆小衛(wèi)星在半徑為r的圓軌道上繞行星運行，運行的周期是T。已知引力常量為G，這個行星的質量M=＿＿
2.已知地球表面的重力加速度為g,引力常量為G,地球半徑為R,則地球質量M=＿＿
二.發(fā)現未知天體
關于萬有引力定律應用于天文學研究上的事實,下列說法中正確的是()
A.天王星.海王星和冥王星都是運用萬有引力定律,經過大量計算以后發(fā)現的
B.在18世紀已發(fā)現的7個行星中，人們發(fā)現第七個行星天王星的運動軌道總是根據萬有引力定律計算出來的理論軌道有較大的偏差,于是有人推測在天王星軌道外還有一個行星,是它的存在引起上述偏差.
C.海王星是運用萬有引力定律,經過大量計算以后發(fā)現的
D.冥王星是英國的亞當斯和法國的勒維列運用萬有引力定律,經過大量計算以后發(fā)現的
【典型例題】
解決天體運動問題的基本思路
很多天體運動都可以近似地看成圓周運動，其向心力由萬有引力提供
[例1]已知太陽光從太陽射到地球需時間500s,地球公轉軌道可近似看成圓軌道,地球半徑為6400km,試計算太陽質量M與地球質量m之比?

跟蹤練習所有行星繞太陽運轉其軌道半徑的立方和運轉周期的平方的比值即r3/T2=k,那么k的大小決定于()
A.只與行星質量有關B.只與恒星質量有關
C.與行星及恒星的質量都有關D.與恒星質量及行星的速率有關
地球表面物體的重力近似等于物體受到地球的引力
[例2]某物體在地面上受到的重力為160N,將它放置在衛(wèi)星中,在衛(wèi)星以a=1/2g隨火箭向上加速度上升的過程中,當物體與衛(wèi)星中的支持物的相互擠壓力為90N時,求此時衛(wèi)星距地球表面有多遠?（地球半徑R=6.4×103km,g=10m/s2）

估算天體的密度
［例3］一艘宇宙飛船飛近某一個不知名的行星,并進入靠近該行星表面的圓形軌道,宇航員進行預定的考察工作,宇航員能不能僅用一只表通過測定時間來測定該行星的密度?說明理由及推導過程.

雙星問題
［例4］兩個星球組成雙星,它們在相互之間的萬有引力作用下,繞連線上某點做周期相同的勻速圓周運動,現測得兩星中心距離為R,其運動周期為T,求兩星的總質量?

答案自主學習1M=4π2r3/GT22M=gR2/GBC
例13×105B例21.92×km例3ρ=3π/GT2例44π2r3/GT2
【能力訓練】
一、選擇題
1．設在地球上和在x天體上，以相同的初速度豎直上拋一物體，物體上升的最大高度比為K(均不計阻力)，且已知地球和x天體的半徑比也為K，則地球質量與x天體的質量比為()
A．1B．KC．K2D．1/K
2．(1988年全國高考)設地球表面重力加速度為g0，物體在距離地心4R(R是地球的半徑)處，由于地球的作用而產生的加速度為g，則g/g0為()
Ａ．1Ｂ．1/9Ｃ．1/4Ｄ．1/16
3．對于萬有引力定律的數學表達式F＝，下列說法正確的是()
Ａ．公式中G為引力常數，是人為規(guī)定的
Ｂ．r趨近于零時，萬有引力趨于無窮大
Ｃ．m1、m2之間的萬有引力總是大小相等，與m1、m2的質量是否相等無關
Ｄ．m1、m2之間的萬有引力總是大小相等方向相反，是一對平衡力
4．地球的半徑為R，地球表面處物體所受的重力為mg，近似等于物體所受的萬有引力．關于物體在下列位置所受萬有引力大小的說法中，正確的是()
Ａ．離地面高度R處為4mgＢ．離地面高度R處為mg/2
Ｃ．離地面高度－3R處為mg/3Ｄ．離地心R/2處為4mg
5．物體在月球表面的重力加速度是在地球表面的重力加速度的1/6，這說明了()
A．地球的半徑是月球半徑的6倍B．地球的質量是月球質量的6倍
C．月球吸引地球的力是地球吸引月球的力的1/6
D．物體在月球表面的重力是其在地球表面的重力的1/6
6．關于天體的運動，下列敘述正確的是()
A．地球是靜止的，是宇宙的中心B．太陽是宇宙的中心
C．地球繞太陽做勻速圓周運動D．九大行星都繞太陽運動，其軌道是橢圓
7．太陽表面半徑為R’，平均密度為ρ′，地球表面半徑和平均密度分別為R和ρ，地球表面附近的重力加速度為g0，則太陽表面附近的重力加速度g′()
A．B．g0C．g0D．g0
8．假設火星和地球都是球體，火星質量M火和地球質量M地之比為M火/M地＝p，火星半徑R火和地球半徑R地之比為R火/R地＝q，那么火星表面處的重力加速度g火和地球表面處的重力加速度g地之比g火/g地等于()
A．p/q2B．pq2C．p/qD．pq
二、非選擇題
9．已知地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，萬有引力恒量為G，用以上各量表示地球質量M＝________．
10．已知地球半徑約為6.4×106m，又知月球繞地球的運動可近似看做圓周運動，則可估算出月球到地心的距離為________m．(結果保留一位有效數字)
11．火星的半徑是地球半徑的一半，火星質量約為地球質量的1/9，那么地球表面質量為50kg的物體受到地球的吸引力約是火星表面同質量的物體受到火星吸引力的______倍．
12．假如地球自轉速度達到使赤道上的物體“飄”起來(即完全失重)，那么地球上一天等于多少小時？(地球半徑取6.4×106m)
13．飛船以a＝g/2的加速度勻加速上升，由于超重現象，用彈簧秤測得質量為10kg的物體重量為75N．由此可知，飛船所處位置距地面高度為多大？(地球半徑為6400km，g＝10m/s2)
14．兩顆靠得很近的恒星，必須各以一定的速率繞它們連線上某一點轉動，才不至于由于萬有引力的作用而將它們吸引到一起．已知這兩顆恒星的質量為m1、m2，相距L，求這兩顆恒星的轉動周期．
【學后反思】
_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
參考答案
一、選擇題
1．解析：mg＝G，g＝GH＝，g＝
兩式聯(lián)立求解得：M∶M′＝K∶1
答案：B
2．解析：本題考查萬有引力定律的簡單應用．地球表面處的重力加速度和在離地心高4R處的加速度均由地球對物體的萬有引力產生，所以有
F＝G＝mg，
答案：D
3．C
4解析：F＝mg＝G，F′＝mg′＝G，F′＝F＝mg．故C選項正確．
答案：C
5．D
6．D
7．解析：mg0＝G，g0＝G＝GR3/R2，g0＝GR．同理可得g′＝G′R′．故g′＝g0，則C選項正確．
答案：C
8．解析：由G＝mg，得g＝
所以，＝()2＝P/q2
答案：A
二、非選擇題
9．解析：地球表面上物體重力等于地球對物體的萬有引力，即mg＝G
所以M＝
答案：
10．解析：地球對月球的萬有引力提供月球繞地球運轉所需的向心力，月球繞地球運轉的周期為27天，即
G＝mr①
T＝27×24×3600s
G＝m′g②
由①、②兩式可得
r＝＝＝4×108m
答案：4×108
11．解析：物體受地球的吸引力為
F＝G①
物體受火星的吸引力為
F′＝G②
兩式相除得
答案：
12．解析：由萬有引力提供向心力，則
G＝mg＝m2R＝mR
所以T＝2＝2
＝2s
＝16×102s＝h＝1.396h＝1.4h
答案：1.4h
13．解析：該題應用第二定律和萬有引力的知識來求解，設物體所在位置高度為h，重力加速度為g′，物體在地球表面重力加速度為g，則
F-mg′＝ma①
g′＝G②
g＝G③
由①式得：
g′＝-a＝-＝
由②、③得：
所以h＝R＝6400km．
答案：6400km
14．解析：由萬有引力定律和向心力公式來求即可．m1、m2做勻速圓周運動的半徑分別為R1、R2，它們的向心力是由它們之間的萬有引力提供，所以
G＝m1R1①
G＝m2R2②
R1+R2＝L③
由①②③得：
，得：R1＝L
代入①式
T2＝
所以：T＝2答案：2

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高考物理第一輪精編復習資料018

§6.8.《圓周運動中的臨界問題》學案
【學習目標】
1.熟練處理水平面內的臨界問題
2.掌握豎直面內的臨界問題
【自主學習】
一．水平面內的圓周運動
例1：如圖8—1所示水平轉盤上放有質量為m的物快，當物塊到轉軸的距離為r時,若物塊始終相對轉盤靜止，物塊和轉盤間最大靜摩擦力是正壓力的倍，求轉盤轉動的最大角速度是多大？
拓展：如o點與物塊連接一細線，求當①1=時，細線的拉力T②2=時，細線的拉力T

圖8—1
注：分析物體恰能做圓周運動的受力特點是關鍵
二．豎直平面內圓周運動中的臨界問題

圖8—2甲圖8—2乙圖8—3甲圖8—3乙
1．如圖8—2甲、乙所示，沒有支撐物的小球在豎直平面作圓周運動過最高點的情況
○1臨界條件
○2能過最高點的條件，此時繩或軌道對球分別產生______________
○3不能過最高點的條件
2．如圖8—3甲、乙所示，為有支撐物的小球在豎直平面做圓周運動過最高點的情況
豎直平面內的圓周運動，往往是典型的變速圓周運動。對于物體在豎直平面內的變速圓周運動問題，中學階段只分析通過最高點和最低點的情況，并且經常出現臨界狀態(tài)，下面對這類問題進行簡要分析。
○1能過最高點的條件，此時桿對球的作用力
○2當0V時，桿對小球，其大小
當v=時，桿對小球
當v時，桿對小球的力為其大小為____________
討論：繩與桿對小球的作用力有什么不同？

例2．長度為L=0.50m的輕質細桿OA，A端有一質量為m=3.0kg的小球，如圖8—4所示，小球以O點為圓心在豎直平面內做圓周運動，通過最高點時小球的速率是2.0m/s，（g=10m/s）則此時細桿OA受的（）
A.6.0N的拉力B.6.0N的壓力C.24N的壓力D.24N的拉力
【針對訓練】
1．汽車與路面的動摩擦因數為，公路某轉彎處半徑為R（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）問：若路面水平，汽車轉彎不發(fā)生側滑，汽車最大速度應為多少？
2．長為L的細繩，一端系一質量為m的小球,另一端固定于某點，當繩豎直時小球靜止，現給小球一水平初速度v，使小球在豎直平面內做圓周運動，并且剛好過最高點，則下列說法中正確的是：（）
A.小球過最高點時速度為零
B.小球開始運動時繩對小球的拉力為m
C.小球過最高點時繩對小的拉力mg
D.小球過最高點時速度大小為
3.如圖8—5所示，細桿的一端與小球相連，可繞過O點的水平軸自由轉動，先給小球一初速度，使它做圓周運動。圖中a、b分別表示小球軌道的最低點和最高點,則桿對小球的作用力可能是：()
A．a處為拉力b處為拉力
B.a處為拉力b處為推力
C.a處為推力b處為拉力
D.a處為推力b處為拉力
A
圖8—4圖8—5

4．以下說法中正確的是：（）
A.在光滑的水平冰面上，汽車可以轉彎
B.火車轉彎速率小于規(guī)定的數值時，內軌將會受壓力作用
C.飛機在空中沿半徑為R的水平圓周盤旋時，飛機的翅膀一定處于傾斜狀態(tài)
D.汽車轉彎時需要的向心力由司機轉動方向盤所提供的力
【能力訓練】
1.如圖8—6所示A、B、C三個物體放在旋轉圓臺上，動摩擦因數均為，A的質量為2m，B、C質量均為m，A、B離軸為R,C離軸為2R，則當圓臺旋轉時，（設A、B、C都沒有滑動）：（）
A.C物的向心加速度最大B.B物的靜摩擦力最小
C.當圓臺轉速增加時，C比A先滑動D.當圓臺轉速增加時，B比A先滑動
2．如圖8—7所示，物體與圓筒壁的動摩擦因數為，圓筒的半徑為R，若要物體不滑下，圓筒的角速度至少為：（）
A.B.C.D.

圖8—6圖8—7圖8—8
3.把盛水的水桶拴在長為L的繩子一端，使這水桶在豎直平面做圓周運動，要使水桶轉到最高點時不從桶里流出來，這時水桶的線速度至少應該是：（）
A.B.C.D.2E.0
4．如圖8—8所示，小球在光華圓環(huán)內滾動，且剛好通過最高點，則求在最低點的速率為：（）
A.4grB.2C.2grD.
5．汽車在傾斜的彎道上拐彎，彎道的傾角為，半徑為r，則汽車完全不靠摩擦力轉彎的速率是：（）
A.B.C.D.
6．如圖8—9所示，長為L的輕桿一端固定一個小球，另一端固定在光滑水平軸上，使小球在豎直平面內做圓周運動，關于小球在過最高點的速度,下列敘述中正確的是：（）
A.的極小值為
B.由零逐漸增大，向心力也逐漸增大
C.當由值逐漸增大時，桿對小球的彈力也逐漸增大
D.當由值逐漸減小時，桿對小球的彈力也逐漸增大
7．如圖8—10所示，質量為m的物體隨水平傳送帶一起勻速運動,A為傳送帶的終端皮帶輪，皮帶輪半徑為r，要使物體通過終端時，能水平拋出，皮帶輪的轉速至少為：（）
A.B.C.D.
8．用絕緣細線拴住一帶正電的小球，在方向豎直向上的勻強電場中的豎直平面內做圓周運動，則正確的說法是：（）
A.當小球運動到最高點a時，線的張力一定最小
B.當小球運動到最低點b時，小球的速度一定最大
C.小球可能做勻速圓周運動
D.小球不可能做勻速圓周運動A
m

aa

圖8—9圖8—10圖8—11

9．童非，江西人，中國著名體操運動員，首次在單杠項目實現了“單臂大回環(huán)”，用一只手抓住單杠，伸展身體，以單杠為軸做圓周運動，假設童非質量為65kg，那么，在完成“單臂大回環(huán)”的過程中，童非的單臂至少要能夠承受多大的力？(g=10m/s)

10．如圖8—11所示，質量為m=100g的小物塊，從距地面h=2.0m出的斜軌道上由靜止開始下滑，與斜軌道相接的是半徑r=0.4m的圓軌道，若物體運動到圓軌道的最高點A時，物塊對軌道恰好無壓力，求物塊從開始下滑到A點的運動過程中克服阻力做的功。(g=10m/s)
【學后反思】
___________________________________________________________________________________________________________________。

《圓周運動中的臨界問題》學案參考答案:
例1=拓展:○1T1=0○2T=例2.B
針對訓練:1.V=2.D3.AB4.BC
能力訓練：1.ABC2.D3.A4.D5.C6.BC7.C8.C9.5mg10.1J

高考物理第一輪精編復習資料013

第五章曲線運動
§5.1曲線運動
【學習目標】
1、知道曲線運動的方向，理解曲線運動的性質
2、知道曲線運動的條件，會確定軌跡彎曲方向與受力方向的關系
【自主學習】
1、曲線運動：__________________________________________________________
2、曲線運動的性質：
（1）曲線運動中運動的方向時刻_______（變、不變、），質點在某一時刻（某一點）的速度方向是沿__________________________________________，并指向運動的一側。
（2）曲線運動一定是________運動，一定具有_________。
（3）常見的曲線運動有：________________________________________________
3、曲線運動的條件：
（1）運動速度方向與加速度的方向共線時，運動軌跡是___________
（2）運動速度方向與加速度的方向不共線，且合力為定值，運動為_________運動，如：____________________________
（3）運動速度方向與加速度的方向不共線，且合力不為定值，運動為___________運動，如：_____________________________________
4、曲線運動速度大小、方向的的判定：
（1）當力的方向與速度垂直時：速度的大小_______（變、不變、可能變），軌跡向________彎曲；
（2）當力的方向與速度成銳角時：速度的大小________（變大、不變、變?。?，軌跡向_____________彎曲；
（3）力的方向與速度成鈍角時：速度的大小___________（變大、不變、變?。?，軌跡向___________________彎曲；
【典型例題】
例題1、已知物體運動的初速度v的方向及受恒力的方向如圖所示，則圖6-1-1中可能正確的運動軌跡是：
6-1-1

解析:

例題2、一個質點受到兩個互成銳角的F1和F2的作用，有靜止開始運動，若運動中保持力的方向不變，但F1突然增大到F1+F，則此質點以后做_______________________
解析：

例題3、一個帶正小球自由下落一段時間以后，進入一個水平向右的勻強電場中，則小球的運動軌跡是下列哪個？
6-1-2
例題4、一個物體在光滑的水平面上以v做曲線運動，已知運動過程中只受一個恒力作用，運動軌跡如圖所示，則，自M到N的過程速度大小的變化為________________________請做圖分析:
6-1-3
【針對訓練】
1．關于曲線運動的速度，下列說法正確的是：()
A、速度的大小與方向都在時刻變化
B、速度的大小不斷發(fā)生變化，速度的方向不一定發(fā)生變化
C、速度的方向不斷發(fā)生變化，速度的大小不一定發(fā)生變化
D、質點在某一點的速度方向是在曲線的這一點的切線方向
2、下列敘述正確的是：()
A、物體在恒力作用下不可能作曲線運動
B、物體在變力作用下不可能作直線運動
C、物體在變力或恒力作用下都有可能作曲線運動
D、物體在變力或恒力作用下都可能作直線運動
3、下列關于力和運動關系的說法中，正確的上：(）
A．物體做曲線運動，一定受到了力的作用
B．物體做勻速運動，一定沒有力作用在物體上
C．物體運動狀態(tài)變化，一定受到了力的作用
D．物體受到摩擦力作用，運動狀態(tài)一定會發(fā)生改變
4、．一個質點受兩個互成銳角的力F1和F2作用，由靜止開始運動，若運動中保持二力方向不變，但F1突然增大到F1+△F，則質點此后：()
A.一定做勻變速曲線運動B．在相等的時間里速度的變化不一定相等
C.可能做勻速直線運動D．可能做變加速曲線運動
5、下列曲線運動的說法中正確的是：（）
A、速率不變的曲線運動是沒有加速度的B、曲線運動一定是變速運動
C、變速運動一定是曲線運動D、曲線運動一定有加速度，且一定是勻加速曲線運動
6、物體受到的合外力方向與運動方向關系，正確說法是：()
A、相同時物體做加速直線運動B、成銳角時物體做加速曲線運動
C、成鈍角時物體做加速曲線運動D、如果一垂直，物體則做速率不變的曲線運動
7．某質點作曲線運動時:()
A．在某一點的速度方向是該點曲線的切線方向
B．在任意時間內位移的大小總是大于路程
C．在任意時刻質點受到的合外力不可能為零
D、速度的方向與合外力的方向必不在一直線上
8、.某質點在恒力F作用下從A點沿圖1中曲線運動到B點，到達B點后，質點受到的力大小仍為F，但方向相反，則它從B點開始的運動軌跡可能是圖中的：()
A.曲線aB.曲線b
C.曲線CD.以上三條曲線都不可能

【學后反思】
___________________________________________________________________________________________________________________。

§5.1【參考答案】
典型例題:例1、B例2、勻變速曲線運動例3、B(5)y=x2/36例4、自M到N速度變大（因為速度與力的夾角為銳角）
針對訓練：1、CD2、CD3、AC4、A5、B6、ABD7、ACD、8、A

高考物理第一輪精編復習資料021

作為優(yōu)秀的教學工作者，在教學時能夠胸有成竹，作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學生能夠聽懂教師所講的內容，幫助教師能夠井然有序的進行教學。關于好的教案要怎么樣去寫呢？下面是小編精心收集整理，為您帶來的《高考物理第一輪精編復習資料021》，歡迎大家閱讀，希望對大家有所幫助。

高考物理實驗
知識網絡
考點預測
物理實驗是高考的主要內容之一．《考試大綱》就高考物理實驗共列出19個考點，其中力學8個、熱學1個、電學8個、光學2個．要求會正確使用的儀器主要有：刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、電火花計時器或電磁打點計時器、彈簧測力計、溫度表、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等，并且對實驗誤差問題提出了更明確的要求．
一、《考試大綱》中的實驗與探究能力要求
能夠獨立完成“物理知識表”中所列的實驗，能明確實驗目的，能理解實驗原理和方法，能控制實驗條件．會使用儀器，會觀察、分析實驗現象，會記錄、處理實驗數據，并得出結論．能發(fā)現問題、提出問題，能靈活地應用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題．
二、實驗題的主要特點
物理實驗年年考，年年有變化．從近年的實驗題來看，其顯著特點體現在如下兩個方面．
(1)從簡單的背誦實驗轉向分析、理解實驗
實驗原理是物理實驗的靈魂．近年來，高考物理實驗題既不是簡單地回答“是什么”，也不是背誦“該怎樣”，而是從物理實驗情境中理解“為什么”，通過分析推理判斷“確實是什么”，進而了解物理實驗的每一個環(huán)節(jié)．
(2)從既定的課本學生實驗轉向變化的創(chuàng)新實驗
只有創(chuàng)新，試題才有魅力；也只有變化，才能永葆實驗考核的活力．近年來，既定刻板的學生實驗已經從高考物理實驗題中淡出，取而代之的是學生尚未接觸過的要通過解讀物理原理的新穎實驗(如應用性、設計性、專題性實驗等)．創(chuàng)新的實驗題可以使能力考核真正落到實處．
要點歸納
一、實驗題的歸納與說明
歸類實驗內容說明
應
用
性
實
驗1．游標卡尺的使用測量原理、使用方法；10分度、20分度、50分度的游標卡尺的讀數等
2．螺旋測微器的使用構造、原理、使用方法、正確讀數等
3．練習使用示波器面板上各個旋鈕或開關的作用；調試方法；觀察正弦波的波形等
4．傳感器的簡單應用光電轉換和熱電轉換及其簡單應用；光電計數的簡單了解等
驗
證
性
實
驗5．驗證力的平行四邊形定則實驗的等效思想；作圖法等
6．驗證動量守恒定律用平拋實驗器進行實驗；轉化要驗證的等效表達式；對暫態(tài)過程分階段測量等
7．驗證機械能守恒定律用自由落體進行驗證；使用打點計時器和刻度尺等
測
量
性
實
驗8．用單擺測定重力加速度使用刻度尺和秒表；實驗操作要求等
9．用油膜法估測分子的大小溶液的配制；油膜面積的估算方法等
10．測定金屬的電阻率使用刻度尺和螺旋測微器；電流表、電壓表量程的選擇；測量電路的選取與連接等
11．把電流表改裝為電壓表“半偏法”的設計思想與誤差分析；計算分壓電阻；改裝表的校對與百分誤差等
12．測定電源的電動勢和內阻實驗電路的選取與連接；作圖法求解的方法等
13．測定玻璃的折射率用插針法測定；畫光路圖等
14．用雙縫干涉測光的波長用雙縫干涉儀進行實驗；實驗調節(jié)；分劃板的使用等
研
究
性
實
驗15．研究勻變速直線運動明確實驗目的；使用打點計時器；用刻度尺測量、分析所打的紙帶來計算加速度等
16．研究平拋物體的運動用平拋實驗器進行實驗；研究的目的和方法；描繪平拋軌跡；計算平拋物體的初速度等
17．用描跡法畫出電場中平面上的等勢線用恒定電流場模擬靜電場；尋找等電勢點的方法；描跡的方法等
18．描繪小電珠的伏安特性曲線使用電流表、電壓表、滑動變阻器；電路的選取與連接；描繪U－I圖象并分析曲線非線性的原因等
探
究
性
實
驗19．探究彈力和彈簧伸長的關系實驗設計的原理和方法；實驗數據的記錄與分析；實驗結論的描述與表達形式等
20．用多用電表探索黑箱內的電學元件多用電表的使用與讀數；探索的思路；測量過程中的分析與判斷等
二、物理實驗的基本思想方法
1．等效法
等效法是科學研究中常用的一種思維方法．對一些復雜問題采用等效法，可將其變換成理想的、簡單的、已知規(guī)律的過程來處理，常使問題的解決得以簡化．因此，等效法也是物理實驗中常用的方法．如在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，要求用一個彈簧秤單獨拉橡皮條時，要與用兩個互成角度的彈簧秤同時拉橡皮條時產生的效果相同——使結點到達同一位置O，即要在合力與兩分力等效的條件下，才能找出它們之間合成與分解時所遵循的關系——平行四邊形定則．又如在“驗證動量守恒定律”的實驗中，用小球的水平位移代替小球的水平速度；在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，通過調節(jié)木板的傾斜度使重力的分力抵消摩擦力而等效于物體不受摩擦力作用．還有，電學實驗中電流表的改裝、用替換法測電阻等，都是等效法的應用．
2．轉換法
將某些不易顯示、不易直接測量的物理量轉化為易于顯示、易于測量的物理量的方法稱為轉換法(間接測量法)．轉換法是物理實驗常用的方法．如：彈簧測力計是把力的大小轉換為彈簧的伸長量；打點計時器是把流逝的時間轉換成振針的周期性振動；電流表是利用電流在磁場中受力，把電流轉化為指針的偏轉角；用單擺測定重力加速度g是通過公式T＝2πLg把g的測量轉換為T和L的測量，等等．
3．留跡法
留跡法是利用某些特殊的手段，把一些瞬間即逝的現象(如位置、軌跡等)記錄下來，以便于此后對其進行仔細研究的一種方法．留跡法也是物理實驗中常用的方法．如：用打點計時器打在紙帶上的點跡記錄小車的位移與時間之間的關系；用描跡法描繪平拋運動的軌跡；在“測定玻璃的折射率”的實驗中，用大頭針的插孔顯示入射光線和出射光線的方位；在描繪電場中等勢線的實驗中，用探針通過復寫紙在白紙上留下的痕跡記錄等勢點的位置等等，都是留跡法在實驗中的應用．
4．累積法
累積法是把某些難以直接準確測量的微小量累積后測量，以提高測量的準確度的一種實驗方法．如：在缺乏高精密度的測量儀器的情況下測細金屬絲的直徑，常把細金屬絲繞在圓柱體上測若干匝的總長度，然后除以匝數就可求出細金屬絲的直徑；測一張薄紙的厚度時，常先測出若干頁紙的總厚度，再除以被測頁數即所求每頁紙的厚度；在“用單擺測定重力加速度”的實驗中，單擺周期的測定就是通過測單擺完成多次全振動的總時間除以全振動的次數，以減小個人反應時間造成的誤差影響等．
5．模擬法
模擬法是一種間接實驗方法，它是通過與原型相似的模型來說明原型的規(guī)律性的．模擬法在中學物理實驗中的典型應用是“用描跡法畫出電場中平面上的等勢線”這一實驗，由于直接描繪靜電場的等勢線很困難，而恒定電流的電場與靜電場相似，所以用恒定電流的電場來模擬靜電場，通過它來了解靜電場中等勢線的分布情況．
6．控制變量法
在多因素的實驗中，可以先控制一些量不變，依次研究某一個因素的影響．如在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，可以先保持質量一定，研究加速度和力的關系；再保持力一定，研究加速度和質量的關系；最后綜合得出加速度與質量、力的關系．
三、實驗數據的處理方法
1．列表法
在記錄和處理數據時，常常將數據列成表格．數據列表可以簡單而又明確地表示出有關物理量之間的關系，有助于找出物理量之間聯(lián)系的規(guī)律性．
列表的要求：
(1)寫明表的標題或加上必要的說明；
(2)必須交代清楚表中各符號所表示的物理量的意義，并寫明單位；
(3)表中數據應是正確反映測量結果的有效數字．
2．平均值法
現行教材中只介紹了算術平均值，即把測定的數據相加求和，然后除以測量的次數．必須注意的是，求平均值時應該按測量儀器的精確度決定應保留的有效數字的位數．
3．圖象法
圖象法是物理實驗中廣泛應用的處理實驗數據的方法．圖象法的最大優(yōu)點是直觀、簡便．在探索物理量之間的關系時，由圖象可以直觀地看出物理量之間的函數關系或變化趨勢，由此建立經驗公式．
作圖的規(guī)則：
(1)作圖一定要用坐標紙，坐標紙的大小要根據有效數字的位數和結果的需要來定；
(2)要標明軸名、單位，在軸上每隔一定的間距按有效數字的位數標明數值；
(3)圖上的連線不一定通過所有的數據點，而應盡量使數據點合理地分布在線的兩側；
(4)作圖時常通過選取適當的坐標軸使圖線線性化，即“變曲為直”．
雖然圖象法有許多優(yōu)點，但在圖紙上連線時有較大的主觀任意性，另外連線的粗細、圖紙的大小、圖紙本身的均勻程度等，都對結果的準確性有影響．
四、實驗誤差的分析及減小誤差的方法
中學物理中只要求初步了解絕對誤差與相對誤差、偶然誤差與系統(tǒng)誤差的概念，以及能定性地分析一些實驗中產生系統(tǒng)誤差的主要原因．
(1)絕對誤差與相對誤差
設某物理量的真實值為A0，測量值為A，則絕對誤差為ΔA＝|A－A0|，相對誤差為ΔAA0＝|A－A0|A0．
(2)偶然誤差與系統(tǒng)誤差
偶然誤差是由于各種偶然因素對實驗的影響而產生的．偶然誤差具有隨機性，有時偏大，有時偏小，所以可以通過多次測量求平均值的方法減小偶然誤差．
系統(tǒng)誤差是由于儀器本身不夠精確，或實驗方法粗略，或實驗原理不完善而產生的．它的特點是使測量值總是偏大或總是偏?。?，采用多次測量求平均值的方法不能減小系統(tǒng)誤差．要減小系統(tǒng)誤差，必須校準儀器，或改進實驗方法，或設計在原理上更為完善的實驗方案．
課本上的學生實驗中就有不少減小實驗系統(tǒng)誤差的方法和措施．譬如，在“研究勻變速直線運動”的實驗中，若使用電磁打點計時器測量，由于電磁打點計時器的振針與紙帶之間有較大的且不連續(xù)、不均勻的阻力作用，會給加速度的測定帶來較大的系統(tǒng)誤差；若改用電火花計時器，就可以使這一阻力大為減小，從而減小加速度測定的系統(tǒng)誤差．再如：在用伏安法測電阻時，為減小電阻測量的系統(tǒng)誤差，就要根據待測電阻阻值的大小考慮是采用電流表的外接法還是內接法；在用半偏法測電流表的內阻時(如圖7－1所示)，為減小測量的系統(tǒng)誤差，就要使電源的電動勢盡量大，使表滿偏時限流電阻R比半偏時并聯(lián)在電流表兩端的電阻箱R′的阻值大得多．
圖7－1
五、電學實驗電路的基本結構及構思的一般程序
1．電學實驗電路的基本結構
一個完整的電學實驗電路往往包括測量電路與控制電路兩部分．
測量電路：指體現實驗原理和測量方法的那部分電路，通常由電表、被測元件、電阻箱等構成．
控制電路：指提供電能、控制和調節(jié)電流(電壓)大小的那部分電路，通常由電源、開關、滑動變阻器等構成．
有些實驗電路的測量電路與控制電路渾然一體，不存在明顯的分界．如“測定電源的電動勢和內阻”的實驗電路．
2．實驗電路構思的一般程序
(1)審題
①實驗目的；
②給定器材的性能參數．
(2)電表的選擇
根據被測電阻及給定電源的相關信息，如電源的電動勢、被測電阻的阻值范圍和額定電流等，估算出被測電阻的端電壓及通過它的電流的最大值，以此為依據，選定量程適當的電表．
(3)測量電路的選擇
根據所選定的電表以及被測電阻的情況，選擇測量電路(估算法、試觸法)．
(4)控制電路的選擇
通常優(yōu)先考慮限流式電路，但在下列三種情形下，應選擇分壓式電路：
①“限不住”電流，即給定的滑動變阻器阻值偏小，即使把阻值調至最大，電路中的電流也會超過最大允許值；
②給定的滑動變阻器的阻值R太小，即RRx，調節(jié)滑動變阻器時，對電流、電壓的調節(jié)范圍太小；
③實驗要求電壓的調節(jié)范圍盡可能大，甚至表明要求使電壓從零開始變化．
如描繪小電珠的伏安特性曲線、電壓表的校對等實驗，通常情況下都采用分壓式電路．
(5)滑動變阻器的選擇
根據所確定的控制電路可選定滑動變阻器．
①限流式電路對滑動變阻器的要求：
a．能“限住”電流，且保證不被燒壞；
b．阻值不宜太大或太小，有一定的調節(jié)空間，一般選擇阻值與負載阻值相近的變阻器．
②分壓式電路對滑動變阻器的要求：
電阻較小而額定電流較大，I額＞ER(R為變阻器的總電阻)．
3．電表的反常規(guī)用法
其實，電流表、電壓表如果知道其內阻，它們的功能就不僅僅是測電流或電壓．因此，如果知道電表的內阻，電流表、電壓表就既可以測電流，也可以測電壓，還可以作為定值電阻來用，即“一表三用”．
熱點、重點、難點
一、應用性實驗
1．所謂應用性實驗，就是以熟悉和掌握實驗儀器的具體使用及其在實驗中的應用為目的的一類實驗；或者用實驗方法取得第一手資料，然后用物理概念、規(guī)律分析實驗，并以解決實際問題為主要目的的實驗．主要有：
①儀器的正確操作與使用，如打點計時器、電流表、電壓表、多用電表、示波器等，在實驗中能正確地使用它們是十分重要的(考核操作、觀察能力)；
②物理知識的實際應用，如科技、交通、生產、生活、體育等諸多方面都有物理實驗的具體應用問題．
2．應用性實驗題一般分為上面兩大類，解答時可從以下兩方面入手．
(1)熟悉儀器并正確使用
實驗儀器名目繁多，具體應用因題而異，所以，熟悉使用儀器是最基本的應用．如打點計時器的正確安裝和使用，滑動變阻器在電路中起限流和分壓作用的不同接法，多用電表測不同物理量的調試等，只有熟悉它們，才能正確使用它們．熟悉儀器，主要是了解儀器的結構、性能、量程、工作原理、使用方法、注意事項，如何排除故障、正確讀數和調試，使用后如何保管等．
(2)理解實驗原理
面對應用性實驗題，我們一定要通過審題，迅速地理解其實驗原理，這樣才能將實際問題模型化，運用有關規(guī)律去研究它．
具體地說，應用性實驗題的依托仍然是物理知識、實驗的能力要求等．解答時不外乎抓住以下幾點：①明確實驗應該解決什么實際問題(分清力學、電學、光學等不同實際問題)；②明確實驗原理與實際問題之間的關系(直接還是間接)；③明確是否僅用本實驗能達到解決問題的目的，即是否還要聯(lián)系其他物理知識，包括數學知識；④明確是否需要設計實驗方案；⑤明確實際問題的最終結果．
●例1新式游標卡尺的刻度線看起來很“稀疏”，使讀數顯得清晰明了，便于使用者正確讀取數據．通常游標卡尺的刻度有10分度、20分度和50分度三種規(guī)格；新式游標卡尺也有相應的三種，但刻度卻是：19mm等分成10份，39mm等分成20份，99mm等分成50份．圖7－2就是一個“39mm等分成20份”的新式游標卡尺．
圖7－2
(1)它的準確度是__________mm．
(2)用它測量某物體的厚度，示數如圖6－1所示，正確的讀數是__________cm．
【解析】(1)游標上20格對應的長度為39mm，即每格長為1.95mm，游標上每格比主尺上每兩格小Δx＝0.05mm，故準確度為0.05mm．
(2)這種游標卡尺的讀數方法為：主尺讀數＋游標對準刻度×Δx＝3cm＋6×0.005cm＝3.030cm．
[答案](1)0.05(2)3.030
【點評】游標卡尺、螺旋測微器的使用在高考題中頻繁出現．對游標卡尺的使用要特別注意以下兩點：
①深刻理解它的原理：通過游標更準確地量出“0”刻度與左側刻度之間的間距——游標對準刻度×Δx；
②讀準有效數據．
●例2圖7－3為一簡單歐姆表原理示意圖，其中電流表的滿偏電流Ig＝300μA，內阻Rg＝100Ω，可變電阻R的最大值為10kΩ，電池的電動勢E＝1.5V，內阻r＝0.5Ω，圖中與接線柱A相連的表筆顏色應是________色．按正確使用方法測量電阻Rx的阻值時，指針指在刻度盤的正中央，則Rx＝________kΩ．若該歐姆表使用一段時間后，電池的電動勢變小、內阻變大，但此表仍能調零，按正確使用方法再測上述Rx，其測量結果與原結果相比將__________(填“變大”、“變小”或“不變”)．
[2009年高考天津理綜卷]
圖7－3
[答案]紅5變大
【點評】歐姆表的原理就是閉合電路的歐姆定律，可以作為結論的是：歐姆表正中央的刻度值等于歐姆表的內阻．
二、測量性實驗Ⅰ
所謂測量性實驗，就是以測量一些物理量的具體、準確數據為主要目的的一類實驗，可用儀器、儀表直接讀取數據，或者根據實驗步驟按物理原理測定實驗結果的具體數值．測量性實驗又稱測定性實驗，如“用單擺測定重力加速度”、“用油膜法估測分子的大小”、“測定金屬的電阻率”、“測定玻璃的折射率”等．
●例3如圖7－3所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可以測定重力加速度．
圖7－4
(1)所需器材有打點計時器(帶導線)、紙帶、復寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需________(填字母代號)中的器材．
A．直流電源、天平及砝碼
B．直流電流、毫米刻度尺
C．交流電源、天平及砝碼
D．交流電源、毫米刻度尺
(2)通過作圖的方法可以剔除偶然誤差較大的數據，提高實驗的準確程度．為使圖線的斜率等于重力加速度，除作v－t圖象外，還可作__________圖象，其縱軸表示的是__________，橫軸表示的是__________．
[2009年高考天津理綜卷]
[答案](1)D(2)v22－h(huán)速度平方的二分之一重物下落的高度
【點評】①高中物理中講述了許多種測量重力加速度的方法，如單擺法、自由落體法、滴水法、阿特伍德機法等．
②圖象法是常用的處理數據的方法，其優(yōu)點是直觀、準確，還能容易地剔除錯誤的測量數據．
●例4現要測量電源B的電動勢E及內阻r(E約為4.5V，r約為1.5Ω)，已有下列器材：量程為3V的理想電壓表，量程為0.5A的電流表(具有一定內阻)，固定電阻R＝40Ω，滑動變阻器R′，開關S，導線若干．
(1)畫出實驗電路原理圖．圖中各元件需用題目中給出的符號或字母標出．
(2)實驗中，當電流表的示數為I1時，電壓表的示數為U1；當電流表的示數為I2時，電壓表的示數為U2．由此可求出，E＝__________，r＝__________．(用I1、I2、U1、U2及R表示)
【解析】本題是常規(guī)伏安法測電源的電動勢和內阻實驗的情境變式題，本題與課本上實驗的區(qū)別是電源的電動勢大于理想電壓表的量程，但題目中提供的器材中有一個阻值不大的固定電阻，這就很容易把該情境變式題“遷移”到學過的實驗上．把固定電阻接在電源的旁邊，將其等效成電源的內阻即可(如圖甲所示)，再把電壓表跨接在它們的兩側．顯然，“內阻增大，內電壓便增大”，電壓表所測量的外電壓相應的減小，通過定量計算，符合實驗測量的要求．這樣，一個新的設計性實驗又回歸到課本實驗上了．
甲
(1)實驗電路原理圖如圖乙所示．
乙
(2)根據E＝U＋Ir，給定的電源B的電動勢E及內阻r是一定的，I和U都隨滑動變阻器R′的阻值的改變而改變，只要改變R′的阻值，即可測出兩組I、U數據，列方程組得：
E＝U1＋I1(R＋r)
E＝U2＋I2(R＋r)
解得：E＝I1U2－I2U1I1－I2，r＝U2－U1I1－I2－R．
[答案](1)如圖乙所示
(2)I1U2－I2U1I1－I2U2－U1I1－I2－R
【點評】本題所提供的理想電壓表的量程小于被測電源的電動勢，需要學生打破課本實驗的思維定式，從方法上進行創(chuàng)新，運用所提供的器材創(chuàng)造性地進行實驗設計．
三、測量性實驗Ⅱ：“伏安法測電阻”規(guī)律匯總
縱觀近幾年的實驗題，題目年年翻新，沒有一個照搬課本中的實驗，全是對原有實驗的改造、改進，甚至創(chuàng)新，但題目涉及的基本知識和基本技能仍然立足于課本實驗．
實驗題作為考查實驗能力的有效途徑和重要手段，在高考試題中一直占有相當大的比重，而電學實驗因其實驗理論、步驟的完整性及與大學物理實驗結合的緊密性，成了高考實驗考查的重中之重，測量電阻成為高考考查的焦點．伏安法測電阻是測量電阻最基本的方法，常涉及電流表內外接法的選擇與滑動變阻器限流、分壓式的選擇，前者是考慮減小系統(tǒng)誤差，后者是考慮電路的安全及保證可讀取的數據．另外，考題還常設置障礙讓考生去克服，如沒有電壓表或沒有電流表等，這就要求考生根據實驗要求及提供的儀器，發(fā)揮思維遷移，將已學過的電學知識和實驗方法靈活地運用到新情境中去．這樣，就有效地考查了考生設計和完成實驗的能力．
一、伏安法測電阻的基本原理
1．基本原理
伏安法測電阻的基本原理是歐姆定律R＝UI，只要測出元件兩端的電壓和通過的電流，即可由歐姆定律計算出該元件的阻值．
2．測量電路的系統(tǒng)誤差
(1)當Rx遠大于RA或臨界阻值RARVRx時，采用電流表內接(如圖7－5所示)．采用電流表內接時，系統(tǒng)誤差使得電阻的測量值大于真實值，即R測R真．
圖7－5
(2)當Rx遠小于RV或臨界阻值RARVRx時，采用電流表外接(如圖7－6所示)．采用電流表外接時，系統(tǒng)誤差使得電阻的測量值小于真實值，即R測R真．
圖7－6
3．控制電路的安全及偶然誤差
根據電路中各元件的安全要求及電壓調節(jié)的范圍不同，滑動變阻器有限流接法與分壓接法兩種選擇．
(1)滑動變阻器限流接法(如圖7－7所示)．一般情況或沒有特別說明的情況下，由于限流電路能耗較小，結構連接簡單，應優(yōu)先考慮限流連接方式．限流接法適合測量小電阻和與變阻器總電阻相比差不多或還小的電阻．
圖7－7
(2)滑動變阻器分壓接法(如圖7－8所示)．當采用限流電路，電路中的最小電流仍超過用電器的額定電流時，必須選用滑動變阻器的分壓連接方式；當用電器的電阻遠大于滑動變阻器的總電阻值，且實驗要求的電壓變化范圍較大(或要求測量多組實驗數據)時，必須選用滑動變阻器的分壓接法；要求某部分電路的電壓從零開始可連續(xù)變化時，必須選用滑動變阻器的分壓連接方式．
圖7－8
4．常見的測量電阻的方法
●例5從下表中選出適當的實驗器材，設計一電路來測量電流表的內阻r1．要求方法簡捷，有盡可能高的測量精度，并能測得多組數據．
(1)畫出電路圖，標明所用器材的代號．
(2)若選測量數據中的一組來計算r1，則所用的表達式r1＝______________________，式中各符號的意義是：________________________________________________．
【解析】根據所列儀器的特點，電流表的內阻已知，由此可采用兩電流表并聯(lián)．因為兩電流表兩端的電壓相等，即可省去電壓的測量，從而減小實驗誤差，由I2r2＝I1r1，得r1＝I2r2I1．
[答案](1)電路圖如圖所示
(2)I2r2I1I1、I2分別為、的示數
【點評】①分析題意可知需測量電流表的內阻，按常規(guī)方法應用伏安法，將電壓表并聯(lián)在待測電流表兩端，但經分析可知即使該電流表滿偏，其兩端的電壓也僅為0.4V，遠小于量程10V．這恰恰就是本題設計考核學生應變能力的“陷阱”．
②此題也可理解為“將已知內阻的電流表當成電壓表使用”，這實際也是伏安法的一種推廣形式．
●例6有一根圓臺狀勻質合金棒如圖7－9甲所示，某同學猜測其電阻的大小與該合金棒的電阻率ρ、長度L和兩底面直徑d、D有關．他進行了如下實驗：
圖7－9
(1)用游標卡尺測量合金棒的兩底面直徑d、D和長度L．圖6－8乙中的游標卡尺(游標尺上有20個等分刻度)的讀數L＝________cm．
(2)測量該合金棒電阻的實物電路如圖6－8丙所示(相關器材的參數已在圖中標出)．該合金棒的電阻約為幾個歐姆．圖中有一處連接不當的導線是________．(用標注在導線旁的數字表示)
圖7－9丙
(3)改正電路后，通過實驗測得合金棒的電阻R＝6.72Ω．根據電阻定律計算電阻率為ρ、長為L、直徑分別為d和D的圓臺狀合金棒的電阻分別為Rd＝13.3Ω、RD＝3.38Ω．他發(fā)現：在誤差允許范圍內，電阻R滿足R2＝RdRD，由此推斷該圓臺狀合金棒的電阻R＝________．(用ρ、L、d、D表述)
[2009年高考江蘇物理卷]
【解析】(1)游標卡尺的讀數，按步驟進行則不會出錯．首先，確定游標卡尺的精度為20分度，即為0.05mm；然后以毫米為單位從主尺上讀出整毫米數99.00mm，注意小數點后的有效數字要與精度一樣；再從游標尺上找出對的最齊一根刻線，精度×格數＝0.05×8mm＝0.40mm；最后兩者相加，根據題目單位要求換算為需要的數據，99.00mm＋0.40mm＝99.40mm＝9.940cm．
(2)本實驗為測定一個幾歐姆的電阻，在用伏安法測量其兩端的電壓和通過電阻的電流時，因為安培表的內阻較小，為了減小誤差，應用安培表外接法，⑥線的連接使用的是安培表內接法．
(3)審題是關鍵，弄清題意也就能夠找到解題的方法．根據電阻定律計算電阻率為ρ、長為L、直徑分別為d和D的圓柱狀合金棒的電阻分別為：
Rd＝13.3Ω，RD＝3.38Ω
即Rd＝ρLπd22，RD＝ρLπD22
而電阻R滿足R2＝RdRD
將Rd、RD代入得：R＝4ρLπdD．
[答案](1)9.940(2)⑥(3)4ρLπdD
三、設計性實驗
1．所謂設計性實驗，就是根據實驗目的，自主地運用掌握的物理知識、實驗方法和技能，完成實驗的各環(huán)節(jié)(實驗目的、對象、原理、儀器選擇、實驗步驟、數據處理等)，擬定實驗方案，分析實驗現象，并在此基礎上作出適當評價．
2．設計性實驗的顯著特點：相同的實驗內容可設計不同的過程和方法，實驗思維可另辟蹊徑，如設計出與常見實驗(書本曾經介紹過的實驗)有所變化的實驗．以控制實驗條件達到實驗目的而設計的實驗問題，不受固有實驗思維束縛，完全是一種源于書本、活于書本，且新穎的設計性實驗．
●例7請完成以下兩小題．
(1)某同學在家中嘗試驗證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細繩、白紙、釘子，設計了如下實驗：如圖7－10甲所示，將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結點為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細繩掛一重物．
圖7－10甲
①為完成本實驗，下述操作中必需的是________．
a．測量細繩的長度
b．測量橡皮筋的原長
c．測量懸掛重物后橡皮筋的長度
d．記錄懸掛重物后結點O的位置
②釘子位置固定，欲利用現有器材，改變條件再次驗證，可采用的方法是__________________．
(2)為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光控開關控制照明系統(tǒng)．光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為lx)．某光敏電阻RP在不同照度下的阻值如下表：
照度(lx)0.20.40.60.81.01.2
電阻(kΩ)7540282320xx
①根據表中數據，請在給定的坐標系中(如圖7－10乙所示)描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點．
圖7－10乙
②如圖7－10丙所示，當1、2兩端所加電壓上升至2V時，控制開關自動啟動照明系統(tǒng)．請利用下列器材設計一個簡單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當天色漸暗照度降低至1.0(lx)時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內完成電路原理圖．(不考慮控制開關對所設計電路的影響)
圖7－10丙
提供的器材如下：
光敏電阻RP(符號阻值見上表)；
直流電源E(電動勢3V，內阻不計)；
定值電阻：R1＝10kΩ，R2＝20kΩ，R3＝40kΩ(限選其中之一并在圖中標出)；
開關S及導線若干．[2009年高考山東理綜卷]
[答案](1)①bcd②更換不同的小重物
(2)①光敏電阻的阻值隨光照度變化的曲線如圖7－10丁所示．特點：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減?。?br> ②如圖6－9戊所示
丁戊
圖7－10
四、探究性實驗
所謂探究性實驗題，就是運用實驗手段探索未知領域，嘗試多種可能因素及其出現的結果，在此基礎上，通過觀察、探究、分析實驗對象、事件的主要特征，認識研究對象的變化過程和變化條件，獲取必要的可靠數據，依據實驗結果客觀地揭示事物的內在聯(lián)系和本質規(guī)律，從而得出結論．中學實驗中比較典型的探究性實驗是電學中的黑箱問題．
●例8佛山市九江大橋撞船事故發(fā)生后，佛山交通部門加強了對佛山市內各種大橋的檢測與維修，其中對西樵大橋實施了為期近一年的封閉施工，置換了大橋上所有的斜拉懸索．某校研究性學習小組的同學們很想知道每根長50m、橫截面積為400cm2的新懸索能承受的最大拉力．由于懸索很長，抗斷拉力又很大，直接測量很困難，于是同學們取來了同種材料制成的樣品進行實驗探究．
由胡克定律可知，在彈性限度內，彈簧的彈力F與形變量x成正比，其比例系數與彈簧的長度、橫截面積及材料有關．因而同學們猜想，懸索可能也遵循類似的規(guī)律．
(1)同學們準備像做“探究彈力與彈簧伸長的關系”實驗一樣，先將樣品豎直懸掛，再在其下端掛上不同重量的重物來完成本實驗．但有同學說懸索的重力是不可忽略的，為了避免懸索所受重力對實驗的影響，你認為可行的措施是：___________________________________．
(2)同學們通過游標卡尺測量樣品的直徑來測定其橫截面積，某次測量的結果如圖7－11所示，則該樣品的直徑為__________cm．
圖7－11
(3)同學們經過充分的討論，不斷完善實驗方案，最后測得實驗數據如下．
①分析樣品C的數據可知，其所受拉力F(單位：N)與伸長量x(單位：m)所遵循的函數關系式是________________．
②對比各樣品的實驗數據可知，懸索受到的拉力與懸索的伸長量成正比，其比例系數與懸索長度的________________成正比、與懸索的橫截面積的________________成正比．
[答案](1)將懸索樣品一端固定并水平放置在光滑水平面上，另一端連接輕繩繞過滑輪懸掛鉤碼
(2)0.830(3)①F＝2×106x②平方的倒數大小
【點評】本題考查學生對“探究彈力與彈簧伸長的關系”實驗的遷移能力、對游標卡尺的讀數原理的掌握和從圖表歸納所需信息的能力，還考查了學生的邏輯推理能力、運用數學知識解決物理問題的能力和實驗探究能力．
經典考題
縱觀近三年的高考實驗題，會發(fā)現以下特點．
1．對力學實驗的考查基本上以創(chuàng)新題出現，試題源于教材，又高于教材，總體來說其變化在于：同一實驗可用于不同裝置，同一裝置可完成不同實驗．
2．高考對電學實驗的考查一般書本實驗稍加變化來出題，以“電阻的測量”最為常見，包括測電阻率、測伏安特性等，當然也可能會有其他電學實驗出現，如測電動勢與內阻、電路故障等．
1．Ⅰ．在如圖所示的電路中，1、2、3、4、5、6為連接點的標號．在開關閉合后，發(fā)現小燈泡不亮．現用多用電表檢查電路故障，需要檢測的有：電源、開關、小燈泡、3根導線以及電路中的各連接點．
(1)為了檢測小燈泡以及3根導線，在連接點1、2已接好的情況下，應當選用多用電表的________擋．在連接點1、2同時斷開的情況下，應當選用多用電表的________擋．
(2)在開關閉合情況下，若測得5、6兩點間的電壓接近電源的電動勢，則表明____________________________________可能有故障．
(3)將小燈泡拆離電路，寫出用多用電表檢測該小燈泡是否有故障的具體步驟：____________________________________________________________________．
Ⅱ．某同學為了探究物體在斜面上運動時摩擦力與斜面傾角的關系，設計實驗裝置如圖甲所示．長直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物塊上．在平板上標出A、B兩點，B點處放置一光電門，用光電計時器記錄滑塊通過光電門時擋光的時間．
實驗步驟如下：
①用游標卡尺測量滑塊的擋光長度d，用天平測量滑塊的質量m；
②用直尺測量A、B之間的距離s，A點到水平桌面的垂直距離h1，B點到水平桌面的垂直距離h2；
③將滑塊從A點靜止釋放，由光電計時器讀出滑塊的擋光時間t；
④重復步驟③數次，并求擋光時間的平均值t－；
⑤利用所測數據求出摩擦力f和斜面傾角的余弦值cosα；
⑥多次改變斜面的傾角，重復實驗步驟②③④⑤，作出f－cosα關系曲線．
(1)用測量的物理量完成下列各式(重力加速度為g)：
①斜面傾角的余弦cosα＝__________；
②滑塊通過光電門時的速度v＝________________；
③滑塊運動時的加速度a＝____________________；
④滑塊運動時所受到的摩擦阻力f＝____________．
(2)測量滑塊擋光長度的游標卡尺讀數如圖乙所示，讀得d＝__________．
[2009年高考全國理綜卷Ⅰ]
【解析】Ⅰ．在1、2兩點接好的情況下，應當選用多用電表的電壓擋，在1、2同時斷開的情況下，應選用歐姆擋．
(2)表明5、6兩點可能有故障．
(3)①調到歐姆擋；②將紅黑表筆相接，檢查歐姆擋能否正常工作；③測量小燈泡的電阻，如電阻無窮大，表明小燈泡有故障．
Ⅱ．物塊在斜面上做初速度為零的勻加速直線運動，受重力、支持力和滑動摩擦力的作用．
根據三角形關系可得到cosα＝s2－(h1－h(huán)2)2s
又v＝xt＝dt，根據運動學公式x＝v22a，有s＝v22a，即有a＝d22st－2
根據牛頓第二定律得：
mgsinθ－f＝ma
則有：f＝mgh1－h(huán)2s－md22st－2．
(2)在游標卡尺中，主尺上是3.6cm，在游標尺上恰好是第1條刻度線與主尺對齊，再考慮到卡尺是10分度，所以讀數為3.6cm＋0.1×1mm＝3.61cm或者3.62cm也對．
[答案]Ⅰ．(1)電壓歐姆
(2)開關或連接點5、6
(3)①調到歐姆擋；
②將紅、黑表筆相接，檢查歐姆擋能否正常工作；
③測量小燈泡的電阻．如電阻無窮大，則表明小燈泡有故障．
Ⅱ．(1)①1ss2－(h1－h(huán)2)2
②dt－③d22st－2④mgh1－h(huán)2s－md22st－2
(2)3.62cm
【點評】在本實驗中，r＝dt－解出的為滑塊畫過去由門的平均速度，只是當滑塊才較小時r趨近于瞬時速度，故滑塊長度小點測量越準確．
2．Ⅰ．一水平放置的圓盤繞過其圓心的豎直軸勻速轉動．盤邊緣上固定一豎直的擋光片．盤轉動時擋光片從一光電數字計時器的光電門的狹縫中經過，如圖甲所示．圖乙為光電數字計時器的示意圖．光源A中射出的光可照到B中的接收器上．若A、B間的光路被遮斷，顯示器C上可顯示出光線被遮住的時間．
擋光片的寬度用螺旋測微器測得，結果如圖丙所示．圓盤直徑用游標卡尺測得，結果如圖丁所示．由圖可知：
(1)擋光片的寬度為_________mm；
(2)圓盤的直徑為___________cm；
(3)若光電數字計時器所顯示的時間為50.0ms，則圓盤轉動的角速度為________弧度/秒．(保留3位有效數字)
Ⅱ．圖示為用伏安法測量電阻的原理圖．圖中，為電壓表，內阻為4000Ω；為電流表，內阻為50Ω；E為電源，R為電阻箱，Rx為待測電阻，S為開關．
(1)當開關閉合后電壓表讀數U＝1.6V，電流表讀數I＝2.0mA．若將Rx＝UI作為測量值，所得結果的百分誤差是__________．
(2)若將電流表改為內接，開關閉合后，重新測得電壓表讀數和電流表讀數，仍將電壓表讀數與電流表讀數之比作為測量值，這時結果的百分誤差是________．
(百分誤差＝實際值－測量值實際值×100%)
[2008年高考四川理綜卷]
【解析】Ⅰ．由螺旋測微器與游標卡尺的讀數規(guī)則可得兩者的讀數．
d＝10mm＋24.2×0.01mm＝10.242mm
D＝242mm＋4×0.05mm＝242.20mm＝24.220cm．
圓盤轉動的角速度為ω＝θt，而θ＝dπD×2π，綜合兩式并代入數據可得：ω＝1.69rad/s．
(1)測量值為R＝UI＝800Ω，因電流表外接，所以：
R＝RxRVRx＋RV
故真實值為Rx＝1000Ω，對應的百分誤差為：
A＝1000－8001000＝20%．
(2)電流表內接時，百分誤差A′＝1050－10001000＝5%．
[答案]Ⅰ．(1)10.243(2)24.220(3)1.69
Ⅱ．(1)20%(2)5%
【點評】①無論是否顯示單位，螺旋測微器和游標尺主尺最小刻度一定都為mm；
②內接法的測量值R測＝Rx＋RA，外接法的測量值R測＝Rx∥RV
能力演練
1．(16分)Ⅰ．在“利用自由落體運動驗證機械能守恒定律”的實驗中，若打點計時器所接交變電流的頻率為50Hz，得到的甲、乙兩條實驗紙帶(如圖所示)中應選________紙帶更好．若已測得點2到點4間的距離為s1，點0到點3間的距離為s2，打點周期為T，要驗證重物從開始下落到打點計時器打下點3這段時間內機械能守恒，則s1、s2和T應滿足的關系為：T＝________________．
Ⅱ．要測量一只量程已知的電壓表的內阻，所備器材如下：
甲
A．待測電壓表(量程為3V，內阻未知)；
B．電流表(量程為3A，內阻為0.01Ω)；
C．定值電阻R(阻值為2kΩ，額定電流為50mA)；
D．蓄電池E(電動勢略小于3V，內阻不計)；
E．多用電表；
F．開關S1、S2，導線若干．
有一同學利用上面所給器材，進行如下實驗操作．
(1)首先用多用電表進行粗測，選用“×100Ω”倍率，操作方法正確．若這時刻度盤上的指針位置如圖甲所示，則測量的結果是________Ω．
(2)為了更精確地測出此電壓表的內阻，該同學設計了如圖乙、丙所示的實驗電路，你認為其中較合理的電路圖是________，理由是________________________．
乙丙
(3)用你選擇的電路進行實驗時，用所測物理量的符號表示電壓表的內阻，即RV＝________．
[答案]Ⅰ．甲s12gs24gs2或s122gs2(每空3分)
Ⅱ．(1)3000(3分)
(2)丙圖乙中電流表測量時的示數太小，誤差太大；圖丙中R的阻值與電壓表內阻接近，誤差小(每空2分)
(3)U2U1－U2R(3分)
2．(17分)Ⅰ．某同學在做測定木塊與木板間動摩擦因數的實驗過程中，測滑動摩擦力時，他設計了兩種實驗方案．
方案一：木板固定在水平面上，用彈簧測力計水平拉動木塊，如圖甲所示．
方案二：用彈簧測力計水平地鉤住木塊，用力使木板在水平面上運動，如圖乙所示．
甲乙
除了實驗必需的彈簧測力計、木塊、木板、細線外，該同學還準備了若干重均為2.00N的砝碼．
(1)上述兩種方案中，你認為更合理的方案是________(填“甲”或“乙”)，理由是：(回答兩個理由)
①____________________________________________；
②____________________________________________．
(2)該同學在木塊上加砝碼，改變木塊對木板的壓力，記錄了5組實驗數據，如下表所示．
實驗次序12345
砝碼個數01234
砝碼對木塊
的壓力/N02.004.006.008.00
測力計示
數/N1.502.002.502.953.50
木塊受到的
摩擦力/N1.502.002.502.953.50
請根據上述數據，在坐標紙上作出木塊受到的摩擦力f和砝碼對木塊的壓力F的關系圖象(以F為橫坐標)．由圖象可知，木塊重為________N；木塊與木板間的動摩擦因數為________．
Ⅱ．現有一塊靈敏電流表，量程為200μA，內阻約為1000Ω，要精確測出其內阻R1，提供的器材有：
電流表(量程為1mA，內阻R2＝50Ω)；
電壓表(量程為3V，內阻RV約為3kΩ)；
滑動變阻器R(阻值范圍為0～20Ω)；
定值電阻R0(阻值R0＝100Ω)；
電源E(電動勢約為4.5V，內阻很小)；
單刀單擲開關S一個，導線若干．
(1)請將上述器材全部用上，設計出合理的、便于多次測量的實驗電路圖，并保證各電表的示數超過其量程的13．將電路圖畫在下面的虛框中．
(2)在所測量的數據中選一組，用測量量和已知量來計算表的內阻，表達式為R1＝________，表達式中各符號表示的意義是________________________．
[答案]Ⅰ．(1)乙①乙方案測力計靜止，讀數誤差?、谝曳桨改景蹇傻牟蛔鰟蛩龠\動，便于控制(每空1分)
(2)如圖甲所示(1分)6.00(2分)0.25(2分)
Ⅱ．(1)如圖乙所示(5分)(供電部分用分壓電路給1分；測量部分知道把表改裝且正確給2分；知道將表當保護電阻使用給2分)
(2)I2(R0＋R2)I1(3分)I2表示表的示數，I1表示表的示數，R2表示表內阻，R0表示定值電阻(1分)
3．(16分)Ⅰ．一量程為100μA的電流表的刻度盤如圖所示．今在此電流表兩端并聯(lián)一電阻，其阻值等于該電流表內阻的149，使之成為一新的電流表，則圖示的刻度盤上每一小格表示______________mA．
Ⅱ．已知彈簧振子做簡諧運動的周期T＝2πmk，其中m是振子的質量，k是彈簧的勁度系數(回復力系數)．某同學設計了一個在太空站中利用彈簧振子測量物體質量的裝置，如圖所示，兩輕彈簧分別與擋板P、Q相連，A是質量為M的帶夾子的金屬塊，且與兩彈簧固定相連，B是待測物體(可以被A上的夾子固定)．
(1)為了達到實驗目的，還需要提供的實驗器材是：__________________．
(2)簡要寫出測量方法及所需測量的物理量(用字母表示)
①________________________________________；
②________________________________________．
(3)用所測物理量和已知物理量表示待測物體的質量的計算式為：mB＝______________________________．
【解析】Ⅰ．改裝后的量程為：
I′＝I＋IRAR0＝100×(1＋49)μA＝5mA
故每小格ΔI＝I′10＝0.5mA．
[答案]Ⅰ．0.5(6分)
Ⅱ．(1)秒表(2分)
(2)①不放B時用秒表測出振子振動30次的時間t1(或者測出振子的周期T1)(2分)
②將B固定在A上，用秒表測出振子振動30次的時間t2(或者測出振子的周期T2)(2分)
(3)t22－t21t21M或T22－T21T21M(4分)
4．(16分)Ⅰ．小汽車正在走進我們的家庭，你對汽車了解嗎？油耗標準是評價一輛汽車性能優(yōu)劣的重要因素，而影響汽車油耗的一個重要原因是其在行進中所受到的空氣阻力．人們發(fā)現，汽車在高速行駛過程中受到的空氣阻力f(也稱風阻)主要與兩個因素有關：①汽車正面的投影面積S；②汽車行駛的速度v．
某研究人員在汽車風洞實驗室中通過模擬實驗得到下表所列數據：
(1)由上述數據可得，汽車所受的風阻f與汽車正面的投影面積S及汽車行駛的速度v之間的關系式為：f＝________．(要求用k表示比例系數)
(2)由上述數據可求得k＝________________．
(3)據推理或猜測，k的大小與________、________等因素有關．
Ⅱ．現有下列可供選用的器材及導線若干，要求盡可能精確地測量出待測電流表的滿偏電流．
A．待測電流表(滿偏電流約為700μA～800μA，內阻約為100Ω，已知表盤刻度均勻、總格數為N)；
B．電流表(量程為0.6A，內阻為0.1Ω)；
C．電壓表(量程為3V，內阻為3kΩ)；
D．滑動變阻器R(最大阻值為200Ω)；
E．電源E(電動勢為3V，內阻約為1.5Ω)；
F．開關S一個．
(1)根據你的測量需要，“B．電流表”與“C．電壓表”中應選擇____________．(只需填寫序號即可)
(2)在虛線框內畫出你設計的實驗電路圖．
(3)測量過程中測出了多組數據，其中一組數據中待測電流表的指針偏轉了n格，可算出滿偏電流IAmax＝__________________，式中除N、n外，其他字母符號代表的物理量分別是__________________________．
[答案]Ⅰ．(1)kSv2(2分)(2)0.26kg/m3(2分)
(3)空氣密度車的外形車的表面情況(4分)
Ⅱ．(1)C(2分)(2)電路圖如圖所示(2分)
(3)NnURVU為電壓表的示數，RV為電壓表的內阻(每空2分)
5．(17分)Ⅰ．在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中
(1)已知雙縫到光屏之間的距離為600mm，雙縫之間的距離為0.20mm，單縫到雙縫之間的距離是100mm．某同學在用測量頭測量時，先將從測量頭目鏡中看到的分劃板中心刻線對準某條亮紋(記作第1條)的中心，這時手輪上的示數如圖甲所示．然后他轉動測量頭，使分劃板中心刻線對準第7條亮紋的中心，這時手輪上的示數如圖乙所示．這兩次的示數依次為________mm和________mm，由此可以計算出這次實驗中所測得的單色光的波長為________nm．
(2)下列操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離的是________．
A．增大單縫和雙縫之間的距離
B．增大雙縫和光屏之間的距離
C．將紅色濾光片改為綠色濾光片
D．增大雙縫之間的距離
Ⅱ．現有一塊59C2型的小量程電流表(表頭)，滿偏電流為50μA，內阻約為800～850Ω，要把它改裝成1mA、10mA的兩量程電流表，可供選擇的器材有：
A．滑動變阻器R1(最大阻值為20Ω)；
B．滑動變阻器R2(最大阻值為100kΩ)；
C．電阻箱R′(最大阻值為9999Ω)；
D．定值電阻R0(阻值為1kΩ)；
E．電池E1(電動勢為1.5V)；
F．電池E2(電動勢為3.0V)；
G．電池E3(電動勢為4.5V)；
H．標準電流表(滿偏電流為1.5mA)；
I．單刀單擲開關S1和S2；
J．單刀雙擲開關S3；
K．電阻絲及導線若干．
(所有電池的內阻均不計)
(1)采用如圖甲所示的電路測量表頭的內阻，為提高測量精確度，選用的滑動變阻器為________；選用的電池為______．(填序號)
甲
(2)要將改裝成兩量程電流表，現有兩種備選電路，如圖乙、丙所示．圖________為合理電路，另一電路不合理的原因是_______________________________________________．
(3)將改裝后的電流表與標準電流表逐格進行核對(僅核對1mA量程)，在下面的虛線框中畫出所用電路圖，圖中待核對的電流表的符號用來表示．
【解析】Ⅰ．(1)測量頭的讀數原理與螺旋測微器的相同，所以圖甲中的示數為0.640mm，圖乙中的示數為10.295mm．設第1條亮條紋與第7條亮條紋間的距離為a，則a＝10.295mm－0.640mm＝9.655mm，由此得相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝an－1，又因為Δx＝Lλd，代入數據可解得光的波長λ＝dΔxL＝5.36×10－7m＝536nm．
(2)根據相鄰兩條亮條紋間的距離公式Δx＝Lλd可知，增大雙縫和光屏之間的距離L、增大光的波長λ和減小雙縫之間的距離d都可使相鄰兩條亮條紋間的距離增大．所以選項B正確．
[答案]Ⅰ．(1)0.64010.295536(5分)(2)B(3分)
Ⅱ．(1)BG(每空2分)
(2)乙圖丙所示的電路在通電狀態(tài)下更換量程，會造成兩分流電阻都未并聯(lián)在表頭兩端，以致流過表頭的電流超過其滿偏電流而燒壞表頭(3分)
(3)電路圖如圖丁所示(2分)
丁
6．(18分)Ⅰ．聽說水果也能做電池．某興趣小組的同學用一個檸檬作為電源，連接電路如圖甲所示．電路中R是電阻箱，其阻值可調且可讀出其接入電路中電阻的大?。麄兌啻胃淖冸娮柘涞淖柚?，記錄下相應的電流表的示數，算出電流的倒數，并將數據填在下面的表格中．
甲
外電阻R(Ω)電流I(mA)電流的倒數1I(mA－1)

90000.050219.92
80000.052818.93
60000.059416.84
50000.063315.80
40000.068014.71
20000.080012.50
(1)根據表格中的數據，在圖乙所示的坐標紙中畫出該實驗的R－1I圖象．
乙
(2)利用圖象可求出該檸檬電池的電動勢為________V，內阻為________Ω．
(3)完成實驗后，該興趣小組的同學初步得出了水果作為電池不實用的物理原因為：__________________________．
Ⅱ．某同學利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．弧形軌道末端水平，離地面的高度為H．將鋼球從軌道的不同高度h處由靜止釋放，鋼球的落點距軌道末端的水平距離為s．
甲
(1)若軌道完全光滑，s2與h的理論關系應滿足：s2＝________________．(用H、h表示)
(2)該同學經實驗測量得到一組數據，如下表所示．
h(×10－1m)2.003.004.005.006.00
s2(×10－1m－2)2.623.895.206.537.78
請在圖乙所示的坐標紙上作出s2－h(huán)圖象．
乙
(3)對比實驗結果與理論計算得到的s2－h(huán)圖象(圖中已畫出)，自同一高度處由靜止釋放的鋼球水平拋出的速率____________理論值．(填“小于”或“大于”)
(4)從s2－h(huán)圖象中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著，你認為造成上述偏差的原因可能是：______________________________________________．
【解析】Ⅱ．(1)根據機械能守恒，可得鋼球離開軌道時的速度為2hg，由平拋運動知識可求得鋼球運動的時間為2Hg，所以s＝vt＝4Hh．
(2)依次描點，連線，注意不要畫成折線．
(3)從圖中看，同一h對應的s2值的理論值明顯大于實際值，而在同一高度H下的平拋運動的水平射程由水平速率決定，可見實際水平速率小于理論速率．
(4)由于客觀上，軌道與小球間存在摩擦，機械能減小，因此會導致實際值比理論值??；小球的轉動也需要能量維持，而機械能守恒中沒有考慮重力勢能轉化成轉動能的這一部分，也會導致實際速率明顯小于理論速率(可能很少同學會考慮到這一點)．
[答案]Ⅰ．(1)如圖丙所示(2分)
丙
(2)0.94(0.90～0.98均對)10000(9000～11000均對)
(3)水果電池的內阻過大(每空2分)
Ⅱ．(1)4Hh(2分)(2)如圖丁所示(4分)
丁
(3)小于(2分)
(4)小球與軌道間的摩擦，小球的轉動(回答任一條即可)(2分)

高考物理第一輪精編復習資料011

經驗告訴我們，成功是留給有準備的人。作為教師就要精心準備好合適的教案。教案可以讓學生能夠在課堂積極的參與互動，幫助教師更好的完成實現教學目標。教案的內容具體要怎樣寫呢？小編收集并整理了“高考物理第一輪精編復習資料011”，歡迎閱讀，希望您能夠喜歡并分享！

§4.3牛頓第二定律的應用――超重失重
【學習目標】
知識目標：
1.知道什么是超重和失重
2.知道產生超重和失重的條件
能力目標：會分析、解決超重和失重問題
【自主學習】
1.超重：當物體具有的加速度時（包括向上加速或向下減速兩種情況），物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力自身重力的現象。
2.失重：物體具有的加速度時（包括向下加速或向上減速兩種情況），物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力自身重力的現象。
3.完全失重：物體以加速度a＝g向豎直加速或向上減速時（自由落體運動、處于繞星球做勻速圓周運動的飛船里或豎直上拋時），物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力等于的現象。
4.思考：①超重是不是物體重力增加？失重是不是物體重力減??？
②在完全失重的系統(tǒng)中，哪些測量儀器不能使用？
【典型例題】
例1.電梯內有一彈簧秤掛著一個重5N的物體。當電梯運動時，看到彈簧秤的讀數為6N，則可能是（）
A.電梯加速向上運動B.電梯減速向上運動
C.電梯加速向下運動D.電梯減速向下運動
例2.在以加速度a勻加速上升的電梯中，有一個質量為m的人，站在磅秤上，則此人稱得自己的“重量”為（）
A.maB.m(a+g)C.m(g－a)D.mg
例3.如圖所示，一根細線一端固定在容器的底部，另一端
系一木球，木球浸沒在水中，整個裝置在臺秤上，現將細
線割斷，在木球上浮的過程中（不計水的阻力），則臺秤上
的示數（）
A.增大B.減小C.不變D.無法確定
【針對訓練】
1.下列說法正確的是（）
A.體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時處于失重狀態(tài)
B.蹦床運動員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)
C.舉重運動員在舉起杠鈴后不動的那段時間內處于超重狀態(tài)
D.游泳運動員仰臥在水面靜止不動時處于失重狀態(tài)
2.升降機里，一個小球系于彈簧下端，升降機靜止時，彈簧伸長4cm，升降機運動時，彈簧伸長2cm，則升降機的運動狀況可能是（）
A.以1m/s2的加速度加速下降B.以4.9m/s2的加速度減速上升
C.以1m/s2的加速度加速上升D.以4.9m/s2的加速度加速下降
3.人站在升降機中，當升降機在上升過程中速度逐漸減小時，以下說法正確的是（）
A.人對底板的壓力小于人所受重力B.人對底板的壓力大于人所受重力
C.人所受重力將減小D.人所受重力保持不變
4.下列說法中正確的是（）
A.物體在豎直方向上作勻加速運動時就會出現失重現象
B.物體豎直向下加速運動時會出現失重現象
C.物體處于失重狀態(tài)時，地球對它的引力減小或消失
D.物體處于失重狀態(tài)時，地球對物體的引力不變
5.質量為600kg的電梯，以3m/s2的加速度勻加速上升，然后勻速上升，最后以3m/s2的加速度勻減速上升，電梯在上升過程中受到的阻力都是400N，則在三種情況下，拉電梯的鋼繩受的拉力分別是、和。
6.如圖所示，斜面體M始終處于靜止狀態(tài)，當物體m沿斜面下滑時有（）
A.勻速下滑時，M對地面壓力等于（M+m）g
B.加速下滑時，M對地面壓力小于（M+m）g
C.減速下滑時，M對地面壓力大于（M+m）g
D.M對地面壓力始終等于（M+m）g

【能力訓練】
1.如圖，兩輕質彈簧和質量均為m的外殼組成甲、乙兩個彈簧測力計。
將掛有質量為M的重物的乙秤倒鉤在甲的掛鉤上，某人手提甲的提環(huán)，
向下做加速度a＝0.25g的勻減速運動，則下列說法正確的是（）
A.甲的示數為1.25（M+m）gB.甲的示數為0.75（M+m）g
C.乙的示數為1.25MgD.乙的示數為0.75Mg
2.一個容器裝了一定量的水，容器中有空氣，把這個容器帶到繞地球運轉的宇宙飛船中，則容器中的空氣和水的形狀應如圖中的（）

ABCD
3.如圖所示為雜技“頂竿”表演，一人站在地上，肩上扛一質量為
M的豎直竹竿，當竿上一質量為m的人以加速度a加速下滑時，
竿對“底人”的壓力大小為（）
A.（M+m）gB.（M+m）g－ma
C.（M+m）g+maD.（M－m）g
4.如圖所示，A、B兩個帶異種電荷的小球，分別被兩根絕緣細線系在木盒內的一豎直線上，靜止時，木盒對地的壓力為FN，細線對B的拉力為F，若將系B的細繩斷開，下列說法中正確的是（）
A.剛斷開時，木盒對地壓力仍為FN
B.剛斷開時，木盒對地壓力為（FN+F）
C.剛斷開時，木盒對地壓力為（FN－F）
D.在B上升過程中，木盒對地壓力逐漸變大
5.如圖中A為電磁鐵，C為膠木秤盤，A和C（包括支架）
和總質量為M，B為鐵片，質量為m，整個裝置用輕繩懸掛
于O點。當電磁鐵通電，鐵片被吸引上升的過程中，輕繩拉
力F的大小為（）
A.F＝mgB.mg＜F＜（M+m）g
C.F=（M+m）gD.F＞（M+m）g
6.一位同學的家住在一座25層的高樓內，他每天乘電梯上樓，經過多次仔細觀察和反復測量，他發(fā)現電梯啟動后的運動速度符合如圖所示的規(guī)律，他就根據這一特點在電梯內用臺秤、重物和停表測量這座樓房的高度。他將臺秤放在電梯內，將重物放在臺秤的托盤上，電梯從第一層開始啟動，經過不間斷地運行，最后停在最高層。在整個過程中，他記錄了臺秤在不同時間段內的示數，記錄的數據如下表所示。但由于0－3.0s段的時間太短，他沒有來得及將臺秤的示數記錄下來，假設在每個時間段內臺秤的示數都是穩(wěn)定的，重力加速度g取10m/s2。
（1）電梯在0－3.0s時間段內臺秤的示數應該是多少？
（2）根據測量的數據計算該樓房每一層的平均高度。
時間/s臺秤示數/kg

電梯啟動前5.0
0－3.0
3.0－13.05.0
13.0－19.04.6
19.0以后5.0

7.在電梯中用磅秤稱質量為m的物體，電梯下降過程中的v－t圖像如圖所示，填寫下列各段時間內秤的示數：
（1）0－t1；（2）t1－t2；（3）t2－t3。
8.一個人蹲在臺秤上，試分析：在人突然站起的過程中，臺秤的示數如何變化？

9.某人在以a＝2.5m/s2的加速下降的電梯中最多可舉起m1＝80kg的物體，則此人在地面上最多可舉起多少千克的物體？若此人在一勻加速上升的電梯中，最多能舉起m2=40kg的物體，則此高速電梯的加速度多大？（g取10m/s2）

10.一條輕繩最多能拉著質量為3m的物體以加速度a勻加速下降；它又最多能拉著質量為m的物體以加速度a勻減速下降，繩子則最多能拉著質量為多大的物體勻速上升？

【學后反思】

超重、失重參考答案
自主學習
1.向上大于2.向下小于3.下零
4.①不是重力增加或減少了，是視重改變了。②天平、體重計、水銀氣壓計。
典型例題
例1.AD析：由于物體超重，故物體具有向上的加速度。
例2.解析：首先應清楚，磅秤稱得的“重量”實際上是人對磅秤的壓力，也即磅秤對人的支持力FN。取人為研究對象，做力圖如圖所示，依牛頓第二定律有：FN
FN－mg＝maFN＝m（g+a）
即磅秤此時稱得的人的“重量”大于人的實際重力，人處于超重狀
態(tài)，故選B。
例3.解析：系統(tǒng)中球加速上升，相應體積的水加速下降，因為相應體積水的質量大于球的質量，整體效果相當于失重，所以臺秤示數減小。故選B。
針對訓練
1.B2.BD3.AD4.BD5.8200N6400N4600N6.ABC
能力訓練
1.A2.C3.B4.BD5.D6.（1）5.8kg（2）2.9m
7.（1）m(g－)（2）mg（3）m(g+)
8.臺秤的示數先偏大，后偏小，指針來回擺動一次后又停在原位置。
9.解：人的最大支持力應不變，由題意有：m1g－F＝m1a
所以F＝m1g－m1a＝80×10N－80×2.5N＝600N又因為：G＝mg
所以m＝G/g=F/g＝＝60kg故人在地面上可舉起60kg的物體。
在勻加速電梯上：F－m2g＝m2aa＝
10.解：物體勻速上升時拉力等于物體的重力，當物體以a勻加速下降時，物體失重
則有：FT＝3mg－3ma①
物體以a勻減速下降時，物體超重故：FT=mg+ma②
聯(lián)立①②有：FT＝mg+mg/2=3mg/2
所以：繩子最多能拉著質量為3m/2的物體勻速上升。