2012年北京高考实验题预测
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(共31张PPT)
北京市第四十三中学
朱霞
实验能力是指针对具体问题，根据已有条件，运用已学过的知识和方法制定方案，通过实验解决问题的能力。能独立完成“物理知识内容表”中所列的实验。具体要求如下：
①了解基本仪器的主要性能和使用方法，根据需要能合理选择和正确使用基本仪器。
②理解实验原理和方法。能够控制实验条件，排除实验故障，正确进行观察、测量、记录实验现象和实验数据。
③分析和处理实验数据，对实验结果进行描述和解释，对误差进行初步分析和讨论，评价实验结论。
探究能力是指通过自主学习和独立思考，发现、解决新问题的能力。具体要求如下：
①通过阅读和观察，获取新知识、新方法。
②从新颖的物理情景中发现物理问题，提出研究思路或解决方案．构建适当的简化模型，并应用恰当的研究方法得出结论。
③依据已有资源，设计简单实验，组合实验器材，拟定实验步骤，探究所要解决的问题。
④对探究的过程、方法和结论，做出解释和评价，提出修改和完善的建议。
十三、实验
内 容 要求 说 明
94．研究匀变速直线运动 1
95．探究弹力和弹簧伸长的关系 2
96．验证力的平行四边形定则 3
97．验证牛顿第二定律 4
98．研究平抛运动 5
99．探究动能定理 6
100．验证机械能守恒定律 7
101．验证动量守恒定律 8
102．探究单摆的运动、用单摆测定 9
重力加速度
103．测定金属的电阻率 10
(螺旋测微器的使用)
104．描绘小灯泡的伏安特性曲线 11
105．把电流表改装成电压表 12
106．测定电源的电动势和内阻 13
107．多用电表的使用 14
108．示波器的使用 15
109．传感器的简单使用 16
110．测定玻璃的折射率 17
111．用双缝干涉测光的波长 18 1．要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、示波器、滑动变阻器、电阻箱等
2．要求认识误差问题
在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然 误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差
3．要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果．间接测量的有效数字运算不作要求
考查内容 北京
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
研究匀变速直线运动 21（2）
探究弹力和弹簧伸长的关系 21（2）
验证力的平行四边形定则
验证牛顿第二定律
研究平抛运动
探究动能定理
验证机械能守恒定律
验证动量守恒定律 21（2）
探究单摆的运动、用单摆测重力加速度
测定金属的电阻率（螺旋测微器的使用）
描绘小灯泡的伏安特性曲线 21
把电流表改装成电压表（半偏法测内阻） 22 21
测定电源的电动势和内阻 21（2）
多用电表的使用 黑箱 22 21（1）
示波器的使用
传感器的简单使用 21（1）
测定玻璃的折射率
用双缝干涉测光的波长 21（1）
（1）游标为20分度（测量值可准确到0.05mm）的卡尺示数如图1所示，两侧脚间狭缝的宽度为 mm。用激光照射该狭缝，在屏上出现衍射条纹。如果减小狭缝的宽度，衍射条纹的宽度将变 。
光学实验
实验仪器读数
演示实验
①除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：
电流表：A （量程100mA，内阻约2 ）；
A （量程0.6A，内阻约0.3 ）；
电压表：V （量程5V，内阻约5k ）；
V （量程15V，内阻约15k ）；
滑动变阻器：R （阻值范围0～10 ）；
R （阻值范围0～2k ）；
电源：E （电动势为1.5V，内阻约为0.2 ）；
E （电动势为4V，内阻约为0.04 ）；
为了调节方便，测量准确，试验中应选用电流表 ，电压表 。
滑动变阻器 ，电源 ；（填器材的符号）
（2）某同学用图2所示电路，测绘标有“3.8V，0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图像。
实验仪器选择
②根据试验数据，计算并描绘处R－U的图像如图3所示，由图像可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为 ；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为 ，灯泡实际消耗的电功率为 W。
识图能力
③根据R－U图像，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系。符合该关系的示意图是下列图中的 。
画图能力
一大一小模式
电大——测金属的电阻率
力小或光小——回归课本演示实验
仪器读数（有效数字）——螺旋测微器
图像处理能力提升（探究能力再现）
(2)滑动变阻器两种接法的选择
通常情况下(满足安全条件)，由于限流电路连接简单，耗能较小，一般优先考虑用限流接法．
***在下列情况下必须采用分压接法
①要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节．
②如果实验所提供的电表量程或电阻元件允许的最大电流很小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中的实际电流(电压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(电压)，为了保护电表或电阻元件，必须采用分压接法．
③若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，采用限流接法时，即使变阻器的滑动片从一端滑至另一端，待测电阻上的电流(电压)变化范围不够大，不利于多次测量求平均值或用图象法处理数据，因此要采用分压接法．
2．数据处理
(1)金属丝长度、直径的测定及电阻的测量，都应采用多次测量求平均值的方法．
典例追踪
(2011·浙江)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S＝0.20mm2的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图所示的实验电路，M为金属丝c的左端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点．在实验过程中，电流表读数始终为I＝1.25A.电压表读数U随OP间距离x的变化如下表：
(1)绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线；
(2)求出金属丝的电阻率ρ，并进行比较．
x/mm 600 700 800 900 1000 1200 1400
U/V 3.95 4.50 5.10 5.90 6.50 6.65 6.82
x/mm 1600 1800 2000 2100 2200 2300 2400
U/V 6.93 7.02 7.15 7.85 8.50 9.05 9.75
[解析] (1)
侧面印证
(2011·北京海淀模拟)有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60cm，电阻大约为6Ω，横截面如图1所示．
(1)用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图2所示，金属管线的外径为________mm；现有如下器材
A．电流表(量程0.6A，内阻约0.1Ω)
B．电流表(量程3A，内阻约0.03Ω)
C．电压表(量程3V，内阻约3kΩ)
D．滑动变阻器(1750Ω，0.3A)
E．滑动变阻器(15Ω，3A)
F．蓄电池(6V，内阻很小)
G．开关一个，带夹子的导线若干
(2)要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选________，滑动变阻器应选________．(只填代号字母)
(3)请将图3所示的实际测量电路补充完整．
(4)已知金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是________．计算中空部分截面积的表达式为S＝________.
[答案] (1)1.125±0.001 (2)A E (3)如图所示
探究实验
实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10-8Ωm。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。
（1）他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作工程分一下三个步骤：（请填写第②步操作）
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔；选择电阻档“×1”；
②________________________________________________________________；
③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图9（a）所示。
（2）根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图9（b）的A、B、C、D四个电路中选择_________电路来测量金属丝电阻；
（3）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图10所示，金属丝的直径为_________mm；
（4）根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_________m。（结果保留两位有效数字）
（5）他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示数。请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。（只需写出简要步骤）
______________________________________________________________________________
（1）将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零
（2）D
（3）0.260mm(0.258---0.262mm均给分)
（4）12m或13m
（5）以下两种解答都正确：
①使用多用电表的电压档位,接通电源,逐个测量各元件、导线上的电压,若电压等于电源电压,说明该元件或导线断路故障。
②使用多用电表的电阻档位,断开电路或拆下元件、导线,逐个测量各元件、导线上的电阻,若电阻为无穷大,说明该元件或导线断路故障
北京市第四十三中学
朱霞
实验能力是指针对具体问题，根据已有条件，运用已学过的知识和方法制定方案，通过实验解决问题的能力。能独立完成“物理知识内容表”中所列的实验。具体要求如下：
①了解基本仪器的主要性能和使用方法，根据需要能合理选择和正确使用基本仪器。
②理解实验原理和方法。能够控制实验条件，排除实验故障，正确进行观察、测量、记录实验现象和实验数据。
③分析和处理实验数据，对实验结果进行描述和解释，对误差进行初步分析和讨论，评价实验结论。
探究能力是指通过自主学习和独立思考，发现、解决新问题的能力。具体要求如下：
①通过阅读和观察，获取新知识、新方法。
②从新颖的物理情景中发现物理问题，提出研究思路或解决方案．构建适当的简化模型，并应用恰当的研究方法得出结论。
③依据已有资源，设计简单实验，组合实验器材，拟定实验步骤，探究所要解决的问题。
④对探究的过程、方法和结论，做出解释和评价，提出修改和完善的建议。
十三、实验
内 容 要求 说 明
94．研究匀变速直线运动 1
95．探究弹力和弹簧伸长的关系 2
96．验证力的平行四边形定则 3
97．验证牛顿第二定律 4
98．研究平抛运动 5
99．探究动能定理 6
100．验证机械能守恒定律 7
101．验证动量守恒定律 8
102．探究单摆的运动、用单摆测定 9
重力加速度
103．测定金属的电阻率 10
(螺旋测微器的使用)
104．描绘小灯泡的伏安特性曲线 11
105．把电流表改装成电压表 12
106．测定电源的电动势和内阻 13
107．多用电表的使用 14
108．示波器的使用 15
109．传感器的简单使用 16
110．测定玻璃的折射率 17
111．用双缝干涉测光的波长 18 1．要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、示波器、滑动变阻器、电阻箱等
2．要求认识误差问题
在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然 误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差
3．要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果．间接测量的有效数字运算不作要求
考查内容 北京
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
研究匀变速直线运动 21（2）
探究弹力和弹簧伸长的关系 21（2）
验证力的平行四边形定则
验证牛顿第二定律
研究平抛运动
探究动能定理
验证机械能守恒定律
验证动量守恒定律 21（2）
探究单摆的运动、用单摆测重力加速度
测定金属的电阻率（螺旋测微器的使用）
描绘小灯泡的伏安特性曲线 21
把电流表改装成电压表（半偏法测内阻） 22 21
测定电源的电动势和内阻 21（2）
多用电表的使用 黑箱 22 21（1）
示波器的使用
传感器的简单使用 21（1）
测定玻璃的折射率
用双缝干涉测光的波长 21（1）
（1）游标为20分度（测量值可准确到0.05mm）的卡尺示数如图1所示，两侧脚间狭缝的宽度为 mm。用激光照射该狭缝，在屏上出现衍射条纹。如果减小狭缝的宽度，衍射条纹的宽度将变 。
光学实验
实验仪器读数
演示实验
①除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：
电流表：A （量程100mA，内阻约2 ）；
A （量程0.6A，内阻约0.3 ）；
电压表：V （量程5V，内阻约5k ）；
V （量程15V，内阻约15k ）；
滑动变阻器：R （阻值范围0～10 ）；
R （阻值范围0～2k ）；
电源：E （电动势为1.5V，内阻约为0.2 ）；
E （电动势为4V，内阻约为0.04 ）；
为了调节方便，测量准确，试验中应选用电流表 ，电压表 。
滑动变阻器 ，电源 ；（填器材的符号）
（2）某同学用图2所示电路，测绘标有“3.8V，0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图像。
实验仪器选择
②根据试验数据，计算并描绘处R－U的图像如图3所示，由图像可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为 ；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为 ，灯泡实际消耗的电功率为 W。
识图能力
③根据R－U图像，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系。符合该关系的示意图是下列图中的 。
画图能力
一大一小模式
电大——测金属的电阻率
力小或光小——回归课本演示实验
仪器读数（有效数字）——螺旋测微器
图像处理能力提升（探究能力再现）
(2)滑动变阻器两种接法的选择
通常情况下(满足安全条件)，由于限流电路连接简单，耗能较小，一般优先考虑用限流接法．
***在下列情况下必须采用分压接法
①要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节．
②如果实验所提供的电表量程或电阻元件允许的最大电流很小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中的实际电流(电压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(电压)，为了保护电表或电阻元件，必须采用分压接法．
③若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，采用限流接法时，即使变阻器的滑动片从一端滑至另一端，待测电阻上的电流(电压)变化范围不够大，不利于多次测量求平均值或用图象法处理数据，因此要采用分压接法．
2．数据处理
(1)金属丝长度、直径的测定及电阻的测量，都应采用多次测量求平均值的方法．
典例追踪
(2011·浙江)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S＝0.20mm2的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图所示的实验电路，M为金属丝c的左端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点．在实验过程中，电流表读数始终为I＝1.25A.电压表读数U随OP间距离x的变化如下表：
(1)绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线；
(2)求出金属丝的电阻率ρ，并进行比较．
x/mm 600 700 800 900 1000 1200 1400
U/V 3.95 4.50 5.10 5.90 6.50 6.65 6.82
x/mm 1600 1800 2000 2100 2200 2300 2400
U/V 6.93 7.02 7.15 7.85 8.50 9.05 9.75
[解析] (1)
侧面印证
(2011·北京海淀模拟)有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60cm，电阻大约为6Ω，横截面如图1所示．
(1)用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图2所示，金属管线的外径为________mm；现有如下器材
A．电流表(量程0.6A，内阻约0.1Ω)
B．电流表(量程3A，内阻约0.03Ω)
C．电压表(量程3V，内阻约3kΩ)
D．滑动变阻器(1750Ω，0.3A)
E．滑动变阻器(15Ω，3A)
F．蓄电池(6V，内阻很小)
G．开关一个，带夹子的导线若干
(2)要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选________，滑动变阻器应选________．(只填代号字母)
(3)请将图3所示的实际测量电路补充完整．
(4)已知金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是________．计算中空部分截面积的表达式为S＝________.
[答案] (1)1.125±0.001 (2)A E (3)如图所示
探究实验
实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10-8Ωm。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。
（1）他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作工程分一下三个步骤：（请填写第②步操作）
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔；选择电阻档“×1”；
②________________________________________________________________；
③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图9（a）所示。
（2）根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图9（b）的A、B、C、D四个电路中选择_________电路来测量金属丝电阻；
（3）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图10所示，金属丝的直径为_________mm；
（4）根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_________m。（结果保留两位有效数字）
（5）他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示数。请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。（只需写出简要步骤）
______________________________________________________________________________
（1）将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零
（2）D
（3）0.260mm(0.258---0.262mm均给分)
（4）12m或13m
（5）以下两种解答都正确：
①使用多用电表的电压档位,接通电源,逐个测量各元件、导线上的电压,若电压等于电源电压,说明该元件或导线断路故障。
②使用多用电表的电阻档位,断开电路或拆下元件、导线,逐个测量各元件、导线上的电阻,若电阻为无穷大,说明该元件或导线断路故障
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