2025高考物理二轮专题复习-增分指导二 解题技巧与策略-二、设计型实验答题策略 课件(共41张PPT)

(共41张PPT)
增分指导二 解题技巧与策略
二、设计型实验答题策略
考向1 力学设计实验
考向2 电学设计实验
设计型实验也称为创新实验，以原型实验为基础,注重考查实验仪器的等
效与替换,实验原理的拓展与延伸、实验情景的设计与创新、实验方法的
求新、实验过程的求简、数据处理方法的迁移,这类试题新颖、区分度高.
要求考生“以不变应万变”,根本方法是把实验的本质从新情景中分离出来,
找出与常规实验的相同之处,运用类似的方法进行处理.
考向1 力学设计实验
解答力学设计实验应该抓住“理解实验原理和实验仪器的工作原理”，寻求
解题突破口.应注意常见量的测量方法，比如：“瞬时速度的测量”可采用光
电门、纸带留迹平均速度法及间接测量法；“力的测量”可采用测力计、力
传感器及类似于“近似等于悬挂钩码重力”的间接测量法.
例9 [2024·广东佛山模拟] 某软件能够调用手机内置加速度传感器，实时
显示手机加速度的数值.小明通过安装有该软件的智能手机(其坐标轴如图
甲所示)探究加速度与力、质量的关系，实验装置原理图如图乙所示.已知
当地重力加速度为 .
(1)分别称量出小桶的质量和手机的质量 .
(2)开始时，整个实验装置处于静止状态，小桶里没有装砝码.
(3) 用手突然向上托起小桶，使得绳子松弛，此瞬间手机受到的合力为
_____(用题目所给字母表示)，读出此瞬间手机轴上的加速度 的数值.
[解析] 静止时根据平衡条件可得弹簧的弹力 ，当将小桶
突然托起时，弹簧的弹力大小不变，此瞬间手机受到的合外力
.
例9 [2024·广东佛山模拟] 某软件能够调用手机内置加速度传感器，实时
显示手机加速度的数值.小明通过安装有该软件的智能手机(其坐标轴如图
甲所示)探究加速度与力、质量的关系，实验装置原理图如图乙所示.已知
当地重力加速度为 .
(1)分别称量出小桶的质量和手机的质量 .
(2)开始时，整个实验装置处于静止状态，小桶里没有装砝码.
例9 [2024·广东佛山模拟] 某软件能够调用手机内置加速度传感器，实时
显示手机加速度的数值.小明通过安装有该软件的智能手机(其坐标轴如图
甲所示)探究加速度与力、质量的关系，实验装置原理图如图乙所示.已知
当地重力加速度为 .
(1)分别称量出小桶的质量和手机的质量 .
(2)开始时，整个实验装置处于静止状态，小桶里没有装砝码.
(4) 往小桶中增加砝码，重复步骤(3)，测得实验数据如下：
实验次数 小桶和砝码的质量 手机加速度
1
2 1.76
3 2.58
4 3.39
5 4.20
6 4.98
根据图丙软件截图，表中空白处的数据为_____.利用数据作出
图像，在图丁中描出第一组数据的点并连线，可以得到结论：__________
_______________________________________________.
0.98
当手机的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比
[答案] 如图所示
[解析] 根据图丙可读得手机的加速度大小大约为 ，因此表中空白
处的数据应为0.98.作图时应用平滑的直线将各点迹连接起来，且应尽可能
多地让点迹落在图线上，不能落在图线上的点迹应让其均匀分布在图线的
两侧，明显有误差的点迹应直接舍去.描点作图如图所示.根据图像可以得到
的结论是：当手机的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比.
(5)保持小桶和砝码的质量不变，用双面胶把不同数量的配重片贴在手机
背面，重复步骤(3)，测得实验数据并作出 图像，得出结论：当合外
力一定，加速度与物体质量成反比.
例9 [2024·广东佛山模拟] 某软件能够调用手机内置加速度传感器，实时
显示手机加速度的数值.小明通过安装有该软件的智能手机(其坐标轴如图
甲所示)探究加速度与力、质量的关系，实验装置原理图如图乙所示.已知
当地重力加速度为 .
(1)分别称量出小桶的质量和手机的质量 .
(2)开始时，整个实验装置处于静止状态，小桶里没有装砝码.
(6) 从图丙软件截图可以看出，即使整个实验装置处于静止状态，手机依
然显示有加速度扰动，为了减少该扰动造成的相对误差，下列做法可行的
是___.
A.使用质量更大的砝码组
B.将弹簧更换为不可伸长的细线
C.将弹簧更换为劲度系数更小的弹簧
D.让小桶和砝码的质量远小于手机的质量
√
[解析] 使用质量更大的砝码组，整体的惯性将增加，其状态将越难改变，
扰动将越小，因此该方案可行，故A正确；将弹簧更换为不可伸长的细线，
在绳子松弛时，手机自身也能达到平衡态，因此该方法不可行，故B错误；
劲度系数越小，弹簧越容易发生形变，则扰动越大，因此该方法不可行，
故C错误；让小桶和砝码的质量远远小于手机的质量，并不能减小其扰动，
甚至会增加其扰动，且当托起小桶和砝码时，手机所受合外力将过小，实
验数据的处理将变得更困难，因此该方案不可行，故D错误.
考向2 电学设计实验
电学实验设计的三个原则：
(1)安全性原则
设计方案时，应安全可靠，不会对器材造成损坏.
①选用器材时，应考虑器材的性能及量程(如仪表的量程、电器的额定值
等)的要求.
②设计方案时，应准备好保护措施.
(2)精确性原则
实验误差应控制在误差允许的范围之内，尽可能选择误差较小的方案.
①在安装或使用器材之前，应按实验要求对器材精心调整.如在使用某些
仪表前，应进行机械调零.
②选用合适的测量工具(直尺、仪表)及合适的量程，使之与被测数值相匹
配.如使用多用电表测量某电阻时，应选用合适的挡位，使测量时电表指
针指在中央刻度值附近.
③实验中可能出现因操作不当带来的偶然误差，往往需要多次重复实验，
获取多组实验数据，以备选取有效数据.
④设计合理的数据处理方式，如将多组有效数据相加后除以测量次数，取
其算术平均值(一般求待测量的算术平均值，而不求某些中间量的算术平
均值).
(3)简便性、直观性原则
设计实验应便于操作、读数及进行数据处理及实验者观察.
例10 某同学要将一量程为的微安表改装为量程为 的
电流表.该同学测得微安表内阻为 ，经计算后将一阻值为 的电阻
与该微安表连接，进行改装.然后利用一标准毫安表，根据图甲所示电路
对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表).
例10 某同学要将一量程为的微安表改装为量程为 的
电流表.该同学测得微安表内阻为 ，经计算后将一阻值为 的电阻
与该微安表连接，进行改装.然后利用一标准毫安表，根据图甲所示电路
对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表).
[解析] 评分标准及答题规则
1.第(1)问3分，少连或错连一条线扣1分，扣完为止.易错警示：连接电路
图首先要考虑实验原理及要求；另外导线要连准接线柱，导线不能交叉.
2.第(2)问2分，不答或答错扣2分.
3.第(3)问2分，每选对一个得1分，有选错的不给分.
易错警示：第(2)问和第(3)问要按要求填正确答案标号，特别是第(2)问，
切不可将正确答案内容填到横线上.
4.第(4)问3分，不答或答错扣3分.
易错警示：实验题计算不需要写过程，在稿纸上列式演算要仔细，如果最
后结果算错，即使列式正确也不得分；第(4)问结果不能整除，题中没有
要求保留几位有效数字，要保留分式.
(1) 根据图甲和题给条件，将图乙中的实物连线.
[答案] 如图所示
例10 某同学要将一量程为的微安表改装为量程为 的
电流表.该同学测得微安表内阻为 ，经计算后将一阻值为 的电阻
与该微安表连接，进行改装.然后利用一标准毫安表，根据图甲所示电路
对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表).
[解析] 评分标准及答题规则
1.第(1)问3分，少连或错连一条线扣1分，扣完为止.易错警示：连接电路
图首先要考虑实验原理及要求；另外导线要连准接线柱，导线不能交叉.
2.第(2)问2分，不答或答错扣2分.
3.第(3)问2分，每选对一个得1分，有选错的不给分.
易错警示：第(2)问和第(3)问要按要求填正确答案标号，特别是第(2)问，
切不可将正确答案内容填到横线上.
4.第(4)问3分，不答或答错扣3分.
易错警示：实验题计算不需要写过程，在稿纸上列式演算要仔细，如果最
后结果算错，即使列式正确也不得分；第(4)问结果不能整除，题中没有
要求保留几位有效数字，要保留分式.
(2) 当标准毫安表的示数为 时，微安表的指针位置如图丙所示.由
此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是___.(填正确答案标号)
A. B. C. D.
[解析] 串联电路中电流处处相等，毫安表示数为 时，对应微安表
的示数为，根据比例关系得，当微安表指针指到 时，毫安表
的示数应为，故改装后电表的量程为 ，C正确.
√
例10 某同学要将一量程为的微安表改装为量程为 的
电流表.该同学测得微安表内阻为 ，经计算后将一阻值为 的电阻
与该微安表连接，进行改装.然后利用一标准毫安表，根据图甲所示电路
对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表).
[解析] 评分标准及答题规则
1.第(1)问3分，少连或错连一条线扣1分，扣完为止.易错警示：连接电路
图首先要考虑实验原理及要求；另外导线要连准接线柱，导线不能交叉.
2.第(2)问2分，不答或答错扣2分.
3.第(3)问2分，每选对一个得1分，有选错的不给分.
易错警示：第(2)问和第(3)问要按要求填正确答案标号，特别是第(2)问，
切不可将正确答案内容填到横线上.
4.第(4)问3分，不答或答错扣3分.
易错警示：实验题计算不需要写过程，在稿纸上列式演算要仔细，如果最
后结果算错，即使列式正确也不得分；第(4)问结果不能整除，题中没有
要求保留几位有效数字，要保留分式.
(3) 产生上述问题的原因可能是_____.(填正确答案标号)
A.微安表内阻测量错误，实际内阻大于
B.微安表内阻测量错误，实际内阻小于
C. 值计算错误，接入的电阻偏小
D. 值计算错误，接入的电阻偏大
[解析] 根据，得 .产生上述问题的原因可能是
微安表内阻测量错误，实际内阻大于 ，或者并联的电阻 值计算
错误，接入的电阻偏小，A、C正确.
√
√
例10 某同学要将一量程为的微安表改装为量程为 的
电流表.该同学测得微安表内阻为 ，经计算后将一阻值为 的电阻
与该微安表连接，进行改装.然后利用一标准毫安表，根据图甲所示电路
对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表).
[解析] 评分标准及答题规则
1.第(1)问3分，少连或错连一条线扣1分，扣完为止.易错警示：连接电路
图首先要考虑实验原理及要求；另外导线要连准接线柱，导线不能交叉.
2.第(2)问2分，不答或答错扣2分.
3.第(3)问2分，每选对一个得1分，有选错的不给分.
易错警示：第(2)问和第(3)问要按要求填正确答案标号，特别是第(2)问，
切不可将正确答案内容填到横线上.
4.第(4)问3分，不答或答错扣3分.
易错警示：实验题计算不需要写过程，在稿纸上列式演算要仔细，如果最
后结果算错，即使列式正确也不得分；第(4)问结果不能整除，题中没有
要求保留几位有效数字，要保留分式.
(4) 要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只
需要将阻值为的电阻换为一个阻值为的电阻即可，其中 ___.
[解析] 设微安表的满偏电压为，则对并联的阻值为 的电阻有
，对并联的阻值为 的电阻有
，解得 .
[解析] 评分标准及答题规则
1.第(1)问3分，少连或错连一条线扣1分，扣完为止.易错警示：连接电路
图首先要考虑实验原理及要求；另外导线要连准接线柱，导线不能交叉.
2.第(2)问2分，不答或答错扣2分.
3.第(3)问2分，每选对一个得1分，有选错的不给分.
易错警示：第(2)问和第(3)问要按要求填正确答案标号，特别是第(2)问，
切不可将正确答案内容填到横线上.
4.第(4)问3分，不答或答错扣3分.
易错警示：实验题计算不需要写过程，在稿纸上列式演算要仔细，如果最
后结果算错，即使列式正确也不得分；第(4)问结果不能整除，题中没有
要求保留几位有效数字，要保留分式.