2008高考物理实验题简析及答案(2008高考物理实验题简析答案)

2008高考物理实验题简析

陕西省宝鸡市陈仓区教育局教研室　邢彦君

实验方法是物理学的基本方法之一，实验能力是学习物理的重要能力。对学生物理实验能力的考查是高考不可缺少的内容之一。近几年的高考试题中，实验题一般以填空题的形式出现，由一至三道小题组成，理综卷部分18分，占15%，试题难度多为较易和中等难度。对物理实验的复习，是物理备考的重要方面，本文结合2008年高考试题（大纲版），谈谈实验考题的特点及复习策略。

1．试题特点

1．1．考查基本仪器的使用

例1（四川理综—22—I）一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。盘边缘上固定一竖直的挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图1-a所示。图1-b为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上。若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮住的时间。

挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图1-c所示。圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图1-d所示。由图可知：（l）挡光片的宽度为_____________mm。（2）圆盘的直径为_______________cm。（3）若光电数字计时器所显示的时间为50．0 ms，则圆盘转动的角速度为_______弧度/秒（保留3位有效数字）。

分析与求解：由螺旋测微器及游标卡尺的示数可读出，挡光片的宽度为：（主尺）1．0cm+（螺旋尺）24．3（精度）0．01mm=10．243mm；圆盘的直径为：D=（主尺）242mm+(游标尺)4（精度）0．05mm=24．220cm；在挡光片挡光的=50．0ms=50．010-3s时间里，圆盘转过的圆心角的弧度数为：挡光片宽度与圆盘半径之比，即，θ=2/D，圆盘角速度为：ω=θ/=1．69弧度/秒。

1．2．考察基本实验（考纲规定的实验）

例2（天津—22—2）用下列器材组装成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路，请将实物图连线成为实验电路。

微安表μA（量程200μA，内阻约200Ω)；电压表V（量程3V，内阻约10kΩ）；电阻R0（阻值约20kΩ）；滑动变阻器R（最大阻值50Ω，额定电流1A)；电池组E（电动势3V，内阻不计）；开关S及导线若干。

分析与求解：伏安法电路连接时，首先要确定的是电流表的接法。本题中，电流表的电阻约200Ω，电压表电阻约20 kΩ，电阻RO约20 kΩ，显然，电流表的分压作用非常小，电流表应内接。其次，要解决的是滑动变阻器的接法，电流表量程为200μA，变阻器最大电阻为50Ω，电池组电压为3V，若采用限流式接法，最小电流为0．06A=60000μA，远超过电流表的量程，因此，滑动变阻器采用分压式接法。整个测量电路的连接如图2所示。

1．3．考察基本实验的变通

例3（全国理综I—22—Ⅰ）如图3所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1＞m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律。

（1）若选定物块A从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有 。

①物块的质量m1．m2；②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；③物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间；

④绳子的长度。

（2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：①绳的质量要轻：②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；④两个物块的质量之差要尽可能小。

以上建议中确实对提高准确程度有作用的是 。

（3）写出一条上面没有提到的提高实验结果准确程度有益的建议： 。

分析与求解：本实验的原理，还是基本实验的原理：通过看物体运动中，减少的重力势能与增加的动能是否相等，来验证机械能守恒定律。按题中意思，本实验应以m1．m2及连绳整体作为研究对象。实验中，由静止释放m1后，三者一同在向下合力作用下，匀加速运动。若能测出两物体的质量，m1下降的距离或m2上升的距离s，测出运动的时间t，可由匀变速直线运动的平均速度公式算知物体的末速度v，最后求得整体减少的重力势能和增加的动能，看二者是否相等。

上述思路的前提是不计空气的阻力，不计滑轮的摩擦，不计绳的质量及形变。这样就要求绳子越轻越好，弹性越小越好，不宜太长，长了形变对实验的影响越大。m1．m2相差越大，整体所受阻力相对于合力对运动的影响越小。这些都是减小系统误差，提高实验准确程度的做法。

例4（四川理综—22—II）图4为用伏安法测量电阻的原理图。图中，电压表，内阻为4000Ω；电流表，内阻为50Ω。E为电源，R为电阻箱，Rx为待测电阻，S为开关。

（1）当开关闭合后电压表读数U＝l．6V，电流表读数I＝2．0mA。若将作为测量值，所得结果的百分误差是____________。

（2）若将电流表改为内接。开关闭合后，重新测得电压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是______________。

(百分误差)

分析与求解：伏安法测电阻时，若电流表外接，由于电压表的分流，会使测量值比真实值小；若电流表内接，由于电流表的分压，会使测量值比真实值大，都会有误差。本题通过这个基本实验主要考查学生的误差的理解。（1）考虑电压表的分流I/=1．6V/4000Ω，可算得待测电阻的实际值为：（代入数据可算得R=1000Ω），而测量值则为：。代入数据由百分误差公式可算得测量结果的百分误差是20%。（2）设电压表读数为U，电流表读数为I，则电阻的测量值为：，实际值应为：，由这两式可得：实际值-测量值=电流表电阻RA=50Ω，考虑到电阻的实际值为1000Ω，由公式可算得此接法的百分误差为5%。

由解答可以看出，本实验中，采用电流表内接时，测量误差较小。

2．复习策略

　2．1．理解记忆

对于中学物理实验中常用的仪器，如游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、示波器、电流表、电压表、多用电表、电阻箱、滑动变阻器等，特别是电学实验中，电流表、电压表的量程及接法选择，滑动变阻器、电阻箱的选取，滑动变阻器分压、分流接法的选取。要理解并记住他们的构造、原理、使用规则等，会在相关实验中合理选用并正确使用。对考纲规定的基本实验的目的、原理、操作步骤、注意事项、误差处理等要理解其意义，要做到在理解的基础上进行记忆。

2．2．熟练操作

对考纲规定的基本实验，要在理解和记忆的基础上，反复操作，特别是电学实验中电路的设计和实物的连接，通过操作进一步深化理解。在理解和熟练操作的基础上，要再对基本实验按“物理量的测量（长度测量、时间测量、质量测量、电路量的测量、其他量的测量）”“物理原理的验证”“通法（如伏安法、纸带实验）”等进行归类总结，强化记忆。

2．3．迁移变通

在熟练操作的基础上，对考纲规定的基本实验的目的、原理、操作规程、数据处理方法、所用仪器等，可尝试替代变通，如伏安法中对电流表或电压表的替代，纸带实验中打点计时器的替代，电阻测量方法中伏安法、替代法、满半偏法的替代，实验数据处理方法中列表法、图像法、函数关系法、公式法的替代等。还可尝试运用实验中的方法、原理等或物理习题中的结论解决另一实验中的问题，设计新的实验。

对物理实验的复习，通过以上三个方面的训练，要使学生真正做到“理解和三会”：能在理解的基础上完成考纲规定的基本实验；会用这些实验中用过的实验方法；会正确使用仪器器材；会分析数据得出结论。

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