优化6 实验题答题策略
考查基本仪器的使用方法和不同实验中对仪器的选择，考查基本实验原理在新的环境下的变通运用，考查利用基本操作来完成新的实验任务，近几年高考不仅考查课本的分组实验，还考查演示实验，而且出现了迁移类实验、应用型实验、设计型实验及探究型实验，有填空作图型实验题、常规实验题、设计型实验题等．
1．要明确考查知识范围
现在的物理实验题涉及力学、电(场、路)磁(场、感)学等知识．尽管题目千变万化，但通过仔细审题，一定能直接地判断出命题人想要考查的知识点和意图．
2．要看清实验题图
实验题一般配有相应的示意图、实物图，实质是告知实验仪器(或部分)及其组装情况，让考生琢磨考查意图．只有看清了实验仪器，才使你有身临其境的感觉．认识这些器材在实验中所起的作用，便能初步勾画实验过程．
3．要捕捉并提取信息
试题总是提供诸多信息从而再现实验情景，因此，正确解答时必须捕捉并提取有价值的信息，使问题迎刃而解．一般需要关注如下信息：
(1)新的概念、规律、公式．一些新颖的非学生实验题、陌生的新知识(概念公式)应用题、新规律验证题，都为我们提供信息．在阅读理解的基础上提取有用信息为解题服务．
(2)新的表格数据．通过解读表格，了解实验测量的物理量，根据表格中的数据，判断相关物理量之间的关系．如正比例关系，反比例关系，平方还是开方关系，或者是倒数关系．根据数据描点作图、直观实验反映的某种规律．
(3)新的物理图像．实验题本身提供物理图像，但这些图像平时没有接触过，关键要明确图像的物理意义，帮助正确分析实验问题．
题型1 探究型实验
探究型实验题通常可分为两类：第一类为通过实验和实验数据的分析得出物理规律，第二类给出实验规律，让你选择实验仪器，设计实验步骤，并进行数据处理．第一类必须在实验数据上下工夫，根据数据特点，掌握物理量间的关系，得出实验规律；第二类必须从已知规律入手，正确选择测量的物理量，根据问题联想相关的实验模型，确定实验原理，选择仪器设计实验步骤，记录实验数据并进行数据处理．
【典例1】 (2019·四川广元三模)用如图甲所示装置来探究功和动能变化的关系．木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道放在水平桌面上，P为小桶(内有沙子)，滑轮质量、摩擦不计，重力加速度为g.
(1)实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是________． A．使木板释放后，木板能匀加速下滑 B．增大木板下滑的加速度
C．使得细线拉力做的功等于合力对木板做的功 D．使得木板在未施加拉力时能匀速下滑
(2)用游标卡尺测量遮光条的宽度，示数如图乙所示，则遮光条的宽度d＝________cm. (3)实验主要步骤如下：
①测量木板、遮光条的总质量M，两遮光条间的距离L，按甲图正确连接器材． ②将木板左端与轨道左端对齐，静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门的时间t1、t2，则遮光条B、A通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔEk＝________；合外力对木板做的功W＝________.(用字母M、t1、t2、d、L、F表示)
③在小桶中增加沙子，重复②的操作． ④比较W、ΔEk的大小，得出实验结论．
(4)若在本实验中轨道水平放置，其他条件和实验步骤不变，假设木板与轨道之间的动11
摩擦因数为μ，测得多组F、t1、t2的数据，并得到F与2－2的关系图像如图丙所示，已知t2t1图像在纵轴上的截距为b，直线的斜率为k，则μ＝________(用字母b、d、L、k、g表示)．
[解析] (1)轨道略微倾斜的目的是平衡摩擦力，这样在未施加拉力时木板就能做匀速直线运动，木板连上细线后，细线的拉力等于木板受到的合力，细线的拉力对木板做的功等于合力对木板做的功，故C、D项正确．
(2)游标卡尺主尺的读数为1 mm，游标尺上的第14个刻度与主尺上的刻度对齐，所以游标尺的读数为0.05×14 mm＝0.70 mm，总读数为1 mm＋0.70 mm＝1.70 mm＝0.170 cm.
dd(3)遮光条B通过光电门时的速度vB＝，遮光条A通过光电门时的速度vA＝，则ΔEk
t1t2
1212Md2?11?
－2.光滑的滑轮两端的细线拉力处处相等，弹簧测力计的示数F＝MvA－MvB＝t1?222?t22是细线的拉力大小，也是木板所受的合外力大小，故W＝FL.
Md2?11?Md2
－2，解得F＝(4)当轨道水平放置时，对木板，由动能定理得(F－μMg)L＝t1?2?t22L2
1Md11?1－2?＋μMg，结合F与2－2的关系图像可知斜率k＝，纵截距b＝μMg，联立解得μ2
?t2t1?t2t12L
2
bd2＝. 2kgL
Md2?11?bd2
－2 FL (4)[答案] (1)CD (2)0.170 (3) t1?2?t22kgL2题型2 验证型实验
验证型实验有验证力的平行四边形定则、验证牛顿第二定律、验证机械能守恒定律，对于该实验题型，要有严谨的科学态度，不要认为验证规律的实验一定成立，可以投机取巧，编造数据，比如计算了等式的左边，认为右边一定相等，造成不必要的丢分，另外还要注意有效数字必须符合题目要求．
【典例2】 (2019·湖北八校联考)小明同学利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律．A为装有挡光片的钩码，总质量为M，挡光片的宽度为b，轻绳一端与A相连，另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为m(m (1)在A从静止开始下落h的过程中，验证以A、B所组成的系统机械能守恒的表达式为________________________(用题目所给物理量的符号表示)； (2)由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度间存在一个差值Δv，因而系统减少的重力势能________系统增加的动能(选填“大于”或“小于”)； (3)为减小上述Δv对实验结果的影响，小明同学想到了以下一些做法，其中可行的是________． A．保持A下落的初始位置不变，测出多组时间t，算出多个平均速度然后取平均值 B．减小挡光片上端到光电门的距离h C．增大挡光片的挡光宽度b D．适当减小挡光片的挡光宽度b (4)若采用本装置测量当地的重力加速度g，则测量值________真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)． b [解析] (1)系统减少的重力势能为ΔEp＝(M－m)gh，通过光电门的速度为v＝t，所以b?21 系统增加的动能为ΔEk＝(M＋m)??t?，验证以A、B所组成的系统机械能守恒的表达式为2 b?21 (M－m)gh＝(M＋m)??t?. 2 (2)由于光电门所测的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，其与物体A下落h时的瞬时速度(中间位移速度)间少了一个差值，即测量速度小于真实速度，故系统减少的重力势能大于系统增加的动能． (3)平均速度要尽可能接近瞬时速度，只有让挡光片经过光电门的时间尽可能小，只有D选项中的做法能达到这一目的，B、C选项中的做法只会让挡光片经过光电门的时间变长，增加误差，而A选项中的做法对挡光片经过光电门的时间无影响，故对减小上述Δv无作用． b?21 (4)由机械能守恒表达式(M－m)gh＝(M＋m)??t?可推出，重力加速度g的测量值为g2＝ ，因测量速度小于真实速度，所以重力加速度g的测量值小于真实值． 2?M－m?ht2 b?21 [答案] (1)(M－m)gh＝(M＋m)??t? (2)大于 (3)D (4)小于 2题型3 设计型实验 解决设计型实验题的关键是确定实验原理，它是进行实验设计的根本依据和起点，它决定应当测量哪些物理量、如何安排实验步骤、如何处理数据等．实验原理的确定，要根据问题的要求和给出的条件，回顾分组实验和演示实验，寻找能够迁移应用的实验原理，或者回顾物理原理，寻找有关的物理规律，设法创设相关的物理情境．并根据已掌握的基本仪器核对是否能够测出必须测定的物理量．因此，掌握基本仪器的使用方法、基本的实验方法和基本物理原理是解答设计型实验题的基础． 【典例3】 (2019·广东高三调研)某电池的电动势约为3 V，某实验小组要测量该电池的电动势和内阻． (1)实验中要测量的电池内阻较小，实验器材除了被测电池以外，还有一电阻箱R，一开关S，若干导线，内阻Rg＝30 Ω、量程为1 mA的电流表G，阻值为2970 Ω的定值电阻R0，阻值为2.00 Ω的定值电阻R1.请设计并画出合理的测量该电池电动势及内阻的实验电路图，图中标明相关器材的字母符号． (2)为了比较准确地得出实验结论，该小组的同学准备用线性图像来处理实验数据，图像的纵坐标表示电流表的示数I，横坐标表示的物理量是________． (3)若作出的图像在纵轴上的截距为I0，图像斜率的绝对值为k，则可求得该电池的电动势E＝________，内阻r＝________.(用测量量和所给量的符号表示) [解析] (1)题目中给出了电阻箱和电流表，由于电流表的量程太小，若要改装成大量程的电流表，需要并联的电阻很小，题中所给条件不能满足实验要求，若要改装成一个量程为3 V的电压表，需要串联一个电阻，U＝Ig(Rg＋R′)，U为改装后电压表的量程，R′为串联电阻，代入数据得3 V＝1×10－3 A×(30 Ω＋R′)，解得R′＝2970 Ω.因此用R0与电流表串联可以改装成量程为3 V的电压表，这样就可以用“伏阻法\\”测电池的电动势和内?M＋m?b2
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