24 专题六 第二部分 第二讲 实验题的解答技巧（Word教参）-【优化指导】2024高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（新教材）

第二讲　实验题的解答技巧 [对应学生用书P120] 1．明确实验原理：大多数测量型实验都是间接测量型实验，要明确实验中涉及到的物理规律及规律的变形式，掌握处理实验数据的方法，会分析误差来源及减小实验误差的措施。 2．读数精准：要遵循各类仪器的读数规则，特别注意有效数字的位数要按规则保留。 3．重视数据处理方法：处理数据时常常用到图像法，根据测得的数据描点画出一次函数图像，再通过斜率、截距的物理意义得出所要测量的物理量。例如用单摆测量重力加速度可先测出多组(T2，l)数据，再描点画T2l图像，图像的斜率为，进而可求得重力加速度。 [例1]　(2022·全国甲卷)某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有：电源E(电动势1.5 V，内阻很小)，电流表A(量程10 mA，内阻约10 Ω)，微安表G(量程100 μA，内阻Rg待测，约1 kΩ)，滑动变阻器R(最大阻值10 Ω)，定值电阻R0(阻值10 Ω)，开关S，导线若干。 (1)将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图； (2)某次测量中，微安表的示数为90.0 μA，电流表的示数为9.00 mA，由此计算出微安表内阻Rg＝________Ω。 答案：(1)见解析图　(2)990 解析：(1)为了测出微安表两端的电压，可以让微安表与定值电阻R0并联，再与电流表串联，通过电流表的电流与通过微安表的电流之差，即为通过定值电阻R0的电流，从而求出R0和微安表两端的电压，进而求出微安表的内阻。由于电源电动势1.5 V较大，若滑动变阻器采用限流接法，则电路干路的最小电流约为＝50 mA，超过电流表A的量程，则滑动变阻器只能采用分压式接法。实验电路原理图如图所示。 (2)流过定值电阻R0的电流I＝IA－IG＝9.00 mA－0.09 mA＝8.91 mA，加在微安表两端的电压U＝IR0＝8.91×10-3×10 V＝8.91×10-2 V，微安表的内阻Rg＝＝ Ω＝990 Ω。 1．明确实验要验证什么定律，正确理解该定律的内容。 2．根据题目情境及已有知识确定实验方案。 3．重视实验的验证条件。物理规律的成立必须满足一定条件，验证实验中必须满足这些条件才能使实验顺利进行。只要在误差允许的范围内与所验证规律吻合即验证成功。 [例2]　(2022·全国甲卷)利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为m1的滑块A与质量为m2的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后A和B的速度大小v1和v2，进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列填空： (1)调节导轨水平。 (2)测得两滑块的质量分别为0.510 kg和0.304 kg。要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为________kg的滑块作为A。 (3)调节B的位置，使得A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离s1与B的右端到右边挡板的距离s2相等。 (4)使A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B碰撞，分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间t1和t2。 (5)将B放回到碰撞前的位置，改变A的初速度大小，重复步骤(4)。多次测量的结果如下表所示。 项目 1 2 3 4 5 t1/s 0.49 0.67 1.01 1.22 1.39 t2/s 0.15 0.21 0.33 0.40 0.46 k＝ 0.31 k2 0.33 0.33 0.33 (6)表中的k2＝__________________________________________(保留2位有效数字)。 (7)的平均值为_____________________________________(保留2位有效数字)。 (8)理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由判断。若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则的理论表达式为__________(用m1和m2表示)，本实验中其值为________(保留2位有效数字)；若该值与(7)中结果间的差别在允许范围内，则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。 答案：(2)0.304　(6)0.31　(7)0.32　(8)　0.34 解析：(2)要使碰撞后两滑块运动方向相反，应该用质量较小的滑块碰撞质量较大的静止滑块，故选取质量为0.304 kg的滑块作为A。 (6)由于s1＝s2，即v1t1＝v2t2，则k＝＝，代入表中数据可得k2＝＝0.31。 (7) 的平均值为＝≈0.32。 (8)弹性碰撞时，系统动量守恒，机械能守恒，可得m1v0＝－m1v1＋m2v2，m1v＝m1v＋m2v，联立解得＝，代入数据可得＝0.34。 1．根据实验目的，结合相关物理原理、规律和公式提出猜想。 2．明确实验的基本方法和基本技能，如，控制变量法、等效替换法等，仪器