高考實(shí)驗(yàn)探究與設(shè)計(jì)專題

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1、高考實(shí)驗(yàn)探究與設(shè)計(jì)專題一、能力要求實(shí)驗(yàn)與探究能力是2007年高考物理科考試大綱中要考核的能力之一，其中對(duì)設(shè)計(jì)與探究實(shí)驗(yàn)提出了明確的要求：能在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并制定解決方案；能靈活地運(yùn)用已學(xué)過的物理理論、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)儀器去處理問題，包括簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。二、探究?jī)?nèi)容（一）、考試說明中2條1．探究彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)長(zhǎng)度的關(guān)系2．探究動(dòng)能定理（二）、課程標(biāo)準(zhǔn)中7條1．通過實(shí)驗(yàn)，探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系（物理1）2．通過實(shí)驗(yàn)，探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系（物理2）3．通過實(shí)驗(yàn)，探究決定導(dǎo)線電阻的因素（選修3-1）

2、4．通過探究，理解楞次定律（選修3-2）5．通過實(shí)驗(yàn)，探究變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系（選修3-2）6．探究物體彈性碰撞的一些特點(diǎn)（選修3-5）7．通過實(shí)驗(yàn)，探究單擺的周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系（選修3-4）[選考]注意：高考中探究與設(shè)計(jì)題的內(nèi)容不會(huì)拘泥于以上的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。三、題型歸納（一）、探究型試題物理探究就是對(duì)某個(gè)物理問題做出假設(shè)，制定計(jì)劃，搜集證據(jù)，評(píng)估交流的過程，因此探究型試題也可圍繞這幾個(gè)方面。1.提出問題型例1：面對(duì)幾根彈簧你可以提出那些值得探究的物理問題？答案有很多，如：1、彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)長(zhǎng)度有何關(guān)系？2、彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧伸長(zhǎng)長(zhǎng)度

3、有何關(guān)系？3、兩根彈簧串聯(lián)或并聯(lián)后勁度系數(shù)會(huì)怎樣變化？4、彈簧的勁度系數(shù)與長(zhǎng)度有何關(guān)系？評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)提出問題的數(shù)量和層次靈活掌握。點(diǎn)評(píng)：提出問題比解決問題更重要，因此，這類題應(yīng)作為考試的重要內(nèi)容，要求學(xué)生細(xì)心觀察，有提出問題的能力。2.理論探究型例2：一同學(xué)在探究物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能變化量與外力和時(shí)間的關(guān)系時(shí)猜想動(dòng)能變化量與外力和時(shí)間的平方都成正比關(guān)系，你認(rèn)為他的觀點(diǎn)對(duì)嗎？并說明理由。答案：不對(duì)；物體經(jīng)外力F作用t時(shí)間從v1變化到v2,由動(dòng)能定理得：Fx=ΔEk由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有由以上兩式得由上式可看出動(dòng)能變化量與外力成正比與時(shí)間成二

4、次函數(shù)關(guān)系。點(diǎn)評(píng)：理論探究也是探究的重要內(nèi)容，這類題能考查學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際的能力和對(duì)物理的洞察力。3.實(shí)驗(yàn)探究型（1）提出方案型例3、在探究彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)長(zhǎng)度的關(guān)系時(shí)你有那些方法給待測(cè)彈簧施加彈力并測(cè)出這個(gè)彈力？答案：可用懸掛重物法或測(cè)力計(jì)法等。例4：在探究物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能變化量與外力和時(shí)間的關(guān)系時(shí)你有哪些方案給物體施加外力并測(cè)出來？答案：方案1：可以讓鉤碼做自由落體運(yùn)動(dòng)，外力等于鉤碼的重力；方案2：可以讓彈簧秤鉤住小車靜止在光滑斜面上，讀出彈簧秤的讀數(shù)，釋放后小車在斜面上自由運(yùn)動(dòng)時(shí)的合外力就等于彈簧秤的讀數(shù)；方案3：可以用

5、鉤碼鉤住一個(gè)帶有細(xì)繩的小車，讓細(xì)繩跨過帶有滑輪的長(zhǎng)木板，在平衡摩擦力后，小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量時(shí)可認(rèn)為鉤碼的重量等于外力。(2)步驟設(shè)計(jì)型例5：熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件?，F(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的電圖8阻溫度曲線（電阻溫度曲線是指電阻的阻值R與溫度t的關(guān)系在R-t坐標(biāo)中所作出的圖線），要求特性曲線盡可能完整。已知常溫下待測(cè)熱敏電阻的阻值約4--5Ω。熱敏電阻和溫度計(jì)插入帶塞的保溫杯中，杯內(nèi)有一定量的冷水，其它備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水杯、電源（3V、內(nèi)阻可忽略）、直流電流表（內(nèi)阻約1Ω）、直流電壓表（內(nèi)阻

6、約5kΩ）、滑動(dòng)變阻器（0~20Ω）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。⑴在圖8的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。⑵下面是完成接線后的主要實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)?jiān)诳崭駜?nèi)填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容。a.往保溫杯中加入一些熱水，待溫度穩(wěn)定時(shí)讀出的值；b.調(diào)節(jié)，快速測(cè)出電流表和電壓表的值；c.重復(fù)a～b，測(cè)量不同下的數(shù)據(jù)；d.計(jì)算出不同溫度下的值，繪出各測(cè)量溫度下熱敏電阻的。答案（1）答如圖（2）.a.溫度計(jì)；b.滑動(dòng)變阻器c.溫度d.電阻，電阻溫度曲線。點(diǎn)評(píng)：此類題要求在搞清探究原理的基礎(chǔ)上完善或設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)步驟。當(dāng)然它還要對(duì)基本儀器的使用較熟悉，基本的實(shí)驗(yàn)方法較清楚。也是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程經(jīng)歷

7、的考查。(3)數(shù)據(jù)記錄與處理型例6、一同學(xué)在探究導(dǎo)線的電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系時(shí)，用同一根導(dǎo)線將接入長(zhǎng)度分別為l1、l2、做了兩次，每一次記錄了三組電流電壓值，請(qǐng)幫他設(shè)計(jì)一個(gè)記錄數(shù)據(jù)的表格。答案：接入導(dǎo)線的長(zhǎng)度電壓U/V電流I/A計(jì)算電阻R/?電阻平均值R，/?l1l2d光強(qiáng)測(cè)量?jī)x例7、為驗(yàn)證小燈泡（可看成點(diǎn)光源）光能的球面散射規(guī)律并測(cè)定其發(fā)光效率，有同學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：將一個(gè)“6V8.0W”的小燈泡接入電路，使之正常發(fā)光，在燈泡燈絲的同一水平面、正對(duì)光線方向放一個(gè)測(cè)量光強(qiáng)的儀器，以測(cè)定與光源間距為d時(shí)相應(yīng)的光強(qiáng)值I，共測(cè)得以下9組

8、數(shù)據(jù)（見下表）。然后將表內(nèi)數(shù)據(jù)分別在I-d，I-1/d和I-1/d2坐標(biāo)平面內(nèi)作出如下數(shù)據(jù)點(diǎn)，如圖（a）（b）（c）所示。d/×10-2m6.507.508.509.5010.511.512.513.514