高考实验探究与设计专题

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1、高考实验探究与设计专题一、能力要求实验与探究能力是2007年高考物理科考试大纲中要考核的能力之一，其中对设计与探究实验提出了明确的要求：能在实验过程中发现问题、提出问题，并制定解决方案；能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。二、探究内容（一）、考试说明中2条1．探究弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系2．探究动能定理（二）、课程标准中7条1．通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系（物理1）2．通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系（物理2）3．通过实验，探究决定导线电阻的因素（选修3-1）

2、4．通过探究，理解楞次定律（选修3-2）5．通过实验，探究变压器电压与匝数的关系（选修3-2）6．探究物体弹性碰撞的一些特点（选修3-5）7．通过实验，探究单摆的周期与摆长的关系（选修3-4）[选考]注意：高考中探究与设计题的内容不会拘泥于以上的实验当中。三、题型归纳（一）、探究型试题物理探究就是对某个物理问题做出假设，制定计划，搜集证据，评估交流的过程，因此探究型试题也可围绕这几个方面。1.提出问题型例1：面对几根弹簧你可以提出那些值得探究的物理问题？答案有很多，如：1、弹簧弹力与弹簧伸长长度有何关系？2、弹簧的弹性势能与弹簧伸长长度

3、有何关系？3、两根弹簧串联或并联后劲度系数会怎样变化？4、弹簧的劲度系数与长度有何关系？评分标准可以根据提出问题的数量和层次灵活掌握。点评：提出问题比解决问题更重要，因此，这类题应作为考试的重要内容，要求学生细心观察，有提出问题的能力。2.理论探究型例2：一同学在探究物体做直线运动时的动能变化量与外力和时间的关系时猜想动能变化量与外力和时间的平方都成正比关系，你认为他的观点对吗？并说明理由。答案：不对；物体经外力F作用t时间从v1变化到v2,由动能定理得：Fx=ΔEk由运动学公式有由以上两式得由上式可看出动能变化量与外力成正比与时间成二

4、次函数关系。点评：理论探究也是探究的重要内容，这类题能考查学生的理论联系实际的能力和对物理的洞察力。3.实验探究型（1）提出方案型例3、在探究弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系时你有那些方法给待测弹簧施加弹力并测出这个弹力？答案：可用悬挂重物法或测力计法等。例4：在探究物体做直线运动时的动能变化量与外力和时间的关系时你有哪些方案给物体施加外力并测出来？答案：方案1：可以让钩码做自由落体运动，外力等于钩码的重力；方案2：可以让弹簧秤钩住小车静止在光滑斜面上，读出弹簧秤的读数，释放后小车在斜面上自由运动时的合外力就等于弹簧秤的读数；方案3：可以用

5、钩码钩住一个带有细绳的小车，让细绳跨过带有滑轮的长木板，在平衡摩擦力后，小车的质量远大于钩码的质量时可认为钩码的重量等于外力。(2)步骤设计型例5：热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的电图8阻温度曲线（电阻温度曲线是指电阻的阻值R与温度t的关系在R-t坐标中所作出的图线），要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约4--5Ω。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其它备用的仪表和器具有：盛有热水的热水杯、电源（3V、内阻可忽略）、直流电流表（内阻约1Ω）、直流电压表（内阻

6、约5kΩ）、滑动变阻器（0~20Ω）、开关、导线若干。⑴在图8的方框中画出实验电路图。⑵下面是完成接线后的主要实验步骤，请在空格内填上适当的内容。a.往保温杯中加入一些热水，待温度稳定时读出的值；b.调节，快速测出电流表和电压表的值；c.重复a～b，测量不同下的数据；d.计算出不同温度下的值，绘出各测量温度下热敏电阻的。答案（1）答如图（2）.a.温度计；b.滑动变阻器c.温度d.电阻，电阻温度曲线。点评：此类题要求在搞清探究原理的基础上完善或设计出实验步骤。当然它还要对基本仪器的使用较熟悉，基本的实验方法较清楚。也是对学生实验过程经历

7、的考查。(3)数据记录与处理型例6、一同学在探究导线的电阻与长度的关系时，用同一根导线将接入长度分别为l1、l2、做了两次，每一次记录了三组电流电压值，请帮他设计一个记录数据的表格。答案：接入导线的长度电压U/V电流I/A计算电阻R/Ώ电阻平均值R，/Ώl1l2d光强测量仪例7、为验证小灯泡（可看成点光源）光能的球面散射规律并测定其发光效率，有同学设计并进行了如图所示的实验：将一个“6V8.0W”的小灯泡接入电路，使之正常发光，在灯泡灯丝的同一水平面、正对光线方向放一个测量光强的仪器，以测定与光源间距为d时相应的光强值I，共测得以下9组

8、数据（见下表）。然后将表内数据分别在I-d，I-1/d和I-1/d2坐标平面内作出如下数据点，如图（a）（b）（c）所示。d/×10-2m6.507.508.509.5010.511.512.513.514