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教材中的实验是高考创新实验的命题根源，这就要求我们在高考实验备考中要紧扣教材中的实验，弄清和掌握教材中每一个实验的实验原理、实验步骤、数据处理、误差分析等，对每一个实验都应做到心中有数，并且能融会贯通．[例2]某小组利用如图5所示的装置验证牛顿第二定律．实验中，他们平衡了摩擦力，用天平测出小车的总质量，用细线所挂钩码的总重力代替小车所受的牵引力大小F.图5(1)他们还在实验时调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行．这样做的目的是________．A．避免小车在运动过程中发生抖动B．使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C．保证小车最终能够做匀速直线运动D．使细线拉力等于小车受到的合力(2)实验得到一条点迹清晰的纸带如图6甲所示，O、A、B、C、D是在纸带上选取的计数点，相邻计数点间还有4个打点未画出，AB、CD间的距离分别为x1、x2，打点计时器的打点周期为T，则小车运动的加速度大小为________．(3)下表记录了小车质量一定时，牵引力大小F与对应的加速度a的几组数据，请在图乙的坐标系中描点作出a F图线．图6(4)结合实的原因主要是___________________________________________________________________________________________________________________________________.【解析】 (1)使牵引小车的细线与木板平行，这样做的目的是在平衡摩擦力后使细线拉力等于小车受的合力．(2)因为每相邻两个计数点间还有4个打点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为t ＝5T ，匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即Δx ＝at 2，则有a ＝x 2－x 12t 2＝x 2－x 150T 2.(3)描点作出图象如图所示．(4)探究加速度与力的关系的实验中，当钩码的总质量远小于小车的质量时，可以认为小车受到的拉力等于钩码的重力，如果钩码的总质量太大，没有远小于小车质量，a -F 图象不再是直线，而是发生弯曲，变成曲线．【答案】 (1)D (2)x 2－x 150T 2 (3)见解析 (4)不满足小车质量远大于钩码的总质量【名师点评】(1)力学中的几个重要实验都可以通过打点计时器、纸带和长木板组成的装置来进行，深刻理解了这套装置的工作原理，就把握住了力学实验的核心．(2)本实验的创新点：①实验器材——如用力传感器测细线的拉力，此时钩码的总质量不必远小于小车的质量；再如用光电门代替打点计时器等．②研究对象——如果以钩码及小车整体为研究对象，则钩码的总质量不必远小于小车的质量．[尝试应用]用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值R x.已知电池的电动势约为6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧．可选用的实验器材：图7电流表A1(量程0～30 mA)；电流表A2(量程0～100 mA)；电压表V(量程0～6 V)；滑动变阻器R1(阻值0～5 Ω)；滑动变阻器R2(阻值0～300 Ω)；开关S一个，导线若干条．某同学的实验过程如下：Ⅰ.设计如图7甲所示的电路图，正确连接电路．Ⅱ.将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I 的值，并记录．以U为纵轴，I为横轴，得到如图乙所示的图线．Ⅲ.断开开关，将R x改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变．重复Ⅱ的步骤，得到另一条U-I图线，图线与横轴I的交点坐标为(I0,0)，与纵轴U的交点坐标为(0，U0)．回答下列问题：(1)电流表应选用________，滑动变阻器应选用________；(2)由图乙的图线，得电源内阻r＝________Ω；(3)用I0、U0和r表示待测电阻的关系式R x＝________，代入数值可得R x；(4)若电表为理想电表，R x接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围________，电压表示数变化范围________．(均选填“相同”或“不同”)【导学号：19624194】【解析】(1)当滑动变阻器不接入电路时，估算电路中的电流I估＝E R x＋r≈0.06 A＝60 mA(取R x＋r≈100 Ω)，故电流表应选A2；若连成限流式电路，滑动变阻器R1阻值太小，无法控制电路中的电流，故应选R2.(2)在图线上任意取2点，求出斜率，即为电源内阻．(3)若将R x改接在B、C之间，则R x＋r＝EI短＝U0I0则R x＝U0I0－r.(4)电流表测干路电流，不管R x接在什么位置，总电阻不变，故两种情况中电流表示数变化范围相同；当R x接A、B之间时，电压表测的是滑动变阻器和待测电阻的电压之和，当R x接B、C之间时，电压表只测滑动变阻器的电压，故两种情况中电压表示数变化范围不同．【答案】(1)A2R2(2)25(3)U0I0－r(4)相同不同。
性，进一步推断它们在其他方面也可能有相同或相似的属性的一种思维方法．解决一些物理情境新颖的题目时可以尝试使用这种方法．
[例8](多选)如图13所示，一带负电的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直平面(纸面)内，且关于过轨迹最低点P的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知()
图13
A．Q点的电势比P点高
B．油滴在Q点的动能比它在P点的大
C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大
D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小
【解析】带负电的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直平面(纸面)内，且关于过轨迹最低点P的竖直线对称，这与斜抛运动相似，故可以判断合力的方向竖直向上，可知电场力的方向竖直向上，油滴带负电，所以匀强电场的方向竖直向下，故Q点的电势比P点高，油滴在Q点的电势能比在P点的小，在Q点的动能比在P点的大，A、B正确，C错误．在匀强电场中电场力是恒力，重力也是恒力，所以合力是恒力，油滴的加速度恒定，故D错误．
【答案】AB
【名师点评】本题的突破口是类比重力场中斜抛运动的模型分析带电体的运动．斜抛运动所受合力的方向竖直向下，类比可知油滴所受合力方向竖直向上．
[尝试应用]两质量均为M的球形均匀星体，其连线的垂直平分线为MN，O为两星体连线的中点，如图14所示，一质量为m的小物体从O点沿着OM方向运动，则它受到的万有引力大小的变化情况是()
【导学号：19624192】
图14
A．一直增大B．一直减小
C．先增大后减小D．先减小后增大
C[由于万有引力定律和库仑定律的内容和表达式的相似性，故可以将该题与电荷之间的相互作用类比，即将两个星体类比于等量同种电荷，而小物体类比于异种电荷．由此易得C选项正确．]。
学习资料专题实验题专项练(一)22.(5分)(2018湖南常德一模)一名同学用图示装置做“测定弹簧的劲度系数”的实验。
以下是这位同学拟定的实验步骤,请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上。
A.以弹簧长度l为横坐标,以钩码质量m为纵坐标,标出各组数据(l,m)对应的点,并用平滑的曲线连接起来B.记下不挂钩码时,弹簧下端A处指针在刻度尺上的刻度l0C.将铁架台固定于桌子上,将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个……钩码,待钩码静止后,读出弹簧下端指针指示的刻度记录在表格内,然后取下钩码E.由图象找出m-l间的函数关系,进一步写出弹力与弹簧长度之间的关系式;求出弹簧的劲度系数23.(10分)(2018江西新余期末)要测量一个由新材料制成的均匀圆柱体的电阻率ρ,步骤如下: (1)游标卡尺测量其长度如图所示,可知其长度为 cm;(2)用螺旋测微器测量其直径如图所示,可知其直径为 mm;(3)选用多用电表测得该圆柱体的阻值约为90 Ω;(4)为更精确地测量其电阻,可供选择的器材如下:电流表A1(量程为500 mA,内阻约为1 Ω);电流表A2(量程为100 mA,内阻约为10 Ω);电压表V1(量程3 V,内阻R V1=1 000 Ω);电压表V2(量程15 V,内阻R V2=3 000 Ω);滑动变阻器R1(最大阻值为5 Ω);滑动变阻器R2(最大阻值为1 000 Ω);定值电阻R0(阻值500 Ω);电源E(电动势约为5 V,内阻r约为1 Ω),开关,导线若干为了使测量尽量准确,要尽可能多测几组数据,并要求所有电表读数不得小于其量程的,则电压表应选,电流表应选,滑动变阻器应选。
(均选填器材代号)(5)画出电路原理图。
实验题专项练(一)22.CBDAE解析本实验中首先要正确安装仪器,并记下弹簧自然伸长时的位置,然后再挂上钩码分别得出对应的长度;建立坐标系,作出对应的F-l图象即可;故答案为CBDAE。
程，此时可在不违背题意的前提下选择一些能直接反映已知量和未知量数量关系的特殊值，代入有关算式进行推算，依据结果对选项进行判断．
[例2] 如图3所示，在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用，F 平行于斜面向上．若要使物块在斜面上保持静止，F 的取值应有一定的范围，已知其最大值和最小值分别为F 1和F 2(F 1和F 2的方向均沿斜面向上)．由此可求出物块与斜面间的最大静摩擦力为( )
图3
A.F 12
B ．2F 2 C.F 1－F 22 D.F 1＋F 22
【解析】 取F 1＝F 2≠0，则斜面光滑，最大静摩擦力等于零，代入后只有C 满足．
【答案】 C
【名师点评】 这种方法的实质是将抽象、复杂的一般性问题的推导、计算转化成具体的、简单的特殊值问题来处理，以达到迅速、准确解题的目的．
[尝试应用] 在光滑水平面上，物块a 以大小为v 的速度向右运动，物块b 以大小为u 的速度向左运动，a 、b 发生弹性正碰．已知a 的质量远小于b 的质量，则碰后物块a 的速度大小是( )
A ．v
B ．v ＋u
C ．v ＋2u
D ．2u －v
C [给物块a 的速度v 赋值0，即v ＝0，物块a 与物块b 发生弹性正碰，碰后两物块一定分离，否则为完全非弹性碰撞，B 项v ＋u ＝u ，故排除B ；
碰后两物块不可能发生二次碰撞，A项v＝0，排除A；给物块b的速度u 赋值0，即u＝0，物块a与物块b发生弹性正碰，物块a肯定反弹，但其速度大小肯定是正值，D项2u－v＝－v，故排除D.]。
