专题六:物理实验
考纲要求:旨在考查学生实验与探究能力。能独立完成实验,能明确实验目的,能理解
实验原理和方法,能控制实验条件,会使用仪器,会观察、分析实验现象,会记录、处理实
验数据,并得出结论,对结论进行分析和评价;能发现问题、提出问题、并制定解决方案;
能运用已学过的物理知识、实验方法和实验仪器去处理问题,包括简单的设计性实验。
考纲说明:1. 要求会正确使用的仪器主要有:刻度尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点
计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等
2. 要求认识误差问题在实验中的重要性,了解误差的概念,知道系统误差和偶然误差;
知道用多次测量取平均值的方法减少偶然误差;能在某些实验中分析误差的主要来源;不要
求计算误差
3.要求知道有效数字的概念,会用有效数字表达直接测量的结果。间接测量的有效数字运
算不作要求。
典型例题:
实验一《研究匀变速直线运动》
本实验是力学实验的重点实验,是力学实验的基础,通过熟练掌握打点计时器的使用,
为验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律做好必要的知识和方法上的准
备。
考查重点:(一)打点计时器的使用
(二)毫米刻度尺的使用
(三)速度和加速度的求解方法
例题1.如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.
(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为________.
(2)ABCD 是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,从图中读出A 、
B 两点间距x =________;C 点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字) 。
【相应训练1】物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装
置如图所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装
有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸
带相连, 另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接. 打点计时
器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时,在托盘中放
入适当的砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系
列小点.
(1)下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,
每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出) ,计数点间的距离如图所示.根据图中数据计
算的加速度a =________(保留三位有效数字) .
(2)回答下列两个问题:
①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有______.(填入所选物理量前的字母)
A .木板的长度L
B .木板的质量m 1
C .滑块的质量m 2
D .托盘和砝码的总质量m 3
E .滑块运动的时间t
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是________.
(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=________(用被测物理量的字母表示,重力加速度为
g ) .与真实值相比,测量的动摩擦因数________(填“偏大”或“偏小”).
实验二《探究弹力和弹簧伸长的关系》
考查重点:(一)毫米刻度尺的使用
(二)掌握利用图象法处理实验数据,研究两个物理量之间关系的方法。在物理学中经常用
图象处理物理问题,要特别注意:①图线斜率的意义(或曲线切线斜率的意义) ;②图线与纵
轴、横轴交点的物理意义。
例题2:某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,设计了如图所示的实验装置。
所用的钩码每只的质量都是30g ,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个
挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,将数据填在了下面的表中。(弹力始终未
超过弹性限度,取g =9.8m/s2)
(1)试根据这些实验数据在右图给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F
跟弹簧总长
L 之间的函数关系图线,说明图线跟坐标轴交点的物理意义。
(
2)上一问所得图线的物理意义是什么?该弹簧的劲度k 是多大?
【相应训练2
】某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。
①将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在______方向
(填“水平”或“竖直”)
②弹簧自然悬挂,待弹簧______时,长度记为L 0,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为L x ;
在砝码盘中每次增加10g 砝码,弹簧长度依次记为L 1至L 6,数据如下表:
表中有一个数值记录不规范,代表符号为_______。由表可知所用刻度尺的最小长度为
___________________ 。
③右图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质
量,横轴是弹簧长度与_________的差值(填“L 0或L X ”)。
④由图可知弹簧和的劲度系数为_________N/m;通过图
和表可知砝码盘的质量为_________g(结果保留两位有效数
字,重力加速度取9. 8s 2)。
实验三《验证力的平行四边形定则》
考查重点:1.弹簧秤的使用;2.测量数据的有效数字;
3.实验中的物理思想——等效替代
例题3. 图甲为“探究求合力的方法”的实验装置.
(1)下列说法中正确的是________.
.在测量同一组数据F 1、F 2和合力F 的过程中,橡皮条结点O 的位置能变化
B .弹簧测力计拉细线时,拉力方向必须竖直向下
C .F 1、F 2和合力F 的大小都不能超过弹簧测力计的量程
D .为减小测量误差,F 1、F 2方向间夹角应为90°
(2)弹簧测力计的指针如图乙所示,由图可知拉力的大小为
________N.
【相应训练3】在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套
和一把弹簧秤.
(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:
用作图法求得该弹簧的劲度系数k =________N/m;
(2)某次实验中,弹簧秤的指针位置如图所示,其读数为________N ;同时利用(1)中结果获
得弹簧上的弹力值为2.50 N,请在答题纸上画出这两个共点力的合力F 合;
(3)由图得到F 合=________N.
实验四《验证牛顿运动定律》
考查重点:1.学会用控制变量法研究物理规律;2.掌握利用图象处理数据的方法.
例题4. 在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图3-4-2所示的实验装置.
图3-4-2
小车及车中砝码的质量用M 表示,盘及盘中砝码的质量用m 表示,小车的加速度可由
小车后拖动的纸带打上的点计算出.
(1)当M 与m 的大小关系满足______________时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于
盘及盘中砝码的重力.
(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车
及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速
度a 与质量M 的关系,应该作a 与______________的图象.
(3)如图3-4-3(a )所示为甲同学根据测量数据作出的aF 图线,说明实验存在的问题是
___________________________________________________________________________.
(4)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F 图线如图3-4-3(b )所示,两
个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?
【相应训练4】图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为m ,
小车和砝码的总质量为M 。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。
(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,
先调节长木板一滑轮的高度,使细线与长木板平行。接下来还需
要进行的一项操作是
A. 将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,
给打点计时器通电,调节m 的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下
图 1 运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
B. 将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂
桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
C. 将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是
否做匀速运动。
(2)实验中要进行质量m 和M 的选取,以下最合理的一组是
A .M =20g , m =10g 、15g 、20g 、25g 、30g 、40g
B . M =200g , m =20g 、40g 、60g 、80g 、100g 、120g
C . M =400g , m =10g 、15g 、20g 、25g 、30g 、40g
D .M =400g , m =20g 40g 、60g 、80g 、100g 、120g
图2
(3)图2 是实验中得到的一条纸带,A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为7个相邻的计数点,
相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点。已知打点计时器的工作效率
为50 Hz,则小车的加速度a = m/s2 (结果保留2位有效数字)
实验五《探究动能定理》
一、考查重点
1.了解探究功和速度变化的思路
2.学习利用图像处理数据,并会巧妙转化坐标
例题5.某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作
用下弹出后,沿木板滑行.打点计时器工作频率为50 Hz.
(1)实验中木板略微倾斜,这样做________;
A .是为了使释放小车后,小车能匀加速下滑
B .是为了增大小车下滑的加速度
C .可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功
D .可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……,并起来挂在小车的前端进行多次
实验,每次都要把小车拉到同一位置再释放小车.把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车
做的功记为W 1,第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W 1,……;橡皮筋对小车
做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出.根据第四次的纸带(如图所示)
求得小车获得的速度为________ m/s.
(3)
若根据多次测量数据画出的W -v 草图如图5-4-9所示,根据图线形状,可知对W
与v 的关系作出的猜想肯定不正确的是________.
A .W ∝v 1B .W ∝ C .W ∝v 2 D.W ∝v 3 v
(4)如果W ∝v 2的猜想是正确的,则画出的W -v 2图象应是:
________________________________________________________________________;
(5)在本实验中你认为影响实验效果的可能原因是:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________. (只要回答出一种原因即可)
【相应训练5】在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲):
①下列说法哪一项是正确的 ______。(填选项前字母)
A .平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上
B .为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量
C .实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放
②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分,选取O 、A 、B 、C 计数点,已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz .则打B 点时小车的瞬时速度大小为____m/s(保留三位有效数字)。
实验六《验证机械能守恒定律》
考查重点(1)基本测量工具:①米尺;②打点计时器 (2)实验原理
例题6.利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图所示:
(1)实验步骤:
①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1 m,将导轨调至水平;
②用游标卡尺测量挡光条的宽度l ,结果如图所示,由此读出l =_______mm;
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=______cm;
④将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2;
⑤从数字计时器(图中未画出) 上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt1和Δt2;
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M ,再称出托盘和砝码的总质量m.
(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式:
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1=____
和v2=________.
②当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码) 的总动能分别为Ek1=____________和Ek2=___________.
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少ΔEp=________(重力加速度为g) ;
(3)如果ΔEp=________,则可认为验证了机械能守恒定律.
【相应训练6】某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中,提出了如图所示的甲、乙两种方案:甲方案为用自由落体运动进行实验,乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验.
图
(1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析,最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案,你认为该小组选择的方案是_________________,
理由是_______________________________________________________________。
(2)若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图丙所示,相邻两点之间的时间间隔为0.02 s ,请根据纸带计算出B 点的速度大小________m/s;(结果保留三位有效数字)
(3)该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度,作出v 2-h 图线如图所示,请根据图线计算出当地的重力加速度g =______________m/s2(结果保留两位有效数字)
实验七《验证动量守恒定律》
考查重点:(1)实验条件的调节(2)实验原理
例题7.用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图甲所示,斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O 。接下来的实验步骤如下。
甲
步骤1:不放小球2, 让小球1从斜槽上A 点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置。
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B, 让小球1从A 点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M 、P 、N 离O 点的距离,即线段OM 、OP 、ON 的长度。
(1) 关于实验操作,下列说法中正确的是 .
A. 应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 斜槽轨道末端必须水平
D. 实验过程中, 白纸可以移动,复写纸不能移动
E. 小球1的质量应大于小球2的质量
(2) 本实验除需测量线段OM 、OP 、ON 的长度外, 还需要测量的物理量有 .
A. A、B 两点间的高度差h 1 B. B点离地面的高度h 2
C. 小球1和小球2的质量m 1、m 2 D. 小球1和小球2的半径r
(3) 当所测物理量满足表达式 时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式 时,即说明两球碰撞时无机械能损失。(用所测物理量的字母表示) 。
(4) 完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图所示。在
水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无
缝连接。使小球1仍从斜槽上A 点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,
得到两球落在斜面上的平均落点M' 、P' 、N' 。用刻度尺测量斜面顶点到M' 、
P' 、N' 三点的距离分别为l 1、l 2、l 3,则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为
(用所测物理量的字母表示) 。
实验八:测定金属的电阻率
考查重点:1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。 2.掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法。
3.学会利用伏安法测电阻,进一步测出金属丝的电阻率。
例题8.在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,用米尺测出金属丝的长度L ,金属丝的电阻大约为5 Ω,先用伏安法测出金属丝的电阻R ,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率
.
(1)从图中读出金属丝的直径为______mm.
(2)为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材: A. 电压表0~3 V,内阻10 kΩ B. 电压表0~15 V,内阻50 kΩ C. 电流表0~0.6 A,内阻0.05 Ω D. 电流表0~3 A,内阻0.01 Ω E. 滑动变阻器,0~10 Ω F. 滑动变阻器,0~100 Ω
①要求较准确地测出其阻值,电压表应选____,电流表应选_____,滑动变阻器应选______.(填序号)
②实验中某同学的实物接线如图所示,请指出该同学实物接线中的两处明显错误
.
错误1_______________________________________ 错误2_______________________________________
【相应训练8】某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。 ①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图15(a )和图15(b )所示,长度为_________cm,直径为_________mm。
②按图15(c )链接电路后,实验操作如下:
(a )将滑动变阻器R 1的阻值置于最________处(填“大”或“小”);将S 2拨向接点1,闭合S 1,调节R 1,使电流表示数为I 0;
(b )将电阻箱R 2的阻值调至最_________(填“大”或“小”);将S 2拨向接点2;保持R 1不变,调节R 2,使电流表示数仍为I 0,此时R 2阻值为1280Ω; ③由此可知,圆柱体的电阻为________Ω。
实验九:测定金属的电阻率
考查重点:1.描绘小电珠的伏安特性曲线。 2.分析伏安特性曲线的变化规律。 例题9. 在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中,用导线a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 和h 按如图所示方式连接好电路,电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零. 闭合开关后:
(1)若不管怎样调节滑动变阻器,小电珠亮度能发生变化,但电压表、电流表的示数总不能为零,则可能是_____导线断路.
(2)某同学测出电源和小电珠的U-I 图线如图所示,将小电珠和电阻R 串联后接到电源上,要使电路中电流为1.0 A,则R =_____Ω
.
(3)某同学在实验中还测出a 、b 、c 三种元件的伏安特性曲线分别如图中的(a)、(b)、(c),下列说法正确的是
( )
A.a 可以作为标准电阻使用 B.b能作为标准电阻使用 C.b 的阻值随电压升高而增大 D.c的阻值随电压升高而增大
【相应训练9】图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为
2.5 V.
(1)完成下列实验步骤:
①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,______; ②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,______;
③断开开关,„„根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线. (2)画出与实物电路相应的电路图。
实验十: 测定电源的电动势和内阻
考查重点:1.掌握用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的方法. 2.学会用图象法求电源的电动势和内阻.
例题10. 某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻,使用的器材还包括定值电阻(R0=5 Ω) 一个,开关两个,导线若干,实验原理如图(a).
(1)在图(b)的实物图中, 已正确连接了部分电路,请完成余下电路的连接. (2)请完成下列主要实验步骤;
A. 检查并调节电压表指针指零;调节电阻箱,示数如图(c)所示,读得电阻值是_____; B. 将开关S 1闭合,开关S 2断开,电压表的示数是1.49 V. C. 将开关S 2_______,电压表的示数是1.16 V;断开开关S 1.
(3)使用测得的数据,计算出干电池的内阻是__________(计算结果保留两位有效数字). (4)由于所用电压表不是理想电压表,所以测得的电动势比实际值偏______(填“大”或“小”
).
【相应训练10】在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学涉及了如图所示的实物电路。
(1) 试验时,应先将电阻箱的电阻调到____.(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”) (2) 改变电阻箱的阻值R ,分别测出阻值
R 0=10Ω的定值电阻两端的电压U ,下列两组R
的取值方案中,比较合理的方案是____.(选填1或2)
11
-R
(3)根据实验数据描点,绘出的U 图像是一条直线。若直线的斜率为k ,在U 坐标轴
上的截距为b ,则该电源的电动势E= ,内阻r= (用k 、b 和R 0表示)
实验十一: 练习使用多用电表
考查重点:1.了解多用电表的构造和原理,掌握多用电表的使用方法. 2.会使用多用电表测电压、电流及电阻. 3.会用多用电表探索黑箱中的电学元件. 例题11. 某同学利用多用电表做了以下实验: (1)使用多用电表测电阻,他的主要实验步骤如下 ①把选择开关扳到“×100”的欧姆挡上;
②把表笔插入测试插孔中,先把两根表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位上;
③把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接,发现这时指针偏转较小; ④换用“×10”的欧姆挡,随即记下欧姆数值;
⑤把表笔从测试笔插孔中拔出后,就把多用电表放回桌上原处,实验完毕.
这个学生在测量时已注意到:待测电阻与其他元件和电源断开,不用手碰表笔的金属杆,那么这个学生在实验中有哪些操作是错误的?(三个错误)
错误一:___________________________________________________; 错误二:______________________________________________________; 错误三:_________________________________________________________。
(2)如图所示,为多用电表的表盘,测电阻时,若用的是“×100”挡,这时指针所示被测电阻的阻值应为_______Ω;测直流电流时,用的是100 mA的量程,指针所示电流值为______毫安;测直流电压时,用的是50 V量程,则指针所示的电压值为__________V。
【相应训练11】在练习使用多用表的实验中:
(1)某同学连接的电路如图所示。
①若旋转选择开关,使尖端对准直流电流挡,此时测得的是通过_________________的电流;
②若断开电路中的电键,旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡,此时测得的是________的电阻;
③若旋转选择开关,使尖端对准直流电压挡,闭合电键,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时测得的是________两端的电压。 (2)(单选)在使用多用表的欧姆挡测量电阻时,若(
(A )双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大
(B )测量时发现指针偏离中央刻度过大,则必需减小倍率,重新调零后再进行测量 (C )选择“⨯10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间,则测量值小于25Ω (D )欧姆表内的电池使用时间太长,虽然完成调零,但测量值将略偏大。
)
实验十二:练习使用传感器
实验十三:油膜法测分子的大小
例题1.①T =
1
=0. 02s ②读A 、B 两点数值:1.00cm 、1.70cm f
故:s=1.70cm-1.00cm=0.70cm
v c =BD =
BD 0. 90+1. 10
=⨯10-2m /s =0. 100m /s 2t 0. 2
【相应训练1】解析:(1)“逐差法”求解:s 4-s 1=s5-s 2=s6-s 3=3aT2 (3)对整体列牛顿第二定律,m 3g-μm2g =(m 2+m 3) a
m g -(m +m ) a
答案 (1)0.495 m/s2~0.497 m/s2 (2)①CD ②天平 (3) 偏大
m 2g
例题2. 解析:(1)根据实验数据在坐标纸上描出的点,基本上在同一条直线上。可以判定F 和L 间是一次函数关系。画一条直线,使尽可能多的点落在这条直线上,不在直线上的点均匀地分布在直线两侧。该图线跟横轴交点的横坐标表示弹簧的原长。
(2)图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比。由
k =
∆F ∆x
可得k =25N/m。
【相应训练2】①竖直 ②静止 例题3. (1)C (2)4.00
L 3 0.1cm ③L x ④4.9 10
【相应训练3】[答案] (1)53(51~55) (2)2.10(2.08~2.12) 图略 (3)3.3(3.1~3.5)
[解析] (1)如图所示,在图象上取相距较远的两点P (0.50,0.31)、Q (6.00,3.25)、弹簧的3.25-0.31
劲度系数k = N/cm=0.53 N/cm=53 N/m;
6.00-0.50
(2)利用作图法作出两个力的图示; (3)利用作图法求合力
例题4. 解析:从实验原理入手,对照本实验的操作要求,弄清各图象的物理意义,讨论实验中处理数据的方法.
(1)当M >>m 时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力.
(2)因由实验画的a-M 图象是一条曲线,难以判定它所对应的函数式,从而难以确定a 与M 的定量关系
所以在实验中应作a
1
图象而不是a-M 图象来分析实验结果. M
(3)图(a )甲同学根据测量数据作出的a-F 图线没有过原点,图象交于F 轴上一点,说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。
(4)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F 图线,两图象的斜率不同,说明两个同学做实验时的小车及车上砝码的总质量不同。
答案:(1)M >>m (2)车及车上的砝码的总质量不同
【相应训练4】(1)B (2)C (3)0.42
例题5. 解析:(1)使木板稍微倾斜的目的是平衡摩擦力,使得橡皮筋松动后小车能够做匀速运动,故选项C 、D 正确.
(2)由纸带后半部分两点间距离相同,可知小车开始做匀速运动,可求得: x 0.04 mv ==2 m/s T 0.02 s
(3)由W -v 图象可知,随速度增大,W 变化率增大,故选项A 、B 是不可能的. (4)若W ∝v 2,由函数关系可知W -v 2图象应该是过原点的直线.
(5)影响实验效果的因素很多,例如:橡皮筋规格不完全相同、小车质量太小、木板倾斜过大或过小、每次实验不能让小车从同一位置由静止开始释放等等.
答案:(1)CD (2)2 (3)AB (4)过原点的一条直线 (5)橡皮筋的规格不完全相同、木板倾斜过大、小车质量太小等(只要回答出一种原因即可)
【相应训练5】(1)①平衡摩擦阻力是当小车不受拉力时能匀速滑动,所以不应挂钩码时小车能匀速滑动;为了减小系统误差,应使钩码的质量远小于小车质量,这样才能把钩码的重力近似当作小车的拉力大小;实验时把小车从静止开始释放,小车初动能为零,使实验计算更简单。
1
(3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 (4)两小M
②打B 点时小车的瞬时速度大小
例题6. (1)②9.30
③60.00(答案在59.96~60.04之间的,也给分)
。
(3)Ek2-Ek1
【相应训练6】(1)甲 采用图乙实验时,由于小车与斜面间存在摩擦力的作用,且不能忽略,所以小车在下滑的过程中机械能不守恒,故图乙不能用于验证机械能守恒 (2)1.37 (3)9.8
例题7. (1) ACE (2) C (3) m 1·OP=m1·OM+m2·ON
m 1·OP 2=m1·OM 2+m2·ON 2 (4)
例题8. (1)0.680(或0.679) (2)①A C E
②错误1:导线连接在滑动变阻器的滑片上 错误2:采用了电流表内接法
【相应训练8】(1)①5.01 5.315 ②(a )大 (b )大 ③1280 例题9. (1)g (2)0.8 (3)A、C
【详解】(1)若调节滑动变阻器,小电珠的亮度变化,但电压表、电流表示数总不能为零,说明滑动变阻器不起分压作用,所以可能是g 导线断路.
(2)由电源的U-I 图线知E =3.0 V,r =1 Ω,当小电珠与电阻串联后,由闭合电路欧姆定律得E =I(R+r +R 灯) 又由小电珠的U-I 图线得 R 灯=
=1.2 Ω
解得R =0.8 Ω.
(3)因a 元件的I-U 线是直线,说明其阻值不随电压的变化而变化,故可作为标准电阻,故A 对,B 错;因I-U 图线的斜率的倒数表示电阻值的变化,故C 对D 错. 【相应训练9】(1)①使它靠近变阻器左端的接线柱
②增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表的多组读数,直至电压达到额定电压
(2)如图所示
例题10. (1)实物连线图见标准解答 (2)20 Ω 闭合 (3)0.69 Ω (4)小 【详解】(1)连线如图所示
(2)电阻箱读数为20 Ω; 闭合S 2后电阻箱才工作 (3)S1闭合、S 2断开时:R V 很大, 可得:E=U1
S 1、S 2都闭合时:
代入数据得:故r ≈0.69 Ω
(4)由于电压表不是理想电压表,当S 1闭合、S 2断开时,电压表的示数略小于电源的电动势. 【相应训练10】
答案:
例题11. 【答案】(1)错误一:换用“×10”的欧姆挡,应该换用
“×1 k”的欧姆挡. 错误二:换挡后没有进行欧姆调零. 错误三:使用完后没有将选择开关转到“OFF ”或交流电压最高挡. (2)1 700 47 23.5
【详解】(1)错误一:在用“×100”挡位测量时,指针偏转较小,说明所测电阻阻值较大,
为了减小读数误差,应使指针向右摆动,所以应该换用“×1 k”的欧姆挡位;错误二:换挡后,还要重新进行欧姆调零;
错误三:使用多用电表结束后,还要将选择开关转到“OFF ”或交流电压最高挡.
(2)若用“×100”挡测电阻时,指针读数为:17.0×100 Ω=1 700 Ω
若用量程100 mA测直流电流时,读数为:4.7×10 mA=47 mA
若用量程50 V测直流电压时,读数为23.5 V
【相应训练11】【答案】(
1)①R 1 ,②R 1和R 2串联,③R 2(或电源) (2)D , 21
专题六:物理实验
考纲要求:旨在考查学生实验与探究能力。能独立完成实验,能明确实验目的,能理解
实验原理和方法,能控制实验条件,会使用仪器,会观察、分析实验现象,会记录、处理实
验数据,并得出结论,对结论进行分析和评价;能发现问题、提出问题、并制定解决方案;
能运用已学过的物理知识、实验方法和实验仪器去处理问题,包括简单的设计性实验。
考纲说明:1. 要求会正确使用的仪器主要有:刻度尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点
计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等
2. 要求认识误差问题在实验中的重要性,了解误差的概念,知道系统误差和偶然误差;
知道用多次测量取平均值的方法减少偶然误差;能在某些实验中分析误差的主要来源;不要
求计算误差
3.要求知道有效数字的概念,会用有效数字表达直接测量的结果。间接测量的有效数字运
算不作要求。
典型例题:
实验一《研究匀变速直线运动》
本实验是力学实验的重点实验,是力学实验的基础,通过熟练掌握打点计时器的使用,
为验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律做好必要的知识和方法上的准
备。
考查重点:(一)打点计时器的使用
(二)毫米刻度尺的使用
(三)速度和加速度的求解方法
例题1.如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.
(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为________.
(2)ABCD 是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,从图中读出A 、
B 两点间距x =________;C 点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字) 。
【相应训练1】物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装
置如图所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装
有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸
带相连, 另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接. 打点计时
器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时,在托盘中放
入适当的砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系
列小点.
(1)下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,
每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出) ,计数点间的距离如图所示.根据图中数据计
算的加速度a =________(保留三位有效数字) .
(2)回答下列两个问题:
①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有______.(填入所选物理量前的字母)
A .木板的长度L
B .木板的质量m 1
C .滑块的质量m 2
D .托盘和砝码的总质量m 3
E .滑块运动的时间t
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是________.
(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=________(用被测物理量的字母表示,重力加速度为
g ) .与真实值相比,测量的动摩擦因数________(填“偏大”或“偏小”).
实验二《探究弹力和弹簧伸长的关系》
考查重点:(一)毫米刻度尺的使用
(二)掌握利用图象法处理实验数据,研究两个物理量之间关系的方法。在物理学中经常用
图象处理物理问题,要特别注意:①图线斜率的意义(或曲线切线斜率的意义) ;②图线与纵
轴、横轴交点的物理意义。
例题2:某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,设计了如图所示的实验装置。
所用的钩码每只的质量都是30g ,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个
挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,将数据填在了下面的表中。(弹力始终未
超过弹性限度,取g =9.8m/s2)
(1)试根据这些实验数据在右图给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F
跟弹簧总长
L 之间的函数关系图线,说明图线跟坐标轴交点的物理意义。
(
2)上一问所得图线的物理意义是什么?该弹簧的劲度k 是多大?
【相应训练2
】某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。
①将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在______方向
(填“水平”或“竖直”)
②弹簧自然悬挂,待弹簧______时,长度记为L 0,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为L x ;
在砝码盘中每次增加10g 砝码,弹簧长度依次记为L 1至L 6,数据如下表:
表中有一个数值记录不规范,代表符号为_______。由表可知所用刻度尺的最小长度为
___________________ 。
③右图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质
量,横轴是弹簧长度与_________的差值(填“L 0或L X ”)。
④由图可知弹簧和的劲度系数为_________N/m;通过图
和表可知砝码盘的质量为_________g(结果保留两位有效数
字,重力加速度取9. 8s 2)。
实验三《验证力的平行四边形定则》
考查重点:1.弹簧秤的使用;2.测量数据的有效数字;
3.实验中的物理思想——等效替代
例题3. 图甲为“探究求合力的方法”的实验装置.
(1)下列说法中正确的是________.
.在测量同一组数据F 1、F 2和合力F 的过程中,橡皮条结点O 的位置能变化
B .弹簧测力计拉细线时,拉力方向必须竖直向下
C .F 1、F 2和合力F 的大小都不能超过弹簧测力计的量程
D .为减小测量误差,F 1、F 2方向间夹角应为90°
(2)弹簧测力计的指针如图乙所示,由图可知拉力的大小为
________N.
【相应训练3】在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套
和一把弹簧秤.
(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:
用作图法求得该弹簧的劲度系数k =________N/m;
(2)某次实验中,弹簧秤的指针位置如图所示,其读数为________N ;同时利用(1)中结果获
得弹簧上的弹力值为2.50 N,请在答题纸上画出这两个共点力的合力F 合;
(3)由图得到F 合=________N.
实验四《验证牛顿运动定律》
考查重点:1.学会用控制变量法研究物理规律;2.掌握利用图象处理数据的方法.
例题4. 在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图3-4-2所示的实验装置.
图3-4-2
小车及车中砝码的质量用M 表示,盘及盘中砝码的质量用m 表示,小车的加速度可由
小车后拖动的纸带打上的点计算出.
(1)当M 与m 的大小关系满足______________时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于
盘及盘中砝码的重力.
(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车
及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速
度a 与质量M 的关系,应该作a 与______________的图象.
(3)如图3-4-3(a )所示为甲同学根据测量数据作出的aF 图线,说明实验存在的问题是
___________________________________________________________________________.
(4)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F 图线如图3-4-3(b )所示,两
个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?
【相应训练4】图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为m ,
小车和砝码的总质量为M 。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。
(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,
先调节长木板一滑轮的高度,使细线与长木板平行。接下来还需
要进行的一项操作是
A. 将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,
给打点计时器通电,调节m 的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下
图 1 运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
B. 将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂
桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
C. 将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是
否做匀速运动。
(2)实验中要进行质量m 和M 的选取,以下最合理的一组是
A .M =20g , m =10g 、15g 、20g 、25g 、30g 、40g
B . M =200g , m =20g 、40g 、60g 、80g 、100g 、120g
C . M =400g , m =10g 、15g 、20g 、25g 、30g 、40g
D .M =400g , m =20g 40g 、60g 、80g 、100g 、120g
图2
(3)图2 是实验中得到的一条纸带,A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为7个相邻的计数点,
相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点。已知打点计时器的工作效率
为50 Hz,则小车的加速度a = m/s2 (结果保留2位有效数字)
实验五《探究动能定理》
一、考查重点
1.了解探究功和速度变化的思路
2.学习利用图像处理数据,并会巧妙转化坐标
例题5.某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作
用下弹出后,沿木板滑行.打点计时器工作频率为50 Hz.
(1)实验中木板略微倾斜,这样做________;
A .是为了使释放小车后,小车能匀加速下滑
B .是为了增大小车下滑的加速度
C .可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功
D .可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……,并起来挂在小车的前端进行多次
实验,每次都要把小车拉到同一位置再释放小车.把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车
做的功记为W 1,第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W 1,……;橡皮筋对小车
做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出.根据第四次的纸带(如图所示)
求得小车获得的速度为________ m/s.
(3)
若根据多次测量数据画出的W -v 草图如图5-4-9所示,根据图线形状,可知对W
与v 的关系作出的猜想肯定不正确的是________.
A .W ∝v 1B .W ∝ C .W ∝v 2 D.W ∝v 3 v
(4)如果W ∝v 2的猜想是正确的,则画出的W -v 2图象应是:
________________________________________________________________________;
(5)在本实验中你认为影响实验效果的可能原因是:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________. (只要回答出一种原因即可)
【相应训练5】在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲):
①下列说法哪一项是正确的 ______。(填选项前字母)
A .平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上
B .为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量
C .实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放
②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分,选取O 、A 、B 、C 计数点,已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz .则打B 点时小车的瞬时速度大小为____m/s(保留三位有效数字)。
实验六《验证机械能守恒定律》
考查重点(1)基本测量工具:①米尺;②打点计时器 (2)实验原理
例题6.利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图所示:
(1)实验步骤:
①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1 m,将导轨调至水平;
②用游标卡尺测量挡光条的宽度l ,结果如图所示,由此读出l =_______mm;
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=______cm;
④将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2;
⑤从数字计时器(图中未画出) 上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt1和Δt2;
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M ,再称出托盘和砝码的总质量m.
(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式:
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1=____
和v2=________.
②当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码) 的总动能分别为Ek1=____________和Ek2=___________.
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少ΔEp=________(重力加速度为g) ;
(3)如果ΔEp=________,则可认为验证了机械能守恒定律.
【相应训练6】某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中,提出了如图所示的甲、乙两种方案:甲方案为用自由落体运动进行实验,乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验.
图
(1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析,最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案,你认为该小组选择的方案是_________________,
理由是_______________________________________________________________。
(2)若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图丙所示,相邻两点之间的时间间隔为0.02 s ,请根据纸带计算出B 点的速度大小________m/s;(结果保留三位有效数字)
(3)该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度,作出v 2-h 图线如图所示,请根据图线计算出当地的重力加速度g =______________m/s2(结果保留两位有效数字)
实验七《验证动量守恒定律》
考查重点:(1)实验条件的调节(2)实验原理
例题7.用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图甲所示,斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O 。接下来的实验步骤如下。
甲
步骤1:不放小球2, 让小球1从斜槽上A 点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置。
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B, 让小球1从A 点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M 、P 、N 离O 点的距离,即线段OM 、OP 、ON 的长度。
(1) 关于实验操作,下列说法中正确的是 .
A. 应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 斜槽轨道末端必须水平
D. 实验过程中, 白纸可以移动,复写纸不能移动
E. 小球1的质量应大于小球2的质量
(2) 本实验除需测量线段OM 、OP 、ON 的长度外, 还需要测量的物理量有 .
A. A、B 两点间的高度差h 1 B. B点离地面的高度h 2
C. 小球1和小球2的质量m 1、m 2 D. 小球1和小球2的半径r
(3) 当所测物理量满足表达式 时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式 时,即说明两球碰撞时无机械能损失。(用所测物理量的字母表示) 。
(4) 完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图所示。在
水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无
缝连接。使小球1仍从斜槽上A 点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,
得到两球落在斜面上的平均落点M' 、P' 、N' 。用刻度尺测量斜面顶点到M' 、
P' 、N' 三点的距离分别为l 1、l 2、l 3,则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为
(用所测物理量的字母表示) 。
实验八:测定金属的电阻率
考查重点:1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。 2.掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法。
3.学会利用伏安法测电阻,进一步测出金属丝的电阻率。
例题8.在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,用米尺测出金属丝的长度L ,金属丝的电阻大约为5 Ω,先用伏安法测出金属丝的电阻R ,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率
.
(1)从图中读出金属丝的直径为______mm.
(2)为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材: A. 电压表0~3 V,内阻10 kΩ B. 电压表0~15 V,内阻50 kΩ C. 电流表0~0.6 A,内阻0.05 Ω D. 电流表0~3 A,内阻0.01 Ω E. 滑动变阻器,0~10 Ω F. 滑动变阻器,0~100 Ω
①要求较准确地测出其阻值,电压表应选____,电流表应选_____,滑动变阻器应选______.(填序号)
②实验中某同学的实物接线如图所示,请指出该同学实物接线中的两处明显错误
.
错误1_______________________________________ 错误2_______________________________________
【相应训练8】某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。 ①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图15(a )和图15(b )所示,长度为_________cm,直径为_________mm。
②按图15(c )链接电路后,实验操作如下:
(a )将滑动变阻器R 1的阻值置于最________处(填“大”或“小”);将S 2拨向接点1,闭合S 1,调节R 1,使电流表示数为I 0;
(b )将电阻箱R 2的阻值调至最_________(填“大”或“小”);将S 2拨向接点2;保持R 1不变,调节R 2,使电流表示数仍为I 0,此时R 2阻值为1280Ω; ③由此可知,圆柱体的电阻为________Ω。
实验九:测定金属的电阻率
考查重点:1.描绘小电珠的伏安特性曲线。 2.分析伏安特性曲线的变化规律。 例题9. 在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中,用导线a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 和h 按如图所示方式连接好电路,电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零. 闭合开关后:
(1)若不管怎样调节滑动变阻器,小电珠亮度能发生变化,但电压表、电流表的示数总不能为零,则可能是_____导线断路.
(2)某同学测出电源和小电珠的U-I 图线如图所示,将小电珠和电阻R 串联后接到电源上,要使电路中电流为1.0 A,则R =_____Ω
.
(3)某同学在实验中还测出a 、b 、c 三种元件的伏安特性曲线分别如图中的(a)、(b)、(c),下列说法正确的是
( )
A.a 可以作为标准电阻使用 B.b能作为标准电阻使用 C.b 的阻值随电压升高而增大 D.c的阻值随电压升高而增大
【相应训练9】图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为
2.5 V.
(1)完成下列实验步骤:
①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,______; ②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,______;
③断开开关,„„根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线. (2)画出与实物电路相应的电路图。
实验十: 测定电源的电动势和内阻
考查重点:1.掌握用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的方法. 2.学会用图象法求电源的电动势和内阻.
例题10. 某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻,使用的器材还包括定值电阻(R0=5 Ω) 一个,开关两个,导线若干,实验原理如图(a).
(1)在图(b)的实物图中, 已正确连接了部分电路,请完成余下电路的连接. (2)请完成下列主要实验步骤;
A. 检查并调节电压表指针指零;调节电阻箱,示数如图(c)所示,读得电阻值是_____; B. 将开关S 1闭合,开关S 2断开,电压表的示数是1.49 V. C. 将开关S 2_______,电压表的示数是1.16 V;断开开关S 1.
(3)使用测得的数据,计算出干电池的内阻是__________(计算结果保留两位有效数字). (4)由于所用电压表不是理想电压表,所以测得的电动势比实际值偏______(填“大”或“小”
).
【相应训练10】在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学涉及了如图所示的实物电路。
(1) 试验时,应先将电阻箱的电阻调到____.(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”) (2) 改变电阻箱的阻值R ,分别测出阻值
R 0=10Ω的定值电阻两端的电压U ,下列两组R
的取值方案中,比较合理的方案是____.(选填1或2)
11
-R
(3)根据实验数据描点,绘出的U 图像是一条直线。若直线的斜率为k ,在U 坐标轴
上的截距为b ,则该电源的电动势E= ,内阻r= (用k 、b 和R 0表示)
实验十一: 练习使用多用电表
考查重点:1.了解多用电表的构造和原理,掌握多用电表的使用方法. 2.会使用多用电表测电压、电流及电阻. 3.会用多用电表探索黑箱中的电学元件. 例题11. 某同学利用多用电表做了以下实验: (1)使用多用电表测电阻,他的主要实验步骤如下 ①把选择开关扳到“×100”的欧姆挡上;
②把表笔插入测试插孔中,先把两根表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位上;
③把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接,发现这时指针偏转较小; ④换用“×10”的欧姆挡,随即记下欧姆数值;
⑤把表笔从测试笔插孔中拔出后,就把多用电表放回桌上原处,实验完毕.
这个学生在测量时已注意到:待测电阻与其他元件和电源断开,不用手碰表笔的金属杆,那么这个学生在实验中有哪些操作是错误的?(三个错误)
错误一:___________________________________________________; 错误二:______________________________________________________; 错误三:_________________________________________________________。
(2)如图所示,为多用电表的表盘,测电阻时,若用的是“×100”挡,这时指针所示被测电阻的阻值应为_______Ω;测直流电流时,用的是100 mA的量程,指针所示电流值为______毫安;测直流电压时,用的是50 V量程,则指针所示的电压值为__________V。
【相应训练11】在练习使用多用表的实验中:
(1)某同学连接的电路如图所示。
①若旋转选择开关,使尖端对准直流电流挡,此时测得的是通过_________________的电流;
②若断开电路中的电键,旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡,此时测得的是________的电阻;
③若旋转选择开关,使尖端对准直流电压挡,闭合电键,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时测得的是________两端的电压。 (2)(单选)在使用多用表的欧姆挡测量电阻时,若(
(A )双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大
(B )测量时发现指针偏离中央刻度过大,则必需减小倍率,重新调零后再进行测量 (C )选择“⨯10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间,则测量值小于25Ω (D )欧姆表内的电池使用时间太长,虽然完成调零,但测量值将略偏大。
)
实验十二:练习使用传感器
实验十三:油膜法测分子的大小
例题1.①T =
1
=0. 02s ②读A 、B 两点数值:1.00cm 、1.70cm f
故:s=1.70cm-1.00cm=0.70cm
v c =BD =
BD 0. 90+1. 10
=⨯10-2m /s =0. 100m /s 2t 0. 2
【相应训练1】解析:(1)“逐差法”求解:s 4-s 1=s5-s 2=s6-s 3=3aT2 (3)对整体列牛顿第二定律,m 3g-μm2g =(m 2+m 3) a
m g -(m +m ) a
答案 (1)0.495 m/s2~0.497 m/s2 (2)①CD ②天平 (3) 偏大
m 2g
例题2. 解析:(1)根据实验数据在坐标纸上描出的点,基本上在同一条直线上。可以判定F 和L 间是一次函数关系。画一条直线,使尽可能多的点落在这条直线上,不在直线上的点均匀地分布在直线两侧。该图线跟横轴交点的横坐标表示弹簧的原长。
(2)图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比。由
k =
∆F ∆x
可得k =25N/m。
【相应训练2】①竖直 ②静止 例题3. (1)C (2)4.00
L 3 0.1cm ③L x ④4.9 10
【相应训练3】[答案] (1)53(51~55) (2)2.10(2.08~2.12) 图略 (3)3.3(3.1~3.5)
[解析] (1)如图所示,在图象上取相距较远的两点P (0.50,0.31)、Q (6.00,3.25)、弹簧的3.25-0.31
劲度系数k = N/cm=0.53 N/cm=53 N/m;
6.00-0.50
(2)利用作图法作出两个力的图示; (3)利用作图法求合力
例题4. 解析:从实验原理入手,对照本实验的操作要求,弄清各图象的物理意义,讨论实验中处理数据的方法.
(1)当M >>m 时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力.
(2)因由实验画的a-M 图象是一条曲线,难以判定它所对应的函数式,从而难以确定a 与M 的定量关系
所以在实验中应作a
1
图象而不是a-M 图象来分析实验结果. M
(3)图(a )甲同学根据测量数据作出的a-F 图线没有过原点,图象交于F 轴上一点,说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。
(4)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F 图线,两图象的斜率不同,说明两个同学做实验时的小车及车上砝码的总质量不同。
答案:(1)M >>m (2)车及车上的砝码的总质量不同
【相应训练4】(1)B (2)C (3)0.42
例题5. 解析:(1)使木板稍微倾斜的目的是平衡摩擦力,使得橡皮筋松动后小车能够做匀速运动,故选项C 、D 正确.
(2)由纸带后半部分两点间距离相同,可知小车开始做匀速运动,可求得: x 0.04 mv ==2 m/s T 0.02 s
(3)由W -v 图象可知,随速度增大,W 变化率增大,故选项A 、B 是不可能的. (4)若W ∝v 2,由函数关系可知W -v 2图象应该是过原点的直线.
(5)影响实验效果的因素很多,例如:橡皮筋规格不完全相同、小车质量太小、木板倾斜过大或过小、每次实验不能让小车从同一位置由静止开始释放等等.
答案:(1)CD (2)2 (3)AB (4)过原点的一条直线 (5)橡皮筋的规格不完全相同、木板倾斜过大、小车质量太小等(只要回答出一种原因即可)
【相应训练5】(1)①平衡摩擦阻力是当小车不受拉力时能匀速滑动,所以不应挂钩码时小车能匀速滑动;为了减小系统误差,应使钩码的质量远小于小车质量,这样才能把钩码的重力近似当作小车的拉力大小;实验时把小车从静止开始释放,小车初动能为零,使实验计算更简单。
1
(3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 (4)两小M
②打B 点时小车的瞬时速度大小
例题6. (1)②9.30
③60.00(答案在59.96~60.04之间的,也给分)
。
(3)Ek2-Ek1
【相应训练6】(1)甲 采用图乙实验时,由于小车与斜面间存在摩擦力的作用,且不能忽略,所以小车在下滑的过程中机械能不守恒,故图乙不能用于验证机械能守恒 (2)1.37 (3)9.8
例题7. (1) ACE (2) C (3) m 1·OP=m1·OM+m2·ON
m 1·OP 2=m1·OM 2+m2·ON 2 (4)
例题8. (1)0.680(或0.679) (2)①A C E
②错误1:导线连接在滑动变阻器的滑片上 错误2:采用了电流表内接法
【相应训练8】(1)①5.01 5.315 ②(a )大 (b )大 ③1280 例题9. (1)g (2)0.8 (3)A、C
【详解】(1)若调节滑动变阻器,小电珠的亮度变化,但电压表、电流表示数总不能为零,说明滑动变阻器不起分压作用,所以可能是g 导线断路.
(2)由电源的U-I 图线知E =3.0 V,r =1 Ω,当小电珠与电阻串联后,由闭合电路欧姆定律得E =I(R+r +R 灯) 又由小电珠的U-I 图线得 R 灯=
=1.2 Ω
解得R =0.8 Ω.
(3)因a 元件的I-U 线是直线,说明其阻值不随电压的变化而变化,故可作为标准电阻,故A 对,B 错;因I-U 图线的斜率的倒数表示电阻值的变化,故C 对D 错. 【相应训练9】(1)①使它靠近变阻器左端的接线柱
②增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表的多组读数,直至电压达到额定电压
(2)如图所示
例题10. (1)实物连线图见标准解答 (2)20 Ω 闭合 (3)0.69 Ω (4)小 【详解】(1)连线如图所示
(2)电阻箱读数为20 Ω; 闭合S 2后电阻箱才工作 (3)S1闭合、S 2断开时:R V 很大, 可得:E=U1
S 1、S 2都闭合时:
代入数据得:故r ≈0.69 Ω
(4)由于电压表不是理想电压表,当S 1闭合、S 2断开时,电压表的示数略小于电源的电动势. 【相应训练10】
答案:
例题11. 【答案】(1)错误一:换用“×10”的欧姆挡,应该换用
“×1 k”的欧姆挡. 错误二:换挡后没有进行欧姆调零. 错误三:使用完后没有将选择开关转到“OFF ”或交流电压最高挡. (2)1 700 47 23.5
【详解】(1)错误一:在用“×100”挡位测量时,指针偏转较小,说明所测电阻阻值较大,
为了减小读数误差,应使指针向右摆动,所以应该换用“×1 k”的欧姆挡位;错误二:换挡后,还要重新进行欧姆调零;
错误三:使用多用电表结束后,还要将选择开关转到“OFF ”或交流电压最高挡.
(2)若用“×100”挡测电阻时,指针读数为:17.0×100 Ω=1 700 Ω
若用量程100 mA测直流电流时,读数为:4.7×10 mA=47 mA
若用量程50 V测直流电压时,读数为23.5 V
【相应训练11】【答案】(
1)①R 1 ,②R 1和R 2串联,③R 2(或电源) (2)D , 21