上海市高中学业水平考试之物理实验操作考试完整版.docx
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上海市高中学业水平考试之物理实验操作考试完整版
上海市高中学业水平考试之物理实验操作考试(完整版)
2012年学业水平考试
物理实验操作考试
一、操作实验
传统实验:
DIS实验:
实验1:
互成角度的共点力的合成
实验4:
用DIS研究匀速直线运动。
实验2:
多用表的使用
实验5:
用DIS测平均速度
实验3:
研究感应电流的产生条件
实验6:
用DIS测加速度
实验8:
用DIS研究通电螺线管内磁感应强度
实验7:
用DIS研究气体压强与体积的关系
二:
分组:
小组
实验
实验仪器设备和材料
实验仪器设备的初设状态
A组
实验一:
用DIS研究通电螺线管内的磁感应强度
长螺线管1个,稳压电源1个,滑动变阻器1个,导线3根,计算机1台,数据采集器1个,磁传感器(整个探管上至少标有10个等间距刻度)1个,相应的连接线。
(1)计算机、数据采集器、磁传感器三者已连接;
(2)计算机显示本实验的界面;
(3)长螺线管、稳压电源、滑动变阻器三者已连接。
实验二:
互成角度的共点力的合成
图板1块,图钉4只,橡皮筋1根(附有2个小绳圈),弹簧测力计2个,带刻度的三角板1副。
(1)在图板上固定实验用纸;
(2)橡皮筋的一端已用图钉固定在“参考固定点”上(根据橡皮筋的长度可适当调整固定点的位置);
(3)一个弹簧测力计指针设置于非零位置。
B组
实验一:
用DIS研究气体的压强与体积的关系
注射器1个,计算机1台,数据采集器1个,压强传感器1个,相应的连接线。
(1)在大气压下,将注射器的活塞定在约12mL的位置;
(2)计算机、数据采集器、压强传感器与注射器四者已连接;
(3)监考教师依次输入12mL、11mL、10mL、9mL四个体积值,并采集对应的压强值;
(4)计算机显示本实验界面(已含四组数据)。
实验二:
多用表的使用
多用表(建议用MF30型)1个,1号碱性干电池2节(装在电池盒内组成串联电池组),定值电阻(10欧,电阻值用橡皮胶布贴盖)1个,导线4根(其中2根导线带鳄鱼夹)。
(1)电池、电键和定值电阻已按图连接;
(2)断口处的导线均带鳄鱼夹(便于和多用表表笔连接),并夹在一起。
C组
实验一:
用DIS研究加速度与力、质量的关系
带滑轮的轨道1个,小车(质量已知)1辆,钩码1组(或用其他类似器材替代),配重片2个,细绳1根,计算机1台,数据采集器1个,位移传感器1个,相应的连接线。
注:
若实验需要将位移传感器放置在小车上,则小车质量中应包含位移传感器质量。
(1)计算机、数据采集器、位移传感器三者已连接,小车与轨道安装完毕;
(2)计算机显示本实验界面。
实验二:
研究感应电流的产生条件
灵敏电流计1个,1号碱性干电池2节(装在电池盒内组成串联电池组),线圈A(附铁芯)1个,线圈B1个,滑动变阻器1个,电键1个,条形磁铁1根,导线6根。
(1)灵敏电流计与线圈B连接成串联电路,其他元件、导线等均不连接;
(2)电键处于闭合状态,滑动变阻器滑片居中。
实验一:
研究共点力的合成
实验目的:
研究合力与两个分力的关系
实验器材:
图板、图钉、白纸、带绳套的橡皮筋、弹簧测力计(2个)、刻度尺、量角器
实验步骤:
1.固定:
如图a所示,根据给定的器材,现在图板上固定一张白纸,将橡皮筋的一端固定在纸边,将带有两个绳套的另一端放在纸面上,测力计可以拉住绳套使橡皮筋伸长。
2.第一次拉:
如图b所示,先用一个弹簧秤拉住绳套将橡皮筋拉长至某位置,标记此时橡皮筋末端位置为O点,记下此时弹簧秤的读数和拉力的方向F(即合力的大小和方向)
3.第二次拉:
如图c所示,再用两个弹簧秤分别同时拉住两个绳套将橡皮筋拉长至O点,记下此时两个弹簧秤的读数和拉力方向F1、F2(即两个分离的大小和方向)。
4.作图:
取下白纸,用力的图示法分别画出表示分力F1、F2和合力F矢量的有向线段,以分力F1、F2的有向线段为邻边作出平行四边形以及它的对角线F’,如图d所示。
最后比较F’和F。
实验结论:
通过实验得出,如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边做平行四边形,那么合力F的大小和方向就可以用F1和F2所夹的对角线表示。
注意事项:
1.弹簧使用前要调零,明确量程和最小分度。
2.弹簧秤在拉力时,弹簧秤、橡皮筋、细绳应在与纸面平行的平面内。
3.拉力应适当的大些,当不要超过量程。
4.画力的图示,要选用恰当的单位长度,做力的合成图时,应将图精良画大些。
5.实验总有误差。
直接测出的力F和用平行四边形法则求出的合力F’不可能重合,但在误差范围内可认为重合。
实验二:
多用电表的使用
一.多用表测电阻
实验目的:
利用多用表测量电阻值
实验原理:
欧姆表电路中,电流与电阻值一一对应。
实验器材:
多用表、待测电阻
实验步骤:
1)选挡:
根据待测电阻的估计值,用选择开关选好适当的倍率。
2)调零:
将红黑表笔相互接触,进行欧姆表调零。
通过调节调零旋钮,使指针对准满偏电流处,此即为欧姆表零刻度处。
3)测量、读数:
用两表笔分别接触待测电阻两端,将从刻度盘上读数,得到的待测电阻的阻值:
RX=读数×倍率。
如指针偏转角度太大或太小,则需要改变倍率后,重新调零再次测量。
4)复位:
测量结束后,拔出表笔,并将选择开关旋至“OFF”或交流电压最大处。
注意事项:
1)测量电阻时,要注意当待测电阻与电路断开。
2)测量时量表笔不要与手接触。
二.多用表测电流、电压
实验目的:
利用多用表测量电路中的电流和用电器两端的电压。
实验原理:
利用串联电路中电流处处相等,个并联支路两端电压相等。
实验器材:
多用表、电源、电阻R、导线。
实验步骤:
1)按右图连接电路,
2)测电压
①选挡、调零:
将多用表的红黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,选择开关旋至直流电压5V档(测前要调零)。
②测量、读数:
,利用红黑表笔将多用表与待测电阻并联,读出此时的电压值。
3)测电流:
①选挡、调零:
断开开关,并将电阻R与开关间导线拆开;将多用表选择开关调至直流电压500mA档(换挡要调零)。
②测量、读数:
利用红黑表笔将多用表串联在电路,闭合开关,读出电路中的电流值。
4)复位:
注意事项:
1)开始实验前,滑动变阻器阻值应调至最大,实验中再慢慢减小,但要注意不要让小灯泡两端的电压超过小灯泡的额定电压,以免照成器材损坏。
2)在测量电流或电压时,要让电流从多用表的红表笔流入,黑表笔流出。
3)测量电流时若读数太小,则应适当改变量程,使指针发生叫明显偏转,以减小读数误差。
实验三:
研究感应电流产生的条件
实验目的:
探究感应电流的产生条件
实验器材:
条形磁铁、灵敏电流计、线圈A和线圈B、滑动变阻器、电源、开关、导线等。
实验步骤:
1)将灵敏电流计和线圈B按右图1连接成闭合回路。
用条形磁铁在线圈插入或拔出,观察灵敏电流计指针是否偏转及其规律。
2)按右图2连接电路,用线圈A代替条形磁铁,闭合开关后A在线圈B中插入或拔出,观察灵敏电流计的指针是否偏转及其规律。
3)在图2电路中,线圈A放在线圈B中不动,闭合或断开电建,观察灵敏电流计的指针是否偏转及其规律。
4)在图2中,线圈A仍放入线圈B中不动,改变滑动变阻器的电阻大小,再观察灵敏电流计指针是否偏转及其规律。
5)得出实验结论:
实验结论:
当穿过闭合回路的磁通量发生变化时,回路中就会产生感应电流。
实验四:
用DIS研究加速度与力的关系、加速度与质量的关系
实验目的:
⑴研究物体在质量一定的情况下,加速度与所受力之间的联系
⑵研究物体在所受力一定的情况下,加速度与质量之间的关系
实验器材:
DIS(位移传感器、数据采集器、计算机等)、带滑轮的力学轨道、细绳、小车、钩码、小车配重片、天平、支架等。
实验装置:
实验步骤:
实验1:
研究小车在质量一定的情况下,加速度与受力的关系
⑴DIS连接:
将位移传感器的发射器固定在小车上,接收器固定在力学轨道的高端。
调整接收器、发射器的位置,使其基本正对。
将接收器与数据采集器相连,数据采集器与计算机相连,构成DIS实验系统。
⑵进行摩擦力平衡调整。
步骤如下:
a、双击
图标,打开DAS程序,等待传感器自动连接,待
变成
,传感器就连接成功了。
单击“新课改实验”,双击实验条目“用DIS求加速度”,进入实验界面。
b、将小车放到斜面上,打开位移传感器发射器电源开关,点击“
”,轻推小车开始运动,测量小车的加速度。
当加速度接近零时,可以认为小车重力沿斜面的分力已与小车和轨道之间的摩擦力平衡,见(图)。
c、如果加速度与0相差较大,则调节轨道的倾角,再次测量,直至达到要求。
d、点击退出,退出“用DIS求加速度”。
⑶返回软件主界面,点击实验条目“研究加速度与力的关系”。
⑷将细绳的一段栓在小车上,另一段通过滑轮拴在钩码上。
⑸在窗口下方的表格内输入小车的质量及拉力数值(等于钩码的重力)。
⑹将小车放到轨道上,点击“开始记录”,释放小车,数据采集完,点击“停止记录”
⑺点击“选择区域”,选择需要研究的一段v-t图线。
此时软件窗口下方的表格中将自动显示该段v-t图线对应的加速度。
⑻保持小车质量不变,改变拉力,重做实验,可得到另几组数据,记录在表格中。
F/N
a/m·s-2
⑼处理实验数据,画出a-F图线,归纳得出结论。
实验结论;_____________________________________________________________.
实验五:
用DIS研究气体的压强和体积的关系
实验目的:
研究一定质量的气体,在温度不变时,压强与体积的关系
实验原理:
玻意耳定律
实验器材:
数据采集器、计算机、压强传感器,注射器
实验装置;
实验步骤:
⑴双击
图标,打开DAS程序,等待传感器自动连接,待
变成
,传感器就连接成功了。
单击“新课改实验”,双击实验条目“用DIS研究气体压强与体积的关系”,进入实验界面。
⑵将压强传感器接入数据采集器。
把注射器活塞置于初始位置(一般选30-40ml处,这样气体体积变化可以较大,并将注射器与压强传感器前端软管紧密连接,确保其气密性。
(3)点击“
”,观察压强传感器实时测得的大气压强值
(4)在软件窗口下方的表格中输入活塞初始位置对应的气体体积值。
点击“记录数据”,记录下此刻的压强值。
(5)改变注射器活塞的位置使气体体积发生变化,将变化后的体积值输入到表格中,当气压值稳定时,点击“记录数据”,记录下此刻的压强值。
(6)重复步骤5,得到多组数据。
点击“
”按钮。
(7)点击“P-V绘图”,根据已有数据在P-V坐标系中描点。
点击“图形拟合”,得到p、V有反比关系(图1)。
(8)点击“P-1/V绘图”,绘出“压强-体积倒数”关系图线。
点击“图形拟合”,得到p、1/V有正比关系(图2)
注意事项:
①实验时要求气体的质量保持不变,要注意注射器与压强传感器连接时的密闭性,实验过程中不能拔出针筒。
实验前,先把针筒拉到一定体积再接上压强传感器;
②为保持气体的温度不变,不能用手握住注射器,同时拉动活塞时应缓慢。
实验六:
用DIS研究通电螺线管的磁感应强度
实验目的:
测定通电螺线管内部的磁感应强度
实验器材:
长螺线管、直尺、导线、滑动变阻器、电源、DIS(磁传感器、数据采集器、计算机等)。
实验装置:
实验步骤:
1)将磁传感器接入数据采集器。
将磁传感器探管前沿置于距离螺线管中心为4cm处,点按传感器置零按钮,进行较零。
把线圈接入3V直流电源(不要接通)。
2)双击
图标,打开DAS程序,等待传感器自动连接,待
变成
,传感器就连接成功了。
单击“新课改实验”,双击实验条目“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”,进入实验界面。
3)接通3V直流电源(或电池组)。
4)点击“
”,输入距离d为“4”,点击“记录数据”,在表格中会记录下一组实验数据。
5)将磁传感器向螺线管方向靠近,每次移动0.5cm,相应输入距离d的数值,点击“记录数据”,记录对应的磁感强度值。
直到磁传感器探管伸出到螺线管另一端,得到多组数据。
6)点击“
”按钮,结束实验。
7)点击“绘图”,绘出基于实验数据的螺线管轴线上的磁感应强度分布图(图1)
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- 上海市 高中 学业 水平 考试 物理 实验 操作 完整版
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