上海市物理高考的21个实验11-14文档格式.doc
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实验六用DIS研究加速度与力、加速度与质量的关系
实验七用单摆测定重力加速度
实验八观察水波的干涉现象
实验九用DIS研究机械能守恒定律
实验十用DIS研究温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系
实验十一用单分子油膜估测分子的大小
实验十二用DIS描绘电场的等势线
实验十三练习用多用表测电阻、电流和电压
实验十四设计、组装简单的模块式电路
实验十五用DIS测电源的电动势和内阻
实验十六用DIS研究通电螺线管的磁感应强度
实验十七测定在一定电压下工作的直流电动的效率
实验十六研究感应电流产生的条件
实验十九研究磁通量变化时感应电流的方向
实验二十用DIS研究回路中的感应电动势的大小与此通量变化快慢的关系
实验二十一观察光的干涉和衍射现象
实验十一用单分子油膜估测分子的大小
学生实验
用单分子油膜估测分子的大小
【实验目的】
估测油酸分子的直径。
【实验器材】
油酸、酒精、滴管、痱子粉、量筒、刻度尺、蒸发皿。
分子的直径有多大呢?
可用“油膜法”来粗略估测分子的大小。
将油滴到水面上,油会在水面上散开,几乎形成单分子油膜。
如果把分子看成是球形的,那么当分子油膜的厚度就可认为等于油分子的直径,如图6—5所示。
只要先测出油滴的体积,再测出油膜的面积,就可估算出油分子的直径。
【实验过程】
1.把已知浓度的油酸酒精融液滴入量筒,记下滴数,测量并计算出每滴溶液中的油酸体积。
2.在蒸发皿内盛放一定量的水,再把痱子粉均匀地撒在水面上,滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开。
3.用透明方格纸(把方格复印在透明薄膜上),测量油膜的面积,如图6—6所示。
测定结果表明,分子直径的数量级是10—10m。
我们在化学课中学过,1mol纯物质所含的粒子数是恒定的,即6.02×
1023个,这个数目叫做阿伏加德罗常数,通常用符号NA表示。
阿伏加德罗常数是物理学中的一个基本常量,它把一定宏观物质的量与微观分子数联系了起来。
因此,它就成了连接宏观与微观的一个重要桥梁。
一般物体中分子的数量大得惊人,如1cm3水中含有的分子数约为3.3×
1022个。
假如全世界60亿人不分男女老少都来数这些分子,每人每秒数一个,也需要将近17亿年的时间才能数完!
【实验结论】
一滴油酸的体积V=_________.
油膜面积S=_________
测定结果表明,分子直径d=V/S.
阿伏加德罗常数NA=6.02×
1023mol
十一、用油膜法测分子的直径
1.利用油膜法要粗略测定分子的大小,其实验原理是油滴滴到水面上,会在水面上散开,形成_________油膜。
若已知n滴油的总体积为V,一滴油所形成的油膜面积为S,则一个油分子的直径d=_________.分子直径的数量级是_________m.
2.将1cm3的油酸溶于酒精,制成200cm3的油酸酒精溶液,已知1cm3溶液有50滴。
现取1滴油酸酒精溶液滴在水面上,随着酒精溶于水,油酸在水面上形成一单分子薄层,已测出这一薄层的面积为0.2cm3,由此可估测油酸分子的直径为_________m。
注意:
1)油酸究竟溶液的浓度以小于1℅为宜
2)油酸酒精溶液的液滴要适当多一些
3)每次实验室要让蒸发皿中的水稳定后再做
4)痱子粉不宜撒过厚,器具用后要清洗好
5)计算轮廓内正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个
6)蒸发皿(或浅口盘面积不小于300cm2)
答案
十一.1.单分子v/ns10—102.5×
10—10
28.用油膜法测量分子大小实验是通过________(填“直接”或“间接”)测量油膜的厚度得到分子大小的,甲同学利用实验室提供的方形浅盘和注射器做实验,已知油酸与酒精体积比为1:
300,0.1ml油酸有17滴,甲同学将一滴油酸酒精滴入浅盘的水面上,稳定后获得如图所示的油膜。
(1)若油膜的面积为12.5dm2,则分子直径D=________m(保留两位有效数字);
(2)乙同学认为:
使用甲同学的器材做实验,如果用油酸与酒精体积比为1:
100的溶液进行操作,要比用1:
300的油酸酒精溶液得到的测量结果的精度更高,你认为乙同学的观点________(填“正确”或“不正确”)
28.间接,1.6×
10-10,不正确,
三、【学生实验】用DIS描绘电场的等势线
〔实验目的〕
用描述法画出电场中一个平面上的等势线。
〔实验器材〕
DIS(数字信息系统)、木板、白纸、复写纸、导电纸、图钉若干、电池、电键、圆柱形电极两个。
〔实验原理〕
用DIS的电压转感器探测等势点,用描迹法把等势点连接成等势线。
〔实验步骤〕
1、安装实验装置
如图9-19所示,在一块平整的木板上,依次铺放白纸、复写纸、导电纸,导电纸有导电物质的一面向上,用图钉将它们固定好。
在导电纸上方两个与它接触良好的圆柱形电极,电极A与电源的正极相连作为“正电荷”,电极B与电源的负极相连作为“负电荷”。
两个电极之间的距离约为10㎝,电压为4~6V。
将两探针通过电压传感器连接到数据采集器的输入口,点击“实验单”中的“电压测量”,开始实验。
2、实验测量
(1)选择基准点
先将两个电极的位置压印在白纸上,然后在两电极的连线上,选取间距大致相等的5个点作为基准点,并用探针把它们的位置压印在白纸上。
(2)探测等势点
将两个探针分别拿在左、右手,用左手中的探针跟导电纸上的某一基准点接触,然后用右手中的探针在导电纸平面上找若干个与基准点的电势差为零的点,()用探针把这些点—压印在白纸上。
照这样的方法,在每个基准点的两侧,各探测出五个等势点,每个等势点大约相距1㎝。
(3)画等势线
取出白纸,根据五组等势点画出五条平滑的曲线,它们就是等势线(图9-20)
※自主活动:
想一想,能不能根据这些等势线在白纸上画出两个异种电荷的电场线?
画画看。
根据图9-15,画出地球表面附近电场的电场线,判断地球表面带电的电性。
十三、DIS实验描绘电场的等势线
1、本实验的目的,是用法画出电场中一个平面上的线。
2、本实验的原理是用在导电纸上形成的场模拟场来做实验的。
3、图为实验装置及在导电纸上画出的等势线图。
(1)实验中,将甲探针跟导电纸上某一基准点接触,判断乙徒针接触的点与基准点的电势差为零的依据是计算机显示屏上电压数值为。
(2)若电极A与电源正极相连,电极B与电源负极相连,C、g两点的电势分别为Uc、Ug,则UcUg。
(填大于、等于或小于)
(3)在图上画出表示两个异种电荷间的电场线。
答案:
十二1.描迹等势线2.电流3.
(1)零
(2)大于(3)图略
十一、电场中等势线的描绘
题1某同学为完成“电场中等势线的描绘”实验,准备使用如图所示的实验器材,请回答下列各问:
(1)如图所示实验器材中,A、B是,D是,E1、E2是。
(2)如图所示中C是铺在木板上的导电纸、白纸和复写纸,这三种纸自下而上铺叠的顺序是。
(3)本实验的原理是利用纸上形成的场来模拟静电场。
因此对所模拟的静电场来说,图中的A相当于,B相当于。
解:
(1)两个圆形电极,灵敏电流表,两个探针。
(2)白纸、复写纸、导电纸(涂导电物质的一面向上)。
(3)导电、稳恒电流的电流、正电荷、负电荷。
本实验的原理是利用稳恒电流的电流场模拟静电场,A、B电极间加电压后,电流从A经导电纸流向B,导电纸上的电流分布与等量异种电荷产生的静电场是相似的,因而通过测导电纸上的电势相等的点可以描绘出电场中一个平面上的等势线的分布图。
题2在电场中等势线的描绘实验中所用灵敏电流表的指针偏转的方向与电流的关系是:
当电流从正接线柱流入电表D时,指针偏向正接线住柱一侧,某同学用这个电表探测基准点2两侧的等势点时,把接电表正接线柱的E1触在基准点2上,把接负接线柱的E2接触在纸上某一点,如图所示,若发现电表的指针发生了偏转,该同学移动E2的方向正确的是()。
A.若电表的指针偏向正接线柱一侧,E2向右移动
B.若电表的指针偏向正接线柱一侧,E2向左移动
C..若电表的指针偏向负接线柱一侧,E2向右移动
D.若电表的指针偏向负接线柱一侧,E2向左移动
选B、C。
由题设知:
当电流从正接线柱流入电表时,指针偏向正接线柱一侧,所以A、B选项中电流是从正接线柱流入电流表的,即电流从2基准点流进探针E1,流经电流表,从E2探针流出,故2基准点的电势高。
又因为A电极柱接电源正极,所以探针E2应向高电势处移动才可能找到2基准点的等势点。
即向左移动。
C、D选项中电流是从负接线柱流入电流表的,即电流从探针E2流入电流表从E1探针经基准点2流出,故基准点2的电势低,所以探针E2应向低电势处移动才可能找到2基准点的等势点,即向右移动。
题3在“描绘电场中等势线”的实验中,有如下一些操作步骤:
A.在导电纸上画出电极间连线;
B.将灵敏电流表的一个探针接一个电极,用另一个探针接触导电纸,缓慢移动,可找出一系列等电势点;
C.在平板上先铺上白纸,在铺上复写纸,然后在铺上导电纸;
D.安好电极,接好电路;
E.在两电极a、b的连线上,等距离地取五个基准点c、d、e、f、g,并复印在白纸上如图所示;
F.电流表的一个探针接触某个基准点不动,另一个探针缓慢地移动到电流表不偏转时,复印一点,即可找出许多等电势点;
G.闭合电键。
上述步骤合理操作顺序为。
C、D、A、E、G、F。
不能进行B步骤的操作,因为在导电纸上移动的探针与另一个探针所接的电极很远时电流较大,容易损坏电流计。
题4描绘电场中等势线的实验装置如图所示,如果以A、B两个电极连线为x轴,以A、B连线的中垂线为y轴,并将一个探针固定在y轴上的某一点,合上电键S,而将另一探针由x轴的B电极处沿轴向右移动到A电极的过程中,灵敏电流表G的指针偏角是
。
(填大小变化情况)
先由大到小,然后由小到大。
由题意知,B电极相当于负电荷,A电极
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