考前第1天.docx

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考前第1天

考前第1天　物理实验

高频考点解读

【实验一】研究匀变速直线运动

1．交流电源的电压及频率要符合打点计时器的要求．

2．实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要调节振针的高度和更换复写纸．

3．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．

4．先接通电源，打点计时器稳定工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源．

5．要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02s×5＝0.1s.

6．小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小而使纸带上的点过于密集．

7．选择一条理想的纸带，是指所选纸带上的点迹清晰．适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点，弄清楚所选的时间间隔T.

8．测位移x时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算加速度a时要注意用逐差法，以减小误差．

【实验二】探究弹力和弹簧伸长的关系

1．所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度．

2．每次所挂钩码的重力差尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀，这样作出的图线更精确．

3．测弹簧长度（尤其是原长）时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，以免增大误差．

4．记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位．

【实验三】验证力的平行四边形定则

1．同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：

将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换，直至相同为止．

2．在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要相同．

3．用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之间为宜．

4．读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的外壳与弹簧测力计的限位孔之间有摩擦．读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些．

5．细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方向．

6．在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些．

【实验四】验证牛顿运动定律

1．一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂托盘的细线系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，只让小车拖着纸带运动．

2．整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变托盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力．

3．每条纸带必须在满足小车的质量远大于托盘和砝码的总质量的条件下打出．只有如此，托盘和砝码的总重力才可近似认为等于小车受到的拉力．

4．改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达定滑轮前按住小车．

5．作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧．

6．作图时两轴标度比例要选择适当．各量须采用国际单位．这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些．

7．为提高测量精度：

（1）应舍掉纸带上开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个起点．

（2）可以把每打五个点的时间作为时间单位，即从起点开始，每五个点标出一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为T＝0.1s.

【实验五】探究动能定理

1．每次实验中小车都要从同一位置开始释放．

2．长木板要倾斜，使小车能在长木板上匀速运动．

3．实验中不用测小车的质量．

4．实验中测定的速度应是橡皮筋恢复形变以后小车的速度，所以应选用那些间距较大且相对均匀的点来测量和计算．

【实验六】验证机械能守恒定律

1．打点计时器要稳定的固定在铁架台上，打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，以减小摩擦阻力．

2．应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小．

3．实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，待接通电源，打点计时器工作稳定后，再松开纸带．

4．测下落高度时，要从第一个打点测起（第一个点的判断依据：

第1、2两个点之间的距离约为2mm），并且各点对应的下落高度要一次测量完．

5．速度不能用vn＝gtn或vn＝

计算，因为只要认为加速度为g，机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律，况且用vn＝gtn计算出的速度比实际值大，会得出机械能增加的结论，而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减小，所以速度应从纸带上直接测量计算得到．同样的道理，重物下落的高度h也只能用刻度尺直接测量，而不能用hn＝

gt

或hn＝

计算得到．

6．本实验不用测量重物的质量，因为要验证mghn＝

mv

只需验证ghn＝

v

即可．

7．本实验中用到的g应该采用当地的重力加速度的值，而不是通过纸带计算出的加速度值，因为通过纸带计算出的加速度是包括了阻力在内的合外力产生的加速度而不是重力加速度．

【实验七】测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）

1．实验原理

由电阻定律R＝ρ

得ρ＝

.可见，只要测出金属丝的电阻R、横截面积S和长度l，即可求出其电阻率．

2．游标卡尺的读数方法

从游标尺零刻线所对位置，读出在主尺上以1mm为单位的整数部分，再确定游标尺上的第几条刻线与主尺刻线对齐，由游标尺读出不足整毫米的小数部分，最后把两部分读数相加即得测量长度，即l＝主尺上的整毫米数＋游标尺读数×精度（单位为毫米）．

3．螺旋测微器的读数方法

整数部分由固定刻度的整数决定，小数部分则由固定刻度的半刻度和可动刻度的示数共同决定．若固定刻度过半毫米刻线，则可动刻度的示数加上“0.5mm”；若没有过半毫米刻线，就由可动刻度的示数来确定，读数为d＝固定刻度示数＋可动刻度示数×分度值．

注意　

（1）使用游标卡尺时不需要估读．

（2）读螺旋测微器时要注意半毫米刻线是否露出，以mm为单位时，示数一定要读到小数点后面的第三位，即使最后一位估读数字为零时，也不能省略．

4．数据处理

（1）金属丝长度l：

用刻度尺测出接入电路的实际长度．

（2）横截面积S：

用螺旋测微器测出金属丝直径d，由S＝

计算得出，对螺旋测微器要注意读数方法和有效数字位数．

（3）电阻R的测量：

用伏安法测金属丝的电阻值．

5．用伏安法测电阻时电路的选择方法

（1）电流表内接、外接的选择

①当

<

时，用电流表内接法．

②当

>

时，用电流表外接法．

（2）滑动变阻器两种接法的选择

一般选用限流式接法，因限流式易连接且节能．但在下列三种情况下，必须选择分压式接法：

①题目所提供的实验仪器、电表的量程或电阻的最大允许电流太小．

②变阻器的电阻远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻的阻值．

③要求电路中某部分电路的电压从零开始连续变化．

【实验八】描绘小电珠的伏安特性曲线

1．实验原理

按如图1所示的原理图连接好实验电路，用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组（U、I）值后，在U－I坐标系中描出对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．

图1

2．电压表、电流表量程的选取

电流表一般用0～0.6A量程，电压表量程要看小电珠的额定电压值．

3．电路的选择

（1）电流表内、外接法的选择

小电珠内阻很小，当它与0～0.6A的电流表串联时，电流表的分压影响很大，故采用电流表外接法．

（2）分压、限流电路的选择

为描绘完整的伏安特性曲线，小电珠两端的电压要求从0开始连续变化，因此滑动变阻器应采用分压式接法．

4．连线的原则

用平滑的曲线（不是折线）将各点连接起来，不在曲线上的点应大致对称地分布在两侧，偏离较远的点应当舍去．

【实验九】测定电源的电动势和内阻

1．实验原理

由闭合电路欧姆定律：

E＝U＋Ir，只要测出两组U、I值，就可以列方程组求出E和r.

2．实验电路的选择

由于电源的内阻一般很小，为减小测量误差，常采用图2甲所示的电路，而不用图乙所示的电路．

图2

3．电压表、电流表量程及滑动变阻器的选取

（1）电压表量程：

根据测量电源的电动势的值选取，如测两节干电池，电压表选0～3V量程．

（2）电流表量程：

因要求流过电源的电流不宜过大，一般选0～0.6A量程．

（3）滑动变阻器的选取：

最大阻值一般为10～20Ω.

4.数据处理

图3

改变R的值，测出多组U、I值，作出U－I图线，如图3所示，图线与U轴交点的纵坐标即为电源电动势，图线斜率的绝对值即为电源内阻．

5．注意事项

由于电源的内阻很小，即使电流有较大的变化，路端电压变化也很小，为充分利用坐标系空间，电压轴数据常从某一不为零的数开始，但U－I图象在U轴上的截距和图线斜率的意义不变．

【实验十】练习使用多用电表

1．实验原理

图4

（1）如图4所示，多用电表通过调节选择开关，使其内部接通不同的电路．因此多用电表可以测量交流电压、直流电压、直流电流和电阻，测量同一物理量时有不同的量程．由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的“＋”插孔（红表笔）流入，从“－”插孔（黑表笔）流出，所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔．

（2）要区分开“机械零点”与“欧姆零点”：

“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，通过表盘下边中间的定位螺丝调整；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，通过欧姆挡的调零旋钮调整．

（3）在使用多用电表测电阻时，改用不同欧姆挡时，只需“欧姆调零”不必再“机械调零”．

2．实验中应注意的问题

（1）用多用电表测电阻时测量前应根据估计阻值选用适当的挡位．由于欧姆挡刻度的非线性，使用欧姆挡测电阻时，表头指针偏转过大或过小都有较大误差，通常只使用表盘中间一段为测量的有效范围．

（2）每更换一次挡位，都要重新进行欧姆调零．

（3）读数时不要忘记乘上相应挡位的倍率．

【实验十一】传感器的简单使用

1．实验原理

传感器就是将物体感受到的物理量（一般为非电学量）转换成便于测量的物理量（一般为电学量）的一类元件．其工作过程是利用某元件对某一物理量敏感，按一定规律将这一物理量转换成便于利用的信号，从而实现检测或自动控制．

2．敏感元件分类

光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻等．

传感器因选用的敏感元件不同，用途也不一样，如光敏传感器可用于路灯控制，而热敏传感器可用于高温控制、火灾自动报警等．如图5为热敏电阻特性实验装置图．改变烧杯中水的温度，可观察到热敏电阻阻值的变化．

图5

考前保温训练

1．如图6甲所示，一端带有定滑轮的水平放置的长木板上固定有A、B两个光电门，与通过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示小车所受的拉力．

（1）在探究“合外力一定，加速度与质量的关系”时，某同学在实验中得到五组数据，为了更直观地描述物体的加速度跟其质量的关系，请你根据他的描点在图乙的坐标系中画出a－

图象．若不计空气阻力及一切摩擦，则该图线斜率值表示的物理意义是_________________．

图6

（2）如图7a所示，将长木板的左端抬高，小车遮光片装在右侧，使小车从靠近光电门A处由静止开始运动，读出测力计的示数F及小车在两光电门之间的运动时间t，改变木板倾角，测得多组数据，据此数据得到的F－

的图线如图b.实验中测得两光电门的距离L＝1.0m，砂和砂桶的总质量m1＝0.5kg，则图线的斜率为____________（计算结果保留两位有效数字）；若小车与长木板间的摩擦不能忽略，则测得的图线斜率将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）

图7

答案　

（1）小车所受的合外力　

（2）1.0kg·m

不变

解析　

（1）a－

图象斜率k＝Ma＝F，斜率的物理意义是小车所受的合外力．作出图象如图所示

（2）根据牛顿第二定律，对砂和砂桶，F－m1g＝m1a，又对小车L＝

at2，小车与砂和砂桶的加速度大小相同，两式联立得F＝m1g＋2m1L

，图线的斜率为k′＝2m1L，代入数据得k′＝1.0kg·m.小车与长木板间的摩擦力只影响图线的纵截距，不影响图线的斜率．

2．某同学用如图8甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，其频率为50Hz.已知重力加速度为g＝9.8m/s2.

图8

（1）在实验所需的物理量中，需要直接测量的是______，通过计算得到的是________．（填写代号）

A．重锤的质量

B．重锤下落的高度

C．重锤底部距水平地面的高度

D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度

（2）在实验得到的纸带中，该同学选用如图乙所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的点迹清晰的纸带来验证机械能守恒定律．图中A、B、C、D、E、F为六个相邻的计时点．根据图中的数据，求得当打点计时器打下B点时重锤的速度vB＝________m/s，计算出对应的

v

＝________m2/s2，ghB＝________m2/s2.若在实验误差允许的范围内，上述物理量之间的关系满足________，即可验证机械能守恒定律．（计算结果保留三位有效数字）

（3）该同学继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落的距离h，并以v2为纵轴、以h为横轴画出图象，则可能是下图中的________．

答案　

（1）B　D　

（2）1.85　1.71　1.74　

v

＝ghB

（3）C

解析　

（1）重锤的质量不用测量，因为动能的增加量和重力势能的减少量式子中都有质量，可以约去．需要测量的物理量是B：

重锤下落的高度，通过计算得到的物理量是D：

与下落高度对应的重锤的瞬时速度．

（2）根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小．

vB＝

m/s≈1.85m/s

计算出对应的

v

≈1.71m2/s2，ghB≈1.74m2/s2.

若在实验误差允许的范围内，上述物理量之间的关系满足

v

＝ghB，即可验证机械能守恒定律．

（3）该实验原理为验证

mv2＝mgh，即验证v2＝2gh，以v2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的直线，故选C.

3．某同学在利用多用电表的欧姆挡测量一只电流表的内阻实验中，进行了以下过程：

（1）首先仔细观察了所使用的多用电表和电流表；

（2）利用多用电表的欧姆挡测量电流表的内阻，操作时应将红表笔与电流表的________（填“正”或“负”）接线柱接触；

（3）该同学将多用电表与待测电流表连接并进行了正确操作，观察到多用电表面板及指针位置如图9所示，则该待测电流表的电阻R＝________Ω.

图9

（4）在进行过程（3）时，该同学观察并记录了电流表的读数I，经过认真思考发现同时可以利用多用电表刻度、指针位置和电流表读数I计算多用电表内部电源的电动势E和内阻r中的一个物理量，计算这个物理量的表达式是________[如果表达式中涉及待测电流表的电阻R，请直接利用（3）中的数据]．

答案　

（2）负　（3）150　（4）E＝300I

解析　

（2）由于欧姆表内部有电源，且电源的正极与红表笔相连，为了防止电流表反偏，红表笔应接电流表的负极，以保证电流表“红进黑出”，从而使电流表正常偏转．

（3）挡位为×10挡，故读数为：

15.0×10Ω＝150Ω.

（4）由图可知，多用电表指针指在中间位置，故说明此时多用电表里的电流恰好达到满偏刻度的一半，则内外电阻应相等，故总电阻R总＝2×150Ω＝300Ω，则可求得E＝300I；因内阻包含电源的内阻及内部电阻，故不能求出电源内阻．

4．用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，使得测量结果总存在误差，而按图10甲所示电路进行测量，则由电压表、电流表内阻所造成的误差可消除．

图10

（1）请你简要写出还未完成的主要操作步骤，并用字母表达出相应的测量值．

①闭合开关S1，开关S2接2，调节RP和RP′，读出电流表和电压表的示数I2、U2.

②保持RP不变，

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

（2）请你推导出待测电阻Rx的表达式

________________________________________________________________________．

（3）用实线代表导线，将图乙中的器材按电路图连成测量电路．

答案　

（1）开关S2接1，调节RP′使电压表和电流表尽量接近满量程，读出此时电压表和电流表的示数U1、I1

（2）Rx＝

－

　（3）如图所示

解析　

（1）由分析可知，在保持RP不变的前提下，S2接1，调节RP′，使电压表与电流表的示数尽量接近满量程，读出此时电压表与电流表的示数分别为U1、I1，则可以测出滑动变阻器RP及RA的电阻之和；由串并联电路的规律即可求得待测电阻的阻值．

（2）由欧姆定律可知：

U2＝I2（Rx＋RP＋RA）

U1＝I1（RP＋RA）

联立解得：

Rx＝

－

.

5．用图11甲测量电源电动势E和内阻r.除了图中所给的器材，还有一只多用电表可用，通过多用电表来测量电源的路端电压和电路的电流，完成下面的实验步骤：

图11

（1）断开开关S1、S2，把电阻箱的阻值调至最__________（填“大”或“小”）．

（2）多用电表接a、b，选择直流电压5V挡，闭合开关S1、S2，调节电阻箱的阻值，此时表盘指针指在如图乙的P位置，则读得U1＝________V，断开开关S1、S2.

（3）多用电表改接c、d，选择直流电流500mA挡，保持电阻箱阻值不变，闭合开关________，此时表盘指针指在图中的Q位置，则读得I1＝________A，断开开关．

（4）用U1和I1列出计算电动势E和内阻r的表达式：

______________.

答案　

（1）大　

（2）1.3　（3）S1　0.350

（4）E＝U1＋I1r

解析　

（1）为了实验的安全，开始时，电阻箱的阻值应调到最大，让电流由最小值开始变化．

（2）由题意可知，直流电压量程为5V，则最小分度为0.1V，故指针的示数为1.3V.

（3）为了让电流表工作，应闭合开关S1，此时选择量程为500mA，故最小分度为10mA，则读数为350mA＝0.350A.

（4）由题意可知，U1为R接入时的路端电压，I1为流过R的电流，由闭合电路欧姆定律可知：

E＝U1＋I1r.