10高三物理三轮回扣系列十实验.docx
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10高三物理三轮回扣系列十实验
高三物理三轮回扣系列（十）实验
一、考纲要求
单位制和实验
主题
内 容
要求
说明
单位制
要知道中学物理中涉及到的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位。
包括小时、分、升、电子伏特（eV）
Ⅰ
知道国际单位制中规定的单位符号
实验与探究
实验一：
研究匀变速直线运动
实验二：
探究弹力和弹簧伸长的关系
实验三：
验证力的平行四边形定则
实验四：
验证牛顿运动定律
实验五：
探究动能定理
实验六：
验证机械能守恒定律
实验七：
测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）
实验八：
描绘小电珠的伏安特性曲线
实验九：
测定电源的电动势和内阻
实验十：
练习使用多用电表
实验十一：
传感器的简单使用
1．要求会使用的仪器主要有：
刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等。
2．知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能分析实验中误差的主要来源；
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。
二、高考物理实验复习要点
仪器的使用
要求会正确使用的仪器主要有：
刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等，掌握各种仪器的使用、读数（有效数字）
1、游标卡尺（10分度、20分度、50分度）
2、螺旋测微器读数
一、测定匀变速直线运动的加速度：
（1）练习使用打点计时器:
1．操作要点：
接50HZ，4---6伏的交流电S1S2S3S4
正确标取记数点：
在纸带中间部分选5个点。
T。
T。
T。
T。
2．重点：
纸带的分析01234
a．判断物体运动情况：
在误差范围内：
如果S1=S2=S3=……，则物体作匀速直线运动。
如果S1=S2=S3=…….=常数,则物体作匀变速直线运动。
b．测定加速度：
公式法：
先求S，再由S=aT2求加速度。
图象法：
作v—t图,求a=直线的斜率
c．测定瞬时速度：
V1=（S1+S2）/2TV2=（S2+S3）/2T
（2）测定匀变速直线运动的加速度：
逐差法：
S=aT2
图像法：
速度图像法
二．探究弹力和弹簧伸长的关系：
在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F－x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为．图线不过原点的原因是由于。
答案：
200N/m弹簧有自重
三．互成角度的两个共点力的合成：
1、主要测量：
a．用两个测力计拉细绳套使橡皮条伸长，绳的结点到达某点O。
b．
结点O的位置。
记录两测力计的示数F1、F2。
两测力计所示拉力的方向。
c．用一个测力计重新将结点拉到O点。
记录：
弹簧秤的拉力大小F及方向。
3．减小误差的方法:
a．测力计使用前要校准零点。
b．方木板应水平放置。
c．弹簧伸长方向和所测拉力方向应一致,并与木板平行.
d．拉橡皮条的细线要长些,标记两条细线方向的两点要适当远些.
e．两个分力间的夹角不宜过大或过小,一般取600---1200为宜.
1、在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。
图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是____________________
（2）本实验采用的科学方法是---（）
A.理想实验法B.等效替代法
C.控制变量法D.建立物理模型法
（1）F'；
（2）B;
四．验证牛顿第二定律：
1．实验条件:
a．平衡摩擦力：
把长木板不带滑轮的一端适当垫高,使小车不受牵引力时,小车刚好沿斜轨匀速下滑。
本实验全过程不必再平衡摩擦力。
b．只有小车和码砝的质量之和（M）远远大于砂和砂桶的总质量（m）时,小车的合力才近似等于砂和砂桶的重力mg.
2．主要测量量：
小车的质量（包括砝码）M砂和砂桶的总持量m.
纸带上相邻计数点间的位移S1、S2、S3
3．数据处理：
逐差法求加速度:
4．实验结果分析：
图像法：
M一定时，a—F图线；F一定时，a—
图线。
本实验画出的图线可能有：
5．易错点:
a．平衡摩擦力时，应取下砂和砂桶，使细线不受拉力。
b．实验前要调整滑轮的高度使拉小车的细线与木板平行。
c．摩擦力一但平衡后，木板的倾角不变。
五．探究动能定理
6．某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”，如图，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。
在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小。
小车中可以放置砝码。
（1）实验主要步骤如下：
①测量________和拉力传感器的总质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；
②将小车停在C点，__________，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。
2
2
③在小车中增加砝码，或_______________，重复②的操作。
（2）表1是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，|v2－v1|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量△E，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所作的功。
表格中△E3=__________，W3=________.（结果保留三位有效数字）
（3）根据表1，请在图13中的方格纸上作出△E-W图线。
2
2
表1数据记录表
次数
M/kg
|v2－v1|
/（m/s）2
△E/J
F/N
W/J
1
0.500
0.760
0.190
0.400
0.200
2
0.500
1.65
0.413
0.840
0.420
3
0.500
2.40
△E3
1.220
W3
4
1.000
2.40
1.20
2.420
1.21
5
1.000
2.84
1.42
2.860
1.43
参考答案
（1）①小车、砝码②然后释放小车③减少砝码
（2）0.6000.610（3）在方格纸上作出△E-W图线如图所示
六．验证机械能守恒定律
1．原理：
---------------------------------------
2．实验条件：
a．打点计时器应该竖直固定在铁架台上
b．在手释放纸带的瞬间，打点计时器刚好打下一个点子，纸带上最初两点间的距离约为2毫米。
3．测量的量：
从起始点到某一研究点之间的距离，就是重锤下落的高度h，则重力势能的减少量为mgh1；测多个点到起始点的高h1、h2、h3、h4（各点到起始点的距离要远一些好）
4．误差分析：
由于重锤克服阻力作切，所以动能增加量略小于重力势能减少量
5．易错点：
a．
选择纸带的条件：
打点清淅；第1、2两点距离约为2毫米。
b．打点计时器应竖直固定，纸带应竖直。
c．实验操作关键：
先合上电源，再松开纸带。
d．为减小误差，重锤应适当大一些。
在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1.00㎏的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g=9.80m/s2．那么：
（1）纸带的端（选填“左”或“右’）与重物相连；
（2）根据图上所得的数据，应取图中O点和点来验证机械能守恒定律；
（3）从O点到所取点，重物重力势能减少量
=J，动能增加量
=J；（结果取3位有效数字）
（4）实验的结论是。
答案：
（1）左
（2）B（3）1.881.84（4）在误差范围内，重物下落过程中机械能守恒
七．测定金属的电阻率：
1．电路连接方式是安培表外接法，而不是内接法。
2．测L时应测接入电路的电阻丝的有效长度。
3．闭合开关前，应把滑动变阻器的滑动触头置于正确位置。
4．
多次测量U、I，先计算R，再求R平均值。
5．电流不宜过大，否则电阻率要变化，安培表一般选0—0.6安挡。
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，用米尺测量金属丝的长度l=0.810m．金属丝的电阻大约为4Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻，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）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：
A．直流电源：
电动势约4.5V，内阻很小；
B.电流表A1：
量程0～0.6A，内阻0.125Ω;
C．电流表A2：
量程0～3.0A，内阻0.025Ω;
D．电压表V：
量程0～3V，内阻3kΩ;
E.滑动变阻器R1：
最大阻值10Ω；
F.滑动变阻器R2：
最大阻值50Ω;
G．开关、导线等．
在可供选择的器材中，应该选用的电流表是，应该选用的滑动变阻器是。
（3）根据所选的器材，在如图所示的方框中画出实验电路图．
（4）若根据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx=4.1Ω，则这种金属材料的电阻率为Ω·m.（保留二位有效数字）
答案：
（1）0.520±0.002
（2）A1R1（3）实验电路如图所示（4）（1.1±0.1）×10-6
八．描绘小电珠的伏安特性曲线（一般用分压）
描绘小电珠的电流随它两端电压变化的曲线，并分析曲线的变化规律（电压从零开始变化）实验仪器：
小电珠电压为4V、额定电流为0．7A，或分别为3．8V、0．3A），学生电源（用其4V或6V直流电压挡），滑动变阻器，电流表，电压表，开关，导线，坐标纸等．
1、
（1）在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，为减小实验误差，方便调节，请在如图所示的四个电路图和给定的三个滑动变阻器中选取适当的电路和器材，并将它们的编号填在横线上．应选取的电路是，滑动变阻器应选取。
E总阻值15Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器
F.总阻值200Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器
G．总阻值1000Ω，最大允许电流1A的滑动变阻器
（2）由实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图中b线，将该小灯泡与一干电池组成闭合电路，该电池两极的电压随电路中电流的变化关系图线如图中a线，则小灯泡与电池连接后的实际功率为W;若再将一阻值为0.75Ω的电阻串联在电路中，则小灯泡的实际功率为W.
答案：
（1）CE
（2）0.720.24
九．用伏特表和安培表测电源的电动势和内电阻：
实验电路图：
安培表和滑动变阻器串联后与伏特表并联。
1．测量误差：
、r测量值均小于真实值。
2．安培表一般选0－0.6A档，伏特表一般选0－3伏档。
3．电流不能过大，一般小于0.5A。
4．误差：
电动势的测量值测和内电阻的测量值r测均小于真实值。
（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图所示中甲的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选（填写器材前的字母代号）．
（2）图乙为该同学根据
（1）中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的I1—I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可以得被测电池的电动势E=V，内阻r=Ω。
答案：
（1）bD或R,
（2）（1.48士0.02）0.77（0.75～0.80）
十．练习使用万用表电表测电阻：
选择合适的倍率档后，先电阻调零，再红、黑表笔并接在待测电阻两端，进行测量。
1．每次换档必须重新欧姆调零。
2．选择合适的倍率档，使指针在中值电阻附近时误差较小。
3．测电阻时要把选择开关置于欧姆档。
4．不能用两手同时握住两表笔金属部分测电阻。
5．测电阻前，必须把待测电阻同其它电路断开。
6．测完电阻，要拔出表笔，并把选择开关置于“OFF”档或交流电压最高档。
7．测量电阻时，若指针偏角过小，应换倍率较大的档进行测量；若指针偏角过大，应换倍率较小的档进行测量。
8．欧姆表内的电池用旧了，用此欧姆表测得的电阻值比真实值偏大。
1．某同学测量一只未知阻值的电阻．
（1）他先用多用电表进行测量，按照正确的步骤操作后，测量的结果如图甲所示，请你读出其阻值大小为，为了使多用电表测量的结果更准确，该同学接着应该进行哪些操作？
答。
（2）若该同学再用“伏安法”测量该电阻，所用器材如图乙所示，其中电压表内阻约为5kΩ，电流表内阻约为5Ω，变阻器阻值为50Ω．图中部分连线已经连接好，为了尽可能准确地测量电阻，请你完成其余的连线．
（3）该同学按照“伏安法”测量电阻的要求连接好图乙电路后，测得的电阻值将（填“大于”、“小于”或“等于”）被测电阻的实际阻值．
答案：
（1）1.0KΩ将选择开关打到“×100”挡；将两表笔短接，调节调零旋钮，进行欧姆挡调零；再将被测电阻接到两表笔之间测量其阻值并读出读数；测量完毕将选择开关打到“OFF”挡．
（2）如图8所示．（3）大于．
三、题目演练
1．（8分）在《探究加速度与力、质量的关系》实验中．
（1）某组同学用如图所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到力的关系。
下列措施中不需要和不正确的是：
（）
A.首先要平衡摩擦力，使小车受到合力就是细绳对小车的拉力。
B.平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝码，使小车
能匀速滑动。
C.每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力
D.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
E.实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源
（2）某组同学实验得出数据，画出a－F图像如右图所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是（）
A.实验中摩擦力没有平衡
B.实验中摩擦力平衡过度
C.在塑料小桶中添加砝码过多
D.实验中小车质量发生变化
2．某同学用电磁打点计时器做“测量匀变速直线运动的加速度”的实验，所用交流电的频率为50Hz。
取一段实验纸带，从0点开始每间隔4个点取1个计数点，分别记为1、2、3、4，如图所示。
各计数点到0点的距离已在图中标出，根据图可求得计数点2所代表时刻的瞬时速度大小v2＝m/s，小车的加速度a=m/s2。
3．如下图所示，是使用游标卡尺和螺旋测微器分别测量两个工件时的情况．图中２０分度游标卡尺的读数为________mm，螺旋测微器的读数为________mm.
4．测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U-I图像如下:
请回答下列问题
（1）在闭合开关之前，为防止电表过载，滑动变阻器的滑动头P应放在___处（填a.b）
（2）现备有以下器材：
A．干电池1个
B．滑动变阻器（0~50Ω）
C．滑动变阻器（0~1750Ω）
D．电压表（0~3V）
E．电压表（0~15V）
F．电流表（0~0.6A）
G．电流表（0~3A）
H．电键一个，导线若干。
该实验应选择的器材是。
（填字母代号）
（3）图是根据实验数据画出的U-I图像。
由此可知这个干电池的电动势E=__V，内电阻r=__Ω。
5．某学习小组想利用以下器材测定自来水的电阻率：
器材（代号）
规格
电流表A1
电流表A2
电压表V1
电压表V2
滑动变阻器R
直流电源E
开关S、导线若干、毫米刻度尺、游标卡尺、多用电表、
一节两端可封住的绝缘PVC水管
量程1mA，内阻约为50Ω
量程0.6A，内阻约为0.1Ω
量程3V，内阻约为10KΩ
量程15V，内阻约为50KΩ
最大阻值50Ω，允许最大电流0.5A
输出电压15V，内阻不计
用毫米刻度尺量一段自来水管上的两接线柱间距离为L；
用游标卡尺测量水管内径，如图所示的示数为mm
用多用电表测量两接线柱间装满水时的电阻约为20KΩ
为提高实验结果的准确程度，电流表应选，电压表应选。
（以上均填器材代号）
设计电路图
若实验中电流表的示数为I，电压表的示数U，可求得自来水的电阻率为ρ=。
（用以上测得的物理量的符号表示）
6．（8分）有一小灯泡上标有“6V，0.1A”字样，现要描绘该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用
A电压表（0~3V，内阻2.0kΩ）
B电压表（0~10V，内阻3.0kΩ）
C电流表（0~0.3A，内阻2.0Ω）
D电流表（0~6A，内阻1.5Ω）
E滑动变阻器（2A，30Ω）
F滑动变阻器（0.5A，1000Ω）
G学生电源（直流9V），及开关，导线等
（1）实验中所用的电压表应选，电流表应选，滑动变阻器应选;
（2）在方框中画出实验电路图，要求电压从0开始测量。
7．在做《验证力的平行四边形定则》实验时以下说法中错误的有______。
A．用两只弹簧秤拉橡皮条时，应使两细套之间的夹角为90°，以便求出合力的大小
B．用两支弹簧秤拉时结点的位置必须与用一只弹簧秤拉时结点的位置重合
C．若用两只弹簧秤拉时合力的图示F与用一只弹簧秤拉时拉力的图示F’不完全重合，说明力的合成的平行四边形定则不一定是普遍成立的
D．若F1和F2的方向不变，而大小各增加1N，则合力F的方向不变，大小也增加1N
8．听说水果也能做电池，某兴趣小组的同学将一个土豆做成“水果电池”。
同学们通过查阅资料知道这种水果的电动势大约1伏左右,又用量程为0～3V、内阻约50kΩ的伏特表测其两极时读数为0.96V。
可是当他们将四个这样的水果电池串起来给标为“3V，0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光。
检查灯泡、线路均没有故障，而用伏特表直接测量其电压确实能达到3V多。
（1）据你分析,出现这种现象的原因应当是：
（不要求写分析、推导过程）。
（2）为了能尽可能准确测定“水果电池”的电动势和内阻,若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：
A．电流表A1（量程为0～0.6A，内阻为1Ω）
B．灵敏电流表A2（量程为0～0.6mA，内阻为800Ω）
C．灵敏电流表A3（量程为0～300μA，内阻未知）
D．滑动变阻器R1（最大阻值约10Ω）
E．滑动变阻器R2（最大阻值约2kΩ）
F．变阻箱（0～9999Ω）
①实验中应选择的器材是________（填器材前的字母代号）。
②在方框中画出应采用的电路。
9．（4分）用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量．
①旋动部件______，使指针对准电流的“0”刻线．
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置．
③将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件___，
使指针对准电阻的______（填“0”刻线或“∞刻线”）．
④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过大．为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_______的顺序进行操作，再完成读数测量．
A．将K旋转到电阻挡“×1k”的位置
B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
10．如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开
始自由下落，利用此
装置可以测定重力和速度。
所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架
台和带
夹子的重物，此外还需（填字母代号）中的器材。
A.直流电源、天平及砝码
B.直流电源、毫米刻度尺
C.交流电源、天平及砝码
D.交流电源、毫米刻度尺
②通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确
程度。
为使图线的斜率等于重力加速度，除作v-t图象外，还可作
图象，其纵轴表示的是，横轴表示的是。
11．欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的电阻，要求通过待测金属导线的电流强度能在0—0.5A范围内改变,现备有以下器材：
A、电池组（3V，内阻1Ω）
B、电流表（0—3A，内阻约0.0125Ω）
C、电流表（0—0.6A，内阻约0.125Ω）
D、电压表（0—3V，内阻约3KΩ）
电压表（0—15V，内阻约15KΩ）
滑动变阻器（0—20Ω，额定电流1A）
G、滑动变阻器（0—2000Ω，额定电流0.3A）
H、电键、导线
⑴上述器材中应选用（填各器材前字母序号）
⑵请按要求画出测量待测金属导线电阻Rx的电路图
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