广东省高考物理实验.docx

1、广东省高考物理实验广东高考理综物理实验专题讲义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）知道国际单位制中规定的单位符号实验实验一：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：传感器的简单使用实验十二：验证动量守恒定律实验十三：用油膜法估测分子的大小1考察会使用的仪器主要

2、有：三尺：刻度尺、游标卡尺、千分尺（螺旋测微器）；三表：电流表、电压表、多用电表；以及天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、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；知道用多次测量求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。*实验十一、实验十三广东近几年从未考察，属次要部分。*高考考察形式为18分实验，其中一道力学，一道电学。实验一：研究匀变速直线运动一、实验目的：使用打点计时器测定匀变速直线运动的速度和

3、加速度。二、实验原理：设物体做匀加速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间T里的位移分别是s1、s2、s3则有s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=aT2由上式还可得到s4-s1=(s4-s3)+(s3-s2)+(s2-s1)=3aT2同理有s5-s2=s6-s3=3aT2可见，测出各段位移s1、s2即可求出 再算出a1、a2的平均值，就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度。三、实验器材：电火花计时器或电磁打点计时器，一端附有滑轮的长木板，小车，纸带，刻度尺，导线，电源，钩码，细绳。四、实验步骤：（1）把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸处桌面。把打点计时器固定在长木板上没有滑轮

4、的一端，连接好电路。（2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码。把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。（3）把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点。换上新纸带，重复实验三次。（4）从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点。为了测量方便和减小误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.025=0.1s。在选好的开始点下面标明A，在第六点下面标明B，在第十一点下面标明C，在第十六点下面标明D，点A、B

5、、C、D叫做计数点，如图所示。两个相邻计数点间的距离分别是s1、s2、s3（5）测出六段位移s1、s2、s3、s4、s5、s6的长度，把测量结果填入下表中。（6）根据测量结果，利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a1、a2、a3的值。注意：T=0.1s。求出a1、a2、a3的平均值，它就是小车做匀变速直线运动的加速度。常考点：1、求纸带的某点速度；2、求纸带的加速度（逐差法）；3、打点计时器的使用：先打点再放手，打完点及时关闭打点计时器；4、开始打点时，小车紧靠打点计时器。 实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系一、实验目的：探索弹力与弹簧伸长的定量关系。二、实验原理： F=kx三、实验器材：轻弹

6、簧、钩码（一盒）、刻度尺、铁架台、三角板、重垂线、坐标纸。四、实验步骤：1将铁架台放于桌面上，将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在靠近弹簧处将刻度尺固定于铁架台上，并用重垂线检查刻度尺是否垂直。2记下弹簧的原长（自然长度）l03在弹簧下端挂上钩码，待钩码静止后，记下弹簧的的现长l及弹力F，算出伸长量x=l-l0，并改变钩码个数，多次测量。4根据测量数据画出F-x图像。（以F为纵轴，以x为横轴）5探索结论：按照F-x图中各点的分布与走向，尝试做出一条平滑的曲线（包括直线）。所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同。尝试写出曲线所代表的函数，首先尝试F-x是否为一次函数，如

7、果不行则考虑二次函数在实验误差范围内，应得出弹力的大小与弹簧的伸长量成正比，即F=kx，其中k的单位由F和x的单位决定。 常考点：1、根据实验数据作图：F-X图，m-X图等（在弹性限度内：直线；超过弹性限度：不是直线）；2、根据图象（直线部分）求劲度系数k；3、结论表述：在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长跟拉力成正比。实验三：验证力的平行四边形定则一、实验目的：验证平行四边形定则二、实验原理：利用测力计测力作矢量图验证力的平行四边形定则。三、实验器材：方木板一块、测力计两个、细绳两段、橡皮条一段、白纸、铅笔、刻度尺、图钉四、实验步骤：（1）把橡皮条的一端固定在板上的A点。 （2）用两条细绳结在橡皮

8、条的另一端，通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点伸长到O点点拨：经验得知两个分力F1、F2间夹角越大，用平行四边形作图得出的合力F的误差也越大，所以实验中不要把角取得太大，一般不大于90为最佳。橡皮条、细绳、测力计应在同一平面内，测力计的挂钩应避免与纸面磨擦。（3）用铅笔记下O点的位置，画下两条细绳的方向，并记下两个测力计的读数。 点拨：拉橡皮条的细线要长些，标记每条细线方向的方定是使视线通过细线垂直于纸面，在细线下面的纸上用铅笔点出两个定点的位置，并使这两个点的距离要尽量远些。（4）在纸上按比例作出两个力F1、F2的图示，用平行四边形定则求出合力F。点拨：作图要用尖铅笔，

9、图的比例要尽量大些，要用严格的几何方定作出平行四边形，图旁要画出表示力的比例线段，且注明每个力的大小和方向。（5）只用一个测力计，通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置O点，记下测力计的读数和细绳的方向，按同样的比例作出这个力F的图示，比较F与用平行四边形定则求得的合力F，比较合力大小是否相等，方向是否相同。（6）改变F1和F2的夹角和大小，再做两次。常考点：1、实验操作的要点：用两个力拉和用一个力拉，要将结点拉到同一位置（力的等效性）；2、数据记录：O点的位置，力的大小，力的方向（细绳的方向）；3数据的处理：作力的图示（注意：要有标度），4、实际合力和理论合力的区分；5、结论表达。实验四：验

10、证牛顿运动定律一、实验原理：牛顿第二定律二、实验仪器：轨道小车、打点计时器、学生电源、天平、砂桶、砂袋(砂桶、砂袋也可用钩码代替)、纸带、刻度尺、细线、木块 如图，如果摩擦力可以不计，则对质量为m的砂桶和砂及质量为M的小车分别有 T=Ma (1) mgT=ma (2) 解得 T=当 Mm时，Tmg 则(1)式变为mgMa所以，如果实验测得在M一定时，amg，在mg一定时a ，就验证了牛顿第二定律。 三、操作步骤： (1)用天平测出小车质量M，在砂桶内加适量的砂，用天平测出砂和桶的总质量m(要保证mM)。把打点计时器固定在长木板上。 (2)把纸带系在小车上，并使纸带穿过打点计时器。把木块垫在装有

11、打点计时器的木板一端下面，调节木块位置使小车能在木板上做匀速运动。这时，小车所受摩擦阻力与小车所受重力沿斜面方向的分力平衡(注意此时未挂砂桶)。 (3)把系在砂桶上的细线绕过木板上的定滑轮后系在小车上，把小车放在打点计时器附近，接通电源，放开小车，便在纸带上留下反映小车运动状况的点迹。取下纸带并编上号码。 (4)给小车换上新纸带，保持小车质量不变。往砂桶内加一些砂，并称出其质量(注意仍需保证mm是减小本实验系统误差的关键。采用上述“垫板法”平衡摩擦力，不仅操作方便，而且在改变小车质量的实验中不需再调。调匀速时，先进行目测，最后应打一条纸带观察，看是否调到匀速了。为了保证Mm，小车质量应足够大。

12、如果所用小车质量较小，可在小车内装一些砝码以增加总质量。 (2)本实验的数据处理主要是用打点纸带测算加速度，可以逐差法求加速度，也可用速度时间图象求加速度。 (3)分析实验数据验证牛顿第二定律时，可以用比例法验证：即看比值，等在实验误差范围内是否为同一恒量(等于小车质量M)；乘积M1a1，M2a2，M3a3等是否为同一恒量(等于拉力mg)；也可以作出aF图像和a图像，看图像是否为直线来验证。(4)如果平衡摩擦力做得不好，则图像不会通过坐标原点；如果不满足Mm的条件，图像将会是一条曲线。常考点：1、误差的减小措施：摩擦力的平衡（例如：垫高木板），Mm等；2、由纸带数据求速度和加速度；3、作出aF

13、图像和a图；4、图象不过原点的原因；5、实验结论的表达（要有前提条件），例如：小车质量不变时，小车加速与合力成正比。合力不变时，小车加速度与小车质量成反比。实验五：探究动能定理一、实验目的：探究合外力做功和动能变化的关系二、实验器材：打点计时器，电源，导线，一端附有定滑轮的光滑长木板，小车，纸带，细绳，弹簧测力计，砝码盘和砝码，刻度尺三、实验原理：用打点计时器和纸带记录下小车做匀加速运动的情况如图实所示。通过测量和计算可以得到小车从O点到2、3、4、5点的距离，及在2、3、4、5点的瞬时速度。从打下0点到打下2、3、4、5点的过程中，合外力F（等于绳的拉力）对小车做的功W及小车增加的动能Ek，

14、可由下式计算：，其中n=2，3，4，5四、实验步骤：1把一端附有定滑轮的光滑长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有定滑轮的一端，连接好电路（如图）。2在实验小车上先固定一个测力计，测力计的挂钩连接细轻绳，轻绳跨过定滑轮，挂一个小盘，盘内放砝码。试放手后，小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车后面。3把小车停靠在打点计时器处，先接通电源，再放开小车，让小车运动，打点计时器在纸带上打出一系列点迹。在小车运动过程中读出测力计读数F，即小车受到的拉力大小。取下纸带，换上新纸带，重复实验几次。4选择点迹清晰的纸带，记下第一个点

15、的位置0，并在纸带上从任意点开始依次选取几个点，记作1，2，3，4，5，6，测量各点到0的距离x1，x2，x3，x4，x5，x6。5计算出打下2，3，4，5时小车的速度v2，v3，v4，v5。6计算从打下0点到打下2，3，4，5的过程中合外力F（大小等于测力计读数F）对小车做的功W及小车增加的动能Ek，并填入下表。7在坐标纸上画出EkW图像。五、数据记录及处理：以Ek为横轴，W为纵轴，做出EkW图像。注意事项：1长木板应尽量光滑，如果摩擦力较大应先平衡摩擦力。可以在长木板下端垫小物块。2使用打点计时器时应先接通电源再释放小车。常考点：1、纸带数据处理；2、作图，由图象得结论；3、误差分析；4、

16、打点计时器时应先接通电源再释放小车；5、若用砝码的重力代替拉力，则要求Mm；若用测力计（或力传感器）测量拉力，则不要求Mm实验六：验证机械能守恒定律一、实验原理：当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。若某一时刻物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应有：mgh=，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示。测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离sn和sn+1，由公式vn=，或由vn=算出，如图所示。二、实验器材：铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电源，导线

17、，带铁夹的重缍，纸带，米尺。三、实验步骤：1按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。2把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。3接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。4重复几次，得到35条打好点的纸带。5在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标上1，2，3，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3。6应用公式vn=计算各点对应的即时速度v1、v2、v3。7计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量，进行比较。注意项事：1打点计时器安装时，

18、必须使纸带和限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。2选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2mm的纸带。3因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。常考点：1、纸带速度的计算（或重力势能的减少量，动能的增加量）；2、纸带连接重物端的判断；3、打点计时器的使用：先打点再放手；4、纸带第一个点速度是否为零的判断：第一、二点间距接近2mm；5、误差分析及见小误差的措施。实验七:测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)一、实验目的：学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率。二、实验原理：用刻度尺测一段金属导线的长度L，用螺旋测微器测导线的直径d，用伏安法测导线的电阻R，根据电阻定

19、律，金属的电阻率=RS/L=d2R/4L三、实验器材：金属丝千分尺安培表伏特表电源（3伏）滑动变阻器（20）电键一个导线几根【点拨】被测金属丝要选用电阻率大的材料，如铁铬铝合金、镍铬合金等或300瓦电炉丝经细心理直后代用，直径0.4毫米左右，电阻510欧之间为宜，在此前提下，电源选3伏直流电源，安培表选0-0.6安量程，伏特表选0-3伏档，滑动变阻器选0-20欧。四、实验步骤：（1）用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径取平均值D求出其横截面积S=D2/4.（2）将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度米尺测量接入电路的金属丝长度L，测三次，求出平均值L。（3）根据所选测量仪器和选择电路

20、的原则画好电路图1，然后依电路图按顺序给实物连线并将滑动变阻器的阻值调到最大。（4）检查线路无误后闭合电键，调节滑动变阻器读出几组I、U值，分别计算电阻R再求平均值，设计表格把多次测量的D、L、U、I记下来。【点拨】测量时通过金属丝的电流应控制在0.6A以下，本实验由于安培表量程00.60A，每次通电时间应尽量短（以能读取电表数据为准），读数完毕立即断开电键S，防止温度升高使金属丝长度和电阻率发生明显变化。计算时，务必算出每次的电阻值再求平均值，不能先分别求电压U和电流I的平均值，再由欧姆定律得平均值，否则会带来较大计算误差。【注意事项】（1）测量金属导线的直径时要用螺旋测微器，测量的结果要估

21、读到分度值的下一位。（2）金属导线的电阻和电流表的内阻相差不很大，因此在用伏安法测电阻时应采用电流表的外接法，开始实验时滑动变阻器在电路中的阻值应调至最大，实验过程中通过金属导线的电流不宜过大，以防止温度升高电阻率发生变化。【点拨】（1）：为了减少电阻的计算误差，可以作U-I图象求出电阻的平均值（2）：经验表明，引起实验误差的原因可能是：采用外接法则由于伏特表的分流影响，造成电阻测量值偏小，若误用内接法则安培表分压影响更大。仪表读数存在误差。常考点：1、电流表和电压表及滑动变阻器的选择；2、电流表内接、外接法的选择；3、滑动变阻器限流、分压接法的选择；4、电表量程的选择；螺旋测微器的读数；5、

22、实验误差的分析及减小误差的措施；6、数据的处理。实验八：描绘小灯泡的伏安特性曲线一、 实验原理：金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使金属导体的电阻随温度的升高而增大，因此，对一只灯泡来说，未正常发光和正常发光时灯丝的电阻可相差几倍甚至几十倍，它的伏安特性曲线应该是一条曲线。根据部分电路欧姆定律可得：，即在IU坐标系中，图线的斜率等于电阻的倒数。二、实验器材：小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干。三、实验步骤：1按图实连接好电路，将开关置于断开状态，将滑动变阻器滑动头置于输出电压为0的位置。2闭合开关，逐渐调节滑动头的位置，增大输出电压，记录电流表和电压表的多组示数

23、，填写在表格中。3整理器材。4并根据实验数据描绘出小灯泡的图像。观察图线并进行分析。【注意事项】1因本实验要作出图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此滑动变阻器要采用分压接法。2电键闭合前滑动变阻器的滑片要移动到图中的A点。3电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压。4加在灯泡两端的电压不能过高，以免烧毁灯泡。实验时，应使灯泡两端电压由低向高逐渐增大，不要一开始就使小灯泡在高于额定电压下工作。因为灯丝电阻随温度的升高而加大，如果灯丝由低温状态，直接超过额

24、定电压使用，会由于灯丝瞬间电流过大而烧坏灯泡。常考点：1、电流表和电压表及滑动变阻器的选择；2、电流表内接、外接法的选择；3、滑动变阻器限流、分压接法的选择；4、电表量程的选择；5、实验的标准操作：开关闭合前滑动变阻器的滑片要移动到图中的A点； 6、实验误差的分析及减小误差的措施；7、作图及根据图象计算某一电压下灯泡的实际电阻、功率；8、将灯泡接如某一电动势为E内阻为r的电路中，灯泡的实际功率。实验九：测定电源的电动势和内阻一、实验原理如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组、r值，最后分别算出它们的平均值。此外，还可以用作图法来处理数据。即

25、在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U-I图象（如图2）所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。二、实验器材：待测电池，电压表（0-3V），电流表（0-0.6A），滑动变阻器（10），电键，导线。三、实验步骤1电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。2把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。3闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组I、U的值。4打开电键，整理好器材。5处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。【注意事项】1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻

26、宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。2干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。3要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E、r值再平均。4在画U-I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。5干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不

27、会比电动势小很多，这时，在画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻,这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。常考点：1、作图并根据图象求E和r；2、电流表内接和外接带来的误差：电流表内接：E测E真，r测r真；虽然电流表外接E的测量准确，但r的误差非常大，综合考虑，本实验采用电流表内接法。3、当纵坐标U不是从0开始时，根据图象求E和r。实验十：多用电表的使用器材：多用电表，标明阻值为几欧、几十欧、几百欧、几千欧的定值电阻各一个，小螺丝刀。步骤：1机械调零

28、，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处，并将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔。2选挡：选择开关置于欧姆表“1”挡。3欧姆调零：在表笔短接时调整欧姆调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处，每一次换电阻档都要从新进行欧姆调零。（若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池）4测量读数：将表笔搭接在待测电阻两端，读出指示的电阻值5换一个待测电阻，重复以上2、3、4过程。6多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。【注意事项】1多用电表在使用前，应先观察指针是否指在电流表的零刻度，若有偏差，应进行机械调零。2测电阻前，必须把待测电阻同其它电路断开，不能

29、用两手同时握住两表笔金属部分测电阻。3合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度附近（中间1/3）。若指针偏角太大，应改换低挡位；若指针偏角太小，应改换高挡位。一般比被测电阻的估计值低一个数量级，如估计值为200就应该选10的倍率。每次换挡后均要重新欧姆调零，读数时应将指针示数乘以挡位倍率。4测量完毕后应拔出表笔，选择开头置OFF挡或交流电压最高挡，电表长期不用时应取出电池，以防电池漏电。常考点：1、各种电表的读数；2、重要的操作步骤：例如测电阻时，每一次换档都要从新进行欧姆调零；所测电阻要与电路断开；机械调零看需要进行；测电阻时使指针接近表盘中间位置，测量完毕开关置置OFF挡或交流电压最高挡等。

30、3、使用时保证电流“红进黑出”。实验十一：传感器的简单使用 一、实验原理：传感器是通过对某一物理量敏感的元件（如光敏电阻。热敏电阻等）将感受的信号（如力、热、光、声等）转换成便于测量的物理量（一般是电学量）从而直接反应出具体变化。二、实验器材：热敏电阻、多用电表、温度计、烧杯、热水、冷水、光敏电阻、铁架台（装有铁夹）、导线等。三、实验步骤1.热敏特性的实验（1）在烧杯内倒入少量冷水，放在铁架台上，将悬挂在铁架上的温度计放入水中（2）将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，将两支表笔短接，调零后再将两支表笔分别与热敏电阻的两个输出端相连。（3）将热敏电阻放入烧杯内水中，在欧姆挡上选择适当的倍率，要重新欧姆调零，把两支表笔接到热敏电阻两输出端，观察表盘指示的热敏电阻的阻值，记入表格内。（4）分几次向烧杯内倒入开水。观察不同温度时热敏电阻的阻值，记入表格内。