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专题八物理实验一、主干知法必记(一)力学实验1.熟知常规力学量的测量物理量测量工具、使用方法或测量方法力弹簧测力计(不超量程,调零;会读数);力传感器(调零)质量天平(水平放置、调零;被测物放左盘、砝码放右盘;会读数)长度刻度尺(要估读,精度1 mm);螺旋测微器(要估读,精度0.01 mm);游标卡尺(不估读,精度有0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm三种)时间打点计时器(电磁打点计时器使用6 V以下交流电,电火花计时器使用220 V交流电,频率为50 Hz时打点时间间隔均为0.02 s);光电计时器(记录挡光时间t);停表(不估读,精度0.1 s)速度打点纸带:vt2=v=xt;频闪照相:vt2=v=xt;光电门:瞬时速度v=dt(d为遮光板宽度);速度传感器加速度打点纸带:a=xT2;频闪照相:a=xT2;光电门:a=v22-v122x或a=v2-v1t;v-t图像:a=k(斜率)2.洞悉重要力学实验的考点项目装置图操作要领考查热点研究匀变速直线运动平行:细绳、纸带与长木板平行靠近:小车释放前,应靠近打点计时器的位置先后:实验时先接通电源,后释放小车;实验后先断开电源,后取下纸带适当:悬挂钩码要适当,避免纸带打出的点太少或过于密集考装置:器材装配正误考读算:读纸带计数点间位移;计算瞬时速度;计算加速度摩擦力:无须平衡(木板平放或斜放均可)远小于:无须满足(悬挂钩码质量与小车质量)探究弹力与弹簧伸长的关系操作:弹簧竖直悬挂;待钩码静止时测出弹簧长度作图:坐标轴标度要适中,单位要标注;连线时要使各数据点均匀分布在直线的两侧考装置:器材装配、读数考作图:根据记录数据作相关图线考计算:根据F-x,或F-l,或m-x图像求k验证力的平行四边形定则等效:同一次实验中橡皮条拉长后的结点O位置必须保持不变拉力:沿弹簧测力计轴线方向拉,橡皮条、弹簧测力计和细绳套与纸面平行;两分力F1、F2的夹角不要太大或太小作图:选定比例要相同;严格按力的图示要求作平行四边形求合力考读数:弹簧测力计示数考操作:两次拉橡皮条时需将结点O拉到同一位置求合力:根据分力F1、F2大小与方向用作图法求合力会区分:能区分合力的理论值与真实值验证牛顿运动定律平衡:必须平衡摩擦力(改变小车或重物质量,无须重新平衡)质量:重物的总质量远小于小车质量(若使用力传感器,或以小车与重物的系统为研究对象无须满足此要求)其他:细绳与长木板平行;小车在靠近打点计时器的位置释放;实验时先接通电源,后释放小车考装置:器材安装正误;平衡摩擦力的方法、标准;质量控制要求测定a:根据纸带或光电门数据计算加速度求结论:描点作a-F或a-1M图像,并得出结论判成因:给定异常a-F图像,判断其可能成因探究动能定理平衡:须平衡摩擦力做功:橡皮筋做的功是变力功,不能具体求解,须用倍增法改变功的大小小车:靠近打点计时器且接通电源再释放小车;每次小车须由同一位置静止释放考装置:平衡摩擦力的方法、判断标准求速度:小车获得速度就是纸带点距均匀的速度考图像:作W-v或W-v2图像,得出结论验证机械能守恒定律安装:打点计时器竖直安装;纸带沿竖直方向拉直重物:选密度大、质量大的金属块,且在靠近计时器处释放速度:应用vn=hn+1-hn-12T,不能用vn=2ghn或vn=gt计算考装置:器材选择、装配正误考计算:下落速度的计算;减少重力势能与增加动能的计算考图像:由v22-h或v22-h图像的斜率判断机械能守恒验证动量守恒定律安装:斜槽末端切线必须沿水平方向起点:斜槽末端上方r处速度:应用小球平抛的水平位移替代考装置:器材安装、小球选取、O点确定考测量:小球质量的测量和小球平抛运动的水平位移的测量考结论:根据实验数据判断两球碰撞过程中动量是否守恒(二)电学实验1.熟知常规电学量的测量物理量测量工具、使用方法或测量方法电压电压表(会选用;会接线;会读数);电压传感器;多用电表电压挡;灵敏电流计与大电阻串联电流电流表(会选用;会接线;会读数);电流传感器;多用电表电流挡;灵敏电流计与小电阻并联电阻多用电表电阻挡(粗测);伏安法(外接法、内接法);等效替代法测电阻;电阻箱(接线、读数);滑动变阻器(选用、接线)电动势伏安法;伏阻法;安阻法等2.洞悉重要电学实验的考点项目电路图实验原理考查热点测定金属的电阻率测Rx:Rx=UI(伏安法)算:Rx=LS,=SRxL考读数:U、I、L及d考电路:电路设计或选择、实物连线或改错,器材选择考计算:由U-I图像求Rx,求描绘小电珠的伏安特性曲线电路:伏安法外接;滑动变阻器分压式图像:I-U图像为曲线(温度升高,灯丝电阻增大)考电路:电路设计或选择、实物连线或改错,器材选择考作图:描点、连线画I-U图像考计算:由I-U图像求电阻、电功率测定电源的电动势与内阻伏安法:E=U+Ir安阻法:E=I(R+r)伏阻法:E=U+URr考电路:电路设计或选择、实物连线或改错,器材选择考作图:描点连线画图线考计算:由I-U或I-1-R或U-1-R-1图像,求E、r练习使用多用电表电压、电流挡:相当于电压表、电流表欧姆挡:闭合电路欧姆定律调零:机械调零、欧姆调零电流方向:红表笔进,黑表笔出考读数:电压、电流、欧姆挡的读值考使用:欧姆表选挡、调零、规范操作等考黑箱:多用电表探测黑箱内的元件传感器的简单应用传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)考热敏:热敏电阻特性(欧姆表法、伏安法)考光敏:光敏电阻特性(欧姆表法、伏安法)二、易错知识点拨1.读数类题目中易在分度值、有效数字、单位间的换算上出现错误。2.纸带问题中易将计时点和计数点混淆,计算时易漏掉单位的换算。3.验证力的平行四边形定则的实验中误认为两弹簧测力计夹角为90。4.多用电表欧姆挡使用时易出现换挡不调零的现象。5.电流表的内、外接法,滑动变阻器的分压和限流在具体应用中易混。6.用U-I图像分析电源电动势和内电阻时,易漏掉坐标原点的物理意义,误认为都是零。7.实物连图时,易出现电源正、负极和电表正、负接线柱不对应的现象。8.设计性实验中,不能很好地将基本实验原理进行转换。三、保温训练1.在“探究小车的速度随时间变化的规律”实验中,如图甲是一条记录小车运动情况的纸带,A、B、C、D、E为相邻计数点,相邻计数点间的时间间隔为T=0.1 s。(1)计算各点的瞬时速度,vB=m/s,vC=2.64 m/s,vD=3.90 m/s;(2)在图乙所示坐标中作出小车的v-t图线,并根据图线求出a=m/s2。乙答案(1)1.38(2)见解析图12.6解析(1)B点的瞬时速度等于AC段的平均速度,则vB=xAC2T=0.2760.2 m/s=1.38 m/s。(2)v-t图线如图所示图线的斜率表示加速度a=vt=3.90-1.380.3-0.1 m/s2=12.6 m/s2。2.某同学利用如图(a)所示装置测量当地重力加速度。实验时,通过电磁铁控制小铁球从P处自由下落,小铁球依次通过两个光电门、,测得遮光时间分别为t1和t2,两光电门中心的高度差为h,回答下列问题:(1)用螺旋测微器测得小铁球直径的示数如图(b)所示,则小铁球的直径D=mm;(2)计算重力加速度表达式为g=;(用测定的物理量的符号表示)(3)为了减小实验误差,以下建议合理的是。A.减小光电门、间的高度差B.换用密度更大、体积更小的金属球C.多次改变光电门、的位置,测量g并求其平均值答案(1)7.373(7.3727.374均可)(2)12hDt22-Dt12(3)BC3.要测绘一个标有“3 V0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V,并便于操作。已选用的器材有:电池组(电动势4.5 V,内阻约1 );电流表(量程为0250 mA,内阻约5 );电压表(量程为03 V,内阻约3 k);开关一个、导线若干。(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的(填字母代号)。A.滑动变阻器(最大阻值20 ,额定电流1 A)B.滑动变阻器(最大阻值1 750 ,额定电流0.3 A)(2)实验的电路图应选用下列的图(填字母代号)。(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。现将两个这样的小灯泡并联后再与一个2 的定值电阻R串联,接在电动势为1.5 V、内阻为1 的电源两端,如图乙所示。每个小灯泡消耗的功率是W。答案(1)A(2)B(3)0.094.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:A.被测干电池一节B.电流表1:量程00.6 A,内阻r=0.2 C.电流表2:量程00.6 A,内阻约为0.1 D.电压表1:量程03 V,内阻未知E.电压表2:量程015 V,内阻未知F.滑动变阻器1:010 ,2 AG.滑动变阻器2:0100 ,1 AH.开关、导线若干(1)伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。在上述器材中请选择适当的器材:A、H(填写选项前的字母);(2)实验电路图应选择如图中的(填“甲”或“乙”);(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图像,则在修正了实验系统误差后,干电池的电动势E=V,内电阻r=。答案(1)BDF(2)甲(3)1.50.8
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