2012年上海市高中学业水平考试之物理实验操作考试(完整版).doc

2012年学业水平考试物理实验操作考试一、操作实验传统实验：DIS实验：实验1：互成角度的共点力的合成实验4：用DIS研究匀速直线运动。实验2：多用表的使用实验5：用DIS测平均速度实验3：研究感应电流的产生条件实验6：用DIS测加速度 实验8：用DIS研究通电螺线管内磁感应强度实验7：用DIS研究气体压强与体积的关系二：分组：小组实验实验仪器设备和材料实验仪器设备的初设状态A组实验一：用DIS研究通电螺线管内的磁感应强度长螺线管1个，稳压电源1个，滑动变阻器1个，导线3根，计算机1台，数据采集器1个，磁传感器（整个探管上至少标有10个等间距刻度）1个，相应的连接线。（1）计算机、数据采集器、磁传感器三者已连接；（2）计算机显示本实验的界面；（3）长螺线管、稳压电源、滑动变阻器三者已连接。实验二：互成角度的共点力的合成图板1块，图钉4只，橡皮筋1根（附有2个小绳圈），弹簧测力计2个，带刻度的三角板1副。（1）在图板上固定实验用纸；（2）橡皮筋的一端已用图钉固定在“参考固定点”上（根据橡皮筋的长度可适当调整固定点的位置）；（3）一个弹簧测力计指针设置于非零位置。B组实验一：用DIS研究气体的压强与体积的关系注射器1个，计算机1台，数据采集器1个，压强传感器1个，相应的连接线。（1）在大气压下，将注射器的活塞定在约12mL的位置；（2）计算机、数据采集器、压强传感器与注射器四者已连接；（3）监考教师依次输入12mL、11mL、10mL、9mL四个体积值，并采集对应的压强值；（4）计算机显示本实验界面（已含四组数据）。实验二：多用表的使用多用表（建议用MF30型）1个， 1号碱性干电池2节（装在电池盒内组成串联电池组），定值电阻（10欧，电阻值用橡皮胶布贴盖）1个，导线4根（其中2根导线带鳄鱼夹）。（1）电池、电键和定值电阻已按图连接；（2）断口处的导线均带鳄鱼夹（便于和多用表表笔连接），并夹在一起。C组实验一：用DIS研究加速度与力、质量的关系带滑轮的轨道1个，小车（质量已知）1辆，钩码1组（或用其他类似器材替代），配重片2个，细绳1根，计算机1台，数据采集器1个，位移传感器1个，相应的连接线。注：若实验需要将位移传感器放置在小车上，则小车质量中应包含位移传感器质量。（1）计算机、数据采集器、位移传感器三者已连接，小车与轨道安装完毕；（2）计算机显示本实验界面。实验二：研究感应电流的产生条件灵敏电流计1个，1号碱性干电池2节（装在电池盒内组成串联电池组），线圈A（附铁芯）1个，线圈B 1个，滑动变阻器1个，电键1个，条形磁铁1根，导线6根。（1）灵敏电流计与线圈B连接成串联电路，其他元件、导线等均不连接；（2）电键处于闭合状态，滑动变阻器滑片居中。实验一：研究共点力的合成实验目的：研究合力与两个分力的关系实验器材：图板、图钉、白纸、带绳套的橡皮筋、弹簧测力计（2个）、刻度尺、量角器实验步骤：1 固定：如图a所示，根据给定的器材，现在图板上固定一张白纸，将橡皮筋的一端固定在纸边，将带有两个绳套的另一端放在纸面上，测力计可以拉住绳套使橡皮筋伸长。2 第一次拉：如图b所示，先用一个弹簧秤拉住绳套将橡皮筋拉长至某位置，标记此时橡皮筋末端位置为O点，记下此时弹簧秤的读数和拉力的方向F（即合力的大小和方向）3 第二次拉：如图c所示，再用两个弹簧秤分别同时拉住两个绳套将橡皮筋拉长至O点，记下此时两个弹簧秤的读数和拉力方向F1、F2（即两个分离的大小和方向）。4 作图：取下白纸，用力的图示法分别画出表示分力F1、F2和合力F矢量的有向线段，以分力F1、F2的有向线段为邻边作出平行四边形以及它的对角线F，如图d所示。最后比较F和F。实验结论： 通过实验得出，如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边做平行四边形，那么合力F的大小和方向就可以用F1和F2所夹的对角线表示。注意事项：1 弹簧使用前要调零，明确量程和最小分度。2 弹簧秤在拉力时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应在与纸面平行的平面内。3 拉力应适当的大些，当不要超过量程。4 画力的图示，要选用恰当的单位长度，做力的合成图时，应将图精良画大些。5 实验总有误差。直接测出的力F和用平行四边形法则求出的合力F不可能重合，但在误差范围内可认为重合。实验二：多用电表的使用一 多用表测电阻实验目的：利用多用表测量电阻值实验原理：欧姆表电路中，电流与电阻值一一对应。实验器材：多用表、待测电阻实验步骤：1) 选挡：根据待测电阻的估计值，用选择开关选好适当的倍率。2) 调零：将红黑表笔相互接触，进行欧姆表调零。通过调节调零旋钮，使指针对准满偏电流处，此即为欧姆表零刻度处。3) 测量、读数：用两表笔分别接触待测电阻两端，将从刻度盘上读数，得到的待测电阻的阻值：读数倍率。如指针偏转角度太大或太小，则需要改变倍率后，重新调零再次测量。4) 复位：测量结束后，拔出表笔，并将选择开关旋至“”或交流电压最大处。注意事项：1) 测量电阻时，要注意当待测电阻与电路断开。2) 测量时量表笔不要与手接触。二 多用表测电流、电压实验目的：利用多用表测量电路中的电流和用电器两端的电压。实验原理：利用串联电路中电流处处相等，个并联支路两端电压相等。实验器材：多用表、电源、电阻R、导线。实验步骤：1) 按右图连接电路，2) 测电压选挡、调零：将多用表的红黑表笔分别插入“”、“” 插孔，选择开关旋至直流电压档（测前要调零）。测量、读数：，利用红黑表笔将多用表与待测电阻并联，读出此时的电压值。3) 测电流：选挡、调零：断开开关，并将电阻R与开关间导线拆开；将多用表选择开关调至直流电压档（换挡要调零）。测量、读数：利用红黑表笔将多用表串联在电路，闭合开关，读出电路中的电流值。4) 复位：注意事项：1) 开始实验前，滑动变阻器阻值应调至最大，实验中再慢慢减小，但要注意不要让小灯泡两端的电压超过小灯泡的额定电压，以免照成器材损坏。2) 在测量电流或电压时，要让电流从多用表的红表笔流入，黑表笔流出。3) 测量电流时若读数太小，则应适当改变量程，使指针发生叫明显偏转，以减小读数误差。实验三：研究感应电流产生的条件实验目的：探究感应电流的产生条件实验器材：条形磁铁、灵敏电流计、线圈A和线圈B、滑动变阻器、电源、开关、导线等。实验步骤：1) 将灵敏电流计和线圈B按右图1连接成闭合回路。用条形磁铁在线圈插入或拔出，观察灵敏电流计指针是否偏转及其规律。2) 按右图2连接电路，用线圈A代替条形磁铁，闭合开关后A在线圈B中插入或拔出，观察灵敏电流计的指针是否偏转及其规律。3) 在图2电路中，线圈A放在线圈B中不动，闭合或断开电建，观察灵敏电流计的指针是否偏转及其规律。4) 在图2中，线圈A仍放入线圈B中不动，改变滑动变阻器的电阻大小，再观察灵敏电流计指针是否偏转及其规律。5) 得出实验结论：实验结论：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流。实验四：用DIS研究加速度与力的关系、加速度与质量的关系实验目的： 研究物体在质量一定的情况下，加速度与所受力之间的联系 研究物体在所受力一定的情况下，加速度与质量之间的关系实验器材： DIS（位移传感器、数据采集器、计算机等）、带滑轮的力学轨道、细绳、小车、钩码、小车配重片、天平、支架等。实验装置：实验步骤：实验1：研究小车在质量一定的情况下，加速度与受力的关系DIS 连接：将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在力学轨道的高端。调整接收器、发射器的位置，使其基本正对。将接收器与数据采集器相连，数据采集器与计算机相连，构成DIS实验系统。进行摩擦力平衡调整。步骤如下：a、双击图标，打开DAS程序，等待传感器自动连接，待变成，传感器就连接成功了。单击“新课改实验”，双击实验条目“用DIS求加速度”，进入实验界面。b、将小车放到斜面上，打开位移传感器发射器电源开关，点击“”，轻推小车开始运动，测量小车的加速度。当加速度接近零时，可以认为小车重力沿斜面的分力已与小车和轨道之间的摩擦力平衡，见（图）。c、如果加速度与 0 相差较大，则调节轨道的倾角，再次测量，直至达到要求。d、点击退出，退出“用DIS求加速度”。返回软件主界面，点击实验条目“研究加速度与力的关系”。将细绳的一段栓在小车上，另一段通过滑轮拴在钩码上。在窗口下方的表格内输入小车的质量及拉力数值(等于钩码的重力)。将小车放到轨道上，点击“开始记录”，释放小车，数据采集完，点击“停止记录”点击“选择区域”，选择需要研究的一段v-t图线。此时软件窗口下方的表格中将自动显示该段v-t图线对应的加速度。保持小车质量不变，改变拉力，重做实验，可得到另几组数据，记录在表格中。F/Na/ms-2处理实验数据，画出a-F图线，归纳得出结论。实验结论；_.实验五：用DIS研究气体的压强和体积的关系实验目的： 研究一定质量的气体， 在温度不变时，压强与体积的关系实验原理：玻意耳定律实验器材：数据采集器、计算机、压强传感器，注射器实验装置；实验步骤： 双击图标，打开DAS程序，等待传感器自动连接，待变成，传感器就连接成功了。单击“新课改实验”，双击实验条目“用DIS研究气体压强与体积的关系”，进入实验界面。 将压强传感器接入数据采集器。把注射器活塞置于初始位置（一般选30-40ml处，这样气体体积变化可以较大,并将注射器与压强传感器前端软管紧密连接，确保其气密性。 （3）点击“”，观察压强传感器实时测得的大气压强值（4）在软件窗口下方的表格中输入活塞初始位置对应的气体体积值。点击“记录数据”，记录下此刻的压强值。 （5）改变注射器活塞的位置使气体体积发生变化，将变化后的体积值输入到表格中，当气压值稳定时，点击“记录数据”，记录下此刻的压强值。（6）重复步骤5，得到多组数据。点击“”按钮。（7）点击“P-V 绘图”，根据已有数据在P-V坐标系中描点。点击“图形拟合”，得到p、V 有反比关系（图1）。（8）点击“P-1/V 绘图” ，绘出“压强-体积倒数”关系图线。点击“图形拟合”，得到p、1/V 有正比关系（图2）注意事项： 实验时要求气体的质量保持不变，要注意注射器与压强传感器连接时的密闭性，实验过程中不能拔出针筒。实验前，先把针筒拉到一定体积再接上压强传感器； 为保持气体的温度不变，不能用手握住注射器，同时拉动活塞时应缓慢。实验六：用DIS研究通电螺线管的磁感应强度实验目的： 测定通电螺线管内部的磁感应强度实验器材：长螺线管、直尺、导线、滑动变阻器、电源、DIS（磁传感器、数据采集器、计算机等）。实验装置：实验步骤：1) 将磁传感器接入数据采集器。将磁传感器探管前沿置于距离螺线管中心为4cm处，点按传感器置零按钮，进行较零。把线圈接入3V直流电源（不要接通）。2) 双击图标，打开DAS程序，等待传感器自动连接，待变成，传感器就连接成功了。单击“新课改实验”，双击实验条目“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”，进入实验界面。3) 接通3V直流电源（或电池组）。4) 点击“”，输入距离d为“4”，点击“记录数据”，在表格中会记录下一组实验数据。5) 将磁传感器向螺线管方向靠近，每次移动0.5cm，相应输入距离d的数值，点击“记录数据”，记录对应的磁感强度值。直到磁传感器探管伸出到螺线管另一端，得到多组数据。6) 点击“”按钮，结束实验。7) 点击“绘图”，绘出基于实验数据的螺线管轴线上的磁感应强度分布图（图1）