（高中物理）專題十三高中實驗專題復(fù)習(xí)

1、專題十三：高中實驗專題復(fù)習(xí)物理學(xué)是一門以實驗為根底的自然科學(xué)。物理實驗是中學(xué)物理教學(xué)中的重要內(nèi)容，也是物理教學(xué)的根底。通過實驗教學(xué)，幫助學(xué)生理解、掌握物理知識，學(xué)會實驗技能，儀器的使用和操作，學(xué)習(xí)物理學(xué)研究問題的方法。物理實驗的內(nèi)容，也是高考重要的組成局部。 錦囊妙計高考考查的實驗有：5.用單擺測定重力加速度 6、測定金屬的電阻率同時練習(xí)使用螺旋測微器 7、用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)電阻8、練習(xí)使用多用表測電阻 9、測定玻璃的折射率10、用游標(biāo)卡尺觀察光的衍射現(xiàn)象同時練習(xí)使用游標(biāo)卡尺說明：1.要求會正確使用的儀器有：刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、打點計時器、彈簧秤、溫度表、

2、電流表、電壓表、多用表、滑動變阻器、電阻箱等等。2.要求知道有效數(shù)字的概念，會用有效數(shù)字表達直接測量的結(jié)果。物理量的測量和根本儀器的使用1.長度的測量：主要儀器有刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器?？潭瘸咧饕糜跍y量的長度比較長、測量精度不太高的物體。游標(biāo)卡尺、螺旋測微器主要測量的長度較短、測量的精度較高的物體。要學(xué)會正確的估讀，要知道游標(biāo)卡尺、螺旋測微器的構(gòu)造和原理，并且能夠靈活地運用。游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法：先讀整數(shù)：看游標(biāo)尺零線左邊主尺第一分度線的數(shù)值，即為整數(shù)值注意主尺單位是cm；讀小數(shù)：看游標(biāo)尺零線右邊第幾分度線與主尺分度線對齊，即可讀出小數(shù)值(n/游標(biāo)刻度總值，單位mm)；兩次讀數(shù)相加得出被

3、測工件的尺寸。圖中的游標(biāo)卡尺讀數(shù)精度為0.1mm。讀得整數(shù)值為4mm；小數(shù)值為5×0.1mm=0.5mm；例如：學(xué)會了10分度卡尺的使用，就要知道游標(biāo)讀數(shù)的精度為0.1mm，就要能夠推出20分度、50分度游標(biāo)卡尺讀數(shù)的精度分別為0.05mm、0.02mm，并能正確地使用它們。螺旋測微器的讀數(shù)方法：2.時間的測量：主要儀器有電磁打點計時器和秒表。電磁打點計時器是學(xué)生分組實驗中使用的較多的儀器。它是一種精度較高而構(gòu)造又比較簡單的計時儀器。該儀器工作時必須把紙帶固定在運動物體上，當(dāng)紙帶運動時，電磁打點計時器就等時地在紙帶上打點，從紙帶點的分布可分析和研究物體的運動規(guī)律。它的工作電壓為交流電

4、46v，其計時的主要原理是利用交流電的周期來進行計時的。當(dāng)電源頻率是50hz時，振動片產(chǎn)生交變磁通，在同永久磁鐵恒磁場相互作用下，振動片產(chǎn)生和電源的頻率同步振動。振動片末端振針起著打點作用，當(dāng)紙帶叢針尖和復(fù)寫紙下通過時，便每隔0.02s的時間被打上一系列的點。打點計時器使用注意點使用前應(yīng)注意檢查電源是否符合要求交流電50hz 46v，否那么會影響打點效果。不要任意松動振動片固定螺絲或亂撥振動片。平時不要使儀器受到劇烈振動。單面復(fù)寫紙要保持平整，使用時有色面朝下，中心孔穿在定位軸上，并能靈活轉(zhuǎn)動，使打點清晰。為保證點的清晰，每換一次紙帶靈活適當(dāng)調(diào)解一下復(fù)寫紙的工作位置。打點計時器在未放紙帶情況下

5、不宜長久通電，以防止損壞打點針尖。秒表是在用單擺測重力加速度的實驗中使用。該儀器的使用主要是表盤的結(jié)構(gòu)。3.質(zhì)量的測量：主要儀器是天平。在使用該儀器時要注意測量質(zhì)量之前要調(diào)零，測量時左盤放被測物體，右盤放砝碼，加砝碼時要先加大質(zhì)量的砝碼再更換小質(zhì)量的砝碼注意天平的量程，讀數(shù)時是砝碼的讀數(shù)游碼的讀數(shù)被測物體的質(zhì)量4.電路量的測量：主要的物理量有電流、電壓、電阻。主要的儀器有電流表、電壓表、歐姆表等等。電流表、電壓表在使用時要求電表的正接線柱接在電路中高電勢點，負(fù)接線柱接在電路中低電勢點；量程的選擇選擇的原那么：保證平安，然后盡量準(zhǔn)確，實際選用時儀表的量程略大于待測物理量的最大值。假設(shè)所給定的儀表

6、無法滿足上述要求，那么應(yīng)選用滑動變阻器的分壓式接法。；讀數(shù)及構(gòu)造原理。歐姆表在使用時要注意整個電路要處于斷路狀態(tài)；表盤的右刻度是電阻為零，左刻度是電阻為；在測量電阻是盡量使表頭指針在中央1/3處；在換檔時要重新調(diào)零。如出現(xiàn)電壓表、電流表上只有刻度而無讀數(shù)，那么在使用時可根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的角度與電流強度的大小成正比，用表頭上的刻度數(shù)來表示所測量的電壓的大小。5.其他物理量的測量：溫度、體積、壓強大氣壓的數(shù)值讀取同長度的測量、折射率的測量。6.其他物理儀器的使用：比方滑動變阻器、電阻箱、彈簧秤等。按圖1所給定的電路圖在圖2所給定的實物中畫出各元件的連線。殲滅難點訓(xùn)練1. 按照有效數(shù)字規(guī)那么讀出以下各游

7、標(biāo)尺的測量值. 讀數(shù)為_cm. 讀數(shù)為_mm. 讀數(shù)為_m. 讀數(shù)為_cm. 讀數(shù)為_cm.2.按照有效數(shù)字規(guī)那么讀出以下電表的測量值.0123051015v00123a接03v量程時讀數(shù)為_v. 接03a量程時讀數(shù)為_a.+ 接015v量程時讀數(shù)為_a.3.多用電表表頭的示意圖如右。當(dāng)指針位置如圖中灰三角箭頭所示,那么測量的是_,測量結(jié)果為_.當(dāng)指針位置如圖中白三角箭頭所示,那么測量的是_,測量結(jié)果為_.當(dāng)指針位置如圖中黑三角箭頭所示,那么測量的是_,測量結(jié)果為_.當(dāng)指針位置如圖中黑三角箭頭所示,正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角很小,那么接下來的操作步驟應(yīng)該依次為:_,_,_.測量結(jié)束后應(yīng)將選擇開

8、關(guān)撥到_或者_.無論用多用電表進行何種(直流)測量，電流都應(yīng)該從_表筆經(jīng)_插孔流入電表。4.用螺旋測微器測量長度時,可以精確到_m,讀數(shù)應(yīng)該讀到_mm.讀出以下四種情況下的測量結(jié)果._mm。_cm。_m。_×10-3m。01234567890012345678910abc5.如圖是一個游標(biāo)卡尺。圖中a、b、c分別叫做_、_、_.如圖有一個小型氣缸,欲測量其所用材料的體積v,需要測量高度h,深度h,外徑d,內(nèi)徑d,應(yīng)該分別用游標(biāo)卡尺的哪一局部?(用字母表示)_,_,_.在測量外徑時，游標(biāo)卡尺的尺面應(yīng)該跟氣缸底面垂直還是平行?_.為減小偶然誤差,要求測量4四次,那么每測量一次后應(yīng)將氣缸繞

9、中心軸轉(zhuǎn)動_度.用測量結(jié)果表示v的表達式為:_. 6.右圖是千分尺的示意圖.圖中所標(biāo)的各局部依次叫做:_,_,_._,_,_.在測量時,當(dāng)快要接觸被測物體時,要停止使用_,改用_,目的是既可以_,又能_.千分尺中的精密螺紋的螺距為_mm,其75 76 770 5 10可動刻度局局部為50等分,每一小格表示_mm._mmhg=_pa.0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000mg8.某同學(xué)用天平稱量一只小鐵球的質(zhì)量。他將被測物體放在天平左盤內(nèi)，在右盤內(nèi)放有16g砝碼，將游碼移到如圖位置時天平恰好平衡。那么被測物體的質(zhì)量為_g。請在圖中畫出在調(diào)節(jié)天平橫梁水

10、平時游碼應(yīng)該處在的位置。10 1040 400 020 2030 3050 50n9.右以下列圖是一個彈簧秤的示意圖,該彈簧秤的量程為_n。由圖中讀出的測量值應(yīng)為_n。012345678910a b c d e f10.在做“研究勻變速直線運動的實驗時，某同學(xué)得到一條用打點計時器打下的紙帶，并在其上取了a、b、c、d、e、f等6個計數(shù)點每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個打點計時器打下的點，本圖中沒有畫出打點計時器接的是220v、50hz的交變電流。他把一把毫米刻度尺放在紙帶上，其零刻度和計數(shù)點a對齊。按照有效數(shù)字的讀數(shù)規(guī)那么讀出相鄰計數(shù)點ab、bc、cd、de、ef間的距離s1、s2、s3、s4、s5

11、，它們依次為_cm、_cm、_cm、_cm、_cm。由以上數(shù)據(jù)計算打點計時器在打b、c、d、e各點時,物體的即時速度vb、vc、vd、ve依次是_m/s、_m/s、_m/s、_m/s。根據(jù)以上結(jié)果,試用兩種不同的方法計算該物體的加速度a。根據(jù)中得到的數(shù)據(jù),試在右邊所給的坐標(biāo)系中，用做v-t圖象的方法，從圖象中求物體的加速度a.。要標(biāo)明坐標(biāo)及其單位，單位大小要取得適宜，使作圖和讀數(shù)方便，并盡量充分利用坐標(biāo)紙).試說明為什么用圖象法求加速度的偶然誤差比較小?從圖象上求紙帶上的a、f點所對應(yīng)的物體的即時速度va=_m/s，vf=_m/s，并由此計算:當(dāng)打點計時器打下a點的時刻，物體已經(jīng)從靜止開始做勻

12、加速運動_s了。 如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=49hz，而做實驗的同學(xué)并不知道，那么由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測量值比實際值偏_，理由是：_。_m/s2.如果拖拉機勻加速到6m/s后保持勻速運動，那么它啟動半分鐘后大約開出_m遠。a點，另一端栓上兩根細繩，每根細繩分別連著一個量程為5n、最小刻度為0.1n的彈簧測力計，沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計。當(dāng)橡皮筋的活動端拉到o點時，兩根細繩相互垂直，如下列圖。這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出。由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為_n和_n。只須讀到0.1n在右圖的方格紙中按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力。o a b c9.511

13、13.在用落體法驗證機械能守恒定律時，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如右。其中o是起始點，a、b、co到a、b、c各點的距離,并記錄在圖中(單位cm)。這三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是_ ,應(yīng)記作_cm。該同學(xué)用重錘在ob段的運動來驗證機械能守恒，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭2，他用ac段的平均速度作為跟b點對應(yīng)的物體的即時速度，那么該段重錘重力勢能的減少量為_，而動能的增加量為_，(均保存3位有效數(shù)字，重錘質(zhì)量用m表示).這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量_動能的增加量，原因是_。om另一位同學(xué)根據(jù)同一條紙帶，同一組數(shù)據(jù)，也用重錘在ob段的運動來驗證機械能守恒，不過他數(shù)了一下：從打點計時器打

14、下的第一個點o數(shù)起，圖中的b是打點計時器打下的第9個點。因此他用vb=gt計算跟b點對應(yīng)的物體的即時速度，得到動能的增加量為_，這樣驗證時的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量_動能的增加量,原因是_。14.某同學(xué)想在家里做用單擺測定重力加速度的實驗，但沒有適宜的擺球，他找到了一塊大小為3cm左右，外形不規(guī)那么的石塊代替小球。他設(shè)計的實驗步驟是： a.將石塊用細尼龍線系好，結(jié)點為m，將尼龍線的上端固定于o點om間尼龍線的長度l作為擺長=30°的角度,然后由靜止釋放 d.從擺球擺到最高點時開始計時，測出30次全振動的總時間t,，由t=t/30得出周期om間尼龍線的長度再做幾次實驗，記下相應(yīng)的

15、l和tf.求出屢次實驗中測得的的平均值作為計算時使用的數(shù)據(jù),帶入公式求出重力加速度g你認(rèn)為該同學(xué)以上實驗步驟中有重大錯誤的選項是_。為什么?該同學(xué)用om的長作為擺長，這樣做引起的系統(tǒng)誤差將使重力加速度的測量值比真實值偏大還是偏小?_。你認(rèn)為用什么方法可以解決擺長無法準(zhǔn)確測量的困難?r1 r215.在做用油膜法估測分子大小的實驗中，實驗室中使用的酒精油酸溶液的體積濃度為n,，又用滴管測得每n滴這種酒精油酸的總體積為v,，將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上，在玻璃板上描出油膜的邊界線，再把玻璃板放在畫有邊長為a的正方形小格的紙上(如右圖)測得油膜占有的小正方形個數(shù)為m。用以上字母表示油酸分子的大小d

16、。從右圖中數(shù)得油膜占有的小正方形個數(shù)為m=_。g.，而且在使用前往往要求先判定通過該電流表的電流方向跟指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。這種電流表的量程一般都很小，一不小心就可能燒毀電表。如圖，現(xiàn)在有一只這樣的靈敏電流表g、一只干電池、一個阻值很大的電阻r1和一只阻值很小的電阻r2。用筆畫線作為導(dǎo)線,把以上元器件都連接在測試電路中。簡述測試方法。17.用恒定電流的電流場模擬靜電場描繪等勢線時，以下哪些情況是能夠?qū)崿F(xiàn)的m nmnm nm圓柱形電極m、n都接電源的正極，模擬等量正點電荷周圍的靜電場圓柱形電極m接電源正極，圓環(huán)形電極n接電源負(fù)極，模擬正點電荷周圍的靜電場兩個平行的長條形電極m、n分別接電源正、負(fù)極

17、，模擬平行板電容器間的靜電場 圓柱形電極m接電源負(fù)極，模擬負(fù)點電荷周圍的靜電場ma18.用伏安法測量一只定值電阻的實驗所需的器材實物如圖，各器材規(guī)格為：待測電阻rx約100直流毫安表量程0-10ma，內(nèi)阻50直流電壓表量程0-3v，內(nèi)阻5k直流電源輸出電壓3v，內(nèi)阻可不計滑動變阻器0-15，允許最大電流1a電鍵一只，導(dǎo)線假設(shè)干。根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求，在下面方框中畫出實驗電路圖，并在實物圖上用筆畫線當(dāng)導(dǎo)線連接成實驗電路。19.某電壓表的內(nèi)阻在2030k之間，為了測量其內(nèi)阻，實驗室提供以下可用的器材：待測電壓表v量程3v電流表a1量程200a電流表a2量程5ma電流表a3量程0.6a滑動變阻器

18、r最大阻值1 k電源e電動勢4v電鍵。在所提供的電流表中應(yīng)選用_。為了盡量減小偶然誤差，要求多測幾組數(shù)據(jù)。試在右邊方框中畫出符合要求的實驗電路圖其中電源和電鍵及其連線已畫出 u/vi/ma1.0 2.0 o20.在測定金屬的電阻率的實驗中，金屬導(dǎo)線長約0.8m，直徑小于1mm，電阻在5左右。實驗主要步驟如下：用_測量金屬導(dǎo)線的長度，測3次，求出平均值l；在金屬導(dǎo)線的3個不同位置上用_測量直徑，求出平均值d；用伏安法測量金屬導(dǎo)線的電阻r。在左邊方框中畫出實驗電路圖，并試把右圖中所給的器材連接成測量r的適宜的線路。圖中安培計要求用0-0.6a量程，內(nèi)阻約1；伏特計要求用0-3v量程，內(nèi)阻約幾k；電

19、源電動勢為6v；滑動變阻器阻值0-20。在閉合電鍵前，滑動變阻器的滑動觸點應(yīng)處于正確位置。 根據(jù)圖上測量值，得到該金屬電阻率的表達式為=_。21.用伏安法測電阻的實驗中，所用電壓表的內(nèi)阻約為20k，電流表的內(nèi)阻約為10，滑動變阻器的最大阻值為20，選用能夠盡量減小系統(tǒng)誤差的電路進行實驗，所測得的各組數(shù)據(jù)已用實心點標(biāo)在了右圖的坐標(biāo)紙上。根據(jù)各點表示的數(shù)據(jù)描出該電阻的伏安特性圖線，并由此圖線得出該電阻的阻值為rx=_保存2位有效數(shù)字。在方框中畫出實驗電路圖。將實物連接成實驗電路。maar rxrx的值。圖中電源電動勢未知，電源內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻均可忽略不計，r為電阻箱。假設(shè)要測得rx的值，r至少需

20、要取_ 個不同的數(shù)值。假設(shè)電流表每個分度表示的電流值未知，但指針偏轉(zhuǎn)角度與通過的電流成正比，那么在用此電路測rx時，r至少需取_個不同的數(shù)值。假設(shè)電源內(nèi)阻不可忽略，能否應(yīng)用此電路測量rx？答：_。marxekrmarxekrvv圖1 圖2rx，其阻值大約在40-50之間，需要進一步測定其阻值?，F(xiàn)有的器材有：電池組e伏特表v量程0-10v，內(nèi)阻約20k毫安表a1量程0-50ma，內(nèi)阻約20毫安表a2量程0-300ma，內(nèi)阻約4滑動變阻器r10-100，額定電流1a滑動變阻器r20-1700，額定電流0.3a電鍵一只，導(dǎo)線假設(shè)干。有兩種可供選擇的電路如圖1和圖2所示。實驗中要求多測幾組電流、電壓值

21、。為了實驗?zāi)苷＿M行并減小系統(tǒng)誤差，而且要求滑動變阻器要便于調(diào)節(jié)，在實驗中應(yīng)選圖_所示的電路；應(yīng)選代號為_的毫安表和代號為_的滑動變阻器。該實驗的系統(tǒng)誤差主要是由_引起的，這個因素總是使實驗的測量值比真實值偏_。假設(shè)所用的毫安表的準(zhǔn)確電阻值，那么應(yīng)選用圖_所示的電路進行測量。a內(nèi)阻為500的靈敏電流表改裝為量程為1ma的毫安表。需要給它_聯(lián)一只r=_的電阻。需要用一只標(biāo)準(zhǔn)毫安表對改裝毫安表進行校對。校對所用的器材的實物圖如下其中標(biāo)準(zhǔn)毫安表事先已與一只固定電阻串聯(lián)，以防燒表。校對過程要求通過毫安表的電流能從0連續(xù)調(diào)到1ma。請按要求在方框中畫出校對電路圖，并在所給的實物圖上連線。amaear1r

22、2 k2k1e為電源，其電動勢為e，r1為滑動變阻器，r2為電阻箱，a為電流表。用此電路，經(jīng)以下步驟可近似測得a的內(nèi)阻ra：閉合k1，斷開k2，調(diào)節(jié)r1，使電流表讀數(shù)等于其量程i0；保持r1不變，閉合k2，調(diào)節(jié)r2，使電流表讀數(shù)等于i0/2，然后讀出r2的值，取ra=r2。按照電路圖在右邊實物圖所給出的實物圖中畫出連接導(dǎo)線。真實值與測得值之差除以真實值叫做測量結(jié)果的相對誤差，即，試導(dǎo)出它與電源電動勢e、電流表量程i0及電流表內(nèi)阻ra的關(guān)系式。假設(shè)i0=10ma，真實值ra約為30，要想使測量結(jié)果的相對誤差不大于5%，電源電動勢最小應(yīng)為多少伏？ar2r1k2k1e圖126.把電流表改裝為電壓表的

23、實驗中，分3個主要步驟，實驗中給出的器材有：電流表量程0-100a標(biāo)準(zhǔn)伏特表量程0-5v電阻箱0-9999電阻箱0-99999電源電動勢2v，有內(nèi)阻電源電動勢6v，有內(nèi)阻滑動變阻器0-50，額定電流1.5a電鍵兩只，導(dǎo)線假設(shè)干。圖2首先要用半偏法測定電流表的內(nèi)阻。如果采用圖1所示的電路測定電流表a的內(nèi)電阻并且要想得到較高的精確度，那么從以上給出的器材中，可變電阻r1應(yīng)選用_，可變電阻r2應(yīng)選用_，電源e應(yīng)選用_k1k2r1的阻值是否最大，如果不是，將r1r1r2r2的阻值。 把以上步驟的字母代號按實驗的合理順序填寫在下面橫線上空白處：_；_；_；_；_；_。如果在步驟f中所得的r2的阻值為60

24、0，那么圖1中被測電流表的內(nèi)阻rg的測量值為_。如果要將圖1中的電流表a改裝為量程為0-5v的伏特表，那么改裝的方法是給電流表_聯(lián)一個阻值為_的電阻。 在用以上步驟將電流表改裝成伏特表后，以下說法中正確的選項是 a.由于電流表內(nèi)阻的測量值比其真實值小，這一因素使得用上述步驟改裝成的伏特表測定電壓時，其讀數(shù)比伏特表兩端的實際電壓小b.由于電流表內(nèi)阻的測量值比其真實值小，這一因素使得用上述步驟改裝成的伏特表測定電壓時，其讀數(shù)比伏特表兩端的實際電壓大c.由于電流表內(nèi)阻的測量值比其真實值大，這一因素使得用上述步驟改裝成的伏特表測定電壓時，其讀數(shù)比伏特表兩端的實際電壓小d.由于電流表內(nèi)阻的測量值比其真實值大，這一因素使得用上述步驟改裝成的伏特表測定電壓時，其讀數(shù)比伏特表兩端的實際電壓大圖2所示器材中，一局部是將電流表改裝為伏特表所需的，其余是為了把改裝成的伏特表跟標(biāo)準(zhǔn)伏特表進行校對所需的。在下面方框中畫出改裝和校對都包括在內(nèi)的電路圖要求對0-5v的所有刻度都能在實驗中進行校對；然后在圖2上畫出連線，