高中物理畢業(yè)考實(shí)驗(yàn)操作

高中物理基礎(chǔ)型學(xué)生實(shí)驗(yàn)高中物理基礎(chǔ)型學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一用DIS測(cè)定位移和速度實(shí)驗(yàn)二用DIS測(cè)定加速度 實(shí)驗(yàn)三研究共點(diǎn)力的合成實(shí)驗(yàn)四用DIS研究加速度與力的關(guān)系，加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)五用DIS研究溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系實(shí)驗(yàn)六用多用電表測(cè)電阻、電壓和電流 實(shí)驗(yàn)七用DIS研究通電螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)八探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件實(shí)驗(yàn)一用DIS測(cè)定位移和速度[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯（1）熟悉DIS的使用方法；（2）用DIS測(cè)定位移，并研究變速直線運(yùn)動(dòng)物體的s-t圖像；（3）測(cè)量變速直線運(yùn)動(dòng)物體的平均速度；（4）測(cè)定變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。

[實(shí)驗(yàn)步驟]（一）用DIS測(cè)定位移

（1）將位移傳感器的發(fā)射器固定在小車(chē)上，接收器固定在軌道右端（軌道稍?xún)A斜，使小車(chē)能做勻速直線運(yùn)動(dòng)），將數(shù)據(jù)采集器相連。（2）開(kāi)啟計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)采集器電源，運(yùn)行DIS應(yīng)用軟件，選擇“教材專(zhuān)用”點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)條目中的“測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的位移和速度”，出現(xiàn)相應(yīng)的界面。（3）點(diǎn)擊“開(kāi)始記錄”，放開(kāi)小車(chē)使其運(yùn)動(dòng)，計(jì)算機(jī)界面的表格內(nèi)，將出現(xiàn)小車(chē)的位移隨時(shí)間變化的取樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)在s-t圖中將出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，從點(diǎn)的走向可大致看出小車(chē)位移隨時(shí)間的變化的規(guī)律。（4）點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)點(diǎn)連線”，得出位移隨時(shí)間變化的曲線。（5）改變軌道的傾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，觀察不同形狀的圖線與小車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系。小車(chē)做變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)的圖線是怎樣的？

（二）用DIS測(cè)變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度（1）實(shí)驗(yàn)裝置同（一），按照前述學(xué)生實(shí)驗(yàn)的步驟，使載有位移傳感器發(fā)射器的小車(chē)做變速直線運(yùn)動(dòng)，獲得的s-t圖界面。（2）點(diǎn)擊“選擇區(qū)域”，取A、D兩點(diǎn)，圖中直角三角形水平邊為兩點(diǎn)的時(shí)間間隔△t，豎直邊為兩點(diǎn)位移的變化量△s，其斜邊的斜率即為平均速度值，實(shí)驗(yàn)下方速度窗口中將顯示該速度的值。（3）將類(lèi)似于上述實(shí)驗(yàn)界面圖中“AD”“AC”“AB”選定為研究區(qū)域，觀察實(shí)驗(yàn)界面下方速度窗口中顯示的數(shù)據(jù)，并將數(shù)值填入表格內(nèi)。研究區(qū)域速度v/m·s-1ADACAB（三）用DIS測(cè)變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度（1）實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，將光電門(mén)傳感器固定在軌道側(cè)面，墊高軌道的一端，使固定有擋光片的小車(chē)能夠順利通過(guò)并能擋光。

（2）開(kāi)啟電源，運(yùn)行DIS應(yīng)用軟件，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)條目中的“用DIS測(cè)定瞬時(shí)速度”，軟件界面如圖所示。（3）點(diǎn)擊“開(kāi)始記錄”，依次將與軟件中△s對(duì)應(yīng)的擋光片固定在小車(chē)上，讓小車(chē)從軌道的同一位置由靜止開(kāi)始下滑，分別記錄下四次擋光的時(shí)間，DIS實(shí)時(shí)計(jì)算出小車(chē)通過(guò)光電門(mén)時(shí)的平均速度。次數(shù)擋光片寬度b/m通過(guò)光電門(mén)時(shí)間t/s速度v/m·s-11234注意事項(xiàng)：（1）要先打開(kāi)“數(shù)據(jù)采集器”的電源，各個(gè)接口出不要松動(dòng)。（2）注意點(diǎn)擊“開(kāi)始記錄”和釋放小車(chē)的先后順序?qū)?shí)驗(yàn)的影響。（3）位移傳感器的接受器和發(fā)射器要正對(duì)，發(fā)射器固定在小車(chē)上，接收器固定在軌道的右端。放射器的電源開(kāi)關(guān)要打開(kāi)。（4）擋光片上邊沿應(yīng)和小車(chē)運(yùn)動(dòng)軌道平行。

實(shí)驗(yàn)二用DIS測(cè)定加速度[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯測(cè)定沿軌道下滑小車(chē)的加速度。

[實(shí)驗(yàn)器材]小車(chē)、軌道、量角器、位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)。

[實(shí)驗(yàn)步驟]（1）將位移傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連。并將軌道墊高。

（2）開(kāi)啟電源，運(yùn)行DIS應(yīng)用軟件，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)條目中的“用DIS測(cè)定加速度”，出現(xiàn)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)界面。（3）點(diǎn)擊“開(kāi)始記錄”并釋放小車(chē)，得到v-t圖像。（4）觀察得到小車(chē)在軌道上運(yùn)動(dòng)的v-t圖線，思考分析速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。

（5）點(diǎn)擊“選擇區(qū)域”，移動(dòng)光標(biāo)，在圖像上取相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)A（t1，v1）與B（t2，v2），求出它們所在直線上的斜率，即可求出加速度，即，并記錄a1=______m/s2。（6）不改變軌道的傾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，多次（5次）測(cè)量加速度a值，并做好相應(yīng)的記錄。a2=______m/s2，a3=______m/s2，a4=______m/s2，a5=______m/s2。選做：（7）改變軌道的傾角，測(cè)量加速度值，并做好相應(yīng)的記錄。

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]當(dāng)斜面傾角為_(kāi)_____時(shí)，小車(chē)下滑的加速度平均值為_(kāi)______m/s2（選做）當(dāng)斜面的傾角越大，下車(chē)下滑的加速度越__________。

[注意事項(xiàng)]（1）小車(chē)的輪子應(yīng)在軌道的卡槽內(nèi)，位移傳感器的接收器和發(fā)射器要正對(duì)。各接口不要松動(dòng)，并打開(kāi)數(shù)據(jù)采集器的電源。（2）實(shí)驗(yàn)發(fā)生故障時(shí)，可關(guān)閉軟件，數(shù)據(jù)采集器，并重新打開(kāi)。

實(shí)驗(yàn)三研究共點(diǎn)力的合成[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯研究合力與分力的關(guān)系[實(shí)驗(yàn)原理]用一個(gè)力與同時(shí)用兩個(gè)力使橡皮筋發(fā)生相同形變效果（伸長(zhǎng)相同的長(zhǎng)度），合力與兩個(gè)分力的大小和方向的關(guān)系。[實(shí)驗(yàn)器材]圖板、圖釘、白紙、橡皮筋、彈簧測(cè)力計(jì)（兩個(gè)）、刻度尺、量角器等。

[實(shí)驗(yàn)步驟]（1）用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉繩套，使橡皮筋伸長(zhǎng)到一定的位置，記下橡皮筋與繩套結(jié)點(diǎn)的位置O，畫(huà)出兩繩套的方向，記錄兩彈簧秤的示數(shù)F1和F2。（2）用一個(gè)彈簧秤將橡皮筋拉伸，使結(jié)點(diǎn)仍到達(dá)位置O，畫(huà)出繩套的方向，記錄彈簧秤示數(shù)。（3）用相同標(biāo)度作出兩個(gè)分力F1、F2與合力F，以F1和F2為鄰邊作出平行四邊形，得到其對(duì)角線F’，看F’和F是否完全重合（研究的話(huà)應(yīng)連接各力的頂點(diǎn)看是否平行四邊形）。選做：（4）改變兩力的夾角再做幾次。[數(shù)據(jù)處理]用相同標(biāo)度作出兩個(gè)分力與合力F，用平行四邊形定則作出兩個(gè)分力的合力F’，再比較F’和F。[注意事項(xiàng)]：（1）彈簧秤水平放時(shí)調(diào)零，彈簧秤與細(xì)線平行與木板平行。（2）彈簧秤示數(shù)要估讀。

實(shí)驗(yàn)四用DIS研究加速度與力的關(guān)系，加速度與質(zhì)量的關(guān)系[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯（1）研究小車(chē)在質(zhì)量一定的情況下，加速度與作用力的關(guān)系。（2）研究小車(chē)在受力一定的情況下，加速度與質(zhì)量的關(guān)系。[實(shí)驗(yàn)器材]帶滑輪的軌道、小車(chē)、鉤碼、小車(chē)的配重片、天平、位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)等

[實(shí)驗(yàn)步驟]（一）用DIS研究加速度與力的關(guān)系（1）用天平測(cè)量小車(chē)的質(zhì)量（含位移傳感器的發(fā)射器）。（2）測(cè)量鉤碼的重力（作為對(duì)小車(chē)的拉力）。（3）將位移傳感器的接收器固定在軌道的一端，并連接到數(shù)據(jù)采集器。將發(fā)射器固定在小車(chē)上，同時(shí)打開(kāi)其電源。

（4）開(kāi)啟數(shù)據(jù)采集器電源，運(yùn)行DIS應(yīng)用軟件，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)條目中的“牛頓第二定律”，出現(xiàn)軟件界面。（5）用細(xì)線連接小車(chē)，跨過(guò)滑輪系住鉤碼。點(diǎn)擊“開(kāi)始記錄”并釋放小車(chē)，讓其在外力F的作用下運(yùn)動(dòng)，界面實(shí)時(shí)顯示小車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的圖像。當(dāng)小車(chē)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)擊“停止記錄”，得到v-t圖。（6）拖動(dòng)滾動(dòng)條，將需要的圖像顯示在窗口中，點(diǎn)擊“選擇區(qū)域”，用鼠標(biāo)在圖線中選擇“開(kāi)始點(diǎn)”和結(jié)束點(diǎn)“”，計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算出所選區(qū)域的加速度值

（7）將加速度a和外力F記錄在表格中內(nèi)相應(yīng)的位置。（8）保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變鉤碼的大小重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到一組數(shù)據(jù)（至少5組）

[數(shù)據(jù)處理]（1）將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪出a-F圖像。

a/m·s-2F/NF/Na/m·s-20[實(shí)驗(yàn)步驟]（二）研究小車(chē)在受力一定的情況下，加速度與質(zhì)量的關(guān)系。（1）-（6）同上。（7）將加速度a和質(zhì)量m記錄在表格中相應(yīng)的位置。（8）保持鉤碼的大小不變，改變小車(chē)質(zhì)量并重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到一組數(shù)據(jù)（至少5組）。（9）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出a-m圖，并通過(guò)重新設(shè)置變量，使圖像成為一條線。[數(shù)據(jù)處理]（1）將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪出a-m圖像，通過(guò)重新設(shè)置變量，使圖像成為一條直線a/m·s-2m/kgm/kga/m·s-20a/m·s-20[注意事項(xiàng)]（1）軌道應(yīng)保持水平。（2）小車(chē)與軌道的摩擦力要小。（3）鉤碼的質(zhì)量也應(yīng)小些。

實(shí)驗(yàn)五用DIS研究溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯探究一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系。

[實(shí)驗(yàn)器材]注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)[實(shí)驗(yàn)步驟]（1）將壓強(qiáng)傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連。

（2）開(kāi)啟電源，運(yùn)行DIS應(yīng)用軟件，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)條目中的“研究溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”，出現(xiàn)相應(yīng)軟件界面。（3）點(diǎn)擊“開(kāi)始記錄”，觀察壓強(qiáng)傳感器所測(cè)得的大氣壓強(qiáng)值。（4）將注射器的活塞置于初始位置（如15cm），并與壓強(qiáng)傳感器探測(cè)口連接。（5）在數(shù)據(jù)表格中輸入活塞初始位置所對(duì)應(yīng)的氣體體積值。點(diǎn)擊“記錄數(shù)據(jù)”，記錄此刻針筒中密閉氣體的壓強(qiáng)值。（6）連續(xù)改變注射器活塞得位置使氣體體積發(fā)生變化，將變化后的體積輸入到表格中，同時(shí)記錄該體積所對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)值，獲得多組壓強(qiáng)數(shù)據(jù)。

（7）點(diǎn)擊“p-V繪圖”，計(jì)算機(jī)根據(jù)數(shù)據(jù)點(diǎn)繪出“壓強(qiáng)—體積”關(guān)系圖線。（8）點(diǎn)擊“p-繪圖”計(jì)算機(jī)繪出“壓強(qiáng)—體積的倒數(shù)”關(guān)系圖線。[注意事項(xiàng)]：（1）不能用手握住注器；實(shí)驗(yàn)時(shí)緩慢推動(dòng)注射器；等壓強(qiáng)值穩(wěn)定后再記錄。（2）防止漏氣。（3）注射器與壓強(qiáng)傳感器連接處有一定的體積。

實(shí)驗(yàn)六用多用電表測(cè)電阻、電壓和電流[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯練習(xí)用多用電表測(cè)電阻、電壓和電流[實(shí)驗(yàn)原理]閉合電路歐姆定律[實(shí)驗(yàn)器材]多用電表、待測(cè)電阻、電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。

[實(shí)驗(yàn)步驟]（1）按如圖所示的電路把待測(cè)電阻、電源、開(kāi)關(guān)連接成電路。（2）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，用多用表電阻擋測(cè)出待測(cè)電阻R的阻值。（3）合上開(kāi)關(guān)S，用多用表電壓擋測(cè)出電阻兩端的電壓值U。（4）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，用多用表串聯(lián)接入電路，再合上開(kāi)關(guān)S，用多用表電流擋測(cè)出流過(guò)電阻的電流值。機(jī)械調(diào)零調(diào)零旋鈕表筆插孔直流電壓擋直流電流擋歐姆擋交流電壓擋不同量程選擇開(kāi)關(guān)歐姆擋刻度線直流電壓、電流刻度線交流電壓刻度線[數(shù)據(jù)錄處理]（1）待測(cè)電阻R=_______________；電阻兩端電壓U=_______________；流過(guò)電阻的電流I=______________。（2）根據(jù)測(cè)出的電壓和電流值，計(jì)算出待測(cè)電阻值R=_____________。

[問(wèn)題討論]比較電阻測(cè)量值與計(jì)算值的大小，分析產(chǎn)生差異的原因有哪些？[注意事項(xiàng)]（1）待測(cè)電阻必須從電路中斷開(kāi)（2）手不能接觸兩表筆（3）換倍率擋后必須重新調(diào)零實(shí)驗(yàn)七用DIS研究通電螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)度[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯測(cè)定通電螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。[實(shí)驗(yàn)器材]長(zhǎng)螺線管、滑動(dòng)變阻器、穩(wěn)壓電源、導(dǎo)線、磁傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)[實(shí)驗(yàn)步驟]（1）如課本圖10-29所示，將磁傳感器連接到數(shù)據(jù)采集器的輸入口。（2）螺線管接入電源（直流小于6V）后放置在水平面上，調(diào)節(jié)傳感器的高度，使它的探管正好在螺線管的軸線上。

10ΩU＜6V（3）點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)菜單上的“研究通電螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)度”，顯示屏上將出現(xiàn)B-d坐標(biāo)及數(shù)據(jù)表格等（課本10-30）。其中B為通電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，d為磁傳感器探管端部插入線圈的長(zhǎng)度。（4）改變d值，點(diǎn)擊“記錄數(shù)據(jù)”，可得到多組不同的d、B值。[數(shù)據(jù)處理]（1）在表格中記下傳感器探管端部在不同位置測(cè)得的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。（2）啟動(dòng)“繪圖”功能，在顯示屏上可觀察到B-d圖線。

[注意事項(xiàng)]（1）螺線管接入穩(wěn)定的直流電源電壓小于6V。（2）調(diào)節(jié)電源的正負(fù)極，使磁傳感器的讀數(shù)為正值。（3）傳感器使用前需預(yù)熱4分鐘。（4）傳感器測(cè)量的為平行長(zhǎng)管方向的磁場(chǎng)強(qiáng)度分量。實(shí)驗(yàn)八探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。[實(shí)驗(yàn)器材]條形磁鐵、靈敏電流計(jì)、線圈A和B、滑動(dòng)變阻器、電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等。[實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)（包括原理、電路、步驟和觀察記錄）]

方案一（供參考）將靈