專題八物理實驗一、主干知法必記(一)力學(xué)實驗1.熟知常規(guī)力學(xué)量的測量物理量測量工具、使用方法或測量方法力彈簧測力計(不超量程,調(diào)零;會讀數(shù));力傳感器(調(diào)零)質(zhì)量天平(水平放置、調(diào)零;被測物放左盤、砝碼放右盤;會讀數(shù))長度刻度尺(要估讀,精度1 mm);螺旋測微器(要估讀,精度0.01 mm);游標(biāo)卡尺(不估讀,精度有0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm三種)時間打點計時器(電磁打點計時器使用6 V以下交流電,電火花計時器使用220 V交流電,頻率為50 Hz時打點時間間隔均為0.02 s);光電計時器(記錄擋光時間t);停表(不估讀,精度0.1 s)速度打點紙帶:vt2=v=xt;頻閃照相:vt2=v=xt;光電門:瞬時速度v=dt(d為遮光板寬度);速度傳感器加速度打點紙帶:a=xT2;頻閃照相:a=xT2;光電門:a=v22-v122x或a=v2-v1t;v-t圖像:a=k(斜率)2.洞悉重要力學(xué)實驗的考點項目裝置圖操作要領(lǐng)考查熱點研究勻變速直線運動平行:細(xì)繩、紙帶與長木板平行靠近:小車釋放前,應(yīng)靠近打點計時器的位置先后:實驗時先接通電源,后釋放小車;實驗后先斷開電源,后取下紙帶適當(dāng):懸掛鉤碼要適當(dāng),避免紙帶打出的點太少或過于密集考裝置:器材裝配正誤考讀算:讀紙帶計數(shù)點間位移;計算瞬時速度;計算加速度摩擦力:無須平衡(木板平放或斜放均可)遠(yuǎn)小于:無須滿足(懸掛鉤碼質(zhì)量與小車質(zhì)量)探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系操作:彈簧豎直懸掛;待鉤碼靜止時測出彈簧長度作圖:坐標(biāo)軸標(biāo)度要適中,單位要標(biāo)注;連線時要使各數(shù)據(jù)點均勻分布在直線的兩側(cè)考裝置:器材裝配、讀數(shù)考作圖:根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作相關(guān)圖線考計算:根據(jù)F-x,或F-l,或m-x圖像求k驗證力的平行四邊形定則等效:同一次實驗中橡皮條拉長后的結(jié)點O位置必須保持不變拉力:沿彈簧測力計軸線方向拉,橡皮條、彈簧測力計和細(xì)繩套與紙面平行;兩分力F1、F2的夾角不要太大或太小作圖:選定比例要相同;嚴(yán)格按力的圖示要求作平行四邊形求合力考讀數(shù):彈簧測力計示數(shù)考操作:兩次拉橡皮條時需將結(jié)點O拉到同一位置求合力:根據(jù)分力F1、F2大小與方向用作圖法求合力會區(qū)分:能區(qū)分合力的理論值與真實值驗證牛頓運動定律平衡:必須平衡摩擦力(改變小車或重物質(zhì)量,無須重新平衡)質(zhì)量:重物的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量(若使用力傳感器,或以小車與重物的系統(tǒng)為研究對象無須滿足此要求)其他:細(xì)繩與長木板平行;小車在靠近打點計時器的位置釋放;實驗時先接通電源,后釋放小車考裝置:器材安裝正誤;平衡摩擦力的方法、標(biāo)準(zhǔn);質(zhì)量控制要求測定a:根據(jù)紙帶或光電門數(shù)據(jù)計算加速度求結(jié)論:描點作a-F或a-1M圖像,并得出結(jié)論判成因:給定異常a-F圖像,判斷其可能成因探究動能定理平衡:須平衡摩擦力做功:橡皮筋做的功是變力功,不能具體求解,須用倍增法改變功的大小小車:靠近打點計時器且接通電源再釋放小車;每次小車須由同一位置靜止釋放考裝置:平衡摩擦力的方法、判斷標(biāo)準(zhǔn)求速度:小車獲得速度就是紙帶點距均勻的速度考圖像:作W-v或W-v2圖像,得出結(jié)論驗證機(jī)械能守恒定律安裝:打點計時器豎直安裝;紙帶沿豎直方向拉直重物:選密度大、質(zhì)量大的金屬塊,且在靠近計時器處釋放速度:應(yīng)用vn=hn+1-hn-12T,不能用vn=2ghn或vn=gt計算考裝置:器材選擇、裝配正誤考計算:下落速度的計算;減少重力勢能與增加動能的計算考圖像:由v22-h或v22-h圖像的斜率判斷機(jī)械能守恒驗證動量守恒定律安裝:斜槽末端切線必須沿水平方向起點:斜槽末端上方r處速度:應(yīng)用小球平拋的水平位移替代考裝置:器材安裝、小球選取、O點確定考測量:小球質(zhì)量的測量和小球平拋運動的水平位移的測量考結(jié)論:根據(jù)實驗數(shù)據(jù)判斷兩球碰撞過程中動量是否守恒(二)電學(xué)實驗1.熟知常規(guī)電學(xué)量的測量物理量測量工具、使用方法或測量方法電壓電壓表(會選用;會接線;會讀數(shù));電壓傳感器;多用電表電壓擋;靈敏電流計與大電阻串聯(lián)電流電流表(會選用;會接線;會讀數(shù));電流傳感器;多用電表電流擋;靈敏電流計與小電阻并聯(lián)電阻多用電表電阻擋(粗測);伏安法(外接法、內(nèi)接法);等效替代法測電阻;電阻箱(接線、讀數(shù));滑動變阻器(選用、接線)電動勢伏安法;伏阻法;安阻法等2.洞悉重要電學(xué)實驗的考點項目電路圖實驗原理考查熱點測定金屬的電阻率測Rx:Rx=UI(伏安法)算:Rx=LS,=SRxL考讀數(shù):U、I、L及d考電路:電路設(shè)計或選擇、實物連線或改錯,器材選擇考計算:由U-I圖像求Rx,求描繪小電珠的伏安特性曲線電路:伏安法外接;滑動變阻器分壓式圖像:I-U圖像為曲線(溫度升高,燈絲電阻增大)考電路:電路設(shè)計或選擇、實物連線或改錯,器材選擇考作圖:描點、連線畫I-U圖像考計算:由I-U圖像求電阻、電功率測定電源的電動勢與內(nèi)阻伏安法:E=U+Ir安阻法:E=I(R+r)伏阻法:E=U+URr考電路:電路設(shè)計或選擇、實物連線或改錯,器材選擇考作圖:描點連線畫圖線考計算:由I-U或I-1-R或U-1-R-1圖像,求E、r練習(xí)使用多用電表電壓、電流擋:相當(dāng)于電壓表、電流表歐姆擋:閉合電路歐姆定律調(diào)零:機(jī)械調(diào)零、歐姆調(diào)零電流方向:紅表筆進(jìn),黑表筆出考讀數(shù):電壓、電流、歐姆擋的讀值考使用:歐姆表選擋、調(diào)零、規(guī)范操作等考黑箱:多用電表探測黑箱內(nèi)的元件傳感器的簡單應(yīng)用傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測量的量(一般是電學(xué)量)考熱敏:熱敏電阻特性(歐姆表法、伏安法)考光敏:光敏電阻特性(歐姆表法、伏安法)二、易錯知識點撥1.讀數(shù)類題目中易在分度值、有效數(shù)字、單位間的換算上出現(xiàn)錯誤。2.紙帶問題中易將計時點和計數(shù)點混淆,計算時易漏掉單位的換算。3.驗證力的平行四邊形定則的實驗中誤認(rèn)為兩彈簧測力計夾角為90。4.多用電表歐姆擋使用時易出現(xiàn)換擋不調(diào)零的現(xiàn)象。5.電流表的內(nèi)、外接法,滑動變阻器的分壓和限流在具體應(yīng)用中易混。6.用U-I圖像分析電源電動勢和內(nèi)電阻時,易漏掉坐標(biāo)原點的物理意義,誤認(rèn)為都是零。7.實物連圖時,易出現(xiàn)電源正、負(fù)極和電表正、負(fù)接線柱不對應(yīng)的現(xiàn)象。8.設(shè)計性實驗中,不能很好地將基本實驗原理進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三、保溫訓(xùn)練1.在“探究小車的速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中,如圖甲是一條記錄小車運動情況的紙帶,A、B、C、D、E為相鄰計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T=0.1 s。(1)計算各點的瞬時速度,vB=m/s,vC=2.64 m/s,vD=3.90 m/s;(2)在圖乙所示坐標(biāo)中作出小車的v-t圖線,并根據(jù)圖線求出a=m/s2。乙答案(1)1.38(2)見解析圖12.6解析(1)B點的瞬時速度等于AC段的平均速度,則vB=xAC2T=0.2760.2 m/s=1.38 m/s。(2)v-t圖線如圖所示圖線的斜率表示加速度a=vt=3.90-1.380.3-0.1 m/s2=12.6 m/s2。2.某同學(xué)利用如圖(a)所示裝置測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣取嶒灂r,通過電磁鐵控制小鐵球從P處自由下落,小鐵球依次通過兩個光電門、,測得遮光時間分別為t1和t2,兩光電門中心的高度差為h,回答下列問題:(1)用螺旋測微器測得小鐵球直徑的示數(shù)如圖(b)所示,則小鐵球的直徑D=mm;(2)計算重力加速度表達(dá)式為g=;(用測定的物理量的符號表示)(3)為了減小實驗誤差,以下建議合理的是。A.減小光電門、間的高度差B.換用密度更大、體積更小的金屬球C.多次改變光電門、的位置,測量g并求其平均值答案(1)7.373(7.3727.374均可)(2)12hDt22-Dt12(3)BC3.要測繪一個標(biāo)有“3 V0.6 W”小燈泡的伏安特性曲線,燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3 V,并便于操作。已選用的器材有:電池組(電動勢4.5 V,內(nèi)阻約1 );電流表(量程為0250 mA,內(nèi)阻約5 );電壓表(量程為03 V,內(nèi)阻約3 k);開關(guān)一個、導(dǎo)線若干。(1)實驗中所用的滑動變阻器應(yīng)選下列中的(填字母代號)。A.滑動變阻器(最大阻值20 ,額定電流1 A)B.滑動變阻器(最大阻值1 750 ,額定電流0.3 A)(2)實驗的電路圖應(yīng)選用下列的圖(填字母代號)。(3)實驗得到小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示。現(xiàn)將兩個這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個2 的定值電阻R串聯(lián),接在電動勢為1.5 V、內(nèi)阻為1 的電源兩端,如圖乙所示。每個小燈泡消耗的功率是W。答案(1)A(2)B(3)0.094.某同學(xué)用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻,現(xiàn)備有下列器材:A.被測干電池一節(jié)B.電流表1:量程00.6 A,內(nèi)阻r=0.2 C.電流表2:量程00.6 A,內(nèi)阻約為0.1 D.電壓表1:量程03 V,內(nèi)阻未知E.電壓表2:量程015 V,內(nèi)阻未知F.滑動變阻器1:010 ,2 AG.滑動變阻器2:0100 ,1 AH.開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)伏安法測電池電動勢和內(nèi)阻的實驗中,由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響,測量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差。在現(xiàn)有器材的條件下,要盡可能準(zhǔn)確地測量電池的電動勢和內(nèi)阻。在上述器材中請選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?A、H(填寫選項前的字母);(2)實驗電路圖應(yīng)選擇如圖中的(填“甲”或“乙”);(3)根據(jù)實驗中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的U-I圖像,則在修正了實驗系統(tǒng)誤差后,干電池的電動勢E=V,內(nèi)電阻r=。答案(1)BDF(2)甲(3)1.50.8