物理实验整合.docx
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物理实验整合
实验基础测试
1.研究匀变速直线运动
实验目的:
原理:
仪器:
简单概括实验步骤:
实验思想和数据处理方法:
主要误差来源:
注意事项:
2.验证牛顿第二定律
实验目的:
原理:
仪器:
简单概括实验步骤:
实验思想和数据处理方法:
主要误差来源:
注意事项:
3.探究动能定理
实验目的:
原理:
仪器:
简单概括实验步骤:
实验思想和数据处理方法:
主要误差来源:
注意事项:
4.验证机械能守恒定律
实验目的:
原理:
仪器:
简单概括实验步骤:
实验思想和数据处理方法:
主要误差来源:
注意事项:
5.验证力的平行四边形定则
实验目的:
原理:
仪器:
简单概括实验步骤:
实验思想和数据处理方法:
主要误差来源:
注意事项:
6..探究弹力和弹簧伸长的关系(胡克定律)
实验目的:
原理:
仪器:
简单概括实验步骤:
实验思想和数据处理方法:
主要误差来源:
注意事项:
7.验证动量守恒定律
实验目的:
原理:
仪器:
简单概括实验步骤:
实验思想和数据处理方法:
主要误差来源:
注意事项:
8.测定金属的电阻率
实验目的:
原理:
仪器:
简单概括实验步骤:
实验思想和数据处理方法:
主要误差来源:
注意事项:
9.描绘小电珠的伏安特性曲线
实验目的:
原理:
仪器:
简单概括实验步骤:
实验思想和数据处理方法:
主要误差来源:
注意事项:
10测定电源的电动势和内电阻
实验目的:
原理:
仪器:
简单概括实验步骤:
实验思想和数据处理方法:
主要误差来源:
注意事项:
11.练习使用多用电表
简要阐述多用电表的结构:
简要阐述多用电表使用时应注意事项:
针对训练一:
实验仪器的使用
1.按照有效数字规则读出以下各游标尺的测量值.
⑴⑵
读数为_____________cm.读数为_____________mm.
⑶⑷
读数为____________m.读数为_____________cm.
⑸
读数为_____________cm.
2.按照有效数字规则读出下列电表的测量值.
⑴⑵
接0~3V量程时读数为________V.接0~3A量程时读数为_______A.
接0~15V量程时读数为_______V.接0~0.6A量程时读数为______A.
3.多用电表表头的示意图如右。
⑴当指针位置如图中灰三角箭头所示,则测量的是______,测量结果为___________.
⑵当指针位置如图中白三角箭头所示,则测量的是______,测量结果为___________.
⑶当指针位置如图中黑三角箭头所示,则测量的是______,测量结果为___________.
白
灰
⑷当指针位置如图中黑三角箭头所示,正确操作后发现指针的偏转角很小,那么接下来的操作步骤应该依次为:
①_________________,②_________________,③__________________.
黑
测量结束后应将选择开关拨到__________或者____________.
⑸无论用多用电表进行何种(直流)测量,电流都应该从______表笔经______插孔流入电表。
4.用螺旋测微器测量长度时,可以精确到______m,读数应该读到______mm.读出下列四种情况下的测量结果。
⑴ ⑵ ⑶ ⑷
⑴_________mm。
⑵_________cm。
⑶____________m。
⑷_________×10-3m。
5.如图是一个游标卡尺。
⑴图中a、b、c分别叫做________、_________、____________.
⑵如图有一个小型气缸,欲测量其所用材料的体积V,需要测量①高度H,②深度h,③外径D,④内径d,应该分别用游标卡尺的哪一部分?
(用字母表示)___,___,___.
⑶在测量外径时,游标卡尺的尺面应该跟气缸底面垂直还是平行?
________.为减小偶然误差,要求测量4四次,那么每测量一次后应将气缸绕中心轴转动______度.
⑷用测量结果表示V的表达式为:
_____________.
6.右图是千分尺的示意图.⑴图中所标的各部分依次叫做:
①__________,②___________,③__________.
④___________,⑤_________,⑥__________.
⑵在测量时,当②快要接触被测物体时,要停止使
用_____,改用_______,目的是既可以__________,又能_________________.
⑶千分尺中的精密螺纹的螺距为________mm,其
可动刻度部分分为50等分,每一小格表示______mm.
针对训练一:
实验仪器的使用
1.⑴0.56;⑵9.8;⑶0.0203;⑷1.095;⑸1.180
2.⑴2.17,10.8;⑵0.81,0.16
3.⑴电流,3.2mA⑵电压,16.0V⑶电阻,3.4×103Ω
⑷①该用×1kΩ倍率;②重新调零;
③将红、黑表笔分别接被测电阻两根引线,从表盘读数乘以倍率;OFF,交流电压最高挡;
⑸红,正。
4.10-5,10-3⑴3.319;⑵0.5042;⑶0.011630;⑷5.487
5.⑴内测量爪、外测量爪、深度尺;⑵b、c、b、a;⑶平行,45°;⑷π(D2H-d2h)/4
6.⑴①测砧,②测微螺杆,③固定刻度,④可动刻度,⑤旋钮,⑥微调旋钮;
⑵⑤,⑥,保护仪器,保证测量结果准确。
⑶0.5,0.01
7.⑴1.00,1.40,1.84,2.26,2.67;⑵0.120,0.162,0.205,0.247;
⑶0.42m/s2;⑷0.42m/s2;⑸0.079,0.290,0.188;
⑹大,实际周期大于0.02s,a=Δs/T2∝1/T2,实际加速度小于测量加速度。
针对训练二:
力学实验
1.一位同学进行“用打点器测量自由落体的加速度”实验。
(1)现有下列器材可供选择:
铁架台、电火花计时器及碳粉纸、电磁打点器及复写纸、纸带若干、220V交流电源,低压直流电源、天平、秒表、导线、电键。
其中不必要的器材是:
;缺少的器材是.
(2)这位同学从打出的几条纸带中,挑出较为理想的一条纸带。
把开始打的第一个点标为A,随后连续的几个点依次标记为点B、C、D、E和F,测量出各点间的距离,如图7所示。
图7
请你在这位同学工作的基础上,思考求纸带加速度的方法,写出你所依据的公式:
(3)根据你的计算公式,设计表格记录需要的数据,计算纸带下落的加速度。
(结果保留两位有效数字)
(4)估计你的计算结果的误差有多大?
试分析误差的来源及其减少误差的方法。
2.以下是一位同学做“探究形变与弹力的关系”的实验。
(1)下列的实验步骤是这位同学准备完成的,请你帮这位同学按操作的先后顺序,用字母排列出来是:
。
A、以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连结起来。
B、记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度L0
C、将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺
D、依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码,并分别记下钩码静止时,弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码
E、以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式.
F、解释函数表达式中常数的物理意义.
(2)下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据:
弹力(F/N)
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
弹簧原来长度(L0/cm)
15
15
15
15
15
弹簧后来长度(L/cm)
16.2
17.3
18.5
19.6
20.8
弹簧伸长量(x/cm)
①算出每一次弹簧伸长量,并将结果填在上表的空格内
②在图6的坐标上作出F-x图线。
③写出曲线的函数表达式。
(x用cm作单位):
④函数表达式中常数的物理意义:
3.某同学用图16装置做验证动量守恒定律的实验.先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.
⑴本实验必须测量的物理量有以下哪些_____________.
A.斜槽轨道末端到水平地面的高度HB.小球a、b的质量ma、mbC.小球a、b的半径rD.小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间tE.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OCF.a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
⑵小球a、b的质量ma、mb应该满足什么关系?
为什么?
⑶放上被碰小球后,两小球碰后是否同时落地?
如果不是同时落地,对实验结果有没有影响?
为什么?
这时小球a、b的落地点依次是图中水平面上的_____点和_____点.
图17
⑷为测定未放被碰小球时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐,右图给出了小球a落点附近的情况,由图可得OB距离应为__________cm.
⑸按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是______________.
4.在《互成角度的两个共点力的合成》实验中,做好实验准备后,先用两个弹簧秤把橡皮条的结点拉到某一位置O,此时学生需要记录的是,和,接着用一个弹簧秤拉橡皮条,要特别注意的是.假如在保持两分力大小不变的条件下完成共点力合成实验,由实验数据得到如图9所示合力F与两分力间夹角θ的关系图线,则合力的变化范围是,两分力的大小分别是.
5.某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.
若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:
(1)你认为还需要的实验器材有.
(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是,实验时首先要做的步骤是.
6.同学利用沙桶、细沙、细线、带滑轮的长木板、小车、打点计时器、纸带、学生电源、天平、砝码、刻度尺等器材按图示装置探究小车的加速度与它所受的拉力之间的关系。
他保持小车质量不变,测量了每次沙和沙桶的总重力(可以认为等于小车所受的拉力F)并根据纸带计算了每次小车相应的加速度a,得到的数据如下表所示:
F/N
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
a/(m·s-2)
0.18
0.28
0.37
0.48
0.59
0.68
实验前,阿牛同学曾猜想小车的加速度与其所受拉力成正比,请你用a-F图象处理阿牛同学得到的实验数据。
根据数据处理的结果,能得到a与F成正比吗?
如果不成正比,请试着分析这个实验结果产生的原因?
答:
7.1.在“验证机械能守恒定律”实验中,除铁架台、铁夹、学生电源、纸带和重物外,还需选用下述仪器中的哪几种?
A.秒表B.刻度尺C.天平D.打点计时器
2.在一次实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图14-16(相邻两点时间间隔为0.02s),单位cm,重力加速度g=9.80m/s2,那么:
图14-16
(1)纸带的______端与重物相连;
(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=______m/s;
(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量∆Ep=______J,此过程中物体动能的增加量∆EK=______J;
(4)通过计算,数值上∆Ep______∆EK(填“>”、“=”、“<”),这是因为______;(5)实验的结论是__________________。
3.在用落体法验证机械能守恒定律时,某同学按照正确的操作选得纸带如图14-17所示,其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点,该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离并记录在图中(单位cm)。
图14-17
(1)这三个数据中不符合有效数字读数要求的是______,应记作______cm。
(2)另一位同学根据同一条纸带,同一组数据,也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,不过他数了一下:
从打点计时器打下的第一个点O数起,图中的B是打点计时器打下的第9个点。
因此他用vB=gt计算跟B点对应的物体的速度,得到动能的增加量为______,这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量______动能的增加量,原因是______。
参考答案
1.答案1:
其中不必要的器材是:
电火花计时器及碳粉纸、220V交流电源、低压直流电源、天平、秒表;缺少的器材是:
低压交流电源、毫米刻度尺、重锤.
答案2:
其中不必要的器材是:
电磁打点器及复写纸、低压直流电源、天平、秒表;缺少的器材是:
毫米刻度尺、重锤.
答案1:
(2)依据的公式:
第一组
第二组
第三组
平均
s(m)
(AF)0.048
(AE)0.0307
(AD)0.0173
/
t(s)
0.10
0.08
0.06
/
g(m/s2)
9.600
9.594
9.611
9.60
(4)实验结果纸带的加速度9.60m/s2与重力加速度的标准值9.8m/s2有偏差,误差大小为Δg=|9.8-9.60|m/s2=0.20m/s2。
误差的来源主要是空气的阻力和纸带的摩擦,可以用增大重锤重量的方法,减少摩擦的影响。
答案2:
(2)依据的公式:
平均
s(m)
(EF)0.0173
(DE)0.0134
(CD)0.0096
(BC)0.0058
(AB)0.0019
/
Δs(m)
/
0.0039
0.0038
0.0038
0.0039
0.00385
a(m/s2)
/
/
/
/
/
9.63
(4)实验结果纸带的加速度9.63m/s2与重力加速度的标准值9.8m/s2有偏差,误差大小为Δa=|9.8-9.63|m/s2=0.17m/s2。
误差的来源主要是空气的阻力和纸带的摩擦,可以用增大重锤重量的方法,减少摩擦的影响。
2.1)实验步骤排列:
CBDAEF
(2.1)请计算出每一次弹簧伸长长度并将结果填在上表的空格内
弹力(F/N)
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
弹簧伸长量(x/cm)
1.2
2.3
3.5
4.6
5.8
(2.2)请你在下图坐标上作出F-x图线。
(2.3)曲线的函数式。
(x用cm作单位)。
F=0.43x
(2.4)函数表达式中的常数为弹簧的劲度系数,表示使弹簧每伸长或压缩0.01m
(1cm)所需的拉力,大小为0.43N。
3.
(1)B、E
(2)ma>mb、防止a球碰撞后反向弹回,再回到碰撞点的过程中因为有摩擦导致速度减小而影响实验结果。
(3)同时落地、如果不是同时落地,会影响实验结果、A、C
(4)4.59
(5)maOB=maOA+mbOC
4.略
5.1)天平,刻度尺(2分)
(2)沙和沙桶的总质量远小于滑
块的质量(2分),平衡摩擦力(2分)
(3)
(3分)
6.—F图线如右图所示(3分)
答:
由于
—F图线没有通过坐标原点,所以不能得出
与F成正比(3分)
原因是没有平衡摩擦力(2分)或平衡不足。
(2分)
7.1.BD2.
(1)左;
(2)0.98m/s;(3)0.491J,0.480J;(4)>、纸带在下滑过程中受到摩擦阻力和空气阻力;(5)在实验误差范围内,物体重力势能的减少量等于其动能的增加量,验证了只有重力做功时机械能守恒3.
(1)15.70;
(2)1.23m,小于,v是按照自由落体计算的,对应的下落高度比实际测得的高度要大。
针对训练三:
电学实验
实验一:
《测定金属的电阻率》
1.在“测定金属的电阻率”实验中,以下操作中错误的是()
A.用米尺量出金属丝的全长三次,算出其平均值
B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值
C.用伏安法测电阻时采用安培表的内接线路,多次测量后算出其平均值
D.实验中应保持金属丝的温度不变
2.在“测定金属的电阻率”实验中,除了电源和开关外,还要用到的测量仪器及工具为()
A.天平、刻度尺、滑线变阻器、电压表、电流表
B.刻度尺、滑线变阻器、螺旋测微器、电压表、电流表
C.刻度尺、滑线变阻器、游标卡尺、电压表、电阻箱
D.刻度尺、滑线变阻器、电压表、毫安表
3.如图14-18所示,a、b、c、d是滑线变阻器的4个接线柱。
若把此变阻器串联接入电路中,并要求滑片P向接线柱c移动时,电路中的电流减小。
则接入电路的接线柱可以是()
图14-18
A.a和bB.a和cC.b和cD.b和d
4.在测定金属的电阻率的实验中,待测金属导线的长约0.8m,直径小于1mm,电阻在5Ω左右。
实验主要步骤如下:
(1)用______测量金属导线接入电路的长度l;
(2)在金属导线的3个不同位置上用______测量直径d,求出平均值;
(3)用伏安法测量该金属导线的电阻R。
在方框中画出实验电路图,并把图14-19中所给的器材连接成测量电路,安培表内阻约1Ω,伏特表内阻约几kΩ,电源电动势为6V,滑动变阻器最大阻值为20Ω。
根据以上测量值,得到该种金属电阻率的表达式为ρ=______。
图14-19
5.某同学在做《自来水电阻率的测定》课题时,先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极,用如图14-20所示电路进行测量。
两电极相距L=0.700m,其间充满待测的自来水。
图中器材如下:
电压表(量程15V,内阻约30kΩ)、电流表(量程300μA,内阻约50Ω)、滑线变阻器(100Ω,1A)、电池组(电动势E=12V,内阻r=6Ω)、单刀单掷电键一个、导线若干。
图14-20
下表是他测量通过管中自来水柱的电流及两端电压的实验数据。
实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径,结果如图14-21所示。
图14-21
U/V
1.0
3.0
5.0
7.0
9.0
11.0
I/μA
22
65
109
155
190
240
请根据以上材料回答下面的问题:
(1)玻璃管内径d的测量值为______cm;
(2)根据表中数据在坐标图中作出U-I图象,根据图象求出电阻R=______Ω;
(3)用直接测量值计算自来水电阻率的公式是ρ=______,测量值为______Ω·m(保留两位有效数字);
(4)请在虚线框内画出测量自来水电阻的电路图。
实验二:
《描绘小灯泡的伏安特性曲线》
1.描绘小灯泡伏安特性曲线的实验电路如图14-22所示,所用小灯泡的额定电压是3.8V。
图14-22
(1)关于该实验的系统误差,下列说法中正确的是()
A.系统误差主要是由电压表的分流引起的
B.系统误差主要是由电流表的分压引起的
C.系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的
D.系统误差主要是由读数时的估读引起的
(2)根据某次实验记录的数据在坐标系中描点如图14-23。
试在坐标系中画出该小灯泡的伏安特性曲线,并从图象中求出该小灯泡的额定功率。
图14-23
(3)该小灯泡在1V电压下不发光,当时灯丝的实际电阻是多大?
该小灯泡在2V电压下开始发出微弱的黄光,此时灯丝的实际电阻又是多大?
小灯泡在不同电压下的实际电阻为什么不相同?
(4)试将图14-24所示的实物连接成实验电路。
图14-24
2.为了测量一个“12V、5W”的小灯泡在不同电压下的功率,给定了以下器材:
电源:
12V,内阻不计;
电流表:
0~0.6A,0~3A,内阻可忽略;
电压表:
0~3V,0~15V,内阻很大;
滑动变阻器:
阻值范围0~20Ω,允许最大电流1A;
开关一个,导线若干。
实验时要求加在灯泡两端的电压可从0V调到12V。
(1)请在虚线框中画出实验电路图。
(2)按画出的电路图,在图14-25所示实物图上连接成实验电路。
图14-25
(3)某同学测得小灯泡的伏安特性曲线如图14-26所示。
某次测量时,电流表指针位置如图14-27所示,电流表读数为______A,此时小灯泡的实际功率为______W。
图14-26图14-27
实验三《测定电源的电动势和内阻》
1.用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压表的内电阻分别为0.1kΩ和1kΩ,如图为所需的器材。
(1)请把图14-28中的实验器材连成实验电路,注意两个电表要选用适当量程,并要求变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大。
图14-28
(2)一位同学记录的6组数据见下表,试根据这些数据在图14-29中画出U-I图线,根据图线求出电池的电动势ε=______V,内阻r=______Ω。
I/A
0.12
0.20
0.31
0.32
0.50
0.57
U/V
1.37
1.32
1.24
1.18
1.19
1.05
图14-29
2.利用如图14-30所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键,测量一个电池组的电动势和内电阻。
画出实验电路图,并用笔画线作导线将所给器材连接成实验电路。
写出电动势和内电阻的表达式。
图14-30
3.某同学用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻,实验采用的电路如图14-31所示。
图14-31
(1)下列给出的器材中,应该选用______(填代号)。
A.待测干电池(2节串联,电动势约3V);
B.电流表(量程0~3A,内阻0.025Ω)
C.电流表(量程0~0.6A,内阻0.125Ω)
D.电压表(量程0~3V,内阻3kΩ)
E.电压表(量程0~15V,内阻15kΩ
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- 物理 实验 整合