高中物理实验必备材料力学10个,电学6个,并配有经典习题及答案

1高三期末物理实验复习力学实验1长度的测量刻度尺游标卡尺螺旋测微器2探究弹簧弹力和伸长量的关系3互成角度的两个共点力的合成4测定匀变速直线运动的加速度5研究平抛物体的运动6验证牛顿第二运动定律7碰撞中的动量守恒8验证机械能守恒定律9探究合力做功和动能改变量的关系10用单摆测定重力加速度电学实验1描绘小灯泡的伏安特性曲线2测定金属的电阻率3测电池的电动势和内电阻4电表的改装5练习使用多用电表6示波器的使用说明1要求会正确使用的仪器主要有刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱，等等。2要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均植的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源。3要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果。基本知识（一）常用实验原理的设计方法1控制变量法如在“验证牛顿第二定律的实验”中，加速度、力和质量的关系控制。在“研究单摆的周期”中，摆长、偏角和摆球质量的关系控制等等。2理想化方法用伏安法测电阻时，选择了合适的内外接方法，一般就忽略电表的非理想性。3等效替代法某些量不易测量，可以用较易测量的量替代，从而简化实验。在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中，两球碰撞后的速度不易直接测量，在将整个平抛时间定为时间单位后，速度的测量就转化为对水平位移的测量了。4微小量放大法微小量不易测量，勉强测量误差也较大，实验时常采用各种方法加以放大。卡文迪许测定万有引力恒量，采用光路放大了金属丝的微小扭转；在观察玻璃瓶受力后的微小形变时，使液体沿细玻璃管上升来放大瓶内液面的上升。（二）常见实验数据的收集方法1利用测量工具直接测量基本物理量模块基本物理量测量仪器长度刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器时间秒表（停表）、打点计时器力学质量（力）天平（弹簧秤）电阻（粗测）欧姆表、电阻箱电学电流（电压）电流表（电压表）热学温度温度计22常见间接测量的物理量及其测量方法有些物理量不能由测量仪器直接测量，这时，可利用待测量和可直接测量的基本物理量之间的关系，将待测物理量的测量转化为基本物理量的测量。模块待测物理量基本测量方法速度利用纸带，；利用平抛，12NMSVT2GVXY加速度利用纸带，逐差法；利用单摆A4LT力学功根据转化为测量M、VKWE电阻（精确测量）根据转化为测量U、I（伏安法）；电阻箱（半偏、替代）RI电功率根据PUI转化为测量U、I电学电源电动势根据EUIR转化为测量U、I然后联立方程求解或运用图像处理（三）常用实验误差的控制方法为了减小由于实验数据而引起的偶然误差，常需要采用以下方法控制实验误差。1多次测量求平均值，这是所有实验必须采取的办法，也是做实验应具有的基本思想。2积累法。一些小量直接测量误差较大，可以累积起来测量，以减小误差。“用单摆测定重力加速度”的实验中，为了减小周期的测量误差，不是测量完成一次全振动的时间，而是测量完成3050次全振动的时间。（四）有关误差分析的问题要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差。要熟练掌握常见实验的误差情况及分析方法。1、长度的测量例题1游标卡尺的读数主尺最小分度是1MM，则图中三个卡尺的读数为甲图中的游标是10分度，则读数为MM；乙图中的游标是20分度，则读数为MM；丙图中的游标是50分度，则读数为MM。答案298，1070，830。2螺旋测微器的读数图中甲为MM；乙为MM，丙为MM。答案0900，8600，8480甲乙丙甲乙丙3图12探究弹力和弹簧伸长量的关系实验目的1探究弹力和弹簧伸长量的关系2学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律实验原理1如图1所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等2用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量X，建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量X，在坐标系中描出实验所测得的各组X、F对应的点，用平滑的曲线连接起J来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系实验器材铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线实验步骤1将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度L0，即原长2如图2所示，在弹簧下端挂质量为M1的钩码，测出此时弹簧的长度L1，记录M1和L1，填入自己设计的表格中图23改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录M2、M3、M4、M5和相应的弹簧长度L2、L3、L4、L5，并得出每次弹簧的伸长量X1、X2、X3、X4、X5钩码个数长度伸长量X钩码质量M弹力F0L01L1X1L1L0M1F12L2X2L2L0M2F23L3X3L3L0M3F3数据处理1以弹力F大小等于所挂钩码的重力为纵坐标，以弹簧的伸长量X为横坐标，用描点法作图连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量X变化的图线2以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数3得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义误差分析1本实验的误差来源之一是由弹簧拉力大小的不稳定造成的，因此，使弹簧的悬挂端固定，另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力，可以提高实验的准确度2弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源，所以，应尽量精确地测量弹簧的长度43在FX图象上描点、作图不准确注意事项1每次增减钩码测量有关长度时，均需保证弹簧及钩码不上下振动而处于静止状态，否则，弹簧弹力将可能与钩码重力不相等2弹簧下端增加钩码时，注意不要超过弹簧的限度3测量有关长度时，应区别弹簧原长L0、实际总长L及伸长量X三者之间的不同，明确三者之间的关系4建立平面直角坐标系时，两轴上单位长度所代表的量值要适当，不可过大，也不可过小5描线的原则是，尽量使各点落在描出的线上，少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线6记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位例题1在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，有如下一些步骤A在弹簧下端挂上一个钩码，观察指针所指位置，测出弹簧的伸长量X1B将弹簧固定悬挂在金属横杆上，将刻度尺竖直固定在弹簧旁，观察弹簧指针所指位置，并记下该位置C在坐标纸上建立平面直角坐标系，以F为纵坐标、X为横坐标，根据实验数据，选定两坐标轴适当的标度D将各组实验数据在平面坐标系上进行描点，观察点的分布与走势，用平滑曲线作出反映F和X对应规律的图象E将铁架台放在水平实验桌上，将金属横杆水平固定在铁架台上F给弹簧下端挂上两个钩码、三个钩码，分别观察指针所指的位置，测出对应的伸长量X2、X3G根据图象和数据做出结论并整理仪器实验中合理的实验步骤排序为AEBAFCDGBEBAFDCGCEBFCADGDEAFBCDG2一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧A和B，得到弹力与弹簧长度的关系图象如图8所示下列表述正确的是AA的原长比B的长BA的劲度系数比B的大CA的劲度系数比B的小D测得的弹力与弹簧的长度成正比3某同学在做探究弹力和弹簧伸长量的关系的实验中，设计了如图11所示的实验装置他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在下面的表中弹簧始终在弹性限度内测量次序123456弹簧弹力大小F/N0049098147196245弹簧总长X/CM6716834948108511751根据实验数据在坐标纸上已描出了前四次测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长X之间的函数关系点，请把第5、6次测量的数据对应的点描出来，并作出FX图线2图线跟X坐标轴交点的物理意义是_3该弹簧的劲度系数K_保留两位有效数字5答案1A2B31图线如下图所示2弹簧的原长342N/M3、互成角度的两个共点力的合成实验目的验证力的合成的平行四边形定则。实验原理此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则。实验器材木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳，弹簧秤两个，三角板，刻度尺，量角器。实验步骤1用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。2用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。3用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）。4用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板根椐平行四边形定则求出合力F。5只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。按同样的比例用刻度尺从O点起做出这个弹簧秤的拉力F的图示。6比较F与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等。7改变两个分力F1和F2的大小和夹角。再重复实验两次，比较每次的F与F是否在实验误差允许的范围内相等。注意事项1用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。2同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。例题1在本实验中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置O点，以下操作中错误的是A同一次实验过程中，O点位置允许变动B在实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度C实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到O点D实验中，把橡皮条的结点拉到O点时，两弹簧之间的夹角应取90不变，以便于算出合力的大小答案ACD2某小组做本实验时得出如图所示的图（F与A、O共线），其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳套的结点，图中_是F1与F2合力的真实值，_是F1与F2合力的实验值，需要进行比较的是_和_。通过本实验可以验证_。答案F，F，F，F，力的平行四边形定则3做本实验时，其中的三个实验步骤是（1）在水平放置的木板上垫一张白张，把橡皮条的一端固定在板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点和两弹簧秤的读数F1和F2。（2）在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F。（3）只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧秤拉时相同，记下此时弹簧秤的读数F和细绳的方向。以上三个步骤中均有错误或疏漏，指出错在哪里在（1）中是_。在（2）中是_。AF1F2FFO6在（3）中是_。答案（1）两绳拉力的方向；（2）“的大小”后面加“和方向”；（3）“相同”之后加“橡皮条与绳的结点拉到O点”4、测定匀变速直线运动的加速度实验目的1练习使用打点计时器，学习利用打上点的纸带研究物体的运动。2学习用打点计时器测定即时速度和加速度。实验原理1打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔002S打一次点（由于电源频率是50HZ），因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。2由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法如图所示，0、1、2为时间间隔相等的各计数点，S1、S2、S3、为相邻两计数点间的距离，若SS2S1S3S2恒量，即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。3由纸带求物体运动加速度的方法（1）用“逐差法”求加速度即根据S4S1S5S2S6S33AT2（T为相邻两计数点间的时间间隔）求出A1、A2、A3，再算出A1、A2、A3的平均值即为物体运动的加速度。4TS25S236TS（2）用VT图法即先根据VN求出打第N点时纸带的瞬时速度，后作出VT图线，图线的斜率即为物N体运动的加速度。实验器材小车，细绳，钩码，一端附有定滑轮的长木板，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，米尺。实验步骤1把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路，如图所示。2把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的另一端挂上合适的钩码，试放手后，小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面。3把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车，让小车运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，取下纸带，换上新纸带，重复实验三次。4选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的点子，确定好计数始点0，标明计数点，正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各计数点对应的速度，作VT图线，求得直线的斜率即为物体运动的加速度。注意事项1纸带打完后及时断开电源。2小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约50CM的范围内清楚地取78个计数点为宜。3应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个计数点，选取的记数点不少于6个。4不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离，读数时应估读到毫米的下一位。例题1电磁打点计时器是一种使用_电源的计时仪器，它的工作电压是_。如图所示，A是_，B是_，C是_，D是_，E是_，F是_。答案交流，4至6V，线圈，振动片，限位孔，振针，永磁体，接线柱。2如图是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取ABCDEFOABCDEFCMS1280440S2595S3757S4910S51071S67一个计数点，图上注明了他对各计数点间距离的测量结果。（1）为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内（单位CM）S2S1S3S2S4S3S5S4S6S5S各位移差与平均值最多相差_CM，由此可以得出结论小车的位移在_范围内相等，所以小车的运动是_。（2）根据匀变速直线运动的规律，可以求得物体的加速度A_M/S2。2TS（3）根据AN3，可求出23NTSA1_M/S2，A2_M/S2，A3_M/S2，214S25S236S所以，_M/S2。3A答案（1）160，155，162，153，161，158，005，任意两个连续相等的时间里、在误差允许的，匀加速直线运动；（2）158；（3）159，157，159，158。3在研究匀变速直线运动的实验中，如图所示，为一条记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T01S。（1）根据_计算各点瞬时速度，则VA_M/S，VB_M/S，VC_M/S，VD_M/S，VE_M/S。（2）在如图所示坐标中作出小车的VT图线，并根据图线求出A_。将图线延长与纵轴相交，交点的速度是_，此速度的物理意义是_。答案（1）VN，053，088，123，158，193；（2）T2DS1N1N350M/S2，053M/S，开始计时小车的速度，即VA。5、研究平抛物体的运动实验目的1用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。2从实验轨迹求平抛物体的初速度。实验原理平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动一是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由落体运动。令小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系，测出曲线上的某一点的坐标X和Y，根据重力加速度G的数值，利用公式YGT2求出小球的飞行时间T，再利用公式1XVT,求出小球的水平分速度，即为小球做平抛运动的初速度。实验器材斜槽，竖直固定在铁架台上的木板，白纸，图钉，小球，有孔的卡片，刻度尺，重锤线。实验步骤1安装调整斜槽用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明水平已调好。2调整木板用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直面平行。然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。3确定坐标原点O把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在图板上的水平投影点O，O点即为坐标原点。4描绘运动轨迹在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘，然后用铅笔在卡片缺口上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。保证小球每次从槽上开始滚下的位置都相同，用同样的方法，可找出小球平抛CM700175031504900ABCDET/S0102030406080100120140160V/CMS18轨迹上的一系列位置。取下白纸用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。5计算初速度以O点为原点画出竖直向下的Y轴和水平向右的X轴，并在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标X和Y，用公式XV0T和YGT2计算出小1球的初速度V0，最后计算出V0的平均值，并将有关数据记入表格内。注意事项1实验中必须保持通过斜槽末端点的切线水平，方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。2小球必须每次从斜槽上同一位置滚下。3坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时，球的球心在木板上的水平投影点。4要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。例题1下列哪些因素会使“研究平抛物体的运动”实验的误差增大A小球与斜槽之间有摩擦B安装斜槽时其末端不水平C建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点D根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远答案BC2如图所示，在“研究平抛物体的运动”的实验时，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长125CM。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的A、B、C、D所L示，则小球平抛的初速度的计算式为V0_用、G表示，其值是_（取LG98M/S2），小球在B点的速率是_。答案2，070M/S，0875M/SGL6、验证牛顿第二定律实验目的验证牛顿第二定律。实验原理1如图所示装置，保持小车质量不变，改变小桶内砂的质量，从而改变细线对小车的牵引力，测出小车的对应加速度，作出加速度和力的关系图线，验证加速度是否与外力成正比。2保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码，改变小车的质量，测出小车的对应加速度，作出加速度和质量倒数的关系图线，验证加速度是否与质量成反比。实验器材小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫木，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，托盘天平及砝码，米尺。实验步骤1用天平测出小车和小桶的质量M和M，把数据记录下来。2按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。3平衡摩擦力在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木，反复移动垫木的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态（可以从纸带上打的点是否均匀来判断）。4在小车上加放砝码，小桶里放入适量的砂，把砝码和砂的质量M和M记录下来。把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。5保持小车的质量不变，改变砂的质量（要用天平称量），按步骤4再做5次实验。6算出每条纸带对应的加速度的值。7用纵坐标表示加速度A，横坐标表示作用力，即砂和桶的总重力MMG，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，作图线。若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比。8保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，并做好记录，求出相应的加速度，用纵坐标表示加速度A，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并MM1作图线，若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它的质量成反比。9注意事项1砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的。102在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源。用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。3作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧，但如遇个别特别偏离的点可舍去。例题1在做验证牛顿第二定律的实验时，某学生将实验装置按如图安装，而后就接通源开始做实验，他有三个明显的错误（1）_；（2）_；（3）_。答案（1）没有平衡摩擦力；（2）不应挂钩码，应挂装有砂子的小桶；（3）细线太长悬挂物离地面太近。2在验证牛顿第二定律的实验中，用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F，用打点计时器测出小车的加速度A，得出若干组F和A的数据。然后根据测得的数据作出如图所示的AF图线，发现图线既不过原点，又不是直线，原因是A没有平衡摩擦力，且小车质量较大B平衡摩擦力时，所垫木板太高，且砂和小桶的质量较大C平衡摩擦力时，所垫木板太低，且砂和小桶的质量较大D平衡摩擦力时，所垫木板太高，且小车质量较大答案C7、碰撞中的动量守恒实验目的研究在弹性碰撞的过程中，相互作用的物体系统动量守恒。实验原理一个质量较大的小球从斜槽滚下来，跟放在斜槽前边小支柱上另一质量较小的球发生碰撞后两小球都做平抛运动。由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等，这样如果用小球的飞行时间作时间单位，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度。因此，只要分别测出两小球的质量M1、M2，和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离S1，以及入射小球与被碰小球碰撞后在空中飞出的水平距离S1和S2，若M1S1在实验误差允许范围内与M1S1M2S2相等，就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。实验器材碰撞实验器（斜槽、重锤线），两个半径相等而质量不等的小球；白纸；复写纸；天平和砝码；刻度尺，游标卡尺（选用），圆规。实验步骤1用天平测出两个小球的质量M1、M2。2安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，并使斜槽末端点的切线水平。3在水平地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。4在白纸上记下重锤线所指的位置O，它表示入射球M1碰前的位置。5先不放被碰小球，让入射球从斜槽上同一高度处由静止开始滚下，重复10次，用圆规作尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球不碰时的落地点的平均位置P。6把被碰球放在小支柱上，调节装置使两小球相碰时处于同一水平高度，确保入射球运动到轨道出口端时恰好与靶球接触而发生正碰。7再让入射小球从同一高度处由静止开始滚下，使两球发生正碰，重复10次，仿步骤（5）求出入射小球的落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N。8过O、N作一直线，取OO2R（可用游标卡尺测出一个小球的直径，也可用刻度尺测出紧靠在一起的两小球球心间的距离），O就是被碰小球碰撞时的球心竖直投影位置。109用刻度尺量出线段OM、OP、ON的长度。10分别算出M1与M1M2的值，看M1与M1M2在实验误差允许的范OPMNOOPMNO围内是否相等。如果两小球可当作质点,则O和O点重合,只需验证M1OPM1OMM2ON注意事项1应使入射小球的质量大于被碰小球的质量。2要调节好实验装置，使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平，小支柱与槽口间距离使其等于小球直径，而且两球相碰时处在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直线上。3每次入射小球从槽上相同位置由静止滚下，可在斜槽上适当高度处固定一档板，使小球靠着挡板，然后释放小球。4白纸铺好后不能移动。例题1因为下落高度相同的平抛小球（不计空气阻力）的_相同，所以我们在“碰撞中的动量守恒”实验中可以用_作为时间单位，那么，平抛小球的_在数值上等于小球平抛的初速度。答案飞行时间，飞行时间，水平位移。2如图所示为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图。1入射小球1与被碰小球2直径相同，均为D，它们的质量相比较，应是M1_M2。2为了保证小球做平抛运动，如何调整斜槽3之后的实验步骤为A在地面上依次铺白纸和复写纸。B确定重锤对应点O。C不放球2，让球1从斜槽滑下，确定它落地点位置P。D把球2放在立柱上，让球1从斜槽滑下，与球2正碰后，确定球1和球2落地点位置M和N。E用刻度尺量OM、OP、ON的长度。F看是否相等，以验证动量守恒。OPM121与上述步骤有几步不完善或有错误，请指出并写出相应的正确步骤。答案（1）（2）其末端切线水平（3）D选项中，球1应从与C项相同高度滑下；P、M、N点应该是多次实验落地点的平均位置。F项中，应看是否相等。OPMDNOMM21与3某同学用图1所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，图中PQ是斜槽，QR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图1中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图2所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐。（1）碰撞后B球的水平射程应取为_CM。（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量答_填选项号。A水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离BA球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离C测量A球或B球的直径D测量A球和B球的质量（或两球质量之比）E测量G点相对于水平槽面的高度答案（1）657；（2）ABD118、验证机械能守恒定律实验目的验证机械能守恒定律。实验原理当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。若某一时刻物体下落的瞬时速度为V，下落高度为H，则应有MGHMV2，借助打点计时1器，测出重物某时刻的下落高度H和该时刻的瞬时速度V，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示。测定第N点的瞬时速度的方法是测出第N点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离SN和SN1，由公式VN，或由VN算出，如图所示。T2S1TDN21实验器材铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电源，导线，带铁夹的重缍，纸带，米尺。实验步骤1按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。2把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。3接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。4重复几次，得到35条打好点的纸带。5在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2MM，且点迹清晰一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标上1，2，3，用刻度尺测出对应下落高度H1、H2、H3。6应用公式VN计算各点对应的即时速度V1、V2、V3。T2H1N7计算各点对应的势能减少量MGHN和动能的增加量MVN2，进行比较。注意项事1打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。2选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2MM的纸带。3因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。例题1本实验中，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打点计时器答案BD2在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50HZ。查得当地的重加速度G980M/S2，测得所用的重物的质量为100KG。实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为6299CM、7018CM、7776CM、8573CM。根据以上数据，可知重物由O点到运动C点，重力势能减少量等于_J，动能的增加量等于_J。（取3位有效数字）答案762，7573在本实验中，所用电源的频率为50HZ，某同学选择了一条ONSNSN1DN1DN101ABCDOABCD1250195028053815E49800MM12理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图所示。（图中O是打点计时器打的第一个点，A、B、C、D、E分别是以每打两个点的时间作为计时单位取的计数点）。根据纸带求（1）重锤下落的加速度。（2）若重锤质量为MKG，则重锤从起始下落至B时，减少的重力势能为多少（3）重锤下落到B时，动能为多大（4）从（2）、（3）的数据可得什么结论产生误差的主要原因是什么答案（1）969M/S2；（2）|EP|195MJ；（3）EK189MJ；（4）在实验误差允许的范围内，重锤重力势能的减少等于其动能的增加，机械能守恒。产生误差的主要原因是重锤下落过程中受到阻力（空气阻力、纸带与限位孔间的摩擦阻力）的作用。9探究合力做功和动能改变量的关系实验原理一（1）采用如图1所示装置，让小车在橡皮筋作用下弹出，使小车获得速度后沿木板匀速滑行（2）当用一条橡皮筋弹出时对小车做的功记为W，则用两条、三条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放时，实验中橡皮筋对小车做的功就是第1次的2倍2W、3倍3W（3）橡皮筋每次实验做的功使小车获得的速度根据打点计时器打出的纸带得到2注意事项（1）每次实验中小车要拖动到同一位置（2）长木板要倾斜，使小车能在长木板上匀速运动（3）实验中不用测小车的质量（4）实验中测定的速度应是橡皮筋恢复形变以后小车的速度，所以应选用那些间距较大，且相对均匀的点来测量和计算例题1某同学做探究动能定理的实验，如图3所示，图中小车在一条橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功为W当用2条，3条实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致每次实验中小车获得的速度都由打点计时器所打的纸带测出1除了图中已有的器材外，还需要导线、开关、填测量工具和电源填“交流”或“直流”2实验中小车会受到阻力，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力，需要在填“左”或“右”侧垫高木板3若粗糙的木板水平，小车在橡皮筋的作用下，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置可能是A橡皮筋处于原长状态B橡皮筋仍处于伸长状态C小车在两个铁钉连线处D小车已过两个铁钉连线处4某次所打纸带如图4所示，在正确操作的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的部分进行测量根据下面所示的纸带回答答案（1）刻度尺交流（2）左（3）B（4）GHIJ例题2在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，若画出WV的图象，应为图中的哪一个13解析通过实验可知，做的功W与小车速度V2成正比，故与V应是二次函数关系，故B正确，A、C、D均错答案B实验原理二原理沙桶和沙子的重力视为小车受到的合外力；如何平衡摩擦力合外力对小车做的功MGS车小车动能的改变量需要测量的物理量沙和沙桶的质量；车的质量；算车的速度和位移；例题32010青岛模拟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_3在2的基础上，某同学用天平称量滑块的质量为M往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量为M让沙桶带动滑块加速运动用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小V1与V2V1V2则本实验最终要验证的数学表达式为_用题中的字母表示实验中测量得到的物理量答案1天平、刻度尺2沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量平衡摩擦力3MGLMV22MV121212例题5图实512所示是打点计时器打出的小车质量为M在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T请分析，利用这些数据能否验证动能定理若不能，请说明理由；若能，请说出做法，并对这种做法做出评价212MV114解析1计算小车速度是利用打上点的纸带，故不需要秒表打点计时器应使用低压交流电源，故多余的器材是C、E测量点与点之间的距离要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米刻度尺2测量时间的工具是打点计时器，测量质量的工具是天平3能从A到B的过程中，恒力做的功为WABFXAB物体动能的变化量为EKBEKAMVB2MVA2M2M2121212XB2T12XA2TM12XB2XA24T2只要验证FXABM即可12XB2XA24T2优点A、B两点的距离较远，测量时的相对误差较小；缺点只进行了一次测量验证，说服力不强10、用单摆测定重力加速度实验目的利用单摆测定当地的重力加速度。实验原理单摆在摆角小于5时的振动是简谐运动，其固有周期为T2，由此可得G。据此，只要测出摆GL24TL长L和周期T，即可计算出当地的重力加速度值。实验器材铁架台（带铁夹），中心有孔的金属小球，约1M长的细线，米尺，游标卡尺（选用），秒表。实验步骤1在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结，将细线穿过球上的小孔，制成一个单摆。2将铁夹固定在铁架台的上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，把做好的单摆固定在铁夹上，使摆球自由下垂。3测量单摆的摆长L用米尺测出悬点到球心间的距离；或用游标卡尺测出摆球直径2R，再用米尺测出从悬点至小球上端的悬线长L，则摆长LLR。4把单摆从平衡位置拉开一个小角度（不大于5），使单摆在竖直平面内摆动，用秒表测量单摆完成全振动30至50次所用的时间，求出完成一次全振动所用的平均时间，这就是单摆的周期T。5将测出的摆长L和周期T代入公式G求出重力加速度G的值。24TL6变更摆长重做两次，并求出三次所得的G的平均值。注意事项1选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1M左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过2CM。2单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象。3注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过5，可通过估算振幅的办法掌握。4摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆。5计算单摆的振动次数时，应以摆球通过最低位置时开始计时，以后摆球从同一方向通过最低位置时，进行计数，且在数“零”的同时按下秒表，开始计时计数。例题某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为10100CM，摆球直径为200CM，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为1015S。则（1）他测得的重力加速度G_M/S2。（2）他测得的G值偏小，可能的原因是A测摆线长时摆线拉得过紧B摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了C开始计时时，秒表过迟按下D实验中误将49次全振动数为50次（3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出一组对应的L与T的数据，再以L为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率K。则重力加速度G_。用K表15示答案（1）976；（2）B；（3）42/K。电学实验1、描绘小灯泡的伏安特性曲线实验目的1、描绘小灯泡的伏安特性曲线；2、分析曲线的变化规律并得出结论；3、能根据题目给出的实验数据，正确描出实验曲线，并由此计算相关物理量；能正确选择适的仪表和器材，选择适的量程和进行正确的实物连路，4、能处理相关的拓展性的实验课题；能够根据伏安特性曲线求出功率或导体电阻大小。实验原理在纯电阻电路中，电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系，但在实际电路中，由于各种因素的影响，UI图像不再是一条直线。读出若干组小灯泡的电压U和电流I，然后在坐标纸上以U为纵轴，以I为横轴画出UI曲线。实验器材小灯泡、4V6V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线若干。实验步骤1、适当选择电流表，电压表的量程，采用电流表的外接法，按图中所示的原理电路图连接好实验电路图。2、滑动变阻器采用分压接法，把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A端，电路经检查无误后，闭合电键S。3、改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U，记入记录表格内，断开电键S；4、在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流I，横轴表示电压U，用平滑曲线将各点连接起来，便得到伏安特性曲线。5、拆去实验线路，整理好实验器材。注意事项1、因本实验要作出IU图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法；2、本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法；3、电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使小灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值（如05V）时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压；4、电键闭合前变阻器滑片移到图中的A端；5、坐标纸上建立坐标系，横坐标所取的分度例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定用平滑的曲线，不能画成折线。误差分析1、测量电路存在系统误差，未考虑电压表的分流，造成测得的I值比真实值偏大；2、描绘IU线时作图不准确造成的偶然误差。2、测定金属的电阻率实验目的用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；练习使用螺旋测微器。实验原理根据电阻定律公式R，只要测量出金属导线的长度和它的直径D，计算出导线的横截面积S，并用伏SLL安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率。实验器材被测金属导线，直流电源（4V），电流表006A，电压表（03V），滑动变阻器（50），电键，导线若干，螺旋测微器，米尺。实验步骤1用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值D，计算出导线的横截面积S。2按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。3用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其16平均值。L4把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键S。改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，断开电键S，求出导线电阻R的平均值。5将测得的R、D值，代入电阻率计算公式中，计算出金属导线的电阻率。LLIDLRS426拆去实验线路，整理好实验器材。注意事项1测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。2本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。3实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。4闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。5在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I的值不宜过大（电流表用006A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。例题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答案AC2欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材A电池组（3V，内阻1）；B电流表（03A，内阻00125）C电流表（006A，内阻0125）D电压表（03V，内阻3K）E电压表（015V，内阻15K）F滑动变阻器（020，额定电流1A）G滑动变阻器（02000，额定电流03A）H电键、导线。（1）上述器材中应选用的是_。（填写各器材的字母代号）（2）实验电路应采用电流表_接法。（填“内”或“外”）（3）设实验中，电流表、电压表的某组示数如图所示，图示中I_A，U_V。（4）将图中给定的器材连成实验电路。答案（1）ACDFH；（2）外；（3）048，220；（4）略。3、测定电池的电动势和内电阻实验目的测定电池的电动势和内电阻。实验原理图1图217如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组、R值，最后分别算出它们的平均值。此外，还可以用作图法来处理数据。即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出UI图象（如图2）所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内电阻R的值。实验器材待测电池，电压表（03V），电流表（006A），滑动变阻器（10），电键，导线。实验步骤1电流表用06A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。2把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。3闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组I、U的值。4打开电键，整理好器材。5处理数据，用公式法和作图法两种方法求