高考物理复习 17_专题十七　物理实验

专题十七物理实验 真题多维细目表 真题涉分 考点 力学实验电学实验 热学和 光学实验 题型难度设题情境思想方法试题结构素养要素 北京理综， 研 究 平 抛 运动 实验 中 难 平抛实验实验探究问题递进 证据、解释 科学推理 北京理综， 研究匀变速 运动 实验中小车运动图像法问题递进 科学推理 北京理综， 探 究 动 能 定理 实验中小车运动实验探究问题递进 科学推理 证据、解释 北京理综， 测电源电动 势与内阻 选择中器材组装实验探究选项互斥 科学推理 北京理综， 验证机械能 守恒定律 传感器的简 单应用 实验易 过热保护装置 重物下落 实验探究问题并列 科学推理 证据、解释 北京理综， 用单摆测重 力加速度 测 玻 璃 折 射率 实验易单摆、玻璃砖图像法问题并列 科学推理 北京理综， 测电源电动 势与内阻 实验易闭合回路图像法读图计算 科学推理 北京理综， 伏 安 法 测 电阻 实验易闭合回路实验探究问题递进 科学推理 证据、解释 北京理综， 测 金 属 电 阻率 实验中闭合回路图像法读图计算 科学推理 北京理综， 验证动量守 恒定律 多用电表测 电阻 实验难 多用电表 小球碰撞 守恒思想问题并列 科学推理 北京理综， 半偏法测电 流计内阻、电 表改装 实验难电流计等效法问题并列 科学推理 总计 卷均分 题 卷 题 卷 题 卷实验 易 中 占比考频常见考法 命题规律与趋势 考查内容 实验是高考考查的重要内容，每年都会考 查，主要考查力学实验和电学实验中学生 必做实验。 考查核心 考查集中在对实验原理的理解、实验方案 或器材的选取、实验的步骤分析、数据的读 取和处理、误差分析等。 考查能力 以学生实验为背景，考查理解能力、推理能 力、分析能力和与实验探究相关的能力。 命题特点 试题往往以某一学生实验为背景，通过层 层递进的设问方式，全面考查考生对实验 原理、方法，数据处理和分析的理解。 在实 验中应用图像处理数据，根据实验结果或 方法进一步进行“课题式的研究” 是北京 实验考查的一大特色。 考题难度 整体试题难度中等。 趋势预测 可能仍然会以规定的学生必做实验为背景， 力学实验题和电学实验题各一题进行考 查。 题目难度会适当降低。 新课程中新加 的学生实验考查的概率较大。 备考建议 在本专题复习过程中，一定要熟练掌握规 定的必做实验，并通过规定实验的学习，掌 握实验的基本方法、技能，学会处理实验数 据的常用方法，会分析实验误差等。 只有 培养好实验的基本技能，并能将解决实验 问题的各种能力迁移到解决创新型实验的 问题中，在遇到新情境、新问题时，才不会 慌乱，在解决实验问题时就能稳操胜券。 年高考年模拟 版（教师用书） 对应学生用书起始页码 考点一力学实验 一、打点计时器系列实验中纸带的处理 纸带的选取：一般实验应选取点迹清晰、无漏点且有足够 多点的纸带。 在“验证机械能守恒定律”实验中还要求纸带包含 第一、二两计时点，并且第一、二两计时点距离接近 。 选取计数点：打点计时器每打 个点取一个计数点，则相 邻计数点时间间隔为 个打点时间间隔。 测量计数点间距离：为了测量、计算方便和减小偶然误 差，测量距离时不要分段测量，尽可能一次测量完毕，即测量计 数起点到其他各计数点的距离。 如图所示，则由图可得： ， ， ， ， ， 判定物体运动的性质 （）若 、基本相等，则可判定物体在实验 误差范围内做匀速直线运动。 （）设 ， ， ， ， 若 、基本相等，则可判定物体在实验误 差范围内做匀变速直线运动。 测定第 点的瞬时速度 物体做匀变速直线运动时，在某段时间内的平均速度等于 中间时刻的瞬时速度。 即测出第 点的相邻前、后两段相等时 间 内的位移，由平均速度公式即可求得第 点的瞬时速度，如 图中第 点的瞬时速度为： 。 测定做匀变速直线运动物体的加速度 一般用逐差法求加速度。 将如图所示的连续相等时间间隔 内的位移 、分成三组，利用 可得： 、 、 ，再算出 、的平均值，即 ，就是所测做匀变速直线运动物体的加速度。 二、基本力学实验 研究性实验 实验 名称 实验原理 实验 装置 数据处理方法 研究 匀变 速直 线运 动 通过纸带数 据分析运动 （） 利用连续相等时间 内的位移之差等于恒量 进行有关计算或判断 （） 利用平均速度法求 瞬时速度 （）利用 （或逐 差法）求 （）利用 图像求 研究 平抛 运动 通过描绘轨 迹分析运动 取点分析法 某同学用如图所示的实验装置研究小车在斜面上的运 动。 实验步骤如下： 安装好实验器材。 接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重 复几次。 选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹， 从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图中 、 、 点所示。 测量 、 计数点到 计数点的距离，分别记作： 、。 通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直 线运动。 分别计算出 、与对应时间的比值 、 、 、 。 以 为纵坐标、 为横坐标，标出 与对应时间 的坐标 点，画出 图线。 结合上述实验步骤，请你完成下列任务： 实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁 架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的有 和 。 （填选项代号） 电压合适的 交流电源 电压可调的直流电源 刻度尺 秒表 天平 重锤 将分度值为 的刻度尺的 刻线与 计数点对齐，、 、 计 数 点 所 在 位 置 如 图 所 示， 则 ， 。 该同学在图中已标出 、 计数点对应的坐标点，请 专题十七 物理实验 你在该图中标出与 、 两个计数点对应的坐标点，并画出 图线。 根据 图线判断，在打 计数点时，小车的速度 ；它在斜面上运动的加速度 。 解析 打点计时器必须与交流电源配合使用，选 。 还 必须使用刻度尺测量 计数点与其他计数点间的距离，选 。 由图可知 ， 。 因 ， ，故计数点 的坐 标为（ ， ），同理得计数点 的坐标为（ ， ）。 由匀加速直线运动规律可得 ，故 图线为一条倾斜直线，如答案图所示。 该图像纵轴截距表示小车的速度 。 斜率 ，所以 。 答案 （） （） 如图所示 （） （） 探究性实验 实验 名称 实验原理实验装置数据处理方法 探究 弹力 和弹 簧伸 长的 关系 图像法 探究向 心力的 大小与 半径、 角速 度、质 量关系 定性比较 探究 单摆 运动 图像法： 一名同学用图示装置做“测定弹簧的劲度系数” 的 实验。 以下是这位同学根据自己的设想拟定的实验步骤，请按 合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上 。 以弹簧长度 为横坐标，以钩码质量 为纵坐标，标出各 组数据（，）对应的点，并用平滑的曲线连接起来； 记下弹簧下端不挂钩码时，其下端 处指针所对刻度尺 上的刻度 ； 将铁架台固定于桌子上，将弹簧的一端系于横梁上，在弹 簧附近竖直固定一把刻度尺； 依次在弹簧下端挂上 个、 个、 个钩码，待钩码静 止后，读出弹簧下端指针指示的刻度记录在表格内，然后取下 钩码； 由图像找出 间的函数关系，进一步写出弹力与弹簧 长度之间的关系式（重力加速度取 ）；求出弹簧的劲 度系数。 图为根据实验测得数据标出的对应点，请作出钩码质量 与弹簧长度 之间的关系图线。 年高考年模拟 版（教师用书） 写出弹簧弹力 和弹簧长度 之间关系的函数表达式： 。 此实验得到的结论是：此弹簧的劲度系数 。 （计算结果保留三位有效数字） 如果将指针分别固定在图示 点上方的 处和 点下方 的 处，作出钩码质量 和指针所对刻度 的关系图像，由图像 进一步得出的弹簧的劲度系数 、。 、与 相比，可能是 。 （请将正确选项的字母填在横线处） 大于 等于 小于 等于 解析 图线的斜率 ，弹簧的劲度系 数，则弹簧弹力和长度 的关系 （） ，所以 （） 指针固定在 处，测量弹簧伸长量时偏小，由 可 知， 偏大， 正确，指针固定在 处，不影响弹簧伸长量的测量， 值不变， 正确。 答案 如图所示 （） 验证性实验 实验 名称 实验原理实验装置数据处理方法 验证 力的 平行 四边 形定 则 两力的作 用效果与 一力相同 作图法 验证 牛顿 第二 定律 控制变量 法验证 图像法 验证 机械 能守 恒定 律 少 增 从几条打下点的纸带 中挑选出点迹清楚的 纸带进行测量 ， ， 计算对比 与 验证 动量 守恒 定律 落点距离分析 北京西城一模，（）利用如图 所示的装置 做“验证牛顿第二定律”的实验。 图 除了图中所给的器材以及交流电源和导线外，在下列器 材中，还必须使用的两种器材是 。 停表 天平（含砝码） 弹簧测力计 刻度尺 甲同学实验时这样平衡摩擦力。 按图 装置把实验器材 安装好，先不挂重物，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸 带穿过打点计时器。 用垫块把木板一端垫高，接通打点计时器， 让小车以一定初速度沿木板向下运动，并不断调节木板的倾斜 度，直到小车拖动纸带沿木板做 运动。 甲同学利用 图像求出每条纸带对应的加速度。 他在 处理其中一条纸带时，求出每个计数点对应的速度，并将各点的 速度都标在了如图 所示的坐标系中。 请在坐标系中作出小车 运动的 图像，并利用图像求出小车此次运动的加速度 。 专题十七 物理实验 图 乙同学在验证小车加速度 与所受拉力 的关系时，根 据实验数据作出的 图像如图 所示。 发现图线不过原点， 原因可能是 。 图 木板一端垫得过高 木板一端垫得过低 盘和砝码的总质量太大了 盘和砝码的总质量太小了 丙同学作出的 图像如图 所示。 发现图线有一段是 曲线，他认为这是系统误差造成的。 他将实验方法做了如下改 进：他先将一些砝码放在小车上；之后每次从小车上取下一些砝 码移到牵引小车的盘上；重复多次实验，直到将砝码全部移到盘 中；根据测得的数据，绘制出小车加速度 随着盘和盘中的砝码 所受重力 变化的关系图线，得到的是一条过原点的直线。 已 知盘和所有砝码的总质量为 ，小车的质量为 。 请你分析说 明图线为直线的原因，并说明图线斜率的物理意义。 图 解析 天平测盘和砝码及小车质量，刻度尺测计数点 间的长度。 平衡摩擦力使小车做匀速直线运动。 画直线使尽可能多的点在线上，个别偏离直线较远的点 舍去，求斜率。 由图知当外力 时，车有加速度，说明平衡摩擦力 过度。 由 （） 知 不变， ， 图线 为直线，其斜率为 ，斜率不变。 答案 匀速直线 如图所示 见解析 北京海淀一模，（）某同学用图所示的“碰撞实验装 置”研究直径相同的两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动 量关系。 在实验中小球速度不易测量，可通过仅测量 解决 这一问题。 小球做平抛运动的时间 小球做平抛运动的水平距离 小球做平抛运动的初始高度 小球释放时的高度 图中 是斜槽， 为水平槽， 为水平槽末端。 利用 铅垂线在记录纸上确定 的投影点 。 实验时先使 球从斜 槽上 处由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留 下痕迹；此后，再把 球放在 处，将 球再从 处由静止释 放，与 球碰撞后在记录纸上分别留下 、 两球落点痕迹。 由测量可知，碰撞前 球做平抛运动的水平距离为 ；碰撞 后，、 两球做平抛运动的水平距离分别为 、。 用天平称 量 、 两球的质量分别为 、。 若两球相碰前后的动量守 恒，其表达式可表示为 （用题目给出的物理量符 号表示）。 答案 （ 分） （ 分） 解析 本实验应用了等效替代法，由于小球下落高度相同， 即下落时间相同，所以由 知水平位移可代替速度。 解题关键 平抛运动水平、竖直分运动的特点。 北京石景山一模，（）某同学用如图 所示的装置 探究“加速度与力和质量的关系”。 该实验开始前需要平衡摩擦力，在平衡摩擦力的时候 （填“需要”或“不需要”）挂砂桶， （填“需 要”或“不需要”）安装纸带和接通打点计时器；每次改变小车 的质量后 （填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力。 实验中打出的一条纸带的一部分如图 所示。 纸带上 标出了连续的 个计数点 、，相邻计数点之间还有 个点 没有标出。 打点计时器接在频率为 的交流电源上。 则 打点计时器打 点时，小车的速度 。 年高考年模拟 版（教师用书） 图 图 该同学探究“小车的加速度与所受合力的关系”时，通 过测量和处理实验数据，得到如图 所示的 图线，发现图 线不过坐标原点，请分析其原因是： ；该图线斜率的物理意义是： 。 图 答案 不需要（ 分） 需要（ 分） 不需要（ 分） （）（ 分） 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足（斜面倾角过小）（ 分） 小车质量的倒数（ 分） 解析 平衡摩擦力时，应让小车处于无动力状态，故不需 要挂砂桶，但需要用纸带和打点计时器来验证是否平衡合适。 由于平衡摩擦力后，对物体应满足 ，即 ，与 无关，故改变小车的质量后，并不需要重新 平衡摩擦力。 由匀变速直线运动的推论：一段时间中间时刻的瞬时 速度 等 于 这 段 时 间 内 的 平 均 速 度， 可 得 （） 。 图线不过原点，与横轴出现交点说明未平衡摩擦 力或平衡摩擦力不足，图线的斜率表示小车质量的倒数。 北京东城二模，（）用单摆测定重力加速度的实验 装置如图所示。 对测量原理的理解正确的是 。 （选填选项前 的字母） 由 可知， 一定时， 与 成正比 由 可知， 一定时， 与 成反比 单摆的振动周期 和摆长 可用实验测定，由 可算出当地的重力加速度 若测量结果得到的 值偏大，可能是因为 。 （选填选项前的字母） 组装单摆时，选择的摆球质量偏大 测量摆长时，将悬线长作为单摆的摆长 测量周期时，把 次全振动误认为是（）次全振动 表是某同学记录的实验数据，并做了部分处理。 组次 摆长 次全振动 时间 周期 周期的平方 请计算第 组实验中的 。 将表中数据输入计算机，可得到如图所示的 图像， 图线经过坐标原点，斜率 。 由此求得重力加速度 。 （，此空答案保留 位有效数字） 答案 解析 单摆的振动周期 和摆长 可用实验测定，由单摆 的周期公式 ，得 ，则可算出当地的重力加 速度，故选 。 结合 分析，摆球的质量不影响 的测 量；测量摆长时，将悬线长作为单摆的摆长，则测得的重力加 速度值偏小；测量周期时，把 次全振动误认为是（）次全 振动，会导致测量的周期值偏小，得到的重力加速度 值偏大。 故选 。 由表中数据可知完成 次全振动所用的时间为 ，则周期 ，可得 。 由单摆 周期公式 ，得 ，图线斜率 ，则重力 加速度 。 北京朝阳二模，（）如图所示，在“探究弹力和弹簧 伸长的关系”的实验中，下列说法正确的是 。 专题十七 物理实验 应当在钩码静止时读取数据 应当在弹簧处于水平自然状态时测量弹簧的原长 应当在弹簧处于自然下垂状态时测量弹簧的原长 若以弹簧长度为横坐标，以弹簧弹力为纵坐标，根据各 组数据所绘制图线的斜率即该弹簧的劲度系数 答案 解析 钩码自由静止时受到的弹力跟重力相平衡，故 正 确；克服弹簧自重的影响，应当在弹簧自然下垂状态时测量弹 簧的原长，故 错误 正确；由胡克定律 可知， 正确。 （ 北京昌平二模，）（）为了探究平抛运动的规律，老师 做了如下两个演示实验： 为了说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，用 如图所示装置进行实验。 小锤打击弹性金属片， 球水平抛 出，同时 球被松开自由下落。 关于该实验，下列说法正确的 有 。 所用两球的质量必须相等 只做一次实验发现两球同时落地，即可以得到实验结论 应改变装置的高度多次实验 本实验也能说明 球在水平方向上做匀速直线运动 如图所示，两个相同的弧形轨道 、 位于同一竖直面 内，其中 轨道的末端与光滑的水平地面相切。 两个完全相 同的小钢球 、，以相同的水平初速度 同时从轨道 、 的 末端射出，观察到 落地时与 相遇。 只改变弧形轨道 的 高度，多次重复实验，仍能观察到相同的现象。 这说明： 。 （）为了进一步研究平抛运动，某同学用如图所示的装置 进行实验。 为了准确地描绘出平抛运动的轨迹，下列要求合理的 是 。 小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放 斜槽轨道必须光滑 斜槽轨道末端必须水平 本实验必需的器材还有刻度尺和停表 甲同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨 迹，以平抛运动的初始位置 为坐标原点建立 坐标系，如 图所示。 从运动轨迹上选取多个点，根据其坐标值可以验证 轨迹是符合 的抛物线。 若坐标纸中每小方格的边长为 ，根据图中 点的坐标值，可以求出 ，小球平抛运 动的初速度 。 （重力加速度为 ） 乙同学不小心将记录实验的坐标纸弄破损，导致平抛 运动的初始位置缺失。 他选取轨迹中任意一点 为坐标原 点，建立 坐标系（ 轴沿水平方向、 轴沿竖直方向），如图 所示。 在轨迹中选取 、 两点，坐标纸中每小方格的边长仍 为 ，重力加速度为 。 由此可知：小球从 点运动到 点所 用时间 与从 点运动到 点所用时间 的大小关系为： （选填 “”、“”或“ ”）；小球平抛运动的初速度 ，小球平抛运动的初始位置坐标为（ ， ）。 丙同学将实验方案做了改变，他把桌子搬到墙的附近， 调整好仪器，使从斜槽轨道滚下的小球打在正对的墙上，把白 纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点。 然后等间距地改变 桌子与墙的距离，就可以得到多个落点。 如果丙同学还有一 把刻度尺，他是否可以计算出小球平抛时的初速度？ 请简要 阐述理由。 年高考年模拟 版（教师用书） 答案 （） 做平抛运动的物体在水平方向上做匀速 直线运动 （） 可以。 用刻度尺测量落点与抛出点之间的竖直距离 ， 测量墙与桌子的水平距离 ，根据 ，可得 ，则 ，改变桌子与墙的水平距离 ，测量多组 ， 值，计算多组初速度，取平均值即可。 解析 （）本实验应改变装置高度多次实验，发现两球总 是下落时间相同，进而说明平抛运动的竖直分运动是自由落 体运动，但不能说明水平分运动是匀速直线运动。 由自由落 体运动规律有 ，下落时间 ，与球质量无关，两 球质量可以不等。 改变弧形轨道 的高度， 球从不同高度做平抛运动， 落地时均与 相遇说明相同时间内两球运动相同的水平位 移，即平抛运动的水平分运动为匀速直线运动。 （）小球每次从斜槽上同一位置由静止释放，滑到斜槽 末端时的速率一定，保证平抛初速度不变，描出的是同一轨 迹。 斜槽轨道不必光滑。 末端水平，才能保证小球做平抛运 动。 本实验不需要停表。 由 得 ，将 点坐标（，） 代入得 （） 。 根 据 ， ， 得 。 、 间水平方向均为 个格，由 可知 。 ， ， 。 自由落 体运动，从开始下落，相邻相等时间内竖直位移之比为 ，而 ，因此初始位置坐标为（，）。 如图所示，是探究向心力的大小 与质量 、角速度 和半径 之间的关系的实验装置图，转动手柄 ，可使变速轮塔 和 以及长槽 和短槽 随之匀速转动。 皮带分别套在轮塔 和 上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球 、 分别以不同的角 速度做匀速圆周运动。 小球做圆周运动的向心力由横臂 的 挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂 的 杠杆作用使弹簧测力筒 下降，从而露出标尺 ，标尺 上 露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。 那么： （）现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的 向心力大小和角速度的关系，下列说法中正确的是 。 在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做 实验 在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做 实验 在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做 实验 在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做 实验 （）在该实验中应用了 （选填“理想实验法”、 “控制变量法”、“等效替代法”）来探究向心力的大小与质量 、角速度 和半径 之间的关系。 （）当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道 半径为右边小球的 倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白 相间的等分格数为左边的 倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之 间的角速度之比为 。 答案 （） （）控制变量法 （） 解析 （）要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系， 需控制小球的质量和半径不变，故 正确。 （）由前面分析可 知该实验采用的是控制变量法。 （）左 右 ，左 右 ，根据 ，可知左边轮塔与右边轮塔之间的角速度 之比为 。 （）用游标为 分度（测量值可准确到 ）的卡尺测量小 球的直径，测量的示数如图 所示，读出小球直径 的值为 。 图 （）如图 所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物 带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可“验证机械能守 恒定律”。 图 已准备的器材有：打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、 带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还必需的器材是 （只有一个选项符合要求，填选项前的符号）。 直流电源、天平及砝码 直流电源、刻度尺 交流电源、天平及砝码 交流电源、刻度尺 专题十七 物理实验 安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中 选出符合要求的纸带，如图 所示（其中一段纸带图中未画 出）。 图中 点为打出的起始点，且速度为零。 选取在纸带上 连续打出的点 、 作为计数点。 其中测出 、 点距起始点 的距离如图 所示。 已知打点计时器打点周 期为 。 由此可计算出打 点时重物的瞬时速度 （结果保留三位有效数字）。 图 若已知当地重力加速度为 ，代入图 中所测的数据进 行计算，并将 与 进行比较（用题中所给字母表示）， 即可在误差范围内验证，从 点到 点的过程中机械能是否 守恒。 某同学进行数据处理时不慎将纸带前半部分损坏，找 不到打出的起始点 了，如图 所示。 于是他利用剩余的纸 带进行如下的测量：以 点为起点，测量各点到 点的距离 ， 计算出重物下落到各点的速度 ，并作出 图像。 图 中给 出了 、 三条直线，他作出的图像应该是直线 ；由图 像得出， 点到起始点 的距离为 （结果保留三位有 效数字）。 图 图 某同学在家里做“验证机械能守恒定律”的实验，他设 计的实验装置如图 所示，用细线的一端系住一个较重的小铁 锁（可看成质点），另一端缠系在一支笔上，将笔放在水平桌面 的边上，用较重的书压住。 将铁锁拉至与桌面等高处（细线拉 直），然后自由释放。 在笔的正下方某合适位置放一小刀，铁 锁经过时，细线立即被割断，铁锁继续向前运动，落在水平地 面上。 测得水平桌面高度为 ，笔到铁锁的距离为 ，笔到铁锁 落地的水平距离为 。 若满足 （用 、 表示），即可 验证铁锁从释放至运动到笔的正下方的过程中机械能守恒。 图 答案 （） （） （） 解析 （）游标卡尺读数时不估读，主尺读数为 ，游标 尺读数为 ，则游标卡尺读数为 ； （）打点计时器是采用交流电源供电的；实验中需要用 刻度尺来测量纸带上的点间距；本实验不需要测量重物质量， 所以不需要天平； ； 根据机械能守恒可知，重力势能的减少量等于动能的 增加量， ，则 ； 由于选取 点作为起点，则起点处速度不为 ，即 时 ，故图像为直线 ；图线 的横截距的绝对值表示 点到 真实起点 的距离，由图像可知， 点到起始点 的距离为 ； 第一段圆周运动，由动能定理可知， ，第 二段平抛运动，水平方向：，竖直方向： ，解得 （） ，则 （）。 考点二电学实验 一、基本器材的使用 游标卡尺和螺旋测微器的读数方法 （）游标卡尺的读数 游标尺 刻度 格数 刻度总 长度 每小格与 毫米差 分度值 测量结果（游标尺上第 条 刻线与主尺上的某刻线对齐 时） 主尺上读出的毫米数 主尺上读出的毫米数 主尺上读出的毫米数 （）螺旋测微器的读数 测量值固定刻度整毫米数半毫米数可动刻度读数（含 估读） 。 说明：若半毫米刻线未露出，则不加半毫米数。 电流表和电压表的使用方法和读数规则 电流表和电压表是分别用来测量电流和电压的仪器。 电流 表常用的有 和 两种量程，而电压表常用的有 和 两种量程。 使用方法和注意事项如下： （）选择适当的量程。 根据被测电流或电压值的大小选择 量程，使指针偏转超过满偏的 ，至少也要超过 。 如果量 程选择太大，指针偏转太小，会造成较大的测量误差。 （）正确接入电路。 电流表应串联在被测电路中，电压表应 并联在被测电路中，两种表都应使电流从“”接线柱流入，从 年高考年模拟 版（教师用书） “”接线柱流出。 （）正确读数。 读数时应使视线垂直于刻度盘面。 学生实 验用电表的 和 量程要估读到分度值的 ， 量程 估读到分度值的 ， 量程估读到分度值的 。 电表读 数时，务必看清每大格及每小格所表示的数值。 （）注意内阻影响，电流表和电压表接入电路后一方面作为 仪器使用，一方面又是接入被测电路中的一个电阻。 实验中没 有特别要求时，一般不考虑它们的内阻对电路的影响，但在有些 测量中，不能忽视，如伏安法测电阻等。 某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确 操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则 它们的读数依次是 、 、 。 解析 螺旋测微器的固定刻度读数为 ，可动刻度 读数 为 ， 金 属 丝 直 径 为 。 电流表读 数为 ， 电压 表 读 数 为 。 答案 滑动变阻器的两种连接方法 限流式接法分压式接法 电路 图 特点 用电器和滑动变阻器的 一部分串联，另一部分不起 作用 电压不能从零开始变化 用电器和滑动变阻器的一部 分并联后和另一部分串联 电压可以从零调节到最大值 适用 条件 滑动变阻器的最大阻值和 用电器的阻值差不多且要 求电压不从零开始变化 滑动变阻器的最大阻值小于用 电器的阻值；电压要求从零开 始变化 二、伏安法测量电阻 电流表的内外接法 电流表内接法电流表外接法 电路图 误差原因 电流表分压 测 电压表分流 测 电阻 测量值 测 测 测 测量值大于真实值 测 测 测 测量值小于真实值 适用条件 （大电阻用内接法测 量，测量值偏大） （小电阻用外接 法测量，测量值偏小） 伏安法测电阻的电路选择方法 （）阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表 的内阻进行比较，若 较小，宜采用电流表外接法；若 较大， 宜采用电流表内接法。 （）临界值计算法： 时，用电流表外接法。 时，用电流表内接法。 （）实验试探法：按图接好电路，让 电压表接线柱 先后与 、 处接触一 下，如果电压表的示数有较大的变化，而 电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表示 数有较大的变化，而电压表示数变化不大，可采用电流表内 接法。 （ 北京理综， 分）在“测定金属的电阻率”实 验中，所用测量仪器均已校准。 待测金属丝接入电路部分的长 度约为 。 （）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果 如图 所示，其读数应为 （该值接近多次测量的平 均值）。 图 （）用伏安法测金属丝的电阻 。 实验所用器材为：电池 组（电动势 ，内阻约 ）、电流表（内阻约 ）、电压表 （内阻约 ）、滑动变阻器 （ ，额定电流 ）、开关、导 线若干。 某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量， 记录数据如下： 次数 由以上实验数据可知，他们测量 是采用图 中的 图（选填“甲”或“乙”）。 图 （）图 是测量 的实验器材实物图，图中已连接了部分 导线，滑动变阻器的滑片 置于变阻器的一端。 请根据（）所选 的电路图，补充完成图 中实物间的连线，并使闭合开关的瞬 间，电压表或电流表不至于被烧坏。 图 （）这个小组的同学在坐标纸上建立 、 坐标系，如图 所 示，图中已标出了与测量数据对应的 个坐标点。 请在图 中 标出第 、 次测量数据的坐标点，并描绘出 图线。 由图 线得到金属丝的阻值 （保留两位有效数字）。 专题十七 物理实验 图 （）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为 （填选项前的符号）。 （）任何实验测量都存在误差。 本实验所用测量仪器均已 校准，下列关于误差的说法中正确的选项是 （有多个正 确选项）。 用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差 属于系统误差 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量 仪表引起的系统误差 用 图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 解析 （）螺旋测微器的读数原则为主尺读数套筒刻度 数精度 。 （）由记录数据知，若采用乙图限流电路，则当 ， 时，滑动变阻器须串入的电阻约为 ，大于滑动变 阻器的最大阻值 ，所以实验中滑动变阻器 应采用分压式 连接，故他们采用甲图电路。 （）实物连接图见答案，连线时要注意：电压表的正、负接 线柱不要接反。 滑动变阻器中滑片 的位置应使最初 两端电压为零。 （） 图线见答案。 求出图线斜率即 的阻值。 （） ，则 () （）系统误差是实验原理、实验方法不完善、测量工具不精密 等因素造成的误差。 偶然误差是人为、环境等偶然因素造成的误 差。 故读数引起的误差属偶然误差，而电表的内阻引起的误差是 系统误差，、 选项错误；把电表内阻计算在内，完善了实验方 案，可消除这一因素引起的系统误差， 选项正确；图像法和多次 测量求平均值的方法等效，可减小偶然误差， 选项正确。 答案 （）（） （）甲 （）如图（） 所示 （）如图（）所示 （） （） （） （） 三、观察电容器的充电、放电现象 充电过程（开关 闭合在 处） （）现象 白炽灯开始较亮，逐渐变暗。 的读数由大变小。 的读数变大。 最后 的读数等于 ， 的读数等于 。 （）解释 电源正极向极板供给正电荷，电源负极向极板供给负电荷。 电荷在电路中定向移动，产生电流，两极板间有电压。 刚合上时，电源与电容器之间存在较大的电压，使大量电 荷从电源移向电容器极板，产生较大电流，随着极板上电荷的增 加，电源与电容器之间的电压减小，电流减小。 当电容器两端电 压等于电源电压时，电荷停止定向移动，电流为 ，灯不亮。 放电过程（开关 闭合在 处） （）现象 电流方向与之前充电方向相反。 白炽灯开始较亮，逐渐变暗，直至熄灭。 的读数开