江苏省2020版高考物理二轮复习 专题五 物理实验课件

专题五物理实验,一、基本仪器的使用1.长度测量类仪器:(1)毫米刻度尺的读数:精确到毫米,估读到分度值的下一位。,(2)游标卡尺的读数,(3)螺旋测微器的读数测量值=固定刻度读数+可动刻度读数(含估读),单位为mm。2.时间测量类仪器:(1)打点计时器:每打两个点的时间间隔为0.02s,一般每五个点取一个计数点,则时间间隔为t=0.025s=0.1s。(2)频闪照相机:用等时间间隔获取图像信息的方法将物体在不同时刻的位置记录下来。(3)光电计时器:记录遮光时间。,3.电流表、电压表、欧姆表的比较:,4.使用多用电表的“三注意”:(1)电流的流向:使用欧姆挡时,多用电表内部电池的正极接黑表笔,负极接红表笔,从电源外部看,电流从红表笔流入,从黑表笔流出。(2)区分“机械调零”和“欧姆调零”:“机械调零”在表盘刻度左侧“0”位置,调整表盘下边的指针定位螺丝;“欧姆调零”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置,调整欧姆调零旋钮。(3)倍率选择:使用欧姆挡测电阻时,表头指针偏转过大或过小均有较大误差,指针偏转角度在满偏刻度到满偏刻度之间读数较准确。,例1(2019江苏淮安期末)(1)如图所示为指针式多用电表,其中s、k、t为三个可调节的部件,现用此电表测量一定值电阻,测量的某些操作步骤如下:调节指针定位螺丝部件,使电表指针指向电流0刻度处;将选择开关旋转到欧姆挡位置;将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,笔尖相互接触,调节部件(选填“s”“k”或“t”),使电表指针指向“0”;测量该定值电阻阻值,多用电表指针示数如图所示,则该电阻的阻值为。,(2)欧姆调零后,用“10”挡测量另一电阻的阻值,发现指针偏转角度很大,则下列说法或做法中正确的是(填序号)。a.该电阻的阻值很小,b.该电阻的阻值很大c.为测得更准确些,应当换用“1”挡,重新欧姆调零后进行测量d.为测得更准确些,应当换用“100”挡,重新欧姆调零后进行测量,(3)关于多用电表的使用,下列说法正确的有。a.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔接法正确b.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,表笔接法正确c.丙图中用的是多用电表欧姆挡测量二极管的反向电阻d.丁图中用多用电表欧姆挡测量的是二极管的反向电阻,答案(1)t1400(2)c(3)bd,解析(1)测电阻时先进行欧姆调零,即先短接红、黑表笔,调节调零旋钮t,使指针指向欧姆挡的零刻度线。欧姆调零后,测量电阻读出示数,k指向“100”挡,则电阻r=1400。(2)题目所指偏转角度过大,即欧姆挡示数太小,要使示数变大,则要减小倍率,重新欧姆调零后,再测量,故选项c正确。(3)题中甲图是用直流电压挡测电压,但要求电流从红接线柱流入,显然红、黑表笔接反,故a错误;题中乙图是用直流电流挡测电流,要将电表串联接入电路,电流从红表笔流进,故b正确;丙图和丁图是用欧姆挡测二极管的反向电阻,则要求电流从二极管的负极流进,即欧姆表的黑表笔与二极管的负极相连,故d正确,c错误。,变式(2018江苏镇江一模)(1)如图是某只多用电表的表盘示意图,当用“10”欧姆挡测量某定值电阻的阻值时,其指针位置如图中所示,其示数为;当用直流“010v”量程测量电压时,其指针位置如图中所示,其示数为v。,(2)图中螺旋测微器的示数为mm;图中游标卡尺的示数为mm。,答案(1)304.6(2)9.193(在9.1919.195之间均可)7.6,解析(1)当用“10”欧姆挡测量某定值电阻的阻值时,其指针位置如题图中所示,其示数为310=30;当用直流“010v”量程测量电压时,其指针位置如题图中所示,其示数为4.6v。(2)螺旋测微器的示数为9mm+0.01mm19.3=9.193mm;游标卡尺的示数为0.7cm+0.1mm6=7.6mm。,拓展(2017江苏南京、盐城一模)某学生用多用电表测电阻。使用的实验器材:多用电表、电压表、滑动变阻器及若干导线。,甲,乙,(1)先将多用电表调到电阻“100”挡,再将红表笔和黑表笔,调整,使指针指向“0”。(2)再将调节好的多用电表红表笔和(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。将滑动变阻器的滑片滑到适当位置,欧姆表的读数如图乙所示,则被测电阻为k。(3)图甲中的电压表有两个量程:03v,内阻为r1;015v,内阻为r2,则r1r2(选填“”“=”或“”)。,答案(1)直接接触欧姆调零旋钮(2)12.5(3),解析(1)多用电表欧姆挡使用前需要调零,方法是将红、黑表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”。(2)电流由红表笔流入、黑表笔流出,所以红表笔接1,黑表笔接2;由题图乙可知被测电阻阻值为2.5k。(3)电压表是由小量程电流计串联一个电阻改装而成的,由分压规律可知,串联电阻r=-rg,ig、rg相同,量程u越大,串联电阻越大,所以r1r2。,二、力学实验及创新有些物理量不能由测量仪器直接测量,这时,可利用待测物理量和可直接测量的物理量之间的关系,将待测物理量的测量转化为可直接测量的物理量的测量。,例2(2018江苏单科,11,10分)某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g。细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮,两端各悬挂一只质量为m的重锤。实验操作如下:用米尺量出重锤1底端距地面的高度h;在重锤1上加上质量为m的小钩码;左手将重锤2压在地面上,保持系统静止。释放重锤2,同时右手开启秒表,在重锤1落地时停止计时,记录下落时间;重复测量3次下落时间,取其平均值作为测量值t。,请回答下列问题:(1)步骤可以减小对下落时间t测量的(选填“偶然”或“系统”)误差。,(2)实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量m小很多,主要是为了。a.使h测得更准确b.使重锤1下落的时间长一些c.使系统的总质量近似等于2md.使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差。现提供一些橡皮泥用于减小该误差,可以怎么做?(4)使用橡皮泥改进实验后,重新进行实验测量,并测出所用橡皮泥的质量为,m0。用实验中的测量量和已知量表示g,得g=。,答案(1)偶然(2)b(3)在重锤1上粘上橡皮泥,调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1后松手,能观察到其匀速下落。(4),解析(1)重复测量3次下落时间,取平均值作为测量值t,可以减小对下落时间t测量的偶然误差。(2)m相对m越小,系统的加速度越小,重锤1下落的时间就越长,测量时间的相对误差就越小,故b正确。(3)在重锤1上粘上橡皮泥,轻拉重锤1后松手,若能匀速运动,就说明平衡了滑轮摩擦阻力。(4)系统匀加速下落的过程中有h=at2mg=(2m+m+m0)a联立解得,g=。,引申(2019江苏苏、锡、常、镇四市二模)某同学甲用图1所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数,跨过光滑定滑轮的细线两端分别与放置在木板上的木块和弹簧测力计相连。(1)下列说法正确的是(填序号)。a.实验前,应先对弹簧测力计调零b.应保持与木块相连的细线水平c.实验时,应将木板匀速向左拉出d.实验时,拉木板的速度越大越好,(2)图2是某次实验中弹簧测力计示数放大图,木块受到的滑动摩擦力f=n。,(3)为进行多次实验,甲同学采取了在木块上增加砝码个数的方法。若砝码的质量、动摩擦因数和重力加速度分别用m、和g来表示,测得多组数据后,该同学描绘的f-m关系图线如图3所示,则甲同学测得的动摩擦因数=。(重力加速度g取10m/s2),图3,(4)若甲所用木块为a。在保持其他器材不变的情况下,同学乙换用了木块b也进行了上述实验,木块b的质量比a大0.02kg,a、b的材料以及它们的表面粗糙程度相同,最后乙同学也描绘出了f-m关系图线,请你帮乙同学在图3中画出该图线。,答案(1)ab(2)2.75(2.742.76)(3)0.4(4)如图所示,解析(1)实验前,应先对弹簧测力计调零,否则读数不准确,故a正确;应保持与木块相连的细线水平,否则木块与木板之间的正压力不等于木块的重力,故b正确;木板与木块之间的滑动摩擦力为一定值,与它们之间的相对运动速度大小及匀速或变速状态无关,故c、d错误。(2)摩擦力等于弹簧测力计的读数,根据读数规则得出结果,注意估读。(3)由f=(m+m)g可知,题中图像的斜率k=g,通过求题中图3中图线的斜率可求得动摩擦因数的值。(4)由实验原理可知,图像的斜率不变,只要把原来的图线向左平移一段,使两图线的水平距离在图像上表示为相差0.02kg即可。,三、电学实验及创新有些物理量不能由测量仪器直接测量,这时,可利用待测物理量和可直接测量的物理量之间的关系,将待测物理量的测量转化为可直接测量的物理量的测量。,例3(2018江苏单科,10,8分)一同学测量某干电池的电动势和内阻。(1)如图甲所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处。,甲,(2)实验测得的电阻箱阻值r和电流表示数i,以及计算的数据见下表:,根据表中数据,在方格纸上作出r-关系图像。由图像可计算出该干电池的电动势为v;内阻为。,(3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100mv的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱,当电流表的示数为0.33a时,电压表的指针位置如图乙所示,则该干电池的电动势应为v,内阻应为。,乙,答案(1)开关未断开电阻箱阻值为零(2)如图所示1.4(1.301.44都算对)1.2(1.01.4都算对)(3)1.4结果与(2)问第一个空格一致1.0结果比(2)问第二个空格小0.2,解析(1)在连接电路过程中,要求开关处于断开状态;在闭合开关前,要求电阻箱接入电路的电阻最大。(2)依照表中数据,描点连线,如答案图所示。由闭合电路欧姆定律可得i=,整理可得r=e-r,与图像对应,则e=1.4v,r=1.2。(3)由题图乙可知电压表的读数为66mv,由欧姆定律可得电流表的内阻r=0.2,则由闭合电路欧姆定律可得i=,整理可得r=e-(r+r),与(2)中图像对应,则e=1.4v,r=1.0。,引申(2019江苏单科,11,10分)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下:(1)螺旋测微器如图1所示。在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动(选填“a”“b”或“c”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。,图1,(2)选择电阻丝的(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径。(3)图2甲中rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图2乙实物电路中的正确位置。,图2甲,图2乙,(4)为测量rx,利用图2甲所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压u1和电流i1,的值,作出的u1-i1关系图像如图3所示。接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压u2和电流i2的值,数据见下表:,请根据表中的数据,在方格纸上作出u2-i2图像。图3(5)由此,可求得电阻丝的rx=。根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。,答案(1)c(2)不同(3)见图甲(4)见图乙(5)23.5(23.024.0都算对),图甲,图乙,解析(1)为防止测砧与测