【精品】物理模块五材料

1、含山中学2011届高三年级二轮复习材料（九）模块五实验部分【专题一】力学试验实验1长度的测量（一）游标卡尺1. 游标卡尺的构造:主尺（附有左边上爪和卜爪）；游标尺（附有右边上爪和卜爪以及深度尺）；紧 固螺钉。2. 游标卡尺的使用：外测屋爪：可测量工作厚度或外径；内测量爪：可测量工作槽宽或内径；深度 尺：可测量工作的深度。3. 游标卡尺的读数：无零误差时读数法测量值l二主尺上整的毫米数n加上小于毫米的小数kl/m,即l=n毫米+kl/m,这里k 为游标上第k格被主尺上某刻度线对齐的格数。（见下表）游标尺精度 (mm)测量长度l=（主尺）nmm+kl/m （mm）（游标尺上第k格与主 尺上的刻线对

2、齐时）（mm）总刻 度格 数刻度总长 度（mm）每小格与主尺1格（1mm）相差1090. 10. 1n（主尺上读的毫米数）+ 0. ik20190. 050. 05n （主尺上读的毫米数）+0. 05k50490. 020. 02n （主尺上读的毫米数）+0. 02k4 测量值的有效数字。游标卡尺测量物体或下爪张开狭缝观察光的衍射现象时能直接读出最小分度的准确值，有效数字的末位与游标卡尺的精度对齐，不需要佔读，也不需要另在有效数字末位补“（t 表示游标最小分度值，值得注意的是：如杲用和度为0.1毫米、0.02毫米和0.05毫米3种 游标卡尺测同一个工件，其长度记作0.10毫米，这个数字末位的“

3、（f,对精度为0.02毫米和0.05毫米的卡尺的读数而言，不是补的“（f,而是这两种卡尺的游标分别与各自的主尺错开 5格和2格得到的。对精度为0.1毫米的卡尺而言，这个“0.10毫米，嗷据后面的“（t是不必要 的。【典型例题】1. （2010-安徽高考）在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图8-1-7所示，读数为cm.2cm10 20图 8-1-72. 一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动，盘边缘上固定一竖直的扌当光片盘 转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图甲所示.乙为光电数字计 时器的示意图光源4中射出的光可照到b中的接收器上，

4、若a、b间的光路被遮断，显示器c上可显示出光线被遮住的时间.挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图丙所示.圆盘直径用游标卡尺测得，结果 如图丁所示，由图可知（1）挡光片的宽度为mm；（2）圆盘的直径为cm ；（3）若光电数字计时器所显示的时间为50.0ms,则圆盘转动的角速度为弧度/秒（保留3位有效数字）.3. 在一些实验中需耍较准确地测量物体转过的角度，为此人们在这样的仪器上设计了 一个可转动的圆盘，在圆盘的边缘标有刻度（称为主尺），圆盘外侧有一个固定不动的圆弧（称 为游标尺）.如图所示（图屮画出了圆盘的一部分和游标尺）.圆盘上刻有对应的圆心角，游 标尺上把与主尺9。对应的圆心角等分为10格

5、试根据图屮所示的情况读出此时游标上的零 刻度与圆盘的零刻线之间所夹的角度为4. 有一根横截面为正方形的薄壁管（如图所示），现用游标为20分度（测量值可准确到0.05mm）的游标卡尺测量其外部的边长/,卡尺上 部分刻度的示数如下图甲所示；用螺旋测微器测得其壁厚d的情况如下图乙所示.则此管 外部横截面边长的测量值为/=cm：管壁厚度的测量值为d=mm.乙实验2研究匀变速直线运动（一）打点计时器打点计时器是一种使用交流电源的计时器。1. 电磁打点计时器的t作电圧为4w6v,电火花打点计时器的工作电圧是220v。2. 当电源频率是50hz时，每隔0.02s打一次点。3. 两种打点计时器的构造、原理和工

6、作电压不同。4两种计时器的打点间隔都是0.02s,因此打在纸上的点，记录了纸带运动的时间。如 果把纸带跟运动的物体连接在一起，纸带上的点就相应地表示岀运动物体在不同时刻的位 置。研究纸带上的点子z间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间里发生的位移，从而 了解物体的运动情况。（二）实验前准备1. 根据纸带判断物体的运动情况（1）如果纸带上的点间隔均匀，说明物体做匀速直线运动，如果s为相邻两点间距，t为打点的周期，则匀速直线运动的速度v = ot（2）设相邻点间距分别为 s1、s2、s3s2-s1= s3-s2 = s4-s3=sn+l-sn =as,则说明物体做匀变速直线运动。2. 求打下某一点

7、时，纸带运动的瞬时速度如右图示：已知物体做匀变速直线运动，欲求打下第n个点时纸带的瞬时速度，由（nl） 点到（n+1）点这段时间的中间时刻恰好为打下n点的时刻，可知打下n点时的瞬时速度应等于这段时间内的平均速度，即：乙二=仏亠3. 根据纸带上的点求匀变速直线运动的加速度（1）原理一物体以加速度a做匀变速直线运动，在任意两个连续相等的时间间隔（t）内的位移 （sn和 sn+i）之差 as 是一个常数，即：as= sn+i-sn=at2故测出纸带上各相邻点的间距后,(2) 求解方法(a ) “逐差法”求解s4-si=s5-s2=s6-s3=3at分别求出7然后取平均值，职“沁严，即为物体运动的加速

8、度。（b） 一图象泳先根据曾求出打n个点时的瞬时速度，作叭t图象，图线的斜率即为物体运动的加速度。 如右图，求岀：2tv5 =*+$62t作出vt图象如右图:右图屮的斜率即为物体的加速度，bp= 【典型例题】1. （2010-江苏高考）为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了 “加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图8-1-9所示）.实验时，平衡小车与木板z间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力.薄板小车工打点计时器图 8-1-9往舷码盘中加入一小抵码，在释放小车（选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点.（

9、2）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间与速度卩的数据如卞表:时间t/s00.501.001.502.002.50速度 e/(ms j0.120.190.230.260.280.29请根据实验数据作出小车的z图象.|r/(m m )（3）通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力 将变大你是否同意他的观点？请根据图象简要阐述理由.2. （2010-广东高考）图8-1-11是某同学在做匀变速直线运动实验屮获得的一条纸带.（1）已知打点计时器电源频率为50 hz,贝u纸带上打和邻两点的时间间隔为.（2）abcd是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个

10、点没有画岀，从图屮读出a、b两点间距5=； c点对应的速度是（计算结果保留三位有效数字）.3. （1）某同学要进行探究匀变速直线运动的实验，请在下面列出的实验器材中，选出木实验中不需要的器材填在横线上（填编号）：打点计时器 天平 低压交流电源 低压直流电源 细绳和纸带 钩码 和小车秒表一端有滑轮的长木板刻度尺（2）某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况，实 验中获得一条纸带，如图所示，其屮两相邻计数点间有四个点未画出.己知所用电源的频 率为50hz,则打a点时小车运动的速度大小血=m/s,小车运动的加速度大小a=m/s2.（结杲要求保留三位有效数字）a（单位:cm

11、）3.18 丄67410.6915.054.在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如以下表格中 所示，为了算岀加速度，合理的方法是（）计数点序号123456计数点对应 时刻（s）00.20.30.40.50.6通过计数点的 速度（cm/s）44.062.081.0100.0110.0168.0a. 根据任意两计数点的速度应用公式a=av!at算出加速度b. 根据实验数据，画wv-t图象，量出其倾角，由公式算出加速度c. 根据实验数据，画!l|p-/图象，由图线上任意两点所对应的速度，用公式a=av!at 算出加速度d. 依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小

12、车的加速度实验3探究弹力和弹簧伸长的关系（一）学生分组实验实验目的：探索弹力与弹簧伸长的定量关系，并学习所用的科学方法。 实验原理：弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小 相等。这样弹力的大小可以通过测定外力而得出（可以用悬挂祛码的方法 给弹簧施加拉力）；弹簧的伸长可用直尺测出。多测儿组数据，用列表或作 图的方法探索出弹力与弹簧伸长的定量关系。实验器材：弹簧（不同的多根）、直尺、砥码。lj实验步骤：弹簧的弹力用f来表示，弹簧原长（自然长度）用/o来表 示，弹簧现长用/来表示，弹簧的仲长用兀来表示，则x=l-l.o1. 用直尺测出弹簧的原长/o。2. 如图所示，将弹簧一端固定，另一端

13、挂上袪码（钩码），待弹簧平衡后，记录下弹 簧的长度及祛码的重量。然后改变砥码的质量，再读出几组数据。3. 将数据记录在表格中；（弹簧原长/（）=cm）1234567f/n/cmx/cm4. 根据测量数据画出fx图象：（以f为纵轴，以兀为横轴）5. 探索结论：按照f-x图象屮各点的分布与走向，尝试做出一条平滑的曲线（包括 直线）。所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同。尝试写 出曲线所代表的函数，首先尝试fx是否为一次函数，如果不行则考虑二次函数或其它函 数。6. 解释函数表达式屮常数的物理意义。【典型例题】1. （6分）（2010安徽合肥模拟）某同学在做研究弹簧的形变

14、与外力关系的实验时，将一轻 弹簧竖直悬挂让其白然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力f,测出弹簧的总长 度乙 改变外力f的大小，测出儿组数据，作出外力f与弹簧总长度厶的关系图线如图所 示.（实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的）由图可知该弹簧的自然长度为cm；该弹赞的劲度系数为n/m.2. （9分）（2009广东揭阳一模）为了探求弹簧弹力f和弹簧伸长量兀的关系.李强同学选 了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象.从图象上 看，该同学没有完全按实验要求做，使图彖上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为 .这两根弹簧的劲度系数分别为：甲弹簧为n/m,乙弹簧为n/m.

15、若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧（填“甲”或“乙”）.3. （2010-福建高考）某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系.实验时，将原长约 200 mm的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码（质量均为20 g）,每增 挂一只钩码均记下对应的橡皮筋仲长量；当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下 一只钩码，也记下对应的橡皮筋仲长量.根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡 皮筋伸长量/与拉力f关系的图象如图8-2-8所示.从图象屮可以得出（填选项前的字母）a. 增挂钩码时"与f成正比，而减挂钩码时x与f不成正比b. 当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋

16、的伸长量比减挂钩码时的人c. 当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的和等d. 增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度4. （6分）在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验屮关丁操作步骤先后顺序，下列说法 正确的是（）a. 先测量原长，后竖直悬挂b. 先竖直悬挂，后测量原长c. 先后顺序对实验结果无影响d. 先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹费的自重实验4验证力的平行四边形定则实验条例与点拨实验冃的：验证平行四边形定则实验器材：方木板一块测力计两个细绳两段橡皮条一 段白纸铅笔刻度尺量角器图钉点拨：测力计可以/只用一个，分别测出两个分力，虽然操作较 麻烦，但可避免两个测

17、力计的不-致性带來的误差。实验原理：用测力计测力作矢量图验证力的平行卩l|边形定则。实验步骤：1. 把橡皮条的一端固定在板上的a点。2. 用两条细绳结在橡皮条的另一端，通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡皮条，橡皮 条伸长，使结点伸长到0点（如图）k点拨经验得知两个分力比、f?间夹角0越大，用平行四边形作图得出的合力f的 误差也越大，所以实验屮不要把0角取得太大，一般不大于90。为最佳。橡皮条、细绳、测力计应在同一平面内，测力计的挂钩应避免与纸面磨擦。3. 用铅笔记下o点的位置，画下两条细绳的方向，并记下两个测力计的读数。k点拨拉橡皮条的细线要长些，标记每条细线方向的方法是使视线通过细线垂直于 纸

18、面，在细线下面的纸上用铅笔点出两个定点的位置，并使这两个点的距离要尽量远些。4. 在纸上按比例作出两个力fi、f2的图示，用平行四边形定则求岀合力f。k点拨1作图要用尖铅笔，图的比例要尽量大些，要用严格的儿何方法作出平行四边 形，图旁耍画岀表示力的比例线段，且注明每个力的大小和方向。5. 只用一个测力计，通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置o点，记卜测力计的 读数和细绳的方向，按同样的比例作岀这个力f的图示，比较f与用平行四边形定则求得 的合力f,比较合力大小是否相等，方向是否相同。6. 改变r和f2的夹角和大小，再做两次。k点拨h改变分力大小和夹角再做两次时，每次都把橡皮条的结点拉到o点，

19、为了直 观地看出分力可能人于合力，可以使其中一次两个分力的夹幷大于120%典型例题1. （2010-天津高考）在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另端系上带有绳套的两根细绳.实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个 弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条.（1）实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的（填字母代号）.a. 将橡皮条拉伸相同长度即可b. 将橡皮条沿相同方向拉到相同长度c. 将弹簧秤都拉伸到相同刻度d. 将橡皮条和绳的结点拉到相同位置（2）同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是（填字母代号）.a.

20、 两细绳必须等长b.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行c.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数z差应尽可能大d.拉橡皮条的细绳耍长些，标记同一细绳方向的两点要远些2. （6分）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，下列哪些方法可减小实验误差（）a. 使用弹簧秤拉橡皮条时不应超过其量程，且使用前更校准零点b. 实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最人量程，然后只需调节另一个弹簧 秤拉力的人小和方向，把橡皮条另一端拉到0点c. 实验中，把橡皮条的另一端拉到0点时，两个弹簧秤之间夹角应取90。以便于算出 合力大小d. 拉橡皮条的细线要长些，标记两条细线方向要尽可能远些3. （6分）在“验证力的平行

21、四边形定则”实验中，需要两次拉伸橡皮条：一条是通过细绳用两个弹簧互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条，在这两次 拉伸中（）a. 只要求将橡皮条拉到相同的长度b. 要求将橡皮条沿相同的方向拉到相同的长度c. 将弹簧秤拉到相同的刻度d. 将橡皮条和细绳的结点拉到相同的位置实验5研究平抛物体的运动（一）实验条例与点拨实验目的：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，可以看做水平方向的匀速直线运动和坚直方向的口曲落体运动的合 运动，因而物体在任意时刻t的坐标x和y可以用下列公式求出：x=vot（ 1 ）"詁2（

22、2）从（1）和（2）消去i,得尸彩子 （3）。因此，平抛物体的运动轨迹为一抛物线。根据抛物线上任一点的坐标（x, y）,由（2） 式可以求出运动的时间；代入（1）式即可求得巾，这就是做平抛运动的物体的初速度。实验器材：弧形槽；白纸；图钉；木板；有孔的卡片；小球；刻度尺；重锤线；铅笔。实验步骤： 安装调整斜槽：用图钉把口纸钉在竖直板上，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。 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

23、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。 确定坐标原点0：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 投彩点o, 0点即为坐标原点。用铅笔记在白纸上。 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 在卡片的缺口上点个黑点，这就在口纸上记卜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相同，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。 取卜口纸用平滑的曲线把这些位置连接起來即得小球做平抛运动的轨迹，如图所示。 计算初速度，如

24、图所示，以0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q吋和尸丄护计算出小球的初速度巾，最后计算出巾的平均值，并将有关数据 2记入表格内。数据处理：g=(表屮心小球平抛运动的初速度：vo= 重做实验时竖直木板位置发生改变，使描出原点0发生变化。 重做次数太少，描绘的点子太稀，轨迹不平滑， 偏差。 卡片的孔太大，每次描点坐标发生偏差。 用直尺测兀，y有误差。 槽口末端未保持水平，使算hz。偏小。【典型例题】1. 一名同学在“研究平抛运动”实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在 曲线上取水平距

25、离心相等的三点a、b、c,量得av=0.2m.乂量出它们z间的竖直距离分 别为/2i=o.lm, /?2=0.2m,利用这些数据，可求得：(1) 物体抛出时的初速度为;(2) 物体经过b点时的竖直分速度为;(3) 抛出点在a点上方的高度为仗取10m/s2)2. 试根据平抛运动原理设计“测量弹射弹丸出射的初速度”的实验方案.提供的实验弹射器器材为弹射器(含弹丸，如图)、铁架台(带有夹具)、米尺.(1) lei!ll实验示意图.(2) 在安装弹射器时应注意(3)实验屮需要测量的量为(在示意图中用字母标出)弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验屮应采取的方法是(5)计算公式为.3. 如图甲

26、所示，是一位同学在实验室中照的一小球做平抛运动的频闪照片的一部分， 由于照相时的疏忽，没有摆上背景方格板，图中方格是后来用直尺画在相片上的(图中格子 的竖直线是实验中垂垂线的方向，每小格的边长均为5mm).为了补救这一过失，他对小球 的直径进行了测量，如图乙所示，如果取重力加速度g =10m/s2,贝u(l)照相机的闪光频率为hz； （2）小球做平抛运动的初速度为 m/s.4. （10分）（2007-高考上海卷）利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图所示，在 悬点0正下方有水平放置的炽热的电热丝p,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；mn为水平木板，已知悬线长为厶，悬点到木板的距离00 =/

27、?（/?>£）.（1）电热丝p必须放在悬点正下方的理由是（2）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的c点，o' c=s,则小球做平抛运动的初速度为=.（3）在其他条件下不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角0,小球落点 与0点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以2为纵坐标、cos0为横坐标，得到如m；若悬线长厶=m.1.0o图所示图象.则当0=30。时，s为 到木板间的距离00为_2.0实验6验证机械能守恒定律（一）基本测量工具和测量数据（1）基本测量工具：米尺；打点计时器（2）测量数据的有效数字： 用毫米刻度米尺测纸带长度，测量数据的有效数字的末

28、位应当为“毫米叩勺十分位，木 实验若用斜面验证，加速度不大的情况下，应遵循这个记数法则，若用自由落体验证，加 速度约为g值较大，纸带打点间隔较大，读数的和对误差会小一些，但为更准确一些，有 效数字的末位常写在“毫米”的十分位。 打点计时器的计数点间距及计数周期分两种情况：用斜面小车验证时，计数周期 可以取0.1秒，用自由落体验证时，由于打点间隔较稀，所以计数周期可以取0.02秒或 0.04秒，即时间数据的末位应在“秒叩勺百分位。（-）实验条例与点拨实验目的：验证机械能守恒定律实验器材：打点计时器纸带低压电源和两根导线铁架台和铁夹重锤米尺 斜面小车k点拨用自由落体验证时不要斜面和小车，用斜面验证

29、时将斜面和小车代替铁架台、 铁夹和重锤即可。实验原理：根据打点计时器打出的纸带，用米尺测出重锤（或小车）下落的高度hn=dn， 求出对应点的即时速度；比较mghn与l/2mvn2,若二者相等则机械能守恒。k点拨为了简便计算，不需测量物体质量m之值，而在aek和aep中可含有质量m, 因不需要焦耳值，也可以直接比较ghn和1/2川值。实验步（1）把打点计时器竖直地固定在铁架台上，打点计时器的两根导线接在6伏交流电源 上。（2）将纸带固定在重锤上，让纸带穿过打点计时器，手提着纸带使重锤靠近打点计时 器。（3）接通电源，释放纸带让重物自由下落，计时器就在纸带上打出一系列点来。（4）换儿条纸带，重复上

30、述步骤，在拉出的纸带中选择点迹清晰，第1、2点间距接近2毫米的纸带测量山、d2dn,如右图，算出小 巾、 "3vn填入实验记录表格中。k点拨选第1、2点间距约2毫米的纸带意味着纸带 是在打第一个点的瞬时开始运动的，根据 h=l/2ght2=l/2x9.8x0.022 米=1.96x10“ 米=2 毫米。测计数点与第一点间的距离山、山、d2山是为了 测重锤下落的高度h】、h2hno实验的注意事项： 打点计时器安装时，必须使纸带两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。 实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源，让打点计时器工作正常后才松开纸 带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的点。

31、选用纸带时应尽量挑选第一、二点间接近2mm的纸带。 测量下落高度时，者必须从起始点算起，不能搞错，为了减小测量h值的相对误差,选取的各个计数点要离起台点远一些，纸带也不易过长，有效长度可在 60cm-800cryi 之内。 因不需耍知道动能和势能的具体数值，所以不需耍测量重物的质 量。【典型例题】1. （11分）在利用电磁打点计时器（电磁打点计时器所用电源频率为 50hz） “验证机械能守恒定律”的实验中:（1）某同学用如图所示装置进行实验，得到如图所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作o点，测出点0、a间的距离为68.97cm,点a、c间的距离为15.24cm,点c、e间的距离为16.76

32、cm,已知当地重力加速度为9.8m/s2,重锤的质量为m = 1.0kg,则打点计时器在打o点到c点的这段时间内，重锤动能的增加量为j,重力势能的减少量为o a b ci 匚68.；1524-3j.1&76f单位：cmm/s2.利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度（3）在实验中发现，重锤减少的重力势能总大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力的作用，用题h中给出的已知量求重锤下落过程中 受到的平均阻力大小为n.2. 利于如图所示的装置验证机械能守恒定律.图中a是同定的光滑斜而，斜而的倾 角为30。，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，当光电门屮有

33、物体通过时与它们 连线的光电计时器（都没有画出）能够显示挡光时间.让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2 齐自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00x10%、2.00x10%.已知滑块质量为 2.00kg,滑块沿斜面方向的长度为5.00cm,光11门1和2 z间的距离为0.54m,g取9.80nvs2,取滑块经过光电门时的速度为其平均速度.滑块通过光电门1通过光电门2时的速度02 =m/s；(2) 滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为j,重力势能的减少量为j.(3) 由以上数据，得出的结论是.3. (11分)如图所示，是用口出落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选 中n点来验证

34、机械能守恒定律，下面举出一些计算n点速度的方法，其中正确的是()n点是第斤个点，则vn=gntn点是第个点，则vn=g(n)t1/7xdn+1 dn e“=a. b. c. d.4. (13分)(2009荆州调研)如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源 为学生电源，输出电压为6v的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始落下，重锤上 拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点痕迹进行测量，即 o -十 町验证机械能守恒定律.(1) 下血列举了该实验的几个操作步骤：()a. 按照图示的的装置安装器件；b. 将打点计时器接到电源的直流输出端上；c. 用天平测量出重锤的质量；

35、d. 释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；e. 测量打出的纸带上某些点之间的距离；f. 根据测量的结果计算重锤下落过程屮减少的重力势能是否等于增加的 动能.指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的横 线上，并说明理由.(2) 利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度d的数值，如图所示.根据打出的纸带, 选取纸带上打出的连续五个点a、b、c、d、e,测出a点距起始点0的距离为so，点4、 c间的距离为'，点c、e间的距离为"，使用交流的频率为/，则根据这些条件计算重锤 下落的加速度。的表达式为：a=(3) 在验证机械能守恒定律的实验中

36、发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动 能，it原因主要是因为在重锤下落过程屮存在着阻力的作用，可以通过该实验装置测定该 阻力的大小若已知当地重力加速度公认的校准确的值为g,还需要测量的物理量是(4) 试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落过程中受到的平均阻力大小 为 f=.含山中学2011届高三年级二轮复习材料（十）模块五实验部分【专题二】电学试验实验7测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）一、基木测量工具和测量数据（-）基本量工具及其使用1. 毫米刻度尺，测接入电路中的金属丝的长度。2. 螺旋测微器（千分尺），测金属丝的直径。3. 伏特表、安培表伏特表、安培表不仅在本实

37、验中用到，在测电源电动势和内阻实验中也将用到，可以 说它们是恒定电流实验中的主要测量工具。（1）选用电表要求电表的安全性能好，读数误差小。所谓安全性能就是分清交流表、直流表，确定 接线柱正、负极，要求量程大于被测电流（或电压）最大值；读数误差小就是要求电表的 量程得到充分利用的前提下电表的精度高，对于有不同量程的同一电表，能用小量程的就 不用大量程的，由误差理论知，要求高中实验中测量最小示值大于满度值的1/41/3即可, 我们可以根据这个原则通过对电路中电流或电压的 估测，选择电表的量程。（2）选好与电表搭配的电路组件选择电源根据电路所需电压选好电源的电动势，或者根据 屯表量程选择电源电动势。

38、电源允许通过的最大电流i允人于电路中需要达 到的最大电流i额，或者电表量程i满（v满）大于i允， 根据memi额（r用+r限+mi7n）和nl允上i额去确定电 源电动势及其连接方式，其中m、n为电池的串联个 数和并联组数，r用、r 限、r分别为用电器、限流电阻和电源电阻的阻值。选择变阻器变阻器在电路中是起调节电压或限制电流以保护电表的作用，其选择原则是：安全性 能好，调节灵敏、对电路误差影响小，简言z,变阻器的使用长度越长，调节越方便，误 差越小，即要求电阻丝使用长度与全长比值尽可能大，其前提显然是变阻器允许电流值人 于电路中电流。变阻箱不能替换变阻器，因变阻箱电阻变化是不连续的，如图是旋钮式

39、，按一定的组 合形式将若干个准确阻值的固定电阻串连，是用旋钮直接接通，常见有4个或6个旋钮， 旋钮边缘而板上标有xl、xlo、xloo、xlk、xlok俗称倍率，倍率越大允许负载电流越小， 其两接线柱之间的阻值为所有连通电阻之和，且无估读数。（3）选好电表的测量电路伏安法测量电路有两种：安培表内接法和外接法， 如图甲所示，内接法适于测大电阻，如图乙所示外接法 适于测小电阻。由误差理论具体有三种选择方法。直接比较法：当rx»ra用内接法；当rv«ro用外接法。本实验选择3伏电源，3伏档伏特表（内阻为3千欧或1千欧），安培表0.6安档内阻约为0欧，金属丝电阻大约510欧，显然应

40、取外接法，但待测电阻往往不很直观，述需 要用下面两种方法确定测量电路。临界值计算法：由谋差理论知当心二廊；时，内接法外接法一样，我们称耐；为临界值；当rx>rarv用内接法，当rxcqrar、,用外接法。 测试判断法：当&、ra、rv大约值都不清楚就用测试判断法。如图所示，将单刀双掷开关s分别接触a点和b点，若看到安培表示值变化比伏特表 示值变化人，则说明伏特表分流影响较人，应该选内接法；若伏特表示值变化比安培表示 值变化大，则说明安培表降压影响较人，应该选外接法。（4）选择电表测量电路的搭配电路 变阻器的控制电路，变阻器控制电路是稳定电流实验乃至电学实验中不可缺少的一部分，其主

41、要形式有两种。负载乙 限流式：图甲所示，其负载电流变化范围是e/ （r（）+r） e/r；负载电压 可调范围是re/ （r（）+r） e。为确保安全，触头p开始应置于b端使电路阻值最大。 分压式：图乙所示，变阻器固定端a、b分别与电源正负极相接即电阻全 部接入干路中，滑动触头p和一固定端a （或b）联接到负载r上，起电位器 作用，当屯路接通时，负载r上的电压只是滑动变阻器rap上的电压，负载电 压和电流的变化范i韦i分别是：0£ oe/r,为确保安全，触头p应滑至a端，即 开始阻值处于最小。综上述，选择控制电路应按下述原则:a. 若电压电流不需连续变化，调节范围也不大，月当负载电阻

42、r<ro （变阻器电阻）,采用限流电路，实验前，r（）应取最大值。b. 如果要连续分压，取出电压，调节范围也人，且r>r（）取分 压式电路，实验前，负载电压为零，即r（）应取最小值。概括上述内容，伏安法实验电路就是根据方框图思考，依据相 互制约的条件选出的器材和所选的电路去画电路图，去给实物仪器 连线，无论是画图述是接线，都应先干路，后支路才有条不紊。典型例题1. （2010山东高考）在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图8-2-11所示闭合电键后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为图 8-2-11（1）若电流表示数为零、电压表示数为e,则发生故障的是（

43、填“待测金属 丝”“滑动变阻器”或“电键”）.（2）若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障.先将选择开关旋至挡(填“欧姆x100” “直流电压10 v”或“直流电流2.5 ma”),再将(填“红”或“黑”)表笔固定在q接线柱，把另一支表笔依次接久c、d接线柱.若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是、2. (14分)某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截而积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如卜-实验：用螺旋测微器测量某一导线的直径如图7所示.读得直径=mm.(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据:电阻&q)121.050.023.910.0

44、3.1导线直径d(mm)0.8010.9991.2011.4941.998导线截面积5(mm2)0.5040.7841.1331.7533.135请你根据以上数据判断，该种导线的电阻r与截面积s是否满足反比关系？若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出与s应满足的关系.(3) 若导线的电阻率“ = 5.1x107 qm 则表屮阻值为3q的导线长度1=m(结果保留两位有效数字).3. 在“测定金属的电阻率”的实验屮，如提供的电源是一节内阻可不计的干电池，被 测金属丝的直径小丁 lmm,长度约为80cm,阻值约为3q.使用的电压表有3v(内阻约为3kq) 和15v(内阻约15kq)两个量程，电

45、流表有0.6a(内阻约为0.1q)和3a(内阻约为0.02q)两个 量程.供限流用的滑动变阻器有a： 010q； b： 0100q； c： 01500q三种.可供选择的实验电器有如图甲、乙対种.(=(x!-<=>|(a)-q<y>甲乙用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，则螺旋测微器的示数是mm.(2) 为减小电阻的测虽误差，应选用图中的图所示的电路(3) 为了测量便于调节，应选用编号为的滑动变阻器.(4) 电压表的量程应选用v.(5) 电流表的量程应选用a.4. （10分）（2010-潍坊调研）某实验小组想较精确地测定一个自感系数很大的线圈l的直 流电阻，实验室可提供下

46、列器材a. 待测线圈厶（阻值约为5q）b. 电流表a（量程为00.6a,内阻约为0.5q）c电压表v（量程为03v,内阻约为6kq）d. 变阻器心阻值变化范闌为010q）e. 变阻器心（阻值变化范围为0lkq）f. 电池e（电动势约6v,内阻不计）g. 两个开关、s2,导线若干其屮有两位同学分别设计了如图甲、乙所示的电路.（1）为了使测量的数据较准确，应选图所示的电路进行测量，滑动变阻器应该选（2）某同学实验步骤如下：a. 按选出的电路图和实验器材，连接好实验电路；b. 合上si、s2,移动滑动变阻器的触头到适当位置，稳定后读出电流表和电压表的示c. 移动滑动变阻器触头到不同位置，每次稳定后读

47、出电流表、屯压表的示数；d. 先断开si，再断开s2,然后拆除实验装置，整理好实验器材.上述实验过程中不妥一步是:应改为.5. （10）（2008-临沂模拟）在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属导线的电阻心 约为5q.实验室备有下列实验器材a. 电压表w（量程3v,内阻约为15kq）b. 电压表v2（量程15v,内阻约为75kq）c电流表ai（量程3a,内阻约为0.2q）d. 电流表a2（量程600ma,内阻约为1q）e. 滑动变阻器rk0100q, 0.3a）f. 滑动变阻器/?2（02000q, 0.1a）g. 电池e（电动势为3v,内阻约为0.3q）h. 开关s,导线若干（1）为提高

48、实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有（2）为减小实验误差，应选用下图中（填“甲”或“乙”）为该实验的电路图，并按所选择的电路图把实物图用导线连接起来.（3）若用刻度尺测得金属丝长度为60.00cm,用螺旋测微器测得导线的直径为0.635mm, 两电表的示数分别如图所示，则电阻值为q,电阻率为.实验8描绘小电珠的伏安特性曲线【实验h的】描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律。【实验原理】根据部分电路欧姆定律，7可冊洛即在3坐标系中，图线的斜率等于电阻的倒数。【实验器材】学生电源（46v直流），小电珠（“4v 0.7a”或38v 0.3a”），电流表 （内组较小），电压表（内组很大

49、），开关和导线。【实验步骤】（1）确定电流表、电圧表的量程，照图连好电路。（注意开关应断开，滑动变阻器与灯泡并联部分电阻为零）。（2）闭合开关s,调节滑动变阻器，使电流表、电压表有较小 的明显示数，记录一组电圧和电流/值。（3）用同样的方法测量并记录约12组u值和/值。（4）断开开关s,整理好器材。（5）在坐标纸上，以u为横坐标、/为纵坐标建立直角坐标系,并根据表中数据描点，连接各点得到图线，（注意：连接各点时，不要出现折线）【实验结论】描绘出的图线是一条线。它的斜率随电压的增大而这表明小灯泡的电阻随电压（温度）升高而o【实验探究】 用本实验提供的方法，测量并描绘发光二极管的伏安特性曲线。次数

50、123456789101112电压u/v电流i/a典型例题1. （10分）（2007高考重庆理综）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，用导线°、 b、c、d、e、f、g和按如图所示方式连接电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电 流表已调零闭合开关后：若电压表的示数为2v,电流表的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为;（2）若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3a,小灯泡亮，则断路的导线为；（3）若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为.2. （10分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“6v 3w” ,

51、其他供选择的器材有：电压表（量程为6v,内阻为20kq）；电流表（量程为3a,内阻为0.2q）；电流表（量程为0.6a,内阻为1q）；变阻器川（01000q, 0.5a）；变阻器心（020q, 2a）；学生电源e（68v）；开关s及导线若干.实验中要求在电压表06v的范围内读取并记录12组左右不同的电压值和对应的电 流值i,以使作出伏安特性曲线，则在上述器材中，电流表应选,变阻器应选在虚线框屮画出此实验的电路图3. （10分）（2008高考重庆卷）某研究性学习小组设计了如图甲所示的电路，用來研究稀 盐水溶液的电阻率与浓度的关系.图甲屮e为直流电源，k为开关，口单刀双掷开关，v 为电压表，a为多

52、量程电流表，为滑动变阻器，他为待测稀盐水溶液液柱. 实验时，闭合kz前应将的滑片p置于（填或“d”）端；当用电流表外接法测量&的阻值时，£应置于位置（填“1”或“2”）.浓度（%）乙 在一定条件下，用电流表内、外接法得到心的电阻率随浓度变化的対条曲线如图乙 所示（不计由于通电导致的化学变化）.实验屮他的通电面积为20cm2,长度为20cm,用内 接法测得凡的阻值是3500q,则其电阻率为qm,由图乙屮对应曲线（填“1”或“2”）可得此时溶液浓度约为%（结呆保留2位有效数字）.【解析】 滑动变阻器是分压作用，为保护仪表，开始滑片p置于d端，电流表外接法测心阻 值时，m应置于1位

53、置.、-plm r3 3500x20x10 由心七得,p=t= 20x10-=35qm因为尺广3500q,根据常识知，这一阻值远大于电流表内阻，而与电压表内阻较接近，所以选用电 流表内接法误差较小，测量较准确，曲线1对应的较准确，所以曲线1对应内接法.由曲线1可得此时 溶液浓度约为0.12%.【答案】 d 1351 0.012 （0.110.0141'可的数据）4. (2010-新课标全国卷)用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻rr，在给定温度 范围内，其阻值随温度的变化是非线性的.某同学将心和两个适当的固定电阻川、&连成 图8-1-12虚线框内所示的电路，以使该电路的等效

54、电阻心的阻值随心所处环境温度的 变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围.为了验证这个设计，他釆用伏安法测量在不 同温度下心的阻值，测量电路如图8-1-12所示，图中的电压表内阻很人.心的测量结 果如表1所示.图 8-1-12温度r(°c)30.040.050.060.070.080.090.0rl阻值(q)54.351.54&344.741.437.934.7冋答下列问题:根据图8-1-12所示的电路，在图8-1-13所示的实物图上连线.&(放在控温装近中)图 8-1-13(2)为了检验与/之间近似为线性关系，在坐标纸上作心一/关系图线.(3) 在某一温度下，电路屮的电流表、电压表的示数如图8-1-15甲、乙所示.电流表的读数为,电压表的读数为此时等效电阻&的阻值为:热敏电阻所处环境的温度约为图 8-1-155现耍测定一个额定电压4v、额定功率1.6w的小灯泡（图中用®表示）的伏安特性曲 线.要求所测电压范i韦为0.1 v4v.现有器材:直流电源e（电动势4.5v,内阻不计），电压表v（量程4.5v,内阻约为