江苏省学业水平测试物理实验知识清单

物理实验(学测)、打点计时器的使用两种仪器电磁打点计时器电火花打点计时器图示工作电压50Hz，4~6V低压交流电，每隔0.02s打一次点。50Hz，220V交流电，每隔0.02s打一次点。两先两后实验中应先接通电源，后释放小车(纸带)；实验结束后应立即断开电源，后取下纸带。纸带选取选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点太密集部分，适当选取计数点。纸带图示速度计算前一点与后一点间的平均速度为中间一点的瞬时速度(，)加速度计算计时点：打点计时器打在纸带上的实际点，两相邻点间的时间间隔s。计数点：根据需要选择一定数目的点，两个相邻计数点间的时间间隔由选择点的个数而定。2、探究小车速度随时间变化规律实验目的①会利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度、加速度②会利用纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出小车运动的图像，根据图像求加速度实验器材打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细线、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸实验步骤①按照实验装置图，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源②把一细线系在小车上，细线绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面③把小车停靠在打点计时器处，接通电源，放开小车④小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带⑤换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析注意事项①纸带和细线要和木板平行②在小车到达长木板末端前应让它停止运动，防止钩码落地、小车与滑轮碰撞3、探究弹簧弹力与形变量的关系实验目的①探究弹力与弹簧伸长量的关系②培养学生进行实验研究的科学方法实验原理①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②弹簧的伸长量越大，弹力也就越大实验器材铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸实验步骤①安装实验仪器②测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量)，列表作出记录数据处理①列表法：将测得的、填入表格中，可以发现弹力与弹簧伸长量的比值在误差允许范围内是相等的②图像法：一弹簧伸长量为横坐标，弹力为纵坐标，描出、各组数据相应的点，作出的拟合曲线是一条过坐标原点的直线③函数法：弹力与弹簧伸长量满足的关系注意事项①安装实验装置时要保持刻度尺竖直并靠近弹簧②实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧的弹性限度③要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据④观察所描点的走向，图像要画成直线，不要画折线⑤记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位4、探究两个互成角度的力的合成规律实验目的验证力的平行四边形定则，理解等效替代的思维方法在物理学中的应用实验原理互成角度的两个力与一个力产生相同的效果，看他们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实验器材木板、白纸、图钉、橡皮条、细绳、弹簧测力计、三角板、刻度尺实验步骤仪器安装①用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上②用图钉把橡皮条一端固定在A点，在橡皮条另一端拴上两个细绳套测量记录①用两个弹簧测力计分别拉两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O②用铅笔描下结点O的位置和两条细绳的方向，并记录弹簧测力计的读数、③只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向数据处理①画、的图示，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则作出合力F②画出力的图示③比较F与是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行四边形定则

注意事项①使用弹簧测力计前，先观察指针是否指在零刻度处，若指针不在零刻度处，要调整指针使其指在零刻度处(校零)②实验中的两个细绳套不要太短③同一次试验中，橡皮条拉长时结点的位置一定要相同④和的夹角在90°左右(60°-120°之间，合理即可)，不需要一定为90°，记录时需要记录力的大小和方向⑤弹簧测力计使用时要平行于纸面，读数时视线要正对弹簧测力计的示数⑥画力的图示时，所有力的标度要相同，选择适当的标度，使力的图示稍大一些⑦一定沿AO方向，由于实验误差，F与的方向不一定相同5、探究加速度与力、质量的关系实验目的学会用控制变量法研究物理规律，探究加速度与力、质量的关系，掌握利用图像处理数据的方法实验原理采取控制变量法，即先控制一个变量——小车的质量m不变，探究加速度a与力F的关系；再控制小盘和砝码的质量不变，即力F不变，探究加速度a与小车质量m的关系实验器材打点计时器、纸带、复写纸、刻度尺、小车、天平、一端附有定滑轮的长木板、细绳、小盘、砝码、夹子、低压交流电源、导线、薄木块实验步骤称量质量用天平测量砝码和小盘的质量M、小车的质量m图一图二安装器材按照如图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)平衡摩擦力在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能够匀速下滑实验操作①小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源，再放开小车，待小车运动结束后断开电源，取下纸带并做好标记②保持小车质量m不变，改变砝码和小盘质量M，重复步骤①③保持砝码和小盘质量M不变，改变小车质量m，重复步骤①数据处理①计算法：测得加速度，通过计算，看是否满足，②图像法：保持小车质量m不变，改变砝码和小盘质量M，测得加速度后，以拉力F(F=Mg)为横坐标，加速度a为纵坐标，描绘图像，看图像是否为过原点的倾斜直线；保持砝码和小盘质量M不变，改变小车质量m，测得加速度后，以为横坐标，加速度a为纵坐标，描绘图像，看图像是否为过原点的倾斜直线；实验结论当物体的质量不变时，加速度与物体所受合力成正比；当物体所受合力不变时，加速度与物体的质量成反比。注意事项①平衡摩擦力时小车前端不挂砝码，后端连接纸带并穿过打点计时器；不管如何改变质量，不需要重新平衡摩擦力。②砝码和小盘的总质量应远小于小车质量，否则图像会发生弯曲，如图一；③图二中的三种情况：①平衡摩擦力过大②正常情况③平衡摩擦力过小或没有平衡摩擦力6、探究平抛运动的特点实验目的描绘平抛运动的轨迹，利用轨迹求解平抛运动的初速度实验原理在竖直放置的木板上固定坐标纸，让小球做平抛运动，描出小球的运动轨迹，以竖直向下为y轴正方向，建立直角坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标(x，y)，由公式和，可得实验器材方木板、白纸(坐标纸)、图钉、斜槽、小钢球、铅笔、刻度尺、铅垂线实验步骤①调整斜槽将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上，其末端伸出桌面外，轨道末端水平②调整木板，确定坐标原点用图钉把坐标纸固定在竖直木板的左上角，把木板调整到竖直位置，使板面与小球运动轨迹所在平面平行且靠近，把小球放在槽口(轨道末端)处，用铅笔记下小球在槽口时球心所在木板上的投影点O，O点即为坐标原点；利用铅垂线画出过坐标原点的竖直线，作为y轴，在水平方向建立x轴。③描点将小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球从轨道末端射出，先粗略地确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值，然后让小球由同一位置自由滚下，在确定位置附近用铅笔较准确地确定小球通过的位置，并在坐标纸上记下这一点。以后依次改变x值，用同样的方法确定其他各点的位置④描绘出平抛运动的轨迹取下坐标纸，将坐标纸上记下的一系列点，用平滑曲线连接起来，即得到小球做平抛运动的轨迹注意事项①必须保证记录面板处于竖直平面内，使平抛轨道的平面靠近板面②调节斜槽末端水平，使小球飞出时速度方向使水平方向(将小球放于斜槽末端，小球不左右滚动即可)③贴坐标纸时，可以用铅垂线帮助完成，使铅垂线与坐标纸的一条线重合④坐标原点是斜槽末端处小球球心的位置⑤每次必须从同一高度无初速释放小球⑥选取轨迹上距原点较远的点来测量x、y的值可减少误差。描点时，应使视线与所描的点在同一水平面内探究平抛运动特点的其他实验用小锤敲击铁片，观察A、B两个小球同时落地，则说明平抛运动在竖直方向上为自由落体运动同时断电后，P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下，观察到P、Q两个小球撞在一起，则说明平抛运动在水平方向为匀速直线运动7、探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验目的学会使用向心力演示器实验器材1、转动手柄2、变速塔轮3、变速塔轮4、长槽5、短槽6、横臂7、测力套筒8、标尺探究向心力与质量、角速度、半径的定量关系实验方案控制变量法实验原理如图所示，匀速转动手柄，可以使塔轮、长槽和短槽匀速转动，槽内的小球也就随之做匀速圆周运动。这时，小球向外挤压挡板，挡板对小球的反作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力。同时，小球压挡板的力使挡板另一端压缩测力套筒里的弹簧，弹簧的压缩量可以从标尺上读出，该读数显示了向心力的大小。实验步骤①把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上，使它们的转动半径相同，调整塔轮上的皮带，使两个小球的角速度不一样，探究向心力的大小与角速度的关系②保持两个小球质量不变，增大长槽上小球的转动半径，调整塔轮上的皮带，使两个小球的角速度相同，探究向心力的大小与半径的关系③换成质量不同的球，分别使两球的转动半径相同，调整塔轮上的皮带，使两个小球的角速度也相同，探究向心力的大小与质量的关系④重复几次以上实验步骤实验结论①在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比②在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比③在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比8、验证机械能守恒定律实验原理通过实验，求出做自由落体运动的物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律实验器材打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(附夹子)、导线实验步骤①安装装置②将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器的限位孔③用手提着纸带上端，让重物靠近打点计时器并处于静止状态，然后接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打上一系列小点④从几条打下点的纸带中挑选出点迹清晰的纸带进行测量⑤在起始点标上0，在以后各点依次标上1、2、3…，用刻度尺测出对应下落高度、、…实验结论在误差允许的范围内，自由落体过程机械能守恒注意事项①打点计时器要竖直，两个限位孔在同一竖直平面内以减少摩擦阻力②重物要选择质量大、体积小(密度大)的材料③计算速度时应用打点计时器的计算方法，不能用自由落体的公式④选择纸带时，应选择最前面两个点距离为2mm的纸带，此纸带测量结果最接近真实值实验数据处理计算速度利用公式计算出点1、点2、点3…的瞬时速度、、…计算动能和势能的变化计算各点对应的势能减少量和动能增加量验证方案方案一利用起始点和第点计算。带入和，如果在实验误差允许的范围内成立，则验证了机械能守恒定律方案二任取两点计算①任取两点、测出，算出②算出的值③如果在实验误差允许的范围内成立，则验证了机械能守恒定律方案三图像法：从纸带上选取多个点，测量从第一个点到其余各点的下落高度，并计算各点速度的平方，然后以为纵轴，以为横轴，绘出图线，若是一条过原点且斜率为的直线，则验证了机械能守恒定律注意事项①各验证方案中重物质量均不在结果中，因此一般不需要测量重物的质量②因为摩擦阻力的存在，所以重力势能减少量会略大于动能的增加量9、导体电阻率的测量实验原理取一段金属电阻丝连接到实验电路中，只要测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d()，就可以计算出该电阻丝所用材料的电阻率，即。实验步骤电阻的测量按实验电路连接实物电路。改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，通过图像求得电阻R电阻丝有效长度的测量电阻丝长度的测量工具应选用刻度尺。需要注意，在测量电阻丝的长度时，测量的并不是电阻丝的总长度，而是接入电路的有效长度l，反复测量多次，得到有效长度的平均值电阻丝直径的测量因为电阻丝比较细，应选用游标卡尺或螺旋测微器测量游标卡尺和螺旋测微器的使用方法游标卡尺螺旋测微器13mm+mm×7=13.7mm20mm+mm×6=20.30mm1mm+0.01mm×22.4=1.224mm4.5mm+0.01mm×20.0=4.700mm10、练习使用多用电表(1)观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。将红表笔接表头正接线柱，黑表笔接表头负接线柱(2)测量方法测电压、电流①检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则应该调整指针定位螺丝，使指针指到零刻度②将红、黑表笔分别插入“”“”插孔③将多用电表选择开关置于直流电压挡，将电表与被测电路并联，注意红表笔接触点的电势应该比黑表笔高，如图甲所示，测量小灯泡两端的电压④将多用电表选择开关置于直流电流挡，将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中，注意电流应该从红表笔流入电表，如图乙所示，测量通过小灯泡的电流⑤测量完毕，应将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡测电阻①机械调零：使用前若指针没有停在左端“0”位置，要用螺丝刀调整指针定位螺丝，使指针指零②选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位③欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右端“0”刻度处④测量读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，指针示数乘以倍率即为待测电阻阻值⑤测另一电阻时重复②③④⑥实验完毕，应将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡11、电源电动势和内阻的测量实验思路如图所示电路中，，如果能测出U、I的两组数据，就可以列出两个关于E、r的方程，从中解出E、r。而仅测两组U、I数据，联立解方程组得E和r，误差可能较大，应该多次测量，并对数据处理，才能减小误差。所以应该