2024年高考物理总复习高中物理实验总复习讲义

2024年布考物理总复习为中麴理实舱总复

实验复习1.基本仪器的使用

精典考题反思

［例题1］用游标为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时，示

数情况如图21-1所示，则测量结果应该读作mmo

图21-1

析与解：读数的方法是先读主尺示数（游标。刻度对应处），再

读游标示数（游标刻度与主尺刻度对准处），然后将主尺示数加游标

示数得出最后结果。主尺示数为10mm,游标示数为0.40mm

（0.02x20=0.40mm）,所以正确的结果为10+0.40=10.40mm。

点评：2005年黑龙江等地第22题就考了这种类型的题目。考生

必须知道以下三种情形不需要估读：a、不便估读一一游标卡尺；b、

机械原因，不能估读一一秒表和电阻箱；c、刻度不均匀，各段精度

不一，导致有效数字位数不一致，不必估读一一欧姆表。

解答本题时错误的情况有：①受游标边界的干扰，主尺示数读作

8mm,结果成为8.40mm；②粗心，未考虑单位一致性，遗漏中间

数字0，成为14.0mm；③认为末位数字0是估读所致，结果成为

10.4mm。其实，10分度游标卡尺的尾数是1、2、3、4、5、6、7、8、

9、0；20分度游标卡尺的尾数是5、0；50分度游标卡尺的尾数是

2、4、6、8、0；末位出现。纯属正常，不一定是估读所致。

[例题2]（1998上海・19）图21-2表示用多用电表测电路中电

流的实验，图中多用表测定的是（填甲电阻的电流、乙电

阻的电流或总的电流），测得的值是O

析与解：根据电路可以看出：多用表和乙电阻串联，它们再和甲

电阻并联。所以测量的肯定是乙电阻的电流。测直”4流电流

20mA_2m^

对应中间标示“二”的刻度线，选择开关指在量程干一"

100mA,应读0-2-4-6-8-10一组数字（看成0-20-40-60-80-100）,而

且精度为

可以读出的准确示数为48mA，尾数估读为0.7（±0.1）X2=1.4

±0.2mA,故测量结果为48+（1.4±0.2）=（49.4±0.2）mA。

所以，多用表测定的是乙电阻的电流，读数为49.4mA（只要在

49.2mA~49.6mA即可）。

点2评：仪器使用的焦点问题是读数。读数包括精确读数和

10

估读。估读的根本法则是：（最小刻度的）x精度（n取0、1、2、…、

9）o

使用多用表时，应该注意：①表笔到实物不同的接法对应不同的

功能（测电阻时，对象应从工作电路断开）；②不同的挡位对应表盘

图21-2

上不同的刻度线；③看清精度，确保电流或电压值估读正确。

解答本题时错误的情况有：①不能看清电路实质，认为是测甲和

乙的总电流；②未掌握估读原则，粗略地读作49mA或者50mA；

③不能合理选择表盘对应刻度，导致精度判断失误，测量结果表达混

乱。

［例题3］（其中（1）为1999上海・17）（1）在做“用单摆测定

重力加速度”的实验时，用摆长L和周期T计算重力加速度的公式

是8=0如果已知摆球直径为2.00cm,让刻度尺的零点对准

摆线的悬点，让摆线竖直下垂，如图21-3所示，那么单摆的摆长

是cmo如果测定了40次全振动的时间如图21-4所示，

那么秒表的读数

为s,单摆的周期为so

（2）在用单摆测定重力加速度的实验中，如果测量值偏大，可

能的原因是（）

A、用摆线长作为摆长

B、将摆球每经过一次最低点记做一次全振动

C、秒表读数时，漏掉了小刻度盘（分针）的数字

D、单摆未在一个平面内摆动

析与解：T=2乎（1）由得

VgT2

如图21-3摆球下沿对应刻度为88.40cm，所以摆长L=88.40cm

-1.00cm=87.40cm

如图21-4秒表分针读数为Imin,秒针度数为15.2s,所以秒表

读数为75.2So

752

单摆周期T=1限"88s为

（2）用摆线长作摆长，摆长测量值偏小，A错误；摆球每经过

一次最低点记做一次全振动和秒表读数时漏掉了小刻度盘（分针）的

数字，都会使周期的测量值偏小，B、C正确；单摆未在一个平面内

摆动，会使振动的周期变长，D错误。故选B、C。

点评：测量摆长时，正常情况错误有两种，①不从图21-3摆球

下沿对应刻度度数，根据球心位置估计摆长为87.50cm；②无估读

数字0,结果摆长为L=87.4cm。

测量周期时的错误情况有：没有将分针和秒针读数相加得出正

确结果或者将秒针示数；估读为15.20s导致有效数字位数出错。

巩固提高训练

1、用某精密仪器测量一物体的长度，得到结果为L63812cm。

（1）图21'-1a读数为mm（2）图2i-1b读数为m

现改成最小刻度为mm的刻度尺去测量，结果应该为cm；

如果改成20分度的游标卡尺去测量，结果应该为cm；如

果改成螺旋测微器去测量，结果应该为cm。

2、（2005四川等地理综•22类似题）如图21-1所示螺旋测微

器的读数

3、多用表标示为“+”和“一”的插孔是分别和内部电流计的

正、负极相连的，而红、黑表笔应分别插入“+”、“一”的插孔。现

用多用表测直流电压或元件电阻时，关于电流流向和电势高低的表

述，正确的是（）

A、测电压时，电流由红表笔流入多用表，红表笔电势图

B、测电压时，电流由黑表笔流入多用表，黑表笔电势高

C、测电阻时，电流由黑表笔流出多用表（经待测电阻回多用表）,

黑表笔电势高

D、测电阻时，电流由红表笔流出多用表（经待测电阻回多用表）,

0123

I『和川||川|川州卅州仙卅

0123456

测员结果为mm测域结果为mm测量结果为mm

图212

红表笔电势高

4、用10分度、20分度和50分度游标卡尺在测量物理的长度时,

主尺和游标刻度的对齐情况如图21'-2所示，试分别在相应的横线上

填写测量结果。

5、用多用表测量电流、电压或电阻时，表盘指针的位置如图2y

-3所示。如果选择开关指

在“二一2.5”位置时，测

量结果为;如果

选择开关指在“mA—10”

位置时，测量结果

为;如果选择

图213

开关指在“QX100”位置

时，测量结果为

6、（2005北京-22）“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱，

盒内总共有两个电子元件，每两个接线柱之间只可能连接一个元件。

为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如

下探测:

第一步：用电压挡，对任意两接线柱正、反向测量，指针不发生

偏转

第二步：用电阻X1000挡，对任意两个接线柱正、反向测量，

指针偏转情况如图21'—4所示。

(1)第一步测量结果表明盒内o

(2)图21'—5表示出了图214m和图21'—4(2)中

欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是Q,图21'—6示

出了图21'—4(3)中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是

_________________Q□

(3)请在图21'—7的接线柱间，用电路图符号画出盒内的元

件及连接情况。

(4)一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图21-8所示。

如果把图21'—8中e、f两端用导线直接相连，小灯泡仍可正常发

光。欲将e、f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连，使小灯泡仍

可发光。那么e端应连接到接线柱f端应连接到

接线柱。

图21-8

课时21巩固提高训练答案

1、1.64；1.635(或1.640)；1.6381

2、(1)6.551mm(或6.550mm)；(2)3.495mm(提示：

要根据固定刻度读数和螺旋套刻度读数综合判断是否应以恰好露出

的固定刻度作为主尺读数)

3、ACo

4、10.2或10.3,12.90,3.12或3.14。

5、0.860V(或0.855V,或0.865V)；3.44mA(或3.42mA,

或3.46mA)；2.8kQ。

6、(1)不存在电源

(2)1200,5000

图22"-1

(3)如图227-1所示

(4)c、a

实验复习2.观察测定性实验

精典考题反思

[例题1](其中⑴为2005广东物理•11⑴)

(1)如图22-1所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光

具座上放置的光学元件依次为①光源、②、③、④

、⑤遮光筒、⑥光屏。对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗

纹)间的距离，可采取或的方法。

(2)如果

图22-2图22-3

将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是

（填数字代号）；

（3）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，

读下手轮的读数如图22-2所示。继续转动手轮，使分划板中心刻线

对准第10条亮纹，读下手轮的读数如图22-3所示。则：条纹的间距

是mm；

（4）如果已经量得双缝的间距是0.30mm、双缝和光屏之间的

距离是900mm,则待测光的波长是m（取三位有效数字）。

析与解：第（1）问是考查基本常识。②滤光片、③单缝、④双

缝。第（2）问则在教材的基础上有所深化。滤光片②是为了产生单

色光，单缝③是为了产生相同频率的光射向双缝④，双缝④将一束单

色光分为两束频率相同的相干光束，它们的设置都是为了满足干涉的

条件。而激光本身已经具备很好的相干性，所以②③这两个部件的设

置就都没有必要了。第（3）问考螺旋测微器的读数，第一个是

0.045mm,第二个是14.535mm,它们的差值是14.490mm,中

间跨越了10—1=9个条纹间距，所以条纹间距是

14490

Ax=.=1610加

9

第（4）考本实验的原2=^<^=030mmxl61（）xl0.3m=537xl（）.7m理

L900mm

点评：①作为教材新增加的测量型分组实验，由于有些学校实验

条件的限制没有让学生做过或者是老师将仪器组装好后让学生做，学

生没有感性经验，致使基本原理不清楚。这样第（1）、（2）、（4）问

都会出错；②螺旋测微器读数不准；③错误认为14.490mm跨越了10

个条纹间距。④未注意有效数字的位数。

[例题2]（2005江苏•12）将满偏电流Ig=300uA、内阻未知的

电流表@改装成电压表并进行核对O

(1)利用如图22-4所示的电路测量电流表©的内阻(图中电源的

电动势E=|4V)：先闭合Si,调节R,使电流表指针偏转到满

刻度；再闭合S2,保持R不变，调节R',使电流表

指针偏转到满刻度的，读出此时R'的阻值为200。，则电流表内阻

的测量值

Rg=Qo

(2)将该表改装成量程为3V的电

压表，需(填“串联”或“并联”)

阻值为Ro=。的电阻。

(3)把改装好的电压表与标准电

压表进行核对，试在图22-5上画出实验电路图和实物连接图。

电流表

图22-5

析与解：本题考核了课本实验“把电流表改装成电压表”，比较

简单。

(1)当时，可以近似认为保持R不变，调节R，时电路中

的总电流品不变，即

21•

qigRg=?gR，求出Rg=100。。

(2)将该表改装成量程为3V的电压表。根据/g(5+3)=心可

得Ro=99OOQ。需串联阻值为Ro=99OO。的电阻。

(3)实验电路图和实物连接图如图22-6所示。

点评：①不理解实验原理，死搬硬套课本实验“半偏法测电流

计内阻”的方法，没有求解的方法。解不出Rg=100。，也就解不出

Ro=99OOQ0②把改装好的电压表与标准电压表进行核对，要求标准

电压表与改装好的电压表一定要并联，既要核对量程内的高电压，又

要核对低电压，这就要求滑动变阻器采用分压式接法。

电流衰

图22-6

[例题3](2002上海・14)在酒精灯的酒精中溶解一些氯化钠，

再点燃。把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄膜。用酒精灯

的黄光照射薄膜，在薄膜的反射面我们会看到火焰的像是由很多水平

条纹组成的，如图22-7所示。那么()

A、如果将肥皂膜换成一般的塑料薄

膜，也能观察到上述现象；

B、在肥皂膜的背面，也能观察到上

述现象；

C、如果酒精中没有溶解氯化钠，火

焰的像将没有条纹产生；

D、如果将肥皂膜在竖直面内旋转图22-7

90°,火焰的像将由竖直条纹组成；

析与解：只有楔形薄膜才能形成光程差，肥皂膜的楔形是由肥皂

水自身的重力形成的。将肥皂膜换成一般的塑料薄膜时，不会形成楔

形薄膜，A错误；当肥皂膜旋转，重力的作用仍然会使薄膜在竖直方

向形成倾角，从而形成楔形薄膜，火焰的像仍然是由很多水平条纹组

成的，D错误；氯化钠的作用是为了产生单色光，如果是复色光，薄

膜干涉也能形成，但条纹会是彩色的，C错误；用排除法选出答案：

B

点评：①老师做演示实验时，学生没有从多个角度观察，不能选

出B选项；②对该实验的原理没有真正了解，由于肥皂水自身的重

力形成楔形薄膜，形成光程差，在反射光相遇区域或透射光相遇区域

都会出现干涉现象。③本题可以根据熟识的反射干涉现象，采用排除

法排除A、C、D选项，解决教师没有讲过的透射光干涉问题。

［例题4］在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学选用的伏特

表的最小分度是0.IV,电流表的最小分度是0.02A,并记录了下

表所示的5组数据。测量金属丝外径时，螺旋测微器的指示如图22-8

所示。

，十

图22-8图22-9

次数12345

U/V0.811.211.71.792.51

I/A0.1630.2420.3380.4220.504

（1）5组数据中，有效数字不符合要求的是第一组，显然有差

错的是第一组；

（2）金属丝的直径是mm；

（3）图22-9展示了本实验的全部器材，而且连接了一部分导线。

请完成其余的实物连线。

析与解：（1）估读的根本法则是精度乘以工故电流的尾数是0.1

10

X2L=0.01n，第3组不符合要求；同理，电压的尾数是0.002n，

10

第1组不符合要求。第1、2、3、5组数据求得电阻值均接近5Q,

唯有第4组数据求得电阻值为4.24Q,肯定有错；（2）螺旋测微器

的读数为：0.5mm（固定刻度）+0.498mm（螺旋套刻度）=0.998mm

（0.997或0.999均可）；（3）从数据处理的情况看,待测电阻是“小

电阻”，故测量电阻时安培表应选用外接法。仍然从表格数据可知，

不论电流还是电压值，都基本是从零开始变化的，故滑动变阻器应选

用分压式接法。所以添加两根导线即可：第一根连接电压表的负极和

电流表的正极（或电阻丝的右端），第二根连接开关的左接线柱和滑

动变阻器的左下接线柱。

点评：①对有效数字只有位数概念，未意识到尾数奇、偶的的必

然性，不能否定第1组数据；②看螺旋测微器时，不注意固定刻度已

经超过0.5mm,错误读成0.498mm；③未能从数据中注意到“小

电阻”，正确选择伏安法电路；④不能将测量数据和控制电路联系起

来，将滑动变阻器接成分压式。

巩固提高训练

1、某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适

的摆球，他找到了一块大小为3cm左右，外形不规则的大理石块代

替小球。他设计的实验步骤是：

A.将石块用细尼龙线系好，结点为M,将尼龙线条

的上端固定于。点，如图22'-1所示；

B.用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长；M|

LA

C.将石块拉开一个大约a=30°的角度，然后由静㈤

图22-1

止释放；

D.从摆球摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间

t„由丁="30得出周期；

E.改变OM间尼龙线的长度再做几次实验，记下相应的L和T；

〜F.求出多次实验中测得的的平均值作为计算时使

g小v

用的'）数据，代入公式求出重力加速度g。

⑴你认为该同学在以上实验步骤中有重大错误的是

______________O为什么？

⑵该同学用0M的长作为摆长，这样做引起系统误差，将使重力

加速度的测量值比真实值偏大还是偏小?o你认为用什么方

法可以解决摆长无法准确测量的困难？

2、（2005广东•11

⑵）如图22，-2所示，一；一；―4；；；77

1'[&-£，[.♦gS,*1）

某同学在做“研究匀变图22.2

速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清

晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s,其中

Si=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、Ss=9.61cm、

S6=10.26cm,则A点处瞬时速度的大小是m/s,小车运动的

加速度计算表达式为，加速度的大小是m/s2

（计算结果保留两位有效数字）o

3、（2004全国理综•12）图22'

-3中给出器材为：电源E（电动势为

12V,内阻不计），木板N（板上从下

往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各

一张），两个金属条A、B（平行放置在

图22-3

导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极），滑线变阻器R（其总阻

值小于两平行电极间导电纸的电阻），直流电压表V（量程为6V,内

阻很大，其负接线柱与B极相连，正接线柱与探针P相连），开关Ko

现要用图中仪器描绘两平行金属条AB间电场中的等势线。AB

间的电压要求取为6V0

（I）在图中连线，画成实验电路原理图。

（II）下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上

方。

a、接好实验电路。

b、

c、合上K,并将探针P与A相接触。

d

e、用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上。画一线段连

接AB两极，在连线上选取间距大致相等的5个点作彩军=

为基准点，用探针把它们的位置印在白纸上。11

f、将探针与某一基准点相接触，,||

这一点是此基准的等势点。用探针把这一点的位置也一

r1"1"!________________

压印在白纸上。用相同的方法找出此基准点的其它等七寸

势点。图22-4

g、重复步骤f,找出其它4个基准点的等势点。

取出白纸画出各条等势线。

4、（2005江苏-11）某同学用如图22'-4所示装置做探究弹力

和弹簧伸长关系的实验。他先测出不挂祛码时弹簧下端指针所指的标

尺刻度，然后在弹簧下端挂上祛码，并逐个增加祛码，测出指针所指

的标尺刻度，所得数据列表如下：（重力加速度g=9.8m/s2）

祛码质

量01.002.003.004.005.006.007.00

m/102g

标尺刻

度15.0018.942

x/10-2m

⑴根据所测数据，在

答题卡的坐标纸上作出弹

簧指针所指的标尺刻度与

祛码质量的关系曲线。

⑵根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在范围

内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律。这种规格弹簧的劲度系数

为N/m。

5、（2005广东•12）热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。

现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲

线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约4〜5热敏电阻

和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其它备用的仪

表和器具有：盛有热水的热水杯（图中未画出）、电源（3V、内阻可

忽略）、直流电流表（内阻约1。）、直流电压表（内阻约5k。）、滑

动变阻器（0~20。）、开关、导线若干。

⑴在图22'-6a的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能

小。

⑵根据电路图，在图22'-6b的实物图上连线。

⑶简要写出完成接线后的主要实验步骤。

图22-7b

6、（2005春招北京理综・22（3））在测量电阻的实验中，提供

的器材有：3V稳压电源E、滑线变阻器R、电压表V、电流表A、

待测电阻Rx,以及开关S、导线等。要求：①电流表内接；②调

节滑线变阻器可使电压表的示数在0V〜3V间变化。

在实验中，有的同学连成图3、图4所示的电路，其中a,b,c,…,

k是表示接线柱的字母。请将图22'-7a、图22'-7b中接线错误（用

导线两端接线柱的字母表示）、引起的后果、改正的方法（改接、撤

消或增添），分别填在图下面相应的表格中。

接线错误引起的后果改正的方法

课时22巩固提高训练答案

1、（DB（摆长应从悬点到大理石块的质心）、C（摆角太大，不

2%

能看作简谐运动）、F（必须先分别求和各组上和T值对gV

应的g,再取所求得的各个g的平均值）。

⑵小。当用摆线长0M作为摆长L时，测得的摆长比真实值小,

根据知g测〈g真0

设两,一次实验中摆线，长分别为

…产…、国三g=4*L/2）

Li>L2,“&对"&应的周期'Ig分别为Ti、

T2,石块质心到M点的距离为X,由和可解得

$3+§4八。//(§4+§5+§6)一(S1+§2+S3)八(/

v=————=0.86m/sa=——-——0二］——-——"=0.64m

2T9T2

2、

3、本题源于课本学生实验《电场中等势线的描绘》，但圆形电

极换成了平行金属板，这样模拟的电场

也就成了匀强电场。在寻找等势点的手

段方面，灵敏电流计换成了电压表，这

样，电压相等的点就是等势点了。连接

电路方面应该注意的是，电源电动势为

12V,工作电压小于6V,而滑动变阻

器的总阻值小于导电纸的电阻，于是不

能用限流器接法。

（I）如图22〃-1所示。（n）b、把变阻器的滑动触头移到靠近

D端处；d、调节R,使电压表读数为6V；f、记下电压表读数，

在导电纸上移动探针，找出电压表读数与所记下的数值相同的另一

点。

4、（1）如图22〃-2所示。

（2）由图可知在弹簧拉力0

-4.9N范围内弹簧伸长与弹力大

图22w-3a

小成正比，关系满足胡克定律。这种规格弹簧的劲度系数为25.0N

/m。

5、(1)如图22〃-3a所示。热敏电阻Ri阻值较小，安培表采用

外接法；要求特性曲线尽可能完整即要求Ri两端的电压从很小的值

开始变化，滑动变阻器采用分压式接法；电源电压为3V说明直流电

压表读数不会超过3V，电压表量程选3V，直流电流表量程选0.6V。

(2)如图22〃-3b所示。

(3)①往保温杯中加入一些热水，待温度稳定时读出温度计值;

②调节滑动变阻器，快速测出电流表和电压表的值；

③重复①〜②，测量不同温度下的数据；

④绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线。

6、图22二7a对应的表格

接线错误引起的后果改正的方法

ce电源可能短路，损坏电源撤销ce连线

fi,hj电流表指针反偏，损坏电流fl一fh,hi—>ij

表

图227b对应的表格

接线错误引起的后果改正的方法

缺db（或dg或dk）电压表的示数无法增添db（或dg或

连线调至1」OVdk）连线

hj电流表短路，指针无撤销hi连线

示数

实验复习3.验证性实验

精典考题反思

[例题1]（2000全国•14）某同学用图23-la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23-la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

23-lb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。点对齐。

记录纸

（单位：cm）\、

'米尺

图23-lb

（1）碰撞后B球的水平射程应取为cmo

（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。点的距离；

B、A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到。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；

（3）若X、Y、Z是三个平均落点，A、B两球质量分别是mi

和m2,则验证动量守恒定律的表达式

是：。

析与解：第（1）问，将10个偶然位置用圆圈起来，圆心的位置

就是统计平均位置,B球的水平射程应取为65.0（64.5〜65.5均可）cm；

第（2）问则是针对原版实验的缺陷进行了改造（因为原实验中，斜

槽前立柱的设计事实上是不必要的，如果认可碰撞球和被碰球的平抛

起点不同，则碰撞球就会和立柱发生碰撞）。经过改造后，A、B两

球的平抛起点一样，测两者的直径就没有必要了，所以第（2）问答

案是ABDo

（3）因为平抛高度相同，所以水平方向运动的时间相同，

所(OY)以>(OZ)'(OX)

vi=^~v2=—^-vi=—^―

由动量守恒mivi=miv；+m2V2'得mi(OY)=mi(OX)+mo

(OZ)o

点评：①对教材原版实验原理理解不透，不能领会本题的“改造”

意图，出现错选C、E选项；；②本实验要求碰撞是对心正碰，碰撞

球不返回，故mi>m2；③碰撞前后两球都要作平抛运动，以便间接

求碰撞球和被碰球的速度，但不少学生搞不清三个落点代表的物理意

义。

[例

题2]

国)橡皮

筋的一端

固定在A

图23-2a

点，另一端栓上两根细绳，每根细绳分别连o

着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧2

测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力:

计。当橡皮筋的活动端拉到0点时，两根

图23-3

细绳相互垂直，如图23-2a所示。这时弹簧测力计的读数可从图23-2b

中读出。⑴由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为N

和N(只须读到0.1N)。⑵在图23-3的方格纸中按作图法的

要求画出这两个力及它们的合力。

析与解：（D2.5N和4.0N

⑵如图23-3所示。

点评：①对教材原版实验原理理解不透，实验过程不清楚；原理

是两只弹簧秤成

角度拉橡皮条

AB和一只弹簧

秤拉橡皮条AB

的效果相同，这

个效果就是指橡

皮条的形变量

（大小和方向）

相同。②作图时

图23-4a图23-4b

要注意平行四边

形中的实线、虚线的区别和箭头、标度、单位。③实验往往有一定的

偶然误差，只要用平行四边形定则求得的合力下和一只弹簧秤的拉力

F，的图示大小和方向在误差允许的范围内相同就可以了。

［例题3］用图23-4a所示的装置做验证机械能守恒定律的试验，

按正确的实验操作得到几条打上点迹的纸带。通常要求从其中挑选头

两点（即0、1两点）间的距离接近2mm的纸带进行测量。但某同学

却选取了一条操作正确、点迹清楚，但头两点距离明显小于2mm的

纸带进行数据处理，并测得各点到第一点的距离分别为hi、h2、

h3、…，如图23-4b所示。

（1）为什么要求从其中挑选头两点（即0、1两点）间的距离接

近2mm的纸带进行测量？若选用头两点距离明显小于2mm的纸带进

行数据处理，给实验验证带来的后果什么？

(2)能否用该纸带测量的数据来验证机械能守恒定律？若能，

写出表达式(重力加速度用g表示，打点的周期T用表示，其它的用

图23-4b中的符号表示)。

12

析与解：⑴因为自由落体运动开始的0.02加=炉「=。。2，"秒

内下落的距离

所以头两点(即0、1两点)间的距离接近2mm的纸带上第0点

对应的速度为零。若选用头两点距离明显小于2mm的纸带进行数据

处理，第。点对应的速度不为零，致使动能的增加量小于势能的减少

量。

(2)能用该纸带测量的数据来验证机械能守恒定律。取2和3

两点间动能和势能的变化来验证机械能守恒定律，

1212

Emvmv

^k=-3~~2^Ep=»7g(//3-//2)

若AEk则自由落体过程中机械能守恒。

表达与号)21号gd式

点评：①验证机械能守恒针对的是一个特殊的过程，要求起点初

动能为零。正是这一点决定了我们应取第1、2点距离为2mm的纸带

为佳。②验证机械能守恒不需要测物体的质量，但实验时尽可能增大

重物质量来减小误差。③最好不要取2和3两点间动能和势能的变化

来验证机械能守恒定律，尽量使两点间的距离大一点。

巩固提高训练

1、⑴有以下几个实验：

A、用单摆测定重力加速度；B、研究匀变速直线

运动；

C、验证机械能守恒定律；D、验证动量守恒定

律。

上述实验中需要打点计时器的实验是：;需要天平

的实验是：;需要刻度尺（或三角板）的实验

是：。

⑵用如图23'-1所示装置来验证动

量守恒定律，质量为的钢球B放在小

支柱N上，球心离地面高度为H；质量

为mA的钢球A用细线栓好悬挂于0点,

当细线被拉直时0点到球心的距离为L

且细线与竖直线之间夹角为a；4球由静止释放，摆到最低点时恰与

5球发生正碰，碰撞后，A球把轻质指示针。推移到与竖直线夹角为

夕处，5球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸。，用来

记录B球的落点。

①用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后A、5两球的动

量（设A、5两球的碰前动量分别为PA、PB;碰后动量分别为PA'、

PB'),则：PA=

PA'=;PB=;PB'

②请你提供两条提高实验的精度建

议：___________________________________________

2、（2005河南等地22（1））在“验证力

的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条

的一端固定在水平木板上，另一端系上两根

细绳，细绳的一另一端都有绳套（如图

231-2）o实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳

套，并互成角度地拉像皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几

项：

A.两根细绳必须等长

B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上。

C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行。

其中正确的是O（填入相应的字母）

3、（2004两广・II）如图23'-3,画

有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面

上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其

底面的圆心在坐标的原点，直边与x轴重

合，0A是画在纸上的直线，Pi、P2为竖

直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是

竖直地插在纸上的第三枚大头针，a是直线OA与y轴正方向的夹角,

B是直线OP3与轴负万向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的

位置取得正确，测得角a和B,便可求得玻璃的折射率。

某学生用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖

直插上了两枚大头针Pi、P2,但在y<0的区域内，不管眼睛放在何

处，都无法透过玻璃砖看到Pi、P2的像，他应该采取的措施是

______________________________________。若他已透过玻璃砖看

到了Pl、P2的像，确定P3位置的方法是

若他已正确地测得了a、B的值，则玻璃的折射率

n=_____________________________

4、在验证机械能守恒定律的

实验中，质量m=lkg的重锤自由

下落，在纸带上打出了一系列的

点，如图23'-4所示，相邻记数点时间间隔为0.02s,长度单位是mm,

2

g取9.8m/so

求：⑴打点计时器打下记数点B时,物体的速度VB=(保

留两位有效数字);

(2)即使在实验操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下,

该实验求得的AEP也一定略大于△反，这是实验存在系统误差的必然

结果，试分析该系统误差产生的主要原因。

5、（2005上海•17）两实验小

组使用相同规格的元件，按图23'-5

电路进行测量。他们将滑动变阻器

的滑片P分别置于a、b、c、d、e五

个间距相同的位置（a、e为滑动变阻

器的两个端点），把相应的电流表示

数记录在表一、表二中。对比两组数据，发现电流表示数的变化趋势

不同。经检查，发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路。

⑴滑动变阻器发生断路的是第实验组；断路发生在滑动

变阻器一段。

（2）表二中，对应滑

表一（第一实验组）

片P在X（d、e之间的某一点）

P的位置abcde

处的电流表示数的可能值

（A）的示数0.840.480.420.480.84

为:

（A）

(A)0.16A

表二（第二实验组）

(B)0.26A

P的位置abcdXe

(C)0.36A(D)0.46A

@的示数0.840.420.280.210.84

（A）

课时23巩固提高训练答案

1、(1)BC；D；ABCD

;_______翳河

H1BJ2gL(1-cos尸)—1

(2)①加AJ2gL(1-cosa)0

②(1)让A球多次从同一位置摆下，求5球落点的平均位

置；(2)a角取值不要太小；(3)45两球质量不要太小；(4)A

球质量要尽量比5球质量大。(任意说出其中两种均可，其它只要说

法合理也可)

2、C

3、在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线0A,把

大头针Pi、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y<0的区域内透过

玻璃砖能看到Pi、P2的像。

sinP

插上P3后，P3刚好能挡住P1、"-sinaP2的像，

4、(1)0.155m/s；(2)重锤下落时受到空气阻力以及纸

带受到打点计时器的阻力，重锤的机械能减小，重力势能的减小一定

大于动能的增大。

5、⑴二；d-e

(2)D

实验复习4.探究与设计性实验

精典考题反思

［例题1］用以下器材测量

一待测电阻Rx的阻值

(900-1000Q)：电源E,具

有一定内阻，电动势约为

9.0V；电压表Vi,量程为

1.5V,内阻口=750Q；电压

表V2,量程为5V,内阻r2=2500Q；滑线变阻器R,最大阻值

约为100Q；单刀单掷开关K,导线若干。

(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的g,试画出测量电

阻Rx的一种实验电路

原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注)。

(2)根据你所画的电路原理图在题给的实物图24-2上画出连线。

(3)若电压表Vi的读数用Ui表示，电压表V2的读数用U2表示,

则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=。

析与解：(1)由于没有电流表，所以两电压表中，一个与待测电

路串联，用于测量流过的Rx电流；另一个与被测电阻并联，用于测

图24-2

量Rx两端的电压。又由于Rx的值比滑线变阻器R的值大很多，测量

电路中应串联一电压表。而电压表内阻也比滑线变阻器R大得多，

所以若采用限流式接法，则电压调节范围小，电压表都易超过量程，

因此滑线变阻器应采用分压式接法。电路原理图如图24-1所示。

(2)对实物连线，先在电路图上标出电源和电表的正负极，然

后在实物图中先串联电学元器件，再并联上电学元器件，连线时导线

不能相交。实物连线如图24-2所示。

UJ占—

(3)根据伏安法测电阻的原理，计U工一U占算可u,

得：Rx"Rx=

点评：①不能和伏安法测电阻的基本原理相联系，设计不出测量

方案；②没有对“电压

表的读数不小于其量程的进行定量计算，导致两个伏特表位置安

排失当；③没有留意滑动变阻器的阻值相对测量对象是很小的，错误

地将控制电路设计为限流式；④实物连线没有按照原理图连接（类比

建筑施工时不按照图纸施工）；⑤实物连线中，开关不接在干路上控

制全部电路；⑥实物连线有诸多细节问题，如导线交叉，没有接在接

线柱上，连接滑动变阻器时把线连在滑座上等等。

［例题2］有一个小灯泡上标有“4V2W”的字样，现在要用伏安

法测量这个灯泡的/一。图线。现有下列器材供选用：

A.电压表（0〜5V,内阻10kQ）B.电压表（0〜10V,

内阻20kQ）

C.电流表（0〜0.3A,内阻1。）D.电流表（0〜0.6A,

内阻0.4Q）

E.滑动变阻器（10Q,2A）

F.学生电源（直流6V）,还有开关、导线

图24-2a图24-2b

⑴实验中所用电压表应选，电流表应选用

（用序号字母表示）

⑵为使实验误差尽量减小，要求从零开始多取几组数据，请在图

24-2a方框内画出满足实验要求的电路图。

⑶某同学通过实验得到的数据画出

了该小灯泡的伏安特性曲线（如图24-2b

所示），若直接用电动势为3V、内阻为2.5

。的电源给该小灯泡供电，则该小灯泡的

实际功率是Wo

析与解：⑴根据小灯泡上标有“4V2W”的字样可知，小灯泡两

端电压最大为4V,流过的电流不超过0.5A,所以电压表应选A,电

流表应选D。

⑵计算可知小灯泡正常发光时的电阻为8Q《10kQ,为了减小

误差，采用安培表外接法；小灯泡两端电压从。开始变化，故滑动变

阻器采用分压式接法。电路如图24-3所示。

⑶小灯泡的实际功率是0.8Wo用电动势为3V、内阻为2.5Q

的电源给该小灯泡供电，由£=11+k，得U=3-2.5I,作出图线交小灯

泡伏安特性曲线于(0.4A,2.0V),所以小灯泡的实际功率是P=UI=

0.8Wo

点评：①本题是在课本学生实验“描绘小电珠的伏安特性曲线”

基础上变化出来的。给出了双伏特表和电流表，要求从零开始多取几

组数据，要求作出选择，这就需要根据实际问题具体分析并设计出符

合要求的电路。②用作图法解决非线性变化关系的问题必须重视。

[例题3](2001年高考理综卷)实验室中现有器材实物图如图

24-4b所示，有：电池£,电动势约10V,内阻约1Q；电流表4,量

程约10A,内阻ri约为0.2Q；电流表4,量程300mA,内阻厂2约5

Q;电流表4,量程250mA,内阻小约5Q；电阻箱最大阻值999.9

Q，最小阻值改变量为0.1。；滑线变阻器发，最大值100Q；开关

S；导线若干。

要求用图24-4a所示的电路测量图中电流表力的内阻。

(1)在所给的三个电流表中，那几个可以用此电路精确测出其

内阻？答：。

(2)在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连

成测量电路。

(3)你要读出的物理量是—o用这些物理量表示待测内阻的

计算公式是—□

析与解：该题要求根据电路图设想出实验原理。属于有一定提示

的设计型实

验。与我们学

过的伏安法测

电阻相比较，

这里被测电阻

是电流表的内

阻，它能显示

出通过自身的电流，因此只要知道其上的电压就行，但没有电压表，

却有另一只电流表。根据电路图可以看出，如果图中表/是被测表，

则其上电压就是电阻箱上电压，利用两只电流表的读数差和电阻箱上

显示的阻值可以求出该电压，这样就可以求出电流表的电阻。