专题《高考物理实验复习专题》教案..doc

共 24页第 1页20082008 年实验复习专题年实验复习专题专题一专题一 高中物理实验常用基础知识高中物理实验常用基础知识（一）常见实验数据的收集方法（一）常见实验数据的收集方法1 1利用测量工具直接测量基本物理量利用测量工具直接测量基本物理量模块模块基本物理量基本物理量测量仪器测量仪器力学力学长度长度刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器时间时间秒表（停表秒表（停表）、打点计时器、打点计时器质量（力）质量（力）天平（弹簧秤）天平（弹簧秤）电学电学电阻（粗测）电阻（粗测）欧姆表、电阻箱欧姆表、电阻箱电流（电压）电流（电压）电流表（电压表）电流表（电压表）热学热学温度温度温度计温度计2 2常见间接测量的物理量及其测量方法常见间接测量的物理量及其测量方法有些物理量不能由测量仪器直接测量有些物理量不能由测量仪器直接测量，这时这时，可利用待测量和可直接测量的基本物理量之间可利用待测量和可直接测量的基本物理量之间的关系，将待测物理量的测量的关系，将待测物理量的测量转化转化为基本物理量的测量。为基本物理量的测量。模模块块待测物理量待测物理量基本测量方法基本测量方法力力学学速度速度利用纸带，利用纸带，12nnmSSvT；利用平抛，利用平抛，2gvxy加速度加速度利用纸带，逐差法利用纸带，逐差法2SaT；利用单摆利用单摆224LgT功功根据根据kWE 转化为测量转化为测量 m、v电电学学电阻（精确测量）电阻（精确测量）根据根据URI转化为测量转化为测量 U、I（伏安法（伏安法）；电阻箱（半偏、替代）电阻箱（半偏、替代）电功率电功率根据根据 P=UI 转化为测量转化为测量 U、I电源电动势电源电动势根据根据 EUIr 转化为测量转化为测量 U、I 然后联立方程求解或运用图像处理然后联立方程求解或运用图像处理（二）常用实验误差的控制方法（二）常用实验误差的控制方法为了减小由于实验数据而引起的偶然误差，常需要采用以下方法为了减小由于实验数据而引起的偶然误差，常需要采用以下方法控制实验误差控制实验误差。1 1多次测量求平均值，多次测量求平均值，这是所有实验必须采取的办法，也是做实验应具有的基本思想。这是所有实验必须采取的办法，也是做实验应具有的基本思想。2 2积累法。一些小量直接测量误差较大，可以累积起来测量，以减小误差。积累法。一些小量直接测量误差较大，可以累积起来测量，以减小误差。“用单摆测定重力用单摆测定重力加速度加速度”的实验中的实验中，为了减小周期的测量误差为了减小周期的测量误差，不是测量完成一次全振动的时间不是测量完成一次全振动的时间，而是测量完而是测量完成成3050 次全振动的时间。次全振动的时间。（三）常用实验数据的处理方法（三）常用实验数据的处理方法1 1列表法：在记录和处理数据时，常将数据列成表格。数据列表可以简单而又明确的表示出有列表法：在记录和处理数据时，常将数据列成表格。数据列表可以简单而又明确的表示出有关物理量之间的关系关物理量之间的关系，有助于找出物理量之间的规律性的联系有助于找出物理量之间的规律性的联系。列表的要求是列表的要求是写明表的标题或写明表的标题或加上必要的说明加上必要的说明；必须交待清楚表中各符号所表示的物理量的意义必须交待清楚表中各符号所表示的物理量的意义，并写明单位并写明单位；表中的数表中的数共 24页第 2页据要正确反映测量结果的有效数字。据要正确反映测量结果的有效数字。2 2作图法：用作图法处理实验数据是物理实验中最常用的方法之一。用作图法处理数据的优点作图法：用作图法处理实验数据是物理实验中最常用的方法之一。用作图法处理数据的优点是直观是直观、简便简便，有取平均的效果有取平均的效果，由图线的斜率由图线的斜率、截距截距、所包围面积和图线的交点等可以研究物所包围面积和图线的交点等可以研究物理量之间的变化及其关系理量之间的变化及其关系，找出规律找出规律。作图的规则是作图的规则是：作图一定要用坐标纸作图一定要用坐标纸坐标纸的大小要坐标纸的大小要根据测量数据有效数字的多少和结果的需要来定根据测量数据有效数字的多少和结果的需要来定；要标明坐标轴名要标明坐标轴名、单位单位，在轴上每隔一定相在轴上每隔一定相等的间距按有效数字位数标明数值等的间距按有效数字位数标明数值；图上连线要是光滑曲线图上连线要是光滑曲线（或直线或直线），连线时不一定要通过连线时不一定要通过所有的数据点所有的数据点，而是要使数据点在线的两侧合理的分布而是要使数据点在线的两侧合理的分布；在图上求直线的斜率时在图上求直线的斜率时，要选取线上要选取线上相距较远的两点，不一定要取原来的数据点；相距较远的两点，不一定要取原来的数据点；作图时常设法使图线线性化，即作图时常设法使图线线性化，即“化曲为直化曲为直”。3 3平均值法：将测定的若干组数相加求和，然后除以测量次数必须注意，求取平均值时应该平均值法：将测定的若干组数相加求和，然后除以测量次数必须注意，求取平均值时应该按原来测量仪器的准确度决定保留的位数。按原来测量仪器的准确度决定保留的位数。4 4逐差法：这就是用打点计时器打出的纸带计算加速度时用到的方法，这种方法充分利用了测逐差法：这就是用打点计时器打出的纸带计算加速度时用到的方法，这种方法充分利用了测量数据，具有较好的取平均的效果。量数据，具有较好的取平均的效果。专题二专题二常用基本仪器的使用与读数常用基本仪器的使用与读数（一）测量仪器使用常规（一）测量仪器使用常规对于测量仪器的使用，首先要了解测量仪器的量程、精度、使用注意事项和读数方法。对于测量仪器的使用，首先要了解测量仪器的量程、精度、使用注意事项和读数方法。1 1关于量程问题关于量程问题：这是保护测量仪器的一项重要参数这是保护测量仪器的一项重要参数，特别是天平特别是天平、弹簧秤弹簧秤、温度计温度计、电流表电流表、电压表和多用电表等电压表和多用电表等，超量程使用会损坏仪器超量程使用会损坏仪器，所以实验时要根据实验的具体情况选择量程适当所以实验时要根据实验的具体情况选择量程适当的仪器的仪器。在使用电流表在使用电流表、电压表时电压表时，选用量程过大的仪器选用量程过大的仪器，采集的实验数据过小采集的实验数据过小，会造成相对误会造成相对误差较大，应选择使测量值位于电表量程的差较大，应选择使测量值位于电表量程的 1/3 以上的电表；使用多用电表测电阻时，应选择适当以上的电表；使用多用电表测电阻时，应选择适当的档位，使欧姆表的示数在电表的中值附近。的档位，使欧姆表的示数在电表的中值附近。2 2关于精度问题：所选用仪器的精度直接影响着测量读数的有效数字的位数，因此应在使用前关于精度问题：所选用仪器的精度直接影响着测量读数的有效数字的位数，因此应在使用前了解仪器的精度了解仪器的精度，即看清仪器的最小分度值即看清仪器的最小分度值。其中螺旋测微器和秒表的最小分度是一定的其中螺旋测微器和秒表的最小分度是一定的。但游但游标卡尺上游标尺的最小分度标卡尺上游标尺的最小分度、天平游码标尺的最小分度天平游码标尺的最小分度、弹簧秤和温度计刻线的最小分度弹簧秤和温度计刻线的最小分度，都因都因具体的仪器情况不同而有所差异具体的仪器情况不同而有所差异，电流表电流表、电压表和多用电表则会因所选择的档位不同而造成最电压表和多用电表则会因所选择的档位不同而造成最小分度值有所不同，因此在进行这些仪器的读数时，一定要看清所选的档位。小分度值有所不同，因此在进行这些仪器的读数时，一定要看清所选的档位。3 3使用注意事项：一般不同的仪器在使用中都有其特殊的要求，以下几点要特别注意：使用注意事项：一般不同的仪器在使用中都有其特殊的要求，以下几点要特别注意：天平在进行测量前应先调平衡。天平在进行测量前应先调平衡。打点计时器所用电源要求为打点计时器所用电源要求为 46V 的交流电源。的交流电源。多用电表的欧姆档每次换档后要重新调零多用电表的欧姆档每次换档后要重新调零，被测电阻要与电路断开被测电阻要与电路断开，使用完毕要将选择开关转使用完毕要将选择开关转至交流电压最高档或至交流电压最高档或“OFF”档。档。滑动变阻器滑动变阻器、电阻箱和定值电阻使用过程中要考虑其允许的最大电流电阻箱和定值电阻使用过程中要考虑其允许的最大电流。滑动变阻器采用限流接滑动变阻器采用限流接法时法时，滑动触片开始应位于变阻器阻值最大的位置滑动触片开始应位于变阻器阻值最大的位置；滑动变阻器采用分压接法时滑动变阻器采用分压接法时，滑动触片开始滑动触片开始应位于分压为零的位置。应位于分压为零的位置。电阻箱开始应处于阻值最大状态电阻箱开始应处于阻值最大状态，调整电阻箱的阻值时调整电阻箱的阻值时，不能由大到小发生突变不能由大到小发生突变，以免因为阻以免因为阻值过小而烧坏电阻箱。值过小而烧坏电阻箱。（二）测量仪器的读数方法（二）测量仪器的读数方法1 1需要估读的仪器：需要估读的仪器：在常用的测量仪器中在常用的测量仪器中，刻度尺刻度尺、螺旋测微器螺旋测微器、电流表电流表、电压表电压表、天平天平、弹簧秤等读数时都需要估弹簧秤等读数时都需要估读读。因为最终的读数要以有效数字的形式给出因为最终的读数要以有效数字的形式给出，而有效数字的最后一位数字为估计数字而有效数字的最后一位数字为估计数字，应和误应和误差所在位置一致差所在位置一致，在实际操作中在实际操作中，究竟估读到哪一位数字究竟估读到哪一位数字，应由测量仪器的精度应由测量仪器的精度（即最小分度值即最小分度值）共 24页第 3页和实验误差要求两个因素共同决定。和实验误差要求两个因素共同决定。根据仪器的最小分度可以分别采用根据仪器的最小分度可以分别采用 1/2、1/5、1/10 的估读方法，一般：的估读方法，一般：最小分度是最小分度是 2 的，（包括的，（包括 0.2、0.02 等），采用等），采用 1/2 估读，如安培表估读，如安培表 00.6A 档；档；最小分度是最小分度是 5 的，（包括的，（包括 0.5、0.05 等），采用等），采用 1/5 估读，如安培表估读，如安培表 015V 档；档；最小分度是最小分度是 1 的，（包括的，（包括 0.1、0.01 等），采用等），采用 1/10 估读，如刻度尺、螺旋测微器、安培表估读，如刻度尺、螺旋测微器、安培表 03A 档、电压表档、电压表 03V 档等，当测量精度要求不高或仪器精度不够高时，也可采用档等，当测量精度要求不高或仪器精度不够高时，也可采用 1/2 估读。估读。2 2不需要估读的测量仪器不需要估读的测量仪器：游标卡尺游标卡尺、秒表秒表、电阻箱在读数时不需要估读电阻箱在读数时不需要估读；欧姆表刻度不均匀欧姆表刻度不均匀，可以不估读或按半刻度估读。可以不估读或按半刻度估读。游标卡尺的读数游标卡尺的读数：游标卡尺的读数部分由主尺游标卡尺的读数部分由主尺(最小分度为最小分度为 1mm)，和游标尺两部分组成和游标尺两部分组成。按照按照游标的精度不同可分为三种游标的精度不同可分为三种：（a）10 分游标分游标，其精度为其精度为 0.1mm；（b）20 分游标分游标，其精度为其精度为 0.05mm；（c c）50 分游标分游标，精度为精度为 0.02mm。游标卡尺的读数方法是游标卡尺的读数方法是：以游标零刻度线为准在主尺上读出整以游标零刻度线为准在主尺上读出整毫米数毫米数 L1，再看游标尺上哪条刻度线与主尺上某刻度线对齐，由游标上读出毫米以下的小数，再看游标尺上哪条刻度线与主尺上某刻度线对齐，由游标上读出毫米以下的小数 L2，则总的读数为：则总的读数为：L1+L2。机械秒表的读数：机械秒表的长针是秒针，转一周是机械秒表的读数：机械秒表的长针是秒针，转一周是 30s。因为机械表采用的齿轮传动，指针。因为机械表采用的齿轮传动，指针不可能停留在两小格之间不可能停留在两小格之间；所以不能估读出比所以不能估读出比 0.1 s 更短的时间更短的时间。位于秒表上部中间的小圆圈里面位于秒表上部中间的小圆圈里面的短针是分针的短针是分针，表针走一周是表针走一周是 15 min，每小格为每小格为 0.5 min。秒表的读数方法是秒表的读数方法是：t短针读数短针读数（t1）+长针读数（长针读数（t2）。）。电阻箱电阻箱：能表示出接入电阻值大小的变阻器能表示出接入电阻值大小的变阻器；读数方法是读数方法是：各旋扭对应的指示点的示数乘以面各旋扭对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数板上标记的倍数，它们之和就是电阻箱接入电路的阻值它们之和就是电阻箱接入电路的阻值。使用电阻箱时要特别注意通过电阻的电使用电阻箱时要特别注意通过电阻的电流不能超过允许的流不能超过允许的最大最大数值。数值。（三）典例分析（三）典例分析【例题【例题 1】读出下列】读出下列 50 分度游标卡尺的示数。分度游标卡尺的示数。解析从左到右示数依次为：解析从左到右示数依次为：5.24mm；11.50mm；22.82mm。【例题【例题 2】试读出下列螺旋测微器的读数（工作原理及读数方法与双缝干涉测波长中的测微目镜】试读出下列螺旋测微器的读数（工作原理及读数方法与双缝干涉测波长中的测微目镜手轮的读数相同）手轮的读数相同）解析从左到右测微目镜手轮的读书分别为：解析从左到右测微目镜手轮的读书分别为：0.861mm；3.471mm；7.320mm；11.472mm【例题【例题 3】按照有效数字规则读出下列电表的测量值。】按照有效数字规则读出下列电表的测量值。接接 03V 量程时读数为量程时读数为_V。接接 03A 量程时读数为量程时读数为_A。0123051015V00.20.40.60123A共 24页第 4页接接 015V 量程时读数为量程时读数为_V。接接 00.6A 量程时读数为量程时读数为_A。解析解析2.17；10.8；0.80；0.16【例题【例题 4】读出图所示电阻箱的阻值和机械秒表读数】读出图所示电阻箱的阻值和机械秒表读数解析解析86.3。99.8s专题三专题三力学实验力学实验（一）打点计时器系列实验中纸带的处理（一）打点计时器系列实验中纸带的处理1 1纸带的选取纸带的选取：一般实验应用点迹清晰一般实验应用点迹清晰、无漏点的纸带中选取有足够多点的一段作为实验纸带无漏点的纸带中选取有足够多点的一段作为实验纸带。在在“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”实验中还要求纸带包含第一实验中还要求纸带包含第一、二点二点，并且第一并且第一、二两点距离接近二两点距离接近 2.0mm。2 2根据纸带上点的密集程度选取计数点根据纸带上点的密集程度选取计数点。打点计时器每打打点计时器每打 n 个点取一个计数点，则计数点时间个点取一个计数点，则计数点时间间隔为间隔为 n 个打点时间间隔，即个打点时间间隔，即 T=0.02n（s）。一般取。一般取 n5，此时，此时 T=0.1s。3 3测量计数点间距离测量计数点间距离。为了测量、计算的方便和减小偶然误差的考虑，测量距离时不要分段测为了测量、计算的方便和减小偶然误差的考虑，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它各计数点的距离量，尽可能一次测量完毕，即测量计数起点到其它各计数点的距离。如图所示如图所示，则由图可得：则由图可得：1sSI，12ssSII，23ssSIII，34ssSIV，45ssSV，56ssSVI4 4判定物体运动的性质判定物体运动的性质：若若IS、IIS、IIIS、IVS、VS、VIS基本相等，则可判定物体在实验误差范围内作匀速直线运基本相等，则可判定物体在实验误差范围内作匀速直线运动动。设设s1=IISIS，s2=IIISIIS，s3=IVSIIIS，s4=VSIVS，s5=VISVS若若s1、s2、s3、s4、s5基本相等，则可判定物体在实验误差范围内作匀变速直线运动基本相等，则可判定物体在实验误差范围内作匀变速直线运动。测定第测定第 n 点的瞬时速度点的瞬时速度。物体作匀变速直线运动物体作匀变速直线运动时时，在某段时间内的平均速度等于中间时刻的在某段时间内的平均速度等于中间时刻的4s6365210s5s4s3s2s1SSSSSS共 24页第 5页瞬时速度瞬时速度。即测出第即测出第 n 点的相邻的前、后两段相等时间点的相邻的前、后两段相等时间 T 内的距离，由平均速度公式就可求得内的距离，由平均速度公式就可求得，如如上上图中第图中第 4 点的点的瞬时瞬时速度为速度为：TssTSSvVIV22354。测定作匀变速直线运动物体的加速度测定作匀变速直线运动物体的加速度，一般用逐差法一般用逐差法求求加速度加速度。将如将如上上图所示的连续相等时间图所示的连续相等时间间隔间隔 T 内的位移内的位移IS、IIS、IIIS、IVS、VS、VIS分成两组分成两组，利用利用2aTs 可得可得：213TSSaIIV、223TSSaIIV、233TSSaIIIVI，再算出的，再算出的1a、2a、3a平均值，平均值，即：即：3321aaaa就是所就是所测定作匀变速直线运动物体的加速度测定作匀变速直线运动物体的加速度。若为奇数组数据则将中间一组去掉若为奇数组数据则将中间一组去掉，然后再将数据分组利然后再将数据分组利用逐差法求解。用逐差法求解。【例题【例题 1】做匀加速直线运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频率为】做匀加速直线运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频率为 50Hz，由纸带上打出的某一点开始由纸带上打出的某一点开始，每每 5 个点剪下一段纸带个点剪下一段纸带，按图所示按图所示，使每一条纸带下端与使每一条纸带下端与 x 轴重合轴重合，左边与左边与 y 轴平行轴平行，将纸带段粘贴在直角坐标系中将纸带段粘贴在直角坐标系中，则小车运动的加速度是则小车运动的加速度是m/s2（保留两位有效数字）。（保留两位有效数字）。【命题意图【命题意图】本题考查了匀变速直线运动的纸带处理本题考查了匀变速直线运动的纸带处理，同时还要明确计数同时还要明确计数点的选取以及相隔时间的计算问题点的选取以及相隔时间的计算问题。要求学生能把常见的纸带数据处理中要求学生能把常见的纸带数据处理中的数据与图中纸带的长度建立联系，获得相关数据，然后求得实验结果的数据与图中纸带的长度建立联系，获得相关数据，然后求得实验结果。【解析【解析】由题意可得由题意可得，每段纸带的长度就是相邻相等时间间隔内小车的位每段纸带的长度就是相邻相等时间间隔内小车的位移移，由图示数据可得由图示数据可得ms3105.7，而相隔时间为而相隔时间为 T0.025s0.1s，根据根据2aTs，可得小车的加速度为：，可得小车的加速度为：2/75.0sma。【变式题【变式题】（2006年上海年上海）伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加首次发现了匀加速运动规律。伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，速运动规律。伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，如图所示。图中然后用图线表示整个运动过程，如图所示。图中OA表示测得的时间，矩形表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表的长度表示示。P为为DE的中点，连接的中点，连接OP且延长交且延长交AE的延长线于的延长线于B，则则AB的长度表示的长度表示。【解析】【解析】OA时间段的平均速度时间段的平均速度；A时刻的时刻的瞬时瞬时速度速度。【例题【例题 2】（2002 年广东年广东）一个有一定厚度的圆盘一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心的水平轴转动可以绕通过中心的水平轴转动。用下面的方用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。法测量它匀速转动时的角速度。x0 1 2 3 4 5 622.530.037.545.052.5y/mm60.0ACODPEB共 24页第 6页实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片。实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片。实验步骤：实验步骤：如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上。动时，纸带可以卷在圆盘侧面上。启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点。启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点。经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。由已知量和测得量表示的角速度的表达式为由已知量和测得量表示的角速度的表达式为=_。式中各量的意义是。式中各量的意义是：_。某次实验测得圆盘半径某次实验测得圆盘半径 r=5.5010-2m，得到的纸带的一段如图所示。求得的角速度为得到的纸带的一段如图所示。求得的角速度为_。【命题意图【命题意图】利用打点计时器求转盘的角速度利用打点计时器求转盘的角速度，这是本题的创新之处这是本题的创新之处，转盘边缘的线速度与纸带转盘边缘的线速度与纸带的线速度相等是解决本题的关键的线速度相等是解决本题的关键。此题的实验器材此题的实验器材、和实验步骤题干中已经给出和实验步骤题干中已经给出，不需考生自己不需考生自己设计设计，对于此类常规试题略加变化的创新题型对于此类常规试题略加变化的创新题型，能否有效排除干扰信息能否有效排除干扰信息，直指问题关键是高考考直指问题关键是高考考查能力的一种全新命题方式查能力的一种全新命题方式。本题也可以在实验器材及实验步骤设计上进行深化考查本题也可以在实验器材及实验步骤设计上进行深化考查，从而变成从而变成设计性实验。设计性实验。【解析】【解析】设设 T 为电磁打点计时器打点的时间间隔，为电磁打点计时器打点的时间间隔，r 为圆盘的半径，为圆盘的半径，x1、x2分别是纸带上选定分别是纸带上选定的两点所对应的米尺上的刻度值，的两点所对应的米尺上的刻度值，n 为选定的两点间的打点数（含两点）。则纸带的速度为为选定的两点间的打点数（含两点）。则纸带的速度为Tnxxv)1(12，由于纸带与圆盘之间不打滑，则圆盘边缘的线速度亦为由于纸带与圆盘之间不打滑，则圆盘边缘的线速度亦为Tnxxv)1(12，由匀速圆由匀速圆周运动的规律有周运动的规律有rv/，联立上面两式可得圆盘联立上面两式可得圆盘匀速转动时的角速度为匀速转动时的角速度为：rnTxx)1(12（n=2，3，）在图中给出的纸带上任取两点在图中给出的纸带上任取两点，读出其米尺上的刻度值读出其米尺上的刻度值 x1、x2，并将，并将 T=0.02s、r=5.5010-2m 及及 n 值代入值代入，可求出可求出1值值，重复上述步骤重复上述步骤，求出求出2、3，再取其平均值即为再取其平均值即为的的值得值得=6.8rads-1-1（6.756.84 均可）。均可）。【变式题】【变式题】1（2001 年全国年全国）一打点计时器固定在斜面上某处一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图如图 1 所示所示。图图 2 是打出的纸带的一是打出的纸带的一01234567891011单位：cm打点计时器图1共 24页第 7页段。段。已知打点计时器使用的交流电频率为已知打点计时器使用的交流电频率为 50Hz，利用图，利用图 2 给出的数据可求出小车下滑的加速给出的数据可求出小车下滑的加速度度a=_。为 了 求 出 小 车 在 下 滑 过 程 中 所 受 的 阻 力，还 需 测 量 的 物 理 量为 了 求 出 小 车 在 下 滑 过 程 中 所 受 的 阻 力，还 需 测 量 的 物 理 量有有。用测得的量及加速度用测得的量及加速度 a 表示小车在下滑过程中所受的表示小车在下滑过程中所受的阻力计算式为阻力计算式为 f=_。【解析】【解析】4.00m/s2（3 分，分，3.904.10 m/s2之间都正确）之间都正确）小车质量小车质量 m、斜面上任意两点间距离斜面上任意两点间距离 l 及这两点的高度差及这两点的高度差 h；malhmg。打点计时器纸带图 1纸带运动方向7.727.216.716.255.765.294.81 4.31图 2单位：cm2（2003 年江苏）实验装置如图年江苏）实验装置如图 1 所示：一木块放在水平长木板上，左侧栓有一细软线，跨过所示：一木块放在水平长木板上，左侧栓有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连固定在木板边缘的滑轮与一重物相连。木块右侧与打点计时器的纸带相连木块右侧与打点计时器的纸带相连。在重物牵引下在重物牵引下，木块木块在木板上向左运动在木板上向左运动，重物落地后重物落地后，木块继续向左做匀减速运动木块继续向左做匀减速运动，图图 2 给出了重物落地后给出了重物落地后，打点计打点计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的摩擦因数时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的摩擦因数。要求写出主要。要求写出主要的运算过程。结果保留的运算过程。结果保留 2 位有效数字。（打点计时器所用交流电频率为位有效数字。（打点计时器所用交流电频率为 50Hz，不计纸带与木块，不计纸带与木块间的拉力。取重力加速度间的拉力。取重力加速度 g=10m/s2）【解析【解析】由给出的数据可知由给出的数据可知，重物落地后重物落地后，木块在连续相等的时间木块在连续相等的时间 T 内的位移分别是内的位移分别是：s1=7.72cm，s2=7.21cm，s3=6.71cm，s4=6.25cm，s5=5.76cm，s6=5.29cm，s7=4.81cm，s8=4.31cm 以以 a 表示加表示加速度速度，根据匀变速直线运动的规律根据匀变速直线运动的规律，有有24837261516Tssssssssa，又知又知 T=0.04s，解得解得 a=3.0m/s2。重物落地后木块只受摩擦力的作用，根据牛顿第二定律有：。重物落地后木块只受摩擦力的作用，根据牛顿第二定律有：mg=ma，解，解得得=0.30。3（2005 年上海）年上海）科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，作出假设，制定计划，搜集证科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，作出假设，制定计划，搜集证据，评估交流等。一组同学研究据，评估交流等。一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”的探究过程如下的探究过程如下：A有同学认为：运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关。有同学认为：运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关。B他们计划利用一些他们计划利用一些“小纸杯小纸杯”作为研究对象，用超声波测距仪等仪器测量作为研究对象，用超声波测距仪等仪器测量“小纸杯小纸杯”在空中在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设。直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设。C在相同的实验条件下，同学们首先测量了单只在相同的实验条件下，同学们首先测量了单只“小纸杯小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入下表中，图（距离，将数据填入下表中，图（a）是对应的位移）是对应的位移-时间图线。然后将不同数量的时间图线。然后将不同数量的“小纸杯小纸杯”叠放叠放在一起从空中下落，分别测出它们的速度在一起从空中下落，分别测出它们的速度-时间图线，如图（时间图线，如图（b）中图线）中图线 1、2、3、4、5 所示。所示。图 2（单位：cm）5.125.746.417.057.688.339.618.9510.26共 24页第 8页D同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设。同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设。回答下列提问回答下列提问：与上述过程中与上述过程中 A、C 步骤相应的科学探究环节分别是步骤相应的科学探究环节分别是_，_。图（图（a）中的）中的 AB 段反映了运动物体在做段反映了运动物体在做_运动，表中运动，表中 X 处的值为处的值为_。图（图（b）中各条图线具有共同特点）中各条图线具有共同特点：“小纸杯小纸杯”在下落开始阶段做在下落开始阶段做_运动，最后运动，最后“小纸小纸杯杯”做做_运动。运动。比较图（比较图（b）中的）中的 1 和和 5，指出在，指出在 1.01.5s 时间段内，速度随时间变化关系的差异：时间段内，速度随时间变化关系的差异：_。时间时间（s）下落距离下落距离（m）0.00.0000.40.0360.80.4691.20.9571.61.4472.0X【解析【解析】作出假设作出假设、搜集证据搜集证据匀速运动匀速运动，1.937加速度逐渐减小的加速运动加速度逐渐减小的加速运动，匀速运匀速运动动图线图线 1 反映速度不随时间变化反映速度不随时间变化，图线图线 5 反映速度随时间继续增大反映速度随时间继续增大（图线图线 1 反映纸杯做匀速反映纸杯做匀速运动，图线运动，图线 5 反映纸杯依然做加速度减小的加速运动反映纸杯依然做加速度减小的加速运动）。专题四专题四 电学实验电学实验（一）电学实验中所用到的基本知识（一）电学实验中所用到的基本知识在近年的电学实验中，电阻的测量（包括变形如电表内阻的测量在近年的电学实验中，电阻的测量（包括变形如电表内阻的测量）、测电源的电动势与内电、测电源的电动势与内电阻是考查频率较高的实验阻是考查频率较高的实验。它们所用到的原理公式为它们所用到的原理公式为：IrUEIUR,。由此可见由此可见，对于电对于电路中电压路中电压 U 及电流及电流 I 的测量是实验的关键所在的测量是实验的关键所在，但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样多样，在此往往也是高考试题的着力点之处在此往往也是高考试题的着力点之处。因此复习中应熟练掌握基本实验知识及方法因此复习中应熟练掌握基本实验知识及方法，做到做到以不变应万变。以不变应万变。1 1电路设计原则：正确地选择仪器和设计电路的问题，有一定的灵活性，解决时应掌握和遵循电路设计原则：正确地选择仪器和设计电路的问题，有一定的灵活性，解决时应掌握和遵循一些基本的原则一些基本的原则，即即“安全性安全性”、“方便性方便性”、“精确性精确性”原则原则，兼顾兼顾“误差小误差小”、“仪器少仪器少”、“耗电少耗电少”等各方面因素综合考虑，灵活运用。等各方面因素综合考虑，灵活运用。正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。安全性安全性：实验方案的实施要安全可靠实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注意到各种要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。精确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。精确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。1.02.01.0s(m)t(s)00.51.01.52.0AB图（a）v(m/s)t(s)00.51.01.5图（b）54321共 24页第 9页2 2电学实验仪器的选择：电学实验仪器的选择：根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。首先保证流过电流表的电流和加在电压表首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程上的电压均不超过使用量程，然后合理选择量程然后合理选择量程，务必使指针有较大偏转务必使指针有较大偏转（一般要大于满偏度一般要大于满偏度的的1/3），以减少测读误差。），以减少测读误差。根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器，注意流过滑动变阻器的电流不超过它注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值的额定值，对大阻值的变阻器对大阻值的变阻器，如果是滑动头稍有移动如果是滑动头稍有移动，使电流使电流、电压有很大变化的电压有很大变化的，不宜采用不宜采用。应根据实验的基本要求来选择仪器应根据实验的基本要求来选择仪器，对于这种情况对于这种情况，只有熟悉实验原理只有熟悉实验原理，才能作出恰当的选择才能作出恰当的选择。总之总之，最优选择的原则是最优选择的原则是：方法误差尽可能小方法误差尽可能小；间接测定值尽可能有较多的有效数字位数间接测定值尽可能有较多的有效数字位数，直接直接测定值的测量使误差尽可能小测定值的测量使误差尽可能小，且不超过仪表的量程且不超过仪表的量程；实现较大范围的灵敏调节实现较大范围的灵敏调节；在大功率装置在大功率装置（电路（电路）中尽可能节省能量中尽可能节省能量；在小功率电路里在小功率电路里，在不超过用电器额定值的前提下在不超过用电器额定值的前提下，适当提高电流适当提高电流、电压值，以提高测试的准确度。电压值，以提高测试的准确度。3 3测量电路的选择测量电路的选择电流表的内电流表的内、外接问题外接问题：（甲甲）所示电路为电流表外接电路所示电路为电流表外接电路（简称外接法简称外接法）；（乙乙）所示电路所示电路为电流表内接电路（简称内接法）。两种接法的选择可按下列方法进行：为电流表内接电路（简称内接法）。两种接法的选择可按下列方法进行：方法一：设电流表、电压表内阻分别为方法一：设电流表、电压表内阻分别为AR、VR，被测电阻为，被测电阻为xR，则，则当当xRVARR时，电流表分压作用小，应选用内接法时，电流表分压作用小，应选用内接法当当xR=VARR时，电流表分压作用和电压表分流作用相差不大，两种方法均可。时，电流表分压作用和电压表分流作用相差不大，两种方法均可。方法二：在方法二：在VR、AR均不知的情况下，可采用试触法。如图，分别将均不知的情况下，可采用试触法。如图，分别将 a 端与端与 b、c 接触，如接触，如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显，说明电压表分流作用大说明电压表分流作用大，应采用内接法应采用内接法；如果前如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显，说明电流表分压作用大，应采用外接法。后两次电压表示数比电流表示数变化明显，说明电流表分压作用大，应采用外接法。滑动变阻器的分压、限流接法：滑动变阻器的分压、限流接法：为了改变测量电路（待测电阻）为了改变测量电路（待测电阻）两端的电压（或通过测量电路的电两端的电压（或通过测量电路的电abc甲乙共 24页第 10页流流），常使滑动变阻器与电源连接作为控制电路常使滑动变阻器与电源连接作为控制电路，滑动变阻器在电路中主要有两种连接方式滑动变阻器在电路中主要有两种连接方式：如如图（甲）为滑动变阻器的限流式接法，图（甲）为滑动变阻器的限流式接法，XR为待测电阻。它的接线方式是电源、滑动变阻器与待为待测电阻。它的接线方式是电源、滑动变阻器与待测电阻三者串联。对待测电阻供电电压的最大调节范围是：测电阻三者串联。对待测电阻供电电压的最大调节范围是：ERRERXX(XR是待测电阻，是待测电阻，R 是是滑动变阻器的总电阻滑动变阻器的总电阻，不计电源内阻不计电源内阻)。如图如图（乙乙）是滑动变阻器的分压式接法是滑动变阻器的分压式接法。接线方式是电源接线方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路与滑动变阻器组成闭合电路，而被测电路与滑动变阻器的一部分电阻并联而被测电路与滑动变阻器的一部分电阻并联，该接法对待测电阻供该接法对待测电阻供电电压的调节范围是：电电压的调节范围是：E0（不计电源内阻时）。（不计电源内阻时）。选取接法的原则：选取接法的原则：要求负载上电压或电流变化范围大，且从零