2023年上海市高中学业水平考试之物理实验操作考试.pdf

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1、2023年学业水平考试物理实验操作考试一、操作实验传统实验：D I S实验：实 验1:互成角度的共点力的合成实验4:用D 1 S研究匀速直线运动。实验2:多用表的使用实验5:用D I S测平均速度实验3:研究感应电流的产生条件实验6：用D I S测加速度实验8:用D I S研究通电螺线管内磁感应强度实验7：用D 1 S研究气体压强与体积的关系二:分组:小组实验实验仪器设备和材料实验仪器设备的初设状态A组实验一：用D IS研究通电螺线管内的磁感应强度长螺线管1个，稳压电源1个，滑动变阻器1个，导线3根，计算机1台，数据采集器1个,磁传感器(整个探管上至少标有1 0个等间距刻度)1个，相应的连接线

2、。(1)计算机、数据采集器、磁传感器三者已连接；(2)计算机显示本实验的界面；(3)长螺线管、稳压电源、滑动变阻器三者已连接。实验二：互成角度的共点力的合成图板1块，图钉4只,橡皮筋1根(附有2个小绳圈)，弹簧测力计2个，带刻度的三角板1副。(1)在图板上固定实验用纸；(2)橡皮筋的一端已用图钉固定在“参考固定点”上(根据橡皮筋的长度可适当调整固定点的位置)；(3)一个弹簧测力计指针设立于非零位置。B组实验一：用D IS研究气体的压强与体积的关系注射器1个，计算机1台，数据采集器1个，压强传感器1个,相应的连接线。(1)在大气压下，将注射器的活塞定在约12m L的位置；(2)计算机、数据采集器

3、、压强传感器与注射器四者己连接；(3)监考教师依次输入12m L、11mL、10 m L、9m L四个体积值，并采集相应的压强值；(4)计算机显示本实验界面(己含四组数据)。实验二：多用表的使用多用表(建议用MF3 0型)1个，1号碱性干电池2节(装在电池盒内组成串联电池组)，定值电阻(10欧，电阻值用橡皮胶布贴盖)1个，导 线4根(其中2根导线带鳄鱼夹)。(1)电池、电键和定值电阻已按图连接；(2)断口处的导线均带鳄鱼夹(便于和多用表表笔连接)，并夹在一起。C组实验一：用D I S研究加速度与力、质量的关系带滑轮的轨道1 个，小车（质量已知）1 辆，钩 码 1组（或用其他类似器材替代），配重

4、片2个，细 绳 1根,计算机1 台，数据采集器1 个，位移传感器1 个，相应的连接线。注：若实验需要将位移传感器放置在小车上，则小车质量中应包含位移传感器质量。（1）计算机、数据采集器、位移传感器三者已连接，小车与轨道安装完毕；（2）计算机显示本实验界面。实验二：研究感应电流的产生条件灵敏电流计1 个，1 号碱性干电池2 节（装在电池盒内组成串联电池组），线圈A （附铁芯）1 个，线圈B1 个，滑动变阻器1 个，电键1 个，条形磁铁1 根，导线6根。（1）灵敏电流计与线圈B连接成串联电路，其他元件、导线等均不连接；（2）电键处在闭合状态，滑动变阻器滑片居中。实验一:研究共点力的合成实验目的：研

5、究合力与两个分力的关系实验器材：图板、图钉、白纸、带绳套的橡皮筋、弹簧测力计（2个）、刻度尺、量角器实验环节：1 .固定:如图a所示，根据给定的器材，现在图板上固定一张白纸，将橡皮筋的一端固定在纸边，将带有两个绳套的另一端放在纸面上，测力计可以拉住绳套使橡皮筋伸长。2 .第一次拉：如图b所示,先用一个弹簧秤拉住绳套将橡皮筋拉长至某位置，标记此时橡皮筋末端位置为0点，记下此时弹簧秤的读数和拉力的方向F（即合力的大小和方向）A3 .第二次拉：如 图c所示,再用两个弹簧秤分别同时拉住两个绳套将橡皮筋拉长至0点，记下此时两个弹簧秤的读数和拉力方向F,、F 2（即两个分离的大小和方向）。4 .作图：取下

6、白纸，用力的图示法分别画出表达分力R、F 2和合力F矢量的有向线段,以分力R、F 2的有向线段为邻边作出平行四边形以及它的对角线F，如图d所示。最后比较F和F。实验结论：通过实验得出，假如用表达两个共点力R和F2的线段为邻边做平行四边形，那么合力F的大小和方向就可以用R和F 2所夹的对角线表达。注意事项：1 .弹簧使用前要调零，明确量程和最小分度。2 .弹簧秤在拉力时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应在与纸面平行的平面内。3 .拉力应适当的大些，当不要超过量程。4 .画力的图示，要选用恰当的单位长度，做力的合成图时，应将图精良画大些。5 .实验总有误差。直接测出的力F和用平行四边形法则求出的合力F，不也

7、许重合，但在误差范围内可认为重合。实验二:多用电表的使用一.多 用 表 测 电 阻实验目的:运用多用表测量电阻值实验原理：欧姆表电路中，电流与电阻值一一相应。实验器材：多用表、待测电阻实验环节：1）选挡：根据待测电阻的估计值，用选择开关选好适当的倍率。2）调零：将红黑表笔互相接触，进行欧姆表调零。通过调节调零旋钮,使指针对准满偏电流处，此即为欧姆表零刻度处。3）测量、读数:用两表笔分别接触待测电阻两端，将从刻度盘上读数，得到的待测电阻的阻值：Rx=读数X倍率。如指针偏转角度太大或太小，则需要改变倍率后，重新调零再次测量。4）复位濯U 量结束后，拔出表笔，并将选择开关旋至“O F F”或交流电压

8、最大处。注意事项：1）测量电阻时，要注意当待测电阻与电路断开。2）测量时量表笔不要与手接触。二.多用表测电流、电压实验目的:运用多用表测量电路中的电流和用电器两端的电压。实验原理：运用串联电路中电流处处相等,个并联支路两端电压相等。实验器材：多用表、电源、电阻R、导线。实验环节：1）按右图连接电路，2）测电压选挡、调零:将多用表的红黑表笔分别插入“+旋至直流电压5 V 档（测前要调零）。测量、读数:，运用红黑表笔将多用表与待测电阻并联，读出此时的电压值。3）测电流：选挡、调零:断开开关，并将电阻R 与开关间导线拆开;将多用表选择开关调至直流电压5 0 0m A 档（换挡要调零）。测量、读数：运

9、用红黑表笔将多用表串联在电路，闭合开关，读出电路中的电流值。4）复位：注意事项：1）开始实验前，滑动变阻器阻值应调至最大，实验中再慢慢减小，但要注意不要让小灯泡两端的电压超过小灯泡的额定电压，以免照成器材损坏。2）在测量电流或电压时，要让电流从多用表的红表笔流入，黑表笔流出。3）测量电流时若读数太小，则应适当改变量程，使指针发生叫明显偏转，以减小读数误差。实验三：研究感应电流产生的条件实验目的:探究感应电流的产生条件实验器材:条形磁铁、灵敏电流计、线圈A和线圈B、滑动变阻器、电源、开关、导线等。实验环节：1）将灵敏电流计和线圈B 按 右 图 1 连接成闭合回路。用条形磁铁在线圈插入或拔出，观测

10、灵敏电流计指针是否偏转及其规律。2）按右图2 连接电路,用线圈A代替条形磁铁，闭合开关后A图1在线圈B 中插入或拔出，观测灵敏电流计的指针是否偏转及其规律。3）在图2 电路中，线圈A 放在线圈B 中不动，闭合或断开电建，观测灵敏电流计的指针是否偏转及其规律。4）在图2 中，线圈A 仍放入线圈B 中不动，改变图2滑动变阻器的电阻大小，再观测灵敏电流计指针是否偏转及其规律。5）得出实验结论:实验结论:当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流。实验四:用D I S研究加速度与力的关系、加速度与质量的关系实验目的:（1）研究物体在质量一定的情况下，加速度与所受力之间的联系研究物体在所受

11、力一定的情况下，加速度与质量之间的关系实验器材:D I S （位移传感器、数据采集器、计算机等）、带滑轮的力学轨道、细绳、小车、钩码、小车配重片、天平、支架等。A实验装置:位移传慝器实验环节：A实验1 ：研究小车在质量一定的情况下,加速度与受力的关系 DIS连接:将位移传感器的发射器固定在小车上，接受器固定在力学轨道的高端。调整接受器、发射器的位置，使其基本正对。将接受器与数据采集器相连，数据采集器与计算机相连，构成D I S实验系统。进行摩擦力平衡调整。环节如下:a、双击图标，打开D AS程序，等待传感器自动连接，待变成传 曲线模式6默认模式用DIS探究气体压强与体积的关系用DIS探兖气体压

12、强与温度的关系用DIS研究摩擦生热用DIS描述小灯泡U-I曲线用DIS研究微弱磁通量变化时产生的感应电流用 crcifWU 士；福田二，却而 rt R R 数字模式练习使用DIS用DIS测定位移和速度用DIS测变速运动的瞬时速度用DIS测定加速度用DIS研究自由落体用D母 验 证 料 面 上 力 的 细 _用Dis研兖加速度与力的关系.用DIS研究加速度与质量的关系用DIS验证牛顿第三定律用DIS研究物体的动能大小用DIS研究机械能守恒定律。单 击“新课改实验”，双击实验条目“用D IS求加速度”，进入实验界面。b、将小车放到斜面上,打开位移传感器发射器电源开关,点击“开始记录I”,轻推小车开

13、始运动，测量小车的加速度。当加速度接时间是 At=|2.600|()加速度 s=0.007|(/屋 2)开始记录Itu-a-agffi I近零时,可以认为小车重力沿斜面的分力已与小车和轨道之间的摩擦力平衡,见（图）。c、假如加速度与0相差较大,则调节轨道的倾角，再次测量，直至达成规定。d、点击退出，退 出“用DIS求加速度”。返回软件主界面，点击实验条目“研究加速度与力的关系”。将细绳的一段栓在小车上，另一段通过滑轮拴在钩码上。在窗口下方的表格内输入小车的质量及拉力数值（等于钩码的重力）。将小车放到轨道上，点 击“开始记录”，释放小车，数据采集完，点 击“停止记录”点 击“选择区域”，选择需要

14、研究的一段v t图线。此时软件窗口下方的表格中将自动显示该段v-t图线相应的加速度。保持小车质量不变,改变拉力,重做实验，可得到另几组数据,记录在表格中。解决实验数据，画出a-F图线，归纳得出结论。F/Na/m s 2实验结论;实验五：用 D I S 研究气体的压强和体积的关系实验目的：研究一定质量的气体，在温度不变时，压强与体积的关系实验原理：玻意耳定律实验器材：数据采集器、计算机、压强传感器，注射器实验装置；实验环节:双 击 回 咳图标，打开D A S 程序，等待传感器自动连接，待5*变成传感器就连接成功了。单击“新课改实验”,双击实验条目“用D I S 研究气体压强与体积的关系”,进入实

15、验界面。将压强传感器接入数据采集器。把注射器活塞置于初始位置（一般选3 0 -4 0 nli 处，这样气体体积变化可以较大，并将注射器与压强传感器前端软管紧密连接，保证其气密性。（3 ）点 击”开 始 记 录,观测压强传感器实时测得的大气压强值（4）在软件窗口下方的表格中输入活塞初始位置相应的气体体积值。点击“记录数据”，记录下此刻的压强值。(5 )改变注射器活塞的位置使气体体积发生变化，将变化后的体积值输入到表格中,当气压值稳定期，点 击“记录数据”，记录下此刻的压强值。(6)反复环节5,得到多组数据。点 击“停止记录I”按钮。(7)点击绘图”，根据己有数据在P-V坐标系中描点。点击“图形拟

16、合”，得到P、。有反比关系(图1)。(8)点击UP1/V绘图”，绘 出“压强-体积倒数”关系图线。点击“图形拟合”，得到小1 有正比关系(图2)注意事项：实验时规定气体的质量保持不变，要注意注射器与压开绐记录 二：J.-I，|，门|彩句命|I返 回|强传感器连接时的密闭性,实验过程中不能拔出针筒。实验前,先把针筒拉到一定体积再接上压强传感器；为保持气体的温度不变，不能用手握住注射器，同时拉动活塞时应缓慢。实验六：用D I S研究通电螺线管的磁感应强度实验目的泊测定通电螺线管内部的磁感应强度实验器材：长螺线管、直尺、导线、滑动变阻器、电源、DIS（磁传感器、数据采集器、计算机等）。实验装置：直及

17、实验环节：1）将磁传感器接入数据采集器。将磁传感器探管前沿置于距离螺线管中心为4cm处,点按传感器置零按钮，进行较零。把线圈接入3V 直流电源（不要接通）。2）双 击 给图标，打开D A S程序，等待传感器自动连接，待僚变成 酸,传感器就连接成功了。单 击“新课改实验”，双击实验条目“用 DIS研究通电螺线管的磁感应强度”，进入实验界面。3）接通3 V 直流电源（或电池组）。4）点 击 开始记一录”,输入距离d 为“4”，点 击“记录数据”，在表格中会记录下一组实验数据。5）将磁传感器向螺线管方向靠近,每次移动0.5 c m,相应输入距离d 的数值，点击“记录数据”，记录相应的磁感强度值。直到磁传感器探管伸出到螺线管另一端,得到多组数据。6）点 击“停止记录卜按钮，结束实验。7）点 击“绘图”，绘出基于实验数据的螺线管轴线上的磁感应强度分布图（图 1）磁感应强度B:0.T1(-T)距 离d:l4 I(CB开嫡记号|-I-I .I绘 图I i|近图I