2022高考物理总复习名师学案--物理实验（54页WORD）●考点指要一、要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果.二、要求会正确使用的仪器主要有①刻度尺②游标卡尺③螺旋测微器④天平⑤秒表⑥打点计时器⑦弹簧秤⑧温度表⑨电流表⑩电压表多用电表滑动变阻器电阻箱等等.三、要求能在理解的根底上独立完成的学生实验有1.长度的测量2.验证力的平行四边形定那么3.研究匀变速直线运动4.研究平抛物体的运动5.验证动量守恒定律6.验证机械能守恒定律7.探索弹力和弹簧伸长的关系8.用单摆测定重力加速度9.用油膜法估测分子的大小10.用描迹法画出电场中平面上的等势线11.描绘小电珠的伏安特性曲线12.测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）13.把电流表改装为电压表14.用电流表和电压表测电池的电动势和内阻15.练习使用示波器16.用多用电表探索黑箱内的电学元件17.传感器的简单应用18.测定玻璃的折射率19.用双缝干预测光的波长●复习导航物理是一门以实验为根底的学科，物理实验也一直是高考考察的重要内容.从对近几年的高考实验试题的分析可以看出，高考对实验的考察有如下特点.一、注重联系实际操作的考察高考实验试题中有很多题目都是联系实际操作的，如游标卡尺的读数、弹簧秤的读数以及电表的读数等问题，实验电路的连线问题，描绘电场中等势线时几种纸的铺放顺序等等，都是实际操作的全真模拟.如果考生没有动手做过这些实验就不可能答好这些问题.二、近些年增加了对重要的演示实验的考察，用来考察学生的观察能力以全国卷为例，1999年考察了“绳波”的演示实验.2000年考察了“X射线管”，2022年考察了“光的单缝衍射”.对学生实验和演示实验的考察相结合，既突出了物理教学的特点，也对实验复习提出了更全面的要求.三、注重考察对实验的思想、方法及原理的理解譬如，“测玻璃折射率”的实验，课本实验中用的是平行玻璃砖，但高考实验题中给的却是三棱镜.虽然器材不同，但测量的原理、方法却是相同的——确定入射点和出射点，连接这两点画出折射线.考察“研究平抛物体的运动”的实验，所给方格图中的第一点并不是小球平抛的初始位置，这就要求考生要在认真分析的根底上找出解决问题的关键，把匀变速直线运动中的研究方法(Δs＝aT252/52\n)迁移到平抛运动中，来研究小球在竖直方向的分运动.对伏安法测电阻的考察更是把戏不断翻新.测金属丝的阻值，测电压表的阻值，测电流表的阻值，虽然题目是全新的，但原理还是伏安法.这些都是考察学生对教材中实验原理的理解和对实验方法的迁移运用.还有伏安法测电阻实验中对实验条件的控制方法(滑动变阻器的接法)、实验误差的控制方法(电流表的内、外接)、作图时对个别误点的舍弃、图线的“曲化直”、2000年让考生设计一电路来测量电流表的内阻等等，这一切都说明近年来高考对学生的实验能力提出了更高层次的要求，对实验的考察已从简单的背诵实验转向考察对实验的思想、方法和原理的理解.●实验根底知识一、有效数字简介当用毫米刻度尺量书本时，量得的长度为184.2mm，最末一位数字2是估计出来的，是不可靠数字，但是仍然有意义，仍要写出来.这种带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字.在有效数字中，数2.7、2.70、2.700的含义是不同的，它们分别代表二位、三位、四位有效数字.数2.7表示最末一位数字7是不可靠的，而数2.70和2.700那么表示最末一位数字0是不可靠的.因此，小数最后的零是有意义的，不能随便舍去或添加.但是，小数的第一个非零数字前面的零是用来表示小数点位置的，不是有效数字.例如，0.92，0.085，0.0063都是两位有效数字.大的数目，如365000，如果不全是有效数字，就不要这样写，可以写成有一位整数的小数和10的乘方的积的形式，如果是三位有效数字，就写成3.65×105，如果是四位有效数字，就写成3.650×105.许多物理量是从直接测量结果中计算出来的.测量结果既然是用有效数字表示的，在计算中就要遵守有效数字的规那么：(1)不可靠数字与别的数字相加减、相乘除，所得的结果也是不可靠的.(2)计算结果只能保存一位不可靠数字，但在计算过程中可以保存两位不可靠数字，最后再四舍五入.应该注意的是，物体的个数、实验的次数等是准确数，它们与近似数相乘或相除时，有效数字的位数应等于原来近似数的有效数字位数.例如，8个相同的小球共重92.8g，每个小球重11.6 g，商数要取三位有效数字.如果误认为92.8g有一位有效数字，因此商数也取一位有效数字，那就错了.严格地说，有效数字的规那么是相当复杂的.中学阶段的物理习题中，如果没有特别要求，必严格按照有效数字的规那么去做，通常只取两位或三位有效数字就可以了.但对物理实验中的测量结果，那么要严格按照有效数字的规那么表达.二、根本仪器的使用(一)测量长度的仪器1.刻度尺(米尺)：最小分度值为1mm，量程不等.常用于测量的刻度尺有钢板尺、钢卷尺、木直尺等.测量时要估读到毫米以下一位，如：l1＝1.37cm,l2＝23.65cm.用刻度尺测量时应注意以下几点：(1)要使刻度尺的刻度线紧贴被测物，眼睛应正对刻度线读数，以防止视差.(2)用零刻度线在端头的刻度尺测量时，为了防止因端头磨损而产生误差，常选择刻度尺的某一刻度线为测量起点，测量的长度等于被测物体的两个端点在刻度尺上的读数之差.2.游标卡尺：根据游标上的分度格数，常把游标卡尺分为10分度的、20分度的和50分度的三种.它们的精度(游标上的最小分度值)分别为0.1mm、0.05 mm、0.02 mm.课本上只介绍了10分度游标卡尺的读数原理，实际上，20分度、50分度的卡尺与它的读数原理是相同的，譬如，50分度游标卡尺上50个分度只有49 mm长，比主尺上的50个分度短1mm，那么游标上每个分度比主尺上的每个分度短1／50mm＝0.02mm，即它的测量精度为0.02mm.游标卡尺按以下规那么读数：(1)以游标零刻线位置为准，在主尺上读取整毫米数.52/52\n(2)看游标上哪条刻线与主尺上的某一刻线(不用管是第几条刻线)对齐，由游标上读出毫米以下的小数.(3)总的读数为毫米整数加上毫米小数.注意：不管是10分度游标卡尺，还是20分度、50分度游标卡尺，在读数时均不需要向后估读一位.3.螺旋测微器(千分尺).螺旋测微器量程一般为0～25mm，最小分度是0.01mm.读数规那么：(1)以鼓轮边缘为准在固定刻度上读出整毫米数.(2)从可动刻度上读出毫米以下的小数.(3)测量长度为上述二者之和.注意：(1)在测微螺杆快要接近被测物体时，要改拧螺旋柄后端的微调旋钮(棘轮)，以免将待测物夹得太紧使测量结果不准确，或损坏螺旋测微器内的精细螺纹.(2)读数时要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出.(3)由螺旋测微器读数时必须估读一位，即估读到0.001mm这一位上.(二)测质量的仪器——天平中学物理实验中常用的天平有物理天平和托盘天平.1.天平的主要技术参数：(1)全称量：天平所能称量的最大质量.(2)感量：使天平指针从平衡位置偏转到最小分度所需质量.感量也叫做“分度值”.这一数值愈小，天平愈灵敏.2.天平的使用称量前应按下述步骤进展调整：(1)调水平：调天平底座上的两个调平旋钮，使重锤线的小重锤尖端与底座上的小锥体的尖端正对.(2)调平衡：用镊子把横梁上的游码拨到左边零位，然后通过调节横梁两端的平衡螺丝，使天平指针能在中央刻线两侧等幅摆动.注意：(1)被测物体的质量不能超过天平的全称量.(2)待测物体和砝码的放置应为“左物右码”.(3)取放待测物或加减砝码时应使天平止动.(4)待测物的质量等于砝码的总质量加上游码所示读数.(三)测时间的仪器1.秒表：(略)2.打点计时器：火花打点计时器接220V交流电源，电磁打点计时器接4V~6V交流电源，当交变电流的频率为50 Hz时，打点周期为0.02s.使用时应注意：(1)为使打点的频率比较稳定，要求打点计时器振动片的固有频率也是50Hz，使之发生共振现象.振动片的长度可在一定范围内调节，通过改变振动片的长度可调节它的固有频率.(2)实验前要检查打点的清晰情况，必要时应调整振针的高度，且不能让它松动，否那么将会出现漏点、双点等现象，还会对纸带产生过大的阻力.(四)测力的仪器——弹簧秤(测力计)学生实验用弹簧秤量程一般为0～5N，最小分度值为0.1N.使用时应注意：(1)所测力不要超过弹簧秤量程.(2)使用前应检查弹簧秤是否需要调零.方法是将弹簧秤竖直挂起，如其指针不指零位，就需要调零，一般是通过移动指针来调零.(3)假设弹簧秤零点准确，但挂上钩码检查时，示值误差随钩码的增大而增大，此时应调整弹簧的圈数来解决.示值小于钩码重力应增加弹簧圈数；示值大于钩码重力时，应减少弹簧的圈数.(五)测温度的仪器——温度计中学物理实验中常用的液体温度计有水银温度计、煤油温度计(红色液体)等.1.性能：水银温度计测量范围一般为0～100℃；煤油温度计的测量范围一般是－50℃～100℃.最小分度值一般为1℃.52/52\n2.使用时应注意：(1)选用的测温范围要适当，待测物体的温度不能超出温度计的最高可测温度.(2)测量液体的温度时，温度计不要与器壁接触.(3)读数时，温度计不应离开被测物体(体温计除外)，而且眼睛要正对液柱的凸(或凹)弯月面的水平切线位置.(4)最好在液柱芯向上升至最高不再上升时或达稳定时进展读数.(六)电学测量仪表1.电流表和电压表学生实验中用的直流电流表的量程为0～0.6A～3A，内阻一般在1Ω以下(毫安表的内阻一般在几欧～几十欧).直流电压表的量程为0～3V～15V，两个量程的内阻分别约为3kΩ和15kΩ.使用时应注意以下几点：(1)选择适宜的量程：根据被测电流或电压值的大小选择量程，使得指针偏转超过所选量程的2／3，至少也要超过1／2.如果量程选择太大，指针偏转太小，会造成测量误差太大.量程选择太小，过大的电流或电压会使电表损坏.在不知道被测电流或电压大小的情况下，应选用电表的较大量程，然后再根据指针偏转情况选取适宜的量程.(2)电流表应串联在被测电路中，电压表应并联在被测电路两端.电表的“＋”“－”接线柱不能接反，以免损坏电表.(3)读数时应使视线垂直于刻度外表，一般都要估读到电表的最小分格的1／2以下(学生实验用电表J0407、J0408型，3 V和3 A量程估读到最小分度的1／10，15 V量程估读到最小分度的1／5，0.6 A量程估读到最小分度的1／2).2.多用电表多用电表是一种比较常用的电学仪表，它可以用来测量交流电压、直流电压、直流电流和电阻，而且每一种可测量的电学量又有多个量程.其构造简单、使用方便，但是准确度稍低.其欧姆档的设计原理是根据闭合电路的欧姆定律I＝，回路中的电流与电阻存在一一对应关系，这样就可以通过电流表的读数来反映被测电阻的大小.使用欧姆档测电阻时应注意以下几点：(1)由于使用多用电表时不管测量工程是什么，电流都要从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出，所以使用欧姆档时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔.(2)要区分开“机械零点”与“欧姆零点”.“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置.调整的是欧姆档的调零旋钮.(3)测量前应根据估计阻值选用适当的档位.由于欧姆档刻度的非线性，使用欧姆档测电阻时，表头指针偏转过大过小都有较大误差，通常只使用表盘中间一段刻度范围(R中～4R中)为测量的有效范围.譬如，J0411型多用电表欧姆档的R中＝15Ω，当待测电阻约为2kΩ时，那么应采用R×100档.(4)每变换一次档位，都要重新进展欧姆调零.(5)由于欧姆档表盘刻度不均匀，难于估读，测量结果只需取两位有效数字.读数时不要忘记乘上相应档位的倍率.(6)测量时待测电阻要跟其他元件和电源断开，不然就不能得到正确的测量结果，甚至还可能损坏电表.(7)多用电表使用完毕后，应将选择开关拨离欧姆档，一般旋至空档或交流电压最高档上.(七)电学实验器材1.滑动变阻器中学实验室内常用滑动变阻器有以下几种规格：0～10Ω，2A；0～50Ω，1.5A；0～200Ω，1.5A；0～1750Ω，0.3A.滑动变阻器有两种根本连接方法：限流式接法和分压式接法.下表是对两种连接方式的比较：52/52\n滑动变阻器的连接方式及特点接法电路图特点适用条件限流式接法1.用电器R0与滑动变阻器R的局部电阻串联，另一局部不起作用.2.R0上电压调节范围为～E.R0与R的阻值差不多，且不要求R0上电压能调至零.分压式接法1.用电器R0与滑动变阻器的局部电阻并联后再与另一局部串联.2.R0上电压调节范围为0～E.1.要求电压调节能从0开场增大.2.R比R0小，一般取R≤R0.限流式接法的线路连接较简单，调节方便，但调节范围较小；分压式接法的线路连接较复杂，且随着滑动端的移动，R0上的电压并非均匀变化，所以调节起来不如限流式方便.因此，在设计电路的时候，应首先考虑限流式，假设切实无法满足题目要求，再选取分压式接法.2.电阻箱中学物理学生分组实验中采用的规格一般为：阻值调节范围0～9999Ω，各档允许通过的最大电流如下表.阻值(Ω)×1×10×100×1000最大电流(A)0.50.150.030.015使用方法及本卷须知：(1)不要使通过电阻箱的电流超过其允许的最大电流.(2)电阻箱使用阻值的读数为：每档指示数字乘以相应倍率后相加的总和.(3)实验过程中改变阻值时，不要使电阻箱上电阻值出现零欧姆，以免损坏其他仪表.譬如，当要把90 Ω变至100 Ω，应先将“×100”档拨至“1”处，再将“×10”档拨至零.3.电源中学物理实验中主要使用干电池、学生电源和蓄电池.干电池每节电动势约1.5V，内阻大约(0.2Ω左右)，不能提供较强的电流(0.6A以下).学生实验中用于做测定电源的电动势和内电阻等.铅蓄电池的电动势约2 V，内阻小约(0.05Ω左右)，可以提供较强的电流.在一些需要短时大电流放电的实验中常用，如在研究电磁感应现象的学生实验中、安培力的演示实验中都要用到.学生电源的最大特点是输出电压可调、交直流可变换.它的内阻不但偏大而且是变化的.用于电磁打点计时器和描绘电场中等势线的实验.三、实验的主要思想方法在中学物理实验中涉及的主要思想方法为.等效法：等效方法是物理学研究的重要方法，也是物理实验中常用的方法.如“碰撞中的动量守恒”实验中，用小球的水平位移代替小球的水平速度；画电场中等势线分布时用电流场模拟静电场；等等.累积法：把某些难以直接准确测量的微小量累积后测量，提高测量的准确程度.如测单摆振动的周期，应测量单摆屡次全振动的时间除以全振动次数，以减少个人反响时间造成误差的影响.在初中物理中也曾经学过用累积法测细铜线的直径.控制变量法：在多因素的实验中，可以先控制一些量不变，依次研究某一个因素的影响.如牛顿第二定律实验中可以先保持质量一定，研究加速度和力的关系；再保持力一定，研究加速度和质量的关系.52/52\n留迹法：把瞬息即逝的现象(位置、轨迹、图象等)记录下来.如通过纸带上打出的小点记录小车的位置；用描迹法画出平抛物体的运动轨迹；用沙摆显示振动的图象.四、实验的一般原那么虽然各个物理实验的原理、方法、使用的器材不相同，但实验仍有一些共同的原那么.分析找出实验的一般原那么，有利于掌握实验的思想、方法，提高对实验的认识.现分作以下四个方面分别谈实验应遵守的一般原那么.(一)选择仪器根据实验的原理和实验室条件选择仪器是进展正确测量的前提.一般遵循以下三个原那么：可行性原那么：要能够根据实验要求和客观条件选用适宜的仪器，使实验切实可行，能到达预期目标.譬如，当要求测量一个电阻器的阻值时，就要根据要求的测量精度、实验室条件及本人已有的理论知识，确定是采用电桥，还是采用欧姆表或伏安法.当采用伏安法测量时，还要根据电阻的规格(额定功率)选择电压表、电流表的量程.准确性原那么：根据实验的需要，选用精度适宜的测量工具.但对某个实验来讲，准确程度够用即可，并不是精度越高越好.正如称一吨煤用磅秤即可，没有必要用精细天平称量一样.譬如，在“测定金属丝电阻率”的实验中，为保证测量结果的有效数字位数适宜(2～3位)，测金属丝直径要用螺旋测微器，而测金属丝长度用毫米刻度尺即可，伏安法测金属丝电阻用2.5级电表(学生实验用)即可满足实验要求.操作性原那么：实验时调节方便、便于操作.如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小对实验操作中是否调节方便的影响.(二)仪器放置按规定放置好仪器是保证测量结果正确和实验便捷的前提.放置标准：不同的仪器有不同的放置要求，如多用电表要平卧；学生用的电流表、电压表应斜置；水银气压计要竖直悬挂；平抛实验用的斜槽末端要水平等等.操作顺手：仪器摆放要便于操作，防止实验中手忙脚乱.如开关、变阻器要放在便于手操作的位置；使用天平要“左物右码”.便于读数：实验人员要面对仪器、仪表的刻度，视线与刻度盘垂直.实验时能否有条理地把各种仪器正确放置好，也是实验素养上下的重要表达.(三)初始状态设置测量前先设置好仪器仪表的初始状态，否那么将可能损坏仪器，甚至会造成事故.连接电路时，电路开关要处于断开状态；开关闭合前变阻器的滑片位置要合理(限流时阻值大，分压时阻值小)；仪表要先调零，再选好档位(不好确定时先选高档位).(四)操作程序设计实验操作程序的安排要科学合理，譬如，在“力的合成”实验中，要先用两只弹簧秤互成角度地把结点拉至某点，再用一只弹簧秤拉至同一点；使用打点计时器做“验证机械能守恒定律”的实验时，要先接通电源再松开纸带；电路连线时，应从电源正极开场，先连干路再连支路；使用欧姆表时要先调“机械零点”再调“欧姆零点”等等.程序混乱将会导致测量困难或测量错误.五、实验数据的处理数据处理是对原始实验记录的科学加工.通过数据处理，往往可以从一堆外表上难以觉察的、似乎毫无联系的数据中找出内在的规律.在中学物理中只要求掌握数据处理的最简单的方法.(一)列表法在记录和处理数据时，常常将数据列成表格.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，有助于找出物理量之间的规律性的联系.列表的要求是：(1)写明表的标题或加上必要的说明.52/52\n(2)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，单位写在标题栏中.(3)表中的数据要是能正确反映测量结果的有效数字.(二)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、简便，有取平均的效果.由图线的斜率、截距、包围面积等可以研究物理量之间的变化关系，找出规律.作图的规那么：(1)作图一定要用坐标纸.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.(2)要标明轴名、单位，在轴上每隔一定相等的间距按有效数字位数标明数值.(3)图上连线要用直尺(直线、折线)或曲线尺(光滑曲线)，连线时不一定通过所有的数据点，而要使数据点在线的两侧合理的分布.(4)在图上求直线的斜率时，要选取线上相距较远的两点.不一定要取原来测的数据点.(5)作图时常设法使图线线性化，即“将曲改直”.就可将不易看出二者关系的曲线改画成关系明朗的直线.(三)平均值法现行教材中只介绍算术平均值，即把测定的假设干组数相加求和，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存的位数.六、实验误差的分析测量值总是有规律的朝着某一方向偏离真实值(总是偏大或总是偏小)的误差，称为系统误差.系统误差的主要原因是仪器设备本身不够准确或实验原理、方法不够完善.由于偶然因素的影响，造成测量值无规那么的起伏称为偶然误差.偶然误差是由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的.例如，用有毫米刻度的尺子量物体的长度，毫米以下的数值只能用眼睛来估计，各次测量的结果就不一致，有时偏大，有时偏小，屡次测量偏大和偏少的时机相同.因此，屡次测量求平均值可减小偶然误差.●学生实验复习一、长度的测量1.常用的游标卡尺最多可测量______的长度.主尺的最小分度是______，十等分的游标尺上的每一个小等分的长度是______，精度为______.另一种卡尺的精度为0.05mm，它的游标尺有______个等分刻度，这些刻度的总长度是______，每一刻度比主尺最小刻度相差______mm.【答案】十几个厘米1mm0.9mm0.1mm2019mm0.052.用游标卡尺(图16—1—1甲)测一根金属管的内径和外径时，卡尺上的游标位置分别如图（乙）和图（丙）所示.这根金属管的内径读数是______cm，外径读数是______cm，管壁厚是______cm.图16—1—1【答案】2.373.050.343.有一游标卡尺，主尺的最小分度是1 mm，游标上有20个小的等分刻度.用它测量一工件的长度，如图16—1—52/52\n2所示，图示的读数是______mm.图16—1—2【答案】104.054.用如图16—1—3所示卡尺测量一个金属圆筒所用材料的体积.应该用测脚aa′测_______.应该用测脚bb ′测______.应该用测脚ｃ测______.图16—1—3【答案】圆筒的外径与高圆筒内径筒的深度5.有一种游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标尺上有50个等分刻度，此游标卡尺的总长度为_______mm，用这种游标卡尺测长度可以准确到_______mm.用此卡尺测一木球直径时，游标卡尺零刻度是在3.2cm和3.3cm两刻度线之间，假设游标卡尺的第19条刻度线与主尺刻度线对齐，那么此木球的直径为_______cm.【答案】49;0.02;3.2386.准确度为0.1mm的游标卡卡尺，游标卡尺刻度总长度为9mm，假设其最末一个刻度线与主尺的44mm刻度线对齐，那么游标尺的第5条刻度线所对着的主尺刻度为A.35.0mmB.39.5mmC.43.4mmD.35.4mm【答案】B7.已知游标卡尺的主尺最小分度是1mm，游标卡尺上有10个小的等分刻度，它们的总长等于9mm，用此游标卡尺测得物体长度为2.37cm，这时游标卡尺上的第_______条刻度线与主尺上的_______mm刻度线对齐.【解析】根据游标卡尺读数原理知：2.37cm说明游标卡尺零刻度在23mm多一点的位置，0.07cm表示游标卡尺第7个小分格与主尺上的刻度恰好对齐，且主尺的刻度线为23+7=30mm，所以上述答案为分别为7和30.【答案】7;3052/52\n二、验证力的平行四边形定那么1.在该实验中，其中的三个实验步骤：(1)在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两测力计的读数F1和F2.(2)在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定那么作图求出合力F.(3)只用一只测力计通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两测力计拉时相同，记下此时测力计的读数F′和细绳的方向.以上三个步骤中均有错误或疏漏，请指出错在哪里?(1)中是_______________________________________________(2)中是_______________________________________________(3)中是_______________________________________________【答案】(1)未记下细线的方向；(2)应根据F1和F2的大小和方向作图；(3)应将橡皮条与线的结点拉至原位置O点.2.在该实验中，采取以下哪些方法和步骤可减小实验误差A.两个分力F1、F2间的夹角要适当大些B.两个分力F1、F2的大小要适当大些C.拉橡皮条的细绳要稍长一些D.实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度【解析】在两个分力大小一定的情况下，夹角越大合力就越小，橡皮筋的形变量越小，相对误差越大，故不选A.【答案】BCD3.在做“互成角度的两个力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点.以下操作中错误的选项是A.同一次实验过程中，O点位置允许变动B.实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度C.实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点D.实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角应取90°，以便于算出合力大小【答案】ACD4.将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计.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O点时，两根细绳相互垂直，如图16—2—1所示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出.(1)由图可读出两个相互垂直的拉力的大小分别为_______N和_______N.(只须读到0.1N)(2)在此题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力.52/52\n图16—2—1【答案】(1)2.54.0(2)图略5.在验证“互成角度的两个力的合成”的实验中，某小组得出如图16—2—2所示的图(F与A、O共线)，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳套的结点，图中_______是F1与F2合成的理论值；________是F1与F2合力的实际值，在实验中，如果将两个细绳套换成两根橡皮条，那么实验结果是否变化?答：_______(在“变”或“不变”中选填).【答案】F′F不变图16—2—2图16—2—36.如图16—2—3所示，用A、B两个测力计拉橡皮条的D端（O端固定），当D端到E处时（α+β)=90°；然后保持A的读数不变，当α角由图中所示的值逐渐变小时，要使D端仍在E处.可采用的方法是A.增大B的读数，减小β角B.减小B的读数，减小β角C.减小B的读数，增大β角D.增大B的读数，增大β角【答案】B三、研究匀变速直线运动1.电磁打点计时器是一种使用______电源的计时仪器，它的工作电压是______.当电源频率是50Hz时，它每隔______s打一次点.【答案】交流；4V～6V；0.022.一学生在练习使用打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能是因为A.打点计时器错接在直流电源上B.电源电压不稳定52/52\nC.电源的频率不稳定D.振针压的过紧【答案】Ｄ3.利用打点计时器测定物体的匀变速直线运动的加速度时，在纸带上打出一系列的点，如图16—3—1所示.设各相邻计数点之间距离分别为s1、s2、s3、s4，相邻计数点的时间间隔为T，那么以下关系中正确的选项是图16—3—1A.s2－s1＝aT2B.s4－s1＝3aT2C.与计数点2对应的速度为v2＝D.s1＝aT2【答案】ABＣ4.请在以下给出的器材中，选出本实验所需的器材填在下方的横线上.①打点计时器②天平③低压交流电源④低压直流电源⑤细绳和纸带⑥钩码和小车⑦秒表⑧一端有滑轮的长木板⑨刻度尺选出的器材有___________________.【答案】①③⑤⑥⑧⑨5.做匀加速直线运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频率是50Hz.由纸带上打出的某一点开场，每5个点剪下一段纸带，按图16—3—2所示，使每一条纸带下端与x轴重合，左边与y轴平行，将纸带贴在直角坐标系中，求图16—3—2(1)在第一个0.1s内中间时刻的速度是_______m/s.(2)运动物体的加速度是_______m/s2.【解析】相邻计数点间时间间隔T=5×0.02s=0.1s52/52\n(1)v0.05＝m/s=0.225m/s.(2)a1＝＝m/s2=0.75m/s2a2=×10-3m/s2=0.73m/s2a3=×10-3m/s2=0.77m/s2物体运动的加速度＝0.75m/s2【答案】0.2250.756.在该实验中，图16—3—3(甲)所示为一次记录小车运动情况的纸带.图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻记数点间的时间间隔T＝0.1s.图16—3—3（甲）(1)根据______可判定小车做______运动.图16—3—3(乙)(2)根据_______计算各点瞬时速度，且vA＝_______m／s，vB＝______m／s,vC＝______m／s，vD＝______m／s,vE＝______m／s.(3)在图16—3—3(乙)所示坐标中作出小车的v—t图线，并根据图线求出a＝______.(4)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是______，此速度的物理意义是______.【答案】(1)Δs=恒量匀加速直线(2)vn＝和vt＝v0＋at0.121.382.643.905.16(3)图略12.6m/s2(4)0.12m/s是计数点A对应的速度7.某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带，已在每条纸带上每5个打点取好一个计数点，即两计数点之间的时间间隔为0.1s，依打点先后编为0，1，2，3，4，5.由于不小心，纸带被撕断了，如图16—3—52/52\n4所示，请根据给出的A、B、C、D四段纸带答复.(填字母)(1)在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应该是_______.(2)打A纸带时，物体的加速度大小是________m/s2.图16—3—4【解析】因小车做匀变速直线运动，加速度保持不变.打A纸带时，加速度a=×10-3m/s2=0.6m/s2.又小车运动的加速度a=，那么4、5两点间隔为s5＝s2+3aT2=36.0×10-3＋3×0.6×0.12m＝54×10-3m图16—3—5所以从纸带A上撕下的那段应是C.【答案】(1)C(2)0.68.(2022年全国高考)一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图16—3—5所示.图16—3—6是打出的纸带的一段.(1)已知打点计时器使用的交变电流频率为50Hz，利用图16—3—6给出的数据可求出小车下滑的加速度a＝______.(2)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_________.用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为Ff＝_______.图16—3—6【解析】(1)虽然纸带上给定的数据较多，但只要按a＝（T＝0.02×2s），求得a＝4.00m／s2.(2)要求阻力那么应根据牛顿第二定律：mgsinα－Ff＝ma求出Ff.因此，还需测量小车的质量（m），斜面上任意两点间的距离Ｌ及这两点的高度差ｈ（sinα＝）.(3)据mgsinα－Ff＝ma可得Ff＝mgsinα－ma＝mg－ma.52/52\n【答案】(1)4.00m／s2（3.90m/s2～4.10m／s2均可）(2)小车的质量m，斜面两点间的距离L及两点间的高度差h;mg-ma.9.(2022年上海高考)利用打点计时器研究一个约1.4m高的商店卷帘窗的运动.将纸带粘在卷帘底部，纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动.打印后的纸带如图16—3—7所示，数据如表格所示.纸带中AB、BC、CD…每两点之间的时间间隔为0.10s，根据各间距的长度，可计算出卷帘窗在各间距内的平均速度ｖ平均，可以将v平均近似地作为该间距中间时刻的即时速度ｖ.卷帘运动的数据间隔间距(cm)AB5.0BC10.0CD15.0DE20.0EF20.0FG20.0GH20.0HI17.0IJ8.0JK4.0图16—3—7(1)请根据所提供的纸带和数据，给出卷帘窗的ｖ—t图线.(2)AD段的加速度为______m／s2，AK段的平均速度为______m／s.【解析】由所给数据可知卷帘在AE段做匀变速直线运动，由匀变速直线运动的规律，发生一段位移中间时刻的速度等于这段位移的平均速度.由可求出各点的速度ｖD＝＝1.75m／s52/52\nｖC＝＝1.25m／s由ｖD＝ｖC＋aT得a＝5m／s2AK段的平均速度＝1.39m／s【答案】(1)图略(2)51.3910.（2022年广东、广西、河南高考）一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，用下面的方法测量它匀速转动时的角速度.实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片.实验步骤：（1）如图16—3—8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，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上.图16—3—8(2)启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开场打点.(3)经过一段时间，停顿转动和打点，取下纸带，进展测量.①由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω=_____,式中各量的意义是：__________.②某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2m，得到的纸带的一段如图16—3—9所示，求得角速度为_______.图16—3—9【答案】（3）①T为电磁打点计时器打点的时间间隔,r为圆盘的半径，x2、x1是纸带上选定的两点分别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）②6.8rad/s四、研究平抛物体的运动1.该实验中每一次都应使小球从斜槽上______的位置无初速滑下，目的是保证______.【答案】某一固定；小球平抛时有相同的初速度2.以下哪些因素会使该实验的误差增大A.小球与斜槽间有摩擦52/52\nB.安装斜槽时其末端切线不水平C.建立坐标系时，x轴、y轴正交，但y轴不够竖直D.根据曲线计算平抛运动初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远【解析】斜槽末端不水平，小球的运动不是平抛运动；应以小球处于斜槽末端时，球心的位置为坐标原点.【答案】BC图16—4—13.某同学在做该实验时得到了如图16—4—1中的物体运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出.那么(1)小球平抛的初速度为______m／s.(g＝10m／s2)(2)小球开场做平抛运动的位置坐标为：x＝______cm，y＝______cm.【解析】设时间间隔为T，那么0.2m=v0T，0.2－0.1＝gT2解得v0＝2m/s,T=0.1s.物体在b点时竖直分速度vy=m/s=1.5m/s,而vy＝gtb，tb＝0.15s.小球开场做平抛运动的位置坐标：x=-2×（0.15－0.1）m=-0.05×2m=-0.1m=-10cmy=-×10×（0.15－0.1）2m=-0.0125m=-1.25cm图16—4—2【答案】(1)2(2)-10-1.254.如图16—4—2是小球做平抛运动的闪光照片，图中每个小方格的边长都是0.54cm.已知闪光频率是30 Hz，那么重力加速度g是______m／s2，小球的初速度是______m／s，小球过A点时的速率是______m／s.【解析】因为所给的三点在竖直方向上的间隔分别是1个格，3个格.所以第1个点一定是抛出点.这样0.54×10-2m＝g×（）2,所以g=9.72m/s2.而3×0.54×10-2m＝v0×,所以v0＝0.49m/s.vA＝＝0.81m/s【答案】9.720.490.815.在研究平抛运动的实验当中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l=1.25cm，假设小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图16—4—3中的a、b、c、d所示，那么小球平抛的初速度的计算式v0=_______(用l、g表示)，其值为_______.52/52\n图16—4—3【解析】从图中可以看出a、b、c、d四点沿水平方向相邻两点间的距离均为2l；根据平抛运动的规律，物体由a到b，由b到c，由c到d所用时间相等，设为t；那么v0=.a、b、c、d四点沿竖直方向依次相距l、2l、3l；由于平抛物体竖直方向做自由落体，且任意两个连续相等时间里的位移之差相等；Δs=gt2=l，由此可得t=由上述结论，可得初速度计算式：v0=.代入数值:v0=2m/s=0.70m/s【答案】2;0.70m/s图16—4—46.试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速的实验方法.提供实验器材：弹射器(含弹丸，见图16—4—4)；铁架台(带有夹具)；米尺.(1)画出实验示意图.(2)在安装弹射器时应注意：________.(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)：___________.(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中应采取的方法是：________(5)计算公式：______________.【答案】(1)图略(2)使弹簧保持水平(3)弹丸下降的高度y和水平射程x(4)在不改变高度y的情况下，屡次实验测量水平射程x，求出平均水平射程(5)v=.五、验证动量守恒定律1.在该实验中，用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度，其理论根据是________.【答案】飞行时间相同，水平位移与初速度成正比2.实验时应注意的事项：（1）入射球的质量必须______被碰球的质量，两球的半径应______.（2）安装仪器时，应使斜面末端保持______，并使两球的球心______，且发生______碰撞.（3）入射球每次从_______滚下.（4）找小球落地点时，一定要重复屡次，找出小球落地点的平均位置，其方法是________.【答案】（1）大于相等（2）水平等高正碰（3）同一位置（4）用尽可能小的圆将落点圈在圆内，其圆心就是落点的平均位置3.在该实验中，需要用的测量工具有A.秒表B.毫米刻度尺C.天平D.弹簧秤52/52\n【答案】BＣ4.在该实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽末端点的切线保持水平，这样做的目的是为了使A.入射球得到较大的速度B.入射球与被碰球对心碰撞后速度均为水平方向C.入射球与被碰球碰撞时动能无损失D.入射球与被碰球碰后均能从同一高度飞出【答案】BＤ5.在该实验中，必须测量的物理量是A.入射小球和被碰小球的质量B.入射小球和被碰小球的直径C.入射小球从静止释放时的起始高度D.斜槽轨道的末端到地面的高度E.入射小球未碰撞时飞出的水平距离F.入射小球和被碰小球碰撞后飞出的水平距离【答案】ABEF6.做验证动量守恒定律的实验，称得小球的质量m1＝0.1kg,m2=0.05kg,应选________做入射小球.两小球相碰时，在地面上的投影分别是O、O′，碰撞前后两球屡次落点的平均位置为M、P、N，但N点的位置模糊不清.请你根据动量守恒，判定N点的位置应在_______刻度上(如图16—5—1所示).图16—5—1【解析】由m1（OP）＝m1（OM）＋m2（Ｏ′N）可得N点的位置应在35.0刻度上.图16—5—2【答案】m135.07.(2000年全国高考)某同学用图16—5—2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由静止开场滚下，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由静止开场滚下，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16—5—2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16—5—3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O点对齐.52/52\n图16—5—3(1)碰撞后B球的水平射程应取为______cm.(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进展的测量?答：___________(填选项号).A.水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离B.A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O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【解析】此实验使用平抛运动的实验装置，两小球抛出点相同，都从R处抛出，故不用测量两小球的半径.C选项不选.【答案】(1)64.7(2)ABＤ六、验证机械能守恒定律1.利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中，下面表达正确的选项是A.应该用天平称出物体的质量B.应该选用点迹清晰、特别是第一点没有拉成长条的纸带C.操作时应先放纸带再通电D.打点计时器应接在电压为4V～6V的直流电源上【答案】B2.为进展“验证机械能守恒定律”的实验，有以下器材可供选择：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键，其中不必要的器材是______；缺少的器材是______________.【答案】低压直流电源、天平、秒表；低压交流电源、刻度尺3.图16—6—1是该实验中得到的一条较理想的纸带，O点是打上去的第1个点，有关长度在图中已标明.选取N点验证机械能守恒定律，下面列举的计算打N点时重锤速度的计算方法正确的选项是图16—6—1A.vN＝B.vN＝C.vN＝D.vN＝【答案】CD4.在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz.查得当地的重力加速度g＝9.8m／s2.测得所用的重物的质量为1.00kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图16—6—52/52\n2所示.把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点.经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于_______J，动能的增加量等于_______J.(取3位有效数字)图16—6—2【解析】重力势能的减少量ΔEp=mg·OC=7.62J，物体在C点的速度vC=,动能的增加量ΔEk=m=7.56J【答案】7.627.565.该实验中，如果以v2／2为纵轴，以h为横轴，据实验数据作出v2／2—h图线应是______，图线的斜率表示__________.【答案】通过原点的一条直线；重力加速度6.在验证机械能守恒的实验中，选出一条纸带如图16—6—3所示，其中O点为起始点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz交流电，用最小刻度为mm的刻度尺，测得OA=11.13cm,OB=17.69cm,OC=25.9cm.这三个数据中不符合有效数字要求的是_______，应该写成_______cm.图16—6—3在计数点A和B之间、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为mkg，根据以上数据当打点针打到B点时重锤的重力势能比开场下落时减少了____J；这时它的动能是_____J.(g=9.80m/s2)【解析】用毫米刻度尺测量要估计到十分之几毫米，OC=25.9cm不符合有效数字的要求，应写成25.90cm.打点计时器的打点针打下B点时，重锤下落高度OB=17.69cm，其重力势能减小；mgh=mkg×9.80m/s2×17.69×10-2m＝1.73mJ.打点针打下B点时，重锤的速度：vB=×10-2m/s=1.85m/s.这时重锤的动能Ek=mvB2＝1.70mJ.【答案】25.9cm25.901.73m1.70m七、用单摆测定重力加速度1.对于该实验，以下说法正确的选项是52/52\nA.摆长应为摆线长加上小球直径B.小球应在同一竖直平面内振动，摆角不大于5°C.计时起点应选小球通过平衡位置时D.用秒表测30～50次全振动的时间，计算出平均周期【答案】BCD2.该实验中，实际上要改变摆长屡次测量，求g的平均值.下表是两个同学设计的记录计算表，正确的选项是_______.次数1234平均值LTg=次数1234平均值LTg【答案】乙3.在用单摆测定重力加速度的实验中，供选取的器材有：①带夹子的铁架台②带细孔的实心木球③带细孔的实心铁球④秒表⑤1m长的细线⑥带毫米刻度的米尺⑦游标卡尺⑧螺旋测微器实验中所必须的器材是_______.【答案】①③④⑤⑥⑦4.一位同学用单摆做测量重力加速度的实验，他将摆挂起后，进展了如下步骤：A.测摆长l：用米尺量出摆线的长度.B.测周期T：将摆球拉起，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开场计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按秒表停顿计时，读出这段时间t，算出单摆的周期T＝.C.将所测得的l和T代入单摆的周期公式T＝2π，算出g，将它作为实验的最后结果写入报告中.指出上面步骤中遗漏或错误的地方，写出该步骤的字母，并加以改正._______________________________________________【答案】A：要用游标卡尺测摆球直径d，摆长l应等于摆线长加上d/2；B：T=;C:应多测量几次g，然后取g的平均值作为实验最后结果.5.某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为97.50cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间(如图16—7—1)那么：52/52\n图16—7—1(1)该摆摆长为______cm，秒表所示读数为______s.(2)如果他测得的g值偏小，可能的原因是A.测摆线长时摆线拉得过紧B.摆线上端未结实地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了C.开场计时时，秒表过迟按下图16—7—2D.实验中误将49次全振动数记为50次(3)为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与T的数据如图16—7—2，再以l为横坐标，T2为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率为k.那么重力加速度g＝______.(用k表示)【答案】(1)98.5099.8(2)B(3)6.下面是单摆测定重力加速度实验中获得的有关数据：摆长L(m)0.500.801.1113.2周期T(s)1.501.802.202.30图16—7—3(1)利用上面数据在图16—7—3所示坐标中描出所需图象.(2)利用图象取T2=5.20s2，求出重力加速度为_______m/s2(取π2=10).【答案】(1)图略(2)9.8八、用油膜法估测分子的大小1.实验中为什么要待容器中的水稳定后再进展实验?【答案】因水不稳定时易发生波动及振动，不易形成完整准确的膜，从而导致测量误差较大.2.油酸分子直径的数量级在10-10m.有位同学的测量结果远大于这个数量级，试分析可能的原因.【答案】油酸酒精溶液的浓度过大，水槽过小、痱子粉撒得过厚等.3.根据你的体会，试述做好本实验应该注意的几个问题(或影响实验结果的因素).【答案】52/52\n水是否静止好，油酸酒精溶液的浓度是否适宜，测液滴的体积时滴得是否均匀，痱子粉撒得厚薄是否适宜等.4.已知油酸酒精溶液的浓度为1‰，一滴油酸溶液在水中扩展的油膜面积约为186cm2，1mＬ油酸溶液约有66滴.试确定油酸分子的大小.【答案】分子直径为8.1×10-10m九、用描迹法画出电场中平面上的等势线1.在用电流场模拟静电场描绘电场中等势线的实验中，所用的器材除了木板、白纸、复写纸、圆柱形电极、导线、电池、电键外，还必须有_______、_______和_______.【答案】导电纸探针电流表2.(1996年全国高考)在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中，在以下所给出的器材中，应该选用的是_______(用器材前的字母表示)：A.6V的交流电源B.6V的直流电源C.100V的直流电源D.量程0～0.5V，零刻度在刻度盘中央的电压表E.量程0～300μA，零刻度在刻度盘中央的电流表在实验过程中，要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上，它们的顺序(自上而下)是图16—9—1①______②______③______.在实验中，按下电键，接通电路，假设一个探针与基准点O接触，另一探针已分别在基准点O的两侧找到实验所需要的两点a、b(如图16—9—1)，那么当此探针与a点接触时，电表的指针应_______(“左偏”“指零”或“右偏”)；当此探针与b点接触时，电表的指针应_______(“左偏”“指零”或“右偏”)【答案】BE导电纸、复写纸、白纸指零指零3.关于探测等势点的操作方法的以下说法中哪些是正确的A.将两个探针压在导电纸上同时慢慢移动，当看见电流表指针没有偏转的时候，手就停顿滑动，并把两个表笔的位置同时复印在白纸上，如此反复滑动，便可得到许多等势点，描出等势线B.将一个探针始终与一个圆柱形电极接触，让另一个探针在导电纸上慢慢滑动，每发现电流表指针指零时，探针就停下来，并把该位置复印在白纸上，把这些位置用平滑曲线连在一起，就是等势线C.将一个探针压在某一个基准点上，让另一个探针在导电纸上慢慢滑动，滑到一个位置电流表指针无偏转时，这点就是该基准点的等势点，把这一位置复印在白纸上后，就以这一点为新的基准点，再探查新的等势点，依次在每侧探测5个等势点D.将一个探针压在某一个基准点上，让另一个探针在导电纸上慢慢移动，当电流表指针无偏转时，就找到一个等势点，把这一位置复印在白纸上，然后再探测新的等势点【答案】Ｄ4.在“电场中等势线的描绘”实验中，提供了以下操作步骤，将正确的步骤按合理的顺序将操作步骤的顺序号填在下面的横线上：_______或_________.①在导电纸上画出两个电极的连线.②将白纸、复写纸、导电纸依次铺放在木板上，并用图钉把三层纸固定在木板上.③把电键闭合.④把两个圆柱形电极平放在导电纸上并通过电键分别与电源的正负极相连.⑤在两个电极的连线上选取间距大致相等的五个基准点，并用探针把它们的位置复印在白纸上.⑥将灵敏电流计的两个接线柱与两个探针相接.⑦将一个探针接触某个基准点不动另一探针缓慢地反复移动，当灵敏电流计示数为零时，用探针把这个等势点的位置复印在白纸上，用上述方法，在该基准点两侧各探测出五个等势点.⑧探测出另外四个基准点的等势点.⑨断开电源，取下白纸，描出电场中的等势线.52/52\n图16—9—2【答案】②④⑥①⑤③⑦⑧⑨或②④①⑤⑥③⑦⑧⑨5.如图16—9—2为描绘电场中等势线的装置，图中A、N、C、D、B间距相等，其中A、B为金属圆柱，当电流从正接线柱流入G表时，其指针向正接线柱一侧偏转.(1)当G表指针_______时，说明探针所接触的两点是等势点.(2)当探针Ⅰ接在D点，探针Ⅱ接在某点时，G表指针偏向负接线柱一侧，为了寻得等电势点，探针Ⅱ应向_______(填“向左”或“向右”)移，才能寻得等势点.【解析】本实验应首先查明电流表指针偏转方向与通过电流表的电流方向之间的关系.该题已知电流从正接线柱流入G表时，其指针向正接线柱一侧偏转.当G表指针偏向负接线柱一侧，说明电流从负接线柱流入，进而说明C点电势较高.A接电池负极，B接电池正极，由B向A(即由右向左)电势逐渐降低，为使UＣ＝UＤ，探针Ⅱ应向左移.【答案】(1)指零(2)向左十、描绘小电珠的伏安特性曲线1.灯丝的电阻率随温度的升高而______，所以，在电珠不发光时与正常发光时相比较，______时电阻大.一个电珠接入电路后，从不发光逐渐增加亮度，直到正常发光的过程中，灯丝的电阻将怎样变化?______.【答案】增大发光逐渐变大2.在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，所需的器材如图16—10—1所示，根据图16—10—2所示的电路图，以笔画线代替导线，将实物连接好.图16—10—1图16—10—2【答案】52/52\n3.某同学用两种导电元件分别研究它们的导电性质，他根据实验中所测的数据，分别绘制了I－U图线，如图16—10—3所示.以下判断正确的选项是图16—10—3A.只有图(1)正确B.只有图(2)正确C.图(1)、(2)都可能正确D.图(1)、(2)都一定不正确【解析】导电物体的电阻有的随温度的升高而增大，有的随温度的升高而降低，有的随温度的升高而不变，故(1)、(2)正确.【答案】Ｃ4.小电珠的伏安特性曲线如以下图(只画出了AB段)，由图可知，当电珠两端电压由3V变为6V时，其灯丝电阻改变了______Ω.图16—10—4【解析】R虽随着温度的变化而变化，但各个状态U与I始终成正比.A：RA＝Ω＝30 ΩB：RB＝Ω＝40Ω故ΔR＝RB－RA＝10Ω【答案】10十一、测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)1.用螺旋测微器测量一矩形小零件的长和宽时，螺旋测微器上的示数如图16—11—1（a）和图16—11—1(b)所示.图（a）的读数是______mm.图（b）的读数是______ mm.52/52\n图16—11—1【答案】8.4758.5862.在“测定金属的电阻率”实验中，以下操作中错误的选项是A.用米尺量出金属丝的全长三次，算出其平均值B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值C.用伏安法测电阻时采用安培表内接线路，屡次测量后算出其平均值D.实验中应保持金属丝的温度不变【解析】因“测定金属电阻率”的实验中，所用电阻一般为几个欧姆；电压表一般用0～3V档，内阻几千欧；电流表0～0.6A档，内阻零点几个欧姆；所以测电阻时采用电流表外接线路.所以C是错误的.【答案】C3.在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20kΩ，电流表的内阻约为10Ω，选择能够尽量减小误差的电路图接线进展实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图16—11—2所示.图16—11—2(1)根据各点表示的数据描出I—U图线，由此求得该电阻的阻值Rx＝_____Ω.(保存两位有效数字)(2)画出此实验的电路原理图.【解析】因Rx＝2.4×103Ω，RV＝20kΩ，RA＝10Ω，＞，所以电流表应内接.因测得电压的数据变化范围较大，但题目没有给出滑动变阻器的阻值范围，所以滑动变阻器最好接成分压式电路.【答案】(1)2.4×103(2)电路原理图如以下图.4.（2022年新课程理科综合）用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ.52/52\n给定电压表（内阻约为50kΩ）、电流表（内阻约为40Ω）、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻（约为250Ω）及导线假设干.甲乙丙图16—11—3（1）画出测量R的电路图.（2）甲图中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤：.求出的电阻值R=_______.（保存3位有效数字）（3）待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图乙、图丙所示，由图可知其长度为_______，直径为_______.（4）由以上数据可求出ρ=_______.（保存3位有效数字）【解析】（1）电路图如图1或图2.（2）①作U－I直线.舍去左起第2点，其余5个点尽量靠近直线且均匀分布在直线两侧.②52/52\n求该直线的斜率k，那么R=k.229Ω（221～237Ω均为正确）.（3）0.800cm；0.194cm.（4）ρ=Ω·m=8.46×10-2Ω·m.5.在“测定金属丝的电阻率”的实验中，用电压表测得金属丝两端的电压U，用电流表测得通过金属丝中的电流I，用螺旋测微器测得金属丝的直径ｄ，测得数据如以下图，请从图16—11—4中读出U＝______V，I＝______A，d＝______m.图16—11—4【答案】2.200.441.840×10-36.有一电阻Rx，其阻值大约在40Ω~50Ω之间.需要进一步测定其阻值，手边现有以下器材：器材代号规格电池组电压表毫安表毫安表滑动变阻器滑动变阻器电键几根连接用导线EVA1A2R1R2K电动势9V，内阻约0.5Ω量程0~10V，内阻20ｋΩ量程0~50mA，内阻约20 Ω量程0~300mA，内阻约4Ω阻值范围0~100Ω，额定电流1A阻值范围0~1700Ω，额定电流0.3A有两种可供选用的电路如图16—11—5中甲、乙所示.图16—11—5实验要求多测几组电流、电压值，画出电流—电压关系图.为了实验能正常进展并减小测量误差，而且要求滑动变阻器便于调节，在实验中应选______图所示的电路，应选代号是______的毫安表和代号是______的滑动变阻器.【解析】因电压表内阻远大于被测电阻，所以选甲图所示电路.为便于调节，所以用R152/52\n.由于电路中的最小电流大约为Imin=A=0.06A=60mA.所以用A2.图16—11—6【答案】图略甲A2R17.如图16—11—6所示是测量待测电阻Rx的电路图，由于电压表、电流表有内阻对实验产生影响，使测量值出现误差，为使测量值更准确，分别测有两组数据：S接a时，电压表、电流表示数分别为U1、I1；S接b时，电压表、电流表示数分别为U2、I2.图16—11—7(1)在如图16—11—7所示实物图上用导线连接好电路.(2)如果电压表示数几乎不变，电流表示数变化较大，待测电阻Rx＝________.(3)如果电流表示数几乎不变，电压表示数变化较大，待测电阻Rx＝_______.【答案】(1)见图(2)U2／I2(3)U1／I18.某电压表的内阻在20kΩ～50kΩ之间，现要测量其内阻.实验室提供以下可选用的器材：待测电压表V(量程3V)电流表A1(量程200μA)电流表A2（量程5mA)电流表A3（量程0.6A)滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)电源E(电动势4V)电键K(1)所提供的电流表中应选用________(填写字母代号).图16—11—8(2)为了尽量减小误差，要求多测几组数据，试在图16—11—52/52\n8方框中画出符合要求的实验电路(其中电源和电键及其连线已画出).【答案】(1)A1(2)如右图所示，因通过电流表的最大电流在A～A,即在200μA～80μA之间，所以电流表选A1.9.从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据.器材(代号)规格电流表(A1)电流表（A2）电压表(V)电阻(R1)滑动变阻器(R2)电池(E)电键(K)导线假设干量程10mA，内阻r1待测(约40Ω)量程500μA，内阻r2＝750Ω量程10V，内阻r3＝10ｋΩ阻值约100Ω，作保护电阻用总阻值约50Ω电动势1.5V，内阻很小(1)在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号.(2)假设选测量数据中的一组来计算r1，那么所用的表达式为r1＝_______，式中各符号的意义是：______.(2000年全国高考)【答案】(1)如右图所示(假设电阻R1与电池串联，不扣分；假设R2用作限流电阻，正确的同样给分).(2)r1＝I2r2／I1式中，I1表示通过电流表A1的电流，I2表示通过电流表A2的电流，r2表示电流表A2的电阻10.（2022年春季高考）根据试题要求填空或作图.（1）图16—11—9为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为20Ω~30Ω的定值电阻，测量的某些操作步骤如下：①调节可调部件_______，使电表指针停在_______位置；52/52\n图16—11—9图16—11—10②调节可调部件K，使它的尖端指向_______位置；③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件_______，使电表指针指向_______位置.(2)在用多用电表测量另一电阻的阻值时，电表的读数如图16—11—10所示，该电阻的阻值为_______Ω.(3)现用伏安法测量（1）问中的那个定值电阻Rx阻值（约为20~30Ω).所供器材如下：电压表V（量程0~15V，内阻20kΩ),电流表A1（量程0~50mA，内阻20Ω)电流表A2（量程0~300mA，内阻4Ω)滑动变阻器R（最大阻值为50Ω,额定电流为1A）直流电源E（电动势约9V，内阻约0.5Ω),电键K连线用的导线假设干根图16—11—11在以上器材中选出适当的器材，画出电路图，要求在图上标出所选器材的符号.(4)该电阻是由电阻丝绕成的，为了求得该电阻丝材料的电阻率，需用螺旋测微器测量电阻丝的直径，结果如图16—11—11所示，其读数为_______.【答案】（1）①S，左端的“0”；②Ω档的×1;③T，右端的“0”；（2）20.0k(写成20k也给分）（3）如以下图.(4)0.700mm十二、把电流表改装为电压表图16—12—11.图16—12—1是测定电流表内阻的电路图，接通开关S，调节电阻箱R的电阻值R1，使电流表指针偏转到满刻度，再把电阻箱R的电阻值调至R2，使指针偏转到满刻度的一半，在电池内阻略去不计的情况下，电流表的内阻Rg等于A.R2－2R1B.R2－R1C.R2－R1D.2（R2－R1）52/52\n【解析】R与Rg串联设当电流表指针偏转满刻度时的电流为I那么I（R1＋Rg）＝E①当电流表指针偏转一半时那么：I（R2＋Rg）＝E②由①②得Rg＝R2－2R1【答案】A2.将一只满偏电流为50μA的电流表改装成电压表：(1)还需要知道电流表的哪些数据?(2)如果给你滑动变阻器、电阻箱、蓄电池、开关和导线假设干，试根据实验要求写出测量有关数据的实验步骤、并画出电路图.【答案】(1)还需要知道电流表的内阻.(2)略(参看课本)图16—12—23.图16—12—2所示电路测量电流表内阻，R1、R2为电阻箱，测量时首先接通开关S1调节R1，使表头指针满偏，然后接通开关S2并调节R2，使表头指针指在满刻度的一半处，当电源的内阻忽略不计时.求：Rg近似等于R2的条件是什么?【答案】接通S2后，R2与Rg并联，回路中总电阻减小，总电流将大于Ig，通过R2的电流实际上大于，要想使R2上的电流也为即Rg近似等于R2，R1必须远远大于R2即R1>>R2.4.在测定电流表内阻的实验中，备用的器材有：A.电流表(量程0～100μA)B.标准电压表(量程0～5V)C.电阻箱（阻值范围0～9999Ω）D.电阻箱(阻值范围0～99999Ω)E.电源（电动势2V，有内阻）F.电源(电动势6V，有内阻)图16—12—3G.滑动变阻器(阻值范围0～50Ω，额定电流1.5A)；还有假设干电键和导线.(1)如果采用图16—12—3所示的电路测定电流表G的内阻，并且要想得到较高的准确度，那么从以上备用的器材中，可变电阻R1应选用______，可变电阻R2应选用______，电源E应选用______.(用字母代号填写).(2)如果实验时要进展的步骤有：A.合上K1；B.合上K2；Ｃ.观察R1的阻值是否最大，如果不是，将R1的阻值调至最大；Ｄ.调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；E.调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半；F.记下R2的阻值.把以上步骤的字母代号，按实验的合理顺序填写在下面横线上空白处：52/52\n______、______、______、______、______、______.(3)如果在上述步骤F中，所得R2的阻值为600Ω，那么电流表内阻Rg的测量值为____Ω.(4)如果要将电流表改装为量程0～5V的电压表，那么改装的方法是跟电流表______联一个阻值为______Ω的电阻.图16—12—4(5)在图16—12—4所示的器材中，一局部是将电流表改装为电压表所需的，其余是为了把改装的电压表跟标准表进展核对所需的.首先画出改装和核对都包括在内的电路图(要求对0～5V的所有刻度都能在实验中进展核对)；然后，将器材按以上要求连接成实验电路.【解析】(1)在用并联半偏法“测定电流表内阻”的实验中，电表内阻Rg＝R2的条件是R1>>R2，而保证R1>>R2的条件是E>>IgRg，所以可变电阻R1应选用（Ｄ）；R2应选用（C），而电源应选用（F）.(2)实验应按以下合理步骤进展，即C、A、Ｄ、B、E、F.(3)当R1>>R2时，IgRg＝IgR2，所以Rg＝R2＝600Ω(4)将电流表改装为电压表，应串联一个高值的分压电阻，以扩大量程，增加内阻，且分压电阻的阻值为：R＝Ω－600Ω＝49400Ω(5)为了对改装的电压表从0～5 V的刻度都进展核对，滑动变阻器应接成分压电路，且改装表与标准表并联.电路如以下图.【答案】（1）D；C；F（2）CADBEF；（3）600Ω（4）串；49400；（5）图略十三、测电池的电动势和内阻1.某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0～20 Ω，连接电路的实物图如图16—13—1.52/52\n图16—13—1(1)该学生接线中错误的和不标准的做法是A.滑动变阻器不起变阻作用B.电流表接线有错C.电压表量程选用不当D.电压表接线不妥(2)在方框里画出这个实验的正确电路图.【答案】(1)ABD(2)见图图16—13—22.如图16—13—2所示在用伏安法测电池电动势和内电阻的实验中，假设线路器材接触良好，某同学按图16—13—2连接好电路合上开关以后，发现电流表示数很大，电压表示数为零，移动滑动变阻器的触头，两电表的示数均无变化，产生这样的故障的原因是______；又假设在实验中出现两电表的示数正常，但移动变阻器触头时，两电表的示数不变化，产生这样的故障原因是______.【答案】滑动变阻器短路(如接了滑动变阻器的两个滑动接头)滑动变阻器的滑动头未接入电路3.在做“测定电池电动势和内电阻”的实验时，有位同学按图16—13—3a.电路进展连接，他共用6根导线，即aa′、bb′、cc′、dd′、b′e及df，由于混进了一根内部断开的导线，所以当他按下开关K后，发现两个电表的指针都不偏转.他用多用电表电压档测量ab′间的电压，读数约为1.5V(已知电池电动势约为1.5 V).为了确定哪一根导线的内部是断开的，可以再用多用电表的电压档测量_______两点间的电压，如果约为1.5V，那么一定是______导线断开；如果是_______V，那么一定是_______导线断开.52/52\n图16—13—3另一同学按图（a）.把线路连接正确后，通过改变滑动变阻器接触点的位置测了几组U、I的数据，图16—13—3(b)是根据1、2、3、4、5、6组的数据在U—I图上画出的点子和相应的U—I图线.根据这一图线，可求出电池的电动势E＝______V，内电阻r＝______Ω.如果他不利用这一图线，而是只利用任意两组U、I数据，那么当他选择______、______两组数据时，求出的E、r值误差最大.【答案】aa′aa′0bb′1.460.90454.给你一个电压表、一个电阻箱、电键及导线等，如何根据闭合电路欧姆定律测出一节旧干电池的电动势和内电阻.(1)画出电路图.图16—13—4(2)实验过程中，将电阻箱拨到45Ω时，电压表读数为0.90V；假设将电阻箱拨到图16—13—4（a)所示的______Ω时，电压表的读数如图16—13—4(b)所示是______V.(3)根据以上实验数据，可以算出该节干电池的电动势E＝______V，内电阻r＝_____Ω.【解析】E=0.90+r，E=1.10+r【答案】(1)如图(2)1101.10（3）1.30205.实验台上备有以下实验器材；①电流表(0～0.6A)；②电流表(0～3A)；③电压表(0～3V)；④电压表(0～15V)；⑤滑动变阻器(10Ω，2A)；⑥滑动变阻器(1750Ω，0.3A）；⑦电键；⑧导线.为了测量一节干电池的电动势和内电阻，应选用的器材是(填器材代号)_________.52/52\n【答案】①③⑤⑦⑧6.在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用电流表和电压表的内阻分别为0.1Ω和1 ｋΩ.下面分别为实验原理图16—13—5及所需的器材图16—13—6.图16—13—5图16—13—6(1)试在上图中画出连线，将器材按原理图连接成实验电路.(2)一位同学记录的6组数据见表.试根据这些数据在图16—13—7中画出U—I图线.根据图线读出电池的电动势E＝_______V，根据图线求出电池内阻r＝_______Ω.I／AU／V0.121.370.201.320.311.240.321.180.501.100.571.05图16—13—7【答案】(1)如以下图(2)图线略1.460.727.(2022年全国高考)图16—13—8(b)中E为电源，其电动势为E，R1为滑线变阻器，R2为电阻箱，A为电流表.用此电路经以下步骤可近似测得A的内阻RA；①闭合K1，断开K2，调节R1，使电流表读数等于其量程I0；②保持R1不变，闭合K2，调节R2，使电流表读数等于，然后读出R2的值，取RA≈R2.图16—13—8(1)按图16—13—8（ａ）所示电路在图(b)所给的实物中画出连接导线.52/52\n(2)真实值与测量值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即.试导出它与电源电动势E、电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式.(3)假设I0＝100mA，真实值RA约为30Ω，要想使测量结果的相对误差不大于5％，电源电动势最小应为多少伏?【解析】(1)如以下图(2)由题意列出：联立两式得：(3)相对误差≤5％即≤5％所以ε≥20I0RA＝20×10×10-3×30V＝6V故E最小应为6V【答案】(1)实物电路见解析图(2)（3）6V8.（2022年广东、广西、河南高考）现有器材：量程为10.0mA、内阻约30Ω~40Ω的电流表一个，定值电阻R1=150Ω，定值电阻R2=100Ω，单刀单掷开关S，导线假设干，要求利用这些器材测量一干电池（电动势约1.5V)的电动势.(1)按要求在实物图16—13—9上连线.52/52\n图16—13—9(2)用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为E=_______，式中各直接测得量的意义是___________.【答案】（1）如以下图；（2）R2I1是外电阻为R1时的电流，I2是外电阻为R1和R2串联时的电流十四、练习使用示波器1.本实验中，某同学欲按要求先在荧光屏上调出亮斑，为此，他进展了如下操作：首先将辉度调节旋钮逆时针转到底，竖直位移和水平位移旋钮转到某位置，将衰减调节旋钮置于1000档，扫描范围旋钮置于“外X”档.然后翻开电源开关(指示灯亮)，过2min后，顺时针旋转辉度调节旋钮，结果屏上始终无亮斑出现(示波器完好).那么，他应再调节以下哪个旋钮才有可能在屏上出现亮斑A.竖直位移旋钮B.水平位移旋钮C.聚焦调节旋钮Ｄ.辅助聚焦旋钮【答案】AB2.用示波器观察某电压信号时，发现屏上的图象不稳定.那么，怎样调节才能使图象稳定?【答案】先将扫描范围旋钮置于适宜档位，再调节扫描微调旋钮.3.欲使屏上出现一条竖直亮线，应怎样调节示波器?【答案】在屏上已出现亮线(或亮斑)的前提下，将扫描范围旋钮置于“外X”档，衰减调节旋钮置于“∞”档(假设在其他档位，也可从“Y输入”加一变化较快的电压).十五、用多用电表探索黑箱内的电学元件1.用多用电表测直流电压U和测电阻R时，假设红表笔插入多用表的(＋)插孔，那么A.测U时电流从红表笔流入多用表，测R时电流从红表笔流出多用表B.测U、测R电流均从红表笔流入多用表52/52\nC.测U、测R电流均从红表笔流出多用表D.测U时电流从红表笔流出多用表，测R时电流从红表笔流入多用表【答案】B2.用多用电表的欧姆档测电阻时，以下说法中正确的选项是_______.(填字母代号)A.多用电表的指针右侧达满偏时，被测电阻值最大B.多用电表的指针指示零欧时，说明通过被测电阻的电流最大C.测电阻前，把面板上的选择开关置于相关的欧姆档上，将两表笔的金属杆直接短路，调整欧姆档的调零旋钮使指针指在电流的最大刻度处D.用欧姆表的R×10Ω档时，指针指在刻度20～40的正中央，那么被测电阻的阻值为300ΩE.测量前，待测电阻跟别的元件和电源断开F.用欧姆表的R×100Ω档测电阻时，假设指针指在0Ω处附近，那么应换用R×1kΩ档【答案】BCE3.使用中值电阻为25Ω(×1档)的多用电表测量两个定值电阻(阻值约为R1＝20Ω和R2＝30kΩ).在以下一系列操作中，选出尽可能准确地测定各阻值、并符合多用电表使用规那么的各项操作，按合理的顺序填写在横线的空白处：A.转动选择开关置于“×1k”档B.转动选择开关置于“×100”档C.转动选择开关置于“×10”档D.转动选择开关置于“×1”档E.转动选择开关置于“OFF”档F.将两表笔分别接触R1两端，读出R1的阻值后随即断开G.将两表笔分别接触R2两端，读出R2的阻值后随即断开H.将两表笔短接，调节调零旋钮，使指针指在刻度线右端的“0”刻度所选操作的合理顺序是_________.【答案】DHFAHGE或AHGDHFE图16—15—14.把一只电阻和一只半导体二极管串联起来后，共有三个端点，分别与接线柱A、B、C连接，将元件放在盒子里，盒子外面只露出接线柱，如图16—15—1所示，今用多用电表欧姆档进展测量，结果是：在A、C点之间，把红黑表笔正接、反接，所测量的电阻值都不变，在B、C点间红表笔接C，黑表笔接B，电阻很大，把表笔反接，电阻很小；在A、B点之间红表笔接A、黑表笔接B时，电阻很大，把表笔反接，测得的电阻值接近于A、C两点之间的阻值，那么A.A、C间接电阻器B.A、B间接二极管C.C、B间接二极管D.A、B间接电阻器【答案】AＣ图16—15—25.在图16—15—2所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某学生想先将多用电表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连在电阻器R1的b端和R2的ｃ端，并观察多用电表指针的示数，在以下选项中，符合操作规程的是A.直流10V档B.直流0.5A档C.直流2.5V档D.欧姆档【解析】多用电表作为欧姆表使用不能接在电路中，故Ｄ错，直流0.5A档，直流2.5V档，量程太小，会烧坏电表，故B、Ｃ错，A对.【答案】A52/52\n6.实验桌上放着晶体二极管、电阻、电容器各一只，性能均正常，外形十分相似，现将多用电表转换开关拨到R×100Ω档，分别测它们的正负电阻加以鉴别：测甲元件时，R正＝R反＝0.5ｋΩ，测乙元件时，R正＝0.5ｋΩ，R反＝100ｋΩ，测丙元件时，开场指针偏转到0.5ｋΩ，接着读数逐渐增加，最后停在100ｋΩ上，那么甲、乙、丙三个元件分别是A.电容、电阻、二极管B.电阻、电容、二极管C.电阻、二极管、电容D.二极管、电阻、电容【解析】测电阻时，正反接均相同，故甲为电阻测二极管时，正接电阻小，反接电阻大；故乙为二极管.多用电表与电容器刚接触时，多用电表(内有电源)给电容器充电，电阻较小，当充电完毕，可看成断路，故电阻很大，所以丙为电容.【答案】Ｃ十六、传感器的简单应用1.如图16—16—1所示是继电器的原理图，当在接线柱2、3间接入电源时，电磁铁便将衔铁P吸离A而与B接触，从而到达控制电路的目的.如以下图，接线柱______与接有电源的热敏电阻串接，接线柱______与外电路串接，即可在温度过高时切断外电路，实现对外电路的自动控制.图16—16—1【答案】2、31、52.为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯控制电路相接.当楼道内有人走动而发出声响时，电灯即被接通电源而发光，这种传感器为______传感器，它输入的是______信号，经传感器转换后，输出的是______信号.【答案】声控声音电3.光敏电阻的阻值随入射光强度的增加而______.由于它对光照较敏感，所以可以作______传感器.【答案】减小光控4.如图16—16—2所示，A、B是两类热敏电阻的R—t特征图线，如果想用热敏电阻作传感器，与继电器相接，设计一个简单自动报警电路的控制开关，当温度过高时，由继电器接通报警电器，将用______类热敏电阻效果好.52/52\n图16—16—2【答案】B图16—17—1十七、测定玻璃的折射率1.某同学在完成了测玻璃砖折射率的光路图后，由于没有量角器，他采用了如下的方法：(见图16—17—1)以P1Ｐ2的直线与玻璃砖的交点O为圆心作圆，分别交Ｐ1Ｐ2连线于A点，OO′连线延长线于B点，并通过这两点向界面法线作_______线，假设用直尺测得数据如图中所示，那么此玻璃砖的折射率为_________.【答案】垂4/3图16—17—22.用三棱镜做测定玻璃折射率的实验.先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和Ｐ2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使Ｐ1的像被P2的像挡住.接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、Ｐ4，使Ｐ3挡住P1、Ｐ2的像.Ｐ4挡住Ｐ3和Ｐ1、Ｐ2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图16—17—2所示(1)在此题的图上画出所需的光路.(2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是______、______，在图上标出它们.(3)计算折射率的公式是n＝_______.【答案】(1)图略(2)入射角i折射角r(3)图16—17—33.某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与圆形玻璃同半径的圆，圆心为O，将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合.在玻璃一侧竖直插两枚大头针Ｐ1和Ｐ2，在另一侧再先后插两枚大头针Ｐ3和Ｐ4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针Ｐ4、Ｐ3和Ｐ2、Ｐ1的像恰在一直线上.移去圆形玻璃和大头针后，得图16—17—3，在图中画出：(1)沿Ｐ1、Ｐ2连线方向的入射光线通过圆形玻璃后的传播方向.(2)光线在玻璃内的传播方向.(3)在光线的入射点作法线，标出入射角i和折射角r.(4)写出计算玻璃折射率的公式(不必计算).【答案】(1)(2)(3)如以下图.图16—17—4(4)n=4.在“测定玻璃的折射率”的实验中，在画好玻璃砖两界面直线aa′和bb′后，不慎误将玻璃砖向上平移(如图16—17—4中虚线所示).假设其他操作正确，那么测得折射率将_______(填“偏大”“偏小”或“不变”).【解析】52/52\n按aa′、bb′为界面作光路图可得入射角i和折射角r，同样，假设按图中的虚线位置为界面作光路图，得到的入射角仍为i，折角仍为r.【答案】不变十八、用双缝干预测光波波长1.图16—18—1是双缝干预的实验装置，其屏上P处发现明条纹，那么双缝S1和S2到屏上P点的距离之差图16—18—1A.光波的半波长的奇数倍B.光波的波长的奇数倍C.光波的半波长的偶数倍D.光波的波长的偶数倍【答案】C2.在光的干预实验中，如果两条狭缝间的距离增加一倍，光的波长减半，那么相邻两暗条纹间的距离是原来的A.4倍B.0.5倍C.0.25倍D.不变【答案】C3.在双缝干预实验中，用黄光得到一个干预图样，假设要使其干预条纹间的距离变宽，可以采取的方法是A.换用绿色的滤光片B.换用红色的滤光片C.使光源发出的光更强一些D.使光屏向双缝靠拢一些【答案】B4.某同学按实验装置安装好仪器后，观察光的干预现象，获得成功.假设他在此根底上对仪器的安装作如下改动.但还能使实验成功的是A.将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，其他不动B.将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动C.将单缝向双缝移动少许，其他不动D.将单缝与双缝的位置互换，其他不动【答案】ABC十九、方法迁移型、设计型实验题选编1.为测定木块与斜面之间的动摩擦因数，某同学让木块从斜面上端自静止起做匀加速下滑运动，如图16—19—1所示.他使用的实验器材仅限于：①倾角固定的斜面(倾角未知)②木块③秒表④米尺.52/52\n图16—19—1实验中应记录的数据是__________.计算摩擦因数的公式是μ＝______.为了减小测量的误差，可采用的方法是______.【答案】(1)dLht(2)L=at2a=，又a=gsinα-μgcosα，而sinα=,cosα=,所以a=g·-μg·=，解之得：μ=d(3)屡次测量求平均值2.某同学用以下方法测定重力加速度：(1)让水滴落到垫起来的盘子上，可以清晰地听到水滴碰盘子的声音.细心地调整水龙头的阀门，使第一个水滴碰到盘子听到响声的瞬间，注视到第二个水滴正好从阀门处开场下落.(2)听到某个响声时开场计时，并数“0”，以后每听到一次响声，顺次加一，直到数到“100”，停顿计时，表上时间的读数是40s.(3)用米尺量出水龙头滴水处到盘子的距离为78.56cm.试根据以上的实验及其得到的数据，计算出重力加速度的值为_______m/s2.【解析】水滴从开场下落到盘子所需时间t=s=0.4s又因为h=gt2故g=m/s2＝9.82m/s2【答案】9.823.试阐述当你乘坐高层住宅的电梯时，如何用最简单的仪器，来粗略的测定电梯启动和停顿时的加速度.(1)可选用的仪器有：____________.(2)要测量的数据是：____________.(3)所用的计算公式是：____________.【解析】此题考察超、失重问题.在电梯内将砝码挂在弹簧秤下，电梯启动时，向上做加速运动，电梯内物体处于超重状态.由牛顿第二定律F1－mg=ma1①电梯停顿时，向上做减速运动，加速度竖直向下，电梯内物体处于失重状态，由牛顿第二定律：mg-F2=ma2②要测定电梯启动、停顿时的加速度a1、a2，由①②式可知，只要在电梯内用弹簧秤悬挂砝码，记下砝码质量m和电梯启动、停顿时弹簧秤的读数F1、F2，用①②式或公式F-mg=±ma就可求出.图16—19—2【答案】(1)弹簧秤、砝码(2)将砝码挂在弹簧秤下，记下砝码质量m，并记下电梯启动和停顿时弹簧秤的读数F(3)F-mg=±ma52/52\n4.为了测定一根轻弹簧压缩最短时能储存的弹性势能大小，可以将弹簧固定在一带有凹槽的轨道一端，并将轨道固定在水平桌面边缘上，如图16—19—2所示，用钢球将弹簧压缩至最短，而后突然释放，钢球将沿轨道飞出桌面，实验时
(1)需要测定的物理量是____________.(2)计算弹簧最短时弹性势能的关系式是Ep=_______.【解析】由机械能守恒定律可知Ep=mv02，因v0=,故有Ep=·s2【答案】(1)桌面高度h,球落点与飞出点间水平距离s，钢球质量m.(2)·s25.某山高耸入云，两登山运发动想估算一下山顶到山脚的高度，但他们没有带尺，也没有手表等计时装置.他们开动脑筋，在背包上抽出一根较长的细线，两人合作在山脚和山顶各做了一次实验，便估算出了山的高度.(设他们的身体状况没有因为登山活动而改变，山脚的重力加速度为g0＝9.8m／s2)，请同学们答复：(1)实验原理：________________________________(2)实验步骤：________________________________(3)如何计算山高?________________________________________________【答案】(1)利用单摆测重力加速度，再利用万有引力定律由重力加速度的值与测点到地心距离的关系求出高度.(2)用细线拴住一小石子做成单摆，在山顶和山脚各做一次测重力加速度的值的实验，步骤为：①甲、乙开场做实验后，甲摸脉搏，脉搏的时间间隔为Δt，记脉搏的次数，乙数单摆全振动的次数.②设在山脚下甲脉搏U1次时，单摆恰好全振动N1次，那么有：n1Δt＝N1T1＝N12π同理，在山顶有：n2Δt＝N22π③由上面的两个关系式有：④由万有引力定律和牛顿第二定律可推得：g＝g0＝所以有（所以ｈ＝R52/52\n(3)ｈ＝R6.气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为无摩擦的.在实验室中我们可以用带竖直档板C和D的气垫导轨和质量均为M的滑块A和B做验证动量守恒定律的实验，如图16—19—3所示实验步骤如下：图16—19—3(1)在A上固定一质量为m的砝码，在A和B间放入一个压缩状态的弹簧，用电动卡销置于气垫导轨上.(2)按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开场工作，当A、B滑块分别碰撞C、D档板时记时完毕，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1、t2.(3)重复几次.①在调整气垫导轨时应注意____________________________.②还应测量的数据有__________________________________.③只要关系式__________________________成立即可验证该过程动量守恒.【答案】①调整导轨水平；②A左端至C板距离Ｌ1，B右端至D板距离L2③关系式为：（M＋m）Ｌ1／t1＝MＬ2／t27.取一根轻弹簧，上端固定在铁架台上，下端系一金属小球，如图16—19—4所示，让小球在竖直方向离开平衡位置放手后，小球在竖直方向做简谐运动(此装置也称为竖直弹簧振子)，一位同学用此装置研究竖直弹簧振子的周期T与小球质量m的关系，为了探索出周期T与小球质量m的关系，需屡次换上不同质量m的小球并测得相应的周期，现将测得的六组数据标在以m为横坐标，T2为纵坐标的坐标纸上，即图16—19—5中用“×”表示的点图16—19—4图16—19—5(1)根据图16—19—5中给出的数据点作出T2与m的关系图线.(2)假设图16—19—5中图线的斜率为b，写出T与m的关系式为_________.52/52\n(3)求得斜率b的值是______________.(保存三位有效数字)【答案】(1)如图图16—19—6(2)T＝(3)1.258.如图16—19—6所示，是一根外表均匀地镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管，管长L约40cm,直径D约8cm.已知镀膜材料的电阻率为ρ，管的两端有导电箍M、N，现有实验器材：米尺、游标卡尺、电压表、电流表、直流电源、滑动变阻器、开关、导线假设干根，请你设计一个测定电阻膜膜层厚度d的实验，实验中应该测定的物理量是_______,计算镀膜膜层厚度的公式是_______.【答案】管长L，管直径D，MN两端电压U及通过MN的电流Id=ρIL/πDU9.如图16—19—7，小电珠L1（4V，1.6Ｗ），Ｌ2（3V，1.5Ｗ），滑线变阻器R1（0～10Ω，1.5A），R2（0～50Ω，1.5A），以及电源(E＝9.0V，r＝0)和开关S各一只，导线假设干.图16—19—7(1)设计一个电路，要求在电路中，Ｌ1和Ｌ2均正常发光，且电路中消耗的功率最小.把设计的电路图画在方框内.(2)按设计要求在图所示的实物上连线.【答案】(1)电路图见右图(2)实物图略.52/52\n10.现有一阻值为10Ω的定值电阻、一个开关、假设干根导线和一个电压表，该电压表盘上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案(已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几Ω).要求：(1)在上面方框中画出实验电路图.(2)简要写出完成接线后的实验步骤_____________________________________.(3)写出用测得的物理量计算电源内阻的表达式r＝_____________.【答案】(1)如右图(2)断开S，记下偏转格数N1，闭合S，记下偏转格数N2.(3)R11.有小电珠L1（6V、3Ｗ）和L2（6V、1Ｗ）各一只，定值电阻R(18Ω、5Ｗ)一只，电源一只(电动势12V，内阻不计)，电键一只，导线假设干.试设计一电路，使L1和L2都能正常发光.图16—19—8(1)将设计的电路图画在图(a)的虚线框内，电路图中要标明各元件的代号.(2)按设计的电路图，用线(表示导线)完成图(b)所示仪器的连线.【解析】(1)L2和R的并联电阻值等于L16—19—81的电阻12Ω，把L2和R2的并联电路与R1串联起来，接到12V的电源上，L1、Ｌ2均能正常工作，而此时通过R的电流为0.33A小于R允许通过的最大电流0.53A，所以电路如图.(2)实物连线(如图)52/52\n【答案】略12.一小电珠的额定电压为6V，额定功率约在1Ｗ～1.5Ｗ之间.现有以下器材：A.电动势为6V、内阻不计的直流电源一只B.电动势为12V、内阻不计的直流电源一只C.量程为0～10V，内阻约为20kΩ的电压表一只D.量程为0～2A，内阻约0.5Ω的电流表一只E.量程为0～0.5 A，内阻约为2Ω的电流表一只F.额定电流为2A的0～20Ω的滑线变阻器一只G.开关一只，导线假设干现要求利用上述器材尽量准确地测出灯泡的额定功率.(1)电源应选用_______,电流表应选用_______.(2)按实验需要用导线(画实线表示)将图16—19—9中器材连接起来.图16—19—9【解析】此题考察仪器的选择和电路的连接，选择仪器的原那么是可行、准确、方便.所谓可行是指电表不能超量程用，用电器不能超过额定功率等.准确是指用电表测电压和电流时，实际值小于且较接近于表的量程，如果实际值较表的量程小得多，会增加相对误差.此题中小电珠中通过的最大电流为IH＝=0.25A,选E而不用选D，电源很显然选A即可.实物连接时要注意滑动变阻器的接法.由于小电珠的电阻值在Ω~Ω即24Ω~36Ω之间，滑线变阻器的阻值为20Ω，如果接成限流式，小电珠两端的电压调节范围太小，所以要接成分压式.【答案】(1)AE52/52\n(2)如以以下图所示13.研究小电珠在电压从0增大到额定值的过程中的发光情况，可供选用的器材及代号如下：器材代号规格电池组电压表小电珠滑动变阻器滑动变阻器滑动变阻器开关连接用导线假设干EVLR1R2R3S电动势3.0V,内电阻约为0.2Ω量程0～3V内阻3kΩ额定电压2.5V，额定电流300mA阻值范围0～3 kΩ，额定电流0.1A阻值范围0～50Ω，额定电流0.2A阻值范围0～20Ω，额定电流2.0A(1)在下边方框中画出原理电路图.(2)为了使实验能正常进展和便于调节电压，应选用代号是_______的滑动变阻器.(3)按实验要求，将图16—19—10所示器材用线(表示导线)连接起来(导线不得穿插)图16—19—10【答案】(1)原理图如右图(2)R3(3)参照原题图连接14.（2022年上海高考）图16—19—11甲中为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的I-U关系曲线图.(1)为了通过测量得到图甲所示I-U关系的完整曲线，在图乙和图丙两个电路中应选择的是图_______；简要说明理由：52/52\n______________________________________.(电源电动势为9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为0~100Ω).甲乙丙丁16—19—11(2)图丁电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1=250Ω，由热敏电阻的I-U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为_______V；电阻R2的阻值为_______Ω.(3)举出一个可以应用热敏电阻的例子：__________________________________________________________________.【解析】（1）应选择图乙.因为图乙中变阻器的解法可以使热敏电阻两端的电压由零开场变化，电压的调节范围大，能得到画图甲所需的实验数据.图丙中热敏电阻两端的电压不能调至零，不符合要求.（2）通过R1的电流I1=A=36mA，通过热敏电阻的电流I2=I-I1=34mA.由图甲可查出在I=34mA时热敏电阻两端电压U=5.2V.R2==111.8Ω.52/52\n（3）可利用含热敏电阻的电路控制空调器的运转.15.(2022年理科综合)实验室中现有器材如实物图16—19—12所示，有：电池E，电动势约10V，内阻约1Ω；电流表A1，量程10A，内阻r1约为0.2Ω；电流表A2，量程300mA，内阻r2约为5Ω；电流表A3，量程250mA，内阻r2约为5Ω；电阻箱R1，最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω；滑线变阻器R2，最大阻值100Ω；开关S，导线假设干要求用图16—19—13所示的电路测量图中电流A的内阻.图16—19—12图16—19—13(1)在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路准确测出其内阻?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______.用这些物理量表示待测内阻的计算公式是_________.【答案】(1)A2、A3(A1量程太大，误差较大)(2)假设测A3的电阻r3，实物图如下：(将A2与A3的位置互换也可，将A2或A3换成A1是错误的)(3)A2、A3两电流表的读数I2、I3和电阻箱R1的阻值Rx.r3＝·Rx(计算公式与测量实物图要相符)●教学建议1.复习本章内容可有两种安排：(1)将本章中的各学生实验分别随前面各章相应内容进展复习.(2)复习完前面15章后对本章集中复习.教师可根据本校的情况和自己的经历选择相应的复习方法.2.“实验根底知识”52/52\n可采用学生阅读和教师讲解和开放实验室相结合的方法进展复习.有些仪器和实验可能学生已感生疏，教师一定要开放实验室对每个学生实验要让学生亲自动手做一做.3.对每个学生实验，除需让学生完成相应的实验练习题外，教师还应向学生适当介绍该实验的原理、设计的思想、器材选取的原那么、操作程序设计、误差分析等，让学生能从一个较高的境界来认识和理解实验，而不是死记硬背、照猫画虎.4.本章摘选了一些方法迁移型或设计型的实验，但只靠这些题训练还不够，教师还可自己选摘一些或自编一些这方面的练习作为补充.52/52
