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1.高考必考学生实验(19)根据广东高考考点编排。1.长度测量会用到游标卡尺、千分尺,掌握测量长度的原理和方法。2.学习匀加速直线运动。右图为点计标记的纸带。选取一条点清晰的线,弃去开头密集的点,从便于测量的地方取一个起点O,再取一个计数点A,B,C,D(每隔5个点取一个)。测量相邻计数点间的距离s1,s2,s3。 利用已做记号的纸带: 计算任意一个计数点对应的瞬时速度v: 如(其中T=50.02s=0.1s) 利用“逐次差分法”计算a: 利用上图中任意两个相邻位移计算a: 例如利用vt图形计算a: 计算A、B、C、D、E、F点的瞬时速度,在右侧画出vt图形,图形的斜率即为加速度a。 注意事项
2. 1. 每隔5个时间间隔取一个计数点,以方便求加速度时计算。 2. 所取的计数点必须能保证至少有两位有效数字。 3. 探索弹力与弹簧伸长量的关系(胡克定律)。探索性实验利用右图中的装置,改变钩子的数量,测出弹簧总长度与拉力(钩子总重量)的多组对应值,填入表格,计算出相应的弹簧伸长量。在坐标系中画点,根据点的分布,画出弹力F随伸长量x变化的图形,从而确定Fx之间的函数关系。解释函数表达式中常数的物理意义及单位。在这个实验中,要注意区分弹簧总长度与弹簧伸长量。对于探索性实验,试着根据画点的方向来确定函数关系。 (这与验证实验不同。) 4.验证力的平行四边形规律 目的:通过实验研究合力与分力的关系高中物理的全部实验,从而验证力的平行四边形规律
3.形状规则。器材:方木板、白纸、图钉、橡皮条、弹簧秤(2个)、直尺和三角板、细铁丝。这个实验是利用两个互成角度的力,产生和另一个力一样的效果,看用平行四边形规则求出的合力在实验误差允许范围内是否等于这个力。如果在实验误差允许范围内相等,就验证了力的合成平行四边形规则。注意事项:1.所用的弹簧秤是否良好(是否在零刻度),拉的时候尽量不要和其它部位接触产生摩擦,拉力的方向要和轴线方向一致。2.实验时要保证在同一水平面内。3.节点的位置和线的方向要准确。5.验证动量守恒定律(O/N-2r)。 OM+m2OP=m1 由于v1、v1/、v2/均为水平方向,且其垂直下落高度相等,所以其飞行时间相等。若时间取为
4、若以时间为时间单位,则小球的水平射程的值等于它们的水平速度留学之路,在右图中分别以OP、OM、O/N表示。因此,只需验证:m1 注意:必须以质量较大的小球作为事件球(以保证碰撞后两个小球都向前运动)。想知道为什么吗?事件球每次都应从静止状态开始从斜槽上的同一位置滑下 (3)小球落地点的平均位置用圆规来确定:用尽可能最小的圆圈圈出所有的落地点,圆心即为落地点的平均位置。 (4)所用仪器有:天平、直尺、游标卡尺(用来测量小球的直径)、碰撞试验仪、复写纸、白纸、重锤、两个直径相同但质量不同的小球、圆规。 6. 研究水平抛射物体的运动(用跟踪法) 目的:进一步明确水平抛射是水平运动和竖直运动的复合运动,并可由其运动轨迹计算物体的初速度。
5、实验原理:平行运动可以看作两个子运动的合成:一个是水平方向的匀速直线运动,其速度等于平行物体的初速度;另一个是垂直方向的自由落体运动。利用有孔的卡片确定小球在平行运动中的不同位置,然后描出运动的轨迹,测量曲线上任一点的坐标x、y,由此可算出小球的水平分速度,即平行物体的初速度。本实验的关键:如何求得物体的运动轨迹(讨论)本实验的注意事项为:溜槽末端的切线一定要水平。用重线检查坐标纸上的垂线是否垂直。以溜槽末端所在点为坐标原点。 (4)每次小球都应从滑槽的同一位置开始滑落(5)如果用白纸,则以滑槽尾端所在点为坐标原点,在滑槽尾端挂上一根重物线,先通过重物线的方向确定y轴的方向。
6.用直角三角形画一条水平线作为x轴,建立直角坐标系。 7.验证机械能守恒定律。验证自由落体过程中机械能的守恒。图中纸带左端为夹子夹住的重物末端。实验多次,选择点状标记清晰,第一点与第二点距离接近2mm的纸带进行测量。用尺子测量从0点到1、2、3、4、5点的距离h1、h2、h3、h4、h5。利用“匀加速直线运动中间时刻的瞬时速度等于此位移中的平均速度”计算出2、3、4点对应的瞬时速度v2、v3、v4。验证2、3、4点对应的重力势能减少量mgh与动能增加量是否相等。 由于摩擦力和空气阻力的影响,本实验的系统误差总是使得在布设的点中不需要取计数点。无需测量砝码的质量。注:1.第一遍
7、接通电源,待打点计时器正常工作后再放纸带。 2、确保打印出的第一个点是清晰的点。 3、下落高度必须从起点开始测量。 4、由于阻力,略小于 5、本实验不需要测量物体的质量(不需要天平)。 8、用单摆测量重力加速度。由于g;可以结合各种运动,考察尺、卡尺、秒表的读数(生物脉搏)。1米长的单摆称为秒摆,周期为2秒。 摆长测量:让摆自由悬挂,用尺测出摆线长度L/(读到0.1mm),用游标卡尺测出摆球直径(读到0.1mm)计算出半径r,则摆长L=L/+r。 开始摆动时应注意:摆角必须小于5°(保证简谐运动);摆动时悬挂点必须固定,不能使摆成为圆锥摆。必须从摆球通过最低点(平衡位置)时开始计时(倒计时法),并测量单摆。
8.计算摆锤完成30~50次完整振动所需的时间T,以及周期的平均值。改变摆锤的长度,重复实验几次,计算每次实验得到的重力加速度,再求这些重力加速度的平均值。如果没有足够长的尺子来测量摆锤的长度,能否通过改变摆锤的长度来求加速度? 9.用油膜法估算分子的大小。实验前应事先计算出每滴油酸溶液中纯油酸的实际体积:先了解配制的油酸溶液的浓度,然后用量筒和滴管量取每滴溶液的体积,从而计算出每滴溶液中纯油酸的体积V。 油膜面积测量:待油膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩色笔在玻璃板上画出油膜形状;将玻璃板放在坐标纸上,用四舍五入法,以边长1cm的正方形为单位,统计油膜面积。10、用描图法在电场平面上画等势线。目的:利用恒定电流场(直流电源接圆柱形电极)测量油膜面积。
9、实验所用的电流表是零刻度在中央的电流表。实验前应确定电流方向与指针偏转方向的关系:按图1或图2连接电流表、电池、电阻、导线,其中R为阻值较大的电阻,r为阻值较小的电阻。用导线的a端接触电流表的另一端,即可确定电流方向与指针偏转方向的关系。本实验模拟恒定电流的静电场,接电池正极的A电极相当于正的点电荷,接电池负极的B电极相当于负的点电荷。白纸应放在最下面,导电纸放在最上面(涂有导电材料的一面必须朝上),复写纸放在中间。电源6v:两极相距10cm,分成6等份。选定参考点,找出与参考点电位相同的点。 (电流表不偏转时这两点电位相等)
10、注意事项:1、电极要与导电纸接触良好,实验过程中电极位置不能变动。2、导电纸内导电材料要均匀,不能有褶皱。3、若用电压表确定电位参考点,应选用内阻大的电压表。11、测定金属的电阻率(也可使用千分尺螺旋练习)。被测电阻丝的电阻(一般为几欧姆)较小,所以采用电流表外接法;可确定电源电压、电流表、电压表量程不宜太大。本实验对电压调节范围要求不高,可采用限流电路,所以选用下图左图的电路。开始时滑动变阻器的滑动触头应在最右端。 本实验通过的电流不宜过大,通电时间不宜过长,以免电阻丝升温后电阻率发生明显变化。实验步骤:1.用尺子测量金属丝的长度2.用千分尺螺旋测量直径(也可用累积法测量),计算截面积。3.用外接
11、用限流的方法测量金属丝的电阻。 4、设计实验表记录数据(难点)。注意多次测量求平均值的方法。原理: 12、画出小电珠的伏安特性曲线。 设备:电源(4-6v)、直流电压表、直流电流表、滑动变阻器、小灯泡(4v、0.6A 3.8V、0.3A)灯头、单极开关、电线一些注意事项: 因为小电珠(即小灯泡)的电阻较小(10左右),所以要采用电流表外接法。小灯泡的阻值会随着电压的升高和灯丝温度的升高而增大,低电压时温度随电压的变化更明显。所以在低电压区,要分几组取电压、电流,这样得到的UI曲线不是直线。 为了体现这一变化过程,灯泡两端电压应从零逐渐升至额定电压(电压变化范围很大)。因此,滑动变阻器必须采用电压调节连接方法。在上述
12、应按上图实际选用右边的,开始时滑动触点应在最小分压端(使小灯泡两端电压为零)。图中为用实验数据做成的IU曲线,由该曲线可知,灯丝的电阻随温度升高而增大,也即金属电阻率随温度升高而增大。(若用UI曲线,则曲线弯曲方向相反。)如选用标有“3.8V 0.3A”的小灯泡,电流表应使用0-0.6A量程;电压表应一开始使用0-3V量程,当电压调到接近3V时,再换到0-15V量程。 13、将电流表改成电压表 将微安表改成各种仪表:关键是原理。首先要知道:微安表的内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug。 步骤:(1)先用半偏压法测量仪表的内阻Rg,最后与修改后的仪表进行比较。(2)将电流表改成电压表:将串联电流
13、分压器原理(n为刻度的倍数) (3)明确改造后表盘读数(Ig为满度电流,I为表盘上电流的刻度值,U为改造后电表的最大刻度,为改造后电表对应的刻度) (4)改造后的电压表的准确度(电路图?) (2)改成A表: 串联电阻分流原理(n为刻度的倍数) (3)改成欧姆表原理 两表笔短路后,调节Ro使表针指向满度,可得IgE/(r+Rg+Ro) 接上被测电阻Rx后,流过表盘的电流为IxE/(r+Rg+Ro+Rx)E/(R+Rx) 由于Ix与Rx相对应,所以能指示出被测电阻的大小 14、确定电源电动势与内阻 当外电路断开时,用万用表测得的电压U为电压表就是电动势EU=E 原理:根据闭路欧姆定律:E=U+Ir,(一个电流表和一个
14、用电压表和滑动变阻器)测得单组数据,若误差较大,应测得多组(u,I)值,最后求平均值。用图解法处理数据,列出(u,I)值,并在uI图上标出各点,最后从uI图上计算出较准确的E和r。本实验电路中电压表的读数准确,电流表的读数比电源实际通过的电流要小,所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这种系统误差,电阻R的阻值应较小,选用的电压表内阻应较大。 为了减少偶然误差,需要多做几次实验,多取几组数据,然后用UI图像处理实验数据:将点画好后,用尺子画一条直线,使尽可能多的点在这条直线上,直线两边的点数大致相等。这条直线所代表的UI关系的误差很小。它在U轴上的截距就是电
15、动量E(对应I=0),其斜率的绝对值即为内阻r。 (特别注意:有时纵坐标的起点不为0,计算内阻的一般公式应为。为了使电池的端电压变化明显,电池的内阻要大一些(选用使用过一段时间的1号电池) 15、用多功能电表,探究黑匣子里的电器元件。熟悉表盘和旋钮。了解电压表、电流表、欧姆表的结构原理。电路中电流的方向、大小与指针偏转的关系。把红表笔插入“+”;黑表笔插入“-”,接内部电源正极。了解:半导体元件,二极管具有单向导电性高中物理的全部实验,正向电阻很小,反向电阻无穷大。步骤: 1、用直流电压量程(并选择合适的量程)把两只表笔分别触到A、B、C三点中的两点,从表盘上第二条刻度线上读出测量结果刻度盘,测量每两点之间的电压,并设计表格记录。2.用欧姆表(并选择合适的量程)测量每两点之间的电压。
16、步骤) 把红、黑表笔分别接触A、B、C三点中的两点,从表盘上欧姆刻度的刻度线上读取测量结果。须测出任意两点间的正向和反向电阻,并设计表格记录下来。 16 练习使用示波器(多看教材) 17 传感器的简单应用 传感器担负着收集信息的职责,在自动控制和信息处理技术中有很重要的应用。例如:自动报警器、电视遥控接收器、红外探测器等都离不开传感器。传感器是把感受到的物理量(力、热、声、光)转换成易于测量的量(一般为电量)的一类元件。 工作过程:通过对某种物理量敏感的元件,把感受到的物理量按一定的规律转换成易于利用的信号。转换后的信号经相应的仪器处理,实现自动控制等各种目的。 热敏电阻,温度升高时,电阻值迅速减小;光敏电阻,光照时,电阻值减小
17.使电路中的电流、电压发生变化,实现自动控制的光电计数器集成电路。把晶体管、电阻、电容等电子元件及相应的元器件制作在一块很小的半导体芯片上,使之成为具有一定功能的电路,这就是集成电路。 18.测玻璃折射率的实验原理:如图所示,入射光AO从空中射入玻璃砖,经过OO1后从O1B方向射出,使法线NN1,则折射定律对实验结果影响最大。光在玻璃中的折射角大小应注意减少误差:1、选用宽度较大的玻璃砖,或者更大一些。2、入射角在15~75范围内。3、纸上画的两条直线应尽量准确,并与两平行折射面重合,才能更好地确定入射点和出射点的位置。 4. 实验过程中玻璃砖不能移动。注意:握住玻璃砖时,
18、不要用手触摸光滑的光学表面,只能触摸粗糙的表面或边缘。严禁用玻璃砖当尺子画玻璃砖的界面;实验过程中不能改变玻璃砖与白纸的相对位置;大头针要垂直插入白纸上,玻璃砖两边两大头针之间的距离要大一些,以减少确定光路方向带来的误差;入射角要适当大一些,以减少测量角度的误差。19、双缝干涉测量波长的设备:光学支架,光源,学生电源,导线,滤光片,单缝,双缝,遮光筒,毛玻璃屏,测量头,尺子,两相邻亮(暗)条纹间的距离; 用测量头测出a1,a2(用累积法)测出n条亮(暗)条纹间的距离a,计算双缝干涉:条件f相同,相位差一定(即两束光振动速度完全一致)当它们相位相反时,会出现什么情况?亮条纹位置:Sn;暗条纹位置:
19、(n0,1,2,3,,);条纹间距:(S:程差(光程差);d:两狭缝间距离;L:挡板与屏幕间距离)测量n条亮条纹之间的距离a。补充实验:1、伏安法测电阻。伏安法测电阻有a、b两种连接方法,a叫(电流表)外接法,b叫(电流表)内接法。估计被测电阻的阻值确定内外接法:外接法的系统误差是由于电压表分流引起的,测得值总是比真值小,小电阻应用外接法;内接法的系统误差是由于电流表分压引起的,测得值总是比真值大,大电阻应用内接法。 如果无法估计被测电阻的阻值,可采用试触法:如图所示,将电压表左端接在a点,右端第一次接在b点,第二次接在c点。观察电流表和电压表的变化。如果电流表读数变化较大,说明被测电阻
20、若阻值较大,应采用内接法测量;若电压表读数变化较大,说明被测电阻较小,应采用外接法测量。(这里所说的较大变化是指相对变化,即I/I和U/U)。 (1)滑动变阻器的接法 滑动变阻器在电路中常见的接法有a、b两种:a叫限流接法,b叫分压接法。 分压接法:被测电阻上的电压调节范围较大,当要求电压从零开始调节,或要求电压调节范围尽量大时,应采用分压接法。采用分压接法时,应选用阻值较小的滑动变阻器;采用限流接法“以小控大”时,应选用阻值接近被测电阻的滑动变阻器。 (2)实物图接线技术 无论是分压接法还是限流接法,都应先接伏安法部分;对于限流电路:只要用笔画一条线作为导线,从电源正极开始,接上电源、开关、滑动变阻器、
21、伏安法四部分可依次串联(注意仪表正负极及量程,滑动变阻器应调到最大阻值)。分压电路,先用导线连接电源、开关、滑动变阻器整根电阻丝,然后选择滑动变阻器电阻丝两端的任意一个接头,比较该接头与滑动接点之间的电位。根据伏安法部分仪表正负极的情况,将伏安法部分接在两点之间。12、X射线管的电子经高压加速后,以高速射向阴极,从阴极激发出X射线。K与A之间是阴极射线,即高速电子流,从A发射出的是极高频的电磁波,即X射线。 由Ue=h可计算出X射线粒子可能出现的最高频率。 13.粒子散射实验(第2卷第257页) 整个装置放在真空中,可沿图中虚线旋转荧光屏,统计向不同方向散射的粒子数。观察结果是绝大多数粒子穿过金箔后基本继续按原方向运动,但有少数粒子发生较大偏转。 14.光电效应实验(第2卷第244页) 把一块很亮的锌板接在验电器上,用弧光灯照射锌板,验电器的指针张开一个角度,表示锌板带电。进一步检查可知,锌板带电()。这说明在弧光灯的照射下,锌板有一部分( )从表面飞出。锌板缺少( ),所以带电( )。