高考物理实验考点汇总实用 9页

‎2013年高考物理实验考点汇总 ‎(根据考试大纲归类)‎ 一,考点内容 ；‎ 实验一：研究匀变速直线运动 实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系 实验三：验证力的平等四边形定则 实验四：验证牛顿运动定律 实验五：探究动能定理 实验六：验证机械能守恒定律 实验七：测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）‎ 实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线 实验九：测定电源的电动势和内阻 实验十：练习使用多用电表 实验十一：传感器的简单使用 二,考纲说明：‎ ‎1．要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等。‎ ‎2．要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减少偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差。‎ ‎3．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。间接测量的有效数字运算不作要求。‎ 三,试验分类:‎ 实验一：研究匀变速直线运动，测定匀变速直线运动的加速度（含练习使用打点计时器）　 ‎ ‎1．打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器4-6v交流电，电火花220v交流电，它每隔0.02s打一次点（电源频率是50Hz）。 2．由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量。求任一计数点对应的即时速度v：；如(其中T=5×0.02s=0.1s）‎ ‎3．由纸带求物体运动加速度的方法：‎ ‎(1)利用上图中任意相邻的两段位移求a：如 ‎(2)用“逐差法”求加速度：（T为相邻两计数点间的时间间隔）求 ‎ (3)用v-t图法：即先根据；求出打第n点时纸带的瞬时速度，再求出各点的即时速度，画出如图的v-t图线，图线的斜率即加速度。‎ ‎[实验步骤]‎ ‎[注意事项]‎ ‎1．纸带打完后及时断开电源。‎ ‎2．小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约‎50cm的范围内清楚地取7～8个计数点为宜。‎ ‎3．应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个计数点，选取的记数点不少于6个（即每隔5个时间间隔取一个计数点），是为求加速度时便于计算。‎ ‎4．不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离，读数时应估读到毫米的下一位。所取的计数点要能保证至少有两位有效数字 ‎5．平行：纸带和细绳要和木板平行．‎ ‎6．两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源后取纸带．‎ ‎7.电压若增大，打点更清晰；频率若增加，打点周期更短；‎ ‎8.若打出短线，增加振针与复写纸的距离； 9.若初速度为0，则选1,2点距离为2mm为宜；‎ 实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系 ‎ ‎[注意事项]1．不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧弹性限度．‎ ‎2．尽量多测几组：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据．‎ ‎3.使用数据时应采用即弹簧长度变化量.‎ ‎4．统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．‎ 实验三：验证力的平行四边形定则 ‎ ‎[注意事项]1．用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。使用的弹簧秤是否良好（是否在零刻度），拉动时尽可能不与其它部分接触产生摩擦，拉力方向应与轴线方向相同。‎ ‎2．同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。3．结点的位置和线方向要准确;‎ ‎4.角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角60°～100°为宜．‎ ‎5.合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变尽量大,细绳套适当长一些,便于确定力的方向．‎ ‎6.统一标度：在同一次实验中，画力的图示标度要相同，要恰当选定标度，使力的图示稍大一些．‎ 实验四：验证牛顿运动定律 ‎[实验原理]1．如图所示装置，保持小车质量不变，改变小桶内砂的质量，从而改变细线对小车的牵引力，测出小车的对应加速度，作出加速度和力的关系图线，验证加速度是否与外力成正比。‎ ‎2．保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码，改变小车的质量，测出小车的对应加速度，作出加速度和质量倒数的关系图线，验证加速度是否与质量成反比。‎ ‎[实验器材]小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫木，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，托盘天平及砝码，米尺等。‎ ‎[实验步骤]1．用天平测出小车和小桶的质量M和M'，把数据记录下来。‎ ‎2．按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。‎ ‎3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木，反复移动垫木的位置，直至小车在斜面上可以保持匀速直线运动状态（也可以从纸带上打的点是否均匀来判断）。‎ ‎4．在小车上加放砝码,小桶里放入适量的砂,把砝码和砂的质量m和m'记录下来.把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。‎ ‎5．保持小车的质量不变，改变砂的质量（要用天平称量），按步骤4再做5次实验。‎ ‎6．算出每条纸带对应的加速度的值。‎ ‎7．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力，即砂和桶的总重力(M'+m')g，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，作图线。若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比。‎ ‎8．保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，并做好记录，求出相应的加速度，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据实验结果描出相应的点，并作图线，若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它的质量成反比。‎ ‎[注意事项]1．砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的 ‎2．在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源。用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的,则表示平衡完毕，加砝码后不需再平衡;‎ ‎3. 只要重物的质量远小于小车的质量，那么可近似认为重物所受重力大小等于小车所受的合外力的大小。‎ ‎4.作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧，但如遇个别特别偏离的点可舍去。‎ ‎5. 一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．‎ 实验五：探究动能定理 注意事项 ‎1．平衡摩擦力：将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡．方法是轻推小车，打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动，找到木板一个合适的倾角．‎ ‎2．选点测速：测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动状态的．‎ ‎3．规格相同：橡皮筋规格相同时,力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值．‎ 实验六：验证机械能守恒定律 [实验原理] 当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。若某一时刻物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应有：mgh= ，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示。 测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离sn和sn+1，由公式vn＝ 算出，如图所示。‎ ‎[实验器材] 铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电源，导线，带铁夹的重缍，纸带，米尺。 [实验步骤]1．按如图装置把打点计时器安装在铁架台上,用导线把打点计时器与学生电源连接好。 2．把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。 3．接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。 4．重复几次，得到3～5条打好点的纸带。 5．在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近‎2mm，且点迹清晰一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标上1，2，3……，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3……。 6．应用公式计算各点对应的即时速度v1、v2、v3……。 7．计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量，进行比较。‎ ‎[注意项事] 1．打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。 2．保证打出的第一个点是清晰的点，选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近‎2mm的纸带。 3．因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。 4.先通电源,侍打点计时器正掌工作后才放纸带 ‎ ‎5．测量下落高度必须从起点开始算 6．由于有阻力，所以稍小于 ‎7．此实验不用测物体的质量（无须天平）8．重物密度要大：重物应选用质量大、体积小、密度大的材料．‎ 实验七：测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）‎ ‎[实验原理]：根据电阻定律公式R=，只要测量出金属导线的长度和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率。 [实验器材]：被测金属导线，直流电源（4V），电流表(0‎-0.6A)，电压表（0-3V），滑动变阻器（50Ω），电键，导线若干，螺旋测微器，米尺等。‎ 实验步骤：1、用刻度尺测出金属丝长度 ‎2、螺旋测微器测出直径，如果是空心还需游标卡尺，算出横截面积。‎ ‎3、用外接、限流测出金属丝电阻 ‎4、设计实验表格计录数据（难点）注意多次测量求平均值的方法 ‎[注意事项] 1．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两接入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。 2．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。 3．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。 4．闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。 5．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I的值不宜过大（电流表用0~‎0.6A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中变化。‎ 实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线 器材：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）灯座、单刀开关，导线若干 注意事项:①因为小电珠（即小灯泡）的电阻较小（10Ω左右）所以应该选用安培表外接法。‎ ②小灯泡的电阻会随着电压的升高，灯丝温度的升高而增大，且在低电压时温度随电压变化比较明显,因此在低电压区域内,电压电流应多取几组,所以得出的U-I曲线不是直线。‎ ③灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压(电压变化范围大)。所以滑动变阻器必须选用分压接法。在上面实物图中应该选用上面右面的那个图，‎ ④开始时滑动触头应该位于最小分压端（电压从零开始变化到额定电压）。由实验数据作出的I-U曲线如图，‎ ⑤说明灯丝的电阻随温度升高而增大，也就说明金属电阻率随温度升高而增大。‎ ‎（若用U-I曲线，则曲线的弯曲方向相反。）‎ ⑥若选用的是标有“3.8V ‎0.3A”的小灯泡，电流表应选用0‎‎-0.6A 量程；电压表开始时应选用0-3V量程，当电压调到接近3V时，再改用0-15V量程。‎ 实验九：测定电源的电动势和内阻，（用电流表和电压表测）‎ ‎[实验目的]：测定电池的电动势和内电阻。 [实验原理]如图所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组 、r值，最后分别算出它们的平均值。此外，还可以用作图法来处理数据。即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U－I图象（如图2）所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。 [实验器材]待测电池，电压表（0－3V），电流表（0－‎0.6A）,滑动变阻器（10Ω），电键，导线。 [实验步骤]1．电流表用‎0.6A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。 2．把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。 3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组I、U的值。4．打开电键，整理好器材。 5．处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。 [注意事项] 1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用使用过一段时间的1号干电池。 2．干电池在大电流放电时，电动势 会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过‎0.3A，短时间放电不宜超过‎0.5A。实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。 3．要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出 、r值再平均。 4．在画U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。 5．干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U－I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻。‎ 外电路断开时，用电压表测得的电压U为电动势E U=E ‎6.特别要注意：有时纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应该是。‎ 本实验电路中电压表的示数是准确的，电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差， 电阻R的取值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该大一些。‎ 实验十：练习使用多用电表 ‎[实验器材]：多用电表,标明阻值为几欧,几十欧,几百欧、几千欧的定值电阻各一个，小螺丝刀。 [实验步骤]‎ ‎1．机械调零，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处，并将红、黑表笔分别接入“+”、“－”插孔。 2．选挡：选择开关置于欧姆表“×‎1”‎挡。 3．短接调零：在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处，若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池。 4．测量读数:将表笔搭接在待测电阻两端,读出指示的电阻值并与标定值比较,随即断开表笔。 5．换一个待测电阻，重复以上2、3、4过程，选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定，可置于“×‎1”‎或“×‎10”‎或“×‎100”‎或“×1k”挡。 6．多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。　‎ ‎[注意事项]‎ ‎1．多用电表在使用前，应先观察指针是否指在电流表的零刻度，若有偏差，应进行机械调零。‎ ‎2．测量时手不要接触表笔的金属部分。‎ ‎3．合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度附近。若指针偏角太大，应改换低挡位；若指针偏角太小，应改换高挡位。每次换挡后均要重新短接调零，读数时应将指针示数乘以挡位倍率。‎ ‎4．测量完应拔出表笔，选择开关置OFF挡或交流电压最高挡，电表长期不用应取出电池，以防电池漏电。‎ ‎5.欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘，左∞右0：电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电阻零与电流、电压最大刻度重合；刻度不均匀：左密右疏．‎ ‎6.欧姆挡是倍率挡：即读出的示数再乘以挡上的倍率．电流、电压挡是量程范围挡．‎ 在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始，熟记“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧“∞”处)．‎ ‎7.欧姆表的读数：待测电阻的阻值应为表盘读数乘以倍率．为了减小读数误差，指针应指表盘到的部分，即中央刻度附近. ‎ ‎8.测电阻时必须把电阻与外界断开，换欧姆档必须再调零 实验十一:传感器的简单使用 补充知识：1．伏安法测电阻 伏安法测电阻有a、b两种接法，a叫(安培计)外接法，b叫（安培计）内接法。‎ ①估计被测电阻的阻值大小来判断内外接法：‎ 外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法；‎ 内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。‎ ②如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：‎ 如图将电压表的左端接a点，将右端第一次接b点，第二次接c点，观察电流表和电压表的变化，‎ 若电流表读数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；‎ 若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。‎ a b R R ‎（这里所说的变化大，是指相对变化，即ΔI/I和ΔU/U）。‎ V A V A ‎ a ‎ ‎ ‎ ‎2.滑动变阻器的连接 滑动变阻器在电路中也有a、b两种常用的接法：a叫限流接法，b叫分压接法。‎ 分压接法：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该用分压接法。或者滑动变阻器的最大阻值远小于待测电阻的阻值 用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；“以小控大”‎ 限流接法时：滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。‎ ‎3.实物图连线技术 无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好；‎ 对限流电路：只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来（注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处）。‎ 对分压电路：应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝 三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的情况，将伏安法部分接入该两点间。‎ ‎2，把电流表改装为电压表 ‎⑴、用图(a)测定电流表内阻rg，方法是：先断开S2，闭合S1，调节R，使电流表满偏；然后闭合S2，调节R/，使电流表达到半满偏。当R比R/大很多时，可以认为rg=R/。（当R比R/大很多时，调节R/基本上不改变电路的总电阻，可认为总电流不变，因此当电流表半满偏时，通过R/的电流也是满偏电流的一半，两个分路的电阻相等）。实际上，S2闭合后，总电阻略有减小，总电流略有增大，当电流表半满偏时，通过R/的电流比通过电流表的电流稍大，即R/比rg稍小，因此此步测量的系统误差，总是使rg的测量值偏小。其中R不必读数，可以用电位器，R/需要读数，所以必须用电阻箱。‎ 根据rg、Ig和扩大后的量程，计算出需要给电流表串联的电阻R1的值。‎ ‎(b)‎ ‎（a）‎ ‎⑵、用(b)图把改装的电压表和标准电压表进行校对。校对要每0.5V校对一次，所以电压要从零开始逐渐增大，因此必须选用分压电路。‎ 百分误差的计算：‎ ‎ 如果当改装电压表示数为U时，标准电压表示数为U / ，则这时的百分误差为|U-U / | / U /。‎ 如果校对时发现改装电压表的示数总是偏大，则应该适当增大R1的阻值(使表头的分压减小一些)，然后再次重新进行校对。‎