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  • 2021-05-13 发布

高考物理实验考点汇总实用

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‎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。‎