上海高考物理实验汇编 14页

上海高考实验汇编 一、实验的分类：‎ ‎1、测量性实验：如：1.测重力加速度 2、测加速度 ‎ ‎3 、测量，r 4、练习使用多用表，‎ ‎2、验证性实验：1、共点力的合成 2、验证机械能守恒 3、验证牛顿第二定律 4、验证玻意耳定律。‎ ‎3、研究性实验：1、研究平抛运动 2、研究有固定转动轴物体的平衡 3、研究电磁感应现象。‎ ‎4、设计性实验:‎ 二、实验名称：‎ 实验一 用DIS测定位移和速度 实验二 用DIS测定加速度 实验三 描绘平抛运动的轨迹 实验四 研究共点力的合成 实验五 固定转动轴 实验六 用DIS研究加速度与力、加速度与质量的关系 实验七 用单摆测定重力加速度 实验八 观察水波的干涉现象 实验九 用DIS研究机械能守恒定律 实验十 用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系 实验十一 用单分子油膜估测分子的大小 实验十二 用DIS描绘电场的等势线 实验十三 练习用多用表测电阻、电流和电压 实验十四 设计、组装简单的模块式电路 实验十五 用DIS测电源的电动势和内阻 实验十六 用DIS研究通电螺线管的磁感应强度 实验十七 测定在一定电压下工作的直流电动的效率 实验十六 研究感应电流产生的条件 实验十九 研究磁通量变化时感应电流的方向 实验二十 用DIS研究回路中的感应电动势的大小与此通量变化快慢的关系 实验二十一 观察光的干涉和衍射现象 实验二十二 综合实验*‎ 实验七 用单摆测定重力加速度 ‎[学生实验]‎ ‎[实验目的] 用单摆测定重力加速度 ‎[实验器材]‎ 单摆、停表、直尺、游标卡尺、铁架台等。‎ ‎[实验原理]‎ 由单摆振动的周期公式可得，测出L、T就可以计算策略加速度g。‎ ‎[实验步骤]‎ 用单摆测定重力加速度的基本步骤如下：‎ 选取一个摆线长的‎1m的单摆，把线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到面以外，让摆球自由下垂（图6-14）。用米尽量出悬线长度l，精确到毫米；用游标卡尺测量摆球的直径，然后算出摆球的半径r，也精确到米。L+r就是单摆的摆长。把单摆从平衡位置拉开一个很小的偏角（不超过5°），然后放开小球让它摆，用有测出单摆做30—50次全振动所用的时间。计算出平均摆一次的时间，这个时间就是单摆的振动周期。再根据单摆的周期公式，计算出重力加速度。设计一个表格，把测得的数据和计算结果填入表中。最后，求出几次实验得到的重力加速度的平均值，即可看作本地区的重力加速度。‎ 注意事项：‎ ‎1、选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在‎1m左右，小球应选用密谋较大的金属球，直径应较小，最好不超过‎20m。‎ ‎2、单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时产生摆线下滑，摆长改变的现象。‎ ‎3、注意摆动时控制摆线偏离竖起方向不超过5°，可通过估算振幅的办法掌握。‎ ‎4、摆球振动时，要这保持在同一竖直平面内，不要形成圆锥摆。‎ ‎5、计算单摆的振动次数时，应以摆球通过最低位置时开妈计时，以后摆球从同一方向通过最低点时，进行计数，且在数“零”的同时，按下秒表，开始计时计数。‎ ‎[DIS实验]‎ 本实验也可用DIS实验系统来做，其方法如下：‎ 应用计算机辅助系统，将图6-15中的光电门传感器接到数据采集器的输入口，点击实验菜单中的“用单摆测重力加速度”。实验时，测出摆球的半径与摆线的长度。单摆摆动后，点击“记录数据”，显示屏将得出一组单摆的周期与重力加速度的值。‎ ‎ ‎ 实验八 观察水波的干涉现象 观察水波的干涉现象. ‎ ‎[实验目的] ‎ 观察两列频率相同的水波相遇时发生的干涉现象.‎ ‎[实验器材] ‎ 发波水槽、变频电动机、电源等，如图6 - 28所示. ‎ ‎[实验步骤] ‎ 打开变频电动机电源; ‎ 调节两小球击水深度和频率； ‎ 观察两列波叠加区域水面的波形; ‎ 改变实验条件，使两个小球以不同频率击水，观察不同频率的两列波叠加时，水面的波形。 ‎ ‎[实验结论] ‎ 实验九 用DIS研究机械能守恒定律 ‎[实验目的]‎ 研究动能和重力势能转化中所遵循的规律。‎ ‎ [实验原理]‎ ‎ 分别测定摆锤在摆动过程中任意时刻的动能和势能，研究机械能的总量有什么特点。‎ ‎ [实验器材]‎ ‎ 机械能守恒实验器、DIS（光电门传感器、数据采集器、计算机等）‎ DIS实验 ‎ [实验1] 观察由同一位置释放的摆锤，当摆线长度不同时，摆锤上升的最大高度。‎ 如图5—42所示，实验时先卸下“定位挡片”，将摆锤（圆柱形）置于A点，释放摆锤，观察它摆到左边最高点时的位置，用笔记下这个位置，看看这个高度与A点位置是否相同？‎ 装上定位挡片并置于P点位置，它对摆绳有阻挡作用。再次释放摆锤，同样观察摆锤向左摆起的最大高度，并记下这个位置。‎ 依次将定位挡片下移至Q、R等位置，重复上述实验。做类似观察、记录。‎ 从实验的结果可得出什么结论？‎ ‎[实验2] 将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器。测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆出在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆出在该位置的重力势能，进而研究势能与动能转化时的规律。实验中A、B、C、D四点高度为‎0.150m、‎0.100m、‎0.050m、‎0.000m，已由计算机默认，不必输入。若选用其他点，则需测量实际高度并输入数据。‎ 开启电源，运行DIS应用软件，点击实验条目中的“研究机械能守恒定律”,软件界面如图5—43所示：‎ 测量摆锤的直径△s及其质量m，将数据输入软件界面内。把光电门传感器放在标尺盘最低断的D点，并以此作为零势能点。‎ 摆锤置于A点，点击“开始记录”，同时释放摆锤，摆锤通过D点的速度将自动记录在表格的对应处。‎ 点击“数据计算”，计算D点的势能、动能和机械能。依次将光电门传感器放在标尺盘的C、B点，重复实验，得到相应的数据。‎ ‎ [实验结论]‎ ‎ 实验1的结论：‎ ‎ 步骤：1）将DIS机械能守恒实验器按装配图安装好 ‎ 2）卸下“定位挡片”将摆锤置于A点释放摆锤，观察它摆到右边最高点时位置，用笔记录看此位置与A点位置是否相同。‎ ‎ 结论：摆锤在西侧时和最高位置是的机械能量是相等的 ‎ 实验2的结论：‎ ‎ 摆锤在运动过程中机械能守恒 总结：在实验误差允许范围内，在只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能发生相互转化，机械能总量保持不变。‎ ‎ ‎ 七、DIS实验 研究机械能守恒规律 动能和势能相互转化的规律 ‎1.如图所示，在铁架台上端用铁夹悬挂一个摆球。在铁架台的下部底座上竖直放置一块贴有白纸的木板（白纸上画有小方格），将球拉至A点，若用手握铅笔压紧在铁架台竖直上P点位置或（Q、R位置）释放小球，试在小方格白纸上标出三次小球在不同位置碰到铅笔后向右摆起的最大高度，这现象表明只有重力做功，机械能守恒。‎ 实验十 用DIS研究温度不变时，‎ 一定质量的气体压强与体积的关系 学生实验 用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系 实验目的 探究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系 实验器材 DIS（压力传感器、数据采集器、计算机等），注射器 实验探究（DIS实验）‎ 实验设计 ‎ 将压强传感器介入数据采集器，开启电源，运行DIS应用元件，点击试验条目中的“研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”，软件界面见图6-22‎ ‎ ‎ ‎ 如图6-22所示，注射器与压强传感器的测口相连。在数据表格上输入所设定的体积。推拉注射器活塞，使其位于各设定体积时，点击“记录书记”，表格上将记录不同体积是所对应的注射器内气体的压强数据。点击“数据计算”，表格上将显示注射器压强和体积的乘积值，以及体积的倒数值。计算出PV的乘积，并和其他组同学进行比较。‎ 注意1.不要用手摸注射器 2.压缩气体要缓慢 3.改变气体状态后不要立即读数，待稳定后再读 反思讨论 为什么各组同学实验的PV值不完全相同？在试验中，推拉活塞要注意什么 启动“图线分析”功能，在屏幕上可以分别观察到压强和体积，压强和体积的倒数关系曲线。请在下表中抄录计算机界面上测的压强和体积的数据 次数 ‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ 压强 体积 ‎ 根据抄录的数据，参考屏幕上得出的曲线，在图6-24中用描点法画出p与V以及p与 的关系图，并分析得出结论 ‎ ‎ ‎ 实验十一 用单分子油膜估测分子的大小 ‎ ‎ 学生实验 ‎ 用单分子油膜估测分子的大小 ‎【实验目的】‎ ‎ 估测油酸分子的直径。‎ ‎【实验器材】‎ ‎ 油酸、酒精、滴管、痱子粉、量筒、刻度尺、蒸发皿。‎ 分子的直径有多大呢？‎ 可用“油膜法”来粗略估测分子的大小。将油滴到水面上，油会在水面上散开，几乎形成单分子油膜。如果把分子看成是球形的，那么当分子油膜的厚度就可认为等于油分子的直径，如图6—5所示。只要先测出油滴的体积，再测出油膜的面积，就可估算出油分子的直径。‎ ‎【实验过程】‎ ‎1.把已知浓度的油酸酒精融液滴入量筒，记下滴数，测量并计算出每滴溶液中的油酸体积。‎ ‎2.在蒸发皿内盛放一定量的水，再把痱子粉均匀地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开。‎ ‎3.用透明方格纸（把方格复印在透明薄膜上），测量油膜的面积，如图6—6所示。‎ 测定结果表明，分子直径的数量级是10—‎10m。‎ ‎ 我们在化学课中学过，1mol纯物质所含的粒子数是恒定的，即6.02×1023个，这个数目叫做阿伏加德罗常数，通常用符号NA表示。‎ ‎ 阿伏加德罗常数是物理学中的一个基本常量，它把一定宏观物质的量与微观分子数联系了起来。因此，它就成了连接宏观与微观的一个重要桥梁。一般物体中分子的数量大得惊人，如‎1cm3水中含有的分子数约为3.3×1022个。假如全世界60亿人不分男女老少都来数这些分子，每人每秒数一个，也需要将近17亿年的时间才能数完!‎ ‎ ‎ ‎【实验结论】‎ ‎ 一滴油酸的体积V＝_________.‎ ‎ 油膜面积S＝_________‎ ‎ 测定结果表明，分子直径d＝V /S.‎ ‎ 阿伏加德罗常数NA ＝6.02×1023mol ‎ ‎ 十一、用油膜法测分子的直径 ‎ ‎ ‎1.利用油膜法要粗略测定分子的大小，其实验原理是油滴滴到水面上，会在水面上散开，形成_________油膜。若已知n滴油的总体积为V，一滴油所形成的油膜面积为S，则一个油分子的直径d＝_________.分子直径的数量级是_________m.‎ ‎ 2.将‎1cm3的油酸溶于酒精，制成‎200cm3的油酸酒精溶液，已知‎1cm3溶液有50滴。现取1滴油酸酒精溶液滴在水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为‎0.2 cm3，由此可估测油酸分子的直径为_________m。‎ 注意：1）油酸究竟溶液的浓度以小于1℅为宜 ‎ 2）油酸酒精溶液的液滴要适当多一些 ‎ 3）每次实验室要让蒸发皿中的水稳定后再做 ‎ 4）痱子粉不宜撒过厚，器具用后要清洗好 ‎ 5）计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个 ‎ 6）蒸发皿（或浅口盘面积不小于‎300cm2）‎ 答案 ‎ 十一.1.单分子 v／ns 10—10 2. 5×10—10‎ ‎28．用油膜法测量分子大小实验是通过________（填“直接”或“间接”）测量油膜的厚度得到分子大小的，甲同学利用实验室提供的方形浅盘和注射器做实验，已知油酸与酒精体积比为1:300，0.1ml油酸有17滴，甲同学将一滴油酸酒精滴入浅盘的水面上，稳定后获得如图所示的油膜。‎ ‎（1）若油膜的面积为12.5dm2，则分子直径D＝________m（保留两位有效数字）；‎ ‎（2）乙同学认为：使用甲同学的器材做实验，如果用油酸与酒精体积比为1:100的溶液进行操作，要比用1:300的油酸酒精溶液得到的测量结果的精度更高，你认为乙同学的观点________（填“正确”或“不正确”）‎ ‎28．间接，1.6×10－10，不正确，‎