俗话说，磨刀不误砍柴工。作为教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以更好的帮助学生们打好基础，帮助授课经验少的教师教学。那么一篇好的教案要怎么才能写好呢？小编为此仔细地整理了以下内容《高考物理实验:用油膜法估测分子的大小复习》，供您参考，希望能够帮助到大家。

第三课时实验:用油膜法估测分子的大小

【教学要求】
1．知道本实验的原理及所需要的器材，了解实验注意的事项。
2．会正确测出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积及形成油膜的面积。
3．会估算分子直径大小，处理好实验数据。
【知识再现】
一、实验原理
油酸分子C17H33COOH由和
两部分构成．其中对水有很强的亲和力，当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，使油酸分子一个挨一个排列，可形成．如果油酸分子可以大致看做球形，油膜的厚度就是分子直径，如图所示．
因此，事先测出一滴油酸的体积V，再测出该滴酸在水面上尽可能散开时油膜的面积S，就可算出油酸分子的直径。
二、实验器材
浅盘、痱子粉、注射器、、有机玻璃板、彩笔、坐标纸、铅笔及油酸溶液．
三、实验步骤
1．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积(如1ml)时的滴数．
2．先往边长约为30～40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上，再用注射器或滴管将油酸酒精溶液滴在水面上滴，待油酸薄膜的形状稳定后，将事先准备好的有机玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上．
3．将画有油酸薄膜轮廓的有机玻璃板放在上，算出油酸薄膜的面积S．(求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓所围正方形的个数)
4．根据油酸酒精溶液的浓度，算出1滴溶液中纯油酸的体积V，由d＝求出油酸分子的直径d．
知识点一实验设计的技巧
本实验以10—2m数量级的测量来估计10—10m数量级的分子大小，这个实验中有独特的设计技巧．
1．三种液体的选择
为什么要选择这三种液体?首先，油酸、酒精、水具有不同的溶解性，油酸易溶入酒精而不溶入水，酒精易溶入水，所以，可以使油酸溶入酒精制成油酸酒精溶液，而将溶液滴入水中时，由于酒精易溶入水，这样，在水面上的就只有油酸了．其次，油酸分子由两部分组成，一部分C17H33是不饱和烃具有憎水性，而另一部分是一COOH对水有很强的亲和力．这样，当油酸在水面上时其中C17H33一部分露出水面，另一部分COOH则漫在水中，油酸分子直立在水面上．所以，能形成一个单分子层油膜．另外，酒精具有易挥发性，而油酸不挥发，当油酸酒精溶液滴到水面上时，酒精不但溶于水中而且挥发到空气中，而只有油酸留在了水面上．
2．滴到水面上的油酸体积很小
实验中如何保证滴到水面上的油酸体积很小，使油酸在水面上形成的油膜面积不要太大．实验中采用的办法是：首先，这里只是滴上一滴溶液而不是用量筒量多少倒在水面上，为了测量一滴溶液体积，测量多少滴油酸酒精溶液的体积为多大，从而得到一滴油酸酒精溶液的体积．另外，实验中不是把纯油酸滴到水面上，而是把浓度很低的油酸酒精溶液滴到水面上，这样滴到水面上的油酸体积就足够小了．
【应用1】在用油膜法测量分子的大小的实验中，下列说法正确的是()
A．油酸可以用汽油代替，因为汽油也不溶入水而能溶入酒精
B．可以直接用量筒量取一定的油酸酒精溶液倒在水盘中
C．可以用汽油代替酒精，因为油酸能溶入汽油
D．不溶入水的各种油不一定能在较短时间内在水面上形成单分子油膜
导示:不可以用汽油代替油酸，因为油酸分子由两部分组成，一部分C17H33是不饱和烃具有憎水性，而另一部分是一COOH对水有很强的亲和力，而汽油则不可替代，A错。直接用量筒量取一定的油酸酒精溶液倒在水盘中，油酸的量太大，实验不能成功，B错。虽然油酸能溶入汽油，但汽油却不能溶入水，所以不可以用汽油代替酒精，C错。不溶入水的各种油不一定能在较短时间内在水面上形成单分子油膜，而油酸却能很快在水面上形成单分子油层，D正确。故选D。
知识点二实验注意事项
1．酒精油酸溶液配制好后，不要长时间放置，以免浓度改变，影响实验．
2．酒精油酸溶液的浓度应小于1/1000为宜．
3．痱子粉的用量不要大大，否则不易成功．
4．滴管胶头高出水面应在1cm之内，否则油膜难以形成．
5．要待油膜形状稳定后，再画轮廓．
6．做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦去，最后用水冲洗，以保持盘的清洁．
【应用2】下面是某同学在用油膜法测分子大小的实验过程中的一些操作，其中正确的是()
A．在水盘中洒上痱子粉后，用滴管把一滴油酸滴入水盘中
B．滴入油酸时注射针头离水面约10cm高
C．向水盘中加水时一直加到水平面接近水盘边缘
D．水盘中加入水后立即洒上痱子粉，并立即滴上油酸酒精溶液
导示:在水盘中洒上痱子粉后，用滴管把一滴油酸酒精溶液滴入水盘中，而不是油酸，A错。滴入油酸时注射针头离水面不能太高，大约1cm左右，B错。向水盘中加水时要一直加到水平面接近水盘边缘，以便于描绘油膜轮廓，C正确。水盘中加入水后，要让水面平静后再洒上痱子粉，稳定后再滴上油酸酒精溶液，D错。故选C。
实验过程中的注意事项，要在实验中引起重视，这是保证实验成功的关键。
知识点三实验数据处理
1．油酸体积的计算
如果知道油酸酒精溶液浓度为P，测量出N滴油酸酒精溶液的体积为V，那么1滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为V1．
2．数格子的方法
这是估测不规则形状面积的一种方法：将一玻璃板放在不规则面积的上方，在玻璃板上画出不规则图形的轮廓，然后将其放在坐标纸上，数出不规则图形的轮廓包围的方格数．计算方格数时，不足半个格子的舍去，多于半个格子的算一个，方格边长的单位越小，这种方法求出的面积越精确．
【应用3】在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用移液管量取0.25mL油酸，倒入标注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示。坐标格的正方形的大小为2cm×2cm。由图可以估算出油膜的面积是＿＿＿＿＿m2（保留两位有效数字）由此估算出油酸分子的直径是m（保留一位有效数字）
导示:数出方格数为57格（注意：数格时，大于半格的算一格，不足半格的不计入），可估算出膜的面积是S=2.3×10-2m2[(2.3±0.2)×10-2m2算对]。滴入水中的油酸体积为：V=2×0.25×10-6/（250×100）=2×10-11m3。所以估算出油酸分子的直径是d=V/S=9×10-10m。
1．某液体的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA如果把液体分子看成球形，则液体分子的直径为()
2．用油膜法测定油分子的直径的实验中，体积为V的油滴，在水面上形成近似圆形的单分子油膜，油膜的直径为D，则测得油分子的直径大约为()
3．某同学在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于()
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量酒精
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多计了10滴
4．为了利用油膜法测分子直径，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滴油酸酒精溶液滴酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子层，已测出这一薄层的面只为0.2m2，以下分析正确的是（）
A.该实验测得油酸分子的直径约为1×10－7m
B.该实验测得油酸分子的直径约为5×10－4m
C.该实验测得油酸分子的直径约为5×10－10m
D.若已知油酸的摩尔体积，则依据本实验的测量结果还可以计算出阿佛伽德罗常数
5．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，下列所给步骤的合理顺序为。
A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油膜的面积S．
B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上．
C．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撤在水面上．
D．用公式求出薄膜厚度，即油酸分子的直径．
E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V．
F．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴人量筒，记下溶液的滴数n与量筒中增加的溶液体积Vo．
6．利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数，把密度ρ＝0.8×103kg／m3的某种油，用滴管滴出一滴滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V＝0.5×10—3cm3，形成的油膜面积为S＝0.7m2，油的摩尔质量M0＝0.09kg／mo1．若把油膜看成是单分子层，每个油分子看成球形，那么：
(1)油分子的直径是多少?
(2)由以上数据可精确测出阿伏加德罗常数NA是多少?（只要求保留一位有效数字）。
7.在做用油膜法估测分子大小的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为n,，又用滴管测得每N滴这种酒精油酸的总体积为V,，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上(如右图)测得油膜占有的小正方形个数为m。
⑴用以上字母表示油酸分子的大小d。
⑵从右图中数得油膜占有的小正方形个数为m=______。

参考答案：
1．A2．A3．AC4．CD
5．CFBAED(其中步骤E在F和D之间均可)
6．（1）油分子的直径是：
（2）这种油的摩尔摩尔体积为：
阿伏加德罗常数为：
7．⑴；⑵58

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高考物理易错实验题知识点：用油膜法估测分子直径

20xx年高考物理易错实验题知识点：用油膜法估测分子直径

1、实验原理：油酸滴在水面上，可认为在水面上形成了单分子油膜，，如把分子认为是球状，测出其厚度即为直径。
2、实验器材：盛水方盘、注射器(或胶头滴管)、试剂瓶、坐标纸、玻璃、痱子粉(或石膏粉)、酒精油酸溶液、量筒。
3、步骤：盘中倒水侍其静，胶头滴管吸液油，逐滴滴入量筒中，一滴体积应记清，痱粉均撒水面上，靠近水面一滴成，油膜面积稳定后，方盘上放玻璃稳，描出轮廓印(坐标)纸上，再把格数来数清，多于半格算一格，少于半格舍去无，数出方格求面积，体积应从浓度求。
4、注意事项：
(1)实验前应注意方盘是否干净，否则油膜难以形成。
(2)方盘中的水应保持平衡，痱子粉应均匀浮在水面上。
(3)向水面滴酒精溶液时应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成。(4)向水面只能滴一滴油酸溶液。
(5)计算分子直径时，注意滴加的不是纯油酸，而是酒精油酸溶液，应用一滴溶液的体积乘以溶液的体积百分比浓度
以上就是xx为大家带来的20xx年高考物理易错实验题知识点【用油膜法估测分子直径】，希望大家能够掌握好这些实验知识点，这样将来才能轻松应对物理实验题。

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20xx届高考黄冈中学物理冲刺讲解、练习题、预测题13:第7专题高考物理实验(1)
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考点预测
物理实验是高考的主要内容之一．《考试大纲》就高考物理实验共列出19个考点，其中力学8个、热学1个、电学8个、光学2个．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、弹簧测力计、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等，并且对实验误差问题提出了更明确的要求．
一、《考试大纲》中的实验与探究能力要求
能够独立完成“物理知识表”中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件．会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论．能发现问题、提出问题，能灵活地应用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题．
二、实验题的主要特点
物理实验年年考，年年有变化．从近年的实验题来看，其显著特点体现在如下两个方面．
(1)从简单的背诵实验转向分析、理解实验
实验原理是物理实验的灵魂．近年来，高考物理实验题既不是简单地回答“是什么”，也不是背诵“该怎样”，而是从物理实验情境中理解“为什么”，通过分析推理判断“确实是什么”，进而了解物理实验的每一个环节．
(2)从既定的课本学生实验转向变化的创新实验
只有创新，试题才有魅力；也只有变化，才能永葆实验考核的活力．近年来，既定刻板的学生实验已经从高考物理实验题中淡出，取而代之的是学生尚未接触过的要通过解读物理原理的新颖实验(如应用性、设计性、专题性实验等)．创新的实验题可以使能力考核真正落到实处．
要点归纳
一、实验题的归纳与说明
归类实验内容说明
应
用
性
实
验1．游标卡尺的使用测量原理、使用方法；10分度、20分度、50分度的游标卡尺的读数等
2．螺旋测微器的使用构造、原理、使用方法、正确读数等
3．练习使用示波器面板上各个旋钮或开关的作用；调试方法；观察正弦波的波形等
4．传感器的简单应用光电转换和热电转换及其简单应用；光电计数的简单了解等
验
证
性
实
验5．验证力的平行四边形定则实验的等效思想；作图法等
6．验证动量守恒定律用平抛实验器进行实验；转化要验证的等效表达式；对暂态过程分阶段测量等
7．验证机械能守恒定律用自由落体进行验证；使用打点计时器和刻度尺等
测
量
性
实
验8．用单摆测定重力加速度使用刻度尺和秒表；实验操作要求等
9．用油膜法估测分子的大小溶液的配制；油膜面积的估算方法等
10．测定金属的电阻率使用刻度尺和螺旋测微器；电流表、电压表量程的选择；测量电路的选取与连接等
11．把电流表改装为电压表“半偏法”的设计思想与误差分析；计算分压电阻；改装表的校对与百分误差等
12．测定电源的电动势和内阻实验电路的选取与连接；作图法求解的方法等
13．测定玻璃的折射率用插针法测定；画光路图等
14．用双缝干涉测光的波长用双缝干涉仪进行实验；实验调节；分划板的使用等
研
究
性
实
验15．研究匀变速直线运动明确实验目的；使用打点计时器；用刻度尺测量、分析所打的纸带来计算加速度等
16．研究平抛物体的运动用平抛实验器进行实验；研究的目的和方法；描绘平抛轨迹；计算平抛物体的初速度等
17．用描迹法画出电场中平面上的等势线用恒定电流场模拟静电场；寻找等电势点的方法；描迹的方法等
18．描绘小电珠的伏安特性曲线使用电流表、电压表、滑动变阻器；电路的选取与连接；描绘U－I图象并分析曲线非线性的原因等
探
究
性
实
验19．探究弹力和弹簧伸长的关系实验设计的原理和方法；实验数据的记录与分析；实验结论的描述与表达形式等
20．用多用电表探索黑箱内的电学元件多用电表的使用与读数；探索的思路；测量过程中的分析与判断等
二、物理实验的基本思想方法
1．等效法
等效法是科学研究中常用的一种思维方法．对一些复杂问题采用等效法，可将其变换成理想的、简单的、已知规律的过程来处理，常使问题的解决得以简化．因此，等效法也是物理实验中常用的方法．如在“验证力的平行四边形定则”的实验中，要求用一个弹簧秤单独拉橡皮条时，要与用两个互成角度的弹簧秤同时拉橡皮条时产生的效果相同——使结点到达同一位置O，即要在合力与两分力等效的条件下，才能找出它们之间合成与分解时所遵循的关系——平行四边形定则．又如在“验证动量守恒定律”的实验中，用小球的水平位移代替小球的水平速度；在“验证牛顿第二定律”的实验中，通过调节木板的倾斜度使重力的分力抵消摩擦力而等效于物体不受摩擦力作用．还有，电学实验中电流表的改装、用替换法测电阻等，都是等效法的应用．
2．转换法
将某些不易显示、不易直接测量的物理量转化为易于显示、易于测量的物理量的方法称为转换法(间接测量法)．转换法是物理实验常用的方法．如：弹簧测力计是把力的大小转换为弹簧的伸长量；打点计时器是把流逝的时间转换成振针的周期性振动；电流表是利用电流在磁场中受力，把电流转化为指针的偏转角；用单摆测定重力加速度g是通过公式T＝2πLg把g的测量转换为T和L的测量，等等．
3．留迹法
留迹法是利用某些特殊的手段，把一些瞬间即逝的现象(如位置、轨迹等)记录下来，以便于此后对其进行仔细研究的一种方法．留迹法也是物理实验中常用的方法．如：用打点计时器打在纸带上的点迹记录小车的位移与时间之间的关系；用描迹法描绘平抛运动的轨迹；在“测定玻璃的折射率”的实验中，用大头针的插孔显示入射光线和出射光线的方位；在描绘电场中等势线的实验中，用探针通过复写纸在白纸上留下的痕迹记录等势点的位置等等，都是留迹法在实验中的应用．
4．累积法
累积法是把某些难以直接准确测量的微小量累积后测量，以提高测量的准确度的一种实验方法．如：在缺乏高精密度的测量仪器的情况下测细金属丝的直径，常把细金属丝绕在圆柱体上测若干匝的总长度，然后除以匝数就可求出细金属丝的直径；测一张薄纸的厚度时，常先测出若干页纸的总厚度，再除以被测页数即所求每页纸的厚度；在“用单摆测定重力加速度”的实验中，单摆周期的测定就是通过测单摆完成多次全振动的总时间除以全振动的次数，以减小个人反应时间造成的误差影响等．
5．模拟法
模拟法是一种间接实验方法，它是通过与原型相似的模型来说明原型的规律性的．模拟法在中学物理实验中的典型应用是“用描迹法画出电场中平面上的等势线”这一实验，由于直接描绘静电场的等势线很困难，而恒定电流的电场与静电场相似，所以用恒定电流的电场来模拟静电场，通过它来了解静电场中等势线的分布情况．
6．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．如在“验证牛顿第二定律”的实验中，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；最后综合得出加速度与质量、力的关系．
三、实验数据的处理方法
1．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地表示出有关物理量之间的关系，有助于找出物理量之间联系的规律性．
列表的要求：
(1)写明表的标题或加上必要的说明；
(2)必须交代清楚表中各符号所表示的物理量的意义，并写明单位；
(3)表中数据应是正确反映测量结果的有效数字．
2．平均值法
现行教材中只介绍了算术平均值，即把测定的数据相加求和，然后除以测量的次数．必须注意的是，求平均值时应该按测量仪器的精确度决定应保留的有效数字的位数．
3．图象法
图象法是物理实验中广泛应用的处理实验数据的方法．图象法的最大优点是直观、简便．在探索物理量之间的关系时，由图象可以直观地看出物理量之间的函数关系或变化趋势，由此建立经验公式．
作图的规则：
(1)作图一定要用坐标纸，坐标纸的大小要根据有效数字的位数和结果的需要来定；
(2)要标明轴名、单位，在轴上每隔一定的间距按有效数字的位数标明数值；
(3)图上的连线不一定通过所有的数据点，而应尽量使数据点合理地分布在线的两侧；
(4)作图时常通过选取适当的坐标轴使图线线性化，即“变曲为直”．
虽然图象法有许多优点，但在图纸上连线时有较大的主观任意性，另外连线的粗细、图纸的大小、图纸本身的均匀程度等，都对结果的准确性有影响．
四、实验误差的分析及减小误差的方法
中学物理中只要求初步了解绝对误差与相对误差、偶然误差与系统误差的概念，以及能定性地分析一些实验中产生系统误差的主要原因．
(1)绝对误差与相对误差
设某物理量的真实值为A0，测量值为A，则绝对误差为ΔA＝|A－A0|，相对误差为ΔAA0＝|A－A0|A0．
(2)偶然误差与系统误差
偶然误差是由于各种偶然因素对实验的影响而产生的．偶然误差具有随机性，有时偏大，有时偏小，所以可以通过多次测量求平均值的方法减小偶然误差．
系统误差是由于仪器本身不够精确，或实验方法粗略，或实验原理不完善而产生的．它的特点是使测量值总是偏大或总是偏小．所以，采用多次测量求平均值的方法不能减小系统误差．要减小系统误差，必须校准仪器，或改进实验方法，或设计在原理上更为完善的实验方案．
课本上的学生实验中就有不少减小实验系统误差的方法和措施．譬如，在“研究匀变速直线运动”的实验中，若使用电磁打点计时器测量，由于电磁打点计时器的振针与纸带之间有较大的且不连续、不均匀的阻力作用，会给加速度的测定带来较大的系统误差；若改用电火花计时器，就可以使这一阻力大为减小，从而减小加速度测定的系统误差．再如：在用伏安法测电阻时，为减小电阻测量的系统误差，就要根据待测电阻阻值的大小考虑是采用电流表的外接法还是内接法；在用半偏法测电流表的内阻时(如图7－1所示)，为减小测量的系统误差，就要使电源的电动势尽量大，使表满偏时限流电阻R比半偏时并联在电流表两端的电阻箱R′的阻值大得多．
图7－1
五、电学实验电路的基本结构及构思的一般程序
1．电学实验电路的基本结构
一个完整的电学实验电路往往包括测量电路与控制电路两部分．
测量电路：指体现实验原理和测量方法的那部分电路，通常由电表、被测元件、电阻箱等构成．
控制电路：指提供电能、控制和调节电流(电压)大小的那部分电路，通常由电源、开关、滑动变阻器等构成．
有些实验电路的测量电路与控制电路浑然一体，不存在明显的分界．如“测定电源的电动势和内阻”的实验电路．
2．实验电路构思的一般程序
(1)审题
①实验目的；
②给定器材的性能参数．
(2)电表的选择
根据被测电阻及给定电源的相关信息，如电源的电动势、被测电阻的阻值范围和额定电流等，估算出被测电阻的端电压及通过它的电流的最大值，以此为依据，选定量程适当的电表．
(3)测量电路的选择
根据所选定的电表以及被测电阻的情况，选择测量电路(估算法、试触法)．
(4)控制电路的选择
通常优先考虑限流式电路，但在下列三种情形下，应选择分压式电路：
①“限不住”电流，即给定的滑动变阻器阻值偏小，即使把阻值调至最大，电路中的电流也会超过最大允许值；
②给定的滑动变阻器的阻值R太小，即RRx，调节滑动变阻器时，对电流、电压的调节范围太小；
③实验要求电压的调节范围尽可能大，甚至表明要求使电压从零开始变化．
如描绘小电珠的伏安特性曲线、电压表的校对等实验，通常情况下都采用分压式电路．
(5)滑动变阻器的选择
根据所确定的控制电路可选定滑动变阻器．
①限流式电路对滑动变阻器的要求：
a．能“限住”电流，且保证不被烧坏；
b．阻值不宜太大或太小，有一定的调节空间，一般选择阻值与负载阻值相近的变阻器．
②分压式电路对滑动变阻器的要求：
电阻较小而额定电流较大，I额＞ER(R为变阻器的总电阻)．
3．电表的反常规用法
其实，电流表、电压表如果知道其内阻，它们的功能就不仅仅是测电流或电压．因此，如果知道电表的内阻，电流表、电压表就既可以测电流，也可以测电压，还可以作为定值电阻来用，即“一表三用”．
热点、重点、难点
一、应用性实验
1．所谓应用性实验，就是以熟悉和掌握实验仪器的具体使用及其在实验中的应用为目的的一类实验；或者用实验方法取得第一手资料，然后用物理概念、规律分析实验，并以解决实际问题为主要目的的实验．主要有：
①仪器的正确操作与使用，如打点计时器、电流表、电压表、多用电表、示波器等，在实验中能正确地使用它们是十分重要的(考核操作、观察能力)；
②物理知识的实际应用，如科技、交通、生产、生活、体育等诸多方面都有物理实验的具体应用问题．
2．应用性实验题一般分为上面两大类，解答时可从以下两方面入手．
(1)熟悉仪器并正确使用
实验仪器名目繁多，具体应用因题而异，所以，熟悉使用仪器是最基本的应用．如打点计时器的正确安装和使用，滑动变阻器在电路中起限流和分压作用的不同接法，多用电表测不同物理量的调试等，只有熟悉它们，才能正确使用它们．熟悉仪器，主要是了解仪器的结构、性能、量程、工作原理、使用方法、注意事项，如何排除故障、正确读数和调试，使用后如何保管等．
(2)理解实验原理
面对应用性实验题，我们一定要通过审题，迅速地理解其实验原理，这样才能将实际问题模型化，运用有关规律去研究它．
具体地说，应用性实验题的依托仍然是物理知识、实验的能力要求等．解答时不外乎抓住以下几点：①明确实验应该解决什么实际问题(分清力学、电学、光学等不同实际问题)；②明确实验原理与实际问题之间的关系(直接还是间接)；③明确是否仅用本实验能达到解决问题的目的，即是否还要联系其他物理知识，包括数学知识；④明确是否需要设计实验方案；⑤明确实际问题的最终结果．
●例1新式游标卡尺的刻度线看起来很“稀疏”，使读数显得清晰明了，便于使用者正确读取数据．通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度和50分度三种规格；新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：19mm等分成10份，39mm等分成20份，99mm等分成50份．图7－2就是一个“39mm等分成20份”的新式游标卡尺．
图7－2
(1)它的准确度是__________mm．
(2)用它测量某物体的厚度，示数如图6－1所示，正确的读数是__________cm．
【解析】(1)游标上20格对应的长度为39mm，即每格长为1.95mm，游标上每格比主尺上每两格小Δx＝0.05mm，故准确度为0.05mm．
(2)这种游标卡尺的读数方法为：主尺读数＋游标对准刻度×Δx＝3cm＋6×0.005cm＝3.030cm．
[答案](1)0.05(2)3.030
【点评】游标卡尺、螺旋测微器的使用在高考题中频繁出现．对游标卡尺的使用要特别注意以下两点：
①深刻理解它的原理：通过游标更准确地量出“0”刻度与左侧刻度之间的间距——游标对准刻度×Δx；
②读准有效数据．
●例2图7－3为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝300μA，内阻Rg＝100Ω，可变电阻R的最大值为10kΩ，电池的电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色．按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx＝________kΩ．若该欧姆表使用一段时间后，电池的电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比将__________(填“变大”、“变小”或“不变”)．
[2009年高考天津理综卷]
图7－3
[答案]红5变大
【点评】欧姆表的原理就是闭合电路的欧姆定律，可以作为结论的是：欧姆表正中央的刻度值等于欧姆表的内阻．
二、测量性实验Ⅰ
所谓测量性实验，就是以测量一些物理量的具体、准确数据为主要目的的一类实验，可用仪器、仪表直接读取数据，或者根据实验步骤按物理原理测定实验结果的具体数值．测量性实验又称测定性实验，如“用单摆测定重力加速度”、“用油膜法估测分子的大小”、“测定金属的电阻率”、“测定玻璃的折射率”等．
●例3如图7－3所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度．
图7－4
(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需________(填字母代号)中的器材．
A．直流电源、天平及砝码
B．直流电流、毫米刻度尺
C．交流电源、天平及砝码
D．交流电源、毫米刻度尺
(2)通过作图的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度．为使图线的斜率等于重力加速度，除作v－t图象外，还可作__________图象，其纵轴表示的是__________，横轴表示的是__________．
[2009年高考天津理综卷]
[答案](1)D(2)v22－h速度平方的二分之一重物下落的高度
【点评】①高中物理中讲述了许多种测量重力加速度的方法，如单摆法、自由落体法、滴水法、阿特伍德机法等．
②图象法是常用的处理数据的方法，其优点是直观、准确，还能容易地剔除错误的测量数据．
●例4现要测量电源B的电动势E及内阻r(E约为4.5V，r约为1.5Ω)，已有下列器材：量程为3V的理想电压表，量程为0.5A的电流表(具有一定内阻)，固定电阻R＝40Ω，滑动变阻器R′，开关S，导线若干．
(1)画出实验电路原理图．图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出．
(2)实验中，当电流表的示数为I1时，电压表的示数为U1；当电流表的示数为I2时，电压表的示数为U2．由此可求出，E＝__________，r＝__________．(用I1、I2、U1、U2及R表示)
【解析】本题是常规伏安法测电源的电动势和内阻实验的情境变式题，本题与课本上实验的区别是电源的电动势大于理想电压表的量程，但题目中提供的器材中有一个阻值不大的固定电阻，这就很容易把该情境变式题“迁移”到学过的实验上．把固定电阻接在电源的旁边，将其等效成电源的内阻即可(如图甲所示)，再把电压表跨接在它们的两侧．显然，“内阻增大，内电压便增大”，电压表所测量的外电压相应的减小，通过定量计算，符合实验测量的要求．这样，一个新的设计性实验又回归到课本实验上了．
甲
(1)实验电路原理图如图乙所示．
乙
(2)根据E＝U＋Ir，给定的电源B的电动势E及内阻r是一定的，I和U都随滑动变阻器R′的阻值的改变而改变，只要改变R′的阻值，即可测出两组I、U数据，列方程组得：
E＝U1＋I1(R＋r)
E＝U2＋I2(R＋r)
解得：E＝I1U2－I2U1I1－I2，r＝U2－U1I1－I2－R．
[答案](1)如图乙所示
(2)I1U2－I2U1I1－I2U2－U1I1－I2－R
【点评】本题所提供的理想电压表的量程小于被测电源的电动势，需要学生打破课本实验的思维定式，从方法上进行创新，运用所提供的器材创造性地进行实验设计．
三、测量性实验Ⅱ：“伏安法测电阻”规律汇总
纵观近几年的实验题，题目年年翻新，没有一个照搬课本中的实验，全是对原有实验的改造、改进，甚至创新，但题目涉及的基本知识和基本技能仍然立足于课本实验．
实验题作为考查实验能力的有效途径和重要手段，在高考试题中一直占有相当大的比重，而电学实验因其实验理论、步骤的完整性及与大学物理实验结合的紧密性，成了高考实验考查的重中之重，测量电阻成为高考考查的焦点．伏安法测电阻是测量电阻最基本的方法，常涉及电流表内外接法的选择与滑动变阻器限流、分压式的选择，前者是考虑减小系统误差，后者是考虑电路的安全及保证可读取的数据．另外，考题还常设置障碍让考生去克服，如没有电压表或没有电流表等，这就要求考生根据实验要求及提供的仪器，发挥思维迁移，将已学过的电学知识和实验方法灵活地运用到新情境中去．这样，就有效地考查了考生设计和完成实验的能力．
一、伏安法测电阻的基本原理
1．基本原理
伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律R＝UI，只要测出元件两端的电压和通过的电流，即可由欧姆定律计算出该元件的阻值．
2．测量电路的系统误差
(1)当Rx远大于RA或临界阻值RARVRx时，采用电流表内接(如图7－5所示)．采用电流表内接时，系统误差使得电阻的测量值大于真实值，即R测R真．
图7－5
(2)当Rx远小于RV或临界阻值RARVRx时，采用电流表外接(如图7－6所示)．采用电流表外接时，系统误差使得电阻的测量值小于真实值，即R测R真．
图7－6
3．控制电路的安全及偶然误差
根据电路中各元件的安全要求及电压调节的范围不同，滑动变阻器有限流接法与分压接法两种选择．
(1)滑动变阻器限流接法(如图7－7所示)．一般情况或没有特别说明的情况下，由于限流电路能耗较小，结构连接简单，应优先考虑限流连接方式．限流接法适合测量小电阻和与变阻器总电阻相比差不多或还小的电阻．
图7－7
(2)滑动变阻器分压接法(如图7－8所示)．当采用限流电路，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时，必须选用滑动变阻器的分压连接方式；当用电器的电阻远大于滑动变阻器的总电阻值，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组实验数据)时，必须选用滑动变阻器的分压接法；要求某部分电路的电压从零开始可连续变化时，必须选用滑动变阻器的分压连接方式．
图7－8
4．常见的测量电阻的方法
●例5从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表的内阻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．
(1)画出电路图，标明所用器材的代号．
(2)若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式r1＝______________________，式中各符号的意义是：________________________________________________．
【解析】根据所列仪器的特点，电流表的内阻已知，由此可采用两电流表并联．因为两电流表两端的电压相等，即可省去电压的测量，从而减小实验误差，由I2r2＝I1r1，得r1＝I2r2I1．
[答案](1)电路图如图所示
(2)I2r2I1I1、I2分别为、的示数
【点评】①分析题意可知需测量电流表的内阻，按常规方法应用伏安法，将电压表并联在待测电流表两端，但经分析可知即使该电流表满偏，其两端的电压也仅为0.4V，远小于量程10V．这恰恰就是本题设计考核学生应变能力的“陷阱”．
②此题也可理解为“将已知内阻的电流表当成电压表使用”，这实际也是伏安法的一种推广形式．
●例6有一根圆台状匀质合金棒如图7－9甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关．他进行了如下实验：
图7－9
(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L．图6－8乙中的游标卡尺(游标尺上有20个等分刻度)的读数L＝________cm．
(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图6－8丙所示(相关器材的参数已在图中标出)．该合金棒的电阻约为几个欧姆．图中有一处连接不当的导线是________．(用标注在导线旁的数字表示)
图7－9丙
(3)改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R＝6.72Ω．根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆台状合金棒的电阻分别为Rd＝13.3Ω、RD＝3.38Ω．他发现：在误差允许范围内，电阻R满足R2＝RdRD，由此推断该圆台状合金棒的电阻R＝________．(用ρ、L、d、D表述)
[2009年高考江苏物理卷]
【解析】(1)游标卡尺的读数，按步骤进行则不会出错．首先，确定游标卡尺的精度为20分度，即为0.05mm；然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数99.00mm，注意小数点后的有效数字要与精度一样；再从游标尺上找出对的最齐一根刻线，精度×格数＝0.05×8mm＝0.40mm；最后两者相加，根据题目单位要求换算为需要的数据，99.00mm＋0.40mm＝99.40mm＝9.940cm．
(2)本实验为测定一个几欧姆的电阻，在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流时，因为安培表的内阻较小，为了减小误差，应用安培表外接法，⑥线的连接使用的是安培表内接法．
(3)审题是关键，弄清题意也就能够找到解题的方法．根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为：
Rd＝13.3Ω，RD＝3.38Ω
即Rd＝ρLπd22，RD＝ρLπD22
而电阻R满足R2＝RdRD
将Rd、RD代入得：R＝4ρLπdD．
[答案](1)9.940(2)⑥(3)4ρLπdD
三、设计性实验
1．所谓设计性实验，就是根据实验目的，自主地运用掌握的物理知识、实验方法和技能，完成实验的各环节(实验目的、对象、原理、仪器选择、实验步骤、数据处理等)，拟定实验方案，分析实验现象，并在此基础上作出适当评价．
2．设计性实验的显著特点：相同的实验内容可设计不同的过程和方法，实验思维可另辟蹊径，如设计出与常见实验(书本曾经介绍过的实验)有所变化的实验．以控制实验条件达到实验目的而设计的实验问题，不受固有实验思维束缚，完全是一种源于书本、活于书本，且新颖的设计性实验．
●例7请完成以下两小题．
(1)某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：如图7－10甲所示，将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物．
图7－10甲
①为完成本实验，下述操作中必需的是________．
a．测量细绳的长度
b．测量橡皮筋的原长
c．测量悬挂重物后橡皮筋的长度
d．记录悬挂重物后结点O的位置
②钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是__________________．
(2)为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表：
照度(lx)0.20.40.60.81.01.2
电阻(kΩ)7540282320xx
①根据表中数据，请在给定的坐标系中(如图7－10乙所示)描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点．
图7－10乙
②如图7－10丙所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响)
图7－10丙
提供的器材如下：
光敏电阻RP(符号阻值见上表)；
直流电源E(电动势3V，内阻不计)；
定值电阻：R1＝10kΩ，R2＝20kΩ，R3＝40kΩ(限选其中之一并在图中标出)；
开关S及导线若干．[2009年高考山东理综卷]
[答案](1)①bcd②更换不同的小重物
(2)①光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图7－10丁所示．特点：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小．
②如图6－9戊所示
丁戊
图7－10
四、探究性实验
所谓探究性实验题，就是运用实验手段探索未知领域，尝试多种可能因素及其出现的结果，在此基础上，通过观察、探究、分析实验对象、事件的主要特征，认识研究对象的变化过程和变化条件，获取必要的可靠数据，依据实验结果客观地揭示事物的内在联系和本质规律，从而得出结论．中学实验中比较典型的探究性实验是电学中的黑箱问题．
●例8佛山市九江大桥撞船事故发生后，佛山交通部门加强了对佛山市内各种大桥的检测与维修，其中对西樵大桥实施了为期近一年的封闭施工，置换了大桥上所有的斜拉悬索．某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长50m、横截面积为400cm2的新悬索能承受的最大拉力．由于悬索很长，抗断拉力又很大，直接测量很困难，于是同学们取来了同种材料制成的样品进行实验探究．
由胡克定律可知，在弹性限度内，弹簧的弹力F与形变量x成正比，其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关．因而同学们猜想，悬索可能也遵循类似的规律．
(1)同学们准备像做“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验一样，先将样品竖直悬挂，再在其下端挂上不同重量的重物来完成本实验．但有同学说悬索的重力是不可忽略的，为了避免悬索所受重力对实验的影响，你认为可行的措施是：___________________________________．
(2)同学们通过游标卡尺测量样品的直径来测定其横截面积，某次测量的结果如图7－11所示，则该样品的直径为__________cm．
图7－11
(3)同学们经过充分的讨论，不断完善实验方案，最后测得实验数据如下．
①分析样品C的数据可知，其所受拉力F(单位：N)与伸长量x(单位：m)所遵循的函数关系式是________________．
②对比各样品的实验数据可知，悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比，其比例系数与悬索长度的________________成正比、与悬索的横截面积的________________成正比．
[答案](1)将悬索样品一端固定并水平放置在光滑水平面上，另一端连接轻绳绕过滑轮悬挂钩码
(2)0.830(3)①F＝2×106x②平方的倒数大小
【点评】本题考查学生对“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验的迁移能力、对游标卡尺的读数原理的掌握和从图表归纳所需信息的能力，还考查了学生的逻辑推理能力、运用数学知识解决物理问题的能力和实验探究能力．

高考物理知识网络复习物理实验教案

俗话说，磨刀不误砍柴工。高中教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃，帮助高中教师提前熟悉所教学的内容。那么怎么才能写出优秀的高中教案呢？下面是小编为大家整理的“高考物理知识网络复习物理实验教案”，但愿对您的学习工作带来帮助。

第十七章物理实验
物理高考实验命题的改革,成为物理高考改革的主课题，改革的力度不断强化。近几年高考实验考查的特点：一是以电学实验考查为主；二是重视对基本仪器使用的考查；三是注重对实验的思想、方法及原理理解的考查；四是注重联系实际的考查。近两年的高考实验题与以往相比，给人耳目一新的感觉。首先考题源于教材，不避陈题。但又不拘泥于教材中的19个学生分组实验，有些实验考题既不是学生实验也不是演示实验，而是在有关物理知识的基础上，演化成实验研究课题。但实验的核心——实验原理是学生在学习和实验中应知应会的。这要求我们更深层次地去分析、推理、探索和预见有关实验问题，这种试题的创新布局，特别突出了实验能力的考核。
第一节基本测量仪器的使用
【考点透析】
一、命题趋势走向
近年高考对基本测量仪器的考查形式主要以选择、填空、作图等分布，其考查的知识重点将是对仪器的读数、连线、选择与使用等。
二、理解和掌握的内容
高考需掌握的13种仪器：刻度尺、天平、弹簧秤、游标卡尺、螺旋测微器、秒表、电火花计时器（或电磁打点计时器）、温度计、电流表、电压表、多用电表、变阻器、电阻箱等。在有刻度的测量工具中，在使用前要进行调零，在使用时还要需注意一些事项，确保实验顺利进行，以免损坏仪器或影响准确程度。这些仪器中除变阻器和打点计时器外都需要读数，除游标卡尺、秒表、电阻箱外都需估读，估读的原则是一般估读到最小刻度的1/10。
要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量结果，有效数字——测量结果的准确数字加一位测量误差所在位数字，统称有效数字。
【例题精析】
1.两尺读数
例1.有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度。用它测量一工件的长度，如图1所示，图示的读数是_______毫米。
解析：这是一个20分度的游标卡尺，其精度为0.05mm。由放大图可看出游标零线所对应的主尺刻度为104mm，游标上第1条线与主尺上某条刻线对正。所以，工件长度=主尺刻度+精度×游标对齐刻度数（不估读）=104mm+0.05mm×1=104.05mm。
游标卡尺的读数一定要注意游标卡尺的精度，且最好用毫米作单位，以免出现差错。
例2．用螺旋测微器测量一段粗细均匀的金属丝的直径，示数如图2所示，读数是___________mm。
解析：从主尺上读出13.500mm，从螺套上读出0.350mm，再估读0.007mm，三者相加即读数13.857mm。
螺旋测微器的读数一定要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度是否已经露出。
2.机械秒表的读数
机械秒表有两根表针，长针是秒针，每转一圈是30s，最小分度是0.1s。位于表盘上部小圆圈里面的短针是分针，分针转一圈15min，每小格0.5min。因为机械表采用的是齿轮传动，指针不可能停留在两小格之间，所以不能估读出比0.1s更小的读数。
3.多用电表的使用
例3.某人用万用电表按正确步骤测量一电阻阻值,指针指示位置如图3,则这电阻值是____.如果要用这万用电表测量一个约200欧的电阻,为了使测量比较精确,选择开关应选的欧姆挡是___
解析：表针示数是12，档位是×100，故测得此电阻值为12×100=1.2KΩ。若测约200Ω的电阻，要使表针指在中间刻度附近，应选×10档位。
多用电表的读数取值，一般应取指针在表盘中央附近较为合理，从这一点出发去考虑选择档位。
欧姆表在使用前，首先是估计待测电阻的大小，选择合适的档位，然后调零，再进行测量。测量完毕，应将旋钮拨至“OFF”或“交流最高档”。
【能力提升】
1.下列关于打点计时器的说法中正确的是：
A.它是一种计时器材，可以用来直接测量时间；
B.它接入的电压越高，打出的点越快，即两点间的时间间隔越短；
C.组成它的部分之一——振动片必须是用软铁制成的；
D.打点记时器必须和纸带配合起来用才有意义。
2.下列哪些是使用弹簧秤时应注意的：
A.使用前必须先观察它的测量范围，不能使被测力超过其测量范围；
B.使用它之前还要观察它的最小刻度值，便于读数；
C.弹簧秤的指针不在零点，必须进行调整到零刻线上；
D.力的作用线必须在它的中轴线上；
3.使用温度计时应注意的事项有：
A.不要使被测物的温度超过它的测量范围；
B.测量液体或气体温度时，不要使它们脱离温度计的玻璃泡；
C.读数时，待温度计中的液柱停止不动时才读数；
D.为方便，读数时，可把温度计从被测物体中拿出来。
4.精确度为0.1mm的游标卡尺，游标尺刻度总长为9mm，当其最末一个刻度线与主尺的44mm的刻度线对齐时，则游标尺的第五条刻度线所对应的主尺刻度应为（）
A.35.0mmB.39.5mmC.43.3mmD.35.4mm
5.已知游标卡尺的主尺最小分度是1mm，游标尺上有10个小的等分刻度，它们的总长等于9mm，用这游标卡尺测得物体长度为2.37cm，这时游标尺上的第条刻度线与主尺的mm刻度对齐。
6.如图4所示，是A、B两把卡尺的游标位置，A尺的狭缝宽度是mm，B尺的狭缝宽度是mm。
7.读出图5所示仪器指示的数值：
（1）天平；（2）螺旋测微器（3）弹簧秤
（4）秒表
8.读出如图7所示各仪器的测量数据：温度计读数为气压计读数为
电压表读数为电流表读数为______万用表读数为_____________
图7
9.有两个伏特表由完全相同的电流表改装而成，第一只伏特表的量程U1=5V，第二只伏特表的量程U2=15V。为了测量15～20V的电压，将两电压表串联使用。关于两伏特表的示数和指针的偏转角，下列那些说法正确：
A.两伏特表的示数相同；B.两伏特表指针的偏转角相同；
C.两伏特表的示数之比1：3；D.两伏特表指针的偏转角之比为1：3
10.用欧姆挡刻度盘如图8所示的万用表，检验两个电阻的阻值。已知它们的阻值分别为R1=60Ω，R2=420KΩ。下面提出了测量过程中一系列可能的操作，请你选出能尽可能准确地测量各阻值和符合万用表安全使用规则的各项操作。并且将它们按合理的顺序填写在后面的横线上：
A.把选择开头扳到欧姆挡×1K；
B.把选择开关扳到欧姆×100；
C.把选择开关扳到欧姆×10；
D.把选择开关扳到欧姆×1；
E.把选择开关扳到交流电压挡×1000；
F.将两表笔分别接到R1两端，读出R1的阻值，随后即断开；
G.将两表笔分别接到R2两端，读出R2的阻值，随后即断开；
H.两表笔短接，调节调零旋钮，使表针对准欧姆挡刻度盘上的0，随后即断开。
所选操作及顺序为(用字母代号填写)_______。(操作总数应视实际需要而定)
11.一位学生使用万用表测电阻，他在实验中有违反使用规则之处，其主要实验步骤如下：
A.把选择开关扳到×1K的欧姆挡上；
B.把表笔插入测试笔插孔中，先把两根表笔相接触旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；
C.把两根表笔分别与某一待测电阻的两端接触，发现这时指针偏转较小。(相对电阻刻度的零刻线)；
D.换用×100的欧姆挡上，发现这时指针偏转适中，随即记下欧姆数值；E.把表笔从测试笔插孔中拨出后，把万用表放回桌上原处，实验完毕。
这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其它元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆。
这个学生在实验中违反了使用规则的地方是：_____；
______。
12.电表在运输过程中，一般要把正负接线柱用导线连接起来，这是为什么？

第二节观察、研究型实验
[考点透析]
一、命题趋势走向
观察、研究型实验的演示实验较多，实验本身又比较简单，不可能有较难、较繁的命题。但作为对物理实验素养的考查，会有题目出现在选择题中。
二、理解和掌握的内容
1.研究类实验也称为探索性实验，它往往不一定知道某一物理规律的具体内容，要通过模拟物理过程，揭示物理量间的关系，总结、归纳出物理规律。故在设计实验过程时，要清楚通过哪些物理量的测量或观察、如何选择实验器材构造物理装置进行实验、注意哪些问题等。
2.研究类实验主要有：研究平抛物体的运动、用描迹法描绘电场中等势线、描绘小灯泡的伏安特性曲线、用多用电表探索黑箱内的电学元件、练习使用示波器、传感器的简单应用等。一些其它类的实验也可转化为研究类实验，如：研究加速度与力、质量的关系。
3.演示实验主要是定性观察现象，目的是通过观察实验中出现的现象，明白现象的原因和规律。因此，应在掌握相关规律的同时，着力理解实验目的、保证实验条件、观察分析现象，以达到对概念和规律的理解。
[例题精析]
例1.在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图1中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为V0＝______(用l、g表示),其值是。(取g=9.8米/秒2)
解析：由图示可知，小球在水平方向上作匀速运动。在竖直方向作自由落体运动。△y=gt2，即l=gt2，又2l=V0t所以V0=2（gl）1/2
代入l、g值得：V0=0.70m/s
说明：a点不是抛出点，如果是抛出点，则在相等的相邻时间内竖直方向的位移之比为1：3：5，而不是现在的1：2：3。抛出点在a点的左上方某个位置。
例2.试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射速度的实验方法。提供实验器材:弹射器(含弹丸，见图2);铁架台(带夹具);米尺。
（1)画出实验示意图；（2）在安置弹射器时应注意
（3）实验中应该测量的物理量是_____(在图中标出)
（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）计算公式是____________________
解析：根据研究平抛运动的实验及平抛运动的原理，可知使弹丸做平抛运动，通过测量下落高度可求出时间，再测出水平位移可求出其平抛的初速度。故：
①实验示意图如图3所示。
②弹射器必须保持水平，以保证弹丸初速度沿水平方向。
③应测出弹丸下降的高度y=AB和水平射程x=BC
④在不改变高度y的条件下进行多次实验测量水平射程x，求平均值以减小误差。
说明：此题是一设计性实验，要求在理解平抛运动的特点的基础上，想象出题目给定器材的用途。要求思维灵活，对平抛运动的知识考查很深刻。
[能力提升]
1.在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中，在下列所给出的器材中，应该选用的是____(用器材前的字母表示)。
(A)6伏的交流电源
(B)6伏的直流电源
(C)100伏的直流电源
(D)量程0～0.5伏，零刻度在刻度盘中央的电压表
(E)量程0～300微安，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____、____、____。在实验中，按下电键，接通电路。若一个探针与基准点O接触，另一探针已分别在基准点O的两侧找到了实验所需要的两点a、b(如图4)，则当此探针与a点接触时，电表的指针应____(填“左偏”、“指零”或“右偏”)；当此探针与b点接触时，电表的指针应____(填“左偏”、“指零”或“右偏”)。
2.在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期T，即可求得电感L。为了提高测量精度，需多次改变C值并侧得相应的T值。现将侧得的六组数据标示在以C为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上，即图5中用“×”表示的点。
（1）T、L、C的关系为_____。
（2）根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线。
（3）求得的L值是_____。
3.某同学利用热敏元件和高压锅研究了该锅内水的沸点与压强的关系，所得的数据如下表所示。测得一个24cm高压锅的限压阀的质量为0.08Kg，排气孔的内径为3mm。如果用它煮水消毒，则锅内的最大压强可达Pa，这个高压锅内最高温度大约是0C（当时的大气压为1.03×105Pa，g=10m/s2）
T/0C9095100105110112114116118120xx2
P/KPa6684103123143151159167175183191
4.如图6是某同学利用多用电表探测三端黑箱内的电学元件的示意图。该同学利用欧姆档的红、黑表笔分别接触各接线柱，测试结果如下表所示。已知该黑箱内仅由两个定值电阻和一个理想二极管组成，试画出该黑箱内电学元件的连接方式，并完成该表所留的空格。
表笔位置A黑
B红B黑
A红A黑
C红C黑
A红B黑
C红C黑
B红
阻值示数/Ω240600400

5.如图7是一盒子，里面装有由导线和几个阻值相同的电阻组成的电路，盒外有接线柱1、2、3、4，已知1、2间有电阻是1、3间电阻的1.5倍，是2、4间电阻的3倍，而3、4间没有明显电阻，欲使盒内所含电阻数量最少，请画出盒内的电路图。
6.如图8是某同学《研究闭合电路欧姆定律》用的可调内阻原电池示意图，图9为该电池剖面图及实验时的外电路，其中A为锌片、B为铜片，则：
（1）电源的正极为电源的负极为
（2）当只改变下列相应条件时，则对该实验存在的正确说法是：
A.当变阻器的滑片向右滑动时，电压表V1的示数减小，电压表V2的示数增大
B.若用打气装置往电池内打气，电压表V1的示数减小，电压表V2的示数增大
C.向电池内打气可以改变电池的内阻，其原因是打入气体后改变了电解液的截面积
D.电压表V1的正极与B接线柱相连，电压表V2的正极应与C接线柱相连
7.在使用示波器的实验中某同学欲按要求先在荧光屏上调出亮斑，为此，他进行了如下操作：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。然后打开电源开关（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，他应再调节下列哪个旋钮才有可以在屏上出现亮斑？
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
8.如图10为示波器面板，图11为一信号源。
（1）若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形，应将信号源的a端与示波器面板上的接线柱相连，b端与接线柱相连。
（2）若示波器所显示的输入波形在显示屏下边中央部位，要将波形上移，应调节面板上的旋钮；要将此波形横向展宽应调节旋钮；要使屏上能够显示3个完整的波形，应调节旋钮。
9.发光二极管是电器、仪器上作指示灯用的电子元件，正常使用时带“+”号的一端要与电源正极相连，电流从元件带“+”号的一端流入。现要求用实验测出该元件两端的电压U和通过的电流I，并据此描绘出U——I图。
（1）画出实验电路图（要求二极管两端电压能在0～2.5V间变化）
（2）实验测得发光二极管U——I图象如图12所示，若发光二极管的正常工作电压为2.0V，而电源是由内阻不计、电动势均为1.5V的两节干电池串联而成，则应该串一个大小为Ω的电阻才能使发光二极管正常工作。

第三节验证型实验
【考点透析】
一、命题趋势走向
验证型实验是在演示实验的基础上，人为地创造条件，让学生通过自己动手，感知定律的正确性而进行的学生分组实验。包括验证力的平行四边形定则、验证动量守恒定律、验证机械能守恒定律等。
在近年的高考中，有趋势将上面的验证性实验迁移到验证其它规律的迹象。
二、理解和掌握的内容
1.原理：实验所验证的都是物理规律，其物理规律就是这个实验的原理。
2.方法：在清楚实验所验证的物理规律的基础上，要知道规律的数学表达式，测出式中涉及到的相关量，把验证类的实验转化成测量类实验。
3.数据处理：把测得的实验数据代入到相关表达式中，进行验证
【例题精析】
例1.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5牛、最小刻度为0.1牛的弹簧测力计。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1所示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出。
(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为____牛和____牛。(只须读到0.1牛)
(2)在本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。
解析：本题考查弹簧秤的读数、力的图示、平行四边形定则等方面的基本的实验素质：按要求准确读数（包括有效数字）、准确做出力的图示（包括合理选取标度、箭头和刻度等）。在图2中，每小格代表0.5N，将保证力的图示较准确，若每小格代表1N，则2.5N的力表达上容易造成误差。
例2.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50赫。查得当地的重力加速度g＝9.80米/秒2。测得所用的重物的质量为1.00千克。实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作0，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，可知重物由点O运动到C点，重力势能的减少量等于____焦，动能的增加量等于____焦(取3位有效数字)。
解析：从O点到C点势能减少量为7.62J。利用匀变速直线运动在一段时间内的平均速度等于中间时刻的速度有Vc=BD/2T。动能的增量△EK=mVc2/2=7.58J。
本实验验证的结果应是：重力势能减小量略大于动能的增加量，其原因是有摩擦力存在。

【能力提升】

1.在互成角度的两个力的合成实验中，有下列三个重要的步骤：
A.在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线用两个弹簧秤向两个方向互成角度的同时拉橡皮条，使它的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点的位置和两个弹簧秤的示数F1、F2；
B.在白纸上根据F1、F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F；
C.只用一个弹簧秤通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与用两弹簧秤拉时相同，记下此时弹簧秤的读数F′和细线的方向。
以上三个步骤中都有疏漏或错误，请给予更正。

2.利用重锤下落验证机械能守恒定律时，下列说法中正确的是：
A.应该用天平测出重锤的质量；
B.选择的纸带只要点迹清晰即可；
C.在操作时，一定要先通电后放纸带；
D.当地的重力加速度必须已知，否则无法计算重力势能。
3.利用重锤下落验证机械能守恒定律时，下列说法中正确的是：
A.应该用天平测出重锤的质量；
B.选择的纸带只要点迹清晰即可；
C.在操作时，一定要先通电后放纸带；
D.当地的重力加速度必须已知，否则无法计算重力势能。

4.用一测力计水平拉一端固定的弹簧，用来测量弹簧的劲度系数k，测出的拉力F与弹簧长度L之间的数据关系如下表：
⑴在图4中的坐标中作出此弹簧的F—L图象；
⑵图象与L轴的交点表示，其值为；
⑶此弹簧的劲度系数为。
5.用平板、小车及打点记时器等装置能否验证动量守恒定律？要求是粘有橡皮泥的两个小车碰撞。还需要哪些器材？测量哪些量？
6.某同学用图5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由静止开始滚下，落在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由静止开始滚下和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。图中O点是水平槽末端R在记录纸上垂直投影点。B球落点痕迹如图6所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在平面，米尺的零点于O点对齐。
（1）碰撞后B球的水平射程应取cm。
（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？

第四节测量型实验
[考点透析]
一、命题趋势走向
测量型实验是运用较准确的测量仪器，较完善的测量原理，来实现物理量的测定。包括：测定匀变速运动的加速度、用单摆测重力加速度、用油膜法估测测分子的大小、测定金属材料的电阻率、伏安法测电源电动势和内电阻、测定玻璃的折射率和用双缝干涉测光的波长。可以预计，在今后的高考中测量型实验的力学部分命题思路不会有太大的变化，新题型仍以电学实验为主。
二、理解和掌握的内容
1.原理：所测物理量相关公式或物理规律即是它的实验原理，但公式或规律中除被测物理量外，必须是可直接测量的物理量或再间接测量的物理量。
2.构造测量相关量所需的器材及其相应的装置。如组装单摆，画电路图、连接电路等。注意：在组装装置时，要使实验能顺利完成。如电路的选择。
3.过程设计：实验过程的安排要科学合理，过程混乱可能造成测量困难或测量错误。要注意初状态的设置，如电表的调零、电路开关断开等。
4.测量读数：注意各种测量工具的读数方法、估读等。
5.数据处理：一般用列表法、做图法、计算求平均值法，测量类实验一般用计算求平均值法。
注意：求平均值时，不要把一些过程的变量平均，可平均过程常量或最后结果。如测电阻率时，固定导体的长度、截面直径可平均，而测量几次的电压和电流不能平均。
6.纸带数据的测量和计算：
①某点的即时速度：根据匀变速直线运动的物体某段时间内的平均速度等于该时间中间时刻的平均速度,即Vn=(Sn+Sn+1)/2T。
②纸带的加速度a=ΔS/T2，其中ΔS为连续相等时间内的位移差。
注意：当纸带的速度较小时，常采用五个点为一个计数点，此时两计数点的时间间隔为5T。
[例题精析]
例1.用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻Rx(约100)；直流电流表(量程0～10mA，内阻50)；直流电压表(量程0～3V，内阻5k)；直流电源(输出电压3V，内阻不计)，滑动变阻器(阻值范围0～15，允许最大电流1A)；电键一个，导线若干条。根据器材的规格和实验要求作出实验电路图。
解析：如果将滑动变阻器采用限流式连结，电路中最小电流Imin=3/(15+50+100)=18mA，仍大于直流电流表的量程，所以滑动变阻器应采用分压式连接。
电流表的内外接法可采用比较法：Rx/RV=100/5000=1/50；Rx/RA=100/50=2
由于外接法误差来源于伏特表分流，内接法误差来源于电流表分压，所以电流表应采用外接法，实验电路如图1所示。
例2.某电压表的内阻在20k和50k之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可供选用的器材，待测电压表V（量程3V）；电流表A1(量程200A)；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1k)；电源E（4Ｖ）；电键S；导线若干。
(1)所提供的电流表中应选用_________（填写字母代号）
(2)实验要求多测几组数据，尽量减小误差，请画出实验电路图。
解析：依公式R=U/I可以求出电压表的内阻。
因为电路中最大电流值Imax=E/RV=0.2mA(将RV=20KΩ代入)所以电流表应选A1。
又∵滑线变阻器阻值远小于电压表电阻，并要求多测几组数据
∴变阻器采用分压器电路，如图2所示。滑动头初位应有最小分压值。
总结：伏安法测电阻的一般思路：
（1）选择器材
应考虑三个方面因素：
①精确性——尽量选择精度高（最小刻度值小）的仪器，电压表、电流表在使用时指针应偏转到满刻度的2/3以上；
②方便性——选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节，滑动变阻器调节时应用到大部分电阻线，否则不便于调节；
③安全性——通过电源和电阻的电流不能超过其允许的最大电流，电表不能超量程。
（2）选择电路
①测量电路的选择
测量电路有两种方法：电流表内接法和外接法
（a）直接比较：当Rx≥RA用内接法，当Rx≤RV用外接法。
（b）临界计算：当内、外解法相对误差相等时，有，所以（RA≤RV）为临界值。当（即Rx为大电阻）用内接法；当（即Rx为小电阻）用外接法。
（c）测试判断法：如图3所示，将S分别接触a点和b点，若看到电流表读数变化较大，说明电压表分流影响较大，应该选用内接法；若看到电压表读数变化较大，说明电流表分压影响较大，应该选用外接法。
②供电电路的选择
（a）待测电阻的阻值远大于变阻器的总电阻时，用分压电路
（b）要求待测电阻上的电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，用分压电路
（c）用限流电路时，电表示数超过量程时，用分压电路
（3）实物连接：注意导线的连接点都画在接线柱上（导线中间不应有分叉及交叉），电表量程、正负极是否恰当等。
例3.为测定一个6V、3W的小电珠在不同电压下的功率，所需的实验器材如有直流电流表(量程0－0.6A，0－3A)；直流电压表(量程0－3V，0－15V)；滑动变阻器阻值为10。还有直流电源，电键和若干导线。已知电流表内阻可以不计。测量时要求电珠两端电压从0Ｖ开始连续调节，测得多组数据，请按要求画出电路图，并标明电流表和电压表使用量程。
解析：由于实验要求电珠两端电压从0伏开始连续调节，显然只能采用分压式电路。又由于电流表内阻可以忽略，所以与电珠相连的测量电路应采用电流表的内接法。这样可以画出电路图如图3所示。因为电珠最大电压为6V，应选电压表15V档。又电珠6V时功率为3W，则其最大电流为0.5A，故电流表选0.6A档。
[能力提升]
1.某同学在测玻璃砖的折射率的实验中，采用了如图5所示方法：以P1P2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，用刻度尺测得数据如图5所示，则此玻璃的折射率为。

2.某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃砖的折射率时，先在白纸上作一与圆形玻璃相同的圆，圆心为O，将玻璃砖平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合。在玻璃砖的一侧插两根大头针P1、P2，在另一侧再先后插两根大头针P3、P4，从另一侧隔着玻璃砖观察大头针好象在一条直线上，移去玻璃砖后如图（5）所示。试画出沿P1、P2连线方向的入射光线通过圆形玻璃后的传播方向和在玻璃中的传播方向，写出计算玻璃折射率的表达式。

3.在测量电池电动势和内电阻时，若有两只电压表V1、V2量程相同，内阻分别为RV1、RV2，且RV1＞RV2；两只电流表A1、A2量程相同，内阻分别为RA1、RA2。且RA1＞RA2，在该实验中，为了使E、r的测量值精确些，选择的电表可以是()
A.V1与A1B.V1与A2C.V2与A1D.V2与A2
4.在用电压表和电流表测量两节干电池串联的电动势和内电阻时，除备用被测电池、导线和开关外，还备用下列器材可供选择：
A.电流表（0—0.6A）；B.电流表（0—3A）；C.电压表（0—3V）；D.电压表（0—15V）；
E.滑动变阻器（0—20Ω、2A）；F.滑动变阻器（0—1750Ω、0.3A）。
①应选用的器材是；
②一个学生用以上所选择的器材测得如上表所示的数据，在坐标系上做出U—I图象，并从图7中可得电源电动势为，内电阻为。

5.有两只电压表A、B，量程已知，内阻未知；另有一干电池，它的电阻不能忽略，但不知等于多少；只用这两只电压表、开关和一些导线，通过测量计算出这个电池的电动势，电池的电动势不超过电压表的量程。
①画出实验的电路图；
②用测得量导出电动势的表达式。
③若用两只电流表可以吗？
6.在实验室要测量小灯泡的伏安特性，要求加在灯泡上的电压从零开始。备有的器材：电压表、电流表、电池、开关、滑动变阻器、导线若干。
⑴试画出实验电路图；⑵实验测得的数据如图8所示，根据表中的数据做出小灯泡的伏安特性曲线；⑶该图象不是一条直线的原因是。
7.在如图（9）所示的电路中，不计电表内阻的影响，改变变阻器滑片的位置，得到电压表V1、V2的示数随电流表A的示数的变化关系的图象；其中表示电压表V1的示数与电流表示数的变化关系的图象是；由图象可求出电池的内阻是。
8.欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
A.电池组(3V，内阻1)；
B.电流表(0～3A，内阻0.0125)；
C.电流表(0～0.6A，内阻0.125)；
D.电压表(0～3V，内阻3k)；
E.电压表(0～15V，内阻15k)；
F.滑动变阻器(0～20，额定电流1A)；
G.滑动变阻器(0～2000，额定电流0.3A)；
H.电键、导线。
(1)上述器材中应选用的是_____________。（填写各器材的字母代号）
(2)实验电路应采用电流表__________接法。(填“内”或“外”)
(3)设实验中，电流表、电压表的某组示数如图10所示，图示中Ｉ＝___A，U＝______V。
(4)为使通过待测金属导线的电流强度能在0～0.5A范围内改变，请按要求画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图，然后根据你设计的原理电路将图11中给定的器材连成实验电路。

9.为测一个量程0～3.0v内阻约为数千欧的直流电压表内阻，采用电流表，电压表串联接入电路，实验器材如下：
A.待测电压表(0～3v数千欧)
B.直流电流表(0～0.6A约0.2)
C.直流电流表(0～100mA约2)
D.直流电流表(0～10mA约50)
E.滑动变阻器(0～50，允许最大电流0.5A)；F.电键、导线
G.直流电源(输出电压6v内阻不计)
(1)实验中测出电压表内阻的计算式是RV＝_______，需测物理量分别由____和_____读出(写代号)；
(2)在实物图12上连线。

10.一待测电阻阻值在100～200之间，额定功率为0.25W，现用伏安法测量它的电阻。可供选择的器材有：（）
A.电流表(量程50mA、内阻20)；
B.电流表(量程3mA、内阻0.01)；
C.电压表(量程5V、内阻10k)；
D.滑动变阻器(阻值范围0～20、额定电流2A)；
E.电池组(电动势12V、电阻不计)；
F.电键1只、导线若干；
则适用的器材应选（填字母代号），并画出测量用的实验原理图。

11.图1为测量电阻的电路，Rx为待测电阻，R的阻值己知，R‘为保护电阻，阻值未知。电源E的电动势未知，K1、K2均为单刀双掷开关。A为申流表，其内阻不计
(1)按图13所示的电路，在图14的实物图上连线
(2)测量Rx的步骤为：将K2向d闭合，K1向__________闭合，记下电流表读数I1，再将K2向c闭合，K1向_______闭合，记电流表读数I2。计算Rx的公式是Rx=__________
12、实验室中现有器材如实物图16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0.2Ω；
电流表A2，量程300mA，内阻r2约5Ω；
电流表A3，量程250mA，内阻r3约5Ω；
电阻箱R1，最大值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω；
滑动变阻器R2，最大阻值100Ω；开关S，导线若干。
要求用图15所示的电路测定图中电流表A的内阻。
（1）在所给的三个电流表中，那几个可用此电路精确测出其内阻？
（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。
13、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，有尽可能高的精度，并能测得多组数据。
器材（代号）规格
电流表（A1）量程10mA，内阻r1，待测（约40Ω）
电流表（A2）量程500μA，内阻r1=750Ω
电压表（V）量程10V，内阻r3=10KΩ
电阻（R1）阻值约100Ω，作保护电阻用
滑动变阻器（R2）总阻值约50Ω
电池（E）电动势1.5V，内阻很小
开关（K）
导线若干
（1）画出电路图，标明所用器材的代号
（2）若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式为，式中符号的意义是。
14、用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括：
A.白炽灯，
B.单缝片，
C.光屏，
D.双缝，
E.滤光片，(其中双缝和光屏连在遮光筒上)
（1）把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A、(A已写好)
（2）正确调节后，在屏上观察到红光干涉条纹，用测量头测出10条红光亮条纹的距离为a；改用绿光滤光片，其他条件不变。用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b。则一定有大于。

15.在做《用油膜法估测分子大小》的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL。用注射器测得1mL上述溶液为75滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图17所示。坐标中正方形的边长为1cm，则有：油酸膜的面积是cm2，该油酸分子的直径估算为m。

第五节设计型实验
[考点透析]
一、命题趋势走向
在理科综合考试的说明中，明确地把“设计和完成实验的能力”作为一个目标，在上海的高考试题中，设计型实验具有很好的测试效果，全国的高考试题中对实验的考查也在逐步转向设计型的实验，它必将是今后高考物理实验命题的热点。
二、理解和掌握的内容
知道中学物理中常用的物理实验思想、方法，并能应用它进行实验设计。
[例题精析]
1.中学物理实验的主要方法：
⑴比较法：通过对一些物理现象或物理量的比较，达到异中求同和同中求异的目的。如用天平测量质量要比用弹簧秤测量（重力求出质量）准确。
⑵替代法：用一个标准的已知量代替被测量，调整此标准，使整个测量系统恢复到替代前的状态，则被测量等于标准量。如用电阻箱代替被测电阻。
⑶放大法：把被测物理量按一定规律放大后再进行测量的方法。常用的有累积放大法，即在测量比较小的物理量时，累积后再测量，可减小误差；机械放大法，如螺旋测微器就是利用机械放大进行测量微小物体的长度，提高测量精度；光学放大法，把微小的效应用光学放大，如卡文迪许实验和微小形变实验的光学放大等。
⑷转换法：将不易测量的量转换为另一种易测的量进行测量的方法。
⑸等效法：如碰撞实验中用水平位移等效于水平速度；验证牛顿第二定律中的平衡替代前的状态，则被测量等于标准量。如用电阻箱代替被测电阻。
⑹控制变量法：在有多因素影响的实验中，可先控制一些量不变，依次研究另一些因素的影响。如验证牛顿第二定律和验证欧姆定律实验。
另外还有留迹法、模拟法、补偿法等。
2.实验设计方法：一般分根据实验要求和实验器材选择实验方案、方法。
方案选择的原则是：
①正确性：即实验方案所依据的原理要简明、正确；
②可靠性：即实验的方案的实施要安全可靠，不会对仪器即人身造成危害；
③简便性：即在保证实验正常进行的前提下，便于操作、便于读数、便于数据处理;
④精确性：即对各种可能的实验方案进行初步的误差分析，尽可能选用实验精度高的方案。
3.实验器材的选择：要根据题设条件和实验要求选择，另外要尽可能减小实验误差。

例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（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。实验中应记录的数据是计算动摩擦因数的公式是μ=
为了减少测量的误差，可采用的办法是
解析：本题设计原理是利用滑块在斜面上做匀加速运动时加速度为：
a=gsinθ—μgcosθ
从而有：μ=tgθ—a/gsinθ
因此必须知道tgθ、sinθ、和加速度a。
因为tgθ=h/d,sinθ=h/L所以需用米尺测L,d,h。而加速度a=2L/t2因此还需用秒表测滑块从静止开始下滑至底端的时间t。从而得μ=h/d—2L2/gdt2
为减少测量误差需多次测量求平均值。
例2.如图2所示，P是一根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的大陶瓷管。(其长度L为50厘米左右，直径D为10厘米左右)，镀膜材料的电阻率ρ已知，管的两端有导电箍MN。现给你米尺，伏特计V，安培计A，电源E，滑动变阻器R，电键K和若干导线。请设计一个测定膜层厚度d的实验方案。
(1)实验中应测定的物理量是：
(2)在图3中用连线代替导线，连接测量电路实物图。
(3)计算膜层厚度的公式是：
解析：利用所学过的物理知识巧测很薄的物件的厚度，这是一道很能体现理论联系实际的好试题。学生不难根据对进行实验所需掌握的相关知识的理解和记忆，知道是利用欧姆定律，即R=U/I=ρL/S
困难在于找出厚度d与截面积S有何关系？能否仅凭题给的看似不足的已知条件正确地表示出S，就看学生等值转换的创造能力的高低了。
实际上我们可以把这根管形空心导体的环形截面等效成一个矩形截面，其长为环的周长πD。由于膜很薄，故πD与平均周长π（D-d/2）相差甚微。因此它的截面积S=πDd
解得d=LρI/πDU
实验中应测定的物理量是L,D,U,I。
电路实物连接如图4所示，(因条件不明确，测量电路安培表内接、外接均可。控制电路没有特别要求时，可用限流接法。)
[能力提升]
1.给你一架天平和一只秒表，如何有实验来估测用手急速竖直上抛小球时，手对小球做的功？要求写出测量哪些量、如何测量，并写出计算时所需的关系式。
2.有一只电压表，量程已知，内阻为RV，另有一电动势未知但不超过电压表量程、内阻不计的电池。用这只电压表和电池，再有一些导线和开关，设计测量某一高值电阻Rx（和RV差不多）的实验方法。要求画出实验电路图，说明测量步骤、需记录的实验数据，被测电阻Rx的计算式。

3.实验室内备有下列器材：A.长度为1米的刻度尺；B.游标卡尺；C.秒表；D.打点记时器；E.频率为50Hz的电压交流电源；F.铁架台；G.天平；H.低压直流电源；I.重锤。用其中的什么器材如何测量重力加速度？

4.有下列器材：长30厘米的毫米刻度尺；内径为2—3毫米的粗细均匀的直玻璃管，内有一段长约8—10厘米的水银柱封闭一段长约12—15厘米的空气柱；量角器；温度计；带有重垂线的铁架台。
要求用上述器材，测出实验室内大气压强。试设计一个实验方案并简要说明设计思想和需要测量的物理量。

5.如图5所示的电路测定未知电阻Rx的值。图中电源电动势未知，内阻与电流表内阻均可忽略不计，R为电阻箱。
⑴若要测量Rx的值，R至少需要取个不同的数值；⑵若电流表每个分度表示的电流值未知，但指针偏转角度与通过的电流成正比，则在用此电路测量Rx时，R至少需要取个不同的数值；
⑶若电源内阻不能忽略，能否用此电路来测量Rx？

6.用实验室提供的下列器材：小磁钢球（质量为m），小铜球，相同的细线两条，铁架台，铁板，用这些器材如何测量小磁钢球与铁板距离为d时，它们之间的磁力的近似值。
⑴简要说明实验的设计思想；
⑵简要说明测量的重要步骤与测量的物理量；
⑶用已知量和测量量表示磁力的计算式是。

7.用平板、小车及打点记时器等装置能否验证动量守恒定律？要求是粘有橡皮泥的两个小车碰撞。还需要哪些器材？测量哪些量？

8.“伏安法”测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，使得测量结果总存在误差，而按图6所示电路进行测量，则由电压表、电流表内阻所造成的误差可消除。
（1）请你简要写出还未完成的主要操作步骤，并用字母表达出相应的测量值。
①闭合电键S1，电键S2接2，调节RP和RP’，使电压表读数接近满量程，读出电压表和电流表读数I2、V2。
②保持RP不变，。
（2）请你推导出待测电阻R的表达式。
（3）用线把实物图7按电路图连成测量电路。

第十七章物理实验
专题一1.CD2.ABCD3.ABC4.B5.7；30.6.21.60.77.(1)15.60g(2)3.950(3)2.2N(4)253.0s8.－5.2℃753.4mmHg11.0v0.28A12009.BC10.DHFAHGE11.D.换挡后，应重新调零；E.实验完毕，应将选择开关扳到OFF位。12.运输过程中可能引起表针摆动，若用导线将正、负接线柱短接，形成闭合回路，则表针摆动带动线圈切割磁感线产生感应电流，阻碍线圈转动，即阻碍表针摆动。
专题二1.BE；导电纸；复写纸；白纸；指零；指零。2.（1）T2=4π2LC(2)如图一
(3)0.0351H——0.0389H3.2.16×105；1380C.4.(1)如图二、图三(2)240Ω；1000Ω；0Ω
5.如图四6.（1）B；A(2)BCD7.AB8.(1)Y输入，地（2）6，X增益；扫描范围和扫描微调9.77
专题三1.A.未记下细线的方向；B.应根据F1、F2的大小和方向做图；C.应将橡皮条与线的结点拉至O点。2.CD3.自然长度；1cm；4/3N/m。4.能。提示：被碰小车须静止，碰撞小车质量需大于被碰小车，以一定速度去碰撞被碰小车，平板需是平衡摩擦力后的，用纸带和打点计时器测出碰前和碰后的速度，求出它们的动量，即可验证动量是否守恒。
5.64.2——64.4；ABD
专题四1.垂线；4/3.2.略.3.AB.4.ACE；2.9伏；2.3欧.5略.6..外接、分压；由于温度变化引起电阻变化。7.a；(U3-U2)/(I2-I1)8.ACDFH；外；0.48；2.20；电源电路分压式；电流表内接。
9.U/I；A；D如图五
10.(1)∵被测电阻阻值在100—200之间，而所给的滑动变阻器阻值0—20，R变＜R，本实验采用分压式组接变阻器。
(2)电路中出现最大电流Imax=(0.25/100)1/2=0.05A=50mA,选电流表A。
(3)用比较法考虑安培表的接法。RV/Rx=104/100=102；Rx/RA=100/20=5.因此伏特表分流引起的误差小，安培表外接。亦可求临界电阻R0=（RARV）1/2=448Ω∵Rx最大为200448；∴应采用安培表外接。注意：分压器应令电压初始为零。电键应接在干路。电路图如图六
11.（1）略（2）a,b,l2R/L1
12.略13.略14.(1)BDEC；(2).a，b.15.103；7.7×10-10m
专题五1.W=mg2t2/82.先只将电压表接电源两端，电压表读数U1=E；再将电压表与待测电阻串联后接在电源两端，电压表读数为U2；Rx=(U1-U2)RV/U2。3.提示：用自由落体法。4.玻璃管内封闭的空气柱在等温变化中PV=C,其中P=P0+P’，P’为水银柱产生的压强，则P’=L’cosθ，L’为水银柱的长度，θ为玻璃管与竖直方向的夹角，则有P’=C/L-P0；取几个不同的θ角，分别测出L，做P’—1/L关系图象，其截距即为P0。5.2，2，不能。6.把小磁钢球悬挂在铁板上方d处，与铁板的引力为f，则有mg+f=mg’，g’为等效重力加速度，f=m（g+g’），用单摆法测出g’后，即可求出f。7.能。提示：被碰小车须静止，碰撞小车质量需大于被碰小车，以一定速度去碰撞被碰小车，平板需是平衡摩擦力后的，用纸带和打点计时器测出碰前和碰后的速度，求出它们的动量，即可验证动量是否守恒。8.略

高考物理高考物理实验(2)经典考题冲刺专题复习

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20xx届高考黄冈中学物理冲刺讲解、练习题、预测题14:第7专题高考物理实验(2)经典考题

纵观近三年的高考实验题，会发现以下特点．

1．对力学实验的考查基本上以创新题出现，试题源于教材，又高于教材，总体来说其变化在于：同一实验可用于不同装置，同一装置可完成不同实验．

2．高考对电学实验的考查一般书本实验稍加变化来出题，以“电阻的测量”最为常见，包括测电阻率、测伏安特性等，当然也可能会有其他电学实验出现，如测电动势与内阻、电路故障等．

1．Ⅰ．在如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点．

(1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的________挡．在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的________挡．

(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明____________________________________可能有故障．

(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤：____________________________________________________________________．

Ⅱ．某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图甲所示．长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上．在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间．

实验步骤如下：

①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；

②用直尺测量A、B之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h1，B点到水平桌面的垂直距离h2；

③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t；

④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值t－；

⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cosα；

⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，作出f－cosα关系曲线．

(1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g)：

①斜面倾角的余弦cosα＝__________；

②滑块通过光电门时的速度v＝________________；

③滑块运动时的加速度a＝____________________；

④滑块运动时所受到的摩擦阻力f＝____________．

(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图乙所示，读得d＝__________．

[2009年高考全国理综卷Ⅰ]

【解析】Ⅰ．在1、2两点接好的情况下，应当选用多用电表的电压挡，在1、2同时断开的情况下，应选用欧姆挡．

(2)表明5、6两点可能有故障．

(3)①调到欧姆挡；②将红黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；③测量小灯泡的电阻，如电阻无穷大，表明小灯泡有故障．

Ⅱ．物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动，受重力、支持力和滑动摩擦力的作用．

根据三角形关系可得到cosα＝s2－(h1－h2)2s

又v＝xt＝dt，根据运动学公式x＝v22a，有s＝v22a，即有a＝d22st－2

根据牛顿第二定律得：

mgsinθ－f＝ma

则有：f＝mgh1－h2s－md22st－2．

(2)在游标卡尺中，主尺上是3.6cm，在游标尺上恰好是第1条刻度线与主尺对齐，再考虑到卡尺是10分度，所以读数为3.6cm＋0.1×1mm＝3.61cm或者3.62cm也对．

[答案]Ⅰ．(1)电压欧姆

(2)开关或连接点5、6

(3)①调到欧姆挡；

②将红、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；

③测量小灯泡的电阻．如电阻无穷大，则表明小灯泡有故障．

Ⅱ．(1)①1ss2－(h1－h2)2

②dt－③d22st－2④mgh1－h2s－md22st－2

(2)3.62cm

【点评】在本实验中，r＝dt－解出的为滑块画过去由门的平均速度，只是当滑块才较小时r趋近于瞬时速度，故滑块长度小点测量越准确．

2．Ⅰ．一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动．盘边缘上固定一竖直的挡光片．盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图甲所示．图乙为光电数字计时器的示意图．光源A中射出的光可照到B中的接收器上．若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮住的时间．

挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图丙所示．圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图丁所示．由图可知：

(1)挡光片的宽度为_________mm；

(2)圆盘的直径为___________cm；

(3)若光电数字计时器所显示的时间为50.0ms，则圆盘转动的角速度为________弧度/秒．(保留3位有效数字)

Ⅱ．图示为用伏安法测量电阻的原理图．图中，为电压表，内阻为4000Ω；为电流表，内阻为50Ω；E为电源，R为电阻箱，Rx为待测电阻，S为开关．

(1)当开关闭合后电压表读数U＝1.6V，电流表读数I＝2.0mA．若将Rx＝UI作为测量值，所得结果的百分误差是__________．

(2)若将电流表改为内接，开关闭合后，重新测得电压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是________．

(百分误差＝实际值－测量值实际值×100%)

[2008年高考四川理综卷]

【解析】Ⅰ．由螺旋测微器与游标卡尺的读数规则可得两者的读数．

d＝10mm＋24.2×0.01mm＝10.242mm

D＝242mm＋4×0.05mm＝242.20mm＝24.220cm．

圆盘转动的角速度为ω＝θt，而θ＝dπD×2π，综合两式并代入数据可得：ω＝1.69rad/s．

(1)测量值为R＝UI＝800Ω，因电流表外接，所以：

R＝RxRVRx＋RV

故真实值为Rx＝1000Ω，对应的百分误差为：

A＝1000－8001000＝20%．

(2)电流表内接时，百分误差A′＝1050－10001000＝5%．

[答案]Ⅰ．(1)10.243(2)24.220(3)1.69

Ⅱ．(1)20%(2)5%

【点评】①无论是否显示单位，螺旋测微器和游标尺主尺最小刻度一定都为mm；

②内接法的测量值R测＝Rx＋RA，外接法的测量值R测＝Rx∥RV

能力演练

1．(16分)Ⅰ．在“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验中，若打点计时器所接交变电流的频率为50Hz，得到的甲、乙两条实验纸带(如图所示)中应选________纸带更好．若已测得点2到点4间的距离为s1，点0到点3间的距离为s2，打点周期为T，要验证重物从开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒，则s1、s2和T应满足的关系为：T＝________________．

Ⅱ．要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：

甲

A．待测电压表(量程为3V，内阻未知)；

B．电流表(量程为3A，内阻为0.01Ω)；

C．定值电阻R(阻值为2kΩ，额定电流为50mA)；

D．蓄电池E(电动势略小于3V，内阻不计)；

E．多用电表；

F．开关S1、S2，导线若干．

有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作．

(1)首先用多用电表进行粗测，选用“×100Ω”倍率，操作方法正确．若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则测量的结果是________Ω．

(2)为了更精确地测出此电压表的内阻，该同学设计了如图乙、丙所示的实验电路，你认为其中较合理的电路图是________，理由是________________________．

乙丙

(3)用你选择的电路进行实验时，用所测物理量的符号表示电压表的内阻，即RV＝________．

[答案]Ⅰ．甲s12gs24gs2或s122gs2(每空3分)

Ⅱ．(1)3000(3分)

(2)丙图乙中电流表测量时的示数太小，误差太大；图丙中R的阻值与电压表内阻接近，误差小(每空2分)

(3)U2U1－U2R(3分)

2．(17分)Ⅰ．某同学在做测定木块与木板间动摩擦因数的实验过程中，测滑动摩擦力时，他设计了两种实验方案．

方案一：木板固定在水平面上，用弹簧测力计水平拉动木块，如图甲所示．

方案二：用弹簧测力计水平地钩住木块，用力使木板在水平面上运动，如图乙所示．

甲乙

除了实验必需的弹簧测力计、木块、木板、细线外，该同学还准备了若干重均为2.00N的砝码．

(1)上述两种方案中，你认为更合理的方案是________(填“甲”或“乙”)，理由是：(回答两个理由)

①____________________________________________；

②____________________________________________．

(2)该同学在木块上加砝码，改变木块对木板的压力，记录了5组实验数据，如下表所示．

实验次序12345

砝码个数01234

砝码对木块

的压力/N02.004.006.008.00

测力计示

数/N1.502.002.502.953.50

木块受到的

摩擦力/N1.502.002.502.953.50

请根据上述数据，在坐标纸上作出木块受到的摩擦力f和砝码对木块的压力F的关系图象(以F为横坐标)．由图象可知，木块重为________N；木块与木板间的动摩擦因数为________．

Ⅱ．现有一块灵敏电流表，量程为200μA，内阻约为1000Ω，要精确测出其内阻R1，提供的器材有：

电流表(量程为1mA，内阻R2＝50Ω)；

电压表(量程为3V，内阻RV约为3kΩ)；

滑动变阻器R(阻值范围为0～20Ω)；

定值电阻R0(阻值R0＝100Ω)；

电源E(电动势约为4.5V，内阻很小)；

单刀单掷开关S一个，导线若干．

(1)请将上述器材全部用上，设计出合理的、便于多次测量的实验电路图，并保证各电表的示数超过其量程的13．将电路图画在下面的虚框中．

(2)在所测量的数据中选一组，用测量量和已知量来计算表的内阻，表达式为R1＝________，表达式中各符号表示的意义是________________________．

[答案]Ⅰ．(1)乙①乙方案测力计静止，读数误差小②乙方案木板可的不做匀速运动，便于控制(每空1分)

(2)如图甲所示(1分)6.00(2分)0.25(2分)

Ⅱ．(1)如图乙所示(5分)(供电部分用分压电路给1分；测量部分知道把表改装且正确给2分；知道将表当保护电阻使用给2分)

(2)I2(R0＋R2)I1(3分)I2表示表的示数，I1表示表的示数，R2表示表内阻，R0表示定值电阻(1分)

3．(16分)Ⅰ．一量程为100μA的电流表的刻度盘如图所示．今在此电流表两端并联一电阻，其阻值等于该电流表内阻的149，使之成为一新的电流表，则图示的刻度盘上每一小格表示______________mA．

Ⅱ．已知弹簧振子做简谐运动的周期T＝2πmk，其中m是振子的质量，k是弹簧的劲度系数(回复力系数)．某同学设计了一个在太空站中利用弹簧振子测量物体质量的装置，如图所示，两轻弹簧分别与挡板P、Q相连，A是质量为M的带夹子的金属块，且与两弹簧固定相连，B是待测物体(可以被A上的夹子固定)．

(1)为了达到实验目的，还需要提供的实验器材是：__________________．

(2)简要写出测量方法及所需测量的物理量(用字母表示)

①________________________________________；

②________________________________________．

(3)用所测物理量和已知物理量表示待测物体的质量的计算式为：mB＝______________________________．

【解析】Ⅰ．改装后的量程为：

I′＝I＋IRAR0＝100×(1＋49)μA＝5mA

故每小格ΔI＝I′10＝0.5mA．

[答案]Ⅰ．0.5(6分)

Ⅱ．(1)秒表(2分)

(2)①不放B时用秒表测出振子振动30次的时间t1(或者测出振子的周期T1)(2分)

②将B固定在A上，用秒表测出振子振动30次的时间t2(或者测出振子的周期T2)(2分)

(3)t22－t21t21M或T22－T21T21M(4分)

4．(16分)Ⅰ．小汽车正在走进我们的家庭，你对汽车了解吗？油耗标准是评价一辆汽车性能优劣的重要因素，而影响汽车油耗的一个重要原因是其在行进中所受到的空气阻力．人们发现，汽车在高速行驶过程中受到的空气阻力f(也称风阻)主要与两个因素有关：①汽车正面的投影面积S；②汽车行驶的速度v．

某研究人员在汽车风洞实验室中通过模拟实验得到下表所列数据：

(1)由上述数据可得，汽车所受的风阻f与汽车正面的投影面积S及汽车行驶的速度v之间的关系式为：f＝________．(要求用k表示比例系数)

(2)由上述数据可求得k＝________________．

(3)据推理或猜测，k的大小与________、________等因素有关．

Ⅱ．现有下列可供选用的器材及导线若干，要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流．

A．待测电流表(满偏电流约为700μA～800μA，内阻约为100Ω，已知表盘刻度均匀、总格数为N)；

B．电流表(量程为0.6A，内阻为0.1Ω)；

C．电压表(量程为3V，内阻为3kΩ)；

D．滑动变阻器R(最大阻值为200Ω)；

E．电源E(电动势为3V，内阻约为1.5Ω)；

F．开关S一个．

(1)根据你的测量需要，“B．电流表”与“C．电压表”中应选择____________．(只需填写序号即可)

(2)在虚线框内画出你设计的实验电路图．

(3)测量过程中测出了多组数据，其中一组数据中待测电流表的指针偏转了n格，可算出满偏电流IAmax＝__________________，式中除N、n外，其他字母符号代表的物理量分别是__________________________．

[答案]Ⅰ．(1)kSv2(2分)(2)0.26kg/m3(2分)

(3)空气密度车的外形车的表面情况(4分)

Ⅱ．(1)C(2分)(2)电路图如图所示(2分)

(3)NnURVU为电压表的示数，RV为电压表的内阻(每空2分)

5．(17分)Ⅰ．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中

(1)已知双缝到光屏之间的距离为600mm，双缝之间的距离为0.20mm，单缝到双缝之间的距离是100mm．某同学在用测量头测量时，先将从测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心，这时手轮上的示数如图甲所示．然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数如图乙所示．这两次的示数依次为________mm和________mm，由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为________nm．

(2)下列操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离的是________．

A．增大单缝和双缝之间的距离

B．增大双缝和光屏之间的距离

C．将红色滤光片改为绿色滤光片

D．增大双缝之间的距离

Ⅱ．现有一块59C2型的小量程电流表(表头)，满偏电流为50μA，内阻约为800～850Ω，要把它改装成1mA、10mA的两量程电流表，可供选择的器材有：

A．滑动变阻器R1(最大阻值为20Ω)；

B．滑动变阻器R2(最大阻值为100kΩ)；

C．电阻箱R′(最大阻值为9999Ω)；

D．定值电阻R0(阻值为1kΩ)；

E．电池E1(电动势为1.5V)；

F．电池E2(电动势为3.0V)；

G．电池E3(电动势为4.5V)；

H．标准电流表(满偏电流为1.5mA)；

I．单刀单掷开关S1和S2；

J．单刀双掷开关S3；

K．电阻丝及导线若干．

(所有电池的内阻均不计)

(1)采用如图甲所示的电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为________；选用的电池为______．(填序号)

甲

(2)要将改装成两量程电流表，现有两种备选电路，如图乙、丙所示．图________为合理电路，另一电路不合理的原因是_______________________________________________．

(3)将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对(仅核对1mA量程)，在下面的虚线框中画出所用电路图，图中待核对的电流表的符号用来表示．

【解析】Ⅰ．(1)测量头的读数原理与螺旋测微器的相同，所以图甲中的示数为0.640mm，图乙中的示数为10.295mm．设第1条亮条纹与第7条亮条纹间的距离为a，则a＝10.295mm－0.640mm＝9.655mm，由此得相邻两条亮条纹间的距离Δx＝an－1，又因为Δx＝Lλd，代入数据可解得光的波长λ＝dΔxL＝5.36×10－7m＝536nm．

(2)根据相邻两条亮条纹间的距离公式Δx＝Lλd可知，增大双缝和光屏之间的距离L、增大光的波长λ和减小双缝之间的距离d都可使相邻两条亮条纹间的距离增大．所以选项B正确．

[答案]Ⅰ．(1)0.64010.295536(5分)(2)B(3分)

Ⅱ．(1)BG(每空2分)

(2)乙图丙所示的电路在通电状态下更换量程，会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致流过表头的电流超过其满偏电流而烧坏表头(3分)

(3)电路图如图丁所示(2分)

丁

6．(18分)Ⅰ．听说水果也能做电池．某兴趣小组的同学用一个柠檬作为电源，连接电路如图甲所示．电路中R是电阻箱，其阻值可调且可读出其接入电路中电阻的大小．他们多次改变电阻箱的阻值，记录下相应的电流表的示数，算出电流的倒数，并将数据填在下面的表格中．

甲

外电阻R(Ω)电流I(mA)电流的倒数1I(mA－1)

90000.050219.92

80000.052818.93

60000.059416.84

50000.063315.80

40000.068014.71

20000.080012.50

(1)根据表格中的数据，在图乙所示的坐标纸中画出该实验的R－1I图象．

乙

(2)利用图象可求出该柠檬电池的电动势为________V，内阻为________Ω．

(3)完成实验后，该兴趣小组的同学初步得出了水果作为电池不实用的物理原因为：__________________________．

Ⅱ．某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．弧形轨道末端水平，离地面的高度为H．将钢球从轨道的不同高度h处由静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s．

甲

(1)若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足：s2＝________________．(用H、h表示)

(2)该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示．

h(×10－1m)2.003.004.005.006.00

s2(×10－1m－2)2.623.895.206.537.78

请在图乙所示的坐标纸上作出s2－h图象．

乙

(3)对比实验结果与理论计算得到的s2－h图象(图中已画出)，自同一高度处由静止释放的钢球水平抛出的速率____________理论值．(填“小于”或“大于”)

(4)从s2－h图象中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的原因可能是：______________________________________________．

【解析】Ⅱ．(1)根据机械能守恒，可得钢球离开轨道时的速度为2hg，由平抛运动知识可求得钢球运动的时间为2Hg，所以s＝vt＝4Hh．

(2)依次描点，连线，注意不要画成折线．

(3)从图中看，同一h对应的s2值的理论值明显大于实际值，而在同一高度H下的平抛运动的水平射程由水平速率决定，可见实际水平速率小于理论速率．

(4)由于客观上，轨道与小球间存在摩擦，机械能减小，因此会导致实际值比理论值小；小球的转动也需要能量维持，而机械能守恒中没有考虑重力势能转化成转动能的这一部分，也会导致实际速率明显小于理论速率(可能很少同学会考虑到这一点)．

[答案]Ⅰ．(1)如图丙所示(2分)

丙

(2)0.94(0.90～0.98均对)10000(9000～11000均对)

(3)水果电池的内阻过大(每空2分)

Ⅱ．(1)4Hh(2分)(2)如图丁所示(4分)

丁

(3)小于(2分)

(4)小球与轨道间的摩擦，小球的转动(回答任一条即可)(2分)

文章来源：http://m.jab88.com/j/71332.html

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