高三物理实验专题复习

高三物理实验专题复习

一、考纲要求

1. 长度的测量

2. 研究匀变速直线运动

3. 探索弹力和弹簧伸长的关系 4. 验证力的平行四边形定则 5. 验证动量守恒定律 6. 研究平抛物体的运动 7. 验证机械能守恒定律 8. 用单摆测定重力加速度 9. 用油膜法估测分子的大小

10. 用描迹法画出电场中平面上的等势线

11. 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器） 12. 描绘小灯泡的伏安特性曲线 13. 把电流表改装为电压表 14. 测定电源电动势和内阻

15. 用多用电表探索黑箱内的电学元件 16. 练习使用示波器 17. 传感器的简单应用 18. 测定玻璃的折射率 19. 用双缝干涉测光的波长

说明：

1、2006年的考纲要求及说明与2005年考纲要求及说明一模一样。 2、知识结构

高中阶段的19学生实验，按实验目的和特点可分为五个类型： （1）：测量性实验：长度的测量、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、测定电源电动势和内阻、测定玻璃的折射率、用双缝干涉测光的波长。

（2）：验证性实验：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。 （3）：研究性实验：研究匀变速直线运动、研究平抛物体的运动、把电流表改装为电压表。 （4）：描述性实验：用描迹法画出电场中平面上的等势线、描绘小灯泡的伏安特性曲线、练习使用示波器。

（5）：控索性实验：探索弹力和弹簧伸长的关系、用多用电表探索黑箱内的电学元件、传感器的简单应用。

二、热点导析

1. 选择仪器的原则

①可行性原则：要根据实验要求和客观条件选用合适仪器。如测量某电阻阻值，可根据要求的测量精度。实验的条件确定采用电桥法、伏安法、欧姆表、替代法等，还要根据电阻的规格、电表参数（量程、内阻、精度）选择电压表和电流表。

②准确性原则：怎样的测量实验需要，决定选用怎样精度的测量工具，对一定的实验要求，精度不是越高越好。如测金属丝电阻率实验中，测直径需2～3位有效数字，所以用螺旋测微器，而测长度时，

用毫米刻度尺足够了。

③操作性原则：在可行、准确前提下，设计实验和选用仪器越简单越好，并具有良好可操作性。如滑线变阻选用，既要考虑阻值范围，又要考虑它的额定电流和功率。

当然仪器的选择，首先依托于电原理图已定测量方法已明确的前提下，从安全、准确、节能、方便顺序给予统盘考虑。

2.

三、典型例析

例1 在做“互成角度的两个力的合力”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮

条的另一端拉到某一确定的O 点。以下操作中错误的是（ ）

A. 同一次实验过程中，O 点位置允许变动

B. 实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度

C. 实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O 点

D. 实验中，把橡皮条的另一端拉到O 点时，两个弹簧秤之间夹角应取90º，以便于算出合力大小 解析 本题为1994年上海高考试题 实验中有严格的要求：（1）结点O 不允许移动。

(2)弹簧秤不要达到最大量程，因为一个达到最大，另一个将不好调整。

(3)两个弹簧秤的拉力夹角不易过大，也不易过小，取90º也可以，并不是必须取90º。所以，本题操作中错误的是A 、C 、D 。

说明 本实验的所有规定都是为了更有利于操作，有利于减小测量误差，合力一定的前提下，一个力大小或方向的改变，都可导致另一个力的大小、方向发生改变。夹角太大太小、拉力太大太小、拉力与木板不平行均会带来较大误差。

例2 如图所示是做匀加速直线的小车带动打点计时器的纸带上打出的点的一部分。图中每相邻两点之间还有四个点没有画出，交流电的频率为50Hz ，测得第二个、第三个计数点与起点相距d 2=6.0cm,d3=10.0cm，则（1）第一个、第四个计数点与起点相距d 1、d 4各为多少？

（2）物体经过第一个、第二个计数点的即时速度v 1,v 2和物体的加速度分别为多少？ 解析 设相邻两计数点相距依次为s 1、s 2、s 3、s 4，则 s 1=d1, s2=d2-d 1=6.0-d1cm, s3=d3-d 2=10.0-6.0=4.0cm, s 4=d4-d 3=d4-10.0cm. 在匀加速运动中，从任意一个时刻起在连续相等的时间内通过的位移之差相等。

Δs=s2-s 1=s3-s 2=s4-s 3=„„

(6.0-d1)-d 1=4.0-(6.0-d1)=(d4-10.0)-4=„„，

844=2.67cm,d4==14.67cm。 33

810

（2）因s 1=d1=cm,s 2=6-d1=cm,s 3=4.0cm,而T=5×0.02s=0.1s，所以

33

81010++4

s 1+s 233s +s 23=110=36.67 v 1= =30 v2===32T 2⨯0. 12T 2⨯0. 1110

-30

v 2-v 12=2002=66.672 a==

s s s 3T 0. 1

得d 1=

说明 本题为已知匀加速，求纸带上各点分布规律。并要注意Δs=aT 与d 1、d 2、d 3、d 4的区别和联系。

例3 研究弹性碰撞的实验装置及小球落点位置如图所示，判断实验做得是否精确，只要看关系式OP+OM=O′N 是否成立？为什么？

解析 设入射小球A 的质量为m 1，被碰小球B 的质量为m 2，碰撞前后应满足

m 1v 1=m1v 1′+m2v 2, m1(v1-v 1′)=m2v 2 ① 碰撞后机械能没有损失，则

212112222'

m 1v 1=m 1V 1+m 2v 2, m1(v1-v ′1)=m2v 2 ② 222

2

式②÷式① v1+v1′=v2，即OP+OM=O′N ③

天平测出两个小球质量为m 1、m 2，大致可以获得较好的结论： m 1·OP=m1·OM+m2·O ′N ④ 满足式④表明动量守恒；满足式③表明为弹性碰撞。

说明 研究动量守恒实验的表达式如此简单，主要依靠两小球均做平抛运动。实验中用平抛物体水平射程代替小球碰撞前后速度的实验思想，在其他实验场合也会有很好的应用。

例4 如图所示，为测定木块与斜面之间的滑动摩擦系数，某同学让木块从斜面上端自静止起做匀加速下滑运动，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。

（1）实验中应记录的数据是 。

（2）计算摩擦系数的公式是μ= 。

（3）为了减小测量的误差，可采用的办法是 。 解析 本题为1997年上海高考试题

这是一道很好的设计型实验，不仅要求学生能按题目给定的器材确定要测量的物理量和实验方法，同时要求学生根据运动学和动

力学的知识理解实验原理。掌握了这些，本题就变得简单了，不过就是一道一物体沿斜面下滑的题目。其初速度为0，而加速度为gsin θ-μgcos θ，位移为l 的问题。题目第三问考查了所有实验的一个减小

h 2l 2

误差的方法，在学习时应引起足够的重视。因此（1）记录的数据为l 、d 、h 、t ，（2）μ=-2，（3）

d gt d

多次测量取平均值。

说明

本题物理情景十分简单，测量精度要求不高，不能钻牛角尖，思考过分复杂，认为高考题一

定较难，关键是考查物理实验的基本思想和方法。

例5 一个学生做平抛物体运动的实验时，只在白纸上画出水平方向x ，忘记在纸上记下斜槽末端的位置，并且只在白纸上画出如图甲所示的一段曲线，试用一根刻度尺算出这个物体的初速度。

解析 （1）先在平抛物体的轨迹曲线上任意取水平位移相等的A 、B 、C 三点，再作出相应的高度y 1,y 2，如图乙所示。

（2）用刻度尺量出Δx 、y 1、y 2的长度。

（3）将三个数据代入v 0=

g

·Δx ，得出平抛物体运动的初速度

y 2-y 1

设想斜槽末端O 为原点的直角坐标系，则A 、B 、C 三个坐标分别为x A 、y A ;x B 、y B ；x C 、y C ；根据平抛运动的特点：x=v0t 和y=

12

gt ，消去t ，得 2

222

gx 2gx A gx B gx C y=2，可见 yA =,y B =,y C = 222

2v 02v 02v 02v 0

g (x 2B -x 2A ) g ∆x (x B +x A )

y 1=yB -y A = =22

2v 02v 0g (x 2C -x 2B ) g ∆x (x C +x B )

y 2=yC -y B = =22

2v 02v 0

g g ∆x (x C -x A ) g ∆x 2

y 2-y 1=, 整理后得出v ·Δx 。 =0=22

y -y 2v 0v 021

说明 虽然在末知平抛初始起抛点时也能求得初速度，但所需测量的物理量较多，也会带来较大的

误差。所以常规定实验方法还是先测得起始点后再进行简单的运算。

例6 关于示波器的作用，下列说法中正确的是（ ） A. 它能直接观察电信号随时间的变化情况

B. 它能直接观察温度的高低、光的强弱等随时间变化的情况

C. 要观察振动和温度、光等信号的变化情况，可先利用各种传感器把这些信号转化为电信号，再利用示波器间接地观察

D. 物体的机械振动的情况是无法利用示波器这种电子仪器去研究的

解析 示波器能直接观察电信号随时间的变化情况，但通过各种传感器可把其他信号转变为电信号，再通过示波器显示。所以正确答案为A 、C 。

说明 示波器的最重要的电子仪器之一，它的广泛用途决定于能灵活地通过各种转换观察、监视、测量各种信号的变化情况。

例7 某同学用以下器材测量电阻：

①安培计、②电阻箱、③单刀双掷电键（这种电键在掷刀a 倒向b 时ab 接通，倒向c 时ac 接通）、④待测电阻、⑤电源、⑥限流电阻，如图。实验方法是利用单刀双掷电键分别将电阻箱和待测电阻接入电路，用电阻箱替代待测电阻的方法来测定待测电阻的阻值。

（1）在图中完成电路的连接（其中有两条导线已连接好）。

（2）本实验中电键应先接通的是含有 （填待测电阻或电阻箱的电路）。用电健变换电路，调节电阻箱时，应使两次测量的 大小相同，这时待测电阻的值可以从 上读出。

解析 本题是1997年上海高考试题 （1）如图。 （2）待测电阻，电流（或安培计读数），电阻箱。 说明 本题的难点是对单刀双掷开关进行连线操作，应先作出电原理图草稿，再对两支路进行分开连接（如先连干路和R x 组成回路，再连电阻箱支路）。

例8 普通白炽灯是由爱迪生发明的，主要构造是钨丝和灯泡，灯泡内充有惰性气体及混有极少氧气。电流通过钨丝时发热发光。

（1）白炽灯发射的光谱是 光谱。 （2）你发现“220V 100W”和“220V 25W”灯

光的钨丝有什么不同？ 。这是因为 。若按图连接在220V 电路上，各灯功率为 ，哪盏更亮？ 。

（3）白炽灯丝断了以后，有时将断了的灯丝接上，假若将这只灯泡再装在灯座上，与原来相比会变得 （亮、暗或不变），为什么 。

U 2

（4）由P=求得“220V 40W”灯电阻是1210Ω，用万能表欧姆档测

R

得电阻只有90Ω，这是因为 。

（5）要将两盏“110V 40W”“110V 60W”的灯泡接到220V 电路上，能使它们正常发光且最省电，请在图方框中设计出电路图。

解析 （1）因为是炽热的固态金属丝发光，所以应为连续光谱。

（2）“220V 100W”灯丝粗短，另一灯丝较细。这是因为两灯电阻分别为484Ω和1936Ω，灯“220V 100W ”电阻较小。按图接后功率分别为4W 和16W ，“220V 25W”更亮。

（3）应变得更亮。因为钨丝电阻遵守电阻定律R=ρ

l

，断后重接l 变短，s 变粗，R 变小U 恒，所s

以功率变大。

（4）欧姆表量出的是常温下的电阻，由于导体电阻率随温度升高而增大。

（5）电路图见图

说明 本题将白炽灯构造、光谱、稳恒电流、变流电知识综合在一起，具有学科内综合的特点，对培养综合思维能力有较大益处。

例9 图为测量电阻的电路。R x 为待测电阻。R 的阻值已知。R ′为保护电阻，阻值未知。电源E 的电动势未知。k 1、k 2均为单刀双掷开关。A 为电流表，其内阻不计。

（1）按图所示的电路，在下图的实物图上连线。

（2）测量R x 的步骤为：将k 2向d 闭合，k 1向 闭合，记下电流表读数I 1。再将k 2向c 闭合，k 1向 闭合，记电流表读数I 2。

计算R x 的公式是R x = 。 解析 本题为1999年全国高考试题

当k 1接a,k 2接d 时，电流表与R x 串联，其示数为I 1；当k 1接b ，k 2接c 时，电流表与R 串联，其示数为I 2，因电流表的内阻不计，两次连接，对R 和R x 都是并联，电流表的接法变换，不能改变R 和R x 中的电流。所以有I 1R x =I2R ∴R x =

I 2R

I 1

（1）如图9-17-13所示。（2）a,b,

I 2R

I 1

说明 本题两个单刀双掷开关，增加了连线的难度，可将电原理图中k 1k 2上的a 、b 、c 、d 字母迁移到实物图上，再对实物图进行字母连接，可增强连图步骤的清晰度。

例10 现有一阻值为10.0欧姆的定值电阻、一个电键、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大、电压表量程大于电源电动势，电源内阻约有几欧）。要求：

（1）在图方框中画出实验电路图。 （2）简要写出完成接线后的实验步骤。 （3）写出测得的量计算电源内阻的表达式r= 。

解析 本题为1999年上海高考试题 （1）如图9-17-15所示。

（2）①断开电键，记下电压表偏转格数N 1。②合上电键，记下电压表偏转格数N 2。

（3）r=R

N 1 N 2

N 2

说明 该题属于设计性实验，需清楚电压的偏转角度与通过电压表的电流成正比。

例11 某学生用安培计和伏特计测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围0～20Ω，连接电路的实物图如所示：

（1）（多选题）该学生接线中错误的和不规范的做法是（ ）

A. 滑动变阻顺器不起变阻用途 B.安培计接线有错 C.伏特计量程选用不当 D.伏特计接线有错

（3）在方框里画出这个实验的正确电路图。 解析 本题为1995年全国高考试题

滑动变阻器要起到变阻作用必须一端接下端，一端接金属连杆的接头上。安培表的正、负极接反，易损坏安培表。伏特表的正接头应接在电键右端，图中接法是电键接在支路中，而不是干路上。

要正确连好实物图，首先应确定电流表的内外接法，

变阻器的连接方式以

及各电表的量程。其次应注意以下事项：①各电表的正、负极性；②开关是否在干路上；③各导线两端都应接在接线柱上，而不能在导线中间出现分叉；④开关闭合前变阻器滑动触头应处于恰当位置；⑤各条连线均应连成一般曲线，而不能连成折线，不能相交且要尽量节省导线；⑥先画电路原理图，后连接实物图，可避免出错。

（1）错误和不规范的做法是：A 、B 、D （2）正确电路图见图。 说明 略

例12 用如图甲所示安培表内接法电路测定电池电动势和内电阻的实验中，造成误差的主要原因是什么？测量值比真实以值大还是小？为什么？

解析 造成实验误差的主要原因是由于伏特表的分流作用引起的，使得电流表上读出的数值比实际的总电流（即流过电源的电流）要小一些，即减小了I V ，由于流过伏特表的电流I V =

U

（R V 为伏特表的R V

内阻），当路端电压U 越大时，伏特表分流得到的电流I V 也越大，因而电流的测量值与真实值之间的偏差会越大，短路时，路端电压等于零，可以认为测量值与真实值相等，如图乙图中两图线所示。可见，电动势和内阻的真实值ε0、r 0、ε0＞ε、r 0=

ε0

＞r 。即测量值均小于真实值。 I m

说明 用同样的方法也可分析若采用安培表外接法对测ε和r 带来的系统误差, ε真 =ε测，r 真＜

r 测。

例13 如图E 为电源，其电动势为ε，R 1为滑线变阻器，R 2为电阻箱，A 为电流表。用此电路，经以下步骤可近似测量A 的内阻R A ：①闭合k 1, 断开k 2，调节R 1，使电流表读数等于其量程I 0；②保持R 1不变，闭合k 2，调节R 2，使电流表读数等于

I 0

，然后读出R 2的值，取R A =R2。 2

（1）按图所示电路在图所给出的实物图中画出连接导线。

（2）真实值与测量值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即

R A -R 2

，R A

试导出它与电源电动势ε，电流表量程I 0及电流表内阻R A 的关系式。

（3）若I 0=10mA，真实值R A 约为

30

Ω，要想使测量结果的相通对误差不大于5%，电源电动势最小应为多少伏？

解析 本题为2001年全国高考试题 （1）连线如图所示。

（2）由步骤①得

ε

R 1+R A ε

=I0

①

由步骤②得

R ∙R 2

R 1+A

R A +R 2

∙

I R 2

=0

R A +R 22

②

解得

R A -R 2I 0

=R 1

R A ε

③ （3）6V

说明 本高考题源于教材而又高于教材。电表内阻测量由伏安法提高到半偏法。数据处理由一般的

分析提高到系统误差的处理和计算。这给我们的第二轮复习有不小的启示。

例14 实验室中现有器材如实验物图所示，有电池E ，电动势约10V ，内阻约1Ω；电流表A 1，量程10A ，内阻r 1约为0.2Ω；电流表A 2，最程300mA ，内阻r 2约为5Ω；电流表A 3，量程250mA ，内阻r 3约为5Ω；电阻箱R 1，最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω; 滑动变阻器R 2，最大阻值100Ω；开关S ，

导线若干，要求用图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，哪几个可用此电路精确测出其内阻？答： 。 （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）你要读出物理量是 ，用这些物理量表示待测内阻的计算公式是 。 解析 本题为2001年全国高考试题（理科综合） （1）A 2、A 3。

（2）若测A 3的内阻r 3，实物图见图9-17-27所示。

（3）A 2、A 3两电流表的读数I 2、I 3和电阻箱R 1的阻值R x ；r 3=

I 2-I 3

R x I 3

A 内阻是原半偏法测电表内阻思想说明 本题测○

A ○A ′表读数在同一数量级，的延伸，它的基本思想是，○

A 内阻与R 1的取值也同一数量级，显然A 2A 3间组成的电路符合上述要求。这是解答本题的关键。近年且○

来，在电学实验上考查面不断拓展。复习应以课本实验的思想为基础，灵活应用于具体实际例子中。实验方法的拓展势在必行。

例15 用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P 1和P 2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P 1的像被P 2

挡住。接着在眼睛所在的一侧

插两枚大头针P 3、P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 3和P 1、P 2的像，在纸上标出大头针位置和三棱镜轮廓，如图9-17-28所示。

（1）在本题的图上画出所需的光路。

（2）为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是 ，在图上标出它们。 （3）计算折射率的公式是n= 。 解析 本题为1994年全国高考试题

（1）如图9-17-29所示，画出通过P 1、P 2的入射光线交AC 面于O ，画出通过P 3、P 4的出射光线交AB 面于O ′，则光线OO ′就为入射光线P 1P 2在三棱镜中的折射光线。

（2）在所画的图上，标明入射角i 和折射角γ，并画出虚线部分。用量角器测量出i 和γ或用刻度尺测出线段EF 、OE 、GH 、OG 的长度。

（3）n=

EF EF GH EF GH OG sin i

或：因为sini=,sin γ=, 则n=/=·

OE OE OE OG OG GH sin γ

说明 用扦针法测玻璃的折射率不受玻璃砖两折射面是否平行的限制，只要通过扦针能作了光线的

入、出射方向和有关界面，最后作出内部的折射线，即可通过折射定律求出玻璃折射率。

四：实验创新题练习（附答案）

1、如图是《练习使用示波器》实验的示意图，图中“X 输入”、“Y 输入”、“地”为信号输入接线柱。实验要求用示波器测右图b 、c 间的直流电压。把b 接“地”接线柱，欲使P 滑动时，亮斑在竖直方向移动，则c 端应接入接线柱。实验发现，当P 滑到最左端时，亮斑恰好在荧光屏的中心；当P 滑到最右端时，亮斑向下偏离中心3.0格。当P 滑到某点时，亮斑向下偏离中心2.5格，则此时b 、c 间的电压为1.25 V。（图中电源是电动势为1.5V ，内阻不计的一节干电池）

2、学过单摆的周期公式以后，物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣，老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方木块（如一把米尺）做成的摆（这种摆被称为复摆），如图所示。让其在竖直平面内做小角度摆动，C 点为重心，板长为L ，周期用T 表示。 甲同学猜想：复摆的周期应该与板的质量有关。

乙同学猜想：复摆的摆长应该是悬点到重心的距离L /2。

丙同学猜想：复摆的摆长应该大于L /2。理由是：若OC 段看成细线，线栓在C 处，C 点以下部分的重心离O 点的距离显然大于L /2。

为了研究以上猜想是否正确，同学们进行了下面的实验探索：

(1)把两个相同的木板完全重叠在一起，用透明胶（质量不计）粘好，测量其摆动周期，发现与单个木板摆动时的周期相同，重做多次仍有这样的特点。则证明了甲同学的猜想是_错误 的（选填“正确”或“错误”）。 (2)用T 0表示板长为L 的复摆看成摆长为L /2单摆的周期计算值（T 0=2π摆的实际周期测量值。计算与测量的数据如下表：

L /2

），用T 表示板长为L 复g

由上表可知，复摆的

等效摆长

大于 L /2（选填

“大于”、“小于”或

“等于”）。

(3)为了进一步定量研究，同学们用描点作图法对数据进行处理，所选坐标如图。请在坐标纸上作出T -T 0图，并根据图象中反映出的规律求出

L 等L /2

（结果保留三位有效数字，其中L 等是板长为L 时的

等效摆长T=2π

L 等

）。 g

3、在液体中下落的物体最终会达到一个恒定的速度，称之为收尾速度。一个半径为r 的球体在液体中下落的收尾速度为

v =

g 2

r (ρ－ρ/) ，其中η、g 、ρ、ρ/分别为液体的粘滞系数（与液体种类3η

相关的常数）、重力加速度（本题中为已知量）、球体的密度、液体的密度。某同学为了测定某已知密度的液体的粘滞系数，选定了下列器材：一只1000mL 的量筒；一块秒表；一把刻度尺；直径不同的铝球若干个（最大直径约10.00mm ）。

⑴请列出该同学漏选的器材： 。 ⑵实验时，该同学首先将直径约10.00mm 的铝球重复从装满被测液体的量筒液面上自由落下测定它通过量筒刻线750mL 到500mL 和450mL 到200mL 的两段时间，列表如下：

由以上测量数据得到的结论

是

。

⑶若测出了不同半径的铝球的收尾速度，要求出液体的粘滞系数，对以上数据应如何处理？ 答案：⑴螺旋测微器（或游标卡尺）

⑵在750mm 刻度线以内，铝球做匀速运动。 ．．．．

⑶作出v —r 2的图象，由图线的斜率求粘滞系数（或先由不同直径铝球对应的收尾速度用公式求出．．粘滞系数，再求平均值）。 ．．．． 4、（8分）某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐A 条纹中心时，游标卡尺的示数如图（3）所示，第二次分划板中心刻度线对齐B 条纹中心时，游标卡尺的示数如

图（4）所示，已知双缝间距为0.5mm ，从双缝到屏的距离为1m ，则图（3）中游标卡尺的示数为 mm ．图（4）游标卡尺的示数为mm ．实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是，所测光波的波长为 m ．（保留两位有效数字）

321

cm 010

A

(1)

B

(3)

321

cm

010

(4) (2)

答案：

11.4 16.7 减小测量的绝对误差（或提高测量的精确度）

5、在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其

上取了A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 等7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T =0.02s的交流电源．他经过测量并计算得到打点计时器在打B 、C 、D 、E 、F 各点时物体的瞬时速度如表：

（1） 计算v F 的公式为v F =＿＿＿＿；

（2）根据(1）中得到的数据，以A 点对应的时刻为t =0， 试在图中所给的坐标系中，作出v －t 图象，并求物体的加速度a =＿＿＿＿m/s2；

（3）如果当时电网中交变电流的频率是f =51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比＿＿＿＿（选填：偏大、偏小或不变）． 答案：v F =

d 6-d 4

（2）a=0.425±0.005m/s2 图略（3）偏小 10T

6、 下列三张图片分别反映了飞机以三种不同速度在空中(不考虑空

气的流动) 水平飞行时，产生声波的情况。图中一系列圆表示声波的传播情况，A 点表示飞机的位置。请你利用给出的图，确定飞机飞行速度最大的是 C _(填a 、b 、c ) ，并用刻度尺等工具估测c 图中飞机的速度为m/s。已知声波在空气中的速度为340m/s。

7、如图甲所示是一种测量电容器电容的实验电路图，实验是通过对高阻值电阻放电的方法，测出电容器充电至电压U 时所带电荷量Q ，从而再求出待测电容器的电容C 。某同学在一次实验时的情况如下：

A ．按如图甲所示的电路图接好电路；

B ．接通开关S ，调节电阻箱R 的阻值，使电流表的指针偏转接近满刻度，记下此时电流表的示数是I 0 = 490μA ，电压表的示数U 0= 8.0V。

C ．断开开关S ，同时开始计时，每隔5s 测读一次电流i 的值，将测得数据填入表格，并标示在图乙的坐标纸上（时间t 为横坐标，电流i 为纵坐标），如图乙中小黑点所示。

(1) 在图乙中画出i — t 图线；

(2) 图乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义是_______________；

(3) 该电容器电容为________F（结果保留两位有效数字）；

(4) 若某同学实验时把电压表接在E 、D 两端，

则电容的测量值比它的真实值_____ (填“大”、“小”或相等) 。

答案：. (1) 如图所示 (2) 在开始时电容器所带的电量 (3) 1.0×

10-3F (4) 小

8、⑴已知电动玩具小车在水平面上运动过程所受阻力与速度成正比。接通电源后小车的电动机以额定功率运转。为测定该电动机的额定功率，首先用弹簧秤以2.0N 的水平恒力，拉动小车沿水平面运动，小车尾部夹有纸带，运动过程中打点计时器打出的部分纸带如右上图所示；然后换掉纸带，接通小车的电动机，电

动机以额定功率工作，让小车仍在该水平面上运动，打点计时器打出的部分纸带如右下图所示。（两图中每相邻两个计数点之间都还有打点计时器打下的4个点未画出，电源频率为50Hz 。相邻计数点间的距

离已标在图上，单位mm 。

）由以上两步

操作可知：小车所受阻力大小与速度大小的比例系数为 __ ；小车上电动机

的额定功率为 。

图4 ⑵如图2所示为一热敏电阻（阻值随温度的改变而变化）

的I-U 关系曲线。

①为了通过测量得到如图2所示的I-U 关系的完整曲线，在图3甲、乙两个电路中，已知电源电动势均为9.0V ，内阻不计，滑动变阻器的最大阻值均为100Ω。应选择的是_____图所示的电路。

②在图4所示的电路中，电源两端的电压U 恒为9.0V ，理想毫安表示数为70mA ，定值电阻R 1=250

Ω。根据图2所示热敏电阻的I-U 曲线及相关知识，可得电阻R 2的阻值为_____Ω。（结果保留2位有效数字） ③若将该热敏电阻接在电动势6.0V ，内电阻100Ω的电源两端，则通过热敏电阻的电流将是_______mA。 答案：．⑴5N s/m 0.45W 。⑵①甲 ②1.1×102Ω③19mA

9、某同学用如图8甲所示的实验装置，做《用双缝干涉测光的波长》的实验，他用带有游标尺的测量头(如图8乙所示) 测量相邻两条亮条纹间的距离△x .

转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹(将这一条纹确定为第一亮条纹) 的中心，此时游标尺上的示数情况如图8丙所示；转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图8丁所示，则图8丙的示数x 1=______________mm ；图8丁的示数x 2=__________mm . 如果实验中所用的双缝间的距离d =0.20mm ，双缝到屏的距离L=60cm ，则计算波长的表达式λ=_______（用已知量和直接测量量的符号表示）. 根据以上数据，可得实验中测出的光的波长λ=_______m .

答案： 0.15； 8.95；

10、. 某位同学自制了一个螺旋测微计. 由于没有车床加工精密螺纹, 就找了一段细钢丝(直径为0.8 mm),又找了一个细圆柱, 在细圆柱上均匀涂上万能胶, 然后在细圆柱上紧密绕排细钢丝作为螺栓. 在螺栓上再紧密绕排细钢丝和牛皮纸组成一个螺母. 再通过其他工作, 一个螺旋测微计终于成功了. 问该螺旋测微计的固定刻度最小长度为0.8mm, 若可动刻度分成20等份, 则刻螺旋测微可准确到0.04mm.

11、如果用F 表示滑动摩擦力的大小，用F N 表示正压力的大小，则有F ＝µF N ，式中µ叫做动摩擦因数．为了测量两张纸之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验．如图所示，在木块A 和木板B 上贴上待测的纸，B 板水平固定，用测力计拉A ，使A 匀速向左运动，读出并记下测力计的读数F ，测出木块A 的质量m ，则μ=F ．

m g

（1）该同学为什么要把纸贴在木块上而不直接测量两张纸间的滑动摩擦

力？

（2）在实际操作中，发现要保证木块A 做匀速运动比较困难，实验误差

较大．你能对这个实验作一改进来解决这一困难从而减小误差吗？

答案：（1）可增大正压力，从而增大滑动摩擦力，便于测量．

（2） 参考方案：只要将测力计的一端与木块A 相连接，测力计的另一端与墙壁或竖直挡板之类的

固定物相连．用手通过轻绳拉动木板B ，读出并记下测力计的读数F ，测出木块A 的质量m ，同样有μ=F ．

m g

d

(x 2-x 1) ； 5. 9⨯10-7； 5L

五、实验综合测试题

一、选择题

1. 某同学用插针法测定玻璃的折射率n ，如图所示，他的实验方法和操作步骤正确无误，但事后发现玻璃砖的两个光学平面ab 与cd 不平行，那么下面说法正确的是（ ）

A.P 1P 2与P 3P 4两条直线一定不平行 B.P 1P 2与P 3P 4两条直线一定平行 C. 他测出的n 值一定偏大 D. 他测出的n 值不受影响

2. 关于油膜面积的测量方法，下列说法中正确的是（ ） A. 油酸滴入水中后，要立即用刻度尺去量油膜的面积

B. 油酸滴入水中后，要让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积

C. 油酸滴入水中后，要立即将同膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积

D. 油酸滴入水中后，让油膜尽可能散开，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，用坐标纸去计算油膜的面积

3. 在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中，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 ，如图所示，当此探针分别与a 、b 两点接触时（ ） A. 电表的指针都应指零 B. 电表的指针都不指零

C. 电表的指针分别左偏和右偏 D. 电表的指针分别右偏和左偏

4. 下面关于多用电表的使用中出现的一些现象与事实相符的有（ ） A. 待测电阻不跟别的元件断开，其测量值偏大

B. 测量电阻时，用两手碰表笔的金属杆，其测量值偏小

C. 测量电阻时，如果电路不和电源断开很容易出现烧坏表头的情况

D. 用多用电表测量60W 灯泡的电阻，其阻值比用额定电压和额定功率算出的电阻小

5. 在“测定金属线电阻率”实验中，若粗估金属丝的电阻R x 约为3Ω，为减小误差，要求金属丝的发热功率P ＜0.75W ，备有的部分器材有：

A.6V 电池组 B. 电流表（0～0.6A ，内阻0.5Ω） C. 电流表（0～3A ，内阻0.01Ω） D. 电压表（0～3V ，内阻1k Ω）

E. 电压表（0～15V ，内阻1k Ω） F. 滑线变阻器（0～100Ω，额定电流1A ） G. 滑线变阻器（0～20Ω，额定电流1A ） 上述器材中应选用的是（ ） 二、填空题

6. 在“验证动量守恒定律”的实验中，需要用的测量工具是 ，在这个实验中，我们只要测出小球飞行距离，就可用它来代表小球开始飞行的速度大小，其理由是 。

7. 某位同学用多用表测量一个定值电阻的阻值，多用电表的欧姆档有R×1、R×10、R×100三档，他用R×10档测量电阻时，发现电表的指针偏转角度很大，于是他进行了如下的操作，完成了实验： A. 将电表选择开关旋到R×100档

B. 用电表的两上表笔接触电阻的两端，从电表指针的偏转进行正确的读数 C. 将测量的结果记录下来

请指出该同学测量步骤中的错误和疏漏之处：

三、综合题

8. 一同学用如图所示的装置，研究感应电流的方向与引起感应电流的磁场的关系，已知电流从a 接线柱流入电流表时，电流表指针右偏，实验时磁场方向、磁铁运动情况及电流表指针偏转情况均记录在下表中：

（1）实验1、3得出的结论是 。（2）实验2、4得出的结论是 。 （3）实验1、2、3、4得出的结论是 。

9. 一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，用下面的方法测量经匀速转动时的角速度。

实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片 实验步骤：

（1）如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上。

（2）启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点。 （3）经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。①由已知

量和测得量表示的角速度的表达式W= ，式中各量的意义是 。

-2

②某次实验测得圆盘半径r=5.50×10m ，得到的纸带的一段如图所示，求得角速度为 。

10. 从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A 1的内阻r 1，要求方法简捷，有尽可能高的

（1）在方框中画出电路图，标明所用器材的代号。（2）若选测量数据中的一组来计算r 1，则所用的表达式为r 1= ，式中各物理量的意义 。

11一种供仪器使用的小型电池标准电压9V ，允许电池输出的最大电流为50mA ，为了测定这个电池的电动势和内阻电阻，实验室利用如图所示电路，图中电压表内阻很大，可不考虑对电路的影响，R 为电阻箱，阻值范围为0～9999Ω，R 0为保护电阻。

（1）实验室中备有的定值电阻有以下几种规格： A.10Ω 5W B.150Ω 0.5w C.200Ω 0.5w D.1.2Ω 1W

R 0宜选用 。

（2）在实验室中，当变阻器各旋钮调到如图所示的旋钮时，闭合开关，

电压表示数为9V ，变阻箱此时电阻为 Ω, 电路中通过电阻箱的电流为 mA。

12. （1）在采用图所示电路测定电流表的内阻时，电流表内阻r g 可以认为等于R 2的条件是：R 1比R 2大很多，其原因是（ ）

A. 当R 1比R 2大很多时，R 2可以忽略不计，此时只有r g 与R 1串联 B. 当R 1比R 2大很多时，r g 、R 2均可以忽略不计，所以有r g =R2

C. 当R 1比R 2大很多时，R 2连入电路后对总电流大小改变极小，干路中总电流认为不变，这样调节R 2使电流表半偏，也就认为流过R 2与电流表的电流之和仍等于原来的电流，且认为流过R 2与电流表的电流相等，所以有r g =R2

D. 当R 1比R 2大很多时，总电阻与R 2、r g 关系不大，所以有r g =R2 （2）在测定电流表内阻的实验中，备有下列器材：

A. 电流表（量程0～100uA ） B.电阻箱（范围0～9999Ω） C. 电阻箱（范围0～99999Ω） D.电源 E. 滑动变阻器（阻值0～55Ω） F.若干导线和开关 如采用如图所示的实验电路，那么R 1应选用上述器材中的 ，R 2应选用 。 （3）实验时有下列步骤：

A. 将S 1、S 2同时闭合，调节R 1使电流表指针满偏 B. 断开S 2，闭合S 1，调节R 1使电流表指针满偏 C. 合上S 2，调节R 1，使电流表指针半偏 D. 合上S 2，调节R 2，使电流表指针半偏 E. 记下R 2阻值

F. 据r g =R2，确定r g 值

G. 据r g =R1R 2/(R1-R 2) ，确定r g 值

其中正确的步骤是 。

（4）在实验开始前，S 1、S 2应置于 位置，R 1R 2应置于 位置。

答案：1.AD 2.D 3.A 4.BCD 5.ABDE

6. 天平、毫米刻度尺；两对从同一地点平抛，飞行时间相等，水平射程与初速成正比。

7.A 中应选R×1档，选档后要调零；测量后要将选择开关旋到“OFF”档或交流电压最高档。 8. （1）原磁通增加时，感应电流磁场与原磁场相反。（2）原磁通减小时，感应电流磁场与原磁场相同。 （3）感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁通量的变化。

9. （1）(x2-x 1)/T(n-1)r T为电磁打点计时器打点的时间间隔，r 为圆盘的半径，x 2、x 1是纸带上选定的两点分别对应的米尺上的刻度值，n 为选定的两点间的打点数（含两点）。（2）6.8rad/s

10. （1）略 （2）r 1=I2r 2/I1r 2 I 1为电流表A 1示数，I 2为电流表A 2示数，r 2为电流表A 2的内阻 11．（1）C （2）750Ω，9.5mA [说明] 因为当R 偶然变为零时，R 0的存在要使电源工作电流不超过自身额定电流，所以R omin =

U 9

=

I 额0. 05

Ω=180Ω，A 、B 、D 选项均不符合要求，而C 的额定电流恰好也为50mA ，能符合电源的工作条件。

12． (1)C (2)C、B (3)B、D 、E 、F (4)断开，阻值最大