高考考纲--物理实验

高考考纲--物理实验（共14个）1. 研究匀变速直线运动2. 探究弹力和弹簧伸长的关系3. 验证力的平行四边形定则4. 验证牛顿运动定律5. 探究动能定理6. 验证机械能守恒定律7. 验证动量守恒定律8. 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器） 9. 描绘小电珠的伏安特性曲线 10. 测定电源的电动势和内阻 11. 练习使用多用电表 12. 传感器的简单使用13. 用油膜法估计分子的大小14. 研究单摆的运动、用单摆测定重力加速度一、研究匀变速直线运动 【实验原理】1．打点计时器（1）作用：计时仪器，当电源频率为50 Hz 时，每隔 s 打一次点． （2）工作条件①电磁打点计时器： V ～ V 交流电源； ②电火花计时器： V 交流电源． （3）纸带上点的意义：①表示和纸带相连的物体 ．②通过研究纸带上各 ，可以判断物体的运动情况． ③可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的 ． 2．利用纸带判断物体运动状态的方法（1）沿直线运动的物体在 内 的速度分别为v 1、v 2、v 3、v 4、…，若v 2-v 1=v 3-v 2=v 4-v 3=…，则说明物体在相等时间内速度的 ，由此说明物体在做 ，即a=（2）沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x 1，x 2，x 3，x 4…，若△x=x 2-x 1=x 3-x 2=x 4-x 3=…，则说明物体在做 ，且 ．3．速度、加速度的求解方法 （1）“平均速度法”求速度即=n v ，如图所示．（2）由纸带求物体运动的加速度①逐差法：即根据x 4-x 1=x 5-x 2=x 6-x 3=3aT 2（T 为相邻两计数点间的时间间隔），求出=1a 、=2a 、=3a ,再算出a 1、a 2、a 3的平均值即为物体运动的加速度：a= ②图象法：即先根据=n v 求出多个点的瞬时速度，后作出v-t 图象，图象的 即为物体运动的加速度．（练习）1、图甲为在气垫导轨上研究匀变速直线运动的示意图，滑块上装有宽度为d （很小）的遮光条，滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间△t 以及遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t ，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x 。

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，示数如图乙，则d=cm；（2）实验时，滑块从光电门1的右侧某处由静止释放，测得△t=50s，则遮光条经过光电门1时的速度v=m/s；（3）保持其它实验条件不变，只调节光电门2的位置，滑块每次都从同一位置由静止释放，记录几组x及其对应的t，作出﹣t图象如图丙，其斜率为k，则滑块加速度的大小a与k关系可表达为a=。

2.在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学用接在50Hz的交流电源上的打点计时器，得到一条如图所示的纸带．纸带上每相邻的两计数点间都有四个计时点未画出，用刻度尺量出各计数点到0点的距离，分别标注在相应的计数点的下方．（结果保留三位有效数字）（1）在纸带上打下计数点3时的速度v3= m/s．（2）通过数据可得，纸带的加速度a= m/s2．（3）如果当时交流电源的频率是f=49Hz，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（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．二、探究弹力和弹簧伸长的关系【实验原理】弹簧受力会发生形变，形变的大小与有关，沿的方向拉弹簧，当形变稳定时，与在数值上是的，用法测量弹簧的弹力，运用的正是．弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算．这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系．（练习）1.某同学利用如图甲装置探究弹簧的弹性势能E P与弹簧伸长量△x之间的关系。

实验步骤如下：（1）用游标卡尺测量遮光条宽度d．如图乙所示测量值d=mm。

（2）按图甲竖直悬挂好轻质弹簧，将轻质遮光条水平固定在弹簧下端；在立柱上固定一指针，标示出弹簧不挂重锤时遮光条下边缘的位置，并测出此时弹簧长度x0。

（3）测量出重锤质量m，用轻质细线在弹簧下方挂上重锤，测量出平衡时弹簧的长度x1，并按甲图所示将光电门组的中心线调至与遮光条下边缘同一高度，已知当地重力加速度为g，则此弹簧的劲度系数k=。

（4）用手缓慢地将重锤向上托起，直至遮光条恰好回到弹簧原长标记指针的等高处（保持细线竖直），迅速释放重锤使其无初速下落，光电门组记下遮光条经过的时间△t，则此时重锤下落的速度=，弹簧此时的弹性势能=（均用题目所给字母符号表示）。

（5）换上不同质量的重锤，重复步骤3、4，计算出相关结果，并验证弹性势能E P与弹簧伸长量△x 之间的关系。

2.在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中，某实验小组将不同数量的钩码依次挂在竖直悬挂的弹簧下端，进行了相关的测量。

根据所测数据，他们利用描点法作出了所挂钩码的总重力G与弹簧长度L的关系图象（如图）．请根据图象回答以下问题：（1）弹簧的原长为m。

（2）弹簧的劲度系数为N/m。

（3）（单选）关于该实验，以下说法错误的是。

A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力时，应保证弹簧竖直悬挂C．测量弹簧长度L时，应保证弹簧和钩码均处于平衡状态D．实验可得出的结论是：弹簧的弹力与弹簧长度L成正比。

3.一名同学用图示装置做“测定弹簧的劲度系数”的实验。

以下是这位同学拟定的实验步骤，请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上。

A．以弹簧长度l为横坐标，以钩码质量m为纵坐标，标出各组数据（l，m）对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B．记下不挂钩码时，弹簧下端A处指针在刻度尺上的刻度l0；C．将铁架台固定于桌子上，将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个……钩码，待钩码静止后，读出弹簧下端指针指示的刻度记录在表格内，然后取下钩码；E．由图象找出m﹣l间的函数关系，进一步写出弹力与弹簧长度之间的关系式；求出弹簧的劲度系数。

三．验证力的平行四边形定则【实验原理】（1）法：一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点，所以一个力F′就是这两个力F1和F2的合力，作出力F′的图示，如图所示．（2）法：根据作出力F1和F2的合力F的图示．（3）验证：比较F和F′的和是否相同，若在误差允许的范围内相同，则验证了力的平行四边形定则．（练习）“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图1甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。

图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图。

（1）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是。

（2）本实验采用的科学方法是（填正确答案标号）。

A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法（3）某同学在坐标纸上画出了如图2所示的两个已知力F1和F2，图中小正方形的边长表示2N，两力的合力用F表示，F1、F2与F的夹角分别为θ1和θ2，关于F1、F2与F、θ1和θ2关系正确的有（填正确答案标号）。

A．F1=4N B．F=12N C．θ1=45°D．θ1＜θ2。

四、验证牛顿运动定律（【实验原理】本实验中，探究加速度a与力F、质量M的关系，可以先保持不变，研究的关系，再保持不变，研究的关系．练习）在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图1所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．（1）当M与m的大小关系满足时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与的图象．（3）如图（a），甲同学根据测量数据做出的a﹣F图线，说明实验存在的问题是．（4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a﹣F图线，如图（b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？．（5）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度a=．（结果保留三位有效数字）五、探究动能定理本实验的关键是两个问题，一个是怎样才能使滑块受到的合力是，再一个是怎样才能使绳子拉力近似等于．对于实验“探究功和速度变化的关系”的实验变式，主要在以下两方面：（1）对做功的测定变式：可利用“验证牛顿第二定律”的实验装置，若要认为小车受的合力大小为钩码重力大小，应满足两个条件①②；也可用直接测定拉力大小．（2）对小车获得的速度的测定变式：测速度还可用、、等．（练习）1.某校物理实验小组用如图所示的装置探究动能定理，关于实验操作，下列说法不正确的是（）A．为消除摩擦力的影响，提高实验的精确度，必须先将纸带穿过计时器连到小车上，再改变木板倾角，使小车能沿木板匀速下滑B．打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不都是均匀的，应选间距均匀的那一段纸带来计算小车的速度，因为这一段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形C．换用不同的纸带进行实验，在增加橡皮筋数量的同时应减少橡皮筋拉伸的长度，以实现对小车的拉力不变的目的D．本实验并不需要测量橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只需测出以后各次实验橡皮筋做功是第一次实验时的多少倍即可2.利用如图2所示的装置做“探究合外力做功与物体动能变化的关系”实验，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．小车（包括挡光板和拉力传感器）质量为M，砝码和砝码盘的总质量m，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离为s．改变放人砝码盘的砝码质量，进行多次实验．（1）实验时，（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；（填“需要”或“不需要”）满足砝码和砝码盘的总质量m远小于小车（包括挡光板和拉力传感器）质量M．（2）如图1所示，用游标卡尺测得挡光板的宽度d=mm．（3）实验时，读出拉力传感器的示数为F，测出小车的质量M，遮光条宽度d，经过光电门1、2的挡光时间分别为△t1、△t2，光电门1和2的中心距离为s，则验证动能定理的表达式为（用以上测得的物理量表示）．3.某同学用探究动能定理的装置测滑块的质量M．如图甲所示，在水平气垫导轨上靠近定滑轮处固定一个光电门．让一带有遮光片的滑块自某一位置由静止释放，计时器可以显示出遮光片通过光电门的时间t（t 非常小），同时用米尺测出释放点到光电门的距离s．（1）该同学用螺旋测微器测出遮光片的宽度d如图乙所示，则d=mm．（2）实验中多次改变释放点，测出多组数据，描点连线，做出的图象为一条倾斜直线，如图丙所示．图象的纵坐标s表示释放点到光电门的距离，则横坐标表示的是．A．t B．t2C．D．（3）已知钩码的质量为m，图丙中图线的斜率为k，重力加速度为g．根据实验测得的数据，写出滑块质量的表达式M=．（用字母表示）六、验证机械能守恒定律【实验原理】：自由下落的物体做功，若等于，即：=，则物体机械能守恒．（练习）1.用图甲所示的装置，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律，某次实验中，让质量为m的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点迹，如图乙所示，O是打下的第一个点，取离O点较远的相邻的三个实际点A、B、C为计数点，已知m=0.1kg，打点计时器每隔0.02s打一个点。