北京高考物理实验要点.docx
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北京高考物理实验要点
北京高考物理实验要点(总9页)
北京市高中物理实验必考要点
一、研究匀变速直线运动
二、探究弹力与弹簧伸长的关系
F=kx=k(l-l0)下图为准确实验时的图像形成上图的原因:
当未悬挂砝码时,由于弹簧自重
的影响,造成弹簧的形变
三、验证平行四边形定则
记录:
结点O的位置
两测力计的示数F1、F2
测量两测力计拉力的方向用两个测力计拉细绳套使橡皮条伸长,绳的结点到达某点O。
结点O的位置。
记录两测力计的示数F1、F2。
两测力计所示拉力的方向。
用一个测力计重新将结点拉到O点。
记录:
弹簧秤的拉力大小F及方向。
减小误差的方法:
a.测力计使用前要校准零点。
b.弹簧伸长方向和所测拉力方向应一致,并与木板平行.
c.两个分力和合力都应尽可能大些.
d.拉橡皮条的细线要长些,标记两条细线方向的两点要尽可能远些.
e.两个分力间的夹角不宜过大或过小,一般取600~1200为宜
四、验证牛顿第二定律
1.原理:
平衡摩擦力:
适当垫高长木板不带滑轮的一端,使小车刚好匀速下滑。
用细绳将砂桶(质量为m)和小车连成一个整体,连接体做匀加速直线运动。
根据牛顿第二定律:
整体:
mg=(M+m)a小车:
T=Ma=
,当m《M时,即小车的合外力近似为砂和砂桶的重力mg。
2.实验条件:
a.平衡摩擦力:
b.只有小车和码砝的质量之和(M)远远大于砂和砂桶的总质量(m)时,小车的合力才近似等于砂和砂桶的重力mg.
3.主要测量量:
小车的质量(包括砝码)M;砂和砂桶的总持量m.;纸带上相邻计数点间的位移S1、S2、S3
4.数据处理:
逐差法求加速度:
5.实验结果分析:
图线法:
M一定时,a—F图线;F一定时,a—
图线。
在实验中某人得不出当小车的质量一定时加速度a与作用力F成正比的正确图线,而是得出下列图线(图1-6)。
请分别说出得到(A)、(B)、(C)三种图的原因。
分析与解答
(A)图的原因是:
平衡摩擦力过度。
从图中可以看出,图线在纵轴上的截距为一正值,表示外力作用为零时,已经有了加速度。
这是因为垫木太厚,造成小车在自身下滑力作用下向下滑动所造成。
(B)图的原因是:
平衡摩擦力不足。
因为图线在横轴上的截距为一正值,表示外加作用力已经为某一值时小车的加速度仍为零,这意味着摩擦力还要一部分拉力来平衡。
(C)图的原因是:
没有满足M>>m这个条件。
由图可知,当作用力较大时,图线向下偏,这表示a的值偏小。
我们知道(C)图横轴的F实际是砂和砂桶的总重力mg,而纵轴的a则由实际的力T=Mmg/(m+M)来决定,当拉力越大时,mg与T的偏离也越大,这是造成图(C)的原因。
五、研究平抛运动
考点:
1、h=1/2gt2x=v0t
2、Y2—y1=aT2
注意事项:
1.斜槽末端水平,木板竖直
2.小球从同一高度释放
3.球心位置记作抛出点
4.测量工具:
刻度尺(不用秒表)
注意:
斜槽不要求光滑
如没有记录抛出点,用∆s=aT2求时间
六、探究动能定理
平衡摩擦力
橡皮筋做功分别为W、2W、3W、……
分析W-v,W-v2,W-v3……图像得
注:
也可应用验证牛顿第二定律装置。
七、验证机械能守恒定律
方法1:
(有抛出点)
方法2:
(无抛出点)
减小摩擦力:
选质量大体积小的重锤
纸带限拉孔在同一竖线上
测量工具:
打点计时器、刻度尺(不需要天平)
1.原理:
物体做自由落体运动,根据机械能守恒定律有:
mgh=1/2mv2在实验误差范围内验证上式成立。
2.实验器材:
打点计时器,纸带,重锤,米尺,铁架台,烧瓶夹、低压交流电源、导线。
3.实验条件:
a.打点计时器应该竖直固定在铁架台上
b.在手释放纸带的瞬间,打点计时器刚好打下一个点子,纸带上最初两点间的距离约为2毫米。
4.测量的量:
a.从起始点到某一研究点之间的距离,就是重锤下落的高度h,则重力势能的减少量为mgh1;测多个点到起始点的高h1、h2、h3、h4(各点到起始点的距离要远一些好)
b.不必测重锤的质量
5.误差分析:
由于重锤克服阻力作功,所以动能增加量略小于重力势能减少量
6.易错点:
a.选择纸带的条件:
打点清淅;第1、2两点距离约为2毫米。
b.打点计时器应竖直固定,纸带应竖直。
c.实验操作关键:
先合上电源,再松开纸带。
d.减小误差,重锤应适当大一些。
八、验证动量守恒定律
两球体积相同,m1>m2
变m1v0=m1v1+m2v2为
m1OP=m10M+m2ON
测量工具:
刻度尺、天平
注:
分清各球落点
1.原理:
两小球在水平方向发生正碰,水平方向合外力为零,动量守恒。
m1v1=m1v1/+m2v2/
本实验在误差允许的范围内验证上式成立。
两小球碰撞后均作平抛运动,用水平射程间接表示小球平抛的初速度:
OP-----m1以v1平抛时的水平射程
OM----m1以v1/平抛时的水平射程
ON-----m2以V2/平抛时的水平射程
验证的表达式:
m1OP=m1OM+m2ON
2.实验仪器:
斜槽、重锤、白纸、复写纸、米尺、入射小球、被碰小球、游标卡尺、刻度尺、圆规、天平。
3.实验条件:
a.入射小球的质量m1大于被碰小球的质量m2(m1>m2)
b.入射球半径等于被碰球半径
c.入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滑下。
d.斜槽未端的切线方向水平
e.两球碰撞时,球心等高或在同一水平线上
4.主要测量量:
a.用天平测两球质量m1、m2;b.水平射程
5.易错易混步骤:
a.调节轨道末端切线水平,
b.落点位置的确定:
以每次实验的落点为参考,作一尽可能小的圆,将10次落点围在里面,圆心就是落点的平均位置,我们就把此圆的圆心定为实验测量数据时所对应的小球落点位置。
九、用单摆测定重力加速度
绳:
细、轻且不易伸长的线
球:
小、重的金属球
计时:
摆球通过最低位置时开始计时,
从同一方向通过最低位置进行计数,计数从“零”开始。
求g:
计算和图像
误差分析:
用测量值与真实值比较
1.实验目的:
用单摆测定当地的重力加速度。
2.实验原理:
g=4π2L/T2
3.实验器材:
长约1m的细线、小铁球、铁架台、米尺、游标卡尺、秒表。
4.易错点:
(
a.小球摆动时,最大偏角应小于50到100。
b.小球应在竖直面内振动。
c.计算单摆振动次数时,应从摆球通过平衡位置时开始计时。
d.摆长应为悬点到球心的距离。
即:
摆长:
L=摆线长+摆球的半径。
e.周期的计算:
T=t/n.做30~50次全振动的时间除以总次数,得到1个周期的时间,用这种方法可以减小测量误差.
5.数据处理方法:
1)公式法:
将测得的摆长L和周期T代入公式g=4π2L/T2即可求出当地的重力加速度的值,为了减小误差,可以改变摆长,测量周期,得到g1、g2、g3,然后求平均值.
2)图象法:
画出T2-L图象通过求“斜率k=4π2/g”确定g(误差小);也可画出L-T2图象通过求“斜率k=g/4π2”确定g(误差小);
3、测量结果精确度:
1.适当加长摆线2.单摆偏离平衡位置的角度不能太大
4、误差分析:
g偏大:
测量周期时,误将摆球(n-1)次全振动的时间t记为了n次全振动的时间,并由计算式T=t/n求得周期
g偏小:
测量摆长时,把摆线的长度当成了摆长或漏记小球半径
摆线上端未牢固地固定于O点,振动中出现松动,使摆线越摆越长(相当于摆长变短).
电学基础:
1、测量电路的选择
伏安法测量电路有两种:
安培表内接法和外接法,如图7-29甲所示,内接法适于测大电阻,如图7-29乙所示外接法适于测小电阻。
(大内小外)
有三种选择两种测量电路方法
直接比较法:
当Rx>>RA用内接法;当Rx<临界值计算法:
当
用内接法,当
用外接法。
测试判断法:
当Rx、RA、RV大约值都不清楚就用测试判断法。
如图7-30所示,将单刀双掷开关S分别接触a点和b点,若看到安培表示数
变化比伏特表示数变化大,则说明伏特表分流影响较大,应该选内接法;若伏
特表示数变化比安培表示数变化大,则说明安培表分压影响较大,应该选外接法。
(4)误差分析:
大内大,小外小
2.控制电路的选择
限流式:
如图7-31甲,触头P开始应置于A端使电路阻值最大。
分压式:
图7-31乙所示,为确保安全,触头P应滑至A端,即开始负载电压处于最小。
电路选择原则:
1、零起必分压2滑小必分压3、滑大可限流,烧表必分压
十、测定金属的电阻率
考点:
1.安培表外接法
2.测L时应测接入电路的电阻丝的有效长度。
3.闭合开关前,应把滑动变阻器的滑动触头置于正确位置。
4.多次测量U、I,先计算R,再求R平均值。
5.电流不宜过大,否则电阻率要变化,安培表一般选0—安挡
十一、描绘小灯泡的伏安特性曲线
实验原理:
在小灯泡由暗变亮的过程中,温度发生了很大的变化,而导体的电阻会随温度的变化而增大,故在两端电压由小变大的过程中,描绘出的伏安特性曲线就不是一条直线,而是一条各点斜率逐渐增大的曲线。
考点:
1.电流表外接(因R灯小)
2.滑动变阻器分压(U从0调起)。
3.灯丝电阻率随温度的升高而增大
注:
分清U-I图和I-U图
滑变分压式的实物图连法
十二、把电流表改装成电压表(串大电阻
)电流表改装电流表(并小电阻)
电流表改装成电压表(串大电阻
)电流表改装电流表(并小电阻
)
半偏法:
R远大于R1,rG比实际偏小校表:
滑变分压式连接(从零调起)
十三、测定电源的电动势和内阻
原理:
E=U+Ir
电压表的位置
不要将I调得过大,选小量程
注意:
坐标轴是否从零开始
1.实验电路图:
安培表和滑动变阻器串联后与伏特表并联。
2.测量误差:
、r测量值均小于真实值。
3.安培表一般选0-档,伏特表一般选0-3伏档。
4.电流不能过大,一般小于。
误差:
电动势的测量值测和内电阻的测量值r测均小于真实值
5.延伸:
其他方法:
1)安阻法:
2)伏阻法:
共同点:
必须知道两个定值电阻的阻值,所以器材中用变阻箱(不能使用滑动变阻器)或两个已知电阻。
器材
电压表、电流表、
滑动变阻器
电流表、电阻箱
电压表、电阻箱
电路
原理
E=U1+I1r
E=U2+I2r
E=I1(R1+r)
E=I2(R2+r)
E=U1+U1r/R1
E=U2+U2r/R2
数
据
处
理
(1)多次测量求平均值
(2)图象法
6.数据处理方法:
1)根据闭合电路欧姆定律列方程求(误差大)2)图象法:
画出U-I图象,斜率的绝对值为r,纵截距为E(误差小);描出的点不完全在同一直线上,作图时要使直线尽可能多的通过一些点,并使不在直线上的各点分布在直线两侧,数目大致相等,个别点偏离过大则舍去.
7注意:
①纵坐标U不从零开始时,图像与横轴的交点不表示短路电流;
②计算电源内阻时,要在直线上任取两个相距较远的点,用r=⊿U/⊿I来计算电池的内阻r.
十四、多用表的使用
考点
1.欧姆表电流红入黑出
2.使用先机械调零,欧姆表换挡欧姆调零
3.测电阻时,电阻要与电源和其他元件断开
4.读数时要乘以被率,不估读
5.指针偏转较小,示数较大,换高档位
6.用完,开关置OFF挡或交流电压最高档
十五、示波器的使用
水平、竖直位移旋钮;
调节图像水平、竖直方向的位置
X、Y增益旋钮;
调节图像水平、竖直方向的幅度
注:
原理很重要,类比沙摆实验
十六、传感器的简单应用
热敏电阻电阻率随温度的升高而减小。
光敏电阻电阻率随光照强度的增大而减小
注:
容器式传感器改变的是哪个量
十七、测定玻璃的折射率
选厚、宽的玻璃砖
每侧两枚大头针间距大些
入射角不能太小和太大
实验过程中不要移动玻璃砖
分析误差时,画出实验光路与实际光路比较
考点:
误差分析
甲:
不变乙:
偏小丙:
不变
十八、用双缝干涉测定光的波长
顺序:
光源、滤光片、单缝、双缝、光屏
原理:
为相邻两明纹间距
调节元件中心均在遮光筒的中心轴线上
单、双缝平行且竖直,线状灯丝平行单缝
注:
数清条纹个数,计算注意单位
十九、读数
(1)、刻度尺:
最小刻度1mm,估读到
例:
按照有效数字的读数规则读出相邻计数点AB、BC、CD、DE、EF间的距离s1、s2、s3、s4、s5,它们依次为______cm、______cm、______cm、______cm、______cm.
答案:
,,,,;
(2)、游标卡尺:
1、 构造和用途:
测厚度,外径2、读数:
主尺+游标
游标卡尺(mm)
精度
mm
测量结果(游标尺上第n个格与主尺上的某刻线对正时)mm
刻度格数
刻度长度
每小格与1mm的差
10
9
主尺读数(mm)+*n(mm)
20
19
主尺读数(mm)+*n(mm)
50
49
主尺读数(mm)+*n(mm)
2.游标卡尺的读数:
主尺最小分度是1mm,则图中三个卡尺的读数为:
甲图中的游标是10分度,则读数为mm;乙图中的游标是20分度,则读数为mm;
丙图中的游标是50分度,则读数为mm。
答案:
,,。
(3)螺旋测微器(千分尺):
估读到
1、构造2、读数(mm)=固定刻度d读数(mm)+*格数
3.螺旋测微器的读数:
图中甲为mm;乙为mm,丙为mm。
答案:
,,
(4)电压表、电流表
类别
精确度
(最小刻度)
测量结果
电压表
分度
量程
电压表
10分度仪表
0-3V
估读到,例:
电压表
2分度仪表
0-15V
估读到,(十分位为估读)例:
,
电流表
5分度仪表
估读到,(百分位为估读)例:
电流表
10分度仪表
0-3A
估读到,例:
根据仪器的最小分度可以分别采用1/2、1/5、1/10的估读方法,一般:
最小分度是2的,(包括、等),采用1/2估读,如安培表0~档;
最小分度是5的,(包括、等),采用1/5估读,如安培表0~15V档;
最小分度是1的,(包括、等),采用1/10估读,如刻度尺、螺旋测微器、安培表0~3A档、电压表0~3V档
记忆口诀:
最小分度为1的,估读到下一位;最小分度为2或5的,估读到本位
(5)秒表
秒表的读数分两部分:
小圈内表示分,每小格表示分钟;大圈内表示秒,最小刻度为秒。
当分针在前分内时,秒针在0~30秒内读数;
当分针在后分内时,秒针在30~60秒内读数或者分针多读分秒针在秒针在0~30秒内读数。
(秒表不估读)
以下秒表读数:
秒
测电阻的其它方法
等效法测Rx:
2、等效法测Rv:
半偏法测Rv:
伏安法测Rv:
3、半偏法测Rg4、已知内阻的电流表可当作电压表用:
已知内阻的电压表可当作电流表用: