上海市高中学业水平考试之物理实验操作考试完整版.docx

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上海市高中学业水平考试之物理实验操作考试完整版

学业水平考试

物理实验操作考试

一、操作实验

老式实验：

DIS实验：

实验1：

互成角度共点力合成

实验4：

用DIS研究匀速直线运动。

实验2：

多用表使用

实验5：

用DIS测平均速度

实验3：

研究感应电流产生条件

实验6：

用DIS测加速度

实验8：

用DIS研究通电螺线管内磁感应强度

实验7：

用DIS研究气体压强与体积关系

二：

分组：

小组

实验

实验仪器设备和材料

实验仪器设备初设状态

A组

实验一：

用DIS研究通电螺线管内磁感应强度

长螺线管1个，稳压电源1个，滑动变阻器1个，导线3根，计算机1台，数据采集器1个，磁传感器（整个探管上至少标有10个等间距刻度）1个，相应连接线。

（1）计算机、数据采集器、磁传感器三者已连接；

（2）计算机显示本实验界面；

（3）长螺线管、稳压电源、滑动变阻器三者已连接。

实验二：

互成角度共点力合成

图板1块，图钉4只，橡皮筋1根（附有2个小绳圈），弹簧测力计2个，带刻度三角板1副。

（1）在图板上固定实验用纸；

（2）橡皮筋一端已用图钉固定在“参照固定点”上（依照橡皮筋长度可恰当调节固定点位置）；

（3）一种弹簧测力计指针设立于非零位置。

B组

实验一：

用DIS研究气体压强与体积关系

注射器1个，计算机1台，数据采集器1个，压强传感器1个，相应连接线。

（1）在大气压下，将注射器活塞定在约12mL位置；

（2）计算机、数据采集器、压强传感器与注射器四者已连接；

（3）监考教师依次输入12mL、11mL、10mL、9mL四个体积值，并采集相应压强值；

（4）计算机显示本实验界面（已含四组数据）。

实验二：

多用表使用

多用表（建议用MF30型）1个，1号碱性干电池2节（装在电池盒内构成串联电池组），定值电阻（10欧，电阻值用橡皮胶布贴盖）1个，导线4根（其中2根导线带鳄鱼夹）。

（1）电池、电键和定值电阻已按图连接；

（2）断口处导线均带鳄鱼夹（便于和多用表表笔连接），并夹在一起。

C组

实验一：

用DIS研究加速度与力、质量关系

带滑轮轨道1个，小车（质量已知）1辆，钩码1组（或用其她类似器材代替），配重片2个，细绳1根，计算机1台，数据采集器1个，位移传感器1个，相应连接线。

注：

若实验需要将位移传感器放置在小车上，则小车质量中应包括位移传感器质量。

（1）计算机、数据采集器、位移传感器三者已连接，小车与轨道安装完毕；

（2）计算机显示本实验界面。

实验二：

研究感应电流产生条件

敏捷电流计1个，1号碱性干电池2节（装在电池盒内构成串联电池组），线圈A（附铁芯）1个，线圈B1个，滑动变阻器1个，电键1个，条形磁铁1根，导线6根。

（1）敏捷电流计与线圈B连接成串联电路，其她元件、导线等均不连接；

（2）电键处在闭合状态，滑动变阻器滑片居中。

实验一：

研究共点力合成

实验目：

研究合力与两个分力关系

实验器材：

图板、图钉、白纸、带绳套橡皮筋、弹簧测力计（2个）、刻度尺、量角器

实验环节：

1．固定：

如图a所示，依照给定器材，当前图板上固定一张白纸，将橡皮筋一端固定在纸边，将带有两个绳套另一端放在纸面上，测力计可以拉住绳套使橡皮筋伸长。

2．第一次拉：

如图b所示，先用一种弹簧秤拉住绳套将橡皮筋拉长至某位置，标记此时橡皮筋末端位置为O点，记下此时弹簧秤读数和拉力方向F（即合力大小和方向）

3．第二次拉：

如图c所示，再用两个弹簧秤分别同步拉住两个绳套将橡皮筋拉长至O点，记下此时两个弹簧秤读数和拉力方向F1、F2（即两个分离大小和方向）。

4．作图：

取下白纸，用力图示法分别画出表达分力F1、F2和合力F矢量有向线段，以分力F1、F2有向线段为邻边作出平行四边形以及它对角线F’，如图d所示。

最后比较F’和F。

实验结论：

通过实验得出，如果用表达两个共点力F1和F2线段为邻边做平行四边形，那么合力F大小和方向就可以用F1和F2所夹对角线表达。

注意事项：

1．弹簧使用前要调零，明确量程和最小分度。

2．弹簧秤在拉力时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应在与纸面平行平面内。

3．拉力应恰当大些，当不要超过量程。

4．画力图示，要选用恰当单位长度，做力合成图时，应将图精良画大些。

5．实验总有误差。

直接测出力F和用平行四边形法则求出合力F’不也许重叠，但在误差范畴内可以为重叠。

实验二：

多用电表使用

一．多用表测电阻

实验目：

运用多用表测量电阻值

实验原理：

欧姆表电路中，电流与电阻值一一相应。

实验器材：

多用表、待测电阻

实验环节：

1）选挡：

依照待测电阻预计值，用选取开关选好恰当倍率。

2）调零：

将红黑表笔互相接触，进行欧姆表调零。

通过调节调零旋钮，使指针对准满偏电流处，此即为欧姆表零刻度处。

3）测量、读数：

用两表笔分别接触待测电阻两端，将从刻度盘上读数，得到待测电阻阻值：

　　ＲＸ＝读数×倍率。

如指针偏转角度太大或太小，则需要变化倍率后，重新调零再次测量。

4）复位：

测量结束后，拔出表笔，并将选取开关旋至“ＯＦＦ”或交流电压最大处。

注意事项：

1）测量电阻时，要注意当待测电阻与电路断开。

2）测量时量表笔不要与手接触。

二．多用表测电流、电压

实验目：

运用多用表测量电路中电流和用电器两端电压。

实验原理：

运用串联电路中电流处处相等，个并联支路两端电压相等。

实验器材：

多用表、电源、电阻R、导线。

实验环节：

1）按右图连接电路，

2）测电压

①选挡、调零：

将多用表红黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔，选取开关旋至直流电压５Ｖ档（测前要调零）。

②测量、读数：

，运用红黑表笔将多用表与待测电阻并联，读出此时电压值。

3）测电流：

①选挡、调零：

断开开关，并将电阻R与开关间导线拆开；将多用表选取开关调至直流电压５００ｍＡ档（换挡要调零）。

②测量、读数：

运用红黑表笔将多用表串联在电路，闭合开关，读出电路中电流值。

4）复位：

注意事项：

1）开始实验前，滑动变阻器阻值应调至最大，实验中再慢慢减小，但要注意不要让小灯泡两端电压超过小灯泡额定电压，以免照成器材损坏。

2）在测量电流或电压时，要让电流从多用表红表笔流入，黑表笔流出。

3）测量电流时若读数太小，则应恰当变化量程，使指针发生叫明显偏转，以减小读数误差。

实验三：

研究感应电流产生条件

实验目：

探究感应电流产生条件

实验器材：

条形磁铁、敏捷电流计、线圈A和线圈B、滑动变阻器、电源、开关、导线等。

实验环节：

1）将敏捷电流计和线圈B按右图1连接成闭合回路。

用条形磁铁在线圈插入或拔出，观测敏捷电流计指针与否偏转及其规律。

2）按右图2连接电路，用线圈A代替条形磁铁，闭合开关后A在线圈B中插入或拔出，观测敏捷电流计指针与否偏转及其规律。

3）在图2电路中，线圈A放在线圈B中不动，闭合或断开电建，观测敏捷电流计指针与否偏转及其规律。

4）在图2中，线圈A仍放入线圈B中不动，变化滑动变阻器电阻大小，再观测敏捷电流计指针与否偏转及其规律。

5）得出实验结论：

实验结论：

当穿过闭合回路磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流。

实验四：

用DIS研究加速度与力关系、加速度与质量关系

实验目：

⑴研究物体在质量一定状况下，加速度与所受力之间联系

⑵研究物体在所受力一定状况下，加速度与质量之间关系

实验器材：

DIS（位移传感器、数据采集器、计算机等）、带滑轮力学轨道、细绳、小车、钩码、小车配重片、天平、支架等。

实验装置：

实验环节：

实验1：

研究小车在质量一定状况下，加速度与受力关系

⑴DIS连接：

将位移传感器发射器固定在小车上，接受器固定在力学轨道高品位。

调节接受器、发射器位置，使其基本正对。

将接受器与数据采集器相连，数据采集器与计算机相连，构成DIS实验系统。

⑵进行摩擦力平衡调节。

环节如下：

a、双击

图标，打开DAS程序，等待传感器自动连接，待

变成

，传感器就连接成功了。

单击“新课改实验”，双击实验条目“用DIS求加速度”，进入实验界面。

b、将小车放到斜面上，打开位移传感器发射器电源开关，点击“

”，轻推小车开始运动，测量小车加速度。

当加速度接近零时，可以以为小车重力沿斜面分力已与小车和轨道之间摩擦力平衡，见（图）。

c、如果加速度与0相差较大，则调节轨道倾角，再次测量，直至达到规定。

d、点击退出，退出“用DIS求加速度”。

⑶返回软件主界面，点击实验条目“研究加速度与力关系”。

⑷将细绳一段栓在小车上，另一段通过滑轮拴在钩码上。

⑸在窗口下方表格内输入小车质量及拉力数值（等于钩码重力）。

⑹将小车放到轨道上，点击“开始记录”，释放小车，数据采集完，点击“停止记录”

⑺点击“选取区域”，选取需要研究一段v-t图线。

此时软件窗口下方表格中将自动显示该段v-t图线相应加速度。

⑻保持小车质量不变，变化拉力，重做实验，可得到另几组数据，记录在表格中。

F/N

a/m·s-2

⑼解决实验数据，画出a-F图线，归纳得出结论。

实验结论；_____________________________________________________________.

实验五：

用DIS研究气体压强和体积关系

实验目：

研究一定质量气体，在温度不变时，压强与体积关系

实验原理：

玻意耳定律

实验器材：

数据采集器、计算机、压强传感器，注射器

实验装置；

实验环节：

⑴双击

图标，打开DAS程序，等待传感器自动连接，待

变成

，传感器就连接成功了。

单击“新课改实验”，双击实验条目“用DIS研究气体压强与体积关系”，进入实验界面。

⑵将压强传感器接入数据采集器。

把注射器活塞置于初始位置（普通选30-40ml处，这样气体体积变化可以较大,并将注射器与压强传感器前端软管紧密连接，保证其气密性。

（3）点击“

”，观测压强传感器实时测得大气压强值

（4）在软件窗口下方表格中输入活塞初始位置相应气体体积值。

点击“记录数据”，记录下此刻压强值。

（5）变化注射器活塞位置使气体体积发生变化，将变化后体积值输入到表格中，当气压值稳定期，点击“记录数据”，记录下此刻压强值。

（6）重复环节5，得到多组数据。

点击“

”按钮。

（7）点击“P-V绘图”，依照已有数据在P-V坐标系中描点。

点击“图形拟合”，得到p、V有反比关系（图1）。

（8）点击“P-1/V绘图”，绘出“压强-体积倒数”关系图线。

点击“图形拟合”，得到p、1/V有正比关系（图2）

注意事项：

①实验时规定气体质量保持不变，要注意注射器与压强传感器连接时密闭性，实验过程中不能拔出针筒。

实验前，先把针筒拉到一定体积再接上压强传感器；

②为保持气体温度不变，不能用手握住注射器，同步拉动活塞时应缓慢。

实验六：

用DIS研究通电螺线管磁感应强度

实验目：

测定通电螺线管内部磁感应强度

实验器材：

长螺线管、直尺、导线、滑动变阻器、电源、DIS（磁传感器、数据采集器、计算机等）。

实验装置：

实验环节：

1）将磁传感器接入数据采集器。

将磁传感器探管前沿置于距离螺线管中心为4cm处，点按传感器置零按钮，进行较零。

把线圈接入3V直流电源（不要接通）。

2）双击

图标，打开DAS程序，等待传感器自动连接，待

变成

，传感器就连接成功了。

单击“新课改实验”，双击实验条目“用DIS研究通电螺线管磁感应强度”，进入实验界面。

3）接通3V直流电源（或电池组）。

4）点击“

”，输入距离d为“4”，点击“记录数据”，在表格中会记录下一组实验数据。

5）将磁传感器向螺线管方向接近，每次移动0.5cm，相应输入距离d数值，点击“记录数据”，记录相应磁感强度值。

直到磁传感器探管伸出到螺线管另一端，得到多组数据。

6）点击“

”按钮，结束实验。

7）点击“绘图”，绘出基于实验数据螺线管轴线上磁感应强度分布图（图1）