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.docx
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北京高考物理实验要点
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
纸带
打点计时器
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)
打点计时器
纸带
橡皮筋
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
电火花
计时器
铁夹
重锤
纸带
图1
图2
0
cm
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
O
A
B
C
D
E
F
G
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.
1
0T
2
1T
n
(n-1)T
T=t/n-1
1
2
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 V A S 0 2 4 6 8 I/A U/V 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 A V I U O E r=│k│ 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0-0.6A档,伏特表一般选0-3伏档。 4.电流不能过大,一般小于0.5A。 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 A B 图7 甲 A位置 B位置 丙 乙 0 10 20 11 12 13 cm 0 10 20 11 12 13 cm 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 0-0.6A 0.02A 估读到,(百分位为估读)例: 电流表 10分度仪表 0-3A 0.1A 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:
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