2025年下學(xué)期高中物理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)試卷實(shí)驗(yàn)一：驗(yàn)證牛頓第二定律一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄考铀俣扰c物體所受合外力的定量關(guān)系探究加速度與物體質(zhì)量的定量關(guān)系驗(yàn)證牛頓第二定律表達(dá)式(F=ma)二、實(shí)驗(yàn)原理控制變量法：控制質(zhì)量不變：通過改變鉤碼質(zhì)量改變小車所受拉力(F)，測(cè)量不同(F)對(duì)應(yīng)的加速度(a)，驗(yàn)證(a\proptoF)控制拉力不變：通過改變小車質(zhì)量(m)，測(cè)量不同(m)對(duì)應(yīng)的加速度(a)，驗(yàn)證(a\propto\frac{1}{m})加速度測(cè)量：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，通過逐差法計(jì)算(a=\frac{\Deltax}{T^2})（(\Deltax)為連續(xù)相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移差，(T=0.1\\text{s})）三、實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（電火花式）、低壓交流電源（220V）、小車、一端帶定滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)繩、鉤碼（50g×10個(gè)）、紙帶、復(fù)寫紙、刻度尺、天平（精度0.1g）、砝碼（100g×5個(gè)）、墊塊（平衡摩擦力用）四、實(shí)驗(yàn)步驟儀器安裝與調(diào)試將長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)，一端墊高（墊塊厚度約2-3mm），輕推小車，若紙帶點(diǎn)跡均勻，則摩擦力已平衡安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連接電源；小車通過細(xì)繩跨過定滑輪與鉤碼相連，紙帶穿過計(jì)時(shí)器限位孔并固定在小車后端控制質(zhì)量不變，改變拉力用天平測(cè)量小車質(zhì)量(m_0=500\\text{g})，在小車上放置100g砝碼，總質(zhì)量(m=600\\text{g})依次懸掛1個(gè)（50g）、2個(gè)（100g）…5個(gè)（250g）鉤碼，每次接通電源后釋放小車，打出紙帶并標(biāo)記鉤碼數(shù)量控制拉力不變，改變質(zhì)量保持懸掛3個(gè)鉤碼（拉力(F=0.15\\text{N})），依次在小車上增加100g砝碼（總質(zhì)量600g、700g…1000g），重復(fù)步驟2操作數(shù)據(jù)記錄測(cè)量每條紙帶連續(xù)6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的位移(x_1\simx_6)，計(jì)算(\Deltax=(x_4+x_5+x_6)-(x_1+x_2+x_3))，代入(a=\frac{\Deltax}{9T^2})五、數(shù)據(jù)處理表格設(shè)計(jì)|實(shí)驗(yàn)次數(shù)|小車總質(zhì)量(m/\text{kg})|鉤碼質(zhì)量(m_{\text{鉤}}/\text{kg})|拉力(F=m_{\text{鉤}}g/\text{N})|位移差(\Deltax/\text{m})|加速度(a/\text{m·s}^{-2})||----------|-----------------------------|---------------------------------------|---------------------------------------|------------------------------|--------------------------------||1|0.6|0.05|0.49|0.036|0.40||2|0.6|0.10|0.98|0.072|0.80|圖像分析繪制(a-F)圖像：橫軸為(F)，縱軸為(a)，若為過原點(diǎn)直線，驗(yàn)證(a\proptoF)繪制(a-\frac{1}{m})圖像：橫軸為(\frac{1}{m})，縱軸為(a)，若為過原點(diǎn)直線，驗(yàn)證(a\propto\frac{1}{m})六、誤差分析系統(tǒng)誤差摩擦力平衡過度或不足：導(dǎo)致拉力測(cè)量值與真實(shí)合力偏差鉤碼質(zhì)量未遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量：當(dāng)(m_{\text{鉤}}\leq0.1m_{\text{車}})時(shí)，誤差可忽略偶然誤差紙帶測(cè)量誤差：使用毫米刻度尺讀數(shù)時(shí)需估讀至0.1mm打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率波動(dòng)：建議多次測(cè)量取平均值實(shí)驗(yàn)二：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄孔杂陕潴w運(yùn)動(dòng)中重力勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化關(guān)系驗(yàn)證(mgh=\frac{1}{2}mv^2)（即(gh=\frac{1}{2}v^2)）二、實(shí)驗(yàn)原理重物自由下落過程中，忽略空氣阻力時(shí)機(jī)械能守恒：重力勢(shì)能減少量(\DeltaE_p=mgh)（(h)為下落高度）動(dòng)能增加量(\DeltaE_k=\frac{1}{2}mv^2)（(v)為下落(h)時(shí)的瞬時(shí)速度）通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量(h)和(v)，比較(\DeltaE_p)與(\DeltaE_k)是否相等三、實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（電磁式）、低壓交流電源（4-6V）、重錘（500g，帶紙帶夾）、紙帶（1m）、復(fù)寫紙、刻度尺、夾子（固定紙帶用）四、實(shí)驗(yàn)步驟將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)，紙帶穿過限位孔后與重錘連接，用夾子將紙帶頂端固定在鐵架臺(tái)橫梁上接通電源，待計(jì)時(shí)器穩(wěn)定后釋放重錘，打出紙帶；重復(fù)3次，選取點(diǎn)跡清晰的紙帶在紙帶起始點(diǎn)（第一個(gè)清晰點(diǎn)）標(biāo)為O，依次選取計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C…（每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)，間隔(T=0.1\\text{s})）測(cè)量O到各計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離(h_A,h_B,h_C)，計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度(v_n=\frac{x_{n+1}-x_{n-1}}{2T})五、數(shù)據(jù)處理表格設(shè)計(jì)|計(jì)數(shù)點(diǎn)|下落高度(h/\text{m})|速度(v/\text{m·s}^{-1})|(mgh/\text{J})|(\frac{1}{2}mv^2/\text{J})|誤差(\frac{|\DeltaE_p-\DeltaE_k|}{\DeltaE_p}\times100%)||--------|--------------------------|------------------------------|-------------------|-------------------------------|-------------------------------------------------------------------||B|0.200|1.98|0.98|0.97|1.0%|結(jié)論：在誤差范圍內(nèi)（≤5%），(mgh=\frac{1}{2}mv^2)，機(jī)械能守恒六、誤差分析系統(tǒng)誤差：重錘受到空氣阻力，紙帶與限位孔摩擦，導(dǎo)致(\DeltaE_k<\DeltaE_p)偶然誤差：高度測(cè)量時(shí)視線未垂直刻度尺，速度計(jì)算時(shí)位移差測(cè)量偏差實(shí)驗(yàn)三：驗(yàn)證楞次定律一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄扛袘?yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)磁通量變化的關(guān)系，驗(yàn)證楞次定律“增反減同”二、實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，其磁場(chǎng)方向總是阻礙原磁通量的變化：原磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反原磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同三、實(shí)驗(yàn)器材條形磁鐵（N、S極標(biāo)記清晰）、靈敏電流計(jì)（量程±500μA，帶正負(fù)接線柱）、螺線管（漆包線繞制，匝數(shù)500）、導(dǎo)線（帶鱷魚夾）、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器（0-20Ω）、干電池（1.5V×2）四、實(shí)驗(yàn)步驟電路連接：螺線管兩端導(dǎo)線與電流計(jì)正負(fù)接線柱相連，組成閉合回路磁鐵插入螺線管N極向下插入：觀察電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向（如向右），記錄感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向（用安培定則判斷為“上N下S”，與原磁場(chǎng)方向相反）S極向下插入：指針向左偏轉(zhuǎn)，感應(yīng)電流磁場(chǎng)“上S下N”，與原磁場(chǎng)方向相反磁鐵拔出螺線管N極向下拔出：指針向左偏轉(zhuǎn)，感應(yīng)電流磁場(chǎng)“上S下N”，與原磁場(chǎng)方向相同S極向下拔出：指針向右偏轉(zhuǎn)，感應(yīng)電流磁場(chǎng)“上N下S”，與原磁場(chǎng)方向相同五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化，楞次定律成立六、注意事項(xiàng)螺線管接線時(shí)需明確繞向，避免電流方向判斷錯(cuò)誤磁鐵運(yùn)動(dòng)應(yīng)緩慢，確保電流計(jì)指針穩(wěn)定偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)四：測(cè)定金屬的電阻率一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆辗卜y(cè)電阻原理測(cè)定金屬絲電阻率(\rho=\frac{RS}{L})二、實(shí)驗(yàn)原理用伏安法測(cè)量金屬絲電阻(R=\frac{U}{I})（采用電流表外接法，因金屬絲電阻較小）用螺旋測(cè)微器測(cè)直徑(d)，計(jì)算橫截面積(S=\frac{\pid^2}{4})用刻度尺測(cè)金屬絲長(zhǎng)度(L)，代入(\rho=\frac{\pid^2U}{4IL})三、實(shí)驗(yàn)器材金屬絲（康銅絲，長(zhǎng)度約1m）、直流電源（3V）、電流表（0-0.6A）、電壓表（0-3V）、滑動(dòng)變阻器（0-20Ω）、開關(guān)、導(dǎo)線、螺旋測(cè)微器、刻度尺（1m，精度1mm）四、數(shù)據(jù)處理示例金屬絲長(zhǎng)度(L=98.50\\text{cm})直徑(d=0.400\\text{mm})（測(cè)量3