1、專題十二 實(shí)驗(yàn),目 錄,要點(diǎn)回顧 （3）,典例賞析 （7）,跟蹤練習(xí) （20）,返回目錄,基本儀器的使用.基本儀器是指通用性強(qiáng)，在各種實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到的儀器.中學(xué)階段，要求掌握的基本儀器有：測(cè)量長(zhǎng)度的儀器：刻度尺、 、 ；測(cè)量質(zhì)量的儀器：天平；測(cè)量時(shí)間的儀器： 、秒表；測(cè)量力的儀器：彈簧秤；測(cè)量溫度的儀器：溫度計(jì)；測(cè)量電學(xué)量?jī)x器：電流表、電壓表、多用電表、示波器；電學(xué)控制儀器：滑動(dòng)變阻器、變阻箱、開(kāi)關(guān). 對(duì)以上這些儀器，要理解結(jié)構(gòu)原理、規(guī)格和主要參數(shù)，知道使用方法、注意事項(xiàng)、讀數(shù)和精度等.,要點(diǎn)回顧,答案 游標(biāo)卡尺；螺旋測(cè)微器；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,返回目錄,1.理解儀器的工作原理.這能使我們靈活的使用儀

2、器和分析問(wèn)題.例如，理解10分度的游標(biāo)卡尺，也就能理解和使用20分度和50分度的游標(biāo)卡尺，同時(shí)也能設(shè)計(jì)其他精度的游標(biāo)卡尺. 2.熟悉儀器使用時(shí)的注意事項(xiàng).這往往是高考實(shí)驗(yàn)題的考點(diǎn).注意事項(xiàng)一般是這樣幾方面：可能危及儀器安全的.如：螺旋測(cè)微器，在小砧快接觸工件時(shí)，應(yīng)改用微調(diào)旋鈕，以免損壞精密螺桿.可能增大誤差的.如使用螺旋測(cè)微器，讀數(shù)時(shí)要注意半毫米刻度；測(cè)量?jī)x器使用前，要調(diào)整零位（如彈簧秤、各種電表）.使用時(shí)容易忽略的是儀器使用前的調(diào)整和使用后的復(fù)位.如：使用歐姆表，要機(jī)械調(diào),要點(diǎn)回顧,返回目錄,零和電阻擋調(diào)零，換擋后要重新進(jìn)行電阻擋調(diào)零，使用完畢要復(fù)位. 3.正確選擇量程.大的量用小量程，會(huì)損

3、毀儀表；小的量用大量程，會(huì)增大誤差.選擇量程的原則是：在測(cè)量值不超過(guò)量程的前提下，選用盡量小的量程；在完全不清楚測(cè)量值的情況下，試用最大量程，再視情況逐漸減小量程.如電流表和電壓表一般要求指針能偏轉(zhuǎn)到刻度盤(pán)的 以上；歐姆表指針應(yīng)在 范圍內(nèi)，R中為刻度盤(pán)中心阻值.,要點(diǎn)回顧,答案,返回目錄,4.掌握測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)方法.主要是估讀問(wèn)題，大部分刻度儀器讀數(shù)時(shí)都需要估讀.如刻度尺和溫度計(jì), 要估讀到最小刻度的 螺旋測(cè)微器要估讀到可動(dòng)刻度的 注意游標(biāo)卡尺、秒表、電阻箱等不需要估讀.,要點(diǎn)回顧,返回目錄,典例賞析,變式練習(xí)1 在利用雙縫干涉測(cè)定光波波長(zhǎng)時(shí)，首先調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫和雙縫的中心均位于遮光筒

4、的中心軸線上，并使單縫和雙縫豎直并且互相平行.當(dāng)屏上出現(xiàn)了干涉圖樣后，用測(cè)量頭上的游標(biāo)卡尺去測(cè)量，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，移動(dòng)分劃板使分劃板中心刻線與某條明紋中心對(duì)齊時(shí)（如圖A所示），將此明紋記為1.然后再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，分劃板中心刻線向右移動(dòng)，依次經(jīng)過(guò)2、3等條明紋，最終與明紋6中心對(duì)齊.分劃板中心刻線與明紋1和明紋6對(duì)齊時(shí)游標(biāo)卡尺示數(shù)分別如圖B、C所示（游標(biāo)卡尺為10分度）.則圖B對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為 m，圖C對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為 m.用刻度尺量得雙縫到屏,返回目錄,典例賞析,的距離為60.00 cm，由雙縫上的標(biāo)示獲知雙縫間距為0.2 mm，則發(fā)生干涉的光波波長(zhǎng)為 m. 在實(shí)驗(yàn)中，若經(jīng)粗調(diào)后透過(guò)測(cè)量頭上的目鏡觀察，看不到明

5、暗相間的條紋，只看到一片亮區(qū).造成這種情況的最可能的原因是 .,返回目錄,典例賞析,解析 （1）從圖B讀得此時(shí)數(shù)值為19.4 mm，即0.0194 m或1.94102 m. 對(duì)圖C讀數(shù)，讀數(shù)方法1：游標(biāo)尺上零刻度線不能直接讀出，但10刻度線對(duì)應(yīng)的整毫米數(shù)為37 mm，游標(biāo)尺上10分度的總長(zhǎng)為 9 mm，所以游標(biāo)尺上零刻度線為基準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的整毫米數(shù)為28 mm； 游標(biāo)尺上第四根刻度線與主尺上的刻度線對(duì)齊（從10分度線向左數(shù)起為第六根刻度線），所以游標(biāo)尺讀數(shù)為0.4 mm；讀數(shù)應(yīng)為28.4 mm，即2.84102 m.,返回目錄,典例賞析,對(duì)圖C讀數(shù)，讀數(shù)方法2：游標(biāo)尺上第四根刻度線與主尺上的32 m

6、m刻度線對(duì)齊，即讀出32 mm；游標(biāo)尺上第四根刻度線與主尺上的刻度線對(duì)齊，因?yàn)橛螛?biāo)尺上的1格長(zhǎng)度為0.9 mm，所以游標(biāo)尺上第一根刻度線對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度，游標(biāo)尺的讀數(shù)為：32 mm40.9 mm28.4 mm. （2）由圖B、C讀數(shù)之差相鄰明條紋間的距離為 x (2.841021.94102) m1.80103 m,返回目錄,典例賞析,根據(jù)公式 將l0.6 m、d0.2103 m代入可得發(fā)生干涉的光波波長(zhǎng)為 （3）經(jīng)粗調(diào)后透過(guò)測(cè)量頭上的目鏡觀察，看不到明暗相間的條紋，但看到一片亮區(qū)，說(shuō)明有光照射到，卻沒(méi)有光的干涉現(xiàn)象產(chǎn)生，造成這種情況的最可能的原因是單縫與雙縫不平行.,答案 1.94102 m 2.8

7、4102 m 6.0107 m 單縫與雙縫不平行,返回目錄,典例賞析,變式練習(xí)2 做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的小車，牽引一條紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，交流電源的頻率是50 Hz.由紙帶上打出的某一點(diǎn)開(kāi)始，每5個(gè)點(diǎn)剪下一段紙帶，如圖所示，使每一條紙帶下端與x軸重合，左邊與y軸平行，將紙帶貼在直角坐標(biāo)系中，求：,（1）在第一個(gè)0.1 s內(nèi)中間時(shí)刻的速度是 m/s. （2）運(yùn)動(dòng)物體的加速度是 m/s2.,返回目錄,典例賞析,解析 相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔T50.02 s0.1 s （1） （2） 物體運(yùn)動(dòng)的加速度,答案 （1）0.225 （2）0.75,返回目錄,典例賞析,變式練習(xí)3 量程為3 V的電壓表V（內(nèi)阻約3

8、k），現(xiàn)要求測(cè)出該電壓表內(nèi)阻的精確值.實(shí)驗(yàn)室中可提供的器材有：電阻箱R（阻值范圍09999.9 ），在本實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)電阻箱的電流不會(huì)超過(guò)所允許的最大電流；滑動(dòng)變阻器R（阻值范圍01000 ，允許通過(guò)的,最大電流為0.2 A）; 電源E（E為5 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)）；電鍵K；導(dǎo)線若干. （1）選用適當(dāng)器材設(shè)計(jì)測(cè)量的電路，要求在虛線框內(nèi)畫(huà)出電路圖并標(biāo)上代號(hào).,返回目錄,典例賞析,（2）敘述操作步驟.,解析 （1）如下圖所示 （2）將所選器材按電路圖連接好； 把R調(diào)至最大，接通電路；,返回目錄,典例賞析,調(diào)節(jié)R使電壓表指針指在3.0 V處，記下此時(shí)電阻箱的阻值R1； 增大R的阻值，使指針指在1.5 V

9、處，記下此時(shí)電阻箱的阻值R2； 計(jì)算RgR22R1. 變式練習(xí)4 如圖所示，畫(huà)有直角坐標(biāo)系Oxy的白紙位于水平桌面上.M是放在白紙上的半圓形玻璃磚，其底面的圓心在坐標(biāo)原點(diǎn)，直邊與x軸重合.OA是畫(huà)在紙上的直線，P1、P2為豎直地插在直線OA上的兩枚大頭針，P3是豎直地插在紙上的第三枚大頭針，是直線,返回目錄,典例賞析,OA與y軸正方向的夾角，是直線OP3與y軸負(fù)方向的夾角.只要直線OA畫(huà)得合適，且P3的位置取得正確，測(cè)出角、，便可求得玻璃的折射率.,返回目錄,典例賞析,某學(xué)生在用上述方法測(cè)量玻璃的折射率時(shí)，在他畫(huà)出的直線OA上豎直地插上了P1、P2兩枚大頭針，但在y0的區(qū)域內(nèi)，不管眼睛放在何處

10、，都無(wú)法透過(guò)玻璃磚看到P1、P2的像，他應(yīng)采取的措施是 .若他已透過(guò)玻璃磚看到了P1、P2的像，確定P3位置的方法是 .若他已正確地測(cè)得了、的值，則玻璃的折射率n .,答案 在白紙上另畫(huà)一條與y軸正方向的夾角較小的直線OA，把大頭針P1、P2豎直的插在所畫(huà)的直線上，直到在y0的區(qū)域,返回目錄,典例賞析,內(nèi)透過(guò)玻璃磚能看到P1、P2的像； 插上P3后，P3剛好能夠擋住P1、P2的像；,跟蹤練習(xí),返回目錄,1.用游標(biāo)卡尺測(cè)一根金屬管的內(nèi)徑和外徑時(shí)，卡尺上的游標(biāo)位置分別如圖（a）、（b）所示.這根金屬管內(nèi)徑讀數(shù)是 cm，外徑讀數(shù)是 cm，管壁的厚度是 cm.,解析 游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則是：整毫米數(shù)由主

11、尺讀出，游標(biāo)尺的第幾刻度線與主尺上的某一刻度線重合，毫米以下的讀數(shù)就是n分之幾，n是游標(biāo)卡尺上的分度數(shù)，該題中，游標(biāo)卡尺是10分度的，那就是10分之幾.,跟蹤練習(xí),返回目錄,圖（a）中，從主尺看，整毫米數(shù)是23，游標(biāo)尺上第7條刻度線與主尺上的一條刻度線重合，所以毫米以下的讀數(shù)就是0.7 mm，得到內(nèi)徑的讀數(shù)為23.7 mm2.37 cm. 圖（b）中主尺上整毫米數(shù)是30，游標(biāo)尺上第3條刻度線與主尺上的一條刻度線重合，所以外徑的讀數(shù)為30.3 mm3.03 cm.管壁的厚度為兩者之差的一半0.33 cm. 2.某同學(xué)在測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)，得到了幾條較為理想的紙帶.他已在每條紙帶上按每5

12、個(gè)點(diǎn)取好一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1 s，依打點(diǎn)先后編為0、1、2、3、4、5.由,答案 2.37，3.03，0.33,跟蹤練習(xí),返回目錄,于不小心，幾條紙帶都被撕斷了，如圖所示.請(qǐng)根據(jù)給出的A、B、C、D四段紙帶回答：,跟蹤練習(xí),返回目錄,（1）B、C、D三段紙帶中選出從紙帶A上撕下的那段應(yīng)該是 ； （2）打A紙帶時(shí)，物體的加速度大小是 m/s2.,解析（1）物體作勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)滿足連續(xù)相等時(shí)間T內(nèi)的位移的增量s相等，由A段紙帶可知, s(36.030.0) mm6.0 mm.1、2點(diǎn)間s距離與4、5點(diǎn)間距離sV應(yīng)滿足ss3s，即s(36.036.0) mm54.0 m

13、m.所以從紙帶A上撕下的那段應(yīng)該是C段. （2）根據(jù)物體作勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)滿足連續(xù)相等時(shí)間T內(nèi),跟蹤練習(xí),返回目錄,的位移的增量s與加速度a的關(guān)系式saT2，將s6.0 mm6.0103 m，T0.1 s代入可得： 3.某同學(xué)用如圖甲所示裝置，通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，圖中PQ是斜槽，QR是水平槽.實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開(kāi)始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡.重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡，再把B球放在水平槽上靠近槽末端位置處，讓A球仍從位置G由靜止開(kāi)始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡.重,答案 （1）

14、C；（2）0.60 m/s2,跟蹤練習(xí),返回目錄,復(fù)這種操作10次.O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn).B球落點(diǎn)痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與O對(duì)齊. （1）碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為 cm；,跟蹤練習(xí),返回目錄,（2）在以下選項(xiàng)中哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量（ ） A.水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離 B. A球與B球碰撞后，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離 C.測(cè)量A球或B球的直徑 D.測(cè)量A球和B球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比） E.測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽的高度,解析（1）在B球的落地點(diǎn)的范圍內(nèi)畫(huà)一個(gè)最小圓，該圓應(yīng)將所有落地點(diǎn)包括在

15、內(nèi)，其圓心所在點(diǎn)與O的距離即為B球作平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程，圖乙中的虛線是為求圓心所作，由圖可知，第一空應(yīng)填“64.7”.,跟蹤練習(xí),返回目錄,（2）在驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)中，小球作平拋運(yùn)動(dòng)，入射小球和被碰小球所作平拋運(yùn)動(dòng)的飛行高度相同，那么它們落地的水平射程都與它們作平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小成正比，它們的質(zhì)量與它們的水平射程的積相對(duì)于它們動(dòng)量守恒的關(guān)系式是一一對(duì)應(yīng)的.所以本實(shí)驗(yàn)一定要測(cè)量的是入射小球碰撞前后的水平射程和被碰小球的水平射程，以及A、B兩球的質(zhì)量（或兩球的質(zhì)量之比），而小球的飛行高度是不用測(cè)量的，因此必須測(cè)量的量是“A、B、D”.,答案 （1）64.7；（2）ABD.,跟蹤練習(xí),返回目錄,

16、4.如圖所示，R1為定值電阻，R2為熱敏電阻，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí)（ ） A.R1兩端的電壓增大 B.電流表的示數(shù)增大 C.小燈泡的亮度變大 D.小燈泡的亮度變小,C,解析 溫度降低，R2變大，R外變大，路端電壓變大，干路電流變小，所以R1兩端的電壓變小，R2兩端的電壓變大.,跟蹤練習(xí),返回目錄,5.在利用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，一位學(xué)生在不同擺長(zhǎng)l的條件下，測(cè)得單擺的周期T與擺長(zhǎng)l的關(guān)系如下表： 試在如圖所示坐標(biāo)紙上畫(huà)出T2與l的關(guān)系圖線，寫(xiě)出利用圖線求重力加速度的公式，g .由圖線計(jì)算出的重力加速度的值g m/s2（保留3位有效數(shù)字）.,跟蹤練習(xí),返回目錄,跟蹤練習(xí),返回目錄,分析

17、 由 變形有 T2與l的關(guān)系圖線應(yīng)為一條直線，其斜率即為42/g.求出圖線的斜率就可以求出重力加速度值.,解析（1）T2與l的關(guān)系圖線如右圖所示.,跟蹤練習(xí),返回目錄,（2）在圖線上取兩點(diǎn)，其坐標(biāo)值為 由單擺周期公式 有： 則 解得： （3）取兩坐標(biāo)具體值代入即可得g值（具體計(jì)算略，答案是9.709.90之間）.,答案 見(jiàn)解析.,點(diǎn)評(píng) 由 知道， T與l的關(guān)系是非線性的, 作T2l圖線，可以化曲為直，便于觀察各量關(guān)系，減小實(shí)驗(yàn)誤差.,跟蹤練習(xí),返回目錄,將 變形為 由此可知，在單擺擺長(zhǎng) 難以測(cè)量時(shí)，可以通過(guò)測(cè)量?jī)纱螖[動(dòng)的周期及兩次的擺長(zhǎng)之差測(cè)定重力加速度.,6.兩個(gè)額定電壓為220 V的白熾燈

18、L1和L2的UI特性曲線如圖所示.L2的額定功率約為 W；現(xiàn)將L1和L2串聯(lián)后接在220 V的電源上，電源內(nèi)阻忽略不計(jì).此時(shí)L2的實(shí)際功率約為 W.,跟蹤練習(xí),返回目錄,解析 （1）從UI特性曲線上讀出L2的電壓為額定電壓 220 V時(shí)的電流為0.45 A，其額定功率P額2200.4599 W. （2）將L1和L2串聯(lián)后，通過(guò)兩燈泡的電流相等，兩燈泡的電壓之和為220 V，從圖上可讀出，當(dāng)I0.25 A時(shí)，兩燈泡的電壓之和為220 V，此時(shí)燈泡L2的電壓為70 V，其實(shí)際功率P2實(shí)700.2517.5 W. 7.在測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)時(shí)，備有下列器材可供選用： A.干電池一節(jié)（電動(dòng)

19、勢(shì)約1.5 V）,答案 99W；17.5 W,跟蹤練習(xí),返回目錄,B.直流電流表（量程為00.6 A3 A, 0.6 A擋的內(nèi)阻為0.10 , 3 A擋的內(nèi)阻為0.025 ） C.直流電壓表（量程為03 V15 V, 3 V擋的內(nèi)阻為5 k, 15 V擋的內(nèi)阻為25 k） D.滑動(dòng)變阻器（阻值范圍為015 ，允許最大電流為1 A） E.滑動(dòng)變阻器（阻值范圍為01000 , 允許最大電流為0.5 A） F.電鍵、導(dǎo)線若干，電池夾 （1）將選定的器材按本實(shí)驗(yàn)要求的電路(系統(tǒng)誤差較小)，在圖甲所示的實(shí)物圖上連線.,跟蹤練習(xí),返回目錄,跟蹤練習(xí),返回目錄,（2）如圖乙所示，電流表指針停止在圖位置，量程

20、取0.6 A擋時(shí)讀數(shù)為 ；量程取3 A擋時(shí)的讀數(shù)為 .電壓表指針停在圖示位置，量程取3 V擋時(shí)讀數(shù)為 ；量程取15 V擋時(shí)讀數(shù)為 .,跟蹤練習(xí),返回目錄,（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，畫(huà)出UI圖象如圖丙所示，可得待測(cè)電池的內(nèi)電阻r為 . （4）按本實(shí)驗(yàn)要求的電路測(cè)出的E測(cè) E真，r測(cè) r真（填“”、“”或“”）.,跟蹤練習(xí),返回目錄,解析（1）實(shí)物連線涉及到三個(gè)問(wèn)題：儀器的選擇：A、B（量程00.6 A）、C（量程03 V）、D、F.電路的設(shè)計(jì)：要求減少系統(tǒng)誤差，應(yīng)采用外接法，滑動(dòng)變阻器限流式.電路的連線：按設(shè)計(jì)電路連線. （3）由圖線的延長(zhǎng)線知，延長(zhǎng)線與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為1.5 V，與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為0

21、.7 A，所以rU/I(1.50.8)/0.71 . （4）由等效電源法可得：E測(cè)E真，r測(cè)r真.,跟蹤練習(xí),返回目錄,答案 （1）見(jiàn)圖 （2）0.29 A；1.45 A；0.64 V；3.2 V （3）1 （4）E測(cè)E真，r測(cè)r真,跟蹤練習(xí),返回目錄,8.在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材： A.干電池（電動(dòng)勢(shì)E約為1.5 V，內(nèi)電阻r小于1.5 ） B.電壓表V（量程0150 mV，內(nèi)阻RV200 ） C.理想電流表A（量程00.6 A） D.滑動(dòng)變阻器R1（020 ，5 A） E.滑動(dòng)變阻器R2（0100 ，1 A） F.定值電阻R3990 G.定值電阻R4130

22、0 H.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干,跟蹤練習(xí),返回目錄,（1）為方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，其中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是 （填寫(xiě)字母代號(hào)）； （2）請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫(huà)出利用本題提供的器材所設(shè)計(jì)的測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路圖.,跟蹤練習(xí),返回目錄,解析（1）限流式接法應(yīng)選用總電阻與待測(cè)電阻較接近的滑動(dòng)變阻器.（2）題給的電壓表的量程太小，用伏安法測(cè)量所使用的電壓表的量程應(yīng)在1.5 V左右，因此必須對(duì)電壓表改裝.,答案 （1）D （2）見(jiàn)下圖,跟蹤練習(xí),返回目錄,9.圖中R為已知電阻，Rx為待測(cè)電阻，K1為單刀單擲開(kāi)關(guān)，K2為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，V為電壓表（內(nèi)阻極大），E為電源（電阻不可忽略）.現(xiàn)用圖中電路測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)E及電阻Rx. （1）寫(xiě)出操作步驟； （2）由R及測(cè)得的量，可測(cè)E ，Rx .,跟蹤練習(xí),返回目錄,解析 題給的電壓表的內(nèi)阻極大，所