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2019-2020年高三物理第一輪復(fù)習(xí)《第十八章 物理實(shí)驗(yàn)》教案 一、實(shí)驗(yàn)的主要思想方法 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中學(xué)涉及的主要思想方法有： 1、等效法：等效方法是物理學(xué)的重要研究方法，也是物理實(shí)驗(yàn)中常用的方法。如碰撞中的動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)，用小球的水平位移代替小球的水平速度，畫電場(chǎng)中等勢(shì)線分布時(shí)用電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)，等等。 2、累積法：把某些難以直接準(zhǔn)確測(cè)量的微小量累積后測(cè)量，以提高測(cè)量的精確程序，如測(cè)單擺振動(dòng)的周期，應(yīng)測(cè)量單擺多次全振動(dòng)的時(shí)間除以全振動(dòng)次數(shù)，以減小偶然誤差（如個(gè)人反應(yīng)時(shí)間所造成的誤差）。在“雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)取測(cè)n條明紋間距的方法，得到相鄰兩條明紋的距△x，也是利用累積的思想，來(lái)達(dá)到減小誤差、提交精度的目的。 3、控制變量法：在存在多個(gè)變化因素的實(shí)驗(yàn)中，可以先控制一些量不變，依次研究某一個(gè)因素的影響。如牛頓第二定律的演示實(shí)驗(yàn)中可以先保持質(zhì)量一定，研究加速度和力的關(guān)系；再保持力一定，研究加速度和質(zhì)量的關(guān)系。 4、留跡法：把瞬息即逝的現(xiàn)象：（位置、軌跡、圖象等）記錄下來(lái)，如通過(guò)紙帶上打出的點(diǎn)記錄小車的位置，用描跡法畫出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，用沙擺顯示振動(dòng)的圖象。 二、實(shí)驗(yàn)的一般原則 雖然各個(gè)物理實(shí)驗(yàn)的原理、方法、使用的器材都不相同，但實(shí)驗(yàn)仍有一些必須遵守的共同的原則，明確這些實(shí)驗(yàn)原則，對(duì)于掌握實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想和方法，提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰谴笥泻锰幍摹? 在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，選擇儀器，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，一般要遵守以下的原則： 1、可行性原則：要能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和客觀條件選用合適的儀器；使實(shí)驗(yàn)切實(shí)可行，能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，如果測(cè)量某一個(gè)物理量時(shí)，就要根據(jù)要求的測(cè)量精度、已有的實(shí)驗(yàn)器材、自己的知識(shí)和能力，確定實(shí)驗(yàn)原理和方法，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，應(yīng)做到實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)單可行。 2、準(zhǔn)確性原則：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要，選用精度合適的測(cè)量器材和儀器，但對(duì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)而言，精確程度夠用即可，并不是實(shí)驗(yàn)儀器精度越高越好。如在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，為保證測(cè)量結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)合適（2~3位），測(cè)金屬絲的直徑要用螺旋測(cè)微器，而測(cè)金屬絲的長(zhǎng)度用毫米刻度尺即可。 3、操作性原則：實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)方便、便于操作。如湍動(dòng)變阻器的選擇，既要考慮它的額定電流，又要考慮它的阻值范圍，在二者都能滿足實(shí)驗(yàn)要求的情況下，還要考慮阻值大小對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的方便性的影響，必須調(diào)節(jié)方便，阻值過(guò)大或過(guò)小都會(huì)造成調(diào)節(jié)上的困難，如很難把電流或電壓調(diào)整到某一準(zhǔn)確的值。 三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 數(shù)據(jù)處理是對(duì)原始實(shí)驗(yàn)記錄的科學(xué)加工。通過(guò)數(shù)據(jù)處理，可以從許多表面上難以察覺(jué)的、似乎毫無(wú)聯(lián)系的數(shù)據(jù)中找出內(nèi)在的規(guī)律，從而確定物理量之間的聯(lián)系。中學(xué)物理中只要求掌握常用的較為簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理方法。 1、列表法 在記錄和處理數(shù)據(jù)時(shí)，常常將數(shù)據(jù)列成表格。把數(shù)據(jù)列成表格具有簡(jiǎn)單、直觀的優(yōu)點(diǎn)，可以方便地表示出有關(guān)物理量之間的聯(lián)系，中學(xué)物理中只要求掌握常用的較為簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理方法。 列表的要求是： ①寫明表的標(biāo)題或加上必要的說(shuō)明； ②必須明確指出表中各符號(hào)所表示的物理量的意義，并需寫明單位； ③表中的數(shù)據(jù)必須能正確反映測(cè)量結(jié)果的有效數(shù)字。 2、作圖法 用作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是物理實(shí)驗(yàn)中最常用的方法之一。用作圖法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是直觀、簡(jiǎn)便、有取平均值的效果，可能以一目了然地看出物理量之間的規(guī)律。圖線的斜率、截距、交點(diǎn)及包圍面積往往具有特定的物理意義，是研究的重點(diǎn)，從中可以獲得物理量之間的變化關(guān)系，找出相應(yīng)的規(guī)律，如金屬電阻的I-U圖線（伏安特性曲線）在溫度恒定時(shí)為一直線，其余斜率的倒數(shù)表示電阻值。 作圖的規(guī)則： ①作圖一定要用坐標(biāo)紙。坐標(biāo)軸要標(biāo)明名稱和單位，要按有效數(shù)字位數(shù)的要求標(biāo)明坐標(biāo)合適的分度值。分度的結(jié)果應(yīng)使圖線充滿圖紙，不可使圖線偏于圖紙的一角； ②連線時(shí)要用直尺（直線、折線）或曲線尺（光滑曲線），連線時(shí)不一定通過(guò)所有的數(shù)據(jù)點(diǎn)，但應(yīng)使盡量多的點(diǎn)在連線上，不在線上的點(diǎn)應(yīng)在線的兩側(cè)合理分布在直線的兩側(cè)； ③在圖上求直線的斜率時(shí)，要選取線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)。不一定要取原來(lái)測(cè)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，要求取不是測(cè)出的數(shù)據(jù)或是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)范圍以外的數(shù)據(jù)時(shí)，可以利用“外推法”或“內(nèi)插法”來(lái)獲得； ④作圖時(shí)應(yīng)盡量使圖線為一直線。常采用“化曲為直”的方法，即將坐標(biāo)軸不用原來(lái)的物理量表示，而是通過(guò)一定的變換，使得到的圖線為直線，這樣可以直觀地看出物理量之間的關(guān)系。 3、平均值法 現(xiàn)行教材中只介紹算術(shù)平均值，即把測(cè)出的若干組數(shù)據(jù)相加求和，然后除以測(cè)量次數(shù)，必須注意，求取平均值時(shí)應(yīng)該按原來(lái)測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度決定保留的位數(shù)。 四、實(shí)驗(yàn)誤差的分析 1、系統(tǒng)誤差 測(cè)量值總是有規(guī)律的朝著某一方向偏離真實(shí)值，即總是偏大或偏小，這樣的誤差稱為系統(tǒng)誤差，產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因有：實(shí)驗(yàn)原理、方法不夠完善；儀器設(shè)備本身存在缺陷不夠精確等，多次測(cè)量取平均值的方法不能減小系統(tǒng)誤差，要減小系統(tǒng)誤差，必須通過(guò)理論分析，完善實(shí)驗(yàn)原理；改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的方法；或是提高儀器的精度等，如在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，電表的內(nèi)阻對(duì)測(cè)量值的影響，在內(nèi)接法中總使測(cè)量值偏大，在外接法中總是使測(cè)量值偏小，要提高精確度，則必須考慮電表的內(nèi)阻。 2、偶然誤差 由于偶然因素的影響，造成測(cè)量值無(wú)規(guī)則的起伏稱為偶然誤差。偶然誤差是由于各種偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)者、測(cè)量?jī)x器、被測(cè)物理量的影響而產(chǎn)生的。例如，用毫米刻度尺測(cè)量物體的長(zhǎng)度，毫米以下的長(zhǎng)度只能用眼睛來(lái)估計(jì)，各次測(cè)量的結(jié)果就不一致，有時(shí)偏大，有時(shí)偏小，多次測(cè)量偏大和偏小的機(jī)會(huì)相同。在讀取電表的讀數(shù)時(shí)也是如此。因此，多鎰測(cè)量求平均值可以減小偶然誤差。 五、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思維方法：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)既有物理規(guī)律可依，也有思維方法可循。常用的思維方法能：等效替代法；累積法（測(cè)量微小量）；控制變量法（厚在多個(gè)變時(shí)時(shí)）；轉(zhuǎn)換法（物理量不能直接測(cè)量時(shí)，可以轉(zhuǎn)化為容易測(cè)量的物理量）；還有平衡法、補(bǔ)償法、共軛法等。 2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則： ①正確性原則：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的原理和方法要正確，簡(jiǎn)明易行； ②安全性原則：實(shí)驗(yàn)方案要安全可行，即要保證實(shí)驗(yàn)儀器、裝置的安全不能損壞，在選擇儀器時(shí)要適當(dāng)，這在設(shè)計(jì)中要充分考慮到。如電表量程的選擇、滑線變阻器的使用、電源的選取等，安全使用是第一位的； ③方便性原則：在保證實(shí)驗(yàn)可正常進(jìn)行的前提下，設(shè)計(jì)的操作步驟、數(shù)據(jù)的處理方法，均要簡(jiǎn)便易行。不要過(guò)于繁雜。 ④準(zhǔn)確性原則：所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，在原理和操作上，應(yīng)當(dāng)實(shí)驗(yàn)誤差小，精確度高。這需要將實(shí)驗(yàn)原理、器材選擇、誤差分析綜合考慮才行，涉及的知識(shí)面很廣。 分組實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)1 長(zhǎng)度的測(cè)量 1、用游標(biāo)卡尺（圖18-1-1甲）測(cè)一根金屬管的內(nèi)徑和外徑時(shí)，卡尺上的游標(biāo)位置分別如圖乙和圖丙所示。這根金屬管的內(nèi)徑讀數(shù)是 cm，外徑讀數(shù)是 cm，管壁厚是 cm。 【答案】2.37，3.05，0.34 2、有一游標(biāo)卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標(biāo)上有20個(gè)小的等分刻度。用它測(cè)量一工件的長(zhǎng)度，如圖18-1-2所示，圖示的訊數(shù)是 mm。 【答案】104.05 3、有一種游標(biāo)卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標(biāo)尺上有50個(gè)等分刻度，此游標(biāo)尺的總長(zhǎng)度為 mm，用這種游標(biāo)尺測(cè)長(zhǎng)度可以準(zhǔn)確到 mm，用此卡尺測(cè)一木球直徑時(shí)，游標(biāo)尺零刻度是在3.2cm和3.3cm兩刻度之間。若游標(biāo)尺的第19條刻度線與主尺刻度線對(duì)齊，則此木球的直徑為 mm。 【答案】49，0.02，3.238 4、在一些實(shí)驗(yàn)中需要較準(zhǔn)確地測(cè)量物體轉(zhuǎn)過(guò)的角度，為此人們?cè)谶@樣的儀器上設(shè)計(jì)了一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤，在圓盤的邊緣標(biāo)有刻度（稱為主尺），圓盤外側(cè)有一個(gè)固定不動(dòng)的圓弧的游標(biāo)尺，如圖13-1-3所示（圖中畫出了圓盤的一部分和游標(biāo)尺）。圓盤上刻出對(duì)應(yīng)的圓心角，游標(biāo)尺上的刻度對(duì)應(yīng)的圓心角為19，等分為10個(gè)分格。試根據(jù)圖中所示的情況讀出此時(shí)游標(biāo)上的“0”刻度線與圓盤的“0”刻度線之間所夾的角度為 。 【答案】15.1 實(shí)驗(yàn)2 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 1、將橡皮筋的一端固定在A點(diǎn)，另一端拴上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5N，最小分度為0.1N的彈簧測(cè)力計(jì)。沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測(cè)力計(jì)。當(dāng)橡皮筋的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩相互垂上，如圖13-2-1所示，這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出。 （1）由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為 N和 N；（只需讀到0.1N） （2）在本題的虛線方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力。 【答案】（1）左側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為2.5N，右側(cè)讀數(shù)為4.0N； （2）略 2、在該實(shí)驗(yàn)中，其中的三個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟： （1）在水平放置的木板上墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在板上，另一端拴兩根細(xì)線，通過(guò)細(xì)線同時(shí)用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條，使它與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O點(diǎn)，在白紙上記下O點(diǎn)和兩測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1和F2； （2）在紙上根據(jù)F1和F2的大小，應(yīng)用平行四邊形定則作圖求出合力F； （3）只用一只測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條，使它的伸長(zhǎng)量與兩測(cè)力計(jì)拉時(shí)相同，記下此時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F′和細(xì)繩的方向。 以上三個(gè)步驟中均有錯(cuò)誤或疏漏，請(qǐng)指出錯(cuò)在哪里？ 【答案】（1）中是未記下細(xì)線的方向； （2）中是應(yīng)根據(jù)F1和F2的大小和方向作圖； （3）中是應(yīng)將橡皮條與線的結(jié)點(diǎn)拉至原位置O點(diǎn)。 3、在驗(yàn)證力的合成的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)中，主要步驟有： A.把木板放在水平面上，再用圖釘把白紙固定在木板上； B.只用一只彈簧秤把橡皮條拉到O點(diǎn)，記下彈簧秤的讀數(shù)和拉力的方向，并按比例作出F′的圖示； C.記下兩只彈簧秤的讀數(shù)和F1、F2的方向及O點(diǎn)的位置； D.比較F和F′的大小和方向是否相同； E.在紙上按比例作出兩個(gè)力F1、F2的圖示，并以F1、F2為鄰邊作平行四邊形，過(guò)O點(diǎn)作對(duì)角線，并作出合力F的圖示； F.用兩只彈簧秤互成角度拉橡皮條，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O； G.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，橡皮條的另一端系上兩個(gè)細(xì)繩套。 按照實(shí)驗(yàn)步驟，合理的順序是： 。 【答案】A、G、F、C、E、B、D。 4、在驗(yàn)證“互成角度的兩個(gè)力的合成”的實(shí)驗(yàn)中，某小組得出如圖18-2-2所示的圖（F與A、O共線）。其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩套的結(jié)點(diǎn)。圖中 是F1與F2的合成的理論值； 是F1與F2合力的實(shí)際值。在實(shí)驗(yàn)中，如果將兩個(gè)細(xì)繩套換成兩根橡皮條，那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否變化？ 【答案】F′；F；不變。 實(shí)驗(yàn)3 探索彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 1、在在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于操作步驟先后順序，下列說(shuō)法正確的是（ ） A.先測(cè)量原長(zhǎng)，后豎直懸掛 B.先豎直懸掛，后測(cè)量原長(zhǎng) C.先后順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響 D.先后順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果的影響程度取決于彈簧的自重 【答案】B、D 2、豎直懸掛著的彈簧下端，掛一質(zhì)量為m1的物體，彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，當(dāng)物體質(zhì)量增為m2時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)2（未超過(guò)彈性限度），則原長(zhǎng)L0為 ；勁度系數(shù)k為 。 【答案】 3、某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng)，用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)L0，再把彈簧豎直懸掛起來(lái)，掛上砝碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度L，把L－L0作為彈簧的伸長(zhǎng)量x。這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是18-3-1所示圖線的哪一個(gè)？（ ） 【答案】C 4、下表是某同學(xué)為探究彈簧的彈力和伸長(zhǎng)的關(guān)系所測(cè)的幾組數(shù)據(jù)。 彈力F/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 伸長(zhǎng)x/cm 2.30 5.08 6.89 9.80 12.40 （1）請(qǐng)你在圖18-3-2的坐標(biāo)紙上作出F-x圖線； （2）寫出曲線所代表的函數(shù)式； （3）解釋函數(shù)表達(dá)式中常量的物理意義； （4）若彈簧的原長(zhǎng)為40cm，并且以彈簧的總長(zhǎng)為自變量，請(qǐng)你寫出它的函數(shù)式。 【答案】（1）圖線略； （2）F=（0.2x+0.04）N； （3）F=kx+c，x=0時(shí)，F(xiàn)=c，c為彈簧重力；若忽略彈簧重力，則F=kx，k為勁度系數(shù)； （4）F=kx+c=k(L0－0.4)+c=(0.2 L0－7.96)N。 實(shí)驗(yàn)4 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 1、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用 電源的計(jì)時(shí)儀器，它的工作電壓是 。 當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí)，它每隔 s打一次點(diǎn)。 【答案】交流，4V~6V，0.02 2、請(qǐng)?jiān)谙铝薪o出的器材中，選出本實(shí)驗(yàn)所需的器材填在下方的橫線上。 （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 （2）天平 （3）低壓交流電源 （4）低壓直流電源 （5）細(xì)繩和紙帶 （6）鉤碼和小車 （7）秒表 （8）一端有滑輪的長(zhǎng)木板 （9）刻度尺 選出的器材有 。 【答案】（1）（3）（5）（6）（8）（9） 3、用接在50Hz交流低壓電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，測(cè)定小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度，某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如圖18-4-1所示，從比較清晰的點(diǎn)起，每五個(gè)打印點(diǎn)取一個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0、1、2、3、4。量得0與1兩點(diǎn)間距離s1=30mm，3與4兩點(diǎn)間距離s2=30mm，則小車在0與1兩點(diǎn)間的平均速度為 m/s，小車的加速度為 m/s2。 【答案】0.30；0.60 4、在測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電的頻率為50Hz，記錄小車做勻速運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖13-4-2所示，在紙帶上選擇標(biāo)為0~5的6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出，紙帶旁并排放著帶有最小分度為1mm的刻度尺，零點(diǎn)跟“0”計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊，由圖可以讀出1、3、5三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)跟“0”點(diǎn)的距離d1、d2、d3，填入表格中。 距離 d1 d2 d3 測(cè)量值（cm） 計(jì)算小車通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)“2”瞬時(shí)速度為 m/s，通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)“4”的瞬時(shí)速度為 m/s2。 【答案】d1=1.20cm，d2=5.40cm, d3=12.000cm；21；0.33；0.6 5、某學(xué)生在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，其開(kāi)始時(shí)的裝配圖如圖18-4-3所示，其中有錯(cuò)誤與不妥之處，請(qǐng)把它找出來(lái)。 【答案】（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接直流電源； （2）小車離定滑輪端太近； （3）滑輪位置太低，線的拉力不與板面平行。 6、一個(gè)有一定厚度的圓盤，可以繞通過(guò)中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，用下面的方法測(cè)量它勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度。 實(shí)驗(yàn)器材：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，米尺、紙帶、復(fù)寫紙片。 實(shí)驗(yàn)步驟： a.如圖18-4-4所示，將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后，固定在待測(cè)圓盤的側(cè)面上，使得圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上； b.啟動(dòng)控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)； c.經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，停止轉(zhuǎn)動(dòng)和打點(diǎn)，取下紙帶，進(jìn)行測(cè)量。 （1）由已長(zhǎng)量和測(cè)得量表示的角速度的表達(dá)式為ω= ，式中各量的意義是 。 （2）某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得圓盤半徑r=5.5010－2m，得到的紙帶的一段如圖18-4-5所示，求得角速度為 。 【答案】（1）；T為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔；r為圓盤的半徑，x2、x1是紙帶上選定的兩點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的米尺上的刻度值，n為選定的兩點(diǎn)間的打點(diǎn)數(shù)（含兩點(diǎn)）；（2）6.8rad/s。 7、實(shí)驗(yàn)裝置如圖18-4-6所示，一木塊放在水平長(zhǎng)木板上，左側(cè)拴有一細(xì)軟線，跨過(guò)固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連，木塊右側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，在重物牽引下，木塊在木板上向左運(yùn)動(dòng)。重物落地后，木塊繼續(xù)向左做勻減速運(yùn)動(dòng)。圖18-4-7給出了重物落地后，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的一些點(diǎn)。試根據(jù)給出的數(shù)據(jù)，求木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，要求寫出主要的運(yùn)算過(guò)程。結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。（打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交變電流頻率為50Hz，不計(jì)紙帶與木塊間的拉力）（取g=10m/s2） 【答案】重物落地后，木塊在連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)的位移分別是 s1=7.72cm，s2=7.21cm，s3=6.71cm，s4=6.25cm， s5=5.76cm，s6=5.29cm，s7=4.81cm，s8=4.31cm。 以a表示加速度，根據(jù)勻變直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，有 △s= =4aT2 已知 T=0.04s 解得 a=－3.0m/s2 重物落地后木塊只受摩擦力的作用，以m表示木塊的質(zhì)量，根據(jù)牛頓定律，有 －μmg=ma 解得 μ=0.30 題中采取了隔四項(xiàng)逐差的方法求△s，而△s=n aT2，n為求逐差時(shí)所隔的項(xiàng)數(shù)。通常要把所有數(shù)據(jù)對(duì)半分組，再對(duì)應(yīng)項(xiàng)相減。如本題中把數(shù)據(jù)分成兩組，s1~ s4為一組，s5~ s8為另一組，再分別求s5—s1、s6—s2…這種處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法必須學(xué)會(huì)。 實(shí)驗(yàn)5 研究平拋物體的運(yùn)動(dòng) 1、在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)描點(diǎn)法畫小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。為了能較準(zhǔn)確地描出運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出了一些操作要求，正確的是（ ） A.通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平 B.每次釋放小球的位置可以不同 C.每次必須由靜止釋放小球 D.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木塊上的白紙（或方格紙）相接觸 【答案】A、C、D 2、做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，已有下列器材：有孔的硬紙片、白紙、圖釘、斜槽、刻度尺、小球，還需要（ ） A.秒表 B.平木板 C.重垂線 D.鉛筆 【答案】B、C、D 3、某同學(xué)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)得到了如圖18-5-1所示的物體運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)的位置在運(yùn)動(dòng)軌跡上已標(biāo)出，則 （1）小球平拋的初速度v0= m/s。（g取10m/s2） （2）小球開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)x= cm， y= cm。 【答案】（1）2；（2）－10，1.25 4、在研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)l=1.25cm。若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖18-5-2中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計(jì)算式v0= （用l、g表示），其值是 。（g取9.8m/s2） 【答案】；0.70m/s 5、如圖18-5-3所示，在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球A沿軌道滑下，離開(kāi)軌道末端（末端水平）時(shí)撞開(kāi)輕質(zhì)接觸式開(kāi)關(guān)S，被電磁鐵吸住的小球B同時(shí)自由下落。改變整個(gè)裝置的高度H做同樣的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩球總是同時(shí)落地。該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了A球在離開(kāi)軌道后（ ） A.水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng) B.水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng) C.豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng) D.豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng) 【答案】C 6、試根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)測(cè)量彈射器彈丸出射初速的實(shí)驗(yàn)方法，提供實(shí)驗(yàn)器材：彈射器（含彈丸，見(jiàn)圖18-5-4）；鐵架臺(tái)（帶有夾具）；米尺。 （1）在方框中畫出實(shí)驗(yàn)示意圖； （2）在安裝彈射器時(shí)應(yīng)注意： ； （3）實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的量（在示意圖中用字母標(biāo)出）： ； （4）由于彈射器每次射出的彈丸初速不可能完全相等，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的方法是 。 （5）計(jì)算公式： 。 【答案】（1）見(jiàn)圖18-5-5；（2）彈射器必須保持水平；（3）彈丸下降高度y和水平射程x；（4）在不改變高度y的條件下，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)量水平射程x，得出平均水平射程； （5） 實(shí)驗(yàn)6 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 1、從下列器材中選出實(shí)驗(yàn)所必須的，其編號(hào)為（ ） A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（包括紙帶） B.重物 C.天平 D.毫米刻度尺 E.秒表 F.運(yùn)動(dòng)小車 【答案】A、B、D 2、在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，要驗(yàn)證的是重物重力勢(shì)能的減少等于它動(dòng)能的增加，以下步驟僅是實(shí)驗(yàn)中的一部分，在這些步驟中多余的或錯(cuò)誤的有（ ） A.用天平稱出重物的質(zhì)量 B.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定到鐵架臺(tái)上，并用導(dǎo)線把它和紙壓交流電源連接起來(lái) C.把紙帶的一端固定到重物上，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，把重物提升到一定高度 D.接通電源，釋放紙帶 E.用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間 【答案】A、E 3、在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2，測(cè)得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg，實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖18-6-1所示，把第一個(gè)點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量的點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99cm、70.18cm、85.73cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢(shì)能的減少等于 J，動(dòng)能的增加等于 J。（取3位有效數(shù)字） 【答案】7.62，7.56 4、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80m/s2，測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.00kg，甲、乙、丙三位學(xué)生分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第1、第2兩點(diǎn)間的距離分別為0.10cm、0.19cm、0.25cm，則可肯定 （填“甲”“乙”或“丙”）在操作上有錯(cuò)誤，錯(cuò)誤的是 。若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測(cè)量，量得連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個(gè)點(diǎn)O的距離分別為15.55cm、19.20cm、23.23cm。則當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，重物的重力勢(shì)能減小量為 J，重物的動(dòng)能為 J。（均保留3位有效數(shù)字） 【答案】丙；先放紙帶，再接通電源；1.88；1.84 5、為了測(cè)定一根輕彈簧壓縮最短時(shí)儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能大小，可以將彈簧固定在一個(gè)帶光滑凹槽的直軌道的一端，并將軌道固定在水平桌面的邊緣上，如圖18-6-2，用鋼球?qū)椈蓧嚎s至最短，而后突然釋放，鋼球?qū)⒀剀壍里w出桌面，實(shí)驗(yàn)時(shí)： （1）需要直接測(cè)定的物理量是 ； （2）計(jì)算彈簧最短時(shí)彈性勢(shì)能的關(guān)系式是Ep= 。（用直接測(cè)量的量表示） 【答案】（1）小球質(zhì)量m； （2） 6、下面列出一些實(shí)驗(yàn)步驟： A.用天平稱出重物和夾子的質(zhì)量； B.將重物系在夾子上； C.將紙帶穿過(guò)計(jì)時(shí)器，上端用著提著，下端夾上系住重物的夾子，再把紙帶向上拉，讓夾子靜止靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處； D.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在學(xué)生電源的交流輸出端，把輸出電壓調(diào)至6V（電源不接通） E.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用鐵夾固定到放在桌邊的鐵架臺(tái)上，使兩個(gè)限位孔在同一豎直線上； F.在紙帶上選取幾個(gè)點(diǎn)，進(jìn)行測(cè)量和記錄數(shù)據(jù)； G.用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間； H.接通電源，待計(jì)時(shí)器響聲穩(wěn)定后釋放紙帶； I.切斷電源； J.更換紙帶，重新進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)； K.在三條紙帶中選出較好的一條； L.進(jìn)行計(jì)算，得出結(jié)論，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告； M.拆下導(dǎo)線，整理器材。 以上步驟中，不必要的有 ，正確步驟的合理順序是 （填寫代表字號(hào)）。 【答案】A、G；E、D、B、C、H、J、K、F、L、M 7、（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝放置要求為 ；開(kāi)始打點(diǎn)計(jì)時(shí)的時(shí)候，應(yīng)先 ，然后 ； （2）計(jì)算時(shí)對(duì)所選用的紙帶要求是 ； （3）實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因主要是 ，使重錘獲得的動(dòng)能往往 。為減小誤差，懸掛在紙帶下的重錘應(yīng)選擇 。 （4）如果以為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的-h，圖張是 ，該直線的斜率等于 。 【答案】（1）豎直方向；接通電源；放開(kāi)小車； （2）第1、2點(diǎn)間的距離接近2.0mm，點(diǎn)跡清晰； （3）重物和紙帶下落過(guò)程中要克服阻力（主要是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力）做力；稍小于勢(shì)能的減少量。重量稍大些的； （4）直線；重力加速度h。 8、某同學(xué)用圖18-6-3所示裝置測(cè)定重力加速度時(shí)。 （1）電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓為 。 （2）打出的紙帶如圖18-6-4所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶的 端和重物相連接（填“甲”或“乙”） （3）紙帶上1至9各點(diǎn)為計(jì)時(shí)點(diǎn)，由圖18-6-4紙帶所示數(shù)據(jù)可算出實(shí)驗(yàn)時(shí)的加速度為 m/s2。 （4）當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葦?shù)值為9.8 m/s2，請(qǐng)列出測(cè)量值與當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹涤胁町惖囊粋€(gè)原因 。 （5）實(shí)驗(yàn)測(cè)量的相對(duì)誤差為 。（保留2位有效數(shù)字） 【答案】（1）交流220V； （2）乙； （3）9.4； （4）電火花計(jì)時(shí)器不豎直；紙帶與石墨紙之間有摩擦等； （5）4.1% 實(shí)驗(yàn)7 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 1、（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：入射球的質(zhì)量必須 被碰球的質(zhì)量，兩球的半徑應(yīng) ； （2）安裝儀器時(shí)，應(yīng)使斜面末端保持 ，并使兩球的球心 ，且發(fā)生 碰； （3）入射球每次從 滾下； （4）找小球落地點(diǎn)時(shí)，一定要重復(fù)多次，找出小球落地點(diǎn)的平均位置，其方法是 。 【答案】（1）大于，相等； （2）水平，等高； （3）同一位置； （4）用盡可能小的圓將落地圈在圈內(nèi)，圓心就是落點(diǎn)的平均位置。 2、在該實(shí)驗(yàn)中，必須測(cè)量的物理量是（ ） A.入射小球和被碰小球的質(zhì)量； B.入射小球和被碰小球的直徑； C.入射小球從靜止釋放時(shí)的起始高度； D.斜槽軌道的末端到地面的高度； E.入射小球未碰撞時(shí)飛出的水平距離； F.入射小球和被碰小球碰撞后飛出的水平距離。 【答案】A、B、E、F 3、做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，主要步驟為： A.測(cè)出球直徑和質(zhì)量m1、m2，若m1＜m2，則用質(zhì)量為 的球做為入射球； B.把被碰球支在支柱上，讓入射球從斜槽上同一高度滾下，與被碰球作正碰，重復(fù)多次，找出落點(diǎn)的平均位置； C.使入射球從斜槽上某一固定高度滾下，重復(fù)多次，找出落點(diǎn)的平均位置； D.測(cè)出入射球碰撞喪后落點(diǎn)的水平距離和被碰球落點(diǎn)的水平距離； E.調(diào)整斜槽末端，使槽口的切線 ，并調(diào)整支柱的位置，以保證正碰。 以上步驟合理的順序排列是 。 【答案】m2；水平；E、A、C、B、D 4、如圖18-7-1所示為“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。 （1）入射小球1與被碰小球2直徑相同，它們的質(zhì)量相比較，應(yīng)是m1 m2； （2）為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，必須調(diào)整斜槽使 ； （3）繼續(xù)實(shí)驗(yàn)步驟如下： A.在地面上依次鋪白紙和復(fù)寫紙； B.確定重錘對(duì)應(yīng)點(diǎn)O； C.不放球2，讓球1從槽M點(diǎn)滾下，確定它的落地點(diǎn)P； D.把球2放在立柱上，讓球1從斜槽M點(diǎn)滾下，與球2正碰后，確定它們落地位置R、Q； E.量出OR、OP、OQ的長(zhǎng)度； F.看與是否相等，以驗(yàn)證動(dòng)量守恒。 以上步驟不完善及錯(cuò)誤之處有哪些？ ① ② 【答案】（1）大于； （2）槽口末端切線水平； （3）①測(cè)量中的P、R、Q為小球多次落地的平均位置； ②（F）驗(yàn)證的應(yīng)為應(yīng)為—2r（r為球半徑） 5、某同學(xué)用圖18-7-2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為水平槽，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的地方，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。重復(fù)這種操作10次。圖18-7-2中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18-7-3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點(diǎn)對(duì)齊。 （1）碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為 cm； （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)的位置； C.測(cè)量A球或B球的直徑； D.測(cè)量A球或B球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比）； E.測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度。 【答案】（1）64.7；（2）A、B、D、 6、在做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)中： （1）用游標(biāo)尺測(cè)量直徑相同的入射球與被碰球的直徑，測(cè)量結(jié)果如圖18-7-4所示，該球直徑為 cm； （2）實(shí)驗(yàn)中小球的落點(diǎn)情況如圖18-7-4乙所示，入射球A與被碰球B的質(zhì)量之比為MA∶MB=3∶2，則實(shí)驗(yàn)中碰撞結(jié)束時(shí)刻兩球的動(dòng)量大小之比為PA∶PB= 。 【答案】（1）2.14；（2）1∶2。 7、某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車A使之做勻速運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)，他設(shè)計(jì)的裝置如圖18-7-5所示，在小車A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，長(zhǎng)木板下墊著小木片用以平衡摩擦力。 （1）若已得到打點(diǎn)紙帶如圖18-7-6所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距標(biāo)在圖上，A為運(yùn)動(dòng)起始的第一點(diǎn)，則應(yīng)選 段來(lái)計(jì)算A的碰前速度。應(yīng)選 段來(lái)計(jì)算A和B碰后的共同速度（以上兩空填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”） （2）已測(cè)得小車A的質(zhì)量m1=0.40kg，小車B的質(zhì)量m2=0.20kg，由以上測(cè)量結(jié)果可得： 碰前總動(dòng)量為 kgm/s； 碰后總動(dòng)量為 kgm/s 【答案】（1）觀察紙帶，應(yīng)該選取碰前、碰后做勻速運(yùn)動(dòng)的B、C段和D、E段求出碰前、碰后的速度，再利用質(zhì)量數(shù)據(jù)使可求出碰前、碰后的總動(dòng)量。碰前總動(dòng)量為0.42kgm/s，碰后總動(dòng)量為0.417kgm/s。 實(shí)驗(yàn)8 用單擺測(cè)定重力加速度 1、在用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中： （1）擺動(dòng)時(shí)偏角應(yīng)滿足的條件是 ，為了減小測(cè)量周期的誤差，計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí)，擺球應(yīng)是經(jīng)過(guò)最 （填“高”或“低”）點(diǎn)的位置，且用秒表測(cè)量單擺完成 次全振動(dòng)所用的時(shí)間，求出周期； （2）用最小分度為1mm的刻度尺測(cè)擺長(zhǎng)，測(cè)量情況如圖18-8-1所示，O為懸掛點(diǎn)，從圖中可知單擺的擺長(zhǎng)為 m； （3）若用l表示擺長(zhǎng)，T表示周期，那么重力加速度的表達(dá)式為g= 。 【答案】（1）；低；30~50； （2）0.9960；（3） 2、一位同學(xué)用單擺做測(cè)量重力加速度的實(shí)驗(yàn)，他將擺掛起來(lái)，進(jìn)行了如下步驟： A.測(cè)擺長(zhǎng)l：用米尺量出擺線的長(zhǎng)度 B.測(cè)周期T：將擺球拉起，然后放開(kāi)。在擺球某次通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，同時(shí)將此次通過(guò)最低點(diǎn)作為第一次，接著一直數(shù)到擺球第60次通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，按秒表停止計(jì)時(shí)，讀出這段時(shí)間t，算出單擺的周期 C.將所測(cè)得的l和T代入單擺的周期公式T=2，算出g，將它做為實(shí)驗(yàn)的最后結(jié)果寫入報(bào)告中去 指出上面步驟中遺漏或錯(cuò)誤的地方，寫出該步驟的字母，并加以改正。 【答案】A中要用游標(biāo)尺測(cè)擺球直徑d，擺長(zhǎng)等于線長(zhǎng)加上球半徑。B中T=；C中應(yīng)多測(cè)幾次，求。 3、在用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，供選取的器材有： ①帶夾子的鐵架臺(tái)；②帶細(xì)孔的實(shí)心木球；③帶細(xì)孔的實(shí)心鐵球；④秒表；⑤1m長(zhǎng)的細(xì)線；⑥帶毫米刻度的米尺；⑦游標(biāo)卡尺；⑧螺旋測(cè)微器。 【答案】①③④⑤⑥⑦ 4、某同學(xué)在做“利用單擺測(cè)重力加速度”實(shí)驗(yàn)中，先測(cè)得擺線長(zhǎng)為97.50cm，擺球直徑為2.00cm，然后用秒表記錄了單擺振動(dòng)50次所用的時(shí)間，如圖18-8-2（a）所示，則 （1）該擺擺長(zhǎng)為 cm， 秒表所示讀數(shù)為 s； （2）用單擺測(cè)定重力加速度時(shí)，某同學(xué)測(cè)得的數(shù)值大于當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊恼鎸?shí)值，引起這一誤差的可能原因是（ ） A.擺球在水平內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)； B.計(jì)算擺長(zhǎng)時(shí)，漏加了擺球的半徑； C.測(cè)量周期時(shí)，當(dāng)擺球通過(guò)平衡位置時(shí)啟動(dòng)秒表并數(shù)下“1”，直到第30次通過(guò)平衡位置時(shí)制動(dòng)秒表，讀出經(jīng)歷時(shí)間t得周期T=； D.單擺的最大擺角遠(yuǎn)大于10 （3）為了提高實(shí)驗(yàn)精度，在實(shí)驗(yàn)中可改變幾次擺長(zhǎng)l并測(cè)出相應(yīng)的周期T，從而得出一組對(duì)應(yīng)的l與T的數(shù)據(jù)，再以l為橫坐標(biāo)，T2為縱坐標(biāo)將所得數(shù)據(jù)連得直線如圖（b），并求得該直線的斜率為k，則重力加速度g= 。 【答案】（1）98.50；99.8；（2）A；（3） 5、有位同學(xué)需要測(cè)定重力加速度，手邊只有一根結(jié)實(shí)的長(zhǎng)細(xì)繩、秒表、30cm長(zhǎng)的刻度尺、質(zhì)量約為幾千克的不規(guī)則形狀的石塊。請(qǐng)你幫他設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)，寫出實(shí)驗(yàn)步驟，并推導(dǎo)出重力加速度的表達(dá)式。（用你測(cè)定的物理量來(lái)表示） 【答案】用長(zhǎng)細(xì)繩拴住石塊做成一個(gè)單擺，設(shè)原來(lái)線的長(zhǎng)度為l1，后來(lái)使線長(zhǎng)減少△t，分別測(cè)出兩次擺動(dòng)的周期為T1和T2，則有T1=與T2= ，聯(lián)立兩式得，故只要測(cè)出T1、T2和△t即可求出周期。 6、在用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中： （1）使用20分度的游標(biāo)尺，測(cè)擺球直徑如圖18-8-3，其讀數(shù)是 （2）懸點(diǎn)到擺球間是一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線，測(cè)得其長(zhǎng)度為l，擺球直徑為d，則此單擺的擺長(zhǎng)為L(zhǎng)= 。 （3）同學(xué)甲對(duì)不同擺長(zhǎng)的單擺測(cè)定其周期后，作出T2—L圖線如圖18-8-4所示，求出該圖線的斜率為k，則g= 。 （4）同學(xué)乙在實(shí)驗(yàn)中誤將單擺t時(shí)間內(nèi)的N次全振動(dòng)，記錄為（N—1）次，他測(cè)出的重力加速度值與準(zhǔn)確值相比較將 （填“不變”“偏大”“偏小”） 【答案】（1）2.420；（2）l+；（3）；（4）偏小 7、如圖18-8-5所示，某同學(xué)采用雙線擺和光電計(jì)數(shù)器測(cè)量重力加速度。已知每根懸線長(zhǎng)l，兩懸點(diǎn)間相距s，金屬小球半徑為r，AB為光電計(jì)數(shù)器?，F(xiàn)將小球垂直于紙面向外拉動(dòng)，使懸線偏離豎直方向一個(gè)較小的角度并由靜止釋放。同時(shí)啟動(dòng)光電計(jì)數(shù)器。當(dāng)小球第一次經(jīng)過(guò)圖中虛線（光束）位置O時(shí)，由A射向B的光束被擋住，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次，顯示為“1”，同時(shí)由零開(kāi)始計(jì)時(shí)，而后每當(dāng)小球經(jīng)過(guò)O時(shí)，計(jì)數(shù)器都要計(jì)數(shù)一次。當(dāng)計(jì)數(shù)器上顯示的計(jì)數(shù)次數(shù)剛好為n時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間為t，由此可知雙線擺的振動(dòng)周期T為 ；計(jì)算重力加速度g時(shí)，雙線擺的等效擺長(zhǎng)L為 ；最后計(jì)算g的公式g= 。 【答案】；； 實(shí)驗(yàn)9 用油膜法估測(cè)分子的大小 1、用油膜法粗測(cè)分子直徑實(shí)驗(yàn)的科學(xué)依據(jù)是（ ） A.將油膜看成單分子油膜 B.不考慮各油分子間的間隙 C.考慮了各油分子間的間隙 D.將油膜分子看成球形 【答案】A、B、D 2、油酸是一種脂肪酸，它的分子和水分子有很強(qiáng)的 能力。當(dāng)它浮在水面上形成一層薄膜時(shí)，薄膜中只有一層分子。這樣的一層油酸薄膜簡(jiǎn)稱 。如果油酸分子可以大致看成球形。油膜厚度就是分子的直徑。事先測(cè)出一滴油酸的體積V，再測(cè)出油膜的面積S，就可以計(jì)算出油酸分子的直徑 ，油酸分子的數(shù)量級(jí)為 m。 【答案】親合；單分子油膜；；10—10 3、在做“用油膜法估測(cè)分子直徑的大小”的實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)備有以下器材：用酒精稀釋過(guò)的油酸、滴管、痱子粉、淺盤及水、玻璃板、彩筆，還缺少的器材有 。 【答案】量筒、坐標(biāo)紙。 4、在做“用油膜法估算分子直徑的大小”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟如下： A.將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)（不是半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè)）再根據(jù)方格的邊長(zhǎng)求出油膜的畫積S； B.將一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃反放在淺盤上，用彩筆將薄膜的形狀描畫在玻璃板上； C.在淺盤內(nèi)裝入約2cm深的水，然后將痱子粉或石膏粉均勻撒在水面上； D.用公式求出薄膜厚度，即油酸分子的大小； E.根據(jù)酒精油酸溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V； F.用注射器或滴管將事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，記下量筒內(nèi)增加一定體積時(shí)的滴數(shù)。 上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是 。 【答案】F、C、B、A、E、D 5、在做用油膜法估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)中，將油酸溶于酒清，其濃度為每104mL，溶液中有6 mL油酸。用注射器測(cè)得1 mL上述溶液有75滴。把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待油膜穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描出油酸膜的輪廓，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖18-9-1所示，坐標(biāo)中正方形方格的邊長(zhǎng)為1cm，試求： （1）油酸膜的面積是多少？ （2）每滴酒清油酸溶液中含有純油酸的體積是多少？ （3）按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑。 【答案】（1）129個(gè)格子，129cm2。 （2） （3） 6、將體積為V的一滴油，滴在水面上擴(kuò)展成單分子油膜，油膜面積為S，已知油的密度為ρ，油的摩爾質(zhì)量為M，假定每個(gè)油分子都是等大的球形，并認(rèn)為油分子是一個(gè)挨著一個(gè)緊密排列的，那么根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以列出阿伏加德羅常數(shù)計(jì)算式為 。 【答案】 實(shí)驗(yàn)10 用描跡法畫出電場(chǎng)中平面上的等勢(shì)線 1、在用電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)描繪電場(chǎng)等勢(shì)的實(shí)驗(yàn)中，在下列所給出的器材中，應(yīng)該選用的是 （用器材前的字母表示）； A.6V的交流電源； B.6V的直流電流； C.100V的直流電源； D.量程為0~0.5V，零刻度在刻度盤中央的電壓表； E.量程0~300μA，零刻度在刻度盤中央的電流表。 在實(shí)驗(yàn)中，要把復(fù)寫紙、導(dǎo)電線、白紙鋪放在木板上，它們的順序（自上而下）是： ① ，② ，③ 。 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，按下電鍵，接通電路，若一個(gè)探針與基準(zhǔn)點(diǎn)O接觸，另一探針已分部在基準(zhǔn)點(diǎn)O的兩側(cè)找到實(shí)驗(yàn)所需要的兩點(diǎn)a、b，如圖18-10-1所示，則當(dāng)此探針與a點(diǎn)接觸時(shí)，電表的指針應(yīng) （填“左偏”“指零”或“”右偏）；當(dāng)此探針與b點(diǎn)接觸時(shí)，電表的指針應(yīng) （填“左偏”“指零”或“”右偏）。 【答案】B、E；導(dǎo)電紙，復(fù)寫紙，白紙；指零，指零。 2、在“電場(chǎng)中等勢(shì)線的描繪”實(shí)驗(yàn)中，提供了下列操作步驟，將正確的步驟按合理的順序?qū)⒉僮鞑襟E的順序號(hào)填在下面的橫線上： 或 。 （1）在導(dǎo)電紙上畫出兩個(gè)電極的連線； （2）將白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙依次鋪放在木板上，并用圖釘把三層紙固定在木板上； （3）把開(kāi)關(guān)閉合； （4）把兩個(gè)圓柱形電極平放在導(dǎo)線紙上并通過(guò)開(kāi)關(guān)分別與電源的正負(fù)極相連； （5）在兩個(gè)電極的連線上選取間距大致相等的五個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，并用探針把它們的位置復(fù)印在白紙上； （6）將靈敏電流計(jì)的兩個(gè)接線柱與兩個(gè)探針相接； （7）將一個(gè)探針接觸某個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)不動(dòng)另一探針緩慢地反復(fù)移動(dòng)，當(dāng)靈敏電流計(jì)示數(shù)為零時(shí)，用探針把這個(gè)等勢(shì)點(diǎn)的位置復(fù)印在白紙上，用上述方法，在該基準(zhǔn)點(diǎn)兩側(cè)各探測(cè)出五個(gè)等勢(shì)點(diǎn)； （8）探測(cè)出另外四個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的等勢(shì)點(diǎn)； （9）斷開(kāi)電源，取下白紙，描出電場(chǎng)中的等勢(shì)線。 【答案】（2）（4）（6）（1）（5）（3）（7）（8）（9）。 （2）（4）（1）（5）（6）（3）（7）（8）（9）。 3、“電場(chǎng)中等勢(shì)線的描繪”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖18-10-2所示。 （1）圖（a）中電源應(yīng)是約 電源； （2）在平整的木板上，由下而上依次鋪放 紙、 紙、 紙各一張，且導(dǎo)電紙有導(dǎo)電物質(zhì)的一面要朝 （填“上”或“下”） （3）若用圖（b）中的靈敏電流表的兩個(gè)接線柱引出的兩個(gè)表筆（探針）分別接觸圖（a）中d、f兩點(diǎn)（d、f連線和A、B連線垂直）時(shí)，指針向右偏（若電流從紅表筆流進(jìn)時(shí)，指針向右偏），則電流表的紅表筆接觸在 點(diǎn)；要使指針仍指在刻度盤中央（即不發(fā)生偏轉(zhuǎn)），應(yīng)將連f的表筆向 （填“左”或“右”）移動(dòng)。 （4）在實(shí)驗(yàn)中，若兩表筆接觸紙面任意兩點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)電流表指針都不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可能的原因是 。 【答案】（1）6V直流；（2）白，復(fù)寫，導(dǎo)電，上； （3）f，右；（4）電流未接到A、B上；探針連線斷線等等。 4、如圖18-10-3，為描繪電場(chǎng)中等勢(shì)線的裝置，圖中A、N、C、D、B間距相等，其中A、B為金屬圓柱，當(dāng)電流從正接線柱流入G表時(shí)，其指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn)。 （1）當(dāng)G表指針 時(shí)，說(shuō)明探針?biāo)佑|的兩點(diǎn)是等勢(shì)點(diǎn)； （2）當(dāng)探針I(yè)接在D點(diǎn)，探針Ⅱ接在某點(diǎn)時(shí)，G表指針偏向負(fù)接連柱一側(cè)，為了尋得等電勢(shì)點(diǎn)，探針Ⅱ應(yīng)向 （填“向左”或“向右”）移，才能尋得等電勢(shì)點(diǎn)。 【答案】（1）指零；（2）向左。 5、用電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)描繪各種電場(chǎng)中的等勢(shì)線，圖18-10-4中哪些情況是能夠?qū)崿F(xiàn)的？（ ） A.圖（a），圓柱形電板A、B均接電源正板，用以模擬等量正電荷的電場(chǎng) B.圖（b），圓柱形電板A接電源正板，圓環(huán)形電極B接電源負(fù)極，用以模擬正點(diǎn)電荷的電場(chǎng) C.圖（c），兩平行的長(zhǎng)條形電極分別接電源的正、負(fù)極，用以模擬勻強(qiáng)電場(chǎng) D.圖（d），圓柱形電極A接電源負(fù)極，用以模擬負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 【答案】B、C 6、在實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)等勢(shì)線發(fā)生了畸變，則產(chǎn)生誤差的原因可能是（ ） A.電流表的靈敏度不高 B.電極與導(dǎo)電紙接觸不良 C.導(dǎo)電紙涂層不夠均勻 D.以上說(shuō)法都不對(duì) 【答案】A、B、C 實(shí)驗(yàn)11 描繪小電珠的伏安特性曲線 1、如圖18-11-1所示，A、B、C、D是指滑動(dòng)變阻器的4個(gè)接線柱，現(xiàn)把此變阻器串聯(lián)接入電路中，并要求滑片P向接線柱C移動(dòng)時(shí)，電路中的電流減小，則接入電路的接線柱可能是（ ） A.A和B B.A和C C.B和C D.B和D 【答案】C、D 2、用如圖18-11-2所示的實(shí)驗(yàn)器材測(cè)定小電燈的伏安特性曲線。要求加在電燈上的電壓從零開(kāi)始逐漸增大到額定電壓。 （1）畫出實(shí)驗(yàn)所用的電路圖，并按電路圖用導(dǎo)線把實(shí)線圖連接起來(lái)； （2）某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)的幾組數(shù)據(jù)畫出如圖18-11-3所示的圖線。圖線是一條曲線而不是直線，原因是 ，小電燈正常發(fā)光時(shí)的電阻大約是 Ω。 【答案】（1）電路圖略，實(shí)物圖如圖18-11-4； （2）隨電壓U的增大溫度t升高，電阻R變大；14。 3、圖18-11-5中使用圖（a）所示的器材測(cè)定小燈泡在不同電壓下的電功率（不要求開(kāi)始電壓從零起測(cè)量），并且作出小燈泡的電功率與它兩端電壓的平方關(guān)系曲線。已知小燈泡上標(biāo)有“6V 3W”的字樣，電源是三個(gè)鉛蓄電池串聯(lián)組成的電池組，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“5Ω 2A”，要求： （1）把圖18-11-5中實(shí)物連成實(shí)驗(yàn)電路，并標(biāo)出實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭的正確位置； （2）圖18-11-6的四個(gè)圖像中哪個(gè)可能是正確的？簡(jiǎn)單說(shuō)明理由。 【答案】（1）可以用限流接法，也可用分壓接法，開(kāi)始時(shí)都應(yīng)使U最小，圖略； （2）D，，溫度升高R增大，斜率變小。 4、某同學(xué)在測(cè)定小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中得到如下一組U和I的數(shù)據(jù)： 編號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 U（V） 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00 I（A） 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205 燈泡 發(fā)光 情況 不亮 微亮 逐漸變亮 正常發(fā)光 （1）在圖18-11-7上畫出I-U圖線： （2）在圖線上可以看出，當(dāng)功率逐漸增大時(shí)，燈絲電阻的變化情況是 ； （3）這表時(shí)導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而 。 【答案】（1）根據(jù)U-I的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上找出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，連成圓滑的曲線，即I-U曲線，如圖18-11-8所示。 （2）在I-U圖線中，任一點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率倒數(shù)即這一狀態(tài)的電阻值，即，從圖線看出開(kāi)始燈絲的電阻不變（直線），后來(lái)圖線變成曲線且斜率越來(lái)越小，即電阻越來(lái)越大，故后來(lái)燈絲電阻隨功率增加而變大。 （3）當(dāng)I、U變大時(shí)，燈絲的功率增大，溫度也升高，電阻增大，所以本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。 實(shí)驗(yàn)12 測(cè)定金屬的電阻率 （同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器） 1、在 “測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，必須直接測(cè)出的物理量有（ ） （1）金屬絲的長(zhǎng)度； （2）金屬絲的直徑； （3）金屬絲的電阻； （4）金屬絲兩端的電壓； （5）金屬絲的橫截面積； （6）通過(guò)金屬絲中的電流。 A.（1）（3）（5） B.（3）（5）（6） C.（1）（2）（4）（6） D.（2）（6） 【答案】C 2、用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑的兩次結(jié)果如圖18-12-1（a）、（b）所示，則（a）圖示數(shù)為 mm，（b）圖示數(shù)為 mm。 【答案】8.475，8.586。 3、在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，以下操作錯(cuò)誤的是（ ） A.用米尺量出金屬絲的全長(zhǎng)三次，算出其平均值 B.用螺旋測(cè)微器在金屬絲三個(gè)不同部位各測(cè)量一次直徑，算出平均值 C.用伏安法測(cè)電阻時(shí)采用安培表內(nèi)接法，多次測(cè)量后算出其平均值 D.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變 【答案】C 4、用伏安法測(cè)電阻，當(dāng)被測(cè)電阻的阻值不能估計(jì)時(shí)，可采用試接的辦法，如圖18-12-2所示，讓電壓表一端接在電路上a點(diǎn)，另一端先后接到b點(diǎn)和c點(diǎn)，注意觀察兩個(gè)電表的示數(shù)，若電流表的示數(shù)有顯著變化，則待測(cè)電阻的阻值跟 表的內(nèi)阻可比，電壓表的兩端應(yīng)接在a、 兩點(diǎn)；若電壓表的示數(shù)顯著變化，則待測(cè)電阻的阻值跟 表的內(nèi)阻可比，電壓表應(yīng)接在a、 兩點(diǎn)。 【答案】電壓，c，電流，b。 5、有個(gè)未知電阻R，用圖18-12-3中（a）和（b）兩種電路分別對(duì)它