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考前第4天　物理實驗 [回顧知識] 1．游標卡尺和螺旋測微器讀數(shù)時應注意的問題 (1)10分度的游標卡尺，以mm為單位，小數(shù)點后只有1位，20分度和50分度的游標卡尺以mm為單位，小數(shù)點后有2位，且對齊格數(shù)不估讀． (2)螺旋測微器以mm為單位，小數(shù)點后必須有3位，對齊格數(shù)要估讀，同時還要注意半毫米刻度線是否露出． 2．探究彈力與彈簧伸長量的關系應注意的問題 (1)懸掛彈簧時應讓它自然下垂，另外要記住測量彈簧的原長L0. (2)每改變一次拉力的大小就需要做一次測量記錄．為了探究彈力與彈簧伸長量的關系，要盡可能多測幾組數(shù)據(jù)，以便在坐標紙上能描出更多的點． (3)實驗時拉力不要太大，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈性限度． (4)在坐標紙上嘗試描畫一條直線時，描出的點不一定正好在直線上，但要注意使描出的點均勻分布在直線兩側． 3．驗證力的平行四邊形定則應注意的問題 (1)在同一實驗中的兩只彈簧測力計的選取方法：將兩只彈簧測力計鉤好對拉，若兩只彈簧測力計在拉的過程中讀數(shù)相同，則可選，否則不可選； (2)在滿足合力不超過彈簧測力計量程及橡皮條形變不超過彈性限度的條件下，應使拉力盡量大一些，以減少誤差； (3)畫力的圖示時，應選定恰當?shù)臉硕?，盡量使圖畫得大一些，同時嚴格按照力的圖示要求和幾何作圖法作出合力； (4)在同一次實驗中，橡皮條拉長的結點O位置一定相同； (5)本實驗誤差的主要來源除了彈簧測力計外，還可能來源于讀數(shù)誤差、作圖誤差，因此讀數(shù)時眼睛一定要正視，按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄，作圖時須保證兩力的對邊一定要平行． 4．探究加速度與力、質量的關系 (1)實驗方法：控制變量法 先保持m不變，研究a與F的關系．再保持F不變，研究a與m的關系． (2)小車所受外力F的確定方法：用砂和砂桶的總重力代替小車受到的拉力． 實際上，由牛頓第二定律可知，砂桶在做加速運動，砂和砂桶的總重力大于小車受到的拉力，在砂和砂桶的總質量m遠小于小車的質量M的情況下，兩者近似相等． 5．探究功和速度變化的關系應注意的問題 (1)實驗時，每次實驗中橡皮筋拉伸的長度都保持一致，如果把第一次實驗時橡皮筋做的功記為W，以后各次做的功就是2W、3W、…. (2)由于小車在運動中會受到阻力，平衡阻力的方法是將木板固定有打點計時器的一端墊起適當?shù)母叨龋剐≤嚹軌蚓徛齽蛩傧禄? (3)在處理數(shù)據(jù)時，應先對測量數(shù)據(jù)進行估計，大致判斷兩個量可能的關系，然后以W為縱坐標，v2(或v、v3、)為橫坐標作圖． 6．驗證機械能守恒定律應注意的問題 (1)實驗中打點計時器的安裝，重物與紙帶限位孔必須在同一豎直線上，以減小摩擦阻力． (2)實驗時必須先接通電源，讓打點計時器正常工作后才能釋放開紙帶． (3)要多做幾次實驗，選點跡清晰且第一、二兩點間距離接近2 mm的紙帶進行測量． (4)測量下落高度時，必須從起始點算起．為了減小測量值h的相對誤差，選取的各個計數(shù)點要離起始點遠些，但紙帶也不宜過長，有效長度可在60 cm～80 cm. (5)因不需要知道動能的具體數(shù)值，因此不需要測出重物的質量m. (6)由于摩擦力和空氣阻力的影響，mgh總是稍大于mv2. 7．練習使用多用電表應注意的問題 (1)在使用前，應觀察指針是否指向電流表的零刻度線，若有偏差，應用螺絲刀調節(jié)多用電表中間的定位螺絲，使之歸零． (2)測電阻時，待測電阻須與其他元件和電源斷開，不能用手接觸表筆的金屬桿． (3)合理選擇歐姆擋的量程，使指針盡量指在表盤中央位置附近． (4)換用歐姆擋的另一量程時，一定要先重新進行歐姆調零． (5)讀數(shù)時，應將表針示數(shù)乘以選擇開關所指的倍率． (6)測量完畢時，要把表筆從測試孔中拔出，選擇開關應置于交流電壓最高擋或OFF擋，若長時間不用時，還應把電池取出． 8．測定金屬電阻率應注意的問題 (1)測量待測金屬絲的有效長度，是指測量待測金屬絲接入電路的兩個端點之間的長度，測量時應將金屬絲拉直． (2)待測金屬絲的電阻值較小，因此實驗電路采用電流表外接法． (3)實驗中連線時，應先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、電鍵、電流表、待測金屬絲、滑動變阻器連成主干線路，然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬絲的兩端． (4)閉合電鍵S之前，一定要使滑動變阻器的滑片處在有效電阻值最大的位置． (5)在用伏安法測電阻時，通過待測金屬絲的電流I的值不宜過大(電流表宜用0～0.6 A量程)，通電時間不宜過長，以免金屬絲的溫度明顯升高，導致其電阻率在實驗過程中變化． 9．描繪小燈泡的伏安特性曲線應注意的問題 (1)因本實驗要作I－U圖線，要求測出幾組包括零在內的電壓、電流值，因此滑動變阻器要采用分壓式接法． (2)本實驗中被測小燈泡燈絲的電阻較小，因此測量電路應采用電流表外接法． (3)開關閉合前滑動變阻器滑片移到使小燈泡兩端電壓為零的一端． (4)實驗過程中，電壓表量程變更：U<3 V時，采用0～3 V量程；U>3 V時，采用0～15 V量程． (5)在坐標紙上建立直角坐標系，兩坐標軸選取的分度比例要合理，盡量使根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出的圖線占滿坐標紙，連線一定要用平滑的曲線，不要畫成折線． 10．測量電源的電動勢和內阻應注意的問題 (1)為了使路端電壓變化明顯，電源的電阻宜大一些． (2)實驗中不要將I調得過大，讀電表時要快，每次讀完后應立即斷電． (3)測出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大，用方程組求解，分別求出E、r值再求平均值． (4)畫出U－I圖象，使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側，個別偏離直線太遠的點可不予考慮． (5)計算內阻要在直線上任取兩個相距較遠的點，用r＝算出電源的內阻r. [回顧方法] 1．研究勻變速直線運動實驗中加速度的求解方法 (1)用“逐差法”求加速度 根據(jù)x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(T為相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔)求得 a1＝、a2＝、a3＝，再算出a1、a2、a3的平均值即可得到物體運動的加速度． (2)用v－t圖象法求加速度 先根據(jù)vn＝求出打第n點時紙帶的瞬時速度，然后作出v－t圖象，圖線的斜率即為物體運動的加速度． 2．控制電路的選擇方法 如果滑動變阻器的額定電流夠用，在下列三種情況下必須采用分壓接法(如圖所示)： (1)用電器的電壓或電流要求從零開始連續(xù)可調． (2)要求用電器的電壓或電流變化范圍大，但滑動變阻器的阻值小． (3)采用限流接法時限制不住，電表總超量程，用電器總超額定值． 在安全(I滑額夠大，儀表不超量程，用電器上的電流、電壓不超額定值，電源不過載)、有效(調節(jié)范圍夠用)的前提下，若Rx>R0，則只能采用分壓電路． [回顧易錯點] 1．區(qū)分相對誤差、絕對誤差． 2．區(qū)分系統(tǒng)誤差、偶然誤差． 3．區(qū)分“保留幾位有效數(shù)字”和“保留幾位小數(shù)”． 4．區(qū)分內接法與外接法． 5．區(qū)分分壓式與限流式． [保溫精練] 1．某同學用頻閃照相法來研究小球的落體運動，用頻閃照相機在同一底片上多次曝光，得到了圖(a)中1、2、3、4…所示的小球運動過程中每次曝光的位置，頻閃照相機的頻閃周期為T.其中小球位于位置2、3、4時球心到小球位于位置1時球心的距離分別為x1、x2、x3. (1)用游標卡尺(主尺的最小分度為1 mm)測量小球的直徑，示數(shù)如圖(b)所示，其讀數(shù)為________cm. (2)小球位于位置2時的速度為________；小球下落時的加速度大小為________． (3)如果計算出小球的加速度小于當?shù)氐闹亓铀俣?，則可能的原因是_______________________________________________________ ________________． [解析]　(1)主尺讀數(shù)為0.9 cm，游標尺讀數(shù)為0.0510 mm，因而小球的直徑為0.950 cm.(2)小球位于位置2時的速度大小為v＝；根據(jù)(x2－x1)－x1＝aT2可得小球下落時的加速度大小為a＝，或者根據(jù)(x3－x2)－(x2－x1)＝aT2可得小球下落時的加速度大小為a＝.(3)由于存在空氣阻力，小球下落的加速度小于當?shù)氐闹亓铀俣龋? [答案]　(1)0.950 (2)　　(3)存在空氣阻力 2．某同學用如圖所示的實驗裝置來“驗證力的平行四邊形定則”．三條細繩結于O點分別與兩彈簧測力計和鉤碼相接． (1)實驗步驟如下： A．彈簧測力計A掛于固定在豎直木板上的P點； B．結點O下的細繩掛鉤碼C； C．手持彈簧測力計B緩慢向左拉，使結點O靜止在某位置； D．記下鉤碼的質量、結點O的位置、讀出并記錄彈簧測力計A和B的示數(shù)、記錄_______________________________________ _________________________________． (2)在實驗過程中，下列哪些情況會對實驗結果產生誤差________(選填選項前的字母)． A．木板不豎直 B．A彈簧測力計外殼的重力 C．B彈簧測力計的拉力方向沒有保持水平 D．改變彈簧測力計B的拉力進行多次實驗時，結點O的位置發(fā)生變化 (3)某次實驗中．該同學發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，請你提出解決問題的一個辦法___________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________. [解析]　(1)矢量和不僅與大小有關，與方向也有關，所以得記下鉤碼的質量、結點O的位置、讀出并記錄彈簧測力計A和B的示數(shù)、還有記錄三條細繩(拉力)的方向． (2)木板不豎直時，鉤碼和木板間有摩擦力會產生誤差；B、C對實驗無影響；結點O的位置發(fā)生變化是一種錯誤操作． [答案]　(1)三條細線(拉力)的方向　(2)A (3)減小彈簧測力計B的拉力；或減小鉤碼C的質量；或減小AO與BO之間的夾角 3．在練習使用多用電表的實驗中，某同學將選擇開關置于直流“50 V”擋，多用電表示數(shù)如圖甲所示： (1)多用電表的讀數(shù)為________V. (2)多用電表電阻擋內部簡單原理示意圖如圖乙所示，其中電流表的滿偏電流Ig＝300μA，內阻Rg＝100 Ω，可變電阻R的最大阻值為10 kΩ，電池的電動勢E＝1.5 V，內阻r＝0.5 Ω，圖中與接線柱A相連的表筆顏色應是________色，按正確使用方法測量電阻Rx的阻值時，指針指在刻度盤的正中央，則Rx＝________kΩ.若該歐姆表使用一段時間后，電池電動勢變小，內阻變大，但此表仍能調零，按正確使用方法再測上述Rx其測量結果與原結果相比________．(填“變大”、“變小”或“不變”) [解析]　(1)多用電表的讀數(shù)是32.0 V．(2)與接線柱A相連的表筆顏色應是紅色；由閉合電路歐姆定律有：Ig＝和＝，聯(lián)立易得：R＋Rg＋r＝＝＝5 kΩ，Rx＝5 kΩ；若該歐姆表使用一段時間后，電池的電動勢變小，內阻變大，可知電流變小了，Rx的測量結果與原結果相比變大． [答案]　(1)32.0　(2)紅　5　變大 4．(2018貴陽市期末)某同學為了測量Rx的阻值，設計了如圖甲所示的電路．用到的器材有：電源(電動勢E未知，內阻為r)，理想電流表，理想電壓表，單刀雙擲開關S.實驗時他進行了如下操作： (1)在開關斷開的狀態(tài)下連接好電路． (2)將開關S向電壓表一側閉合，記錄下電壓表讀數(shù)U1；將開關S向Rx一側閉合，記錄下電流表讀數(shù)I2. (3)根據(jù)已知條件和(2)中測量數(shù)據(jù)，可得電源電動勢E＝________，待測電阻的表達式Rx＝________. (4)根據(jù)圖甲電路，完成圖乙中各實物器材之間的連線． [解析]　(3)由于電表為理想電表，電源路端電壓等于電源電動勢，所以E＝U1.電阻兩端電壓U＝E－I2r＝U1－I2r，根據(jù)歐姆定律，Rx＝＝.(4)用筆畫線代替導線在圖中畫出連線，完成實物圖器材間的連接． [答案]　(3)U1　　(4)如圖所示