备战2012高考物理系列：力学实验(5个打包）

1．关于“验证牛顿运动定律”的实验，下列说法中符合实际的是 (　　)
A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系
B．通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系
C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系
D．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系
解析：验证牛顿运动定律的实验，是利用控制变量法，探究加速度a与合外力F、物体质量m的关系，故D项正确．
答案：D
3．为了探究加速度与力的关系，使用如图实－4－8所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：
图实－4－8
(2)D
(3)a＝
4．某同学在做加速度和力、质量的关系的实验中，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：
F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/(m·s－2) 0.11 0.19 0.29 0.40 0.51
(1)根据表中的数据在图实－4－9所示的坐标中作出a－F图象；
图实－4－9
5．(1)现要验证“当质量一定时，物体运
动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．给定的
器材如下：一倾角可以调节的长斜面(如图实－4－10所示)、
小车、计时器一个、米尺． 图实－4－10
(1)填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响)：
①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2，记下所用的时间t.
②用米尺测量A1与A2之间的距离x，则小车的加速度a＝________.
③用米尺测量A1相对于A2的高度h.设小车所受重力为mg，则小车所受合外力F＝
_______.
④改变________________________，重复上述测量．
⑤以h为横坐标，1/t2为纵坐标，根据实验数据作图．如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律．
(2)在“验证牛顿运动定律”的实验中，实验装置如图实－4－11甲所示，有一位同学通过实验测量作出了图乙中的A图线．试分析：
图实－4－11
(1)根据表中数据，画出a－F图象．
(2)根据图象判定：当m一定时，a与F的关系为______________________．
(3)若甲、乙两同学在实验过程中，由于没有按照正确步骤进行实验，处理数据后得出如图实－4－12所示的a－F图象．
图实－4－12
试分析甲、乙两同学可能存在的问题：
甲：_______________________________________________________________；
乙：______________________________________________________________.
(3)平衡摩擦力时木板抬的过高　没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
7.某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图实－4－13(a)所示为实验装置简图．(交流电的频率为50 Hz)
图实－4－13
(1)图实－4－13(b)所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2.(保留两位有效数字)
(2)保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如下表：
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8
小车加速度a/m·s－2 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30
小车质量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67
/kg－1 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60
　8．某研究性学习小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关系．实验室提供如下器材：
A．表面光滑的长木板(长度为L)；B.小车；C.质量为m的钩码若干个；D.方木块(备用于垫木板)；E.米尺；F.秒表．
(1)实验过程：
第一步，在保持斜面倾角不变时，探究加速度与质量的关系．实验中，通过向小车放入钩码来改变物体的质量，只要测出小车由斜面顶端滑至底端所用的时间t，就可以由公式a＝________求出a，某同学记录了数据如下表所示：
质量时间t次数 M M＋m M＋2m
1 1.42 1.41 1.42
2 1.40 1.42 1.39
3 1.41 1.38 1.42
(2)该探究小组所采用的探究方法是________________________________________．一.有关质量和密度
1．小刚同学在物理实践活动中，利用物理知识对旅游鞋的防滑性能进行了研究。他首先收集了十种品牌的新旅游鞋，根据鞋的轻重不同在鞋里放置了不同质量的砝码使其等重，然后把鞋放在水平放置的玻璃板上，用弹簧秤沿水平方向拉着鞋匀速滑动，他这样做是为了测出在_____条件下鞋受的摩擦力，此时，摩擦力的大小等于_____。
3．用天平、量筒和烧杯（烧怀的刻度值已模糊不清）测定某种液体的密度，实验步骤如下：
　　 （1）调节天平平衡后，测得空烧杯的质量是24.9克。
　　 （2）用量筒测该液体的体积，如图15（甲）所示，其体积是__________厘米3。
　　 （3）把量筒中的液体全部倒入空烧杯中，用天平测烧杯和液体的总质量，待天平平衡时，天平右盘内的砝码和标尺上游码的位置如图15（乙）所示，则烧杯和液体的总质量是______克。
（4）计算出被测液体的密度是______千克/米3。
（5）如果上述实验器材中缺少量筒，而给净水，应如何测量该液体的密度
请写出实验步骤：__________________________________________________________ 图15
4．给你一只量筒和适量的水，请你设计一个实验，估测一块橡皮泥的密度。要求：（1）写出实验步骤及需要测量哪些物理量；（2）导出用所测量的量表示的橡皮泥密度的数学表达式。
　
5．请测定一形状不规则的石蜡块的体积v（已知石蜡的密度为ρ，水的密度为ρ水，且ρ<ρ水）．所用器材不限．要求：（1）写出使用的主要器材、简要步骤和需要测定的物理量，（2）写出相应的体积表达式．
　　王强同学已设计出了一种方法（见方法一），请你再设计三种不同的方法，并按要求填在横线上．
　　方法一：（1）用天平称出石蜡块的质量m．
　　 （2）V＝m/ρ
　　方法二：（1）_____________________________________________________________________.
　　 （2） ____________________.
　　方法三：（1）______________________________________________________________________.
　　 （2） ____________________.
　　方法四：（1）____________________________________________________________________.
　　 （2） ____________________.
矿石的体积是 cm。
(3)矿石的密度是 kg／m，从图A到图B的操作引起的密度测量值比真实值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(4)本实验中测矿石体积的方法在初中物理中经常用到，请举一例： ______________.
★7．测豆浆密度的实验步骤如下：
A.称物体质量前，调节好天平. B.用天平称出玻璃杯的质量m1.
C.将适量豆浆倒入杯中. D.用天平称出玻璃杯和豆浆的总质量m2 .
E.将杯中豆浆倒入量筒中，测出豆浆的体积V. F.计算豆浆的密度ρ=（m2－m1）/V.
（1）若按上述步骤测量，所测出的豆浆密度 （选填“偏大”或“偏小”）；
（2）你认为最合理的实验顺序是 （请填写上述实验步骤的序号）；
（3）在称物体质量之前，应将天平放在水平工作台上，并将游码 ，若发现指针偏向分度盘中央红线左侧，应 ，待指针指在分度盘中央红线上即可进行称量.用天平称玻璃杯质量时，游码位置和所加砝码如图，则玻璃杯的质量为 g.
9、小钢在研究“物质的质量跟体积的关系”时，作出了如图12所示的图象，A、B、C表示三种不同的物质，由图可知：A、B、C三种不同物质的密度关系是__________，比较A物质的密度和水的密度可得：__________。
10、弹簧测力计下挂一个物体A，静止时弹簧测力计的示数如图21(甲)所示。A浸没在装满某种液体的溢水杯中静止时，弹簧测力计的示数如图21(乙)所示。把从溢水杯中溢出的液体，倒入量筒中，如图21(丙)所示。由此可知，物体A的密度为_________g／cm3，液体的密度为_________g/cm3。(g=10N／kg)
11．探究金属螺帽的密度：有一个表面涂漆的金属螺帽（可放入量筒内），可能是铜、铁或铝制成。请制定一个测定金属螺帽密度的实验计划：
（1）除被测的金属螺帽外，还需要选用的实验器材是：__________________________。
（2）需要进行的实验操作步骤是：（用适当的字母表示需要记录的物理量）
（3）金属螺帽密度的表达式：ρ=__________________。
二.测平均速度
三、滑动摩擦力大小
★13．如图15是研究滑动摩擦力大小和什么有关的示意图。
图15
（1）拉动弹簧秤时要注意什么？________________为什么？________________。
（2）比较a、c两图可以得到什么结论？__________________________________________________。
四、压力的作用效果与哪些因素有关
★14．在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，小明和小红利用图22所提供的器材（小桌、海绵、砝码、沙子）设计了图（a）和图（b）两个实验，通过观察图（a）和图（b）后得出“压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显”的结论。此后小红把小桌挪放到沙子上，发现小桌对沙子的压力效果不够明显，如图（c）所示，通过对图（a）和图（c）的比较又得出“压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果却不明显”的错误结论。
请你根据已学过的压强知识分析：
（1）比较图（a）和图（c）得出错误结论的原因是： 。
（2）比较图（b）和图（c）可知，根据物体形变的大小比较压力的作用效果，需要满足的条件是： 。
★15．在建立压强概念时，做了如图14所示“影响压力作用效果”的实验。
(1)甲、乙两图所示的实验是为了说明 ；
(2)丙、丁两图所示的实验是为了说明 ；
(3)根据(1)、(2)的结果可以看出，压力的作用效果跟 有关。
图14
★16、如图10甲、乙、丙、丁是四个演示实验，其中
甲图实验表明：物体具有_______________。
乙图实验表明：力的作用效果与力的________________有关。
丙图实验表明：液体的沸点跟_________________有关。
丁图实验表明：分子间存在着相互作用的__________________。
（3）实验步骤和分析（包括要测量的物理量和数据处理）： 。
★20、如图2所示，给你一支削好的长铅笔，请用它设计两个物理小实验。
五、探究杠杆的平衡条件
21．张军做“探究杠杆的平衡条件”实验。他把杠杆放在支架上，调节后的杠杆在水平位置平衡，如图21所示（每一小格为1cm）。他先在右边离支点3cm处挂了2个相同钩码。
（1）要使杠杆再次在水平位置平衡，他应将3个相同钩码挂在左边离支点 cm处。
23．下表是小王在“研究杠杆的平衡条件”的实验中，记录的部分测量结果，请在空格中填入适当的值。（每个钩码质量为50g）
实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 0.5 8 1 4
2 6 1.5 8
在本次实验课的总结中，老师提出了这样一个问题：如图14所示，杠杆处于平衡状态，若在两边钩码下方再各加挂一只相同的钩码，释放后观察到的现象将是什么？小王认为，杠杆仍能保持平衡；小李认为，杠杆将顺时针转动；小赵认为，杠杆将逆时针转动。你的观点是________________________。；
六、压强
★24．为探究液体的某些性质，大强和小红在老师的帮助下设计制作了如图13所示的玻璃装置。两人首先向水槽里灌满水，松开铁夹后，水流入a、b两管，待稳定后，比较a、b两管中水面高度关系，将会发现__________，其原因是_____________________；随后他们拔去右端的软木塞，装置中的水立即向外涌出，此时再比较a、b两管中水面的高度关系，将会发现__________，原因是____________________。
图13
七、弹簧的长度跟外力的变化关系
★26．小华在课外探究弹簧的长度跟外力的变化关系，利用如图实验装置记录了相应实验数据如下：
钩码质量(克) 0 50 100 150 200 250 300 400
指针位置(厘米) 2 3 4 5 6 7 7.5 7.5
(1)这项研究在实际中的应用是
(2)分析实验数据你可得到的结论：
(3)小华作出了如下三个图象，其中正确的是 (填序号)
　　（4）保持此装置不变，将提升的钩码增加为2G，滑轮组的机械效率将__________。（填： “增大”、“不变”或“减小”）
　　 图15 图16
　
★28．小明学过后，提出了一个问题：“斜面的倾斜程度与斜面的机械效率有没有关系，针对这个问题他也做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验。并记录实验数据如下：
(1)通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：_______________________________.
(2)如果小明还想要探究斜面机械效率与物重的关系，实验时应控制哪些条件不变？
________________________
★29．如图23所示是小亮同学测定斜面机械效率的装置图：
（1）在实验中为了减小实验误差，应注意保持物体沿斜面做 直线运动。
（2）下表是实验时记录的数据，请把空白部分的数据补充完整。
实验数据表
斜面倾斜程度 物体重G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率
较缓 10 0.1 3 1 1 3 33%
较陡 10 0.2 4 1
最陡 10 0.3 5 1 3 5 60%
（3）分析表格中的实验数据，你能初步得到一些结论。请写出一个结论： 　　。
（5）请简要写出你对各组实验数据表格的设计有什么看法。　　　　　　　　　　。
（6）你从哪组实验数据可以看出提升的钩码重会影响机械效率？就此请你写出一种提高滑轮组机械效率的办法。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
31．张华同学用同一滑轮组进行两次实验，测量滑轮组机械效率，获得的数据填写表中。
实验次数 钩码重/N 钩码上升高度/cm 测力计示数/N 绳端移动距离/cm
1 2 10 0.8 40
2 5 5 1.5 20
根据张华同学的实验记录可以确定：
（1）实验装置所用滑轮的个数至少是 ______ 个，其中动滑轮 _______ 个。
（2）第一次测得滑轮组的机械效率为 _______ ，第二次测得的滑轮组机械效率 ______（选填“大于”、“小于”或“等于”）第一次测得的机械效率。
★ 32．交流与评估是科学探究的一个重要环节．光明中学八年级二班的同学，利用多组下图所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”的实验以后，进行了小组交流，下表是各小组的实验数据记录：
实验小组 钩码重G/N 动滑轮/N 拉力F/N 滑轮组的机械效率%
1 0.5 0.4 0.35 47.6
2 0.5 0.4 0.38 43.9
3 1 0.6 0.62 53.8
4 1 0.8 0.71 46.9
5 2 0.6 0.98 68.0
6 2 0.8 1.06 62.9
35．经过一年半物理课的学习，你对于“生活中处处有物理，物理就在生活中”已经有了一些体会。在初中物理实验中，常常用身边的器材，就可以进行物理问题的研究。如用长方体木块作为实验器材来研究一些力学问题，现在请你以长方体木块作为实验器材之一，可以适当添加其它辅助器材，设计一个实验来研究或说明与力学相关的物理问题。
实验器材 主要实验过程 研究或说明的物理问题
示例 木块、细绳、小车 将木块竖放在小车上，用细绳突然拉动小车向前运动，木块向后倒下 木块具有惯性
36．图4展示了一个广为人知的历史故事——“曹冲称象”。曹冲运用了等效替代的方法，巧妙地测出了大象的体重。请你写出他运用的与浮力相关的知识。(1) ；(2) 。
图4
★39．某研究性学习小组成员想：质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是否相同呢？
他们在相同的烧杯中分别装上了100g的冰和萘，用同样的酒精灯加热，并用停表测出它们熔化过程所用的时间，记录的数据如下表所示。
物质 熔化时间/min
冰 12
萘 5
参考答案
13（1）匀速直线拉动；（2）匀速直线拉动时木块受的拉力和摩擦力相等，弹簧秤的读数等于摩擦力的大小。（3）压力相同时，接触面越粗糙摩擦力越大。)
17 (1)把木块平放在泡沫塑料上，观察泡沫塑料被压下的程度；(2)把木块立放在泡沫塑料上，观察泡沫塑料被压下的程度；(3)把砝码放在立放的木块上，观察泡沫塑料被压下的程度；
探究结论是：比较(1)(2)，说明压力不变时，受力面积越小，压力的作用效果越明显(压强越大)；比较(2)(3)，说明受力面积不变时，压力越大，压力的作用效果越明显(压强越大)。
18步骤：①将铁块放在木块上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数F1；②将木块放在铁块上，用弹簧测力计水平匀速拉动铁块，记下弹簧测力计的示数F2。结论：若F1＞F2，则木块下表面粗糙。
19实验一：（1）物重与质量的关系.(2)弹簧测力计、几个钩码。（3）把一个、两个、三个钩码依次挂在弹簧测力计上，分别读出它们重多少N，记在自己设计的表格中，并算出每次重力跟质量的比值，分析物重与质量的关系。20【诠释】该题贴近学生学习实际，是一道使用学习用具铅笔进行物理小实验的问题。所演示的内容未明确，有一定的开放性，利于学生思维的掘展训练。解答时要注意它是一根已削长铅笔的特点：一端尖、相当一根木棒、可滚动、有重力等。
23杠杆将逆时针转动。24(两管水面等高；连通器的原理；b管水面比a管低；流体流速大的地方压强小。)
31（3 2 62.5% 大于 ）32（1）用相同滑轮组提物体，物体越重，效率越高。（2）滑轮摩擦及绳重不同。（3）减小滑轮重及摩擦，增加物体重力，用轻质绳。35设计1：实验器材：弹簧测力计、细线
主要实验过程：用细线将木块挂在弹簧测力计钩上，木块静止时，弹簧测力计的读数。研究或说明的物理问题：木块受到重力。设计2：实验器材：弹簧测力计、细线、木板、毛巾、砝码 主要实验过程：将木块分别放在木板上、毛巾上用弹簧测力计匀速水平拉动；砝码放在木块上，将木块放在木板上匀速水平拉动；研究或说明物理问题：摩擦力大小与压力大小、接触面粗糙程度有关1．一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度关系的图象如图实－2－7所示．下列表述正确的是 (　　)
A．a的原长比b的长
B．a的劲度系数比b的大
C．a的劲度系数比b的小
D．测得的弹力与弹簧的长度成正比
解析：图象的横轴截距表示弹簧的原长，A错误；图象的斜率表示弹簧的劲度系数，B正确，C错误；图象不过原点，D错误．
答案：B
解析：由图乙知，F－x是一个过原点的直线，k＝ N/m＝200 N/m，可知A错，B、C、D正确．
答案：BCD
3．某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验时，将一轻弹簧竖直悬挂并让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图实－2－9所示．(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)
由图可知该弹簧的自然长度为________cm；该弹簧的劲度系数为________N/m.
解析：当外力F＝0时，弹簧的长度即原长L0＝10 cm，图线的斜率就是弹簧的劲度系数，即k＝×102 N/m＝50 N/m.
答案：10　50
解析：对钩码进行受力分析，根据平衡条件和胡克定律，得
2mg＝k(l－l0)
3mg＝k(l′－l0)
则k＝＝ N/m＝70 N/m
挂三个钩码时，可列方程
(m＋m＋m)g＝kΔx′
Δx′＝＝ m
＝2.10×10－2 m＝2.10 cm.
答案：70　2.10
5．某同学用如图实－2－11所示装置做“探究弹力和弹簧伸长关系” 实验．他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：(g取9.8 m/s2)
钩码质量m/102 g 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
标尺刻度x/10－2 m 15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.50
(1)根据所测数据，在图实－2－12所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺的刻度x与钩码质量m的关系曲线．
图实－2－12
6．某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k.做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上．当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0；弹簧下端挂一个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2；……；挂七个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L7.
(4)根据以上差值，可以求出每增加50 g砝码的弹簧平均伸长量ΔL.ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子为：ΔL＝__________________________________________________，
代入数据解得ΔL＝________cm.
(5)计算弹簧的劲度系数k＝______________N/m.(g取9.8 m/s2)
解析：(1)L5、L6两组数据在读数时均没有估读值．
(2)根据表格已知读数，刻度尺上端的刻度数小，因而L3＝6.85 cm，L7＝14.05 cm.
(3)题中三组数据在寻求多挂4个砝码形成的长度差，故d4＝L7－L3＝(14.05－6.85)cm＝7.20 cm.
(4)每增加4个砝码弹簧的平均伸长量ΔL1＝，则每增加1个砝码弹簧的平均伸长量ΔL＝＝，代入数据求得ΔL＝1.75 cm.
(5)由(3)(4)可知，弹力F和弹簧伸长量ΔL成正比，即满足F＝kΔL，代入数据
k＝＝ N/m＝28 N/m.
答案：(1)L5　L6　(2)6.85　14.05
(3)L7－L3　7.20
(4)　1.75　(5)28
(2)根据精确度判断可知a为毫米刻度尺，b为螺旋测微器．
(3)根据表格数据，描点、连线，可得F－x图象如图所示．根据斜率的物量意义表示劲度系数k，
k＝≈3.1×102 N/m.
(4)根据Y＝kL/S求得，Y≈5×106 Pa.
答案：(1)D　(2)毫米刻度尺　螺旋测微器　(3)图象见解析图　3.1×102　(4)5×106 Pa
解析：确定研究对象，选取实验器材属“制定计划”；实验过程和测量数据属“搜集证据”．研究伸长量x与拉力F、长度L、直径D的关系时，采用控制变量法，比如长度、直径不变，再研究伸长量与力的关系，这种方法称为控制变量法．这是物理实验中的一个重要研究方法．
答案：(1)B　C　(2)他们的假设不是全部正确．在弹性限度内，金属丝(杆)的伸长量与拉力成正比，与截面半径的平方成反比，还与金属丝(杆)的长度成正比
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来源：高考资源网物理学是一门以实验为基础的自然科学，所以在高中物理课程中每一册都有一些典型的科学探究或物理实验。这些实验的设置也正是为了实现课程总目标：让学生“学习终身发展必备的物理基础知识和技能；学习科学探究方法，发展自主学习能力；发展好奇心与求知欲，发展科学探索兴趣；了解科学与技术、经济和社会的互动作用，认识人与自然、社会的关系，有可持续发展意识和全球观念。”
一、考纲解读
知识内容 说明
实验一：验证平抛运动 1.要求会正确使用实验仪器；2.要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差。3.要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果。间接测量的有效数字运算不作要求
实验二：探究动能定理
实验三：验证机械能守恒定律
新课程标准考试大纲，要求考生能明确上述实验的实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制定解决方案；能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。
二、基本的探究方案
一、验证平抛运动
研究平抛运动规律的实验方法很多，可以用小球研究，也可以用水流研究，还可以用DIS研究。由于实验设计方案不同，导致操作步骤不同，但是实验原理都是运动的合成与分解。下面列举几例.
实验方案一：验证竖直方向上的运动规律
实验装置如图1所示，用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开让其自由下落，观察到的现象是两球同时落地；改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，仍能观察到上述现象，这说明竖直方向上的分运动总是相同的，且与球速无关，即“平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动”。
实验方案三：描绘平抛运动的轨迹并计算初速度
（1）描绘出平抛运动的轨迹 实验装置如图3所示,将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查斜槽末端的切线是否水平;用图钉把坐标纸钉在竖直的木板上，固定时要用重锤线检查坐标纸上的竖线是否竖直;选定斜槽末端上方小球球心处为坐标原点O，从坐标原点O画出水平向右的x轴和竖直向下的y轴;使小球从斜槽的某一固定位置由静止滚下，并由O点开始做平抛运动。先用眼睛粗略地确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值，然后使小球从固定位置由静止滚下，在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地确定小球通过对位置，并在坐标纸上记下这一点;依次改变x的值，用同样的方法确定其他各点的位置；取下坐标纸，根据记下的一系列位置，用平滑的曲线画出小球做平抛运动的轨迹。
（2）计算出平抛运动的初速度 在轨迹上选取几个不同的点，测出它们的横坐标x和纵坐标y，根据重力加速度g的数值，利用公式v0=x求出小球做平抛运动的初速度，最后求出v0的平均值。
注意：小球初速度是否水平、运动轨迹是否与木板平行和空气阻力是产生系统误差的原因。为了减小系统误差，实验中注意以下几点：
（1）固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线呈水平。检查斜槽末端的切线呈水平的方法是：是否能使小球稳定的停留在槽口附近；（2）木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在竖直平面平行，并使小球的运动靠近木板但不接触；（3）要在斜槽上适当高度释放小球，使它以适当的初速度平抛，其轨迹从木板的左上角到达右下角，可以减小测量误差。
实验方案五 ：频闪照相法
数码相机大多具有摄像功能，每秒钟拍摄约15帖照片。用它拍摄小球从水平桌面飞出后做平抛运动的几张连续照片，分析这些照片在水平方向和竖起方向的运动特点，从而归纳总结出平抛运动的规律。
方法一 比较法探究平抛运动的规律
如图5所示，为用频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片，图中、、为三个同时由同一点出发的小球。为球在光滑水平面上以速度运动的轨迹；为球以速度被水平抛出后的运动轨迹；为球自由下落的运动轨迹。通过分析比较上述三条轨迹可以看出：
1.水平方向小球、在相同时间内的位移相同，而球做匀速直线运动，所以球在水平方向与球以相同的速度做匀速直线运动；
2.竖直方向，小球做自由落体运动，由图可以看出，小球与在相同时间内下降的位移也相同，即说明小球在竖直方向也做自由落体运动。
二、验证动能定理
实验方案一：探究恒力做功与物体动能变化的关系
实验装置如图7所示，所用器材有长木板、小车、橡皮筋、打点计时器及电源、纸带等。我们通过橡皮筋带动小车运动来探究对物体做的功与物体速度变化的关系。小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行．当我们用2条、3条…同样的橡皮筋进行第2次、第3次…实验时，每次橡皮筋拉的长度都保持一样，那么，第2次、第3次…实验中橡皮筋对小车做的功就是第一次的2倍、3倍…如果把第一次实验时橡皮筋的功记为W，以后各次的功就是、…
由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他的方法测出．这样，进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据。
实验方案二：探究功与质量、速度间定量关系
实验装置如图8所示，实验器材有天平、气垫导轨、数字计时器及计算机辅助设备.滑块在气垫导轨上受重力和支持力两个力的作用，当滑块沿导轨滑行时，滑块重力沿倾斜导轨方向的分力对滑块做功。这一分力为，在滑块经过两光电门的过程中，这一分力所做的功为，式中m为滑块（连同遮光条）的质量，可用天平测出；h为垫块的高度，L为垫块与导轨接触点到导轨底端的距离，s为两光电门间的距离，均可用刻度尺测出。
以v1、v2分别表示滑块经过光电门G1、G2时的速度，根据固定在滑块上的两遮光条的间距和由数字计时器显示的滑块经过光电门G1、G2的时间，即可算出v1、v2。
由m、v1、v2组成的式子可能为m(v2－v1)、m(v2－v1)2、m(v22－v12)、m(v2－v1)3、m(v23－v13)……
将实验数据分别代入以上各式，运用计算机辅助设备进行数据处理，即可发现功与质量、速度间的定量关系。
三、验证机械能守恒定律
实验方案一：落体法验证机械能守恒定律
实验装置如图10所示，所需实验器材有铁架台（带铁夹）、打点计时器、重物（带纸带夹子）、纸带数条、毫米刻度尺、学生电源等。按图示装置，将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上并与学生电源（电压不超过10 V）连接好；把纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重物停靠在打点计时器附近；然后接通电源，待打点计时器打点稳定后再松开纸带，让重物自由落下，打点计时器在纸带上打下一系列的点；取下纸带，换上新的纸带重打几条（条）纸带.从几条打下点的纸带中挑选第一、二两点间距离接近2mm、点迹清晰且打点呈一条直线的纸带进行测量，先记下第一个点的位置，再用刻度尺测出其余各计数点到第一个点间的距离、、…，再利用公式计算出各点对应的瞬时速度、、…；计算打各点时重力势能的减少量和动能的增加量是否相等。
实验方案二：利用单摆探究机械能守恒定律
实验装置如图11（a）所示，让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即mv2 = mgh．直接测量摆球到达B点的速度v比较困难．现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动，利用平抛的特性来间接地测出v．如图11（a）中，悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出作平抛运动．在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹．用重锤线确定出A、B点的投影点N、M．重复实验10次（小球每一次都从同一点由静止释放），球的落点痕迹如图11（b）所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐．用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离s，即可验证机械能守恒定律．
实验方案三：利用气垫导轨探究机械能守恒定律
例 （2010年海南卷）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图1所示：
解析：由于挡光条宽度很小，因此将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度。
（1）②9.30； ③60.00(答案在59.96~60.04之间的，也给分)
（2）①，；②，；③mgs （3）Ek2-Ek1
三、实验要点讲解
一、明确实验装置的正确选择
例1 “验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图1甲或乙方案来进行。
（1）比较这两种方案， （填“甲”或“乙”）方案好些，理由是： 。
（2）如图2是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图中所示,已知每两个计数点间的时间间隔T = 0.1s。物体运动的加速度a = ；该纸带是采用 （填“甲”或“乙”）实验方案得到的。简要写出判断依据 。
二、明确实验的正确操作步骤
例2 某同学用如图3所示的装置来探究机械能守恒定律，他进行了以下的实验步骤：a．用天平称出钩码的质量；b．把电磁打点计时器固定在铁架台上，用导线将打点计时器接在低压交流电源上；c．将连有重物的纸带穿过打点计时器的限位孔，提稳纸带并使手拿住纸带的那端靠近打点计时器；d．释放纸带，然后接通电源开关，打出一条纸带；e．更换纸带，重复b、c步骤，选出点迹清晰符合要求的纸带；f．用公式求出速度，验证机械能是否守恒. 在以上的操作中，你认为存在错误的步骤是 （只填步骤前序号）.
解析：错误的步骤有：步骤a，有本实验的原理m(vN+M2-vN2)/2=mg(hN-hN+M)，可知本实验不用测量重锤的质量；步骤c，在确定纸带的位置时应将与重锤相连接的一端靠近打点计时器，这样纸带可以充分记录重锤下落的运动状态；步骤d，在实验操作时应该先接通电源后释放纸带；步骤e，不能再按以上错误的步骤重复实验；步骤f，在本实验中计算某一点的瞬时速度时不能用公式求出速度，因为实验中有阻力，因此纸带的下落不是自由落体运动。
三、明确纸带的选取、数据的处理、实验误差的简单分析
例3 某同学用如上题图3所示的装置来探究机械能守恒定律：
解析：⑴应选甲纸带，重物在下落过程中若先接通打点计时器，则第一个打点与第二个打点之间的距离是：，若先释放纸带则第一个打点与第二个打点之间的距离应大于1.96mm，若接通电源后在释放纸带的过程中受还拉着纸带，则第一个打点与第二个打点之间的距离应小于1.96mm，
⑵①重物由O点运动到C点，重力势能的减少量为：
重物在通过C点时的速度为：
重物由O点运动到C点动能的增加量为：.
②由以上计算可看出重物由O点运动到C点，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因有：由于空气的阻力；纸带与打点计时器之间有摩擦。
⑶纸带下落的加速度为：，根据牛顿第二定律有：ma=mg-F，由以上两式可解得：F＝.
针对练习1 （2010年全国卷2）利用图中所示的装置可以研究自由落体运动。实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落。打点计时器会在纸带上打出一系列的小点。
（1）为了测试中午下落的加速度，还需要的实验器材有 。（填入选项前的字母）
A.天平 B.秒表 C.米尺
（2）若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重物加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此错误差的原因： 。
针对练习2 （2010年新课标卷）如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题
(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______.(填入正确选项前的字母)
A.米尺 B.秒表 C.0～12V的直流电源 D.0～12V的交流电源
(2)实验中误差产生的原因有______.(写出两个原因)
【参考答案：1.（1）C；（2）打点计时器与纸带之间存在摩擦。2.（1）AD（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。3.D】
四、图象法处理数据
1.v2—h图象
例1 某同学在探究“验证机械能守恒定律”时按图1所示安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示。图中O点为打点起始点，且速度为零。
解析：（1）重锤重力势能的减少量ΔEp= mgh2，，动能的增加量ΔEk=
（2）当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。
（3）由可知图象的斜率表示重力加速度g的2倍，为求直线的斜率，可在直线取两个距离较远的点，如(25.4×10-2，5.0）、（35.5×10-2，7.0)，则：
2.Δh—Δv2图象
例2 几位同学用图1的装置来“探究机械能守恒定律”，他们按正确的实验步骤操作，得到一条点迹比较清晰的纸带，如图4所示，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每个打点间隔取一个计数点，如图中的0、1、2、…、6点所示，测出各相邻两计数点间的距离，分别记为s1、s2、…、s6，为了得到较为准确的得到实验结论，他们采用了下列方案：
（1）以Δv2为横坐标、h为纵坐标，作出了Δv2—h图线，该图象说明了： 。
（2）由该图象可求得重力加速度g= 。
针对练习 （天津卷）如图6所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度。
（1）所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需 （填字母代号）中的器材。
A．直流电源、天平及砝码 B．直流电源、毫米刻度尺
C．交流电源、天平及砝码 D．交流电源、毫米刻度尺
（2）通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度。为使图线的斜率等于重力加速度，除作v-t图象外，还可作 图象，其纵轴表示的是 ，横轴表示的是 。
3.s2—h图象
例3 某同学利用图7的实验装置验证机械能守恒定律。弧形轨道末端水平，离地面的高度为H，将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s。
⑴若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2=____（用H、h表示）。
⑵该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：
h（10-1 m） 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
s2（10-1 m2） 2.62 3.89 5.20 6.53 7.78
请在图8的坐标纸上作出s2-h关系图。
⑶小球于轨道的摩擦及空气阻力可忽略不记，根据所做的图象可得出的实验结论是： 。
解析：（1）小球从斜面下滑时只有重力做功，由机械能守恒得：mgh=mv2/2
从水平桌面飞出来时做平抛运动：
水平方向有：s=vt；竖直方向有：。
由以上三式可得：s2=4Hh
（2）根据表中的数据描点所做的图象如图8所示。
（3）由上面的推导可知该图象是在机械能守恒的条件才下，才有s2∝h，该图象做出来为一条直线，因此根据图象可知：小球在下落的过程中机械能是守恒的。
4.s2—cosθ图象
例4 物理兴趣小组的同学用图9的实验装置来探究机械能受恒定律，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点到木板的距离OD＝h（h＞L）。
（1）电热丝P必须放在悬点正下方的理由是：________。
（2）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，DC＝s，则小球做平抛运动的初速度为v0________。
（3）在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角，小球落点与D点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以s2为纵坐标、cos为横坐标，得到如图10所示图像。该图象说明了什么？
五、实验的创新与拓展
（1）实验主要步骤如下：
①测量________和拉力传感器的总质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；
②将小车停在C点，______，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。
次数 M/kg |v22－v21| /(m/s)2 △E/J F/N W/J
1 0.500 0.760 0.190 0.40 0.200
2 0.500 1.65 0.413 0.84 0.420
3 0.500 2.40 △E3 1.22 W3
4 1.000 2.40 1.20 2.42 1.21
5 1.000 2.84 1.42 2.86 1.43
③在小车中增加砝码，或_______，重复②的操作。
（2）右表是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量m之和，|v22－v21| 是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量△E，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所作的功。表格中△E3=____，W3=____.(结果保留三位有效数字)
（3）根据上表中的数据，请在图2中的方格纸上作出△E-W图线。
解析：（1）①以小车、砝码和拉力传感器为系统，本实验中将钩码的重力来替代系统所受到的拉力，拉力做的功转化为系统的动能，系统在某一时刻的速度可通过纸带计算出来，要求系统的动能还要测出系统的质量。
②根据实验步骤，将小车停在C点后再释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。
③在实验过程中可在小车上增加或减少砝码，同时改变钩码的重量，重复②的操作，便可得到不同拉力所做的功和不同质量的小车所获得的动能。
答案：①小车、砝码；②释放小车；③减少砝码。
（2）由各组数据可见规律可知：，所以△E3=0.600J；观察F-W数据规律可得数值上W=F/2=0.610;
（3）在方格纸上做出△E-W图线如图2所示.
②因圆柱棒竖直自由下落，故其一段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的即时速度，由此可知，，棒在CD间动能的变化量为，重力势能的减少量为，在误差允许的范围内，表明圆柱棒在下落过程中的机械能是守恒的。
点评：新课程标准注重学生综合探究素养和设计、创新等综合实验能力的培养，要求学生利用学过的知识和方法，独立设计实验探究方案, 恰当选择实验器材、合理安排实验步骤、正确处理实验数据及进行实验误差分析.
点评：此题为设计性实验，弹簧的弹性势能无法直接测量，弹簧将小球弹开时，弹性势能全部转化为小球的动能，但小球弹开时速度也不能直接测定，可用平抛运动知识测定。通过实验的变通处理，能引导学生跳出课本实验的局限性，将各部分知识进行纵横交错着回顾记忆，有利于学生发散思维，培养利用题设条件解决问题的能力。
4.测量摩擦力做功的实验设计
例4 如图6所示，水平桌面有斜面体A，小铁块B，斜面体的斜面是曲面，下端切线是水平。现提供的实验工具只有：天平、直尺。其他的实验器材可根据实验需要自选。设计一个实验，测出小铁块B自斜面顶端由静止下滑到底端的过程中，摩擦力对小铁块B做的功。要求：
（1）请在原图中补充画出简要实验装置图。
（2）简要说明实验要测的物理量。
（3）简要说明实验步骤。
（4）写出实验结果的表达式（重力加速度g已知）
图1
图2
图3
图7
v1
v2
G2
G1
m
s
h
图8
图9
图10
图11
图3
图4
图5
图3
图1
图2
图4
图6
图7
图8
图9
图10
图2
A
B
图6
P
H
s
h
O
图7一、误差和有效数字
1.误差
测量值与真实值的差异叫做误差。误差可分为系统误差和偶然误差两种。
（1）系统误差的特点是在多次重复同一实验时，误差总是同样地偏大或偏小。
（2）偶然误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同。减小偶然误差的方法，可以多进行几次测量，求出几次测量的数值的平均值。这个平均值比某一次测得的数值更接近于真实值。
2.有效数字
带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字。
（1）有效数字是指近似数字而言。
（2）只能带有一位不可靠数字，不是位数越多越好。
③50分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.98mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.02mm。这种卡尺的刻度是特殊的，游标上的刻度值，就是毫米以下的读数。这种卡尺的读数可以准确到0.02mm。
注意：游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的， 所以都不再往下一位估读。
要知道主要构造的名称：主尺、游标尺、外测量爪、内测量爪、深度尺、紧固螺钉。
（2）螺旋测微器
固定刻度上的最小刻度为0.5mm（在中线的上侧）；可动刻度每旋转一圈前进（或后退）0.5mm。在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线，所以相邻两条刻线间代表0.01mm。读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部分（因为是10分度，所以在最小刻度后必须再估读一位），再把两部分读数相加，得测量值。
要知道主要构造的名称：以下的①-⑦依次是：测砧、测微螺杆、固定刻度、可动刻度、旋钮、微调旋钮和尺架。
2.互成角度的两个共点力的合成
（1）原理是两只弹簧秤成角度拉橡皮条AB和一只弹簧秤拉 橡皮条AB的效果相同，这个效果就是指橡皮条的形变量（大小和方向）相同。
（2）在画力的图示时，必须有箭头、标度、刻度。
（3）实验往往有一定的偶然误差，只要用平行四边形定则求得的合力F和一只弹簧秤的拉力F / 的图示大小和方向在误差允许的范围内相同就可以了。
3.测定匀变速直线运动的加速度
（1）纸带处理。从打点计时器重复打下的多条纸带中选点迹 清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O，然后每5个点取一个计数点A、B、C、…（或者说每隔4个点取一个记数点），这样做的好处是相邻记数点间的时间间隔是0.1s，便于计算。测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3 …
（2）利用s1、s2、s3 …可以计算相邻相等时间内的位移差s2-s1、s3- s2、s4- s3…，如果它们在允许的误差范围内相等，则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动。
（3）利用纸带可以求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v：如　
（4）利用纸带求被测物体的加速度a。具体来说又有3种方法：
①“逐差法”：从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移，则
②利用任意两段相邻记数点间的位移求a：如
③利用v-t图象求a：求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度，画出如右的v-t图线，图线的斜率就是加速度a。
例5 一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如右图所示。下图是打出的纸带的一段。
⑴已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度a=_____。
⑵为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需要测量的物理量有_______。用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f=_________。
解： （1）3.89m/s2
（2）小车质量m；斜面上任意两点间距离l及这两点的高度差h。mgh/l-ma
5.碰撞中的动量守恒
（1）每次入射小球都应该从斜槽轨道的同一位置开始自由下滑。
（2）被碰小球的位置必须与入射小球等高，其中心与斜槽末端的水平距离恰好是小球半径的2倍。
解：最远的C点一定是被碰小球的落点，碰后入射小球的速度将减小，因此选B；由于被碰小球是放在斜槽末端的，因此被碰小球飞出后入射小球才可能从斜槽末端飞出，两小球不可能同时落地；由动量守恒得m1OB= m1OA+m2OC，选D。答案是BD。
6.研究平抛物体的运动
（1）斜槽末端的切线必须水平。
（2）用重锤线检验坐标纸上的竖直线是否竖直。
（3）以斜槽末端所在的点为坐标原点。
（4）如果是用白纸，则应以斜槽末端所在的点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确定y轴方向，再用直角三角板画出水平线作为x轴，建立直角坐标系。
（5）每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。
（6）由描迹法得到小球平抛的轨迹，从轨迹上任何一点的横纵坐标都可以计算出该平抛物体抛出时的初速度。
（7）若用闪光照相来研究，所得到的照片上相邻小球间的时间间隔是相等的，利用这一 结论和运动分解的知识，可以求小球平抛的初速度，也可以求小球在任何一个位置的瞬时速度。
（3）由于摩擦和空气阻力的影响，本实验的系统误差总是使
（4）本实验不需要在打下的点中取计数点。也不需要测重物的质量。
例8在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如右。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm)。
（1）这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_____ ,应记作_______cm。
（2）该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，则该段重锤重力势能的减少量为_______，而动能的增加量为________，(均保留3位有效数字，重锤质量用m表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量，原因是_________________。
（3）另一位同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，不过他数了一下：从打点计时器打下的第一个点O数起，图中的B是打点计时器打下的第9个点。因此他用vB=gt计算跟B点对应的物体的即时速度，得到动能的增加量为______，这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量,原因是________________________________。
例9一组同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，用正确的操作方法，测定了6组摆长L和周期T的对应值。为了求出当地的重力加速度g，4位同学提出了4种不同的方法：①从测定的6组数据中任意选取1组，用公式g=4π2L/T 2求出g作为测量值；②分别求出6个L值的平均值和6个T值的平均值，用公式g=4π2/2求出g作为测量值；③分别用6组L、T的对应值，用公式g=4π2L/T 2求出6个对应的g值，再求这6个g的平均值作为测量值；④在坐标纸上作出T 2-L图象，从图象中计算出图线的斜率K，根据g=4π2/K求出g作为测量值。
你认为以上4种方法中，错误的是哪一种____（填代号即可），其余正确方法中偶然误差最小的是哪一种______(填代号即可)。
解：错误的是②，因为L和T之间不是一次函数的关系。偶然误差最小的是④，因为偶然误差总是有时偏大有时偏小。而描点后画线时要求尽可能多的点在该直线上，其余点尽可能均衡地分布在该直线两侧，实际上是把偶然误差减小到最小了。
例10某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块大小为3cm左右，外形不规则的大理石块代替小球。他设计的实验步骤是：
A.将石块用细尼龙线系好，结点为M，将尼龙线的上端固定于O点
B.用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长
C.将石块拉开一个大约α=30°的角度,然后由静止释放
D.从摆球摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间t,，由T=t/30得出周期
E.改变OM间尼龙线的长度再做几次实验，记下相应的L和T
F.求出多次实验中测得的的平均值作为计算时使用的数据,带入公式求出重力加速度g
9.设计实验举例
例11 利用手头的常用仪器，粗略测定玩具手枪子弹射出时的初速度。除玩具手枪外，所给的测量仪器为：⑴只有秒表；⑵只有米尺。
解：
（1）若只有秒表，可如图(a)，将玩具手枪从地面竖直向上发射子 弹，用秒表记下从发射到子弹落会地面所用的时间t，则子弹上升的时间为t/2，故子弹初速度v0=gt/2。
（2）若只有米尺，可如图(b)，将玩具手枪子弹从某一高度处水平射出，用米尺测量射出时离地面的高度h和水平射程s，则子弹初速度。
例12 某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图所示的实验装置。所用的钩码每只的质量都是30g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中。(弹力始终未超过弹性限度，取g=9.8m/s2)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
① ②
③ ④
⑤
⑥
⑦
A
O
B
a
b
c
A
B
C
s1
s2
s3
O
t/s
0 T 2T 3T 4T 5T 6T
v/(ms-1)
打点计时器
图1
5.12 5.74 6..37 6.98 7.60 8.24 8.85 9.47 (单位：cm)
O
O /
M
P
N
2r
重垂线
O A B C
9.51
15.7
12.42
α
O
M
v0
v0
h
s
(a) (b)
砝码质量(g) 0 30 60 90 120 150
弹簧总长(cm) 6.00 7.15 8.34 9.48 10.64 11.79
弹力大小(N)1．如图实－6－6所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选N点来验证机械能守恒定律．下面举出一些计算打N点时纸带下落速度的方法，其中正确的是(T为打点周期) (　　)
图实－6－6
A．必须用秒表测出重物下落的时间
B．实验操作时，注意手提着纸带使重物靠近打点计时器，先接通打点计时器电源，然后松开纸带
C．如果打点计时器不竖直，重物下落时，其重力势能有一部分消耗在纸带摩擦上，就会造成重力势能的变化小于动能的变化
D．验证时，可以不测量重物的质量或重力
解析：因为实验中使用打点计时器，不需要测时间，A错误；打点计时器不竖直，重物下落时，其重力势能有一部分消耗在纸带摩擦上，造成重力势能的减少量大于动能的增加量，C错误；实验时，为节约纸带，便于测量，应使重物靠近打点计时器，应先通电后放手，B正确；因为动能和势能表达式中都含有质量，可以消去，故不需测质量，D正确．
答案：BD
4．(2010·烟台模拟)用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：
(1)运用公式＝mgh对实验条件的要求是________；
(2)若实验中所用重物的质量m＝1 kg.打点纸带如图实－6－9所示，打点时间间隔为0.02 s，则记录B点时，重物速度vB＝________，重物动能Ek＝________，从开始下落起至B点时重物的重力势能减少量是__________，由此可得出的结论是
_____________________；(g取9.8 m/s2)
图实－6－9
(3)根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以为纵轴、以h为横轴画出的图象应是图实－6－10中的 (　　)
图实－6－10
5．利用气垫导轨装置验证机械能守恒定律时，先非常仔细地把导轨调成水平，然后依图实－6－11所示用垫块把导轨一端垫高H，滑块m上面装l＝3 cm的挡光框，使它由轨道上端任一处滑下，测出它通过电门G1和G2时的速度v1和v2，就可以算出它由G1到G2这段过程中动能的增加量ΔEk＝m(v22－v12)，再算出重力势能的减少量ΔEp＝mgh，比较ΔEk与ΔEp的大小，便可验证机械能是否守恒．
图实－6－11
6．如图实－6－12所示，用包有白纸的质量为1.00 kg的圆柱棒替代纸带和重物；蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动，以替代打点计时器．烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号，如图实－6－13所示．设毛笔接触棒时不影响棒的运动，测得记号之间的距离依次为26.0 mm、50.0 mm、74.0 mm、98.0 mm、122.0 mm、146.0 mm，由此可验证机械能守恒定律．已知电动机铭牌上标有“1200 r/min”字样．根据以上内容回答下列问题：
图实－6－12
图实－6－13
(1)毛笔画相邻两条线的时间间隔T＝________s.
(2)根据图实－6－13所给的数据可知：毛笔画下记号“3”时，圆柱棒下落的速度v3＝
________m/s；画下记号“6”时，圆柱棒下落的速度v6＝______m/s；在毛笔画下记号“3”
到画下记号“6”的这段时间内，棒的动能的增加量为______J，重力势能的减少量为
____________J．由此可得出的结论是____________________．(g＝9.8 m/s2，结果保留
三位有效数字)
7．某同学利用如图实－6－14所示的实验装置验证机械能守恒定律．弧形轨道末端水平，离地面的高度为H.将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为x.
图实－6－14
(1)若轨道完全光滑，x2与h的理论关系应满足x2＝________(用H、h表示)．
(2)该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：
h(10－1m) 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
x2(10－1m2) 2.62 3.89 5.20 6.53 7.78
请在图实－6－15所示的坐标纸上作出x2－h关系图．
图实－6－15
(3)由图象可知，对应同一个h值，x测(4)由于客观上，轨道与小球间存在摩擦，机械能减小，因此会导致实际值比理论值小．小
球的转动也需要能量维持，而机械能守恒中没有考虑重力势能转化成小球转动的这一部
分能量，也会导致实际速率明显小于理论速率(这一点，可能不少同学会考虑不到)．
答案：(1)4Hh　(2)见解析图
(3)小于　(4)摩擦，转动(回答任一即可)
8．某研究性学习小组用如图实－6－16所示装置验证机械能守恒定律．让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即mv2＝mgh.直接测量摆球到达B点的速度v比较困难．现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动，利用平抛的特性来间接地测出v.如图实－6－16所示，悬点正下方P点处放有水平放置的炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动．在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹．用重垂线确定出A、B点的投影点N、M.重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止
释放)，球的落点痕迹如图实－6－17所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐．用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可验证机械能守恒定律．已知重力加速度为g，小球的质量为m.
　　　
　　　图实－6－16　　　　　　图实－6－17一、刻度尺：
1-1：如图（甲）所示的物体A的长度是_________cm=_________m，如图（乙）所示的物体B的长度是___________mm=___________m.
2-3：有一种新式游标卡尺，它的刻度与传统的游标卡尺明显不同。新式游标卡尺的刻线看起来很“稀疏”，使得读数显得清晰明了，便于使用者正确读取数据。通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度、50分度三种规格；新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：19mm等分成10份，39mm等分成20份，99mm等分成50份，以“39mm等分成20份”的新式游标卡尺为例，如图所示。
(1)它的准确度是 mm；
(2)用它测量某物体的厚度，示数如图所示，正确的读数是 cm。
四、秒表
4-1：读出机械秒表的读数。
五、打点计时器：
5-1：关于计时器，下列说法正确的是（ ）
A.电磁打点计时器是一种使用低压直流电源的计时仪器
B.电磁打点计时器是一种使用交流220 V电源的计时仪器，其打点周期为0.02 s
C.电磁打点计时器是一种使用低压（4—6 V）交流电源的计时仪器，其打点周期为0.02 s
D.电火花打点计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器，它使用220
V交流电源
5-2：根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是（ ）
A.时间间隔 B.位移 C.加速度 D.平均速度
5-3：一位同学在用打点计时器做“测匀变速直线运动的加速度”的实验时，纸带上打出的不是圆点而是如图所示的一些短线，这可能是因为（ ）
A.打点计时器错接在直流电源上 B.电源电压不稳定
C.电源的频率不稳定 D.打点针压得过紧
5-4：下图是用打点计时器打出的一条纸带，其计数周期为T，运动加速度和打D点时的瞬时速度分别用a和vD表示，下列选项正确的是（ ）
A.a=(s6+s5+s4-s1-s2-s3)/9T2, vD=(d4-d2)/2T
B.a=(d6-2d3-d1)/9T2, vD=(d2+d3+d4+d5)/4T
C.a=(d6+d5+d4-d1-d2-d3)/9T2, vD=s3/T
D.a=(s6+s5+s4-s1-s2-s3)/3T3, vD=(d3+d4)/2T
七、电阻箱的读数：
7-1：读出右图所示电阻箱的阻值。
八、多用电表
8-1：实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10－8 Ωm。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。
⑴他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第②步操作）
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”、“－”插孔；选择电阻档“×1”；
②_______________________________________；
③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图所示。
（2）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图所示，金属丝的直径为______mm；
二、力学实验
1-2:如图1-1所示是物体作匀变速直线运动得到的一条纸带，从O点开始每5个计时点取一个记数点，依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6，测得x1=5.18cm，x2=4.40cm，x3=3.62cm，x4=2.78cm，x5=2.00cm，x6=1.22cm。
相邻两记数点间的时间间隔是__________s
物体的加速度大小a=__________m/s2，方向______________（填A B或B A）
打点计时器打记数点3时，物体的速度大小v=__________m/s，方向_________（同上）
1-3: 某同学用图1-2所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50 Hz．在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所以测量数据及其标记符号如图所示．
方法A：由……，取平均值g=8.667 m/s2；
方法B：由取平均值g=8.673 m/s2．
从数据处理方法看，在S1、S2、S3、S4、S5、S6中，对实验结果起作用的，方法A中有__________；方法B中有__________．因此，选择方法___________（A或B）更合理，这样可以减少实验的__________（系统或偶然）误差．本实验误差的主要来源有____________（试举出两条）．
二、探究弹力和弹簧伸长的关系：
2-1：在研究弹力和弹簧的形变量的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的。用记录外力F和弹簧的形变量x作出F-x图线如图1-3所示，由图可知弹簧的劲度系数为______,图线不过坐标原点的原因是由于________________________________________________.
2-2：某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图1-4所示的实验装置。所用的钩码每只的质量都是30g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中。（弹力始终未超过弹性限度，取g=9.8m/s2）
（1）试根据这些实验数据在图1-5给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线，说明图线跟坐标轴交点的物理意义。
（2）上一问所得图线的物理意义是什么 该弹簧的劲度k是多大
砝码质量（g） 0 30 60 90 120 150
弹簧总长（cm） 6.00 7.15 8.34 9.48 10.64 11.79
弹力大小（N）
3-2：在“验证力的平行四边形定则”的实验中，其中的三个实验步骤如下：
（1）在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线；通过细线同时用两个测力计互成角度的拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两测力计的读数F1、F2。
（2）在纸上根据F1、F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F.
（3）只用一个测力计通过细绳拉橡皮条，是它的伸长量与用两个测力计拉时相同。几下此时测力计的读数F0和细绳的方向。
以上三个步骤中均有错误或疏漏，请指出：
（1）__________________________________________________________________________
（2）__________________________________________________________________________
（3）__________________________________________________________________________
3-3：李明同学在做《互成角度的两个力的合成》实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧秤拉力的大小如图（a）所示，
（1）试在图（a）中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力．
（2）有关此实验，下列叙述正确的是 ▲ ．
（A）两弹簧秤的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大
（B）橡皮筋的拉力是合力，两弹簧秤的拉力是分力
（C）两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O．这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同
其中正确的是 （填入相应的字母）．
（2）若两个弹簧秤的读数均为4N，且两弹簧秤拉力的方向相互垂直，则 （选填“能”或“不能”）用一个量程为5N的弹簧秤测量出它们的合力，理由是 ．
（1）图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2。（保留二位有效数字）
（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的，数据如下表：
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8
小车加速度a/m·s—2 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30
小车质量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67
4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60
请在方格坐标纸中画出图线，并从图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是 。
（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验
数据作出了加速度a随合力F的变化图线如图（c）所示。
该图线不通过原点，其主要原因是 。
4-2：现要验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺、天平、砝码、钩码若干。实验步骤如下（不考虑摩擦力的影响），在空格中填入适当的公式或文字。
（1）用天平测出小车的质量m
（2）让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2，记下所用的时间t。
（3）用米尺测量A1与A2之间的距离s。则小车的加速度a＝ 。
（4）用米尺测量A1相对于A2的高度h。则小车所受的合外力F＝ 。
（5）在小车中加钩码，用天平测出此时小车与钩码的总质量m，同时改变h，使m与h的乘积不变。测出小车从A1静止开始下滑到斜面底端A2所需的时间t。请说出总质量与高度的乘积不变的原因______________________________。
（6）多次测量m和t，以m为横坐标，t2为纵坐标，根据实验数据作图。如能得到一条____________线，则可验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一规律。
（1）图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2．（保留二位有效数字）
（2）在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m数据如下表：
次 数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
小车加速度a/m·s－2 1.98 1.72 1.48 1.25 1.00 0.75 0.48 0.50 0.30
小车质量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 0.75 1.00 1.67
根据上表数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在图c方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系，并作出图线．（如有需要，可利用上表中空格）
（3）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图d，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因．
答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　．
五、探究动能定理：
5-1：在“探究动能定理”的实验中小车会受到阻力的作用，可以使木板倾斜作为补偿，下面操作正确的是
A.使拖着纸带的小车由静止释放，小车不下滑即可。
B.使拖着纸带的小车由静止释放，小车能下滑即可。
C.沿木板向下推一下带纸带的小车，放手后打点计时器在纸带上打下的点距均匀即可。
D.以上说法都不对。
5-4：某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．
若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：
（1）你认为还需要的实验器材有 ．
（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是 ，实验时首先要做的步骤是 ．
（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1< v2）．则本实验最终要验证的数学表达式为
（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）．
（3）本实验通过比较 和 在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．
6-2：（1）某同学在应用打点计时器做验证机械能守恒定律实验中，获取一根纸带如图，但测量发现0、1两点距离远大于2mm,且0、1和1、2间有点漏打或没有显示出来，而其他所有打点都是清晰完整的，现在该同学用刻度尺分别量出2、3、4、5、6、7六个点到0点的长度hi（i=2．3．4…7），再分别计算得到3、4、5、6四个点的速度vi和vi2（i= 3．4．5．6），已知打点计时器打点周期为T。
①该同学求6号点速度的计算式是：v6=
②然后该同学将计算得到的四组（hi ，vi2 ）数据在v2- h坐标系中找到对应的坐标点，将四个点连接起来得到如图所示的直线，请你回答：接下来他是如何判断重锤下落过程机械能守恒的？（说明理 由）
答：
（2）实验室的斜面小槽等器材装配图甲所示的装置．钢球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动．每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，钢球在空中做平抛运动，设法用铅笔描出小球经过的位置，通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。
①某同学在安装实验装置和进行其余的操作时都准确无误，他在分析数据时所建立的坐标系如图乙所示。他的错误之处是 _______________。
于惯性向前飞出作平抛运动．在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹．用重锤线确定出A、B点的投影点N、M．重复实验10次（小球每一次都从同一点由静止释放），球的落点痕迹如图（b）所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐．用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可验证机械能守恒定律．已知重力加速度为g，小球的质量为m．
（1）根据图（b）可以确定小球平抛时的水平射程为 cm．
（2）用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0 = ．
（3）用测出的物理量表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量ΔEP = ，动能的增加量ΔEK= ．
6-4： 在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图2-1。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm)。
　 ⑴这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_____段 ,应记作_______cm。
⑵该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的瞬时速度，则该段重锤重力势能的减少量为_______，而动能的增加量为________，(均保留3位有效数字，重锤质量用m表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量，原因是_________________。
⑶另一位同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，不过他数了一下：从打点计时器打下的第一个点O数起，图中的B是打点计时器打下的第9个点。因此他用vB=gt计算跟B点对应的物体的即时速度，得到动能的增加量为______，这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量,原因是
三、电学实验
A．毫米刻度尺
B．螺旋测微器
c．电流表Al(600mA，1．0Ω)
D．电流表A2(3A，0．1Ω)
E．电压表V(3V，6KΩ)
F．滑动变阻器R1(2KΩ，O．5A)
G．滑动变阻器R2(10Ω，2A)
H．蓄电池E(6V，O．05 Ω )
I．开关一个，带夹子的导线若干
(1)上列器材中，应选用的器材有__________________
(只填代号字母)．
(2)在上面方框中画出你所设计的电路图，并把图乙的实物连成实际测量电路，要求尽可能测出多组有关数值．
(3)实验中要测量的物理量有：　　　　　　　，计算金属管线内部空问截面积S0的表达式为：S0=　　　
7-4．某同学做“测定金属的电阻率”的实验.
（1）需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝中的电流和它两端的电压分别为I和U；请写出测金属丝电阻率 的表达式：
= （用上述测量的字母表示）.
（2）若实验中测量金属丝的直径时，螺旋测微器的示数如图所示，则金属丝直径的测量值为d= mm.
（3）用电流表和电压表测金属丝的电阻时，由于电流表、电压表
内阻的影响，不论使用电流表内接法还是电流表外接法，都会产
生系统误差。按如下图所示的电路进行测量，可以消除由于电表
内阻造成的系统误差。利用该电路进行实验的主要操作过程是：
第一步：先将R 2的滑动头调到最左端，单刀双掷开关S2向1
闭合，闭合开关S 1，调节变阻器R1和R2，使电压表和电流表的示数尽量大些（不超过量程），读出此时电压表和电流表的示数U1、I1；
第二步：保持两滑动变阻器的滑动头位置不变，将单刀双掷
开关S2 向2闭合，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2； 请写
出由以上记录数据计算被测电阻Rx的表达式Rx= .
⑷ 若已知小灯泡灯丝在27℃时电阻值约为1.5Ω,并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比,试估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为 ℃。（提示：T=273+t）
8-3: 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而增大，某同学为研究这一现象，利用下列实验器材：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0一10Ω）、电源、小灯泡、开关、导线若干来设计实验，并通过实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）.
I/A 0 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50
U/V 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00
请你通过对该同学测量数扭的分析和给出的器材，在下面的虚线框内画出合理的实验电路图。
8-5：某同学用图所示电路，测绘标有“3.8 V，0.3 V”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象.
①除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：
电流表：A1（量程100 mA，内阻约2Ω）； 　　　　　
A2（量程0.6 A，内阻约0.3Ω)；
电压表：V1(量程5 V，内阻约5kΩ )；
V2（量程15 V，内阻约15kΩ )；
电源：E1（电动势为1.5 V，内阻为
0.2Ω）；
E2（电动势为4V，内阻约为0.04Ω）。
为了调节方便，测量准确，实验中应
选用电流表_______，电压表____________,滑动变阻器________，电源___________.(填器材的符号)
②根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如图所示。由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为___________；当所加电压为3.00 V时，灯丝电阻为____________，灯泡实际消耗的电功率为___________W.　　　　　
③根据R-U图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系。符合该关系的示意图是下列图中的__________．
8-6：在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中.用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图所示方式连接电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零.闭合开关后；
①若电压表的示数为2 V，电流表的的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为 ;
②若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3 A，小灯泡亮，则断路的导线为_ ;
③若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为__ _.
九、测定电源的电动势和内阻：
9-1：⑵某同学做“测定电源的电动势和内阻”实验。
①他采用如左图所示的实验电路进行测量。右图给出了实验所需要的各种仪器。请你按
电路图把它们连成实验电路。
②这位同学测量时记录了5组数据，并将数据填入了以下表格中。请你根据这些数据在坐标系中画出U-I图线。根据图线求出电池的电动势E_______V，内阻r=_________Ω。
次数 1 2 3 4 5
I（A） 0.15 0.25 0.36 0.45 0.56
U（V） 1.40 1.35 1.30 1.25 1.20
③这位同学对以上实验的系统误差进
行了分析。其中正确的是_______。
A．主要是由电压表的分流引起的
B．主要是由电流表的分压引起的
C．电动势测量值小于真实值
D．内阻测量值大于真实值
9-3：测量电源的电动势及内阻（约为，约为）。器材：量程的理想电压表，量程的电流表（具有一定内阻），固定电阻，滑线变阻器（），开关，导线若干。
⑴画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。
⑵用笔画线代替导线完成实物连接图。
⑶实验中，当电流表读数为时，电压表读数为；当电流表读数为时，电压表读数为。则可以求出________，________（用，，，及表示）。
⑴为了测定电阻R0的阻值，小组的一位成员，设计了如图所示的电路原理图并选取了相应的器材（电源用待测的锂电池），其设计或器材选取中有不妥之处，你认为应该怎样调整？ 。
⑵在实际操作过程中，发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏，请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r。
①请你在方框中画出实验电路图（标注所用器材符号）
②为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式 。
9-5：用如图所示的电路（ R1、 R2为标准定值电阻，阻值已知）测量电源的电动势 E 和内电阻 r ，则：
( l ）需要读取的数据是
( 2 ）电动势表达式E= 内电阻表达式 r=
( 3 ）如果考虑电流表的内阻，电动势的测量值 真实值（填“大于’，、“小于”或“等于” ) ，电源内电阻的测量值 真实值（填“大于”、“小于”或“等于” ) .
9-6：某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图所示电路进行实验，测得的数据如下表所示．
实验次数 1 2 3 4 5
R（Ω） 4.0 10.0 16.0 22.0 28.0
I（A） 1.00 0.50 0.34 0.25 0.20
1/I（A-1） 1.0 2.0 2.9 4.0 5.0
（1）若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作 （选填“R- I”或“R- 1/I”）图象；
（2）利用测得的数据在坐标纸上画出适当的图象；
（3）由图象可知，该电池的电动势E= V，内阻r= Ω；
（4）利用该实验电路测出的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比，理论上
E测 E真，r测 r真（选填“>”、“<”或“=”）．
动势E=__________V，内电阻r=__________Ω
若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得的定值电阻R0值_____实际值；测得的电源电动势E的值_____实际值，内阻r的测量值_____实际值（横线上选填“大于、等于、小于”）
十、练习使用多用电表：
10-1：某同学在实验室采用两种方法测量一只未知电阻R x 的值.
（1）他先用多用电表欧姆档进行测量，按照正确的步骤操作后，表针指示情况如图①所示，根据学过的物理知识可知，这种情况误差较大，为了使多用电表测量的结果更准确，应将选择开关旋至欧姆档的 位置。
（2）若采用“伏安法”测量该电阻，所采用的器材及电路图如图②所示。测量电阻两端电压时，开关S应 ，将多用电表选择开关置于直流电压档，红表笔接 （填“a”、“b”或“c”，下同），黑表笔接 ，记下电阻两端电压值U1；测量通过电阻的电流时，开关S应 ，将多用电表选择开关置于直流电压挡，红表笔接 记下通过电阻的电流I1，调节滑动变阻器触头的位置，重复上述方法再测出两组数据U2、I2和U3、I3，利用上述三组数据可求出被测电阻的阻值Rx= .
10-2：数字万用电表是近年来发展起来的高科技数码产品，是传统机械式表的更新换代产品。如图甲所示。数字万用表有测量精度高、读数方便等许多独特的优点。
具体表现在：测量精度高，以型号“DF930”普通数字万用表为例，其电压挡所有量程内阻高达10M，而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧，内电阻高出2～3个数量级。直流电压挡和直流电流挡的精度为0.05％，欧姆挡精度为0.08％，而用指针式电压表、电流表的精度只有2.5％，欧姆表的精度更低，数字万用表内电阻非常理想。
现有一块型号为“DF930”的数字万用电表，用它来测量一只电池的电动势和内电阻。提供的测量器材还有：一只滑动变阻器R（0～30），两只开关，导线若干。
实验要求：利用这些器材，尽量采用最简单的测量方法，分两步进行。首先测量电动势，待电动势测定之后再测量其内电阻。
红
黑表笔分别接在a、d两点，表的示数接近3V；然后闭合开关，再测量a、d两点之间的电压，发现表的示数为2.6V测量a、b两点之间的电压时，表的示数为零；测b、c两点的电压时，表的示数为2.4V；测c、d两点的电压时，表的示数接近0.2V。
实验二：另一位同学用多用电表的欧姆档（表盘中央刻度为20）进行测量。在对多用电表
进行了正确的操作之后，断开开关，两表笔分别接在开关的左端和b点，表的示数为零；两表笔接在b、c两点，表的示数为30Ω左右；两表笔接在c、d两点，表的示数为3Ω左右；两表笔接在d点和电池的负极，表的示数为零。
问：（1）实验一中“断开开关，红黑表笔分别接在a、d两点，伏特表的示数接近3V；然
后闭合开关，再测量a、d两点的电压时，发现伏特表的示数为2.6V”。根据这句话对判断小灯泡不亮的原因你能得到哪些有用的结论？（三条）
a. ；
b. ；
c. ；
（1）测量小量程电流表G的内阻．为了尽量减小误差，要求测量多组数据，所提供的电流表中，应选用_ ___（填写字母代号）， 请在图1的虚线框中画出符合要求的实验电路图（其中电源、开关及连线已画出）．
（2）将G改装成两种倍率（如“×1”、“×10”）的欧姆表．现有两种备选电路，如图2和图3所示，则图 （选填“2”或“3”）为合理电路；另一电路不合理的原因是
十一：传感器的简单使用
11-1：如图所示为检测某传感器的电路图．传感器上标有“3V，0.9W”的字样(传感器可看作一个
现有下列器材：力电转换器、质量为m的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个，开关及导线若干，待测物体（可置于力电转换器的受压面上）.
请完成对该物体质量的测量.
(1)设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完成的测量电路图.
(2)简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m.
(3)请设想实验中可能会出现的一个问题.
选修模块实验
十二、探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度
12-1：某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为97.50cm；用50分度的游标卡尺(测量值可准确到0.02mm)测得小球的读数如图所示，则摆球直径为 cm；然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为99.9s．则
①该摆摆长为_______cm，周期为 s
②如果他测得的g值偏小，可能的原因是 [ ]
A．测摆线长时摆线拉得过紧
B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C．开始计时，秒表过迟按下 D．实验中误将49次全振动数为50次
十三．测玻璃的折射率
13-1．在做测定玻璃折射率的实验时：
(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面ab和cd时，不慎碰了玻璃砖，使它向ab 方向
平移了一些，如图甲所示，其后的操作都正确，但画光路图时，将折射点确定在ab和cd上，则测出的n值将 ．
图甲 图乙
十四．用双缝干涉测光的波长
14-1：现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图1所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。
⑴将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_________、A。
⑵本实验的步骤有：
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；
③用米尺测量双缝到屏的距离；
④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意___________________和___________________。
⑶将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为__________mm。
⑷已知双缝间距d为2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式λ=________，求得所测红光波长为__________nm。
（5）一下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离
A．增大单缝和双缝之间的距离
B．增大双缝和光屏之间的距离
C．将红色滤光片改为绿色滤光片
D．增大双缝之间的距离
参考答案
一、常用基本仪器的使用与读数
1-1答案：3.9 3.9×10-2 34.0 3.40×10-2
解析：LA=(13.9-10.0) cm=3.9 cm=3.9×10-2 m
LB=(14.40-11.00) cm=3.40 cm=34.0 mm=3.40×10-2 m.
2-1答案：A
2-2答案：1.385 6.325 7.864 42.12
解析：甲：（13+17×0.05) mm=13.85 mm=1.385 cm
乙：（63+5×0.05) mm=63.25 mm=6.325 cm
丙：（78+32×0.02) mm=78.64 mm=7.864 cm
丁：（42+6×0.02） mm=42.12 mm.
2-3：解析：（1）39mm等分成20份的新式游标卡尺，其每一小格的长度为1.95mm，故准确度为2.00mm－1.95mm＝0.05mm；
（2）主尺刻度为31mm，游尺刻度为0.05×6＝0.30mm，故物体的厚度为31mm＋0.30mm＝31.30mm＝3.130cm。
易错点悟：本题考查游标卡尺的基本原理，如果不理解其原理，则本题无法解答。在解答第二个问题时，末位的数字“0”不能丢，即使转换单位仍然保留。
6-1：〖解析〗⑴2.17；10.8；⑵0.80；0.16
7-1：〖解析〗86.3Ω。
8-1：（1）将红、黑表笔接触，旋转“调零电阻”，使指针指在0Ω处。
（2）0.260
二、力学实验
2-1：（1）200N/m （2）弹簧自身有重力
2-2：解：（1）根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上。可以判定F和L间是一次函数关系。画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧。该图线跟横轴交点的横坐标表示弹簧的原长。
（2）图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比。由可得k=25N/m。
3-1. (1) F'； (2) B;
3-2.(1)没有记下细线的方向
（2）除了记下F1、F2的大小之外，还应根据F1、F2的方向才能准确作图。
（3）应该将橡皮条与线的结点拉到原位置O点。
3-3（1）（2分） （2）A C （2分）
（3）张华作的符合实验事实（2分）
（4）1、F1的方向比真实方向偏左．2、F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左．3、作图时两虚线不分别与F1线和F2线平行．（4分，每写出一个得2分）
3-4（1）ABC （4分） （答不全的得2分，有错选的得0分）
（2）不能 （2分） 因为这两个力的合力大小超出了弹簧秤的量程 （2分）
4-1（1）a=3.2m/s2（3分）
（2）如图所示，
（作图3分，结论2分）
（3）实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分（2分）
5-1：C 5-2：D
5-3：
5-4：（1）天平，刻度尺（2分）
（2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量（2分），平衡摩擦力（2分）
（3）（3分）
6-3：（1）65.0 （64.0～-65.5） (2) (3) ，
评分标准：每空3分．
6-4：⑴OC，15.70
⑵1.22m，1.20m，大于，v是实际速度，因为有摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能；
⑶1.23m，小于，v是按照自由落体计算的，对应的下落高度比实际测得的高度要大
7-1：（1）0.700　　　　（4分）
（2）A2、V1、R1　　（3分）
（电路图3分）
（3）“等于”。
评分说明：第（1）实物连图正确，得4分；第（2）表达式4分（不必写计算过程）；第（3）2分。
7-4：（1） （2）0.795~0.799 （3）
8-1（1）A（2分），D（2分）
（2）电路图如图（3分） （3）（1分），C（2分）
8-4：（1）电阻逐渐变大；变大。每空1分，共2分
（2）电流表外接，变阻器接成分压器接法。（6分）
8-5：【答案】：（2）①　A2　　　　V2　　　R1　　R2　　②　1.5　　11.5　　0.78　　　③　A
【解析】：（2）①对器材的选用应以安全、实用为原则。小灯泡的额定电压和额定电流分别为3.8V和0.3A，故电压表应选V1，电流表A2；由于是分压接法，故滑动变阻器应选R1，便于调节，电源应选E2。
②由图象可看出：U＝0时，小灯泡不工作，对应电阻为1.5Ω，当U＝3.0V时，对应的电阻为11.5Ω。此时，灯泡实际消耗的功率P＝＝0.78W。
③由R－U图线可看出，随U的增大，电阻的变化越来越小，而P＝，随U的变化，功率P的变化将更加明显，故选A。
8-6：①d导线 ② b导线 ③ g导线
9-1：⑴①9.84 ②AD ⑵①图略 ②1.47，0.50 ③AC
9-2：①将S2切换到b
②1.43或10/7 1.2
③ 较小 甲
9-3：
9-4：⑴用A2替换A1 （2分） ⑵ （3分） （3分，其它合理也得分）
9-5：（1）▲闭合S1，S2接1时A的读数I1 、 ▲闭合S1，S2接2时A的读数I2
（2）I1I2（R1-R2）/（I2-I1） （I1R1-I2R2）/（I2-I1）
（3）等于 大于
9-6：(1)（2分）应该画出R-1/I图像
(2)如图所示（2分）
(3)6.0（5.8~6.2都给分）（1分），2.0（1.8~2.2都给分）（2分）
(4) =，>（4分）
9-7：（1）、；中不能用电阻挡直接测含源电路的电阻，中可能会造成短路。
（2）图略；2.0（1.9—2.1），1.50（1.48—1.52），1.0（0.8—1.2）；大于；小于；小于；
10-1．（1）×100（3分） （2）闭合，b，a，断开，c，b（以上每空1分）
（2分）
10-2．（1）b点或c点（1分）
（2）①电压档 断开S1 闭合S2（3分） （测出电动势E=X）
② 欧姆档 断开S2 闭合S1，（3分）（测出变阻器的阻值R=Y）再换成电压档 同时闭合S1和S2，测出路端电压U=Z，
③ X（2分）
④ （3分）
10-3．（1）a.干电池正常；b.电键正常；c.闭合天关关回路是连通的，没有断路之处。（3分）（每答对一点得1分）；
（2）ACF（3分） （有一处错误即不给分）
（3）由于灯丝的电阻率随温度的升高而增大，欧姆表测出的小灯泡电阻值是常温下的电阻值，而根据公式计算出的小灯泡电阻值是高温下（正常工作）的电阻值。（3分，每答对一点得1分）
（4）H（3分）
11-2：答案：（1）设计的电路图如图所示
乙
甲
丙
丁
x1
x5
x2
x3
x6
x4
A
B
1
3
0
6
2
4
5
图1—1
s1
s5
s3
s4
s6
s2
图1—2
1
2
2
3
4
0
x/cm
5
6
4
F/N
8
图1—3
图1—4
图1—5
第12题图(d)
F
a
0
O
A
B
C
FB
FC
FA
F合
1N
1cm
水平实验台
滑轮
小沙桶
滑块
细线
打点计时器
纸带
长木板
0
1
2
3
4
5
6
7
h
v2
0
图2—1
6
P/W
U2/V2
O
12
18
0.5
24
1.0
1.5
2.0
6
P/W
U2/V2
O
12
18
0.5
24
1.0
1.5
2.0
C
D
0
I/A
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
U/V
V
A
R
S
V
A
U/V
I/A
0
1.1
O
Ａ
R
E
r
20070319
图2
图3
图1
G
R
Ra
Rb
a
b
E
G
R
Rc
Rd
c
E
d
·
·
·
·
·
·
S
S
S
E
a
b
c
d
a'
b'
c'
d'
遮光筒
图1
10
4035
图3
图2
0
35 30
A
V1
R
R1
E
S1．将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N，最小刻度为0.1N的弹簧测力计．沿着两个不同的方向拉弹簧测力计，当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图1-8-10所示，这时弹簧测力计的读数可从图中读出．
4．在验证牛顿第二定律的实验中要研究（1）______；（2）______
两个关系．使用的计时工具为____；测量纸带的工具为______；实验中的研究对象为____，设它的质量为M，小桶和砂的质量为m，要求M ____m，可以认为物体受力的大小为____．
7．某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图1-8-15所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．
（1）若已得到打点纸带如图1-8-16所示，并测得各计数点间距标在图上，A为运动起始的第一点，则应选____段起计算A的碰前速度；应选____段来计算A和B碰后的共同速度（填AB、BC、CD、DE）．
（2）已测得小车A的质量m1=0.40kg，小车B的质量m2=0.20kg，由以上测量结果可得：
碰前总动量=______kg·m/s
碰后总动量=______kg·m/s
10．如果下表中给出的是做简谐振动的物体的位移x或速度v与时刻的对应关系，T是振动周期，则下列选项中正确的是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．若甲表示位移x，则丙表示相应的速度v
B．若丁表示位移x，则甲表示相应的速度v
C．若雨表示位移x，则甲表示相应的速度v
D．若乙表示位移x，则丙表示相应的速度v1．像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图9所示装置测量滑块和长lm左右的木块间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤，让滑块从木板的顶端滑下，光电门l、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为s和s。用游标卡尺测量小滑块的宽度d=5.0cm.。
3．与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。
现利用图所示装置验证机械能守恒定律。图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为300，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出。让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10－2s、2.00×10－2s。已知滑块质量为2.00kg，滑块沿斜面方向的宽度为5.00cm，光电门1和2之间的距离为0.540m，g＝9.80m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度。
①．滑块通过光电门1时的速度v1＝　 　m/s，通过光电门2时的速度v2＝　 ______________m/s：
②．滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为　 J，重力势能的减少量为　　 _J。
4．现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺．
（1）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：
（2）在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：
① 调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑．测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度ho．
② 进行（1）中的各项测量．
③ 计算与作图时用（h－ho）代替h．　
对此方案有以下几种评论意见：
A．方案正确可行
B．方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动．
C．方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关．
其中合理的意见是________．
⑴在本实验中需要用到的测量工具是_____________；需要测量的物理量是_________________；
（写出物理量的名称并用字母表示）⑵动摩擦因数μ的表达式为μ=______________．
7．如图（a），质量为Ｍ的滑块Ａ放在气垫导轨Ｂ上，Ｃ为位移传感器，它能将滑块Ａ到传感器Ｃ的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块Ａ的位移－时间（s-t）图象和速率－时间（v-t）图象。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为了L、高度为h。（取重力加速度g=9.8m/s2，结果可保留一位有效数字）
8．将打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图所示是打出的纸带的一段．当电源频率为50 Hz时，每隔0.1 s取一个计数点，它们是图中a、b、c、d、e、f等点，这段时间内加速度的平均值是____________(取两位有效数字)．若电源频率高于50Hz，但计算仍按50Hz计算，其加速度数值将____________ (填“偏大”、“偏小”或“相同”)．
（２）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，除需要测出小车的质量m外，还需要测量的物理量是_____________________________________________，用测得的量及加速度a表示的阻力的计算式为f=__________________________．
9．如图所示是某小球做平抛运动时所拍闪光照片的一部分. 图中背景方格的实际边长均为5cm，横线为水平方向，竖线为竖直方向，由此可以断定，照片拍摄时，闪光的频率为 hz ，小球抛出的初速度大小是 m/s，抛出点距B的距离为 cm..(g取10m/s2，结果可保留根式)
10．（1）如图所示是某次实验得到的一条纸带，在AD段上，相邻两点间的距离已标在图上。若所用电源频率是50Hz，则纸带从A点到D点所用的时间为___ ___ s这段时间内纸带运动的平均速度为___ ____m/s。用逼近的思想可粗略求出B点的瞬时速度为vB= ___________m/s。
（2）如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自（3）橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，所得数据已填在下表中。 （v为小车获得的最大速度）
W 0 1 2 3 4 5 6
v/（m/s） 0.00 0.80 1.10 1.28 1.53 1.76 1.89
v2/（m/s）2 0.00 0.64 1.21 1.64 2.34 3.10 3.57
试作出W—v2图象，并由此得出实验结论： 。
12．某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：
（1）实验过程：
第一步，在保持斜面倾角不变时，探究加速度与质量的关系。
实验中，通过向小车放入钩码来改变物体质量，只要测出小车由斜面顶端滑至底端用时t，就可以由公式a=_____________求出a，某同学记录了数据如下表所示：
根据以上信息，我们发现，在误差范围内质量改变之后平均下滑用时___________（填“改变”或“不改变”），经过分析你得出加速度和质量的关系为_________。
第二步，在物体质量不变时，探究加速度与倾角的关系。实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板倾角，由于没有量角器，我们可以测量出木板顶端到水平面高度h，则倾角α的正弦值sinα=h/L。某同学记录下高度h和加速度a如下表：
L (m) 1.00
h (m) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
sinα=h/L 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
a (m/s2) 0.970 1.950 2.925 3.910 4.900
请先在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图，然后根据你所作的图线求出当地的重力加速度g=____________。进一步分析可知，光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为________________________________________。
（2）该探究小组所采用的探究方法是__________________________________________。
15．某校学习兴趣小组在研究“探索小车速度随时间变化的规律”的实验，图是某次实验得出的纸带，所用电源的频率为50HZ，舍去前面比较密集的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，标以1、2、3……。各计数点与0计数点之间的距离依次为d1=3cm，d2=7.5cm,d3=13.5cm，则（1）物体做 的运动，理由是 ；（2）物体通过1计数点的速度v1= m/s；（3）物体运动的加速度为a = m/s2.
16．当物体从高空下落时，所受阻力会随物体的速度增大而增大，因此经过下落一段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的收尾速度。研究发现，在相同环境条件下，球形物体的收尾速度仅与球的半径r和质量m有关。下表是某次研究的实验数据：
小球编号 A B C D E
小球的半径（×10-3m） 0.5 0.5 1.5 2 2.5
小球的质量（×10-6kg） 2 5 45 40 100
小球的收尾速度（m/s） 16 40 40 20 32
(1)根据表中的数据,求出B球和C球在达到收尾速度时所受阻力之比为
(2)根据表中的数据,归纳出球型物体所受的阻力f与球的速度v及球的半径r的关系,写出其表达式为: ，其比例系数k= 。
17．气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
18．小玲同学平时使用带弹簧的圆珠笔写字，她想估测里面小弹簧在圆珠笔尾端压紧情况下的弹性势能的增加量．请你帮助她完成这一想法．
（1）写出实验所用的器材：
（2）写出实验的步骤和所要测量的物理量（用字母量表示）：（要求能符合实际并尽量减少误差）
（3）弹性势能的增加量的表达式ΔEp=
19．利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图（a）所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点到木板的距离OO/＝h（h＞L）。
（1）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点， O/C＝s，则小球做平抛运动的初速度为v0＝________。
20．光滑斜面上有一个小球自高为h的A处由静止开始滚下，抵达光滑的水平面上的B点时速率为v0。光滑 水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的阻挡条，如图所示，小球越过n条阻挡条后 停下来．若让小球从2h高处以初速度v0滚下，则小球能越过阻挡条的条数为 条（设小球每次越过阻挡条时损失的动能相等）。
21．一同学要研究轻弹簧的弹性势能与弹簧改变量的关系，他的实验如下：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一小钢球接触。当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示，让钢球每次向左压缩弹簧一段相同的距离后由静止释放，使钢球沿水平方向飞出桌面，小球在空中飞行后落到水平地面，水平距离为s，重力加速度为g。
（1）请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地高度h、水平距离s等物理量的关系_________________
（2）弹簧长度的压缩量Δx与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如右表所示：
根据上面的实验数据，探究得出弹簧的弹性势能Ep与弹簧长度的压缩量Δx之间的关系式________________________
（4）为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动。则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示。这对测量结果有影响吗？____________________
参考答案
1．解：（1）1.0 2.5
（2）P点到桌面高度h；重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a；斜面的长度b
（3） C． 水落地点的中心 水平射程x （2）Q =
9．解：10，1.5, d2 =1300 cm2
10．(1)0.1 0.76 0.95 (2)C
11. 调节斜面到合适倾角，使小车可以匀速下滑 W∝v2
12. 解：（1）天平，刻度尺
（2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量 ，平衡摩擦力
（3）
13. 解：（1）2L/t2；不改变；无关；9.8m/s2；a=gsinα；（2）控制变量法。
14. 解析 用天平测出小车的质量，并在小车内加不同数量的砝码以改变小车的总质量m，如教材中的探究实验那样进行操作，确定橡皮筋所做的功W，测出小车相应的速度v，画出W—mv2、W—m2v2、W—等图象，看哪一种图象是过原点的倾斜直线，即可确定相应的比例关系。
15. 解：（1）匀加速直线（1分） Δs=常数（2分） （2）0.375m/s（2分）
（3）1.5m/s2 （2分）
22．解：（1）请将下列实验步骤按先后排序ABCD
（2）要得到ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是D
C
A
B
h
l
图a
d1
d2
d3
0
1
2
3
A
h
B
n
阻挡条1．现要验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺、天平、砝码、钩码若干。实验步骤如下（不考虑摩擦力的影响），在空格中填入适当的公式或文字。
（1）用天平测出小车的质量m
（2）让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2，记下所用的时间t。
（3）用米尺测量A1与A2之间的距离s。则小车的加速度a＝ 。
（4）用米尺测量A1相对于A2的高度h。则小车所受的合外力F＝ 。
（5）在小车中加钩码，用天平测出此时小车与钩码的总质量m，同时改变h，使m与h的乘积不变。测出小车从A1静止开始下滑到斜面底端A2所需的时间t。请说出总质量与高度的乘积不变的原因______________________________。
（6）多次测量m和t，以m为横坐标，t2为纵坐标，根据实验数据作图。如能得到一条____________线，则可验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一规律。
(2)用米尺测量两光电门的间距为l，则小车的加速度表达式a= （各量均用(1)(2)里的已知量的字母表示）；
(3)该实验中，为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力，就必须平衡小车受到的摩擦力，正确的做法是________ ______；
(4)某位同学通过测量，把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F，作出a-F图线。如图中的实线所示。试分析：图线不通过坐标原点O的原因是 ；曲线上部弯曲的原因是 .
4．用铁架台将长木板倾斜支在水平桌面上，组成如图甲所示装置（示意图），测量木块沿斜面下滑的加速度。所提供的仪器有长木板、木块、打点计时器（含纸带）、学生电源、米尺、铁架台及导线、开关等。图乙是打点计时器打出的一条纸带，纸带旁还给出了最小刻度为1mm的刻度尺，刻度尺的零点与O点对齐。打点计时器所用交流电源的频率是50Hz，相邻计数点间还有四个打点未标出。
①计数点C到O点的距离是___ __m。
②根据纸带可以计算出木块下滑的加速度a的大小是 m/s2（保留3位有效数字）。
③为了测定木块与长木板间的动摩擦因数，利用上述器材还需要测量的物理量有(指出物理量的名称) 。
参考答案：
例题1解：⑴2.98cm ⑵6.170cm ⑶1.050cm
(4)0.642mm (5)10.294mm
7.（2.15，10.5. 0.18 ， 0.80.）（86.3Ω）
练习答案：
1：③ ；(2分)
④；(2分)
⑤为了使各次测量中，小车所受的合外力不变；(2分)
⑥过原点的直线 (2分)
F
a
0一、近几年高考物理力学实验考查基本情况统计
表一：
时间 考 卷 题 型 分值 知 识 点
06 北京 填空 3 游标卡尺
天津 填空 6 验证碰撞动量守恒
重庆 填空 11 利用打点计时器测重力加速度
四川 填空 17 利用单摆测重力加速度
07 广东 填空 3 螺旋测微器
江苏 填空 13 气垫导轨综合应用
全国Ⅰ 填空 11 验证碰撞动量守恒
全国Ⅱ 选择 5 用单摆测重力加速度
北京 填空 选择 14 打点计时器使用
四川 填空 选择 6 研究平抛运动
08 北京 填空 14 探究弹簧弹力
全国Ⅰ 填空 选择 6 验证机械能守恒定律
全国Ⅱ 填空 5 螺旋测微器
天津 填空 12 螺旋测微器 单摆
重庆 填空 5 单摆模型测滑块加速度
广东 填空 13 探究动能定理
海南 填空 4 螺旋测微器
江苏 填空 10 验证机械能守恒定律
时间 考 卷 题 型 分值 知 识 点
09 山东 填空 选择 6 验证平行四边形定则
宁夏 填空 4 游标卡尺 螺旋测微器
江苏 填空 简答 12 游标卡尺 探究a与F、m关系
广东 填空 10 用传感器探究动能定理
浙江 填空 9 探究单摆周期与摆长的关系
天津 填空 6 利用自由落体测重力加速度
安徽 选择 6 探究功与物体速度关系
四川 填空 8 用气垫导轨验证碰撞动量守恒
全国Ⅰ 填空 10 探究物体在斜面上f与θ关系
全国Ⅱ 填空 13 探究平抛运动
重庆 填空 10 探究影响单摆周期因素
二、近几年高考物理力学实验命题特点及分析
1、充分落实了《课标》《考纲》对学生物理实验能力考查的目标
表二：
目标要求 考题举例
明确实验目的 每个实验
理解实验原理和方法 每个实验
能控制实验条件 09广东（探究动能定理）09安徽（探究功与速度关系）
会使用仪器 09山东（弹簧秤）09广东（传感器）09四川（气垫导轨）
会观察分析实验现象 08全国Ⅰ（验证机械能守恒）09浙江（探究单摆周期与摆长关系）
会记录和处理实验数据，并得出结论 08广东 09江苏 （图像法）
能发现问题，提出问题，并制定解决方案 08宁夏 08重庆
能运用已学过的物理理论，实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单设计性实验 08江苏（验证机械能守恒）08北京（探究弹力与弹簧伸长关系）
2、测试内容稳定，以《考纲》中所要求实验仪器的正确使用和“知识内容列表”中所列的实验为主设置考题
表三：
测量工具 考题举例
刻度尺 06四川 08广东
游标卡尺 07天津 09宁夏 江苏
螺旋测微器 08天津 海南 全国Ⅱ
3、以能力立意，注重对学生综合能力和物理思维方法的考查
表五：
能力要求 考题举例
理解能力 09全国Ⅰ
推理能力 08四川 09天津
分析综合能力 08广东（探究动能定理）09江苏（探究a与F、m关系）
应用数学处理物理问题能力 09安徽（探究功与速度关系）09全国Ⅱ（研究平抛运动）
表六：
物理方法 考题举例
控制变量法 09江苏（探究a与F、m关系）
等效替代法 09山东（验证平行四边形定则）
图像法 09全国Ⅱ（研究平抛运动）
逐差法求平均值 08宁夏（测滑块与木板间μ）
2、以教材实验原理为依据进行加工升华，考查学生对现有知识的领悟与迁移能力。
例如：以“研究匀变速直线运动”为基础可以延伸考查学生利用v-t图像求加速度a;利用v=rω测角速度ω；利用p=Fv测功率p;利用Ek=mv2/2测动能Ek；利用F=ma测力F；利用F=μN测动摩擦因数μ等等。
又如：以测重力加速度g为题目，我们可以采用如下方法实现，利用单摆测重力加速度g；利用自由落体测重力加速度g；利用G=mg测重力加速度g；利用滑动摩擦力测重力加速度g等等。
3、考查学生科学探究能力的探究性、设计性实验比例会有所增加。
高中物理新《课标》四大部分内容中，从“课程基本理念”到‘课程目标”，从“内容列表”到“实施建议”，都明确提出了要培养学生的“科学探究能力”，因此，高考命题也一定会从分体现对学生这一能力的考查。我们从2009年全国及各省市高考试题命题情况（见表一）以及新旧教材学生实验的安排上就能切实感受到这一点。
表七：
旧版教材 新版教材（必修Ⅰ 必修Ⅱ）
验证力的平行四边形定则 用打点计时器测速度
练习使用打点计时器 探究小车速度随时间变化规律
研究匀变速直线运动 探究加速度与力、质量关系
研究平抛物体的运动 探究功与速度变化关系
验证机械能守恒定律 验证机械能守恒定律
2、认真复习“知识内容列表”中所列的基本实验
基本实验的复习应该采用如下模式：从实验目的出发，弄清实验原理，掌握实验方法，明确实验注意事项，会收集和处理实验数据、得出结论，能分析简单的实验误差。
3、重做高中阶段已做过的重要实验
要想提高学生的动手能力，培养学生灵活的思维及应对一些生成性的问题，必须放手让学生真正走进实验室。要重视学生经理实验的过程，要求学生对每个重做的实验不但要学会控制条件，学会使用仪器，学会观察分析，学会解释结果得出结论，更要提示学生能否从其他的视角多角度设计完成实验，培养学生的开放性思维能力。1．（福建）（18分）
（1）（6分）某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的试验中：
①用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为 cm。
②小组成员在试验过程中有如下说法，其中正确的是 。（填选项前的字母）
A.把单摆从平衡位置拉开30度的摆角，并在释放摆球的同时开始计时
B.测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为
C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大
D.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小
2.（重庆）某同学设计了如题22图3所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来制定滑块和轨道间的动摩擦因数μ。滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m‘，托盘和盘中砝码的总质量为m，实验中，滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度g取10m／s2。
①为测量滑块的加速度，须测出它在A、B间运动的 与 ，计算的运动学公式是 ；
②根据牛顿运动定律得到与的关系为：
他想通过多次改变，测出相应的值，并利用上式来计算。若要求是的一次函数，必须使上式中的 保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置于 ；
③实验得到与的关系如题22图4所示，由此可知μ= （取两位有效数字）
【答案】⑴①位移 时间
⑵ 滑块上
3．（浙江）（10分）在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车，一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。为了完成实验，还须从下图中选取实验器材，其名称是 ① （漏选或全选得零分）；并分别写出所选器材的作用 ② 。
4．（新课标）（10分）
利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示。
完成下列填空和作图：
（1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是_______；
(2)根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出图线；
（3）由所画出的图线，得出滑块加速度的大小为a=_____2．0（1.8~2.2）_______m/s2（保留2位有效数字）。
5．（天津）（18分）
（1）某同学用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态。他在地面上用测力计测量砝码的重力，示数为G。他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力，发现测力计的示数小于G，由此判断此时电梯的运动状态可能是减速上升或加速下降。
【解析】物体处于失重状态，加速度方向向下，故而可能是减速上升或加速下降。
（2）用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。
该金属丝的直径是1.706mm
【解析】注意副尺一定要有估读。读数为1.5+20.6×0.01mm=1.706mm。因为个人情况不同，估读不一定一致，本题读数1.704-1.708都算正确。
（3）某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像。如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失。此时只需测量出玻璃砖直径边绕O点转过的角度，即可计算出玻璃砖的折射率。请用你的测量量表示出折射率。
6．（四川）（17分）
（1）（7分）某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与Y轴重合，在R从坐标原点以速度v=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动。同学们测出某时刻R的坐标为（4，6）,此时R的速度大小为 Cm/s，R在上升过程中运动轨迹的示意图是 。（R视为质点）
解析：运动时间，所以水平方向平均速度为，瞬时速度为，由速度合成知此刻R的速度大小为5cm/s,由曲线运动条件知道D正确。
7．（山东）（12分）
（1）某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移。（空气阻力对本实验的影响可以忽略）
①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________。
②滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________。
③以下能引起实验误差的是________。
a．滑块的质量
b．当地重力加速度的大小
c．长度测量时的读数误差
d．小球落地和滑块撞击挡板不同时
8．（江苏）（8分）某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为______N。
（2）下列不必要的实验要求是____。（请填写选项前对应的字母）
（A）应测量重物M所受的重力
（B）弹簧测力计应在使用前校零
（C）拉线方向应与木板平面平行
（D）改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
（3）某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法。
9.（海南）现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A ，B 两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；
（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_____。动能的增加量可表示为_________。若在运动过程中机械能守恒，与s的关系式为= ________.
(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：
以s为横坐标，为纵坐标，在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=___________(保留3位有效数字).
由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出直线的斜率，将k和进行比较，若其差值在试验允许的范围内，则可认为此试验验证了机械能守恒定律。
答案：（1）
（2）描点画图见解析
（2）描点画图如下：
由图可知：k=
10．（北京）（18分）
（2）如图2，用"碰撞实验器"可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
①实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量______ (填选项前的符号)，间接地解决这个问题。
小球开始释放高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程
③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_________ (用②中测量的量表示)；
若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为___________ (用②中测量的量表示)。
④经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图3所示。碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1 ，则p1:p1 =____ :11；若碰撞结束时m2的动量为p2 ，则p1 : p2 =11:_______。
实验结果表明，碰撞前、后总动量的比值为____________。
⑤有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。请你用中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为________cm。
答案：
（2）①C ②ADE或DEA或DAE ③
④14 2.9 1~1.01 ⑤76.8
解析：Ⅰ．（1）如图所示
（2）0.248~0.262(共117张PPT)
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2010高中息复习
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专题八物理实验(一)力学实验
00。00
考命题聚焦
GAOKAOMINGTIJUJIAO
考情统计
考点
2010命题热点追踪
2008年
2009年
游标卡尺全国Ⅱ理综(22题1,5
福建理综(19题1,6分),
分),海南单科(13题,4
螺旋测微分),天津理综(22题1,宁夏理综(22题,4分)
器的读数
海南单科(13题,4分)
16分)
1.对游标卡尺、螺旋测微器等仪器的读数
全国Ⅰ理综(23题,10
仍是高考的热点
全国I理综(22题1,6分),全国Ⅱ理综(23题,2以改造基本实验为主的创新实验逐渐
分),北京理综(21题2,13分),山东理综(23题
成为高考的增长点,它能体现新课标的
18分),广东单科(16题,,12分),安徽理综(21思想,也必将是2010高考的发展方向
力学实验13分,江苏单科(1题,题3,6分),广东单科(153.以考查物理模型物理规律为主的创新
10分),宁夏理综(22题题,10分),江苏单科(1实验是难点也是高考发展的一个方向
2,15分),天津理综(22题,10分),四川理综(22
题2,16分)
题1,17分),上海单科
(17题,6分)
考点核心整合
KAODIANHEXINZHENGHE
、基本仪器的使用和读数
(1)游标卡尺
1.长度测量类仪器
①原理:利用游标尺最小分度和主尺最小分度的
微小差值,把微小长度积累起来进行测量
②读数:如下表所示
游标尺(mm)
刻度刻度|每小今)精废/测量结果(游标尺上第n
条刻度线与主尺上的某
mm
格数总长度1毫米差
刻度线对齐时)(mm)
主尺上读的
10
0.10.1
毫米数+0.1n
主尺上读的
20
0.050.05
毫米数+0.057
主尺上读的
50
49
02
0.02
毫米数+0.02n
(2)螺旋测微器
①构造原理:螺旋测微器是测量长度的仪器之
在实验中常用它测量小球的直径、金属丝的直径和薄
板的厚度等.用它测量长度,可以精确到0.01mm,还
可以估读到0.001mm(即毫米的千分位),因此螺旋测
微器又称为千分尺.如图所示是常用的螺旋测微器１．2010·重庆·２２（1）某同学用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度，电源频率，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个技术点，因保存不当，纸带被污染，如题22图1所示，A、B、C、D是本次排练的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离： 、、
若无法再做实验，可由以上信息推知：
①相邻两计数点的时间间隔为 ；
②打 C点时物体的速度大小为 （取2位有效数字）
③物体的加速度大小为 （用、、和表示）
2．2010·天津·9（2）在探究合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。
实验 对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的 （填字母代号）
A.将橡皮条拉伸相同长度即可
B. 将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度
D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
3. 2010·全国卷Ⅱ·22利用图中所示的装置可以研究自由落体运动。实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落。打点计时器会在纸带上打出一系列的小点。
（1）为了测试中午下落的加速度，还需要的实验器材有——。（填入正确选项前的字母）
A.天平 B.秒表 C.米尺
（2）若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重物加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此错误差的原因：——————。
4．2010·江苏物理·11为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示）。实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力。
（1）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车 ▲ （选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。
（2）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：
请根据实验数据作出小车的v-t图像。
（3）通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据v-t图象简要阐述理由。
答案：
5．2010·福建·19（1）（6分）某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖
两面平行。正确操作后，做出的光路图及测出的相关角度如图所
示。①次玻璃的折射率计算式为n=__________（用图中的
表示）；②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了
减少误差，应选用宽度_____（填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。
（2）（6分）某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系。实验时，
将原长约200mm的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐
一增挂钩码（质量均为20g），每增挂一只钩码均记下对应的橡皮
筋伸长量；当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只
钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量。根据测量数据，作出增挂钩码
6. 2010·新课标·22如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题
(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______.(填入正确选项前的字母)
A、米尺 B、秒表 C、0～12V的直流电源 D、0～12V的交流电源
(2)实验中误差产生的原因有______.(写出两个原因)
答案：（1）AD（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。
解析：（1）用A项米尺测量长度，用D项交流电源供打点计时器使用。（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。
8．2010·海南物理·14利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图1所示：
(1)实验步骤：
①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于lm ，将导轨调至水平；
②用游标卡尺测量挡光条的宽度，结果如图2所示，由此读出________mm；
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离__________m；
④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2；
⑤从数字计时器（图1中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和；
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量。
(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式：
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为__________和________。
【解析】由于挡光条宽度很小，因此将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度。1．在做“研究平抛物体的运动”实验之前，必须调整实验装置，下列操作必要且正确的是 (　　)
A．将斜槽的末端切线调成水平
B．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
C．在坐标纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点
D．测出平抛小球的质量
解析：做“研究平抛物体的运动”实验之前，必须先调整实验装置，使斜槽末端的切线调成水平，木板校准到竖直方向，A、B正确；小球的平抛起点不在槽口的位置，在其上方，C错误；该实验不用测出小球质量，D错误．
答案：AB
3．下面是做“研究平抛物体的运动”实验的步骤 (　　)
A．将钢球从斜槽上的某点释放，它离开槽后在空间做平抛运动，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一点；
B．以斜槽末端作为平抛运动的起点O，在白纸上标出O的位置；
C．取下白纸，在纸上画一条与竖直线Oy垂直的水平直线Ox；
D．用光滑曲线把记录小球通过的位置的若干点连接起来，就得到平抛运动的轨迹，由于测定各个点时存在误差，所画的曲线可不通过个别偏差大的点，但必须保持曲线光滑，不允许出现凹陷处；
E．从斜槽上不同点释放小球，用步骤A的方法确定平抛轨迹上的其他点；
F．在曲线上取5～6个点(不必是步骤A测出的点)，用尺测出每个点的坐标值x、y，分别求出小球的初速度，然后取平均值就得到实验测出的初速度；
G．靠目测在纸上画出O点向下的竖直线Oy；
H．将白纸用图钉钉在竖直的木板上，在木板的左上角固定斜槽．
(1)以上实验步骤有错误或不足，需要修改的是_______________________________；
(2)以上实验步骤修改后，正确的排列顺序应是______________________________．
解析：(1)步骤B中应将小球处于斜槽末端时球心位置作为平抛运动的起点及坐标原点；步骤E中从相同位置释放小球；步骤G中利用重锤线画出竖直线Oy.
(2)HBGAECDF
答案：见解析
5.子弹从枪口射出，在子弹飞行的途中，有两块相互平行的竖直挡
板A、B(如图实－5所示)，A板距枪口的水平距离为s1，两板相
距s2， 图实－5
子弹穿过两板先后留下弹孔C和D，C、D两点之间的高度差为h，不计挡板厚度及阻力．求子弹的初速度v0.
解析：设子弹从射出至运动到A板经历时间为t1，从A板运动到B板经历时间为t2，由于子弹在水平方向做匀速直线运动，故可得
s1＝v0t1 ①
s2＝v0t2 ②
竖直方向，子弹做自由落体运动，故可得
hOC＝gt12，hOD＝g(t1＋t2)2
h＝hOD－hOC＝g(t1＋t2)2－gt12 ③
联立①②③可解得v0＝ .
答案：
7.(2012·哈尔滨三中模拟)某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图实－7所示．在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动．在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调节．在木板上固定一张白纸．该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验：(共50张PPT)
高考物理力学实验
高考物理科要考查的能力要求主要包括五个方面
（一）理解能力
（二）推理能力
（三）分析综合能力
（四）应用数学处理物理问题的能力
（五）实验与探究能力(实验能力)
解读——考试说明
高考物理科要考查的能力要求主要包括五个方面
（五）实验与探究能力(实验能力)
能独立地完成表1中所列的实验。能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制定解决方案；能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。
II
考试要求：
解读——考试说明
实验与探究实验 序号 内容（2009年）
1 研究匀变速直线运动
2 探究弹力和弹簧伸长的关系
3 探究求合力的方法
4 探究加速度与力、质量的关系
5 探究动能定理
6 验证机械能守恒定律
7 测定金属的电阻率
8 描绘小电珠的伏安特性曲线
9 测定电源的电动势和内阻
10 练习使用多用电表
11 传感器的简单使用
12 探究单摆周期与摆长的关系
13 测定玻璃的折射率
14 用双缝干涉测光的波长
（同时练习使用测量头）
15 探究碰撞中的不变量
探究功与速度变化的关系（2010年）
解读——考试说明
探究导体电阻与其影响因素的定量关系（2011年）
表述现一致
内涵有变化
命题更成熟
描绘小灯泡的伏安特性曲线（2011年）
测定电池的电动势和内阻（2011年）
传感器的简单应用（2011年）
实验与探究实验 序号 内容（2011年）
实验一 研究匀变速直线运动
实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
实验三 探究求合力的方法
实验四 探究加速度与力、质量的关系
实验五 探究功与速度变化的关系
实验六 验证机械能守恒定律
实验七 测定导体电阻与其影响因素的定量关系
实验八 描绘小灯泡的伏安特性曲线
实验九 测定电池的电动势和内阻
实验十 练习使用多用电表
实验十一 传感器的简单应用
实验十二 探究单摆周期与摆长的关系
实验十三 测定玻璃的折射率
实验十四 用双缝干涉测光的波长
（同时练习使用测量头）
实验十五 探究碰撞中的不变量
解读——考试说明
实验与探究实验 序号 内容（2011年） 说明
实验一 研究匀变速直线运动 1．要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等。
2．要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差，知道用多次测量求平均值的方法减小的偶然误差：能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差。
3．要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果，间接测量的有效数字运算不作要求。
实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
实验三 探究求合力的方法
实验四 探究加速度与力、质量的关系
实验五 探究功与速度变化的关系
实验六 验证机械能守恒定律
实验七 测定导体电阻与其影响因素的定量关系
实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线
实验九 测定电源的电动势和内阻
实验十 练习使用多用电表
实验十一 传感器的简单使用
实验十二 探究单摆周期与摆长的关系
实验十三 测定玻璃的折射率
实验十四 用双缝干涉测光的波长
（同时练习使用测量头）
＊实验十五 探究碰撞中的不变量
意味深长
不耗“时、力”
2012年IB
实验 试卷 题号 分值 频率
实验 0 ：基本仪器的使用 全国卷I 22（1）题 6 2
安徽卷 21.I题 6
实验一：研究匀变速直线运动 全国卷Ⅱ 22（1）题 5 3
重庆卷 22（1）题 9
广东卷 34（1）题 6
实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系 福建卷 19（2）题 6 2
浙江卷 21.I题 10
实验三：探究求合力的方法 天津卷 9（2）题 4 1
实验四：探究加速度与力、质量的关系 江苏卷 11题 10 2
山东卷 23（1）题 12
2010年高考物理试题——力学实验统计
2010年高考物理试题——力学实验统计
实验 试卷 题号 分值 频率
实验五：探究功与速度变化的关系 — 0
实验六：验证机械能守恒定律 全国新课标卷 22题 4 4
海南卷 14题 9
四川卷 22（2）题 5
安徽卷 21. Ⅲ题 6
实验十二：探究单摆周期与摆长的关系 — 0
实验十三：测定玻璃的折射率 福建卷 19（1）题 6 1
实验十四：用双缝干涉测光的波长 江苏卷选修3-4 B题 12 1
实验十五：探究碰撞中的不变量 — 0
实验 1 ：平抛运动 天津卷 9（1）题 6 1
实验 2 ：卡文迪许实验 上海卷 27题 6 1
续表
力光学实验 序号 内容（2011年） 2010年
实验0 基本仪器的使用 2
实验一 研究匀变速直线运动 3
实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系 2
实验三 探究求合力的方法 1
实验四 探究加速度与力、质量的关系 2
实验五 探究功与速度变化的关系 0
实验六 验证机械能守恒定律 4
实验十二 探究单摆周期与摆长的关系 0
实验十三 测定玻璃的折射率 1
实验十四 用双缝干涉测光的波长
（同时练习使用测量头） 1
实验十五 探究碰撞中的不变量 0
实验1 平抛运动 1
（ ）
2009年
4
0
0
1
2
2
1
2
0
1
1
2
2008年
4
0
1
0
1
1
1
3
0
0
0
1
三年高考物理试题——力学实验分布统计
合计
10
3
3
2
5
3
6
5
1
2
1
4
年份 2006 2007 2008 2009 2010 2011
卷别 全国卷Ⅰ 全国卷Ⅰ 全国卷Ⅰ 浙江卷 浙江卷 浙江卷
题号 22
(1光2电) 22|(2) 22|(1) 22|(Ⅱ) 21|(1) 21|( )
实验
名称 用双缝干涉测光的波长 动量守恒实验测碰撞的恢复系数 验证机械能守恒定律 探究单摆周期与摆长的关系 探究弹簧弹力大小与伸长量的关系
2006~2010年浙江省高考物理试题——力学实验统计
全国卷Ⅰ：一小一大
浙江卷：平分秋色
分值 6|18 12|18 6|18 9|18 10|20 |20
历年浙江省自主命题高考物理试题——力学实验统计
年份 2009 2009 2010 2010 2011 2011
卷别 省考试院 浙江卷 省考试院 浙江卷 省考试院 浙江卷
题号 22|(Ⅱ) 22|(Ⅱ) 22|(Ⅰ) 21|(Ⅰ) 21|(Ⅰ) 21|( )
分值 10|18 9|18 9|18 10|20 10|20 |20
实验
名称 探究碰撞中的不变量 探究单摆周期与摆长的关系 探究功与速度变化的关系 探究弹簧弹力大小与伸长量的关系 验证机械能守恒定律
历年浙江省自主命题高考物理试题——力学实验统计
年份 2009 2009 2010 2010 2011 2011
卷别 省考试院 浙江卷 省考试院 浙江卷 省考试院 浙江卷
题号 22|(Ⅱ) 22|(Ⅱ) 22|(Ⅰ) 21|(Ⅰ) 21|(Ⅰ) 21|( )
分值 10|18 9|18 9|18 10|20 10|20 |20
实验
名称 探究碰撞中的不变量 探究单摆周期与摆长的关系 探究功与速度变化的关系 探究弹簧弹力大小与伸长量的关系 验证机械能守恒定律
品读——高考真题
不变
稳定与传承
1.原则不变：“三个有助于”。
3.形式不变：一题多问，着点布分。
2.内容不变：指导意见、考试说明。
品读——高考真题
不变
稳定与传承
变
1.源于教材又高于教材。
2009年探究单摆周期与摆长的关系：由秒表到电光计时。
2010年探究弹簧弹力大小与伸长量的关系：由逐加到逐加逐减取平均。
品读——高考真题
不变
稳定与传承
变
2.纸上谈兵到手脑并用。
2009年探究单摆周期与摆长的关系：游标卡尽的正确使用。
2010年探究弹簧弹力大小与伸长量的关系：橡皮绳的恢复情况。
1.源于教材又高于教材。
品读——高考真题
不变
稳定与传承
变
突破与创新
3.落实双基更彰显探究。
2.纸上谈兵到手脑并用。
1.源于教材又高于教材。
实验能力 实验与探究能力
一题 一问 一题多问
解读：考试说明
品读：高考真题
研读：备考策略
解
品
研
强化技能，重做实验
研读：备考策略
图13是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。
　①已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_________。
　②ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图13中读出A、B两点间距s=__________；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。
2010广东卷 34 ． （1） ．（6分）
图13
答案：② 0.68～0.72cm 0.100m/s
答案：① 0.02s
（1）在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为__________________mm。
（2）在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图2所示，读数为__________________cm。
2010安徽卷 21．Ⅰ．（6分）
答案：（2）0.675
答案：（1）0.617（0.616～0.619）
2009浙江卷 22．Ⅱ．（9分）
（1）在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。测量方法正确的是__________（选填“甲”或“乙”）。
答案：（1）乙
图1是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来（如图2所示）。
（1）若图2中示波器显示屏横向的每大格（5小格）对应的时间为5.00×10-2 s ，则圆盘的转速为__________转/s。（保留3位有效数字）
（2）若测得圆盘直径为10.20 cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为 ________ cm。（保留3位有效数字）
2010全国卷I 22．(1)．（6分）
答案：⑴4.55转 /s ⑵2.91cm
2009浙江卷 22．Ⅱ．（9分）
（2）实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图乙所示，则该单摆的振动周期为 。若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将 （填“变大”、“不变”或“变小”），图乙中的△t将 （填“变大”、“不变”或“变小”）。
答案：（2）2t0　变大　变大　　
光敏电阻
26．（6分）DIS描绘电场等势线的实验……
28．（6分）用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验……
29．（6分）某同学利用DIS、定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻……
2010上海卷
回归教材，关注竞赛
强化技能，重做实验
研读：备考策略
如图所示，在高为h的平台边缘水平抛
出小球A，同时在水平地面上距台面边
缘水平距离为s处竖直上抛小球B，两球
运动轨迹在同一竖直平面内，不计空气
阻力，重力加速度为g。若两球能在空
中相遇，则小球A的初速度vA应大于 　　 ，A、B两球初速度之比 　　为　　　　。
2010天津卷 9．（1） ． （6分）
，
答案：
2008全国卷I 14．（6分）
选择题
2009省考试院 21．（10分）
实验题
H
L
h
B
A
2010浙江卷 22．（16分）
计算题
卡文迪什利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G。
(1)(多选题)为了测量石英丝极微的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施
A.减小石英丝的直径
B.增大T型架横梁的长度
C.利用平面镜对光线的反射
D.增大刻度尺与平面镜的距离
（2）已知T型架水平横梁长度为l，
质量分别为m、m’的球，位于同一
水平面，当横梁处于力矩平衡状态，
测得m、 m’连线长度r，且与水平横梁垂直；同时测得石英丝的扭转角度为θ，由此得到扭转力矩kθ （k为扭转系数且已知），则引力常量的表达式G=_____。
2010上海卷 27．（6分）
答案：（1）CD （2）
某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测量弹簧的劲度系数。做法是先将弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧的一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0；弹簧下端挂一个50g砝码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50g砝码时，指针指示的刻度数值记作L2； ；挂七个50g砝码时，指针指示的刻度数值记作L7。
①下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，
它们的代号是 和 。测量记录表：
②实验中，L3和L7两个值还没有记录，请你根据上图
将这两个测量值填入表中。
③为了充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差。分别计算出三个差值：d1＝L4－L0＝6.90 cm，d2＝L5－L1＝6.90 cm，d3＝L6－L2＝7.00 cm，请你给出第4个差值d4＝_________＝_________ cm。
④根据以上差值，可以计算出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量 L， L用d1、d2、d3、d4表示的式子为 L＝_______；代入数据解得 L＝______cm。
⑤计算弹簧的劲度系数k＝_________N/m（g取9.8m/s2）。
代表符号 L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7
刻度数值/cm 1.70 3.40 5.10 8.60 10.3 12.1
2008北京卷 21．（2） （12分）
在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧，为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端面依次逐个挂下钩码（每个钩码的质量均为m=0.1kg，取g=10m/s2），并记录绳下端的坐标X加（下标i表示挂在绳下端钩码个数）。然后逐个拿下钩码，同样记录绳下端面的坐标X减，绳下端面坐标的值Xi＝（X加+X减）/2的数据如下表：
挂在橡皮绳下端的钩码个数 橡皮绳下端的坐标（X/mm）
甲 乙
1 216.5 216.5
2 246.7 232.0
3 284.0 246.5
4 335.0 264.2
5 394.5 281.3
6 462.0 301.0
（1）同一橡皮绳的X加 X减（大于或小于）；
（2） 同学的数据更符合实验要求（甲或乙）；
（3）选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k（N/m）；
（4）为了更好的测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？
2010浙江卷 21．Ⅰ ． （10分）
答案：（1）小于 （2）乙（3）略 （4）尽可能使伸长量在弹性范围内，同时有足够大的伸长量，以减小长度测量的误差。
　　关于先逐加后逐减再取平均值的设计方案，不仅是大学普通物理学中《用金属丝的伸长量测定杨氏模量（光杠杆法）》的基本方法，而且该实验也收编于《全国中学生物理竞赛章程》中规定的实验试题。
挂在橡皮绳下端的勾码个数 改变量（Xn-X1）/mm
甲 乙
1
2 30.2 15.5
3 67.5 30.0
4 118.5 47.7
5 178.0 64.8
6 245.5 84.5
k乙=57~70（N/m）
答案为何给出这样的取值范围？
挂在橡皮绳下端的勾码个数 改变量（Xn-X1）/mm
甲 乙
1
2 15.5
3 30.0
k乙=57~70（N/m）
y = 0.0268x + 1.1903
挂在橡皮绳下端的勾码个数 改变量（Xn-X1）/mm
甲 乙
1
2 30.2 15.5
3 67.5 30.0
4 118.5 47.7
5 178.0 64.8
6 245.5 84.5
k甲=25-34（N/m）
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×线——增挂钩码时的图线
×线——减挂钩码时的图线
2010福建卷 19．（2） ． （6分）
用2、4、6和8条平行弹簧，沿水平面拉一个木块，所有弹簧都完全相同而且在每次实验中每个弹簧都伸长相同的长度（弹性限度内），图1表明了木块的加速度与弹簧数目间的关系，试求：
（1）从图中的加速度和弹簧数目间直线关系，能得到什么结论？
（2）直线与x轴的截距量度是什么？
（3）你能利用这个图去预测由拉长一根弹簧使之达到这一标准伸长量所产生的木块加速度吗？
（4）假设你只改变物体所在表面而重复该实验，新的图像与图1有什么区别？
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 x
75
50
25
a/cm s-2
。
。
。
弹簧条数
图1
——摘自北京大学林丽主编《普通物理学辅导》-北京：科学技术文献出版社 2007.1（27）
探究功与速度变化的关系
控制实验条件
图像中的斜率与截距问题
分析与评价
知识的迁移、能力的提升
2011年2月19日：“华约”
2011年2月20日：“北约”
2011年2月20日：卓越联盟
2011年2月26日：五校联考
清华大学、中国人民大学、中国科技大学、上海交通大学、南京大学、浙江大学、西安交通大学（共7所）
北京大学、北京师范大学、北京航空航天大学、复旦大学、南开大学、香港大学、厦门大学、武汉大学、四川大学、山东大学、兰州大学、华中科技大学、中山大学、北京大学医学部（共14所）
同济大学、北京理工、大连理工、东南大学、哈工大、华南理工、天津大学、西北工大、重庆大学（共9所）
北京化工大学、北京林业大学、北京邮电大学、北京交通大学、北京科技大学（共5所）
多项目标，多维拓展
回归教材，关注竞赛
强化技能，重做实验
研读：备考策略
利用图中所示的装置可以研究自由落体运动。实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落。打点计时器会在纸带上打出一系列的小点。
（1）为了测试中午下落的加速度，还需要的实验器材有 　 　。（填入正确选项前的字母）
　　A.天平
　　B.秒表
　　C.米尺
（2）若实验中所得到的重物下落的加速度
值小于当地的重物加速度值，而实验操作
与数据处理均无错误，写出一个你认为可
能引起此错误差的原因： 。
2010全国卷Ⅱ 22．（1） （5分）
答案：（1）C　（2）打点计时器与纸带之间存在摩擦。
如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题
（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有 。 （填入正确选项前的字母）
　　A、米尺
　　B、秒表
　　C、0～12V的直流电源
　　D、0～12V的交流电源
（2）实验中误差产生的原因有______。
（写出两个原因）
2010新课标卷 22． （4分）
答案：（1）AD（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。
2010海南卷 14． （9分）
（1）
②
①
(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式：
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1=_____和v2=_____。
②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1=___________和Ek2=__________。
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少△Ep=___ (重力加速度为g)。
(3)如果△ Ep ≈ ____________，则可认为验证了机械能守恒定律。
答案:（1） ① 9.30② 60.00（答案在59.96~60.04之间的，也给分）（2）① ，
② ， ③ mgs (3)
，
，
有4条用打点计时器（所用交流电频率为50Hz）打出的纸带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3。请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为 。（已知当地的重力加速度为9.791m/s2）
　　A.61.0mm 65.8mm 70.7mm
　　B. 41.2mm 45.1mm 53.0mm
　　C.49.6mm 53.5mm 57.3mm
　　D. 60.5mm 61.0mm 60.6mm
2010四川卷 22． （2） （5分）
答案：C
利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。
A.用刻度尺测出物体下落的高度 ，并测出
下落时间t，通过v=gt 计算出瞬时速度v0
B.用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过
计算出瞬时速度
C.根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时
速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，
测算出瞬时速度，并通过计算出高度h
D.用刻度尺测出物体下落的高度h，
根据做匀速直线运动时纸带
上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点
间的平均速度，测算出瞬时速度v0，以上方案
中只有一种正确，正确的是 。（填入相应的字母）
2010安徽卷 21． Ⅲ （6分）
答案：D
教师为每位同学准备了铁架台、铁夹、电键、复写纸、纸带、刻度尺、电磁打点计时器、密度不同的重物和导线若干。为了完成 “验证机械能守恒定律”的实验，你还必须领取 1 ，正确安装实验装置后，在释放纸带之前，应把重物提高到 2 的地方。某同学选用不同的器材，在实验中分别得到了甲、乙两条打上点的纸带，第一个打点均为O ，在甲纸带上任选6个连续的打点A、B、C、D、E、F，它们到O的距离分别为19.20cm、23.23cm、27.65cm、32.45cm、37.63cm、43.20cm；同样在乙纸带上任选6个连续的打点A’、B’、C’、D’、E’、F’，它们到O的距离分别为16.00cm、19.36cm、23.05cm、27.04cm、31.37cm、36 .10cm ；根据甲纸带的数据可知，m=0.2kg的重物由 点运动到 点重力势能的减少量等于 3 ，动能的增加量等于 4 （当地的重力加速度取g=9.8m/s2 ）。分析这位同学的两组实验数据，指出哪组不符合实验要求，并说明原因。
答案： 1.低压交流电源 　2.靠近打点计时器　　3.0.282J　　4.0.278J　　5.通过乙纸带的数据计算可知：其对应的重物在运动过程中，重力势能的减少量比动能的增加量大得多，不符合实验要求的阻力远小于重力的条件。出现这种情况的原因可能有：选择的重物密度太小；打点计时器的安装及实验过程中没有考虑去除阻力的影响。
2011省考试院卷 21． Ⅰ （10分）
2010新课标卷 22． （4分）
＊ 2010海南卷 14． （9分）
2010四川卷 22（2）．（5分）
2010安徽卷 21 Ⅲ ． （6分）
2011省考试院 21 Ⅰ ． （10分）
2010全国卷Ⅱ 22（1）．（5分）
实验考查的目的不同， 仪器选择、误差原因
装置由竖直变为横向，仪器使用、处理数据
发现问题、定方案（逆向思维）、解决问题
能运用已学物理理论、实验方法处理问题
仪器选择、观察实验、数据处理、分析评价
某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。①此玻璃的折射率计算式为n= (用图中的θ1、θ2表示)；②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度 (填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。
2010福建卷 19．（1） ． （6分）
答案： ①n=sini/sinr
=sin(90- θ1)/sin(90- θ2)
=cos θ1 /cos θ2 ；②大。
研究匀变速直线运动
探究加速度与力、质量的关系
探究功与速度变化的关系
验证机械能守恒定律
平抛
单摆
光电计时
频闪照相
多普勒效应
DIS实验
水平型
倾斜型
竖直型
圆周型
纸带
脉冲
实验
计时
2002广东、河南卷 13 （7分）
多项目标，多维拓展
回归教材，关注竞赛
强化技能，重做实验
数形结合，评议相伴
研读：备考策略
2010年各地高考试卷理综物理实验部分统计（16份） 浙江卷
项目 次数 2009 2010 2011
省考试院
识图（数） 9 1 1（1） （1）
绘图 12 1 2 1
评价、建议 10 2 2
多项目标，多维拓展
回归教材，关注竞赛
强化技能，重做实验
数形合一，评议相伴
研读：备考策略
……（一）测量仪器的使用、读数及实验电路的选择
虽然在高考实验题中，出现学生做过的原实验题不多，但所有类型的实验有共同的特点，所用实验的器材均是“说明”中要求掌握的，所有实验均是用所学过的物理知识通过“说明”要求实验的基本方法去解决问题。由此可见，在高考实验复习中，仍然以“说明”中要求的掌握的仪器与实验为中心，会正确使用仪器，会正确读数，了解每个实验的目的、原理、方法、误差。
二、熟悉仪器使用时的注意事项。这往往是高考实验题的考点。注意事项一般是这样几方面：①可能危及仪器安全的。如：螺旋测微器，在小砧快接触工件时，应改用微调旋钮，以免损坏精密螺杆。②可能增大误差的。如使用螺旋测微器，读数时要注意半毫米刻度；测量仪器使用前，要调整零位（如弹簧秤、各种电表）。③使用时容易忽略的。最容易忽略的是仪器使用前的调整和使用后的复位。如：使用欧姆表，要机械调零和电阻档调零，换档后要重新进行电阻档调零，使用完毕要复位。
三、选择适当的量程。大的量用小量程，会损毁仪表；小的量用大量程，会增大误差。选择量程的原则是：在测量值不超过量程的前提下，选用尽量小的量程；在完全不清楚测量值的情况下，试用最大量程，再视情况逐渐减小量程。如电流表和电压表一般要求指针能偏转到刻度盘的以上；欧姆表指针应在范围内，为刻度盘中心阻值。
四、掌握测量仪器的读数方法。（根据最小分度采取不同的读数方法）
①十分之一估读——刻度尺、螺旋测微器等绝大多数仪器
②不要估读到——秒表、游标卡尺
③电表的读数：观察表盘，两大刻度之间是几分位（几个小格子），就按照几分位估读
一般学生电表都采用半格估读的方法（推荐）
④欧姆表的读数
⑤坐标纸的读数规则与①③相同
对于常用的仪器可按下述方法读数：
●最小分度是"2"或"5"的仪器，分别按二分之一或五分之一估读。如学生用的电流表0.6A量程，最小分度为0.02A，误差出现在安培的百分位，只读到安培的百分位，估读半小格，不足半小格的舍去，超过半小格的估读，以安培为单位读数时，百分位上的数字可能为0、1、2……9；学生用的电压表为15V量程，最小分度为0.5V，测量误差出现在伏特的十分位上，只估读到伏特的十分位，估读五分之几小格，以伏特为单位读数时，十分位上的数字可能为0、1、2……9。
例如：图4电流表的最小刻度为0.02A，所以按二分之一估读，因此可以认为在0.14与0.16之间，所以读数为0.15A。图5电压表的最小刻度为0.5V，按五分之一估读，指针可以认为在3.5到4.0间的五分之二，所以读数为3.7V。
●下列仪器在最小分度间不进行估读：游标卡尺只要求读数是游标最小分度值的整数倍；机械秒表和指针式电子秒表在最小分度间不进行估读；欧姆表的刻度因不均匀，一般不要求估读，，指针靠近哪条刻度线，就读哪条刻线的数值。
五、关于有效数字
任何一个物理量，其测量结果必然存在误差。因此，表示一个物理量测量结果的数字取值是有限的。我们把测量结果中可靠的几位数字，加上可疑的一位数字，统称为测量结果的有效数字。例如，2．78的有效数字是三位，2．7是可靠数字，尾位“8”是可疑数字。这一位数字虽然是可疑的，但它在一定程度上反映了客观实际，因此它也是有效的。
●数值表示的标准形式
数值表示的标准形式是用10的方幂来表示其数量级。前面的数字是测得的有效数字，并只保留一位数在小数点的前面。如3．3×105m 8．25×10—3kg等。
六、在“09说明”中没有提及的仪器
在“说明”中没有提出的仪器，如光电门、传感器等，这些仪器没有在“说明”中明确要求，但不等于在试题中不能出现。如果出现这些仪器，一般不会要求学生去使用，通常作为题目的背景。如果要求了解其原理，题干中一定会详细说明。
2、间接测量的物理量
有些物理量不能由测量仪器直接测量，这时，可利用待测量和可直接测量的基本物理量之间的关系，将待测物理量的测量转化为基本物理量的测量。
模块 待测物理量 基本测量方法
力学 速度 ①利用纸带，；②利用平抛，
加速度 ①利用纸带，逐差法；②利用单摆
功 根据转化为测量m、v
电学 电阻（精确测量） ①根据转化为测量U、I（伏安法）；②电阻箱（半偏、替代）
电功率 根据P=UI转化为测量U、I
电源电动势 根据E＝U＋Ir转化为测量U、I 然后联立方程求解或运用图像处理
为了精确测定该电阻器(代号Rx)的电阻，要求测出一组包括0在内的电压和电流数据，为了实验能正常进行，并尽量减小测量误差，而且要求滑动变阻器使于调节，则电流表应选用__________(填代号，下同)，变阻器应选用__________。
该题用的是分压电路，则待测电阻上的电压最大可以调节到3V，及电阻上的最大电流可能达到0.6A，电流表如果选择A1，最大电流只能偏转五分之一，而选用A2电流表，电阻中的最大电流将超出电流表的量程，这里出现了矛盾。根据题目的要求“为了精确测定该电阻器(代号Rx)的电阻，要求测出一组包括0在内的电压和电流数据，为了实验能正常进行，并尽量减小测量误差……”，只有控制滑线变阻器，使得待测电阻上的电流不超过300mA进行实验，所以电流表选择A2。
4．实验电路的选择
方法二：在、均不知的情况下，可采用试触法，即试接通电路，观察先后两次试触时两电表示数的变化情况，如果电流表示数比电压表示数变化明显，即>，说明电压表分流作用大，应采用内接法；如果电压表示数比电流表示数变化明显，即<，说明电流表分压作用大，应采用外接法．
方法三：基于误差分析基础上对实验电路的选择
在《测定电源电动势与内阻》实验中，该实验原理是通过全电路欧姆定律，即，通过测定电源的路端电压与电源电流，运用U-I图象求电源电动势与内阻。
分析方法一：用图象法。
假设电压表是理想电压表(内阻无穷大)，电流表为理想电流表(内阻为零)，那电压表与电流表的读数均为电源的，根据测量的数据作出的U-I图象，纵坐标的截距为电源电动势的真实值，斜率为电源内阻的真实值。如图26所示。
图24电路的电表为实际电表，电流表中的电流仍为电源电流，但电压小于电源两端电压，与电源两端电压差值为电流表两端的电压，即，当I=0时，差值为零，因此用该电路测得的电压与电流所画出的U-I图线如图27虚线所示，虚线图所测量的电动势与内阻为实际电路的测量值。由图可知，电源电动势的测量值等于电源电动势的真实值，而内阻的测量值大于电源内阻的真实值。
电源内阻的测量值等于电源的电动势与短路电流的比值，即图24电路中电压为零时为短路，短路电流，所以电源内阻的测量值，因此，内阻相对误差的大小决定于RA与r的比值，当RA比r小得多时，内阻的相对误差就比较小。
同样的道理，在图25电路中，电压是电源的，电流比电源电流小，差值，当电压为零时，因此，实际测量电压值与电流值所描绘的图线如图28虚线所示。由图可知，电动势的测量值小于真实值，而内阻的测量值也小于真实值。
误差的大小决定于电流表读数为零时，电压表的读数与电源电动势的差值。此差值，即当RV>>r时，电动势与内阻误差均很小。
而在实际测量的电源内阻比较小，所以一般不用图24电路，此电路测电源的内阻误差较大，而选用图25电路，此电路虽然电动势与内阻均有误差，但均比较小。但如果是高内阻电源，应选用图24电路。
【例4】(江苏卷第12题)要描绘某电学元件（最大电流不超过6mＡ，最大电压不超过7Ｖ）的伏安特性曲线，设计电路如图所示，图中定值电阻R为1KΩ，用于限流；电流表量程为10mＡ，内阻约为５Ω；电压表（未画出）量程为10Ｖ，内阻约为10KΩ；电源电动势Ｅ为12Ｖ，内阻不计。
（１）实验时有两个滑动变阻器可供选择：
　　　a、阻值０到200Ω，额定电流0.3Ａ
　　　b、阻值０到20Ω，额定电流0.5A
本实验应选的滑动变阻器是____（填“a”或“b”）
（２）正确接线后，测得数据如下表
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０
U（Ｖ） ０.00 3.00 6.00 6.16 6.28 6.32 6.36 6.38 6.39 6.40
I（mＡ） 0.00 0.00 0.00 0.06 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 5.50
【例5】电流表的内阻在0.1 Ω---0.2 Ω之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下：A、待测电流表A1（量程0.6A）；B、电压表V1（量程3V，内阻约为2kΩ）；C、电压表V2
（量程15V，内阻约为10 kΩ）；D、滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω）；E、定值电阻R2（阻值5 Ω）；F、电源E（电动势4V）；G、电键S及导线若干。
(1)、电压表应选 。
(2)、画出实验电路图，如测得电压表的读数为U，电流表的示数为I，则电流表A1的内阻的表达式为：RA= 。
分析与解答：
仪器的选择。很明显，电源的电动势只有4V，如果选择量程为15V电压表V2，则电压表最大的示数不足满偏的1/3，读数误差较大，因此应选择量程为3V的电压表V1。
电路的设计。因为有电压表和电流表，要测电流表的内阻，首先想到的是将电压表直接接在是流表的两端，由欧姆定律可求出电流表的内阻。但由于本题中电流表的内阻很小，在0.1 Ω---0.2 Ω之间，因此电流表两端的电压也很小，最大为0.12V，这样用最小量程为3V的电压表无法准确读数，所以应将阻值为5 Ω定值电阻R2串联在电流表中，这样欧姆定律算出的电阻便是定值电阻及电流表内阻之和，即。电路图如图3所示。
（二）打点计时器系列实验中纸带的处理
⑶测定第n点的瞬时速度。物体作匀变速直线运动时，在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。即测出第n点的相邻的前、后两段相等时间T内的距离，由平均速度公式就可求得，如上图中第4点的瞬时速度为：。
（三）关于电阻的测量方法
①欧姆表测量：最直接测电阻的仪表。但是一般用欧姆表测量只能进行粗测，为下一步的测量提供一个参考依据。
②替代法：替代法的测量思路是等效的思想，可以是利用电流等效、也可以是利用电压等效。替代法测量电阻精度高，不需要计算，方法简单，但必须有可调的标准电阻（一般给定的仪器中要有电阻箱）。
【例6】在某校开展的科技活动中，为了要测出一个未知电阻的阻值Rx，现有如下器材：读数不准的电流表A、定值电阻R0、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2、电源和导线。
⑴画出实验电路图，并在图上标出你所选用器材的代码。
⑵写出主要的实验操作步骤。
【解析】⑴实验电路如右图所示。
⑵①将S2与Rx相接，记下电流表指针所指位置。②将S2与R1相接，保持R2不变，调节R1的阻值，使电流表的指针指在原位置上，记下R1的值，则Rx＝R1。
③伏安法：伏安法的测量依据是欧姆定律（包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律），需要的基本测量仪器是电压表和电流表，当只有一个电表（或给定的电表不能满足要求时），可以用标准电阻（电阻箱或一个定值电阻）代替；当电表的内阻已知时，根据欧姆定律I=U/R电压表同时可以当电流表使用，同样电流表也可以当电压表用。
④半偏法：
①D、C、F②5.0V ④15Ω
【例8】如右图所示为一测电流表内阻的实验电路图，其中电压表V（量程足够大）用来测量电阻箱R与被测电流表G串联电路的端电压。在保持恒定的条件下，调节电阻箱，使被测电流表的指针偏转到满量程处，记下此时电阻箱的阻值；然后再调节电阻箱，使被测电流表指针偏转到其量程的一半，记下此时电阻箱的阻值。
① 计算被测电流表的内阻的公式是＝____。
② 用线表示导线，按甲图把乙图所示实验器材连接起来。（导线不得交叉）
(1) 半偏(或＂满刻度的一半＂)
　 　(2)500 偏小 (4)9500
（四）关于电源的电动势和内电阻的测量
①用一只电压表和一只电流表测量
我们可以用电压表测电压，电流表测电流，但需注意的是题给电压表的量程只有，而路端电压的最小值约为，显然不能直接把电压表接在电源的两端测路端电压。依题给器材，可以利用固定电阻分压（即可以把它和电源本身的内阻共同作为电源的等效内阻“”），这样此电源的“路端电压”的最小值约为，就可直接用电压表测“路端电压”了，设计实验电路原理图如图1所示。
调节滑动变阻器测两组电压和电流分别代入（1）（2）两式，得：，。（说明：此种方法所测偏小，偏小）
②可用一只电流表和一只电阻箱测量
③可用一只电压表和一只电阻箱测量
④用两只电压表测量
⑤用两只电流表测量
【例11】在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
①干电池（电动势约为，内电阻约为）；
②电流表（满偏电流，内阻）；
③电流表（量程，内阻约为）；
④滑动变阻器（，）；
⑤滑动变阻器（，）；
⑥定值电阻；
⑦开关和导线若干。
（1）为了能准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是___________。（填写数字代号）
（2）请画出实验原理图。
解析：由闭合电路欧姆定律可知，只要能测出两组路端电压和电流即可，但题目中只给出两个电流表且其中一个电流表的内阻已知，可以把内阻已知的电流表和定值电阻串联改装成一个电压表。为了减少误差，滑动变阻器需选，设计实验原理图如图5所示。
分别测两组电流表和的读数，即有，
可得，。
说明：此种方法测得的电动势和内阻均无系统误差。
(五)关于设计性实验
1．设计原则
（1）正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。
（2）安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流。
（3）方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。
（4）精确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。
解决设计型实验问题的关键是确定实验的原理，它是进行实验设计的根本依据和起点，它决定应当测量那些物理量、如何安排实验步骤、如何处理数据等。实验原理的确定，要根据问题的要求和给出的条件，回顾分组实验和演示实验，寻找能够迁移应用的实验原理，寻找有关的物理规律，设法创设相关的物理情景，并根据已掌握的基本仪器核对是否能够测出必须测定的物理量。
设计性实验的一般方法与步骤：明确实验目的→设计实验原理→根据实验原理设计多种实验方案→对实验方案进行可行性分析，筛选确定最佳方案→根据所定方案选择实验器材→拟定实验步骤→对实验数据进行处理→得出实验结论，并进行误差分析。值得一提的是，依据不同的实验原理选择不同的实验方案时，应遵循科学性，可行性，精确性，简便直观性这四条基本原则。
【例12】从下列实验器材中选出适当的器材，设计测量电路来测量两个电流表的内阻，要求方法简捷，操作方便，可进行多次测量并有尽可能高的测量精度。
（A）待测电流表A1，量程40mA，内电阻约几十Ω
（B）待测电流表A2，量程30mA，内电阻约几十Ω
（C）电压表V，量程15V，内阻rV=15kΩ
（D）电阻箱R1，阻值范围0—9999.99Ω
（E）电阻箱R2，阻值范围0—99.99Ω
（F）滑动变阻器R3，阻值范围0—150Ω，额定电流1.5A
（G）滑动变阻器R4，阻值0—20Ω，额定电流2A
（H）电阻R0，阻值是40Ω，功率是0.5W（作保护电阻用）
（I）电池组，电动势为12V，内电阻为0.5Ω
此外还有单刀开关若干和导线若干，供需要选用。
（1）请设计一个测量电路，画出电路图。
（2）选出必要的器材，用器材前的字母表示，有____________________。
（3）需要哪些物理量，写出和的表达式。
　　上述两个方案不可行的根本原因是电压表的量程太大，精度不符合要求，电压表在这个题中不能用，给出电压表是一个陷井，如果不加分析就会掉入这个陷井中。
　　设计方案三：电压表不能用，电压无法直接测量，但有两只电流表，怎么办呢？这时我们要另辟蹊径，由串并联电路的特点可知，并联电路电压相等，因此，可将两只电流表并联起来，得到如下图所示的方案：
（方案三）
　　这个方案可以测出两只电流表的电流、，由并联电路电压相等可知：
　　
　　上式中有两个未知量和，无法将它们都测出来，说明这个方案还不完善，还要修改。
　　设计方案四：由于方案三不能直接测出两只电流表的内阻，就要在两条支路中的任一条支路上串联一只电阻箱，为了方便操作，再在电阻箱的两端并联一只开关，得到如下图所示的方案：
（方案四）
　　　断开开关S2，调整电阻箱的阻值为R时，测得电流表的示数为和。
　　由欧姆定律得：
　
　　解得：
　　
　　在方案二中闭合并关S就变成方案一，断开开关S后，测出两只电压表的示数为、，电阻箱的示数为，由欧姆定律得：　　
　　由上述两式解得：　　
　　只要测出电压表的两次示数和电阻箱的示数，就可以测出两只电压表的内阻。
【例13】2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。 若图为某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线，其中RB、RO分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。
解析：（1）当B＝0.6T时，磁敏电阻阻值约为6×150Ω＝900Ω，当B＝1.0T时，磁敏电阻阻值约为11×150Ω＝1650Ω．由于滑动变阻器全电阻20Ω比磁敏电阻的阻值小得多，故滑动变阻器选择分压式接法；由于，所以电流表应内接．电路图如图所示．
（2）方法一：根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为：，，，
，，
故电阻的测量值为（1500－1503Ω都算正确．）
由于，从图中可以读出B＝0.9T
(六)关于探究性实验
在新课程实施过程中，特别关注科学探究，过去的验证性实验改为了探究性实验。验证实验是知道结果，只是通过实验的方法去论证。如验证力的合成遵循平行四边行法则、研究牛顿第二定律。而探究实验是用实验的手段从未知到已知，用实验去探知结果。但不管是教学活动中的探究还是实验考查中的探究，其目的不是探究一个未知的结果，而是注意探究过程，学习科学探究方法，提高学生的科学素养。所以在复习此类型实验，要注重科学探究的方法，培养科学探究的能力。
实验探究一般分下面几个步骤，提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证评估。在09“说明”中提到“对结论进行一定的分析与评价。能在实验过程中，发现问题，提出问题，并制定解决方案。”
【例14】(上海07年的调研试卷)某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律，河中央流速最大，岸边速度几乎为零。为了研究河水流速与离河岸距离的关系，小明设计了这样的测量仪器：如图甲所示，两端开口的“L”形玻璃管的水平部分置于待测的水流中，竖直部分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足够长。当水流以速度v正对“L”形玻璃管的水平部分开口端匀速流动时，管内外水面高度差为h，且h随水流速度的增大而增大。为了进一步研究水流速度v与管内外水面高度差h的关系，该组同学进行了定量研究，得到了如下表所示的实验数据，并根据实验数据得到了v-h图象，如图丙所示。
v（m/s） 0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.45 3.00 3.16
h（m） 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40 0.50
【例15】如图所示为探究“水流射程与排水孔高度的关系”的实验装置。
在一个一端开口的塑料筒侧壁的母线上钻一排小孔，使小孔间距相等。实验时将筒内注满水，并保持水面高度H不变，测出相应的高度h和射程S为
h/cm 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 20.0 25.0
S/cm 11.0 15.0 19.0 22.0 23.0 22.5 17.0 6.5
(1)根据此实验现象，请提出两个与此相关的问题：
①________________________________；
②________________________________；
(2)对你提出的问题进行认证。
这是一个开放性的问题，其目的是考查学生提问题与解决问题的能力。
参考答案：
(1) 根据此实验现象，请提出两个与此相关的问题：
①高度为多少的小孔喷出的水最远？
②从小孔喷出水的速度与小孔高度是什么关系？
③水平射程与小孔的高度是什么关系？
(2)对你提出的问题进行认证。
①可以通过作图得出，在h=13.6cm处水平距离最大，最大Sm=23.6cm。
由机械能守恒可得：
mg(H-h)=
所以：
③水流离开小孔后做平抛运动
当h=H/2时，S有最大值，Sm=H
（2）研究某种导电材料的用电器Z的导电规律时，利用如图（丙）所示的分压电路测得其电压与电流的关系如下表所示：
U (V) 0.40 0.60 1.00 1.20 1.50 1.60
I (A) 0.20 0.45 0.80 1.80 2.81 3.20
根据表中数据，可以判断用电器件Z可能由 材料组成；根据表中的数据找出该用电器件Z的电流随电压变化的规律是 ，具体的表达式为 ．
解析：右 ； ； 半导体材料；
【例18】（淮安）物体因绕轴转动时而具有的动能叫转动动能．转动动能的大小与角速度大小有关，为了探究转动动能的大小与角速度之间的定量关系，某同学设计了下列一个实验，即研究砂轮的转动．先让砂轮由电动机带动作匀速转动并测出其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，由于克服轮边缘的摩擦阻力做功，砂轮最后停下来，测出砂轮开始脱离动力到停止转动的圈数n，实验中得到几组n和ω的数值见下表：（砂轮直径d=10cm，转轴间摩擦力大小N）
n 5 20 80 180 320
ω/（rads-1） 0.5 1 2 3 4
Ek（J） ▲ ▲ ▲ ▲ ▲
（1）根据功能关系，请你帮他计算出砂轮每次脱离动力时的转动动能，并填 入表格内；
图5
图4
图3
a
V
A
b
c
图27
图26
图28
R2
R1
A
S
V1
图3
丙
R
t
OR
AR
R0
B
甲
A
R
Rg
R'
ε
r
乙甲R一、解读《2011说明》中实验部分的表述
1、“2011说明”对“实验与探究能力”的表述
08年实验能力要求 09年实验能力要求
能独立完成“知识内容表”中注明“实验、探究”的内容，明确实验目的，理解实验原理和方法，控制实验条件。会使用实验仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行一定的分析与评价。能在实验过程中，发现问题，提出问题，并制定解决方案。能运用已学过的物理理论、实验方法、实验仪器支解决问题，包括简单的设计性实验。 能独立完成“知识内容表”中注明“实验、探究”的内容，明确实验目的，理解实验原理和方法，控制实验条件。会使用实验仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行一定的分析与评价。能在实验过程中，发现问题，提出问题，对解决问题的方式和问题的答案推出假设；并制定解决方案。对实验结果进行预测。能运用已学过的物理理论、实验方法、实验仪器支解决问题，包括简单的设计性实验。
2、“2011说明”对实验考察内容作了调整
2011年的实验内容[]
1、速度随时间的变化规律 (必修1)
2、力的合成和分解 力的平行四边形定则 (必修1)
3、加速度与物体质量、物体受力的关系 (必修1)
4、验证机械能守恒定律 (必修2)
5、决定导体电阻的因素 (必修2)
6、描绘小灯泡的伏安特性曲线 (选修3-1)
7、测量电源的电动势和内电阻 (选修3-1)
8、用油膜法估测分子的大小 (选修3-3)
9、单摆的周期与摆长的关系 (选修3-4)
10、测定玻璃的折射率 (选修3-4)
11、验证动量守恒定律 (选修3-5)
删除的物理实验
恒力做功与物体动能变化的关系
新增物理实验
描绘小灯泡的伏安特性曲线
3、“2011说明”对实验器材与实验误差提出的要求
实验器材：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱，温度计（选修3-3）等。
实验误差与有效数字：认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差。
知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果，间接测量的有效数字运算不作要求。
实验考试形式与比例：简答题用于考查实验和选考内容实验（包含在以上各部分内容中）：15%左右。实验考查内容与相应知识考查内容融为一起，在必考模块中，一共列出了7个考查实验，在选考模块中共列出4个考查的实验。
二、对高考实验部分考察的理解
1、高中物理实验所涉及基本方法
围绕实验的设计原理、误差控制、数据处理三个环节，高中物理实验涉及的主要是以下方法：
二、控制实验误差
1．多次测量法。多次测量法减小偶然误差，这是所有实验必须采取的办法，也是做实验应具有的基本思想。
2．积累法。一些小量直接测量误差较大，可以累积起来测量，以减小误差。“用单摆测定重力加速度”的实验中，为了减小周期的测量误差，不是测量完成一次全振动的时间，而是测量完成30~50次全振动的时间。
三、处理实验数据
1．列表法。在记录和处理数据时，常常将数据列成表格。数据列表可以简单而又明确地表示出有关物理量之间的关系，有助于找出物理量之间规律性的联系．
2．作图法。用作图法处理实验数据是物理实验中最常用的方法之一，其优点是直观、简便且有取平均的效果。可以由图线的斜率、截距、包围面积等研究出物理量之间的关系，找出规律。作图的规则：
3．平均值法。现行教材中只介绍算术平均值，即把测定的数据相加求和，然后除以测量的次数．必须注意的是，求平均值时应该按测量仪器的精确度决定应保留的有效数字的位数。
4．逐差法。这就是用打点计时器打出的纸带计算加速度时用到的方法，这种方法充分利用了测量数据，具有较好的取平均的效果。
2、高中物理实验复习值得思考的环节
（1）考试说明中精选实验，突出了复习的重点。实验条目后冠以“（实验、探究）”，说明实验具备更多的能力要求或可以考查的途径。
（2）所列实验与传统的实验器材不一定一一对应。实验器材不再局限于传统的学生实验器材或演示器材，实验的复习教学应关注DIS数字实验系统给中学实验带来的显著变化。
(3)对实验技能和方法的考查更加突出，要求对实验原理有更高层次的领悟才能正确迁移和运用。要引导学生认真做好实验方法的总结。例如“留迹法”是力学实验中常用的方法之一，打点计时器的使用、研究平抛运动、验证动量守恒，还有演示实验中的频闪照片等等都是“留迹法”。
（4）可以利用实验录像，帮助学生复习实验
一、理解仪器的工作原理。这能使我们灵活的使用仪器和分析问题。例如，理解10分度的游标卡尺，也就能理解和使用20分度和50分度的游标卡尺。
二、熟悉仪器使用时的注意事项。这往往是高考实验题的考点。注意事项一般是这样几方面：①可能危及仪器安全的。如：螺旋测微器，在小砧快接触工件时，应改用微调旋钮，以免损坏精密螺杆。②可能增大误差的。如使用螺旋测微器，读数时要注意半毫米刻度；测量仪器使用前，要调整零位（如弹簧秤、各种电表）。③使用时容易忽略的。最容易忽略的是仪器使用前的调整和使用后的复位。如：使用欧姆表，要机械调零和电阻档调零，换档后要重新进行电阻档调零，使用完毕要复位。
三、选择适当的量程。大的量用小量程，会损毁仪表；小的量用大量程，会增大误差。选择量程的原则是：在测量值不超过量程的前提下，选用尽量小的量程；在完全不清楚测量值的情况下，试用最大量程，再视情况逐渐减小量程。如电流表和电压表一般要求指针能偏转到刻度盘的以上；欧姆表指针应在范围内，为刻度盘中心阻值。
量的数据在小数点后均保留两位。
●最小分度是"2"或"5"的仪器，分别按二分之一或五分之一估读。如学生用的电流表0.6A量程，最小分度为0.02A，误差出现在安培的百分位，只读到安培的百分位，估读半小格，不足半小格的舍去，超过半小格的估读，以安培为单位读数时，百分位上的数字可能为0、1、2……9；学生用的电压表为15V量程，最小分度为0.5V，测量误差出现在伏特的十分位上，只估读到伏特的十分位，估读五分之几小格，以伏特为单位读数时，十分位上的数字可能为0、1、2……9。
例如：图4电流表的最小刻度为0.02A，所以按二分之一估读，因此可以认为在0.14与0.16之间，所以读数为0.15A。图5电压表的最小刻度为0.5V，按五分之一估读，指针可以认为在3.5到4.0间的五分之二，所以读数为3.7V。
●下列仪器在最小分度间不进行估读：游标卡尺只要求读数是游标最小分度值的整数倍；机械秒表和指针式电子秒表在最小分度间不进行估读；欧姆表的刻度因不均匀，一般不要求估读，，指针靠近哪条刻度线，就读哪条刻线的数值。
【例1】用10分度的游标卡尺测量一个物体的长度(如图所示)，首先读出游尺上的零所对应主尺上的精确读数1.2cm，再通过主尺上的刻度线与游尺上对齐的该度读数小数点后的第二位0.03cm，则该物体的长度为1.23cm，这里没有估计值。
●数值表示的标准形式
数值表示的标准形式是用10的方幂来表示其数量级。前面的数字是测得的有效数字，并只保留一位数在小数点的前面。如3．3×105m 8．25×10—3kg等。
六、在“09说明”中没有提及的仪器
在“说明”中没有提出的仪器，如光电门、传感器等，这些仪器没有在“说明”中明确要求，但不等于在试题中不能出现。如果出现这些仪器，一般不会要求学生去使用，通常作为题目的背景。如果要求了解其原理，题干中一定会详细说明。
2、间接测量的物理量
有些物理量不能由测量仪器直接测量，这时，可利用待测量和可直接测量的基本物理量之间的关系，将待测物理量的测量转化为基本物理量的测量。
模块 待测物理量 基本测量方法
力学 速度 ①利用纸带，；②利用平抛，[][]
加速度 ①利用纸带，逐差法；②利用单摆
功 根据转化为测量m、v
电学 电阻（精确测量） ①根据转化为测量U、I（伏安法）；②电阻箱（半偏、替代）
电功率 根据P=UI转化为测量U、I
电源电动势 根据E＝U＋Ir转化为测量U、I 然后联立方程求解或运用图像处理
电压表：代号V，量程3V，内阻15kΩ；
电流表：代号A1，量程3A，内阻0.2Ω；
电流表：代号A2，量程300mA，内阻1Ω；
变阻器：代号R1，1～1000Ω，额定电流0.3A；
变阻器：代号R2，1～50Ω，额定电流1A；
电池组：代号E，电动势3V，内阻0.3Ω；
开关，代号K，以及导线若干。
为了精确测定该电阻器(代号Rx)的电阻，要求测出一组包括0在内的电压和电流数据，为了实验能正常进行，并尽量减小测量误差，而且要求滑动变阻器使于调节，则电流表应选用__________(填代号，下同)，变阻器应选用__________。
该题用的是分压电路，则待测电阻上的电压最大可以调节到3V，及电阻上的最大电流可能达到0.6A，电流表如果选择A1，最大电流只能偏转五分之一，而选用A2电流表，电阻中的最大电流将超出电流表的量程，这里出现了矛盾。根据题目的要求“为了精确测定该电阻器(代号Rx)的电阻，要求测出一组包括0在内的电压和电流数据，为了实验能正常进行，并尽量减小测量误差……”，只有控制滑线变阻器，使得待测电阻上的电流不超过300mA进行实验，所以电流表选择A2。
4．实验电路的选择
方法二：在、均不知的情况下，可采用试触法，即试接通电路，观察先后两次试触时两电表示数的变化情况，如果电流表示数比电压表示数变化明显，即>，说明电压表分流作用大，应采用内接法；如果电压表示数比电流表示数变化明显，即<，说明电流表分压作用大，应采用外接法．
方法三：基于误差分析基础上对实验电路的选择
在《测定电源电动势与内阻》实验中，该实验原理是通过全电路欧姆定律，即，通过测定电源的路端电压与电源电流，运用U-I图象求电源电动势与内阻。
而式中的U与I应该是电源两端的电压与电源中的电流，但在实际电路中电压与电流不可能同时为电源的。如左图24连接，电压是电源的，而电流小于电源电流；在图25电路中，电流是电源的，而电压小于电源两端的电压。这就带来了测量中的误差。这两种连接电路所测得的电源电动势与内阻的值比电源实际是大还是小，分析方法对学生来讲是难点。
分析方法一：用图象法。
假设电压表是理想电压表(内阻无穷大)，电流表为理想电流表(内阻为零)，那电压表与电流表的读数均为电源的，根据测量的数据作出的U-I图象，纵坐标的截距为电源电动势的真实值，斜率为电源内阻的真实值。如图26所示。
图24电路的电表为实际电表，电流表中的电流仍为电源电流，但电压小于电源两端电压，与电源两端电压差值为电流表两端的电压，即，当I=0时，差值为零，因此用该电路测得的电压与电流所画出的U-I图线如图27虚线所示，虚线图所测量的电动势与内阻为实际电路的测量值。由图可知，电源电动势的测量值等于电源电动势的真实值，而内阻的测量值大于电源内阻的真实值。
电源内阻的测量值等于电源的电动势与短路电流的比值，即图24电路中电压为零时为短路，短路电流，所以电源内阻的测量值，因此，内阻相对误差的大小决定于RA与r的比值，当RA比r小得多时，内阻的相对误差就比较小。
同样的道理，在图25电路中，电压是电源的，电流比电源电流小，差值，当电压为零时，因此，实际测量电压值与电流值所描绘的图线如图28虚线所示。由图可知，电动势的测量值小于真实值，而内阻的测量值也小于真实值。
误差的大小决定于电流表读数为零时，电压表的读数与电源电动势的差值。此差值，即当RV>>r时，电动势与内阻误差均很小。
【例4】(江苏卷第12题)要描绘某电学元件（最大电流不超过6mＡ，最大电压不超过7Ｖ）的伏安特性曲线，设计电路如图所示，图中定值电阻R为1KΩ，用于限流；电流表量程为10mＡ，内阻约为５Ω；电压表（未画出）量程为10Ｖ，内阻约为10KΩ；电源电动势Ｅ为12Ｖ，内阻不计。
（１）实验时有两个滑动变阻器可供选择：
　　　a、阻值０到200Ω，额定电流0.3Ａ
　　　b、阻值０到20Ω，额定电流0.5A
本实验应选的滑动变阻器是____（填“a”或“b”）
（２）正确接线后，测得数据如下表
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０
U（Ｖ） ０.00 3.00 6.00 6.16 6.28 6.32 6.36 6.38 6.39 6.40
I（mＡ） 0.00 0.00 0.00 0.06 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 5.50
【例5】电流表的内阻在0.1 Ω---0.2 Ω之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下：A、待测电流表A1（量程0.6A）；B、电压表V1（量程3V，内阻约为2kΩ）；C、电压表V2
（量程15V，内阻约为10 kΩ）；D、滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω）；E、定值电阻R2（阻值5 Ω）；F、电源E（电动势4V）；G、电键S及导线若干。
(1)、电压表应选 。
(2)、画出实验电路图，如测得电压表的读数为U，电流表的示数为I，则电流表A1的内阻的表达式为：RA= 。
分析与解答：
仪器的选择。很明显，电源的电动势只有4V，如果选择量程为15V电压表V2，则电压表最大的示数不足满偏的1/3，读数误差较大，因此应选择量程为3V的电压表V1。
电路的设计。因为有电压表和电流表，要测电流表的内阻，首先想到的是将电压表直接接在是流表的两端，由欧姆定律可求出电流表的内阻。但由于本题中电流表的内阻很小，在0.1 Ω---0.2 Ω之间，因此电流表两端的电压也很小，最大为0.12V，这样用最小量程为3V的电压表无法准确读数，所以应将阻值为5 Ω定值电阻R2串联在电流表中，这样欧姆定律算出的电阻便是定值电阻及电流表内阻之和，即。电路图如图3所示。
（二）打点计时器系列实验中纸带的处理
⑴若、、、、、基本相等，则可判定物体在实验误差范围内作匀速直线运动。
⑵设△s1=－，△s2=－，△s3=－，△s4=－，△s5=－
若△s1、△s2、△s3、△s4、△s5基本相等，则可判定物体在实验误差范围内作匀变速直线运动。
⑶测定第n点的瞬时速度。物体作匀变速直线运动时，在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。即测出第n点的相邻的前、后两段相等时间T内的距离，由平均速度公式就可求得，如上图中第4点的瞬时速度为：。
⑷测定作匀变速直线运动物体的加速度，一般用逐差法求加速度。将如上图所示的连续相等时间间隔T内的位移、、、、、分成两组，利用可得：、、，再算出的、、平均值，即：就是所测定作匀变速直线运动物体的加速度。若为奇数组数据则将中间一组去掉，然后再将数据分组利用逐差法求解。
●验证机械能守恒定律实验
③伏安法：伏安法的测量依据是欧姆定律（包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律），需要的基本测量仪器是电压表和电流表，当只有一个电表（或给定的电表不能满足要求时），可以用标准电阻（电阻箱或一个定值电阻）代替；当电表的内阻已知时，根据欧姆定律I=U/R电压表同时可以当电流表使用，同样电流表也可以当电压表用。
④半偏法：
①D、C、F②5.0V ④15Ω
【例8】如右图所示为一测电流表内阻的实验电路图，其中电压表V（量程足够大）用来测量电阻箱R与被测电流表G串联电路的端电压。在保持恒定的条件下，调节电阻箱，使被测电流表的指针偏转到满量程处，记下此时电阻箱的阻值；然后再调节电阻箱，使被测电流表指针偏转到其量程的一半，记下此时电阻箱的阻值。
① 计算被测电流表的内阻的公式是＝____。
② 用线表示导线，按甲图把乙图所示实验器材连接起来。（导线不得交叉）
(1) 半偏(或＂满刻度的一半＂)
　 　(2)500 偏小 (4)9500
（四）关于电源的电动势和内电阻的测量
①用一只电压表和一只电流表测量
我们可以用电压表测电压，电流表测电流，但需注意的是题给电压表的量程只有，而路端电压的最小值约为，显然不能直接把电压表接在电源的两端测路端电压。依题给器材，可以利用固定电阻分压（即可以把它和电源本身的内阻共同作为电源的等效内阻“”），这样此电源的“路端电压”的最小值约为，就可直接用电压表测“路端电压”了，设计实验电路原理图如图1所示。
调节滑动变阻器测两组电压和电流分别代入（1）（2）两式，得：，。（说明：此种方法所测偏小，偏小）
②可用一只电流表和一只电阻箱测量
③可用一只电压表和一只电阻箱测量
④用两只电压表测量
【例10】在“测定电源电动势和内阻”的实验中，除待测电源（，），足够的连接导线外，实验室仅提供：两只量程合适的电压表、及的内阻，一只单刀双掷开关。
（1）画出实验原理图；
（2）写出用测量值表示的电源电动势和内阻的表达式，并注明式中量的含义。
⑤用两只电流表测量
【例11】在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
①干电池（电动势约为，内电阻约为）；
②电流表（满偏电流，内阻）；
③电流表（量程，内阻约为）；
④滑动变阻器（，）；
⑤滑动变阻器（，）；
⑥定值电阻；
⑦开关和导线若干。
（1）为了能准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是___________。（填写数字代号）
（2）请画出实验原理图。
解析：由闭合电路欧姆定律可知，只要能测出两组路端电压和电流即可，但题目中只给出两个电流表且其中一个电流表的内阻已知，可以把内阻已知的电流表和定值电阻串联改装成一个电压表。为了减少误差，滑动变阻器需选，设计实验原理图如图5所示。
分别测两组电流表和的读数，即有，
可得，。
说明：此种方法测得的电动势和内阻均无系统误差。
(五)关于设计性实验
1．设计原则
（1）正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。
（2）安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流。
（3）方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。
（4）精确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。
2．设计思路
实验设计可用下面的框图表示
解决设计型实验问题的关键是确定实验的原理，它是进行实验设计的根本依据和起点，它决定应当测量那些物理量、如何安排实验步骤、如何处理数据等。实验原理的确定，要根据问题的要求和给出的条件，回顾分组实验和演示实验，寻找能够迁移应用的实验原理，寻找有关的物理规律，设法创设相关的物理情景，并根据已掌握的基本仪器核对是否能够测出必须测定的物理量。
设计性实验的一般方法与步骤：明确实验目的→设计实验原理→根据实验原理设计多种实验方案→对实验方案进行可行性分析，筛选确定最佳方案→根据所定方案选择实验器材→拟定实验步骤→对实验数据进行处理→得出实验结论，并进行误差分析。值得一提的是，依据不同的实验原理选择不同的实验方案时，应遵循科学性，可行性，精确性，简便直观性这四条基本原则。
【例12】从下列实验器材中选出适当的器材，设计测量电路来测量两个电流表的内阻，要求方法简捷，操作方便，可进行多次测量并有尽可能高的测量精度。
（A）待测电流表A1，量程40mA，内电阻约几十Ω
（B）待测电流表A2，量程30mA，内电阻约几十Ω
（C）电压表V，量程15V，内阻rV=15kΩ
（D）电阻箱R1，阻值范围0—9999.99Ω
（E）电阻箱R2，阻值范围0—99.99Ω
（F）滑动变阻器R3，阻值范围0—150Ω，额定电流1.5A
（G）滑动变阻器R4，阻值0—20Ω，额定电流2A
（H）电阻R0，阻值是40Ω，功率是0.5W（作保护电阻用）
（I）电池组，电动势为12V，内电阻为0.5Ω
此外还有单刀开关若干和导线若干，供需要选用。
（1）请设计一个测量电路，画出电路图。
（2）选出必要的器材，用器材前的字母表示，有____________________。
（3）需要哪些物理量，写出和的表达式。
分析：本题要求先设计实验电路方案，再选出必要的器材，最后根据欧姆定律计算出电流表内阻的表达式。
　　　　这个方案原理上也是可行的，但是电压表的量程是15V，每一小格的示数是0.5V，电压表的读数误差最大可为0.5V，而电流表中的电流最大只有30～40mA，测出电阻的误差就有几十欧姆，误差太大，这个方案也不行。
　　上述两个方案不可行的根本原因是电压表的量程太大，精度不符合要求，电压表在这个题中不能用，给出电压表是一个陷井，如果不加分析就会掉入这个陷井中。
　　设计方案三：电压表不能用，电压无法直接测量，但有两只电流表，怎么办呢？这时我们要另辟蹊径，由串并联电路的特点可知，并联电路电压相等，因此，可将两只电流表并联起来，得到如下图所示的方案：
（方案三）
　　这个方案可以测出两只电流表的电流、，由并联电路电压相等可知：
　　
　　上式中有两个未知量和，无法将它们都测出来，说明这个方案还不完善，还要修改。
　　设计方案四：由于方案三不能直接测出两只电流表的内阻，就要在两条支路中的任一条支路上串联一只电阻箱，为了方便操作，再在电阻箱的两端并联一只开关，得到如下图所示的方案：
（方案四）
　
（2）由上面的分析可知，实验器材应选择：A、B、E、G、H、I
　　（3）开关S2闭合时，测得电流表的示数I1和I2；
　　由欧姆定律得：
　　
　　断开开关S2，调整电阻箱的阻值为R时，测得电流表的示数为和。
　　由欧姆定律得：
　
　　解得：
　　
　　由于两只电压表的示数、可以直接读出，由欧姆定律得：　
　　上式中有两个未知量，无法都有测出来，与上题相似，在任意一只电压表的两端并联一只电阻箱就可以解决问题，得到如下图所示的方案：
（方案二）
　　在方案二中闭合并关S就变成方案一，断开开关S后，测出两只电压表的示数为、，电阻箱的示数为，由欧姆定律得：　　
　　由上述两式解得：　　
　　只要测出电压表的两次示数和电阻箱的示数，就可以测出两只电压表的内阻。
（2）正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：
1 2 3 4 5 6
U（V） 0.00 0.45 0.91 1.50 1.79 2.71
I（mA） 0.00 0.30 0.60 1.00 1.20 1.80
根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB= ，结合图可知待测磁场的磁感应强度B＝ T。
（3）试结合图1简要回答，磁感应强度B在0～0.2T和0.4～1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？
（4）某同学查阅相关资料时看到了图5所示的磁敏电阻在一定温度下
的电阻-磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论？
解析：（1）当B＝0.6T时，磁敏电阻阻值约为6×150Ω＝900Ω，当B＝1.0T时，磁敏电阻阻值约为11×150Ω＝1650Ω．由于滑动变阻器全电阻20Ω比磁敏电阻的阻值小得多，故滑动变阻器选择分压式接法；由于，所以电流表应内接．电路图如图所示．
点评：本题以最新的科技成果为背景，考查了电学实验的设计能力和实验数据的处理能力．从新材料、新情景中舍弃无关因素，会看到这是一个考查伏安法测电阻的电路设计问题，及如何根据测得的U、I值求电阻．第（3）、（4）问则考查考生思维的灵敏度和创新能力．总之本题是一道以能力立意为主，充分体现新课程标准的三维目标，考查学生的创新能力、获取新知识的能力、建模能力的一道好题．
(六)关于探究性实验
在新课程实施过程中，特别关注科学探究，过去的验证性实验改为了探究性实验。验证实验是知道结果，只是通过实验的方法去论证。如验证力的合成遵循平行四边行法则、研究牛顿第二定律。而探究实验是用实验的手段从未知到已知，用实验去探知结果。但不管是教学活动中的探究还是实验考查中的探究，其目的不是探究一个未知的结果，而是注意探究过程，学习科学探究方法，提高学生的科学素养。所以在复习此类型实验，要注重科学探究的方法，培养科学探究的能力。
实验探究一般分下面几个步骤，提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证评估。在09“说明”中提到“对结论进行一定的分析与评价。能在实验过程中，发现问题，提出问题，并制定解决方案。”
（2）现利用上述测速器，由河流南岸开始，每隔1 m测一次流速，得到数据如下表所示：根据v和h之间的关系完成上表的最后一行，对比上表中的数据，可以看出河中水流速度v与离南岸的距离x的关系为___________。
测试点离岸距离x/m 0 1 2 3 4 5 6
管内外液面高度差h/cm 0 0.8 3.2 7.2 12.8 20.0 28.8
相应的水流速度v/ms-1
此题的第(1)问是考查科学探究中的猜想与假设，并通过对测量数据进行论证。第(2)问是通过前面的论证，推导出速度与高度的函数关系(物理规律)，再求不同位置水流的速度。由该题看出，得出速度与高度的关系并不是唯一考查内容，而考查了探究过程中的某些要素。
③水流离开小孔后做平抛运动
当h=H/2时，S有最大值，Sm=H
【例17】用“伏安法”测电阻一般有电流表外接与电流表内接两种方法，因为电流表和电压表本身不是理想电表，这两种线路都存在系统误差．为使待测电阻Rx的测量值尽可能精确，除电压表、滑动变阻器R2、电源、开关、导线外，再给你一个标准电阻箱R1，现设计有两种测量电路（如图甲、乙）．
（1）你认为这两种电路是否也存在系统误差？为什么？
（2）简要说明甲电路的测量主要步骤．
（3）你认为两种电路中哪种电路测量的误差较小？这是什么误差？你认为误差较小的电路，R2阻值大小和电源电压大小对误差是否有影响？说明理由．
图5
图4
图3
a
V
A
b
c
图24
图25
图27
图26
图28
R2
R1
A
S
V1
图3
图5
（甲）
1
2
RX
R1
V
R2
R2
（乙）
RX
R1
1
2
V
Rx
Rx
R1
R1
R2
R2
E
E
S
S1.（08年全国卷1）如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1＞m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律。
______________________________________________________________________________。
2.（08年全国卷2）某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径，测微器的示数如图所示，该铜丝的直径为__________mm．
答案：4.953
3.（08年北京卷）某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端挂一个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2;……;挂七个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2。
①下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是 和 ．
测量记录表：
代表符号 L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7
刻度数值/cm 1．70 3．40 5．10 8．60 10．3 12．1
②实验中，L3和L2两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。
③为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：
。
请你给出第四个差值：dA= ＝ cm。
④根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量。用d1、d2、d3、d4
表示的式子为：＝ ，
代入数据解得＝ cm。
⑤计算弹簧的劲度系数k＝ N/m。（g取9．8m/s2）
5.（08年天津卷）(某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出L一T2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图所示。他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为g= 。请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将 。(填“偏大”、“偏小”或“相同”)
6.（08年四川卷）一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。盘边缘上固定一竖直的挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图1 所示。图2为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上。若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮住的时间。
挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图3所示。圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图4所示。由图可知，
（l）挡光片的宽度为_____________mm。
（2）圆盘的直径为_______________cm。
（3）若光电数字计时器所显示的时间为50.0 ms，则圆盘转动的角速度为_______弧度/秒（保留3位有效数字）。
8.（08年江苏卷）某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．弧形轨道末端水平，离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s．
(1)若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2＝　　　　　　(用H、h表示)．
(2)该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：
h(10－１m) 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
s2 (10－１ｍ２) 2.62 3.89 5.20 6.53 7.78
请在坐标纸上作出s2--h关系图．
(3)对比实验结果与理论计算得到的s2--h关系图线(图中已画出)，自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率 (填“小于”或“大于”)理论值．
(4)从s2--h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是 ．
9.（08年重庆卷）某实验小组拟用如图1所示装置研究滑块的运动.实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、带滑轮的木板，以及由漏斗和细线组成的单摆等.实验中，滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时单摆垂直于纸带运动方向摆动，漏斗漏出的有色液体在纸带带下留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置.
①在图2中，从 纸带可看出滑块的加速度和速度方向一致.
②用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有： 、 （写出2个即可）.
10.（08年宁夏卷）物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。
（1）上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a= (保留三位有效数字)。
(2)回答下列两个问题：
①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有 。（填入所选物理量前的字母）
A.木板的长度l B.木板的质量m1
C.滑块的质量m2 D.托盘和砝码的总质量m3
E.滑块运动的时间t
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 。
（3）滑块与木板间的动摩擦因数＝ （用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）.与真实值相比，测量的动摩擦因数 （填“偏大”或“偏小” ）。写出支持你的看法的一个论据：
。
答案：(1)0.495~0.497m/s2
(2)① CD （1分）
(3)
解析：对纸带的研究直接利用逐差法取平均值计算加速度。
答案：（1）偏小（2）T′（或t、n）、θ， T′
解析：单摆摆长为摆线长度与小球半径之和，因该同学将偏小的摆长代入公式计算，所得重力加速度的测量值偏小于实际值；为验证该关系式，需要测量单摆在任意摆角θ时的周期T′，根据公式与图像的函数关系式可推导得到摆角θ=0时横轴的截距为T0。
13.（08年广东卷）某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50 Hz．
表1纸带的测量结果
测量点 S/cm r/(m·s-1)
0 0.00 0.35
A 1.51 0.40
B 3.20 0.45
C
D 7.15 0.54
E 9.41 0.60(共37张PPT)
高考物理力学实验
1.997(±0.001)　
1.094
　9.200
7.25
两细线的方向(或两力的方向),
O点的位置
F′
图5
答案　(1)AD　(2)见解析
答案　(1)1.66(或1.65)　(2)B　(3)AD
2.50
1.00
以题说法　本题考查了用平均速度法求某一点的瞬时速度．
D
AB
答案　(1)0.700　2.030　(2)2.02(或2.00～2.02)　1.21
D
9.4
受摩擦阻力、空气阻力的影响
图17
次数 F(N) (m2/s2) a(m/s2)
1 0.60 0.77 0.80
2 1.04 1.61 1.68
3 1.42 2.34
4 2.62 4.65 4.84
5 3.00 5.49 5.72
B
D
2.10
0.35
中学科月刊精品模概w
0
6cm
0123
25
3主尺
游标尺
F
甲
水平线
□L
□[
显示丿
2
cIm
光电计时器
0
光电
(a)
456
纸带电源插头
E
车打点计时器
砝码砝码
5
单位
乙
平行桌面的细线
A
B
水平桌
乙
入
纪教育网(
)全国最大的中小学教育资源网
2我有
①上21世纪教育网下精品教学资源
挡光片、不
长木板
电火花计时器
圆形卡纸
动机底座
乙
25
m
5
ll
A
D
打点计时器滑块细线滑轮
纸带
长木板
水平实验
沙桶
2
2
h
B
2
2
C
D
速度传感器拉力传感器速度传感器
理论
6.0
5.0
FN
理论
6.0
0
0
3.0
2.0
O0.51.01.5202.53.0一、选择题
1.（09·广东理科基础·17）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。下列表述正确的是 （ B ）
A．a的原长比b的长
B．a的劲度系数比b的大
C．a的劲度系数比b的小
D．测得的弹力与弹簧的长度成正比
A．实验时应先放开纸带再接通电源
B．(S6一S1)等于(S2一S1)的6倍
C．从纸带可求出计数点B对应的速率
D．相邻两个计数点间的时间间隔为0．02s
解析：在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验时应先接通电源再放开纸带，A错。根据相等的时间间隔内通过的位移有，可知(S6一S1)等于(S2一S1)的5倍，B错。根据B点为A与C的中间时刻点有，C对；由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出,所以时间间隔为0.1s，D错。
3.（09·全国卷Ⅰ·23）（10分）某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。
实验步骤如下：
（2）测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示，读得d= 。
答案：（1）①；②；③；④；（2）3.62cm
解析：(1)物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,受重力、支持力、滑动摩擦力,如图所示① ；根据三角形关系可得到,②根据③根据运动学公式,有,即有；④根据牛顿第二定律,则有；(2) 在游标卡尺中，主尺上是3.6cm，在游标尺上恰好是第1条刻度线与主尺对齐，再考虑到卡尺是10分度，所以读数为3.6cm+0.1×1mm=3.61cm或者3.62cm也对。
（2）若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动。利用（1）中读取的数据， 求出小球从运动到所用的时间为______④__________s，小球抛出后的水平速度为________⑤__________（均可用根号表示）。
（3）已测得小球抛也前下滑的高度为0.50m。设和分别为开始下滑时和抛出时的机械能，则小球从开始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失，=________⑥__________%（保留两位有效数字）
答案：①0.61；②1.61；③0.60；④0.20；⑤3.0；⑥8.2；
5.（09·上海物理·17）（6分）如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。
（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS测小车的加速度。
（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。[]
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________________。
②（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是
A．小车与轨道之间存在摩擦 B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大 D．所用小车的质量太大
答案：（1）小车的总质量，小车所受外力，
（2）①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比，②C，
（1）若不计棉球在空中运动时的空气阻力，根据以上测得的物理量可得，棉球从B端飞出的速度v0＝________。
（2）假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值，不计棉球与管壁的摩擦，重力加速度g，大气压强p0均为已知，利用图B．中拟合直线的斜率k可得，管内气体压强p＝________。
（3）考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦，则（2）中得到的p与实际压强相比________（填偏大、偏小）。
答案：（1）l EQ \R() ，（2）p0＋，（3）偏小，
7.（09·上海·8）小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如下图所示。在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端。小明同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据。 （ D ）
实验次数 不同的挡光片 通过光电门的时间（s） 速度（）
第一次 I 0.23044 0.347
第二次 Ⅱ 0.17464 0.344
第三次 Ⅲ 0.11662 0.343
第四次 Ⅳ 0.05850 0.342
则以下表述正确的是
①四个挡光片中，挡光片I的宽度最小
②四个挡光片中，挡光片Ⅳ的宽度最小
③四次实验中，第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度
④四次实验中，第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
9.（09·安徽·21. Ⅲ ）（6分）探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所师，实验主要过程如下：
（1）设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……；
（2）分析打点计时器打出的纸带，求
出小车的速度、、、……；
（3）作出草图；
（4）分析图像。如果图像是一条直线，表明∝；如果不是直线，可考虑是否存在∝、∝、∝等关系。
以下关于该试验的说法中有一项不正确，它是___________。
A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……。所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行是实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、……。
B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。
C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小。
D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。
III答案：D。
解析：本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系。这个速度是指橡皮绳做功完毕时的速度，而不整个过程的平均速度，所以D选项是错误的。
解析：本题考查用打点计时器测重力加速度。涉及器材的选取和用图像处理数据的方法。
①打点计时器需接交流电源。重力加速度与物体的质量无关，所以不要天平和砝码。计算速度需要测相邻计数的距离，需要刻度尺，选D。
②由公式，如绘出图像，其斜率也等于重力加速度。
11.（09·四川·（2）气垫导轨(如图甲)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力。为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动。图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为_________、_________，两滑块的总动量大小为_________；碰撞后两滑块的总动量大小为_________。重复上述实验，多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证。
12.（09·重庆·22）（19分）（1）某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作，请判断是否恰当（填 “是”或“否”）。
①把单摆从平衡位置拉开约5°释放；
②在摆球经过最低点时启动秒表计时；
③骨秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期。
该同学改进测量方法后，得到的部分测量数据见表。用螺旋测微器测量其中 一个摆球直径的示数见题22图1.该球的直径为 mm。根据表中 数据可以初步判断单摆周期随 的增大而增大。
14.（09·浙江·22．Ⅱ）（9分）（1）在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。测量方法正确的是__________（选填“甲”或“乙”）。
（2）实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图乙所示，则该单摆的振动周期为 。若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将 (填“变大”、“不变”或“变小”)，图乙中的△t将 (填“变大”、“不变”或“变小”)。
15.（09·江苏物理·11）（10分）“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。
（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=______m/s2.（结果保留两位有效数字）
（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：
解析：（1）处理匀变速直线运动中所打出的纸带，求解加速度用公式，关键弄清公式中各个量的物理意义，为连续相等时间内的位移差，t为连需相等的时间间隔，如果每5个点取一个点，则连续两点的时间间隔为t=0.1s，（3.68-3.52）m，带入可得加速度=0.16m/s2。也可以使用最后一段和第二段的位移差求解，得加速度=0.15m/s2.
（2）根据图中的数据，合理的设计横纵坐标的刻度值，使图线倾斜程度太小也不能太大，以与水平方向夹角45°左右为宜。由此确定F的范围从0设置到1N较合适，而a则从0到3m/s2较合适。设好刻度，根据数据确定个点的位置，将个点用一条直线连起来，延长交与坐标轴某一点。如图所示。
（3）处理图象问题要注意图线的斜率、交点、拐点、面积等意义，能正确理解这些量的意义则很多问题将会迎刃而解。与纵坐标相交而不过原点，该交点说明当不挂砝码时，小车仍由加速度，即绳对小车仍有拉力，从此拉力的来源考虑很容易得到答案，是因为砝码盘的重力，而在（2）问的图表中只给出了砝码的总重力，而没有考虑砝码盘的重力。
17.（09·广东物理·15）（10分）某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”，如图12，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小。小车中可以放置砝码。
（1）实验主要步骤如下：
①测量________和拉力传感器的总质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；
②将小车停在C点，__________，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。
表1 数据记录表
次数 M/kg |v22－v21| /(m/s)2 △E/J F/N W/J
1 0.500 0.760 0.190 0.400 0.200
2 0.500 1.65 0.413 0.840 0.420
3 0.500 2.40 △E3 1.220 W3
4 1.000 2.40 1.20 2.420 1.21
5 1.000 2.84 1.42 2.860 1.43
答案：（1）①小车、砝码 ②然后释放小车 ③减少砝码 （2）0.600 0.610
解析：（1）略；（2）由各组数据可见规律，可得△E3=0.600；观察F-W数据规律可得数值上W=F/2=0.610;
（3）在方格纸上作出△E-W图线如图所示
18.（09·广东物理·16）（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图16所示。金属丝的直径是______。图15中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是________,其数值和单位为___________（保留三位有效数字）。
答案：⑴电路图如图所示
⑵③读出接入电路中的金属丝的长度
⑶1.63 电源的内阻与电阻箱
⑷0.200mm 金属丝的电阻率 1.54×10-7Ω·m
19.（09·宁夏·22）（4分）某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，示数如图。由图可读出= cm, =
答案：2.25 6
图12
W
mA
E,r
s
R0
Rx
图16