专题4：高中物理实验专题
人教版2020高中物理 专题4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系试题 新人教版必修1
4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系1．实验原理（1）保持不变，探究加速度跟合外力的关系。
（2）保持不变，探究加速度与质量的关系。
（3）作出a–F图象和a–1m图象，确定其关系。
2．实验器材小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、、、导线两根、纸带、、。
3．实验步骤（1）测量：用天平测量小盘和砝码的质量m′和小车的质量m。
（2）安装：按照如实验原理图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上（即不给小车牵引力）（3）平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能匀速下滑。
（4）操作：①小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上，先通电源后放开小车，取下纸带编号码。
②保持小车的质量m不变，改变砝码和小盘的质量m′，重复步骤①。
③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a。
④描点作图，作a–F的图象。
⑤保持砝码和小盘的质量m′不变，改变小车质量m，重复步骤①和③，作a–1m图象。
4．误差分析（1）因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的总重力m′g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力。
（2）摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差。
5．数据处理（1）利用及逐差法求a。
（2）以a为纵坐标，F为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成。
（3）以a为纵坐标，1m为横坐标，描点、连线，如果该线过原点，就能判定a与m成。
6．注意事项（1）平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力。
在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着打点的纸带匀速运动。
（2）不重复平衡摩擦力。
（3）实验条件：。
（4）一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通，后释放，且应在小车到达滑轮前按住小车。
高中物理会考实验(最全)
A O 高二物理会考题专题训练(实验、计算专题)基本实验：实验题一：“平行四边形定则”验证答：①两次应拉到同一位置（效果相同）②橡皮筋和弹簧测力计与纸面是平行的③本实验中用到的方法是：等效替代法1．在做《互成角度的两个力的合成》实验时，应特别注意如下事项： ①．在使用弹簧秤的时候，要使它的弹簧与木板平面_________； ②．两次测拉力时，一定要使橡皮条的结点拉到__________;③．在记录拉力的大小的同时，还要记下拉力的_________2．在“验证平行四边形定则”实验中，所采用的科学研究方法()A ．控制变量的方法B ．类比的方法C ．科学推理的方法D ．等效替代的方法3．在“验证平行四边形定则”实验中，F1和F2表示两个互成角度的力，F 表示由平行四边定则画出的合力，F 1表示根据“等效性”由实验方法得到的合力，如图符合事实的是（）实验二—“变速直线运动”验证（纸带的处理） 答：①单位一定要转化为国际单位②看清题目中两计数间的时间间隔是0.1s 、还是0.02s ③相关计算的两个公式：④1．电磁打点计时器是一种使用交流电的用于计时的仪器。
当电源的频率是50Hz 时，它每隔0.02秒打一次点。
2．电磁打点计时器是一种使用低压_____（填“交”或“直”）流电源的计时仪器。
3．关于打点计时器的使用，下列说法中不正确的是（）A ．打点计时器应用交流电源，交流电频率为50Hz ；B ．纸带必须穿过限位孔，并注意把纸带压在复写纸的下面；C ．为减小摩擦，每次测量应先将纸带理顺。
D ．要先释放纸带，后通电；4.如图所示是“研究匀变速直线运动”的实验中得到的一条纸带，舍去前面比较密集的点，从0点开始将每5个点取做1个计数点，量得s 1＝1.20cm ，s 2＝2.60cm ，s 3＝4.00cm ，那么小车的加速度a ＝＿＿＿＿m ／s 2；第2点的瞬时速度大小V 2＝＿＿＿＿m ／s 。
5、测定匀变速直线运动加速度的实验中所需的器材是电磁打点计时器、纸带、复写纸片、小桶小车、细绳、一端有滑轮的长木板、刻度尺、钩码、两根导线。
高中物理电学实验专题含答案(word版)
c.保持滑动变阻器阻值不变，调电阻箱阻值使电压表指针偏转满刻度一半，同时记下电阻箱阻值为
R0 ；
d.调滑动变阻器使电压表指针偏转满刻度；
e.将电阻箱阻值调到零； 按上述步骤得出电压表内电阻的测量值等于
________，__为减小误差，滑动变阻器应选 _______。__
(2) 采用图乙电路，要求两表示数适当，能尽量多取数据，电流表应选
_____，_ 电表内阻对电阻率的测量 ______影_响（选填 “有”或 “没有 ”）。
3
6．某学习小组用如图所示的电路测量电源的电动势和内阻，待测电池的电动势约为 0-9999 Ω，理想电压表的量程为 3V，定值电阻 R0=10.0 Ω
9V，变阻箱的量程为
(1) 图中电路不完整，应用导线将电压表正极与 _______连__接 (填 “a”或 “b”) (2) 实验时，应先将电阻箱的电阻调到 _________填(“最大 ”或“最小 ”)
D.定值电阻 R1=100 Ω， R2 =500 Ω， R3=1000 Ω；
E.滑动变阻器 R4=10 Ω， R5=1000 Ω，
(1) 采用图甲电路，从下面所列步骤中选出合理的步骤，按顺序排列为
___________。___
a.将变阻器滑动触头移到 b 端，闭合电键；
b.将变阻器滑动触头移到 a 端，闭合电键；
(3) 若将实验记录的电阻箱阻值 R 与对应的电压表读数 U 记录于表格，然后在平面直角坐标系内以
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
为纵坐
标， R 为横坐标，作出一条平滑直线，请用该直线的斜率
k 和纵轴截矩 b 定值电阻 R0 表达出电源电动势 E
和内电阻 r 的计算式： E=_______、_ r=_______。_（两空均用字母表示）
高中物理电学实验专题
12 电学物理实验1 用描迹法画出电场中平面上等势线实验所用的电流表是零刻度在中央的电流表，在实验前应先测定电流方向与指针偏转方向的关系：将电流表、电池、电阻、导线按图1或图2 连接，其中R 是阻值大的电阻，r 是阻值小的电阻，用导线的a 端试触电流表另一端，就可判定电流方向和指针偏转方向的关系。
该实验是用恒定电流的电流场模拟静电场。
与电池正极相连的A 电极相当于正点电荷，与电池负极相连的B 相当于负点电荷。
白纸应放在最下面，导电纸应放在最上面（涂有导电物质的一面必须向上），复写纸则放在中间。
2 伏安法测电阻1伏安法测电阻有a 、b 两种接法，a 叫(安培计)外接法，b 叫（安培计）内接法。
外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法；内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。
如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：如图将电压表的左端接a 点，而将右端第一次接b 点，第二次接c 点，观察电流表和电压表的变化，若电流表读数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。
（这里所说的变化大，是指相对变化，即ΔI /I 和ΔU/U ）。
（1）滑动变阻器的连接滑动变阻器在电路中也有a 、b 两种常用的接法：a 叫限流接法，b叫分压接法。
分压接法被测电阻上电压的调节范围大。
当要求电压从零开始调节，或要求电压调节范围尽量大时应该用分压接法。
用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；用限流接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。
（2）实物图连线技术无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好；对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可（注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处）。
对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的情况，将伏安法部分接入该两点间。
高中物理实验专题训练——观察电容器的充、放电现象
高中物理实验专题训练——观察电容器的充、放电现象一、实验题某同学用如图所示的电路观察电容器的充电放电现象。
所用器材有：电源E、电流表A、电压表V、电容器C、定值电阻R、单刀双掷开关S、导线若干。
（1）将图中的电流表换成电流传感器，可以在电脑端记录电流随时间变化的图线。
先将开关接1，待电路稳定后再接2。
已知电流从左向右流过电阻R时为正，则与本次实验相符的I-t图像是_________。
A. B.C. D.（2）将图中的电压表换成电压传感器，可以在电脑端记录放电过程中电压随时间变化的图线，如图所示。
已知开关接2瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为U m，利用数据处理软件得到U-t图线与坐标轴围成的面积为S0。
根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容C=_________。
（用题中已知物理量U m、R和S0表示）【答案】（1）A（2）S0U m R【解析】【小问1详解】第一次探究过程为先给电容器充电，后电容器通过R放电，给电容器充电过程中电流从左向右流过电阻R，即为正向电流，由于充电后电容器下极板带正电，电容器通过R放电时，电流从右向左流过电阻R，即为负。
故选A。
【小问2详解】根据I=q t变形可得q=It=U R t而U-t图像与坐标轴所围面积为S0，则q=S0 R故有S0=qR=C U m R 则电容为C=S0 U m R某同学用如图甲所示电路研究电容器的放电规律，先将开关S合向1，待电路稳定后再将开关S合向2，通过电流传感器描绘出电容器放电电流I随时间t变化的规律如图乙所示。
图甲中电源两端提供稳定电压U=6V，数出图乙中图线与两坐标轴所围区域方格数约为42。
（电流I表示单位时间内通过导体横截面的电荷量，即I=qt）（1）放电过程中，通过定值电阻R的电量为Q=______C，由此求得电容器的电容为C=______F。
（2）若仅将定值电阻换用更大阻值的电阻重新实验，则电容器放电的时间会______（填“变长”、“变短”或“不变”），在放电过程中，电容器两端的电压的减少量与电容器的带电量减少量的比值会______（填“变大”、“变小”或“不变”）。
高考物理实验专题 PPT课件 图文
作图的基本规则是：
(1)必须用坐标纸，并尽可能保证测量时的准确数字 在图上也是准确的．例如电流测量值为0.24A，0.2A 是准确的，图上应对应准确的分度0.2A，而0.04A是 估计的，在图中允许也是估计的，这样在作图时， 要充分考虑恰当地选取分度值． (2)图上要标明图名，坐标轴所代表的物理量及单位， 各分度值要用相应有效数字标明．
18. 测定玻璃的折射率 19. 用双缝干涉测光的波长
2. 要求从认识误差 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 少偶然误差；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。
2．能力要求 (1) 能 在 理 解 的 基 础 上 独 立 完 成 “ 知 识 内 容 表 ”中所列实验，能明确实验目的，能理解实验 原理和方法，能控制实验条件。
(2)会正确使用在这些实验中用过的仪器。 (3)会观察、分析实验现象，会记录、处理实 验数据，并得出结论。
(4)能灵活地运用已学过的物理理论、实验方 法和实验仪器去处理问题。
1. 滑动变阻器的
两种主要连接方式：
A
B
串联限流电路
并联分压电路——分压器
RX C (D)
RX
A
B
R
R
2. 变阻器的作用—— （1）保护电表不受损坏；
（2）改变电流电压值，多测量几次，求R X 的 平均值，减少误差。
分压接法和限流接法的比较：
※ 分压接法的优点是：电压变化范围大，附加功率损耗较大。
（一）掌握常用的物理仪器 应了解仪器的构造和原理，会正确操作和读 数，会用有效数字记录测量数据．
2020最新高中物理 重难点复习一本通 专题04 实验：研究匀变速直线运动通关检测1
专题04 实验：研究匀变速直线运动 1．在做“研究匀变速直线运动基本公式应用”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图1所示，并在其上取了A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220V 、50Hz 交流电源．（1）设电火花计时器的周期为T ， 计算F 点的瞬时速度F v 的公式为F v =________；（2）如果当时电网中交变电流的电压变成210V ，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________．（填“偏大”、“偏小”或“不变”）【答案】（1）6410d d T（2）不变2．如图甲所示是小格同学测定当地重力加速度的装置图，他进行了如下操作：他先安装好电磁打点计时器，打点计时器两个接线头与6V 、50Hz 交流电源相连将纸带固定上重锤，并穿过打点计时器的限位孔，用夹子夹住纸带上端待重锤稳定于图示位置，松开夹子后迅速接通电源打点，之后将打好点的纸带取下准备处理数据.（1）上述操作中不当之处有________（填正确答案标号）。
A ．打点计时器接在低压电源上了B ．打点计时器安装位置过高，使重锤初始位置离打点计时器太远C ．先放纸带后接通电源（2）小致同学按照正确的操作得到了.条较为理想的纸带， 选择某一点为0，依次每隔四个计时点取一个计数点编号为1、2、3、4、5......，由于不小心，纸带被撕断了，如图乙所示请在在B 、C 、D 三段纸带中选出从纸带A 上撕下的那段应该是________（填正确答案标号）（3）依据小致打出的纸带求得当地重力加速度大小为________m/s².（结果保留三位有效数字）【答案】（1）BC （2）D （3）9.72~9.74（3）根据2x aT ∆=得：29.74m/s g =【点睛】此题要求掌握匀变速直线的物体在根据连续相等时间内的位移之差是一恒量；根据2x aT ∆=求出物体的加速度；所以要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．3．打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题。
高中物理课本实验全
高中物理课本实验全
实验一：测量木块的密度
实验目的
通过测量木块的密度，学生可以了解物体密度的概念，并掌握密度计算的方法。
实验步骤
1. 准备一个木块和一个测量密度的；
2. 用天平测量木块的质量；
3. 将木块放入中，记录的初始体积；
4. 添加一定量的水到中，记录的末尾体积；
5. 使用公式计算木块的密度。
实验二：测量小车的加速度
实验目的
通过测量小车的加速度，学生可以了解力学中的运动和力的关系，并研究如何计算加速度。
实验步骤
1. 准备一个小车和一条光滑的倾斜面；
2. 将小车放在倾斜面上，并确保它处于静止状态；
3. 用尺子测量小车的起点和终点位置；
4. 通过计算公式计算小车的加速度。
实验三：测量电池的电动势
实验目的
通过测量电池的电动势，学生可以了解电压的概念，并掌握如何使用电动势计进行测量。
实验步骤
1. 准备一个电池和一个电动势计；
2. 将电动势计的正负极连接到电池的正负极；
3. 读取电动势计上的电动势数值。
实验四：测量光的折射角
实验目的
通过测量光的折射角，学生可以了解光的折射规律，并掌握如何使用折射仪进行测量。
实验步骤
1. 准备一个折射仪和一束光源；
2. 将光源对准折射仪，使光线通过折射仪的入口面；
3. 通过观察刻度盘上的指示，测量光的入射角和折射角。
......（以此类推，列出所有的高中物理课本实验）
以上是一份高中物理课本实验全的简要列表，希望对您有所帮助！。
高中物理重要实验讲解教案
高中物理重要实验讲解教案
实验名称：测量重力加速度
实验目的：通过实验测量重力加速度的数值，加深学生对于重力的理解。
实验原理：在地球表面附近，物体所受重力的大小可以通过重力加速度g来表示，g≈9.8 m/s²。
利用自由落体运动的规律可以测量重力加速度的大小。
实验器材：自由落体装置、计时器、测量尺、小球
实验步骤：
1. 将自由落体装置架设好，确保小球可以在装置上自由落下。
2. 在离开地面一定高度的位置释放小球，同时开启计时器。
3. 当小球落地时，停止计时器，记录下时间t。
4. 重复进行多次实验，取平均值为最终结果。
实验数据处理：
1. 计算小球自由落体的时间t。
2. 利用自由落体运动的公式：h = 1/2 * g * t²，求出重力加速度g的大小。
实验注意事项：
1. 实验过程中要注意安全，避免小球和仪器的损坏。
2. 实验结果应取多次实验的平均值，减少误差。
3. 实验结束后要及时清理仪器，保持实验台整洁。
实验结果分析：
通过实验测量得到的重力加速度应接近于地球表面的标准值9.8m/s²，如果实验结果有较大偏差，应检查实验操作是否正确并重新进行实验。
实验总结：
通过本次实验，我们成功测量了重力加速度的数值，加深了对重力的理解。
同时，实验过程中我们也学到了如何进行实验设计和数据处理的方法，提高了我们的实验能力。
愿同学们在未来的物理学习中能够不断探索、不断前进，掌握更多的物理知识。
高中物理电学实验专题（含答案）
物理电学实验专题一、伏安法测电阻及拓展1.下表中选出适当的器材，下表中选出适当的器材，试设计一个测量阻值约为试设计一个测量阻值约为15k Ω的电阻的电路。
的电阻的电路。
要求方法简捷，要求方法简捷，R X 两端电压能从0开始变化，要求有尽可能高的精确度。
电流表A 1：量程1mA 内阻约50Ω；电流表A 2：量程300A μ内阻约300Ω电流表A 3：量程100A μ内阻约500Ω；电压表V 1：量程10V 内阻约15K Ω固定电阻：R 0=9990Ω；电流表G ：I g =300A μ、R g =10Ω。
滑动变阻器R 1：阻值约50Ω；额定电流为1A滑动变阻器R 2：阻值约100K Ω额定电流为0.001A 电池组：E=3V ；内阻小但不可忽略；开关，导线若干2. 两块电压表测电阻用以下器材测量一待测电阻R x 的阻值（900～1000Ω）：电源E ，具有一定内阻，电动势约为9.0V ；电压表V 1，量程为1.5V ，内阻r 1＝750Ω；电压表V 2，量程为5V ，内阻r 2＝2500Ω；滑线变阻器R ，最大阻值约为100Ω；单刀单掷开关K ，导线若干。
（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的31，试画出测量电阻R x 的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。
（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。
（3）若电压表V 1的读数用U 1表示，电压表V 2的读数用U 2表示，则由已知量和测得量表示R x 的公式为R x ＝_________________。
3. 两块电流表测电阻从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A 1的内阻r 1。
要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。
器材代号规格电流表（A 1）量程100mA ，内阻r 1待测（约40Ω）电流表（A 2）量程500uA ，内阻r 2＝750Ω电压表（V ）量程10V ，内阻r 3=10k Ω电阻（R 1）阻值约100Ω，作保护电阻用滑动变阻器（R 2）总阻值约50Ω电池（E ）电动势1.5V ，内阻很小开关（K ）导线若干（1）画出电路图，标明利用器材的代号。
高中物理电学实验专题
高中物理电学实验专题(总10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--高中物理电学实验专题实验专题一：伏安法测电阻一. 伏安法测电阻基本原理伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律RUI，只要测出元件两端电压和通过的电流，即可由欧姆定律计算出该元件的阻值。
二．认识电流表和电压表：1.理想表：理想电流表内阻=0, 理想电压表内阻 =∞,用理想电表测量电路，对电路不产生影响。
2.实际表：实际电流表内阻很小，但不为零；实际电压表内阻很大，但不会是无穷大。
因此，电流表和电压表对测量电路造成影响，产生误差。
为了减小误差，必须考虑电流表和电压表的接法。
三．电流表的两种接法（一）电流表外接法1、电路如图所示电压表示数＝ R电流表示数＝＋＞测量值 ,小于R的真实值只有当R＜＜时，才有≈R,因此外接法适合测小电阻2、“小外”的含义：在实际应用中，如果推导整个过程很费时，若形象地用“小外”来描述电流表外接法的特点，学生记忆起来很方便。
“小外”含义：小电阻用外接法。
（二）电流表内接法 1.电路图如图所示 电压表示数＝＋电流表示数＝ R 测量值 ,大于R 的真实值 只有当R ＞＞时，才有≈R,因此外接法适合测大电阻2、“大内”的含义：在实际应用中，如果推导整个过程很费时，若形象地用“大内”来描述电流表外接法的特点，学生记忆起来很方便。
“大内”含义：大电阻用内接法。
四．电流表内、外接法的选择为了达到减小误差的目的，小电阻用电流表外接法，大电阻用电流表内接法。
但电阻阻值为多大算是大电阻电阻阻值大小依什么电阻为标准下面我们一起探讨：（一） 定量判定法：当被测电阻R 的大约值和R A 、R V 已知时，可用比较和大小来确定1. 若＞，则说明R 远大于，选用电流表内接法。
2. 若＞，则说明R 远小于, 选用电流表外接法。
3. 若＝ ，选用两种接法都可以。
（二）试触法：在利用伏安法测电阻的实验中，若不知道被测电阻的大约值，可借助试触法确定内、外接法.具体做法是:如图所示组成电路，其中电流表事先已经接好，拿电压表的一个接线柱去分别试触M 、N 两点，观察先后两次试触时两电表的示数变化情况，如果电流表的示数变化比电压表示数变化明显(即UU I I ∆>∆)，说明接M 点时电压表分流作用引起的误差大于接N 点时电流表分压作用引起的误差，这时应采用内接法(即电压表接N 点)；如果电压表的示数变化比电流表示数变化明显(即UU I I ∆<∆)，说明接N 点时电流表分压作用引起的误差大于接M 点时电压表分流作用引起的误差，这时应采用外接法(即电压表接M 点).五．总结所谓内、外接法是相对电流表的位置而言的．无论哪种接法，都会由于电表的内阻影响而带来测量误差．从下表的分析可以看出，合理的选择接法有利于减小误差．比较项目电流表内接法电流表外接法电路误差原因 由于电流表内阻分压的影响，电压表测量值偏大，结果偏大由于电压表内阻分流的影响，电流表测量值偏大，结果偏小测量结果 I UR =测＞RxIUR =测＜Rx 适用条件 Rx 远大于RARx 远小于RV六． 同步训练1.如图所示，电压表和电流表的读数分别为10V 和 ,已知电流表的内阻为Ω，那么待测电阻的 测量值比真实值 ，真实值为2.某同学在利用伏安法测电阻时，由于不知待测电阻的阻值范围，而无法确定电流表是内接还是外接，他利用试触法进行确定.当如下图(a)所示，○V 的示V ARxV ARx数为,○A的示数为；改为如右图(b)所示，○V的示数为，○A的示数为.该同学要获得较精确的测量结果，应选取 ; 被测量电阻的阻值是（a） (b)3．某待测电阻估值在100左右，电压表内阻为3000，电流表内阻为，采用伏安法测电阻时，电流表选择何种接法，测量误差小（）A.内接B.外接C.内接、外接均可D.无法确定4.一只小灯泡，标有“3V、”字样。
高中物理 第四章 光 4 实验：用双缝干涉测量光的波长教案 新人教版选择性必修第一册-新人教版高中第
4 实验：用双缝干涉测量光的波长知识结构图解重点问题聚焦1.为什么不直接测量Δx，而要测量n条条纹的间距？2．相邻两条亮条纹或暗条纹间的距离Δx与波长λ、双缝距离d、双缝到屏的距离l的关系如何？一、观察双缝干涉图样1．将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上．如图所示．2．接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．3．调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线射到光屏上．4．安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的中心轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5～10 cm，这时，可观察白光的干涉条纹．5．在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．在实验中双缝前面的单缝的作用是怎样的？如果我们用单色性很好的激光直接照射双缝，能否在屏上看到干涉条纹？提示：单缝的作用是获得线光源，如果用单色性很好的激光，则不需要单缝，直接照射双缝即可观察到干涉条纹．二、测定单色光的波长1．实验步骤(1)安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．(2)使分划板中心刻线对齐某亮条纹中心时，记下手轮上的读数a 1；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中心时，记下此时手轮上的读数a 2；并记下两次测量时移过的条纹数n ，则相邻两亮条纹间距Δx ＝|a 2－a 1n|. (3)用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l (d 是已知的)． (4)重复测量、计算，求出波长的平均值．(5)换用不同滤光片，重复实验．2．数据处理：由Δx ＝l d ·λ知λ＝Δx ·d l.实验中为什么不直接测相邻条纹间距Δx ，而要测几个条纹间距来求平均值？提示：由于光的波长很小，实验中条纹宽度很小，直接测出一条条纹的宽度不准确或较难实现，只能先测出n 个条纹间距，再求相邻亮条纹间的距离，这样既便于测量，又可以减小误差．考点一 实验思路1．波长的测量原理相邻两亮纹或暗纹的中心间距：Δx ＝l dλ.2．干涉图样的获得光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后相当于线光源，经双缝后产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到明暗相间的干涉条纹，如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹．3．光的波长的测定若双缝到屏的距离用l 表示，双缝间的距离用d 表示，相邻两条亮纹间的距离用Δx 表示，则入射光的波长为λ＝dΔxl.d是已知的，测出l、Δx即可测出光的波长λ.【例1】某同学用绿色激光光源做光的杨氏双缝干涉实验，通过调整，光屏上p点出现了清晰的第三级亮条纹，此时绿色激光光源坏了，备用器材有：红色激光光源、紫色激光光源和间距不等的双缝光栅，为使p点再次出现第三级亮纹，可行的操作为( ) A．换用红色激光光源，同时换用间距小的双缝光栅B．换用紫色激光光源，同时换用间距小的双缝光栅C．换用紫色激光光源，同时减小双缝到光屏的距离D．换用红色激光光源，同时增大双缝到光屏的距离【审题指导】用单色光做双缝干涉实验时，条纹的间距与哪些因素有关．【解析】根据公式Δx＝Ldλ可知，由于红光的波长大于绿光的波长，所以若换用红色激光光源，需同时换用间距大的双缝光栅，或同时减小双缝到屏的距离，故A、D错误；同理，由于紫光的波长小于绿光的波长，所以若换用紫色激光光源，应同时换用间距小的双缝光栅，或同时增大双缝到光屏的距离，故B正确，C错误．故选B.【答案】 B用单色光做如图所示的双缝干涉实验时，位置的调节很难做的完全精确．(1)如果光源前狭缝S(看作线光源)的位置向中线OO′的一侧偏离了一个小距离，则与调节精确时相比，观察屏E上条纹间距不变(选填“变大”“变小”或“不变”)．(2)如果观察屏E(垂直于图画)与它的正确位置成一个小角度，则与调节精确时相比，屏上条纹间距变大或变小(选填“变大”“变小”或“不变”)．解析：(1)用单色光做双缝干涉实验时，相邻干涉条纹之间的距离Δx ＝L d λ，虽然线光源偏离某一侧一小段距离，但公式中各量没有变化，因此条纹间距也不变；(2)观察屏E (垂直于图画)与它的正确位置成一个小角度，根据相邻干涉条纹之间的距离Δx ＝L dλ，导致屏与双缝间距变大或变小，则屏上条纹间距可能变大或变小. 考点二 用双缝干涉测量光的波长1．实验目的(1)了解光波产生稳定的干涉现象的条件；(2)观察白光及单色光的双缝干涉图样；(3)测单色光的波长．2．实验器材光具座、单缝片、双缝片、滤光片(红、绿色滤光片各一片)、遮光筒、光源、测量头(目镜、游标尺、分划板、滑块、手轮)、米尺．3．实验装置如下图所示：注意器材摆放顺序．4．实验步骤(1)按照上图所示的装置安装好仪器，调整光源的位置，使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏．(2)放置单缝和双缝，使缝相互平行，调整各部件的间距，观察白光的双缝干涉图样．(3)在光源和单缝间放置滤光片，使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样．(4)用米尺测出双缝到屏的距离l ，用测量头测出相邻的n 条亮(暗)纹间的距离a ；并利用公式Δx ＝an －1计算出Δx .(5)利用表达式λ＝d Δx l，求单色光的波长． (6)换用不同颜色的滤光片重复(3)(4)(5)步骤，观察干涉图样的异同，并求出相应的波长．5．物理量的测量及注意事项测量头读数实质为游标卡尺读数(或螺旋测微器读数).(1)单缝、双缝应相互平行，其中心大致位于遮光筒的轴线上，双缝到单缝的距离应相等；(2)测双缝到屏的距离l 可以用米尺多次测量取平均值；(3)测条纹间距Δx 时，用测量头测出相邻n 条亮(暗)纹之间的距离a ，再求出相邻的两条亮(暗)纹之间的距离Δx ＝a n －1.6．误差分析(1)误差来源本实验误差的主要来源：①米尺和测量头出现的读数误差对实验结果的影响很大；②单缝、双缝没有严格相互平行，其中心没有位于遮光筒的轴线上；③单缝到双缝的距离没有严格相等．(2)减小误差的方法①米尺测量屏到双缝的距离时多次测量取平均值，测量n 条亮纹间距时多测几条亮纹之间的间距和，多次测量取平均值；②尽量把单缝、双缝调平行，调节单缝到双缝的距离相等，其中心大致位于遮光筒的中心．【例2】 现有毛玻璃屏A 、双缝B 、白光光源C 、单缝D 和滤光片E 等光学元件，要把它们放在下图所示光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．(1)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：__________.(2)本实验的步骤：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用测量头测量数条亮条纹间的距离．在操作步骤②时还应注意___________和___________．(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时乙中手轮上的示数为________mm.求得相邻亮条纹的间距Δx 为________mm.(4)已知双缝间距d 为2.0×10－4m ，测得双缝到屏的距离l 为0.700 m ，由计算式λ＝____________求得所测红光波长为________nm.【审题指导】1．实验时光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、屏在光具座上的放置顺序怎样？2．实验时对单缝、双缝放置有什么要求？3．实验时为什么要保证光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、屏中心大致在一条直线上？4．测量条纹间距时，为什么不是直接测量相邻两亮(暗)条纹之间的距离，而是通过测量多条亮(暗)条纹间的距离求条纹间距？【解析】 (1)滤光片是从白光中选出单色红光，单缝屏是获取线光源，双缝屏是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏上．所以顺序为：C 、E 、D 、B 、A .(2)放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为5～10 cm.(3)测量头的读数：先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度．题图甲读数为2.320 mm ，题图乙读数为13.870 mm ，所以相邻条纹间距：Δx ＝13.870－2.3205 mm ＝2.310 mm.(4)由条纹间距公式Δx ＝l d λ得，λ＝dΔxl，代入数据得：λ＝6.6×10－7 m＝660 nm.【答案】(1)C、E、D、B、A(2)放置单缝、双缝时，必须使缝平行单缝、双缝间距离大约为5～10 cm(3)13.870 2.310(4)dΔxl660用双缝干涉测量光的波长，光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、屏顺序不能放错.为了减小实验误差，测条纹间距Δx时，需测n条亮暗条纹间的距离a，再推算得出相邻亮暗条纹间的距离，然后利用公式可得光的波长λ.某同学在做“双缝干涉测定光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐第2条亮纹的中心时(如图甲中的A)，游标卡尺的示数如图乙所示，第二次分划板中心刻度线对齐第6条亮纹的中心时(如图丙中的B)，游标卡尺的示数如图丁所示．已知双缝间距d＝0.5 mm，缝到屏的距离l＝1 m．则：(1)图乙中游标卡尺的示数为1.250 cm.(2)图丁中游标卡尺的示数为1.770 cm.(3)所测光波的波长为6.5×10－7 m(保留两位有效数字)．解析：(1)图乙中游标卡尺是20个等分刻度，精确度为0.05 mm，读数为12 mm＋0.05 mm×10＝12.50 mm＝1.250 cm.(2)图丁中游标卡尺也是20个等分刻度，读数为17 mm＋0.05mm×14＝17.70 mm＝1.770 cm.(3)由Δx＝ldλ可得λ＝Δx·dl＝1.770－1.250×10－26－2×0.5×10－31 m ＝6.5×10－7 m. 学科素养提升测量条纹中心间距的方法两条相邻明(暗)条纹间的距离Δx 用测量头测出．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图所示．转动手轮，分划板会左、右移动．测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心(如图所示)，记下此时手轮上的读数a 1，转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线对齐另一条相邻的明条纹中心时，记下手轮上的读数a 2，两次读数之差就是相邻两条明条纹间的距离．即Δx ＝|a 1－a 2|.【典例】 某同学在做双缝干涉实验时，测得双缝间距d ＝3.0×10－3 m ，双缝到光屏间的距离为1 m ，两次测量头手轮上的示数分别为0.6×10－3 m 和6.6×10－3 m ，两次分划板中心刻线间有5条亮条纹，求该单色光的波长．【解析】 依题意可知Δx ＝a n －1＝6.6×10－3－0.6×10－35－1 m ＝1.5×10－3 m ， λ＝d ·Δx l ＝3.0×10－3×1.5×10－31m ＝4.5×10－6 m. 【答案】 4.5×10－6mΔx 应等于a n －1而不是an ，因为分划板中心刻线位于亮纹中心，两次分划板中心刻线间有n －1个宽度的亮条纹，所以Δx ＝an －1.1．一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹，除中央白色亮纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是( A )A ．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同B ．各色光的速度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同C ．各色光的强度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同D ．上述说法都不正确解析：白光包含各颜色的光，它们的波长不同，在相同条件下做双缝干涉实验时，它们的干涉条纹间距不同，所以在中央亮条纹两侧出现彩色条纹．选项A 正确．2．包括红光、绿光、紫光三种色光的复合光做光的干涉实验，所产生的干涉条纹中，离中央亮纹最近的干涉条纹是( A )A ．紫色条纹B ．绿色条纹C ．红色条纹D ．都一样近解析：根据双缝干涉条纹的间距公式Δx ＝l dλ知，紫光的波长最短，则紫光的干涉条纹间距最小，所以离中央亮纹最近的干涉条纹是紫光，故A 正确，B 、C 、D 错误．3．用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δx .下列说法中正确的是( C )A ．如果增大单缝到双缝间的距离，Δx 将增大B ．如果增大双缝之间的距离，Δx 将增大C ．如果增大双缝到光屏之间的距离，Δx 将增大D ．如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，Δx 将增大解析：公式Δx ＝l d λ中l 表示双缝到屏的距离，d 表示双缝之间的距离．因此Δx 与单缝到双缝间的距离无关，与缝本身的宽度也无关．本题选C.4．(多选)某同学按实验安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得成功，若他在此基础上对仪器的安装做如下改动，但还能使实验成功的是( ABC )A ．将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，其他不动B ．将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动C ．将单缝向双缝移动少许，其他不动D ．将单缝和双缝的位置互换，其他不动解析：由Δx ＝l dλ知，改变双缝到屏的距离l 仍能得到清晰条纹，只不过条纹间距变化，故A 正确；滤光片的作用是得到相干单色光，在单缝前还是在单、双缝之间不影响干涉，故B 正确；单缝与双缝之间距离对干涉无影响，故C 正确；而D 项交换后实验不能成功，故A 、B 、C 正确．5．如图为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间距变大，可改用波长更长(选填“长”或“短”)的单色光，或是使双缝与光屏间的距离增大(选填“增大”或“减小”)．。
高中物理创新实验40个
高中物理创新实验40个1.瓶内吹气球思考:瓶内吹起的气球，为什么松开气球口，气球不会变小?材料:大口玻璃瓶，吸管两根:红色和绿色、气球一个、气筒操作:1、用改锥事先在瓶盖上打两个孔，在孔上插上两根吸管:红色和绿色，2、在红色的吸管上扎上一个气球3、将瓶盖盖在瓶口上4、用气筒打红吸管处将气球打大5、将红色吸管放开气球立刻变小6、用气筒再打红吸管处将气球打大7、迅速捏紧红吸管和绿吸管两个管口8、放开红色吸管口，气球没有变小讲解:当红色吸管松开时，由于气球的橡皮膜收缩，气球也开始收缩。
可是气球体积缩小后，瓶内其他部分的空气体积就扩大了，而绿管是封闭的，结果瓶内空气压力要降低一一甚至低于气球内的压力，这时气球不会再继续缩小了。
2.能抓住气球的杯子思考:你会用一个小杯子轻轻倒扣在气球球面上，然后把气球吸起来吗?材料:气球1~2个、塑料杯1~2个、暖水瓶1个、热水少许流程:1、对气球吹气并且绑好2、将热水(约70°C) 倒入杯中约多半杯3、热水在杯中停留20秒后，把水倒出来4、立即将杯口紧密地倒扣在气球上5、轻轻把杯子连同气球一块提起说明:1、杯子直接倒扣在气球上，是无法把气球吸起来的。
2、用热水处理过的杯子，因为杯子内的空气渐渐冷却，压力变小，因此可以把气球吸起来。
3.会吸水的杯子思考:用玻璃杯罩住燃烧中的蜡烛，烛火熄灭后，杯子内有什么变化呢?材料:玻璃杯(比蜡烛高) 1个、蜡烛1支、平底盘子1个、打火机1个、水若干操作:1.点燃蜡烛，在盘子中央滴几滴蜡油，以便固定蜡烛。
2.在盘子中注入约1厘米高的水。
3.用玻璃杯倒扣在蜡烛上4.观察蜡烛燃烧情形以及盘子里水位的变化4.会吃鸡蛋的瓶子思考:为什么，鸡蛋能从比自己小的瓶子口进去?材料:熟鸡蛋1个、细口瓶1个、纸片若干、火柴1盒操作:1、熟蛋剥去蛋壳。
2、将纸片撕成长条状。
3、将纸条点燃后仍到瓶子中。
4、等火一熄，立刻把鸡蛋扣到瓶口，并立即将手移开。
【高中物理DIS通用实验】实验4：力的合成与分解
实验四力的合成与分解实验目的验证共点力的合成定则。
实验原理共点力的合成与分解符合力的平行四边形定则。
实验器材计算机、DISLab力的合成分解实验器、钩码（5.76N）、小细绳等（见图4-1）。
图4-1 DISLab力的合成分解实验器实验装置图图4-2 实验装置实验过程与数据分析1．将两只力传感器分别接入数据采集器，将DISLab力的合成分解实验器通过十字转接器固定在铁架台上；2．按照图4-2将两力传感器固定在DISLab力的合成分解实验器的挂臂上，力传感器测钩指向实验器力矩盘的圆心，且与力矩盘中心垂线呈45°夹角，两力传感器测钩延长线相互垂直；3．将两条细绳拴在测钩上，细绳的另一端在力矩盘的圆心处打结拴在一起；4．观察软件中两个力传感器窗口，点击“调零”，使传感器窗口示数为0；5．在细绳的打结处向下方引出另一细绳，并挂上钩码；6．调整实验器的力矩盘，使挂钩码的细线与力矩盘下方的0°重合；7．打开“计算表格”，定义变量“g”为常量5.76，定义变量“q”代表角度值，使用“点击记录”，记录所测数据；8．顺时针转动力矩盘，在转动角度分别为10°、20°、30°、45°时，依次记录所测数据并输入对应的角度值；9．点击“公式”，考虑到角度与弧度的换算关系，输入自由表达式“F5＝g*Cos（（45-q）*pi/180）”，表示“F1的理论值”；输入自由表达式“F6＝g*Sin（（45-q）*pi/180）”，表示“F2的理论值”；10．比较实测值与理论值，发现二者接近（见图4-3），验证了力的合成定则。
图4-3 力的合成实验结果建议：1．在表格中输入实测值与理论值的相对误差计算公式，观察计算结果。
2．可以接入第三只力传感器替代钩码的重力，重新做上述实验。
3．调整力传感器在DISLab力的合成分解实验器挂臂上固定方向，用实验器附带的滚轴替换测钩，使用配套的标准木块，即可进行力的分解实验（图4-4）。
高中物理必修第一册 第4章 实验专题：探究加速度与力、质量的关系
1．在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a 和拉力F 的数据如表所示.(1)根据表中的数据在图1所示的坐标系中作出a －F 图像．图1(2)图像斜率的物理意义是___________________________________________________．(3)小车和砝码的总质量为________ kg.(4)图线(或延长线)在F 轴上的截距的物理意义是____________________________． 答案 (1)见解析图 (2)小车和砝码总质量的倒数 (3)1 (4)小车受到的阻力为0.1 N 解析 (1)根据所给数据在所给坐标系中准确描点，作出的a －F 图像如图所示．(2)根据(1)中图像可以判断图像斜率表示小车和砝码总质量的倒数．(3)由(1)中图像可得1M ＝Δa ΔF，解得M ＝1 kg. (4)由a －F 图像可知，当力F ＝0.1 N 时，小车开始运动，说明小车受到的阻力为0.1 N.2．(2019·重庆巴蜀中学高一上期末)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学使用了如图2所示的装置，木板放在水平桌面上，打点计时器打点频率为50 Hz.图2(1)实验中得到如图3所示的一段纸带，每五个点取一个计数点，测得AB ＝7.65 cm ，BC ＝10.17 cm ，则实验测出小车的加速度大小为________ m/s 2.图3(2)若直接按题中所示装置进行实验，以沙和沙桶的总重力产生的拉力F 为横坐标，通过纸带分析得到的加速度a 为纵坐标，以下画出的a －F 图像合理的是________．(3)实验中，沙和沙桶的总重力________(填“大于”“小于”或“等于”)绳子对小车的拉力，为了让沙和沙桶的总重力大小更接近绳子对小车的拉力，应让沙和沙桶的总质量________(填“远大于”或“远小于”)小车的质量．(4)若第(2)问中四个图像中的图线(B 、C 图线中的直线部分)的斜率为k ，则小车的质量M ＝________.答案 (1)2.52 (2)C (3)大于 远小于 (4)1k解析 (1)小车的加速度大小为a ＝x BC －x AB T 2＝(10.17－7.65)×10－20.12 m /s 2＝2.52 m/s 2. (2)若直接按题图所示装置进行实验，没有补偿摩擦阻力，则当力F 达到某一值时小车才有加速度，可知画出的a －F 图像合理的是C.(3)实验中，我们认为绳子拉力的大小等于沙和沙桶(其总质量为m )的总重力的大小，而实际上绳子的拉力F T ＝mg －ma ，故绳子的拉力小于沙和沙桶的总重力．为了让沙和沙桶的总重力大小更接近绳子对小车的拉力大小，应让沙和沙桶的总质量远小于小车的质量．(4)由牛顿第二定律得a ＝F M ＝1M ·F ，则斜率k ＝1M ，小车的质量M ＝1k. 3．(2019·重庆江津中学、合川中学等七校高一上期末)某实验小组要做“探究小车的加速度与合外力的关系”的实验，采用的实验装置如图4所示．图4(1)本实验首先要补偿摩擦阻力，其目的是________．A．为了实验时细线的拉力近似等于所挂钩码的重力B．为了实验时小车所受的合外力等于细线的拉力C．为了实验时小车所受的合外力等于所挂钩码的重力(2)本实验________(填“需要”或“不需要”)钩码的质量远小于小车的质量．(3)若忘记补偿摩擦阻力直接进行实验得到的a－F图像合理的是________．答案(1)B(2)不需要(3)B解析(1)为了让实验时小车所受的合外力等于细线的拉力，需要将小车重力沿木板的分力与摩擦力相平衡，故B正确．(2)使用力传感器可以直接测量拉力的大小，不需要钩码的质量远小于小车的质量．(3)由牛顿第二定律得F－F f＝Ma，a＝1M F－F fM，选项B正确，F为测得细线拉力的真实值，图像不会发生弯曲．4．某实验小组欲以如图5所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”．图中A 为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电磁打点计时器(未画出)相连，小车的质量为m1，小盘(及砝码)的质量为m2，重力加速度g取10 m/s2.图5(1)下列说法正确的是________．A．实验时先放开小车，再启动打点计时器B．每次改变小车质量时，应重新补偿阻力C．本实验中应满足m2远小于m1的条件D ．在用图像探究小车加速度与质量的关系时，应作a －m 1图像(2)实验中，得到一条打点的纸带，如图6所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T ，且间距x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6已量出，则打点计时器打下F 点时小车的瞬时速度的计算式为v F ＝________，小车加速度的计算式a ＝________.图6(3)某同学补偿阻力后，在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a 与砝码重力F 的关系图像如图7所示．若牛顿第二定律成立，则小车的质量为_____ kg ，小盘的质量为________ kg.图7(4)实际上，在砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增大，将趋近于某一极限值，此极限值为________ m/s 2.答案 (1)C (2)x 5＋x 62T x 4＋x 5＋x 6－x 3－x 2－x 19T 2(3)2.0 0.06 (4)10 解析 (1)实验时应先启动打点计时器，再放开小车，A 项错；每次改变小车质量时，不用重新补偿阻力，B 项错；实验要求m 2≪m 1，C 项对；D 项中应作a －1m 1图像，D 错． (2)某段位移中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度，故v F ＝v EG ＝x 5＋x 62T， 由逐差法知a ＝x 4＋x 5＋x 6－x 3－x 2－x 19T 2. (3)由题图a －F 图线可知：a ＝F m 1＋0.3， 即图线的斜率k ＝1m 1，可求解得m 1≈2.0 kg.当F ＝0时，a ＝0.3 m/s 2，此时a ＝F 0m 1＝m 0g m 1，所以m 0＝0.06 kg.(4)当砝码重力越来越大时，a＝(m＋m0)gm＋m0＋m1，即m无限大时，a趋向于g.5．某实验小组利用如图8所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”．图8(1)下列做法正确的是________．(填字母代号)A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．在调节木板倾斜度补偿木块受到的阻力时，将装有槽码的槽码桶通过定滑轮拴在木块上C．实验时，先释放木块，再启动打点计时器D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)为使槽码桶及桶内槽码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是槽码桶及桶内槽码的总质量________木块和木块上砝码的总质量．(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套如图所示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有补偿阻力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到如图9所示甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙．(选填“大于”“小于”或“等于”)图9答案(1)AD(2)远小于(3)小于大于解析(1)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，补偿阻力时木块不通过定滑轮挂槽码桶，而要连上纸带，并且改变质量时不需要重新补偿阻力；在实验时应先启动打点计时器，再释放木块，故选项A、D正确，B、C错误．(2)设木块和木块上砝码总质量为M、槽码桶及桶内的槽码总质量为m，以整体为研究对象，则mg ＝(M ＋m )a以后者为研究对象则mg －F T ＝ma联立解得：F T ＝mg －m 2gM ＋m要使F T 近似等于mg ，需使m 2g M ＋m ＝mg M m＋1近似等于零，即M ≫m (3)对质量为m 0的木块由牛顿第二定律得：F －μm 0g ＝m 0a ，即a ＝1m 0F －μg . 上式与题图结合可知：1m 甲＞1m 乙，μ甲g ＞μ乙g . 即m 甲＜m 乙，μ甲＞μ乙．6．某同学设计了如下实验方案用来做“探究加速度与力、质量的关系”的实验：①如图10甲所示，将木板有定滑轮的一端垫起，将滑块通过细绳与带夹子的重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤下夹一纸带，穿过固定的打点计时器．调整木板倾角，直到向下轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动．②如图乙所示，保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板上靠近定滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使纸带穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使滑块由静止开始加速运动．打点计时器使用的是频率为50 Hz 的交流电源，打出的纸带如图丙所示，A 、B 、C 、D 、E 是纸带上的五个计数点．图10(1)图乙中滑块下滑的加速度为________ m/s 2.(结果保留两位有效数字)(2)若重锤质量为m ，滑块质量为M ，重力加速度为g ，则滑块加速下滑时受到的合力大小为________．(3)某同学在保持滑块质量不变的情况下，通过多次改变滑块所受合力F ，由实验数据作出的a －F 图像如图11所示，则滑块的质量为________ kg.(结果保留两位有效数字)图11答案 (1)3.9 (2)mg (3)1.0(0.9～1.1均可)解析 (1)充分利用纸带中数据，用逐差法可得a ＝x CD ＋x DE －x AB －x BC 4(2T )2≈3.9 m/s 2. (2)滑块通过细绳与带夹子的重锤相连，滑块匀速下滑，说明滑块重力沿斜面向下的分力和摩擦力之差等于重锤的重力大小，取下细绳和重锤，滑块加速下滑受到的合力大小为mg .(3)a －F 图线的斜率表示滑块质量的倒数1M ，可得到滑块的质量约为1.0 kg.。
高中物理电学实验
高中物理电学实验引言在高中物理教学中，电学实验是必不可少的一部分。
通过进行电学实验，学生可以观察和验证电学规律，巩固和加深对电学概念的理解。
本文将介绍一些适合高中物理教学的电学实验，帮助学生更好地掌握电学知识。
实验一：电流的测量实验目的通过实验测量电流，探究电流的定义和测量方法。
实验材料•电流表•干电池•小灯泡•开关•电线•多用电表实验步骤1.连接电路：将干电池、开关、电流表和小灯泡依次连接成一个闭合电路。
2.测量电流：用电流表测量电路中的电流，并记录测量值。
3.拆解电路：断开电路连接。
结果与讨论根据实验结果我们可以发现，通过电流表测量电路中的电流可以得到准确的测量值。
电流的大小可通过电流表的示数来判断，单位为安培（A）。
实验二：电阻的测量实验目的通过实验测量电阻，探究电阻的定义和测量方法。
实验材料•电流表•电压表•变阻器•多用电表实验步骤1.连接电路：将变阻器、电流表和电压表依次连接成一个闭合电路。
2.测量电阻：调节变阻器上的阻值，使电流和电压保持恒定，分别记录电流和电压的数值。
3.拆解电路：断开电路连接。
结果与讨论根据实验结果我们可以发现，通过调节变阻器的阻值可以改变电流和电压的数值。
电阻的大小可通过测得的电流和电压计算得出，单位为欧姆（Ω）。
实验三：欧姆定律的验证实验目的通过实验验证欧姆定律，探究电流、电压和电阻之间的关系。
实验材料•电源•电流表•电压表•电阻器•多用电表实验步骤1.连接电路：将电源、电阻器、电流表和电压表依次连接成一个闭合电路。
2.测量电流和电压：记录电流表和电压表的数值。
3.计算电阻：根据测得的电流和电压计算电阻的数值。
4.改变电阻值：调节电阻器上的阻值，重新测量电流和电压，并计算电阻的数值。
5.比较结果：比较不同电阻值下的电流、电压和电阻的关系。
结果与讨论通过实验结果我们可以验证欧姆定律：在恒定温度下，电流与电压成正比，与电阻成反比。
即 I = U / R，其中 I 表示电流，U 表示电压，R 表示电阻。
高中物理实验专题训练——用双缝干涉测量光的波长(考点复习)
高中物理实验专题训练——用双缝干涉测量光的波长（考点复习）一、实验题某同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长。
实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹，回答下列问题：（1）可以使目镜中观察到的条纹数增加的操作是____________。
A.将单缝向双缝靠近B.将屏向靠近双缝的方向移动C.减小双缝的间距（2）某次测量时手轮上的示数如图乙所示，此时手轮上的示数为____________mm。
（3）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第2条亮条纹到第6条亮条纹之间的距离为Δx，则所测单色光的波长λ=____________。
【答案】（1）B（2）2.190（2.189～2.191均正确）（3）dΔx4l【解析】【小问1详解】要增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹的宽度减小，根据相邻亮条纹间的距离为Δx=l d λ为减小相邻亮条纹（暗条纹）间的宽度，可增大双缝间距离或减小双缝到屏的距离。
故选B。
【小问2详解】手轮上的示数为2mm+19.0×0.01mm=2.190mm【小问3详解】第2条暗条纹到第6条暗条纹之间的距离为Δx，则两个相邻明纹间的距离Δx′=Δx6−2=Δx4则单色光的波长λ=Δxd 4l某实验小组的同学利用如图甲所示的装置测量了光的波长，其中单缝与双缝相互平行。
（1）实验时，在光屏上得到了明暗相间的条纹，则下列说法正确的是（）A.单缝到双缝的距离越远，条纹间距越大B.屏上的条纹与双缝垂直C.条纹间距与光波的波长无关D.条纹间距与双缝的宽度有关（2）第16条亮纹、第22条亮纹分别到第1条亮纹之间的距离为图乙和图丙所示，则相邻两亮条纹之间的距离为________mm （结果保留两位有效数字）；（3）如果双缝屏到光屏之间的距离为L，两狭缝之间的距离为d，相邻亮条纹间距为Δx，则波长的关系式为λ=________。
【答案】（1）D（2）0.75（3）ΔxdL【解析】【小问1详解】A．条纹间距与单缝到双缝之间的距离无关，故A错误；B．为使屏上的干涉条纹清晰，单缝和双缝必须平行放置，所得到的干涉条纹与双缝平行，故B错误；CD．由公式Δx=Ldλ可知，条纹间距与光波的波长以及双缝之间的距离均有关，故C错误，D正确；故选D。
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专题 4：高中物理实验专题一、 高中物理重要仪器的使用：在力学和电学实验中，常需要利用测量工具直接测量基本物理量．基本物理量测量仪器长度刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器力学时间 秒表（停表）、打点计时器质量天平电阻（粗测）欧姆表、电阻箱电学电流 电流表电压电压表①刻度尺、秒表、弹簧秤、温度表、电流表、电压表 的读数使用以上仪器时， 凡是最小刻度是 10 分度的，要求读到最小刻度后再往下估读一位（估读的这位是不可靠数字，但是是有效数字的不可缺少的组成部分） 。
凡是最小刻度不是10分度的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估 读。
例如12105123456789 1315⑴读出上左图中被测物体的长度。
⑵上右图用3V 量程时电压表读数为多少？用28 5931 2 15V 量程时电压表度数又为多少？5714 01 2 3326134 ⑶右图中秒表的示数是多少分多少秒？12 335 凡仪器的最小刻度是10 分度的，在读到最小刻度55 114241056 后还要再往下估读一位。
⑴ 6.50cm 。
⑵ 1.14V 。
15V 量53 987637程时最小刻度为 0.5V ，只读到 0.1V 这一位，应为 5.7V 。
228⑶秒表的读数分两部分：小圈内表示分，每小格表示 51390.5 分钟；大圈内表示秒，最小刻度为 0.1 秒。
当分针20 10 在前 0.5 分内时，秒针在0~30 秒内读数；当分针在后49 18414716 45120.5 分内时，秒针在 30~60 秒内读数。
因此图中秒表读1443数应为 3 分 48.75 秒（这个 5 是估读出来的） 。
②游标卡尺⑴ 10 分度的游标卡尺。
游标上相邻两个刻度间的距离为0.9mm ，比主尺上相邻两个刻度间距离小 0.1mm 。
读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读 012 345 6789 1 出 0.1 毫米位的数值：游标的第几条刻线跟主尺上0 1 2 3 4 5 6 7 89 0某一条刻线对齐， 0.1 毫米位就读几（不能读某）。
其读数准确到 0.1mm 。
⑵ 20 分度的游标卡尺。
游标上相邻两个刻度间的距离为0.95mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小 0.05mm 。
读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出毫米以下的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就是几乘0.05 毫米。
其读数准确到 0.05mm 。
⑶ 50 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 。
如右图中被测圆柱体的直径为2.250cm。
要注意：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。
③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25刻有 50 条刻线，所以相邻两条刻线间代表0.01mm 。
读数时，从20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，所以在最小刻度后应再估读一位），再把两部0515分读数相加，得测量值。
右图中的读数应该是 6.702mm。
④天平线圈天平使用前首先要进行调节。
调节分两步：调底座水平和横梁水平（在调节横梁水平前，必须把游码移到左端零刻度处，左端与零刻线对齐，如图中虚线所示）。
测量读数由右mg0100200300400500600700800900盘中砝码和游标共同读出。
横梁上的刻度单位是毫克（mg）。
若天平平衡时，右盘中有 26g 砝码，游码在图中所示位置，则被测物体质量为 26.32g（最小刻度为 0.02g，不是 10 分度，因此只读到0.02g 这一位）。
⑤多用电表使用多用电表时首先应该根据被测物理量将选择开关旋到相应的位置。
使用前应先进行机械调零，用小螺丝刀轻旋调零螺丝，使指针指左端零刻线。
使用欧姆挡时，还应进行欧姆调零，即将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指右端零刻线处。
欧姆挡的使用：⑴ 选挡。
一般比被测电阻的估计值低一个数量级，如估计值为200Ω就应该选× 10 的倍率。
⑵调零。
⑶ 将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。
⑷ 将指针示数乘以倍率，得测量值。
⑸将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。
用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小，应增大倍率；如果指针偏转角度太大，应减小倍率。
⑥电阻箱右图中的电阻箱有 6 个旋钮，每个旋钮上方都标有倍率，将每个旋钮上指针所指的数值（都为整数）乘以各自的倍率，从最高位依次往下读，即可得到这时电阻箱的实际阻值。
图中最左边的两个黑点是接线柱。
若指针所示如图，则阻值为84580.2Ω 。
××1×0.110 901901901 828282 737373 654654654×100×1K×10K901290129018882737373654654654【特别提示】一般来说，除游标卡尺、电阻箱外，其他测量仪器的读数都需要估读，即读到精度的二、实验的的方法和数据的处理方法：1、常用的实验方法：（1）累积法：在“用单摆测重力加速度”测周期时我们用的是累积法，即我们不直接测一个周期的时间，而是测30～ 50 个周期的总时间，再除以周期数即得周期T 的值．用累积法的好处是：①相当于进行多次测量而后取平均值，这样可以减少偶然误差；②增加有效数字的位数．以测单摆的周期为例，我们实验时单摆的摆长大约是1m 或不到 1m，用停表（最小分度值是0.1s）直接测 1 个周期的值，只能读出两位有效数字（机械停表的指针是跳跃式前进的，因此不能估读），如 1.8s、2.0s 等，而测 30 个周期总时间，则可读出至少 3 位有效数字。
用累积法的实验还有很多，如测一张纸的厚度、用刻度尺测金属丝的直径,（2）替代法：在“互成角度两个共点力的合成”的实验中我们就用到了替代法，第一次我们用两个弹簧秤成角度地拉橡皮筋，把结点拉到某一位置，再换成一个弹簧秤，同样拉这个橡皮筋，也把结点拉到同样位置，这说明后一个弹簧秤的拉力与前面两个弹簧秤的拉力效果相等因此右以互相替代．对于“等效”这个问题，应正确理解：所谓效果相等，是对某一方面说的，并不是在所有方面都等效，仍以合力与分力来说，它们只是在改变物体的运动状态上等效，而在其他方面，例如在产生形变上，二者并不等效。
用替代法的例子还有很多，如用天平称物物体的质量，电阻测量等都可以用替代法，我们古代三国时期曹冲称象的故事就是替代法的典型实例。
（3）测量量的转换：例如在“碰撞中的动量守恒”的实验中，把测物体的速度转换为测物体平抛运动的水平位移，即把测速度转换为测长度。
又如在“测定玻璃的折射率” 的实验中，本应测量入射角和折射角，再根据折射率 n=sini/sinr 求出折射率，但角度不容易测准确（一般所用的量角器的最小分度是1°，并且测角度时顶点很难对得特别准确），而通过做辅助线的方法可以把测角度转换为测线段的长度，从而增加了有效数字的位数，即提高了测量的准确度。
（ 4）比较法：用天平称物体的质量，就是把物体与砝码进行比较，砝码的质量是标准的，把被测量与标准的量进行比较，就是比较法．天平是等臂杠杆，因此用天平测物体质量时，不用再进行计算，而是直接读出砝码的质量， 它就等于物体的质量。
一般情况下， 被测物跟标准量并不相等，而是要根据某种关系进行计算，最常用的是二者间满足一定的比例关系，通过一定的比例计算即可得出结果，因此常常称为比例法。
用比例法测电阻是常见的，当两个电阻串联时， 通过的电流相等， 因此两电阻两端的电压跟它们的电阻成正比，如果其中的一个电阻是标准电阻，另一个电阻的阻值就可测出．同样，两电阻并联时，由于两端电压相等，通过两支路的电流跟电阻成反比，只要一个是标准电阻，另一个电阻的阻可测出。
2、高中物理常用的物理数据分析： （ 1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．待测物理量基本测量方法速度①利用纸带， v mS nS n 1 ；②利用平抛，v xg2T2y力S4 2L 学加速度①利用纸带，逐差法a T 2 ；②利用单摆g 2T 力 根据 F=ma 转化为测量 m 、 a 功根据 W E k 转化为测量 m 、 S 、 v电阻（精确测①根据 RU转化为测量 U 、I （伏安法）；②电阻箱（半偏、电 量）I替代）学电功率 根据 P=IU 转化为测量 U 、 I电源电动势根据 E ＝ U ＋ Ir 转化为测量 U 、 I（ 2）．处理实验数据的常用方法 （ 1）多次测量求平均值； （ 2（ 3中学物理中只要求初步了解系统误差和偶然误差、绝对误差和相对误差的概念；能定性分析某些实验中产生误差的主要原因；知道用平均值法、 图象法减小偶然误差； 但不要求计（ a ）系统误差和偶然误差：测量值总是有规律的朝着某一方向偏离真值（总是偏大或总是偏小） 的误差，称为系统误差． 系统误差的主要来源是仪器本身不够精确， 或实验原理、方法不够完善． 由于偶然因素的影响， 造成测量值的无规则起伏称为偶然误差． 偶然误差是由于各种偶然因素对实验者、测量仪器， 被测物理量的影响而产生的， 多次测量偏大和偏小（ b ）绝对误差和相对误差：设某物理量的真值为A 0 ，测量值为A ，则绝对误差| A A 0 |，相对误差为| AA 0 |．真值 A 0 常以公认值、理论值或多次测量的平均值A 0A 0代替．（c）有效数字带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字。
⑴有效数字是指近似数字而言。
⑵只能带有一位不可靠数字，不是位数越多越好。
凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值（可靠数字）后，再向下估读一位（不可靠数字），这里不受有效数字位数的限制。
间接测量的有效数字运算不作要求，运算结果一般可用2~3 位有效数字表示。
三、重点实验：1.研究匀变速直线运动右图为打点计时器打下的纸带。
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、D , 。
测出相邻计数点间的距离 s1、s2、s3 ,利用打下的纸带可以：⑴求任一计数点对应的即时速度 v ：如v c s2s3 (其中 T=5× 0.02s=0.1s）2Ts4s5 s6s1 s2s3-1⑵ 利用“逐差法”求v/(ms )a：a29T⑶ 利用上图中任意相邻的两段位移求s3s2a：如a2T⑷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。