高考物理一轮专题复习本单元实验
新教材人教版高中物理必修第一册全册实验汇总(2022新高考一轮复习)
人教版必修第一册实验实验一探究小车速度随时间变化的规律.................................................................. - 1 - 实验二探究弹簧弹力与形变量的关系...................................................................... - 8 - 实验三探究两个互成角度的力的合成规律............................................................ - 13 - 实验四探究加速度与力、质量的关系.................................................................... - 20 -实验一探究小车速度随时间变化的规律1．平行：纸带和细线要和木板平行。
2．两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取纸带。
3．防止碰撞：在小车到达长木板末端前，应让小车停止运动，要防止钩码落地和小车与滑轮相撞。
4．减小误差：小车的加速度要适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜。
5．纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点迹密集部分，适当选取计数点。
6．准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位长度(避免所描点过密或过疏，而导致误差过大)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧。
1．根据纸带测量的位移有误差。
2．电源频率不稳定，造成相邻两点间的时间间隔不完全相等。
3．纸带运动时打点不稳定引起测量误差。
4．用作图法作出的v-t图线并不是一条直线。
5．木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度。
高三物理一轮复习专题实验6 验证机械能守恒定律(含解析)
实验6:验证机械能守恒定律一、实验目的验证机械能守恒定律.二、实验原理在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化,但总的机械能守恒。
若物体从静止开始下落，下落高度为h 时的速度为v,恒有mgh＝错误!m v2。
故只需借助打点计时器，通过纸带测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能守恒定律。
测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点相邻的前、后两段相等时间间隔T内下落的高度x n－1和x n＋1(或用h n－1和h n＋1）,然后由公式v n＝错误!或由v n＝错误!可得v n(如图所示)。
三、实验器材铁架台（带铁夹）、电磁打点计时器与低压交流电源（或电火花打点计时器)、重物(带纸带夹子)、纸带数条、复写纸片、导线、毫米刻度尺。
四、实验步骤1．安装器材：如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,用导线将打点计时器与低压电源相连,此时电源开关应为断开状态。
2．打纸带：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下方附近，先接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打出一系列的点，取下纸带，换上新的纸带重打几条（3~5条)纸带。
3．选纸带:分两种情况说明（1)若选第1点O到下落到某一点的过程，即用mgh＝错误!m v2来验证,应选点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带,若1、2两点间的距离大于2 mm，这是由于打点计时器打第1个点时重物的初速度不为零造成的(如先释放纸带后接通电源等错误操作会造成此种结果)。
这样第1个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选。
（2)用错误!m v错误!－错误!m v错误!＝mgΔh验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否为2 mm就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可以选用。
高考物理一轮复习实验测定电源的电动势和内阻
实验9测定电源的电动势和内阻一、实验目的1．掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法；2．掌握用图像法求电动势和内阻的方法．二、实验器材电压表、电流表、________、电池、开关、坐标纸和导线．考点一实验原理与实验操作1.实验原理1如图S9-1甲所示;改变R的阻值;从电压表和电流表中读出几组I、U值;利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值;最后分别算出它们的平均值．2用图像法来处理数据;在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐标;用测出的几组I、U值画出U-I图像;如图乙所示;直线跟纵轴的交点的纵坐标表示电源________的值;图线的________的绝对值即内阻r的值．图S9-12．实验步骤1按实验电路图连接实物图;电流表一般用________量程;电压表一般用3V量程；2把滑动变阻器的滑片移到使滑动变阻器连入电路的阻值________的一端；3闭合开关;调节滑动变阻器使电流表有明显的示数;记录多组I、U数据；4处理数据：用公式法和作图法求出电源的电动势和内阻．要精确测量一个直流电源的电动势和内阻;给定下列实验器材：A．待测电源电动势约为4.5V;内阻约为2ΩB．电流表A1量程0.6 A;内阻为1ΩC．电压表V1量程15V;内阻为3kΩD．电压表V2量程3V;内阻为2kΩE．定值电阻R1＝500ΩF．定值电阻R2＝1000ΩG．滑动变阻器R阻值范围0～20ΩH．开关及导线1该实验中电压表应选________________填选项前面的序号;定值电阻应选________________填选项前面的序号．2在虚线方框中画出实验电路图．Ｋ3若将滑动变阻器滑片滑到某一位置;读出此时电压表读数为U;电流表读数为I;从理论上分析;电源电动势E和内阻r间的关系式应为E＝________________．2015·江苏卷小明利用如图S9-2所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻．图S9-21图中电流表的示数为________A.2请根据表中的数据;在图S9-3上作出U-I图线．图S9-3由图线求得：电动势E＝________V；内阻r＝________Ω.3实验时;小明进行了多次测量;花费了较长时间;测量期间一直保持电路闭合．其实;从实验误差考虑;这样的操作不妥;因为___________________________________．■注意事项1．在选用电池时;应选用内阻较大的电池;可以选用已经使用一段较长时间的1号电池;这样电池的路端电压才有较大的变化．2．实验过程中电路中的电流不要调得过大;读电表示数时要快;读完后立即断开电路．3．测量U、I数据不能少于6组;并且变化范围要大些．4．在作U-I图像时;要根据测量数据选取合适的坐标值;有时U轴的坐标值要从某一恰当的值开始;I轴的坐标值必须从零开始．在作图时;要使较多的点落在直线上;不落在直线上的点要均匀分布在直线的两侧．考点二数据处理与误差分析1.数据处理1公式法：需要测多组数据取平均值;以减少偶然误差．2图像法：注意结合解析式;明确图像斜率、截距的确切含义．2．误差分析根据闭合电路的欧姆定律;由两次测量列方程为;解得E测＝;r测＝.考虑电压表的分流影响;并设电压表的内阻为R V;应用闭合电路的欧姆定律;有;式中的E与r是电动势和内阻的真实值;解得E＝;r＝;比较得E测<E;r测<r.·全国卷现要测量某电源的电动势和内阻．可利用的器材有：电流表A;内阻为1.00Ω；电压表V；阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5；开关S；一端连有鳄鱼夹P 的导线1;其他导线若干．某同学设计的测量电路如图甲所示．1按图S9-4甲在实物图乙中画出连线;并标出导线1和其P端．甲乙图S9-42测量时;改变鳄鱼夹P所夹的位置;使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路;记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I.数据如下表所示．根据表中数据;在图S9-5的坐标纸上将所缺数据点补充完整;并画出U-I图线．图S9-53根据U-I图线求出电源的电动势E＝________V;内阻r＝________Ω.保留2位有效数字2015·天津卷用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组电动势约4.5V;内电阻约1Ω的电动势和内电阻;除待测电池组、开关、导线外;还有下列器材供选用：A．电流表：量程0.6 A;内电阻约1ΩB．电流表：量程为3 A;内电阻约0.2ΩC．电压表：量程3V;内电阻约30kΩD．电压表：量程6V;内电阻约60kΩE．滑动变阻器：0～1000Ω;额定电流0.5 AF．滑动变阻器：0～20Ω;额定电流2 A①为了使测量结果尽量准确;电流表应选用________;电压表应选用________;滑动变阻器应选用________均填仪器的字母代号．图S9-6②图S9-6为正确选择仪器后;连好的部分电路．为了使测量误差尽可能小;还需在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和________相连均填仪器上接线柱的字母代号．③实验时发现电流表坏了;于是不再使用电流表;剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器;重新连接电路;仍能完成实验．实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U.用图像法处理采集到的数据;为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线;则可以________为纵坐标;以________为横坐标．■注意事项由于干电池的内阻较小;路端电压U的变化也较小;这时画U-I图线时;纵轴的刻度可以不从零开始;而是根据测得的数据从某一恰当值开始横坐标I必须从零开始;但这时图线在横轴的截距不再是短路电流;而在纵轴的截距仍为电源电动势;图线斜率的绝对值仍为电源的内阻．内阻为2kΩ的电压表和阻值为0～999.9Ω的电阻箱各一只;另有若干定值电阻、开关和导线等器材．为测定该电源的电动势和内阻;某同学设计了如图S9-7所示的电路进行实验;请回答下列问题：图S9-71实验室备有以下几种规格的定值电阻R0;实验中应选用的定值电阻是________．A．200ΩB．2kΩC．4kΩD．10kΩ2实验时;应先将电阻箱的电阻调到________选填“最大值”“最小值”或“任意值”;目的是_____________________________________________________．3该同学接入符合要求的R0后;闭合开关S;调整电阻箱的阻值;读取电压表的示数．根据记录的多组数据;作出如图S9-8所示的-图线．根据该图线可求得电源的电动势E＝________V;内阻r＝________Ω.保留两位有效数字图S9-82015·安徽卷某同学为了测量一节电池的电动势和内阻;从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100μA、内阻为2500Ω的表头;一个开关;两个电阻箱0～999.9Ω和若干导线．1由于表头量程偏小;该同学首先需将表头改装成量程为50mA的电流表;则应将表头与电阻箱________填“串联”或“并联”;并将该电阻箱阻值调为________Ω.2接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量;实验电路如图S9-9所示;通过改变电阻R测相应的电流I;且作相关计算后一并记录如下表：①根据表中数据;图S9-10中已描绘出四个点;请将第5、6两组数据也描绘在图S9-10中;并画出IR-I图线；图S9-10②根据图线可得电池的电动势E是________V;内阻r是________Ω.1．下面给出多种用伏安法测电池电动势和内阻的数据处理方法;其中既能减小偶然误差;又直观、简便的方法是A．测出两组I、U的数据;代入方程组E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r;求出E、rB．测出多组I、U的数据;求出几组E、r;最后分别求出其平均值C．测出多组I、U的数据;画出U-I图像;再根据图像求出E、rD．测出多组I、U的数据;分别求出I和U的平均值;用电压表测出断路时的路端电压即电动势E;再用闭合电路欧姆定律求出内阻r2．2015·黄冈质检某同学要测量一节干电池的电动势和内阻;实验器材仅有一个电压表内阻很大、一个电阻箱、一个开关和导线若干;该同学按如图S9-11甲所示电路进行实验;测图S9-111根据表中提供的数据;若利用图像确定电池的电动势和内阻;则应作________图像．A．U-B．R-UC．R-D.-U2根据1;利用测得的数据;在图乙所示的坐标纸上作出适当的图像．3由2中作出的图像可知;该干电池的电动势E＝________V;内阻r＝________Ω.3．某课外小组在参观工厂时;看到一丢弃不用的电池;同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻;已知这个电池的电动势为11～13V;内阻小于3Ω;由于直流电压表量程只有3V;需要将这只电压表通过连接一固定电阻用电阻箱代替;改装为量程为15V 的电压表;然后再用伏安法测电池的电动势和内阻;以下是他们的实验操作过程：1把电压表量程扩大;实验电路如图S9-12甲所示;实验步骤如下;完成填空．第一步：按电路图连接实物；第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端;把电阻箱阻值调到零；第三步：闭合开关;把滑动变阻器滑片调到适当位置;使电压表读数为3V；第四步：把电阻箱阻值调到适当值;使电压表读数为________V；第五步：不再改变电阻箱阻值;保持电压表和电阻箱串联;撤去其他线路;即得量程为15V 的电压表．图S9-122实验可供选择的器材有：A．电压表量程为3V;内阻约2kΩB．电流表量程为3 A;内阻约0.1ΩC．电阻箱阻值范围0～9999ΩD．电阻箱阻值范围0～999ΩE．滑动变阻器阻值为0～20Ω;额定电流2 AF．滑动变阻器阻值为0～20kΩ;额定电流0.2 A电阻箱应选________;滑动变阻器应选________．3用该扩大了量程的电压表电压表的表盘没变测电池电动势E和内阻r;实验电路如图乙所示;得到多组电压U和电流I的值;并作出U-I图线如图丙所示;可知电池的电动势为________V;内阻为________Ω.4．2015·金华名校联考某同学要测定一电源的电动势E和内阻r;实验器材有：一只DIS 电流传感器可视为理想电流表;测得的电流用I表示;一只电阻箱阻值用R表示;一只开关和导线若干．该同学设计了如图S9-13甲所示的电路进行实验和数据采集．图S9-131该同学设计实验的原理表达式是E＝________用r、I、R表示．2该同学在闭合开关之前;应先将电阻箱调到________填“最大值”“最小值”或“任意值”;实验过程中;将电阻箱调至如图乙所示位置;则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω.3该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的-R图像;则由图像可求得;该电源的电动势E＝______V;内阻r＝________Ω.结果均保留两位有效数字5．为了测定电源电动势E、内阻r的大小并同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线;某同学设计了如图S9-14甲所示的电路．闭合开关;调节电阻箱的阻值;同时记录电阻箱的阻值R;电压表V1的示数U1;电压表V2的示数U2.根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I;分别描绘了a、b两条U-I图线;如图乙所示．请回答下列问题：1写出流过电阻箱的电流I的表达式：________；2小灯泡两端电压随电流变化的图像是________选填“a”或“b”；3根据图乙可以求得电源的电动势E＝________V;内电阻r＝________Ω;该电路中小灯泡消耗的最大功率为________W.图S9-146．2015·济宁模拟老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻;所给的实验器材有：待测电源E;定值电阻R1阻值未知;电压表V量程为3.0V;内阻很大;电阻箱R0～99.99Ω;单刀单掷开关S1;单刀双掷开关S2;导线若干．图S9-15某同学连接了一个如图S9-15所示的电路;他接下来的操作是：a．拨动电阻箱旋钮;使各旋钮盘的刻度处于如图S9-16甲所示的位置后;将S2接到A;闭合S1;记录下对应的电压表示数为2.20V;然后断开S1；b．保持电阻箱示数不变;将S2切换到B;闭合S1;记录此时电压表的读数电压表的示数如图乙所示;然后断开S1.图S9-161请你解答下列问题：图甲所示电阻箱的读数为________Ω;图乙所示的电压表读数为________V．由此可算出定值电阻R1的阻值为________Ω.2在完成上述操作后;该同学继续以下的操作：将S2切换到A;多次调节电阻箱;闭合S1;读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U;由测得的数据;绘出了如图丙所示的-图像．由此可求得该电池组的电动势E及内阻r;其中E＝________V;电源内阻r＝________Ω.实验9测定电源的电动势和内阻实验器材滑动变阻器考点互动探究考点一实验原理与实验操作1．2电动势E斜率 2.10.6 A2最大例11D F2如图所示3U＋1Ω＋rI或U＋r解析1待测电源的电动势约为4.5V;用量程为15V的电压表V1误差大;选用量程为3V 的电压表V2;需串联电阻扩大量程;串联的定值电阻R＝R V＝1kΩ.2如图所示．3由闭合电路的欧姆定律;对甲图;有E＝U＋1Ω＋rI;对乙图;有E＝U＋r.变式题10.442U-I图线如图 1.601.58～1.62都算对1．21.18～1.26都算对3干电池长时间使用后;电动势和内阻会发生变化;导致实验误差增大．解析1电流表选的是0.6 A量程;读数时以下面的刻度为准;故读数为0.44 A.2在方格纸上取合适的标度;使图像尽量多地分布在整个坐标纸上．图像与纵轴的交点对应读数为电动势的值;图像斜率的绝对值就是内阻．考点二数据处理与误差分析例2答案1连接如图所示2U-I图线略．32.90在2.89～2.91之间均给分 1.03在0.93～1.13之间均给分解析1实物连线要注意先连接主干电路;最后再连接电压表．2根据坐标纸上描出的各点;连接成一条直线;尽量使得各点对称分布在直线两旁．3图线纵轴截距表示电源电动势;斜率绝对值表示电源内电阻．变式题①A D F②ad cg fh③-或U-或-R横纵坐标互换亦可解析①若选用0～1000Ω的滑动变阻器;则电路中的电流太小;且移动滑动变阻器滑片时;电压表和电流表的示数要么变化得特别慢;要么变化得特别快;所以滑动变阻器选用F；电源的电动势为4.5V;所以电压表选用D；若电流表选用B;则移动滑动变阻器的滑片时;电流表的指针要么偏转得特别小;要么突然偏转得比较大;所以电流表选用A.②电压表测量路端电压;滑动变阻器接成限流式;开关要控制整个电路．③由闭合电路欧姆定律得R＋r＝E;变形得＝·＋;或U＝－r·＋E;或＝·R＋;则可以为纵坐标;为横坐标;或以U为纵坐标;为横坐标;或以为纵坐标;R为横坐标．考点三同类实验拓展与创新例31C2最大值保证电源的安全38.63634～38均可解析1定值电阻的作用是扩大电压表的量程到9V;所以实验中应选用定值电阻C.2实验时应先将电阻箱的电阻调到最大值;以保护电源的安全．3由闭合电路的欧姆定律得E＝3U ＋·r;即＝·＋;由-图像的纵截距＝0.35V－1解得E＝8.6V;由斜率k＝解得r＝36Ω.点评应用图像研究E和r;推导出满足线性关系的函数式是关键;然后结合函数来研究图像的斜率、截距、面积等特征值;本题推导出＝·＋关系式;斜率表示;图像与纵轴的交点表示;从而得到E、r.变式题1并联 5.02①如图所示②1.53 2.0解析1将小量程表头改装成更大量程的电流表;需给表头“并联”一个合适阻值的分流电阻；已知表头的满偏电流I g＝100μA;表头内阻R g＝2500Ω;改装后电流表量程I A＝50mA;设分流电阻为R x;由I g R g＝I A－I g R x解得R x≈5.0Ω.2①将表中第5、6两组数据描入坐标纸;分析电路并由闭合电路的欧姆定律可得E＝IR＋R A＋r;变形得IR＝－R A＋r·I＋E;可知IR-I图像为一条直线;故应用一条直线拟合各数据点;如图；②由上述分析知;IR-I图像的纵轴截距为电池电动势;由图知E＝1.53V1.52～1.54V；图中直线斜率的绝对值为R A＋r;则R A＋r＝7.0Ω;所以;电池内阻r＝7.0Ω－R A＝2.0Ω.教师备用习题1．2015·四川卷用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值R x.已知电池的电动势约6V;电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧．可选用的实验器材有：电流表A1量程0～30mA；电流表A2量程0～100mA；电压表V量程0～6V；滑动变阻器R1阻值0～5Ω；滑动变阻器R2阻值0～300Ω；开关S一个;导线若干条．某同学的实验过程如下：Ⅰ.设计如图甲所示的电路图;正确连接电路．甲Ⅱ.将R的阻值调到最大;闭合开关;逐次调小R的阻值;测出多组U和I的值;并记录．以U为纵轴;I为横轴;得到如图乙所示的图线．乙Ⅲ.断开开关;将R x改接在B、C之间;A与B直接相连;其他部分保持不变．重复Ⅱ的步骤;得到另一条U-I图线;图线与横轴I的交点坐标为I0;0;与纵轴U的交点坐标为0;U0．回答下列问题：①电流表应选用______;滑动变阻器应选用______；②由图乙的图线;得电源内阻r＝________Ω；③用I0、U0和r表示待测电阻的关系式R x＝________;代入数值可得R x；④若电表为理想电表;R x接在B、C之间与接在A、B之间;滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置;两种情况相比;电流表示数变化范围________;电压表示数变化范围________．均选填“相同”或“不同”答案①A2R2②25③－r④相同不同解析①根据题意;电池内阻和待测电阻阻值均为数十欧;从电路图可以看出;滑动变阻器采用限流接法;故滑动变阻器应选R2；又电池的电动势为6V;由欧姆定律可知电流表A1量程太小;故电流表选用A2.②由闭合电路欧姆定律可知E＝U＋Ir;即U＝E－Ir;U-I图线的斜率的绝对值表示电池的内阻;从U-I图线可以得出r＝25Ω.③将R x改接在B、C之间后;由闭合电路欧姆定律有E＝U＋IR x＋r;即U＝E－IR x＋r;可知＝R x＋r;则R x＝－r.④滑动变阻器接入电路的阻值变化相同时;电流表示数变化范围相同;电压表测的是不同电阻两端的电压;所以示数变化范围不同．2．2014·新课标全国卷Ⅰ利用如图a所示电路;可以测量电源的电动势和内阻;所用的实验器材有：待测电源;电阻箱R最大阻值999.9Ω;电阻R0阻值为3.0Ω;电阻R1阻值为3.0Ω;电流表A量程为200mA;内阻为R A＝6.0Ω;开关S.图a实验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大;闭合开关S；②多次调节电阻箱;记下电流表的示数I和电阻值箱相应的阻值R；③以为纵坐标;R为横坐标;作-R图线用直线拟合；④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.回答下列问题：1分别用E和r表示电源的电动势和内阻;则与R的关系式为________．2实验得到的部分数据如下表所示;其中电阻R＝3.0Ω时电流表的示数如图b所示;读出数据;完成下表．图b3在图c的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图;根据图线求得斜率k＝______A－1·Ω－1;截距b＝______A－1.图c4根据图线求得电源电动势E＝________V;内阻r＝________Ω.答案1＝R＋20.1109.0931.0或在0.96～1.04之间;6.0或在5.9～6.1之间43.0或在2.7～3.3之间;1.0或在0.6～1.4之间解析本题考查了测量电源电动势和内阻的实验．1根据闭合电路欧姆定律有E＝R＋R0＋r＋IR A.代入数据;化简得＝R＋.2电流表每小格表示4mA;因此电流表读数是0.110 A;倒数是9.09 A－1.3根据坐标纸上给出的点;画出一条直线;得出斜率k＝1.0 A－1·Ω－1;截距b＝6.0 A－1.4斜率k＝;因此E＝3.0V;截距b＝R A＋r＋R0;因此r＝－5＝1.0Ω.3．2014·北京卷利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．1应该选择的实验电路是图1中的________选填“甲”或“乙”．甲乙图12现有电流表0～0.6 A、开关和导线若干;以及以下器材：A.电压表0～15VB.电压表0～3VC.滑动变阻器0～50ΩD.滑动变阻器0～500Ω实验中电压表应选用__________；滑动变阻器应选用__________．选填相应器材前的字母3某位同学记录的6组数据如下表所示;其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上;4根据3中所画图线可得出干电池的电动势E＝________V;内电阻r＝________Ω.5实验中;随着滑动变阻器滑片的移动;电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化．图3的各示意图中正确反映P-U关系的是________．A B C D图3答案1甲2B C3略41.501.49～1.510.830.81～0.855C解析1根据U＝E－Ir测量电源电动势和内阻时;需要测出多组对应的路端电压U和干路电流I;电压表和电流表内阻影响会造成实验误差．电源内阻较小;所以电流表分压影响较大;因此应选择甲电路．3略．4根据U-I图像;电源的电动势等于纵轴的截距;内阻等于斜率的绝对值．5电源输出功率P＝UI＝U＝－U2＋U;P-U图像为开口向下的二次函数图像;应选C.4．2014·福建卷某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻;实验原理如图甲所示;其中;虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A;V为标准电压表;E为待测电池组;S为开关;R为滑动变阻器;R0是标称值为4.0Ω的定值电阻．①已知灵敏电流计G的满偏电流I g＝100μA;内阻r g＝2.0kΩ;若要改装后的电流表满偏电流为200mA;应并联一只阻值为________Ω保留一位小数的定值电阻R1；②根据图甲;用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路；甲乙内阻r＝________Ω保留两位小数；为减小偶然误差;逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是______________________．④该小组在前面实验的基础上;为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响;用一已知电动势和内阻的标准电池组;通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同;但内阻的测量值总是偏大．若测量过程无误;则内阻测量值总是偏大的原因是________．填选项前的字母A．电压表内阻的影响B．滑动变阻器的最大阻值偏小C．R1的实际阻值比计算值偏小D．R0的实际阻值比标称值偏大答案①1.0②如图所示③1.66充分利用已测得的数据④CD解析①由串、并联电路的特点可得：R1＝＝Ω＝1.0Ω；②从电源正极出发;沿电流的流向依次连线;注意电流要由两电表的正接线柱流入;由负接线柱流出；③E－U＝Ir内＋R0;则－ΔU＝ΔIr内＋R0;所以r内＋R0＝－＝＝＝＝＝＝5.66Ω;所以r内＝5.66Ω－R0＝1.66Ω;逐差法处理实验数据的优点是可以充分利用已测得的数据;减小实验误差；④电压表的读数等于路端电压;所以电压表内阻对测量结果没有影响;选项A错误；滑动变阻器用来改变路端电压;对测量结果没有影响;选项B错误；若R1的实际阻值偏小;则电流表的实际量程偏大;电流表的读数比实际值偏小;电池组的内阻测量值偏大;选项C正确；R0的实际阻值偏大时;电池组的实际内阻比测量值偏小;选项D正确．5．2013·安徽卷根据闭合电路欧姆定律;用图1所示电路可以测定电池的电动势和内电阻．图中R0是定值电阻;通过改变R的阻值;测出R0两端的对应电压U12;对所得的实验数据进行处理;就可以实现测量目的．根据实验数据在-R坐标系中描出坐标点;如图2所示．已知R0＝150Ω;请完成以下数据分析和处理．图1图21图2中电阻为________Ω的数据点应剔除；2在坐标纸上画出-R关系图线；3图线的斜率是________V－1·Ω－1;由此可得电池电动势E x＝________V.答案180.02如图所示34.44×10－3 1.50解析1电阻为80.0Ω的数据点离直线过远;超过了误差范围;应剔除；2如图所示．3图线的斜率是k＝V－1·Ω－1＝4.44×10－3V－1·Ω－1.根据闭合电路欧姆定律E＝r＋R＋U12;变形得＝R＋;斜率是k＝;故电池电动势是E＝＝1.50V.6．2012·福建卷某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.1先直接用多用电表测定该电池电动势．在操作无误的情况下;多用电表表盘示数如图;其示数为________V.2然后;用电压表V、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路;测定该电池电动势．①根据电路图;用笔画线代替导线;将实物图连接成完整电路．②闭合开关S;调整电阻箱阻值R;读出电压表V相应示数U.该学习小组测出大量数据;分析筛选出下表所示的R、U数据;并计算出相应的与的值．请用表中数据在坐标纸上描点;并作出③从图线中可求得E＝________V.答案19.42①如图所示②图略③10.09.5～11.1解析1量程为10V;根据从上往下第2行刻度线;共50小格;每小格代表0.2V;指针指在第47小格;其对应的电压为0.2×47V＝9.4V由于最小刻度为0.2V;所以结果只需保留到0.1V即可；2根据闭合电路的欧姆定律有：E＝r＋R0＋U;两边同时除以EU;整理可得＝·＋;对照-图像可知;图像的斜率表示;图像与纵坐标的交点表示;代入相关数值即可得出E＝10.0V.课时巩固训练1．C解析测出多组I、U的数据;画出U-I图像可消除某次测量不准造成的偶然误差;且方法直观、简便;C正确．2．1A2如图所示31.471.46～1.48均可0.940.92～0.96均可解析1根据表中提供的数据;若利用图像确定干电池的电动势和内阻;则应作U-I图像;即U-图像．2如图所示．3根据闭合电路欧姆定律可知;电源的电动势等于断路电压;所以由2中作出的图像可知;该干电池的电动势E＝1.47V;图像斜率的绝对值表示干电池的内阻;内阻r＝0.94Ω.3．10.62C E311.5 2.5解析1将3V电压表改装成15V电压表;串联电阻箱后的总内阻为原来电压表内阻的5倍;由于滑动变阻器位置不变;分压部分的两端电压仍为3V;此时电压表两端的电压为0.6V.2改装电压表需要串联大电阻;电阻箱选C；由于用分压电路;滑动变阻器选E.3由于电压表改装后量程扩大5倍;将图丙的纵坐标扩大5倍;即可根据纵轴截距得电池的电动势为11.5V;由图线斜率的绝对值可求电池的内阻为2.5Ω.4．1IR＋r2最大值2136.86.5～7.1均正确 2.72.4～3.0均正确解析1根据闭合电路欧姆定律;该同学设计实验的原理表达式是E＝IR＋r．2根据实验的安全性原则;在闭合开关之前;应先将电阻箱调到最大值．根据电阻箱读数规则;电阻箱接入电路的阻值为2×10Ω＋1×1Ω＝21Ω.3由E＝IR＋r可得＝R＋r.-R图像斜率等于;由图像数据可得E≈6.8V;图像在纵轴截距等于r;r≈2.7Ω.5．1I＝2b33.0 2.0 1.0解析1首先要明白电路的组成：电源、开关、电阻箱、灯泡串联成闭合回路;电压表V1测灯泡两端电压;电压表V2测路端电压;电阻箱两端电压为U＝U2－U1;电阻箱阻值为R;所以流过电阻箱的电流I＝；2小灯泡两端电压随电流的增大而增大;所以选图线b；图线a为电源路端电压随电路中电流变化的图线；3图线a与纵轴的交点为电源的电动势3.0V;图线a的斜率的绝对值为电源的内阻r＝2.0Ω;图线a、b的交点表示U1＝U2;即电阻箱的阻值为0;此时小灯泡消耗的功率最大;P＝U1I ＝1.0W.6．120.00 2.80 5.4522.860.27解析1电阻箱的读数等于各挡位的电阻之和;为20.00Ω；电压表读数应估读一位;为2.80V；根据部分电路欧姆定律可得＝;解得R1的阻值约为5.45Ω.2根据闭合电路的欧姆定律;有E＝U＋R1＋r;得＝·＋;结合图像可知;纵轴截距为＝0.35V －1;得E＝2.86V;斜率为＝2V－1·Ω;得r＝0.27Ω.。
物理学案 人教版高考一轮复习第10章电磁感应学案及实验教学
第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流一、法拉第电磁感应定律 1．感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。
(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。
(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。
2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
(2)公式：E ＝n ΔΦΔt，其中n 为线圈匝数。
(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的欧姆定律，即I ＝ER ＋r 。
3．导体切割磁感线的情形(1)若B 、l 、v 相互垂直，则E ＝Blv 。
(2)v ∥B 时，E ＝0。
二、自感、涡流 1．自感现象(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。
(2)自感电动势①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫作自感电动势。
②表达式：E ＝L ΔIΔt。
(3)自感系数L①相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。
②单位：亨利(H)，1 mH ＝10－3H,1 μH＝10－6H 。
2．涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的漩涡，所以叫涡流。
授课提示：对应学生用书第196页命题点一 对法拉第电磁感应定律的理解及应用 自主探究1．感应电动势的决定因素(1)由E ＝n ΔΦΔt 知，感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt 和线圈匝数n 共同决定，磁通量Φ较大或磁通量的变化量ΔΦ较大时，感应电动势不一定较大。
(2)ΔΦΔt 为单匝线圈产生的感应电动势大小。
2．法拉第电磁感应定律的三个特例(1)回路与磁场垂直的面积S 不变，磁感应强度发生变化，则ΔΦ＝ΔB·S，E ＝n ΔBΔt S 。
(2)磁感应强度B 不变，回路与磁场垂直的面积发生变化，则ΔΦ＝B·ΔS，E ＝nB ΔSΔt。
(3)磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时，则ΔΦ＝Φ末－Φ初，E ＝n B 2S 2－B 1S 1Δt ≠n ΔB·ΔSΔt。
高考物理一轮总复习课后习题 第6章 机械能 第8讲 实验 验证机械能守恒定律
第8讲实验:验证机械能守恒定律1.在“验证机械能守恒定律”实验中,小王用如图甲所示的装置,让重物从静止开始下落,打出一条清晰的纸带,其中的一部分如图乙所示。
O点是打下的第一个点,A、B、C和D为另外4个连续打下的点。
甲乙(1)为了减小实验误差,对体积和形状相同的重物,实验时选择密度大的重物的理由是。
(2)已知交变电流频率为50 Hz,重物质量为200 g,当地重力加速度为9.80 m/s2,则从O点到C点,重物的重力势能变化量的绝对值|ΔE p|=J,C点的动能E kC= J。
(计算结果均保留3位有效数字)比较E kC与|ΔE p|的大小,出现这一结果的原因可能是。
A.工作电压偏高B.存在空气阻力和摩擦力C.接通电源前释放了纸带2.(湖南长沙二模)某兴趣小组用频闪摄影的方法验证机械能守恒定律,实验中将一钢球从与课桌桌面等高处的O点自由释放,在频闪仪拍摄的照片上记录了钢球在下落过程中各个时刻的位置,拍到整个下落过程的频闪照片如图所示。
(1)若已知频闪仪的闪光频率为f,重力加速度为g,再结合图中所给下落高度的符号,为验证从O点到A点过程中钢球的机械能守恒成立,需验证的关系式为2gs7= 。
(2)结合实际的实验场景,请估算闪光频率f应为(g取10m/s2)。
A.1 HzB.5 HzC.20 HzD.100 Hz3.某物理兴趣小组在实验室中找到的实验器材有:光电计时器(配两个光电门),铁架台,小钢球,游标卡尺,电磁铁,铅垂线,电源及导线若干。
利用这些器材设计如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。
(1)利用铅垂线调整铁架台、光电门等,使电磁铁、光电门1、光电门2的中心在同一竖直线上。
用游标卡尺测量小球的直径,如图乙所示,则小球的直径d=cm。
(2)切断电磁铁的电源,小球由静止自由下落,计时器记录小球通过两个光电门的挡光时间分别为Δt1和Δt2,同时记录小球从光电门1到光电门2的时间为t。
则小球通过光电门1时的速度为(用题中给出的物理量符号表示)。
2022届高考物理一轮复习 第4讲 实验一研究匀变速直线运动 讲义
第4讲实验一研究匀变速直线运动双基知识：一、实验目的1．练习正确使用打点计时器，学会利用打点纸带研究物体的运动。
2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法Δx＝aT2。
3．掌握使用速度—时间图像求加速度的方法。
4．掌握使用逐差法计算匀变速直线运动加速度的方法。
二、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸。
[部分器材用途]钩码通过细绳跨过定滑轮拖拽小车加速运动纸带记录小车在每次打点间隔时间内的运动情况刻度尺用于测量计数点间的距离三、实验原理1．实验原理图2．打点计时器(1)电磁打点计时器：6V以下交流电源。
(2)电火花计时器：220V交流电源。
(3)当所用交流电源的频率f＝50Hz时，每隔0.02s打一次点。
若交流电的频率变化，对应打点时间间隔也会发生变化。
3．处理纸带数据时区分计时点和计数点计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。
计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为0.1s。
4．匀变速直线运动的判断(1)若物体在连续相等时间T内的位移之差Δx为一恒量，即Δx＝aT2，则物体做匀变速直线运动。
(2)利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度，作出物体运动的vt图像，若图像是一条倾斜的直线，则物体做匀变速直线运动。
5．由纸带计算某点的瞬时速度根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度vn ＝xn＋xn＋12T来计算。
6．利用纸带求物体加速度的两种方法(1)逐差法根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(T为相邻计数点之间的时间间隔)，求出a1＝x4－x13T2，a2＝x5－x23T2，a3＝x6－x33T2，然后取平均值，即a＝a1＋a2＋a33＝x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x39T2，即为物体的加速度。
新课标2023版高考物理一轮总复习第六章动量动量守恒定律第5讲实验：验证动量守恒定律课件
3．实验：小车B静止，接通电源，让小车A运动，碰撞时撞针插入橡皮泥中，两 小车连接成一个整体运动。
4．改变条件重复实验：①改变小车A的初速度；②改变两小车的质量。 [数据处理]
1．小车速度的测量：通过纸带上两计数点间的距离及时间，由 v＝ΔΔxt 计算。 2．验证的表达式：m1v1＝(m1＋m2)v2。
[数据处理] 1．滑块速度的测量：v＝ΔΔxt ，式中 Δx 为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出，
也可直接测量)，Δt 为光电计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间。 2．验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。
方案(二) 利用等长摆球完成一维碰撞实验 [实验器材] 带细线的摆球(两套，等大不等重)、铁架台、天平、量角器、刻度尺、游标卡尺、 胶布等。 [实验步骤] 1．测质量和直径：用天平测出小球的质量m1、m2，用游标卡尺测出小
[关键点拨] (1)螺旋测微器在读数时，注意半格线是否已经露出。 (2)表示系统动量守恒的关系式时，注意两遮光板的宽度相同。
二、创新考法不失分 创新角度(一) 实验目的的创新 1．如图甲所示，冲击摆是一个用细线悬挂着的摆块，弹丸击中摆块时陷入摆块 内，使摆块摆至某一高度，利用这种装置可以测出弹丸的发射速度。
球的直径d。 2．安装：把小球用等长悬线悬挂起来，并用刻度尺测量悬线长度l。 3．实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰。 4．测角度：用量角器测量小球被拉起的角度和碰撞后两小球摆起的角度。 5．改变条件重复实验：①改变小球被拉起的角度；②改变摆长。
[数据处理] 1．摆球速度的测量：v＝ 2gh，式中 h 为小球释放时(或碰撞后摆起)的高度，
步骤4：多次重复步骤3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出来，将 刻度尺紧靠照片放置，如图乙所示。
2022届高考物理(重庆专用)第一轮复习专题实验：用单摆测定重力加速度(含解析)
实验11：用单摆测定重力加速度一、实验目的1．会用单摆测定重力加速度。
2．会使用秒表。
二、实验原理当偏角很小时，单摆做简谐运动，其运动周期为T ＝2πl g ，它与偏角的大小及摆球的质量无关，由此得到g ＝4π2l T 2。
因此，只要测出摆长l 和振动周期T ，就可以求出当地重力加速度g 的值。
处理数据有两种方法：（1）公式法：测出30次或50次全振动的时间t ，利用T ＝t n 求出周期；不改变摆长，反复测量三次，算出三次测得的周期的平均值T ，然后利用g ＝4π2l T 2求重力加速度。
（2）图象法：由单摆周期公式不难推出：l =g 4π2T 2，因此，分别测出一系列摆长l 对应的周期T ，作l －T 2的图象，图象应是一条通过原点的直线，求出图线的斜率k =Δl ΔT 2，即可利用g =4π2k =4π2Δl ΔT 2求得重力加速度值，如图所示。
三、实验器材带有铁夹的铁架台、中心有小孔的金属小球，不易伸长的细线（约1米）、秒表、带毫米刻度的米尺和游标卡尺。
四、实验步骤1．让细线的一端穿过金属小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的线结，做成单摆。
2．把细线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处作上标记，如图。
3．用米尺量出摆线长度l ′，精确到毫米，用游标卡尺测出摆球的直径，即得出金属小球半径r ，计算出摆长l ＝l ′＋r 。
4．把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度（不超过5°），然后放开金属小球，让金属小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成30～50次全振动所用的时间t ，计算出金属小球完成一次全振动所用时间，这个时间就是单摆的振动周期，即T ＝t N （N 为全振动的次数），反复测3次，再算出周期T ＝T 1＋T 2＋T 33。
5．根据单摆振动周期公式T ＝2πl g 计算当地重力加速度g ＝4π2lT 2。
6．改变摆长，重做几次实验，计算出每次实验的重力加速度值，求出它们的平均值，该平均值即为当地的重力加速度值。
2023届高考物理一轮实验专题复习：用单摆测定重力加速度
2023年高考物理一轮实验专题复习：用单摆测定重力加速度1．（2022·北京朝阳·二模）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
例如：（1）实验仪器。
用螺旋测微器测某金属丝的直径，示数如图1所示。
则该金属丝的直径为________mm 。
（2）数据分析。
打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点，纸带的一部分如图2示，B 、C 、D 为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。
打点计时器接在频率为50Hz 的交流电源上。
则物体运动的加速度=a ___________2m /s （结果保留两位有效数字）。
（3）实验原理。
某同学用单摆测量重力加速度的大小，他测量摆线的长度l 和对应的周期T ，得到多组数据，作出了2l T -图像，如图3所示。
他认为根据图线可求得重力加速度2214πb g a a =-，则从理论上分析，他求得的重力加速度g ___________真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。
请分析说明理由。
2．（2022·浙江温州·三模）（1）在“研究平抛运动”的实验中，为了测量小球平抛运动的初速度，采用如图甲所示的实验装置。
实验操作的主要步骤如下：a .将坐标纸用图钉固定在木板上，并将木板竖直固定；b .将斜槽安装在木板左端，调节斜槽末端轨道水平，同时将重锤线挂在水平轨道边缘；c .在斜槽上端一固定位置静止释放小球，同时记录抛出点位置O ，记录重锤线方向；d .小球从O点飞出后，撞到与木板平面垂直的竖直挡条上。
小球撞击挡条时，会在挡条上留下一个痕迹点。
用铅笔将痕迹点的投影点记录在坐标纸上；e.向右移动竖直挡条，从斜槽上相同的位置无初速度释放小球，小球撞击挡条后，再次将挡条上痕迹点的投影点记录在坐标纸上，重复以上操作；f .取下白纸，描绘平抛运动轨迹，研究轨迹的性质，求出小球平抛运动的初速度大小。
实验4 验证牛顿第二定律(考点解读)-2021年高考物理一轮复习实验专题考点全析
实验4 验证牛顿第二定律➢要点梳理一、实验目的（1）学会用控制变量法研究物理规律；（2）验证牛顿第二定律；（3）学会利用图像处理数据。
二、实验原理探究加速度a与力F及质量M的关系时，应用的基本方法是控制变量法，即先控制一个参量即小车的质量M不变，讨论加速度a与力F的关系，再控制砝码盘和砝码的质量不变，即力F 不变，改变小车的质量M，讨论加速度a与质量M的关系。
三、实验器材小车、砝码、钩码、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、复写纸、托盘天平、刻度尺。
四、实验步骤1.称量质量——用天平测量小车的质量m0。
2.安装器材——按照如图所示的装置把实验器材安装好，只是不把悬挂钩码的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)。
3.平衡摩擦力——在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，反复移动薄木块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态。
4.让小车靠近打点计时器，挂上钩码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸带。
钩码的重力即为小车所受的合外力，由纸带计算出小车的加速度，并记录力和对应的加速度。
5.改变钩码的个数，重复步骤4，并多做几次。
6.保持钩码的个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带。
计算小车和砝码的总质量m，并由纸带计算出小车对应的加速度，记录对应的质量和加速度。
7.改变小车上砝码的个数，重复步骤6，并多做几次。
五、数据处理1.计算加速度——先在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的加速度。
2.作图像找关系——根据记录的各组对应的加速度a与小车所受牵引力F，建立直角坐标系，描点画a-F图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，便证明加速度与作用力成正比。
再根据记录的各组对应的加速度a与小车和砝码总质量m，建立直角坐标系，描点画图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，就证明了加速度与质量成反比。
2022年高考物理一轮复习考点优化训练专题11-实验：验证牛顿第二定律-测定摩擦因数
2022年高考物理一轮复习考点优化训练专题11 实验：验证牛顿第二定律测定摩擦因数一、实验探究题1．（6分）一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B，如图所示。
一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。
令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释放时的高度h0=0.590 m，下降一段距离后的高度h=0.100 m；由h0下降至h所用的时间T=0.730 s。
由此求得小球B加速度的大小为a=m/s2（保留3位有效数字）。
从实验室提供的数据得知，小球A、B的质量分别为100.0 g和150.0 g，当地重力加速度大小为g=9.80 m/s2。
根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为a′=m/s2（保留3位有效数字）。
可以看出，a′与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：。
2．（6分）甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图（甲）、（乙）、（丙）所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。
已知他们使用的小车完全相同，小车的质量为M，重物的质量为m，试回答下列问题：（1）（2分）甲、乙、丙实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是____。
A．甲、丙B．甲、乙C．甲、乙、丙（2）（1分）实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是。
（3）（3分）实验时，甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确，他们作出的a-F图线如图（丁）中A，B，C所示，则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是，，。
3．（5分）某同学欲测量小木块与斜面间的动摩擦因数，其实验装置如图甲所示，光电门的位置B、C可沿斜面移动，木块上固定有宽度为d的挡光窄片．物块在斜面上滑动时，光电门可以显示出挡光片的挡光时间．（1）（1分）用游标卡尺测量挡光片的宽度，其示数如图乙所示，则挡光片的宽度为mm．（2）（3分）在A处用力推动物块，物块沿斜面下滑，依次经过B、C，光电门1、2显示的时间分别为30 ms、40 ms，则物块经过B处时的速度大小为m/s（结果保留两位有效数字），经过C处时的速度大小为m/s（结果保留两位有效数字），比较物块经过B、C处的速度大小可知，应（选填“增大”或“减小”）斜面的倾角，直至两光电门的示数相等．（3）（1分）正确调整斜面的倾角后，用刻度尺测得斜面的长度L和斜面顶端与底端的高度差h，则物块与斜面间的动摩擦因数可表示为μ=（用L、h表示）．4．（3分）某同学设计了一个如图甲所示的装置来测定滑块与木板间的动摩擦因数，其中A为滑块，B和C处是钩码，不计绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦．实验中该同学保持在B和C处钩码总个数不变的条件下，改变C处钩码个数，测出C处不同个数钩码的总质量m及对应加速度a，然后通过对实验数据的分析求出滑块与木板间的动摩擦因数．（1）（2分）该同学手中有电火花计时器、纸带、10个质量均为100克的钩码、滑块、一端带有定滑轮的长木板、细线，为了完成本实验，得到所要测量的物理量，还需要________．A．秒表B．毫米刻度尺C．天平D．弹簧测力计（2）（1分）在实验数据处理中，该同学以C处钩码的总质量m为横轴，以加速度a为纵轴，绘制了如图乙所示的实验图线，可知滑块与木板间的动摩擦因数μ=．(g取10m/s2)5．（3分）在没有天平的情况下，实验小组利用以下方法对质量进行间接测量，装置如图甲所示：一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连，重物P、Q的质量均为m（已知），在重物Q 的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块Z。
高考物理一轮复习 实验12 探究单摆周期与摆长的关系课
4．改变摆长，重复上述步骤，记录数据.
次数
物理量
1234
T/s
l/m
二、数据处理 1．公式法：将测得的几次周期 T 和摆长 l 代入公式 g＝4Tπ22l中，算出 重力加速度 g 的值，再算出 g 的平均值，即为当地的重力加速度的值．
2．图象法：由单摆的周期公式 T＝2π gl 可得 l＝4gπ2T2，因此 以摆长 l 为纵轴，以 T2 为横轴作出 l－T2 图象，是一条过原点的直 线，如图所示，求出斜率 k，即可求出 g 值，g＝4π2k，k＝ΔΔTl2.
[答案摆长为摆线长加摆球半径，即 L＝l＋D2 .摆球直径可用 游标卡尺测量．
2．游标卡尺读数时首先明确卡尺的精确度(游标尺格数的倒数)， 再根据公式“被测物体长度＝主尺读数＋n×精确度”读数．
[类题练熟]
• 1－1.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)把秒表记录摆球一次全振动的时间作为周 期．________
[解析] (1)游标卡尺的读数为主尺读数加上游标尺读数且无需 估读，结果为 1.8 cm＋0.1 mm×6＝18.6 mm; (2)在做“用单摆测定 当地重力加速度”的实验中，摆线应选取细线，伸缩性小且尽可能 长一些，a 正确；为减少阻力的影响，摆球应选择质量大、体积小一 些，b 正确；单摆的摆角应小于 5°，c 错误；待单摆振动稳定后，应 从平衡位置开始计时，且为减小误差需测量 50 次全振动时间 Δt，周 期 T＝5Δ0t，d 错误，e 正确．
• 三、注意事项
• (1)选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一 般在1 m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小， 最好不超过2 cm.
山师附中2022届新高考物理一轮专题复习-力学实验：探究弹力和弹簧伸长量的关系
2022届一轮复习力学实验：探究弹力和弹簧伸长量的关系131．某物理兴趣实验小组用如图甲所示的铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码以及刻度尺探究弹簧弹力F 与弹簧长度l 的关系（每个钩码的质量为50g ，重力加速度29.8m/s g =）。
实验中记录的数据如下表：出F l -图线______；(2)根据所作图线及题中所给数据，可求得弹簧的劲度系数为___________N/m ；（保留3位有效数字）(3)图线与横轴交点的物理意义是：___________，其值为：___________；（保留2位有效数字）(4)图线后段明显弯曲的原因是：___________。
2．实验室中有5根一模一样的弹簧，小明想测量这批弹簧的劲度系数，将弹簧等间距悬挂在水平铁架台上，如图甲所示，1号弹簧不挂钩码，2号挂1个钩码，3号挂2个钩码，依此类推，钩码均相同。
计算结果保留3位有效数字。
(1)为了更直观地呈现出弹力大小F 与伸长量Δx 的关系，小明以1号弹簧末端指针中点为原点，做出竖直的y 轴及水平的x 轴，其中y 轴代表____________，x 轴代表____________（选填“F ”或“Δx ”）。
(2)为测量弹簧的伸长量，小明取来一把米尺，竖直放置在地上，米尺的100 cm刻度刚好与1号弹簧末端指针中点在同一水平线上，测量2号弹簧末端指针中点位置时，如图乙所示，则此时弹簧伸长量为_____________cm。
(3)小明更换质量已知的钩码重新进行实验，根据测量的数据做出F-Δx图像，如图丙，则这些弹簧的劲度系数为__________N/m。
(4)本实验能够很直观的呈现出弹力与伸长量的关系，但也存在不足，例如________。
3．为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码。
实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出。
（g 取9.8m/s2）(1)作出m－l的关系图线______；(2)弹簧的劲度系数为______N/m。
伴你行一轮总复习物理(新高考) 实验6
实
验
基
础
要
记
熟
背
牢
第一部分 力学部分
原 型 实 验 与 创 新 改 进
限 时 跟 踪 检 测
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高考一轮总复习 [物理·新高考]
实 验 基 础 要 记 熟 背 牢 原 型 实 验 与 创 新 改 进
第五章 机械能
限 时 跟 踪 检 测
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高考一轮总复习 [物理·新高考]
原
F．__拆__除__装__置__，__整__理__器__材__________.
型
实
验
与
创
新
改
进
限 时 跟 踪 检 测
第11页
高考一轮总复习 [物理·新高考]
(4)如图所示是实验中打出的某条点迹清晰的纸带．已知打点计时器所用电源的频率
实 为 50 Hz，当地的重力加速度取 g＝9.8 m/s2，重物的质量为 1.00 kg.重物运动到 B 点的动
偶然 测量长度带来的误
误差
差
点离 0 点远些
(2)多次测量取平均值
牢
(1)打点计时器安装稳固，并使两限位孔在同一竖
限 时 跟
踪
原
系统 重物和纸带下落 直线上，以减小摩擦阻力
检
型
测
实 验
误差 过程中存在阻力 (2)选用质量大、体积小的物体作重物，以减小空
与 创
气阻力的影响
新
改
进
第7页
高考一轮总复习 [物理·新高考]
4．测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用 vn＝hn＋12－Thn－1，不能用 vn＝ 2ghn
时 跟 踪 检
型 实
高三物理人教版第一轮复习第五章实验五实验六
P90页
3.实验器材：本实验需要的器材有：打点计时器(含 纸带、学生电源、复写纸、连接导线)、同种橡皮条(10 根)、小车、长木板、钉子、刻度尺.
4.实验步骤： (1)按图连接好器材.橡皮筋的一端套在小车上，另 一端套在钉子上，第一次用两根橡皮筋.将长木板倾斜 一个角度，使重力沿斜面向下的分力平衡小车受到的
4.实验器材：铁架台，重锤，打点计时器，低压 交流电源，开关，刻度尺，复写纸，纸带，导线.
5.实验步骤： (1)按装置图安装好器材，注意打点计时器板面竖 直，保证两个限位孔中心在同一竖直线上，并用导线
将计时器接到低压交流电源上. (2)将长约 1 米的纸带一端用小夹子固定在重物上
后，另一端(上端)穿过打点计时器限位孔，用手提着 纸带，使重物静止并靠近计时器的下方.
5.实验结论：Wi∝v2i . 6.实验中应注意事项 (1)平衡摩擦力：实验中的小车不可避免地要受到 摩擦力的作用，为了保证橡皮筋对物体的功就是合外
力的功，必须设法排除摩擦力的影响.可采用将木板一 端垫高的方法来实现.将木板一端垫高，让自由小车(不 系橡皮筋时)能在木板上匀速运动，使重力沿斜面方向 的分力与摩擦力相平衡，就消除了摩擦力的影响.
2mm. 4．不会用匀变速运动规律求解某一时刻 的瞬时速度． 5．单位及有效数字的确定出错．
练习、如图甲所示，用包有白纸的质量为 1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物．蘸有颜 料的毛笔固定在电动机上并随之转动，使 之替代打点计时器．当烧断悬挂圆柱棒的 线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆 柱棒面上的纸上画出记号，如图乙所 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 26.0mm 、 42.0mm 、 58.0mm 、 74.0mm 、 90.0mm 、 106.0mm. 已 知 电 动 机 铭 牌 上 标 有 “ 1440r/min” 字 样 ， 由 此 验 证 机 械 能 守 恒．根据以上内容，回答下列问题：
2023届高考物理一轮复习学案：实验：验证动量守恒定律
实验：验证动量守恒定律【学习目标】1．通过实验原理和思路的探究，会用实验装置测速度或用其他物理量表示物体的速度大小。
2．通过探究设计多种试验方案，验证在系统不受外力的作用时，系统内物体相互作用时总动量守恒。
【学习重难点】重点：能合理地选择实验器材，获得实验数据，分析实验数据，形成结论。
难点：学过的物理术语、图表等交流本实验的探究过程与结论【课前导学】在一维正碰中，测出相碰的两物体的质量m1、m2和碰撞前、后物体的速度v1、v2、v1′、v2′，算出碰撞前的动量p=___________及碰撞后的动量p′=___________，看碰撞前、后___________是否相等。
【任务一】实验方案及实验过程方案一：利用气垫导轨实现一维碰撞例1、某实验小组采用如图所示的实验装置做“验证动量守恒定律”实验。
在水平桌面上放置气垫导轨，导轨上安装光电计时器1和光电计时器2，带有遮光片的滑块A、B的质量分别为m A、m B，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，实验过程如下：①调节气垫导轨成水平状态；②轻推滑块A，测得滑块A通过光电计时器1的遮光时间为t1；③滑块A与滑块B相碰后，滑块B和滑块A先后经过光电计时器2的遮光时间分别为t2和t3。
（1）实验中为确保两滑块碰撞后滑块A不反向运动，则m A、m B应满足的关系为m A___________（填“大于”“等于”或“小于”）m B。
（2）利用题中所给物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为_________________________方案二：利用等长摆球实现一维碰撞，如图所示。
例2、．用如图所示装置可验证弹性碰撞中的动量守恒，现有质量相等的a、b两个小球用等长的、不可伸长的细线悬挂起来，b球静止，拉起a球由静止释放，在最低点a、b两球发生正碰，碰后a球速度为零，完成以下问题：(1)实验中必须测量的物理量有________．A．a、b球的质量mB．细线的长度LC．释放时a球偏离竖直方向的角度θ1D．碰后b球偏离竖直方向的最大角度θ2E．当地的重力加速度g(2)利用上述测量的物理量验证动量守恒定律的表达式为___ _____．变式1：如图所示的装置是“冲击摆”，摆锤的质量很大，子弹以初速度v0从水平方向射入摆中并留在其中，随摆锤一起摆动。
高考复习方案(全国卷地区专用)高考物理一轮复习 实验3
实验3 验证力的平行四边形定则一、实验目的1．学会用弹簧测力计和细线测出力的大小与方向．2．运用力的图示法探究互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形定则．二、实验器材方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、________、细绳套(两个)、________、图钉(几个)、细芯铅笔．考点一实验原理与实验操作1.实验原理一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到________，所以力F′就是这两个力F1和F2的合力，作出力F′的图示．再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示，比较__________________是否相同，若相同，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则．2．实验步骤(1)用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上，并用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴一短绳，短绳的另一端拴上两个细绳套．图S31(2)用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，如图S31所示，记录两只弹簧测力计的读数，____________________________．(3)只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和________________________．(4)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示．(5)用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧测力计的拉力F′的图示．(6)比较一下，力F′与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向是否相同．1 [2015·安徽卷] 在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端．用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图S32所示．请将以下的实验操作和处理补充完整：图S32(1)用铅笔描下结点位置，记为O；(2)记录两个弹簧测力计的示数F1和F2，沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线；(3)只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O，记录测力计的示数F3，________________________________________________________________________；(4)按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3；(5)根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F；(6)比较________________的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再次进行实验．式题在“验证二力合成的平行四边形定则”的实验中，我们需要对使用的两只弹簧测力计进行校对，看两只弹簧测力计是否完全相同，校对的方法是________(填选项前的字母)．A．看两只弹簧测力计的外形是否一样，是否由同一厂家生产B．把两只弹簧测力计的钩子互钩着水平地拉动，看两者示数是否完全相同C．把两只弹簧测力计的钩子互钩着一上一下竖直地拉动，看两者示数是否相同D．把两只弹簧测力计的钩子互钩着，任意地拉动，看两者示数是否完全相同■ 注意事项(1)不要直接以橡皮条的端点为结点，可拴一短细绳连接两个细绳套，以三绳交点为结点，且应使结点小些，以便准确地记录结点O的位置．(2)使用弹簧测力计前，应先调节零刻度，使用时不能超过量程，拉弹簧测力计时，应使弹簧测力计与木板平行．被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动弹簧时不可与外壳相碰或摩擦．(3)在同一次实验中，橡皮条伸长时的结点位置要相同．(4)两个拉力F1和F2夹角不宜过小，作力的图示时，标度要一致．(5)读数时应正对、平视刻度．考点二数据处理与误差分析1.数据处理——作图法在“验证力的平行四边形定则”的实验中，由作图法得到的合力F与实际测量得到的合力F′不可能完全重合，只要在误差允许的范围内可以认为F与F′重合，即可验证平行四边形定则，如图S33所示．图S332．误差分析(1)用两个弹簧测力计拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计不在同一个平面内时，这样得到的两个弹簧测力计的水平分力的实际合力会比由作图法得到的合力小．(2)结点O的位置和两个弹簧测力计的方向画得不准会造成作图的误差．(3)作图比例不恰当会造成作图误差．] 某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则．实验步骤：①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向．②如图S34甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)．每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：F OO′.④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示．用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为F OA，OB段的拉力记为F OB.甲乙图S34完成下列作图和填空：(1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出Fl图线，根据图线求得l0＝________cm.图S35(2)测得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则F OA的大小为________N.(3)根据给出的标度，作出F OA和F OB的合力F′的图示．图S36(4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论．在“验证二力合成的平行四边形定则”的实验中，下列做法有利于减小误差的是________(填选项前的字母)．A．F1、F2两个力的夹角尽可能大一些B．F1、F2两个力越大越好C．在拉橡皮条时，弹簧测力计的外壳不要与纸面接触，避免产生摩擦D．拉力F1、F2的方向应与纸面平行，弹簧及钩子不与弹簧测力计的外壳及纸面接触，避免产生摩擦■ 注意事项(1)注意弹簧测力计的最小格为0.1 N，弹簧测力计读数要符合有效数字要求，小数点后要有两位有效数字；(2)作图时要选好标度，合力F合的大小要根据所选标度和对角线长度计算得出；(3)实验理论值不一定沿橡皮条方向，但单个弹簧测力计的拉力F′一定沿橡皮条方向，读数不准和作图不准都可能使F与F′不完全重合．1．在探究求合力的方法时，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测力计互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条．(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列说法正确的是________(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．将弹簧测力计都拉伸到相同刻度D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置(2)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是________(填字母代号)．A．两细绳必须等长B．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行C．用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧测力计示数之差应尽可能大D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些2．[2015·湖南师大附中高三月考] (1)小翔利用如图S37甲所示的装置，探究弹簧弹力F与伸长量Δl的关系，由实验绘出F与Δl的关系图如图乙所示，则该弹簧的劲度系数为________N/m.(2)某学生用如图丙所示的装置“验证力的平行四边形定则”．将一木板竖直放在铁架台和弹簧所在平面后．其部分实验操作如下，请完成下列相关内容：如图丙，在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O；卸下钩码然后将两绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置O，记录细绳套AO、BO的方向及两弹簧测力计相应的读数．图丁中B弹簧测力计的读数为________N；该生在坐标纸上画出两弹簧测力计拉力F1、F2的大小和方向，以及由钩码的重量画出钩码对弹簧的拉力F的大小和方向，如图戊所示，请在图戊中作出F1、F2的合力F′，观察比较F和F′，得出结论．图S373．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5 N、最小刻度为0.1 N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S38甲所示．这时弹簧测力计的读数可从图中读出．图S38(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为________ N和________ N.(2)在如图乙所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．4．如图S39所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解．A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A 连接质量不计的细绳，可在固定板上沿圆弧移动．B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3 m 的杆．将细绳连接在杆右端O点构成支架，保持杆在水平方向，按如下步骤操作：图S39①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ；②对两个传感器进行调零；③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数；④取下钩码，移动传感器A改变θ角．重复上述实验步骤，得到数据见下表.(1)根据表格中的数据，传感器对应的是表中力________(选填“1”或“F2”)，钩码质量为________ kg(保留一位有效数字，g取10 m/s2)．(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是________(填选项前的字母)．A．因为事先忘记调零B．何时调零对实验结果没有影响C．为了消除横杆自身重力对结果的影响D．可以完全消除实验的误差5．[2015·江西九江高三期末] “探究求合力的方法”的实验装置如图S310甲所示．图S310(1)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图甲所示．其中，细绳CO对O点的拉力大小为________ N；(2)请将图甲中细绳CO和BO对O点两拉力的合力F合画在图乙上．由图求出合力的大小F合＝________ N(保留两位有效数字)；(3)某同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣，于是，他将刻度尺与弹簧测力计平行放置，如图丙所示，利用读得的数据，他得出了弹簧的劲度系数．那么，该弹簧的劲度系数k＝________ N/m(保留两位有效数字)．6．[2014·江苏卷] 小明通过实验验证力的平行四边形定则．(1)实验记录纸如图S311所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点．三个力的大小分别为：F1＝3.30 N、F2＝3.85 N和F3＝4.25 N．请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力．图S311(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果．他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响．实验装置如图S312甲所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O点，下端N挂一重物．用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹．重复上述过程，再次记录下N的轨迹．甲乙图S312两次实验记录的轨迹如图乙所示．过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力F a、F b的大小关系为______．(3)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果有________(填写选项前的字母)．A．橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B．两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长C．两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大D．两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大(4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项．实验3 验证力的平行四边形定则【实验器材】橡皮条刻度尺【考点互动探究】考点一实验原理与实验操作1．同一位置F和F′的大小和方向2．(2)用铅笔描下O点的位置及此时两个细绳套的方向(3)细绳套的方向例 1 (3)沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线(6)F和F3[解析] (3)可参考第(2)步中的相关操作，描点、连线，以确定只用一个弹簧测力计时的拉力F3的方向．(6)根据合力与分力的等效替代关系，应比较利用平行四边形定则作图得到的F1与F2的合力F和一个弹簧测力计单独作用时的拉力F3的大小和方向，是否在误差允许的范围内近似相等，以完成验证．变式题 B [解析] 在“验证力的平行四边形定则”的实验中，应用相同的弹簧测力计，把两测力计的挂钩钩在一起向两侧水平拉，若示数相同，则两测力计相同，选项B正确．考点二数据处理与误差分析例2 (1)如图甲所示10.0(9.8、9.9、10.1均正确)(2)1.80(1.70～1.90均正确)(3)如图乙所示(4)F OO′甲乙[解析] (1)由胡克定律得，橡皮筋拉力与橡皮筋伸长量关系为F＝k(l－l0)．根据表格数据，在坐标系中描点、连线，求得斜率k＝50 N/m，l0＝10.0 cm.(2)当OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm时，橡皮筋的长度为l＝13.60 cm，F OA＝F OB＝k(l－l0)＝1.80 N.(4)F OA和F OB的合力的作用效果应与F OO′相同，即以F OA和F OB为邻边作出的实验值F′与真实值F OO′在误差允许的范围内大小相同，方向一致．变式题CD [解析] 实验中拉力适当大些，可以使作图时误差小些，但拉力过大时，容易超过弹簧测力计的弹性限度，损坏弹簧测力计，同时两个分力夹角很大时，这两个力也会很大，选项A、B错误．在拉动弹簧测力计时，要水平拉，弹簧及挂钩不能与外壳及纸摩擦，否则弹簧测力计的示数不等于拉力大小，选项C、D正确．【教师备用习题】1．李明同学在做“互成角度的两个力的合成”的实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧测力计拉力的大小，如图所示．(1)试在图中作出无实验误差情况下F1和F2的合力，并用F表示此力．(2)有关此实验，下列叙述正确的是________(填选项前的字母)．A．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B．弹簧测力计的拉力越大越好C．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小且要保证橡皮筋结点位置不变，则只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可(3)下图是甲、乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中比较符合实验事实的是________的实验结果．(力F′是用一只弹簧测力计拉时的力)[答案] (1)略(2)AC (3)甲同学[解析] (1)用平行四边形定则作图，即以F1、F2为两邻边作平行四边形，对角线就表示合力F，并标上箭头表明方向，如图所示．(2)两分力可以同时大于合力，选项A正确；两弹簧测力计的拉力不能太大或太小，选项B错误；只有保证结点在同一位置才能说明作用效果相同，选项C正确；若两个分力的大小变化而方向都不变，则合力必定变化，选项D错误．(3)作图法得到的F必为平行四边形的对角线，单个弹簧测力计的拉力F′一定与橡皮筋共线，故甲同学的实验结果比较符合实验事实．2．在“探究求合力的方法”的实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一只弹簧测力计．(1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：用作图法求得该弹簧的劲度系数＝________N/m.(2)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图所示，其读数为________N.(3)利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N，可画出这两个共点力的合力F合．由图得到F合＝________N.[答案] (1)53(51～55均可) (2)2.10(2.08～2.12均可) (3)3.3(3.1～3.5均可) [解析] (1)以水平方向为x轴，竖直方向为F轴，建立直角坐标系，然后找点，选尽可能多的点连成一条线，如图所示，其图线的斜率即为弹簧的劲度系数k，故k＝3.26×10－2N/m≈53 N/m.(3)作出合力的图示如图所示．经测量可得合力F合＝3.3 N.3．如图甲所示，在“验证力的平行四边形定则”的实验中，A为固定橡皮筋的图钉，O 为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．(1)图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________．(2)本实验采用的科学方法是________(填选项前的字母)．A. 理想实验法B．等效替代法C. 控制变量法 D．建立物理模型法[答案] (1)F′(2)B[解析] (1)实验中F是根据平行四边形定则画出的，而F′是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，由于实验过程不可避免地存在误差，因此理论值和实验值存在一定的偏差．(2)本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法．【课时巩固训练】1．(1)BD (2)BD[解析] (1)该实验的关键是等效替代，故选B、D.2．(1)125 (2)12.60 如图所示[解析] (1)图线的斜率表示劲度系数，则k ＝100.08N/m ＝125 N/m ；(2)弹簧测力计的最小分度为0.1 N ，图中示数为12.60 N ．根据平行四边形定则，作出合力的大小和方向如图所示，可知在误差允许的范围内，合力和分力遵循平行四边形定则．3．(1)2.50(4.00) 4.00(2.50) (2)如图所示[解析] (1)弹簧测力计的最小刻度为0.1 N ，读数时应估读一位，所以读数分别为2.50 N 和4.00 N ．(2)取一个小方格的边长表示0.50 N ，作出两个力及它们的合力如图所示．4．(1)F 1 0.05 (2)C[解析] (1)A 传感器中的力均为拉力，故A 传感器对应的是表中力F 1，平衡时，有mg ＝F 1sin θ，当θ＝30°时，F 1＝1.001 N ，可求得m ＝0.05 kg.(2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，是为了消除横杆自身重力对结果的影响，C 正确．5．(1)2.60 (2)略 5.1 (3)60[解析] (1)由图甲可读出CO 对O 点的拉力大小为2.60 N ；(2)在图乙上的画图如图所示，结合作图可求知合力大小为5.1 N.(3)由图丙可知，弹簧测力计0刻度线对应5.0 mm ，2.60 N 对应48.2 mm ，由胡克定律，F ＝kx ，解得k ＝ΔF Δx ＝60 N/m. 6．(1)略 (2)F a ＝F b (3)BD(4)橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮筋(或：拉力不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧．)[解析] (1)用力的图示法根据平行四边形定则作出合力并量出其大小．(2)画受力分析图如图所示，橡皮筋的拉力F与手的拉力F手的合力F合总与重力G平衡，故F cos θ＝G，两次实验中的θ角相同，故F a＝F b.(3)根据两次描出的不同轨迹说明橡皮筋的长度与受到的拉力不成正比，两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2 次的长度较长，A错误，B正确；两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2 次受到的拉力较小，C错误；根据轨迹越向右相差越多，说明两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大，D正确．。
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第46讲 │ 考点整合
(2)传感器的组成：传感器一般由__敏__感____元件和输出部分组 成，通过___敏__感___元件获取外界信息并转换为电信号，通过输出部 分输出，然后经过控制器分析处理．
(3)传感器元件 ①光敏电阻：当光照增强时，光敏电阻的电阻值__减__小____；光 照减弱时，光敏电阻的电阻值__增__大____．光敏电阻把光照强度的变 化转换成_电__阻__值___的变化．
高考物理一轮专题复习本单元实验
第46讲 │ 考点整合
(3)温度传感器——不同的温度传感器所用的温控元件不同， 电熨斗内装有双__金__属__片__温度传感器，自动电饭锅内的温控元件是 __感__温__铁__氧__体____；测温仪中的测温元件有使用_热__敏_____电阻的， 有使用_金__属__热___电阻的，还有使用红外线敏感元件的．
(4)光传感器——利用__光__敏____电阻器的电阻随光照强度的增 强而__减__小____的特性可制作光传感器，其他光传感器所用的敏感 元件还有红外接收管和光电三极管等．
(5)电容传感器——电容传感器是利用电容器的电容量随 极__板 __间 __距 __、两极板的__正__对__面__积___以及两板间电介质的___介__电___常 数的变化而改变的原理工作的．
图 46－1
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第46讲 │ 考点整合
④应变片：把物体的_形__变_____量的变化转换为电压的变化． ⑤干簧管：通过_磁__场__(或 ___磁__感__应__强__度__) 的变化控制电路的通断． ⑥双金属片：通过__温__度____的变化控制电路的通断．
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3．通过例 1 体会在高考中如何考查利用光敏电阻控制电 路的题型，通过其他例题及变式题体会几种电容式传感器的 工作原理.
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第46讲 │ 考点整合
考点整合
实验：传感器的简单使用 1.传感器及其工作原理 (1)传感器：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等_非__电__学___ 量，并能把它们按照一定的规律转换成电压、电流等_电__学_____量， 或转换为电路的通断． 优点：把非电学量转换为电学量以后，可以方便地进行测量、 传输、处理和控制．
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第46讲 │ 编读互动
2．在复习时应牢牢抓住传感器作用，将不便于测量的物 理量转化为便于测量的电学量．传感器问题具有涉及的知识 点多、综合性强、能力要求高等特点，而传感器的形式又多 种多样．因此，求解时必须结合题目提供的所有信息，认真 分析传感器所在的电路结构，这样才能对题目的要求作出解 释或回答．
第46讲 │ 要点探究
(2)火灾报警器：会议室和宾馆房间的天花板上都装有 火灾报警器．这些报警器中有一种是利用烟雾对光的散射来 工作的．其带孔的罩子内装有发光二极管 LED、三极管和不 透明的挡板，正常情况下，发光二极管发出的光被挡板挡住， 不能照射到光电三极管上，报警电路不工作；当烟雾进入报 警器带孔的罩子后，由于光有散射作用，使部分光线照射到 光电三极管上，光电三极管电阻变小．与传感器连接的电路 检测出这种变化后就会启动报警电路发出警报.
②热敏电阻与金属热电阻：热敏电阻的电阻值随温度的升高而 __减__小____，金属热电阻的电阻值随温度的升高而__增__大____．热敏电 阻和金属热电阻把温度的变化转换为_电___阻__值__的变化．
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第46讲 │ 考点整合
③霍尔元件 霍尔电压 UH＝kdIB.其中 k 为霍尔系数，其大小与薄片元件的材 料有关，d 为元件厚度，I 为通电电流，B 为加在元件上的磁感应强 度，如图 46－1 所示．霍尔元件把_磁__感__应__强__度___的变化转换为电压 的变化．
第46讲 │ 考点整合
2.传感器工作原理
3．传感器的应用及实例 (1)力传感器——电子秤：它是由金属梁和_应__变__片___ 组成的， 后者是一种敏感元件，多用半导体材料制成． (2)声传感器——话筒：它是一种常用的声传感器，其作用是将 声__(_声__音__) _信号转换为___电_____信号．
第46讲 │本单元实验
第46讲 本单元实验
高考物理一轮专题复习本单元实验
第46讲 │ 编读互动
编读互动
1．传感器是现行教材新课程标准新增加的内容，本讲的 知识与我们的生活息息相关，传感器是自动化控制装置中不可 缺少的器件，在信息技术高速发展和电子计算机广泛应用的今 天，传感器发挥着越来越重要的作用．近年来高考特别重视动 手能力的考查，更注重于研究方法和创新思维．传感器为力学、 电学、磁学的一个大综合，通过传感器把它们联系在了一起．不 论是对传感器基础知识的掌握情况，还是器材的组装、调试、 器材连接、电路设计等，考查得既具体又灵活．
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Байду номын сангаас
第46讲 │ 要点探究 要点探究
► 探究点一 光电传感器 (1)机械式鼠标器：机械式鼠标内的码盘两侧分别装有
红外发射管和红外接收管，两个红外接收管就是两个光电 传感器；光电传感器接收到红外发射管发出的断续的红外 线脉冲信号，输出的是对应的电脉冲信号．
高考物理一轮专题复习本单元实验
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第46讲 │ 要点探究
例 1 [2009·宁夏卷] 青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄 电池充电，为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电 路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变 化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几 乎为 0，照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻 作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑 天打开．电磁开关的内部结构如图 46－2 所示.1、2 两接线柱之间 是励磁线圈，3、4 两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励磁线 圈中电流大于 50 mA 时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、 4 断开；电流小于 50 mA 时，3、4 接通．励磁线圈中允许通过的 最大电流为 100 mA.