-
实验
?
高考要求：
1
、长度的测量
2
、互成角度的两个力的合成
3
、练习使用打点记时器
4
、测定匀变速直线运动的加速度
5
、验证牛顿第二定律·
6
、碰撞中的动量守恒
7
、研究平抛物体的运动
8
、验证机械能守恒定律
9
、用单摆测重力加速度
10
、用描迹法画出电场中平面上的等势线
11
、测量金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）
12
、用电流表和电压表测定电池的电动势和内电
阻
13
、练习使用多用电表测电阻
14
、传感器的简单应用
15
、测定玻璃的折射率
16
、
探索弹力和弹簧伸长的关系
17
、
用油膜法估测分子的
大小
1
、
要求会正确使用的仪
器主要有：刻度尺、
游标卡尺、螺旋测微
器、天平、秒表、打
点计时器、弹簧秤、
温度表、电流表、电
压表、多用电表、滑
动变阻器、电阻箱，
等等。
2
、
要求知
道肯效数字的
概念，会用有效数字
表达直接测量的结果
18
、描绘小电珠的伏安特性曲线
19
、把电流表改装为电压表
20
、练习使用示波器
21
、用多用电表探索黑箱内的电学元件
22
、用双缝干涉测光的波长
第一节：仪器的使用
?
误差与有效数字
1
、
误差：
测量的数值与真实值的差异称为误差。误差分系统误差和偶然误差两种。系统误
差是指仪器本身不精确或实验方法粗略或实验原理不完善而产生的。
它使
测量值要么都
偏大要么都偏小。比如在安培表内接法测电阻时，测量值总是比真实值大，
这就是实验
原理不完善而产生的。而偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被
侧量物的
影响而产生的，它有时偏大有时偏小，而且偏大和偏小的概率是相同的，我们可
以多进
行测量几次取平均值来解决这类问题。
2
、
有效数字：
用毫米刻度尺量书本时，
量得长度为
184.2
mm
，最末一位
字
2
是估计出
来的，是不可靠数字，但
仍然有意义，仍要写出来。这种带有一位不可靠数字的近似数
字，叫做有效数字。有效数
字中，数
2.7
、
2.70
、
2.700
的含义是不同的，它们分别代
表二位、三位、四位有效数字，数
2.7
表示
最末一位数这
7
是不可靠的，而数
2.
70
和
2.700
则表示最末一位数字
0
是不可靠的，因此，小数最后的
0<
/p>
是有意义的，不能随便
舍去或添加。但是，小数的第一个非零数字
前面的零是用来表示小数点位置的，不是有
效数字，例如，
0.
92
、
0.085
、
< br>0.0063
都是两位有效数字，大的数目，如
3650
0K
ｍ，如
4
果是三位有效数字，就写
成
3.65
×
10
K
ｍ。在物理实验中有估读要求的仪器（如螺旋测
微器）一
定要有估读。实际计算时取二到三位有效数字即可。注意在平时的估算题中，
了解有效数
字的计算规则是有好处的：它们是（
1
）有效数字与别的数相加
减、相乘除，
1
/
31
所得的结果是不可靠的（
2
）计算结果只能保留
一位不可靠数字，
?
常用仪器的使用
1
、
要估读的仪器
中学阶段对仪器的估读
，一般来讲，就是把最小刻度十等分，对于最小刻度是以
1
结尾
的，
应估读到最小刻度的
1
／
10
位，比如米尺的最小刻度是
1mm
，就要估读到
0.1 mm
。对于最
小刻度是以
2
、
5
等数字结尾的，方法较杂，可以把最小刻度十等分，观察指针指在第几等
分，就是第几等分乘上最小刻度的
1
／
10
，不过最后数字肯定是
2
或
5
的倍数；不过也有就
估读到最小刻度这一
位上的。
我认为为防止出错，
同学们可以统一使用把最小刻度十
等分这
种方法。
常用仪器中要估读的仪器有刻度尺、
螺旋测微器、
天平、
弹簧秤、
温度表、
电流表、
电压表、多用电表。
（
1
）
螺旋测微器：
螺旋测微器
(
又叫千分尺
)
是比游标卡尺更精密的测长度的工<
/p>
具．
用它测长度可以准确到
0.01
毫米．
这是因为测微螺杆前进或后退
0.5
毫米．
可
动刻度正好转一周，而一周分
成
50
等分，每一等分表示
0.01<
/p>
毫米，所以能精
确到
0.01
毫米，但要估计到毫米的千分位。在使用时，在测微螺杆快靠近被测
物体时
，应停止使用旋钮，改用微调旋钮．这样就不致在测微螺杆和被测物体
间产生过大的压力
，
既可以使测量结果精确，
又可以保
护
螺旋测微器．
螺旋测微器读数时先读固定部分露出的
部分，
这部分与一般刻度尺差不多，
但多了个半毫米的
刻度，再读可动的螺旋部分的刻度，要估计一位，
并乘
上<
/p>
0.01
ｍｍ，
二者相加就行。
左图螺旋测微器的读数为
0.5
ｍｍ＋
40.0
×
0.01
ｍ
ｍ＝
0.900
ｍｍ
（
2
）
电压表与电流表：
这是分别用来测电压和电流的仪
< br>
器，电流表常用的量程有
0.6A
和
3A
两个量程，而电
压表常用的
量程有
3V
和
15V
< br>两种量
程。当然选择量程要
考虑安全性与准
确性相结合的原则，不是量程越大越
好。如果实
验过程中指针所指的最大
位置不到三分之一，说明量程选的太
大了。比如一个用电器得到的最大电
压是
4V
，那么我们应选用
3V
量程的档位，也许有同学认为不安全了，其实电
路中有滑动变阻器的保
护不会损坏电表的，这样的话测量电压就准确多了。另
处电压表和电流表都有电阻的，必
要时我们可以把它们看成是一个能知道自己
电压或电流的的电阻而已。若电表
的内阻知道了，电表还可以反串使用，即电
压表可以知道流过自已的电流，而电流表可以
知加在自已上面的电压。使用时
外部的电源正极要接电表的“＋”极，外部电源的负极要
接电表的“－”极。
读数要参考有效数字的要求，如上图电压表（
3V
档）读数为
2.50V
或
2.51V
，
而电流表（
0.6A
档）的读数为
0.320A
（如果向右再偏一点可读
0.322
不可读作
0.321
）或
0.32A
。
（
3
）
多用电表：
它一般可测交流电压（用符号“～”表示）
，
、直流电压、直流电
2
/
31
流（用符号“—”表示）和
电阻四样，它的电阻刻度是不均匀的，而且左边是
最大的，右边是
0
，这与电流和电压表的标法相反。测量前，应先检查表针是
否停在左端的“
0
”位置，否则，要用小螺丝刀轻轻地转动表盘
下边中间的调整
定位螺丝，使指针指零。万用表有两根测试笔，将红表笔和黑表笔分别插
入正
（＋）
、负（－）测试笔插孔测量时，应把选择开关旋到相
应的项目和量程上。
读数时，要看跟选择开关的挡位相应的刻度。
A)
测量电流时，跟电流表一样
，应把万用表串联在被测电路里；
对于直流电，
还
必须使电流从红表笔流进万用表，从黑表笔流出来。
B)
测量电压时，跟电压表一样，应
把万用表和被测部分并联；对于直流电，必须
用红表笔接电势较高的点，
用黑表
笔接电势较低的点。
C)
测量电阻时，
< br>在选择好选择开关的
挡位后（它常见有×
1
、×
10
、×
100
、
×
1K
四档，
以指针指在当中
为最佳）
，
要先把两根表笔相接触，
调整欧姆挡的调零旋钮，
使指
针指
在电阻刻度的零位上
（注意，
电阻
刻度的零位在表盘的右端）
。然后
再把
两表笔分别与待测电阻的两
+
端相接，
进行测量
（别忘了读数要
乘上档位）
。换用欧姆挡的另一量
程时，
需要重新调整欧姆挡的调零
旋钮，才能进行测量。应当注意，
测量电阻时待测电阻要跟别的元
件和电源断开。
测量时，
注意手不
要碰到表笔的金属触针，
以保证安全和测量的准确；
使用后，
要把表笔从测试
笔插孔拔出，
并且不要把选择开关置于欧姆挡，
以防电池漏电；
长期不使
用时，
应把电池取出。
一这要特别注意的是红表笔内接电源的负
极，
而黑表笔内接电
源的正极，
即测电
阻时电流是从黑表笔流出的，
这对判定未知元件是二极管还
是电
阻有重要作用。
2
、
不要估
读的仪器：
不用估读的仪器有游标卡尺（其实也要估读，只是高中段
不要求）
、秒表、电阻箱。
（
1
）
游标卡尺：
游标卡尺是比较精密的测量长度的仪器，它可测外径（下
测脚）
、内径
（上测脚）与深度（窄片
）
。
用它来测量长度可以准确到
0.1
mm
（游标
10
等分）
、
0.05
mm
（游标
20
等分，总长
19
mm
）和
0.02
mm
（游标
50
等分，总长
49
mm
）
。
对精度为
0.1
mm
的游标尺而言，
游<
/p>
标尺上有
10
个小
的等分刻度，
它们
的总长等于
9
毫
米．
因此游标尺的
每一分度比主尺
的最小分度相差
0.1
毫米．精度就
3
/
31
是
0.1
mm
。在测量大于
1
毫米的长度时，整的毫米数由主尺上读出，十
分之几毫
米从游标上读出．例如，如第一幅图所示的被测的长度就
.2.9
厘米＋
8
×
0.1
毫米＝
2.98
厘米<
/p>
(8
是精确的
)
。第二幅图这个游标尺是
50
个刻度的，精度是
0.01mm
的，
仔细观察可知，目前的读数是
52mm
＋
6
×
0.02mm=52.12 mm
（
2
）
秒表：
机械秒表使用前要上发条，不同秒表使用方
< br>法不同。
老式秒表第
一次按压，
秒表开始
0
5
记时；第二次按压，
指针停止走动，
秒表
此时显出两次按表
10
之间的时间；
第三次
< br>按压，
指针均回零刻
度处。
秒表
外面大刻
度显示的是秒针的
刻度，<
/p>
每圈是
30
秒，
内部小圆是分针的刻度，每格是
1
分种，中间有一小格显示半分
种的位置。在所测
时间超过
0.5
分时
，
0.5
分的整数部分由分针读出，不足
0.5
分的部分由秒针读出，
总时间为两针读数之和，
右图中分针的读数
1.5
分，
就是
90
秒，
秒针的读数为<
/p>
11.2
秒，不需要估读，共是
101.
2
秒。
0
0
25
5
25
5
20
10
15
20
10
15
（
3
）
电阻箱：
电阻箱有插入式和开关式
(
又叫筒式
)
两种，
下面左图中的是插入式电阻箱，
这里的铜塞起短路作用，如果把
3
、
5
两个铜塞拔起，电流就必须通过
4
欧姆与
6
欧姆两个电阻，则该电阻箱的电阻值是
10
欧姆。
右
图
中
就
是
开
< br>关
式
电
阻
箱，它的读数
应
该
是
各
开
关
上
旋
转
后
与
指
针
对
应
<
/p>
的
数
字
乘
上
相应的量程再相加就成。比如此图中的电阻大小
就是
1
×
1000
＋
4
×
100
＋
0
×
10
＋
3
×
1
＝
1403
（Ω）
。另外电阻箱的调节很有讲究，
无论从小阻值调到大阻值还是从大阻值调到小阻
值都要先让电阻变大再变小，这样
可以有效防止短路。
比如要从
目前的阻值变为
900
欧姆，
先不要急
着把
1000
档的旋
扭转到
0
位，
因为这样电阻一下子从
1403
欧变为
403
欧，
电流突然增加也许会超过
限度，所以应先把
1
00
档的旋扭调至
9
，使电阻先变为<
/p>
1903
欧，再变为
900
欧，这
样会安全多了。
3
、
打点计
时器的使用：
打点计时器分电磁打点计时和电火花打点计时器，在接
50Hz
交
4
/
31
流电时，
它们都是每
0.02
秒打一点的，
不过电火花打点计时器使用
的是
220V
交流电源，
用二条纸带拉
（一条上有点）
，而电磁打点计时器使用低压（
4
～
6V
）交流电源，用一条
纸带拉。这是用来配合运动学公式间接测速度与加速度的这是一种计时仪器。下面是使
用
时要注意的方面：
A)
要先打点后拉动纸条
B)
不能用直流电源
C)
振针过长会使点迹出现拖痕，过短会使点迹不清
D)
纸带上出现的是计时点，
若每
5
个计时点取
1
点，
取来的这些点叫计数点。
此时计<
/p>
数点的时间间隔为
0.1
秒。
接下来看看打点计时器是怎样求匀变速直线运动的速度与加速度的，我们
在完成了匀
变速直线运动的纸带
上任意选取几个连续
计数点
0
、
1
、
2
、
3
、
4
、
5
……．用尺量出相
邻计数点间的
距离
< br>S
1
，
S
2
，
S
3
，
S
4
……，再算出相邻的距离之差△<
/p>
S
1
=S
2
?
S
1
，△
S
2
=S
3
?
S
2
，△
S
3
=S
4
?
S
3
……，由于在
匀变速直线运中某段时间内的平均速度就等于中间时刻的瞬时速度，
所
以有相应
1
号点的速
度
v
1
?
s
?
s
3
s
1
?
s
2
，<
/p>
2
号点的速度为
v
2
?
2
，这里的
T
是指两计数点间的时间间隔。其
2
T
2
T
它点的速度依次类推……至于
加速度用公式
a
?
?
< br>s
，
这里的△
S
就是上面的△
S
1
、
△
S
2
……，
T
2
s
4
?
s
1
s
< br>5
?
s
2
a
?
、
……等遂差法
2
3
T
2
3
T
2
再取平均值。当然为了精确
起见，我们主要采用
a
1
?
手段求加速度再取平均值，
比如我们假设上面这图中的计数点是每
5
个计时点取一个记数点
的，同量测得
s
１
＝
5.18 cm
，
ｓ
２
＝
4.40 cm
，
ｓ
３
＝
3.62cm
，
ｓ
４
＝
2.78 cm
，
ｓ
５
＝
2.00 cm
，
２
ｓ<
/p>
６
＝
1.22
cm.
则相邻两记数点间的时间间隔为
0.1
< br>ｓ
.
物体的加速度大小为
0.8
0m/s
，
当然
正在做减速运动，打点
计时器打记数点
3
时，物体的速度
大小
0.32m/S
。注意一定要防止用
v
?
0
?
at<
/p>
计算速度，
因为一般而言，第一个计数
点并不是速度为
0
的点。
4
、
滑动变
阻器的使用：
它有四个接头，实际上只有
三个有用，如图
C
、
D
是同一点，它
是靠改变电阻丝
的长度来达到改变电阻大小的，在电路中起限制电流
安全保护和调节电压与电流的作用，它常用有两种接
法，
分别叫分压法和限流法
（下面有详细介绍）
。
所谓
限流法是指上接一个（
C<
/p>
、
D
当中接一个）
，下接一个
（
A
、
< br>B
当中接一个）
。
而分压法是三
个接头都要用的，
下面两个接头连电源，上面取一个接头和用电器相连
< br>再与下面一个接头相连。使用滑动变阻器之前，要弄
清楚它的最大电阻值和允许通
过的最大电流值．使用
时任何一部位都不得超过允许通过的最大电流值另外还要正确连入
电路．
滑动变阻器的
选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它
的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情
况下，
还要考虑阻值
大小对实验操作中是否调节方便的影响。
注意不要接成固定电阻
（把
5
/
31
< br>电路两端分别接到
A
、
B
）或接成短路（把电路两端分别接到
C
、
D
）
，也要防止损伤电
阻丝表面的绝缘层，以免造成匝间短路
?
配套练习
1.
图中，游标卡尺甲的读数是
__
______
，乙的读是
________
。
2.
读出螺旋测微器的读数：
⑴读数为
________mm
。⑵读数为<
/p>
__________m
。
3.
下图为电压表和电流表示意图，指针位置如图所示。
⑴若使用的是
0-3V
量程，读数为
________V
。若使用的是
0-15V
量程，读数为
________V
。
⑵若使用的是
0-0.6A
量程，读数为
_____
___V
。若使用的是
0-3A
量程，
读数为
________V
。
1
2
0.2
0.4
5
V
10
1
2
3
0.6
0
0
0
15
0
3
4.
天平在使用前必须进行调节，包括调节底座水平和调节横梁
水平。在调节
______
水平前，
必
须把游码移到左端
mg
零刻线处。在某次测
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
量中，达到平衡时，
右盘中
砝码总质量为
28g
，游码位置如上图，则被测物体质量为
_________g
。
5.
在研究匀变速直线运动实验中，
在打点计时
A
B
C
D
E <
/p>
器打下的纸带上，每
5
个点取一个计数点
，如
图
ABCDE
所示。所用交流电的
频率为
50H
Z
。用刻度尺量得
A
到
B
、
C
、
D
、
E
各点的距离
依次为：
1.2
3cm
、
3.71cm
、
7.44cm
和
12.42cm
，那么该匀变速直线运动的加速度的大小为
_______m/s
< br>2
，图中
D
点对应的速度大小为
________m/s
（答案都保留
3
位有效数字）
。
6
、用多用电表的欧姆挡测电阻和电
压时，下列操作正确的是：
[
]
A.
测阻值约为
150
Ω的电阻，应选用<
/p>
R
×
100
Ω挡
B.
用
R<
/p>
×
10
Ω档测电阻时如果指针偏转太小，
应改用
R
×
100
Ω档，调零后再测
C.
用直流电
压表测电池电压时，应将黑表笔接电池正极，红表笔接电池负极
D.
多用电表用完后，
应将选择开关拨到
OFF
或直流电压最高挡
内
测
量
7
、右图是一
个瓶盖形的有底的中空圆柱形
0
1
2
3
工件，要求用游标卡尺测量其体积。工件的
0
1
2
内径、外径、高和孔深分别用
d
、
D
、
H
、
h
表示，它们应依次用游标卡尺的
_______
、
_______
、
_______
、
_______
部分来测量。体积的表达式为
V=_____
_____
8
、右图是示波器面板，
左上图是一个信号源。⑴若要观测此信号源发出的正弦交流信号的
波形的应将信号源的<
/p>
a
端与示波器面板上的
______
接线柱相连，
b
端
_____
接线柱相连。⑵
6
/
31
外
测
量
深
度
若
示
波
器
显
示
a
b
的
输
入
波
形
如
左
下
图
所
< br>示
，
要
将
波
形
上
移
，
应
调
节
面
板
上
的
_____
_
____
旋
钮
；
要
使此波形横向展宽，应调节
__
________
旋钮；要使屏上能够显示
3
< br>个完整的波形，应调节
_________
旋钮。
9
、某人用万表
按正确步骤测量一电阻阻
值，指针指示位置如右图，则这电阻阻值
是
________
。如果要用这万用表测量一个
约
200
Ω的电阻，为了使测量比较精确，
选择开关应选的欧姆档是
________
。
10
、<
/p>
用电阻为
3000
Ω的电压表和内阻为<
/p>
10
Ω的电流表测电阻，
在上图的甲、<
/p>
乙两种情况下，
电压表的示数都是
60V
，电流表的示数都是
0.2A
，则
R
1
的测量值为
_
___
Ω，真实值是
____
Ω，
R
2
的测量值为
_
___
Ω，真实值是
____
Ω。
11
、有“用
单摆测定重力加速度”的实验中：
如果某同学用秒表记录下单
摆做
40
次全振动
所用时间，
秒表示数如图所示，
则这单摆的振
动周期是
________s
。
< br>12
、
练习使用打点计时器实验中，
关于计数点
间时间间隔，下列说法中正确的是
(A)
每隔
4
个点取一个
计数点，则计数点间的
时间间隔为
0.10s
(B)
每隔
4
个点取一个计数
点，则计数点间的
时间间隔为
0.08s
(C)
每隔
5
个点取一个计数点，
则计数点间的
时间间隔为
0.10s
(D)
每隔
5
个点取一个计数点，则计
数点间的
时间间隔为
1.00s
答案：
1
、
51
．
62mm
109
．
3mm
2
、⑴
2.17
，
10.8
；⑵
0.16
、
0.81 3
、
1.2
5
、
6.2
4
、
7
/
31
横梁、
28.47
< br>5
、
1.25
、
0.436
6
、
B
7
、内测量爪
，外测量爪
，外测量爪
，深度尺
V
?
?
?
D
H<
/p>
?
d
h
?
8
、
.
⑴
Y
输入，地
⑵
6
，
X
增益，扫描范围和扫描微调。
9
、
< br>1200
Ω；
4
2
2
×
10
Ω
10
、
00
290
300
333
11
、
2.57
12
、
BC
第二节：分组实验
?
分组实验原理与仪器
每个学生分组实
验都有自己的实验原理，
理解并掌握好这些实验原理，
可以触类
旁通，
用于
今后设计其它的没做过的实验。
至于实验仪器，也不必去死记，一来记不住，二来实在没必
要。其实实验仪器很好处
理的，
同学们先回顾一下实验的装置，画个草图，
把草图上的仪
器
写出来，
草图上没有的仪器都是些测量仪器，
看看本实验要哪些数据要测量，
而这些数据各
要什么测
量工具，这样就行了。下面我们介绍部分实验的原理与仪器。其它类推。
1
、
验证牛顿第二定律＊
：
原理：验证ａ与
F
成正比，ａ与ｍ成反比
（
1
）
用控制变量法处理ａ、
F
、ｍ三者关系，先
让ｍ不变，改变
F
测ａ如何变；然后
让
F
不变，改变ｍ看ａ如何变
。
（
2
）
用遂差法处理纸带的点，求出ａ
（
3
）
用图像法处理数据，
针对ａ与ｍ成反比，
在
设计坐标轴时，
建立ａ－
1
／ｍ的坐<
/p>
标轴，若描出的点的连线是直线证明ａ与ｍ成反比。
（
4
）
实验时为减少误差，用抬高木板一端方式以重力下滑分力抵消摩擦力，以砂与
砂桶的质量远小于小车的质量使砂与砂桶的重力约等于绳子的拉力。
仪器：
（
1
）
回忆实验时情景，画个草图，上有打点计时器、低压交流电源、纸带、复
写纸、导线、附有滑轮的长木板、小车、砂和砂桶；
（
2
）
而在数据测量时要用到天平、若干砝码、刻度尺。
2
、
动量守恒的验证
:
原理
：
验证碰撞时的动量守恒，碰前一球先静止则有
m<
/p>
1
v
1
=m
1
v
1
/
+m
2
v
2
/
（
1
）
用平抛方法测水平速度，借等效替代法用水平射程代替速度（因为空中飞行的
时间一样）
OP-----m
1
以
v
1
平抛时的水平射程
’
OM----m
1
< br>以
v
1
平抛时的水平射程
‘
’
O
N
-----m
2
以
V
< br>2
平抛时的水平射程
验证的表达式：
m
1
OP=m
1
OM+m
2
O
/
N
（
2
）用描迹法得到落点，同样情况做
10
次，用最小的圆把它们圈起来，取圆心为平均
落点。
仪器
：
（
1
）
回忆实验时情景，画个草图，上有斜槽、重锤、白纸、复写纸、入射小球、被碰小
球、
（
2
）
而在数据测量时要用到米尺、游标卡尺、刻度尺、圆规、天平。
3
、
用单摆测定重力加速度：
8
/
31
原理：
用公式
g=
4
?
< br>2
L
T
2
测当地的重力加速度
（
1
）
用米尺测线长，用游标尺测小球直径，摆长是线长加直径的一半
（
2
）
用累积法多测几次全振动的时间
（比如
30
次或
50
次）
，
然后用测得的时间除上振动
的次数就是振动一次的时间。可减
少误差。
（
3
）
改变线长，再重复几次测ｇ，最后用平均值法测ｇ
仪器：
（
1
）
回忆实验时情景，画个草图，上有长约
1m
的细线、小铁球、铁架台
（
2
）
而在数据测量时要用到米尺、游标卡尺、秒表
4
、
用油膜法测量分子的大小
原理：
利用油酸分子
C
17
H
33
COOH
< br>的特性，它分两部分，一部分即
C
17
< br>H
33
不受水的吸引，
而另一部
分
COOH
它对水有很强的亲和力。
。
当一滴经过苯（酒精）稀释的油酸滴到水面上
时，油酸就在水面上散开形成一个油膜，而
苯会挥发。其中
C
17
O
33
冒出水面，而
COOH
却
留在水中，
所以油酸分子是直立在水面上的，
只要知道油酸体积和相应水面上的面积就行了。
（<
/p>
1
）
0.1
毫升
的纯油酸在水面上要形成
80
至
90<
/p>
平方米的区域，
所以必须用量要少，
而太
少
却不利于测量准确，所以用稀释法处理，经过苯（酒精）稀释后，一滴溶液的体积可知
，而
所含的极少量油酸体积也可计算得到。
< br>（
2
）一滴溶液的体积仍难测定，所以先测
1
毫升的溶液经滴定管能滴几滴，通过此法可知
一滴
溶液的体积。
（
3
< br>）油膜面积测量是个难点，因为它的形状是不规则的，可用格子法算面积，就是把油膜
形状画出来，用坐标纸（
1
大格是
1
平方厘米）计算轮廓中正方形格数，不足一格的用互补
方法去
处理来研究面积。
仪器：
（
1
）
回忆实验时情景，
画个草图，
上有浅盘、<
/p>
有机玻璃、
容量瓶、
苯
< br>（酒精）
、
油酸、
水、粉笔灰（
石膏粉、痱子粉）
（
2
）
量面积时要用到坐标纸、水彩笔；量体积用到滴定管
5
、
用伏特表和安培表测电源的电动势和内电阻：
原理：
用伏特表测路端电压、用安培表测总电流，两次数据代入闭合电路欧姆定
律解
方程可得。
（
1
）
采用如图电路
（此电路测电动势和内电都
有
A
误差但不大）
，
如果把安培表放在电源边的主
干路上，
< br>测的内阻实际上是安培表内阻与电源
V
内阻之和，误差太
大。
（
2
）
用安培表和伏特表测出两组以上电流和路端
电压，再用闭合电路的欧
姆定律ε
=U
1
＋
I
1
r
、
ε
=U
2
＋<
/p>
I
2
r
来求出电
动势和内电阻
（
3
）
可多测几组数据再取平均值法，也可用作图法求ε、
r
。
（
4
）
实验的
U
值不宜过小（否则内压太大烧毁电
源），在用作图法时纵坐标
U
的
起点可
以不要从零开始。
仪器：
画出电路图
，找出相应的仪器如电源、电键、导线、伏特表、安培表、滑动变
阻器
< br>。
9
/
31
?
实验步骤与注意事项
1
、
实验步
骤的处理：
实验步骤不要死记，仔细体会所有学生实验的步骤，可以把一个实验
步骤分成三大块，第一块是准备工作，这主要是安装调试仪器和测量那些只需一次性测
量的物理量；第二块是具体实验操作过程；最后一块是数据处理过程。如果给我们一个
被打乱的实验步骤，让我们重新正确排序，我们可以给每个步骤前标上它属于哪一块，
再根据这一块的合理操作过程排序。
当然平时一些重要的实
验规则是必须遵守的，
比如对于打点计时器是先打点后动纸
带及对于多用电表欧姆档每换档一次就要重新调零一次等
等。下面看一个典型例子：
碰撞中的动量守恒：
1)
用天平测出
2
个小球质量ｍ
1
、ｍ
2
，和直径ｄ（一
次性测量量）
< br>
2)
安装好实验装置，斜槽
固定在桌边，并使末端水
平，并调节装置使两小球等高（安装调试仪器）
3)
在地上铺白纸，白纸上放复写纸（安装调试仪器）
4)
在白纸上记下重垂线的位置
O
，表示入射球的位置。
（一次性测量量）
5)
先不
放被碰球，让入射球ｍ
1
从斜槽上某一固定高度多次滚下，用尺
可能小的
圆把它们圈起来，圆心就作为落点
P
< br>。
（具体实验操作过程）
6)
把被碰小球放在小支柱上，让入
射球从斜槽上同一固定高度多次滚下发生碰
撞，
用上面同样方法
标出入射球ｍ
1
的落地点
M
和被碰球ｍ
2
的落地点
N
。
（具
体实验操作过程）
7)
用刻度尺量出线段
OM
、
OP
、
ON
。
（具体实验操作过程）
8)
算出ｍ
1
×
OP
与ｍ
2
×
（
ON
－ｄ）＋ｍ
1
< br>×
OM
看两者在实验误差范围内是否
相等（数据处理过程）
2
、
注意事
项：
为了让实验准确与安全，我们在具体操作时有许多要注意的方面
（
1
）
互成角度的两个共点力的合成
A)
测力计使用前要校准零点
B)
弹簧伸长方向和所测拉力方向应
一致
,
并与木板平行
C)
在同一次实验中，橡皮条拉长的
结点
O
位置一定要相同
D)
两个分力间的夹角不宜过大或过
小
,
一般取
60
0
---120
0
为宜
.
（
2
）
测定匀变速直线运动的加速度
A)
去掉前面几个不稳定的计时点
B)
在无法知第一个计算点的速度是
否为
0
时。不可用
V
< br>＝ａｔ计算速度
C)
先打点后拉纸带
（
3
）
验证牛顿第二定律＊
A)
平衡摩擦力时，应取下砂和砂桶
，使细线不受拉力
B)
实验前要调整滑轮的高度使拉小车的细线与木板平行
C)
小车和码砝的质量之和必须远远大于砂和砂桶的总质量
D)
小车开始释放时应尽量靠近打点记时器，而且先通电再放小车
（
4
）
动量守恒的验证
A)
入射小球的质量要大于被碰小球的质量
B)
入射球半径等于被碰球半径
C)
入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滑下
10
/
31
D)
斜槽未端的切线方向水平
E)
两球碰撞时，球心等高或在同一水平线上
F)
实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变
（
5
）
研究平抛物体的运动
A)
固定白纸的木板要竖直
B)
斜槽未端要切线水平，要在白纸上准确记下槽口位置
C)
小球每次从槽上同一位置由静止滑下
（
6
）
验证机械能守恒定律
A)
打点计时器应该竖直固定在铁架台，纸带也应竖直悬挂，
B)
纸带上最初两点间的距离约为<
/p>
2
毫米最佳
C)
不必测重锤的质量，但重锤越重越好
D)
先合上电源，再松开纸带
（
7
）
用单摆测定重力加速度
A)
小球摆动时，最大偏角应小于<
/p>
10
0
B)
小球应在竖直面内振动，不要转成圆锥摆
C)
应从摆球通过平衡位置时开始计时
D)
摆长应为悬点到球心的距离
（
8
）
电场中等势线的描绘
A)
这不是真的静电场，而是电流场模拟
B)
只能用灵敏电流计，不能用量程太大的安培表
C)
从下到上依次铺放白纸、复写纸、导电纸
D)
导电纸的导电面应朝上，电极与导电纸的相对位置不要改变
（
9
）
测定金属的电阻率
A)
此金属丝电阻较小，用安培表外接法
B)
测
L<
/p>
时应测接入电路的电阻丝的有效长度
C)
闭合开关前，应把滑动变阻器的
滑动触头置于使电路处于最安全位置
D)
电流不宜过大，防止升温
（
10
）
用伏特表和安培表测电源的电动势和内电阻
A)
电路应采用安培表和滑动变阻器串联后与伏特表并联
B)
闭合开关前，应把滑动变阻器的滑动触头置于使电阻最大处
（
11
）
测定玻璃的折射率
A)
玻璃砖两个界面不平行，不影响实验测定
B)
插大头针要垂直纸面；入射角一
般
30
0
—
6
0
0
之间
C)
在确定光路时，两枚大头针不宜插得太近
（
13
）
探索弹力和弹簧伸长的关系
A)
实验前应并不知道弹力和弹簧伸长的长度的关系
B)
应研究弹力与弹簧长度、
弹簧伸长的长度的一次或二次函数关系，
从中找
出有或无规律来。
（
14
）
用油膜法估测分子的大小
A)
粉笔粉要均匀散在水面上
B)
滴定管中下降
< br>1
毫升有几滴要数清
（
15
）
传感器的简单应用
测热敏电阻时应在其温度稳定时再测
（
16
）
描绘小电珠的伏安特性曲线
11
/
31
A)
合上开关前，应调节滑动变阻器
，使小电珠的电压为
0
，自然要用分压法
B)
调节过程中不要超过额定功率和电表量程
C)
小电珠的电阻太小，用安培表外接法
（
17
）
把电流表改装为电压表
A)
测内电阻时，
< br>干路上的滑动变阻器的电阻要比支路上的电阻箱的电阻大得
多
B)
测内电阻时，合上开关前
，干路上的滑动变阻器的电阻置于最大处
（
18
）
练习使用示波器
A)
亮度不要太大，光点不应长期停留在一点上，以免烧坏荧光屏
B)
打开电源时，预热
1
－
2
分钟
C)
输入电压不要太大。以免损害仪器
（
19
）
用双缝干涉测光的波长
为减少误差，
测相邻两条明
（暗）
纹间距Δ
X
时不直测，
而是测出ｎ条明
< br>（暗）
纹的间距ｄ，取平均值Δ
X
＝ｄ／（ｎ－
1
）
（
20
）用多用电表探索黑箱内的电学元件
A)
每次换档必须重新电阻调零
B)
选择合适的倍率档，使指针在中值电阻附近时误差较小
C)
测电阻前，
必须把待测电阻同其它电路断开，
不能用两手同时握住两表笔
金属部分测电阻。
D)
测量电阻时，
若指针偏角过小，
应换倍率较大的
档进行测量；
若指针偏角
过大，应换倍率较小的档进行测量。<
/p>
E)
测完电
阻，要拔出表笔，并把选择开关置于“
OFF
”档或交流电压最
高档
?
典型例题
例
1
：
.
在测定电源的电动势和内阻的实
验中某同学所用的电路图和测得的数据如下：
U/V
I/A
1
1.42
0.04
2
1.36
0.08
3
1.08
0.12
4
1.21
0.16
5
1.14
0.20
6
1.07
0.24
U/V
1.50
⑴实验误差分系统误差和偶然误差两种。该实验的系
统误差主要是由
___________________
引起的。用画
U-I
图线求电动势和内阻的
优点在于可以尽量减小实
验的
_______
< br>误差。
⑵在下面给出的
U-I
坐标系中用给出的数据画出
U-I
图线
（横、
纵坐标的起点已经规定好）
，从
图象中可以
发现该同学记录的第
____
组数据有误。
⑶求得电动势
E=_
___V
，内阻
r=___
Ω。
（均保留
2
位
有效数
字）
。
分析与解：⑴电压表的分流作用，偶然
⑵（图象见右）
，
3
⑶
1.5
，
1.8
。
12
/
31
1.0
0
U/V
0.20
I/
1.50
1.0
0
0.20
I/
例
2
：
某同学在做探究弹力和弹簧
伸长的关系的实验中，
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
< br>)
弹簧长度
L
（ｍ）
2.50
砝码重力
N
0
3.01
0.5
3.49
1.0
4.0
1.5
4.50
2.0
4.99
2.5
⑴试根据这些实验数据在坐
标纸上作出弹簧所受弹力大小
F
跟弹簧总长
L
和伸长的长
度
X
之间的函数关系图线，比较它们之间的区别。
。
⑵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
?
分析与解答：⑴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
< br>F
和
L
间是不过原点的一
F/N
F/N
次函数关系，但与
X
却
是正比例函数。
F
跟弹
2
2
簧总长<
/p>
L
该图线跟横轴
交点的横坐标表示弹簧<
/p>
的原长。
1
1
⑵图线的物理意义
是表明弹簧的弹力大小
X/cm
△X/cm
和弹簧伸长量大小成正
< br>比
。
由
k
?
?
F
可
得
?
x
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
k
=100N/m
。
例
3
：在用电流场模拟静电场描绘电场等势
线的实验中，在下列所给出的器材中，应该选用
的是
_____
_
（用器材前的字母表示）
。
A.6V
的交流电源
B.6V
的直流电源
C.100V
的直流电源
D.
量程
0
～
0.5V
，零刻度在刻度盘中央的电压表
E.
量程
0
～
300
?
A
，零刻
度在刻度盘中央的电流表
在实验过程中，要把复写纸、导电
纸、白纸铺放在木板上，它们的顺序（自上而下）是
①
____
，②
_____
，③
< br>______
。
在实验
中，按下电键，接通电路。若一个探针与基准点
O
接触，另一探
针已分别在基
准点
O
的两侧找到了实验
所需要的某点
a
。
则当此探针与
a
点接触时，
电表的指针应
< br>________
（填“偏左”
、
“指零”
、
“偏右”
）
。
解答：模拟静电场描绘电场等势线
的实验要求的电压为
6V
的直流电，所以器材应选电
源
B
。根据实验原理电表必须要灵敏，所以应选电
流表
E
。实验所需放置的顺序是导电线、
复写纸、白纸。由于
a
点是实验所需要的点，由实验原理可知
，当探针与
a
点接触时，电流
表指针应
为零。
?
配套练习
1
、用多用电表测电阻时，若选择“×
100
”的欧姆档测量发现
（
）
A
、
指
针指在电阻刻度较靠近
0
Ω的某刻度线上，
则应换用“×
k
”的欧姆档测量
B
、
指针指
在电阻刻度较靠近
0
Ω的某刻度线上，则应换“×
10
”或“×
1
”欧姆档测
量
C
、
<
/p>
指针指在电阻刻度较靠近∝的某刻度线上，则应换用“×
1k
”的欧姆档测量
D
、
针
指在电阻刻度较靠近∝的某刻度线上，则应换用“×
10
”或“×
1
”的欧姆档测量
13
/
31
2
、在验证牛顿第二定律的实验中，当作用力一定时，加速度与质量关系的实验
中，以下做
法错误的是（
）
A
、
平
衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细线通过定滑轮系在小车上
B
、
每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C
、
实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源
3
、
在用电
流场模拟静电场描绘电场中等势线的实验中，所用的器材除了木板、白纸、复写
纸、圆柱
形电极、导线、电池、电键外，还必须有
、
和
.
4
、用
伏安法测定两节干电池组成的电源的电动势ε和内电阻
r
。实验
中共测出五组数据，
如下表所示：
U
（
V
）
I
（
A
）
1
2
．
80
0
．
48
2
2
．
60
0
．
80
3
2
．
50
1
．
00
4
2
．
20
1
．
60
5
2
．
00
1
．
96
（
1
）
将图中所给的器材连接成测量ε、
r
的电路
，并用箭头标出电键闭合前滑动变阻器滑
动触头的位置。
（
2
）
在图中作
U
－
I<
/p>
图线，
根据图线求出：
电动势ε＝
________V
，
内电阻
r
＝
________
?
。
（
3
）
若考虑电流表、电压表内阻对测量结果的影响，则ε
测
________
ε
真
。<
/p>
5
、用落体法验证机械能守恒定律，下
面哪些测量工具是必需的？
(
)
(A)
天平
(B)
弹簧秤
(C)
刻度尺
(D)
秒表
（
2
）
图是实
验中得到的一条纸带。
已知打点计时器所用电源的频率为
50H
z
，
当地的重力加
速度
g
＝
9
．
80m
／
s
2
，
测得所用重物的质量为
1
．
00kg
，
纸带
上第
0
、
1
两
点间距离接近
2mm
，
A
、
B
、
C
< br>、
D
是连续打出的四个点，它们到
O
点的距离如图所示，则由图中数据可知，重
物由
O
点运动到
C
点，
重力势能的减少量小于
________J
，
动能的增加量等于
________J
（取
三位有效数字）
。
动能增
量小于重力势能的减少量的原因主要是
______________________
___
6
、有“用单摆测定重力加速度”的实验中：
有如下器材可供选用，你认为应选用的器材的序号是
< br>________
。
(A)
约
1m
长的细线
(B)
约
0
．
3m
长的细线
14
/
31
(C)
约
0
．
8m
长的粗线
(D)
直径约
1cm
实心铁球
(E)
直径约
1cm
的实心木球
(F)
毫米刻度尺
(G)
游标卡尺
(H)
螺旋测微器
(I)
秒表
(J)
手表
(K)
铁架台
7
、
甲乙两个学生分别按课本的实验步骤做
< br>“验证牛顿第
二运动定律”
实验时，
各自得到如图甲乙所示的两图线，
对出现甲乙两图线原因的解释以下说法正确的是<
/p>
(A)
出现图甲这种情况的原因可能是
因为带滑轮的木板
倾角过大，平衡摩擦过分所造成
(B)
出现图乙这种情况的原因可能是没有接通电源，让小车拖着纸带做匀
速运动
(C)
出现图乙这种情况的原
因可能是没有事先
平衡摩擦
(D)<
/p>
出现图甲这种情况的原因可能是没有事先
平衡摩擦
8
、如图所示为某人所安装的“验证牛顿第二
定律”的实验装置。在图示状态下，他开始做
实验，该人在装置和操作
上的主要错误是：
____________________
9
、在“验证牛顿第二定律”的实验中，图为实
验装置示意图
。
（
1
）<
/p>
除图中所示仪器外，
还需要下列哪些仪器？
(
)
(A)
秒表
(B)
天平
(C)
带毫米刻度的刻度尺
(D)
弹簧测力计
(E)
低压直流电源
(F)
低压交流电源
（
2
）为了保证实验验证的条件和减小误差，以
下哪些措施是必要的？
(
)
(A
)
将木板一端垫高，使之与水平方向有一倾角使小车不受拉力时恰能在板上做匀速运动<
/p>
(B)
每次改变小车的质量后，都要做
平衡摩擦力的工作
(C)
尽量使沙与
沙桶的总质量比小车质量小很多
(D)
同一条件下分打几条纸带
10
、练习用万用电表测电阻的实验
有关欧姆表的使用和连接，下列说法中正确的是（
）
(A)
黑
表笔与表内电源正极相连，红表笔与表内电源负极相连
(B)
测电阻时，表针偏转角度越大，所测电阻越小
(C)
两表笔短接调零时，指针不能指在零位，可在读数时将原来的阻值扣除<
/p>
(D)
读出表面指示数值，即得测量值
11
、在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为
20k
Ω，
电流表的内阻约为
10
Ω，选择能够尽量减小误差的电路图接线进
行实
验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图所示。
（
1
）根据各点表示的数据描出
I
－
U
图线，由此求得该电阻的阻
值
R
x
为
< br>____
Ω（保留两位有效数字）
；
（
2
）画出此实验的电路原理图
。
12
、图所示为测量电源电动势ε
和内电阻
r
的电路图
.
图中
R
1
和
< br>R
2
为阻值已知的定值电阻、
1
5
/
31