高考物理实验复习

高考物理实验总复习

・考点指要

一、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.

二、要求会正确使用的仪器主要有

①刻度尺②游标卡尺③螺旋测微器④天平⑤秒表⑥打点计时器⑦弹簧秤

⑧温度表⑨电流表⑩电压表⑪多用电表。滑动变阻器。电阻箱等等.

三、要求能在理解的基础上独立完成的学生实验有

1.长度的测量

2.验证力的平行四边形定则

3.研究匀变速直线运动

4.研究平抛物体的运动

5.验证动量守恒定律

6.验证机械能守恒定律

7.探索弹力和弹簧伸长的关系

8.用单摆测定重力加速度

9.用油膜法估测分子的大小

10.用描迹法画出电场中平面上的等势线

11.描绘小电珠的伏安特性曲线

12.测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）

13.把电流表改装为电压表

14.用电流表和电压表测电池的电动势和内阻

15.练习使用示波器

16.用多用电表探索黑箱内的电学元件

17.传感器的简单应用

18.测定玻璃的折射率

19.用双缝干涉测光的波长

・复习导航

物理是♦门以实验为基础的学科，物理实验也•直是高考考查的重要内容.从对近儿年

的高考实验试题的分析可以看出，高考对实验的考查有如下特点.

一、注重联系实际操作的考查

高考实验试题中有很多题目都是联系实际操作的，如游标卡尺的读数、弹簧秤的读数以

及电表的读数等问题，实验电路的连线问题，描绘电场中等势线时儿种纸的铺放顺序等等，

都是实际操作的全真模拟.如果考生没有动手做过这些实验就不可能答好这些问题.

二、近些年增加了对重要的演示实验的考查，用来考查学生的观察能力

以全国卷为例，1999年考查了“绳波”的演示实验.2000年考查了“X射线管”，2001

年考查了“光的单缝衍射”.对学生实验和演示实验的考查相结合，既突出了物理教学的特

点，也对实验复习提出了更全面的要求.

三、注重考查对实验的思想、方法及原理的理解

譬如，“测玻璃折射率”的实验，课本实验中用的是平行玻璃砖，但高考实验题中给的

却是三棱镜.虽然器材不同，但测量的原理、方法却是相同的——确定入射点和出射点，连

接这两点画出折射线.考查“研究平抛物体的运动”的实验，所给方格图中的第一点并不是

小球平抛的初始位置，这就要求考生要在认真分析的基础上找出解决问题的关键，把匀变速

直线运动中的研究方法（△5=”好）迁移到平抛运动中，来研究小球在竖直方向的分运动.对伏

安法测电阻的考查更是花样不断翻新.测金属丝的阻值，测电压表的阻值，测电流表的阻值,

虽然题目是全新的，但原理还是伏安法.这些都是考查学生对教材中实验原理的理解和对实

验方法的迁移运用.

还有伏安法测电阻实验中对实验条件的捽制方法（滑动变阻器的接法）、实验误差的控制

方法（电流表的内、外接）、作图时对个别误点的舍弃、图线的“曲化直”、2000年让考生设

计一电路来测量电流表的内阻等等，这一切都说明近年来高考对学生的实验能力提出了更高

层次的要求，对实验的考查已从简单的背诵实验转向考查对实验的思想、方法和原理的理解.

・实验基础知识

一、有效数字简介

当用毫米刻度尺量书本时，量得的长度为184.2mm,最末位数字2是估计出来的，

是不可靠数字，但是仍然有意义，仍要写出来.这种带有•位不可靠数字的近似数字，叫做

力效藜？.

在有效数字中，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表示最末一位数字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，小数最后的零是有意义的，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，0.92,0.085,0.0063都是

两位有效数字.大的数目，如365000,如果不全是有效数字，就不要这样写，可以写成有一

位整数的小数和10的乘方的积的形式，如果是三位有效数字，就写成3.65义1。5,如果是四

位有效数字，就写成3.650X105

许多物理量是从直接测量结果中计算出来的.测量结果既然是用有效数字表示的，在计

算中就要遵守有效数字的规则：

（1）不可靠数字与别的数字相加减、相乘除，所得的结果也是不可靠的.

（2）计算结果只能保留一位不可靠数字，但在计算过程中可以保留两位不可靠数字，最

后再四舍五入.

应该注意的是，物体的个数、实验的次数等是准确数，它们与近似数相乘或相除时，有

效数字的位数应等于原来近似数的有效数字位数.例如，8个相同的小球共重92.8g,每个小

球重11.6g,商数要取三位有效数字.如果误认为92.8g有一位有效数字，因此商数也取一

位有效数字，那就错了.

严格地说，有效数字的规则是相当复杂的.中学阶段的物理习题中，如果没有特别要求，

必严格按照有效数字的规则去做，通常只取两位或三位有效数字就可以了.但对物理实验中

的测量结果，则要严格按照有效数字的规则表达.

二、基本仪器的使用

（一）测量长度的仪器

1.刻度尺（米尺）：最小分度值为1mm,量程不等.常用于测量的刻度尺有钢板尺、钢卷

尺、木直尺等.测量时要估读到毫米以下一位，如：/产1.37cm,b=23.65cm.

用刻度尺测量时应注意以卜几点：

（1）要使刻度尺的刻度线紧贴被测物，眼睛应正对刻度线读数，以避免视差.

（2）用零刻度线在端头的刻度尺测量时，为了防止因端头磨损而产生误差，常选择刻度

尺的某一刻度线为测量起点，测量的长度等于被测物体的两个端点在刻度尺上的读数之差.

2.游标卡尺：根据游标上的分度格数，常把游标卡尺分为10分度的、20分度的和50

分度的三种.

它们的精度（游标上的最小分度值）分别为0.1mm、0.05mm,0.02mm.

课本上只介绍了10分度游标卡尺的读数原理，实际上，20分度、50分度的卡尺与它的

读数原理是相同的，譬如，50分度游标卡尺上50个分度只有49mm长，比主尺上的50

个分度短1mm,则游标上每个分度比主尺上的每个分度短1/50mm=0.02mm,即它的测

量精度为0.02mm.

游标卡尺按下列规则读数：

(1)以游标零刻线位置为准，在主尺上读取整毫米数.

(2)看游标上哪条刻线与主尺上的某一刻线(不用管是第几条刻线)对齐，由游标上读出毫

米以下的小数.

(3)总的读数为毫米整数加上毫米小数.

注意：不管是10分度游标卡尺，还是20分度、50分度游标卡尺，在读数时均不需要

向后估读一位.

3.螺旋测微器(千分尺).螺旋测微器量程一般为0〜25mm,最小分度是0.01mm.读数规

则：

(1)以鼓轮边缘为准在固定刻度上读出整毫米数.

(2)从可动刻度上读出毫米以卜的小数.

(3)测量长度为上述二者之和.

注意：

(1)在测微螺杆快要接近被测物体时，要改拧螺旋柄后端的微调旋钮(棘轮)，以免将待测

物夹得太紧使测量结果不准确，或损坏螺旋测微器内的精密螺纹.

(2)读数时要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出.

(3)由螺旋测微器读数时必须估读一位，即估读到0.001mm这一位上.

(二)测质量的仪器——天平

中学物理实验中常用的天平有物理天平和托盘天平.

1.天平的主要技术参数：(1)全称量：天平所能称量的最大质量.(2)感量：使天平指针从

平衡位置偏转到最小分度所需质量.感量也叫做“分度值”.这一数值愈小，天平愈灵敏.

2.天平的使用称量前应按下述步骤进行调整：(1)调水平：调天平底座上的两个调平旋

钮，使重锤线的小重锤尖端与底座上的小锥体的尖端正对.(2)调平衡：用镜子把横梁上的游

码拨到左边零位，然后通过调节横梁两端的平衡螺丝，使天平指针能在中央刻线两侧等幅摆

动.

注意：(1)被测物体的质量不能超过天平的全称量.(2)待测物体和祛码的放置应为“左物

右码(3)取放待测物或加减祛码时应使天平止动.(4)待测物的质量等于祛码的总质量加上游

码所示读数.

(三)测时间的仪器

L秒表：(略)

2.打点计时器：火花打点计时器接220V交流电源，电磁打点计时器接4V~6V交流电

源，当交变电流的频率为50Hz时，打点周期为0.02s.

使用时应注意：(1)为使打点的频率比较稳定，要求打点计时器振动片的固有频率也是

50Hz,使之发生共振现象.振动片的长度可在一定范围内调节，通过改变振动片的长度可调

节它的固有频率.(2)实验前要检查打点的清晰情况，必要时应调整振针的高度，且不能让它

松动，否则将会出现漏点、双点等现象，还会对纸带产生过大的阻力.

(四)测力的仪器—弹簧秤(测力计)

学生实验用弹簧秤量程一•般为。〜5N,最小分度值为0.1N.

使用时应注意：(1)所测力不要超过弹簧秤量程.(2)使用前应检查弹簧秤是否需要调零.

方法是将弹簧秤竖直挂起，如其指针不指零位，就需要调零，一般是通过移动指针来调零.(3)

若弹簧秤零点准确，但挂上钩码检查时，示值误差随钩码的增大而增大，此时应调整弹簧的

圈数来解决.示值小于钩码重力应增加弹簧圈数；示值大于钩码重力时.，应减少弹簧的圈数.

(五)测温度的仪器—温度计

中学物理实验中常用的液体温度计有水银温度计、煤油温度计(红色液体)等.

L性能：水银温度计测量范围一般为0〜100C；煤油温度计的测量范围一般是一50七〜

100C.最小分度值一般为1C

2.使用时应注意：(1)选用的测温范围要适当，待测物体的温度不能超出温度计的最高可

测温度.(2)测量液体的温度时，温度计不要与器壁接触.(3)读数时，温度计不应离开被测物体

(体温计除外)，而且眼睛要正对液柱的凸(或凹)弯月面的水平切线位置.(4)最好在液柱芯向上

升至最高不再上升时或达稳定时进行读数.

(六)电学测量仪表

1.电流表和电压表

学生实验中用的直流电流表的量程为0〜0.6A〜3A,内阻一般在1Q以下(毫安表的内

阻一般在几欧〜几十欧).直流电压表的量程为。〜3V〜15V,两个量程的内阻分别约为

3kQ和15kQ.

使用时应注意以下几点：

(1)选择合适的量程：根据被测电流或电压值的大小选择量程，使得指针偏转超过所选

量程的2/3,至少也要超过1/2.如果量程选择太大，指针偏转太小，会造成测量误差太大.

量程选择太小，过大的电流或电压会使电表损坏.在不知道被测电流或电压大小的情况下，

应选用电表的较大量程，然后再根据指针偏转情况选取合适的量程.

(2)电流表应串联在被测电路中，电压表应并联在被测电路两端.电表的“十”“一”接线

柱不能接反，以免损坏电表.

(3)读数时应使视线垂直于刻度表面，一般都要估读到电表的最小分格的1/2以下(学生

实验用电表J0407、J0408型，3V和3A量程估读到最小分度的1/10,15V量程估

读到最小分度的1/5,0.6A量程估读到最小分度的1/2).

2.多用电表

多用电表是一种比较常用的电学仪表，它可以用来测量交流电压、直流电压、直流电流

和电阻，而且每一种可测量的电学量又有多个量程.其结构简单、使用方便，但是准确度稍

低.其欧姆档的设计原理是根据闭合电路的欧姆定律/=—J,回路中的电流与电阻存在一

R+r

一对应关系，这样就可以通过电流表的读数来反映被测电阻的大小.

使用欧姆档测电阻时应注意以下儿点：

(1)由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的“+”插孔(红表笔)

流入，从“一”插孔(黑表笔)流出，所以使用欧姆档时，多用电表内部电池的正极接的是黑

表笔，负极接的是红表笔.

(2)要区分开“机械零点”与“欧姆零点”.“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，调

整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置.调整

的是欧姆档的调零旋钮.

(3)测量前应根据估计阻值选用适当的档位.由于欧姆档刻度的非线性，使用欧姆档测电

阻时，表头指针偏转过大过小都有较大误差，通常只使用表盘中间一段刻度范围JR『47?

4

中)为测量的有效范围.譬如，J0411型多用电表欧姆档的Rw=15Q,当待测电阻约为2kQ

时，则应采用RX100档.

(4)每变换一次档位，都要重新进行欧姆调零.

(5)由于欧姆档表盘刻度不均匀，难于估读，测量结果只需取两位有效数字.读数时不要

忘记乘上相应档位的倍率.

(6)测量时待测电阻要跟其他元件和电源断开，不然就不能得到正确的测量结果，甚至

还可能损坏电表.

(7)多用电表使用完毕后，应将选择开关拨离欧姆档，一般旋至空档或交流电压最高档

上.

(七)电学实验器材

L滑动变阻器

中学实验室内常用滑动变阻器有以下几种规格：0〜10Q,2A；0~50Q,1.5A；0~

200Q,1.5A；0—1750Q,0.3A.

滑动变阻器有两种基本连接方法：限流式接法和分压式接法.卜表是对两种连接方式的

比较：

滑动变阻器的连接方式及特点

接法特点适用条件

电路图

限1.用电器飞与滑动变阻器R的部分电治与R的阻值差不多，且

流-0-阻串联，另一部分不起作用.不要求扁上电压能调至

式零.

R,、E

。上电压调节范围为7----出

接-丁4-12.R

法R°+R

分1.用电器品与滑动变阻器的部分电阻1.要求电压调节能从0开

压并联后再与另•部分串联.始增大.

式2J?o上电压调节范围为0〜E.2.R比Ro小，一般取

接

―——R&—/?（）,

法E2

限流式接法的线路连接较简单，调节方便，但调节范围较小；分压式接法的线路连接较

复杂，且随着滑动端的移动，Ro上的电压并非均匀变化，所以调节起来不如限流式方便.因

此，在设计电路的时候，应首先考虑限流式，若切实无法满足题目要求，再选取分压式接法.

2.电阻箱

中学物理学生分组实验中采用的规格一般为：阻值调节范围0—9999C,各档允许通

过的最大电流如下表.

阻值(Q)XIX10X100X1000

最大电流(A)0.50.150.030.015

使用方法及注意事项：

(1)不要使通过电阻箱的电流超过其允许的最大电流.

(2)电阻箱使用阻值的读数为：每档指示数字乘以相应倍率后相加的总和.

(3)实验过程中改变阻值时，不要使电阻箱上电阻值出现零欧姆，以免损坏其他仪表.譬

如，当要把90Q变至100Q，应先将“X100”档拨至“1”处，再将“X10”档拨至零.

3.电源

中学物理实验中主要使用干电池、学生电源和蓄电池.

干电池每节电动势约1.5V,内阻大约(0.2C左右)，不能提供较强的电流(0.6A以下).

学生实验中用于做测定电源的电动势和内电阻等.

铅蓄电池的电动势约2V,内阻小约（0.05Q左右），可以提供较强的电流.在一些需要

短时大电流放电的实验中常用，如在研究电磁感应现象的学生实验中、安培力的演示实验中

都要用到.

学生电源的最大特点是输出电压可调、交直流可变换.它的内阻不但偏大而且是变化的.

用于电磁打点计时器和描绘电场中等势线的实验.

三、实验的主要思想方法

在中学物理实验中涉及的主要思想方法为.

等效法：等效方法是物理学研究的重要方法，也是物理实验中常用的方法.如“碰撞中

的动量守恒”实验中，用小球的水平位移代替小球的水平速度；画电场中等势线分布时用电

流场模拟静电场；等等.

累积法：把某些难以直接准确测量的微小量累积后测量，提高测量的精确程度.如测单

摆振动的周期，应测量单摆多次全振动的时间除以全振动次数，以减少个人反应时间造成误

差的影响.在初中物理中也曾经学过用累积法测细铜线的直径.

控制变量法：在多因素的实验中，可以先控制一些量不变，依次研究某一个因素的影响.

如牛顿第二定律实验中可以先保持质量一定，研究加速度和力的关系；再保持力一定，研究

加速度和质量的关系.

留迹法：把瞬息即逝的现象（位置、轨迹、图象等）记录下来.如通过纸带上打出的小点记

录小车的位置；用描迹法画出平抛物体的运动轨迹；用沙摆显示振动的图象.

四、实验的一般原则

虽然各个物理实验的原理、方法、使用的器材不相同，但实验仍有些共同的原则.分

析找出实验的一般原则，有利于掌握实验的思想、方法，提高对实验的认识.现分作以下四

个方面分别谈实验应遵守的一般原则.

（一）选择仪器

根据实验的原理和实验室条件选择仪器是进行正确测量的前提.一般遵循以下三个原

则：

可行性原则：要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行，能达

到预期目标.譬如，当要求测量一个电阻器的阻值时，就要根据要求的测量精度、实验室条

件及本人已有的理论知识，确定是采用电桥，还是采用欧姆表或伏安法.当采用伏安法测量

时，还要根据电阻的规格（额定功率）选择电压表、电流表的量程.

准确性原则：根据实验的需要，选用精度合适的测量工具.但对某个实验来讲，精确程

度够用即可，并不是精度越高越好.正如称一吨煤用磅秤即可，没有必要用精密天平称量一

样.譬如，在“测定金属丝电阻率”的实验中，为保证测量结果的有效数字位数合适（2〜3位）,

测金属丝直径要用螺旋测微器，而测金属丝长度用毫米刻度尺即可，伏安法测金属丝电阻用

2.5级电表（学生实验用）即可满足实验要求.

操作性原则：实验时调节方便、便于操作.如滑动变阻器的选择，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.

（二）仪器放置

按规定放置好仪器是保证测量结果正确和实验便捷的前提.

放置规范：不同的仪器有不同的放置要求，如多用电表要平卧；学生用的电流表、电压

表应斜置：水银气压计要竖直悬挂；平抛实验用的斜槽末端要水平等等.

操作顺手：仪器摆放要便于操作，防止实验中手忙脚乱.如开关、变阻器要放在便于手

操作的位置；使用天平要“左物右码”.

便于读数：实验人员要面对仪器、仪表的刻度，视线与刻度盘垂直.

实验时能否有条理地把各种仪器正确放置好，也是实验素养高低的重要体现.

（三）初始状态设置

测量前先设置好仪器仪表的初始状态，否则将可能损坏仪器，甚至会造成事故.

连接电路时，电路开关要处于断开状态；开关闭合前变阻器的滑片位置要合理（限流时

阻值大，分压时阻值小）：仪表要先调零，再选好档位（不好确定时先选高档位）.

（四）操作程序设计

实验操作程序的安排要科学合理，譬如，在“力的合成”实验中，要先用两只弹簧秤互

成角度地把结点拉至某点，再用一只弹簧秤拉至同一点；使用打点计时器做“验证机械能守

恒定律”的实验时，要先接通电源再松开纸带；电路连线时，应从电源正极开始，先连干路

再连支路；使用欧姆表时要先调“机械零点”再调“欧姆零点”等等.程序混乱将会导致测

量困难或测量错误.

五、实验数据的处理

数据处理是对原始实验记录的科学加工.通过数据处理，往往可以从一堆表面上难以察

觉的、似乎毫无联系的数据中找出内在的规律.在中学物理中只要求掌握数据处理的最简单

的方法.

（一）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的

表示出有关物理量之间的关系，有助于找出物理量之间的规律性的联系.

列表的要求是：

（1）写明表的标题或加上必要的说明.

（2）必须交待清楚表中各符号所表示的物理量的意义，并写明单位，单位写在标题栏中.

（3）表中的数据要是能正确反映测量结果的有效数字.

（二）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.用作图法处理数

据的优点是直观、简便，有取平均的效果.由图线的斜率、截距、包围面积等可以研究物理

量之间的变化关系，找出规律.

作图的规则：

（1）作图一定要用坐标纸.坐标纸的大小要根据测量数据有效数字的多少和结果的需要来

定.

（2）要标明轴名、单位，在轴上每隔一定相等的间距按有效数字位数标明数值.

（3）图上连线要用直尺（直线、折线）或曲线尺（光滑曲线），连线时不•定通过所有的数据

点，而要使数据点在线的两侧合理的分布.

（4）在图上求直线的斜率时，要选取线上相距较远的两点.不一定要取原来测的数据点.

（5）作图时常设法使图线线性化，即“将曲改直”.就可将不易看出二者关系的曲线改画

成关系明朗的直线.

（三）平均值法现行教材中只介绍算术平均值，即把测定的若干组数相加求和，然后除

以测量次数.必须注意，求取平均值时应该按原来测量仪器的准确度决定保留的位数.

六、实验误差的分析

测量值总是有规律的朝着某一方向偏离真实值（总是偏大或总是偏小）的误差，称为系统

误差.系统误差的主要原因是仪器设备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，造成测量值无规则的起伏称为偶然误差.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.例如，用有毫米刻度的尺子量物体的长度，毫米以

下的数值只能用眼睛来估计，各次测量的结果就不•致，有时偏大，有时偏小，多次测量偏

大和偏少的机会相同.因此，多次测量求平均值可减小偶然误差.

・学生实验复习

一、长度的测量

1.常用的游标卡尺最多可测量的长度.主尺的最小分度是，十等分的游标尺

上的每一个小等分的长度是，精度为.另一种卡尺的精度为0.05mm,它的游

标尺有个等分刻度，这些刻度的总长度是，每一刻度比主尺最小刻度相差

______mm.

【答案】十几个厘米1mm0.9mm0.1mm2019mm0.05

2.用游标卡尺（图16-1-1甲）测一根金属管的内径和外径时，卡尺上的游标位置分别如

图（乙）和图（丙）所示.这根金属管的内径读数是cm,外径读数是cm,管壁

厚是cm.

图16—I—1

【答案】2.373.050.34

3.有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度.用它测量一

工件的长度，如图16—1—2所示，图示的读数是mm.

【答案】104.05

4.用如图16-1-3所示卡尺测量一个金属圆筒所用材料的体积.

应该用测脚板'测.

应该用测脚协'测.

应该用测脚c测.

图16一I一3

【答案】圆筒的外径与高圆筒内径筒的深度

5.有一种游标卡尺，主尺的最小分度是1mm,游标尺上有50个等分刻度，此游标卡尺

的总长度为mm,用这种游标卡尺测长度可以准确到mm.用此卡尺测一木球

直径时，游标卡尺零刻度是在3.2cm和3.3cm两刻度线之间，若游标卡尺的第19条刻度线

与主尺刻度线对齐，则此木球的直径为cm.

【答案】49;0.02;3.238

6.准确度为0.1mm的游标卡卡尺，游标卡尺刻度总长度为9mm,若其最末一个刻度线

与主尺的44mm刻度线对齐，则游标尺的第5条刻度线所对着的主尺刻度为

A.35.0mmB.39.5mm

C.43.4mmD.35.4mm

【答案】B

7.已知游标卡尺的主尺最小分度是1mm,游标卡尺上有10个小的等分刻度，它们的总

长等于9mm,用此游标卡尺测得物体长度为2.37cm,这时游标卡尺上的第条刻度

线与主尺上的mm刻度线对齐.

【解析】根据游标卡尺读数原理知：2.37cm表明游标卡尺零刻度在23mm多一点的

位置，0.07cm表示游标卡尺第7个小分格与主尺上的刻度恰好对齐，且主尺的刻度线为

23+7=30mm,所以上述答案为分别为7和30.

【答案】7;30

二、验证力的平行四边形定则

1.在该实验中，其中的三个实验步骤：

(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地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置。点，

在白纸上记下。点和两测力计的读数吊和

(2)在纸上根据吊和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F.

(3)只用一只测力计通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两测力计拉时相同，记下此时

测力计的读数尸和细绳的方向.

以上三个步骤中均有错误或疏漏，请指出错在哪里？

⑴中是_________________________________________________

(2)中是_________________________________________________

(3)中是_________________________________________________

【答案】(1)未记下细线的方向；(2)应根据Q和a的大小和方向作图：(3)应将橡皮

条与线的结点拉至原位置。点.

2.在该实验中，采取下列哪些方法和步骤可减小实验误差

A.两个分力外、尸2间的夹角要适当大些

B.两个分力Q、B的大小要适当大些

C.拉橡皮条的细绳要稍长一些

D.实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度

【解析】在两个分力大小一定的情况下，夹角越大合力就越小，橡皮筋的形变量越小,

相对误差越大，故不选A.

【答案】BCD

3.在做“互成角度的两个力的合成”实验时，橡皮条的,端固定在木板匕用两个弹簧

秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的。点.以下操作中错误的是

A.同一次实验过程中，。点位置允许变动

B.实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度

C.实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤的

大小和方向，把橡皮条另一端拉到。点

D.实验中，把橡皮条的另一端拉到。点时，两个弹簧秤之间夹角应取90°,以便于算

出合力大小

【答案】ACD

4.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』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。点时，两根细绳相互垂直，如图16-2-1所示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出.

（1）由图可读出两个相互垂直的拉力的大小分别为N和N.（只须读到0.1

N）

（2）在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力.

二Rtrtv

-ntr

一r,rl

+t『f

一rrwrrt

二Hrrft

二nrTlr-r

二-

rrTt-Tr

F*Tr

Tl『

图16—2—1

【答案】（1）2.54.0（2）图略

5.在验证“互成角度的两个力的合成”的实验中，某小组得出如图16-2-2所示的图

（尸与A、。共线），其中A为固定橡皮条的图钉，。为橡皮条与细绳套的结点，图中

是Fi与&合成的理论值；是Fi与&合力的实际值，在实验中，如果将两个细绳

套换成两根橡皮条，那么实验结果是否变化？

答：（在“变”或“不变”中选填）.

【答案】F'F不变

6.如图16—2—3所示，用A、B两个测力计拉橡皮条的。端（。端固定），当。端到E

处时（。+尸）=90°；然后保持4的读数不变，当。角由图中所示的值逐渐变小时，要使。

端仍在E处.可采用的办法是

A.增大8的读数，减小£角

B.减小8的读数，减小£角

C.减小8的读数，增大£角

D.增大8的读数，增大£角

【答案】B

三、研究匀变速直线运动

1.电磁打点计时器是一种使用电源的计时仪器，它的工作电压是.当电源频

率是50Hz时，它每隔s打一次点.

【答案】交流；4V-6V；0.02

2.一学生在练习使用打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，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.振针压的过紧

【答案】D

3.利用打点计时器测定物体的匀变速直线运动的加速度时，在纸带上打出一系列的点，

如图16—3—1所示.设各相邻计数点之间距离分别为*、S2、S3、S4,相邻计数点的时间间隔

为7,则下列关系中正确的是

图16—3—1

A.5,2—S]=“厂

B.$4-$1=

C.与计数点2对应的速度为也=上上

2T

D.s=-aT2

i2

【答案】ABC

4.请在下列给出的器材中，选出本实验所需的器材填在下方的横线匕

①打点计时器②天平

③低压交流电源④低压直流电源

⑤细绳和纸带⑥钩码和小车

⑦秒表⑧一端有滑轮的长木板

⑨刻度尺

选出的器材有.

【答案】①③⑤⑥⑧⑨

5.做匀加速直线运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频率是50Hz.

由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按图16—3—2所示，使每一条纸带

下

端与x轴重合，左边与y轴平行，将纸带贴在直角坐标系中，求

y/mm

图16—3—2

(1)在第一个0.1s内中间时刻的速度是m/s.

(2)运动物体的加速度是m/s2.

【解析】相邻计数点间时间间隔

T=5X0.02s=0.1s

-22.5x]0-3

(l)vo.O5=vo.i=—:------------m/s=0.225m/s.

$6"

⑵〃产

372

_60.0-37.5

xl0-3m/s2

3x0.12

=0.75m/s2

s-s52.5-30.5

52X10-3m/s2

。2=------r21-=---------------T-

■3T23x0.12

=0.73m/s2

45.5-22.5

XIO_3m/s2

3x0.12

=0.77m/s2

物体运动的加速度a=&+空口

3

=0.75m/s2

【答案】0.2250.75

6.在该实验中，图16—3—3(甲)所示为一次记录小车运动情况的纸带.图中A、B、C、D、

E为相邻的计数点，相邻记数点间的时间间隔r=O.ls.

图16—3—3（甲）

(1)根据可判定小车做运动.

(4)0.12m/s是计数点A对应的速度

7.某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带，已在每条纸

带上每5个打点取好一个计数点，即两计数点之间的时间间隔为0.1s,依打点先后编为0,

1,2,3,4,5.由于不小心，纸带被撕断了，如图16—3—4所示，请根据给出的A、B、C、

D四段纸带回答.(填字母)

(1)在B、C、D三段纸带中选出从纸带4上撕下的那段应该是.

(2)打力纸带时，物体的加速度大小是m/s2.

CD

图16—3—4

【解析】因小车做匀变速直线运动，加速度保持不变.

2

打A纸带时，加速度。=与=*了=360-飨0*io-3mzs2=0.6m/s.

T2T20.12

又小车运动的加速度苧.，则以5两点间隔为

3T2

2323

S5=S2+3«7=36.0X10-+3X0.6X0.1m=54X10-m

所以从纸带A上撕下的那段应是C.打点计时器

【答案】(1)C(2)0.6

8.(2001年全国高考)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，如图16-3-5所示.

图16—3—6是打出的纸带的一段.

(1)已知打点计时器使用的交变电流频率为50Hz,利用图16

一3—6给出的数据可求出小车下滑的加速度。=.

（2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有.

用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为Ff=.

‘干干干牛一干〒〒十二

6M.M6.417.057.688.338.959.6110.26

（单位：cm）

图16—3—6

【解析】（1）虽然纸带上给定的数据较多，但只要按①二*（7=0.02X2s）,求得

872

«=4.00m/s?.（2）要求阻力则应根据牛顿第二定律：mgsina-Ff=ma求出因此，还需测

h

量小车的质量（〃?），斜面上任意两点间的距离上及这两点的高度差力（sino=3）.（3）据

L

zh

mgsina—Ff=ma可得6=mgsina—ma=mg——ma.

L

【答案】（1）4.00m/s?（3.90m/s?〜4.10in/s?均可）（2）小车的质量机，斜面两点间

h

的距离L及两点间的高度差h-mg-ma.

9.（2001年上海高考）利用打点计时器研究一个约1.4m高的商店卷帘窗的运动.将纸带粘

在卷帘底部，纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动.打印后的纸带如图16—3—7所

示，数据如表格所示.纸带中48、8C、CC…每两点之间的时间间隔为0.10s,根据各间距的

长度，可计算出卷帘窗在各间距内的平均速度。平均，可以将"根近似地作为该间距中间时刻

的即时速度K.

卷帘运动的数据

间隔间距（cm）

AB5.0

BC10.0

CD15.0

DE20.0

EF20.0

FG20.0

GH20.0

HI17.0

1J8.0

JK4.0

0

0.1s•

I

0.2■，c

0.3-

0.4-

0.5-*F

图16—3—7

(1)请根据所提供的纸带和数据，给出卷帘窗的y—f图线.

(2)A。段的加速度为m/s2,AK段的平均速度为m/s.

【解析】由所给数据可知卷帘在AE段做匀变速直线运动，由匀变速直线运动

的规律，发生一段位移中间时刻的速度等于这段位移的平均速度.由匕=S=£可求出各

5t

点的速度

s(15.0+20.0)x1O-2m",

-CE=-------------------=1.75m/s

2T2x0.1s

(10.0+15.0)x10-2m一,

SBD-------------------=1.25m/s

~2T2x0.1s

由V[)=/

得a=5m/s2

力K段的平均速度

139.0x10-2m….

------------=1.39m/s

ior1.0s

【答案】(1)图略(2)51.39

10.(2002年广东、广西、河南高考)一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于

盘面的水平轴转动，用下面的方法测量它匀速转动时的角速度.

实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片.

实验步骤：

(1)如图16—3—8所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计

时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上.

图16—3—8

(2)启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点.

(3)经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量.

①由已知量和测得量表示的角速度的表达式为3=，式中各量的意义是:

②某次实验测得圆盘半径，=5.50Xl(y2m,得到的纸带的一段如图16—3—9所示，求得

角速度为.

||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

01234567891011

(单位:cm)

图16—3—9

【答案】(3)①超一匹7为电磁打点计时器打点的时间间隔,7•为圆盘的半径，尤2、

T(«-l)r

是纸带上选定的两点分别对应的米尺上的刻度值，〃为选定的两点间的打点数(含两点)

②6.8rad/s

四、研究平抛物体的运动

1.该实验中每一次都应使小球从斜槽上的位置无初速滑下，目的是保证____.

【答案】某一固定；小球平抛时有相同的初速度

2.下列哪些因素会使该实验的误差增大

A.小球与斜槽间有摩擦

B.安装斜槽时其末端切线不水平

C.建立坐标系时，x轴、y轴正交，但y轴不够竖直

D.根据曲线计算平抛运动初速度时，在曲线上取作计算的点离原点。较远

【解析】斜槽末端不水平，小球的运动不是平抛运动：应以小球处于斜槽末端时，球

心的位置为坐标原点.

【答案】BC

3.某同学在做该实验时得到了如图16—4—1中的物体运动

轨迹，“、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出.则

(1)小球平抛的初速度为m/s.(g=10m/s2)

(2)小球开始做平抛运动的位置坐标为：x=cm,y=

______cm.

【解析】设时间间隔为T,则0.2m=v0T,0.2-0.1=^

解得也=2m/s,7=0.1s.物体在b点时竖直分速度

v=-----—m/s=1.5m/s,而v、,=gtb，0.15s.

v2x0.1

小球开始做平抛运动的位置坐标：

x=-2X(0.15-0.1)m=-0.05X2m

=-0.1m=-10cm

1,

y=--X10X(0.15-0.1)2m

2

=-0.0125m=-1.25cm

【答案】(1)2(2)-10-1.25

4.如图16—4—2是小球做平抛运动的闪光照片，图中每个小方

格的边长都是0.54cm.已知闪光频率是30Hz,那么重力加速度g

是m/S?,小球的初速度是m/s,小球过A点时的速

率是m/s.

【解析】因为所给的三点在竖直方向上的间隔分别是I个格，

3个格.所以第1个点一定是抛出点.这样0.54X10-2m=^gX(―)

230

_2

2,所以g=9.72m/sz.而3X0.54X10m=v<)X盘,所以v0=0.49m/s.v4

=J(gX2T)2+%2=o.8]m/s

【答案】9.720.490.81

5.在研究平抛运动的实验当中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长/=1.25cm,

若小球在平抛运动中先后经过的儿个位置如图16—4—3中的a、b、c、d所示，则小球平抛的

初速度的计算式v0=______(用/、g表示)，其值为.

图16—4—3

【解析】从图中可以看出爪c、d四点沿水平方向相邻两点间的距离均为2/；根据

平抛运动的规律，物体由a到d由b到c,由c到d所用时间相等，设为f；贝八。=亍.

a、b、c、d四点沿竖直方向依次相距/、21、3/：由于平抛物体竖直方向做自由落体，

且任意两个连续