普通高中物理学业水平合格性考试复习第八章实验与探究课件

这是一份普通高中物理学业水平合格性考试复习第八章实验与探究课件，共60页。PPT课件主要包含了②图线如图所示，注意事项，实验原理，计算电阻率，3如图所示等内容，欢迎下载使用。

　考点1 实验一：研究匀变速直线运动
实验目的 练习使用打点计时器，掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法，测定匀变速直线运动的加速度.实验原理1.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：设相邻且相等时间间隔T内的位移分别为x1、x2、x3、…若x2-x1=x3-x2=x4-x3=…=C(C为常量)，即若两连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动.
2.由纸带求物体运动加速度的方法
(3)利用v-t图像求加速度a
实验器材电磁打点计时器(8V左右的交流电源，频率50 Hz)或电火花计时器(220 V交流电源，频率50 Hz)、纸带、复写纸、小车、细绳、一端附有定滑轮的长木板、刻度尺、钩码、开关及导线.
实验步骤1.如下图所示，把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使定滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有定滑轮的一端，连接好电路.
2.把细绳的一端固定在小车上，跨过定滑轮后在另一端挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器的限位孔后，一端固定在小车上，用手拉住小车.3.先接通电源，后放开小车，让小车运动，这样打点计时器就在纸带上打下了一系列的点，取下纸带，更换新纸带，至少重复三次.4.选打点清晰的纸带进行研究，舍去开头比较密集的点，确定好计数始点，每隔4个计时点取一个计数点，使时间间隔为T=0.1 s.
5.用毫米刻度尺量出各计数点之间的距离，用逐差法计算加速度的值，最后求其平均值.(或计算出各计数点对应的瞬时速度，作出速度—时间图像，求得直线的斜率即为物体运动的加速度)
注意事项1.细绳尽可能与木板平行，以确保细绳对小车的拉力不变.2.开始释放小车时，小车应尽量靠近打点计时器.3.小车的加速度应适当大一些，以能在纸带长约50 cm的范围内清楚地取7~8个计数点为宜.4.要防止钩码落地被撞坏以及小车跟定滑轮相撞.5.要区别计时器打出的点与人为选取的计数点(一般把计时器打出的每5个点作为1个计数点)，选取的计数点不少于6个.6.不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可以先统一测量出到计数起点O之间的距离).7.读数时估读到最小刻度的下一位.
例题(1)使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有如下基本步骤：A.把打点计时器固定在桌子上B.安装好纸带C.松开纸带让物体带着纸带运动D.接通低压交流电源E.取下纸带F.断开开关这些步骤正确的排列顺序为　　　　. 
(2)用频率为50 Hz的打点计时器记录被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点.其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出.
①试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表，其中C、D、E三点已算出.(结果保留三位有效数字)
②将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线(如图).
③由所画速度—时间图像求出小车加速度为　　　　 m/s2(结果保留两位有效数字). 
【答案】(1)ABDCFE　(2)①0.400　0.721②见解析图　③0.80【名师点评】在匀变速直线运动中，某一段的平均速度等于此段中间时刻的瞬时速度，此规律常被用来求某点的瞬时速度，加速度则常利用逐差法求解.
1.(2020·潮州学业水平模拟)如图所示为“研究物体做匀变速直线运动”的实验中获得的一条纸带，a、b、c、d为计数点，相邻计数点的时间间隔为0.1 s，则打下b点时的瞬时速度约为(　　)
m/s m/s m/s
2.关于打点计时器的使用，下列说法正确的是(　　)A.电磁打点计时器使用的是10 V以下的直流电源B.在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源C.使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小D.纸带上打的点越密，说明物体运动得越快
3.(2018·广东学业水平模拟)一位同学在练习使用电磁打点计时器时，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.电源频率不稳定D.打点振针压得过紧
【解析】 打点计时器的振针过紧时，打完点后不能及时地抬起，振针和纸带接触时间过长，会在纸带上留下小短线.
4.(深圳学业水平模拟)如图所示是某位同学练习使用打点计时器得到的三条纸带，已知纸带右端先通过打点计时器.从点迹的分布情况可以判断，其中做减速运动的是(　　)
A.甲 B.乙 C.丙 D.乙和丙
【解析】 从点痕的分布情况可以断定：纸带甲相邻两个点间距离基本相等，所以是匀速通过打点计时器的；纸带乙从右到左相邻的计数点之间距离减小，所以是越走越慢的；纸带丙从右到左相邻的计数点之间距离先增大再减小，所以是开始越走越快，后来又越走越慢的.由以上的分析可知做减速运动的是乙，B正确.
5.下图是在“探究加速度与力、质量的关系”实验中打出的部分纸带，A、B、C为计数点，相邻计数点之间的时间间隔为0.1 s，打A点时小车的速度为0，则运动的加速度为(　　)m/s2
6.在用打点计时器探究匀变速直线运动的速度随时间变化规律的实验中，获得的一段纸带如图所示，A、B、C、D为相邻的四个计数点，已知AB=1.80 cm，BC=2.00 cm，CD=2.20 cm，相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s.关于该实验，下列说法正确的是(　　)
A.相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s是用秒表测出的B.实验时应先释放小车再接通电源C.打点计时器打C点时，小车的速度为0.42 m/sD.小车运动的加速度是0.2 m/s2
1.(2020·揭阳学业水平模拟)在“研究匀变速直线运动”的实验中获得的一条纸带如图所示，已知a、b两个相邻计数点的时间间隔为0.10 s，则从a至b这段时间内物体的平均速度约为(　　)
2.(广东学业水平测试)如图是在“研究匀变速直线运动”的实验中获得的一条纸带，相邻计数点间的距离分别为x1、x2和x3，时间间隔均为T，则打点计时器打下点1时物体速度大小的表达式为(　　)
3.(广东学业水平测试)如图是在“研究匀变速直线运动”的实验中用打点计时器打出的纸带，纸带上的点记录了物体运动的信息.在纸带上选择3个计数点0、1、2，相邻两计数点间的时间间隔均为0.1 s，距离如图所示，则打下计数点1时，物体的瞬时速度大小为(　　)
4.(广东学业水平测试)下图是利用打点计时器记录物体做匀速直线运动所得到的纸带，纸带上依次打下了0、1、2、3、4、5六个点，相邻两点间的距离如图所示，时间间隔均为T.两计数点1、4之间物体的平均速度大小是(　　)
5.在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中，打点计时器所用电源的周期为T.测得打出的一条纸带相邻的两个计时点间的距离依次为s1、s2、s3、s4、s5、s6，如图所示.小车加速度a的表达式应是(　　)
6.测量小车运动的瞬时速度时，甲、乙同学根据实测数据所描的点作图如下，甲用直线段连接各点，乙用平滑的曲线连接各点.两位同学做法正确的是(　　)
A.甲正确B.乙正确C.甲、乙都正确D.甲、乙都不正确
　【解析】 速度不会发生突变，故用一条平滑的曲线来描出这些点，曲线所反映的情况就会与实际更加接近.故选B.
7.(多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，获得如图所示的纸带，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻两计数点的时间间隔为T，x1、x2、x3、x4、x5、x6分别为AB、BC、CD、DE、EF、FG间的距离，下列可用来计算打D点时小车速度的表达方式的有(　　)
考点2 实验二：探究弹簧弹力和形变量的关系　实验三：验证力的平行四边形定则
一、探究弹簧弹力和形变量的关系
1.实验原理在弹性限度内，弹簧弹力的大小F与弹簧伸长(或压缩)的长度x成正比，即F=kx.
2.实验方法将弹簧的上端固定在支架上，下端挂上重物静止时，弹力大小等于重物所受重力的大小，利用竖直固定在支架上的刻度尺测出悬挂重物时弹簧的伸长量x.
3.数据处理方法(1)列表法.(2)图像法：在坐标纸上描出F-x图像.(3)函数法：以弹簧伸长量为自变量，尝试找出弹簧弹力F与伸长量x的函数关系.
二、验证力的平行四边形定则实验步骤与要求的注意事项：(1)本实验的实验方法：等效替代法.(2)实验装置见下图，用两只测力计将橡皮条拉长到O点，记下测力计的读数和细线的位置，这即是F1和F2的大小和方向.
(3)去掉一个测力计，用余下的测力计再将橡皮条拉到O点.记下这时测力计的读数和细线的方向，即合力F'的大小和方向.(确定细线和橡皮条的结点位置，细线的方向要准确，结点尽可能小.描绘时，可将细线竖直向下按在白纸上，用铅笔沿线描几个点，然后用三角板把点连成线).
(4)取下白纸，按一定比例，用有向线段在纸上画出F1、F2和F'，以F1和F2为邻边作平行四边形，F1与F2之间的对角线用F表示.比较F和F'的大小和方向(F'与F之间的夹角记为Δθ)，判断F与F'在实验误差范围内是否相等.
例1某同学在做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验时，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把L-L0作为弹簧的伸长量x.这样操作，由于弹簧自重的影响，最后画出的图线可能是下图的哪一个(　　)
【解析】由于弹簧的自重作用，弹簧竖直悬挂起来后，弹簧的长度将比弹簧的原长L0大，即未挂任何重物时，弹簧已经有了一定的伸长量.【答案】C【名师点评】(1)不能让弹簧超过其弹性限度.(2)弹簧的伸长量不是弹簧的长度.
1.(中山学业水平模拟)弹簧的一端固定，另一端受到拉力F的作用，F与弹簧伸长量x的关系如图所示.该弹簧的劲度系数为(　　)A.2 N/m B.4 N/mC.20 N/m N/m
2.下表是某同学为探究弹力和弹簧伸长的关系所测得的几组数据：
下列作出的F-x图线中合理的是(　　)
A B
C D
【解析】 图像应是正比例关系，且图线过原点.
3.(珠海学业水平模拟)探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15 N重物时，弹簧长度为0.16 m；悬挂20 N重物时，弹簧长度为0.18 m，则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为(　　)A.L0=0.02 m，k=500 N/mB.L0=0.10 m，k=500 N/mC.L0=0.02 m，k=250 N/mD.L0=0.10 m，k=250 N/m
【解析】 由Fx=k(Lx-L0)，有15=k(0.16-L0)，20=k(0.18-L0)，联立两式得L0=0.10 m，k=250 N/m，D正确，A、B、C错误.
4.在“探究求合力的方法”的实验中，下列说法正确的是(　　)
A.实验中不需要记录结点O的位置B.为减小误差，弹簧测力计必须与木板平行C.图乙中F的方向一定沿橡皮筋的方向D.实验中只需要记录两弹簧测力计的示数
【解析】 实验中要使每次合力与两个分力产生相同的效果，必须每次将橡皮筋拉到同样的位置，从而确保每次橡皮筋产生拉力的大小和方向都相同，所以实验中需要记录结点O的位置，故A错误；为减小误差，弹簧测力计必须与木板平行，故B正确；图乙中F是通过平行四边形定则得出的合力的理论值，而F'是用一只弹簧测力计拉橡皮筋时所作拉力的图示，F'的方向一定沿橡皮筋的方向，考虑到实验存在误差，F的方向不一定沿橡皮筋的方向，故C错误；实验中不仅需要记录两弹簧测力计的示数，还需要记录细绳套的方向，从而确定力的大小和方向，故D错误.
例2 图为“探究两个互成角度力的合成规律”的实验装置示意图，橡皮条的一端固定在木板上A位置，另一端系有轻质小圆环；轻质细绳OB和OC一端系在小圆环上，另一端分别系在弹簧测力计的挂钩上.现用弹簧测力计通过细绳拉动小圆环，使橡皮条沿平行木板平面伸长至O位置.对于上述实验过程，下列说法中正确的是(　　)
A.只需要记录弹簧测力计的示数B.OB和OC绳拉力的方向应与木板平面平行C.只需要记录OB和OC绳的长度和弹簧测力计拉力方向D.需要记录两个弹簧测力计的示数和拉力方向
【解析】实验时需要记录弹簧测力计的示数和两弹簧拉力的方向，故A、C错误，D正确；OB和OC绳拉力的方向应与木板平面平行，以减小实验的误差，故B正确. 【答案】BD
5.(江门学业水平模拟)由“互成角度的两个共点力的合成”的实验所得的法则，不适用于下列哪些物理量的合成(　　) A.速度 B.加速度 C.位移 D.路程
【解析】 互成角度的两个共点力的合成适用于矢量的合成，路程是标量，故选D.
6.(揭阳学业水平模拟)在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，以下操作正确的是(　　)A.在同一次实验中，O点的位置允许变动B.实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度C.实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条的另一端拉到O点D.实验中，两个弹簧测力计之间的夹角应取90°，以便于算出合力大小
7.有同学利用如图甲所示的装置来验证力的平行四边形定则.在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，在三段绳上分别挂上三组钩码，每个钩码的重量相等.当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力.该学生根据某次测量的数据在白纸上画出了图乙所示的五个力，以验证力的平行四边形定则，则(　　)
A.Fd是Fc的平衡力B.Fa、Fb的合力是FcC.Fe、Fd大小一定相等D.Fe和Fd不重合，说明实验失败
【解析】 Fd与Fc是一对平衡力，故A正确；由图可看出，Fa、Fb的合力是Fe，故B错误；Fe、Fd是理论值与实际值的关系，不一定相等，故C错误；Fe和Fd不重合，说明理论与实验之间有误差，不代表实验失败，故D错误.
1.(2019·6月广东学业水平测试)一个实验小组在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用了两根不同的轻质弹簧M和N，他们得到弹力与弹簧长度的关系图像如图所示，则由图可知(　　)
A.M的原长比N的长B.M的劲度系数比N的小C.M的劲度系数比N的大D.弹力与弹簧的长度成正比
2.(2018·6月广东学业水平测试)如图所示，在“验证力的平行四边形定则”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，绳的另一端都有绳套.实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条.在此过程中必须注意的事项是(　　)A.两根细绳必须等长B.保证两弹簧测力计的示数相等C.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上D.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
3.(2019·1月广东学业水平测试)用如图所示的装置做“平行四边形定则”的实验时，下列说法正确的是(　　)
A.拉橡皮条的细绳套要尽量短些B.分力F1和F2的夹角要尽量大些C.橡皮条、细绳套和测力计应平行于木板D.橡皮条的弹性要好，拉力越大越好
4.某同学在做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验时，得到一弹簧的弹力大小F与其伸长量x的关系图像如图所示.由图像可知该弹簧的劲度系数为(　　)
A.0.5 N/mB.2.0 N/mC.50 N/mD.200 N/m
5.在“探究弹簧弹力和弹簧长度的关系”实验中，小红根据测得的数据绘出了弹簧弹力F随弹簧长度L的变化图线，如图所示，则(　　)
A.弹簧的原长为5 cmB.弹簧的劲度系数为0.5 N/mC.在弹性限度内，弹簧弹力F与弹簧长度L成正比关系D.图线末端发生弯曲的原因是弹簧形变超过了弹簧的弹性限度
考点3 实验四：验证牛顿第二定律
　实验目的：验证牛顿第二定律.实验原理
1.如图所示的装置，保持小车质量M不变，改变小桶和砂的总质量m，从而改变细线对小车的牵引力F(当m≪M时，F=mg近似成立)，测出小车的对应加速度a，由多组a、F数据作出加速度和力的关系(a-F)图像，验证加速度与外力成正比.
实验器材小车、砝码、小桶、砂、细线、附有定滑轮的长木板、垫块、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、托盘天平及砝码、刻度尺.实验步骤1.用调整好的天平分别测出小车和小桶的质量M和m桶，把数据记录下来.2.把实验器材安装好，先不将挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力.3.补偿阻力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫块，反复移动垫块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态(可以从纸带上打的点是否均匀来判断).
4.在小车上加放砝码，小桶里放入适量的砂，把砝码和砂的质量M'和m'记录下来.将细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，先接通电源，再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点，取下纸带，在纸带上写上编号.5.保持小车的质量不变，改变砂的质量(要用天平称量)，按步骤4(将细线系在……编号部分)再做5次实验.6.算出每条纸带对应的加速度的平均值.
7.用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F，即砂和小桶所受的总重力(m+m')g，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，作图像.若图像为一条过原点的直线，就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比.8.保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，按步骤4(将细线系在……编号部分)再做5次实验，并做好记录，求出相应的加速度，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作图像，若图像为一条过原点的直线，就证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它的质量成反比.
2.在补偿阻力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源.用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡.3.作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧，但如果遇个别与直线偏离较远的点可以舍去.
例1“探究加速度与力、质量的关系”的实验中：如图所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置图，以下做法正确的是(　　)
A.补偿阻力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上B.本实验中探究的方法是控制变量法C.实验时，先放开小车，后接通电源D.“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究结果也不会产生影响
【解析】补偿阻力时，应使小车在不受拉力作用下拖动纸带做匀速直线运动，A错误；实验中采用控制变量法，即研究加速度与合力关系时控制小车的质量不变，研究加速度与小车质量的关系时要控制拉力不变，B正确；实验时，先接通电源，后放开小车拖动纸带运动，C错误；为减小实验误差，实验时必须做到重物的质量远小于小车的质量，D错误.【答案】B
例2 在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图甲所示.有一位同学通过实验测量作出了图乙中的B图线，B图线在纵轴上有截距的原因是(　　)
A.在补偿阻力时，长木板的倾角过大B.在补偿阻力时，长木板的倾角过小C.未补偿阻力D.未满足拉车的重物的质量m远小于小车的质量M
【解析】从图乙中可看出，尚未对小车施加拉力时，小车已有加速度、说明小车的重力沿斜面向下的分力大于阻力，即在补偿阻力时，长木板的倾角过大， 故A正确.【答案】A【名师点评】注意本实验前的两个条件，一个是实验前要补偿阻力，补偿阻力时，长木板倾角过小，a-F图像如图甲所示；若倾角过大，a-F图像如图乙所示.另一个是沙和沙桶的质量要远小于小车的质量.
1.下列器材在“验证牛顿第二定律”的实验中用不到的有(　　) A.天平 B.砝码C.停表 D.打点计时器
2.(广东学业水平测试)在“验证牛顿第二定律”的实验的准备阶段，小车不挂小桶时，先将木板的一端垫起一定高度，这样做的目的是(　　)A.测量小车运动的加速度B.补偿阻力C.测量小车运动的速度D.测量木板倾斜的角度
【解析】 不挂小桶，将木板的一端垫起，放上小车，其目的是补偿阻力，减小实验误差.
3.(2020·东莞学业水平模拟)实验探究加速度与力、质量的定量关系，下列认识正确的是(　　)A.F、m和a三个物理量都有直接测量的工具B.为消除阻力的影响，要将木板无滑轮的一端垫高，直到小车不挂重物时也能自己沿长木板运动起来C.实验时重物通过轻绳拉小车的力会比重物的重力小D.根据实验数据，得到的F不变时的a-m图像是过原点的倾斜直线
4.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，用到的物理思想方法是(　　)A.等效替代的方法 B.放大的思想方法C.比较的思想方法 D.控制变量的方法
5.(2020·珠海学业水平模拟)“探究加速度与力的关系”的实验装置如图所示.为减小实验误差，托盘和砝码的质量与小车的质量相比(　　)
A.应大于小车的质量B.应稍小于小车的质量C.应等于小车的质量D.应比小车的质量小得多
6.在“探究加速度与物体的受力、物体质量的关系”实验中，可利用图示装置进行对比实验.两小车放置在水平板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦将两条细线按在桌上，使小车静止.抬起板擦，两车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下，对比两车的位移，可知加速度与受力大小成正比.对于实验条件，下列说法正确的是(　　)
A.钩码质量相同，小车质量不同B.钩码质量不同，小车质量相同C.钩码质量相同，小车质量也相同D.钩码质量不同，小车质量也不同
【解析】 研究加速度与受力大小成正比，可知要保证小车的质量相等，钩码的质量不等，故A、C、D错误.
1.(2019·1月广东学业水平测试)在“验证牛顿第二定律”的实验中，采用控制变量法，当物体质量m不变时，测量物体加速度a与合外力F的关系，如图是两组实验得到的结果.下列说法正确的是(　　)A.直线的斜率表示物体的质量mB.加速度a与质量m成正比C.加速度a与合力F成反比
2.(2019·6月广东学业水平测试)用如图所示的装置做“验证牛顿运动定律”的实验，在补偿阻力的过程中，下列操作正确的是(　　)A.移动木块，使挂小桶的小车在斜面上匀速运动B.移动木块，使不挂小桶的小车在斜面上匀速运动C.移动木块，使挂小桶的小车在斜面上静止D.移动木块，使不挂小桶的小车在斜面上静止
3.(广东学业水平测试)如图所示，在“验证牛顿第二定律”的实验中，为补偿阻力，需要反复移动垫在长木板一端木块的位置，直到连接小车的纸带上打出的相邻两点间的距离相等，则下列说法正确的是(　　)A.补偿阻力时，小车需要用细线挂上未装沙的小桶B.补偿阻力时，小车需要用细线挂上装沙的小桶C.换另一辆小车重做实验时，不需要重新补偿阻力D.换另一辆小车重做实验时，需要重新补偿阻力
【解析】 补偿阻力时不需要挂小桶，故A、B错误；更换小车重新做实验时不需要重新补偿阻力，C正确，D错误.
4.利用如图所示的实验装置“探究加速度与力、质量的关系”.平衡摩擦力时某同学将长木板右端垫得不够高，木板倾角过小，若用a表示小车的加速度，F表示细线作用于小车的拉力，他绘出的a-F的关系图像可能是下图中的(　　)
【解析】 长木板右端垫高的目的是平衡摩擦力，若木板倾角过小，即平衡摩擦力不足，会出现有拉力，但加速度仍为零的情况，即图像在F轴上有截距，故B正确，A、C、D错误.
考点4 实验五：探究平抛运动的特点　实验六：验证机械能守恒定律
一、探究平抛运动的特点实验器材斜槽、小球、方木板、图钉、刻度尺、铅垂线、铅笔、坐标纸、铁架台.实验步骤1.按图甲所示安装实验装置，使斜槽末端水平(小球在斜槽末端点恰好静止)
2.以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴.3.使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果小球运动中碰到笔尖，就用铅笔在该位置画上一点.用同样方法，在小球运动路线上描下若干点.4.将白纸从木板上取下，从O点开始通过画出的若干点描出一条平滑的曲线，如图乙所示.
注意事项1.实验中必须调整斜槽末端的切线水平(将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平).2.方木板必须处于竖直平面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直.3.小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放.4.坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点.5.小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜.
二、验证机械能守恒定律　　实验目的 验机机械能守恒定律.
实验器材电磁打点计时器、纸带、复写纸、低压交流电源、开关、导线若干、铁架台、铁夹、重锤、刻度尺.实验步骤1.把电磁打点计时器竖直地固定在铁架台上，打点计时器的两根导线接在低压交流电源上.2.将纸带固定在重锤上，让纸带穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带，使重锤靠近打点计时器，如图所示.
3.接通电源，释放纸带让重锤自由下落，打点计时器就在纸带上打出一系列的点来.4.更换几条纸带，重复上述步骤.5.在打出的纸带中选择点迹清晰，第1、2点间距约为2毫米的纸带进行测量.6.在挑选的纸带上，记下第一点的位置O，并在纸带上从任意点开始选取几个点1、2、3、…并量出各点到位置O的距离.这些距离就是重锤相应的下落高度h1、h2、h3、….
例1 我们利用斜面小槽来研究平抛运动，下列做法不可以减小实验误差的是(　　)A.使用密度大、体积小的钢球B.尽量减小钢球与斜槽间的摩擦C.实验时，让小球每次都从同一高度由静止开始滚下D.使斜槽末端的切线保持水平
【解析】A.用密度大、体积小的钢球，能使阻力远小于重力，故可以减小误差；B.斜槽与球之间的摩擦不影响研究平抛运动，故该项不能减小误差；C.只有从同一位置释放，才能确保平抛的初速度一定，故可以减小误差；D.末端水平才能保证小球是平抛运动，故该项能减小误差.【答案】B
例2 “验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示.下列说法正确的是(　　)
A.选用较小密度材料制成的重物B.将纸带沿竖直方向穿过限位孔C.选用直流电源给打点计时器供电D.重物减少的重力势能略小于增加的动能
【解析】为了减小空气阻力的影响，应选取密度大、体积小的重物，A错误；为了减小摩擦力的影响，两个限位孔应在同一竖直线上，B正确；使用交流电源给打点计时器供电，C错误；重物的重力势能的减少量略大于动能的增加量，原因是纸带与打点计时器间有摩擦力，重物下落过程中受到空气阻力，D错误.故选B.【答案】B
【名师点评】本实验的注意事项有：(1)打点计时器安装时，必须使纸带两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力.(2)实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源，让打点计时器工作正常后，才松开纸带让重物下落，以保证第一个点是一个清晰的点.(3)选用纸带时应尽量挑选第一、二点的间距接近2 mm的纸带.(4)测量下落高度时，必须从起始点算起，且为了减小测量h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远一些，纸带的有效长度可在60~80 cm.(5)因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量.(6)铁架台上固定打点计时器的夹子不可伸出太长，以防铁架台翻倒.
1.在“研究平抛物体的运动”的实验中，为减小空气阻力对小球的影响，选择小球时，应选择下列的(　　)A.实心小铁球 B.空心铁球C.实心小木球 D.以上三种球都可以
【解析】 为了减小空气阻力对小球的影响，要选择体积较小、质量较大的小球，故选实心小铁球，故A正确，B、C、D错误.
2.(多选)在“研究平抛物体的运动”的实验中，在以下实验过程的一些做法，其中合理的有(　　)A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平B.每次小球释放的初始位置可以任意选择C.每次小球应从同一高度由静止释放D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
【解析】 安装斜槽轨道的末端水平，这样小球离开斜槽时速度方向水平，才能保证小球离开斜槽做平抛运动，故选项A正确；为了保证小球多次运动是同一轨迹，应保证小球离开斜槽的初速度相同，所以小球的释放点应该相同，故选项B错误，选项C正确；为描出小球的运动轨迹，应该用平滑的曲线连接，故选项D错误.
3.(2020·梅州学业水平模拟)某位同学用落体法做“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤错误的是(　　)A.把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到交流电源B.将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度C.先释放纸带，再接通电源D.更换纸带，重复实验，根据记录处理数据
【解析】 实验时先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，C错误.
4.关于“验证机械能守恒定律”实验的下列说法中，不正确的是(　　)A.选用重物时，重的比轻的好B.选用重物时，体积小的比体积大的好C.选取重物后，要称出它的质量D.重物所受的重力，应远大于它所受的空气阻力和纸带受到的打点计时器的阻力
【解析】 在选取重物时，由于有空气阻力和摩擦阻力的存在，因此，应该选取质量比较大的、体积比较小的重物，这样可以使重物所受的重力远大于它所受的空气阻力和纸带受到的打点计时器的摩擦阻力.此实验不需要测出重物的质量，故本题选C.
5.(深圳学业水平模拟)用如图所示的装置验证机械能守恒定律，由于电火花计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大的阻力.这样实验造成的结果是(　　)A.重力势能的减少量明显大于动能的增加量B.重力势能的减少量明显小于动能的增加量C.重力势能的减少量等于动能的增加量D.以上几种情况都有可能
【解析】 摩擦力过大时减少的重力势能有一部分转化为内能，所以重力势能的减少量明显大于动能的增加量.
6.如图所示，某同学做“探究平抛运动水平分运动的特点”的实验.关于该实验的有关说法不正确的是(　　)
A.斜槽M的末端必须调整到水平方向B.钢球每次必须从斜槽M的同一高度由静止滚下C.挡板N倾斜放置以使小球落到挡板后能挤压复写纸D.用折线把所有点连接起来，即为小球的运动轨迹
【解析】 为了保证小球的初速度水平，斜槽末端必须水平，故A不符合题意；为了保证小球的初速度相等，小球每次应从斜槽的同一位置由静止释放，故B不符合题意；挡板N倾斜放置以使小球落到挡板后能挤压复写纸，故C不符合题意；应用平滑曲线将所有点连接起来，即为小球的运动轨迹，故D符合题意.
1.(广东学业水平测试)用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中，不需要使用的器材是(　　)A.重锤 B.纸带C.螺旋测微器 D.打点计时器
2.(2019·6月广东学业水平测试)在做“验证机械能守恒定律”的实验时，发现重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是(　　)A.重锤和纸带下落过程中有阻力做功B.选用的重锤质量较大C.重锤离地面较高D.重锤离地面较低
3.用平抛竖落仪可以研究平抛运动的特点.如图所示，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被放开自由下落(　　)
A.实验时A、B两球的质量必须相等B.此实验可说明A球在水平方向做匀速直线运动C.此实验可说明A球在竖直方向做自由落体运动D.两球落地点间的距离与释放点的高度成正比
【解析】 忽略空气重力，两球的加速度均为重力加速度，与小球质量无关，故实验时A、B两球的质量不需要相等，故A错误；该实验装置，得到的结果为，两小球同时落地，时间相等，所以推理出，平抛的小球A在竖直方向与B球一样做自由落体运动，水平方向没有对比，不能得出结论，故C正确，B、D错误.
4.如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置，下列说法正确的是(　　)
A.释放纸带时，重锤应尽量远离打点计时器B.可以利用公式v=gt计算重物的速度C.由于阻力，重锤重力势能的减少量大于动能的增加量D.交流电源的实际频率若小于50 Hz，算得的动能偏小
【解析】为了充分利用纸带，减少实验误差，释放纸带时，重锤应尽量靠近打点计时器，故A错误；求解各点的速度，运用某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求解，不能根据v=gt计算重物的速度，因为重物下落过程受到一定的阻力作用，使得重物的实际加速度小于g，故B错误；由于阻力，重锤重力势能的减少量大于动能的增加量，故C正确；交流电频率小于50 Hz时，会导致速度测量值偏大，导致算得的动能偏大，故D错误.
考点5 实验七：导体电阻率的测量
2.用刻度尺测量金属丝的长度l，用螺旋测微器量得金属丝的直径，算出横截面积S.
实验器材被测金属丝、螺旋测微器、刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干.实验步骤1.直径测定
2.电路连接按如图所示的原理电路图连接好器材，用伏安法测电阻的实验电路.
3.长度测量用刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l.
4.U、I测量把上图中滑动变阻器的滑动片调节到最左端，电路经检查确认无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S.
5.拆去实验线路，整理好实验器材.数据处理1.在求Rx的平均值时可用两种方法
(2)作出U-I图像，用U-I图线的斜率求出.
误差分析1.金属丝的横截面积是利用直径计算得出的，直径的测量是产生误差的主要来源之一.2.采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小.3.金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差.4.由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差.
注意事项1.本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法.2.测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平均值.3.测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值.
例题 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，用米尺测量金属丝的长度L=0.810 m.利用以上测量数据，可得这种材料的电阻率约为(　　)
A.4.2×10-5 Ω·m　 B.4.0×10-6 Ω·mC.3.0×10-3 Ω·m D.1.0×10-4 Ω·m
1.(多选)在“测定金属的电阻率”的实验中，以下操作错误的是(　　)A.用刻度尺测出金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值C.用伏安法测电阻时，采用电流表内接法，多次测量后算出平均值D.实验中应保持金属丝的温度不变
【解析】 实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采用电流表外接法.故A、C操作错误.
2.在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学用螺旋测微器测金属丝直径时，测得结果如图甲所示，则该金属丝的直径为(　　)
【解析】 由甲图可知，该金属丝的直径为d=2.5 mm+43.5×0.01 mm=2.935 mm，故选A.
1.(多选)某研究性学习小组为更准确地测量阻值约为20 Ω的某金属元件Rx的电阻值，已知电压表内阻约为2 kΩ，电流表内阻约为10 Ω，实验中连接电路时，连接电压表正接线柱的导线可以接在图中的(　　)
A.a接线柱B.b接线柱C.c接线柱D.d接线柱
2.杨光同学用螺旋测微器测得该材料的直径如图所示，示数为D=(　　)mm(注意第一根半刻度线已经露出).
【解析】 示数为D=0.5 mm+0.01 mm×42.0=0.920 mm.故选D.
考点6 实验八：电池电动势和内阻的测量
实验电路如图所示，根据闭合电路的欧姆定律，改变R的阻值，测出两组U、I的值，根据闭合电路的欧姆定律可列出两个方程：
实验器材待测电池一节，电流表(0~0.6 A)、电压表(0~3 V)各一块，滑动变阻器一只，开关一只，导线若干.实验步骤1.选定电流表、电压表的量程，按照电路图把器材连接好.2.把滑动变阻器的滑片移到电阻最大的一端(图中左端).
3.闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，读出电压表示数U和电流表示数I，并填入事先绘制好的表格(如右表).
4.多次改变滑片的位置，读出对应的多组数据，并一一填入表中.5.断开开关，整理好器材.
数据处理1.公式法把测量的几组数据分别代入E=U+Ir中，然后两个方程为一组，解方程求出几组E、r的值，最后对E、r分别求平均值作为测量结果.2.图像法(1)以I为横坐标，U为纵坐标建立直角坐标系，根据几组I、U的测量数据在坐标系中描点.(2)用直尺画一条直线，使尽量多的点落在这条直线上，不在直线上的点，能大致均衡地分布在直线两侧.
误差分析1.偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图像时描点不准确.
2.系统误差：主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些.U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大.将测量结果与真实情况在U-I坐标系中表示出来，如图所示，可见E测A.E=0.96 V，r=1.54×103 ΩB.E=0.96 kV，r=1.54 ΩC.E=0.96 kV，r=1.54×103 ΩD.E=0.96 V，r=1.54 Ω
1.下列给出多种用伏安法测电池的电动势和内阻的数据，处理方法既能减小偶然误差，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和rB.多测几组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.多测几组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为电动势E，再用闭合电路的欧姆定律求出电池内阻r
【解析】 A中只测量两组数据求出E、r，偶然误差较大；B中计算E、r平均值虽然能减小误差，但太繁琐；D中分别求I、U的平均值是错误的做法；C中方法直观、简便，C正确.
2.(多选)某学生用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0~20 Ω，连接电路的实物图如图所示，关于实物连线中存在的问题，下列说法正确的是(　　)
A.滑动变阻器不起变阻作用B.电流表的极性接错C.电压表量程选用不当D.电压表接线有错
【解析】 由电路图可知，滑动变阻器同时接下面两个接线柱，滑动变阻器被接成了定值电阻，不起变阻作用，故A正确；由图可知，电流表串联接入电路，电流从正接线柱进，负接线柱出，接线正确，故B错误；C干电池的电压大约1.5 V左右，电压表的量程3 V选用恰当，故C错误；电压表直接接在电源连接上，开关不能控制电压表与电源断开，电压表接线错误，故D正确.
1.如图所示，是甲、乙、丙三位同学设计的测量电池的电动势和内电阻的电路；电路中R1、R2为已知阻值的电阻，下列说法正确的是(　　)
A.只有甲同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻B.只有乙同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻C.只有丙同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻D.三位同学设计的电路都能测出电池的电动势和内阻
2.(多选)用如图甲所示的电路来测量电池的电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的U-I图线，由图可知(　　)
A.电池电动势的测量值为1.40 VB.电池内阻的测量值为3.50 ΩC.外电路发生短路时的电流为0.40 AD.电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I'=0.20 A