高三物理实验
一、互成角度的两个共点力的合成
⑴原理是两只弹簧秤成角度拉橡皮条AB和一只弹簧秤拉橡皮条AB的效果相同，这个效果就是指橡皮条的形变量（大小和方向）相同。
⑵在画力的图示时，必须有箭头、标度、刻度。
⑶实验往往有一定的偶然误差，只要用平行四边形定则求得的合力F和一只弹簧秤的拉力F / 的图示大小和方向在误差允许的范围内相同就可以了。
二、研究平抛物体的运动
⑴斜槽末端的切线必须水平。
⑵用重锤线检验坐标纸上的竖直线是否竖直。
⑶以斜槽末端所在的点为坐标原点。
⑷如果是用白纸，则应以斜槽末端所在的点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确定y轴方向，再用直角三角板画出水平线作为x轴，建立直角坐标系。
⑸每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。
⑹由描迹法得到小球平抛的轨迹，从轨迹上任何一点的横纵坐标都可以计算出该平抛物体抛出时的初速度。
⑺若用闪光照相来研究，所得到的照片上相邻小球间的时间间隔是相等的，利用这一结论和运动分解的知识，可以求小球平抛的初速度，也可以求小球在任何一个位置的瞬时速度。
三、研究有固定转动轴物体的平衡条件
装置如图。实验时在力矩盘上悬挂三组不同的砝码，使它们产生不同大小和方向的力矩，此外，还用一个弹簧秤产生一个力矩。（因为如果全部用砝码，力矩盘的平衡是不稳定的，稍一转动，各力的力臂都会发生变化，使力矩盘失去平衡，实验无法进行。而弹簧秤弹力的大小是可以取各种数据的，通过它的调节可使力矩盘保持平衡。）
注意点：（1）盘要处于竖直，固定转动轴应当通过力矩盘的重心，使力矩盘本身的重力对实验无影响。（2）转轴与盘之间的摩擦应尽量减小。（3）实验时不要用手扶着盘，否则会使盘平衡时增加一个外加的力矩，从而使验证结果不正确。（4）实验时砝码不要靠在盘上，否则线的拉力不等于砝码的重力。（5）测量力臂时要量取从固定转动轴到力的作用线之间的距离。
四、用单摆测定重力加速度
⑴摆长的测量：让单摆自由下垂，用米尺量出摆线长L/（读到0.1mm），用游标卡尺量出摆球直径（读到0. 1mm）算出半径r，则摆长L=L/+r
⑵开始摆动时需注意：摆角要小于5°（要保证做简谐运动，不要使摆动成为圆锥摆）
⑶从摆球通过最低点时开始计时，测出单摆做50次全振动所用的时间，算出周期的平均值T。
⑷改变摆长重做几次实验，计算每次实验得到的重力加速度，再求这些重力加速度的平均值。
思考：如果实验漏加了小球半径，或者无法测定小球的半径，可以用什么方法来测定g的值？（提示：图象法与公式法）
五、研究温度不变时气体的压强跟体积的关系
实验器材：压强传感器，有刻度的注射器
实验研究对象：密闭在注射器里的空气柱。
实验条件：气体的质量、温度不变。
实验步骤：（1）使注射器中留一段空气柱，固定活塞，用橡皮帽封住注射器。读取对应的P、V值。（2）改变空气柱长度，带稳定后读取对应的P、V值。（3）重复（2）
注意点：（1）橡皮帽套紧，以免漏气。（2）实验时，缓慢移动活塞，避免手直接接触，使得气体的温度保持不变。
六、用万用电表测电阻
多用电表常用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程。
刻度盘上电流和电压档的刻度是均匀的，而欧姆档的刻度是不均匀的（越向左刻度越密集）。
注意：电流（或电压）档的零刻度以及电阻档的“
”刻度在刻度盘的最左边，而电流（或电压）档的最大量程与电阻档的“0”刻度在刻度盘的最右边。
测量电阻的过程中，指针偏转角度太大指的是指针太偏右，表明选用的量程大了，应换用较小的量程。反之，指针偏转角度太小指的是指针太偏左，表明选用的量程小了，应换用较大的量程。
［实验步骤］
1. 测量前，表针应停在左端“0”位置，否则，应调整定位螺丝，使指针指零——机械调零。将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”测试笔插孔。
2. 把选择开关扳到欧姆挡，选择适当的量程。
3. 将两根表笔相接触，调整欧姆挡的调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上——欧姆调零。
4. 把两只表笔分别与待测电阻的两端相接，进行测量。
电阻测量值＝刻度盘读数×量程
5. 实验完毕，要把选择开关置于非欧姆挡（通常置于交流电压最高挡），以防电池漏电。长期不用时，应把电池取出。
［注意的问题］
1. 每换用一次量程，都要重新调整欧姆挡的调零旋钮，然后进行测量。
2. 测量电阻时，待测电阻要跟别的元件和电源断开。
3. 测量过程中，手不要碰到表笔的金属触针，以保证安全和测量的准确。
七．用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻
实验电路如右。根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir，本实验电路中电压表的示数是准确的，而电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差， 滑动变阻器R的阻值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该大一些。
为了减小偶然误差，要多做几次实验，多取几组数据，然后利用U-I图象处理实验数据。将点描好后，用直尺画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等。这条直线代表的U-I关系的偶然误差比每一组实验数据的偶然误差都小。这条直线在U轴上的截距就是被测电源电动势E（对应的I=0），斜率的绝对值就是被测电源的内阻r。（特别要注意：有时纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应该是r=ΔU/ΔI ）。
八、研究电磁感应现象
首先要查明电流表指针偏转方向和电流方向的关系。
电键闭合和断开时、电键闭合后滑动变阻器的滑动触头移动过程中、电键闭合后线圈A在B中插入、拔出时，都会发现电流表指针发生偏转，说明有感应电流产生。而电键保持闭合、滑动触头不动、线圈A 在B中不动时，电流表指针都不动，说明无感应电流产生。
结论：闭合电路中有感应电流产生的充分必要条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。
练习
1、（5分）用如图所示装置做“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验，力矩盘上各同心圆的间距相等。在用细线悬挂钩码前，以下哪些措施是必要的（ ）
A. 判断力矩盘是否处在竖直平面
B. 判断力矩盘与转轴间的摩擦是否足够小
C. 判断力矩盘的重心是否位于盘中心
D. 判断横杆MN是否严格保持水平
15.（4分）在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有
小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝1.25 cm。若小球
在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，
则小球平抛的初速度的计算式为vo＝______________
（用L、g表示），其值是__________（g取9.8 m/s2）
2、（5分）某同学做“验证玻意耳定律”实验时，将注射器竖直放置，测得的数据如下表所示，发现第5组数据中的pV乘积有较大偏差，如果读数和计算无误，那么造成此偏差的原因可能是（ ）
A. 温度升高 B. 温度降低 C. 漏入气体 D. 漏出气体
| 实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| p（105Pa） | 1.21 | 1.06 | 0.93 | 0.80 | 0.66 |
| V（ml） | 33.2 | 37.8 | 43.8 | 50.4 | 69.2 |
| pV（105Pa·ml） | 40.2 | 40.1 | 40.7 | 40.3 | 45.7 |
3、（7分）为了测定一根轻质弹簧压缩最短时的弹性势能的大小，可以将弹簧一端固定在一个带有凹槽的轨道的一端，将轨道固定在水平桌面的边缘上，如图所示，用钢球将弹簧压缩至最短，然后突然释放，钢球将沿轨道飞出桌面后再落到地面。
(1) 实验时需要直接测定的物理量是（ ）
A. 弹簧的原长L0
B. 钢球的质量m
C. 弹簧被压缩的长度△L
D. 钢球落地点与槽口间的水平距离s
E. 桌面的高度h
F. 凹槽距地面的高度H
(2) 弹簧最短时弹性势能的计算公式EP＝______________。
4、（9分）为测定木块与斜面之间的动摩檫因数，某同学让木块从斜面上端自静止起匀加速下滑，如图所示。他使用的实验器材仅限于①倾角固定的斜面（倾角未知）、②木块、③秒表、④米尺。
实验中应记录的数据是____________________________。
计算动摩檫因数的公式是μ＝____________________________。
为力减少测量的误差，可采用的办法是
__________________________________________。
5、（5分）在“测定斜面上下滑物体的加速度”的实验中，我们要用到运动传感器，运动传感器是由____________和____________二部分组成的。用运动传感器直接可以测量的物理量是_____________。从图８中可求出物体下滑的加速度的大小是____________m/s2.
6、（6分）用电流传感器和电压传感器等可测干电池的电动势和内电阻。
①在方框内画出实验电路图。
②记录数据后，打开“坐标绘图”界面，设立坐标，点击“_________”，得实验结果如图９所示。由图线可得出干电池的电动势为_________V，干电池的内电阻为_______Ω。
7．某同学做“验证玻意耳定律”实验时，注射器竖直固定，测得数据如下表所示，读数和计算无误．请你观察数据和结果，判断造成此情况的原因可能是［ ］
| 实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| P（105Pa） | 1.06 | 1.10 | 1.43 | 0.80 | 0.75 |
| V（ml） | 37.8 | 36.6 | 27.2 | 46.4 | 49.3 |
| PV（105Pa·ml） | 40.1 | 40.3 | 38.9 | 37.1 | 37.0 |
A. 做第3次实验时手握住了注射器使得气体温度升高．
B．做第3次实验时漏出了一些气体．
C．做第3、4、5次实验时气体的温度降低了．
D．做第3、4、5次实验时移动注射器活塞过快．
8．如图10所示，为得出查理定律的实验装置，
甲图表示在室温为t1℃时，气体压强为p1，此
时压强计两管的水银面相平，乙图表示把烧瓶
放进盛着冰水混合的容器里，等达到热平衡时，
调节可动管，使左管水银面恢复到原来的位置，
此时两水银面高度差为h，已知当时的大气压
强为p0,对实验下列说法正确的是（p0、p1都
以厘米水银柱为单位）（ ）
A．P1 ＝ P0 B．P0 ＝ P2（l＋t1/273）
C．P2 ＝ P0（l＋t1/273） D．P2 ＝ P0－h
9、（6分）某同学利用DIS实验系统研究电梯的运动。在电梯中挂一重物，用力传感器测出悬绳的拉力。得到如图１０所示的F-t图象。
（1）分别说明三段运动的性质：
A： 。
B： 。
C： 。
（2）重物的质量约为 kg。
（3）若电梯是由静止开始运动的，能判断电梯是在上楼还是下楼吗？为什么？
答：
10、（5分）在用力矩盘做“有固定转动轴物体的平衡”的实验时，在用细线悬挂钩码前，以下哪些措施是必要的 （ ）
A．判断力矩盘是否处于竖直平面。
B．判断横杆是否严格保持水平。
C，判断力矩盘与转轴间的摩擦是否足够小。
D．判断力矩盘的重心是否位于盘的中心。
11、（8分）如图１１所示，是某一半导体器件的U-I图。
（1） 从图中可看出，当电流超过某一数值后，其电阻迅速__________(填增大或减小)。
（2） 将该器件与标有“8V，16W”的用电器串联后，接入电动势为10V的直流电源两端，用电器恰能正常工作。则此时该半导体器件两端的电压是__________V，该直流电源的内阻是___________Ω。
（3） 当用电器在使用时，不小心发生了短路。此时流过直流电源的电流是___________A。
12、在分析电路时，通常不考虑电压表和电流表对电路的影响，对电压表来说，是忽略了它的 作用。象这种为了使复杂的问题简单化并突出主要因素、忽略次要因素的研究方法，在物理学中经常使用，请再举出一个使用这种方法的实例并加以说明。 。
13、有同学在做“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，用连接计算机的压强传感器直接测得注射器内气体的压强值。缓慢推动活塞，在使注射器内空气柱逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机。实验完成后，计算机屏幕上显示出如右图所示的P——1/V图线。
（1）仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是：
；
（2）根据（1）中的回答，说明减小误差应采取的措施：
。
14、(6分)图甲是研究平抛运动的实验装置，图乙是实验后在白纸上描出的轨迹和所测数据：
(1)在图甲上标出小球平抛运动的起始点O及Ox、Oy轴。
(2)说明为什么每次都要使小球从同一位置滚下： 。
(3)根据图乙中数据，求此平抛运动的初速度v0= m/s.
15、（5分）人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验，如图所示的四个示意图所表示的实验不能说明光具有波动性的是： （ ）
16、(5分)使用中值电阻为24Ω(×l挡)的多用电表测量两个定值电阻(阻值约为R1＝20Ω和R2＝30kΩ)．在下列一系列操作中，选出尽可能准确地测定各阻值，并符合多用电表使用规则的各项操作，按合理的顺序填写在横线的空白处：
(A)转动选择开关置于“×1k”挡 (B)转动选择开关置于“×100”挡
(C)转动选择开关置于“×10”挡 (D)转动选择开关置于“×1挡”
(E)转动选择开关置于“OFF'”挡
(P)将两表笔分别接触R1两端，读出R1的阻值后随即断开
(G)将两表笔分别接触R2两端，读出R2的阻值后随即断开
(H)将两表笔短接，调节调零旋钮，使指针指在刻度线右端的“0”刻度
所选操作的合理顺序是 。
17、 （6分）如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）将图中所缺导线补接完整。
（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后，将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针___ ____；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针___ ___。
18、（8分）为了粗略得测定大气压，某同学用一段水银柱将一部分气体封闭在粗细均匀、一端封闭的玻璃管中进行实验，他需使用的测量器材是 ，实验中需要记录的物理量是
，计算大气压的公式p= 。实验时要注意的是 。