上海市高中学业水平考试之物理实验操作考试完整版)

2012年学业水平考试

物理实验操作考试

一、操作实验

传统实验：DIS实验：

实验1：互成角度的共点力的合成实验4：用DIS研究匀速直线运动。

实验2：多用表的使用实验5：用DIS测平均速度

实验3：研究感应电流的产生条件实验6：用DIS测加速度

实验8：用DIS研究通电螺线管内磁感应强度

实验7：用DIS研究气体压强与体积的关系二：分组：

小组实验实验仪器设备和材料实验仪器设备的初设状态

A组

实验一：

用DIS研究

通电螺线管

内的磁感应

强度

长螺线管1个，稳压电源1个，

滑动变阻器1个，导线3根，计算

机1台，数据采集器1个，磁传感

器（整个探管上至少标有10个等

间距刻度）1个，相应的连接线。

（1）计算机、数据采集器、磁传感器三者

已连接；

（2）计算机显示本实验的界面；

（3）长螺线管、稳压电源、滑动变阻器三

者已连接。

实验二：

互成角度的

共点力的合

成

图板1块，图钉4只，橡皮筋1根

（附有2个小绳圈），弹簧测力计2

个，带刻度的三角板1副。

（1）在图板上固定实验用纸；

（2）橡皮筋的一端已用图钉固定在“参考

固定点”上（根据橡皮筋的长度可适当调整

固定点的位置）；

（3）一个弹簧测力计指针设置于非零位置。

B组

实验一：

用DIS研究

气体的压强

与体积的关

系

注射器1个，计算机1台，数据采

集器1个，压强传感器1个，相应

的连接线。

（1）在大气压下，将注射器的活塞定在约

12mL的位置；

（2）计算机、数据采集器、压强传感器与

注射器四者已连接；

（3）监考教师依次输入12mL、11mL、

10mL、9mL四个体积值，并采集对应的压

强值；

（4）计算机显示本实验界面（已含四组数

据）。

实验二：

多用表的使

用

多用表（建议用MF30型）1个，1

号碱性干电池2节（装在电池盒内

组成串联电池组），定值电阻（10

欧，电阻值用橡皮胶布贴盖）1个，

导线4根（其中2根导线带鳄鱼

夹）。

（1）电池、电键和定值电阻已按图连接；

（2）断口处的导线均带鳄鱼夹（便于和多

用表表笔连接），并夹在一起。

C组

实验一：

用DIS研究

加速度与力、

质量的关系

带滑轮的轨道1个，小车（质

量已知）1辆，钩码1组（或用其

他类似器材替代），配重片2个，

细绳1根，计算机1台，数据采集

器1个，位移传感器1个，相应的

（1）计算机、数据采集器、位移传感器三

者已连接，小车与轨道安装完毕；

（2）计算机显示本实验界面。

连接线。

注：若实验需要将位移传感器放置在小车上，则小车质量中应包含位移传感器质量。

实验二： 研究感应电流的产生条件

灵敏电流计

1个，1号碱性干电池2节（装在电池盒内组成串联电池组），线圈A （附铁芯）1个，线圈B 1个，滑动变阻器1个，电键1个，条形磁铁1根，导线6根。

（1）灵敏电流计与线圈B 连接成串联电路，其他元件、导线等均不连接；

（2）电键处于闭合状态，滑动变阻器滑片居中。

实验一：研究共点力的合成

实验目的：

研究合力与两个分力的关系 实验器材：

图板、图钉、白纸、带绳套的橡皮筋、弹簧测力计（2个）、刻度尺、量角器 实验步骤：

1． 固定：如图a 所示，根据给定的器材，现在图板上固定一张白纸，将橡皮筋的一端

固定在纸边，将带有两个绳套的另一端放在纸面上，测力计可以拉住绳套使橡皮筋伸长。

2． 第一次拉：如图b 所示，先用一个弹簧秤拉住绳套将橡皮筋拉长至某位置，标记此

时橡皮筋末端位置为O 点，记下此时弹簧秤的读数和拉力的方向F （即合力的大小和方向）

3． 第二次拉：如图c 所示，再用两个弹簧秤分别同时拉住两个绳套将橡皮筋拉长至O

点，记下此时两个弹簧秤的读数和拉力方向F 1、F 2（即两个分离的大小和方向）。 4． 作图：取下白纸，用力的图示法分别画出表示分力F 1、F 2和合力F 矢量的有向线段，

以分力F 1、F 2的有向线段为邻边作出平行四边形以及它的对角线F ’，如图d 所示。最后比较F ’和F 。

实验结论：

通过实验得出，如果用表示两个共点力F 1和F 2的线段为邻边做平行四边形，那么合力F 的大小和方向就可以用F 1和F 2所夹的对角线表示。 注意事项：

1． 弹簧使用前要调零，明确量程和最小分度。

2． 弹簧秤在拉力时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应在与纸面平行的平面内。 3． 拉力应适当的大些，当不要超过量程。

4．画力的图示，要选用恰当的单位长度，做力的合成图时，应将图精良画大些。

5．实验总有误差。直接测出的力F和用平行四边形法则求出的合力F’不可能重合，但在误差范围内可认为重合。

实验二：多用电表的使用

一．多用表测电阻

实验目的：利用多用表测量电阻值

实验原理：欧姆表电路中，电流与电阻值一一对应。

实验器材：多用表、待测电阻

实验步骤：

1)选挡：根据待测电阻的估计值，用选择开关选好适当的倍率。

2)调零：将红黑表笔相互接触，进行欧姆表调零。通过调节调零旋钮，使指针对准满

偏电流处，此即为欧姆表零刻度处。

3)测量、读数：用两表笔分别接触待测电阻两端，将从刻度盘上读数，得到的待测电

阻的阻值：ＲＸ＝读数×倍率。如指针偏转角度太大或太小，则需要改变倍率

后，重新调零再次测量。

4)复位：测量结束后，拔出表笔，并将选择开关旋至“ＯＦＦ”或交流电压最大处。注意事项：

1)测量电阻时，要注意当待测电阻与电路断开。

2)测量时量表笔不要与手接触。

二．多用表测电流、电压

实验目的：利用多用表测量电路中的电流和用电器两端的电压。

实验原理：利用串联电路中电流处处相等，个并联支路两端电压相等。

实验器材：多用表、电源、电阻R、导线。

实验步骤：

1)按右图连接电路，

2)测电压

①选挡、调零：将多用表的红黑表笔分别插入“＋”、“－”

插孔，选择开关旋至直流电压５Ｖ档（测前要调零）。

②测量、读数：，利用红黑表笔将多用表与待测电阻并联，读出此时的电压值。

3)测电流：

①选挡、调零：断开开关，并将电阻R与开关间导线拆开；将多用表选择开关调

至直流电压５００ｍＡ档（换挡要调零）。

②测量、读数：利用红黑表笔将多用表串联在电路，闭合开关，读出电路中的电

流值。

4)复位：

注意事项：

1)开始实验前，滑动变阻器阻值应调至最大，实验中再慢慢减小，但要注意不要让小

灯泡两端的电压超过小灯泡的额定电压，以免照成器材损坏。

2)在测量电流或电压时，要让电流从多用表的红表笔流入，黑表笔流出。

3)测量电流时若读数太小，则应适当改变量程，使指针发生叫明显偏转，以减小读数

误差。

实验三：研究感应电流产生的条件

实验目的：

探究感应电流的产生条件

实验器材：

条形磁铁、灵敏电流计、线圈A和线圈B、滑动变阻器、电源、开关、导线等。

实验步骤：

1)将灵敏电流计和线圈B按右图1连接成闭合回路。用条

形磁铁在线圈插入或拔出，观察灵敏电流计指针是否偏转

及其规律。

2)按右图2连接电路，用线圈A代替条形磁铁，闭合开关

后A在线圈B中插入或拔出，观察灵敏电流计的指针是

否偏转及其规律。

3)在图2电路中，线圈A放在线圈B中不动，闭合或断开

电建，观察灵敏电流计的指针是否偏转及其规

律。

4)在图2中，线圈A仍放入线圈B中不动，改

变滑动变阻器的电阻大小，再观察灵敏电流计

指针是否偏转及其规律。

5)得出实验结论：

实验结论：

当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中就会

产生感应电流。

实验四：用DIS研究加速度与力的关系、加速度与质量的关系

实验目的：

⑴研究物体在质量一定的情况下，加速度与所受力之间的联系

⑵研究物体在所受力一定的情况下，加速度与质量之间的关系

实验器材：

DIS（位移传感器、数据采集器、计算机等）、带滑轮的力学轨道、细绳、小车、钩码、小车配重片、天平、支架等。

实验装置：

实验步骤：

实验1：研究小车在质量一定的情况下，加速度与受力的关系

⑴DIS 连接：将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在力学轨道的高端。调整接收器、发射器的位置，使其基本正对。将接收器与数据采集器相连，数据采集器与计算机相连，构成DIS实验系统。

⑵进行摩擦力平衡调整。步骤如下：

a、双击图标，打开DAS程序，等待传感器自动连接，待变成，

传

感

器

就

连

接

成

功

了。单击“新课改实验”，

双击实验条目“用DIS

求加速度”，进入实验

界面。

b、将小车放到斜面上，

打开位移传感器发射器

电源开关，点击

“”，轻推小

车开始运动，测量小车

的加速度。当加速度接

近零时，可以认为小车

重力沿斜面的分力已与

小车和轨道之间的摩擦

力平衡，见（图）。

c、如果加速度与 0 相差较大，则调节轨道的倾角，再次测量，直至达到要求。

d、点击退出，退出“用DIS求加速度”。

⑶返回软件主界面，点击实验条目“研究加速度与力的关系”。

⑷将细绳的一段栓在小车上，另一段通过滑轮拴在钩码上。

⑸在窗口下方的表格内输入小车的质量及拉力数值(等于钩码的重力)。

⑹将小车放到轨道上，点击“开始记录”，释放小车，数据采集完，点击“停止记录”

⑺点击“选择区域”，选择需要研究的一段v-t图线。此时软件窗口下方的表格中将自

动显示该段v-t图线对应的加速度。

⑻保持小车质量不变，改变拉力，重做实验，可得到另几组数据，记录在表格中。

F/N

a/m·s-2

⑼处理实验数据，画出a-F图线，归纳得出结论。

实验结论；_____________________________________________________________.

实验五：用DIS研究气体的压强和体积的关系

实验目的：

研究一定质量的气体，在温度不变时，压强与体积的关系

实验原理：

玻意耳定律

实验器材：

数据采集器、计算机、压强传感器，注射器

实验装置；

实验步骤：

⑴双击图标，打开DAS程序，等待传感器自动连接，待变成，传

感器就连接成功了。单击“新课改实验”，双击实验条目“用DIS研究气体压强与体积的关系”，进入实验界面。

⑵将压强传感器接入数据采集器。

把注射器活塞置于初始位置（一般选30-40ml处，这样气体体积变化可以较大,并将注射器与压强传感器前端软管紧密连接，确保其气密性。

（3）点击“”，观察压强传感器实时测得的大气压强值

（4）在软件窗口下方的表格中输入活塞初始位置对应的气体体积值。点击“记录数据”，记录下此刻的压强值。

（5）改变注射器活塞的位置使气体体积发生变化，将变化后的体积值输入到表格中，当气压值稳定时，点击“记录数据”，记录下此刻的压强值。

（6）重复步骤5，得到多组数据。点击“”按钮。

（7）点击“P-V 绘图”，根据

已有数据在P-V坐标系中描点。点

击“图形拟合”，得到p、V 有反

比关系（图1）。

（8）点击“P-1/V 绘图”，

绘出“压强-体积倒数”关系图线。

点击“图形拟合”，得到p、1/V 有

正比关系（图2）

注意事项：

①实验时要求气体的质量

保持不变，要注意注射器与压

强传感器连接时的密闭性，实

验过程中不能拔出针筒。实验

前，先把针筒拉到一定体积再

接上压强传感器；

②为保持气体的温度不变，

不能用手握住注射器，同时拉

动活塞时应缓慢。

实验六：用DIS研究通电螺线管的磁感应强度

实验目的：

测定通电螺线管内部的磁感应强度

实验器材：

长螺线管、直尺、导线、滑动变阻器、电源、DIS（磁传感器、数据采集器、计算机等）。实验装置：

实验步骤：

1)将磁传感器接入数据采集器。将磁传感器探管前沿置于距离螺线管中心为4cm处，

点按传感器置零按钮，进行较零。把线圈接入3V直流电源（不要接通）。

2)双击图标，打开DAS程序，等待传感器自动连接，待变成，

传感器就连接成功了。单击“新课改实验”，双击实验条目“用DIS研究通电螺

线管的磁感应强度”，进入实验界面。

3)接通3V直流电源（或电池组）。

4)点击“”，输入距离d为“4”，点击“记录数据”，在表格中会记录下

一组实验数据。

5)将磁传感器向螺线管方向靠近，每次移动0.5cm，相应输入距离d的数值，点击“记

录数据”，记录对应的磁感强度值。直到磁传感器探管伸出到螺线管另一端，得

到多组数据。

6)点击“”按钮，结束实验。

7)点击“绘图”，绘出基于实验数据的螺线管轴线上的磁感应强度分布图（图1）