上海市物理高考的21个实验汇编(上篇)

1实验目录一、实验的分类：1、测量性实验：如：测重力加速度2、测加速度3、测量，r4、练习使用多用表，2、验证性实验：1、共点力的合成2、验证机械能守恒3、验证牛顿第二定律4、验证玻意耳定律。3、研究性实验：1、研究平抛运动2、研究有固定转动轴物体的平衡3、研究电磁感应现象。4、设计性实验:二、实验名称：实验一用DIS测定位移和速度实验二用DIS测定加速度实验三描绘平抛运动的轨迹实验四研究共点力的合成实验五固定转动轴实验六用DIS研究加速度与力、加速度与质量的关系实验七用单摆测定重力加速度实验八观察水波的干涉现象实验九用DIS研究机械能守恒定律实验十用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系实验十一用单分子油膜估测分子的大小实验十二用DIS描绘电场的等势线实验十三练习用多用表测电阻、电流和电压实验十四设计、组装简单的模块式电路实验十五用DIS测电源的电动势和内阻实验十六用DIS研究通电螺线管的磁感应强度实验十七测定在一定电压下工作的直流电动的效率实验十六研究感应电流产生的条件实验十九研究磁通量变化时感应电流的方向实验二十用DIS研究回路中的感应电动势的大小与此通量变化快慢的关系实验二十一观察光的干涉和衍射现象2实验九用DIS研究机械能守恒定律[实验目的]研究动能和重力势能转化中所遵循的规律。[实验原理]分别测定摆锤在摆动过程中任意时刻的动能和势能，研究机械能的总量有什么特点。[实验器材]机械能守恒实验器、DIS（光电门传感器、数据采集器、计算机等）DIS实验[实验1]观察由同一位置释放的摆锤，当摆线长度不同时，摆锤上升的最大高度。如图5—42所示，实验时先卸下“定位挡片”，将摆锤（圆柱形）置于A点，释放摆锤，观察它摆到左边最高点时的位置，用笔记下这个位置，看看这个高度与A点位置是否相同？装上定位挡片并置于P点位置，它对摆绳有阻挡作用。再次释放摆锤，同样观察摆锤向左摆起的最大高度，并记下这个位置。依次将定位挡片下移至Q、R等位置，重复上述实验。做类似观察、记录。从实验的结果可得出什么结论？[实验2]将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器。测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆出在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆出在该位置的重力势能，进而研究势能与动能转化时的规律。实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认，不必输入。若选用其他点，则需测量实际高度并输入数据。开启电源，运行DIS应用软件，点击实验条目中的“研究机械能守恒定律”,软件界面如图5—43所示：3测量摆锤的直径△s及其质量m，将数据输入软件界面内。把光电门传感器放在标尺盘最低断的D点，并以此作为零势能点。摆锤置于A点，点击“开始记录”，同时释放摆锤，摆锤通过D点的速度将自动记录在表格的对应处。点击“数据计算”，计算D点的势能、动能和机械能。依次将光电门传感器放在标尺盘的C、B点，重复实验，得到相应的数据。[实验结论]实验1的结论：步骤：1）将DIS机械能守恒实验器按装配图安装好2）卸下“定位挡片”将摆锤置于A点释放摆锤，观察它摆到右边最高点时位置，用笔记录看此位置与A点位置是否相同。结论：摆锤在西侧时和最高位置是的机械能量是相等的实验2的结论：摆锤在运动过程中机械能守恒总结：在实验误差允许范围内，在只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能发生相互转化，机械能总量保持不变。七、DIS实验研究机械能守恒规律动能和势能相互转化的规律1.如图所示，在铁架台上端用铁夹悬挂一个摆球。在铁架台的下部底座上竖直放置一块贴有白纸的木板（白纸上画有小方格），将球拉至A点，若用手握铅笔压紧在铁架台竖直上P点位置或（Q、R位置）释放小球，试在小方格白纸上标出三次小球在不同位置碰到铅笔后向右摆起的最大高度，这现象表明只有重力做功，机械能守恒。28、（6分）DIS实验是利用现代信息技术进行的实验。学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，某组同学在一次实验中，选择DIS以图像方式显示实验的结果，所显示的图像如图（b）所示。图像的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E。试回答下列问题：4（1）图（b）的图像中，表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是_______________（按顺序填写相应图线所对应的文字）。（2）图（a）所示的实验装置中，小球上的J是，传感器K的名称是。（3）根据图（b）所示的实验图像，可以得出的结论是_____。28、（6分）（1）丙、甲、乙（2）挡光片（或遮光片、遮光板），光电门传感器（或光电门、光电传感器）；（3）在误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒。2如图所示，K是DIS系统的光电传感器，它与数据采集器相连接。小球下部的挡光片经过传感器时，系统可直接测得小球经过待测位置时的瞬时速度，下表第一行记录的是以D点为最低点，高度为零时，小球经过A、B、C、D的高度；第二行是小球在A处释放后用传感器测得在A、B、C、D各点时的速度值。若以小球质量为m，重力加速度g=9.8m/s²，比较上述实验结果中各位置的机械能大小，从中可以得出：只重力做功的条件下，机械能保持不变。3．（09年上海物理）利用图A．实验可粗略测量人吹气产生的压强。两端开口的细玻璃管水平放置，管内塞有潮湿小棉球，实验者从玻璃管的一端A吹气，棉球从另一端B飞出，测得玻璃管内部截面积S，距地面高度h，棉球质量m，开始时的静止位置与管口B的距离x，落地点C与管口B的水平距离l。然后多次改变x，测出对应的l，画出l2-x关系图线，如0.400.801.201.6000.51.5h/(×10-1)mEpEkE/(×10-2)J丙甲乙1.0第28题图（b）第28题图（a）接数据采集器JJv0=00.400.801.201.6000.51.5h/(×10-1)mEpEkE/(×10-2)J丙甲乙1.0第28题图（b）第28题图（a）接数据采集器JJv0=05hHs图B．所示，并由此得出相应的斜率k。（1）若不计棉球在空中运动时的空气阻力，根据以上测得的物理量可得，棉球从B端飞出的速度v0＝________。（2）假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值，不计棉球与管壁的摩擦，重力加速度g，大气压强p0均为已知，利用图B．中拟合直线的斜率k可得，管内气体压强p＝________。（3）考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦，则（2）中得到的p与实际压强相比________（填偏大、偏小）。答案：（1）lg2h，（2）p0＋kmg4Sh，（3）偏小，解析：小球从B点飞出后做平抛运动，则有0lvt，212hgt联立解得02gvlh；在吹小球的过程中，由动能定理可得：2220011()2224gmglPPSxmvmlhh即：20()4PPShlxmg，可知直线的斜率0()4PPShkmg可得04kmgPPSh。若考虑实验中小球与玻璃管的摩擦则得到的p与实际压强相比应偏小。27．（3分）在研究动能和势能转化规律的实验中，如图所示。下列做法中正确的是（c）（A）摆锤释放器在每次释放后都要调整高度（B）光电门传感器始终放在最低点（C）每次要用测平器使光电传感器的红外发射孔对应于所要求高度的水平线（D）摆锤线长应调整到使金属圆柱体在摆动时能通过光电孔即可。28、某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．弧形轨道末端水平，离地面的高度为H．将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s．（1）若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2＝（用H、h表示）．（2）该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：h(10-1m)2.003.004.005.006.00s2(10-1m2)2.623.895.206.537.786请在坐标纸上作出s2-h关系图．（3）对比实验结果与理论计算得到的s2-h关系图线（图中已画出），自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率（填“小于”或“大于”）理论值．（4）从s2-h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是．28、4Hh（2分）；作图略（2分）；小于（１分）；摩擦阻力和小球滚动需要能量（１分）28.（6分）《用DIS研究机械能守恒定律》的实验中：（1）（多选题）下列说法中正确的是：（）（A）摆锤每次都必须从摆锤释放器的位置以不同的速度向下运动（B）必须测定摆锤的直径（C）摆锤下落的高度可由标尺盘直接测定（D）定位挡片的作用是改变摆锤的机械能（2）某同学实验得到的数据界面如图（b）所示，在数据要求不太高的情况下，可得出结论：____________________________________________________，理由是：__________________________________________________________________________________________________。（3）经过仔细研究数据发现，摆锤从A到D的过程中机械能__________________________，造成这种情况的原因主要是______________________________________________________。28．答案：⑴BC（2分）⑵只有重力做功的情况下，物体的机械能保持守恒；（1分）计算出摆锤在A、B、C、D四点的机械能分别为1.125×10－2J、1.11×10－2J、1.08×10－2J、1.05×10－2J，各点机械能大小基本一致。（1分）⑶逐渐减小，摆锤克服空气阻力做功消耗一定的机械能。（2分）1.671.370.980.00图（b）定位挡片标尺盘光电门摆锤释放器图（a）7答案：\8实验十用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系学生实验用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系实验目的探究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系实验器材DIS（压力传感器、数据采集器、计算机等），注射器实验探究（DIS实验）实验设计将压强传感器介入数据采集器，开启电源，运行DIS应用元件，点击试验条目中的“研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”，软件界面见图6-22如图6-22所示，注射器与压强传感器的测口相连。在数据表格上输入所设定的体积。推拉注射器活塞，使其位于各设定体积时，点击“记录书记”，表格上将记录不同体积是所对应的注射器内气体的压强数据。点击“数据计算”，表格上将显示注射器压强和体积的乘积值，以及体积的倒数值。计算出PV的乘积，并和其他组同学进行比较。注意1.不要用手摸注射器2.压缩气体要缓慢3.改变气体状态后不要立即读数，待稳定后再读9反思讨论为什么各组同学实验的PV值不完全相同？在试验中，推拉活塞要注意什么启动“图线分析”功能，在屏幕上可以分别观察到压强和体积，压强和体积的倒数关系曲线。请在下表中抄录计算机界面上测的压强和体积的数据次数123456789压强体积根据抄录的数据，参考屏幕上得出的曲线，在图6-24中用描点法画出p与V以及p与V1的关系图，并分析得出结论十二、DIS实验气体的压强与体积的关系1、如图所示，用一个带有刻度的注射器及DIS试验系统来探究气体的压强与体积关系，实验中应保持不变的参量是；所研究的对象是；它的体积用直接读出，它的压强是由图中传感器等计算机辅助系统得到。2、完成本实验的基本要求是（）（A)在等温条件下操作；（B)封闭气体的容器密封良好；（C)必须弄清所封闭气体的质量；（D)气体的压强和体积必须用国际单位。3、（1）某同学在一次做的比较理想的实验中，根据测得的数据和计算机显示的图像，如图所示，其纵坐标表示封闭空气的压强，则横坐标表示的物理量是封闭空气的（）（A)热力学温度T（B)摄氏温度t；（C)体积V；（D)体积的倒数1/V。（2）若另一同学做实验室，如果没有发生漏