第一部分 物理、化學實驗集錦
一、物理實驗
（一）基本儀器的使用
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1.測量質量的儀器
（1）步驟
①被測物放左盤，砝碼放右盤；
②砝碼要由大到小逐步替換，用遊碼微調，直至天平恢復平衡；
③物體質量等於砝碼總質量和遊碼的刻度值相加；
④測量結束後，砝碼放回砝碼盒，遊碼歸“0”。
（2）注意事項
①天平放在水平臺面上；
②遊碼移至標尺左端的零刻度線處；
③調節橫樑兩端的平衡螺母，使指針指在分度盤的中線處。
2.測量長度的儀器
遊標卡尺
螺旋測微器
構造
精度
0.1mm、0.05mm、0.02mm
0.01mm
是否
估讀
不估讀
估讀，估讀位數在0.001mm
原理
精度=主尺分度值/遊標尺格數
精度=螺距/可動刻度格數
讀數
方法
主尺上讀的毫米數+0.1n（精度0.1mm）
主尺上讀的毫米教+0.05n（精度0.05mm）
主尺上讀的毫米數+0.02n（精度0.02mm）
（n表示遊標尺上刻度線）
螺旋測微器測量長度l的普遍表達式為l=（0.5n+0.01k）mm
（n表示固定刻度上下刻線總條數）
3.測量時間的儀器（電磁打點計時器）
（1）工作條件
4~6V低壓交流電源
（2）使用方法
①將紙帶穿過限位孔，複寫紙套在定位軸上，並壓在紙帶上。
②在電磁打點計時器的兩接線柱上分別接上導線，兩根導線的另一端分別接低壓交流電源（4~6 V）的兩個接線柱。
③先打開電源開關，再使紙帶按實驗需要運動，紙帶上被打下許多小點。
④關閉電源，取下紙帶
（3）注意事項
①要接在頻率為50 Hz的低壓交流電源上，而不能接在低壓直流電源上。
②使用前要對打點計時器進行檢查，使之具有良好的等時性。
③調節指針的高度，使之適當，且不要鬆動，以避免紙帶上出現漏點、重影、等時性不好等缺陷，並減小對紙帶的阻力。
④打點計時器是按間歌式工作方式設計的，每打完一條紙帶要及時切斷電源，以免通過線圈的電流時間過長而燒壞線圈。
⑤在利用打點計時器的實驗中，紙帶與打點計時器之間的摩擦是引起實驗誤差的主要原因之一，所以在實驗前首先要放正打點計時器的位置，使紙帶在移動過程中不與限位孔的側壁相碰。
4.測量電流、電壓的儀器
直流電流表
直流電壓表
外部構造
使用方法
①電流表和被測的用電器串聯
②電流從紅色（或標識“+”號）接線柱流進，再從黑色（或標識“-”號）接線柱流出
③估算待測電流，選擇合適量程
④電流表不能直接接在電源兩極上
①電壓表應該跟被測用電器並聯
②電壓表標有“-”號的接線柱應該連接在電源的負極，另一個接線柱應該連接電源的正極
③估算待測電壓，選擇合適量程
讀數方法
①明確所選電流表的量程是0~0.6A或0~3A
②確定電流表的分度值，即錶盤的一個小格代表電流的大小
③接通電路後，看看錶針向右總共偏過了多少個小格，這樣就能知道電流是多大了
電壓表上讀數的方法與電流表相似
5.調節電阻的儀器（滑動變阻器）
（1）原理
根據電阻定律
來製造的。當ρ、S不變時，R與L成正比，通過改變連入電路的電阻絲的長度，達到改變電阻的目的。
（2）注意事項
①無論滑動變阻器起作用的是全部還是部分，電流均不得超過其額定電流值。
②滑動變阻器雖然有四個接線柱，但實際上只有三個接線柱起作用（滑桿兩端的兩個接線柱實際上是一個），應根據不同的需要來選用接線柱。
③滑動變阻器的總阻值在儀器上標識，但觸頭兩側的電阻不能直接讀出。
（二）力學實驗
1.探究槓桿平衡的條件
（1）實驗目的
通過實驗探究槓桿的平衡條件。
（2）實驗器材
帶刻度的槓桿、支架、2個細鐵絲環、鉤碼（10個，每個鉤碼重50N）、彈簧測力計、刻度尺
（3）實驗原理
槓桿原理，即動力×動力臂=阻力×阻力臂。
（4）實驗步驟
①調節槓桿兩端平衡螺母，使槓桿在水平位置平衡。
②用鐵絲環在槓桿兩側掛上鉤碼，移動鐵絲環的懸掛位置，使槓桿在水平位置重新平衡，用測力計測出槓桿兩端受到的拉力（大小等於鉤碼的重力），分別記為F1和F2；再用刻度尺測出兩端鐵絲環到支點的距離，記為L1和L2。
③改變槓桿兩端鉤碼數量或改變鐵絲環的位置，重複上述實驗。計算出幾次實驗中動力×動力臂和阻力×阻力臂的數據並對之進行比較，歸納出實驗結論。
2.研究勻變速直線運動
（1）實驗目的
①掌握判斷物體是否做勻變速直線運動的方法。
②測定勻變速直線運動的加速度。
（2）實驗器材
打點計時器、一端附有定滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、電源、複寫紙
（3）實驗原理
①逐差法：在紙帶上取相鄰的7個計數點，間距依次為x1、x2、x3…x6，則
有
②圖像法：由
求出打各計數點時的紙帶的瞬時速度，作出v-t圖像，求出圖線斜率即得加速度。
（4）實驗步驟
①把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，並使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。
②把細繩的一端固定在小車上，跨過滑輪後在另一端掛上適量的鉤碼，讓紙帶穿過打點計時器的限位孔後一端固定在小車上，用手拉住小車。
③先接通電源，後放開小車，讓小車運動，這樣打點計時器就在紙帶上打下一系列點，取下紙帶，更換新紙帶，至少重複3次。
④選打點清晰的紙帶進行研究，捨去開頭比較密集的點，確定好計數始點，每隔4個計時點取一個計數點，使時間間隔T=0.1 s。
⑤用毫米刻度尺量出各計數點之間的距離x1、x2、x3…xn或各計數點到起始點的距離d1、 d2、d3…dn，用逐差法計算加速度的值，最後求其平均值
（5）注意事項
①細繩儘可能與長木板平行，以確保細繩對小車的拉力不變。
②開始釋放小車時，小車應儘量靠近打點計時器。
③小車的加速度應適當大一些，以能在紙帶長約50cm的範圍內清楚地取7~8個計數點。
④為防止鉤碼落地磨損以及小車跟定滑輪相撞而損壞器材，應採取一些防範措施。
⑤要區別打點計時器打出的點與人為選取的計數點。選取的計數點不少於6個。
⑥不要分段測量各段位移，應儘可能地一次測量完畢。讀數時估讀到毫米的下一位。
（6）誤差分析
誤差來源主要是長度的測量，再者就是用圖像法處理時作圖產生的誤差。
3.驗證牛頓運動定律
（1）實驗目的
①探究加速度與外力、質量的關係。
②學習用控制變量法研究物理規律。
（2）實驗器材
打點計時器、紙帶及複寫紙、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤和砝碼、細繩、低壓交流電源、導線、天平、刻度尺
（3）實驗原理
①保持研究對象即小車的質量不變，改變小盤內砝碼的質量，即改變牽引力測出小車的對應加速度，用圖像法驗證加速度是否正比於作用力。
②保持小盤內砝碼的質量不變，改變研究對象的質量，即往小車內加砝碼，用打點計時器測出小車的對應加速度，用圖像法驗證加速度是否反比於質量。
（4）實驗步驟
①用天平測出小盤的質量m0和小車的質量M0。
②把一端附有定滑輪的長木板放在實驗桌上，並使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上遠離滑輪的一端，連接好電路。
③平衡摩擦力：小車的尾部掛上紙帶，紙帶穿過打點計時器的限位孔，將木板無滑輪的一端稍微墊高一些，使小車在不掛小盤和砝碼的情況下，能沿木板做勻速直線運動。這樣小車所受重力沿木板的分力與小車所受的滑動摩擦力平衡。在保證小盤和砝碼的質量遠小於小車質量的條件下，可以近似認為小盤和砝碼的總重力的大小等於小車所受的合外力的大小。
④把小車停在打點計時器處，掛上小盤和砝碼，先接通電源，再讓小車拖著紙帶在木板上做勻加速運動，打出一條紙帶。計算小盤和砝碼的總重力，即小車所受的合外力。由紙帶計算出小車的加速度。
⑤改變小盤內砝碼的個數，重複步驟④，並多做幾次。
⑥保持小盤內的砝碼個數不變，在小車內放入砝碼改變小車的質量，讓小車在木板上滑動打出紙帶，計算砝碼和小車的總質量M，並由紙帶計算出小車對應的加速度。
⑦改變小車上砝碼的個數，重複步驟⑥。
（5）注意事項
①實驗中始終要求砝碼和小盤的總質量遠小於小車和砝碼的總質量。
②平衡摩擦力時不要掛小盤，但應連著紙帶且接通電源。
③小車所受的阻力f應包括車受的摩擦力和打點計時器對車後所拖紙帶的摩擦力。
④實驗中應作
或
圖像而不是a-M圖像來分析實驗結果。
⑤提高測量精度的措施
a.應含掉紙帶上開頭比較密集的點，在後邊便於測量的地方找一個起點。
b.可以把每打五次點的時間作為時間單位，即從開始點起，每隔四個點標出一個計數點，則相鄰計數點間的時間間隔為T=0.1s。
（6）誤差分析
①將小盤與砝碼的總重力大小作為小車受到的合外力大小引起系統誤差。
②未完全平衡摩擦力或摩擦力平衡過度引起誤差。
③拉小車的細繩與板面不平行引起誤差。
④測量、作圖不準確引起誤差。
（三）電學實驗（描繪小燈泡的伏安特性曲線）
（1）實驗目的
①描繪小燈泡的伏安特性曲線。
②理解並檢驗燈絲電阻隨溫度升高而增大的規律。
③掌握儀器的選擇和電路的連接方法。
（2）實驗器材
小燈泡、4~6V學生電源、滑動變阻器、電壓表、電流表、開關和導線若干
（3）實驗原理
在純電阻電路中，電阻兩端的電壓與通過電阻的電流是線性關係，但在實際電路中，由於各種因素的影響，I-U圖像不再是一條直線。讀出若干組小燈泡兩端的電壓U和電流I，然後在座標紙上以I為縱軸，以U為橫軸畫出I-U曲線。
（4）實驗步驟
①適當選擇電流表、電壓表的量程，採用電流表的外接法，按圖中所示的電路原理圖連接好實驗電路。
②滑動變阻器採用分壓接法。把滑動變阻器的滑片調至滑動變阻器的左端，電路經檢查無誤後，閉合開關S。
③改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數I和U，記入記錄表格內，斷開開關S。
④在座標紙上建立一個直角座標系，縱軸表示電流I，橫軸表示電壓U，描點並用平滑曲線將各數據點連接起來，便得到伏安特性曲線。
⑤拆去實驗線路，整理好實驗器材。
（5）注意事項
①滑動變阻器要採用分壓接法。
②實驗電路必須採用電流表的外接法。
③調節滑片位置時應注意使電壓表的示教不要超過小燈池的額定電壓。
④改變電壓時，要從低向高調節，不可使電壓從高向低調節，以減小溫度的影響。
⑤在座標紙上建立座標系，橫縱座標所取的分度比例應該適當，儘量使測量數據畫出的圖線佔滿座標紙。連線一定要用平滑的曲線，不能畫成折線。
（6）誤差分析
①測量電路存在系統誤差，未考慮電壓表的分流，造成測得的I值比真實值偏大。
②電壓表和電流表的讀數引起的誤差。
③描繪I-U圖線時作圖不準確造成偶然誤差。
（四）光學實驗（凸透鏡成像）
（1）實驗目的
探究凸透鏡成像的規律。
（2）實驗器材
光具座、凸透鏡、蠟燭、刻度尺、光屏、火柴
（3）實驗步驟
①將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放置在光具座上，點燃蠟燭，把燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心調至同一高度，使燭焰的像能成在光屏的中間。
②將蠟燭移至凸透鏡2倍焦距以外的某一位置，調節光屏的位置直到光屏上出現清晰的燭焰像，觀察並在表中記錄下像的情況。
③將蠟燭移至距凸透鏡2倍焦距處，調節光屏的位置直到上面出現清晰的燭焰像，觀察並在表中記錄下像的情況。
④將蠟燭移至距凸透鏡1倍焦距和2倍焦距之間的某一位置，調節光屏的位置直到上面出現清晰的燭焰像，觀察並在表中記錄下像的情況。
⑤將蠟燭移至距凸透鏡1倍焦距處，調節光屏的位置，觀察並在表中記錄下像的情況。
⑥將蠟燭移至距凸透鏡焦距以內的某一位置，觀察並在表中記錄下像的情況。
⑦實驗完成後熄滅蠟燭並整理儀器。
（4）實驗結論
（5）注意事項
①蠟燭、凸透鏡、光屏的位置，凸透鏡應該在當中。
②燭焰中心、凸透鏡中心、光屏中心在同一高度。
③移動時不要把蠟燭油滴到光具座上，以免影響下次實驗。
