高中高考物理专题复习专题13 基本仪器的使用
高中物理实验中的仪器使用与测量方法
高中物理实验中的仪器使用与测量方法在高中物理实验中，仪器的使用和测量方法是实验的重要部分。
正确合理地使用仪器和选择适当的测量方法，可以保证实验结果的准确性和可靠性。
本文将介绍一些常见的仪器使用和测量方法，帮助学生更好地完成物理实验。
一、仪器使用1. 量子力学实验中的量子干涉仪量子干涉仪是一种重要的实验仪器，用于模拟和研究量子力学的干涉现象。
该仪器通常由一束激光器、玻璃片、半透镜、棱镜和光电探测器组成。
在使用该仪器时，需要根据实验要求调整激光器的功率和波长，确保激光光束的稳定性和方向。
同时，需要合理摆放和调整玻璃片、半透镜和棱镜的位置和角度，以获得干涉条纹。
2. 电学实验中的万用表和电压表万用表和电压表是电学实验中常用的测量仪器。
在使用万用表和电压表时，首先需要将需要测量的电路与仪器正确连接起来。
使用万用表时，根据要测量的量选择相应的量程，并将红表笔和黑表笔与电路正确连接。
使用电压表时，需要根据电路的电压范围选择合适的量程，并将电压表的正负极正确连接到电路的两个端点。
仪器连接正确后，读取仪器上的测量数值，注意读数的准确性和稳定性。
二、测量方法1. 长度的测量在物理实验中，测量物体的长度是常见的操作。
为了准确测量长度，可以使用游标卡尺、卷尺等工具。
在测量时，需要将测量工具的零点与物体的起点对齐，注意测量工具与物体的方向垂直。
如果需要测量较小的长度，可以使用显微镜等工具进行测量，测量时注意显微镜的放大倍数和焦距的调整。
2. 温度的测量物理实验中，温度的测量通常使用温度计。
温度计有多种类型，如普通温度计、电子温度计和红外线温度计。
在使用温度计进行测量时，需要将温度计的探头置于待测物体或环境中，等待一段时间直至温度计的读数稳定。
根据实验需要选择合适的温度计类型，并注意温度计的量程和精确度。
3. 时间的测量在物理实验中，时间的测量是非常重要的。
常用的测量时间的方法有振荡器法、定标法和光电计数法等。
在振荡器法中，可以使用示波器等设备测量振荡的周期，并根据周期计算得到时间。
高考物理知识点之实验与仪器使用
高考物理知识点之实验与仪器使用考试要点物理学是一门以实验为基础的自然科学。
物理实验是中学物理教学中的重要内容，也是物理教学的基础。
通过实验教学，帮助学生理解、掌握物理知识，学会实验技能，仪器的使用和操作，学习物理学研究问题的方法。
物理实验的内容，也是高考重要的组成部分。
高考考查的实验1.互成角度的两个共点力的合成2.练习使用打点计时器3.测定匀变速直线运动的加速度3.验证机械能守恒定律4.用单摆测定重力加速度5.测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）6.用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻7.练习使用多用表测电阻8.测定玻璃的折射率9.用游标卡尺观察光的衍射现象（同时练习使用游标卡尺）等具体实验1、力是物体之间的相互作用实验仪器：磁铁、小铁块；细线、钩码(学生用)教师操作：磁铁吸引铁块。
学生操作：用细线使放在桌上的钩码上升。
实验结论：力是物体对物体的作用。
2、测量力的仪器实验仪器：弹簧秤(2只)弹簧秤：(1)构造和原理弹簧秤测力原理是根据胡克定律，即F拉=F弹=kx，故弹簧秤的刻度是均匀的，构造如图。
(2)保养①测力计不能超过弹簧秤的量程。
②测量前要注意检查弹簧秤是否需要调零，方法是将弹簧秤竖直挂起来，如其指针不指零位，就需要调零，一般是通过移动指针来调零。
③被测力的方向应与弹簧秤轴线方向一致。
④读数时应正对平视。
⑤测量时，除读出弹簧秤上最小刻度所表示的数值外，还要估读一位。
⑥一次测量时间不宜过久，以免弹性疲乏，损坏弹簧秤。
教师操作：两只弹簧秤钩在一起拉伸，可检验弹簧秤是否已损坏。
3、力的图示实验仪器：刻度尺、圆规4、重力的产生及方向实验仪器：小球、重锤、斜面教师操作：向上抛出小球，小球总是会落到地面。
教师操作：小球在桌上滚到桌边后总是会落到地面。
实验结论：地球对它附近的一切物体都有力的作用，地球对它周围的物体都有吸引的作用。
教师操作：观察重锤线挂起静止时，线的方向。
教师操作：观察重锤线的方向与水平桌面、斜面是否垂直。
2018版高考物理二轮复习第1部分专题整合突破专题13力学实验
专题十三力学实验—————————————[核心要点回扣]————————————一、误差与有效数字1．误差(1)有效数字的最后一位是测量者估读出来的，是偶然误差的来源．(2)从数的左边第一个不为零的数字算起，如0.012 5为三位有效数字．二、基本仪器的使用1．长度测量类仪器(1)毫米刻度尺的读数：精确到毫米，估读一位．(2)游标卡尺的读数：(3)螺旋测微器的读数：测量值＝固定刻度整毫米数＋半毫米数＋可动刻度读数(含估读)×0.01 mm.2．时间测量类仪器(1)打点计时器：每打两个点的时间间隔为0.02 s，一般每五个点取一个计数点，则时间间隔为Δt＝0.02×5 s＝0.1 s.(2)频闪照相机：用等时间间隔获取图象信息的方法将物体在不同时刻的位置记录下来．(3)光电计时器：记录遮光时间．三、两类力学实验1．验证性实验：验证力的平行四边形定则，验证牛顿运动定律，验证机械能守恒定律．2．探究性实验：探究弹力与弹簧伸长的关系，探究动能定理．3．两种实验过程的比较：1．列表法：在记录和处理数据时，为了简单而明显地表示出有关物理量之间的关系，可将数据填写在适当的表格中，即为列表法．2．平均值法：把在同一状态下测定的同一个物理量的若干组数据相加求和，然后除以测量次数．3．作图法：用作图法处理数据的优点是直观、简便，有取平均值的效果．由图线的斜率、截距、包围的面积等可以研究物理量之间的关系．考点1 螺旋测微器和游标卡尺的读数(对应学生用书第66页)■品真题·感悟高考……………………………………………………………·[考题统计] 五年1考：2013年Ⅰ卷·T 22(1)[考情分析]1．以实验填空的形式考察测量仪器的使用和读数．2．考察以基础题为主，考察频次略低．3．易误认为螺旋测微器无须估读，而游标卡尺需要估读而出错．4．注意区分三类游标卡尺的精度．1．(游标卡尺的读数)(2013·Ⅰ卷T 22(1))测量d 时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图131所示，其读数为________cm.图131【解析】 d ＝0.9 cm ＋12×0.05 mm＝0.9 cm ＋0.060 cm ＝0.960 cm.【答案】 0.960■释疑难·类题通法…………………………………………………………………·1．螺旋测微器读数时要估读，以毫米为单位，小数点后必须为3位，同时注意固定刻度上的半刻度是否露出，如第1题中图丁半刻度线露出，图甲、乙、丙没露出．2．游标卡尺不估读，以毫米为单位，10分度卡尺，小数点后只有1位；20分度和50分度卡尺，小数点后有2位．3．注意题目要求的单位是否为mm，若不是则要先以mm为单位读数，然后再转变为题目要求的单位．第1、2题中毫米和厘米各半．■对考向·高效速练…………………………………………………………………..·专题十三力学实验物理·第一部分专题整合突破考向1 螺旋测微器的读数1．(2016·成都检测)用螺旋测微器测不同规格的金属丝的直径，示数如图132所示．由图可读出金属丝的直径为图甲________mm 图乙________cm图丙________mm 图丁________cm.甲乙丙丁图132【解析】根据螺旋测微器的读数方法：螺旋测微器的读数值＝固定刻度值＋可动刻度×0.01 mm，读出甲、乙、丙、丁四图的读数值分别是10.002(1～3) mm、0.536 5(4～6) cm、9.205(4～6) mm、0.570 0 cm【答案】10.002 0.536 5 9.205 0.570 0考向2 游标卡尺的读数2．某同学用游标卡尺测定四个不同规格金属杆的直径，示数如图133甲、乙、丙、丁所示，则该金属杆直径分别为甲图：________mm 乙图：________cm丙图：________cm 丁图：________mm.【导学号：19624155】甲乙丙丁图133【解析】根据游标卡尺的读数方法：游标卡尺的读数值＝主尺整毫米数值＋对齐格数×精度(mm)，读出甲、乙、丙、丁四图的读数值分别是甲图：d＝4 mm＋10×0.02 mm＝4.20 mm乙图：d＝12 mm＋4×0.05 mm＝12.20 mm＝1.220 cm丙图：d＝11 mm＋5×0.1 mm＝11.5 mm＝1.15 cm丁图：d＝5 mm＋5×0.05 mm＝5.25 mm.【答案】 4.20 1.220 1.15 5.25考点2 力学基本实验(对应学生用书第67页)■品真题·感悟高考……………………………………………………………·[考题统计] 五年3考：2017年Ⅲ卷T222016年Ⅰ卷T22、Ⅱ卷T22[考情分析]1．“源于课本，不拘泥于课本”一直是高考实验命题的理念．2．考查实验的灵魂—原理是重中之重．3．拘泥于教材实验，死记硬背不知变通是常见错误．4．注重物理规律在实验仪器和操作中的实现条件是解题的关键．2．(“弹簧”“橡皮条”类实验)(2017·Ⅲ卷T22)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在桌面上，如图134(a)所示．将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外)，另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长．(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O.此时拉力F的大小可由测力计读出．测力计的示数如图(b)所示，F的大小为________N.(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点，现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点．此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1＝4.2 N和F2＝5.6 N.(ⅰ)用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O点为作用点，在图(a)中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合；图134(ⅱ)F合的大小为________N，F合与拉力F的夹角的正切值为________．若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则．【解析】(1)由题给测力计示数可知，读数为4.0 N.(2)作图，F2长度为28 mm，F1长度为21 mm，平行四边形如图，量出合力长度约为20mm，大小代表4.0 N，量出合力箭头处到y轴距离和所作合力在y轴上投影长度，其比值就是F合与拉力F的夹角的正切值．【答案】 (1)4.0 (2)(ⅰ)如图所示 (ⅱ)4.0 0.053．(“纸带”类实验)(2016·Ⅰ卷T 22)某同学用图135(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20 Hz 、30 Hz 和40 Hz.打出纸带的一部分如图(b)所示．(a) (b)图135该同学在实验中没有记录交流电的频率f ，需要用实验数据和其他题给条件进行推算．(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f 和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B 点时，重物下落的速度大小为________，打出C 点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度大小为________．(2)已测得s 1＝8.89 cm ，s 2＝9.50 cm ，s 3＝10.10 cm ；当地重力加速度大小为9.80 m/s 2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%.由此推算出f 为________Hz.【解析】 (1)重物匀加速下落时，根据匀变速直线运动的规律得 v B ＝s 1＋s 22T ＝12f (s 1＋s 2) v C ＝s 2＋s 32T ＝12f (s 2＋s 3) 由s 3－s 1＝2aT 2得 a ＝f 2 s 3－s 1 2.(2)根据牛顿第二定律，有mg －kmg ＝ma根据以上各式，化简得f ＝2 1－k g s 3－s 1代入数据可得f ≈40 Hz. 【答案】 (1)12f (s 1＋s 2) 12f (s 2＋s 3) 12f 2(s 3－s 1) (2)40(2016·Ⅱ卷T 22)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．(1)实验中涉及下列操作步骤：①把纸带向左拉直②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的序号)．(2)图中M 和L 纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50 Hz.由M 纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为________m/s.比较两纸带可知，________(选填“M ”或“L ”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．【解析】 (1)实验时首先向左推物块使弹簧压缩，测量出弹簧压缩量，然后把纸带向左拉直，先接通打点计时器电源，待打点稳定后，再松手释放物块，故正确的操作顺序是④①③②.(2)物块脱离弹簧后将在光滑水平桌面上做匀速直线运动，由M 纸带可知物块脱离弹簧时的速度v ＝x t ＝ 2.58＋2.57 ×10－22×0.02m/s≈1.29 m/s.比较M 、L 两纸带，物块脱离弹簧后在相同时间内的位移M 的比L 的大，则M 纸带对应的那次实验中物块在脱离弹簧后的速度大，即M 纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．【答案】 (1)④①③② (2)1.29 M■释疑难·类题通法…………………………………………………………………·纸带的三大应用1．确定时间要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系，为便于测量和计算，一般每五个点(或每隔四个点)取一个计数点，这样时间间隔为Δt ＝0.02×5 s ＝0.1 s.2．求瞬时速度做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．如图136所示，求纸带上某一点的瞬时速度，只需在这一点的前后各取相同时间间隔T 的两段位移x n 和x n ＋1，则打n 点时的速度v n ＝x n ＋x n ＋12T .图1363．求加速度(1)利用a ＝Δx T 2求解：在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况下，可利用Δx ＝x n ＋1－x n ＝aT 2求加速度a .(2)逐差法：图137a ＝a 1＋a 2＋a 33＝x 4＋x 5＋x 6－x 1－x 2－x 39T 2 (3)两段法：把图137中x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6分成时间相等(均为3T )的两大段，则由x Ⅱ－x Ⅰ＝aT 2得：(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)＝a (3T )2，解出的a 与上面逐差法结果相等，但要简单得多．(4)图象法：①由v n ＝x n ＋x n ＋12T，求出相应点的速度． ②确定各计数点的坐标值(v 1，T )、(v 2,2T )、…(v n ，nT )．③画出v t 图象，图线的斜率为物体做匀变速直线运动的加速度．■对考向·高效速练…………………………………………………………………..· 考向1 “纸带”类实验3．(2017·肇庆市二模)小张同学利用打点计时器研究自由落体运动，他设计的实验方案如下：如图138甲所示，将打点计时器固定在铁架台上，先打开电源后释放重物，重物带动纸带从静止开始下落，打出几条纸带并选出一条比较理想的纸带如图乙所示，在纸带上取出若干计数点，其中每相邻计数点之间有四个点未画出，分别用 s 1、s 2、s 3、s 4、s 5表示各计数点间的距离，已知打点计时器的频率f .图中相邻计数点间的时间间隔T ＝__________(用f 表示)，计算重力加速度的公式是g ＝________(用f 、s 2、s 5表示)，计数点5的速度公式是v 5＝________(用f 、s 4、s 5表示).【导学号：19624156】图138【解析】 由于打点计时器的频率为f ，故打下的两个点间的时间为1f，又因为每相邻计数点之间有四个点未画出，故图中相邻计数点间的时间间隔T ＝5f；如果用f 、s 2、s 5表示加速度，则s 5－s 2＝g ×(5－2)T 2＝3g ×⎝ ⎛⎭⎪⎫5f 2，则计算重力加速度的公式是g ＝s 5－s 275f 2；则点4的瞬时速度为v 4＝s 4＋s 52T，又因为v 5＝v 4＋gT ，故代入解之得v 5＝(3s 5－s 4)f /10.【答案】 5f s 5－s 275f 2 (3s 5－s 4)f /10(2017·绵阳市模拟)一小组的同学用如图甲所示装置做“探究物体质量一定时，加速度与力的关系”实验．(1)下列说法正确的有________．A．平衡摩擦力时，用细线一端挂空砝码盘，另一端与小车相连，将木板适当倾斜，使小车在木板上近似做匀速直线运动B．每次改变砝码及砝码盘总质量之后，应重新平衡摩擦力C．应让砝码及砝码盘总质量远大于小车及里面钩码的总质量D．可以近似认为小车受到的拉力等于砝码及砝码盘的重力(2)乙图为实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分．从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两计数点之间都有4个点迹没有标出，用刻度尺分别测量出A点到B、C、D、E的距离如图乙，已知打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上，则此次实验中小车运动加速度的测量值a＝________m/s2.(结果保留两位有效数字)(3)某同学平衡摩擦力后，改变砝码盘中砝码的质量，分别测量出小车的加速度a.以砝码的重力F为横坐标，以小车的加速度a为纵坐标，得如图丙的aF图象，则图线不通过坐标原点的主要原因是________．【解析】(1)平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，故A错误．每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故B错误．应让砝码及砝码盘总质量远小于小车及里面钩码的总质量，故C错误．砝码及砝码盘总质量远小于小车及里面钩码的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于砝码及砝码盘的重力，故D正确．(2)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T＝0.1 s，设A到B之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4根据匀变速直线运动的推论公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小，得：x 3－x 1＝2a 1T 2x 4－x 2＝2a 2T 2为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值得：a ＝12(a 1＋a 2)＝x 4＋x 3－x 2－x 14T 2 ＝0.229－0.090 2－0.090 20.04m/s 2＝1.2 m/s 2. (3)当F ＝0时，a ≠0.也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，这是平衡摩擦力时木板倾角太大，即平衡摩擦力过度引起的．【答案】 (1)D (2)1.2 (3)平衡摩擦力过度考向2 “弹簧”“橡皮条”类实验4．在“探究弹力和弹簧伸长的关系并测定弹簧的劲度系数”实验中，实验装置如图139甲所示．所悬挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．作出弹簧的长度(x )随钩码个数(n )变化的图象如图乙所示，则：图139(1)图线与x 轴的交点的物理意义是________________；(2)图线BC 段偏离了直线，其原因是________________；(3)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧竖直悬挂放置相比，优点在于________，缺点在于________．【解析】 (1)图线与x 轴的交点的物理意义表示钩码个数n ＝0时弹簧的长度，即为弹簧的原长．(2)根据胡克定律可知，在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量成正比，因此随着所挂钩码的改变，图象应为一条倾斜直线，图线BC 段偏离了直线，说明弹簧的弹力与形变量不成正比关系，因此其原因为超出了弹簧的弹性限度．(3)当弹簧竖直放置时，弹簧实际自身有重力，会对弹簧产生拉力，因此改为水平放置时可以避免弹簧自身所受重力对实验的影响，但是此时弹簧与桌面、绳子与滑轮间的摩擦却不可避免，成为它的缺点．【答案】 见解析1.(2017·高三第二次全国大联考(新课标卷Ⅲ))某同学从学校的实验室里借来两个弹簧测力计，在家里做实验验证力的平行四边形定则．按如下步骤进行实验．用完全相同的两个弹簧测力计进行操作，弹簧测力计A挂于固定点C，下端用细线挂一重物G，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉至水平，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．(1)弹簧测力计A的指针如图甲所示，由图可知拉力的大小为________N(本实验用的弹簧测力计示数的单位为N)；由实验作出F A和F B的合力F的图示(如图丙所示)，得到的结果符合事实的是________(填“乙”或“丙”)．(2)本实验采用的科学方法是________(填正确答案标号)．A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，下列解决办法可行的是________．A．改变弹簧测力计B拉力的大小B．减小重物M的质量C．将A更换成量程较小的弹簧测力计D．改变弹簧测力计B拉力方向【解析】(1)由题图知，弹簧测力计A的最小刻度值为0.2 N，读数为5.8 N．解答用平行四边形定则求出的合力可以与重力的方向有偏差，但悬挂重物的线应该竖直向下，故甲同学实验得到的结果符合实验事实．(2)本实验中，需要保证单个拉力的作用效果与两个拉力的作用效果相同，即采用了等效替代法．(3)当弹簧测力计A超出其量程，则说明弹簧测力计B与重物这两根细线的力的合力已偏大．又由于挂重物的细线力的方向己确定，所以要么减小重物的重量，要么改变测力计B拉细线的方向，或改变弹簧测力计B拉力的大小，从而使测力计A不超出量程，故C不可行．【答案】(1)5.8 甲(2)B (3)ABD2.(2016·武汉二模)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则．实验步骤：①将弹簧测力计固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向．②如图所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧测力计的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧测力计示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧测力计的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)．每次将弹簧示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示测力计：③找出②中为F O O′.④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图所示．用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为F OA，OB段的拉力记为F OB.完成下列作图和填空：(1)利用表中数据在图中坐标纸上画出Fl图线，根据图线求得l0＝________cm.(2)测得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则F OA的大小为________N.(3)根据给出的标度，在图中作出F OA和F OB的合力F′的图示．(4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论．【解析】(1)在坐标系中描点，用平滑的曲线(直线)将各点连接起来，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧．如图甲所示，由图线可知与横轴的交点l0＝10.0 cm.甲乙(2)橡皮筋的长度l＝OA＋OB＝13.60 cm，由图甲可得F＝1.80 N，所以F OA＝F OB＝F＝1.80 N.(3)利用给出的标度作出F OA和F OB的图示，然后做以F OA和F OB为邻边的平行四边形，其对角线即为合力F′，如图乙．(4)F O O′的作用效果和F OA、F OB两个力的作用效果相同，F′是F OA、F OB两个力的合力，所以只要比较F′和F OO′的大小和方向，即可得出实验结论．【答案】(1)如图甲所示10.0(9.8、9.9、10.1均正确)(2)1.80(1.70～1.90均正确)(3)如图乙所示(4)F O O′考点3 力学创新实验(对应学生用书第69页)■品真题·感悟高考……………………………………………………………·[考题统计] 五年9考：2017年Ⅰ卷T22、Ⅱ卷T222016年Ⅲ卷T232015年Ⅰ卷T22、Ⅱ卷T222014年Ⅰ卷T22、Ⅱ卷T232013年Ⅰ卷T22、Ⅱ卷T22[考情分析]1．以基本的力学模型为载体，依托运动学规律和力学定律设计实验．2．将实验的基本方法——控制变量法，处理数据的基本方法——图象法、逐差法，融入实验的综合分析之中．3．(1)不分析试题的情景，生搬硬套教材实验和应用实验结论是常见错误．(2)进行实验时要注重实验的细节，结合实验的器材和数据以及物体的受力情况进行分析．4．(实验原理的设计与创新)(2017·Ⅰ卷T22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间．实验前，将该计时器固定在小车旁，如图1310所示．实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车．在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图1311记录了桌面上连续的6个水滴的位置．(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)图1310图1311(1)由图1311可知，小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的．(2)该小组同学根据图1311的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图1311中A点位置时的速度大小为________m/s，加速度大小为________m/s2.(结果均保留两位有效数字)[题眼点拨] ①“保持桌面水平用手轻推一下小车”说明小车在桌面上做减速直线运动；②“每30 s内共滴下46个水滴”说明30 s内共有46－1＝45个滴水时间间隔．【解析】(1)小车运动时由于摩擦力的作用，速度逐渐减小，滴水计时器滴下水滴的间距逐渐变小，因此小车从右向左运动．(2)滴水的时间间隔T ＝3045s≈0.67 s 小车运动到A 点位置时的瞬时速度v A ＝x n ＋x n ＋12T ＝ 117＋133 ×0.0012×0.67m/s≈0.19 m/s 根据逐差法，共有5组数据，舍去中间的一组数据，则加速度a ＝x 4＋x 5－x 1－x 26T 2＝ 100＋83－150－133 ×0.0016×0.672 m/s 2≈－0.037 m/s 2 因此加速度的大小为0.037 m/s 2.【答案】 (1)从右向左 (2)0.19 0.0375．(数据处理方法的创新与拓展)(2015·Ⅰ卷T 22)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验．所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R ＝0.20 m)．(a) (b)图1312完成下列填空：(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图1312(a)所示，托盘秤的示数为1.00 kg ；(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该示数为________kg ；(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧．此过程中托盘秤的最大示数为m ；多次从同一位置释放小车，记录各次的m 值如下表所示(4)__________N ；小车通过最低点时的速度大小为________m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s 2，计算结果保留两位有效数字)【导学号：19624157】【解析】 (2)题图(b)中托盘秤的示数为1.40 kg.(4)小车经过最低点时托盘秤的示数为m ＝1.80＋1.75＋1.85＋1.75＋1.905kg ＝1.81 kg小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为 F ＝(m －1.00)g ＝(1.81－1.00)×9.80 N≈7.9 N由题意可知小车的质量为m ′＝(1.40－1.00) kg ＝0.40 kg对小车，在最低点时由牛顿第二定律得F － m ′g ＝m ′v 2R解得v ≈1.4 m/s.【答案】 (2) 1.40 (4) 7.9 1.41.(2013·Ⅱ卷T 22)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．回答下列问题：(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能E p 与小球抛出时的动能E k 相等．已知重力加速度大小为g .为求得E k ，至少需要测量下列物理量中的________(填正确答案标号)．A ．小球的质量mB ．小球抛出点到落地点的水平距离sC ．桌面到地面的高度hD ．弹簧的压缩量ΔxE ．弹簧原长l 0(2)用所选取的测量量和已知量表示E k ，得E k ＝________.(3)图中的直线是实验测量得到的s Δx 图线．从理论上可推出，如果h 不变，m 增加，s Δx 图线的斜率会________(选填“增大”“减小”或“不变”)；如果m 不变，h 增加，s Δx 图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)．由图中给出的直线关系和E k 的表达式可知，E p 与Δx 的______次方成正比．【解析】 (1)小球抛出时的动能E k ＝12mv 20，要求得v 0需利用平抛知识，s ＝v 0t ，h ＝12gt 2.根据s 、h 、g ，求得v 0＝s g 2h ，因此，需测量小球质量m 、桌面高度h 及落地水平距离s .(2)小球抛出时的动能E k ＝12mv 20＝mgs 24h. (3)弹簧的弹性势能E p ＝E k ＝12mv 20＝mgs 24h. 即s ＝2hE p mg，根据题给的直线关系可知，s 与Δx 成正比，而E p 与s 2成正比，故E p 应为Δx 的2次方成正比，则s ∝2h mg Δx ，s Δx 图线的斜率正比于h mg ，如果h 不变，m 增加，s Δx 图线的斜率将会减小；如果m 不变，h 增加，则s Δx 图线的斜率会增大．【答案】 (1)ABC (2)mgs 24h(3)减小 增大 22.(2015·Ⅱ卷T 22)某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示，图中标出了五个连续点之间的距离．(a)(b)(1)物块下滑时的加速度a ＝________m/s 2，打C 点时物块的速度v ＝________m/s ；(2)已知重力加速度大小为g ，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是________(填正确答案标号)．A ．物块的质量B ．斜面的高度C ．斜面的倾角【解析】 (1)物块沿斜面下滑做匀加速运动，根据纸带可得连续两段距离之差为0.13 cm ，由a ＝Δx T 2得a ＝0.13×10－2 0.02 2m/s 2＝3.25 m/s 2，其中C 点速度v ＝x BD t BD ＝ 3.65＋3.52 ×10－22×0.02m/s≈1.79 m/s. (2)对物块进行受力分析如图，则物块所受合外力为F 合＝mg sin θ－μmg cos θ，即a ＝g sin θ－μg cos θ得μ＝g sin θ－a g cos θ，所以还需测量的物理量是斜面的倾角θ.【答案】 (1)3.25 1.79 (2)C■熟技巧·类题通法…………………………………………………………………·力学实验的三个常见创新思路1．实验器材的等效替换是高考创新实验设计的主要思路之一，从近几年的高考命题来看，在测量物体的速度时常涉及实验器材的等效替换，如利用光电门替代纸带来测量物体的加速度、速度，还有利用闪光照相机等替代打点计时器．2．通过纸带求出小车的加速度，然后再利用牛顿第二定律求出小车与木板间的动摩擦因数，这是一种实验结论的外延，从近几年的力学实验来看，通过实验结论求动摩擦因数是实验设置的一个热点，且主要出现在两个地方，一是伴随着研究匀变速直线运动的实验出现，二是伴随着验证牛顿运动定律的实验出现．3．有一些实验题虽然在试题的情境上进行了创新，但其使用的实验原理和实验处理方法仍然不变，因此，对于创新型实验的处理，最根本的还是要把其从新情境中抽取出来，发现与常规实验的相同之处，然后运用熟悉的实验原理和实验数据处理方法进行处理． ■对考向·高效速练…………………………………………………………………..· 考向1 实验原理的设计与创新5．[2017·高三第二次全国大联考(新课标卷Ⅰ)]实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验．量角器中心O 点和细线的一个端点重合，并且固定好；细线另一端系一个小球，当小球静止不动时，量角器的零刻度线与细线重合，在小球所在位置安装一个光电门．实验装置如图1313所示．本实验需要测的物理量有：小球的直径d ，细线长度。
高中物理实验仪器使用方法
高中物理实验仪器使用方法物理实验是高中物理教学的重要环节，通过实验可以帮助学生加深对物理理论的理解，提高实际操作能力。
而物理实验仪器的正确使用方法对实验结果的准确性和安全性有着至关重要的影响。
本文将为大家介绍几种常见的高中物理实验仪器以及它们的使用方法。
一、千分尺千分尺是用来测量物体尺寸的精密工具，通常包括主尺和螺旋测微器两部分。
使用千分尺时，首先要将主尺紧固在需要测量的物体上，然后通过旋转螺旋测微器，使其与主尺接触并固定。
最后，读取螺旋测微器上的刻度值，加上主尺上所对应的刻度值，即可得到物体的准确尺寸。
二、万用表万用表是一种常用的电子测量仪器，用于测量电压、电流和电阻等物理量。
使用万用表时，首先要选择合适的测量量程，并将测量引线正确连接到被测电路的相应位置。
然后，调整万用表上的旋钮，选择需要测量的物理量。
最后，观察万用表上的数值显示，读取测量结果。
三、光电效应实验仪光电效应实验仪是用来研究光电效应现象的仪器，通常包括光源、光电管和电路控制模块等部分。
使用光电效应实验仪时，首先要将光源正确设置（如调整光强）并接通电源。
然后，将被测物体放置在适当的位置，并确保光线正常照射到光电管上。
最后，观察光电管输出电流的变化，记录实验数据。
四、光栅光栅是一种用于分析光谱的仪器，由许多平行和等距的狭缝或反射棱组成。
在使用光栅时，首先要将光源正确定位并接通电源。
然后，将待分析的光线照射到光栅上，并通过调整光栅和检测器的相对位置来获取所需的光谱图。
最后，根据光谱图的数据进行分析和实验结果的记录。
五、示波器示波器是一种用于观察和分析电信号波形的测量仪器。
使用示波器时，首先要将待测信号正确接入示波器的输入端口，并调节示波器的触发模式和水平扫描速度等参数。
然后，观察示波器屏幕上信号波形的显示，并记录相应的实验数据。
最后，根据波形图分析实验结果。
六、电子天平电子天平是用来测量物体质量的精密仪器。
在使用电子天平时，首先要确保天平的稳定放置，并将碟盘清洁干净。
高三物理第一轮复习：基本仪器的使用粤教版知识精讲
高三物理第一轮复习：根本仪器的使用粤教版【本讲教育信息】一. 教学内容：根本仪器的使用二. 要点扫描〔一〕螺旋测微器1. 构造和原理如下列图是常用的螺旋测微器.在实验中常用它测量小球的直径、金属丝的直径和薄板的厚度等一些较小的尺度.用它测量长度，可以准确到0.01 mm，可以估读到0.001 mm〔毫米的千分位〕，因此螺旋测微器又称为千分尺.螺旋测微器螺杆上精细螺纹的螺距是0.5 mm，即每旋转一周，测微螺杆P前进或后退0.5 mm.可动刻度分成50等份,每一等份表示0.01 mm,即可动刻度每转过一等份，P前进或后退0.01 mm，因此，从可动刻度旋转了多少个等份就知道长度变化了多少个0.01 mm. 2. 使用与读数〔1〕把待测物放入A、P之间的夹缝中，旋动旋钮K，当P将要接触待测物时，再轻轻转动微调旋钮K′，当听到棘轮的响声时〔明确夹住待测物的力适中〕，转动锁紧手柄T使P 止动.〔2〕读数：先由可动刻度尺的边缘所对的固定刻度线读出整毫米〔或半毫米〕数，再看固定刻度尺上的长横线与可动刻度相对的位置，由可动刻度尺读出小于0.5 mm的数，以上两局部相加就是螺旋测微器的读数，即读数d=固定刻度示数+可动刻度示数〔含估读位〕最小分度值.例如下列图的测量，从固定刻度尺上读数为2 mm，再从可动刻度尺上读数为0.130 mm，最后的“0〞是估读来的,故该次测量的读数为2.130 mm.3. 须知事项〔1〕测量时，当螺杆将要接触被测物体时，要停止使用K，改用K′，以防止螺杆和被测物体间产生过大的压力.这样，既可以保护仪器又能保证测量结果准确.〔2〕读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度线是否已经露出.读数时要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，即测量结果假设用毫米为单位，如此小数点后面必须保存三位有效数字.【例1】如图给出的是用螺旋测微器测量一小钢球的直径的示数，此读数应是_______mm.解析：注意到固定刻度尺上的半毫米刻度线已经露出，故由固定刻度尺上读数为8.5 mm;然后由可动刻度尺上读出半毫米以下的读数并注意估读一位数字，为10.0×0.01 mm=0.100 mm;最后将两次读数相加就是所要测量的正确读数8.600 mm.答案：8.600 mm点评：〔1〕在读数的时候一定要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度线是否已经露出.假设忽略了这一点，此题会误读为8.100 mm.〔2〕在读可动刻度示数时，一定要估读到0.001 mm.〔二〕游标卡尺游标卡尺的读数局部由主尺〔最小分度为1 mm〕和游标尺两局部组成.按照游标的精度不同可分为三种：〔1〕10分游标，其精度为0.1 mm;〔2〕20分游标，其精度为0.05 mm;〔3〕50分游标，精度为0.02 mm.它们的共同特点〔也是它们的测量原理〕是：游标上的全部刻度之长比主尺上相应的刻度之长短1 mm.以20分游标为例，游标上20个分度全部之长为19 mm，比主尺上20个分度短1 mm，所以游标上每个分度比主尺短0.05 mm.当在两测脚间放一厚0.1 mm的物体时，如此游标的第2条刻度线将与主尺的刻度线对齐，其余的刻度线与主尺上的刻度线都不对齐.游标卡尺的读数方法是：以游标0刻度线为准，在主尺上读出整毫米数，再看游标尺上哪一条刻度线与主尺上某刻度线〔不用管是哪一条线〕对齐，由游标上读出毫米以下的小数，如此总的读数为：主尺上的整毫米数L1+游标上的毫米以下的小数L2.下表所示即为上述三种游标尺的设计原理和读数方法游标尺精度〔mm〕测量结果〔游标尺上第n个格与主尺上的刻度线对正时〕〔mm〕刻度格数刻度总长度每小格与1mm差10 20 50919490.10.050.020.10.050.02主尺上读的毫米数+0.1n主尺上读的毫米数+0.05n主尺上读的毫米数+0.02n由于游标卡尺在读数时要分辨游标上的哪一条刻度线与主尺上的刻度线对得最齐，这里已包含了估读的因素，所以游标卡尺一般不再往下估读.不过用10分游标尺读数时，可在毫米的百分位上加一个“0〞，表示该读数在毫米的10分位上是准确的，以区别于毫米刻度尺的读数.【例2】有一游标卡尺，主尺的最小分度是1 mm，游标上有20个小的等分刻度.用它测量一工件的长度，如下列图，图示的读数是____________mm.解析：游标卡尺主尺上的最小分度为1 mm，其上的数值标度是以厘米为单位的，譬如其上标度的10、11即为10 cm、11 cm.此图中游标上的标度是指游标的格数，不是指具体的长度.此图经过了二级放大.由一级放大图可知工件的长度在10 cm—11 cm之间，再由二级放大图仔细看游标上的零刻度线所对主尺的刻度线位置，由主尺读出测量的整毫米数：L1=104 mm;再看游标上的哪一条刻度线与主尺上的某一刻度线对齐，由游标读出毫米以下的小数.从二级放大图中可以看出，游标上零刻度线右侧的第一条刻度线与主尺上的刻度线对得最齐，游标上共20个分度，每个分度代表0.05 mm，所以游标上的读数为L2=0.05 mm,故所测该工件的长度L=L1+L2=104.05 mm.答案：104.05 mm点评：要理解游标卡尺测量的原理,掌握读数的方法，要知道主尺上和游标上所标数值的意义和单位，要能看懂多级放大图.【例3】用游标为50分度的卡尺测量一圆柱体的长度与直径，结果分别如图〔甲〕〔乙〕所示，由图可知其长度为_____________，直径为___________.解析：游标为50分度，每个分度值为0.02 mm.由图〔甲〕原图与放大图示可看出该物体的长度约为8 mm，再由放大图仔细观察，以游标的零刻度线与主尺的刻度线对得最齐〔有主观估计的成分，允许有些误差〕，所以由图〔甲〕读出该物体的长度为8.00 mm〔注意有效数字〕.由图〔乙〕的原图可以看出，游标的零刻度线大约对在主尺的2 mm处，再仔细观察放大图，游标上数字“9〞右边的第二条刻度线——第47条刻度线与主尺的刻度线对得最齐，所以游标的读数为0.02 mm×47=0.94 mm，这也说明主尺的读数还不到2 mm.最后我们得到该物体的直径为1.94 mm.答案：8.00 mm1.94 mm点评：对图〔甲〕中游标零刻度线正对的情况，一定要注意读数的有效数字位数.对图〔乙〕中游标的零刻度线是否正对2 mm,还是不到或是已过2 mm，即该种情况主尺如何读数，要与游标的读数结合起来判断.〔三〕多用电表1. 测量原理多用电表可以用来测电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程，其外形如图〔1〕所示.多用电表测电流和电压所依据的原理是串、并联电路的特点与局部电路的欧姆定律.欧姆表即是多用电表的电阻测量挡.欧姆表测电阻所依据的原理是闭合电路的欧姆定律.欧姆表的内部电路如图〔2〕所示，R 为调零电阻.当红、黑表笔相接进展欧姆调零时，通过调节R 使表头指针满偏，根据闭合电路欧姆定律有I 0=rR R E A ++;当红、黑表笔间接有未知电阻R x 时，有I 1=rR R R E A x +++，故每一个未知电阻都对应一个电流值I ，我们在刻度盘上直接标出与I 对应的R x 的值，根据表头指针偏转的位置，即可从表盘刻度直接读出所测电阻的值.当R x 等于欧姆表内阻，即R x =R+R A +r 时，I=20I ，指针半偏，所以把等于欧姆表内阻的这一阻值又叫做欧姆表的中值电阻R 中.〔1〕〔2〕2. 使用和操作〔1〕机械调零将红、黑表笔分别插入“+〞“-〞插孔中.不管是测量电流、电压还是电阻，测量前都要检查多用电表的指针是否停在表盘刻度线左端的零位置，假设不指零，可用小螺丝刀旋转机械调零旋钮〔定位螺丝〕，直到指针指零为止.〔2〕测电压、电流测量的方法和注意的问题与用单独的电表测量时根本一样.测电流时将选择开关拨至电流挡，根据估计电流的大小选取适当的量程.当电流难以估计时,可先用大量程试测.注意将电流表串联入待测电路中，让电流从红表笔流入，从黑表笔流出.测电压的过程与此类似，不过要注意将电表并联在待测电路两端，红表笔接高电势，黑表笔接低电势.〔3〕测电阻①选挡 先估计待测电阻的阻值大小，选择适宜的欧姆挡位.在操作中，当两表笔与待测电阻两端相接，选择开关旋至某一欧姆挡位时，发现指针偏转的角度既不过大，也不过小，而是指在中间附近时，此时的旋钮尖端所对应的欧姆挡位即为所要选择的“适宜的挡位〞.②欧姆调零 将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指到欧姆表刻度的零位置.③测量、读数 将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接，表针示数乘以所选欧姆挡的倍率，即为待测电阻的阻值.④重复①②③，测其他电阻的阻值.链接·思考欧姆表的每一挡位的测量范围都从0至∞，从道理上讲任意阻值的电阻都可由同一挡位上测出，但为什么用欧姆表测量不同阻值的电阻时，应选用不同的挡位？答案：由欧姆表的刻度方法和误差理论知道，只有当指针指在刻度盘的中间局部时测量误差才最小，因此测量不同阻值的电阻时应选用不同的挡位.3. 几点说明〔1〕用欧姆表测电阻时，当指针处在表盘中央附近时,读数较为准确些.由于待测电阻与电流之间的非线性关系〔由上面所讲原理可看出〕，欧姆表的刻度是不均匀的，因此用欧姆表测电阻只是一种粗略的测量.〔2〕测电阻时，待测电阻要与电源以与其他电阻断开，且不要用手接触表笔金属端.〔3〕每换用欧姆挡的另一量程时，必须重新进展“欧姆调零〞.〔4〕实验完毕，应将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关旋至“OFF〞挡或交流电压最高挡.如果表长期不用，应取出表内的电池.【例4】〔1〕如图〔1〕为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值为20 Ω—30 Ω的定值电阻，测量的某些操作步骤如下：〔1〕①调节可调部件______________，使电表指针停在________位置;②调节可调部件K，使它的尖端指向___________位置;③将红、黑表笔分别插入“+〞“-〞插孔，笔尖相互接触，调节可调部件___________，使电表指针指向___________位置.〔2〕用×100挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进展测量，应换到________挡，如果换挡后立即用笔连接待测电阻进展读数，那么缺少的步骤是_________，假设补上该步骤后测量，表盘的示数如图〔2〕，如此该电阻的阻值是________Ω.〔2〕解析：〔1〕多用电表在使用前首先要进展“机械调零〞，即测量前先检查电表的指针是否停在刻度盘左端的“0〞位置，假设不在“0〞位置，如此调节表盘下中间部位的调零螺丝，即图〔1〕中的可调部件“S〞，使指针停在刻度盘左端的“0〞位置.测量电阻应将图中的选择开关K旋至欧姆挡的适当挡位.我们已经知道，测量时欧姆表的指针在表盘的中间部位时读数较为准确.由图可以看出，该欧姆表的表盘中值约为“20〞，又因待测电阻的阻值为20 Ω—30 Ω，所以应选“Ω×1〞挡，这样测量时就可使指针指在中间部位了.选好挡位后就要进展欧姆挡的调零，且每次换挡后都要重新进展调零.调零时将红、黑表笔接触，调节图中的“欧姆调零〞旋钮T，使指针指在表盘右端电阻刻度的“0〞位置.〔2〕×100挡测电阻时，表头偏转角度很小，说明待测电阻阻值很大，应换到×1 k 挡，换挡后应先调零，由表盘可知，其测量电阻的阻值为R=22.0×1 kΩ=2.2×104Ω.答案：〔1〕①S刻度盘左端的“0〞②Ω×1 ③T，右端“0〞〔2〕×1 k 调零 2.2×104点评：要搞清楚多用电表的各个旋钮的作用与调节的顺序.欧姆表表盘刻度的“中值〞有着重要的意义，欧姆挡位的选择就是根据“中值〞来确定的.【例5】如图为一正在测量中的多用电表表盘.〔1〕如果是用直流10 V挡测量电压，如此读数为___________V.〔2〕如果是用×100 Ω挡测量电阻，如此读数为___________Ω.〔3〕如果是用直流5 mA挡测量电流，如此读数为___________mA.解析：由于多用电表的测量项目和量程比拟多，而表盘的空间有限，所以并不是各个项目的每个量程都有专门的标度，有些标度就是属于共用标度.如图5-1-10中的第二行刻度就是交、直流电压和电流共用的标度.使用直流10 V挡测量电压时，由于直流10 V挡没有专门的标度，只能按“0—250〞或“0—50〞来读数，然后再折算成“0—10 V〞的电压.譬如当按“0—50〞读数时，将读数乘以0.2即为测量值.〔1〕用直流10 V挡测量电压时，按“0—50〞的标度来读数为32.5，如此测量值为32.5×0.2 V=6.50 V〔也可写为6.5 V〕.〔2〕指针所指电阻刻度的读数为8.0，乘以欧姆挡的倍率，如此所测电阻值为8.0×102Ω.〔3〕用直流5 mA挡测量电流时，读数方法与〔1〕中一样，测量值为3.25 mA.答案：〔1〕6.50 〔2〕8.0×102〔3〕3.25链接·思考假设欧姆挡表盘相邻两刻度的标度分别为20和30，如此当指针指在两标度中间时，是否应估读为25？假设不能估读为25，你认为应比25大还是小呢？答案：20—30间的刻度越接近30越密，故不能估读为25 应比25小点评：读数问题不能只是纸上谈兵，这些仪表一定要真正使用过，只有真正用过才会有深刻的体验和理解.【模拟试题】1.用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ.给定电压表〔内阻约为50kΩ〕、电流表〔内阻约为40Ω〕、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻〔约为250Ω〕与导线假设干.〔1〕画出测量R的电路图.〔2〕如下图中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤:________.求出的电阻值R=________〔保存三位有效数字〕.〔3〕待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图〔a〕〔b〕所示.由图可知其长度为________，直径为________.〔4〕由以上数据可求出ρ=________〔保存三位有效数字〕.〔2003年全国高考理科综合试题〕2.如图〔a〕所示为一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，如此虚线内的电路图应是〔b〕图中的图〔〕.3.某人用多用电表按正确步骤测量一电阻阻值，指针指示位置如下列图，如此该电阻值是____________.如果要用该多用电表测量一个阻值约200Ω的电阻，为了使测量比拟准确，选择开关应选的欧姆挡是_____________.4.如下列图为万用表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300μA，内阻r g=100Ω，调零电阻最大阻值R=50kΩ，串联的固定电阻R0=50Ω，电池的电动势为1.5V.用它测量电阻R，能准确测量的阻值范围是〔〕.A. 30~80kΩB. 30~8kΩC. 300~800kΩD. 30~800kΩ5.欧姆表电路与刻度盘如下列图，现因表头损坏，换用一个新表头.甲表头满偏电流为原来表头的2倍，内阻与原表头一样；乙表头满偏电流与原表头一样，内阻为原表头的2倍，如此换用甲表头和换用乙表头后刻度盘的中值电阻分别为〔〕.A. 100Ω，100ΩB. 200Ω，100ΩC. 50Ω，100ΩD. 100Ω，200Ω试题答案1. 〔1〕如如下图所示或〔2〕①作U-I直线，舍去左起第2点，其余5个点尽量靠近直线且均匀分布在直线两侧②求该直线的斜率K，如此R=K=229Ω〔221~237Ω均正确〕〔3〕0.800cm，0.194cm 〔4〕8.46×10-2Ω·m〔8.16×10-2～8.76×lO-2Ω·m均正确〕2. A3. 1200Ω，×10挡4. B5. C。
高中物理实验技巧实验仪器的使用与数据处理
高中物理实验技巧实验仪器的使用与数据处理在高中物理学习中，实验是非常重要的环节，通过实验可以帮助学生更好地理解物理概念、原理，提高实际操作能力和数据处理技巧。
本文将介绍一些高中物理实验中常用的仪器使用方法以及数据处理技巧。
一、仪器使用方法1. 电子天平电子天平是测量物体质量的常用工具。
在使用电子天平时，首先应将天平上的仪器调零，以确保准确度。
然后，将待测物放在天平上，待数值稳定后读取质量。
在进行实验时，应注意避免触摸或摇动天平，避免误差的产生。
2. 显微镜显微镜是观察微小物体的实验工具。
在使用显微镜前，应先调节焦距，使样品清晰可见。
同时，应注意适当调节光源亮度，以获得最佳观察效果。
在观察样品时，应使用准确的眼镜，以避免视力问题对实验结果的影响。
3. 实验电路板实验电路板用于搭建各种电路。
在使用实验电路板时，应先明确电路图，然后根据电路图将元件正确地连接在电路板上。
在连接元件时，应注意正确使用导线，避免短路或断路。
搭建完电路后，应使用万用表等仪器进行电路的测量和调试，确保电路工作正常。
二、数据处理技巧1. 平均值在实验中，进行多次测量可以提高数据的准确性。
计算实验数据的平均值时，需要将所有测量值相加，然后除以测量次数。
平均值的计算可以减小随机误差对实验结果的影响。
2. 不确定度实验数据中存在着不确定度，不确定度反映了测量结果的精确程度。
计算不确定度时，可以使用标准差、相对不确定度等方法。
标准差可以通过测量值与平均值的偏差计算得出，而相对不确定度则是标准差与平均值的比值。
3. 图表展示实验结果可以通过图表形式展示，更直观地观察数据变化趋势和规律。
在制作图表时，应选择合适的坐标系和比例，使数据能够清晰地表达。
同时，应给图表添加标题、坐标轴说明等信息，以便读者理解数据含义。
4. 实验误差分析实验误差是不可避免的，通过误差分析可以帮助我们了解实验过程中的偏差来源和影响因素。
在实验报告中，应对实验误差进行分析，并探讨原因和改进方法，以提高实验结果的可靠性。
河北省高考物理二轮复习 考点综述 基本仪器的读数及使用
河北2013年高考二轮复习考点综述基本仪器的读数及使用1．如图1所示，用游标卡尺和刻度尺和螺旋测微器分别测量三个工件的长度，测量值分别为________cm、________cm、________mm.图12．如图2甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20 Ω的电阻，测量步骤如下：(1)调节________，使电表指针停在指针对准________的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)．(2)将选择开关旋转到“ Ω”挡的__________位置．(填“×1”、“×10”、“×100”或“×1 k”)(3)将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节________，使表指针对准________的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)．(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图2乙所示，该电阻的阻值为________ Ω.(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置．图23．有两个完全相同，但刻度盘上仅有刻度而没有标度值的电压表，电压表的内阻约为5 000 Ω.现打算用如图3(a)所示的电路测量它们的内阻．其中：E为电动势12 V、内阻可忽略不计的电源；R1是调节范围为0～9 999 Ω的电阻箱；R2是调节范围为0～1000 Ω的滑动变阻器；S为电键．①闭合电键S之前，滑动变阻器的滑片P应滑到变阻器的________端．(填“a”或“b”)．②闭合电键之后，适当调节滑动变阻器滑片P和电阻箱的旋钮，当电阻箱调节成如图3(b)所示的情景时，两电压表指针的位置如图3(c)所示，由此可知，此时电阻箱的阻值为________Ω，这两个电压表的内阻均为________ Ω.图3③由各个器材的参数和各图所示的情景可知，这两个电压表的量程在下面提供的四个选项中最多不会超过选项________．A．6 V B．9 VC．14 V D．18 V4．某兴趣小组为了测量一待测电阻R x的阻值，准备先用多用电表粗测出它的阻值，然后再用伏安法精确地测量．实验室里准备了以下器材：A．多用电表B．电压表V1，量程6 V，内阻约10 kΩC．电压表A1，量程0.6 A，内阻约0.2 ΩD．电流表A2，量程3 A，内阻约0.02 ΩE．电源，电动势E＝12 VF．滑动变阻器R1，最大阻值10 Ω，最大电流为2 AG．滑动变阻器R2，最大阻值50 Ω，最大电流为0.1 AH．导线、电键若干(1)在用多用电表粗测电阻时，该兴趣小组首先选用“×1”欧姆挡，其阻值如图4甲中指针所示，则R x的阻值大约是________Ω；(2)在用伏安法测量该电阻的阻值时，要求待测电阻的电压从0开始可以连续调节，则在上述器材中应选用的电流表和滑动变阻器分别是________(填器材前面的字母代号)；(3)在图乙线框内画出用伏安法测量该电阻的阻值时所用的实验电路图．甲乙图4参考答案1．1.31 1.20或1.21 7.3202．解析使用多用电表欧姆挡，先机械调零．中值电阻为15 Ω，测量20 Ω的电阻时，要使用×1的倍率，然后电阻调零，由刻度盘和倍率可知，测量电阻的阻值为19 Ω.答案(1)调零螺丝电流(2)×1(3)调零旋钮电阻(4)193．①a② 2547 5094 ③C4．解析(1)多用电表测电阻：读数乘倍率，即为9 Ω.( 2)待测电阻的电压从0 开始可以连续调节，滑动变阻器采用分压式接法，则滑动变阻器采用R1，电流表采用A1.(3)被测电阻属于小电阻，则电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压式．答案(1)9 (2)A1、R1(3)见解析。
2021届高考物理二轮复习提优(江苏专用)专题十三 电学实验14_【能力提升】
力气提升基本仪器的使用与选择1. 基本仪器的使用(1) 电压表应并联、电流表应串联在电路中，且电流应由正极流入、负极流出.(2) 开头试验前，变阻器的触头位置应保证电路中用电器的平安，即保证电路中流过的电流最小或加在用电器两端的电压最小.(3) 多用电表使用前应检查指针是否停在表盘刻度左端的零刻度位置.若不指零，要用小螺丝刀进行机械调零;红、黑表笔要分别插入“+”、“-”插孔;依据测量项目，将选择开关置于相关区域的适当量程上.用多用电表测电阻:机械调零第一步，断开表笔调螺母;指针指向∞时，依据阻值来选挡;接着先行电调零，短接表笔指0 Ω;测时双手勿触阻;测量阻值高精度，中值四周去读数;以后每次换挡后，均要重新电调零;勿忘得数乘倍率，用完拨回“OFF”挡.长期不用，还应把表内电池取出.2. 基本仪器的选择(1) 可行性原则:要依据试验要求和实际条件选用合适的仪器使试验切实可行，以达到目的.(2) 平安性原则:选择电表时应考虑其量程不小于或接近用电器的最大允许电流或电压，另外，电路中的把握器材(如滑动变阻器、疼惜电阻等)应能够将电压、电流把握在平安范围以内，否则将烧坏用电器或测量电表.(3) 精确性原则:依据试验的需要，选取精度合适的测量仪器.如电压表、电流表测量时，应使表针在13至满偏范围内读取测量值，指针偏角太小读数误差会很大.(4) 可操作性原则:试验时要调整便利，易于操作.比如滑动变阻器，假如是用分压法连入电路的，则应选用小阻值的滑动变阻器;假如是用限流式接法，则应使其总阻值大于待测电阻(或用电器)的电阻，以便电流有较大的调整范围.此外，还应考虑试验的实际要求.如电压从零开头变化，所给电源应与用电器匹配等.例1 (2022·海安中学)在“测量铅笔芯的电阻率”的试验中，取一支4B铅笔，去掉两端笔芯外的木质部分，不损伤笔芯，安放在接线支座上.(1) 用刻度尺量得笔芯长度L=20.0 cm，用螺旋测微器测得笔芯的直径如图甲所示，则笔芯的直径为d= mm.甲(2) 甲同学选用欧姆表“×10挡”测量笔芯的电阻，进行了正确的操作后，多用电表指针偏转很大，如图乙所示，甲同学认为应当调整欧姆表倍率，下列说法中正确的是.乙A. 应当换用“×100挡”倍率B. 应当换用“×1挡”倍率C. 换倍率后必需重新进行欧姆调零D. 换倍率后没有必要重新进行欧姆调零(3) 乙同学接受试验室供应的下列器材测定铅笔芯电阻:A. 待测笔芯B. 电流表(0~0.6 A， 0~3 A ，内阻分别约为1 Ω，0.5 Ω)C. 电压表(0~3 V，0~15 V，内阻分别约为6 kΩ，30 kΩ)D. 滑动变阻器(0~10 Ω)E. 电源(3 V)F. 开关、导线若干请依据试验要求在图丙中用笔画线代替导线(只配有两根导线)完成实物电路的连接.丙(4) 试验测量过程中某次电压表、电流表指针偏转如图丁所示，则电压表读数U=V，电流表读数I= A，计算得到铅笔芯电阻R= Ω.(电阻计算结果保留两位有效数字)丁思维轨迹:解析:(1) 螺旋测微器的读数为1 mm+20.0×0.01 mm=1.200 mm.(2) 选用欧姆表“×10挡”测量笔芯的电阻，进行了正确的操作后，多用电表指针偏转很大，说明所选倍率太大，为精确测量电阻阻值应换小挡倍率，换用“×1挡”，换挡后要重新进行欧姆调零，故选BC.(3) 由题意可知，待测电阻阻值很小，约为几欧姆，小于滑动变阻器最大阻值，滑动变阻器可以接受限流接法，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应接受外接法，实物电路图如图所示.(4) 由电路图可知，电压表量程是3 V，其读数为1.80 V;电流表量程为0.6 A，其读数为0.36 A，待测电阻阻值R=UI=1.80.36Ω=5.0 Ω.答案:(1) 1.200 (2) BC (3) 见解析(4) 1.80 0.36 5.0变式训练1(2022·江苏)某同学通过试验测量一种合金的电阻率.(1) 用螺旋测微器测量合金丝的直径. 为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图甲所示的部件(填“A”、“B”、“C”或“D”).从图中的示数可读出合金丝的直径为mm.(2) 图乙所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出.合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发觉电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化.由此可以推断:电路中(填图中表示接线柱的数字)之间毁灭了(填“短路”或“断路”).甲乙(3) 在电路故障被排解后，调整滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V 和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 Ω.为了更精确地测出合金丝的阻值，在不更换试验器材的条件下，应对试验做怎样的改进?请写出两条建议.① .② .解析:(1) 为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先转动锁紧手柄部件B，合金丝的直径为0 mm+0.41 mm=0.410 mm.(2) 合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发觉电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化，说明电压表被串联在电路中，致使电流表读数很小，电压表的读数接近电源电动势，因此电路中连接合金丝的接线柱7、9之间应发生了断路.(3) 由于RxA VR R.另外。
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基本仪器的使用
山东 贾玉兵
命题趋势
从近几年对高考试题的统计和分析来看，物理实验的考查重点有些新的变化，但无
论是实验设计，还是原理分析，往往都涉及基本仪器的使用。因此，仪器的使用是实验
考核的基础内容。
一些基本仪器的原理、使用方法、注意事项和读数等，在近几年的高考试题中不断
出现。长度和电路量的测量及相关仪器的使用是出题最频繁的知识点。如游标卡尺、螺
旋测微器的读数在近十年的全国高考中就考了6次，往往是游标卡尺、螺旋测微器交替
考查。电压表、电流表、欧姆表使用方法的考查几率则更高。另外，打点计时器、秒表
的使用有时也出现。
高考中基本仪器的考察，用的比较多的题型是填空题和作图题，时而也有选择题。
高考中常有连接电路实物图的题，这类题设置的目的就是考查电流表、电压表、滑动变
阻器等器材的操作和使用方法。
知识概要
基本仪器是指通用性强，在各种实验中经常用到的仪器。中学阶段，要求掌握的基
本仪器如下：
测量长度的仪器------刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器
测量质量的仪器------天平
测量时间的仪器------打点计时器、秒表
测量力的仪器-----弹簧秤
测量温度的仪器------温度计
测量电学量仪器------电流表、电压表、多用电表
电学控制仪器------滑动变阻器、变阻箱、开关
对以上这些仪器，要理解结构原理、规格和主要参数，知道使用方法、注意事项、
读数和精度等。
一、理解仪器的工作原理。这能使我们灵活的使用仪器和分析问题。例如，理解10
分度的游标卡尺，也就能理解和使用20分度和50分度的游标卡尺。
二、熟悉仪器使用时的注意事项。这往往是高考实验题的考点。注意事项一般是这
样几方面：①可能危及仪器安全的。如：螺旋测微器，在小砧快接触工件时，应改用微
基本仪器
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调旋钮，以免损坏精密螺杆。②可能增大误差的。如使用螺旋测微器，读数时要注意半
毫米刻度；测量仪器使用前，要调整零位（如弹簧秤、各种电表）。③使用时容易忽略的。
最容易忽略的是仪器使用前的调整和使用后的复位。如：使用欧姆表，要机械调零和电
阻档调零，换档后要重新进行电阻档调零，使用完毕要复位。
三、正确选择量程。大的量用小量程，会损毁仪表；小的量用大量程，会增大误差。
选择量程的原则是：在测量值不超过量程的前提下，选用尽量小的量程；在完全不清楚
测量值的情况下，试用最大量程，再视情况逐渐减小量程。如电流表和电压表一般要求
指针能偏转到刻度盘的31以上；欧姆表指针应在中中RR4~4范围内，中R 为刻度盘中心
阻值。
四、掌握测量仪器的读数方法。主要是估读问题，大部分刻度仪器读数时都需要估
读。如刻度尺和温度计，要估读到最小刻度的101；螺旋测微器要估读到可动刻度的101。
点拨解疑
【例题1】 用游标卡尺测一根金属管的内径和外径时，卡尺上的游标位置分别如图
1（a）、（b）所示。这根金属管内径读数是 cm，外径读数是 cm，管壁的厚
度是 cm。
图1
【点拨解疑】 游标卡尺的读数规则是：整毫米数由主尺读出，游标尺的第几刻度
线与主尺上的某一刻度线重合，毫米以下的读数就是n分之几，n是游标卡尺上的分度数，
该题中，游标卡尺是10分度的，那就是10分之几。
图（a）中，从主尺看，整毫米数是23，游标尺上第7条刻度线与主尺上的一条刻度
线重合，所以毫米以下的读数就是0.7mm，得到内径的读数为23.7mm=2.37cm。
图（b）中主尺上整毫米数是30，游标尺上第3条刻度线与主尺上的一条刻度线重合，
所以外径的读数为30.3mm=3.03cm。管壁的厚度为两者之差的一半0.33cm。
【例题2】 一学生用多用电表测电阻。他在实验中有违反使用规则之处。他的主要
实验步骤如下：
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1．选择开关扳到“×1k欧姆档上；
2．把表笔插入测试笔插孔中，先把两根表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电
阻刻度的零位上；
3．把两跟表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针几乎满偏；
4．换用“×100”的欧姆挡，发现这时指针的偏转适中，随即记下欧姆数值；
5．把表笔从测试笔插孔中拔出后，就把多用表放回桌上原处，实验完毕。
这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金
属杆。这个学生在实验中违反了那一或那一些重要的使用规则？
答：
【点拨解疑】 该题考查仪器使用时的注意事项。使用欧姆表要注意的地方比较多。
使用前要经过调整（机械调零，选择量程后要电阻调零），使用后要复位（拔出表笔，选
择开关应置于“OFF”档或交流高压档），使用过程中换档后要重新调零„„。这些往往
都是考查的重点。
该题中不符合操作规则的是：换到合适的量程后，要重新调整调零旋钮；使用后不
能把选择开关置于欧姆档。
【例题3】 有一标有“6V，1.5W”的小灯泡，现用图2（a）所示电路测量其在不
同电压下的实际功率，提供的器材除导线和开关外，还有：
A．直流电源 6V（内阻不计）
B．直流电流表0-3A（内阻0.1Ω以下）
C．直流电流表0-300mA（内阻约为5Ω）
D．直流电压表0-15V（内阻约为15kΩ）
E．滑动变阻器10Ω 2A
F．滑动变阻器1kΩ 0.5A
（1）实验中电流表应选用 （用序号表示），滑动变阻器应选用 。
（2）试按图（a）电路将图（b）所示器材连成电路
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图2
【点拨解疑】 （1）选电流表实际上是选量程。先估算一下通过电流表的电流，由
小灯泡的规格可知通过的电流最大不能超过0.25A。因此选C。在该题中滑动变阻器接成
分压器，此时要求滑动变阻器的电阻比用电器的电阻小，至少应差不多；小灯泡的电阻
在正常工作时约为24Ω，所以滑动变阻器不能选F，应选E，但不应忘记还要核对一下
电流是否会超过其允许值，E的最大允许电流是2A，实验中的最大电流只有0.25A，选E
也是安全的。
（2）连接实物图实际上是考查仪器的使用方法。这里要注意电表正负接线柱的接法、
滑动变阻器做分压器时连接特点。具体连线时，可以先连主回路，把电源、开关、滑动
变阻器连成一个回路；然后再连上支路，从滑动变阻器的滑动头和一个固定端接出，连
上电流表、小灯泡，最后将电压表并联在小灯泡上。连接情况如图3所示。
图3
滑动变阻器常用来调控用电器上的电压，一般有限流和分压两种形式，为了有较大
的调节范围，且操作方便，当滑动变阻器的电阻R比用电器电阻R0大得多时，应选用限
流的方式；R比R0小或差不多时，应选用分压方式。
基础知识练习
1．（1997年全国高考卷）一游标卡尺的主尺的最小分度为1mm，游标上有10个小
等分间隔，现用此卡尺来测量工件的直径，如图4所示。该工件的直径为 mm。
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图4
2．用螺旋测微器测量一矩形小零件的长和宽时，螺旋测微器上的示数如图5所示。
图（a）的读数是 mm，图（b）的读数是 mm。
图5
3．（1995年高考全国卷）某人用多用电表按正确步骤测量一电阻阻值。指针指示位
置如图6所示。则这电阻阻值是 。如果要用这多用表测量一个约200Ω的电阻，
为了测量比较准确，选择开关应选欧姆档的 。
图6
6
4．（1992年高考全国卷）如图7所示，a、b、c、d是滑动变阻器的4个接线柱，现
把此滑动变阻器接入电路中，并要求滑动变阻器滑片P向接线柱c滑动时，电路中的电
流最小，则接入电路中的接线柱可能是
A．a和b B．a和c C．b和c D．b和d
5．若先后用两只都准确的电流表测通过某一电阻的电流，甲表的读数为0.52A，乙
表读数为0.48A，排除读数误差， 表测得的读数误差较小，且可以判断出 表的内
阻较小。若先后用两只都准确的电压表测同一电阻上的电压，甲表的读数为2.75V，乙表
的读数为2.30V，则排除读数误差， 表测得的结果误差较小， 表的内阻较小。
参考答案：
1．2.23
2．8.474， 6.574
3．1.20×10
3
Ω ×10
4．CD
5．甲 甲 甲 乙
图7