实验七,八

实验一：探究影响鼠妇分布的环境因素探究问题：影响鼠妇分布的环境因素是什么？探究假设：影响鼠妇分布的环境因素可能是湿度、光和温度实验步骤：1）湿度的影响：在一个纸盒中一半放干土，一半放湿土，然后在两边分别放入鼠妇各5只，一段时间后观察并记录结果。

2）光的影响：在一个纸盒中一半光照，一半用黑纸板遮住，然后在两边分别放入鼠妇各5只，一段时间后观察并记录结果。

3）温度的影响：在一个纸盒中一半放入湿土，一半放入冰湿土，然后在两边分别放入鼠妇各5只，一段时间后观察并记录结果。

探究结论：影响鼠妇分布的环境因素是湿度、光和温度实验二：探究蚯蚓在什么样的表面爬的快探究问题：蚯蚓在什么样的表面爬的快？探究假设：蚯蚓可能在硬纸板上爬的快实验步骤：并排摆放一个硬纸板和一块玻璃板，并画上一条起跑线，然后在硬纸板和玻璃板上各放一条蚯蚓，把他们放在同一起跑线上，看看谁爬的快探究结论：蚯蚓在硬纸板上爬的快实验三：探究草履虫对刺激的反应探究问题：草履虫对外界刺激会不会产生反应？探究假设：草履虫对外界刺激会产生反应实验步骤：在一个载玻片上，两端各滴一滴草履虫培养液，然后用玻璃棒在两个培养液间划一下，使得两个培养液连接起来，然后在左侧的培养液中加入少许实验，另外一滴不加，放入显微镜下，观察草履虫的运动。

探究结论：草履虫对外界刺激会产生趋利避害的反应实验四：探究种子萌发的外界条件探究问题：影响种子萌发的外界条件是什么？探究假设：影响种子萌发的外界条件是水实验步骤：取两个培养皿，一个培养皿中放入干燥的土壤，一个培养皿中放入湿润的土壤，在两个培养皿中放入等量的大小相同良好的种子若干个，将两个培养皿放在相同的环境中培养一段时间，计算种子的发芽率探究结论：影响种子萌发的外界条件是水实验五：探究根的生长部位探究问题：根的生长部位是什么？探究假设：根的生长部位是分生区和伸长区实验步骤：取一株幼根长约2厘米的红豆幼苗，给幼根的各个部位做上记号，册来那个长度并记录，放在适宜条件下培养2天后，再测量各个部位的长度并记录探究结论：根的生长部位是分生区和伸长区实验六：外界溶液浓度影响根细胞的吸水★步骤：1、取两只烧杯，一只装有质量分数为10%的食盐水，另一只装自来水。

实验9 铬、锰及其化合物的性质一、实验目的掌握铬、锰主要氧化态化合物的性质。

二、实验原理1、铬及其化合物的性质Cr 价电子构型：3d 54s 1 ，VIB 族，常见的氧化态为＋6，＋3，＋2Cr 2O 72-Cr 3+Cr 2+Cr 1.33-0.41-0.91-0.74E A 0/VE B 0/VCrO 42-Cr(OH)3Cr(OH)2Cr-0.13-1.1-1.4在酸性介质中，＋2氧化态具有强的还原性，＋6氧化态具有氧化性，Cr 3＋的还原性都较弱，只有用强氧化剂才能将它们分别氧化为Cr 2O 72－；在碱性介质中，＋6氧化态稳定（CrO 42－）。

Cr 2O 3和Cr （OH ）3显两性。

Cr 3+Cr(OH)34]－(（绿色）--铬（VI ）最重要的化合物为K 2Cr 2O 7，在水溶液中Cr 2O 72－和CrO 42－存在下列平衡：Cr 2O 72-CrO 42-+2H 2OH+2+（橙红色）(黄色)在碱性溶液中，[Cr(OH)4]-可以被过氧化氢氧化为CrO 42－。

在酸性溶液中CrO 42－转变为Cr 2O 72－。

Cr 2O 72－与过氧化氢反应能生成深蓝色的CrO 5，由此可以鉴定Cr 3＋。

2、Mn价电子结构3d 54s 3 ，VIIB 族，常见的氧化态为＋6，＋7，＋4，＋3，＋2 Mn 2＋在酸性溶液中的稳定性大于在碱性溶液中：酸性介质：只有很强的氧化剂（铋酸钠、二氧化铅）才能氧化Mn 2＋H 2O7Mn2+NaBiO 3H+Na +Bi 3+MnO 4-25145+++5+2+碱性介质：Mn 2+2+OH -Mn(OH)2(白色沉淀）O 2MnO(OH)2(棕色）Mn （IV ）化合物重要的是MnO 2，在酸性溶液中具有氧化性。

Mn （VI ）化合物重要的是MnO 42－，Mn （VII ）化合物重要的是MnO 4－E A 0/VE B 0/VMnO 4-MnO 42-MnO 2MnO 4-MnO 42-MnO20.562.260.560.60MnO 42－存在于强碱溶液中，在酸性，中性环境中均发生歧化。

实验七PIN光电二极管光谱特性测试实验实验目的1.了解PIN光电二极管的工作原理和使用方法；2.掌握PIN光电二极管的光谱特性及其测试方法。

实验内容PIN光电二极管的光谱特性测试实验仪器PIN光电二极管综合实验仪一台连接导线若干实验原理以等功率的不同单色辐射波长的光作用于PIN光电二极管时，其相应程度或电流灵敏度与波长的关系称为PIN光电二极管的光谱响应。

图7-1为两种不同材质的光敏二极管的光谱响应曲线。

由该曲线可以看出，典型硅光敏二极管光谱响应长波限约为1.1μm，短波限接近0.4μm，峰值响应波长约为0.9μm。

硅光电二极管光谱响应长波限受硅材料的禁带宽度Eg的限制，短波限受材料PN结厚度对光吸收的影响，减薄PN结的厚度可提高短波限的光谱响应，锗的光谱响应范围较宽。

PIN光电二极管光谱响应特性的测量非常复杂，它需要各种单色光源，而且，必须使各种单色光源在被测器件光敏面上的光照度严格相等。

在上述条件满足的情况下才能真正测得PIN光电二极管的光谱响应。

我们这里涉及了简单的测量PIN光电二极管光谱特性测量的实验，通过测量在一定光照度下的单色光对PIN 光电二极管的光生电流的关系曲线来近似光谱响应曲线。

实际上，这种方法也能较好地反映PIN光电二极管的光谱响应特性。

实验步骤1.如图所示连接电路，将脉冲发生单元S1、S2、S3开关拨向上；2.照度计换至“200Lx”档，电压表换至”20V“档，电流表换至“20μA“档，逆时针旋动”电源调节“旋钮至不可调位置。

3.打开实验箱电源，调节照度计”调零“旋钮，至照度计显示为”000.0“为止，关闭实验箱电源。

4.连接光路单元结构红色插孔至照度计输入”＋“插孔，连接光路单元结构黑色插孔至照度计输入”GND“插孔。

5.打开实验箱电源，此时光源指示显示”0“。

6.调节”电源调节“旋钮，使电压表示数为”10.00“V。

7.迅速按下”颜色切换“旋钮，然后弹起，使”光源指示“显示为”1“，按”照度加“或“照度减“按钮，使照度计显示在”80.0Lx“左右。

实验报告 - - 实验七 - 八段数码管显示实验EDA实验报告之实验七八段数码管显示实验1、实验目的1）了解数码管动态显示的原理。

2）了解用总线方式控制数码管显示2、实验要求：利用实验仪提供的显示电路, 动态显示一行数据.提示：把显示缓冲区（例如可为60H~65H作为缓冲区）的内容显示出来，当修改显示缓冲区的内容时，可显示修改后的内容（为键盘扫描、显示实验做准备）。

3、实验说明本实验仪提供了6 位8段码LED显示电路，学生只要按地址输出相应数据，就可以实现对显示器的控制。

显示共有6位，用动态方式显示。

8位段码、6位位码是由两片74LS374输出。

位码经MC1413或ULN2021倒相驱动后，选择相应显示位。

本实验仪中 8位段码输出地址为0X004H，位码输出地址为0X002H。

此处X是由KEY/LED CS 决定，参见地址译码。

做键盘和LED实验时，需将KEY/LED CS 接到相应的地址译码上。

以便用相应的地址来访问。

例如，将KEY/LED CS接到CS0上，则段码地址为08004H，位码地址为08002H。

七段数码管的字型代码表如下表：a ----- f| |b | | ----- | g | e| |c -----d 。

h显示字形 g f e d c b a 段码 0 0 1 1 1 1 1 1 3fh 10 0 0 0 1 1 0 06h 2 1 0 1 1 0 1 1 5bh 3 1 0 01 1 1 1 4fh 4 1 1 0 0 1 1 0 66h 5 1 1 0 1 1 01 6dh 6 1 1 1 1 1 0 1 7dh 7 0 0 0 0 1 1 1 07h 8 1 1 1 1 1 1 1 7fh9 1 1 0 1 1 1 1 6fh A 1 1 1 0 1 1 1 77h b1 1 1 1 1 0 0 7ch C 0 1 1 1 0 0 1 39h d 1 0 11 1 1 0 5eh E 1 1 1 1 0 0 1 79h F 1 1 1 0 0 0 1 71h4、原理图及连线5、实验内容1) 使用仪器、仪表，开发平台型号本实验用到了WAVE 6000软件平台，电脑一台，LAB6000实验箱，示波器，若干连线，串行数据线。

实验七扦插育苗一、目的要求：学习不同树种扦插育苗技术，了解影响插穗成活的内在因素，了解插穗的采集，截制及贮藏方法。

二、材料工具1. 插穗：各种类型插穗材料；2. NAA、IBA；3. 工具：条剪、枝剪、天平、量筒、喷水壶、塑料薄膜、盆、皮尺、钢卷尺、竹棒。

三、方法步骤1. 采条：选生长健壮、无病虫害、品质优良的母树，在其上采集健壮的一年生枝或近根颈处1～2年生的萌芽条作插穗。

落叶树种在秋季后到翌春发芽前剪枝；常绿树插条，应于春季萌芽前采条，随采随插。

嫩枝扦插以采生长季节半木质化枝条为宜，采集时间因树种而异。

一般在秋冬采集的可作下面的处理：一是剪段土埋法：可剪成5-6寸长的段，每50根（或100根）一束，埋在二尺以下的土中。

二是全枝土埋法：将全技埋在土中，露出梢端在地上，插时再剪成段。

2. 插穗切制：将粗壮、充实、芽饱满的枝条，剪成5—20cm的插条，每个插条上带2—3个发育充实的芽，上切口距顶芽0.5—1cm，下切口靠近下芽，上切口平剪，下切口斜剪。

3. 插穗的处理：为了促进插穗生根，提早发根，提高成活率，可以用生长素（如萘乙酸）或生根粉等处理，应用适量的萘乙酸处理插穗基部，可以使枝条内部呼吸作用增强、水分吸收能力扩高、酶的作用增强、贮藏物质迅速分解转化，尤其是使可塑性物质在插穗下端积累。

这些变化，对愈合组织和不定根的产生有着良好的作用。

目前常用萘乙酸处理插穗，常用方法是快浸和慢浸。

将切制好的插穗50根或100根捆一捆（注意上、下切口方向一致），竖立放入配制好的溶液中，浸泡深度约2—3cm，浸泡时间12—24小时，浸泡浓度为50PPm。

4. 扦插⑴扦插方法：直接插入法，插穗与地面垂直；⑵深度：插穗入土深度为插穗长度的1/3—2/3；⑶插穗入土后应充分与土壤接触，避免悬空；⑷株行距：株距10cm，行距15—20cm；⑸浇水：插后立即灌足底水。

5. 管理工作⑴扦插后立即浇一次透水，以后保持插床浸润；⑵遮荫：为了防插条因光照增温，苗木失水，插后4—5月应搭荫棚遮荫降温；⑶抹芽：扦插成活后，当新苗长至15—30cm，应选取一个健壮的直立芽保留，其余除去。

实验七–八图形用户界面程序设计
一、实验目的
1、掌握JavaGUI程序设计的结构和方法
2、掌握常用组件的定义与应用
3、掌握Java事件处理的方法
二、实验内容
1、设计一个能够进行各种进位计数制的转换应用程序，它将一个指定为二、八、十、十六进制的整型数据转换成另一种进制的整型数据。

供参考的GUI程序界面如图所示。

2、设计一个函数计算器（小程序），能够求一个double类型数据的指定函数值。

GUI程序界面自己设定，要求有输入数字的按钮，不用键盘输入数字，只能用数字按钮来输入数字。

三、实验要求
1、实验六：完成以上两题的GUI界面设计
2、实验七：完成以上两题的事件触发。

实验一：锂离子电池制备及性能测试实验学时：6实验类型：综合实验要求：必修一*实验目的(1)了解锂离子二次电池的工作原理；(2)了解电解质溶液的导电机理和锂离子电池电极材料的合成方法；(3)掌握扣式锂离子电池电极的制备工艺及电池的装配过程；(4)掌握锂离子电池电性能测试方法。

二・实验内容扣式锂离子电池电极的制备工艺及电池的装配过程和扣式锂离子电池电化学性能测试。

三、实验原理、方法和手段液态锂离子二次电池通常采用层状复合氧化物为正极，人造石墨或者天然石墨为负极，充放电过程中通过锂离子的移动实现。

以商品化的液态电解质锂离子电池为例，如下图1」正极材料和负极材料分别为LiFePO4和石墨，以LiPF6・EC-DEC为电解液，其电池工作原理如下：锂离子电池实质上是一种锂离子浓差电池，正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。

正极材料是一种嵌锂式化合物，在外界电场作用下化合物中的Li从晶体中脱出和嵌入。

当电池充电时，Li+离子从正极嵌锂化合物中脱出，经过电解质溶液嵌入负极化合物晶格中，正极活，性物处于贫锂状态；电池放电时，Li+则从负极化合物中脱出，经过电解质溶液再嵌入正极化合物中，正极活f生物为富锂状态。

为保持电荷平衡，充放电过程中应有相同数量的电子经外电路传递，与Li—起在正、负极之间来回迁移，使正、负极发生相应的氧化还原反应，保持一定的电位。

工作电位与构成正、负极的可嵌锂化合物的化学性质、Li+离子浓度等有矢。

在正常充放电过程中，负极材料的化学结构不变。

因此，从充放电反应的可逆性看，锂离子电池反应是一种理想的可逆反应。

锂离子电池在工作电位与构成电极的插入化合物的化学性质、Li+的浓度有尖。

CurrentElectron▼充电：L I F C PO A - xLi+・ M ・X F C PO A + (l-x)LiFePO4放电：F C PO A + xLi八 + M ・xLiFePO^ + (l-x)FePO4图1・1・锂离子电池工作原理＞ LiFePO4为正极‘石墨为负极.研究表明，Li+的脱嵌过程是一个两相反应，存在着LiFePCU和FePCU两相的转化，充电时，铁离子从FeOc层面间迁移出来，经过电解液进入负极，发生FJ+ TFJ+的氧化反应，为保持电荷平衡，电子从外电路到达负极。

实验八：探究物体的动能大小与哪些因素有关一、实验要点巧提炼二、创新实验拓思路如图所示是某位老师在做探究动能的大小的影响因素时改进的实验装置示意图，在白色支架板上固定有两列相同的凹槽轨道，在每个轨道上方一定距离处固定了一排等间距编号的塑料卡纸，塑料卡纸可以弯曲，当小球从轨道上端滑下后，穿过卡纸时，会损失一部分动能，相当于克服阻力做功，小球穿过的卡纸数越多，说明小球的动能越.如图甲、乙所示是实验中的情景，观察可知，图甲探究的是对动能大小的影响，图乙探究的是对动能大小的影响.甲乙三、针对训练再巩固1．（2020•南京一模）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离.如图甲所示.请回答下列问题：（1）让质量不同的铁球从斜面的同一高度处由静止释放，这样做的目的是使铁球到达水平面时的相同.（2）该实验是通过观察的大小，来比较铁球的动能大小的.（3）有同学用图乙装置，将不同质量的铁球把同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，完成（1）中的实验探究，这个设计方案存在的问题是.2．（2020•云南一模）小贝利用如图所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”.他将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，会与静止在水平轨道上的木块C发生碰撞，碰撞后木块都会在水平轨道上滑行一定距离后停止.实验装置中小球A、B 的质量分别为m A、m B且m A＜m B；摆长为L且均相同；摆线与竖直方向的夹角为θ且θ1＜θ2.（1）在开始探究前，小贝将小球A、B同时拉到与竖直方向成相同角度的位置，然后由静止同时释放，观察到它们始终并排摆动且同时到达竖直位置.这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小均（选填“相同”或“不同”），且与小球的无关.（2）小贝通过甲、乙所示的探究过程，他观察到B球能将木块C撞得更远，经过思考可得出结论：小球的动能大小与有关.（3）图乙中小球B到达竖直位置时的速度（选填“大于”“小于”或“等于”）图丙中小球B 到达竖直位置时的速度.如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：当质量相同时，物体的速度，动能越大.（4）在小球撞击木块C以后，如果木块C受到的力突然全部消失，C将做运动.（5）质量和速度谁对动能的影响较大呢？小明所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据，如表一和表二所示.表一（钢球撞击时的速度v＝8cm/s）序号钢球质量/g木板滑行的距离/cm110010220020330030表二（钢球的质量m＝100g）序号钢球撞击的速度/cm/s木板滑行的距离/cm18102164032490分析表一、二两组数据可以得出：对物体的动能影响较大.参考答案【答案】大速度质量1.（1）速度（2）木块被撞后移动的距离（3）压缩程度相同，小球的动能相同对木块做的功相同，木块移动的距离相同（合理即可）2.（1）相同质量（2）质量（3）小于越大（4）匀速直线（5）速度。

土力学的八大试验实验一土的含水率试验（一）、试验目的土的含水率指土在105—1100C下烘于恒量时所失去的水的质量和干土质量的百分比值。

土在天然状态下的含水率称为土的天然含水率。

所以，试验的目的：测定土的含水率。

（二）、试验方法适用范围1、烘干法：室内试验的标准方法，一般粘性土都可以采用。

2、酒精燃烧法：适用于快速简易测定细粒土的含水率。

3、比重法：适用于砂类土。

（三）、烘干法试验1、仪器设备①烘箱：采用电热烘箱；②天平：称量200g,分度值0.01g；③其他：干燥器，称量盒。

2、操作步骤（1）取代表性试样，粘性土为15—30g,砂性土、有机质土为 50g,放入质量为m0的称量盒内，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量m1，精确至0.01g.（2）打开盒盖，将试样和盒放入烘箱，在温度105——1100C的恒温下烘干。

烘干时间与土的类别及取土数量有关。

粘性土不得少于8小时；砂类土不得少于6小时；对含有机质超过10%的土，应将温度控制在65——700C的恒温下烘至恒量。

（3）将烘干后的试样和盒取出，盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温，称干土加盒质量m2为，精确至0.01g。

3、计算含水率：按下式计算4、要求：（1）计算准确至0.1%；（2）本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值，允许平行差值应符合下表规定。

含水率（%）小于1010—40大于400.5 1.0 2.0允许平行差值（%）5、本试验记录格式详见报告实验二土的密度试验（一）、试验目的测定土在天然状态下单位体积的质量。

（二）、试验方法与适用范围一般粘性土，宜采用环刀法易破碎，难以切削的土，可采用蜡封法对于砂土与砂砾土，可用现场的灌砂法或灌水法。

（三）、环刀法的试验1、仪器设备①符合规定要求的环刀；②精度为0.01g的天平；③其他：切土刀，凡士林等。

2、操作步骤（1）测出环刀的容积V，在天平上称环刀质量m1。

（2）取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。

实验七 最大功率传输条件的测定实验名称：最大功率传输条件测定 实验类型：综合性□ 设计性■所属课程及代码：★电路（1）（2008185） 实验学时：3学时一．实验目的1、掌握含源一端口网络等效参数的基本测量方法，验证戴维宁定理和诺顿定理，加深对等效的思想是对外电路等效的实质的认识。

2、掌握负载获得最大传输功率的条件。

3、设计实验电路完成最大功率传输条件的测定。

4、了解电源输出功率与效率的关系。

二．预习与参考1、戴维宁和诺顿各等效参数及测量方法，等效定理。

2、负载获得最大功率传输的条件及定理等。

3、直流电源、数字万用表、直流电流表等仪器的使用说明。

4、proteus 仿真软件的基本使用。

三．设计指标1、电源与负载功率的关系图7.1可视为由一个电源向负载输送电能的模型。

图7.1电源向负载输送电能的模型。

R O 为电源内阻和传输线路电阻的总和，R L 为可变负载电阻，负载R L 消耗的功率P 表示为L L O L R RR U R I P 22⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+== 当R L =0或R L =∞时，电源输送给负载的功率均为0，以不同的R L 值代入上式可求得不同的P 值，其中必有一个R L 值使负载从电源处获得最大功率。

2、负载获得最大功率的条件当满足R L =R O 时，负载从电源获得的最大功率为L L L L L O MAXR U RR U R RR U P 42222=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=。

此时，称此电路处于“匹配”工作状态。

3、匹配电路的特点及应用在电路处于“匹配”状态时，电源本身要消耗一半的功率。

此时电源的效率只有50%。

显然对电力系统的能量传输过程是绝对不允许的。

发电机内阻很小，电路传输最主要目标是高效率送电。

为此负载电阻应远大于电源内阻，即不允许运行在匹配状态。

在电子技术中却完全不同。

一般的信号源本身功率较小，且有较大的内阻。

负载电阻（如扬声器）往往是较小的定值，希望能从电源获得最大的功率输出，而电源的效率往往不予考虑。

实验七、八铬、锰、铁、铜、镍实验七、铬、锰、铁的分离实验原理铬酸钾是强氧化剂，可以氧化两性离子铁离子（Fe2+）和锰离子（Mn2+）为铁（Ⅲ）离子（Fe3+）和高锰酸钾（KMnO4），从而达到分离铁、锰的目的。

而对于铬离子（Cr3+），它稳定性较强，一般不受铬酸钾的氧化影响，所以通常需要采用还原剂还原铬离子。

实验步骤1. 取1ml Cr（SO4）3、2ml FeSO4+2、2ml MnSO4+4、2ml酒石酸溶液，放入试管中，加入10ml H2O。

2. 滴加2ml铬酸钾溶液，不断摇晃，加完静置5min，用移液器取样看有否沉淀。

3. 如出现沉淀，再滴加铬酸钾溶液至试管液体变为橙黄色，即Cr 3+反应完毕。

4. 向剩余液体中滴加过量柠檬酸钠溶液，完全还原Cr3+生成深绿色h2[Cr（C2O4）2]的沉淀。

5. 过滤, 分别收集上清液和沉淀, 洗涤。

6. 上清液置换直到呈红色，将滤液与分离的沉淀一同还原为各自的碳酸盐。

7. 过滤，将滤液收集。

8. 用稀盐酸取代锌粉还原出Mn2+与Fe2+溶解，观察颜色的变化，直至完全还原后色消失。

9. 分别加盐酸与氢氧化钠试液调节pH，使Mn红色，Fe红棕色。

再各自用氢氧化氨和氢醋酸沉淀Fe3+和Mn2+，并用去离子水来洗涤沉淀。

10. 过滤得到Fe3+和Mn2+的混合溶液。

实验八、铜、镍的分离实验原理对于含铜、镍的混合溶液，首先加入氨水，使其保持弱碱性，然后加入巯基乙酸(NH2CH2CH2SCH2COOH)。

巯基乙酸(H2L)可与铜离子生成成分子配合物，但对镍离子无影响。

在一定pH范围内，Cu(HL)+的络合物与[Ni(H2O)6]2+在NH3存在下的竞争，使镍离子不络合，从而实现了两种离子的分离。

实验步骤1. 取混合溶液1ml，加入NH3水溶液使其保持弱碱性，具体pH值需要用pH计测定。

2. 加入适量巯基乙酸溶液，凉过去放置约5分钟。

3. 用氯仿从混合溶液中提取得Cu(HL)2，NH3钠合对中所含有的镍离子的比较不溶的Ni（OH）2。

实验八 验证动量守恒定律目标要求 1.理解动量守恒定律成立的条件，会利用不同案例验证动量守恒定律.2.知道在不同实验案例中要测量的物理量，会进行数据处理及误差分析．实验技能储备一、实验原理在一维碰撞中，测出相碰的两物体的质量m 1、m 2和碰撞前、后物体的速度v 1、v 2、v 1′、v 2′，算出碰撞前的动量p ＝m 1v 1＋m 2v 2及碰撞后的动量p ′＝m 1v 1′＋m 2v 2′，看碰撞前、后动量是否相等．二、实验方案及实验过程案例一：研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 1．实验器材气垫导轨、数字计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等． 2．实验过程(1)测质量：用天平测出滑块的质量． (2)安装：正确安装好气垫导轨，如图所示．(3)实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前、后的速度． (4)改变条件，重复实验： ①改变滑块的质量；②改变滑块的初速度大小和方向． (5)验证：一维碰撞中的动量守恒． 3．数据处理(1)滑块速度的测量：v ＝ΔsΔt ，式中Δs 为滑块上挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt 为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间． (2)验证的表达式：m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′. 案例二：研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒 1．实验器材斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸、圆规、铅垂线等．2．实验过程(1)测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球．(2)安装：按照如图甲所示安装实验装置．调整固定斜槽使斜槽底端水平．(3)铺纸：白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好．记下铅垂线所指的位置O.(4)放球找点：不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次．用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面．圆心P就是小球落点的平均位置．(5)碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度(同步骤(4)中的高度)自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次．用步骤(4)的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N，如图乙所示.(6)验证：连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度．将测量数据填入表中，最后代入m1·OP ＝m1·OM＋m2·ON，看在误差允许的范围内是否成立．(7)整理：将实验器材放回原处．3．数据处理验证的表达式：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON.三、注意事项1．前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”．2．案例提醒(1)若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应确保导轨水平．(2)若利用平抛运动规律进行验证：①斜槽末端的切线必须水平；②入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；③选质量较大的小球作为入射小球；④实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变．考点一 教材原型实验考向1 研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒例1 (2022·全国甲卷·23)利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究．让质量为m 1的滑块A 与质量为m 2的静止滑块B 在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后A 和B 的速度大小v 1和v 2，进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞．完成下列填空：(1)调节导轨水平；(2)测得两滑块的质量分别为 kg 和 kg.要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为________ kg 的滑块作为A ；(3)调节B 的位置，使得A 与B 接触时，A 的左端到左边挡板的距离s 1与B 的右端到右边挡板的距离s 2相等；(4)使A 以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B 碰撞，分别用传感器记录A 和B 从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间t 1和t 2；(5)将B 放回到碰撞前的位置，改变A 的初速度大小，重复步骤(4)．多次测量的结果如下表所示；1 2 3 4 5 t 1/s t 2/s k ＝v 1v 2k 2(6)表中的k 2＝________(保留2位有效数字)； (7)v 1v 2的平均值为______(保留2位有效数字)； (8)理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由v 1v 2判断．若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则v 1v 2的理论表达式为__________________(用m 1和m 2表示)，本实验中其值为________________(保留2位有效数字)，若该值与(7)中结果间的差别在允许范围内，则可认为滑块A 与滑块B 在导轨上的碰撞为弹性碰撞． 答案 (2) (6) (7)(8)v 1v 2＝m 2－m 12m 1解析 (2)用质量较小的滑块碰撞质量较大的滑块，碰后运动方向相反，故选质量为 kg 的滑块作为A .(6)由于两段位移大小相等，根据表中的数据可得k 2＝v 1v 2＝t 2t 1＝＝0.31.(7)v 1v 2的平均值为k ＝＋＋＋＋5＝0.32. (8)弹性碰撞时满足动量守恒和机械能守恒，可得m 1v 0＝－m 1v 1＋m 2v 2 12m 1v 02＝12m 1v 12＋12m 2v 22 联立解得v 1v 2＝m 2－m 12m 1，代入数据可得v 1v 2＝0.34.考向2 研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒例2 (2023·福建省莆田二中模拟)在验证动量守恒定律的实验中，请回答下列问题：(1)实验记录如图乙所示，为测定A 球不碰B 时做平抛运动的落点的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O 点对齐，图乙给出了小球A 落点附近的情况，可得A 的平均落点到O 点的距离应为________cm.(2)小球A 下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果________产生误差(填“会”或“不会”)．(3)实验装置如图甲所示，A 球为入射小球，B 球为被碰小球，以下有关实验过程中必须满足的条件正确的是________．A ．入射小球的质量m A 可以小于被碰小球的质量mB B ．实验时需要测量斜槽末端到水平地面的高度C ．入射小球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放D ．斜槽末端的切线必须水平，小球放在斜槽末端处，且应恰好静止(4)如果碰撞过程中系统机械能也守恒，根据图中各点间的距离，下列式子成立的有________． A ．m A ∶m B ＝ON ∶MPB ．m A ∶m B ＝OP ∶MPC ．m A ∶m B ＝OP ∶(MN －OM )D ．m A ∶m B ＝ON ∶(MN －OM ) 答案 (1) (2)不会 (3)D (4)AD解析 (1)小球A 落点，应该取多次落点的平均落点，即用尽量小的圆把这些落点圈起来的圆心的位置，由题图乙可得距离应为 cm.(2)在题图甲装置中，只要保证小球A 到达底端的速度相同即可，轨道有无摩擦对实验结果不会产生误差．(3)入射小球的质量m A 不可以小于被碰小球的质量m B ，否则A 球碰后反弹，故A 错误；在实验中不需要小球的下落高度，只要能保证高度相同，即可知道两小球下落时间相同，故B 错误；入射小球每次必从斜槽上的同一位置由静止释放，才能保证每次碰前的速度均相同，故C 错误；斜槽末端的切线必须水平，小球放在斜槽末端处，应能保持静止，故D 正确． (4)两球碰撞后，小球做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中做平抛运动的时间t 相等，小球做平抛运动的初速度v A ＝OP t ，v A ′＝OM t ，v B ′＝ONt由动量守恒定律得m A v A ＝m A v A ′＋m B v B ′则m A OP t ＝m A OM t ＋m B ON t ，m A m B ＝ON OP －OM ＝ON MP ，故A 正确，B 错误；由系统机械能守恒得12m A v A 2＝12m A v A ′2＋12m B v B ′2，代入速度表达式整理得m A (OP 2－OM 2)＝m B ON 2，又由m Am B ＝ONOP －OM，联立解得OP ＋OM ＝ON ，故OM ＝PN ，由几何关系得MN －OM ＝MN －PN ＝MP ，则m A ∶m B ＝ON ∶MP ＝ON ∶(MN －OM )，故D 正确，C 错误．考点二 探索创新实验考向1 实验装置的创新例3 如图为验证动量守恒定律的实验装置，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，按下面步骤进行实验：①用天平测出两个小球的质量分别为m 1和m 2；②安装实验装置，将斜槽AB 固定在桌边，使槽的末端切线水平，再将一斜面BC 连接在斜槽末端；③先不放小球m 2，让小球m 1从斜槽顶端A 处由静止释放，标记小球在斜面上的落点位置P ； ④将小球m 2放在斜槽末端B 处，仍让小球m 1从斜槽顶端A 处由静止释放，两球发生碰撞，分别标记小球m 1、m 2在斜面上的落点位置；⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B 的距离．图中M 、P 、N 三点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置，从M 、P 、N 到B 的距离分别为s M 、s P 、s N .依据上述实验步骤，请回答下面问题：(1)两小球的质量m 1、m 2应满足m 1________m 2(填“>”“＝”或“<”)；(2)小球m 1与m 2发生碰撞后，m 1的落点是图中________点，m 2的落点是图中________点； (3)用实验中测得的数据来表示，只要满足关系式________________，就能说明两球碰撞前后动量是守恒的；(4)若要判断两小球的碰撞是否为弹性碰撞，用实验中测得的数据来表示，只需比较________与________是否相等即可． 答案 (1)> (2)M N (3)m 1s P ＝m 1s M ＋m 2s N (4)m 1s P m 1s M ＋m 2s N解析 (1)为了防止入射小球碰撞后反弹，一定要保证入射小球的质量大于被碰小球的质量，故m 1>m 2；(2)碰撞前，小球m 1落在题图中的P 点，由于m 1>m 2，当小球m 1与m 2发生碰撞后，m 1的落点是题图中M 点，m 2的落点是题图中N 点；(3)设碰前小球m 1的水平初速度为v 1，当小球m 1与m 2发生碰撞后，小球m 1落到M 点，设其水平速度为v 1′，m 2落到N 点，设其水平速度为v 2′，斜面BC 与水平面的倾角为α，由平抛运动规律得s M sin α＝12gt 2，s M cos α＝v 1′t ，联立解得v 1′＝gs M cos 2 α2sin α，同理可得v 2′＝gs N cos 2α2sin α，v 1＝gs P cos 2 α2sin α，因此只要满足m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′，即m 1s P ＝m 1s M ＋m 2s N .(4)如果小球的碰撞为弹性碰撞， 则满足12m 1v 12＝12m 1v 1′2＋12m 2v 2′2代入以上速度表达式可得m 1s P ＝m 1s M ＋m 2s N 故验证m 1s P 和m 1s M ＋m 2s N 相等即可．考向2 实验方案的创新例4 某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置．在足够大的水平平台上的A 点放置一个光电门，其右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面．当地重力加速度大小为g .采用的实验步骤如下：A ．在小滑块a 上固定一个宽度为d 的窄挡光片；B ．用天平分别测出小滑块a (含挡光片)和小球b 的质量m a 、m b ；C ．a 和b 间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧(与a 、b 不连接)，静止放置在平台上；D ．细线烧断后，a 、b 瞬间被弹开，向相反方向运动；E ．记录滑块a 通过光电门时挡光片的遮光时间t ；F ．小球b 从平台边缘飞出后，落在水平地面的B 点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h 及平台边缘铅垂线与B 点之间的水平距离s ；G ．改变弹簧压缩量，进行多次测量．(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为________ mm. (2)针对该实验装置和实验结果，同学们做了充分的讨论．讨论结果如下：①该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证a 、b 弹开后的动量大小相等，即________＝________(用上述实验所涉及物理量的字母表示)；②若该实验的目的是求弹簧的最大弹性势能，则弹簧的弹性势能为________(用上述实验所涉及物理量的字母表示)；③改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到x a 与1t 2的关系图像如图丙所示，图线的斜率为k ，则平台上A 点左侧与滑块a 之间的动摩擦因数大小为________(用上述实验数据字母表示)．答案 (1) (2)①m a dt m b sg 2h②m a d 22t 2＋m b s 2g 4h ③d 22kg解析 (1)挡光片的宽度d ＝3 mm ＋16× mm ＝ mm.(2)①要验证“动量守恒定律”，则应该验证m a v a ＝m b v b ，由滑块a 通过光电门可求v a ＝d t ，由b 球离开平台后做平抛运动，根据h ＝12gt 2，s ＝v b t ，整理可得v b ＝sg2h，因此需验证的表达式为m a dt＝m b sg 2h ；②弹性势能大小为E p ＝12m a v a 2＋12m b v b 2，代入数据整理得E p ＝m a d 22t2＋m b s 2g 4h ；③根据动能定理可得μmgx a ＝12m v a 2，而v a ＝d t ，联立整理得x a ＝d 22μg ·1t 2，故k ＝d 22μg ，可得平台A 点左侧与滑块a 之间的动摩擦因数μ＝d 22kg.课时精练1．(2023·云南省昆明一中高三检测)某实验小组在进行“验证动量守恒定律”的实验，入射球与被碰球半径相同、质量不等，且入射球的质量大于被碰球的质量．(1)用游标卡尺测量直径相同的入射球与被碰球的直径，测量结果如图甲所示，则直径为________cm ；(2)实验中，直接测定小球碰撞前、后的速度是不容易的，但是可以通过仅测量________(填选项前的字母)，间接地解决这个问题； A ．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的水平位移D．小球的直径(3)实验装置如图乙所示，先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，再把B 球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下．记录纸上的O点是铅垂线所指的位置，M、P、N分别为落点的痕迹，未放B球时，A球落地点是记录纸上的________点；放上B球后，B球的落地点是记录纸上的________点；(4)释放多次后，取各落点位置的平均值，测得各落点痕迹到O点的距离：OM＝cm，OP ＝cm，ON＝cm.用天平称得入射小球A的质量m1＝g，被碰小球B的质量m2＝g．若将小球质量与水平位移的乘积作为“动量”，请将下面的表格填写完整．(结果保留三位有效数字)根据上面表格中的数据，你认为能得到的结论是____________________________；(5)实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是________．A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小答案(1)(2)C(3)P N(4)×10－3在实验误差允许范围内，可认为系统在碰前和碰后的“动量”守恒(5)C解析(1)球的直径d＝21 mm＋4× mm＝mm＝cm.(2)小球离开轨道后做平抛运动，因为小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球抛出的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，所以C 正确．(3)A球和B球相撞后，B球的速度增大，A球的速度减小，所以碰撞后A球的落地点距离O 点最近，B球的落地点距离O点最远，所以P点是未放B球时A球的落地点，N点是放上B 球后B球的落地点．(4)碰后“总动量”p ′＝m 1OM ＋m 2ON ＝0.016 8×0.131 0 kg·m ＋0.005 6×0.260 4 kg·m ≈×10－3 kg·m则可知碰撞前、后“总动量”近似相等，在实验误差允许范围内，可认为系统在碰前和碰后的“动量”守恒．(5)入射小球的释放点越高，入射球碰撞前的速度越大，相撞时内力越大，阻力的影响相对越小，可以较好地满足动量守恒的条件，也有利于减小测量水平位移时的相对误差，从而使实验的误差减小，C 正确．2．某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A 的前端粘有橡皮泥，推动小车A 使之做匀速运动．然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图甲所示．在小车A 后连着纸带，电磁打点计时器所用的电源频率为50 Hz ，长木板下垫着小木片用以补偿阻力．(1)若已得到打点纸带，测得各计数点间距如图乙所示，A 为运动起始的第一点，则应选________段来计算A 车的碰前速度，应选________段来计算A 车和B 车碰后的共同速度．(以上两空均选填“AB ”“BC ”“CD ”或“DE ”)(2)已测得小车A 的质量m 1＝ kg ，小车B 的质量m 2＝ kg ，由以上测量结果可得，碰前总动量为______ kg·m/s ；碰后总动量为____ kg·m/s(结果保留小数点后3位)．由上述实验结果得到的结论是：________________________________________________________. 答案 (1)BC DE (2) A 、B 碰撞过程中，在误差允许范围内，系统动量守恒解析 (1)小车A 碰前运动稳定时做匀速直线运动，所以选择BC 段计算A 碰前的速度；两小车碰后粘在一起仍做匀速直线运动，所以选择DE 段计算A 和B 碰后的共同速度． (2) 碰前小车A 的速度为v 0＝BC t ＝ 05×m/s ＝ m/s 则碰前两小车的总动量为p ＝m 1v 0＋0＝× kg·m/s ＝ kg·m/s 碰后两小车的速度为v ＝DE t ＝ 55×m/s ＝ m/s则碰后两小车的总动量为p ′＝(m 1＋m 2)v ＝(＋)× kg·m/s ＝ kg·m/s由上述实验结果得到的结论是：A 、B 碰撞过程中，在误差允许范围内，系统动量守恒．3．(2023·福建福州市模拟)某地中学生助手设计了一个实验演示板做“探究碰撞中的不变量”的实验，主要实验步骤如下：①选用大小为120 cm ×120 cm 的白底板竖直放置，悬挂点为O ，并标上如图所示的高度刻度；②悬挂点两根等长不可伸长的细绳分别系上两个可视为质点的A 摆和B 摆，两摆相对的侧面贴上双面胶，以使两摆撞击时能合二为一，以相同速度一起向上摆；③把A 摆拉到右侧h 1的高度，释放后与静止在平衡位置的B 摆相碰．当A 、B 摆到最高点时读出摆中心对应的高度h 2；回答以下问题：(1)若A 、B 两摆的质量分别为m A 、m B ，则验证动量守恒的表达式为________(用上述物理量字母表示)．(2)把A 摆拉到右侧的高度为 m ，两摆撞击后一起向左摆到的高度为 m ，若满足A 摆质量是B 摆质量的________倍，即可验证系统动量守恒，从而可以得出A 摆碰前初动能为碰后两摆损失机械能的________倍．答案 (1)m A h 1＝(m A ＋m B )h 2(2)1 2解析 (1)由机械能守恒定律可得m A gh 1＝12m A v 12，得碰前速度v 1＝2gh 1，由(m A ＋m B )gh 2＝12(m A ＋m B )v 22，得碰后速度v 2＝2gh 2，根据动量守恒可知需要验证的表达式为m A h 1＝(m A ＋m B )h 2.(2)把数据代入上述验证表达式可得m A ＝m B ，即若满足A 摆的质量是B 摆的质量的1倍，即可验证系统动量守恒；根据动量守恒定律有m A v 1＝(m A ＋m B )v 2，根据能量守恒定律有12m A v 12＝12(m A ＋m B )v 22＋ΔE ，联立解得ΔE ＝14m A v 12，即A 摆碰前初动能为碰后两摆损失机械能的2倍．4．(2023·云南省昆明一中模拟)现利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律．在图(a)中，气垫导轨上有A 、B 两个滑块，滑块A 右侧带有一弹簧片，左侧与连接打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B 左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间．实验测得滑块A (包括弹簧片)的质量m 1＝ kg ，滑块B (包括弹簧片和遮光片)的质量m 2＝ kg ，遮光片的宽度d ＝ cm ，打点计时器所用交流电的频率f ＝ Hz.将光电门固定在滑块B 的右侧，启动打点计时器，给滑块A 一向右的初速度，使它与B 相碰．碰后光电计时器显示的时间为Δt B ＝ ms ，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示．根据图(b)中所标数据，可分析推断出碰撞发生在________间， A 滑块碰撞前的速度为________ m/s ，B 滑块碰撞前的速度为________ m/s, A 滑块碰撞后的速度为________ m/s ，B 滑块碰撞后的速度为________ m/s.(结果保留三位有效数字)答案 EF 0解析 由于A 滑块与气垫导轨间的摩擦力非常小，所以除了碰撞过程，A 滑块运动过程因摩擦力产生的加速度非常小，在相同时间内相邻位移的差值也非常小，根据图(b)中所标数据，可看出只有EF 间的位移相比相邻间的位移变化比较明显，故碰撞发生在EF 间； A 滑块碰撞前的速度为v A ＝s FG T ＝×10－2 m/s ＝ m/s, B 滑块碰撞前的速度为0，A 滑块碰撞后的速度为v A ′＝s DE T ＝×10－2 m/s ＝ m/s ，B 滑块碰撞后的速度为v B ′＝d Δt B ＝×10－2×10－3m/s ≈ m/s. 5．某同学利用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器，使其出口处切线与水平桌面相平；②在一块长平木板表面先后钉上白纸和复写纸，将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘．将小球a向左压缩弹簧并使其由静止释放，a球碰到木板，在白纸上留下压痕P；③将木板向右水平平移适当距离，再将小球a向左压缩弹簧到某一固定位置并由静止释放，撞到木板上，在白纸上留下压痕P2；④将半径相同的小球b放在桌面的右边缘，仍让小球a从步骤③中的释放点由静止释放，与b球相碰后，两球均撞在木板上，在白纸上留下压痕P1、P3.(1)下列说法正确的是________．A．小球a的质量一定要大于小球b的质量B．弹簧发射器的内接触面及桌面一定要光滑C．步骤②③中入射小球a的释放点位置一定相同D．把小球轻放在桌面右边缘，观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平(2)本实验必须测量的物理量有________．A．小球的半径rB．小球a、b的质量m1、m2C．弹簧的压缩量x1，木板距离桌子边缘的距离x2D．小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离h1、h2、h3(3)用(2)中所测的物理量来验证两球碰撞过程中动量是否守恒，当满足关系式________时，则证明a、b两球碰撞过程中动量守恒．答案(1)AD(2)BD(3)m1h2＝m1h3＋m2h1解析(1)小球a的质量一定要大于小球b的质量，以防止入射球碰后反弹，选项A正确；弹簧发射器的内接触面及桌面不一定要光滑，只要a球到达桌边时速度相同即可，选项B错误；步骤②③中入射小球a的释放点位置不一定相同，但是步骤③④中入射小球a的释放点位置一定要相同，选项C错误；把小球轻放在桌面右边缘，观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平，选项D正确．(2)小球离开桌面右边缘后做平抛运动，设其水平位移为L，则小球做平抛运动的时间t＝L v0小球的竖直位移h＝12gt2联立解得v0＝L g2h碰撞前入射球a的水平速度v1＝L g2h2碰撞后入射球a的水平速度v2＝L g2h3碰撞后被碰球b 的水平速度v 3＝L g 2h 1 如果碰撞过程系统动量守恒，则m 1v 1＝m 1v 2＋m 2v 3 即m 1·Lg 2h 2＝m 1·L g 2h 3＋m 2·L g 2h 1， 整理得m 1h 2＝m 1h 3＋m 2h 1 则要测量的物理量是：小球a 、b 的质量m 1、m 2和小球在木板上的压痕P 1、P 2、P 3分别与P 之间的竖直距离h 1、h 2、h 3，故选B 、D.(3)由以上分析可知当满足关系式m 1h 2＝m 1h 3＋m 2h 1时，则证明a 、b 两球碰撞过程中动量守恒．。

实验八电势差计的使用【实验目的】1、掌握电势差计的工作原理和线路结构。

2、掌握电势差计的使用方法，学会用电势差计测量电动势或电势差。

【实验仪器】箱式电势差计（UJ-25型）、标准电池、工作电池，检流计、变阻器、电阻箱、电阻板等。

【实验原理】电势差计是一种精密测量电势差的仪器，它不仅可以精确测量电动势、电压、电流和电阻等，还可用来校准精密电表和直流电桥等直读式仪表，在非电量测量（如温度、压力、位移和速度等）的电测法中也占有重要地位。

一、补偿原理1、若用伏特表并联到电池的两端，（如图8-1）所示，由于伏特表内阻不是无限大，因此，电池内部特有电流通过。

这时，伏特表测得的不是电池的电动势而是电池的端电压V=E x-Ir（r 为电池内阻）。

图8-1 伏特表测电阻示意图图8-2 补偿法测电压示意图要准确测量电动势可采用图8-2所示的办法。

E x是待测电动势的电源；E0是可调的已知电动势电源。

调节E0，使灵敏电流计指零。

此时，回路中两电源的电动势大小相等、方向相反。

即E x= E0。

这种情况称为待测电动势E x得到己知电动势E0的补偿，这种互相抵消电势差的方法叫补偿法。

用补偿法测量电势差的实质是将待测电势差与己知电势差进行比较从而求出待测电势差的值。

二、电势差计的基本原理电势差计是根据补偿原理制成的一种精密测量仪器。

它的基本线路如图8-3所示。

图8-3 电势差计的基本原理图该线路由两部分电路组成。

虚线上部叫工作回路，R p为滑线变阻器作为制流器，起控制回路电流I的作用。

AB是精密电阻作为分压器，C、D是它的输出端。

C、D两个触点不但可以在A、B上移动，而且在任何位置上，C、D之间的电阻数值R CD都可以准确知道。

如果把工作回路中的电流调到某一确定的数值I N，则V CD=I N R CD就是已知的了。

这样电势差计的工作回路就可以提供一个与图8-2中的E0相当的电势差V CD，并且是可知和可调的。

虚线下部叫补偿回路，连接待测电动势E x和检流计G。

实验七光电池的光电特性及伏安特性一、实验目的1、了解硅光电池的光照特性，即短路电流及开路电压与光照的关系。

2、了解光电池在照度一定得情况下，它的输出电流与电压随负载变化的关系。

二、实验原理PN结的形成及单向导电性采用反型工艺在一块N型（P型）半导体的局部掺入浓度较大的三价（五价）杂质，使其变为P型（N型）半导体。

如果采用特殊工艺措施，使一块硅片的一边为P型半导体，另一边为N型半导体则在P型半导体和N型半导体的交界面附近形成PN结。

PN结是构成各种半导体器件的基础，许多半导体器件都含有PN结。

如图1所示，Θ代表得到一个电子的三价杂质（例如硼）离子，带负电； 代表失去一个电子的五价杂质（例如磷）离子，带正电。

由于P区有大量空穴（浓度大），而N区的空穴极少（浓度小），即P区的空穴浓度远远高于N区，因此空穴要从浓度大的P区向浓度小的N区扩散，并与N区的电子复合，在交界面附近的空穴扩散到N区，在交界面附近一侧的P区留下一些带负电的三价杂质离子，形成负空间电荷区。

同样，N区的自由电子也要向P区扩散，并与P区的空穴复合，在交界面附近一侧的N区留下一些带正电的五价杂质离子，形成正空间电荷区。

这些离子是不能移动的，因而在P型半导体和N型半导体交界面两侧形成一层很薄的空间电荷区，也称为耗尽层，这个空间电荷区就是PN结。

形成空间电荷区的正负离子虽然带电，但是它们不能移动，不参与导电。

而在这个区域内，载流子极少，所以空间电荷区的电阻率很高。

此外，这个区域内多数载流子已扩散到对方并复合掉了，或者说消耗尽了，所以空间电荷区有时称为耗尽层。

正负空间电荷在交界面两侧形成一个电场，成为内电场，其方向从带正电的N区指向带负电的P区，如图1所示。

由P区向N区扩散的空穴在空间电荷区将受到内电场的阻力，而由N区向P区扩散的自由电子也将受到内电场的阻力，即内电场对多数载流子（P区的空穴和N区的自由电子）的扩散运动起阻挡作用，所以空间电荷区又称为阻挡层。