1、高中物理总复习第01轮基础复习实验基础02分解高中物理总复习 第01轮基础复习 14（实验分析）BY LEX高中物理实验复习目录编写思想.1力学实验(8个)7热学实验(1个) 30电磁学实验(8个) 33光学实验(2个) 562008年9月20日整理于尊师工作室编写思想一、专题指导思想实验题在高考中每年都占有的一定比例，近几年的实验题其题型比较新颖，难度相对有所提高，并且其应用方面要求比较高，因而学生得分率较低，但经过研究发现，其虽新颖，但还是利用教学实验进一步整理提高，概括，推理，运用，因此，对整个高中物理的实验（学生实验，演示实验）做个完整的、系统的复习是很必要的；通过这个专题，可以提高学
2、生的应变能力，从而提高学生的素质。学生在以前的学习中已见过不少的实验题，但未进行过归纳总结。许多考生对新颖实验题，心理上产生畏难情绪，严重影响了知识水平的正常发挥。因此，在此开这一专题训练，以提高实验题解题技巧。二、教学目标培养学生思维的能力，提高学生应变能力，能充分利用学过的知识，来解决一些新的问题，使他们沉着冷静阅读原文，抓住关键条件，将新知识与已学过的知识结合、重组、转移、迁移，迅速找到解决问题的方法。 三、教学目的为提高学生实验应用能力而设置的专题；通过多媒体的帮助，能更大容量地丰富更多的知识。四、教学重点 . 对高考要求的“学生实验”进行总汇，并引导学生进行归类复习，并加以引伸。 .
3、 指导学生复习“课本著名实验（演示实验）”，注意其在科技、日常生活中的应用。五、教学特点通过多媒体，能使“版书”重复出现，并加入一些特殊多媒体效果，使学生的记忆加深。六、教学过程高考实验题的类型实验仪器、使用及量程确定学生实验（）学生实验（）课体著名实验实验专题训练小结。 详细见附录“教学过程”及“教学流程图”。高考物理实验的类型题.根据学生实验中的原理、仪器、步聚及数据处理进行出题。.对实验基本原理、基本知识进行能力测试，以填空，选择见多。.作光路图，实物连线，根据数据作图，分析图象结果及原因。.根据实验要求,设计实验，并根据原理得出结果，分析结果。一、学生实验（）基本仪器的使用及 测量方法
4、、高考要求实验仪器刻度尺；弹簧秤；打点计时器；秒表；湿度计；电流表；电压表；螺旋测微器；多用电表；滑动变阻器；电阻箱；游标卡尺;天平；灵敏电表。说明：学生应理解仪器的基本原理、使用方法 及实验中注意事项。、量程的选择基本原则、测量值越大，误差越小。、除多用电表测电阻外，其余物理量，读数越靠近满偏（一般12量程以上），其误差越小。、读数测量值准确值估计值准确值从仪器上直接读出估计值对应最小刻度最小刻度量程例题例题2使用欧姆挡中值电阻为1.5的多用电表测定R，R的阻值大约为20；下面给了在测量过程中的可能操作程序： A.旋动选挡旋钮，使其指向“R1k”； B.旋动选挡旋钮，使其指向“R100”；
5、C.旋动选挡旋钮，使其指向“R10”； D.旋动选挡旋钮，使其指向交流“V500”；E.旋动选挡旋钮，使其指向“R1”；F. 将两表笔 分别接到R的两端，读出R的值，随后断开；G.两表笔短路，旋动欧姆调零旋钮，使表针对准欧姆挡刻度上的0，随后断开。请将能准确测定电阻值，并符合多用电表安全使用规则的步聚按顺序代号填入下面的横线上：解析：根据多用表的使用步聚: 选挡调零测量复位; 并注意测量准确度。 得出答案：EGFD说明：1、秒表、螺旋测微器、游标卡 尺、刻度尺和电流（压）表等仪器其测量值越大，误差越小。 但多用表测电阻时，指针在中间附近比较准确。、基本物理量测定：.直接测量：加速度（含重力加速
6、度）、金属电阻率、电源电动势及内阻、折射率、焦距。.间接测量：电阻，速度等。例题有一阻值在100200之间,额定功率为0.25w的电阻,现用伏安法较准确测定的阻值,实验室中备有:.量程为50 mA,内阻20的电流表.量程为A,内阻0.01的电流表. C.量程为10V,内阻20k的电压表D.量程为5V,内阻10k的电压表. E.标有“,”的滑动变阻器F.伏的直流电源求：为保护待测电阻不至烧毁，实验中电阻两端电压应控制在V以下；电压表应选；为了保护待测电阻，通过它的电流应控制在A之下，应选的电流表；根据题意作出实验电路图。解析：电表的选择其量程应不小于测量值，且读数接近满量程时最好。考虑到内外接法
7、引起不同误差选如图电路。说明: 仪器选择一般以“可行“、精确“和“方便”为原则。可行即一定能保证仪器正常使用；精确即是尽可能地减小误差；方便即实验器材便于操作。为达上述目的，测量时，使读数越满偏越准确，但应注意，多用表测电阻时，指针指在中间附近最准确。例题用三棱镜测定玻璃的折射率的实验。先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一则插上两枚大头针，和，然后在棱镜的另一则观察，调整视线使的像被挡住。接着在眼睛所在的一则插两枚大头针和 ，使挡住和的像，使挡住、和的像；在纸上标出大头针的位置和三棱镜轮廓如图所示。求：作出所需的光路图为测出棱镜折射率，需测量的量是、，在图中标出。计算折射率的公式n=_。解答如下：
8、作出如图的光路图;测量入射角I, 折射角r; 根据公式可求。n=Sini/sinr说明： 根据学生实验的原理，引伸其他设计性实验，是高考常见的一种类型题，这就要求学生在复习时应注意实验原理及仪器的基本使用。二、学生实验（2）物理规律的验证、物理量的测量和物理现象的研究 1、物理规律的验证验证性实验：两个共点力的合成；牛顿第二定律；碰撞中的动量守恒；机械能守恒定律。这类实验要求学生理解实验原理的基础上，了解影响实验误差的因素。例题5某学生在做验证“牛顿第二定律”实验时，若测量数据都准确，其根据实验数据绘出如下两图，请分析其可能的原因：解析：图 中的图象与横轴相交点A，说明有拉力但没有加速度，即没
9、有平衡摩擦力。答案：没有平衡摩擦力图 中，如图作一线，与虚线实线相交点说明：在相同质量情况下，加速度不同， 根据其大小区别，可知没考虑到小m. 答案：没考虑到砂的质量m. 例题6某学生利用图示装置通过半径相同的、两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中是斜槽，为水平槽。实验时先使球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作次，得到个落点痕迹。再把球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让球仍从位置由静止开始滚下，和球碰撞后，、球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作次。图中O点是水平槽末端在记录纸上的垂投影点。球痕迹如图所示，其中米尺水平放置，且平行于、所在的
10、平面，米尺的零点与对齐。碰撞后球的水平射程应取为cm.在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答（填选项号）、水平槽上未放球时，测 量球落点位置到点的距离。 、球与球碰撞后，测量球 落点位置到点的距离。 、测量球或球的直径。 、测量球和球的质量（或两球质量之比）。 、测量点相对于水平槽面的高度。解析：取如图落点。碰撞后球的水平射程应取为cm.根据动量守恒实验的步聚则得其顺序为CAB2、物理量的测量力学实验教学目标1通过对实验的复习，做到对力学中的学生实验明确实验目的，掌握实验原理，学会实验操作，正确处理实验数据。2进一步学习用实验处理问题的方法，体会实验在物理学中的重要地位。3掌握实验操作
11、方法，培养动手操作的能力。4通过对力学中学生实验的比较，知道所涉及到实验的类型。5在掌握课本上所给学生实验的基础上，灵活应用所学知识解决其它问题。教学重点、难点分析1理解实验的设计思想，不但要知道怎样做实验，更应该知道为什么这样做实验。2掌握正确的实验操作，是完成实验的最基本要求，对学生来说也是难度较大的内容，一定要让学生亲自动手完成实验。3处理数据时，要有误差分析思想，要能够定性地分析在实验中影响实验误差的条件。教学过程一、误差及有效数字1误差（1）定义：测出的数值与真实值之间的差值叫误差。（2）分类：分为系统误差和偶然误差。系统误差：产生：由于仪器本身不精确，或实验方法粗略或实验原理不完善
12、而产生的。特点：多次重做同一实验时，误差总是同样地偏大或偏小。减小方法：校准测量仪器，改进实验方法，完善实验原理。偶然误差：产生：由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生。特点：多次重做同一实验时，误差有时偏大，有时偏小。减小方法：多次测量取平均值。2有效数字：（1）带一位不可靠数字的近似数字叫有效数字，有效数字的最后一位为误差所在位。（2）确定有效数字时，应注意以下问题：有效数字的位数与小数点的位置无关。有效数字的位数与单位无关。关于“0”在有效数字中的特殊性：0在前时，从左住右数第一个不为零的数字才是有效数字；0在后时，计入有效数字。乘方不算有效数字。巩固训练判定下列有效
13、数字的位数：（1）0.072 （2）2.930 （3）38000 （4）3.23102参考答案（1）2位 （2）4位 （3）5位 （4）3位二、考试大纲规定的学生实验在力学中一共有八个实验知识点是高考中要求的实验，在做实验复习时，要明确实验目的，掌握实验原理，理解地记住实验步骤，处理好实验数据。在实验复习中，实验操作是必不可少的。按照考试大纲中的顺序，我们一起来复习力学中所涉及的实验。实验1长度的测量（一）游标卡尺1游标卡尺的构造：主尺（附有左边上爪和下爪）；游标尺（附有右边上爪和下爪以及深度尺）；紧固螺钉。2游标卡尺的使用：外测量爪：可测量工作厚度或外径；内测量爪：可测量工作槽宽或内径；深度
14、尺：可测量工作的深度。3游标卡尺的原理：常见的游标卡尺有精度为0.1毫米、0.02毫米和0.05毫米三种，无论是哪一种，主尺的最小分度均为1毫米，设游标上一定长度的线段等分为n格，每分度长x毫米，使这线段总长度nx=kn-1（主尺上对应的长度），这里k为所取的主尺上对比分度数即毫米数。由此易知游标即每一最小分度真实长度x=（kn-1）/n毫米；游标与主尺每错开一格相差x=k-（kn-1）/n=1/n当k=1，n=10，x=9毫米，x=0.1毫米；n=50，x=0.98毫米，x=0.02毫米；当k=2，n=20，x=1.95毫米，x=0.05毫米；可见，游标卡尺的读数原理是利用游标尺刻线与主尺刻
15、线的微小差异，把微小量的读数积累起来进行对比而读出数字来的。4游标卡尺的读数：无零误差时读数法测量值L=主尺上整的毫米数N加上小于毫米的小数k1/m，即L=N毫米+k1/m，这里k为游标上第k格被主尺上某刻度线对齐的格数。（见下表）游标尺精度（mm）测量长度L=（主尺）Nmm+k1/m（mm）（游标尺上第K格与主尺上的刻线对齐时）（mm）总刻度格数刻度总长度（mm）每小格与主尺1格（1mm）相差1090.10.1N（主尺上读的毫米数）+0.1k20190.050.05N（主尺上读的毫米数）+0.05k50490.020.02N（主尺上读的毫米数）+0.02k5使用游标卡尺的注意事项：要以适当的
16、压力接触被测物，不可太紧，以防损伤平直度和平行度很高的测脚刀口。不允许测脏的物体或毛坯工件；不允许被测物夹在测脚间滑动，避免测量面划伤、磨损。 读数时，在测脚夹住被测物后适当旋紧固定螺丝。 读数时视线应垂直尺面并避免强光侧照，以减少偏视误差。 游标卡尺要轻拿轻放，用毕放回木盒中保存，防止尺或测脚碰伤或变形。 6测量值的有效数字。 游标卡尺测量物体或下爪张开狭缝观察光的衍射现象时能直接读出最小分度的准确值，有效数字的末位与游标卡尺的精度对齐，不需要估读，也不需要另在有效数字末位补“0”表示游标最小分度值，值得注意的是：如果用精度为0.1毫米、0.02毫米和0.05毫米3种游标卡尺测同一个工件，其
17、长度记作0.10毫米，这个数字末位的“0”，对精度为0.02毫米和0.05毫米的卡尺的读数而言，不是补的“0”，而是这两种卡尺的游标分别与各自的主尺错开5格和2格得到的。对精度为0.1毫米的卡尺而言，这个“0.10毫米”数据后面的“0”是不必要的。（二）实验条例与点拨实验目的：练习正确使用刻度尺和游标卡尺测量长度。测量一段金属管的长度、内径和外径；测量一个小量筒的深度。实验器材：刻度尺，游标卡尺，金属管，小量筒 。实验步骤：（1）用刻度尺测量金属管的长度。每次测量后让金属管绕轴转过45，再测量下一次，共测量四次。把测量的数据填入表格中，求出平均值。（2）用游标卡尺测量金属管的内径和外径。测量时
18、先在管的一端测量两个方向互相垂直的内径（或外径），再在管的另一段测量两个方向互相垂直的内径（或外径），把测量的数据填入表格中，分别求出内径和外径的平均值。（3）用游标卡尺测量小量筒的深度，共测量四次，把测量的数据填入表格中，求出平均值。金属管小量筒长度l/mm内径d/mm外径D/mm深度h/mm1234平均值【例】读出下列游标卡尺测量的读数。答案：（1）2.98cm （2）6.170cm （3）1.050cm（1） （2）（3）实验2研究匀变速直线运动（一）打点计时器打点计时器是一种使用交流电源的计时器。1电磁打点计时器的工作电压为4V6V，电火花打点计时器的工作电压是220V。2当电源频率是
19、50Hz 时，每隔0.02s打一次点。3两种打点计时器的构造、原理和工作电压不同。4两种计时器的打点间隔都是0.02s，因此打在纸上的点，记录了纸带运动的时间。如果把纸带跟运动的物体连接在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。研究纸带上的点子之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间里发生的位移，从而了解物体的运动情况。（二）实验前准备1根据纸带判断物体的运动情况（1）如果纸带上的点间隔均匀，说明物体做匀速直线运动，如果s为相邻两点间距，T为打点的周期，则匀速直线运动的速度。（2）设相邻点间距分别为s1、s2、s3若s2-s1= s3-s2 = s4-s3=sn+1-sn =s
20、，则说明物体做匀变速直线运动。2求打下某一点时，纸带运动的瞬时速度如右图示：已知物体做匀变速直线运动，欲求打下第n个点时纸带的瞬时速度，由（n-1）点到（n+1）点这段时间的中间时刻恰好为打下n点的时刻，可知打下n点时的瞬时速度应等于这段时间内的平均速度，即： 3根据纸带上的点求匀变速直线运动的加速度（1）原理一物体以加速度A做匀变速直线运动，在任意两个连续相等的时间间隔（T）内的位移（sn和sn+1）之差s是一个常数，即：s= sn+1-sn=aT2故测出纸带上各相邻点的间距后，可利用求解。（2）求解方法（A）“逐差法”求解：s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2分别求出， 然后取平均
21、值，即：，即为物体运动的加速度。（b）vt图象法：先根据求出打n个点时的瞬时速度，作出vt图象，图线的斜率即为物体运动的加速度。如右图，求出：，。作出vt图象如右图：右图中的斜率即为物体的加速度，即。（三）实验条例与点拨实验目的：使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。实验器材：电火花计时器或电磁打点计时器，一端附有滑轮的长木板，小车，纸带，刻度尺，导线，电源，钩码，细绳。实验步骤：（1）按教材146页图实-10所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸处桌面。把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。（2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码。把纸带穿
22、过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。（3）把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点。换上新纸带，重复实验三次。（4）从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点。为了测量方便和减小误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02s5=0.1s。在选好的开始点下面标明A，在第6点下面标明B，在第11点下面标明C，在第16点下面标明D，点A、B、C、D叫做计数点，如图所示。两个相邻计数点间的距离分别是s1、s2、s3（5）测出六段
23、位移s1、s2、s3、s4、s5、s6的长度，把测量结果填入下表中。（6）根据测量结果，利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a1、a2、a3的值。注意：T=0.1s。求出a1、a2、a3的平均值，它就是小车做匀变速直线运动的加速度。把计算的结果填入下表中，小车做匀变速直线运动的加速度a= 计数点位移s/m位移差s/m分段加速度a/ms-2小车加速度a/ms-201S1=2S2=3S3=4S4=S4-S1=5S5=S5-S2=6S6=S6-S3=（四）注意事项（1）将打点计时器固定在桌子上，以免在拉纸带时晃动它，并要轻轻试拉纸带，应无明显阻滞现象，同时复写纸应该能随纸带的移动而移动。必要时，可
24、通过定位轴的前后移动来调节复写纸的位置。（2）若纸带上出现双点或漏点现象，可通过适当调整振动片的长度予以纠正，若纸带上出现拖痕和点迹不清，应调整振针长度。【例】利用打点计时器测自由落体的加速度，重锤下落时打出一条纸带如图所示，计算重力加速度的数值。解：可先算出B点和C点的速度VB=（0.2736-0.1900）/（20.02）=2.09（m/s）VC=（0.3211-0.2299）/（20.02）=2.28（m/s）g=（2.28-2.09）/0.02=9.50（m/s2）实验3探究弹力和弹簧伸长的关系（一）学生分组实验实验目的：探索弹力与弹簧伸长的定量关系，并学习所用的科学方法。实验原理：弹
25、簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等。这样弹力的大小可以通过测定外力而得出（可以用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力）；弹簧的伸长可用直尺测出。多测几组数据，用列表或作图的方法探索出弹力与弹簧伸长的定量关系。实验器材：弹簧（不同的多根）、直尺、砝码。实验步骤：弹簧的弹力用F来表示，弹簧原长（自然长度）用l0来表示，弹簧现长用l来表示，弹簧的伸长用x来表示，则x=l-l0。1用直尺测出弹簧的原长l0。2如图所示，将弹簧一端固定，另一端挂上砝码（钩码），待弹簧平衡后，记录下弹簧的长度及砝码的重量。然后改变砝码的质量，再读出几组数据。3将数据记录在表格中；（弹簧原长l0= cm）12345
26、67F/Nl/cmx/cm4根据测量数据画出Fx图象：（以F为纵轴，以x为横轴）5探索结论：按照Fx图象中各点的分布与走向，尝试做出一条平滑的曲线（包括直线）。所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同。尝试写出曲线所代表的函数，首先尝试Fx是否为一次函数，如果不行则考虑二次函数或其它函数。6解释函数表达式中常数的物理意义。（二）注意事项1每次增减砝码测有关长度时，均需保证弹簧及砝码不上下振动而处于静止状态，否则，弹簧弹力将可能与砝码重力不相等。2测量有关长度时，应区别弹簧原长l0，实际总长l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系。3建立平面直角坐标系时，两轴上单位
27、长度所代表的量值要适当，不可过大，也不可过小。4描线的原则是，尽量使各点落在描画出的线上，少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线。（三）探索与研究用一个支架、一根弹簧、一把直尺和一个已知质量的砝码，来测定某个不太重的物体有多重，该怎么做？解析：将弹簧上端固定在支架上，下端挂上砝码（质量已知为m）测出弹簧伸长x。将砝码取下换上待测物体，测出弹簧种长x。待测物体的重为。【例1】某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图所示的实验装置。所用的钩码每只的质量都是30g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在
28、了下面的表中。（弹力始终未超过弹性限度，取g=9.8m/s2）（1）试根据这些实验数据在右图给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线，说明图线跟坐标轴交点的物理意义。砝码质量（g）0306090120150弹簧总长（cm）6.007.158.349.4810.6411.79弹力大小（N）（2）上一问所得图线的物理意义是什么?该弹簧的劲度k是多大?解：（1）根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上。可以判定F和L间是一次函数关系。画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧。该图线跟横轴交点的横坐标表示弹簧的原长。（2）图线的
29、物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比。由可得k=25N/m。实验4验证力的平行四边形定则（一）基本测量工具和测量数据 1基本测量工具及其使用 弹簧秤测两个分力的大小和等效合力的大小量角器测量由平行四边形定则作图得到的合力F与用一个弹簧秤直接拉出的合力F的夹角刻度尺（或者绘图三角板）则是作力的方向时画线和用一定比例长度表示力的大小使用弹簧秤应注意：使用前要先调到零点，再用标准砝码检查示值是否准确，如不准，可以旋转卡在弹簧圈的三角形钢片来改变弹簧的工作圈数，对于示值偏大的，应把三角片向上拧几圈，减少弹簧的工作圈数，增大劲度系数；对于示值偏小的则采取相反措施。使用时弹簧的伸长方向和所测拉力方向要一致。弹簧、指针、拉杆都不要与刻度板
