物理自主复习指引(六)考前多看一倍

1、物理自主复习指引（六） 考前多看一倍 实 验一、知识结构 一、基本仪器使用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： 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。 A、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。 B、熟悉仪器使用时的注意事项：往往是高考实验题的考点。注意事项一般是这样几方面：可能危及仪器安全的。如：螺旋测微器，在小砧快接触工件时，应改用微调旋钮，以免损坏精密螺杆。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

2、簧秤、各种电表）。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。 C、正确选择量程。大的量值用小量程，会损毁仪表；小的量值用大量程，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以上；欧姆表指针应在范围内，R中为刻度盘中心阻值。D、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；螺旋测微器要估读到

3、可动刻度的。 1、长度的测量： (1)游标卡尺 知道构造：主尺、游标尺、外测量爪、内测量爪、深度尺、紧固螺钉。 (2)螺旋测微器 读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部分（因为是10分度，所以在最小刻度后必须再估读一位），再把两部分读数相加，得测量值。 知道构造：右图的一依次是：测砧、测微螺杆、固定刻度、可动刻度、旋钮、微调旋钮和尺架。 2、电学测量仪器：电流表、电压表、多用电表 电流表、电压表 读数的基本原则：凡仪器最小刻度是10分度的，要求读到最小刻度后再往下估读一位；凡仪器最小刻度不是10分度的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读。多用电表(1)构造：

4、会画欧姆挡的内部电路图注意两表笔的极性。(2)测电阻的步骤：机械调零。选挡后手动调零。两表笔短接，转动调零旋钮，让指针指右边的零刻线(0)。 测量：让两表笔与待测电阻两端接触，手不接触表笔的金属。 指针在中值电阻附近时读数（乘以倍率），可以减小误差。 调挡的原则：“大小、小大”，即指针偏转角度大时调小倍率挡，指针偏转角度小时调大倍率挡。注意：换档后要重新欧姆调零。实验结束，把表笔从测试孔中取出，选择开关置于OFF档或交流电压的最高档。3、电学实验器材(1)滑动变阻器：(1)连接：限流式：与待测电阻串联分压式：整体与电源串联，一部分与待测电阻并联(2)限流式：开关闭合前变阻器的滑片要处于电阻的最

5、大值位置分压式：开关闭合前变阻器的滑片要处于电阻的最小值位置(2)电阻箱：电阻箱使用阻值的读数为每档指示数字乘以相应倍率后相加的总和。(3)电源：干电池1.5V、内阻大（0.2左右）、不能提供较强电流(0.6A)；铅蓄电池2V、内阻小（0.05左右）、可提供较强电流；学生电源输出电压可调、交直流可变换、内阻大且是变化的。二、基本实验方法：围绕实验的设计原理、误差控制、数据处理三个环节，中学阶段涉及的方法有： 1、设计实验原理 (1)控制变量法。如：在“验证牛顿第二定律的实验”中，加速度、力和质量的关系控制。 (2)近似替代法。用伏安法测电阻时，选择了合适的内外接方法，一般就忽略电表的非理想性。

6、 (3)等效替代法。某些量不易测量，可以用较易测量的量替代，从而简化实验。在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中，两球碰撞后的速度不易直接测量，在将整个平抛时间定为时间单位后，速度的测量就转化为对水平位移的测量了。 2、控制实验误差 (1)多次测量求平均值法：把测定的若干次测量值相加后除以测量次数求平均值减小偶然误差。 注意：取平均值时，应按原来测量仪器的准确度决定保留的位数。 (2)累积法：一些小量直接测量误差较大，可以多次累积起来测量，以减小误差。 3、数据处理 (1)逐差法。这就是用打点计时器打出的纸带计算加速度时用到的方法，这种方法充分利用了测量数据，具有较好的取平均的效果。 (2)图象法

7、。是物理实验中常用的方法。优点：直观、简便、有取平均的效果。由图线的斜率、载距、包围面积等可以研究物理量之间的关系，找出规律。在“描绘小灯泡伏安特性曲线”实验中，采用了这种方法得出电阻与温度有关的结论；可用图象法求物理量的值，在“测定电源电动势和内阻”的实验中用图象法来求E和不仅有取平均的效果，还可以剔除个别有错误的测量数据。 作图规则： 要标明坐标轴的轴名、单位，在轴上每隔相等的距离标明数值。 图上连线用直尺或光滑曲线，连线时不一定通过所有的数据点，而要使数据点在线的两侧合理分布。 在图上求直线的斜率时，要选取线上相距较远的两点，不一定要取原来测的数据点。 作图时常设法使图线线性化，即“化曲

8、为直”。 要使作出的图线大致分布整个坐标图纸。如在“测定电池电动势和内阻”的实验中，作UI图象时，纵坐标(U)的起点不为零更合理。三、电学实验的器材选择和实物连接 （一）电路结构：完整的实验电路包括三部分：测量电路，供电电路（变阻器、开关），（二）思路：（三）器材选择1、三方面因素：安全：如通过电源和电阻的电流不能超过其允许的最大电流；精确：电压表、电流表指针偏转至少超过满刻度的1/3。简便：连接简单，省电，操作方便。2、一般步骤：根据实验要求设计合理的实验电路；选定电源，选择电压表和电流表以及所用的量程。 根据电路选择滑动变阻器；a、零起必分压 b、烧表必分压 c、滑小用分压 d、滑大可限流

9、（四）实物连接： 画出实验电路图；分析各元件连接方式，明确电表量程； 画线连接各元件，一般先从电源正极开始，到开关，再到滑动变阻器等，按顺序画。 注意：不要犯一些低级错误，如将主开关接在支路上；将连线接到变阻器的滑动头上或支脚上；将进出变阻器的两根线都接在滑动杆上形成短路等。四、重要的电学和力学实验 （一）伏安法测电阻误差分析：内接法：，因电流表的分压。当时宜采用内接法，即“大内”；外接法：,，因电压表的分流。当时宜采用外接法，即“小外”。线路选择：原则“大内小外”，判断：视为“大”电阻；视为“小”电阻。（二）测定金属的电阻率原理：1、由公式知，金属导线的电阻率2、用毫米刻度尺测出金属导线的长

10、度L，用螺旋测微器测出导线的直径d，从而算出横截面积S，再测出电阻R，带入电阻率公式：，即可算出电阻率。3、测电阻R：伏安法。（三）测定电源电动势和内电阻1、原理：实验原理由实验提供的器材决定。(1)如果给定的器材是电压表和电流表，如图，由知，根据两组U、I值，联立方程可求得电源电动势E和内电阻r。（注意只能内接）(2)如果给定的器材是电压表和电阻箱，所选用的公式为。(3)如果给定的器材是电流表和电阻箱，所选用的公式为。2、数据处理：(1)计算法：E和r由以下方程组求出 (2)图像法：测出多组U、I值， 画U-I图线时，要使较多的点落在直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，偏离直线太远的点可舍去

11、不予考虑。 画U-I图线时，纵轴U的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始。（四）描绘小灯泡的伏安特性曲线 原理：如右图，测量电路：外接法（因为小灯泡的电阻较小） 供电电路：分压式接法（因为实验要求电压从零开始变化） 作图：充分利用坐标纸，合理标度坐标轴，平滑曲线连接。（五）互成角度的两个共点力的合成1、原理：两只弹簧秤成角度拉橡皮条AB和一只弹簧秤拉橡皮条AB的效果相同，这个效果就是指橡皮条的形变量（大小和方向）相同。 2、在画力的图示时，必须有箭头、标度、刻度。 3、实验有一定的偶然误差，用平行四边形定则求的合力F和一只弹簧秤的拉力F的图示大小和方向在误差允许范围内相同就可

12、以了。（六）测定匀变速直线运动的加速度1、纸带处理。2、用、可以计算相邻相等时间内的位移差、，如果它们在允许的误差范围内相等，则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动。3、利用纸带可以求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度：如4、利用纸带求被测物体的加速度a。有3种方法：“逐差法”：从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移，则用任意两段相邻记数点间的位移求a：如用图求a： 求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度，画出v-t图线，图线斜率等于加速度。 （七）验证牛顿第二运动定律 1、了解该实验的系统误差的来源。 用砂和砂桶的总重量代替小车受到的拉力。由牛顿第二定律可知，由于砂桶也在做匀加速运动，

13、因此砂和砂桶的总重量肯定大于小车受到的实际拉力。可以推导出结论：只有在小车的总质量M远大于砂和砂桶的总质量m时，才能使该系统误差足够小。 没有考虑摩擦阻力的作用。应该用平衡摩擦力的方法来消除这个系统误差。 2、为研究a、F、m三者的关系，要利用“控制变量法”，分别研究a与F、a与m的关系。(3)用图象法验证、（后者必须用图象，不能用a-m图象） （八）碰撞中的动量守恒 1、每次入射小球都应从斜槽轨道的同一位置开始自由下滑。 2、被碰小球的位置必须与入射小球等高，其中心与斜槽末端的水平距离恰好是小球半径的2倍。3、由于、均为水平方向，且两球的竖直下落高度相等，所以它们飞行时间相等，若以该时间为时

14、间单位，那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。在右图中分别用OP、OM和ON表示。因此只需验证：即可。 4、必须以质量较大的小球作为入射小球（保证碰撞后两小球都向前运动）。 5、小球落点的平均位置用圆规确定：用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面，圆心就是落点的平均位置。 6、所用的仪器有：天平、刻度尺、游标卡尺（测小球直径）、碰撞实验器、复写纸、白纸、重锤、两个直径相同质量不同的小球、圆规、笔。7、若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么两小球将不再同时落地，但两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动，于是验证式就变为：，两个小球的直径也不需测量了（但必须相等）。 （九）验证机械能守恒定律

15、本实验要求验证自由下落过程中机械能守恒，图示纸带的左端是用夹子夹重物的一端。1、要多做几次实验，选点迹清楚，且第一、二两点间距离接近2mm的纸带进行测量。2、用刻度尺量出从O点到1、2、3、4、5各点的距离、，利用“匀变速直线运动中间时刻的即时速度等于该段位移内的平均速度”，算出2、3、4各点对应的即时速度、，验证各点对应的重力势能减少量mgh和动能增加量是否相等。4、由于摩擦和空气阻力的影响，本实验的系统误差总是使5、本实验不需要测重物的质量。 （十）探究动能定理 1、探究思路 (1)改变功的大小：采用图示实验装置，用1条、2条、3条同样的橡皮筋将小车拉到同一位置释放，橡皮筋拉力对小车所做的

16、功依次为W、2W、3W (2)确定速度的大小：小车获得的速度v可由纸带和打点计时器测出，也可用其他方法测出。(3)寻找功与速度变化的关系：以橡皮筋拉力所做的功W为纵坐标，小车获得的速度v为横坐标，作出W-v曲线（即功速度曲线）。分析曲线，得出橡皮筋拉力对小车所做的功与小车获得的速度的定量关系。 2、平衡摩擦力 3、选择纸带上的点距确定速度 由于橡皮筋不可能做到各条之间的长度、粗细完全一致，使得每次改变橡皮筋的条数后，纸带上反映小车匀速运动阶段的点数和这些点的位置，不一定都在事先的设定点（即用1根橡皮筋拉小车时，与橡皮筋刚好处于自由长度相对应的纸带上打下的点）之后，而可能在设定点的前后。这是因为

17、小车在几条橡皮筋拉动下运动至设定点时，各条橡皮筋可能在设定点的前、后对小车不产生拉力，从而使纸带上打出的点出现上述情况。 因此，需要对纸带上的点进行分析，方法是比较设定点左右及设定点之后的若干个相邻两点间的距离是否基本相同，选择相邻距离基本相同的若干个点作为小车匀速运动阶段的点，用这些点计算小车的速度。4、用计算法处理实验数据在确定了橡皮筋对小车所做的功并测出了小车获得的速度后，如果作出的W-v曲线不是一条直线，可以采用计算的方法，即根据测得的速度分别按、算出相应的功的值，实际测得的速度与哪一种最接近，它们之间就具有哪一种关系。 5、用图象法处理实验数据根据实验测得的数据，分别作出W-v曲线、

18、曲线、曲线。如果哪一种图象更接近于过原点的倾斜直线，功与速度之间就是哪一种正比关系。二、命题趋势 历届高考在实验部分的命题重点：基本仪器的使用、基本物理量的测定、物理规律的验证和物理现象的研究、实验数据处理。二轮复习还是要从基本知识出发，稳扎稳打，在夯实基础的情况下再适当提高。实验题类型有： (1)强调基本技能，熟识各种器材的特点。像读数类：游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等；简单选器材类：像选取什么量程的电表和滑动变阻器等。 (2)重视实验原理，巧妙变换拓展。源于课本不拘泥课本一直是高考命题与课标理念所倡导的，所以熟悉课本实验、抓住实验的灵魂原理是复习的重中之重。在高中物理测量性实验中，都属于对物理量的间接测量，即将不易显示、不易测量的物