高考物理实验专题复习

1、.1 高考物理实验专题复习（上）高考物理实验专题复习（上） .2 一一 高高 考考 内内 容容 和和 要要 求求 1.知识内容要求知识内容要求 内容内容要求要求说明说明 1. 长度的测量长度的测量 1. 要求会正确使用要求会正确使用 的仪器主要有：刻度的仪器主要有：刻度 尺、游标卡尺、螺旋尺、游标卡尺、螺旋 测微器、天平、秒表、测微器、天平、秒表、 电火花计时器或电磁电火花计时器或电磁 打点计时器、弹簧秤、打点计时器、弹簧秤、 温度表、电流表、温度表、电流表、 电压表、多用电表、电压表、多用电表、 滑动变阻器、电阻箱、滑动变阻器、电阻箱、 等等。等等。 2. 研究匀变速运动研究匀变速运动 3.

2、 研究弹力和弹簧伸长的关系研究弹力和弹簧伸长的关系 4. 验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则 5. 验证动量守恒定律验证动量守恒定律 6. 研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动 7. 验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律 8. 用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度 9. 用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子的大小 .3 10. 用描迹法画出电场中平面上用描迹法画出电场中平面上 的等势线的等势线 2. 要求从认识误差要求从认识误差 问题在实验中的重要问题在实验中的重要 性，了解误差的概念，性，了解误差的概念， 知道系统误差和偶然知道系统误差和偶然 误差；知道用多次测误差；知道用多

3、次测 量求平均值的方法减量求平均值的方法减 少偶然误差；能在某少偶然误差；能在某 些实验中分析误差的些实验中分析误差的 主要来源；不要求计主要来源；不要求计 算误差。算误差。 3. 要求知道有效数要求知道有效数 字的概念，会用有效字的概念，会用有效 数字表达直接测量的数字表达直接测量的 结果结果.间接测量的有效间接测量的有效 数字运算不作要求。数字运算不作要求。 11. 测定金属的电阻率测定金属的电阻率 （同时练（同时练 习使用螺旋测微器）习使用螺旋测微器） 12. 描绘小电珠的伏安特性曲线描绘小电珠的伏安特性曲线 13. 把电流表改为电压表把电流表改为电压表 14. 用电流表和电压表测电池的

4、用电流表和电压表测电池的 电动势和内阻电动势和内阻 15. 用多用表探索黑箱内的电学用多用表探索黑箱内的电学 元件元件 16. 练习使用示波器练习使用示波器 17. 传感器的简单应用传感器的简单应用 18. 测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率 19. 用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长 .4 2能力要求能力要求 (1)能在理解的基础上独立完成能在理解的基础上独立完成“知识内容表知识内容表 ”中所列实验，能明确实验目的，能理解实验中所列实验，能明确实验目的，能理解实验 原理和方法，能控制实验条件。原理和方法，能控制实验条件。 (2)会正确使用在这些实验中用过的仪器。会正确使用在这些实验中用过

5、的仪器。 (3)会观察、分析实验现象，会记录、处理实会观察、分析实验现象，会记录、处理实 验数据，并得出结论。验数据，并得出结论。 (4)能灵活地运用已学过的物理理论、实验方能灵活地运用已学过的物理理论、实验方 法和实验仪器去处理问题。法和实验仪器去处理问题。 .5 二、实验基本知识和技能二、实验基本知识和技能 .6 三实验能力培养三实验能力培养 物理实验在高中物理学中占有相当重要的地物理实验在高中物理学中占有相当重要的地 位物理实验能力的培养成为高中物理能力位物理实验能力的培养成为高中物理能力 培养的重要目标之一通过学生分组实验及培养的重要目标之一通过学生分组实验及 演示实验，要求学生在实验

6、能力方面达到以演示实验，要求学生在实验能力方面达到以 下要求：下要求：“明确实验目的，理解实验原理和明确实验目的，理解实验原理和 方法，学会正确使用仪器进行观察和测量，方法，学会正确使用仪器进行观察和测量， 学会控制实验条件和排除实验故障，会分析学会控制实验条件和排除实验故障，会分析 处理实验数据并得出正确结论，了解误差和处理实验数据并得出正确结论，了解误差和 有效数字的概念，会独立地写出简要的实验有效数字的概念，会独立地写出简要的实验 报告报告” .7 1基本测量仪器的使用基本测量仪器的使用用于长度测量的米尺（最用于长度测量的米尺（最 小刻度为小刻度为mm），游标卡尺（最小分度为），游标卡尺

7、（最小分度为0.1、 0.05mm），螺旋测微器（千分尺）；用于质量测量），螺旋测微器（千分尺）；用于质量测量 的天平（托盘天平）；用于时间测量的打点计时器、的天平（托盘天平）；用于时间测量的打点计时器、 秒表；用于力测量的弹簧测力计；用于电流测量的电秒表；用于力测量的弹簧测力计；用于电流测量的电 流表，用于电压测量的电压表；用于电阻测量的欧姆流表，用于电压测量的电压表；用于电阻测量的欧姆 表等电源，电阻箱，滑动变阻器的正确使用表等电源，电阻箱，滑动变阻器的正确使用 2基本测量性实验的考查，基本测量性实验的考查，包括用打点计时器打出的包括用打点计时器打出的 纸带测瞬时速度，研究平抛运动测平抛初

8、速，用单摆测纸带测瞬时速度，研究平抛运动测平抛初速，用单摆测 重力加速度，测电阻、测定金属的电阻率，测电源电动重力加速度，测电阻、测定金属的电阻率，测电源电动 势和内阻，测灯的功率，测电表的电阻，测玻璃的折射势和内阻，测灯的功率，测电表的电阻，测玻璃的折射 率，测光的波长等率，测光的波长等 .8 3基本验证性实验的考查，基本验证性实验的考查，包括验证平行四边形定包括验证平行四边形定 则，验证动量守恒定律，机械能守恒定律等则，验证动量守恒定律，机械能守恒定律等 目前实验试题多偏重考查：基本测量仪器的掌握；目前实验试题多偏重考查：基本测量仪器的掌握； 实验原理和实验知识的理解，包括电学器材的连接原

9、实验原理和实验知识的理解，包括电学器材的连接原 理；物理实验步骤和过程的了解，能合理安排程序，理；物理实验步骤和过程的了解，能合理安排程序， 会查找实验过程的疏漏；实验器材的选择与使用；实会查找实验过程的疏漏；实验器材的选择与使用；实 验方法的选择，包括测量方法的选择，控制方法的选验方法的选择，包括测量方法的选择，控制方法的选 择等；对实验结果进行处理的能力，包括计算、列表、择等；对实验结果进行处理的能力，包括计算、列表、 作图象，通过实验数据处理得到合理结论；误差分析，作图象，通过实验数据处理得到合理结论；误差分析， 会合理安排实验以减少误差此外要求考生还要有将会合理安排实验以减少误差此外要

10、求考生还要有将 平时实验方法运用到新情景中的能力平时实验方法运用到新情景中的能力 4基本观测性实验的考查，基本观测性实验的考查，包括用描迹法画电场中包括用描迹法画电场中 平面上的等势线，用卡尺观察光的衍射实验等平面上的等势线，用卡尺观察光的衍射实验等 .9 （一）掌握常用的物理仪器（一）掌握常用的物理仪器 应了解仪器的构造和原理，会正确操作和读应了解仪器的构造和原理，会正确操作和读 数，会用有效数字记录测量数据数，会用有效数字记录测量数据 常用的物理仪器：常用的物理仪器：刻度尺、游标卡尺、刻度尺、游标卡尺、 螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或 电磁打点

11、计时器、弹簧秤、温度表、电流电磁打点计时器、弹簧秤、温度表、电流 表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻 箱、等等。箱、等等。 .10 例例一游标卡尺的主尺最小分度为一游标卡尺的主尺最小分度为1毫米毫米,游标上游标上 有有10个小等分间隔个小等分间隔,现用此卡尺来测量工件的直现用此卡尺来测量工件的直 径径,如图所示如图所示.该工件的直径为该工件的直径为_毫毫 米米. 29.80_ 答答:29.80(5分分,答答29.8的同样给的同样给5分分) .11 例例用游标为用游标为50分度的卡尺（测量值可准确到分度的卡尺（测量值可准确到 0.02mm）测定某圆筒的内

12、径时，卡尺上的示数）测定某圆筒的内径时，卡尺上的示数 如图可读出圆筒的内径为如图可读出圆筒的内径为_ mm 52.12 .12 例例 有一游标卡尺，主尺的最小分度是有一游标卡尺，主尺的最小分度是1毫米，毫米， 游标上有游标上有20个小的等分刻度用它测量一工件个小的等分刻度用它测量一工件 的长度，如图的长度，如图2所示图示的读数是所示图示的读数是_ mm104.05 .13 15 20 510 0 10 15 20 5 10 千分卡（螺旋测微器）千分卡（螺旋测微器） 15 20 5 10 0 20 25 30 15 10 15 20 5 10 0 20 25 30 15 10 10.190mm

13、9.694mm 1.601mm .14 15 20 5 10 0 40 45 30 35 10 例例 如图所示，在测金属丝直径时，螺旋测微器如图所示，在测金属丝直径时，螺旋测微器 读数如图可知该金属丝直径读数如图可知该金属丝直径d=_10 3 m 0.900 .15 秒表秒表 .16 0 31 2 33 4 35 6 37 8 39 41 10 43 12 14 45 16 47 18 49 20 51 22 53 24 26 55 57 28 59 0 1 2 6 7 8 9 10 11 3 4 5 12 13 14 2分分7.60秒秒 .17 0 31 2 33 4 35 6 37 8 3

14、9 41 10 43 12 14 45 16 47 18 49 20 51 22 53 24 26 55 57 28 59 0 1 2 6 7 8 9 10 11 3 4 5 12 13 14 1分分51.40秒秒 .18 0 31 2 33 4 35 6 37 8 39 41 10 43 12 14 45 16 47 18 49 20 51 22 53 24 26 55 57 28 59 0 1 2 6 7 8 9 10 11 3 4 5 12 13 14 2分分23.35秒秒 .19 （二）实验原理和实验知识的理解（二）实验原理和实验知识的理解 要求能依据理论知识，建立待求量与能直接测要求

15、能依据理论知识，建立待求量与能直接测 量的各个量之间的关系，拟定实验方案能合量的各个量之间的关系，拟定实验方案能合 理选择和组配仪器，选择实验条件和测量方法理选择和组配仪器，选择实验条件和测量方法 ，合理安排实验程序以减少误差或简化操作等，合理安排实验程序以减少误差或简化操作等 .20 例例 在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中,在下列在下列 所给出的器材中所给出的器材中,应该选用的是应该选用的是 (用器材前的字母表用器材前的字母表 示示). (A)6伏的交流电源伏的交流电源 (B)6伏的直流电源伏的直流电源 (C)100伏的直流电源伏的直流电源

16、 (D)量程量程00.5伏伏,零刻度在刻度盘中央的电压表零刻度在刻度盘中央的电压表 (E)量程量程0300微安微安,零刻度在刻度盘中央的电流表在实验过程零刻度在刻度盘中央的电流表在实验过程 中中,要把复写要把复写 纸、导电纸、白纸铺放在木板上纸、导电纸、白纸铺放在木板上,它们的顺序它们的顺序(自上而下自上而下)是是 . 在实验中在实验中,按下电键按下电键,接通电路接通电路.若一个探针与基准点若一个探针与基准点O接触接触,另一另一 探针已分别在基准点探针已分别在基准点O的两侧找到了实验所需要的两点的两侧找到了实验所需要的两点a、b(如如 右上图右上图),则当此探针与则当此探针与a点接触时点接触时

17、,电表的指针应电表的指针应 (填填“ 左偏左偏”、“指零指零”或或“右偏右偏”);当此探针与当此探针与b点接触时点接触时,电表的电表的 指针应指针应 (填填左偏左偏、指零指零或或右偏右偏). 导电纸导电纸复写纸复写纸白纸白纸 指零指零 指零指零 B、E .21 例例2用图用图7所示的装置做验证机械能守恒定律的实验，所示的装置做验证机械能守恒定律的实验， 按正确的实验操作得到几条打上点迹的纸带通常要按正确的实验操作得到几条打上点迹的纸带通常要 求从其中挑选头两点（即求从其中挑选头两点（即0、1两点）间的距离接近两点）间的距离接近 2mm的纸带进行测量但一位同学并未按此要求却选的纸带进行测量但一位

18、同学并未按此要求却选 取了一条操作正确，点迹清楚，但头两点（取了一条操作正确，点迹清楚，但头两点（0与与1点）点） 间的距离明显小于间的距离明显小于2mm的纸带进行标点（标出的纸带进行标点（标出0、1、 2、3等各实际点迹）测量（测出各点与等各实际点迹）测量（测出各点与0点的高度点的高度 差差h1、h2、h3cm），）， 见图见图8那么能否用它进行那么能否用它进行 正确计算以比较点正确计算以比较点n位置处位置处 的动能与重力势能的对应的动能与重力势能的对应 关系关系(n=2、3、4）,即能即能 否验证否验证1/2mv2 =mgh?理由理由 是是 ，列出点列出点n处瞬时处瞬时 速度的计算式速度的

19、计算式vn=_ .22 分析分析：本题的实验过程要求先接通电源，开动电磁打点计时器，在纸带：本题的实验过程要求先接通电源，开动电磁打点计时器，在纸带 上记下初始位置然后将纸带、重锤系统适时地无初速释放使之自由落上记下初始位置然后将纸带、重锤系统适时地无初速释放使之自由落 下所谓下所谓“适时适时”，最理想的情况是在振针刚好打在纸带上的一瞬间释，最理想的情况是在振针刚好打在纸带上的一瞬间释 情况的机会很少通常是在振针两次敲击纸带之间的某个时刻松手释放情况的机会很少通常是在振针两次敲击纸带之间的某个时刻松手释放 ，但只要是无初速释放，运动性质就仍然是自由落体，只是纸带上头，但只要是无初速释放，运动性

20、质就仍然是自由落体，只是纸带上头 .23 答答:(1) 要用游标卡尺测摆球直径要用游标卡尺测摆球直径d ,摆长等于摆线长加摆长等于摆线长加d/2（2分）（如果说明用分）（如果说明用 米尺量摆长时，摆长的下端从球心算起，也给米尺量摆长时，摆长的下端从球心算起，也给2分）分） (2) T=t / 29.5 (3) g应测量多次，然后取应测量多次，然后取g的平均值做最后结果（的平均值做最后结果（2分）（如果说明摆长和周分）（如果说明摆长和周 期的测量要进行多次，并取它们的平均值为期的测量要进行多次，并取它们的平均值为L和和T，算出，算出g，也给，也给2分）分） 例例 一位同学用单摆测重力加速度的实验

21、他将摆挂起一位同学用单摆测重力加速度的实验他将摆挂起 来后，进行了如下步骤：来后，进行了如下步骤： (A)测摆长测摆长L：用米尺量出摆线的长度：用米尺量出摆线的长度 (B)测周期测周期T：将摆球拉起，然后放开在摆球某次通：将摆球拉起，然后放开在摆球某次通 过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点 作为第一次，接着一直数到摆球第作为第一次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按次通过最低点时，按 秒表停止计时读出这段时间秒表停止计时读出这段时间t，算出单摆的周期，算出单摆的周期 T=t/60 (C) 将所测得的将所测得的L和和T代入周

22、期公式代入周期公式 算出算出g 将它作为实验的最后结果写入实验报告中去将它作为实验的最后结果写入实验报告中去 指出上面步骤中遗漏或错误的地方、写出该步骤的字指出上面步骤中遗漏或错误的地方、写出该步骤的字 母，并加以改母，并加以改 正（不要求进行误差计算）正（不要求进行误差计算） gLT2 .24 （三）会组装和调节实验装置（三）会组装和调节实验装置， 会正确连接电路实物图会正确连接电路实物图,这里主要体现实验这里主要体现实验 技能的考查然而正确、熟练的操作技能，技能的考查然而正确、熟练的操作技能， 仍以对仪器及实验原理的理解认识为前题仍以对仪器及实验原理的理解认识为前题 .25 滑动变阻器的使

23、用滑动变阻器的使用 A B CD 串联限流电路串联限流电路 并联分压电路并联分压电路分压器分压器 1. 滑动变阻器的滑动变阻器的 两种主要连接方式：两种主要连接方式： RX R A B C (D)RX R （1）保护电表不受损坏；）保护电表不受损坏； （2）改变电流电压值，多测量几次，求）改变电流电压值，多测量几次，求R X 的的 平均值，减少误差。平均值，减少误差。 2. 变阻器的作用变阻器的作用 .26 分压接法分压接法的优点是：电压变化范围大，附加功率损耗较大。的优点是：电压变化范围大，附加功率损耗较大。 限流接法限流接法的优点是：电路连接简便，的优点是：电路连接简便， 附加功率损耗较小

24、。附加功率损耗较小。 分压接法和限流接法的比较：分压接法和限流接法的比较： a.当两种接法均可满足实验要求时，一般选限流接法当两种接法均可满足实验要求时，一般选限流接法 b. 当负载电阻当负载电阻Rx 较小，变阻器总阻值较小，变阻器总阻值R 较大是较大是Rx 的几倍时，的几倍时， 限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法 c. 当负载电阻当负载电阻Rx 较大是较大是R 的几倍时，变阻器总阻值的几倍时，变阻器总阻值R 较小，较小， 限流接法对电流，电压的调控作用不明显，一般选分压接法限流接法对电流，电压的调控作用不明显，一般选分压接法 d.

25、 当要求电压从当要求电压从0 变起，一定用分压接法变起，一定用分压接法 限流电路限流电路分压电路分压电路 电压范围电压范围 电流范围电流范围 UU RR R X X 0U XX R U RR U X R U 0 .27 答答： 例例3：如图所示，某同学用此装置验证牛顿第二定如图所示，某同学用此装置验证牛顿第二定 律律A为放在水平桌面上的长木板，为放在水平桌面上的长木板，B为滑轮，为滑轮，C为小为小 车，车，D为砂桶，为砂桶，E为细线，为细线，F为纸带那么他应将电磁为纸带那么他应将电磁 打点计时器固定在什么地方？打点计时器固定在什么地方？_实验中还要对此实验中还要对此 装置做哪些重要调节装置做哪

26、些重要调节_ 将打点计时器固定在小车后的木板上将打点计时器固定在小车后的木板上 调节滑轮高度，使牵引小车的细线与木板平行；调节滑轮高度，使牵引小车的细线与木板平行； 在木板后端下面垫适当厚度的物体，使木板成为在木板后端下面垫适当厚度的物体，使木板成为 小倾角斜面，调节倾角，直到小车在不受牵引时小倾角斜面，调节倾角，直到小车在不受牵引时 恰好能沿木板匀速向下运动为止恰好能沿木板匀速向下运动为止 .28 （四）掌握处理实验数据的基本方法（四）掌握处理实验数据的基本方法 实验数据处理方法常用的是实验数据处理方法常用的是列表法列表法，分组隔，分组隔 项项逐差法逐差法（如测匀变速直线运动加速度所用（如测

27、匀变速直线运动加速度所用 方法）和方法）和图线法图线法 .29 用数学用数学图象法图象法处理实验数据是高考对实处理实验数据是高考对实 验能力考查的一个重要方面，用图象法处理验能力考查的一个重要方面，用图象法处理 数据求测量值，可以简化复杂计算并起到取数据求测量值，可以简化复杂计算并起到取 平均值减小随机误差的作用利用图线同样平均值减小随机误差的作用利用图线同样 可以验证物理规律，或者导出未知的物理量可以验证物理规律，或者导出未知的物理量 之间的关系但在作图时，因为用点的位置之间的关系但在作图时，因为用点的位置 表示一组实验数据，因此需要严格按规则作表示一组实验数据，因此需要严格按规则作 图，否

28、则误差反而会加大图，否则误差反而会加大 .30 作图的基本规则是作图的基本规则是： (1)必须用坐标纸，并尽可能保证测量时的准确数字必须用坐标纸，并尽可能保证测量时的准确数字 在图上也是准确的例如电流测量值为在图上也是准确的例如电流测量值为0.24A，0.2A 是准确的，图上应对应准确的分度是准确的，图上应对应准确的分度0.2A，而，而0.04A是是 估计的，在图中允许也是估计的，这样在作图时，估计的，在图中允许也是估计的，这样在作图时， 要充分考虑恰当地选取分度值要充分考虑恰当地选取分度值 (2)图上要标明图名，坐标轴所代表的物理量及单位，图上要标明图名，坐标轴所代表的物理量及单位， 各分度

29、值要用相应有效数字标明各分度值要用相应有效数字标明 (3)尽量使图线充满图纸，如是直线，尽量使其与横轴尽量使图线充满图纸，如是直线，尽量使其与横轴 成成3060角，这也是为了减少作图误差，这一点角，这也是为了减少作图误差，这一点 也是考虑横纵标分度的依据如果实验数据只分布在也是考虑横纵标分度的依据如果实验数据只分布在 某一区段如图某一区段如图17b所示，电压测量值在所示，电压测量值在1.00V到到1.50V 之间，坐标就可以从之间，坐标就可以从1.00V开始，以充分利用图纸开始，以充分利用图纸 (4)各数据点均应用记号标明，如在图中用：各数据点均应用记号标明，如在图中用：“”或或 用用“”等确定点的位置等确定点的位置 .31 5)连线作图时要使数据点均匀分布在图线两侧，以起连线作图时要使数据点均匀分布在图线两侧，以起 到取平均值的作用一般在已知数据间用实线相连，数到取平均值的作用一般在已知数据间用实线相连，数 据区域外用虚线延伸在已知规律情况下，如果某个数据区域外用虚线延伸在已知规律情况下，如果某个数 据点明显偏离图线，可以作为错测而舍去。据点明显偏离图线，可以作为错测而舍去。 当用图线求间接测量量时，若物理量的关系或规律当用图线求间接测量量时，若物理量的关系或规律 可表达成形如可表达成形如y=Kx+b的一