第7专题 高考物理实验

1、 2014 2014年高三物理总复习年高三物理总复习（鲁（鲁 科科 版）版） 铜仁学院铜仁学院 谭德斌谭德斌 E-mail: 第第7专题专题 高考物理实验高考物理实验知识网络知识网络考点预测考点预测物理实验是高考的主要内容之一课程标准物理实验是高考的主要内容之一课程标准考试大考试大纲纲就高考物理实验就高考物理实验(包括表包括表2)共列出共列出16个考点，要求会正确个考点，要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧测力计、平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧测力计、温度表、电流

2、表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等，并且对实验误差问题提出了更明确的要求等，并且对实验误差问题提出了更明确的要求 一、一、考试大纲考试大纲中的实验与探究能力要求中的实验与探究能力要求能能够独立完成够独立完成“物理知识表物理知识表”中所列的实验，中所列的实验，能能明确实明确实验目的，验目的，能能理解实验原理和方法，理解实验原理和方法，能能控制实验条件控制实验条件会会使用使用仪器，仪器，会会观察、分析实验现象，观察、分析实验现象，会会记录、处理实验数据，并记录、处理实验数据，并得出结论得出结论能能发现问题、提出问题，能灵活地应用已学过的发

3、现问题、提出问题，能灵活地应用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题二、实验题的主要特点二、实验题的主要特点物理实验年年考，年年有变化从近年的实验题来看，物理实验年年考，年年有变化从近年的实验题来看，其显著特点体现在如下两个方面其显著特点体现在如下两个方面(1)从简单的背诵实验转向分析、理解实验从简单的背诵实验转向分析、理解实验实验原理是物理实验的灵魂近年来，高考物理实验题实验原理是物理实验的灵魂近年来，高考物理实验题既不是简单地回答既不是简单地回答“是什么是什么”，也不是背诵，也不是背诵“该怎样该怎样”，而，而是从物理实验情境中理解是从物理实验情

4、境中理解“为什么为什么”，通过分析推理判断，通过分析推理判断“确实是什么确实是什么”，进而了解物理实验的每一个环节，进而了解物理实验的每一个环节(2)从既定的课本学生实验转向变化的创新实验从既定的课本学生实验转向变化的创新实验只有创新，试题才有魅力；也只有变化，才能永葆实验只有创新，试题才有魅力；也只有变化，才能永葆实验考核的活力近年来，既定刻板的学生实验已经从高考物理考核的活力近年来，既定刻板的学生实验已经从高考物理实验题中淡出，取而代之的是学生尚未接触过的要通过解读实验题中淡出，取而代之的是学生尚未接触过的要通过解读物理原理的新颖实验物理原理的新颖实验(如应用性、设计性、专题性实验如应用性

5、、设计性、专题性实验等等)创新的实验题可以使能力考核真正落到实处创新的实验题可以使能力考核真正落到实处要点归纳要点归纳一、实验题的归纳与说明一、实验题的归纳与说明归类归类实验内容实验内容说明说明应应用用性性实实验验1游标卡尺的使用游标卡尺的使用测量原理、使用方法；测量原理、使用方法；10分度、分度、20分度、分度、50分度的游标卡尺的读数等分度的游标卡尺的读数等2螺旋测微器的使用螺旋测微器的使用构造、原理、使用方法、正确读数等构造、原理、使用方法、正确读数等3练习使用示波器练习使用示波器面板上各个旋钮或开关的作用；调试方面板上各个旋钮或开关的作用；调试方法；观察正弦波的波形等法；观察正弦波的波

6、形等4传感器的简单应用传感器的简单应用光电转换和热电转换及其简单应用；光光电转换和热电转换及其简单应用；光电计数的简单了解等电计数的简单了解等验验证证性性实实验验5验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则实验的等效思想；作图法等实验的等效思想；作图法等6验证动量守恒定律验证动量守恒定律用平抛实验器进行实验；转化要验证的用平抛实验器进行实验；转化要验证的等效表达式；对暂态过程分阶段测量等等效表达式；对暂态过程分阶段测量等7验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律用自由落体进行验证；使用打点计时器用自由落体进行验证；使用打点计时器和刻度尺等和刻度尺等归类归类实验内容实验内容说明说明测测量量性性实实

7、验验8用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度使用刻度尺和秒表；实验操作要求等使用刻度尺和秒表；实验操作要求等9用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子的大小溶液的配制；油膜面积的估算方法等溶液的配制；油膜面积的估算方法等10测定金属的电阻率测定金属的电阻率使用刻度尺和螺旋测微器；电流表、电使用刻度尺和螺旋测微器；电流表、电压表量程的选择；测量电路的选取与连压表量程的选择；测量电路的选取与连接等接等11把电流表改装为电压表把电流表改装为电压表“半偏法半偏法”的设计思想与误差分析；计的设计思想与误差分析；计算分压电阻；改装表的校对与百分误差算分压电阻；改装表的校对与百分误差等等12测定电源的电动势

8、和内测定电源的电动势和内阻阻实验电路的选取与连接；作图法求解的实验电路的选取与连接；作图法求解的方法等方法等13测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率用插针法测定；画光路图等用插针法测定；画光路图等14用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长用双缝干涉仪进行实验；实验调节；分用双缝干涉仪进行实验；实验调节；分划板的使用等划板的使用等归类归类实验内容实验内容说明说明研研究究性性实实验验15研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动明确实验目的；使用打点计时器；用刻明确实验目的；使用打点计时器；用刻度尺测量、分析所打的纸带来计算加速度尺测量、分析所打的纸带来计算加速度等度等16研究平抛物体的运动研究平抛物体的

9、运动用平抛实验器进行实验；研究的目的和用平抛实验器进行实验；研究的目的和方法；描绘平抛轨迹；计算平抛物体的方法；描绘平抛轨迹；计算平抛物体的初速度等初速度等17用描迹法画出电场中平用描迹法画出电场中平面上的等势线面上的等势线用恒定电流场模拟静电场；寻找等电势用恒定电流场模拟静电场；寻找等电势点的方法；描迹的方法等点的方法；描迹的方法等18描绘小电珠的伏安特性描绘小电珠的伏安特性曲线曲线使用电流表、电压表、滑动变阻器；电使用电流表、电压表、滑动变阻器；电路的选取与连接；描绘路的选取与连接；描绘UI图象并分析图象并分析曲线非线性的原因等曲线非线性的原因等探探究究性性实实验验19探究弹力和弹簧伸长的

10、探究弹力和弹簧伸长的关系关系实验设计的原理和方法；实验数据的记实验设计的原理和方法；实验数据的记录与分析；实验结论的描述与表达形式录与分析；实验结论的描述与表达形式等等20用多用电表探索黑箱内用多用电表探索黑箱内的电学元件的电学元件多用电表的使用与读数；探索的思路；多用电表的使用与读数；探索的思路；测量过程中的分析与判断等测量过程中的分析与判断等二、物理实验的基本思想方法二、物理实验的基本思想方法1等效法等效法等效法是科学研究中常用的一种思维方法对一些复杂等效法是科学研究中常用的一种思维方法对一些复杂问题采用等效法，可将其变换成理想的、简单的、已知规律问题采用等效法，可将其变换成理想的、简单的

11、、已知规律的过程来处理，常使问题的解决得以简化因此，等效法也的过程来处理，常使问题的解决得以简化因此，等效法也是物理实验中常用的方法如在是物理实验中常用的方法如在“验证力的平行四边形定验证力的平行四边形定则则”的实验中，要求用一个弹簧秤单独拉橡皮条时，要与用的实验中，要求用一个弹簧秤单独拉橡皮条时，要与用两个互成角度的弹簧秤同时拉橡皮条时产生的效果相同两个互成角度的弹簧秤同时拉橡皮条时产生的效果相同使结点到达同一位置使结点到达同一位置O，即要在合力与两分力等效的条件，即要在合力与两分力等效的条件下，才能找出它们之间合成与分解时所遵循的关系下，才能找出它们之间合成与分解时所遵循的关系平行平行四边

12、形定则又如在四边形定则又如在“验证动量守恒定律验证动量守恒定律”的实验中，用小的实验中，用小球的水平位移代替小球的水平速度；在球的水平位移代替小球的水平速度；在“验证牛顿第二定验证牛顿第二定律律”的实验中，通过调节木板的倾斜度使重力的分力抵消摩的实验中，通过调节木板的倾斜度使重力的分力抵消摩擦力而等效于物体不受摩擦力作用还有，电学实验中电流擦力而等效于物体不受摩擦力作用还有，电学实验中电流表的改装、用替换法测电阻等，都是等效法的应用表的改装、用替换法测电阻等，都是等效法的应用2转换法转换法将某些不易显示、不易直接测量的物理量转化为易于显将某些不易显示、不易直接测量的物理量转化为易于显示、易于测

13、量的物理量的方法称为转换法示、易于测量的物理量的方法称为转换法(间接测量法间接测量法)转转换法是物理实验常用的方法如：弹簧测力计是把力的大小换法是物理实验常用的方法如：弹簧测力计是把力的大小转换为弹簧的伸长量；打点计时器是把流逝的时间转换成振转换为弹簧的伸长量；打点计时器是把流逝的时间转换成振针的周期性振动；电流表是利用电流在磁场中受力，把电流针的周期性振动；电流表是利用电流在磁场中受力，把电流转化为指针的偏转角；用单摆测定重力加速度转化为指针的偏转角；用单摆测定重力加速度g是通过公式是通过公式T 把把g的测量转换为的测量转换为T和和L的测量，等等的测量，等等 2Lg3留迹法留迹法留迹法是利用

14、某些特殊的手段，把一些瞬间即逝的现象留迹法是利用某些特殊的手段，把一些瞬间即逝的现象(如位置、轨迹等如位置、轨迹等)记录下来，以便于此后对其进行仔细研究记录下来，以便于此后对其进行仔细研究的一种方法留迹法也是物理实验中常用的方法如：用打的一种方法留迹法也是物理实验中常用的方法如：用打点计时器打在纸带上的点迹记录小车的位移与时间之间的关点计时器打在纸带上的点迹记录小车的位移与时间之间的关系；用描迹法描绘平抛运动的轨迹；在系；用描迹法描绘平抛运动的轨迹；在“测定玻璃的折射测定玻璃的折射率率”的实验中，用大头针的插孔显示入射光线和出射光线的的实验中，用大头针的插孔显示入射光线和出射光线的方位；在描绘

15、电场中等势线的实验中，用探针通过复写纸在方位；在描绘电场中等势线的实验中，用探针通过复写纸在白纸上留下的痕迹记录等势点的位置等等，都是留迹法在实白纸上留下的痕迹记录等势点的位置等等，都是留迹法在实验中的应用验中的应用4累积法累积法累积法是把某些难以直接准确测量的微小量累积后测累积法是把某些难以直接准确测量的微小量累积后测量，以提高测量的准确度的一种实验方法如：在缺乏高精量，以提高测量的准确度的一种实验方法如：在缺乏高精密度的测量仪器的情况下测细金属丝的直径，常把细金属丝密度的测量仪器的情况下测细金属丝的直径，常把细金属丝绕在圆柱体上测若干匝的总长度，然后除以匝数就可求出细绕在圆柱体上测若干匝的

16、总长度，然后除以匝数就可求出细金属丝的直径；测一张薄纸的厚度时，常先测出若干页纸的金属丝的直径；测一张薄纸的厚度时，常先测出若干页纸的总厚度，再除以被测页数即所求每页纸的厚度；在总厚度，再除以被测页数即所求每页纸的厚度；在“用单摆用单摆测定重力加速度测定重力加速度”的实验中，单摆周期的测定就是通过测单的实验中，单摆周期的测定就是通过测单摆完成多次全振动的总时间除以全振动的次数，以减小个人摆完成多次全振动的总时间除以全振动的次数，以减小个人反应时间造成的误差影响等反应时间造成的误差影响等 5模拟法模拟法模拟法是一种间接实验方法，它是通过与原型相似的模模拟法是一种间接实验方法，它是通过与原型相似的

17、模型来说明原型的规律性的模拟法在中学物理实验中的典型型来说明原型的规律性的模拟法在中学物理实验中的典型应用是应用是“用描迹法画出电场中平面上的等势线用描迹法画出电场中平面上的等势线”这一实验，这一实验，由于直接描绘静电场的等势线很困难，而恒定电流的电场与由于直接描绘静电场的等势线很困难，而恒定电流的电场与静电场相似，所以用恒定电流的电场来模拟静电场，通过它静电场相似，所以用恒定电流的电场来模拟静电场，通过它来了解静电场中等势线的分布情况来了解静电场中等势线的分布情况6控制变量法控制变量法 在多因素的实验中，可以先控制一些量不变，依次研究在多因素的实验中，可以先控制一些量不变，依次研究某一个因素

18、的影响如在某一个因素的影响如在“验证牛顿第二定律验证牛顿第二定律”的实验中，的实验中，可以先保持质量一定，研究加速度和力的关系；再保持力一可以先保持质量一定，研究加速度和力的关系；再保持力一定，研究加速度和质量的关系；最后综合得出加速度与质定，研究加速度和质量的关系；最后综合得出加速度与质量、力的关系量、力的关系三、实验数据的处理方法三、实验数据的处理方法1列表法列表法在记录和处理数据时，常常将数据列成表格数据列表在记录和处理数据时，常常将数据列成表格数据列表可以简单而又明确地表示出有关物理量之间的关系，有助于可以简单而又明确地表示出有关物理量之间的关系，有助于找出物理量之间联系的规律性找出物

19、理量之间联系的规律性列表的要求：列表的要求：(1)写明表的标题或加上必要的说明；写明表的标题或加上必要的说明；(2)必须交代清楚表中各符号所表示的物理量的意义，并必须交代清楚表中各符号所表示的物理量的意义，并写明单位；写明单位；(3)表中数据应是正确反映测量结果的有效数字表中数据应是正确反映测量结果的有效数字2平均值法平均值法现行教材中只介绍了算术平均值，即把测定的数据相加现行教材中只介绍了算术平均值，即把测定的数据相加求和，然后除以测量的次数必须注意的是，求平均值时应求和，然后除以测量的次数必须注意的是，求平均值时应该按测量仪器的精确度决定应保留的有效数字的位数该按测量仪器的精确度决定应保留

20、的有效数字的位数3图象法图象法图象法是物理实验中广泛应用的处理实验数据的方图象法是物理实验中广泛应用的处理实验数据的方法图象法的最大优点是直观、简便在探索物理量之间的法图象法的最大优点是直观、简便在探索物理量之间的关系时，由图象可以直观地看出物理量之间的函数关系或变关系时，由图象可以直观地看出物理量之间的函数关系或变化趋势，由此建立经验公式化趋势，由此建立经验公式作图的规则：作图的规则：(1)作图一定要用坐标纸，坐标纸的大小要根据有效数字作图一定要用坐标纸，坐标纸的大小要根据有效数字的位数和结果的需要来定；的位数和结果的需要来定；(2)要标明轴名、单位，在轴上每隔一定的间距按有效数要标明轴名、

21、单位，在轴上每隔一定的间距按有效数字的位数标明数值；字的位数标明数值；(3)图上的连线不一定通过所有的数据点，而应尽量使数图上的连线不一定通过所有的数据点，而应尽量使数据点合理地分布在线的两侧；据点合理地分布在线的两侧；(4)作图时常通过选取适当的坐标轴使图线线性化，即作图时常通过选取适当的坐标轴使图线线性化，即“变曲为直变曲为直”虽然图象法有许多优点，但在图纸上连线时有较大的主虽然图象法有许多优点，但在图纸上连线时有较大的主观任意性，另外连线的粗细、图纸的大小、图纸本身的均匀观任意性，另外连线的粗细、图纸的大小、图纸本身的均匀程度等，都对结果的准确性有影响程度等，都对结果的准确性有影响四、实

22、验误差的分析及减小误差的方法四、实验误差的分析及减小误差的方法中学物理中只要求初步了解绝对误差与相对误差、偶然中学物理中只要求初步了解绝对误差与相对误差、偶然误差与系统误差的概念，以及能定性地分析一些实验中产生误差与系统误差的概念，以及能定性地分析一些实验中产生系统误差的主要原因系统误差的主要原因(1)绝对误差与相对误差绝对误差与相对误差设某物理量的真实值为设某物理量的真实值为A0，测量值为，测量值为A，则绝对误差为，则绝对误差为A|AA0|，相对误差为，相对误差为 (2)偶然误差与系统误差偶然误差与系统误差偶然误差是由于各种偶然因素对实验的影响而产生偶然误差是由于各种偶然因素对实验的影响而产

23、生的偶然误差具有随机性，有时偏大，有时偏小，所以可以的偶然误差具有随机性，有时偏大，有时偏小，所以可以通过多次测量求平均值的方法减小偶然误差通过多次测量求平均值的方法减小偶然误差000|AAAAA 系统误差是由于仪器本身不够精确，或实验方法粗略，系统误差是由于仪器本身不够精确，或实验方法粗略，或实验原理不完善而产生的它的特点是使测量值总是偏大或实验原理不完善而产生的它的特点是使测量值总是偏大或总是偏小所以，采用多次测量求平均值的方法不能减小或总是偏小所以，采用多次测量求平均值的方法不能减小系统误差要减小系统误差，必须校准仪器，或改进实验方系统误差要减小系统误差，必须校准仪器，或改进实验方法，或

24、设计在原理上更为完善的实验方案法，或设计在原理上更为完善的实验方案课本上的学生实验中就有不少减小实验系统误差的方法课本上的学生实验中就有不少减小实验系统误差的方法和措施譬如，在和措施譬如，在“研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动”的实验中，若使的实验中，若使用电磁打点计时器测量，由于电磁打点计时器的振针与纸带用电磁打点计时器测量，由于电磁打点计时器的振针与纸带之间有较大的且不连续、不均匀的阻力作用，会给加速度的之间有较大的且不连续、不均匀的阻力作用，会给加速度的测定带来较大的系统误差；若改用电火花计时器，就可以使测定带来较大的系统误差；若改用电火花计时器，就可以使这一阻力大为减小，从而减小加速

25、度测定的系统误差再这一阻力大为减小，从而减小加速度测定的系统误差再如：如：在用伏安法测电阻时，为减小电阻测量的系统误差，就要根在用伏安法测电阻时，为减小电阻测量的系统误差，就要根据待测电阻阻值的大小考虑是采用电流表的外接法还是内接据待测电阻阻值的大小考虑是采用电流表的外接法还是内接法；在用半偏法测电流表的内阻时法；在用半偏法测电流表的内阻时(如图如图71所示所示)，为减小，为减小测量的系统误差，就要使电源的电动势尽量大，使测量的系统误差，就要使电源的电动势尽量大，使 表满偏表满偏时限流电阻时限流电阻R比半偏时并联在电流表两端的电阻箱比半偏时并联在电流表两端的电阻箱R的阻值的阻值大得多大得多 图

26、图71 五、电学实验电路的基本结构及构思的一般程序五、电学实验电路的基本结构及构思的一般程序1电学实验电路的基本结构电学实验电路的基本结构一个完整的电学实验电路往往包括测量电路与控制电路一个完整的电学实验电路往往包括测量电路与控制电路两部分两部分测量电路：指体现实验原理和测量方法的那部分电路，测量电路：指体现实验原理和测量方法的那部分电路，通常由电表、被测元件、电阻箱等构成通常由电表、被测元件、电阻箱等构成控制电路：指提供电能、控制和调节电流控制电路：指提供电能、控制和调节电流(电压电压)大小的大小的那部分电路，通常由电源、开关、滑动变阻器等构成那部分电路，通常由电源、开关、滑动变阻器等构成有

27、些实验电路的测量电路与控制电路浑然一体，不存在有些实验电路的测量电路与控制电路浑然一体，不存在明显的分界如明显的分界如“测定电源的电动势和内阻测定电源的电动势和内阻”的实验电路的实验电路2实验电路构思的一般程序实验电路构思的一般程序(1)审题审题实验目的；实验目的；给定器材的性能参数给定器材的性能参数(2)电表的选择电表的选择根据被测电阻及给定电源的相关信息，如电源的电动根据被测电阻及给定电源的相关信息，如电源的电动势、被测电阻的阻值范围和额定电流等，估算出被测电阻的势、被测电阻的阻值范围和额定电流等，估算出被测电阻的端电压及通过它的电流的最大值，以此为依据，选定量程适端电压及通过它的电流的最

28、大值，以此为依据，选定量程适当的电表当的电表(3)测量电路的选择测量电路的选择根据所选定的电表以及被测电阻的情况，选择测量电路根据所选定的电表以及被测电阻的情况，选择测量电路(估算法、试触法估算法、试触法)(4)控制电路的选择控制电路的选择通常优先考虑限流式电路，但在下列三种情形下，应选通常优先考虑限流式电路，但在下列三种情形下，应选择分压式电路：择分压式电路：“限不住限不住”电流，即给定的滑动变阻器阻值偏小，即电流，即给定的滑动变阻器阻值偏小，即使把阻值调至最大，电路中的电流也会超过最大允许值；使把阻值调至最大，电路中的电流也会超过最大允许值；给定的滑动变阻器的阻值给定的滑动变阻器的阻值R太

29、小，即太小，即RRx，调节滑动，调节滑动变阻器时，对电流、电压的调节范围太小；变阻器时，对电流、电压的调节范围太小；实验要求电压的调节范围尽可能大，甚至表明要求使实验要求电压的调节范围尽可能大，甚至表明要求使电压从零开始变化电压从零开始变化如描绘小电珠的伏安特性曲线、电压表的校对等实验，如描绘小电珠的伏安特性曲线、电压表的校对等实验，通常情况下都采用分压式电路通常情况下都采用分压式电路(5)滑动变阻器的选择滑动变阻器的选择根据所确定的控制电路可选定滑动变阻器根据所确定的控制电路可选定滑动变阻器限流式电路对滑动变阻器的要求：限流式电路对滑动变阻器的要求：a能能“限住限住”电流，且保证不被烧坏；电

30、流，且保证不被烧坏；b阻值不宜太大或太小，有一定的调节空间，一般选阻值不宜太大或太小，有一定的调节空间，一般选择阻值与负载阻值相近的变阻器择阻值与负载阻值相近的变阻器分压式电路对滑动变阻器的要求：分压式电路对滑动变阻器的要求：电阻较小而额定电流较大，电阻较小而额定电流较大，I额额 (R为变阻器的总电为变阻器的总电阻阻)3电表的反常规用法电表的反常规用法其实，电流表、电压表如果知道其内阻，它们的功能就其实，电流表、电压表如果知道其内阻，它们的功能就不仅仅是测电流或电压因此，如果知道电表的内阻，电流不仅仅是测电流或电压因此，如果知道电表的内阻，电流表、电压表就既可以测电流，也可以测电压，还可以作为

31、定表、电压表就既可以测电流，也可以测电压，还可以作为定值电阻来用，即值电阻来用，即“一表三用一表三用”ER热点、重点、难点热点、重点、难点一、应用性实验一、应用性实验1所谓应用性实验，就是以熟悉和掌握实验仪器的具所谓应用性实验，就是以熟悉和掌握实验仪器的具体使用及其在实验中的应用为目的的一类实验；或者用实验体使用及其在实验中的应用为目的的一类实验；或者用实验方法取得第一手资料，然后用物理概念、规律分析实验，并方法取得第一手资料，然后用物理概念、规律分析实验，并以解决实际问题为主要目的的实验主要有：以解决实际问题为主要目的的实验主要有：仪器的正确操作与使用，如打点计时器、电流表、电仪器的正确操作

32、与使用，如打点计时器、电流表、电压表、多用电表、示波器等，在实验中能正确地使用它们是压表、多用电表、示波器等，在实验中能正确地使用它们是十分重要的十分重要的(考核操作、观察能力考核操作、观察能力)；物理知识的实际应用，如科技、交通、生产、生活、物理知识的实际应用，如科技、交通、生产、生活、体育等诸多方面都有物理实验的具体应用问题体育等诸多方面都有物理实验的具体应用问题2应用性实验题一般分为上面两大类，解答时可从以应用性实验题一般分为上面两大类，解答时可从以下两方面入手下两方面入手(1)熟悉仪器并正确使用熟悉仪器并正确使用实验仪器名目繁多，具体应用因题而异，所以，熟悉使实验仪器名目繁多，具体应用

33、因题而异，所以，熟悉使用仪器是最基本的应用如打点计时器的正确安装和使用，用仪器是最基本的应用如打点计时器的正确安装和使用，滑动变阻器在电路中起限流和分压作用的不同接法，多用电滑动变阻器在电路中起限流和分压作用的不同接法，多用电表测不同物理量的调试等，只有熟悉它们，才能正确使用它表测不同物理量的调试等，只有熟悉它们，才能正确使用它们熟悉仪器，们熟悉仪器，主要是了解仪器的结构、性能、量程、工作主要是了解仪器的结构、性能、量程、工作原理、使用方法、注意事项，如何排除故障、正确读数和调原理、使用方法、注意事项，如何排除故障、正确读数和调试，使用后如何保管等试，使用后如何保管等 (2)理解实验原理理解实

34、验原理面对应用性实验题，我们一定要通过审题，迅速地理解面对应用性实验题，我们一定要通过审题，迅速地理解其实验原理，这样才能将实际问题模型化，运用有关规律去其实验原理，这样才能将实际问题模型化，运用有关规律去研究它研究它具体地说，应用性实验题的依托仍然是物理知识、实验具体地说，应用性实验题的依托仍然是物理知识、实验的能力要求等解答时不外乎抓住以下几点：的能力要求等解答时不外乎抓住以下几点：明确实验应明确实验应该解决什么实际问题该解决什么实际问题(分清力学、电学、光学等不同实际问分清力学、电学、光学等不同实际问题题)；明确实验原理与实际问题之间的关系明确实验原理与实际问题之间的关系(直接还是间直接

35、还是间接接)；明确是否仅用本实验能达到解决问题的目的，即是否明确是否仅用本实验能达到解决问题的目的，即是否还要联系其他物理知识，包括数学知识；还要联系其他物理知识，包括数学知识；明确是否需要设明确是否需要设计实验方案；计实验方案；明确实际问题的最终结果明确实际问题的最终结果例例1 1新式游标卡尺的刻度线看起来很新式游标卡尺的刻度线看起来很“稀疏稀疏”，使，使读数显得清晰明了，便于使用者正确读取数据通常游标卡读数显得清晰明了，便于使用者正确读取数据通常游标卡尺的刻度有尺的刻度有10分度、分度、20分度和分度和50分度三种规格；新式游标卡分度三种规格；新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：尺也有

36、相应的三种，但刻度却是：19 mm等分成等分成10份，份，39 mm等分成等分成20份，份，99 mm 等分成等分成50份图份图72就是一个就是一个“39 mm等分成等分成20份份”的新式游标卡尺的新式游标卡尺图图72(1)它的准确度是它的准确度是_mm(2)用它测量某物体的厚度，示数如图用它测量某物体的厚度，示数如图71所示，正确的所示，正确的读数是读数是_cm【解析】【解析】(1)游标上游标上20格对应的长度为格对应的长度为39 mm，即每格长，即每格长为为1.95 mm，游标上每格比主尺上每两格小，游标上每格比主尺上每两格小x0.05 mm，故，故准确度为准确度为0.05 mm(2)这种

37、游标卡尺的读数方法为：主尺读数游标对准刻这种游标卡尺的读数方法为：主尺读数游标对准刻度度x3 cm60.005 cm3.030 cm答案答案(1)0.05(2)3.030【点评点评】游标卡尺、螺旋测微器的使用在高考题中频繁游标卡尺、螺旋测微器的使用在高考题中频繁出现对游标卡尺的使用要特别注意以下两点：出现对游标卡尺的使用要特别注意以下两点：深刻理解它的原理：通过游标更准确地量出深刻理解它的原理：通过游标更准确地量出“0”刻度刻度与左侧刻度之间的间距与左侧刻度之间的间距游标对准刻度游标对准刻度x；读准有效数据读准有效数据例例2图图73为一简单欧姆表原理示意图，其中电流为一简单欧姆表原理示意图，其

38、中电流表的满偏电流表的满偏电流Ig300 A，内阻，内阻Rg100 ，可变电阻，可变电阻R的最的最大值为大值为10 k，电池的电动势，电池的电动势E1.5 V，内阻，内阻r0.5 ，图中，图中与接线柱与接线柱A相连的表笔颜色应是相连的表笔颜色应是_色按正确使用方色按正确使用方法测量电阻法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx_ k若该欧姆表使用一段时间后，电池的电动势若该欧姆表使用一段时间后，电池的电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述按正确使用方法再测上述Rx，其测量结，其测量结果与原结果

39、相比将果与原结果相比将_(填填“变变大大”、“变小变小”或或“不变不变”)2009年高考年高考天津理综卷天津理综卷 答案答案红红5变大变大【点评点评】欧姆表的原理就是闭合电路的欧姆定律，可以欧姆表的原理就是闭合电路的欧姆定律，可以作为结论的是：欧姆表正中央的刻度值等于欧姆表的内阻作为结论的是：欧姆表正中央的刻度值等于欧姆表的内阻图图73 二、测量性实验二、测量性实验所谓测量性实验，就是以测量一些物理量的具体、准确所谓测量性实验，就是以测量一些物理量的具体、准确数据为主要目的的一类实验，可用仪器、仪表直接读取数数据为主要目的的一类实验，可用仪器、仪表直接读取数据，或者根据实验步骤按物理原理测定实

40、验结果的具体数据，或者根据实验步骤按物理原理测定实验结果的具体数值测量性实验又称测定性实验，如值测量性实验又称测定性实验，如“用单摆测定重力加速用单摆测定重力加速度度”、“用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子的大小”、“测定金属的电阻测定金属的电阻率率”、“测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率”等等例例3如图如图74所示，将打所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度用此装置可以测定重力加速度 图图74(1)所需器材有打点计时器所需器材有打点计时器(带导线带导线)、纸带、复写纸、带、

41、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需_(填字母代填字母代号号)中的器材中的器材A直流电源、天平及砝码直流电源、天平及砝码B直流电流、毫米刻度尺直流电流、毫米刻度尺C交流电源、天平及砝码交流电源、天平及砝码D交流电源、毫米刻度尺交流电源、毫米刻度尺(2)通过作图的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高通过作图的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度为使图线的斜率等于重力加速度，除作实验的准确程度为使图线的斜率等于重力加速度，除作vt图象外，还可作图象外，还可作_图象，其纵轴表示的是图象，其纵轴表示的是_，横轴表示的是，横轴表示的是_2

42、009年高考年高考天津理综卷天津理综卷(1)所需器材有打点计时器所需器材有打点计时器(带导线带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需铁架台和带夹子的重物，此外还需_(填字母代号填字母代号)中的器中的器材材A直流电源、天平及砝码直流电源、天平及砝码 B直流电流、毫米刻度尺直流电流、毫米刻度尺C交流电源、天平及砝码交流电源、天平及砝码 D交流电源、毫米刻度尺交流电源、毫米刻度尺(2)通过作图的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验通过作图的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度为使图线的斜率等于重力加速度，除作的准确程度为使图线的斜率等于

43、重力加速度，除作vt图象外，图象外，还可作还可作_图象，其纵轴表示的是图象，其纵轴表示的是_，横轴表示，横轴表示的是的是_2009年高考年高考天津理综卷天津理综卷答案答案(1)D (2) h 速度平方的二分之一速度平方的二分之一 重物下落的高度重物下落的高度【点评点评】高中物理中讲述了许多种测量重力加速度的方高中物理中讲述了许多种测量重力加速度的方法，如单摆法、自由落体法、滴水法、阿特伍德机法等法，如单摆法、自由落体法、滴水法、阿特伍德机法等图象法是常用的处理数据的方法，其优点是直观、准确，图象法是常用的处理数据的方法，其优点是直观、准确，还能容易地剔除错误的测量数据还能容易地剔除错误的测量数

44、据202v例例4现要测量电源现要测量电源B的电动势的电动势E及内阻及内阻r(E约为约为4.5 V，r约为约为1.5 )，已有下列器材：量程为，已有下列器材：量程为3 V的理想电压表的理想电压表 ，量程为量程为0.5 A的电流表的电流表 (具有一定内阻具有一定内阻)，固定电阻，固定电阻R40 ，滑动变阻器滑动变阻器R，开关，开关S，导线若干，导线若干(1)画出实验电路原理图图中各元件需用题目中给出的画出实验电路原理图图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出符号或字母标出(2)实验中，当电流表的示数为实验中，当电流表的示数为I1时，电压表的示数为时，电压表的示数为U1；当电流表的示数为；当电流表的

45、示数为I2时，电压表的示数为时，电压表的示数为U2由此可求由此可求出，出，E_，r_(用用I1、I2、U1、U2及及R表示表示)【解析】【解析】本题是常规伏安法测电源的电动势和内阻实验本题是常规伏安法测电源的电动势和内阻实验的情境变式题，本题与课本上实验的区别是电源的电动势大的情境变式题，本题与课本上实验的区别是电源的电动势大于理想电压表的量程，但题目中提供的器材中有一个阻值不于理想电压表的量程，但题目中提供的器材中有一个阻值不大的固定电阻，这就很容易把该情境变式题大的固定电阻，这就很容易把该情境变式题“迁移迁移”到学过到学过的实验上把固定电阻接在电源的旁边，的实验上把固定电阻接在电源的旁边，

46、将其等效成电源的内阻即可将其等效成电源的内阻即可(如图甲所如图甲所示示)，再把电压表跨接在它们的两侧，再把电压表跨接在它们的两侧显然，显然，“内阻增大，内电压便增大内阻增大，内电压便增大”，电压表所测量的外电压相应的减小，电压表所测量的外电压相应的减小，通过定量计算通过定量计算,符合实验测量的要求符合实验测量的要求这样这样,一个新的设计性实验又回归到一个新的设计性实验又回归到课本实验上了课本实验上了(1)实验电路原理图如图乙所示实验电路原理图如图乙所示甲甲 乙乙 (2)根据根据EUIr ，给定的电源，给定的电源B的电动势的电动势E及内阻及内阻r是一是一定的，定的，I和和U都随滑动变阻器都随滑动

47、变阻器R的阻值的改变而改变，只要改的阻值的改变而改变，只要改变变R的阻值，即可测出两组的阻值，即可测出两组I、U数据，列方程组得：数据，列方程组得：EU1I1(Rr)EU2I2(Rr)解得：解得：E ，r答案答案(1)如图乙所示如图乙所示(2)【点评点评】本题所提供的理想电压表的量程小于被测电源本题所提供的理想电压表的量程小于被测电源的电动势，需要学生打破课本实验的思维定式，从方法上进的电动势，需要学生打破课本实验的思维定式，从方法上进行创新，运用所提供的器材创造性地进行实验设计行创新，运用所提供的器材创造性地进行实验设计112212I UI UII 112212I UI UII 1212.U

48、URII 1212UURII 三、测量性实验三、测量性实验：“伏安法测电阻伏安法测电阻”规律汇总规律汇总纵观近几年的实验题，题目年年翻新，没有一个照搬课纵观近几年的实验题，题目年年翻新，没有一个照搬课本中的实验，全是对原有实验的改造、改进，甚至创新，但本中的实验，全是对原有实验的改造、改进，甚至创新，但题目涉及的基本知识和基本技能仍然立足于课本实验题目涉及的基本知识和基本技能仍然立足于课本实验实验题作为考查实验能力的有效途径和重要手段，在高实验题作为考查实验能力的有效途径和重要手段，在高考试题中一直占有相当大的比重，而电学实验因其实验理考试题中一直占有相当大的比重，而电学实验因其实验理论、步骤

49、的完整性及与大学物理实验结合的紧密性，成了高论、步骤的完整性及与大学物理实验结合的紧密性，成了高考实验考查的重中之重，测量电阻成为高考考查的焦点考实验考查的重中之重，测量电阻成为高考考查的焦点伏伏安法测电阻是测量电阻最基本的方法，常涉及电流表内外接安法测电阻是测量电阻最基本的方法，常涉及电流表内外接法的选择与滑动变阻器限流、分压式的选择，前者是考虑减法的选择与滑动变阻器限流、分压式的选择，前者是考虑减小系统误差，后者是考虑电路的安全及保证可读取的数小系统误差，后者是考虑电路的安全及保证可读取的数据另外，考题还常设置障碍让考生去克服，如没有电压表据另外，考题还常设置障碍让考生去克服，如没有电压表

50、或没有电流表等，这就要求考生根据实验要求及提供的仪或没有电流表等，这就要求考生根据实验要求及提供的仪器，发挥思维迁移，将已学过的电学知识和实验方法灵活地器，发挥思维迁移，将已学过的电学知识和实验方法灵活地运用到新情境中去这样，就有效地考查了考生设计和完成运用到新情境中去这样，就有效地考查了考生设计和完成实验的能力实验的能力 一、一、 伏安法测电阻的基本原理伏安法测电阻的基本原理1基本原理基本原理伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律R ，只要测出，只要测出元件两端的电压和通过的电流，即可由欧姆定律计算出该元元件两端的电压和通过的电流，即可由欧姆定律计算出该元件的阻值件

51、的阻值2测量电路的系统误差测量电路的系统误差 (1)当当Rx远大于远大于RA或临界阻值或临界阻值R真真 (2)当当Rx远小于远小于RV或临界阻值或临界阻值Rx时，时， 采用电流表外接采用电流表外接 ( 如图如图76所所示示)采用电流表外接时，系统误差使得采用电流表外接时，系统误差使得电阻的测量值小于真实值，即电阻的测量值小于真实值，即R测测R真真UIAVR RAVR R图图75 图图76 3控制电路的安全及偶然误差控制电路的安全及偶然误差根据电路中各元件的安全要求及电压调节的范围不同，根据电路中各元件的安全要求及电压调节的范围不同，滑动变阻器有限流接法与分压接法两种选择滑动变阻器有限流接法与分

52、压接法两种选择(1)滑动变阻器限流接法滑动变阻器限流接法(如图如图77所示所示)一般情况或没一般情况或没有特别说明的情况下，由于限流电路能耗较小，结构连接简有特别说明的情况下，由于限流电路能耗较小，结构连接简单，应优先考虑限流连接方式限流接法适合测量小电阻和单，应优先考虑限流连接方式限流接法适合测量小电阻和与变阻器总电阻相比差不多或还小的电阻与变阻器总电阻相比差不多或还小的电阻图图77(2)滑动变阻器分压接法滑动变阻器分压接法(如图如图78所示所示)当采用限流电当采用限流电路，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时，必须选路，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时，必须选用滑动变阻器的分压

53、连接方式；当用电器的电阻远大于滑动用滑动变阻器的分压连接方式；当用电器的电阻远大于滑动变阻器的总电阻值，且实验要求的电压变化范围较大变阻器的总电阻值，且实验要求的电压变化范围较大(或要求或要求测量多组实验数据测量多组实验数据)时，必须选用滑动变阻器的分压接法；要时，必须选用滑动变阻器的分压接法；要求某部分电路的电压从零开始可连续变化时，必须选用滑动求某部分电路的电压从零开始可连续变化时，必须选用滑动变阻器的分压连接方式变阻器的分压连接方式图图784常见的测量电阻的方法常见的测量电阻的方法例例5从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表的内阻测量电

54、流表的内阻r1要求方法简捷，有尽可能高的测量精要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据度，并能测得多组数据(1)画出电路图，标明所用器材的代号画出电路图，标明所用器材的代号(2)若选测量数据中的一组来计算若选测量数据中的一组来计算r1，则所用的表达式，则所用的表达式r1_，式中各符号的意义是：，式中各符号的意义是：_【解析】【解析】根据所列仪器的特点，电流表根据所列仪器的特点，电流表 的内阻已知，的内阻已知，由此可采用两电流表并联因为两电流表两端的电压相等，由此可采用两电流表并联因为两电流表两端的电压相等，即可省去电压的测量，从而减小实验误差，由即可省去电压的测量，从而减小实验误差

55、，由I2r2I1r1，得，得r1 答案答案(1)电路图如图所示电路图如图所示(2) I1、I2分别分别为为 、 的示数的示数【点评点评】 分析题意可知需测量电流分析题意可知需测量电流表表 的内阻，按常规方法应用伏安法的内阻，按常规方法应用伏安法,将电将电压表并联在待测电流表两端，但经分析可知即使该电流表满压表并联在待测电流表两端，但经分析可知即使该电流表满偏偏,其两端的电压也仅为其两端的电压也仅为0.4 V,远小于量程远小于量程10 V.这恰恰就是本这恰恰就是本题设计考核学生应变能力的题设计考核学生应变能力的“陷阱陷阱”此题也可理解为此题也可理解为“将已知内阻的电流表将已知内阻的电流表 当成电

56、压表当成电压表使用使用”，这实际也是伏安法的一种推广形式，这实际也是伏安法的一种推广形式221I RI221I RI例例6有一根圆台状匀质合金棒如图有一根圆台状匀质合金棒如图79甲所示，某甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率、长度、长度L和两底和两底面直径面直径d、D有关他进行了如下实验：有关他进行了如下实验：图图79(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度和长度L图图78乙中的游标卡尺乙中的游标卡尺(游标尺上有游标尺上有20个等分刻度个等分刻度)的读数的读数L_cm (2)测量该合金棒电阻的实物电路如

57、图测量该合金棒电阻的实物电路如图79丙所示丙所示(相关相关器材的参数已在图中标出器材的参数已在图中标出)该合金棒的电阻约为几个欧该合金棒的电阻约为几个欧姆图中有一处连接不当的导线是姆图中有一处连接不当的导线是_(用标注在导线用标注在导线旁的数字表示旁的数字表示)图图79丙丙 (3)改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R6.72 根据电阻定律计算电阻率为根据电阻定律计算电阻率为、长为、长为L、直径分别为、直径分别为d和和D的圆台状合金棒的电阻分别为的圆台状合金棒的电阻分别为Rd13.3 、RD3.38 他他发现：在误差允许范围内，电阻发现：在误差允许范围内，电

58、阻R满足满足R2RdRD，由此推断，由此推断该圆台状合金棒的电阻该圆台状合金棒的电阻R_(用用、L、d、D表述表述)2009年高考年高考江苏物理卷江苏物理卷【解析】【解析】(1)游标卡尺的读数，按步骤进行则不会出游标卡尺的读数，按步骤进行则不会出错首先，确定游标卡尺的精度为错首先，确定游标卡尺的精度为20分度，即为分度，即为0.05 mm；然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数99.00 mm，注意小，注意小数点后的有效数字要与精度一样；再从游标尺上找出对的最数点后的有效数字要与精度一样；再从游标尺上找出对的最齐一根刻线，精度齐一根刻线，精度格数格数0.058

59、 mm0.40 mm；最后两；最后两者相加，根据题目单位要求换算为需要的数据，者相加，根据题目单位要求换算为需要的数据，99.00 mm0.40 mm99.40 mm9.940 cm(2)本实验为测定一个几欧姆的电阻，在用伏安法测量其本实验为测定一个几欧姆的电阻，在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流时，因为安培表的内阻较小，两端的电压和通过电阻的电流时，因为安培表的内阻较小，为了减小误差，应用安培表外接法，为了减小误差，应用安培表外接法，线的连接使用的是安线的连接使用的是安培表内接法培表内接法(3)审题是关键，弄清题意也就能够找到解题的方法根审题是关键，弄清题意也就能够找到解题的方法根据

60、电阻定律计算电阻率为据电阻定律计算电阻率为、长为、长为L、直径分别为、直径分别为d和和D的圆柱的圆柱状合金棒的电阻分别为：状合金棒的电阻分别为：Rd13.3 ，RD3.38 即即Rd ，RD而电阻而电阻R满足满足R2RdRD将将Rd、RD代入得：代入得：R 答案答案(1)9.940 (2) (3)2()2Ld2()2LD4LdD 4LdD 三、设计性实验三、设计性实验1所谓设计性实验，就是根据实验目的，自主地运用所谓设计性实验，就是根据实验目的，自主地运用掌握的物理知识、实验方法和技能，完成实验的各环节掌握的物理知识、实验方法和技能，完成实验的各环节(实验实验目的、对象、原理、仪器选择、实验步