2008年名师课堂辅导讲座—高中物理实验复习资料

1、高中物理实验复习高中物理实验复习黄埭中学高黄埭中学高三物理组三物理组2008年课堂辅导讲座年课堂辅导讲座高中部分高中部分一、基本仪器的使用与读数 从近几年对高考试题的统计和分析来看，物理实验的考查重点有些新的变化，但无论是实验设计，还是原理分析，往往都涉及基本仪器的使用。因此，仪器的使用是实验考核的基础内容。一些基本仪器的原理、使用方法、注意事项和读数等，在近几年的高考试题中不断出现。长度和电路量的测量及相关仪器的使用是出题最频繁的知识点。如游标卡尺、螺旋测微器的读数在近十年的全国高考中就考了6次，往往是游标卡尺、螺旋测微器交替考查。电压表、电流表、欧姆表使用方法的考查几率则更高。另外，打点计

2、时器、秒表的使用有时也出现。高考中基本仪器的考察，用的比较多的题型是填空题和作图题，时而也有选择题。高考中常有连接电路实物图的题，这类题设置的目的就是考查电流表、电压表、滑动变阻器等器材的操作和使用方法。 一、基本仪器的使用与读数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： 测量长度的仪器-刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器 测量质量的仪器-天平 测量时间的仪器-打点计时器、秒表 测量力的仪器-弹簧秤 测量温度的仪器-温度计 测量电学量仪器-电流表、电压表、多用电表 电学控制仪器-滑动变阻器、变阻箱、开关 对以上这些仪器，要理解结构原理、规格和主要参数，知道使

3、用方法、注意事项、读数和精度等。 基本仪器 一、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，也就能理解和使用20分度和50分度的游标卡尺。 二、熟悉仪器使用时的注意事项。这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

4、毕要复位。 一、基本仪器的使用与读数四、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可动刻度的 。 101101三、正确选择量程。大的量用小量程，会损毁仪表；小的量用大量程，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， 为刻度盘中心阻值。 中中RR44中R31一、基本仪器的使用与读数读数为：0.800cm读数为：0.194cm一、基本仪器的

5、使用与读数读数为： mm读数为： 2.348 mm502025152.5mm+0.01mm20.0=2.70050354030一、基本仪器的使用与读数【例题2】 一学生用多用电表测电阻。他在实验中有违反使用规则之处。他的主要实验步骤如下：1选择开关扳到“1k欧姆档上；2把表笔插入测试笔插孔中，先把两根表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；3把两跟表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针几乎满偏；4换用“100”的欧姆挡，发现这时指针的偏转适中，随即记下欧姆数值；5把表笔从测试笔插孔中拔出后，就把多用表放回桌上原处，实验完毕。这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件和电

6、源断开，不用手碰表笔的金属杆。这个学生在实验中违反了那一或那一些重要的使用规则？一、基本仪器的使用与读数【例题2】 一学生用多用电表测电阻。他在实验中有违反使用规则之处。他的主要实验步骤如下：1选择开关扳到“1k欧姆档上；2把表笔插入测试笔插孔中，先把两根表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；3把两跟表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针几乎满偏；4换用“100”的欧姆挡，发现这时指针的偏转适中，随即记下欧姆数值；5把表笔从测试笔插孔中拔出后，就把多用表放回桌上原处，实验完毕。这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆。这个学生在实验中

7、违反了那一或那一些重要的使用规则？【点拨解疑】 该题考查仪器使用时的注意事项。使用欧姆表要注意的地方比较多。使用前要经过调整（机械调零，选择量程后要电阻调零），使用后要复位（拔出表笔，选择开关应置于“OFF”档或交流高压档），使用过程中换档后要重新调零。这些往往都是考查的重点。该题中不符合操作规则的是：换到合适的量程后，要重新调整调零旋钮；使用后不能把选择开关置于欧姆档。 一、基本仪器的使用与读数【例题3】 有一标有“6V，1.5W”的小灯泡，现用下图（a）所示电路测量其在不同电压下的实际功率，提供的器材除导线和开关外，还有：A直流电源 6V（内阻不计）B直流电流表0-3A（内阻0.1以下）C

8、直流电流表0-300mA（内阻约为5）D直流电压表0-15V（内阻约为15k）E滑动变阻器10 2AF滑动变阻器1k 0.5A（1）实验中电流表应选用 （用序号表示），滑动变阻器应选用 。（2）试按图（a）电路将图（b）所示器材连成电路 （1）选电流表实际上是选量程。先估算一下通过电流表的电流，由小灯泡的规格可知通过的电流最大不能超过0.25A。因此选C。在该题中滑动变阻器接成分压器，此时要求滑动变阻器的电阻比用电器的电阻小，至少应差不多；小灯泡的电阻在正常工作时约为24，所以滑动变阻器不能选F，应选E，但不应忘记还要核对一下电流是否会超过其允许值，E的最大允许电流是2A，实验中的最大电流只有

9、0.25A，选E也是安全的。 连接实物图实际上是考查仪器的使用方法。这里要注意电表正负接线柱的接法、滑动变阻器做分压器时连接特点。具体连线时，可以先连主回路，把电源、开关、滑动变阻器连成一个回路；然后再连上支路，从滑动变阻器的滑动头和一个固定端接出，连上电流表、小灯泡，最后将电压表并联在小灯泡上。连接情况如图所示。 二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理 实 验 现象 的 观察方法 （1）有意观察法：就是针对所要了解的问题，进行有的放矢的观察。由于学生的兴趣爱好不同，他们注意到的事物就会有所不同。这就需要老师去引导学生对某一现象，或某一现象的某些方面进行有意观察，达到观察的目的。 （2）长期

10、观察法：自然事物或现象的发展变化微妙曲折，周期长短不一，有时需要进行长期观察，才能得到系统的资料。运用这种观察方法就要制订周密的计划，并作好观察记录。 （3）细微观察法：事物的变化有时是细微的和偶然的，而细微的变化中往往蕴藏着质的飞跃，偶然的变化中包含着必然性。所以对偶然观察到的异常现象也不能轻易放过。许多重要的发现虽然在特定的条件下带有偶然性，但在偶然性观察中也会发现必然规律。 （4）精确观察法：观察贵在精确，既要注意事物状态的变化，又要注意事物量的变化，这样才能更有效地揭示事物的变化规律。 （5）归纳观察法：反映物理现象、物理过程的本质属性，总结物理现象和物理过程的一般规律、或研究变化因素

11、较多的问题时，通常采用归纳观察法。如在使用控制变量法实验时，首先是对个别现象分别观察，得到一些个别结论后再归纳概括出一般规律。在整个实验过程中就要使用归纳观察法。 （6）对比观察法：对两个事物、现象进行对比，或对某一现象发生前后情况进行比较是人们认识物理世界的重要方法。如：自感现象的实验观察时，我们就应用了与电感和电阻连接的两个相同灯泡的发光情况的对比观察。 微小形变 如图23-1所示，在用横截面为椭圆形的墨水瓶演示坚硬物体微小弹性形变的演示实验中，能观察到的现象是：（ ）A沿椭圆长轴方向压瓶壁，管中水面上升；沿椭圆短轴方向压瓶壁，管中水面下降B沿椭圆长轴方向压瓶壁，管中水面下降；沿椭圆短轴方

12、向压瓶壁，管中水面上升C沿椭圆长轴或短轴方向压瓶壁，管中水面均上升D沿椭圆长轴或短轴方向压瓶壁，管中水面均下降二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理研究闭合电路的内外电压图23-20是研究闭合电路的内电压、外电压和电动势间关系的装置。（1）电压表V和V分别在实验中测_和_。（2）在装置图中标出电压表V和V的正负接线柱。（3）当滑动变阻器滑片向右移动时，电压表V和V的读数分别_和_(填“变大”、“变小”或“不变”)，两读数数据关系为_。二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理答案： （1）外电压和内电压；+- - -+（3）电压表V示数变大；电压表V 变小。平行板电器的电容（1996年全国高考

13、题）在图23-18所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接，极板B接地，若极板B稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是：（ ） A、两极板间的电压不变，极板上的电量变小B、两极板间的电压不变，极板上的电量变大C、极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小D、极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理答案：D平行板电器的电容二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板B与一静电计相接，极板A接地，静电计此时指针的偏角为. 下列说法正确的是（ ）A将极板A向左移动一些，

14、静电计指针偏角变大B将极板A向右移动一些，静电计指针偏角不变C将极板A向上移动一些，静电计指针偏角变大D在极板间插入一块玻璃板，静电计指针偏角变大 答案：AC干涉法检测平面平整度二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理答案： BC 把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入（如图），这时可以看到亮暗相间的条纹下面关于条纹的说法中正确的是（ ）A将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏B将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，条纹变疏C将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D将上玻璃板平行上移，条纹远离劈尖移动 二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理例题 用

15、一束激光照射在针剌小孔上，在小孔后的屏上会产生如右图所示的衍射图样，如再用针在此孔不到1mm的位置剌上一个等大的小孔，再用激光照射，此时两小孔后产生的图案是下图中的（ ）ABCD答案：B二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理 在一薄壁圆柱体玻璃杯中，盛上水或其他透明液体，往杯中竖直插入一根细直铁丝.沿水平方向正对玻璃杯看去，会发现浸没在液体中的铁丝粗细发生明显变化，某些地方铁丝在液面处会出现断折现象.下列四个图中与实际观察到的情况相符的是( )（其中O为圆心）光的折射答案：C二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理（1）选择性：能在观察中明确观察的目标

16、，能从自然现象和实验所发生的诸现象中抓住最主要的方面。（2）敏锐性：能在观察中迅速获得观察对象的有关信息。它包括：从平时不太注目的现象中能发现新的线索，善于发现易忽略或不易发现的东西。观察的速度，即能迅速地捕捉那些稍纵即逝的现象。（3）准确性：能正确获得观察对象的有关信息和精确的结果。（4）深刻性：在实验观察过程中，不停留在物理过程的表面现象，而且能深入到现象的本质。这就需要在观察的过程中积极思维，对观察到的现象进行分析、综合、比较、抽象、归纳和概括等一系列的思维活动，使观察能揭示出现象的本质。（5）全面性：能从事物或现象的各个方面，从事物或现象发展的过程中进行观察。二、实验现象的观察、数据的

17、记录与分析处理【例题】一游标卡尺的游标尺有20个小分度，现作它测量某一物体的长度，测得值为29.35mm。由此可知：游标尺的“0”刻度位于主尺的 和 刻度之间，其中游标尺上的第 格与 刻度主尺上的对齐。 游标尺的“0”刻度位于主尺的 2.9cm 和 3.0cm 刻度之间，其中游标尺上的第 7 格与 3.6cm 刻度主尺上的对齐。 实验过程中同学们应当注重培养自身的观察的深刻性实验过程中同学们应当注重培养自身的观察的深刻性二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理 不因数据处理增加误差，并尽量地通过数据处理减少随机误差。因此数据处理时，我们总是设法更充分地利用实验测得的原始数据，以使实验结果可信程

18、度提高。二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理1、直接比较法： 中学物理的某些实验，只需通过定性的确定物理量之间的关系，或将实验结果与标准值相比较，就可以应用直接比较法。如：在研究“互成角度的两个共点力的合成”实验中，可直接比较实验中测出的合力和根据实验作出的平行四边形的对角线，比较两矢量的大小和方向，可确定是否达到了验证平行四边形定则的目的；在“研究电磁感应现象”的实验中，可在观察、记录的基础上，经过比较和推理得出产生感应电流的条件和判断感应电流方向的方法。二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理2、描迹法： 描迹法可形象直观地直接反映实验结果。如在“研究平抛物体的运动”实验中，用描迹法直

19、接描绘出小球的运动轨迹；在“电场中等势线的描绘”的实验中，用描迹法描绘出等势线等。 应用描迹法时应注意：所描出的曲线或直线应是平滑的，不应有突然的转折。个别点若偏离所描出的曲线太远，可以认为是某种偶然因素所致，一般可将这样的点舍去。为能较精确地描出所记录的曲线，实验所记录的点的总数不能太少，且应在所描范围内大致均匀分布。二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理3、计算法： 常用的有平均值法和逐差法两种。（1）平均值法：取算术平均值是减小偶然误差常采用的一种数据处理方法。其基本原理是：在多次测量中，由偶然因素引起的正、负偏差出现的机会相等，故将多次的测量值相加时，所有偏差的代数和为零（次数足够多

20、）。（2）分组逐差法：将实验测得的数据分为前后两组，并且两组中前后对应项相减，以充分利用测量数据减小随机误差的产生。二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理某同学在做测电源的电动势和内电阻的实验中，实验测得关于的数据如下表，试求出电源的电动势和内电阻。123456I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.101.05用计算法求间接测量物理量：rIEU11rIEU221E1rrIEU33rIEU442E2rrIEU55rIEU663E3r3321EEEE3321rrrrrIEU11rIEU221E1rrIEU33rIEU442E2rrIEU5

21、5rIEU663E3r3321EEEE3321rrrr二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理4、列表法： 用列表的方法记录和处理实验数据是实验中常用的一种方法。它有制表方便、形式紧凑、数据易于比较等优点。列表法还常常是图象法的基础。 列表法关键在表格的设计，所设计的表格及表中所列各项测量量实际上反映了实验者对实验内容和实验步骤的理解。列表的方法可按照测量的先后顺序、中间计算先后顺序列出。 应用列表法时还应注意：项目应包括名称及单位。如：长度/m或L/m。实验测得数据应按测量结果，取恰当的有效数字填入。自变量应按逐渐增加或逐渐减小的顺序排列。二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理5、图象法：

22、 用图象法处理数据求测量值，可以简化复杂计算并起到取平均值减小随机误差的作用，利用图线同样可以验证物理规律或者寻求未知物理量间的关系。但是在作图时，因为用点的位置来表示一组实验数据，因此必须严格按规律作图，否则误差反而会加大。作图的基本规则：必须用坐标纸，并保证测量时的准确数字在图上也是准确的。如电流测量值为0.24A，0.2A是准确的，图中应对应准确的0.2A ，0.04A是估计的，在图中允许也是估计的，这样作图时应充分考虑恰当地选取坐标的分度值。图上要标明坐标所代表的物理量及单位，各分度值要用相应的有效数字标明。尽量使图线充满图纸，这就要求恰当地选取坐标的分度值大小和起始点。各数据点要用“

23、”或“ ”等符号标记。连线作图线时要使数据点均匀地分布在图线两侧，以起到取平均 值的作用。一般在已知数据间用实线连接，数据区域以外用虚线延 伸。在已知规律的情况下，如果某个数据点明显偏离图线。可以作 为错测而舍去。二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理【2003年高考理综试卷第23题】用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率。给定电压表（内阻约为50k）、电流表（内阻约为40）、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻（约为250）及导线若干。画出测量R的电路图。图8中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤：_求出的电阻值R=_。（保留3位有效数字） 作UI直线，舍去

24、左起第2点，其余5个点尽量靠近直线且均匀分布在直线两侧。求该直线的斜K，则R=K。R= 均为正确）。 237221(229应当舍去二、实验现象的观察、数据的记录与分析处理某同学在做测电源的电动势和内电阻的实验中，实验测得关于的数据如下表，试求出电源的电动势和内电阻。123456I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.101.05用图线求间接测量物理量：0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 I/A1.50 1.40 1.301.201.101.00U/V答案：E=1.45V；69. 065. 0

25、00. 145. 1r三、实验的创新设计 安全性原则 准确性原则 耗能小原则 方便性原则 三、实验的创新设计时间量与空间量的转换变量与常量的转换微观量与宏观量的转换状态量与过程量的转换不规则量与规则量的转换小量与大量的转换抽象量与直观量的转换待测量与改变量的转换非电学量与电学量的转换三、实验的创新设计例题 现要测定一讲台桌面的面积，但现有器材只有长细线一条，小砝码一只，秒表一只，同时知道当地的重力加速度g。请你利用这些器材和数据，估测出这讲台桌面的面积（要求分几步写出测量的步骤，尽量给出表达式）。 第一步：在线段上量出与桌面长、宽分别相等的两段长度第一步：在线段上量出与桌面长、宽分别相等的两段

26、长度21ll 和 第二步：用第二步：用 1l做摆长，用小砝码做摆锤，做一个单摆，用秒表多次测量求平做摆长，用小砝码做摆锤，做一个单摆，用秒表多次测量求平均值的方法测出单摆的周期均值的方法测出单摆的周期 T1。 第三步：用公式第三步：用公式gTl22114求出求出 1l为桌面的长。为桌面的长。 第四步：用第四步：用 2l重复以上步骤可求了桌面宽。重复以上步骤可求了桌面宽。gTl22224 第五步：求面第五步：求面积：积：22222116gTTS 三、实验的创新设计如图15是用高电阻放电法测电容的实验电路图，其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q，从而求出其电容C.该实验的操作步骤如下：

27、按电路图接好实验电路;接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使微安表的指针接近满刻度，记下这时的电压表读数U06.2 V和微安表读数I0490 A;断开电键S并同时开始计时，每隔5 s或10 s读一次微安表的读数i,将读数记录在预先设计的表格中;根据表格中的12组数据，以t为横坐标，i为纵坐标，在坐标纸上描点(图中用“”表示),则：(1)根据图示中的描点作出图线.(2)试分析图示中i-t图线下所围的“面积”所表示的物理意义. (3)根据以上实验结果和图线，估算当电容器两端电压为U0所带 的电量Q0，并计算电容器的电容。 三、实验的创新设计如图15是用高电阻放电法测电容的实验电路图，其原理是测出电容器

28、在充电电压为U时所带的电荷量Q，从而求出其电容C.该实验的操作步骤如下：按电路图接好实验电路;接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使微安表的指针接近满刻度，记下这时的电压表读数U06.2 V和微安表读数I0490 A;断开电键S并同时开始计时，每隔5 s或10 s读一次微安表的读数i,将读数记录在预先设计的表格中;根据表格中的12组数据，以t为横坐标，i为纵坐标，在坐标纸上描点(图中用“”表示),则：(1)根据图示中的描点作出图线.(2)试分析图示中i-t图线下所围的“面积”所表示的物理意义. (3)根据以上实验结果和图线，估算当电容器两端电压为U0所带 的电量Q0，并计算电容器的电容。 解答：(1)根据描点绘出圆滑的曲线（图略）注：(a)绘出折线不得分；(b)绘出的曲线应与横轴相切，否则酌情扣分.UQ(2)图中i-t图线下所围的“面积”表示断开电键后通过电阻R的电量，即电容器两端电压为U0时所带电量为Q.(3)根据绘出图线，估算“面积”格数约3233格(此范围内均得分，下同)。因此，电容器电容为U0时，带电量(Q0)约为8.00103 C8.25103 C由C= 得，电容器电容(C)约为：1.30103 F1.33103 F 。用电子射线管演示带电粒子在磁场中受洛仑兹力的实验装置如图23-22，图中虚线是带电粒子的运动轨迹，那么A