高考实验全类贯通

1、高考实验全类贯通前言物理学是一门实验性的科学，物理实验不仅是中学物理的基础，也是引发学生学习兴趣、主动获取知识、发展能力、提高科学素养的基本途径。实验专题的复习，不仅可带动整个物理知识的复习，而且能让学生感受到物理实验中一些科学工作者的思维方法，掌握一些基本的操作技能，使学生体会到物理学的神奇魅力，培养学生的创新精神和能力。现行教材中19个基本学生实验，占整个中学物理知识内容131个知识点的145演示实验还包含在基本知识内容的考查中。考纲明确提出学生应当有独立完成实验的能力，包括理解实验原理、实验目的及要求，了解材料、用具，掌握实验方法步骤，会控制实验条件和使用实验仪器，会处理实验安全问题，会

2、观察、分析和解释实验中产生的现象、数据，并得出合理的实验结论每年高考物理试题中实验题占分比例为12一14，赋分为1720分，上海高考试题实验部分分值为30分，占总分的20在历年高考中，实验题却始终是最难得分的，可以说实验题的得分率对理科综合全卷的得分率有至关重要的影响。本书编写立足新理念，依据最新人教版教材，着眼全国高考理科综合最新考纲，备战新高考，引领新走向。在习题编选上，强调情景新颖、抓规律本质、贴近高考的原则，旨在以全新的思路打造教辅精品。为便于学生掌握各类实验的特点，本书按实验考点分为七章。每章有如下栏目：实验辐射考点：指出考纲中与本章有关的考点及历年考查方式，帮助同学们了解高考对该专

3、题的要求，使学生对复习的目标做到心中有数，提高主动学习的效率。知识精讲：解读各专题的要点知识及方法规律分析重点，解决难点，关注热点，揭示考点，系统把握专题内在规律，达到深入理解知识、有效储备知识的目的 高考连线：把握高考命题规律和命题走势。详细解析典型例题，点拨解题思路与方法技巧，使学生能灵活运用所学知识解决具体问题，以培养规范的解题习惯及灵活的思维方法，做到单一反三、触类旁通 创新题析：结合专题重要考点精心设计一系列具有针对性、拓展性、前瞻性、综合性的训练题，培养学生的综合创新与实践应用能力，全面提升学科应用能力与综合考试技能。考点训练：按照相应专题知识体系的内在逻辑顺序，精心编选一定数量能

4、覆盖专题全部基础知识和基本能力要点的训练题帮助读者全面理解和有效巩固知识、提高技能。以上栏目五位一体，环环相扣，自成体系；力求涵盖最新教学大纲和考试大纲所涉及的全部重难点、考点、题型和知识能力要求；在知识层面上，既强调知识的综合性、系统性和科学性，又注重专题知识的点、线、面的纵横关联和有效拓展。在专题设计及分册划分上，突出“科学合理、讲述透彻、内容全面、分析到位”的特色；在能力渗透上，着眼于使理解能力、推理能力、设计和完成实验的能力、获取知识的能力、分析综合能力以及观察能力、思维能力、自学能力、表达能力”等的具体化；在体例设计上，力求简明实用，既符合认知规律，又符合学科特点，既体现专题的内在逻

5、辑层次，又方便读者使用。由于编者水平所限，书中谬误及不妥之处在所难免，敬请广大读者批评指正。目录第一章 误差及有效数字一、误差分析二、有效数字第二章 基本仪器一、常用力学仪器二、常用电学仪器第三章 验证性实验一、验证力的平行四边形定则二、验证动量守恒定律三、验证机械能守恒定律第四章 测定性实验一、长度的测量二、用单摆测定重力加速度三、用油膜法估测分子的大小四、测定金属的电阻率五、测电池的电动势和内电阻六、测定玻璃的折射率七、用双缝干涉测光的波长第五章 探索性实验一、研究匀变速直线运动二、探究弹力与弹簧伸长的关系三、研究平抛物体的运动四、用描迹法画出电场中平面上的等势线五、描绘小电珠的伏安特性曲

6、线六、把电流表改装成电压表七、用多用电表探索黑箱内的电学元件八、练习使用示波器九、传感器的使用第六章 演示实验一、力学演示实验二、电学演示实验第七章 设计性实验一、设计性实验概述二、实验原理、实验方法的选择三、实验器材和实验装置的选择四、实验操作程序设计五、实验数据处理的方法六、设计性实验分析的基本思路第八章 考点训练参考答案第一章 误差与有效数字实验辐射考点考点：要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差；要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接：测量的结果，间接测量

7、的有效数字运算不作要求误差的考查方式：一般在具体的实验中根据实验原理或操作过程让学生分析，包括误差的来源、测量值比真实值大还是小、如何减小误差等。有效数字的考查方式：一般没有单独出题，要么在仪器的读数结果中考查，要么在一个具体的计算题（例如天体运动、热学、原子物理等这些太宏观和太微观的问题）后括号标明取几位有效数字。一、误差及误差分析知识精讲误差：测量值与真实值的差异称为误差。误差存在于一切测量之中，而且贯穿测量过程的始终。误差是客观存在的，它不能避免，只能减小。 误差的分类：从误差来源看，误差根据其性质分为系统误差和偶然误差。系统误差：系统误差主要是由于实验原理不够完备(如伏安法测电阻时,电

8、表内阻引起的误差)、实验仪器精度不够(例刻度尺比游标卡尺误差大)或实验方法粗略(例没考虑空气阻力和摩擦力的存在)而产生的。系统误差的基本特点是：在使用的仪器、方法、测量时的环境和测量者均一定的条件下，对同一物理量进行多次重复测量，各次测量的结果对真实值的偏差（包括大小和方向）对真实值的偏差总是具有相同的倾向性，即总是偏大或偏小。减小系统误差的方法有：改善实验原理、提高实验仪器的测量精度、设计更精巧的实验方法。偶然误差：偶然误差是由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而产生的。偶然误差的特点是：有时偏大，有时偏小，且偏大和偏小的机会相等。减小偶然误差的方法有：多次实验并取其测量的平均值。通常将

9、足够多次数的测量结果的平均值取为该待测量的真实值。 从分析数据看，误差分为绝对误差和相对误差。绝对误差：绝对误差是测量值与真实值之差，即绝对误差 x=|测量值真实值|。绝对误差反映了测量值偏离真值的大小。 相对误差：相对误差等于绝对误差x与真实值x0之比，常用百分数表示：=100%。相对误差反映了实验结果的精确程度。 对于两个测量值的评估，必须考虑其相对误差。绝对误差大者，其相对误差不一定大。二、有效数字由于实验量具和量仪精密程度的限制及其他一些原因，测量得到的数值不可能绝对准确。凡是用量具和量仪直接读出的数字(包括最后一位估计的字)，都是有效数字。1有效数字：带有一位不可靠数字的近似数字叫做

10、有效数字。有效数字的最后一位是误差所在位。2有效数字位数的判定方法从左往右数，从第一个不为零的数字起，数到右边最末一位估读数为止.有效数字的位数与小数点的位置无关，可以采用科学记数法来表示。如0.0735cm=7.35102cm，有三位有效数字。以从左往右第一个不为零数字为标准，其左边的“0”不是有效数字，其右边的“0”是有效数字。如0.0123是三位有效数字，0.01230是四位有效数字。作为有效数字的“0”，不可省略不写。如不能将1.350cm写成1.35cm，因为它们的误差不相同。3.测量仪器的读数规则测量误差出现在哪一位，读数就相应读到哪一位。直接测量中读出的测量值的有效数字的最后一位

11、要与读数误差所在的一位以齐。中学阶段一般可根据测量仪器的最小分度来确定读数误差出现的位置。对于常用的仪器可按下述方法读数：最小分度是“1”的仪器，测量误差出现在下一位，下一位按十分之一估读。如最小刻度是lmm的刻度尺，测量误差出现在毫米的十分位上，估读到十分之几毫米。图1-1-3图1-1-2最小分度是“2”或“5”的仪器，测量误差出现在同一位上，同一位分别按二分之一或五分之一估读。如学生用的电流表的 0.6A量程，最小分度为0.02A，误差出现在安培的百分位，只读到安培的百分位，估读半小格，不足半小格的舍去，超过半小格的按半小格估读。以安培为单位读数时，百分位上的数字可能为 0，1，2，9；学

12、生用的电压表的15V量程，最小分度为0.5V，测量误差出现在伏特的十分位上，只读到伏特十分位，估读五分之几小格，以伏特为单位读数时，十分位上的数字可能为0，1，2，9。高考连线【题1】(全国)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50k)、电流表(内阻约40)、滑动变阻器、电源、开关、待测电阻(约为250)及导线若干。（1）画出测量R的电路图。图1-1-1（2）图中的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）。(3)待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图

13、1-1-2、图1-1-3由图可知其长度为 ，直径为 。(4)由以上数据可求出 (保留3位有效数字) 解析 伏安法测电阻，中学物理中介绍了两种方法：一种是电流表内接法，另一种是电流表外接法，根据待测电阻的大小(约为250)和电压表与电流表内阻对比，采用电流表外接法误差会小些至于滑动变阻器的分压接法与限流接法这里没多加条件限制，两者均可，如图1-1-4和图1-1-5 图1-1-4 图1-1-5本题第二问是用作图法求电阻R依作图法连线的规则，该图应该是一条直线，很明显第二点有较大偶然误差，要去掉其步骤是画IU直线，舍去左起第二点，其余5个点尽可能靠近直线且均匀分布在直线两侧，求斜率k，算得Rk229

14、(在221237范围内均对)第三问是关于仪器读数，50分度的游标尺目前位置读数分别是0.800cm与0.194cm最后由公式得：=RS/Ld2U/4IL8.46X10-2m.创新题析【题1】量程为0.6A的电流表,其最小分度为0.02A,当指针指在0.4A后大半格时,读数为什么?答:0.42A.因0.01A是估计的,故误差出现在安培的百分位,有效位也就只读到这一位.超过半格的靠后面整格读数,小于半格的靠前面整格读数,指在中间的就按两格中间数估读.考点训练1.关于误差，下列说法中正确的是( )。 A.认真测量可以避免误差B.误差是实验中产生的错误C.采用精密仪器，改进实验方法，可以消除误差D.实

15、验中产生误差是难免的，但可以想办法尽量减小误差2.下列关于误差的说法中正确的是( )。 A 绝对误差相同，相对误差一定相同 B 绝对误差大，相对误差一定大 C 相对误差越小，说明测量越准确 D 相对误差越小，对应的绝对误差一定越小3某同学测量两物体的质量，测量结果分别为1.00g和100.00g。两测量值的误差都为0.01g；问：哪次测量可靠性更大?4如果数字9.5cm和9.50cm是用刻度尺测量长度时记录的数据，其含义有什么不同?5以千米为单位记录的某次测量结果为5.4km，若以米为单位记录这一结果可写为( )。A 5400m B 5.4103m C 5.4103m D 5.400103m6

16、某物体的长度在12cm至13cm之间，若用最小刻度为毫米的刻度尺来测量该物体的长度，记录数据应有几位有效数字?另一物体的长度在120cm至130cm之间，若用最小刻度为厘米的刻度尺来测量其长度，记录数据应有几位有效数字?7用精密方法测得某工件长度为1.63812 cm，若用毫米刻度周测该工件的长度为 _cm。用游标为10分度的卡尺测它的长度，示数为_cm。用螺旋测微器测它的长度，示数为_cm。第二章 基本仪器实验辐射考点考点：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、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱、示波器、传

17、感器。考查方式：基本仪器是指通用性强，在各种实验中经常用到的仪器。对以上这些仪器，要理解结构原理、熟悉各部件的名称、懂得工作(测量)原理，掌握合理的操作方法、会正确读数、明确使用注意事项等。对重要仪器的考查，不再仅停留在会上，有进一步考查是否懂、是否会用的趋势如游标卡尺、螺旋测微器、多用电表近几年的考查就灵活多变，不是直来直去的读数复习指导： 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，

18、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，使用完毕要复位。三、正确选择量程。测大的量若用小量程，会损毁仪表；测小的量若用大量程，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

19、盘中心阻值。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。五、能在有说明书的情况下使用新的仪器。课程标准强调学生的自主学习能力，特别是在它的附录1物理实验专题中的内容标准这一块第4项中提到“能根据实验要求合理选择仪器并安装实验器材,正确进行实验操作对某些较复杂的仪器或没有见过的仪器，能读懂仪器说明书，并按说明书正确使用仪器”，还按照说明书练习使用示波器另外在课程目标中有不少诸如“阅读洗衣机说明书，知道其技术的含义”内容这也许意味着以后高考实验题中会出现一些没见过的新仪器有鉴于此，平时复习中要注意一

20、些平时用得不多的实验仪器，如电磁继电器、传感器、光敏二极管、示波器等等，当然对螺旋测微器、游标卡尺等常用仪器更是不能放松。第一节 常用力学仪器知识精讲刻度尺实验中常用的刻度尺是米尺米尺的最小分度是mm不等。测量中常用的米尺有木直尺，钢卷尺，钢板尺等。 注意事项： (1)米尺的刻度线要紧贴待测物，避免视差量程。 (2)测量的起点一般不选在“0”刻度线，以免边缘磨损而引入误差。(3)测量精度要求较高时，要进行重复测量取平均值。(4)毫米以下的数值目测估读。游标卡尺1游标卡尺的构造 游标卡尺主要由两部分构成，如图所示，即与量爪AA相联的主尺D和与量爪BB及深度尺C相联的游标E。游标可以紧贴着主尺滑动

21、。量爪AB用来测量厚度和外径，量爪AB用来测量内径，深度尺用来测量槽或筒的深度。F为固定螺钉。2. 准确度游标卡尺的准确度是以游标上的分度相对于主尺上最小分度的大小来确定的。即精度等于主尺上一格（或二格）与游标尺上一格的差值。图2-1-1准确度是0.1mm的游标卡尺(常称为10分游标)，主尺的最小分度是1mm，游标上10个等分刻度的总长度等于9mm，每格即为0.9mm，游标上每一分度比主尺的一分度少0.1mm。准确度是0.05mm的游标卡尺(常称为20分游标)，游标上 20格的总长度等于主尺上的19mm，每格0.95mm，游标的每一分度比主尺的每一分度少0.05mm。准确度是0.02mm的游标

22、卡尺(常称为50分游标)，游标上50格的总长度等于主尺上的49mm，游标上的每一分度比主尺的一分度少0.02mm。若动尺10格，总长19mm，每格即为1.9mm，比主尺上二格总长少0.1mm，故精度仍为0.1mm，而不是0.05mm。3读数原理无零误差的读数方法：(A)由游标上零刻度线跟主尺上零刻度线的对应位置读出整毫米数；(B)由游标上第n根刻度线对准主尺上某一根刻度线读出整毫米刻度以下的小数部分；(C)把上面的两部分读数相加，并按有效数字规则记录，即为被测物体长度的测量值。用公式表示为s=L+n/k式中，s为被测物体长度的测量值，L为主尺读数，k为游标上总的等分格数，n为游标上与主尺重合的

23、第n条刻度线。详见下表。游标尺（mm）精度(mm)测量结果(游标尺上第n个格与主尺上的刻度线对齐时)(mm)刻度格数刻度总和长度每小格与1mm差102050919490.10.050.020.10.050.02主尺上读的毫米数+0.1n主尺上读的毫米数+0.05n主尺上读的毫米数+0.02n 有零误差的读数方法： 当游标卡尺未测量物体时，一对下爪并拢后游标的零线跟主尺零线未对齐，则游标卡尺有零误差。若未对齐，则应从游标上记下零点读数s0，加以修正，即待测量s=s1s0，式中s1为未做修正前测量读数值，s0可分正负。当游标零线在主尺零线右边时，s0为正值，其值为游标读数；反之，s0为负值，其值可

24、从游标读数减1得到。例如，某测量值s1=14.58mm，检查零点时，游标零线在主尺零线左边，游标读数为0.98mm，则s0=0.981=0.02mm，s=s1s0=14.58(一0.02)=14.60mm。 4注意事项 对游标尺的末位数不要求再作估读，如遇游标上没有哪一根刻度线与主尺刻度线对齐的情况，则选择靠最近的一根线读数。有效数字的末位与游标卡尺的精度对齐，不需要另在有效数字末位补“0”表示游标最小分度值。 测量物不可在钳口间移动或压得太紧，以免磨损钳口或损坏工件。 测量物上被测距离的连线必须平行于主尺。 读数时，在测脚夹住被测物后适当旋紧固定螺丝。使用卡尺时应防止撞击，切不允许测脏物体或

25、毛坯工件；以免损伤测脚。螺旋测微器(千分尺)1螺旋测微器的构造图l5所示是常用的螺旋测微器，它的小砧A和固定刻度S固定在框架F上，旋钮K、微调旋钮K和可动刻度H、测微螺杆 P连在一起，通过精密螺纹套在S上。图2-1-2 2准确度精度是0.01mm，可估读到0.001mm。精密螺纹的螺距是0.5mm，即每旋转一周，P前进或后退 0.5mm。可动刻度分成50等分，每一等分表示0.01mm，即可动刻度每转过一等分，P前进或后退0.0lmm。因此，从可动刻度旋转了多少个等分就知道长度变化了多少个0.01mm，所以，螺旋测微器测量长度可准确到0.01mm。螺旋测微器的量程一般为 025mm。3读数读数时

26、应注意零误差的修正和紧锁开关的使用。读数方法：螺旋测微器读数=固定刻度值+可动刻度值+估计值4原理：测量前旋进旋钮K和K，使测微螺杆P和小砧A并拢，此时可动刻度H的零刻度与固定刻度S的轴向线应在固定刻度的零刻度线处对齐，这就是校对零点。若此时零不重合，就要修正。测量时，以可动刻度的边缘为准，读出固定刻度上上下刻度线总条数n(半毫米的整数倍n)，再以固定刻度上下刻线的分界线(中心线)为准，读出可动刻度上的刻线条数k(包括估读数)。螺旋测微器测量长度l的普遍表达式为 l=(0.5n+0.01k)mm 4注意事项 测量时，当P将要接触被测物体时，要停止使用K，改用 K，以避免P和被测物体间产生过大的

27、压力，这样，既可以保护仪器，又能保证测量结果准确。 螺旋测微器应估读一位，亦即以mm作单位，应读到小数点后面第三位。读数时，除了观察固定刻度尺的整毫米数外，特别要注意半毫米刻度线。秒表:也称“停表”，表针的运行靠齿轮传动带动.图2-1-3(1)秒表的构造外壳按钮：该按钮又叫柄头，使指针启动、停止和回零。表盘刻度：如图所示，长针是秒针，指示大圆周的刻度，其最小分度一般是0.1s，秒针转一圈是30s；短针是分针，指示小圆圈的刻度，其最小分度值常见的为0.5min。(2)使用方法首先要上好发条，它上端的按钮用来开启和止动秒表：第一次按压，秒表开始记时；第二次按压，指针停止走动，指示出两次按压之间的时

28、间；第三次按压，两指针均返回零刻度处。(3)读数方法图2-1-4所测时间超过0.5min时，0.5min的整数倍部分由分针读出，不足0.5min的部分由秒针读出，如图2-1-4，总时间为两针示数之和1min+15.2s=75.2s，即 t=短针读数(t1)+长针读数(t2)。(4)注意事项 检查秒表零点是否准确。如不准，应记下其读数，并对读数作修正。 实验中切勿摔碰秒表，以免震坏。实验完毕，应让秒表继续走动，使发条完全放松。对秒表读数时一般不估读，因为机械表采用的是齿轮传动，指针不可能停在两小格之间，所以不能估读出比最小刻度更短的时间。打点计时器打点计时器在运动纸带上打出一系列点，这些点记录了

29、物体运动的时间，又相应表示了运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点子之间的距离，就可以了解在不同的时间里，物体发生的位移和速度的大小及其变化，进而了解物体的运动情况。根据工作原理分为以下两类，注意它们的区别。现在多用火花打点计时器。图2-1-61电磁打点计时器 构造：如图2-1-5。原理：电磁打点计时器是利用电磁原理制成的。它是一种使用低压交流电源的计时仪器，工作电压为46V当交流电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一个点。通电前，先在打点计时器上装纸带，并把复写纸压在纸带上，然后接通低压交流电源，这时振片被磁化，在永久磁铁作用下振动起来，每隔0.02s振针压打复写纸一次，被运动物体拖动的

30、纸带上便留下一系列点子。注意事项：纸带穿过限位孔，压在复写纸下面；图2-1-5使用打点计时器时，由于接通电源后需经一段时间振动片的振动才会稳定下来，故在所有使用打点计时器的实验中，一般都要先接通电源，再释放纸带； 释放物体前，应使物体停在靠近打点计时的位置；使用电磁打点计时器，若纸带上打出的点不清晰，可调节振针，使靠近复写纸，或更换复写纸；如果纸带上打出的点有拖痕(不是点而是短线)，可调节振针使振针与复写纸的距离适当增大。2电火花计时器 构造：如图2-1-6所示。原理：电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显出点迹的仪器。使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条白纸带之间，计时器的工作电

31、压是220V交流电，接通脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，在运动的纸带1上每隔0.02s打出一个点，电火花计时器的实验误差较小。弹簧秤：弹簧秤是用来测量力的大小的仪器，也叫测力计。(1)构造：如图2-1-7所示，主要由弹簧、带刻度的外壳、指针三个部分组成。 (2)原理：根据胡克定律：F拉F弹=kx 由于弹力的大小与弹簧的形变量成正比，所以弹簧秤的刻线是均匀的。图2-1-7 (3)读数：如图2-1-7是分度值为0.2N的条形测力计，估读时可以将每一分度分为2等份，若指针超过1等份即超过半格就算1个分度值0.2N，若指针指向小于1等份即未超

32、过半格，对这种情况应当舍去，测量数据的有效数字末位就在精度的同一位，估读位仍在最小分度的同一位，即使无估读数也不需要在有效数字末位添“0”来表示准确度。如图2-1-7所示的弹簧秤示数应读为0.4N，且不需要在“4”后补“0”。 (4)注意事项 根据被测力的大小选择弹簧秤的量程，不能超过量程测量，否则会损坏弹簧秤。 使用前要检查弹簧秤的指针是否指到零刻度，如果不指零就需要调零。被测力的方向应与弹簧秤轴线方向一致，同时弹簧、指针、拉杆不要与刻度板和刻度板末端的限位孔发生摩擦。天平 常用的有物理天平和托盘天平两种，中学阶段要求用后者测量质量。(1)构造原理：构造如图2-1-8所示。横梁相当于等臂杠杆

33、，可以绕中间的支点转动，横梁两端的入口上各有一个托盘，当两盘中物重相等时，横梁就在水平位置停下(横梁平衡)。根据同一地点物重与质量成正比，就知两盘中的物体质量相等。(2)使用和读数：图2-1-8天平使用前，应先使底板水平，再把游码放到横梁的“0”刻度处，调节横梁平衡。测量时，应把物体放于左盘，根据估计，用镊子夹取砝码放入右盘；再调节游码使横粱恢复平衡。读数：被测物的质量等于右盘里砝码的总质量再加上游码对应的刻度值。 (3)注意事项所称物体的质量不能超过天平的最大称量。物体和砝码都要轻拿轻放，并使其重心尽量靠近托盘中心。砝码只能用镊子夹取。不要把潮湿的、有腐蚀性物品直接放在托盘里，保持天平干燥、

34、清洁、防止腐蚀温度表温度表的原理和性能:中学物理实验中常用的液体温度表有水银温度表、酒精温度表等，它们都是利用液体热胀冷缩原理制成的。不同温度表的测量范围不同。常用的温度表的最小分度有1，0.5，0.2等，每一格代表的温度越小，温度表的灵敏度就越高，显示微小温度变化的能力就越强。使用温度表的注意事项选用的测量范围要适当，待测物体的温度不能超出温度表的最高可测温度。测量液体温度时，温度表不要与器壁接触。读数时，温度表不应离开被测物体(体温表除外)，而且眼睛要正对液柱的凸(或凹)弯月面的水平切线位置。应在液柱芯向上升至最高不再上升时或达到稳定时进行读数。二、常用电学仪器滑动变阻器、电阻箱1滑动变阻

35、器图2-2-1构造：滑动变阻器的结构如图2-2-1所示，表面涂有氧化绝缘层的康铜电阻丝AB密绕在瓷管上，滑动片P与电阻丝紧密接触(接触部分的氧化绝缘层已刮去)，且能在滑杆CD上左右滑动根据电阻定律R=，对于粗细均匀的电阻丝，电阻的大小和长度成正比。随着滑动片位置的变化，电阻丝接入电路的长度L发生变化，变阻器接入电路的电阻值也相应发生变化。设某滑动变阻器的阻值范围是0-50，当滑动片P移到左端时，AC(AD)间电阻值为零，BC(BD)电阻值为50；当滑动片P移到右端时，AC(AD)间电阻值为50，BC(BD)电阻值为零。如AP与PB的长度为3：2，则AC(AD)间电阻值为30,BC(BD)电阻值

36、为20。限流 图2-2-2 分压 限流接法和分压接法：（见图2-2-2）限流电路特点A有电器R0与滑动变阻器部分电阻串联，另一部分不起作用。BR0上电压调节范围为ER0/(R+R0）R0CR0上电流调节范围为 分压电路特点A用电器R0与滑动变阻器的部分电阻并联后再与另一部分电阻串联BR0上电压调节范围为0ECR0上电流调节范围为0E/R以上均假设电源内阻忽略不计 由以上比较可知，用分压电路时，负载电压变化范围大，可从零开始；而限流电路中电流的电流只需等于工作电路的电流，更节能，并且接线简单，操作方便。故在限流电路能满足要求时就优先采用限流电路，在用限流电路不能满足要求时就用分压电路。弄清两种接

37、法改变负载电压的原理才能理解以下实验中常考的问题.两种接法中滑动变阻器阻值的选择:限流接法中为使负载的电压能平稳地由电压表半偏到满偏，选择的滑动变阻器的阻值大约为被测电阻的几倍或十几倍。实际测量时，要求工作电路上的测量值(电压、电流)范围广一些，以减小误差。限流接法中，滑动变阻器若比负载电阻的阻值小得多,则负载电压变化范围太小,不利于取得多组数据,甚至在某些题目中不满足保护负载的安全要求。但若滑动变阻器的阻值比负载电阻大得太多，又不方便调节到有效的多组电压。表现为接入电路的阻值较大时，负载上分得的电压几乎为零，指针偏角不明显，读数的误差大。当接入电路的阻值与负载相当时，又已经没有几根电阻丝可调

38、节，稍一滑则电阻为零，操作不方便。分压接法中要滑动变阻器阻值远小于工作电路阻值，才能有稳定的输出特性，即利于调节。因为这种情况下，负载与滑动变阻器并联的总阻值约等于与之并联的那部分阻值，如上图则约等于左边滑动变阻器的阻值。这样负载两端的电压（即并联部分的电压）与干路中那部分电阻的电压比就约等于滑片左右两边的长度比，故随着滑片的移动，负载两端的电压能稳定均匀地增加。思考：分压电路也不选择阻值远大于负载电阻的滑动变阻器，为什么？（提示： 也是操作不方便）分压限流电路的选择：若限流接法能满足要求一般用限流接法。所以一般先用限流电路估算，若能满足就不用分压。采用分压接法时一般是以下原因：题目要求加在工

39、作电路上的电压(或电流)从零开始变化(或要求变化范围尽可能大)应采用分压接法。滑动变阻器阻值限制。如滑动变阻器总阻值小于被测电阻阻值，采用限流接法时工作电路的电压、电流值变化范围不大，应采用分压接法，这时滑动变阻器阻值小一些比较好，一般小于负载电阻的一半。即滑动变阻器阻值远小于负载电阻时用分压接法。如滑动变阻器总阻值大于被测电阻阻值(一到几倍)，且不要求工作电路上电压从零开始调节，可采用限流接法；限流电路中滑动变阻器打到最大也不能满足安全要求的应用分压电路。注意事项：使用滑动变阻器时，不仅要注意它的阻值，还要注意它的额定电流，通过滑动变阻器的电流不能超过它的额定电流。分压电路中，起始位置应在负

40、载电压最小处处，即与负载并联的那部分电阻最小。限流电路中，起始位置应在连入电路中的电阻最大处，使通过负载的电流最小。都是为保证负载的安全。2电阻箱结构电阻箱有插孔式和转柄式两种(见图2-2-3甲和乙) 原理电阻箱是由多个电阻串联而成，它的原理是通过改变串联电阻的个数，从而达到改变电阻的目的。用途是为实验提供一个可变的、读数精确的电阻。图2-2-3 插孔式电阻箱的盖上有一排铜块，铜块间有插孔，当铜塞插在孔里时，就把相邻的两个铜块连在一起，铜块间电阻被短路；当铜塞拔出时，就把相邻的两个铜块通过电阻丝连在一起，拔出的铜塞越多，接入电路的电阻值就越大，每个插孔下电阻 电阻值都标在插孔旁，供选用。转柄式

41、电阻箱由多个定值电阻串接而成，通过转柄来控制接入电路的电阻数值。使用时，把两个接线柱接入电路，调节盘面上几个旋钮，把各旋钮对应示数乘倍率再相加，就能得到接入的电阻值。读数时按从高倍到低倍的顺序读出。例如，根据图2-2-2乙中各旋钮指示数值，可知接线柱间电阻R：1001十107十15十0.10175.0，注意末位零表示测量准确度，不能省略。该电阻箱调节范围为0-999.9。电阻箱和滑动变阻器的区别是：电阻箱的阻值可以直接读出，滑动变阻器的阻值不能直接读出。电阻箱的电阻值变化是不连续的，滑动变阻器的电阻值可以连续变化。滑动变阻器有滑动片(可动抽头)，电阻箱没有。电阻箱使用时应注意：不得过载使用，注

42、意额定电流和电阻额定功率；电阻接入电路时，阻值要大一些，以免电路电流太大烧坏电表；若需要将电阻箱阻值调小时，应先调大再调小，如要将210调到209，应将210先调为219，再调为209，不能先调为200，再调为209，同样要将9调到10，应先调为19，不能先调为0，再调为10；电阻箱不能代替变阻器长时间通电使用。电流表使用方法：使用电流表前必须先调零，如果指针不在零刻线处，调节调零螺丝，使指针与零刻度重合。电流表必须串联在待测电路中“+”“”接法要正确，电流必须从“+”接线柱流进，从“”接线柱流出。估测被测电流大小，选择适当的量程，一般选择量程应使指针转过满偏的1/3为宜。读数时视线要通过指针

43、并跟刻度盘垂直。电压表使用方法：使用电压表前必须进行机械调零。将电压表与被测电路并联，接线时，使电流从“+”接线柱流入，从“”接线柱流出，或者“+”接线柱接电压高端，“”接线柱接电压低端。估测被测电压的数值，选择适当量程使电压指针超过满偏1/3这宜。多用电表：多用电表可以用来测电流、电压，测电流时相当于一个电流表，测电压时相当于一个电压表，还可以测电阻，测电阻相当于欧姆表。欧姆表使用注意以下几点：无论是测电流、电压、电阻、电流都要从“+”插孔（红表笔）流入，从“”插孔（黑表笔）流出，所以使用欧姆档时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。要区分“机械零点与欧姆零点”，机械零点在

44、表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺旋，“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆档的调零旋钮。测量时使指针在中间附近。每变换一次档位，都要重新欧姆调零。测量电阻时要跟其他元件和电源断开。每次测量完毕，应将选择开关拨离欧姆档，一般旋到交流电压最高档或“OFF”档。灵敏电流计（检流计）在电路中可用来测量微弱电流、电压的有无和方向。使用时，应首先注意机械调零。同时要注意待测电流（电压）不能超过检流计量程；其次要留意指针偏转方向与电流方向间关系，指针偏转角度大小与电流大小间关系；最后要注意检流计不长时间通电和搬运电流计应注意将两接线柱短路。高考连线图2-2-4【题1

45、】（全国）如图2-2-4所示，a、b、c、d是滑动变阻器的4个接线柱，现把此滑动变阻器接入电路中，并要求滑动变阻器滑片P向接线柱c滑动时，电路中的电流最小，则接入电路中的接线柱可能是Aa和b Ba和c Cb和c Db和d图2-2-5答案：CD解析：上面两个接线柱都和滑片等势,所以关键是看下接线柱。C、D选项中都相当于滑片与b间的电阻接入电路。【题2】(全国)某人用多用电表按正确步骤测量一电阻阻值。指针指示位置如图2-2-5所示。则这电阻阻值是 。如果要用这多用表测量一个约200的电阻，为了测量比较准确，选择开关应选欧姆档的 。答案：1.20103 10解析：阻值为“读数倍率”。图2-2-6选档

46、原则是“让指针偏角在R中3R中”。【题3】（全国）一游标卡尺的主尺的最小分度为1mm，游标上有10个小等分间隔，现用此卡尺来测量工件的直径，如图4所示。该工件的直径为 22.3 mm。创新题析 【例1】 (1) 图2-2-7中，用螺旋测微器测量某金属丝的直径，测量读数为0.515 mm，则此时测微器的可动刻度上的A，B，C刻度线上所对应的刻度值依次是_，_，_。答案： 5，0，45。图2-2-8图2-2-7解析：固定刻度读数为0.5mm，故可动刻度的读数为1.50.01mm=0.015mm,所以B为0，A为5，C为45。（2）螺旋测微器又叫千分尺，其精度为0.01mm，用它测一金属丝的直径，如

47、图2-2-8所示，示数是_，若另制一个螺旋测微器，使其精度提高到0.005mm，可以采取的方法是_。解答：读数为1.835mm。将可动刻度变为100格或将螺距变为0.25 mm。分析：每旋转一周，测微螺杆前进或后退一个螺距。若螺距仍为0. 5mm，而将可动刻度分为100等份，即可动刻度每转过一等份，测微螺杆前进或后退0.005mm，则每一等份表示0.005mm故其精度为0.005mm若可动刻度数仍为50，而将螺距变为0.25mm则精度为 0.005mm。此题考查了螺旋测微器的制造原理。要求知其然并知其所以然正是新高考的考试趋向。图2-2-9【例2】有一螺旋测微器，螺距为0.5mm，可动刻度一周

48、共50小格。当测微器螺杆与小砧并拢时，可动刻度的零刻线恰与固定刻度的零刻线对齐。今使动刻度旋转60，则此时测微器的读数为_。用它测一螺栓外径刻度位置如图2-2-9所示，可知其外径为 _mm。图2-2-10答: 0.083mm 3.873 mm 解析：可动刻度旋转60所对应的刻度读数为600.083(mm)，外径读数为 3.5+0.0137.3=3.873(mm)。【例3】图2-2-10中给出的是用螺旋测微器测量一小钢球的直径时的示数，此读数应是_mm。答案：8.600mm。解析：读数时注意：(1)主尺半刻度线已露出；(2)副尺读数是整刻度的要补零，保证有效数字的位数。所以，读数应为 8.5+0

49、.0110.0=8.600(mm)。【例4】用螺旋测微器测量一矩形小零件的长和宽时，螺旋测微器上的示数如图所示。图2-2-11(a)的读数是_mm，图 (b)的读数是_mm。图2-2-11答案： 8.474， 6.574解析：本题关键是判断主尺上半毫米刻线是否露出，图(a)中，副尺的零刻度在主尺的刻度线以上，说明副尺旋转不满一周，所以半刻度线未露出，读数应为8+0.01 47.1=8.471(mm)。图(b)中，副尺的零刻度在主尺的刻度线以下，说明副尺旋转已超过一周，半刻度线已露出，读数为6.5+0.017.4=6.574(mm)。【例5】 用游标卡尺测一根金属管的内径和外径时，卡尺上的游标位

50、置分别如图2-2-12（a）、（b）所示。这根金属管内径读数是 cm，外径读数是 cm，管壁的厚度是 cm。答案：2.37cm， 3.03cm，0.33cm解析：图（a）中，从主尺看，整毫米数是23，游标尺上第7条刻度线与主尺上的一条刻度线重合，所以毫米以下的读数就是0.7mm，得到内径的读数为23.7mm=2.37cm。图2-2-12图（b）中主尺上整毫米数是30，游标尺上第3条刻度线与主尺上的一条刻度线重合，所以外径的读数为30.3mm=3.03cm。管壁的厚度为两者之差的一半0.33cm。【例6】 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

51、“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。这个学生在实验中违反了那一或那一些重要的使用规则？答： 解析：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”

52、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。【例7】 有一标有“6V，1.5W”的小灯泡，现用图2-2-13（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图2-2-13（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

53、图（b）所示器材连成电路解析：（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0.25A，选E也是安全的。图2-2-14（2）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

54、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2-2-14所示。滑动变阻器常用来调控用电器上的电压，一般有限流和分压两种形式，为了有较大的调节范围，且操作方便，当滑动变阻器的电阻R比用电器电阻R0大得多时，应选用限流的方式；R比R0小或差不多时，应选用分压方式。【例8】若先后用两只都准确的电流表测通过某一电阻的电流，甲表的读数为0.52A，乙表读数为0.48A，排除读数误差， 表测得的读数误差较小，且可以判断出 表的内阻较小。若先后用两只都准确的电压表测同一电阻上的电压，甲表的读数为2.75V，乙表的读数为2.30V，则排除读数误差， 表