《普通中学物理实验》标准

物理试验》课程标准说 明一般物理试验是三年制高等师范专科学校物理专业必修的根底课程。通过教学，应使学生：承受根本试验理论和操作技能的训练，娴熟把握根本物理量的测量原理和常用的测量方法，能合理选择与正确使用根本仪器，能正确运用有效数字并把握根本的试验数据处理方法，能对试验结果做出正确的分析和推断，能写出符合要求的试验报告。用试验的方法去观看、争论物理现象、规律，应用所学得的理论学问指导试验，从理论和试验的结合上加深、扩展对物理根本概念和规律的生疏，加强理论联系实际和提高指导中学试验的能力。1143教学内容绪 论〔9学时〕一般物理试验的地位和作用一般物理试验的过程和各个教学环节的要求试验室规章误差和数据处理的根本学问〔一〕测量和误差的根本概念测量结果的正确表示误差的估算及其意义有效数字的概念和运算法则数据处理的根本方法误差和数据处理的根本学问〔二〕随机误差的概念标准误差的计算系统误差的一般学问力学试验〔33〕力学试验是师专物理专业首先开设的根底物理试验，除了起到加深对物理规律生疏、培育试验根本技能的作用外，还特别重视对学生进展试验课学习方法的指导，和良好科学试验习惯的培育，为以后的试验教学打下根底。通过试验，要求学生把握长度、时间、质量三个根本物理量的测量方法，懂得正确使用游标卡尺、螺旋测微仪、测量显微镜、秒表、数字式毫秒计及光电门、天平、气垫导轨、光杠杆等根本测１/17量仪器和试验设备。能应用误差理论正确处理试验数据，并对试验结果作出正确的分析。15试验一长度的测量分别用游标卡尺及螺旋测微计测量长方形、球形、圆环等试样的尺寸，并求体积。利用测量显微镜测一半导体集成电路图形〔或类似图形〕的尺寸。练习在弯游标及不同的测微螺旋上读数。屡次测量误差的运算，求确定误差和相对误差。说明和要求把握游标及螺旋测微原理。学会正确使用游标卡尺、螺旋测微计及测量显微镜。把握屡次等精度测量误差的估算方法与有效数字的根本运算。试验二单摆的争论用多周期测量法测不同摆长L下周期T，作LT2图线，并求出重力加速度g。测定同一摆长下，相应于不同摆角的周期，作—T说明和要求学会镜尺和秒表的使用。把握用单摆测定重力加速度的方法。争论单摆的周期和摆长，周期和摆角的关系。学习用作图法处理测量数据。试验三固体和液体密度的测定物理天平的调整。用流体静力称衡法测固体的密度。用比重瓶法测液体的密度。说明和要求娴熟把握物理天平的调整和正确使用方法。把握测定固体和液体密度的两种方法——液体静力称衡法和比重瓶法。试验四惯性秤对惯性秤进展定标，作定标曲线。用惯性秤测量待测物的惯性质量。用天平称量待测物的引力质量，争论物体惯性质量和引力质量的关系。说明和要求把握用惯性秤测定惯性质量的原理和方法。２/17测定物体的惯性质量，加深对惯性质量和引力质量的理解。试验五牛顿其次定律的验证调整光电计时系统和气垫导轨。争论滑块质量确定时，加速度和所受外力的关系；争论外力确定时，加速度和质量的关系。说明和要求生疏气垫导轨的构造，把握其正确的调整和使用方法。生疏用光电计时系统测量短临时间的方法。学会测运动物体的速度和加速度。验证牛顿其次定律。试验六〔a〕动量守恒定律的验证〔用气垫导轨〕测定滑块在弹性和非弹性碰撞前后的速度，验证动量守恒定律。由碰撞前后的速度值计算恢复系数和碰撞前后的动能比值，并和理论计算结果比较。说明和要求验证动量守恒定律。进一步生疏气垫导轨的使用方法。用观看法争论弹性和非弹性碰撞的特点。试验六〔b〕动量守恒定律的验证〔用碰撞仪〕依据摆球〔或圆柱体〕摇摆的位移，间接求出它们在弹性和非弹性碰撞前后的速度，验证动量守恒定律。由碰撞前后的速度值计算恢复系数和碰撞前后的动能损失。说明和要求验证动量守恒定律。用观看法争论弹性和非弹性碰撞的特点。试验七〔a〕杨氏弹性模量的测定〔拉伸法〕用拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量。用逐差法计算测量结果，求出杨氏弹性模量。说明和要求把握用光杠杆测量微小长度变化的原理和方法，测定金属丝的杨氏弹性模量。训练正确地调整测量系统的力气。学会用逐差法进展数据处理的方法。试验七〔b〕杨氏弹性模量的测定〔弯曲法〕３/17测量梁在不同负载P下的弛垂度Y，绘制P—Y有P—Y说明和要求学会用梁的弯曲法测定杨氏弹性模量，验证梁的弯曲公式。学习应用测量显微镜〔或测高仪〕测量微小长度变化的方法。试验八〔a〕刚体转动惯量的测定〔用扭摆〕用扭摆测定刚体的转动惯量。验证转动惯量的平行轴定理。说明和要求学习用扭摆测定刚体的转动惯量的原理和方法。验证平行轴定理。试验八〔b〕刚体转动惯量的测定〔用三线摆〕测定圆盘、圆环及任意外形物体的转动惯量。测定离转轴确定距离的两圆柱体的转动惯量，验证平行轴定理。说明和要求把握用三线摆测定转动惯量的原理和方法。验证平行轴定理。试验八〔c〕刚体转动试验〔用刚体转动试验仪〕验证刚体的转动定律，求出转动惯量。观测转动惯量与质量分布关系。检验平行轴定理。用作图法处理数据。说明和要求转变的状况。验证平行轴定理。把握用作图法〔曲线改直〕处理数据。试验九液体粘滞系数的测定用分析天平测小球的质量。用螺旋测微计测小球的直径，用游标卡尺及米尺测玻璃管的直径及刻线间的长度。用密度计测蓖麻油的密度。说明和要求用落体法测定液体的粘滞系数。把握分析天平的调整方法和使用方法。４/17试验十弦振动的争论利用驻波现象测定电动音叉的频率。验证振动频率确定时，波长的平方与弦线所受张力成正比。说明和要求验证弦线上的横波波长与弦线张力、密度的关系。观看横波所形成的驻波波形，用驻波法测频率。试验十一〔a〕谐振动的争论〔气垫导轨〕用光电测量系统直接测出滑块在导轨上振动时位移及速度随时间的变化关系。mK测量滑块质量m转变时及弹簧的倔强系数K变时的振动周期T，验证T2 mK说明和要求验证在弹性恢复力作用下物体作谐振动时，其位移、速度与时间的关系。证明谐振动的周期打算于振动系统本身的特性而与初始条件无关。试验十一〔b〕谐振动的争论〔弹簧振子〕测定悬挂不同质量mT，画出mT2图线。由图线求得倔强系数和弹簧的等效质量。说明和要求验证弹簧振子的运动规律，测出弹簧的倔强系数。用图解法求弹簧的等效质量。试验十二阻尼振动的争论测定不同阻尼状况下的衰减振动曲线，计算阻尼因数。由振动衰减曲线求半衰期、阻尼常数和品质因数。说明和要求争论振动系统所受的阻尼力和速度成正比时，其振幅随时间衰减的规律。测定振动系统的半衰期和品质因数。测定滑块的阻尼常数。试验十三伯努利方程的验证用汾丘里流量计测定流速和压强的关系。５/17验证伯努利方程。说明和要求测定流速和压强的关系。验证伯努利方程。试验十四〔a〕声速的测定〔用昆特管〕用昆特管测定声音在金属棒中传播的速度。测定金属棒的杨氏弹性模量。说明和要求学会利用共振干预法测定声音在固体中的传播速度。观看纵波所形成的驻波波形。试验十四〔b〕声速的测定〔用共鸣管〕用音叉和共鸣管测定声波在空气中的传播速度。说明和要求测定声速在空气中的传播速度。验证声速与声源的频率无关。试验十四〔c〕声速的测定〔用音频波〕利用共振干预法测量声速。用逐差法进展运算求出波长及声速。说明和要求学会利用共振干预法测定声速。了解利用电声换能器进展电声转换和测量的方法。从使用角度初步生疏示波器和音频信号发生器的功能和使用方法。试验十五〔a〕复摆测定复摆摇摆周期和相应的回转轴到重心的距离，绘出图线。由图线确定不同周期时的等值摆长，求重力加速度。说明和要求争论复摆摇摆周期与回转轴到重心距离的关系。测量重力加速度。试验十五〔b〕可倒摆用光电测量系统测可倒摆的周期，求得重力加速度。６/17说明和要求用可倒摆准确测定重力加速度。热学试验通过本局部试验，使学生加深对热传导、热膨胀、相变等热现象规律的生疏，把握温度、压强等根本物理量的测量方法，学会正确使用温度计、气压计、量热器等热学仪器，懂得系统误差的补正。10试验一金属比热的测定用混合法测定金属的比热。利用温升曲线进展散热修正。说明和要求学会根本的量热方法——混合法。测定金属的比热。学习热学试验中系统散热带来的误差的修正方法。试验二金属线胀系数的测定用光杠杆法测定金属棒的线胀系数。说明和要求把握线胀系数的一种测定方法。试验三水的汽化热的测定测定水在沸腾温度下的汽化热。测定杜瓦瓶量热器的有效热容量。说明和要求学会测定水在沸腾温度下的汽化热。学会测定杜瓦瓶量热器的有效热容量。试验四〔a〕热功当量的测定测定热功当量，并与标准值比较，计算测量误差，用热功当量测定仪。说明和要求争论机械功与热量的转换，测定热功当量。７/17试验四〔b〕热功当量的测定用电热法测定热功当量。做时间—温度曲线进展散热修正。说明和要求学会用电热方法测定热功当量。进一步生疏热学试验中系统散热的修正。试验五气体三定律及气态方程验证应用气体定律试验仪验证气体三定律。验证气态方程和计算R说明和要求验证气体三定律及气态方程。测定普适常数R。学会使用福廷气压计。试验六〔a〕良导体导热系数的测定用稳态法测定铜的导热系数利用热电偶测量试件两端的温度差。说明和要求把握测定良导体导热系数的一种方法。试验六〔b〕不良导体导热系数的测定用稳态平板法测定不良导体〔橡皮或胶木〕的导热系数。说明和要求测定不良导体的导热系数。试验七液体比热的测定用比热的水作为比较对象，用电流量热器测定变压器油〔或甘油〕的比热。明白“去除”与环境热交换带来影响的方法。说明和要求学会用比较测量法测液体的比热。试验八沸点与压强关系的争论测定在压强减小及增加时，水沸点的变化。８/17说明和要求争论水的沸点随压强变化的规律。试验九〔a〕液体外表张力系数的测定〔拉脱法〕测定弹簧的倔强系数。用拉脱法测定水〔或其他液体〕在室温下的外表张力系数。说明和要求把握焦利氏秤测量微小力的原理和方法。测定液体的外表张力系数。试验九〔b〕液体外表张力系数的测定〔毛细管法〕测定液体在毛细管中上升的高度，毛细管半径，算出外表张力系数。说明和要求把握用毛细管测定液体外表系数的方法。试验十真空的获得与测量用机械泵获得低真空，并用火花检漏仪来推断真空度及检漏。用热偶真空计测量真空度。利用集中泵在预备真空根底上获得高真空。用电离真空计测真空度。说明和要求学习真空的获得及测量方法。生疏有关真空仪器、设备的操作方法。电磁学试验电磁学试验的内容包括：电场和磁场的描绘；直流电路和沟通电路；带电粒子在电场、磁场中的运动和非电量与电量的相互转化等四个方面。通过本局部试验使学生加深对静电场和稳恒磁场的分布规律的生疏，把握电流、电压、电阻、电动势和磁感应强度等根本量的测量方法，娴熟使用电流表、电压表、电桥、电位差计、检流计等根本测量仪器与仪表，进一步学会用示波器观看各种波形及进展有关的测量，能初步分析试验中存在的系统误差，并能运用随机误差处理的方法计算平均值、标准差和作图，从而能居高临下、更好地指导和安排中学电学试验教学。16试验一电学试验根本学问具体考察电表、电阻箱、滑线变阻器、开关的构造。连接限流和分压电路。９/17观看滑线变阻器滑动头的位置和电压、电流的关系。说明和要求学习电学试验室的规章、操作规程和安全学问。了解电学试验的根本仪器的性能和使用方法。学习连接电路的一般方法。试验二静电场的描绘测量和描绘同轴电缆中的等位线。测量两根平行的无限长直导线间的等位线。说明和要求了解模拟法适用的条件，学习用电流场模拟静电场的原理和方法，从而加深对静电场性质的理解。试验三伏安法测电阻分别用电流表内、外接电路测待测电阻。分析电表的接入误差，分别用各自修正公式对测量结果进展修正。画出所测电阻的伏安特性曲线。说明和要求把握用伏安法测电阻的方法。正确使用伏特表、毫安表等。了解电表的接入误差。试验四用惠斯通电桥测电阻用滑线式电桥或电阻箱组装电桥测量电阻。用箱式电桥测量电阻和电桥的灵敏度。说明和要求把握用惠斯通电桥测电阻的原理。学会用电桥测电阻的方法。学会测量电桥灵敏度的方法，并了解提高电桥灵敏度的途径。试验五灵敏电流计特性的争论观看灵敏电流计线圈的三种运动状态。测定灵敏电流计的内阻和灵敏度。说明和要求了解灵敏电流计的根本构造和工作原理。把握测量灵敏电流计内阻和灵敏度的方法。学会正确使用灵敏电流计。１０/17试验六〔a〕用电位差计测量电池的电动势和内阻测量干电池的电动势和内阻。说明和要求把握用补偿法测电动势的原理。试验六〔b〕用电位差计校正电表用电位差计校正直流电压表或电流表，画出误差曲线。说明和要求把握电位差计的工作原理及使用方法。把握校正电表的方法。试验七电表的改装将表头改装为安培计、伏特计。校正改装后的电表，并定出级别。说明和要求了解磁电式电表的根本构造。把握电表扩大量程的方法。把握电表的校正方法。试验八〔a〕万用电表的设计制作和定标用微安表头改装成具有直流电流、直流电压、沟通电压、电阻各两档的万用电表。对自制万用电表校验和定标。说明和要求把握万用电表的根本原理。培育学生具有初步设计和制作简洁万用电表的力气。学会万用电表的定标，到达能娴熟使用万用电表。试验八〔b〕学习使用万用电表测量直流电压并修正。测量电阻及校准欧姆表。用万用电表检查电路故障。说明和要求把握电表的接入误差。了解欧姆档的设计，能正确使用万用电表。１１/17了解线路故障检查的一般方法。试验九用直流双臂电桥测量低值电阻用双电桥测定金属棒的电阻。用螺旋测微计和毫米尺测量金属棒的直径和长度，求出金属棒的电阻率。说明和要求把握双电桥测低电阻的原理。学会用双电桥测低电阻的方法。试验十磁场的描绘测量载流圆线圈轴向磁场的分布。用感应法描绘亥姆霍兹线圈中的磁场均匀区。说明和要求了解感应法测量磁场的原理。争论载流圆线圈轴向磁场的分布。描绘亥姆霍兹线圈中的磁场均匀区。试验十一示波器的使用用示波器观看信号波形。用示波器测一信号电压。用示波器测一信号的周期和频率。用利萨如图形法测频率和相位差。说明和要求了解通用示波器的构造和工作原理，把握各个旋钮的作用和使用方法。学会音频信号发生器的使用方法。学会用示波器观看波形以及测量电压、频率和相位差。试验十二〔a〕用冲击电流计测电容及高电阻用比较法测电容的电容量。用电容漏电法测高电阻的阻值。说明和要求了解冲击电流计测电量的工作原理，并生疏冲击电流计的使用方法。学会用比较法测电容，用电容漏电法测高电阻的阻值。试验十二〔b〕用冲击电流计测螺线管内轴向磁场的分布１２/17观看冲击电流计线圈的三种运动状态。测定螺线管内轴向磁场的磁感应强度。说明和要求了解冲击电流计测电量的工作原理，并生疏冲击电流计的使用方法。用冲击电流计测定螺线管内轴向磁场的分布。试验十三沟通电桥用沟通电桥测量电容器电容及其tg。用沟通电桥测自感及品质因数。说明和要求把握沟通电桥平衡的条件及调整平衡的方法。试验十四半导体热敏电阻特性的争论用电桥法测定热敏电阻的温度特性曲线。说明和要求争论热敏电阻的温度特性。试验十五电子束线的偏转电偏转争论：偏转电压、加速电压和偏转距离三者之间的关系。磁偏转争论：偏转磁场、加速电压和偏转距离三者之间的关系。说明和要求争论带电粒子在电场和磁场中偏转的规律。了解电子束线管的构造和原理。试验十六电子束线的聚焦争论正向电聚焦的规律。争论磁场聚焦的规律并测定电子荷质比。说明和要求争论带电粒子在电场和磁场中的聚焦规律。了解电子束线管的构造和原理。把握测量电子荷质比的一种方法。光学试验光学试验的内容包括几何光学、波动光学及近代光学根底的个别试验。通过本局部试验使学生对光学成象、像差、干预、衍射、偏振、色散、最小偏向角等有一个清１３/17晰的生疏，有助于把握这些概念，提高光学理论课的教学质量。懂得正确使用根本的光学仪器，如光具座、分光仪、干预仪等。同时，把握一些常用光源的正确使用方法，如汞灯、钠灯、激光器等。此外，还要把握光学试验的光路调整及根本测量方法，初步分析试验误差。9试验一薄透镜焦距的测定用自准直法测量会聚透镜的焦距。测量物距、像距，用成象公式求会聚透镜的焦距。用移动透镜成二次象的方法测会聚透镜的焦距。与会聚透镜协作，由成象公式测发散透镜的焦距。说明和要求把握测量会聚透镜和发散透镜焦距的方法。验证透镜成象公式，并从感性上了解透镜成象公式的近似性。试验二分光仪的调整及使用调整分光仪，测量三棱镜的顶角。说明和要求了解分光仪的构造，学会调整和使用分光仪。把握测量三棱镜顶角。试验三折射率的测定1.测三棱镜对1=5461埃，2 =4358埃和3=5893埃的最小偏向角。2.算出棱镜介质对某波长光波的折射率。说明和要求把握用最小偏向角的方法测定棱镜对某波长光波的折射率。了解阿贝折射仪的工作原理，并学会使用方法。试验四〔a〕迈克耳逊干预仪的调整、使用调整迈克耳逊干预仪，并观看点光源的干预条纹。观看等倾干预条纹并测量He—Ne激光的波长。观看等厚干预条纹并测量钠双线的波长差。说明和要求了解迈克耳逊干预仪的构造和原理，学会调整和使用的方法。试验四〔b〕等厚干预现象的争论１４/17利用牛顿环测定平凸透镜凸面的曲率半径。说明和要求观看牛顿环产生的等厚干预条纹，加深对等厚干预的生疏。测平凸透镜凸面的曲率半径。试验四〔c〕用菲涅耳双棱镜测波长用双棱镜获得干预条纹，观看条纹的特点，分析影响条纹比照度的因素，从而进一步理解产生干预现象的必要条件。测钠光的波长。说明和要求把握菲涅耳双棱镜获得双光束干预的方法。从感性上生疏产生干预现象的必要条件。测定光波波长。试验五用透射光栅测光波波长及角色散率波长测光栅常数，光栅常数测波长。用汞灯做光源，测得某波长对应的衍射角，求出谱线的角色散率。说明和要求加深对光的干预、衍射以及光栅分光作用根本原理的理解。学会用透射光栅测定光波的波长、