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1、高考物理实验专题高考物理实验专题复习复习（上）（上）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.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
2、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
3、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
4、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2能力要求能力要求(1)能能在在理理解解的的基基础础上上独独立立完完成成“知知识识内内容容表表”中中所所列列实实验验，能能明明确确实实验验目目的的，能能理理解解实实验验原理和方法，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、能灵活地运用已学过的物理理论、实验方实
5、验方法和实验仪器去处理问题。法和实验仪器去处理问题。二、实验基本知识和技能二、实验基本知识和技能三实验能力培养三实验能力培养物物理理实实验验在在高高中中物物理理学学中中占占有有相相当当重重要要的的地地位位物物理理实实验验能能力力的的培培养养成成为为高高中中物物理理能能力力培培养养的的重重要要目目标标之之一一通通过过学学生生分分组组实实验验及及演演示示实实验验，要要求求学学生生在在实实验验能能力力方方面面达达到到以以下下要要求求：“明明确确实实验验目目的的，理理解解实实验验原原理理和和方方法法，学学会会正正确确使使用用仪仪器器进进行行观观察察和和测测量量，学学会会控控制制实实验验条条件件和和排排
6、除除实实验验故故障障，会会分分析析处处理理实实验验数数据据并并得得出出正正确确结结论论，了了解解误误差差和和有有效效数数字字的的概概念念，会会独独立立地地写写出出简简要要的的实实验验报告报告”1基基本本测测量量仪仪器器的的使使用用用用于于长长度度测测量量的的米米尺尺（最最小小 刻刻 度度 为为 mm），游游 标标 卡卡 尺尺（最最 小小 分分 度度 为为 0.1、0.05mm），螺螺旋旋测测微微器器（千千分分尺尺）；用用于于质质量量测测量量的的天天平平（托托盘盘天天平平）；用用于于时时间间测测量量的的打打点点计计时时器器、秒秒表表；用用于于力力测测量量的的弹弹簧簧测测力力计计；用用于于电电流流
7、测测量量的的电电流流表表，用用于于电电压压测测量量的的电电压压表表；用用于于电电阻阻测测量量的的欧欧姆姆表表等电源，电阻箱，滑动变阻器的正确使用等电源，电阻箱，滑动变阻器的正确使用2基基本本测测量量性性实实验验的的考考查查，包包括括用用打打点点计计时时器器打打出出的的纸纸带带测测瞬瞬时时速速度度，研研究究平平抛抛运运动动测测平平抛抛初初速速，用用单单摆摆测测重重力力加加速速度度，测测电电阻阻、测测定定金金属属的的电电阻阻率率，测测电电源源电电动动势势和和内内阻阻，测测灯灯的的功功率率，测测电电表表的的电电阻阻，测测玻玻璃璃的的折折射射率，测率，测光的波长光的波长等等3基本验证性实验的考查，基本
8、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，验证则，验证动量守恒定律，动量守恒定律，机械能守恒机械能守恒定律定律等等目目前前实实验验试试题题多多偏偏重重考考查查：基基本本测测量量仪仪器器的的掌掌握握；实实验验原原理理和和实实验验知知识识的的理理解解，包包括括电电学学器器材材的的连连接接原原理理；物物理理实实验验步步骤骤和和过过程程的的了了解解，能能合合理理安安排排程程序序，会会查查找找实实验验过过程程的的疏疏漏漏；实实验验器器材材的的选选择择与与使使用用；实实验验方方法法的的选选择择，包包括括测测量量方方法法的的选选择择，控控制制方方法法的的选选择择等等；对对实实验验结结果果
9、进进行行处处理理的的能能力力，包包括括计计算算、列列表表、作作图图象象，通通过过实实验验数数据据处处理理得得到到合合理理结结论论；误误差差分分析析，会会合合理理安安排排实实验验以以减减少少误误差差此此外外要要求求考考生生还还要要有有将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基基本本观观测测性性实实验验的的考考查查，包包括括用用描描迹迹法法画画电电场场中中平面上的等势线，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（一）掌握常用的物理仪器（一）掌握常用的物理仪器应应了了解解仪仪器器的的构构造造和和原原理理，会会正正确确操操作作和和读读数，会用有效数
10、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。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现用此卡尺来测量工件的直径直径,如图所示如图所示.该工件的直径为该工件的直径为_毫米毫米.29.80_答答:2
11、9.80(5分分,答答29.8的同样给的同样给5分分)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_mm52.12例例有有一一游游标标卡卡尺尺，主主尺尺的的最最小小分分度度是是1毫毫米米，游游标标上上有有20个个小小的的等等分分刻刻度度用用它它测测量量一一工工件件的的长长度度，如如图图2所所示示图图示示的的读读数数是是_mm104.0515205100101520510千分卡（螺旋测微器）千分卡（螺旋测微器）15205100202530151
12、015205100202530151010.190mm9.694mm1.601mm152051004045303510例例如如图图所所示示，在在测测金金属属丝丝直直径径时时，螺螺旋旋测测微微器器读读数数如如图图可可知知该该金金属属丝丝直直径径d=_103m 0.900秒表秒表0312334356378394110431214451647184920512253242655572859012678910113451213142分分7.60秒秒0312334356378394110431214451647184920512253242655572859012678910113451213141分分
13、51.40秒秒0312334356378394110431214451647184920512253242655572859012678910113451213142分分23.35秒秒（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 例例在用电流场模拟静电场描绘电场等势线
14、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,在下在下列所给出的器材中列所给出的器材中,应该选用的是应该选用的是(用器材前的字母用器材前的字母表示表示).(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(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
15、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,另另一探针已分别在基准点一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(如右上图如右上图),则当此探针与则当此探针与a点接触时点接触时,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).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例例2用用图图7所所示示的的装装置置做做验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律的的实实验验，按按正正确确的的实实验验操操作
16、作得得到到几几条条打打上上点点迹迹的的纸纸带带通通常常要要求求从从其其中中挑挑选选头头两两点点（即即0、1两两点点）间间的的距距离离接接近近2mm的的纸纸带带进进行行测测量量但但一一位位同同学学并并未未按按此此要要求求却却选选取取了了一一条条操操作作正正确确，点点迹迹清清楚楚，但但头头两两点点（0与与1点点）间间的的距距离离明明显显小小于于2mm的的纸纸带带进进行行标标点点（标标出出0、1、2、3等等各各实实际际点点迹迹）测测量量（测测出出各各点点与与0点点的的高高度差度差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
17、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计算式vn=_分分析析：本本题题的的实实验验过过程程要要求求先先接接通通电电源源，开开动动电电磁磁打打点点计计时时器器，在在纸纸带带上上记记下下初初始始位位置置然然后后将将纸纸带带、重重锤锤系系统统适适时时地地无无初初速速释释放放使使之之自自由由落落下下所谓所谓“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情况况的的机机会会很很少少通通常常是是在在振振针针两两次次敲敲击击
18、纸纸带带之之间间的的某某个个时时刻刻松松手手释释放放，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，运动性质就仍然是自由落体，只是纸带上头答答:(1)要要用用游游标标卡卡尺尺测测摆摆球球直直径径d,摆摆长长等等于于摆摆线线长长加加d/2（2分分）（如如果果说说明明用米尺量摆长时，摆长的下端从球心算起，也给用米尺量摆长时，摆长的下端从球心算起，也给2分）分）(2)T=t/29.5(3)g应应测测量量多多次次，然然后后取取g的的平平均均值值做做最最后后结结果果（2分分）（如如果果说说明明摆摆长长和和周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
19、们的平均值为L和和T，算出算出g，也给也给2分）分）例例一一位位同同学学用用单单摆摆测测重重力力加加速速度度的的实实验验他他将将摆摆挂挂起起来后，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)测测周周期期T：将将摆摆球球拉拉起起，然然后后放放开开在在摆摆球球某某次次通通过过最最低低点点时时，按按下下秒秒表表开开始始计计时时，同同时时将将此此次次通通过过最最低低点点作作为为第第一一次次，接接着着一一直直数数到到摆摆球球第第60次次通通过过最最低低点点时时，按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
20、期T=t/60(C)将所测得的将所测得的L和和T代入周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指出出上上面面步步骤骤中中遗遗漏漏或或错错误误的的地地方方、写写出出该该步步骤骤的的字字母母，并加以改并加以改正（不要求进行误差计算）正（不要求进行误差计算）（三）会组装和调节实验装置（三）会组装和调节实验装置，会会正正确确连连接接电电路路实实物物图图,这这里里主主要要体体现现实实验验技技能能的的考考查查然然而而正正确确、熟熟练练的的操操作作技技能能，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 滑动变阻器的
21、使用滑动变阻器的使用ABCD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：RXRABC(D)RXR（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RX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。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
22、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.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
23、路分压电路电压范围电压范围电流范围电流范围0U答答：例例3：如如图图所所示示，某某同同学学用用此此装装置置验验证证牛牛顿顿第第二二定定律律A为为放放在在水水平平桌桌面面上上的的长长木木板板，B为为滑滑轮轮，C为为小小车车，D为为砂砂桶桶，E为为细细线线，F为为纸纸带带那那么么他他应应将将电电磁磁打打点点计计时时器器固固定定在在什什么么地地方方？_实实验验中中还还要要对对此此装置做哪些重要调节装置做哪些重要调节_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
24、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（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实验验数数据据处处理理方方法法常常用用的的是是列列表表法法，分分组组隔隔项项逐逐差差法法（如如测测匀匀变变速速直直线线运运动动加加速速度度所所用用方法）和方法）和图线法图线法用用数数学学图图象象法法处处理理实实验验数数据据是是高高考考对对实实验验能能力力考考查查的的一一个个重重要要方方面面，用用图图象象法法处处理理数数据据求求测测量量值值，可可以
25、以简简化化复复杂杂计计算算并并起起到到取取平平均均值值减减小小随随机机误误差差的的作作用用利利用用图图线线同同样样可可以以验验证证物物理理规规律律，或或者者导导出出未未知知的的物物理理量量之之间间的的关关系系但但在在作作图图时时，因因为为用用点点的的位位置置表表示示一一组组实实验验数数据据，因因此此需需要要严严格格按按规规则则作作图，否则误差反而会加大图，否则误差反而会加大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
26、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，要估计的，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，这一点也角，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某是考虑横纵标分度
27、的依据如果实验数据只分布在某一区段如图一区段如图17b所示，电压测量值在所示，电压测量值在1.00V到到1.50V之之间，坐标就可以从间，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：“”或用或用“”等确定点的位置等确定点的位置5)连连线线作作图图时时要要使使数数据据点点均均匀匀分分布布在在图图线线两两侧侧，以以起起到到取取平平均均值值的的作作用用一一般般在在已已知知数数据据间间用用实实线线相相连连，数数据据区区域域外外用用虚虚线线延延伸伸在在已已知知规规律律情情况况下下，如如果果某某个个数数据点明显
28、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的一次函数，而的一次函数，而K与与b均需测定，均需测定，则可通过测得关于则可通过测得关于x、y的一系列对应数据，由数据点的一系列对应数据，由数据点描点绘出实验图线应是一直线，再根据图线间接求待描点绘出实验图线应是一直线，再根据图线间接求待测的斜率测的斜率K与截距与截距b。有有测得相应的测得相应的L、T值，并作值，并作LT2图线，则变为图线，则变为一次函数关系了。其斜率一次函数关系了。其斜率k=g/42，可
29、得可得g=42k.这种方法称为这种方法称为曲线改直法曲线改直法.在一些情况中，物理量间的关系或规律并不是在一些情况中，物理量间的关系或规律并不是一次函数关系，需要作图时，因通常为一次函数关系，需要作图时，因通常为曲线曲线，在连，在连线时要注意光滑连接，数据点要尽量多，这样才能线时要注意光滑连接，数据点要尽量多，这样才能较好地作出与实际相符的图线较好地作出与实际相符的图线曲线改直法：曲线改直法：有时可设法变为一次函数予以解决有时可设法变为一次函数予以解决例如利用单摆周期公式侧重力加速度时，例如利用单摆周期公式侧重力加速度时，依据公式：依据公式：例例4.一位同学记录的一位同学记录的6组数据见表。试
30、根据这些组数据见表。试根据这些数据在下图中画出数据在下图中画出UI图线，并根据图线读出电图线，并根据图线读出电池的电动势池的电动势E=V，电池的内阻电池的内阻r=.U1.460.72I(A)U(V)0.121.370.201.320.311.240.321.180.501.100.571.05例例在在研研究究平平抛抛物物体体运运动动的的实实验验中中，用用一一张张印印有有小小方方格格的的纸纸记记录录轨轨迹迹，小小方方格格的的边边长长L=1.25cm若若小小球球在在平平抛抛运运动动中中的的几几个个位位置置如如图图19中中的的a、b、c、d所所示示，则则小小球球平平抛抛的的初初速速度度的的计计算算式式为为v0=_（用用L、g表表示），其值是示），其值是_.(g=9.8m/s2)0.70m/s解：解：