高中三年级二轮复习_物理实验大全

1、实验基础知识.下载可编辑一.物理实验的基本要求二.高中物理学生实验的分类1 .验证性实验(1)验证力的平行四边形法则(2)验证动量守恒定律(3)验证机械能守恒定律2 .研究性实验(1)研究平抛物体的运动(2)探究弹力和弹簧伸长的关系3 .观察也描绘类实验(1)描述小电球的伏安特性曲线(2)电场中等势线的描绘4 .测定物理量的实验附：(1)研究匀变速直线运动(2)利用单摆测重力加速度(3)测金属电阻率(4)用电流表和电压表测电池的电动势和内阻(5)测玻璃砖的折射率(6)用油膜法估测分子的大小(7)用双缝干涉测光的波长5 .仪器使用、组装类实验(1)长度的测量(2)用多用电表探索黑箱内的电学元件(

2、3)把电流表改装成电压表(4)练习使用示波器(5)传感器的简单应用测量对象：长度、时间、质量、力、电流对基本仪器归纳,I仪器功能：放大、间接、组合也可以这样归类 4r斜槽类I对实验的主要实验装置归纳 *打点计时器I其它类三.演示实验鉴于演示实验数量较多(高中物理教材中的演示实验 有106个)。实验本身比较简单，因此，高考对演示实验的 考查以选择、填充题出现。在对演示实验复习应特别注意 (1) 重视物理学史中具有重要地位的实验。如紫外线照射锌板、 扬氏双缝干涉实验、光的衍射中的旧松亮 、a粒子散射实 验、质子和中子的发现实验等等。 让学生充分了解其内容及 其在物理学发展中的作用。(2)把握实验中

3、的关键要素。四.题型研究基本仪器使用和读数类、选择器材和连图类、实验操(一)打点计时器作类、实验原理类、实验数据处理类、误差分析类、设计实 验类第二章实验疑难问题选析一、测量仪器的使用。1、测量仪器的读数方法。2、测量仪器的分类。二、难点分析：S . S.f 计算万法：Vn =，V0=2V-V22TS6 S3 S5 S2 S4 S1 ,为¥江、aa n 2(逐差法)3 3T21、纸带分析r加速：a与V一致 有关方向判断：运动方向：n-0加速度方向L减速：a与V相反注意事项：T的确定(区别记数点周期和打点周期)交流电频率fT-测量值1打点不清晰：振针位置稍高、未达到共振、电压低、复写纸

4、上油墨少等2、常见故障分析J打出短线：振针位置低。(二)测电池的电动势和内阻实验中，由于电表内阻引起的误差。3中(甲)、(乙)两电路图作可用两种研究方法对这个问题进行分析，第一从图像分析，第二从等效电源分析，现对图 以下讨论。(1)图像分析过程示意如下：图1甲电路vjEMjHt读数有误差 i= _y_甲一ui i图像为图2甲Rvy 卜表的分压去图1乙电路一一读数有误差 U=IRa-一U I图像为图2乙(2)利用等效电源分析过程示意如下:RvRvRvrr测 r真Rv rV表与电组成一图1甲电路读数对其等效电源无误差并联售效电图1乙电路A或与电但成联售坡电读数对其等效电源无误差测 真r测r Rar

5、真最后说明伏特表一般内阻远大于电源内阻，利用图1甲测出的值误差较小，安培表内阻与电源内阻接近，利用图1乙测量的值误差大，故我们常采用图1甲作为测电源电动势和内 阻的实验原理图。(三)电流表改装为伏特表实验中的误差分析：1 .半偏流法测得的电流表内阻偏大，偏小？由于K2合上，总电阻略变小，导致总电流I略大于Ig, 1 1所以当电流计中电流为 一Ig时流过R的电流略大于 一I g,22由半联电路特点可知，rg测=R<rg真。2 .据半偏流法测得的电流表内阻而改装成的电压表与标准 电压表相比，测量值偏大、偏小？改装时需与电流计串联的电阻R=Rx U里r0 ,由于x I gI grg偏小fRx偏

6、大fI g偏小改装的伏特表读数偏小。3 . 满刻度百分误差计算：|标准电压表示数 改装电压表量程|标准电压表示数第三章实验设计一.设计型实验的设计思路和原则：设计类实验：属实验知识的运用类，题在书外，理在书内。1 .设计原则：安全、科学性精确(准确)性方便易行性 省器材、节能2 .题型：a.在已知的实验器材中选择合适的器材，选择合适的量程和电路，达到题设实验目的；b. 为达到题设实验目的，自选器材、装置或电路，安排实验步骤。c. 电路计算、误差分析、故障排除等。3 .设计思路：在熟练掌握学生分组实验基本原理和实验技能、技巧的基础上，认真审题，构建实验情景，寻找实验原理，设计出 最优方案(经反复

7、估算后才能得出)。4 .流程如下：由实验目的-实验原理-实验情景模型-电路图、实验装置图-实验器材-实验步骤-待测物理量-递推用测出 量表示的未知量的函数式-误差分析5 .思考题：a.如何测电流表内阻？ b.如何测优特表 的内阻？二.设计型实验的命题方式(一)试题列出所需实验器材，有实验步骤提示这类试题条件充足，基本无迷惑性条件， 解答较易，且 与平时所学知识和方法有紧密联系，但也不能轻视。解答过 程中需全面分析所列出的实验器材， 抓住器材特点，联系实 验步骤，并结合所学知识和方法， 选择可行的实验方案，完 成实验。例1如图所示的器材是：木质轨道 (其倾斜部分倾角 较大，水平部分足够长)，小铁

8、块，两枚图钉，一条细线， 一个量角器，用上述器材测定小铁块与木质轨道间的动摩擦因素”，实验步骤是：(1) 将小铁块从 ; (2)用图钉把 细线;(3) 用量角器测量 ; (4)动摩擦因 素表布_ = 。分析试题所列器材中只有量角器可定 量测量，结合 步骤提示，可猜测v =tg。，联系从=tg 8的物理情景及物理 意义，结合试题所列出的其它器材，可作如下解答：(1)将小铁块从斜板上 A点由静止释放，运动至水平板上B点静止；,(2) 用图钉把细线拉紧固定在 A B两点间；(3) 用量角器测量细线与水平板间的夹角9 ;(4) 动摩擦因素表示为=tg 9 o这类试题的条件有很强的迷惑性，解答过程中须加

9、以全 面分析，辅以一定的逻辑推理并结合所学知识和方法才能顺 利完成实验。(二)试题只列出所需全部实验器材，无其他任何提示这类试题所提供的全部信息即实验器材， 因而在解答过 程中须紧紧抓住所列器材与可取实验方案间的联系，结合各器材的特点，逐步完 善实验方案，完成实验。例2已知待测电阻Rx为9000欧姆左右，另有 6伏直 流电源(内阻不计)，一个电流表，一个电压表(两电表量程 均合适)，一个阻值为200欧姆的滑线变阻器，一个电键和 若干导线，请画出实验设计电路并简述其理由。分析 就本试题而言，简述理由的过程即分析过程， 也 就是完成实验的过程，具体如下：(1)有电流表、电压表且量程合适，可用伏安法

10、测电阻；(2)与两电表比较；Rx属大电阻，可用内接法；(3)滑线变阻器最大阻值比 R小得多，可用分压器接法；(4)电键应对全电路起控制作用，须接在干路上。实验设计电器如图所示。(三)试题所列实验器材多于所需器材或试题所列实 验步骤多于实际操作步骤，即实验条件须选择使用例3为了测重力加速度 g的值，实验室只有下列可供选择的器材：A长度为1米的刻度尺；R游标卡尺；G连有细线 的金属小球；D低压交流电源；E、打点计时器(包括所附的纸带、复写纸、重锤等 )； F、蓄电池；G、铁架台；H、天平。(1)从上面所列器材中挑选必须的器材有(2)写出测重力和加速度的主要计算公式及简述其中 的物理量的测量方法：。

11、分析初审此题，最易选择用单摆法测重力的加速 度，但所列实验器材中无秒表，不能测单摆周期，故此方案不可行；根据其它器材，可选 用重锤作自由落体运动来测定重力加速度， 器材齐全，但要 注意：电源应选 D。不需要测量质量，因而 H不选，要处理 纸带，因而A不可漏选；在具体选用测量公式时， 公式不 是唯一的，可选用g = v2/2h或g=2h/t 2均可。故此题应选（1）用器材为：A D E、G,其它略。三、实验设计内容（一）设计实验方法 下面是测定“重力加速度”；“测 定物体间动摩擦因素”及“测量干电池的电动势和内电阻” 的几种方案，供参考：测定重力加速度实验方法箕验原理需测量的物理量（木块沿光滑斜

12、面下滑）斛面的光常要 求不易做到物体从开始下 滑至底端的时 间r；料函高力及底边 长f'由翌7T 了总对1W性：（体在长真空管中鬟直胸上运动gh二*门 一.出从开始效 出到落回原处 的时间公物体 从M点上方用 处开始再回到W it的时间与.”. 用两点间禽凄接198g年一共有 10个国家（包括 中国）用此快精 确谭丁 （灌 一度达到十位 有效数字）（选水法/修）调节水清过程 较困醮网节井海水 龙头到盘子的 高度差人让前 一滴水滴到盘 于听到约音时， 后一滴恰离开 水龙头，再测出 界次水击盘声的 总时间重镣下落过程（利用“验证机械能守恒”装美4值）作出“一人的 图像，图线斜率 却为S值潸

13、出自由下落 过程中某点的 高度A及，（可 以由中点速度 公式求）正确选择自由落体对应的纸带上的初始位实疆方法需演I量的物理量A72 - 4xi 二-（利用平抛物体的内麴照片）评出闪光周期 兀嘉由、8 m 甫度差的1津, C间充度差 等可用逐差法"求#值测出摆长工及振 动周期7可用,累积法” 测周期；亦可换 用不同摆长来«*（2）曼勤频跑动学里更熨实脸方法实赞原理需测量的物理量jr木块勾速下滑）由 可 酬- 4t= j-（粒木块WD（拉木埃N2J由/=F»i图出斜面高度A及斜面底边长f匀速拉动木块m 或木板时，弹J» 秤的读政"用 弹Jt拜恻出其

14、 重力C很难傲到匀 速拉动M,读数不稳定下图较上阴 好些轻推木块后,祥 以保证其匀速下滑GJ，0（由静止开始匀加速下滑）测出时间L斜 面的高度3及 底边快1由$二得；a = ）2（必”）误墓主要来 自时间t的第 量;较前几种条 件易控阻可多测量几 次求平均值实验方法实爨康9需测t的物理景备注I：汇7三n(木块由静止下滑最后停止，接触 面情况一钵)由mgh 土吗侬， h荷+F得平=4潸出再度差人及 图中对应的水平位移，料折处有机械 能的损失(3)捌定电池的电动势及内电阻搀作及可量的方法实赣电路图©hShq-CZH(?)£ = 3 + 什,E = % + 7jt卬一4%*hi3

15、 一-JT U2它3后1/禺-4&必迎R& “明-妖J由蹲：E = UfA + r 为由得之二乙，4+(二)设计实验电路根据给定的器材和实验提出的目的，画出或补全实验电路。.下载可编辑.1.电路选择原理(1)安培表内接、外接?待测电阻 R为小电阻，（R与RA可比、R<<RV、或RX< JRvRa、或试探法中 示数变化显著）应采用安培表 外接法；（因R>>R,伏特表的分流作用引起的安培表读数 误差较小。）反之待测电阻 R为大电阻（R>>R, R与 R可比，或 R> JRvRa或试探法中（A示数变化大）应采用安培表内接 法。（因R&g

16、t;>R,安培表的分压作用引起的电压表读数误差 较小。）（2）滑动变阻器限流法、分压器法？通常情况下优先考虑限流式，因为耗电少。在以下三种情况考虑分压式。A 当需要待测电路的电压从零开始连续变化。B 题中提供的仪表量程或电阻的最大允许电流不够（安全性原则和适用性原则）C 变阻器电阻远小于被测电阻或电路中串联的其它电 阻（准确性原则和方便性原则）（3）欧姆表挡位 RX 1、RX 10、RX 100如何选择？先用RX 10挡，调零欧后估测，若指针在中值附近，则 R等于10X指示值；在指针偏角太小，则换用RX 100,重新调零后测量，R=100x指示值；若RX 10时指针偏角太大， 则换用RX

17、 1挡，重新调零欧后测量，R才旨针指示值。（4）电阻测量的电路伏安法测电阻和替代法用欧姆表测量此法简便易行，但读数误差较大；用久之后，内部电 源发生变化，测量误差更大。因此此法只适用于要求不太高 的测量。惠斯通电桥法电桥伏安法O电表内阻的测量I.测Rg时，用半偏法？等值替代法？电路计算法？若只有二只单刀单掷开关、一只待测表，还有二只电 阻箱R<<R时，只能采用半偏法，此时为了减少误差，应选电动势较大的电 源，达至I R»R（R>100R1以上）；电路如下若有二只电流表和一只变阻器及电源单刀单掷开关等，可采用电路计算法，此时另一只非待测表一定要已知量程和内阻R,电路如

18、读出 Fg 支路 12及11,由 U=IR=l2Rg,彳1 Rg=I1R/I 2连线的总思路为：若有二只电流表，一只电阻箱和一只单刀双掷开关、 滑动变阻器可采用等值替代法，电路如下：K接a,调R',记下冷读数，然后K 接b,保持R'不变，调R使（A读数保持不变，则 Rg=R若有二只电流表，一只电阻箱（或定值电阻，其阻值 与电流表阻值接近）和一只单刀开关、滑动变阻器可采用电路计算法：如 图，G为待测电流表，为已知电阻，若把虚线框内电路看成一扩程电流表，则该电路为一改装表与标准表的校对电路.设 G A表读数分别为11、I,则由相关知识 可知：为便于器材选取与操作，Ro的阻值应0 1

19、口（如0, 5Q ）II.若欲测伏特表内阻 Rv,怎么办？2.电学实验器材如何选择？a .（A表量程如何选？ （V表量程如何选？通过估算1m ，保证（A指针偏转范围在 Jja Rx32 1A最佳；同样（V指针偏转范围在 U -U最佳。3 33b .变阻器如何选？从安全性原则出发分析得，首先要求通过其最大电流小 于其额定电流；从方便性和准确原则出发分析得，要求变阻器的最大阻值，在限流电路中尽量接近待测电阻或电路中串 联的其它电阻，在分压电路中电阻尽量小。c .电源如何选？测电源电动势£和内阻时， 选内阻较大的旧电池； 测电 流计内阻Rg时，若采用半偏法测电阻时，应选电动势较大 的电源，

20、保证 R>>R,以减小实验误差；在测小灯泡功率描 伏安特性曲线时，在测金属的电阻率时，选电动势较小的电 源；在打点计时器中选46V交流电压；在描等势线实验中 选46V直流电源。4 .实验线路的连接分压式和限流式的接法要求：限流式是按“一上一下各 一个”的原则，且使滑片处在阻值最大位置处；分压式是“一上二下”的原则，电源与开关串联以后直接接于下面两个连 线柱，上面任一个接线柱引出导线和下面一个接线柱上引出 导线（二线之间的电阻要小， 保证初始取出的电压较小） 将 这两导线接至被测电路中。画出电路图一滑动变阻器连接分压，限流一连接总回路滑片位置正确（三）设计处理实验数据根某一物理规律或

21、公式，设计实验情景，并给出实验 数据，打好点的纸带或在图象上描出数据点，让学生求出实验测量值，如98年的第18题，原题为：在LC振荡电路中，如已知电容 C,并测得电路的固有 振荡周期T,即可求得电感 L,为了提高测量精度，需多次 改变C值并测得相应的T值，现将测得的六组数据标示在以 C为横坐标、丁为纵坐标的坐标纸上，即图中用“X”表示的点。T、L、C的关系为 根据图中给出 的数据点作出T2与C的关系图线求得的 L值是_。分析与解答（1）T=2无MLC一如图所示，图线应为一条直线，数据点靠近直线且电表的正负接线柱总开关控制所有元件一并联伏特表的电压较小。导线不能交叉 均匀分布在直线两侧。仔细观察

22、图象上的数据可发现，纵坐标为3位有效数字，横坐标为 2位有效数字，在图象上选取两个坐标点 A（1X10 7, 14. 5 X 8 ）和（3 . 5x10 7, 51 . 0x10 8）, 则T2 / C = 1.46, L = 0 . 0365H根据图上的数据点，正确读出纵，横坐标的有效数字 的位数，是解答此问的关键。（四）设计实验原理用给定的器材测定某一物理量，要求学生写出实验原 理。例题利用下列器材测当地的重力加速度、铁架台 （附 夹子）,长约1. 5m的细线，下坠一个200g左右的石子、秒 表、米尺，请写出实验原理。分析与解答设细线下端悬点到石子重心的距离为 x, 第一次实验测得摆线长为

23、 Li，摆长为（L 1 +x）,测得周期为Ti, 由单摆的周期公式可得Ti=2 无，（L i +x） Tgk将摆线长改变为L2,对应摆线长为（L2+x）,再测得周 期为 丁2,贝U T2=2tt V（L 2+x）/g由消去x,解得g=4无2 （Li L2 ）/ （T /一T22 ）即测出长、短摆的摆线长 Li、L2和对应的周期 、T2 代入式就可算出g值。（五）设计控制实验条件用给定的器材测定某一物理量，要求学生写出需要控 制的实验条件，控制方法及需要采取的措施等。例题例用下列器材测当地的重力加速度：铁架台 （附 夹子），长约1. 5m的细线，下坠一个200g左右的石子，秒 表、米尺，为尽量减

24、小实误差，需要采取哪些措施？控制哪些实验条件？分析与解答测摆长时应该悬测，而不能平测、摆长 不应小于70cm,否则很难保证做简谐振动。长摆与短摆的摆长差应尽可能大些，以不小于 50cm 为宜，这样才可以保证差值 （Ti2T22 ）的有效数字的位数不 减少。摆球应尽可能贴近地面， 以便用刻度尺来控制振幅， 从而保证摆角小于 5。，同时还可判断摆球是否沿直线做往 复运动，避免锥摆现计时的起始、终止位置，应是摆球的平衡位置，周期的测量应用累计平均法，全振动的次数 不能少于30次。（六）设计实验步骤题目给出实验目的，器材等，让学生写出实验步骤， 或题目中给出实验步骤，但次序凌乱，其中有错误，有空缺，

25、有多余，要求学生指出错误并纠正、 补全，而后指出合理的 顺序等。例题今有二相同材料制成的物体 A和B, 一卷细绳， 一架天平（带祛码），一根米尺和 一张边缘带有定滑轮的桌子，请用以上器材（可以不全用，但不能增加）设计一个测量物块和桌面间滑动摩擦系数的实 验。要求写出简单的实验步骤，画出装置图，并写出摩擦系 数g的表达式。分析与解答 分别用天平称出 A与B的质量R1和m,。 截取适当长的细绳，把 A B系在绳两端，把 A放在桌 上，使B离地面适当高度h,如图所示，用直尺测出 h,并 将细绳拉紧，记下 A在桌面上的位置。放开 B使之下落， 量出A在桌面上滑动的距离 x。由动能定理得mBgh - Ymgh=（mA+ni） v 2/ 2v mg （x h）= mA v 2/2由 解得 ii = mBh/（m a+rb ）x - m43.对于涉及十九个学生分组实验以及十三种主要仪 器，包括重要演示实验的物理选择题，应从亲自实践过的实验过程出发，对实验原理、步骤、各种仪器的正确使用和故 障分析进行正确判断或估算，总结出一套实验操作的技能技 巧，在此基础上一般采用“排除法”，选出最优的答案。例四：用伏安法测电池的电动势和内阻，由于电路存 在问题，当闭合K后，移动变阻器的滑动头 P时，出现下列 异常情况：A.伏特表示数始终为零，安培表读数可变B