物理实验总复习Word格式.docx

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因此图中秒表读数应为3分48.75秒（这个5是估读出来的）。

2.游标卡尺

⑴10分度的游标卡尺。

游标上相邻两个刻度间的距离为0.9mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.1mm。

读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出0.1毫米位的数值：

游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，0.1毫米位就读几（不能读某）。

其读数准确到0.1mm。

⑵20分度的游标卡尺。

游标上相邻两个刻度间的距离为0.95mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.05mm。

读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出毫米以下的数值：

游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就是几乘0.05毫米。

其读数准确到0.05mm。

⑶50分度的游标卡尺。

游标上相邻两个刻度间的距离为0.98mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.02mm。

这种卡尺的刻度是特殊的，游标上的刻度值，就是毫米以下的读数。

这种卡尺的读数可以准确到0.02mm。

如右图中被测圆柱体的直径为2.250cm。

要注意：

游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的，所以都不再往下一位估读。

3.螺旋测微器

线圈

固定刻度上的最小刻度为0.5mm（在中线的上侧）；

可动刻度每旋转一圈前进（或后退）0.5mm。

在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线，所以相邻两条刻线间代表0.01mm。

读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部分（因为是10分度，所以在最小刻度后应再估读一位），再把两部分读数相加，得测量值。

右图中的读数应该是6.702mm。

4.打点计时器

限位孔

打点计时器是一种特殊的计时仪器，电源用50Hz的交流电，所以打相邻两个点的时间间隔是0.02s。

5.天平

天平使用前首先要进行调节。

调节分两步：

调底座水平和横梁水平（在调节横梁水平前，必须把游码移到左端零刻度处，左端与零刻线对齐，如图中虚线所示）。

测量读数由右盘中砝码和游标共同读出。

横梁上的刻度单位是毫克（mg）。

若天平平衡时，右盘中有26g砝码，游码在图中所示位置，则被测物体质量为26.32g（最小刻度为0.02g，不是10分度，因此只读到0.02g这一位）。

6.多用电表

使用多用电表时首先应该根据被测物理量将选择开关旋到相应的位置。

使用前应先进行机械调零，用小螺丝刀轻旋调零螺丝，使指针指左端零刻线。

使用欧姆挡时，还应进行欧姆调零，即将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指右端零刻线处。

欧姆挡的使用：

⑴选挡。

一般比被测电阻的估计值低一个数量级，如估计值为200Ω就应该选×

10的倍率。

⑵调零。

⑶将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。

⑷将指针示数乘以倍率，得测量值。

⑸将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。

用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小，应增大倍率；

如果指针偏转角度太大，应减小倍率。

7.电阻箱

右图中的电阻箱有6个旋钮，每个旋钮上方都标有倍率，将每个旋钮上指针所指的数值（都为整数）乘以各自的倍率，从最高位依次往下读，即可得到这时电阻箱的实际阻值。

图中最左边的两个黑点是接线柱。

若指针所示如图，则阻值为84580.2Ω。

三、重点的学生实验

1.研究匀变速直线运动

右图为打点计时器打下的纸带。

选点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O，然后每5个点取一个计数点A、B、C、D…。

测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3…利用打下的纸带可以：

⑴求任一计数点对应的即时速度v：

如

（其中T=5×

0.02s=0.1s）　　

⑵利用“逐差法”求a：

⑶利用上图中任意相邻的两段位移求a：

⑷利用v-t图象求a：

求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度，画出如右的v-t图线，图线的斜率就是加速度a。

2.探究弹力和弹簧伸长的关系（胡克定律）

利用右图装置，改变钩码个数，测出弹簧总长度和所受拉力（钩码总重量）的多组对应值，填入表中。

算出对应的弹簧的伸长量。

在坐标系中描点，根据点的分布作出弹力F随伸长量x而变的图象，从而发确定F-x间的函数关系。

解释函数表达式中常数的物理意义及其单位。

该实验要注意区分弹簧总长度和弹簧伸长量。

对探索性实验，要根据描出的点的走向，尝试判定函数关系。

（这一点和验证性实验不同。

）

3.互成角度度两个力的合成

该实验是要用互成角度的两个力和另一个力产生相同的效果，看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的合成的平行四边形定则。

4.研究平抛物体的运动（用描迹法）

该实验的实验原理：

平抛运动可以看成是两个分运动的合成：

一个是水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体的初速度；

另一个是竖直方向的自由落体运动。

利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球运动时的若干不同位置，然后描出运动轨迹，测出曲线任一点的坐标x和y，利用

就可求出小球的水平分速度，即平抛物体的初速度。

该试验的注意事项有：

⑴斜槽末端的切线必须水平。

⑵用重锤线检验坐标纸上的竖直线是否竖直。

⑶以斜槽末端所在的点为坐标原点。

⑷如果是用白纸，则应以斜槽末端所在的点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确定y轴方向，再用直角三角板画出水平线作为x轴，建立直角坐标系。

⑸每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。

5.验证动量守恒定律

由于v1、v1/、v2/均为水平方向，且它们的竖直下落高度都相等，所以它们飞行时间相等，若以该时间为时间单位，那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。

在右图中分别用OP、OM和O/N表示。

因此只需验证：

m1OP=m1OM+m2（O/N-2r）即可。

注意事项：

⑴必须以质量较大的小球作为入射小球（保证碰撞后两小球都向前运动）。

⑵小球落地点的平均位置要用圆规来确定：

用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面，圆心就是落点的平均位置。

⑶所用的仪器有：

天平、刻度尺、游标卡尺（测小球直径）、碰撞实验器、复写纸、白纸、重锤、两个直径相同质量不同的小球、圆规。

⑷若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么两小球将不再同时落地，但两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动，于是验证式就变为：

m1OP=m1OM+m2ON，两个小球的直径也不需测量了。

6.验证机械能守恒定律

验证自由下落过程中机械能守恒，图示纸带的左端是用夹子夹重物的一端。

⑴要多做几次实验，选点迹清楚，且第一、二两点间距离接近2mm的纸带进行测量。

⑵用刻度尺量出从0点到1、2、3、4、5各点的距离h1、h2、h3、h4、h5，利用“匀变速直线运动中间时刻的即时速度等于该段位移内的平均速度”，算出2、3、4各点对应的即时速度v2、v3、v4，验证与2、3、4各点对应的重力势能减少量mgh和动能增加量

是否相等。

⑶由于摩擦和空气阻力的影响，本实验的系统误差总是使

⑷本实验不需要在打下的点中取计数点。

也不需要测重物的质量。

7.用单摆测定重力加速度

摆长的测量：

让单摆自由下垂，用米尺量出摆线长L/（读到0.1mm），用游标卡尺量出摆球直径（读到0.1mm）算出半径r，则摆长L=L/+r

开始摆动时需注意：

摆角要小于5°

（保证做简谐运动）；

不要使摆动成为圆锥摆。

必须从摆球通过最低点时开始计时，测出单摆做50次全振动所用的时间，算出周期的平均值T。

改变摆长重做几次实验，计算每次实验得到的重力加速度，再求这些重力加速度的平均值。

8用描迹法画出电场中平面上等势线

实验所用的电流表是零刻度在中央的电流表，在实验前应先测定电流方向与指针偏转方向的关系：

将电流表、电池、电阻、导线按图1或图2连接，其中R是阻值大的电阻，r是阻值小的

电阻，用导线的a端试触电流表另一端，就可判定电流方向和指针偏转方向的关系。

该实验是用恒定电流的电流场模拟静电场。

与电池正极相连的A电极相当于正点电荷，与电池负极相连的B相当于负点电荷。

白纸应放在最下面，导电纸应放在最上面（涂有导电物质的一面必须向上），复写纸则放在中间。

9.测定玻璃折射率

实验原理：

如图所示，入射光线AO由空气射入玻璃砖，经OO1后由O1B方向射出。

作出法线NN1，则折射率

n=Sinα/Sinγ

手拿玻璃砖时，不准触摸光洁的光学面，只能接触毛面或棱，严禁把玻璃砖当尺画玻璃砖的界面；

实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变；

大头针应垂直地插在白纸上，且玻璃砖每一侧的两个大头针距离应大一些，以减小确定光路方向造成的误差；

入射角应适当大一些，以减少测量角度的误差。

10．伏安法测电阻

伏安法测电阻有a、b两种接法，a叫（安培计）外接法，b叫（安培计）内接法。

外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法；

内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。

如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：

如图将电压表的左端接a点，而将右端第一次接b点，第二次接c点，观察电流表和电压表的变化，若电流表读数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；

若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。

（这里所说的变化大，是指相对变化，即ΔI/I和ΔU/U）。

（1）滑动变阻器的连接

滑动变阻器在电路中也有a、b两种常用的接法：

a叫限流接法，b叫分压接法。

分压接法被测电阻上电压的调节范围大。

当要求电压从零开始调节，或要求电压调节范围尽量大时应该用分压接法。

用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；

用限流接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。

（2）实物图连线技术

无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好；

对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可（注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处）。

对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全

部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的情况，将伏安法部分接入该两点间。

（3）描绘小电珠的伏安特性曲线

因为小电珠（即小灯泡）的电阻较小（10Ω左右）所以应该选用安培表外接法。

小灯泡的电阻会随着电压的升高，灯丝温度的升高而增大，所以U-I曲线不是直线。

为了反映这一变化过程，灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压。

所以滑动变阻器必须选用分压接法。

在上面实物图中应该选用右面的那个图，开始时滑动触头应该位于左端（使小灯泡两端的电压为零）。

由实验数据作出的I-U曲线如右，说明灯丝的电阻随温度升高而增大，也就说明金属电阻率随温度升高而增大。

（若用U-I曲线，则曲线的弯曲方向相反。

若选用的是标有“3.8V0.3A”的小灯泡，电流表应选用0-0.6A量程；

电压表开始时应选用0-3V量程，当电压调到接近3V时，再改用0-15V量程。

11.测定金属的电阻率

被测电阻丝的电阻较小，所以选用电流表外接法；

本实验不要求电压调节范围，可选用限流电路。

因此选用上面左图的电路。

开始时滑动变阻器的滑动触头应该在右端。

本实验通过的电流不宜太大，通电时间不能太长，以免电阻丝发热后电阻率发生明显变化。

12用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻

根据闭合电路欧姆定律：

E=U+Ir，本实验电路中电压表的示数是准确的，电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。

为了减小这个系统误差，电阻R的取值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该大一些。

为了减小偶然误差，要多做几次实验，多取几组数据，然后利用U-I图象处理实验数据：

将点描好后，用直尺画一条直线，使尽量多的点在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等。

这条直线代表的U-I关系的误差是很小的。

它在U轴上的截距就是电动势E（对应的I=0），它的斜率的绝对值就是内阻r。

（特别要注意：

有时纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应该是r=|ΔU/ΔI|）。

为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些（选用使用过一段时间的1号电池）

四、重要的演示实验

1.用油膜法估测分子的大小

实验前应预先计算出每滴油酸溶液中纯油酸的实际体积：

先了解配好的油酸溶液的浓度，再用量筒和滴管测出每滴溶液的体积，由此算出每滴溶液中纯油酸的体积V。

油膜面积的测量：

油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，将油膜的形状用彩笔画在玻璃板上；

将玻璃板放在坐标纸上，以1cm边长的正方形为单位，用四舍五入的方法数出油膜面积的数值S（以cm2为单位）。

由d=V/S算出油膜的厚度，即分子直径的大小。

2加速度和力的关系加速度和质量的关系

两个相同的小车并排放在光滑水平桌面上，小车前端系上细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里分别放有不同质量的砝码。

小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码（包括砝码盘）的重力大小。

小车后端也系有细线，用一只夹子夹住两根细线，控制两辆小车同时开始运动和结束运动。

由于两个小车初速度都是零，运动时间又相同，s=

at2∝a，只要测出两小车位移s之比就等于它们的加速度a之比。

实验结果是：

当小车质量相同时，a∝F，当拉力F相等时，a∝1/m。

实验中用砝码（包括砝码盘）的重力G的大小作为小车所受拉力F的大小，这样做会引起什么样的系统误差？

怎样减小这个系统误差？

3.卡文迪许实验（第三册86页）

左下图是卡文迪许扭秤实验的示意图。

其中固定在T形架上的小平面镜起着非常大的作用。

利用光的反射定律可以把T形架的微小转动放大到能够精确测量的程度。

设小平面镜到刻度尺的距离为L，T形架两端固定的两个小球中心相距为l，设放置两个大球m/后，刻度尺上的反射光点向左移动了Δx，那么在万有引力作用下，小球向大球移动了多少？

✌SD☞☞☝☺

4.描绘单摆的振动图象

对同一个单摆，如果两次拉出木板得到的图形分别如a、b所示，说明两次拉木板的速度之比为3∶2。

对摆长不同的单摆，如果两次拉木板的速度相同，说明摆的周期之比为3∶2，摆长之比为9∶4。

5.波的叠加（第一册147页）

在一根水平长绳的两端分别向上抖动一下，就分别右两个凸起状态1和2在绳上相向传播。

它们在相遇后，彼此穿过，都保持各自的运动状态继续传播，彼此都没有受到影响。

观察一下：

在它们相遇过程中，绳上质点的最大位移出现在什么位置？

每个点都有可能达到这个位移吗？

在同一根绳子上，各种频率的波传播速度都是相同的。

6.扩散现象

装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开。

抽去玻璃板，过一段时间可以发现，两种气体混合在一起，上下两瓶气体的颜色变得均匀一致。

扩散现象也证明分子在做永不停息的无规则运动。

从热力学第一定律分析一下：

设环境温度不变。

在扩散过程中，瓶中气体将吸热还是放热？

这个实验也证明扩散现象有方向性。

7.绝热过程，做功改变物体内能（第一册179页）。

用打气筒向容器中打气到一定压强，稳定后读出灵敏温度计的读数。

打开卡子，气体迅速冲开胶塞，温度将会明显降低。

（ΔU=Q+W，作用时间极短，来不及热交换，是绝热过程，因此Q=0，而W为负，所以ΔU必然为负，即气体内能减小，温度降低）。

迅速向下压活塞，玻璃气缸内的硝化棉会燃烧起来（ΔU=Q+W，也是绝热过程，Q=0，W为正，所以ΔU为正，气体内能增大，温度升高，达到硝化棉的燃点，因此被点燃）。

这就是柴油机的工作原理。

8.平行板电容器的电容（第三册206-207页）。

静电计是测量电势差的仪器。

指针偏转角度越大，金属外壳和上方金属小球间的电势差越大。

在本实验中，静电计指针和A板等电势，静电计金属壳和B板等电势，因此指针偏转角越大表示A、B两极板间的电压越高。

本实验中，极板带电量不变。

三个图依次表示：

正对面积减小时电压增大；

板间距离增大时电压增大；

插入电介质时电压减小。

由

知，这三种情况下电容分别减小、减小、增大。

因此可以确定C和S、d、ε的关系是

。

思考：

如何测量电容器两极板间的电压？

9.研究电磁感应现象（第三册224-246页《2003年高考考试说明》中删改了该实验）。

首先要查明电流表指针偏转方向和电流方向的关系（方法与画电场中平面上等势线实验相同）。

电键闭合和断开时、电键闭合后滑动变阻器的滑动触头移动过程中、电键闭合后线圈A在B中插入、拔出时，都会发现电流表指针发生偏转，说明有电流产生。

而电键保持闭合、滑动触头不动、线圈A在B中不动时，电流表指针都不动，说明无电流产生。

结论：

闭合电路中有感应电流产生的充要条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。

10.单缝衍射（三册29页）

从图中看出：

当狭缝宽度在0.5mm以上时，缝越窄亮斑也越窄；

当狭缝宽度在0.5mm一下时，缝越窄中央亮条越宽，整个亮斑范围越宽，亮纹间距越大。

11.小孔衍射和泊松亮斑（第二册234-235页）

小孔衍射和泊松亮斑的中心都是亮斑。

区别是：

泊松亮斑中心亮斑周围的暗斑较宽。

12.伦琴射线管（第二册239页）

电子被高压加速后高速射向对阴极，从对阴极上激发出X射线。

在K、A间是阴极射线即高速电子流，从A射出的是频率极高的电磁波，即X射线。

X射线粒子的最高可能的频率可由Ue=hν计算。

13.α粒子散射实验（第二册257页）

全部装置放在真空中。

荧光屏可以沿着图中虚线转动，用来统计向不同方向散射的粒子的数目。

观察结果是，绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转。

13.光电效应实验（第二册244页）

把一块擦得很亮的锌板连接在灵每验电器上,用弧光灯照锌板,验电器的指针就张开一个角度,表明锌板带了电.进一步检查知道锌板带（）电.这表明在弧光灯的照射下,锌板中有一部分（）从表面飞了出去锌板中少了（）,于是带（）电.

五、设计实验举例

1.粗略测定玩具手枪子弹射出时的初速度。

除玩具手枪外，所给的测量仪器为：

⑴只有秒表；

⑵只有米尺。

解：

⑴若只有秒表，可如图（a），将玩具手枪从地面竖直向上发射子弹，用秒表记下从发射到子弹落会地面所用的时间t，则子弹上升的时间为t/2，故子弹初速度v0=gt/2。

⑵若只有米尺，可如图（b），将玩具手枪子弹从某一高度处水平射出，用米尺测量射出时离地面的高度h和水平射程s，则子弹初速度

2.利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键，测量一个电池组的电动势和内电阻。

画出实验电路图，并用笔画线作导线将所给器材连接成实验电路。

用记录的实验数据写出电动势和内电阻的表达式。

与学生实验相比，用电阻箱代替了电流表。

由于电压可测，由电压、电阻就可以算出电流。

电路图如右。

实验方法有两种：

⑴改变电阻箱阻值，读出两组外电阻和对应的路端电压值R1、U1、R2、U2，根据闭合电路欧姆定律列出两种情况下的方程，

解这个方程组可得E和r：

⑵改变电阻箱阻值，读出电压表对应的示数，多测几组数据，利用U-I图象求电动势和内电阻。

这样偶然误差会更小一些。

该实验的系统误差是由于电压表的分流引起的。

所以选取电阻箱阻值时不宜太大，电压表则应该选用内阻较大的。

如果只给出电阻箱和电流表，同样可以测量电源的电动势和内电阻。

m（g）

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

T（s）

0.40

0.57

0.69

0.80

0.89

0.98

3.某同学在研究弹簧振子的周期和振子质量的关系时，利用同一根弹簧，记录了不同振子质量对应的周期值如下表：

他在T-m坐标系中根据此表描点后发现T、m间不是正比关系，而好象是T2∝m关系，请你进一步验证这一猜想是否正确？

可以根据表中的T值计算出相应的T2值填入表中，画出对应的

T2-m图象。

如果所描出的点很接近在一条过原点的直线上，就可以确认T2∝m关系成立。

在给出的表中增加一行对应的T２（s2）值：

T２（s2）

0.16

0.32

0.48

0.64

0.79

0.96

　　如图作出T2-m图象：

得到的6个点可以认为在同一条直线上，因此可以确定T2∝m关系成立。

4.某同学利用一架固定好的自动相机，用同一张底片多次曝光的方法，拍下了一辆小轿车启动后不久做匀加速直线运动的照片。

相邻两次曝光的时间间隔为2.0s。

已知小轿车的车长为4.5m．他用刻度尺测量照片上的长度关系，结果如图所示。

请你估算这辆小轿车的加速度a和小轿车在照片中第2个像所对应的时刻的即时速度大小v。

从照片上可得，刻度尺的1厘米相当于实际长度3m。

量出前后两段位移分别为4.00cm和6.70cm，对应的实际位移分别为12m和20.1m，由ΔS=aT2可得a=2.0m/s2，再根据这4秒内的平均速度等于中间时刻的即时速度，可得照片中第2个像对应的速度v=8.0m/s。

5.如图所示，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：

⑴按电路图接好实验电路；

⑵接通电键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U0=6.2V和微安表读数I0=490μA；

⑶断开电键S并同时开始计时，每隔5s或10s读一次微安表的读数