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2018年高中物理实验知识点汇总
课标对实验能力的要求
①能独立地完成必考和选考内容中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分
析和评价。
②能发现问题、提出问题，并制订解决方案。
③能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。
一常用测量仪器
1.游标卡尺
【仪器构造】
如图所示，由主尺、游标尺、内测量爪、外测量爪、深度尺、紧固螺丝等组成。
（顺序可窜）
【设计原理】
在主尺和游标尺上分成不同的等份，利用它们每一等份长度的差异，来读出较精确的测量数据。
如将主尺上9mm分成10等份作为游标尺的刻度，则游标尺刻度的每一等份是0.9mm，与主尺的每一等份相差0.1mm。
在实验室中还有20或50分度的游标尺，游标尺的长度分别为19mm和49mm，游标尺上每格的长度分别是0.95mm和0.98mm，与主尺上每毫米格分别相差0.05mm和0.02mm。
游标卡尺的准确度可用下列方法计算：
准确度
主尺分度值
。
如游标尺为10分度的准确度为
游标尺格数
1mm0.1mm，游标尺为20分度的准确度为0.05mm，游标尺为50分度的准确度为0.02mm。
10
用途：
用来较精确地测量长度。
【注意事项】
1.测量前要先看清游标卡尺的准确度，通常有0.1mm、0.05mm、0.02mm三种。
2.确定零误差及其正、负，以便测量后修正测量值。
3.测量时应使测量爪轻轻卡住被测物体，不要卡得太紧。
4.测长度时，应使管（假如被测物体是长管）的轴线与主尺平行。
测外径时，应使管的轴线与主尺垂直。
测内径时，应使内测量爪刀口所在平面与管的直径重合。
5.若以mm为单位，10分度的游标卡尺读数，小数点后是一位数字；20分度的游标卡尺读数，小数点后是两位数字，末位是O或5，且末位的O不能省略；50分度的游标卡尺读数，小数点后是两位数字，且末位是偶数。
6.读取主尺上数据时，是看游标尺上的零刻线的位置，而不是看游标尺端线的位置。
【使用方法】
1游标卡尺的使用方法
（1）使用前让左右两测量爪并拢，选用游标尺的零刻线跟主尺的零刻线重合的游标卡尺。
（2）将待测物体放在两测量爪之间（注：
测一般物体长用外测量爪；测孔径等物体内部长度时，用
1
内测量爪；测槽深或筒深时，用深度尺），移动游标尺，使测量爪刚好与物体接触即可读数。
（3）以10分度游标卡尺为例说明：
测量小于1mm的长度时，游标尺上的第几条刻线与主尺上的某
一刻线重合，则表示被测长度是零点几毫米，若是第六条刻线与主尺上某一刻线对齐，则被测长度为
0.6mm。
如测量大于1mm的长度时，整毫米数由主尺读出，十分之几毫米从游标尺读出。
如图所示，表明被测物体的长度为8.5mm。
游标卡尺是不需估读的测量工具。
2游标卡尺的读数方法
若游标卡尺上第n条刻线与主尺上某一刻线对齐，则读数公式为ll1nk（l0是从主尺上读取的
毫米数，k是游标卡尺的精确度，是零误差）。
游标卡尺读数时要注意以下几点：
（1）游标尺的零刻线（不是机械零端），对应主尺位置，读出主尺读数。
（2）明确精度，10分度精确到0.1mm，20分度精确到0.05mm，50分度精确到0.02mm；读数若以mm为单位，10分度小数点后面是一位数字，20分度、50分度小数点后面是两位数字。
（3）利用对称法确定游标尺的哪一条刻线与主尺刻线对得最齐，对应度最好的游标尺的那一条线（设
为N的前一条（第N1条）在对应主尺刻线的右侧，后一条（第N1条）在对应主尺刻线的左侧。
（4）在读主尺和游标尺示数时，统一用毫米为单位，相加后再化成题目要求的单位。
（5）看游标尺哪一条刻线与主尺刻线对得最齐时，已包含了估读因素，不需再估读。
（6）主尺上的单位应为厘米
主尺上标识的l、2、3等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的分度值
是1mm。
例如：
如图所示，易错读成540.05mm5.20mm，正确读数为
5040.05mm50.20mm。
（7）区分零刻线与标尺最前端边框
例如：
如图所示，易错读成13100.05mm13.50mm，正确读数为14100.05mm14.50mm。
例1、2.060cm．例2、103.10mm
2.螺旋测微器
【仪器构造】
如图所示，它的测砧A和固定刻度G固定在框架F上，旋钮K、微调旋钮K、可动刻度H和测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在G上。
【设计原理】
2
利用螺旋转动将微小的直线位移转化为角度变化（角位移），并在较大的圆周上对其进行显示，设螺
纹的螺距为0.5mm，即测微螺杆在旋钮转动一周时前进或后退
0.5mm，将可动刻度分为50等份，
则每转动两周就转过100等份，测微螺杆的变化正好是
1mm，而可动刻度每转过1格时，测微螺杆
前进或后退0.01mm，所以用它测长度时可以准确到
0.01mm。
螺旋测微器能更精密地测量物体的长度。
【注意事项】
1.
看主尺上半刻线是否已经出现，若已显示出来，要在固定刻度上加上0.5mm。
2.
有效数字的位数必须符合要求，小数点后必须有
3位有效数字，不能出现3.38mm、2mm这种情
况，应该是3.380mm、2.000mm的形式。
3.
数字后必须有单位，无单位一定错，若所要求单位是
m，最好在已读出的以mm为单位的基础上采
用科学记数法，而不采用将小数点前移三位的形式，如
3.380
103m。
【使用方法】
1.螺旋测微器的使用方法
（1）找出零误差。
测量前使测微螺杆P和固定测砧A并拢，如果可动刻度H的零刻线正好跟固定刻度G的零刻线重合（对齐），误差为零；如果可动刻度的零刻线在固定零刻线之上n等分点处，应在读数中加上0.01nmm，反之则减去0.01nmm。
（2）操作方法：
旋出螺杆，将被测物体置于A、P之间的夹缝中，开始旋转旋钮K，P开始接触被测物体时，应停止旋转K，而改用旋转微调旋钮K，以防止螺杆P和测砧A过分压紧待测物体。
当停止使用K改为使用K时，应轻轻转动微调旋钮K，当听到“嗒、嗒、嗒”的响声时，表明被测物体刚好被夹住，然后转动锁紧手柄T使P止动。
（3）待测物体长度的整毫米数从固定刻度上读出，小数部分由可动刻度读出。
2螺旋测微器的读数方法
（1）读数方法①以鼓轮边缘为准，在固定刻度上读出整毫米数和半毫米数。
②不足半毫米的部分由可动刻度盘读出，即看可动刻度盘上的第几条刻线与固定刻度上的横线重合，
从而读出可动刻度盘示数（注意估读—位）。
③测量结果（以mm为单位）表示为：
测量长度mm固定刻度示数mm可动刻度示数精度0.01mm。
（2）螺旋测微器读数时，应注意以下几点问题：
①认清哪是半刻线，哪是固定刻线（标有数字），要注意固定刻度读数是格数而不是刻线数。
固定刻度每一格是1mm，相应半刻线露出加0.5mm，可动刻度每1小格表示0.01mm。
②可动刻度读数时，要估读格数，尤其是整格数时，如图所示，应读成13个整格。
若以毫米为单位，结果小数点后应保留三位。
③螺旋测微器比游标卡尺更精密，测量值更小，因此多数卷面上的图是经过放大处理的，读数时固定刻度每小格仍表示1mm。
例0.902（0.901～0.903）mm
3.打点计时器
（一）电磁打点计时器【仪器构造】
3
电磁打点计时器的构造如图所示，有①接线柱、②线圈、③永久磁铁、④振片、⑤振针、⑥限位孔、⑦定位轴、⑧复写纸片、⑨纸带。
【设计原理】
电磁打点计时器是利用通电线圈中的钢制振片的磁极发生变化时，在永久磁体的作用下，发生上下振动，使振针按交变电流的频率在纸带上周期性地打下一系列的点。
当电源的频率为50Hz时，每隔0.02s打一次点。
打点计时器的用途：
利用打点的纸带来计时，同时也记录了运动的点迹。
【注意事项】
1.要接在频率为50Hz的低压交流电源上，而不能接在低压直流电源上。
2.使用前要对打点计时器进行检查，使之具有良好的等时性。
如果周期不稳定，要调节振片的长度（松开振片的固定螺钉，改变其长度），从而调整它的固有频率，使之与电源频率相同，并使振片的长度
固定在振幅最大的位置上。
3.调节振针的高度，使之适当，且不要松动，以避免纸带上出现漏点、重影、等时性不好等缺陷，并减小对纸带的阻力。
4.纸带要平整，使打出的点清晰。
5.在每打完一条纸带后，要调整复写纸部位，充分利用不同部位，保证打点清晰。
6.打点计时器是按间歇式工作设计的，每打完一条纸带要及时切断电源，以免通过线圈的电流过大而烧坏线圈。
7.测量长度时，不要用短尺一段一段地测量，应一次测量，以防产生积累误差。
【使用方法】
（1）将纸带穿过限位孔．复写纸套在定位轴上，并压在纸带上。
（2）在打点计时器的两接线柱上分别接上导线，两根导线的另一端分别接低压交流电源4V～6V的两个接线柱。
（3）先打开电源开关，再使纸带按实验需要运动，纸带上被打下许多小点。
（4）取下纸带，从能看清楚的点算起，标出点数，根据不同实验的要求，取出计数点（一般以每五个点取一个计数点），算出时间，再用刻度尺测量所需长度的大小，进行有关实验的计算。
（二）电火花计时器
【仪器构造】
电火花计时器的构造如图甲所示。
主要由脉冲输出开关、正负脉冲输出插座、墨粉纸盘、纸盘轴等构成，其工作电压为交流
220V，当
电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，电火花计时器的打点周期T0.02s。
4
【设计原理】
电火花计时器装置中有一个将正弦式电流转换为脉冲式交变电流的装置。
当计时器接通220V交流电
源时，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针和接负极的纸盘轴之间产生火花放电，利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹。
电火花计时器工作时，纸带运动受到的阻力小，实验误差小，操作简便，无须调整工作电压。
【注意事项】
1.要接在电压为220V、频率为50Hz的交流电源上。
2.使用前要将电火花计时器固定，检查墨粉纸盘是否已经正确套在纸盘轴上。
3.使用时应将墨粉纸盘夹在两条纸带之间。
4.每打完—条纸带要及时切断电源，以免电流长时间通过线圈而烧坏线圈。
【使用方法】
（1）将电火花计时器固定，将墨粉纸盘按正确顺序套在纸盘轴上，两条纸带将墨粉纸盘夹在中间。
（2）将电火花计时器的电源插头插在220V的交流电源上。
（3）按下电火花计时器的脉冲开关，然后使纸带按要求运动。
（4）打完纸带后，要及时关闭电源开关。
4.滑动变阻器【仪器构造】
如图所示，在瓷管上紧密地缠绕着表面涂有氧化绝缘层的合金电阻丝；金属杆上的滑动触头通过金属滑片与电阻丝紧密接触（接触部分绝缘氧化层已刮掉）。
它是一个可以改变电阻值的可变电阻。
【设计原理】
根据电阻定律RL来制造的。
当、S不变时，R与L成正比，通过改变电阻丝的长度，达到改
S
变导体电阻的目的。
【注意事项】
1.无论滑动变阻器起作用的是全部还是部分，电流均不得超过其额定电流值。
2.滑动变阻器虽然有四个接线柱，但实际上只有三个接线柱起作用（滑杆两端的两个接线柱实际上是一个），应根据不同的需要来选用接线柱。
3.滑动变阻器的总阻值在仪器上标识，但触头两侧的电阻不能直接读出。
【使用方法】
1.滑动变阻器经常使用限流式和分压式接法，如下表：
项目接限流式分压式
法
电路组成
滑动变阻器接入电路的连接滑动变阻器的导线分
特点别接金属杆一端和电阻线圈一端的接线柱（图中滑
动变阻器的pa部分被短
连接滑动变阻器的导线
分别接金属杆一端和电
阻线圈两端的接线柱（图
中滑动变阻器的pa、pb
5
路不起作用）
部分都起作用），即从滑
阻器上分出一部分
加到待阻上
范
ERx
E
（不源内
0E（不源内阻）
RxR
阻）
比
①分路的流和范都大于限流路
的范
②在源、滑阻器和用器一定的条件下，限流
路消耗的能小于分路消耗的能
2限流路、分路的原
限流式适合量阻小的阻（跟滑阻器的阻相比相差不多或比滑阻器的阻小）。
分式适合量阻大的阻（一般比滑阻器的阻要大）。
因Rx越小，限流式中滑
阻器分得的越大，范越大。
Rx越大，分式中Rx几乎不影响的分配，触移
化接近性关系，便于。
以下三种情况必采用分式接法：
①采用限流式不能控制流足要求，即若滑阻器阻到最大，待阻上的流（或）仍超流表（或表）的量程，或超待阻的定流。
②待阻的阻比滑阻器的阻大得多，以致在限流路中，滑阻器的滑触从一端滑到另一端，待阻上的流或化范都不大。
③中要求从零开始可。
二重要
1.研究匀速直运【目的】
1.使用打点器，学会用打点的研究物体的运。
2.掌握判断物体是否做匀速直运的方法。
3.定匀速直运的加速度。
4.能正确分析，用像法和逐差法理数据。
【原理】
1判断物体运状的方法
求相位移的
x，相点之的位移x1,x2,x3,，T是两个相数点的隔。
（1）
若x2
x1
x3
x2
xn
xn1
0，物体做匀速直运。
（2）
若x2
x1
x3
x2
xn
xn1
恒量（非零），物体做匀速直运。
2由求物体速度的方法——平均速度法
根据
vv1
x
1
x1
x2
，v
2
x2
x3
，v
3
x3
x4
，⋯，v
n
xn
xn1
。
t
可求得v
2T
2T
2T
2T
2
3求物体加速度的方法
（1）逐差法：
若上有相的
6个数点，相的位移x1,x2,
x6，a1
x4x1
；a2
x5x2
；
3T2
3T2
6
x
x
a1a2a3
x4x5x6x1x2
x3
。
a3
6
23则a
3
9T
2
3T
这样使所测数据得到了有效利用，达到了减小误差的目的。
（2）图像法：
由“平均速度法”求出多个点的速度，作出vt图像，图线的斜率即为物体运动的加速度。
【实验器材】
打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、小车、细绳、一端附有定滑轮的长木板、刻度尺、钩码、两根导线。
【实验步骤】
1.把附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路；再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面。
实验装置如图所示。
2.把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复3次。
3.从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个起
始点，并把每打五个点的时间作为计时的时间间隔，即T0.025s0.1s，在选好的开始点下面记
作0，第6点作为计数点1，同样，再标出计数点2、3、4、5、6。
两相邻计数点间的距离用刻度尺测出，并分别记为x1,x2,,x6。
4.根据测量结果和前面的计算公式，计算出a1、a2、a3的值，求出a的平均值，它就是小车做匀变速
直线运动的加速度。
5.整理好实验器材。
还可以用图像法，先求出各计数点对应的瞬时速度，由vt图像求直线的斜率，斜率的大小即为小车
做匀变速直线运动的加速度。
【注意事项】
1.平行：
纸带、细绳要和长木板平行。
2.靠近：
释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置。
3.一先一后：
实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带。
4.防止碰撞：
在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地和小车与滑轮碰撞。
5.减小误差：
小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上打的点过于密集。
6.纸带选取：
选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点迹密集部分，适当选取计数点。
7.准确作图：
在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧。
【实验误差的来源与分析】
1.小车拽着纸带所做的加速运动中加速度不恒定，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速
度。
2.纸带运动时打点不稳定引起测量误差。
3.纸带上计数点间距离测量带来偶然误差（如距离较小时的测量误差）。
7
4.数点距离量从所出的0、l、2、3⋯⋯中的0点开始，分01、12、23之
的距离，然后算01、12、23之的距离分表示工x1、x2、x3，可以减
小因量来的偶然差。
5.小运所受的摩擦力化生差。
2.探究力和簧伸的关系【目的】
1.探究力F与簧形量x的关系。
2.学通数据的数学分析（列表法和像法），探究簧生的力与簧伸量之的化律。
【原理】
在簧下挂，得出拉力的大小F，出簧的伸量x。
改拉力的大小，Ll出几数
据，求F与簧形量x的关系。
可以通建立Fx像，由像找关系。
【器材】
簧、架台、一盒、刻度尺。
【步】
1.如所示，在架台的横杆上挂一簧。
用刻度尺出未加拉力簧的比度x0。
2.存簧下挂，使簧伸，得出拉力F1及簧度l1。
3.改数量，下几数并算出形量x填入下表。
重F/N
簧度l/cm
形量x/cm
4.根据得的数据，以力F坐，以簧的伸量x横坐，根据表中所数据在坐上描
点。
5.作簧的Fx像，按照坐中各点的分布与走向，作出一条平滑的曲（包括直），所画的点不一定正好在条曲上，但要注意使曲两的点数大致相同。
6.以簧的伸量自量，写出曲所代表的函数，首先一次函数，如果不行考二次函数⋯⋯
7.解函数表达式中常数的物理意。
【注意事】
1.所挂不要重，眦免簧被分拉伸，超出它的性限度。
2.簧度，一定要在簧直挂且于平衡状量。
3.数据要注意力及簧伸量的关系及位。
4.每次所挂的量差尽量大一些，从而使坐上描的点尽可能相距些，作出的比精确。
5.描点画所描的点不一定都落在一条直上，但注意一定要使各点均匀分布在直的两。
【差的来源与分析】
1.称不准确造成系差。
2.簧度的量和作描点不准确造成偶然差。
8
3.
验证力的平行四边形定则【实验目的】
1.验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则。
2.掌握求合力的方法，加深对合力、分力概念的理解。
【实验原理】
橡皮条一端固定，用互成角度的两个力F1、F2拉橡皮条，记下结点位置O，结点受三个共点力作用
处于平衡状态，则F1、F2的合力必与橡皮条拉力平衡；改用一个拉力F，使结点仍到达O点，则F
必与F1、F2的合力等效，以F1、F2为邻边作平行四边形求出合力F，比较F与F的大小和方向，以
验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则。
【实验器材】
方木板、白纸、弹簧测力计（两个）、三角板、刻度尺、图钉（若干）、细芯铅笔、橡皮条、细绳套（两个）等。
【实验步骤】
1.用图钉把白纸钉在平放于水平桌面的方木板上。
2.用图钉把橡皮条的一端同定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。
3.用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，如图所示，记录两个弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两条细绳套的方向。
4.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两个弹簧测力计的读数F1、
F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，即
为合力F的图示。
5.只用一个弹簧测力计钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数F和
细绳的方向，用刻度尺从O点按选定的标度沿记录的方向作出这个弹簧测力计的拉力F的图示。
6.比较一下，力F与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向。
7.改变两个力F1、F2的大小和夹角，重复实验两次。
8.整理好实验器材。
【注意事项】
1.弹簧测力计在使用前要先校准零点，再用标准钩码检查是否准确，选择两个规格相同的弹簧测力计，具体做法是将两个弹簧测力计钩好后对拉，若两个弹簧测力计在拉的过程中，读数相同，则可选，若
不同，应另换，直至相同为止。
使用时弹簧测力计应与板而平行。
2.在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差。
3.作图时铅笔尖要细，比例标度要尽量大些。
要用严格的几何方法作出平行四边形，图旁边要有比例
标度，图中应注明每个力的大小。
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