2021年高考物理总复习：物理实验(一)

由天下分享时间：2024/9/14 2:29:29 加入收藏我要投稿点赞

2021年高考物理总复习：物理实验（一）

复习要点

针对物理实验中的基础知识做一点理性的分析。

二、难点剖析

1.中学物理实验分类

1.长度的测量 2.研究匀变速直线运动

3.探究弹力和弹簧伸长的关系 4.验证力的平行四边形定则

5.验证动量守恒定律 6.研究平抛特体的运动

7.验证机械能守恒定律 8.用单摆测定量力的速度

9.用油膜法估测分子的太小 10.用描迹法画出电场中平面上的等势线

11.测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器） 12.描绘小电珠的伏安特性曲线

13.把电流表改装为电压表 14.用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻

15.用多用电表探索黑箱内的电学元件 16.练习使用示波器

17.传威器的简单应用 18.测定玻璃的折射率

19.用双缝干涉测光的波长

上述实验可粗略分为如下几种类型：验证性实验如（4）、（5）、（7）等3个实验;测量性实验如（1）、（8）、（9）、（11）、（14）、（18）、（19）等7个实验;研究性实验如（2）、（3）、（6）、（15）等4个实验;其他类型如（10）、（12）、（13）、（16）、（17）等5个实验。

2.中学物理实验中常有仪器

《考试说明》中要求学生会正确使用上述17个实验中所用过的仪器，这些仪器主要指：刻度尽、游标卡尽、螺旋测微器、天平、停表或打计时器、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、示波器、滑动变阻器、电阻箱等。

3.物理实验的常规要求

（1）实验前：应明确实验目的，弄懂实验原理，了解实验方法，并在此基础上能做到正确地选择实验仪器，合理地安排实验步骤，细致地考虑到实验过程加的注意事项，为实验过程中应付突发性事件做好精神准备。

（2）实验中：正确地操作和使用仪器，按规则要求获取数据，并掌握正确分析和处理数据的方法，进而通过对数据的分析、处理而得出实验结论，同时还须对实验误差作出正确的分析。

（3）实验后：除应整理好仪器外还应完成实验报告，而一份完整的实验报告一般应包括实验名称、目的、原理、仪器、步骤、数据及处理、结论、误差分析以及实验时间、地点、人员等方面的内容。

4.误差和有效数字

（1）关于误差的几个基本问题

误差定义：测量值与真实值之间的差异

误差公理：一切测量（实验）结果都具有误差

误差分类：按来源可分为系统误差和偶然误差两大类，前者一般出自于实验原理的不完善，实验方法的不周密和实验仪器的不精确;后者则出自于实验者本身及一些偶然因素。

误差特征：系统误差的特征是其测量值偏离真实值的方向是确定的;而偶然误差其测量值偏离真实值

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的方向则不确定，正因为如此，“多次测量取平均值”才成为减小偶然误差的一种切实可行的方法。

误差表示：通常有如下两种表示方法绝对误差=|测量值-真实值| 相对误差=绝对误差?真实值

应该明确的是：真实值一般是以多次测量的平均值代替（2）关于有效数字

所谓有效数字，指的是带有一位不可靠数字的探测似数字，而这位不可靠数字往往是产生于测量时的“估读”。

有效数字的位数：从数字左边第一位不为零的数字算起。

三、典型例题

例1.在下列长度的测量数据中，其有效数字的位数分别是几位：1.2cm; 3.20mm; 4.0?10m; 5.080m; 0.002m。

分析：注意到有效数字的位数是从左边第一个不为需的数字算起的，不难得到解答：1.2cm-----2位; 3.20mm-----3位;

4.0?10m----2位; 5.080m-----4位;

0. 002m--------1位;

例2. 在“验证动量守恒定律”实验中，入射小球在斜槽上释放点的高低直接影响实验的准确性，下列说法中正确的是（）

A.释放点越低，小球受阻力小，入射小球速度小，误差小

B.释放点越低，两球碰后飞行的水平位移小，测此水平位移时相对误差小，所测速度准，误差小 C.释放点越高，两球相碰时相互作用力大，小支柱对被碰小球的阻力的影响小，误差小 D.释放点越高，两球相碰时相互作用力大，小支柱对被碰小球的阻力小，误差小

分析：分析实验误差，必须了解误差产生的原因，在此基础上便不难寻找减小误差的方法了。解答：两球相碰时小支柱对被碰小球的阻力是引起该实验误差的原因之一，但对于确定的实验装置来说，该阻力的大小是确定的，只是当入射小球释放点高时，两球相碰时相对速度大，相互作用力大，相比而言尽管阻力大小确定，但其冲量小，因而对实验的影响小，误差小，所以应选C

例3.在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，所需的实验器材除了方木板，纸、图钉细绳套、橡皮条、铅笔、刻度尺外，还常要。

分析：要求了解实验设备的配置。

解答：由于实验中需要同时测定两个拉力的大小，所以需要两只弹簧秤，另外由于作图的需要，还应配备一副三角板。

例4.在“验证机械能守恒定律”实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速的值为9.80m/s2,若所用生物的质量为1.00kg，甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为0.10cm0、019cm和0.25cm，可看出其中肯定有一个学生在操作上有错误，错误是。若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离分别为15.55cm、19.20cm、23.23cm。当打点计时器打B点时，重物的重力势能减少量为 J，生物的动能为 J。（保留3位有效数字）

分析：注意到该实验的操作步骤中要求“先接通电源，待打点稳定后再松开纸带”，这就保证打出的纸带第一、二两点间的距离不会超过

?3?3h0?11g?T2??9.80?0.022m?0.196cm 22解答：丙的操作有错误，其错误是先放开纸带后接通电源。由于h=0.192m，则重物的重力势能减少?EP?mgh?1?9.8?0.192J?1.88J量为;打B点时的速度

v?AC0.2323?15.55?m/s?1.92m/s 2T2?0.021212重物的动能?F火?mv??1?1.92J?1.84J

22例5. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中，用刻度尺量出悬点到小球的距离96.60cm,用卡尺量很

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小球直径是5.260cm，测量周期有3次，每次是在摆球通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到计时终止，结果如下表 1 2 3 61 81 71 数的次数 60.40 79.80 70.60 时间（s）这个单摆振动周期的测定值是 s，当地重力加速度的值是 m/s2（取3位有效数字）。分析：注意到计算摆球到达最低点的次数对确定单摆周期的影响。解答：由题可知单摆的周期

60.40s?2.013s(61?1)/279.80T2?s?1.995s

(81?1)/270.60T3?s?2.017s(71?1)/2T?T?T3则周期T?12?2.01s

3d1摆长l?l???(0.966???0.0526)m

224?2l4?3.142?0.992322?m/s?9.69m/s故重力加速度g? 22T2.01T1?例6：在用单摆测定重力加速度的实验中，某同学做实验时，测得摆球的直径为16.0mm，用米尺量

摆长，结果如图26-1，所示，测量单摆完成40次全振动的时间和秒表读数如图26-2，所示，由此可计算出当地的重力加速度 m/s2(保留三位有效数字)。

分析：注意秒表的示数应为80s。解答：g=9.76m/s2，由题线长

d?(0.982?0.008)m?0.990m, 2t80周期T??s?2.00s故当地重力加

n404?2l4?3.142?0.99?m/s2=9.76m/s2 速度g?22T2.00l??l?? 图26—1 图26—2

单元练习

1.游标卡尺的螺旋测微器的读数练习：读出图26-3所示的各图中的示数，并填在相应的横线上。

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图26—3

2.做“验证力的平行四边形定则”实验时，下列主要应进行的步聚的合理顺序是。 A.把木板平放在桌上，再用图钉把白纸钉在木板上

B.只用一只弹簧秤通过线把橡皮条拉到O点，记下弹簧秤读数和线的方向，按比例作出此力Fˊ的图示

C.记下两个弹簧秤读数，描下两个线套和橡皮条的方向以及结点的位置 D.比较F和Fˊ的大小和方向是相同

E.用图钉把橡皮条的一端固定于板上A点，而在其另一端拴两个线套

F.用两个弹簧秤分别拴住两上线套并互成角度地拉橡皮条使之伸长，让结点到达某一位置O G.按比例作出两个力F1、F2为邻边作平行四边形，过O点作出对角线表示其合力F

3.在测定匀变速直线运动的加速度的实验中，计时器所用电源的频率为50Hz，随小车一起做匀加速直线运动的纸带上记录下0、1、2、3、4、5等一些计数点，如图26-4所示，每相邻的两计数点之间，都有四个点未画出，那么从0到3经历的时间是。用米尺量出0到1、2、3、4、5的距离分别是2.78cm,6.77cm、1196cm、18.36cm、25.97cm，则小车在经历计数点3时的速度大小是 m/s.

图26—4

4.在研究“平抛物体运动”的实验中，小球做平抛运动的坐标原点应是（设小球半径为r）（）。 A.斜槽口末端O点

B.小球在槽口时球心在钉有白纸的木板上的水平投影点 C.小球在槽口时球心在水平地在上的投影点 D.槽口O点正前方r处

5.在“研究平抛物体运动”的实验前，对器材进行调整的主要要求是：（1）斜槽末端的。（2）木板固定在。实验中，小球应从斜槽同一高度由静止滚下，其目的是。

6.在“研究平抛物体运动”实验中，某同学只记录了A、B、C三点，各点的坐标如图26-5所示，则物体运动的初速度为 m/s，开始平抛的初始位置的坐标为（单位为cm）。

7.某同学在做验证动量守恒定律的实验时，测量了下面几个长度，你认为其中必须测量是（）

A.斜槽轨道上小球滚动过程中的高度差图26—5 B.桌面离地面的高度 C.小球飞离后的水平距离 D.两小球的直径

8.A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞（碰撞时间极短）。用闪光照相，闪光4次摄得的闪光照片如图26-6所示，已知闪光的时间间隔为?t，而闪光本身持续时间极短，在这4次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0~80cm刻度范围内，且第一次闪光时，滑块A恰好通过x=55cm处，滑块B恰好通过x=70cm处。问：

（1）碰撞发生在何处？

（2）碰撞发生在第一次闪光后多少时间？

（3）两滑块的质量之比

mA等于多少？ mg第 4 页共 6 页

图26——6

9.用落体法验证机械能守恒定律，关于实验误差的下列说法正确的是（） A.重锤质量称量不准会造成较大误差 B.重锤质量选用大些有利于减少误差 C.重锤质量选用小些有利于减小误差

D.释放纸带与接通电源开始打点不同步，会造成较大误差

10.为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选择：铁架台、打点计时器、复写纸、纸带、低压直流电源、天平、停表、导线、开关，其中不必要的器材是，缺少的器材是。

11.用单摆测定重力加速度时，某同学测得的数值大于当地重力加速度的真实值，引起这一误差的可能原因是（）

A.摆球在水平面内做圆周运动 B.测量摆长时，漏测摆球直径

C.测量周期时，当摆球通过平衡位置时启动停表，并数“1”，到第30次通过平衡位置时制动停表，读出经历时间t，得周期T=t/30，来进行计算

D.单摆的最大摆角远大于50.