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1、2020 4 2 1 高考物理实验复习 2020 4 2 2 实验题目 必考部分 必修1 必修2 选修3 1 选修3 2 一 研究匀变速直线运动二 探究弹力和弹簧伸长的关系三 验证力的平行四边形定则四 验证牛顿运动定律 平衡摩擦力 五 探究动能定理 平衡摩擦力 六 验证机械能守恒定律七 测定金属的电阻率 练习使用螺旋测微器 八 描绘小电珠的伏安特性曲线 2020 4 2 3 九 测定电源的电动势和内电阻十 练习使用多用电表十一 传感器的简单应用选考部分 选修3 3 3 4 3 5 3 3 用油膜法测分子的大小3 4 一 探究单摆运动 用单摆测定重力加速度二 测定玻璃的折射率三 用双缝干涉测光的
2、波长3 5 验证动量守恒定律 2020 4 2 4 第一部分基本仪器使用 2020 4 2 5 高中要求会使用的仪器 1 不需要读数的 打点计时器 滑动变阻器 示波器 新教材已删掉 2 需要读数的仪器 不需估读数字 秒表 电阻箱 游标卡尺 需要估读数字的 刻度尺 螺旋测微器 弹簧秤 温度计 电流表 电压表 多用电表 2020 4 2 6 二 基本仪器的使用和读数1 长度测量类 1 游标卡尺的读数 主尺上读的毫米数 0 02n 0 02 0 02 49 50 主尺上读的毫米数 0 05n 0 05 0 05 19 20 主尺上读的毫米数 0 1n 0 1 0 1 9 10 测量结果 游标尺上第n
3、个格与主尺上的某刻度线对正时 mm 精度 mm 每小格与1毫米差 刻度总长度 刻度格数 游标尺 mm 2020 4 2 7 2 螺旋测微器的读数测量值 固定刻度整毫米数 半毫米数 可动刻度读数 含估读 0 01mm 2020 4 2 8 1 10分度的游标卡尺 以mm为单位 小数点后只有1位 而20分度和50分度的游标卡尺 以mm为单位 小数点后有2位 且对齐格数不估读 2 螺旋测微器 以mm为单位 小数点后必须有3位 对齐格数要估读 同时还要注意半毫米刻度线是否露出 注意 2020 4 2 9 2 时间测量类 1 机械秒表的读数 原理 机械秒表的长针是秒针 转一周是30s 因为机械表采用的是
4、齿轮传动 指针不可能停留在两小格之间 所以不能估读出比0 1s更短的时间 位于秒表上部中间的小圆圈里面的短针是分针 指针走一圈15min 每小格为0 5min 秒表的读方法是 T 短针读数 t1 长针读数 t2 注意 分针所指位置是否已越过半分钟刻度线 且秒针读数无需估读 2020 4 2 10 2020 4 2 11 2 打点计时器 要先接通电源后拉动纸条 不能用直流电源 区分计时点和计数点 若每5个计时点取1个计数点 此时计数点的时间间隔为0 1s 2020 4 2 12 3 频闪照相机其作用和处理方法与打点计时器类似 它是用等时间间隔获取图象信息的方法将物体在不同时刻的位置记录下来 使用
5、时要明确频闪的时间间隔 2020 4 2 13 3 电学量测量类 1 电流表和电压表分别用来测量电流和电压的仪器 电流表常用的有0 6A和3A两种量程 而电压表常用的有3V和15V两种量程 使用方法和注意事项如下 选择适当的量程 根据被测电流或电压值的大小选择量程 使指针偏转不超过满偏的2 3 至少也要超过1 3 如果量程选择太大 指针偏转太小 会造成较大的测量误差 正确接入电路 电流表应串联在被测电路中 电压表应并联在被测电路中 两种表都应使电流从 接线柱流入 接线柱流出 2020 4 2 14 正确读数 读数时应使视线垂直于刻度盘面 学生实验用电表的3V和3A量程要估读到最小分度的1 10
6、 为0 01 15V量程估读到最小分度的1 5 0 1 0 6A量程估读到最小分度的1 2 0 01 多用量程电表读数时 务必看清每大格及每小格所表示的数值 注意内阻影响 电流表和电压表接入电路后 一方面作为仪器使用 同时又是接入被测电路中的一个电阻 实验中没有特别要求时 一般不考虑它们的内阻对电路的影响 但在有些测量中不能忽视 如伏安法测电阻等 2020 4 2 15 2 多用电表 用途 多用电表是一种比较常用的电学仪表 它可以用来测量交流电压 直流电压 交流电流 直流电流和电阻 且每一种可测量的电学量又有多个量程 其结构简单 使用方便 但是准确度稍低 正确使用方法a 电流的流向 由于使用多
7、用电表时不管测量项目是什么 电流都要从电表的 插孔 红表笔 流入 从 插孔 黑表笔 流出 所以使用欧姆挡时 多用电表内部电池的正极接的是黑表笔 负极接的是红表笔 2020 4 2 16 b 要区分开 机械零点 与 欧姆零点 机械零点 在表盘刻度左侧 0 位置 调整的是表盘下边中间的定位螺丝 欧姆零点 在表盘刻度的右侧电阻刻度 0 位置 调整的是欧姆挡的调零旋钮 2020 4 2 17 c 选倍率 测量前应根据估计阻值选用适当的挡位 由于欧姆挡刻度的非线性 使用欧姆挡测电阻时 表头指针偏转过大或过小都有较大误差 通常只使用表盘中间一段刻度范围为测量的有效范围 譬如 J0411型多用电表欧姆挡的R
8、中 15 当待测电阻约为2k 时 则应采用R 100挡 2020 4 2 18 1 每更换一次挡位 都要重新进行欧姆调零 2 欧姆挡表盘刻度不均匀 计数时不要忘记乘上相应挡位的倍率 3 测量时待测电阻要跟其他元件和电源断开 不然就不能得到正确的测量结果 甚至还可能损坏电表 4 多用电表使用完毕后 应将选择开关拨离欧姆挡 一般旋至OFF挡或交流电压最高挡上 2020 4 2 19 4 电路调节类滑动变阻器是一个可以连续改变阻值的可变电阻 常用于调节电路中的电流大小及两点间的电压 电阻箱不能连续改变阻值 但可读取阻值 在用半偏法 替代法测电阻时有所体现 2020 4 2 20 滑动变阻器的粗调和微
9、调作用 在限流电路中 全电阻较大的变阻器起粗调作用 全电阻较小的变阻器起微调作用 在分压电路中 全电阻较小的变阻器起粗调作用 全电阻较大的变阻器起微调作用 2020 4 2 21 1 滑动变阻器调节电路的两种方式如下表所示 限流接法分压接法对比说明 电路图 串 并联关系不同 2020 4 2 22 负载R上电压调节范围 负载R上电流调节范围 分压电路调节范围大 分压电路调节范围大 限流接法分压接法对比说明 2020 4 2 23 额定条件下电路总功率 说明 忽略电源的内阻 R0为滑动变阻器的最大值 总功率 2020 4 2 24 2 连接方式的选择原则通常滑动变阻器以限流接法为主 但在下列三种
10、情况下 必须选择分压连接方式 题目所提供的实验仪器 电表量程或电阻的最大允许电流不够 变阻器电阻远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻阻值 要求回路中某部分电路的电压从零开始连续变化 2020 4 2 25 1 负载电阻的阻值Rx小于变阻器总电阻R或相差不多 且电压 电流变化不要求从零开始调起时 可采取限流接法 2 两种电路均可使用的情况下 应优先采用限流式接法 因为限流式接法总功耗较小 3 特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及电阻允许通过的最大电流值来反复推敲 以更能减小误差的连接方式为好 2020 4 2 26 第二部分数据处理及误差分析 2020 4 2 27 1 从左向右第一个非零数
11、字起都是有效数字 2 非零数字之间的零及非零数字后边的零都是有效数字 3 有效数字的位数与单位有关和小数点的位置无关 eg 3 143143000m3km 4 乘方不算有效数字 如5 12 104为三位有效数字 5000为四位有效数字 若要求表示为三位有效数字 则应写为5 00 103 一 有效数字 2020 4 2 28 1 有效数字 测量读数 直接测量 要求按有效数字的规则来读写 但对有效数字的运算不做要求 间接测量的结果一般写为2 3位有效数字就可以了 或按题目要求取有效数字 2 数据处理的基本方法 列表法 作图法 用作图法处理实验数据是物理实验中最常用的方法之一 用作图法处理数据的优点
12、是直观 简便 有取平均的效果 由图线的斜率 截距 包围面积等可以研究物理量之间的变化关系 找出规律 平均值法 必须注意的问题 a 求取平均值时应该按原来测量仪器的准确度决定保留的位数 b 在什么情形下取平均值 例如在 测定玻璃的折射率 的实验中 应分别求出各入射角对应的折射率再求平均值 而不是将各入射角及折射角取平均值后再求折射率 2020 4 2 29 3 误差分析根据误差产生的原因可分为 系统误差和偶然误差两种 1 系统误差是由于仪器本身不精密 实验方法粗略或实验原理不完善而产生的误差 其特点是多次做同一实验时 误差总同样的偏大或偏小 不会出现这几次偏大 另一次偏小的现象 系统误差不能用多
13、次测量求平均值的方法消除或减小 只能通过校准仪器 对读数作修正 改进实验方法和设计在原理上更完善的实验等来减小这种误差 2 偶然误差是由各种偶然因素对实验者 测量仪器 被测物理量的影响而产生的误差 其特点是多次重复做同一实验时 误差总是时大时小 且偏大偏小的机会相同 减小这种误差的办法是多进行几次测量 取其平均值 分析误差的关键是找出误差的来源 2020 4 2 30 第三部分设计性实验 2020 4 2 31 一 设计要求 二 设计原则 可行性原则 即原理要正确 安全性原则 主要涉及仪器的选择 正确使用等方面 可操作性原则 实验要有便于操作 容易控制 便于数据处理等方面 精确性的原则 实验要
14、考虑尽量减少误差 同样涉及选择等方面内容 三 设计关键 确定实验原理 四 设计思路 2020 4 2 32 五 重点 难点 电学实验设计问题1 实验仪器的选择 电流表 电压表选择 从安全性考虑 从准确性考虑要合理选择量程滑动变阻器的选择 2 测量电路的选择 电流表的内 外接问题 3 控制电路的选择 变阻器限流 分压问题 4 电路图的设计5 实物图的连接 2020 4 2 33 专题一 电阻的测量1 使用多用表欧姆挡粗测电阻原理如图10 4 4所示 调0时Ig E Rg r R E R中 测量时I E R中 Rx 只要将对应Rx值的电流刻度I改为阻值Rx 即为欧姆表 2020 4 2 34 2
15、伏安法测电阻 有如图10 4 2a b两种接法 a叫外接法 b叫内接法 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 测较小阻值应采用外接法 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 测较大阻值应采用内接法 2020 4 2 35 伏安法测电阻电路 2020 4 2 36 替代法测量电阻 I2R I1Rx Rx I2R I1 比较法测量电阻 电源内阻忽略 2020 4 2 37 甲图中的电压表的电压U1 乙图中的电压表的电压U2 比较法测电阻 图甲 乙中电流很小电源内阻忽略 2020 4 2 38 伏安法测电压表电阻测电流表内阻呢 两个电压表 电流表 半偏法测量
16、电表电阻 半偏法 R1 R2R测量 R真实 RR真实 2020 4 2 39 第四部分常规实验 2020 4 2 40 电学实验 2020 4 2 41 一 描绘小灯泡的伏安特性曲线 1 因为小灯泡的电阻较小 10 左右 所以应该选用电流表外接法 2 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0逐渐增大到额定电压 所以滑动变阻器必须选用分压接法 2020 4 2 42 3 由实验数据作出的I U曲线如图10 4 8 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 2020 4 2 43 4 若选用 3 8V0 3A 的小灯泡 电流表选用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时改用0 15V量程 2020 4 2 44 2020 4 2 45 2020 4 2 46 2020 4 2 47 2020 4 2 48 二 测定金属的电阻率 1 被测电阻丝的电阻较小 所以选用电流表外接法 2 本实验不要求电压调节范围 可选用限流电路 注意 开始时滑动变阻器的滑动触头应该
