江苏版物理高考总复习专题十七 实验（讲解练）教学讲练

考点清单知能拓展实践探究栏目索引专题十七 实验高考物理高考物理 江苏省专用江苏省专用考点清单知能拓展实践探究栏目索引考点一力学实验考点一力学实验一、误差1.误差测量值与真实值的差异叫误差。误差存在于一切测量之中,而且贯穿测量过程的始终。实验中,误差是不可避免的,但可以减小。2.误差分析按误差的性质和来源划分,可分为系统误差和偶然误差两种。(1)系统误差:来源于仪器误差、理论误差、环境误差。减小系统误差的方法有校准测量仪器、改进实验方法等。考点考点清单清单考点清单知能拓展实践探究栏目索引从分析数据看,误差分为绝对误差和相对误差。(1)绝对误差:绝对误差是测量值与真实值之差的绝对值。即绝对误差=|测量值-真实值|,它反映测量值偏离真实值的大小。(2)相对误差:相对误差等于绝对误差与真实值之比,常用百分数表示,即相对误差=100%。相对误差反映了实验结果的精确程度。对于两个测量值的评价,必须考虑相对误差。绝对误差大者,其相对误差不一定大。(2)偶然误差:来源于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物体的影响。减小偶然误差的方法有多次测量取平均值。3.绝对误差与相对误差考点清单知能拓展实践探究栏目索引三位、四位有效数字。数3.6表示最末一位数字6是不可靠的,而数字3.60、3.600则表示最末一位数字0是不可靠的。二、有效数字1.当用毫米刻度尺测量书本时,量得的长度为184.2mm,最末一位数字2是估计出来的,是不可靠数字,但是仍然有意义,仍要写出来。这种带有一位不可靠数字的近似数字,叫有效数字。2.在有效数字中,数3.6、3.60、3.600的含义是不同的,它们分别代表两位、考点清单知能拓展实践探究栏目索引等效法概念等效思维的方法是将复杂(或抽象)的物理问题等效为熟知(或形象)的物理问题的方法实例验证力的平行四边形定则的实验中,用合力与分力效果相同来检验定则是否成立;在测量微小长度的仪器中,螺旋测微器利用等效的思想把微小的直线位移转化为角位移并在较大的圆周上对其进行显示等三、实验的主要思想方法控制变量法概念控制变量法是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制,使其中一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化实例验证牛顿第二定律考点清单知能拓展实践探究栏目索引四、刻度尺(米尺)1.常用于测量的刻度尺分度值为1mm,量程不等。测量时要估读到毫米的下一位。2.用刻度尺测量时需要注意:(1)要使刻度尺的刻线紧贴被测物体。(2)用零刻线在端头的刻度尺测量时,为了防止因端头磨损而产生误差,常选择刻度尺的某一刻线为测量起点,测量的长度等于被测物体的两个端点在刻度尺上的读数之差。五、打点计时器1.认识“两种仪器”考点清单知能拓展实践探究栏目索引2.作用:计时仪器,接频率为50Hz交变电流,每隔0.02s打一次点。3.工作条件考点清单知能拓展实践探究栏目索引4.计时点和计数点的比较计时点是打点计时器打在纸带上的实际点,两相邻点间的时间间隔为0.02s;计数点是人们根据需要按一定的个数选择的点,两个相邻计数点间的时间间隔由选择的个数而定,如每5个点取一个计数点和每隔4个点取一个计数点,时间间隔都是0.1s。纸带上相邻的两点的时间间隔均相同,速度越大,纸带上的计数点越稀疏。六、实验数据的处理方法1.列表法在记录和处理数据时,为了简单而明确地表示出有关物理量之间的对应关系,将数据填写在适当的表格内,称为列表法。列成表格不但可以减少或避免错误,便于发现问题和分析问题,而且有助于找出各物理量之间的变化规律。分析表格中的数据时一般找出相同量,分析各个量间的关系。考点清单知能拓展实践探究栏目索引2.平均值法现行教材中只介绍了算术平均值,即把测定的若干组数据相加求和,然后除以测量次数。必须注意:(1)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;(2)什么情况下取平均值,例如在“测定玻璃折射率”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。3.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是直观、简便,有取平均值的效果,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。作图的规则:考点清单知能拓展实践探究栏目索引(1)要标明轴名、单位、数值。(2)连线时不一定通过所有的数据点,而要使数据点在线的两侧合理地分布。(3)在图上求直线的斜率时,要选取线上相距较远的两点,不一定要取原来测的数据点。(4)作图时常设法使图线线性化,即“将曲改直”。例如:在验证牛顿第二定律的实验中,将a-m图像改画成a-图像后,就可将不易看出二者关系的曲线改画成关系明朗的直线。考点清单知能拓展实践探究栏目索引考点二电学实验考点二电学实验一、长度的测量及其测量工具的选用1.游标卡尺(1)构造和用途:如图所示。(2)原理:利用游标尺每小格长度和主尺每小格长度的微小差值,把微小长度积累起来进行测量。考点清单知能拓展实践探究栏目索引(3)读数:如表所示游标尺(mm)精度(mm)测量结果(游标尺上第n个格与主尺上的某刻线对齐时)(mm)刻度格数刻度总长度每小格与1毫米的差1090.10.1主尺上读的毫米数+0.1n20190.050.05主尺上读的毫米数+0.05n50490.020.02主尺上读的毫米数+0.02n考点清单知能拓展实践探究栏目索引2.螺旋测微器(1)构造原理:螺旋测微器是测量长度的仪器之一。在实验中常用它测量小球的直径、金属丝的直径和薄板的厚度等。用它测量长度,可以精确到0.01mm,还可以估读到0.001mm(即毫米的千分位),因此螺旋测微器又称为千分尺。如图所示是常用的螺旋测微器。它的测砧A和固定刻度B固定在框架C上,旋钮D、微调旋钮D和可动刻度E、测微螺杆F连在一起,通过精密螺纹套在B上。精密螺纹的螺距是0.5mm,即D每旋转一周,F前进或后退0.5mm。因此,从可动刻度旋转了多少个等份就知道长度变化了多少个0.01mm。考点清单知能拓展实践探究栏目索引(2)读数:测量值=固定刻度整毫米数+半毫米数+可动刻度读数(含估读数)0.01mm。注意:半毫米线露出时,半毫米数为0.5mm,否则为零;测量值的最后一位一定在毫米的千分位上。(3)游标卡尺与螺旋测微器读数方法的比较:游标卡尺和螺旋测微器原理不同,使用和读数也不尽相同,可加强对比记忆。考点清单知能拓展实践探究栏目索引游标卡尺读数时要以游标尺的左边缘为基准读取主尺上的示数;而螺旋测微器读数时要注意固定刻度的半毫米线是否露出。游标卡尺读数时不需向后估计一位,而螺旋测微器读数时要准确到0.01mm,估计到0.001mm,即测量结果若以mm为单位,小数点后必须保留三位。二、电学实验器材的选取原则1.安全性原则:实验中要保证电流、电压值既不超过仪表的量程,又不超过变阻器、小灯泡、电阻箱等器材所允许的最大值。2.精确性原则:在不违反安全性原则的前提下,尽量使测量结果更精确。3.简便性原则:在不违反前两个原则的前提下,尽量使测量电路简单好接,测量中的调节控制操作方便。考点清单知能拓展实践探究栏目索引三、电路的实物连线1.总的原则:先串后并,接线到柱,注意量程和正负。2.对限流电路,在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处。3.对分压电路,应该先把电源、开关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,比较该接头和滑动头的电势高低,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。(注意滑动变阻器的滑片应调到使“伏安法”部分所接两点间阻值最小处)考点清单知能拓展实践探究栏目索引电流表电压表符号参数量程:00.6A,03A内阻:小于1量程:03V,015V内阻:3k,15k读数方法视线垂直于刻度盘表面,一般都需估读,3A量程估读到分度值的,0.6A量程估读到分度值的视线垂直于刻度盘表面,一般都需估读,3V量程估读到分度值的,15V量程估读到分度值的四、电流表、电压表的读数考点清单知能拓展实践探究栏目索引五、电流表的内接法和外接法的比较内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测=Ux+UA电压表分流I测=Ix+IV电阻测量值R测=Rx+RARx测量值大于真实值R测=Rx测量值小于真实值适用条件RARxRVRx适用于测量大电阻小电阻考点清单知能拓展实践探究栏目索引两种电路的选择方法1.阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法。简单概括为“大内偏大,小外偏小”。2.临界值计算法Rx时,用电流表内接法。3.实验试触法:按图接好电路,让电压表一根接头P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法。考点清单知能拓展实践探究栏目索引六、滑动变阻器的限流式接法和分压式接法限流式接法分压式接法对比说明两种接法电路图串、并联关系不同负载R上电压调节范围UE0UE分压电路调节范围大负载R上电流调节范围I0I分压电路调节范围大闭合S前触头位置b端a端都是为了保护电路元件考点清单知能拓展实践探究栏目索引必须选用分压式的3种情况1.若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流(或电压),则必须选用分压式接法。2.若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化不明显,此时,应改用分压电路。3.若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压式接法。考点三选考实验一、模型的建立1.通过扫描隧道显微镜我们知道分子(原子)并不是一个个的小球,把分子看成小球是对分子建立的一种理想化物理模型,模型都是人们根据研究的考点清单知能拓展实践探究栏目索引问题而建立的,理想模型在一定场合、一定条件下突出客观事物的某种主要因素,忽略次要因素而建立起来的。将分子看成小球,与力学中的质点、电学中的点电荷一样,都是理想化的模型。实际分子的结构是很复杂的,我们所计算出的分子大小只是一个粗略的数量级的概念。2.单摆的运动也可以看成一个理想化的运动模型,但摆球不能看成质点,在测摆长时应从球心开始算起。3.在几何光学中,不应把光看成电磁波,而应看成光能量传播方向的几何线,表示光的传播方向的直线称为光线,光线是一种几何的抽象。在实际当中不可能得到一条光线。测量玻璃的折射率利用了光线的模型,光线也是为了研究问题而建立起来的物理模型。二、研究微小量的方法可以通过一些实验的设计来通过测量较大的量来研究较小的量。考点清单知能拓展实践探究栏目索引1.比如测量金属丝的直径采用累积法,把金属丝缠绕起来,测其长度再除以匝数从而得到其直径。2.再比如我们可以用量筒和刻度尺估测一粒绿豆的直径,先用量筒测出一定的绿豆的体积V,再将这些绿豆平摊在水平桌面上,不要重叠,测出所占的面积S,则绿豆的直径d=。3.油膜法测分子直径的大小也利用了这一思想,让油酸分子在水面形成单分子层,如图,则其体积与面积两个宏观量的比即其分子直径。考点清单知能拓展实践探究栏目索引知能拓展知能拓展一、研究匀变速直线运动拓展一力学实验拓展一力学实验实验原理1.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法如图所示,0、1、2为时间间隔相等的各计数点,x1、x2、x3为相邻两计数点间的距离,若x=x2-x1=x3-x2=x4-x3=C(常量),即若两连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。考点清单知能拓展实践探究栏目索引2.由纸带求物体运动加速度的方法(1)用“逐差法”求加速度根据a=求加速度。(2)用图像法求加速度先根据vn=(T为相邻两计数点间的时间间隔)求出所选的各计数点对应的瞬时速度,后作出v-t图像,图线的斜率的绝对值即物