2023年高考物理总复习名师学案物理实验54页WORD147370doc高中物理.docx

2023高考物理总复习名师学案--物理实验（54页WORD） ●考点指要 一、要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果. 二、要求会正确使用的仪器主要有 ①刻度尺 ②游标卡尺 ③螺旋测微器④天平 ⑤秒表 ⑥打点计时器 ⑦弹簧秤⑧温度表 ⑨电流表 ⑩电压表 多用电表滑动变阻器 电阻箱等等. 三、要求能在理解的根底上独立完成的学生实验有 1.长度的测量 2.验证力的平行四边形定那么 3.研究匀变速直线运动 4.研究平抛物体的运动 5.验证动量守恒定律 6.验证机械能守恒定律 7.探索弹力和弹簧伸长的关系 8.用单摆测定重力加速度 9.用油膜法估测分子的大小 10.用描迹法画出电场中平面上的等势线 11.描绘小电珠的伏安特性曲线 12.测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器） 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阻 15.练习使用示波器 16.用多用电表探索黑箱内的电学元件 17.传感器的简单应用 18.测定玻璃的折射率 19.用双缝干预测光的波长 ●复习导航 物理是一门以实验为根底的学科，物理实验也一直是高考考查的重要内容.从对近几年的高考实验试题的分析可以看出，高考对实验的考查有如下特点. 一、注重联系实际操作的考查 高考实验试题中有很多题目都是联系实际操作的，如游标卡尺的读数、弹簧秤的读数以及电表的读数等问题，实验电路的连线问题，描绘电场中等势线时几种纸的铺放顺序等等，都是实际操作的全真模拟.如果考生没有动手做过这些实验就不可能答好这些问题. 二、近些年增加了对重要的演示实验的考查，用来考查学生的观察能力 以全国卷为例，1999年考查了“绳波〞的演示实验.2022年考查了“X射线管〞，2022年考查了“光的单缝衍射〞.对学生实验和演示实验的考查相结合，既突出了物理教学的特点，也对实验复习提出了更全面的要求. 三、注重考查对实验的思想、方法及原理的理解 譬如，“测玻璃折射率〞的实验，课本实验中用的是平行玻璃砖，但高考实验题中给的却是三棱镜.虽然器材不同，但测量的原理、方法却是相同的——确定入射点和出射点，连接这两点画出折射线.考查“研究平抛物体的运动〞的实验，所给方格图中的第一点并不是小球平抛的初始位置，这就要求考生要在认真分析的根底上找出解决问题的关键，把匀变速直线运动中的研究方法(Δs＝aT2)迁移到平抛运动中，来研究小球在竖直方向的分运动.对伏安法测电阻的考查更是把戏不断翻新.测金属丝的阻值，测电压表的阻值，测电流表的阻值，虽然题目是全新的，但原理还是伏安法.这些都是考查学生对教材中实验原理的理解和对实验方法的迁移运用. 还有伏安法测电阻实验中对实验条件的控制方法(滑动变阻器的接法)、实验误差的控制方法(电流表的内、外接)、作图时对个别误点的舍弃、图线的“曲化直〞、2022年让考生设计一电路来测量电流表的内阻等等，这一切都说明近年来高考对学生的实验能力提出了更高层次的要求，对实验的考查已从简单的背诵实验转向考查对实验的思想、方法和原理的理解. ●实验根底知识 一、有效数字简介 当用毫米刻度尺量书本时，量得的长度为184.2 mm，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，叫做有效数字. 在有效数字中，数2.7、2.70、2.700的含义是不同的，它们分别代表二位、三位、四位有效数字.数2.7表示最末一位数字7是不可靠的，而数2.70和2.700那么表示最末一位数字0是不可靠的.因此，小数最后的零是有意义的，不能随便舍去或添加.但是，小数的第一个非零数字前面的零是用来表示小数点位置的，不是有效数字.例如，0.92，0.085，0.0063都是两位有效数字.大的数目，如365000，如果不全是有效数字，就不要这样写，可以写成有一位整数的小数和10的乘方的积的形式，如果是三位有效数字，就写成3.65×105，如果是四位有效数字，就写成3.650×105. 许多物理量是从直接测量结果中计算出来的.测量结果既然是用有效数字表示的，在计算中就要遵守有效数字的规那么： (1)不可靠数字与别的数字相加减、相乘除，所得的结果也是不可靠的. (2)计算结果只能保存一位不可靠数字，但在计算过程中可以保存两位不可靠数字，最后再四舍五入. 应该注意的是，物体的个数、实验的次数等是准确数，它们与近似数相乘或相除时，有效数字的位数应等于原来近似数的有效数字位数.例如，8个相同的小球共重92.8 g，每个小球重11.6　g，商数要取三位有效数字.如果误认为92.8 g有一位有效数字，因此商数也取一位有效数字，那就错了. 严格地说，有效数字的规那么是相当复杂的.中学阶段的物理习题中，如果没有特别要求，必严格按照有效数字的规那么去做，通常只取两位或三位有效数字就可以了.但对物理实验中的测量结果，那么要严格按照有效数字的规那么表达. 二、根本仪器的使用 (一)测量长度的仪器 1.刻度尺(米尺)：最小分度值为1 mm，量程不等.常用于测量的刻度尺有钢板尺、钢卷尺、木直尺等.测量时要估读到毫米以下一位，如：l1＝1.37 cm,l2＝23.65 cm. 用刻度尺测量时应注意以下几点： (1)要使刻度尺的刻度线紧贴被测物，眼睛应正对刻度线读数，以防止视差. (2)用零刻度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度线为测量起点，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. 2.游标卡尺：根据游标上的分度格数，常把游标卡尺分为10分度的、20分度的和50分度的三种. 它们的精度(游标上的最小分度值)分别为0.1 mm、0.05　mm、0.02　mm. 课本上只介绍了10分度游标卡尺的读数原理，实际上，20分度、50分度的卡尺与它的读数原理是相同的，譬如，50分度游标卡尺上50个分度只有49　mm长，比主尺上的50个分度短1 mm，那么游标上每个分度比主尺上的每个分度短1／50 mm＝0.02 mm，即它的测量精度为0.02 mm. 游标卡尺按以下规那么读数： (1)以游标零刻线位置为准，在主尺上读取整毫米数. (2)看游标上哪条刻线与主尺上的某一刻线(不用管是第几条刻线)对齐，由游标上读出毫米以下的小数. (3)总的读数为毫米整数加上毫米小数. 注意：不管是10分度游标卡尺，还是20分度、50分度游标卡尺，在读数时均不需要向后估读一位. 3.螺旋测微器(千分尺).螺旋测微器量程一般为0～25 mm，最小分度是0.01 mm.读数规那么： (1)以鼓轮边缘为准在固定刻度上读出整毫米数. (2)从可动刻度上读出毫米以下的小数. (3)测量长度为上述二者之和. 注意： (1)在测微螺杆快要接近被测物体时，要改拧螺旋柄后端的微调旋钮(棘轮)，以免将待测物夹得太紧使测量结果不准确，或损坏螺旋测微器内的精密螺纹. (2)读数时要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出. (3)由螺旋测微器读数时必须估读一位，即估读到0.001mm这一位上. (二)测质量的仪器——天平 中学物理实验中常用的天平有物理天平和托盘天平. 1.天平的主要技术参数：(1)全称量：天平所能称量的最大质量.(2)感量：使天平指针从平衡位置偏转到最小分度所需质量.感量也叫做“分度值〞.这一数值愈小，天平愈灵敏. 2.天平的使用 称量前应按下述步骤进行调整：(1)调水平：调天平底座上的两个调平旋钮，使重锤线的小重锤尖端与底座上的小锥体的尖端正对.(2)调平衡：用镊子把横梁上的游码拨到左边零位，然后通过调节横梁两端的平衡螺丝，使天平指针能在中央刻线两侧等幅摆动. 注意：(1)被测物体的质量不能超过天平的全称量.(2)待测物体和砝码的放置应为“左物右码〞.(3)取放待测物或加减砝码时应使天平止动.(4)待测物的质量等于砝码的总质量加上游码所示读数. (三)测时间的仪器 1.秒表：(略) 2.打点计时器：火花打点计时器接220 V交流电源，电磁打点计时器接4 V~6 V交流电源，当交变电流的频率为50　Hz时，打点周期为0.02 s. 使用时应注意：(1)为使打点的频率比较稳定，要求打点计时器振动片的固有频率也是 50 Hz，使之发生共振现象.振动片的长度可在一定范围内调节，通过改变振动片的长度可调节它的固有频率.(2)实验前要检查打点的清晰情况，必要时应调整振针的高度，且不能让它松动，否那么将会出现漏点、双点等现象，还会对纸带产生过大的阻力. (四)测力的仪器——弹簧秤(测力计) 学生实验用弹簧秤量程一般为0～5 N，最小分度值为0.1 N. 使用时应注意：(1)所测力不要超过弹簧秤量程.(2)使用前应检查弹簧秤是否需要调零.方法是将弹簧秤竖直挂起，如其指针不指零位，就需要调零，一般是通过移动指针来调零.(3)假设弹簧秤零点准确，但挂上钩码检查时，示值误差随钩码的增大而增大，此时应调整弹簧的圈数来解决.示值小于钩码重力应增加弹簧圈数；示值大于钩码重力时，应减少弹簧的圈数. (五)测温度的仪器——温度计 中学物理实验中常用的液体温度计有水银温度计、煤油温度计(红色液体)等. 1.性能：水银温度计测量范围一般为0～100℃；煤油温度计的测量范围一般是－50℃～100℃.最小分度值一般为1℃. 2.使用时应注意：(1)选用的测温范围要适当，待测物体的温度不能超出温度计的最高可测温度.(2)测量液体的温度时，温度计不要与器壁接触.(3)读数时，温度计不应离开被测物体(体温计除外)，而且眼睛要正对液柱的凸(或凹)弯月面的水平切线位置.(4)最好在液柱芯向上升至最高不再上升时或达稳定时进行读数. (六)电学测量仪表 1.电流表和电压表 学生实验中用的直流电流表的量程为0～0.6 A～3 A，内阻一般在1 Ω以下(毫安表的内阻一般在几欧～几十欧).直流电压表的量程为0～3 V～15 V，两个量程的内阻分别约为 3 kΩ和15 kΩ. 使用时应注意以下几点： (1)选择适宜的量程：根据被测电流或电压值的大小选择量程，使得指针偏转超过所选量程的2／3，至少也要超过1／2.如果量程选择太大，指针偏转太小，会造成测量误差太大.量程选择太小，过大的电流或电压会使电表损坏.在不知道被测电流或电压大小的情况下，应选用电表的较大量程，然后再根据指针偏转情况选取适宜的量程. (2)电流表应串联在被测电路中，电压表应并联在被测电路两端.电表的“＋〞“－〞接线柱不能接反，以免损坏电表. (3)读数时应使视线垂直于刻度外表，一般都要估读到电表的最小分格的1／2以下(学生实验用电表J0407、J0408型，3　V和3　A量程估读到最小分度的1／10，15　V量程估读到最小分度的1／5，0.6　A量程估读到最小分度的1／2). 2.多用电表 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、直流电流和电阻，而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.其欧姆档的设计原理是根据闭合电路的欧姆定律I＝，回路中的电流与电阻存在一一对应关系，这样就可以通过电流表的读数来反映被测电阻的大小. 使用欧姆档测电阻时应注意以下几点： (1)由于使用多用电表时不管测量工程是什么，电流都要从电表的“＋〞插孔(红表笔)流入，从“－〞插孔(黑表笔)流出，所以使用欧姆档时，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. (2)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”