高考综合复习实验概述力热实验文档格式.docx

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113．长度的测量

1．要求会正确使用的仪器主要有：

刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器（或电磁）打点计点器、弹簧测力计、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱，等等。

2．要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；

知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；

能在某些实验中分析误差的主要来源；

不要求计算误差。

3．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，间接测量的有效数字运算不作要求。

114．研究匀速直线运动

115．探究弹力和弹簧伸长的关系

116．验证力的平行四边形定则

117．验证动量守恒定律

118．研究平抛物体的运动

119．验证机械能守恒定律

120．用单摆测定重力加速度

121．用油膜法估测分子的大小

122．用描述法画出电场中平面上的等势线

123．测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）

124．描绘小电珠的伏安特性曲线

125．把电流表改装为电压表

126．测定电源的电动势和内阻

127．用多用电表探索黑箱内的电学元件

128．练习使用示波器

129．传感器的简单应用

130．测定玻璃的折射率

131．用双缝干涉测光的波长

　　复习指导：

　　物理是一门以实验为基础的学科，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：

　　1．重视对基本仪器的使用和读数的考查。

如游标卡尺、螺旋测微器、弹簧秤、电流表、电压表、滑动变阻器的使用或读数问题，是历年高考考查的热点问题。

　　2．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、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。

这也正体现了高考命题的初衷—“只有动手做过实验的学生才能得高分”。

　　3．重视对实验数据处理的考查。

对实验数据进行正确的处理和分析，从而得出正确的实验结论，是实验全过程的一个重要的环节。

高考主要要求会根据数据画图象，知道舍弃错误数据，会根据图象推结论。

另外在实验数据处理中还常用算术平均值法、逐差法、列表法、描迹法等。

　　4．注重对实验思想、实验方法及实验原理的理解的考查。

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光线。

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基础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不断花样翻新：

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。

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、外接法），作图时对个别误点的舍弃，图线的“曲化直”，测量电路的设计、实验器材的选取原则，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。

而设计性实验正是考查考生对实验思想的理解程度、对所学方法灵活迁移应用程度的有效途径。

从更大的方面说，通过设计性实验可以较好地考查出考生的实践能力和创新精神，这也正是近些年“实验考查不是读数就是设计”的根本原因。

　　基于高考实验考查的以上特点，相应在实验复习备考中应注意落实好以下几个方面：

　　1．要真正学会考纲中所列基本仪器的使用。

对这些仪器要掌握它们的构造原理、使用方法，会根据实验要求选取量程，会按照有效数字的规则读数。

　　2．要真正动手去做实验。

没有实际的操作过程就没有实验，也就不可能对实验产生深刻的认识和理解。

只靠“纸上谈兵”成不了军事家，同理，只靠“课堂上听实验，书本上做实验”提高不了实验能力。

对考纲中所要求的各个学生实验都要亲手做一做，这样才会体验深刻。

　　3．要深刻地理解实验的原理和实验的方法。

实验不仅仅是动手，还要动脑，是知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三位一体的综合表现。

做每一个实验时都要想一想，这个实验所依据的原理是什么？

为什么要选用这些器材？

实验的步骤为什么要这样安排？

应该采用什么方法来处理实验的数据？

这个实验中产生系统误差的原因是什么？

……把这些问题一个个搞清楚了，对这个实验就理解和掌握了。

其中实验的原理是实验的“纲”，其他的各项，如实验方法及步骤、实验器材的选择、数据的处理等一切与实验有关的问题都是从实验原理中派生出来的，这些是实验的“目”，“纲举目张”，即只要紧紧抓住实验原理这个纲，许多问题就会迎刃而解。

有了以上基础，才能进一步迁移应用在这些实验中学到的原理和方法，将它们灵活应用到新的情境中去，即去做设计性实验。

　　4．除考纲中所列出的学生实验外，还要重视教材中演示实验的复习。

近些年的高考实验试题已向演示实验拓展，通过演示实验来考查考生的观察能力和理解能力，对实验的复习提出了更全面的要求。

　　5．要加强对实验数据分析处理能力的训练。

对处理实验数据常用的方法，如算术平均值法、作图法、逐差法、列表法等都要进行系统的训练。

对某些实验，要会分析产生系统误差的原因，并知道如何减小误差。

　　●要点精析

　　☆误差与有效数字：

　　一、误差的初步知识

　　1．绝对误差和相对误差

　　在实际测量过程中，测量所得到的数值与被测量真实值之间不可避免地存在差异，这种差异称为测量误差。

我们把测量值x和真值μ的差值Δx称为测量值的绝对误差。

Δx=x-μ

　　由于测量值的绝对误差不能很好反映一个测量的精确程度，例如：

长度测量10米绝对误差2厘米，和长度测量1米绝对误差2厘米相比较，显然第一个测量精确程度好一些，因此在实际测量中，我们把测量的绝对误差与真值的比值（取绝对值）称为测量值的相对误差：

　　通常，相对误差用百分数表示，因此也把它称为百分误差，上例中，第一个长度测量的相对误差Ε1和第二个测量的相对误差Ε2分别为：

　　Ε1=0.02/10×

100%=0.2%

　　Ε2=0.02/1×

100%=2%

　　因为被测量的真值μ难以获知，实际测量中，常用公认值或用更精确方法测定值来代替，以估计误差，也可根据误差理论，用测量平均值X代替真值μ，对Δx加以估定。

　　测量误差是不可避免的，因此我们通常所说的精确总是相对的，在科学技术、生产生活实际中，人们对测量的要求总是根据实际需要提出的，例如测身高只要准确到厘米就可以了，要求准确到毫米意义就不大了，而在制造拖拉机油泵活塞柱时，就要求准确到零点几微米才行，测量的要求就很高了，合理地提出实际需要的测量要求，不仅可以用经济快捷的方法进行测量，而且也是非常重要的科学思想和科学态度。

　　2．系统误差和随机误差

　　根据误差产生的来源，通常把误差分为两大类，一类称系统误差，另一类称随机误差。

　　系统误差是由于仪器自身制造要求的精确程度限制、实验原理或实验方法的不完善而产生的误差。

例如天平的不等臂性、砝码质量本身有误差、钢刻度尺的热胀冷缩、电表内部磁极的退磁等都属仪器本身原因造成的系统误差。

在利用单摆测重力加速度时，所依据的单摆周期公式本身就是近似公式，用伏安法测电阻时不计电表内阻影响而造成的测量误差，则属于实验原理与方法上的不完备而造成的系统误差。

系统误差的特点是多次测量结果总是偏大，或总是偏小，或某些测量区域偏大而另一些区域偏小。

减小系统误差的方法是改进仪器，完善测量原理或方法，在一些情况下也可对数据加修正值。

　　随机误差（偶然误差）则是各种不确定因素对测量各环节，例如测量者、测量仪器、被测对象及测量过程等影响而造成的测量误差。

例如测量者读数时带来的误差、调节仪器时（如透镜成像时像屏位置的调节）带来的误差都是随机误差。

随机误差的特点与系统误差不同，它的特点是测量结果偏大、偏小是随机的、不确定的，但是随着测量次数的增加，偏大、偏小的机会是均等的，因而我们可以采取多次测量，取平均值的方法来减小随机误差，理论上可以证明，若在没有系统误差时，只要测量次数足够多，多次测量值的算术平均值是真值的最佳近似。

　　二、有效数字

　　既然测量存在误差，那么怎样表达和理解实验测量的结果呢？

最基本和最简单的方法是用有效数字来表达测量结果。

我们以长度测量为例说明有效数字的有关概念。

用毫米刻度尺测一工件长度，工件左端已与零刻度线对齐，右端的读数为5.14厘米，在这几个数字中，前两位数字是准确的，而最后一位是估计的，也就是说测量误差发生在这一位。

我们把测量结果的准确数字加上一位测量误差所在位数字，统称为有效数字。

这样，在用有效数字记录测量结果时，我们就可理解为测量误差发生在最后一位。

显然一个测量结果的有效数字越多，测量误差也就越小。

在实际记录测量结果时，应注意以下关于有效数字正确使用方法：

　　1．有效数字位数与十进制单位变换无关，即与小数点位置无关。

例如上面的测量中长度可写为：

5.14厘米=5l.4毫米=0.0514米，这几种写法中，都是三位有效数字，在用米作单位时，最高位非零数字5之前的两个零不是有效数字，只是用来定位的。

　　2．出现在非零数字之间的“0”与最后误差位的“0”都是有效数字，因而不能随意取舍，也不能在最后误差所在位之后任意加“0”。

例如某一长度用螺旋测微器测得结果为2.080毫米，是四位有效数字，最后一位“0”表示误差所在位。

　　3．对于很大的数与很小的数，应采用科学记数法，以正确表示误差所在位。

例如地球半径记为R=6.371×

106米，表示四位有效数字，误差发生在103这一位。

在一般情况下，应使小数点前有一位非零数字。

　　4．有效数字表达的是测量结果，非测量值的数字，如公式中的确定倍数、指数、测量的次数都是准确数，系数是无理数时，也是准确数，它们的有效位数都可认为无限多，例如利用公式S=πD2/4测量圆面积时,直径D为测量值，而式中数字π、4及幂指数2均为准确数，计算时π一般取到比测量值D的有效数字多一位即可。

　　测量仪器读数的情况，如果读数时需要对最小分度之内作估读的，则数据记录应按上述有效数字记录要求进行记录。

如果不要求估读的，则其记录的均为准确数字。

　　☆常用力热仪器：

　　一、测量仪器使用常规

　　1．使用测量仪器之前，应首先弄清测量对象、测量范围、最小分度及单位。

　　2．了解使用方法，包括保护措施。

　　3．使用前应检查零点，包括复零情况。

　　4．使用前应先弄清读数方法。

　　二、测量仪器的读数

　　测量仪器的最小分度是由仪器制造能达到的准确程度决定的，我们通常所说的读数方法，即读到最小分度加一位估计值，实际上是读到最小分度时，其测量数值是准确的，进入最小分度内读一位估计值，通常就进入到仪器自身的误差值了，因此在作估读时，要根