高考物理实验知识点的归纳总结与高考物理实验题知识点总结汇编doc.docx
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高考物理实验知识点的归纳总结与高考物理实验题知识点总结汇编doc
2017年高考物理实验知识点的归纳总结与2017年高考物理实验题知识点总结汇编
2017年高考物理实验知识点的归纳总结
物理实验是高考的主要内容之一.《考试大纲》就高考物理实验共列出19个考点，其中力学8个、热学1个、电学8个、光学2个.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时器、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，并且对实验误差问题提出了更明确的要求.
一、《考试大纲》中的实验与探究能力要求
能够独立完成“物理知识表”中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件.会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论.能发现问题、提出问题，能灵活地应用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题.
二、实验题的主要特点
物理实验年年考，年年有变化.从近年的实验题来看，其显着特点体现在如下两个方面.
（1）从简单的背诵实验转向分析、理解实验
实验原理是物理实验的灵魂.近年来，高考物理实验题既不是简单地回答“是什么”，也不是背诵“该怎样”，而是从物理实验情境中理解“为什么”，通过分析推理判断“确实是什么”，进而了解物理实验的每一个环节.
（2）从既定的课本学生实验转向变化的创新实验
只有创新，试题才有魅力;也只有变化，才能永葆实验考核的活力.近年来，既定刻板的学生实验已经从高考物理实验题中淡出，取而代之的是学生尚未接触过的要通过解读物理原理的新颖实验（如应用性、设计性、专题性实验等）.创新的实验题可以使能力考核真正落到实处.
二、物理实验的基本思想方法
1.等效法
等效法是科学研究中常用的一种思维方法.对一些复杂问题采用等效法，可将其变换成理想的、简单的、已知规律的过程来处理，常使问题的解决得以简化.因此，等效法也是物理实验中常用的方法.如在“验证力的平行四边形定则”的实验中，要求用一个弹簧秤单独拉橡皮条时，要与用两个互成角度的弹簧秤同时拉橡皮条时产生的效果相同——使结点到达同一位置O，即要在合力与两分力等效的条件下，才能找出它们之间合成与分解时所遵循的关系——平行四边形定则.又如在“验证动量守恒定律”的实验中，用小球的水平位移代替小球的水平速度;在“验证牛顿第二定律”的实验中，通过调节木板的倾斜度使重力的分力抵消摩擦力而等效于物体不受摩擦力作用.还有，电学实验中电流表的改装、用替换法测电阻等，都是等效法的应用.
2.转换法
将某些不易显示、不易直接测量的物理量转化为易于显示、易于测量的物理量的方法称为转换法（间接测量法）.转换法是物理实验常用的方法.如：
弹簧测力计是把力的大小转换为弹簧的伸长量;打点计时器是把流逝的时间转换成振针的周期性振动;电流表是利用电流在磁场中受力，把电流转化为指针的偏转角;用单摆测定重力加速度g是通过公式T=2π把g的测量转换为T和L的测量，等等.
3.留迹法
留迹法是利用某些特殊的手段，把一些瞬间即逝的现象（如位置、轨迹等）记录下来，以便于此后对其进行仔细研究的一种方法.留迹法也是物理实验中常用的方法.如：
用打点计时器打在纸带上的点迹记录小车的位移与时间之间的关系;用描迹法描绘平抛运动的轨迹;在“测定玻璃的折射率”的实验中，用大头针的插孔显示入射光线和出射光线的方位;在描绘电场中等势线的实验中，用探针通过复写纸在白纸上留下的痕迹记录等势点的位置等等，都是留迹法在实验中的应用.
4.累积法
累积法是把某些难以直接准确测量的微小量累积后测量，以提高测量的准确度的一种实验方法.如：
在缺乏高精密度的测量仪器的情况下测细金属丝的直径，常把细金属丝绕在圆柱体上测若干匝的总长度，然后除以匝数就可求出细金属丝的直径;测一张薄纸的厚度时，常先测出若干页纸的总厚度，再除以被测页数即所求每页纸的厚度;在“用单摆测定重力加速度”的实验中，单摆周期的测定就是通过测单摆完成多次全振动的总时间除以全振动的次数，以减小个人反应时间造成的误差影响等.5.模拟法
模拟法是一种间接实验方法，它是通过与原型相似的模型来说明原型的规律性的.模拟法在中学物理实验中的典型应用是“用描迹法画出电场中平面上的等势线”这一实验，由于直接描绘静电场的等势线很困难，而恒定电流的电场与静电场相似，所以用恒定电流的电场来模拟静电场，通过它来了解静电场中等势线的分布情况.
6.控制变量法
在多因素的实验中，可以先控制一些量不变，依次研究某一个因素的影响.如在“验证牛顿第二定律”的实验中，可以先保持质量一定，研究加速度和力的关系;再保持力一定，研究加速度和质量的关系;最后综合得出加速度与质量、力的关系.
三、实验数据的处理方法
1.列表法
在记录和处理数据时，常常将数据列成表格.数据列表可以简单而又明确地表示出有关物理量之间的关系，有助于找出物理量之间联系的规律性.
列表的要求：
（1）写明表的标题或加上必要的说明;
（2）必须交代清楚表中各符号所表示的物理量的意义，并写明单位;
（3）表中数据应是正确反映测量结果的有效数字.
2.平均值法
现行教材中只介绍了算术平均值，即把测定的数据相加求和，然后除以测量的次数.必须注意的是，求平均值时应该按测量仪器的精确度决定应保留的有效数字的位数.
3.图象法
图象法是物理实验中广泛应用的处理实验数据的方法.图象法的最大优点是直观、简便.在探索物理量之间的关系时，由图象可以直观地看出物理量之间的函数关系或变化趋势，由此建立经验公式.
作图的规则：
（1）作图一定要用坐标纸，坐标纸的大小要根据有效数字的位数和结果的需要来定;
（2）要标明轴名、单位，在轴上每隔一定的间距按有效数字的位数标明数值;
（3）图上的连线不一定通过所有的数据点，而应尽量使数据点合理地分布在线的两侧;
（4）作图时常通过选取适当的坐标轴使图线线性化，即“变曲为直”。
2017年高考物理实验题知识点总结
★一、验证性实验
⑴验证力的平等四边形定则
1：
目的：
验证平行四边形法则。
2.器材：
方木板一个、白纸一张、弹簧秤两个、橡皮条一根、细绳套两个、三角板、刻度尺,图钉几个。
3.主要测量：
a.用两个测力计拉细绳套使橡皮条伸长，绳的结点到达某点O。
结点O的位置。
记录两测力计的示数F1、F2。
两测力计所示拉力的方向。
b.用一个测力计重新将结点拉到O点。
记录：
弹簧秤的拉力大小F及方向。
4.作图：
刻度尺、三角板
5.减小误差的方法:
a.测力计使用前要校准零点。
b.方木板应水平放置。
c.弹簧伸长方向和所测拉力方向应一致,并与木板平行.
d.两个分力和合力都应尽可能大些.
e.拉橡皮条的细线要长些,标记两条细线方向的两点要尽可能远些.
f.两个分力间的夹角不宜过大或过小,一般取600---1200为宜
（2）验证动量守恒定律
原理：
两小球在水平方向发生正碰,水平方向合外力为零,动量守恒。
m1v1=m1v1/+m2v2/
本实验在误差允许的范围内验证上式成立。
两小球碰撞后均作平抛运动,用水平射程间接表示小球平抛的初速度：
OP-----m1以v1平抛时的水平射程
OM----m1以v1'平抛时的水平射程
O'N-----m2以V2'平抛时的水平射程
验证的表达式：
m1OP=m1OM+m2O/N
2.实验仪器：
斜槽、重锤、白纸、复写纸、米尺、入射小球、被碰小球、游标卡尺、刻度尺、圆规、天平。
3.实验条件：
a.入射小球的质量m1大于被碰小球的质量m2（mm2）
b.入射球半径等于被碰球半径
c.入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滑下。
d.斜槽未端的切线方向水平
e.两球碰撞时，球心等高或在同一水平线上
4.主要测量量：
a.用天平测两球质量m1、m2
b.用游标卡尺测两球的直径，并计算半径。
C.确定小球的落点位置时，应以每次实验的落点为参考，作一尽可能小的圆，将各次落点位置圈在里面，就把此圆的圆心定为实验测量数据时所对应的小球落点位置。
（3）验证机械能守恒
1.原理：
物体做自由落体运动，根据机械能守恒定律有：
mgh=
在实验误差范围内验证上式成立。
2.实验器材：
打点计时器，纸带，重锤，米尺，铁架台，烧瓶夹、低压交流电源、导线。
3.实验条件：
a.打点计时器应该竖直固定在铁架台上
b.在手释放纸带的瞬间，打点计时器刚好打下一个点子，纸带上最初两点间的距离约为2毫米。
4.测量的量：
a.从起始点到某一研究点之间的距离，就是重锤下落的高度h，则重力势能的减少量为mgh1;测多个点到起始点的高h1、h2、h3、h4（各点到起始点的距离要远一些好）
b.不必测重锤的质量
5.误差分析：
由于重锤克服阻力作切，所以动能增加量略小于重力势能减少量
6.易错点：
a.选择纸带的条件：
打点清淅;第1、2两点距离约为2毫米。
b.打点计时器应竖直固定，纸带应竖直。
★二、测量性实验
（1）长度的测量
1：
测量原则
（1）为避免读数出错，三种测量器具（包括毫米刻度尺）均应以mm为单位读数!
（2）用游标尺或螺旋测微器测长度时，均应注意从不同方位多测量几次，读平均值。
（3）尺应紧贴测量物，使刻度线与测量面间无缝隙。
2：
实验原理
*游标卡尺----
（1）10分度的卡尺，游标总长度为9mm，分成10等份，每等份为0.9mm，每格与主尺最小分度差0.1mm;20分度的卡尺，游标总长度为19mm，分成20等份，每等份为19/20mm，每格与主尺最小分度差0.05（即二十分子一）mm;50分度的卡尺，游标总长度为49mm，分成50等份，每等份为49/50mm，每格与主尺最小分度差0.02（即1/50）mm;
（2）读数方法：
以洲标尺的零刻线对就位置读出主尺上的整毫米数，再读出洲标尺上的第几条线一心尽的某条线重合，将对齐的洲标尺刻度线数乘以该卡尺的精确度（即总格的倒数），将主尺读数与游标读数相加即得测量值。
*螺旋测微器
（1）工作原理：
每转一周，螺杆运动一个螺距0.5mm，将它等分为50等份，则每转一份即表示0.01mm，故它精确到0.01mm即千分之一厘米，故又叫千分尺。
（2）读数方法：
先从主尺上读出露出的刻度值，注意主尺上有整毫米和半毫米两行刻线，不要漏读半毫米值。
再读可动刻度部分的读数，看第几条刻度线与主尺线重合（注意估读），乘以0.01mm即为可动读数，再将固定与可动读数相加即为测量值。
注意：
螺旋测微器读数如以mm为单位，小数点后一定要读够三位数字，如读不够，应以零来补齐。
*注意事项：
①游标卡尺读数时，主尺的读数应从游标的零刻度处读，而不能从游标的机械末端读。
②游标尺使用时，不论多少分度都不用估读20分度的读数，末位数一定是0或5;50分度的卡尺，末位数字一定是偶数。
③若游标尺上任何一格均与主尺线对齐，选择较近的一条线读数。
（4）螺旋测微器的主尺读数应注意半毫米线是否露出。
④螺旋测微器的可动部分读数时，即使某一线完全对齐，也应估读零。
（2）用单摆测重力加速度
1.实验目的：
用单摆测定当地的重力加速度。
2.实验原理：
g=4π?
2;L/T?
2;
3.实验器材：
长约1m的细线、小铁球、铁架台、米尺、游标卡尺、秒表。
4.易错点：
a.小球摆动时，最大偏角应小于50。
到10度。
b.小球应在竖直面内振动。
c.计算单摆振动次数时，应从摆球通过平衡位置时开始计时。
d.摆长应为悬点到球心的距离。
即：
L=摆线长+摆球的半径。
（3）用油膜法估测分子直径
1：
实验原理：
油酸滴在水面上，可认为在水面上形成了单分子油膜，，如把分子认为是球状，，测出其厚度即为直径。
2：
实验器材：
盛水方盘、注射器（或胶头滴管）、试剂瓶、坐标纸、玻璃、痱子粉（或石膏粉）、酒精油酸溶液、量筒
3：
步骤：
盘中倒水侍其静，胶头滴管吸液油，逐滴滴入量筒中，一滴体积应记清，痱粉均撒水面上，靠近水面一滴成，油膜面积稳定后，方盘上放玻璃稳，描出轮廓印（坐标）纸上，再把格数来数清，多于半格算一格，少于半格舍去无，数出方格求面积，体积应从浓度求。
4.注意事项：
①实验前应注意方盘是否干净，否则油膜难以形成。
②方盘中的水应保持平衡，痱子粉应均匀浮在水面上。
③向水面滴酒精溶液时应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成。
④向水面只能滴一滴油酸溶液
⑤计算分子直径时，注意滴加的不是纯油酸，而是酒精油酸溶液，应用一滴溶液的体积乘以溶液的体积百分比浓度
（4）测定金属的电阻率
1.电路连接方式是安培表外接法，而不是内接法。
2.测L时应测接入电路的电阻丝的有效长度。
3.闭合开关前，应把滑动变阻器的滑动触头置于正确位置。
4.多次测量U、I，先计算R，再求R平均值。
5.电流不宜过大，否则电阻率要变化，安培表一般选0-0.6安挡。
（5）测定电源的电动势和内电阻
1.实验电路图：
安培表和滑动变阻器串联后与伏特表并联。
2.测量误差：
?
、r测量值均小于真实值。
3.安培表一般选0-0.6A档，伏特表一般选0-3伏档。
4.电流不能过大，一般小于0.5A。
误差：
电动势的测量值?
测和内电阻的测量值r测均小于真实值
（6）电表改装（测内阻）
实验注意：
①半偏法测电流表内阻时，应满足电位器阻值远远大于待测表内阻（倍左右）的条件。
②选用电动势高的电源有助于减少误差
③半偏法测得的内阻值偏小（读数时干路电流大于满度电流，通过电阻箱的电流大于半偏电流，由分流规律可得）
④改装后电表的偏转仍与总电流或总电压成正比，刻度或读数可由此来定且刻度线应均匀。
⑤校准电路一般采用分压器接法
⑥绝对误差与相对（百分）误差相比，后者更能反应实验精确程度。
★三、研究性实验：
（1）研究匀变速运动
练习使用打点计时器:
1.构造：
见教材。
2.操作要点：
接50HZ，4---6伏的交流电正确标取记：
在纸带中间部分选5个点
3.重点：
纸带的分析
a.判断物体运动情况：
在误差范围内：
如果S1=S2=S3=......，则物体作匀速直线运动
如果*S1=*S2=*S3=.......=常数,则物体作匀变速直线运动。
b.测定加速度：
公式法：
先求*S，再由*S=aT?
2;求加速度。
图象法：
作v-t图,求a=直线的斜率
c.测定即时速度：
V1=（S1+S2）/2T
V2=（S2+S3）/2T
测定匀变速直线运动的加速度：
1.原理:
：
*S=aT?
2;
2.实验条件：
a.合力恒定，细线与木板是平行的。
b.接50HZ，4-6伏交流电。
3.实验器材：
电磁打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、小车、细绳、一端附有滑轮的长木板、刻度尺、钩码、导线、两根导线。
4.主要测量:
选择纸带,标出记数点,测出每个时间间隔内的位移S1、S2、S3。
。
图中O是任一点。
5.数据处理:
用逐差法处理数据求出加速度：
S4-S1=3a1T?
2;，S5-S2=3a2T?
2;，S6-S3=3a3T?
2;
a=（a1+a2+a3）/3=（S4+S5+S6-S1-S2-S3）/9T?
2;
测匀变速运动的即时速度：
（同上）
（2）研究平抛运动
1.实验原理：
用一定的方法描出平抛小球在空中的轨迹曲线，再根据轨迹上某些点的位置坐标，由h=求出t，再由x=v0t求v0，并求v0的平均值。
2.实验器材：
木板，白纸，图钉，未端水平的斜槽，小球，刻度尺，附有小孔的卡片，重锤线。
3.实验条件：
a.固定白纸的木板要竖直。
b.斜槽未端的切线水平，在白纸上准确记下槽口位置。
c.小球每次从槽上同一位置由静止滑下。
（3）研究弹力与形变关系
1.方法归纳：
①用悬挂砝码的方法给弹簧施加压力
②用列表法来记录和分析数据（如何设计实验记录表格）
③用图象法来分析实验数据关系
步骤：
①以力为纵坐标、弹簧伸长为横坐标建立坐标系
②根据所测数据在坐标纸上描点
③按照图中各点的分布和走向，尝试作出一条平滑的曲线（包括直线）
④以弹簧的伸重工业自变量，写出曲线所代表的函数，首先尝试一次函数，如不行则考虑二次函数，如看似象反比例函数，则变相关的量为倒数再研究一下是否为正比关系（图象是否可变为直线）----化曲为直的方法等。
⑤解释函数表达式中常数的意义。
2.注意事项：
所加砝码不要过多（大）以免弹簧超出其弹性限度
★四、观察描绘实验
（1）描绘伏安特性曲线
1.实验原理：
在小灯泡由暗变亮的过程中，温度发生了很大的变化，而导体的电阻会随温度的变化而增大，故在两端电压由小变大的过程中，描绘出的伏安特性曲线就不是一条直线，而是一条各点斜率逐渐增大的曲线。
2.实验步骤：
（1）开关断开的状态下连好电路（分压器接法、安培表外接）后再把滑动变阻器的滑动头调到使负载所加电压最小的位置
（2）调节滑变，读数记录约12组值（不要断开电键进行间断测量）
（3）断电，折线路
（4）建立坐标，选取适当标度，描点，连线（平滑）。
3.注意事项：
（1）为使实验准确，应尽量多测几组数据（12给左右），且滑动变阻器应接成分压器接法
（2）安培表内外接法应视灯泡的电阻大小确定，一般是外接法。
（3）为了减少误差，在作图时，所选取分度比例要恰当，应使12个点在坐标平面内分布在一个尽量大的范围内，且疏密程度尽量均匀些。
（3）用多用电表所测得的电阻值较在电路中所测得的值一般要大很多（冷态电阻要小）
（2）描绘等势线
1.实验原理：
本实验是利用导电纸上形成的稳恒电流场模拟静电场来做实验的。
因此实验中与6V直流电源正极相连接的电极相当于正电荷;与6V直流电源负极相连接的电极相当于负电荷。
2.实验器材：
木板、白纸、复写纸、导电纸、图订、圆柱形电极两个、探针两个、灵敏电流表、电池、电键、导线。
3.易错点：
（1）从下到上依次铺放白纸、复写纸、导电纸。
（2）只能用灵敏电流计，不能用安培表。
★五、仪器的使用类实验
（1）长度的测量（刻度尺、螺旋测微器、游标卡尺），见前面内容
（2）示波器的使用
1.原理：
（1）示波管是其核心部件，还有相应的电子线路。
（2）示波管的原理：
用在xx'方向所加的锯齿波电压来使打在荧光屏上的电子位置距中心之距与时间成正比（好象一光点在屏上在水平方向上做周期性的匀速运动---这称为扫描，以使此距离来模拟时间轴（类似于砂摆的方法）;在YY'上加上所要研究的外加电压（信号从Y输入和地之间输入），则就可在屏上显示出外加电压的波形了。
2.使用的一般步骤：
①先预调：
反时针旋转辉度旋钮到底，竖直和水平位移转到中间，衰减置于最高档，扫描置于"外X档"
②再开电源，指示灯亮后等待一两分钟进行预热后再进行相关的操作
③先调辉度，再调聚焦，进而调水平和竖直位移使亮点在中心合适区域
④调扫描、扫描微调和X增益，观察扫描
⑤把外X档拔开到扫描范围档合适处，观察机内提供的竖直方向按正余弦规律变化的电压波形
⑥把待研究的外加电压由Y输入和地间接入示波器，调节各档到合适位置，可观察到此电压的波形（与时间变化的图象）（调同步极性开关可使图象的起点从正半周或负半周开始
⑦如欲观察亮斑（如外加一直流电压时）的竖直偏移，可把扫描调节到"外X"档。
3.注意事项：
①注意使用步骤，不要一开始就开电源，而应先预调，再预热，而后才能进行正常的调节
②在正常观察待测电压时，应把扫描开关拔到扫描档且外加电压由Y输入和地之间输入，此时XX'电压为机内自带的扫描电压以模拟时间轴，只有需单独在XX'上另加输入电压时，才将开关拔到外X档。
（3）练习使用多用电表
1.选择合适的倍率档后，先电阻调零，再红、黑表笔并接在待测电阻两端，进行测量每次换档必须重新电阻调零。
2.选择合适的倍率档，使指针在中值电阻附近时误差较小。
3.测电阻时要把选择开关置于"?
"档。
4.不能用两手同时握住两表笔金属部分测电阻。
5.测电阻前，必须把待测电阻同其它电路断开。
6.测完电阻，要拔出表笔，并把选择开关置于"OFF"档或交流电压最高档。
7.测量电阻时，若指针偏角过小，应换倍率较大的档进行测量;若指针偏角过大，应换倍率较小的档进行测量。
8.欧姆表内的电池用旧了，用此欧姆表测得的电阻值比真实值偏大。
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