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1、届高考物理知识网络复习物理实验教案2012届高考物理知识网络复习物理实验教案 第十七 物理实验物理高考实验命题的改革,成为物理高考改革的主题，改革的力度不断强化。近几年高考实验考查的特点：一是以电学实验考查为主；二是重视对基本仪器使用的考查；三是注重对实验的思想、方法及原理理解的考查；四是注重联系实际的考查。近两年的高考实验题与以往相比，给人耳目一新的感觉。首先考题于教材，不避陈题。但又不拘泥于教材中的19个学生分组实验，有些实验考题既不是学生实验也不是演示实验，而是在有关物理知识的基础上，演化成实验研究题。但实验的核心实验原理是学生在学习和实验中应知应会的。这要求我们更深层次地去分析、推理、

2、探索和预见有关实验问题，这种试题的创新布局，特别突出了实验能力的考核。第一节 基本测量仪器的使用【考点透析】一、命题趋势走向近年高考对基本测量仪器的考查形式主要以选择、填空、作图等分布，其考查的知识重点将是对仪器的读数、连线、选择与使用等。二、理解和掌握的内容高考需掌握的13种仪器：刻度尺、天平、弹簧秤、游标卡尺、螺旋测微器、秒表、电火花计时器（或电磁打点计时器）、温度计、电流表、电压表、多用电表、变阻器、电阻箱等。在有刻度的测量工具中，在使用前要进行调零，在使用时还要需注意一些事项，确保实验顺利进行，以免损坏仪器或影响准确程度。这些仪器中除变阻器和打点计时器外都需要读数，除游标卡尺、秒表、电

3、阻箱外都需估读，估读的原则是一般估读到最小刻度的1/10。要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量结果，有效数字测量结果的准确数字加一位测量误差所在位数字，统称有效数字。【例题精析】1两尺读数例1有一游标卡尺，主尺的最小分度是1，游标上有20个小的等分刻度。用它测量一工的长度，如图1所示，图示的读数是_毫米。解析：这是一个20分度的游标卡尺，其精度为00。由放大图可看出游标零线所对应的主尺刻度为104，游标上第1条线与主尺上某条刻线对正。所以，工长度=主尺刻度+精度游标对齐刻度数（不估读）=104+001=1040。游标卡尺的读数一定要注意游标卡尺的精度，且最好用毫米作单位，以免出现差

4、错。例2用螺旋测微器测量一段粗细均匀的金属丝的直径，示数如图2所示，读数是_。解析：从主尺上读出1300，从螺套上读出030，再估读0007，三者相加即读数1387。螺旋测微器的读数一定要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度是否已经露出。2机械秒表的读数机械秒表有两根表针，长针是秒针，每转一圈是30s，最小分度是01s。位于表盘上部小圆圈里面的短针是分针，分针转一圈1in，每小格0in。因为机械表采用的是齿轮传动，指针不可能停留在两小格之间，所以不能估读出比01s更小的读数。3多用电表的使用例3某人用万用电表按正确步骤测量一电阻阻值,指针指示位置如图3,则这电阻值是_如果要用这万用电表测量一个约2

5、00欧的电阻,为了使测量比较精确,选择开关应选的欧姆挡是_ _解析：表针示数是12，档位是100，故测得此电阻值为12100=12。若测约200的电阻，要使表针指在中间刻度附近，应选10档位。多用电表的读数取值，一般应取指针在表盘中央附近较为合理，从这一点出发去考虑选择档位。欧姆表在使用前，首先是估计待测电阻的大小，选择合适的档位，然后调零，再进行测量。测量完毕，应将旋钮拨至“FF”或“交流最高档”。【能力提升】1下列关于打点计时器的说法中正确的是：A它是一种计时器材，可以用直接测量时间；B它接入的电压越高，打出的点越快，即两点间的时间间隔越短；组成它的部分之一振动片必须是用软铁制成的；D打点

6、记时器必须和纸带配合起用才有意义。2下列哪些是使用弹簧秤时应注意的：A使用前必须先观察它的测量范围，不能使被测力超过其测量范围；B使用它之前还要观察它的最小刻度值，便于读数；弹簧秤的指针不在零点，必须进行调整到零刻线上；D力的作用线必须在它的中轴线上；3使用温度计时应注意的事项有：A不要使被测物的温度超过它的测量范围；B测量液体或气体温度时，不要使它们脱离温度计的玻璃泡；读数时，待温度计中的液柱停止不动时才读数；D为方便，读数时，可把温度计从被测物体中拿出。4精确度为01的游标卡尺，游标尺刻度总长为9，当其最末一个刻度线与主尺的44的刻度线对齐时，则游标尺的第五条刻度线所对应的主尺刻度应为（

7、）A30 B39 433 D34已知游标卡尺的主尺最小分度是1，游标尺上有10个小的等分刻度，它们的总长等于9，用这游标卡尺测得物体长度为237，这时游标尺上的第 条刻度线与主尺的 刻度对齐。6如图4所示，是A、B两把卡尺的游标位置，A尺的狭缝宽度是 ，B尺的狭缝宽度是 。7读出图所示仪器指示的数值：（1）天平 ；（2）螺旋测微器 （3）弹簧秤 （4）秒表 8读出如图7所示各仪器的测量数据：温度计读数为 气压计读数为 电压表读数为 电流表读数为_ _万用表读数为_ _ 图7 9有两个伏特表由完全相同的电流表改装而成，第一只伏特表的量程U1=V，第二只伏特表的量程U2=1V。为了测量120V的电

8、压，将两电压表串联使用。关于两伏特表的示数和指针的偏转角，下列那些说法正确：A两伏特表的示数相同； B两伏特表指针的偏转角相同；两伏特表的示数之比1：3； D两伏特表指针的偏转角之比为1：310用欧姆挡刻度盘如图8所示的万用表，检验两个电阻的阻值。已知它们的阻值分别为R1= 60，R2=420。下面提出了测量过程中一系列可能的操作，请你选出能尽可能准确地测量各阻值和符合万用表安全使用规则的各项操作。并且将它们按合理的顺序填写在后面的横线上：A把选择开头扳到欧姆挡1；B把选择开关扳到欧姆100；把选择开关扳到欧姆10；D把选择开关扳到欧姆1；E把选择开关扳到交流电压挡1000；F将两表笔分别接到

9、R1两端，读出R1的阻值，随后即断开；G将两表笔分别接到R2两端，读出R2的阻值，随后即断开；H两表笔短接，调节调零旋钮，使表针对准欧姆挡刻度盘上的0，随后即断开。所选操作及顺序为(用字母代号填写)_。(操作总数应视实际需要而定) 11一位学生使用万用表测电阻，他在实验中有违反使用规则之处，其主要实验步骤如下：A把选择开关扳到1的欧姆挡上；B把表笔插入测试笔插孔中，先把两根表笔相接触旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；把两根表笔分别与某一待测电阻的两端接触，发现这时指针偏转较小。(相对电阻刻度的零刻线)；D换用100的欧姆挡上，发现这时指针偏转适中，随即记下欧姆数值；E把表笔从测试笔插孔

10、中拨出后，把万用表放回桌上原处，实验完毕。这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其它元和电断开，不用手碰表笔的金属杆。这个学生在实验中违反了使用规则的地方是：_ _；_ _。12电表在运输过程中，一般要把正负接线柱用导线连接起，这是为什么？第二节 观察、研究型实验考点透析一、命题趋势走向观察、研究型实验的演示实验较多，实验本身又比较简单，不可能有较难、较繁的命题。但作为对物理实验素养的考查，会有题目出现在选择题中。二、理解和掌握的内容1研究类实验也称为探索性实验，它往往不一定知道某一物理规律的具体内容，要通过模拟物理过程，揭示物理量间的关系，总结、归纳出物理规律。故在设计实验过程时，要清楚通过哪

11、些物理量的测量或观察、如何选择实验器材构造物理装置进行实验、注意哪些问题等。2研究类实验主要有：研究平抛物体的运动、用描迹法描绘电场中等势线、描绘小灯泡的伏安特性曲线、用多用电表探索黑箱内的电学元、练习使用示波器、传感器的简单应用等。一些其它类的实验也可转化为研究类实验，如：研究加速度与力、质量的关系。3演示实验主要是定性观察现象，目的是通过观察实验中出现的现象，明白现象的原因和规律。因此，应在掌握相关规律的同时，着力理解实验目的、保证实验条、观察分析现象，以达到对概念和规律的理解。例题精析例1在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l=12。若小球在平抛运动途中

12、的几个位置如图1中的a、b、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为V0_(用l、g表示),其值是。(取g=98米/秒2)解析：由图示可知，小球在水平方向上作匀速运动。在竖直方向作自由落体运动。=gt2，即l=gt2，又2l=V0t所以V0=2（gl）1/2代入l、g值得：V0=070/s说明：a点不是抛出点，如果是抛出点，则在相等的相邻时间内竖直方向的位移之比为1：3：，而不是现在的1：2：3。抛出点在a点的左上方某个位置。例2试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射速度的实验方法。提供实验器材:弹射器(含弹丸，见图2);铁架台(带夹具);米尺。（1)画出实验示意图；（2）在安置弹射器时应注意

13、（3）实验中应该测量的物理量是_(在图中标出)（4）由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中应采取的方法是_（）计算公式是_解析：根据研究平抛运动的实验及平抛运动的原理，可知使弹丸做平抛运动，通过测量下落高度可求出时间，再测出水平位移可求出其平抛的初速度。故：实验示意图如图3所示。弹射器必须保持水平，以保证弹丸初速度沿水平方向。应测出弹丸下降的高度=AB和水平射程x=B在不改变高度的条下进行多次实验测量水平射程x，求平均值以减小误差。说明：此题是一设计性实验，要求在理解平抛运动的特点的基础上，想象出题目给定器材的用途。要求思维灵活，对平抛运动的知识考查很深刻。能力提升1在用电流场

14、模拟静电场描绘电场等势线的实验中，在下列所给出的器材中，应该选用的是_ (用器材前的字母表示)。(A)6伏的交流电(B)6伏的直流电()100伏的直流电(D)量程00伏，零刻度在刻度盘中央的电压表(E)量程0300微安，零刻度在刻度盘中央的电流表在实验过程中，要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上，它们的顺序(自上而下)是_、_、_。在实验中，按下电键，接通电路。若一个探针与基准点接触，另一探针已分别在基准点的两侧找到了实验所需要的两点a、b(如图4)，则当此探针与a点接触时，电表的指针应_(填“左偏”、“指零”或“右偏”)；当此探针与b点接触时，电表的指针应_(填“左偏”、“指零”或“右偏”)

15、。2在L振荡电路中，如已知电容，并测得电路的固有振荡周期T，即可求得电感L。为了提高测量精度，需多次改变值并侧得相应的T值。现将侧得的六组数据标示在以为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上，即图中用“”表示的点。（1）T、L、的关系为_。（2）根据图中给出的数据点作出T2与的关系图线。（3）求得的L值是_。3某同学利用热敏元和高压锅研究了该锅内水的沸点与压强的关系，所得的数据如下表所示。测得一个24高压锅的限压阀的质量为008g，排气孔的内径为3。如果用它煮水消毒，则锅内的最大压强可达 Pa，这个高压锅内最高温度大约是 0（当时的大气压为10310Pa，g=10/s2）/0909*P/Pa66841

16、031231431119167171831914如图6是某同学利用多用电表探测三端黑箱内的电学元的示意图。该同学利用欧姆档的红、黑表笔分别接触各接线柱，测试结果如下表所示。已知该黑箱内仅由两个定值电阻和一个理想二极管组成，试画出该黑箱内电学元的连接方式，并完成该表所留的空格。表笔位置A黑B红B黑A红A黑红黑A红B黑红黑B红阻值示数/240600400如图7是一盒子，里面装有由导线和几个阻值相同的电阻组成的电路，盒外有接线柱1、2、3、4，已知1、2间有电阻是1、3间电阻的1倍，是2、4间电阻的3倍，而3、4间没有明显电阻，欲使盒内所含电阻数量最少，请画出盒内的电路图。6如图8是某同学研究闭合电

17、路欧姆定律用的可调内阻原电池示意图，图9为该电池剖面图及实验时的外电路，其中A为锌片、B为铜片，则：（1）电的正极为 电的负极为 （2）当只改变下列相应条时，则对该实验存在的正确说法是：A当变阻器的滑片向右滑动时，电压表V1的示数减小，电压表V2的示数增大B若用打气装置往电池内打气，电压表V1的示数减小，电压表V2的示数增大向电池内打气可以改变电池的内阻，其原因是打入气体后改变了电解液的截面积D电压表V1的正极与B接线柱相连，电压表V2的正极应与接线柱相连7在使用示波器的实验中某同学欲按要求先在荧光屏上调出亮斑，为此，他进行了如下操作：首先将辉度调节旋钮逆时针转到底，竖直位移和水平位移旋钮转到

18、某位置，将衰减调节旋钮置于1000档，扫描范围旋钮置于“外X”档。然后打开电开关（指示灯亮），过2in后，顺时针旋转辉度调节旋钮，结果屏上始终无亮斑出现（示波器完好）。那么，他应再调节下列哪个旋钮才有可以在屏上出现亮斑？A竖直位移旋钮 B水平位移旋钮 聚焦调节旋钮 D辅助聚焦旋钮8如图10为示波器面板，图11为一信号。（1）若要观测此信号发出的正弦交流信号的波形，应将信号的a端与示波器面板上的 接线柱相连，b端与 接线柱相连。（2）若示波器所显示的输入波形在显示屏下边中央部位，要将波形上移，应调节面板上的 旋钮；要将此波形横向展宽应调节 旋钮；要使屏上能够显示3个完整的波形，应调节 旋钮。9发

19、光二极管是电器、仪器上作指示灯用的电子元，正常使用时带“+”号的一端要与电正极相连，电流从元带“+”号的一端流入。现要求用实验测出该元两端的电压U和通过的电流I，并据此描绘出UI图。（1）画出实验电路图（要求二极管两端电压能在02V间变化）（2）实验测得发光二极管UI图象如图12所示，若发光二极管的正常工作电压为20V，而电是由内阻不计、电动势均为1V的两节干电池串联而成，则应该串一个大小为 的电阻才能使发光二极管正常工作。第三节 验证型实验【考点透析】一、命题趋势走向验证型实验是在演示实验的基础上，人为地创造条，让学生通过自己动手，感知定律的正确性而进行的学生分组实验。包括验证力的平行四边形

20、定则、验证动量守恒定律、验证机械能守恒定律等。在近年的高考中，有趋势将上面的验证性实验迁移到验证其它规律的迹象。二、理解和掌握的内容1原理：实验所验证的都是物理规律，其物理规律就是这个实验的原理。2方法：在清楚实验所验证的物理规律的基础上，要知道规律的数学表达式，测出式中涉及到的相关量，把验证类的实验转化成测量类实验。3数据处理：把测得的实验数据代入到相关表达式中，进行验证【例题精析】例1将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为牛、最小刻度为01牛的弹簧测力计。沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮筋的活动端拉到点时，两根细绳相互垂直,如图1所示这时弹簧测力计的

21、读数可从图中读出。(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_牛和_牛。(只须读到01牛)(2)在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。解析：本题考查弹簧秤的读数、力的图示、平行四边形定则等方面的基本的实验素质：按要求准确读数（包括有效数字）、准确做出力的图示（包括合理选取标度、箭头和刻度等）。在图2中，每小格代表0N，将保证力的图示较准确，若每小格代表1N，则2N的力表达上容易造成误差。例2在”验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电的频率为0赫。查得当地的重力加速度g980米/秒2。测得所用的重物的质量为100千克。实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点

22、记作0，另选连续的4个点A、B、D作为测量的点。经测量知道A、B、D各点到点的距离分别为6299、7018、7776、873。根据以上数据，可知重物由点运动到点，重力势能的减少量等于_焦，动能的增加量等于_焦(取3位有效数字)。解析：从点到点势能减少量为762。利用匀变速直线运动在一段时间内的平均速度等于中间时刻的速度有V=BD/2T。动能的增量E=V2/2=78。本实验验证的结果应是：重力势能减小量略大于动能的增加量，其原因是有摩擦力存在。【能力提升】1在互成角度的两个力的合成实验中，有下列三个重要的步骤：A在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线

23、用两个弹簧秤向两个方向互成角度的同时拉橡皮条，使它的结点到达某一位置点，在白纸上记下点的位置和两个弹簧秤的示数F1、F2；B在白纸上根据F1、F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F；只用一个弹簧秤通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与用两弹簧秤拉时相同，记下此时弹簧秤的读数F和细线的方向。以上三个步骤中都有疏漏或错误，请给予更正。2利用重锤下落验证机械能守恒定律时，下列说法中正确的是：A应该用天平测出重锤的质量；B选择的纸带只要点迹清晰即可；在操作时，一定要先通电后放纸带；D当地的重力加速度必须已知，否则无法计算重力势能。3利用重锤下落验证机械能守恒定律时，下列说法中正确的是：A应该用天平测出

24、重锤的质量；B选择的纸带只要点迹清晰即可；在操作时，一定要先通电后放纸带；D当地的重力加速度必须已知，否则无法计算重力势能。4用一测力计水平拉一端固定的弹簧，用测量弹簧的劲度系数，测出的拉力F与弹簧长度L之间的数据关系如下表：在图4中的坐标中作出此弹簧的FL图象；图象与L轴的交点表示 ，其值为 ；此弹簧的劲度系数为 。用平板、小车及打点记时器等装置能否验证动量守恒定律？要求是粘有橡皮泥的两个小车碰撞。还需要哪些器材？测量哪些量？6某同学用图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞验证动量守恒定律，图中PQ是斜槽，QR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落在位于水平地面的

25、记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次。图中点是水平槽末端R在记录纸上垂直投影点。B球落点痕迹如图6所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、所在平面，米尺的零点于点对齐。（1）碰撞后B球的水平射程应取 。（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？第四节 测量型实验考点透析一、命题趋势走向测量型实验是运用较准确的测量仪器，较完善的测量原理，实现物理量的测定。包括：测定匀变速运动的加速度、用单摆测重力加速度、用油膜法估测测分子的

26、大小、测定金属材料的电阻率、伏安法测电电动势和内电阻、测定玻璃的折射率和用双缝干涉测光的波长。可以预计，在今后的高考中测量型实验的力学部分命题思路不会有太大的变化，新题型仍以电学实验为主。二、理解和掌握的内容1原理：所测物理量相关公式或物理规律即是它的实验原理，但公式或规律中除被测物理量外，必须是可直接测量的物理量或再间接测量的物理量。2构造测量相关量所需的器材及其相应的装置。如组装单摆，画电路图、连接电路等。注意：在组装装置时，要使实验能顺利完成。如电路的选择。3过程设计：实验过程的安排要科学合理，过程混乱可能造成测量困难或测量错误。要注意初状态的设置，如电表的调零、电路开关断开等。4测量读

27、数：注意各种测量工具的读数方法、估读等。数据处理：一般用列表法、做图法、计算求平均值法，测量类实验一般用计算求平均值法。注意：求平均值时，不要把一些过程的变量平均，可平均过程常量或最后结果。如测电阻率时，固定导体的长度、截面直径可平均，而测量几次的电压和电流不能平均。6纸带数据的测量和计算：某点的即时速度：根据匀变速直线运动的物体某段时间内的平均速度等于该时间中间时刻的平均速度,即Vn=(Sn+Sn+1)/2T。纸带的加速度a=S/T2，其中S为连续相等时间内的位移差。注意：当纸带的速度较小时，常采用五个点为一个计数点，此时两计数点的时间间隔为T。例题精析例1用伏安法测量一个定值电阻的器材规格

28、如下：待测电阻Rx (约100៯)；直流电流表(量程010A，内阻0៯)；直流电压表(量程03V，内阻៯)；直流电(输出电压3V，内阻不计)，滑动变阻器(阻值范围01៯，允许最大电流1A)；电键一个，导线若干条。根据器材的规格和实验要求作出实验电路图。解析：如果将滑动变阻器采用限流式连结，电路中最小电流Iin=3/(1+0+100)=18A，仍大于直流电流表的量程，所以滑动变阻器应采用分压式连接。电流表的内外接法可采用比较法：Rx/RV=100/000=1/0；Rx/RA=100/0=2由于外接法误差于伏特表分流，内接法误差于电流表分压，所以电流

29、表应采用外接法，实验电路如图1所示。例2 某电压表的内阻在20 ៯和0 ៯之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可供选用的器材，待测电压表V（量程3V）；电流表A1(量程200᠅A)；电流表A2(量程 A )；电流表A3（量程06A)；滑动变阻器R（最大阻值1 ៯)；电E（4）；电键S；导线若干。(1)所提供的电流表中应选用_（填写字母代号）(2)实验要求多测几组数据，尽量减小误差，请画出实验电路图。解析：依公式R=U/I可以求出电压表的内阻。因为电路中最大电流值 Iax=E/RV=02A (将RV =20代入) 所以电流表应选A1。又滑线变阻器阻

30、值远小于电压表电阻，并要求多测几组数据变阻器采用分压器电路，如图2所示。滑动头初位应有最小分压值。总结：伏安法测电阻的一般思路：（1）选择器材应考虑三个方面因素：精确性尽量选择精度高（最小刻度值小）的仪器，电压表、电流表在使用时指针应偏转到满刻度的2/3以上；方便性选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节，滑动变阻器调节时应用到大部分电阻线，否则不便于调节；安全性通过电和电阻的电流不能超过其允许的最大电流，电表不能超量程。（2）选择电路测量电路的选择测量电路有两种方法：电流表内接法和外接法（a）直接比较：当RxRA用内接法，当RxRV用外接法。（b）临界计算：当

31、内、外解法相对误差相等时，有 ，所以 （RARV）为临界值。当 （即Rx为大电阻）用内接法；当 （即Rx为小电阻）用外接法。（）测试判断法：如图3所示，将S分别接触a点和b点，若看到电流表读数变化较大，说明电压表分流影响较大，应该选用内接法；若看到电压表读数变化较大，说明电流表分压影响较大，应该选用外接法。供电电路的选择（a）待测电阻的阻值远大于变阻器的总电阻时，用分压电路（b）要求待测电阻上的电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，用分压电路（）用限流电路时，电表示数超过量程时，用分压电路（3）实物连接：注意导线的连接点都画在接线柱上（导线中间不应有分叉及交叉），电表量程、正负极是否恰当等。例3 为测定一个6V、