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高中物理实验知识总结笔记
第一节 高中物理实验考点总结
归类 实验内容 说明
测量原理、使用方法；10 分度、20 分度、50 分度的游
1．游标卡尺的使用
标卡尺的读数等
应
用 2．螺旋测微器的使用 构造、原理、使用方法、正确读数等
性 面板上各个旋钮或开关的作用；调试方法；观察正弦波
实 3．练习使用示波器 的波形等
验
光电转换和热电转换及其简单应用；光电计数的简单了
4．传感器的简单应用
解等
验 5．验证力的平行四边形定则 实验的等效思想；作图法等
证
用平抛实验器进行实验；转化要验证的等效表达式；对
性 6．验证动量守恒定律
暂态过程分阶段测量等
实
验 7．验证机械能守恒定律 用自由落体进行验证；使用打点计时器和刻度尺等
8．用单摆测定重力加速度 使用刻度尺和秒表；实验操作要求等
9．用油膜法估测分子的大小 溶液的配制；油膜面积的估算方法等
使用刻度尺和螺旋测微器；电流表、电压表量程的选择；
10．测定金属的电阻率
测 测量电路的选取与连接等
量 “半偏法”的设计思想与误差分析；计算分压电阻；改
性 11．把电流表改装为电压表 装表的校对与百分误差等
实
验 12．测定电源的电动势和内阻 实验电路的选取与连接；作图法求解的方法等
13．测定玻璃的折射率 用插针法测定；画光路图等
14．用双缝干涉测光的波长 用双缝干涉仪进行实验；实验调节；分划板的使用等
明确实验目的；使用打点计时器；用刻度尺测量、分析
15．研究匀变速直线运动
所打的纸带来计算加速度等
研 用平抛实验器进行实验；研究的目的和方法；描绘平抛
16．研究平抛物体的运动
究 轨迹；计算平抛物体的初速度等
性
17．用描迹法画出电场中平面 用恒定电流场模拟静电场；寻找等电势点的方法；描迹
实
上的等势线 的方法等
验
18．描绘小电珠的伏安特性曲 使用电流表、电压表、滑动变阻器；电路的选取与连接；
线 描绘 U－I 图象并分析曲线非线性的原因等
探 19．探究弹力和弹簧伸长的关 实验设计的原理和方法；实验数据的记录与分析；实验
究 系 结论的描述与表达形式等
性
实 20．用多用电表探索黑箱内的 多用电表的使用与读数；探索的思路；测量过程中的分
验 电学元件 析与判断等
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第二节 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．
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)
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
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
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
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．
第三节 误差和有效数字
1.误差
测量值与真实值的差异叫做误差。误差可分为系统误差和偶然误差两种。
⑴系统误差的特点是在多次重复同一实验时，误差总是同样地偏大或偏小。
⑵偶然误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同。减小偶然误差的方法，可以多进
行几次测量，求出几次测量的数值的平均值。这个平均值比某一次测得的数值更接近于真实值。
2.有效数字
带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字。⑴有效数字是指近似数字而言。⑵只能带有一位不
可靠数字，不是位数越多越好。
凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值（可靠数字）后，
再向下估读一位（不可靠数字），这里不受有效数字位数的限制。
间接测量的有效数字运算不作要求，运算结果一般可用 2~3 位有效数字表示。
第四节 基本测量仪器及读数
高考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、打点计时器、弹
簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等等。
1.刻度尺、秒表、弹簧秤、温度表、电流表、电压表的读数
使用以上仪器时，凡是最小刻度是 10 分度的，要求读到最小刻度后再往下估读一位（估读的这位是
不可靠数字，但是是有效数字的不可缺少的组成部分）。凡是最小刻度不是 10 分度的，只要求读到最小刻
度所在的这一位，不再往下估读。
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例如
1 2
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
5 100 3
0 V 15
⑴读出上左图中被测物体的长度。
⑵上右图用3V量程时电压表读数为多少？用15V量程
时电压表度数又为多少？
⑶右图中秒表的示数是多少分多少秒？
59 0 31
凡仪器的最小刻度是 10 分度的，在读到最小刻度后还 28 257 14 0 1 33
要再往下估读一位。⑴6.50cm。⑵1.14V。15V 量程时最小 26 13 212 43
35
刻度为 0.5V，只读到 0.1V 这一位，应为 5.7V。⑶秒表的 55 11 4
24 10 5 6
读数分两部分：小圈内表示分，每小格表示 0.5 分钟；大 9
53 8 7
6
37
圈内表示秒，最小刻度为 0.1 秒。当分针在前 0.5 分内时，
22 8
秒针在 0~30 秒内读数；当分针在后 0.5 分内时，秒针在
51 39
30~60 秒内读数。因此图中秒表读数应为 3 分 48.75 秒（这 20 10
个 5是估读出来的）。 49 41
18
47 1216 45 14 43
2.游标卡尺
⑴10 分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离
为 0.9mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小 0.1mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标
读出 0.1 毫米位的数值：游标的第几
条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，
0.1 毫米位就读几（不能读某）。其读 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
数准确到 0.1mm。
⑵20 分度的游标卡尺。游标上 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
相邻两个刻度间的距离为 0.95mm，比
主 尺上 相 邻两 个 刻度 间距 离 小
0.05mm。读数时先从主尺上读出厘米
数和毫米数，然后用游标读出毫米以下的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的
读数就是几乘 0.05 毫米。其读数准确到 0.05mm。
⑶50 分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为 0.98mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小
0.02mm。这种卡尺的刻度是特殊的，游标上的刻度值，就是毫米以下的读数。这种卡尺的读数可以准确到
0.02mm。如右图中被测圆柱体的直径为 2.250cm。
要注意：游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的， 所以都不再往下一位估读。
3.螺旋测微器
固定刻度上的最小刻度为 0.5mm（在中线的上侧）；可动刻度每旋转一
圈前进（或后退）0.5mm。在可动刻度的一周上平均刻有 50 条刻线，所以 25
相邻两条刻线间代表 0.01mm。读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数， 20
然后从可动刻度上读取剩余部分（因为是 10 分度，所以在最小刻度后应再
0 5
估读一位），再把两部分读数相加，得测量值。右图中的读数应该是 6.702mm。 15
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4.打点计时器 线圈
打点计时器是一种特殊的计时仪 限位孔
器，电源用 50Hz 的交流电，所以 永久磁铁 振针
打相邻两个点的时间间隔是 0.02s。
5.天平 振片
天平使用前首先要进行调节。调节分两步：
mg
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
1000
调底座水平和横梁水平（在调节横梁水平前，必须把游码移到左端零刻度处，
左端与零刻线对齐，如图中虚线所示）。测量读数由右盘中砝码和游标共同读
出。横梁上的刻度单位是毫克（mg）。若天平平衡时，右盘中有 26g 砝码，游码在图中所示位置，则被测
物体质量为 26.32g（最小刻度为 0.02g，不是 10 分度，因此只读到 0.02g 这一位）。
6.多用电表
使用多用电表时首先应该根据被测物理量将选择开关旋到
相应的位置。使用前应先进行机械调零，用小螺丝刀轻旋调零
螺丝，使指针指左端零刻线。使用欧姆挡时，还应进行欧姆调
零，即将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指右端
零刻线处。欧姆挡的使用：⑴选挡。一般比被测电阻的估计值
低一个数量级，如估计值为 200Ω就应该选×10 的倍率。⑵调
零。⑶将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。⑷将指针示数乘
以倍率，得测量值。⑸将选择开关扳到 OFF 或交流电压最高挡。
用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小，应增大倍率；如果
指针偏转角度太大，应减小倍率。
7.电阻箱
右图中的电阻箱有 6 个旋钮，每个旋钮上方都标有倍率，将每个旋钮上指针所指的数值（都为整数）
乘以各自的倍率，从最高位依次往下读，即可得到这时电阻箱的实际阻值。图中最左边的两个黑点是接线
柱。若指针所示如图，则阻值为 84580.2Ω。
×0.1 ×1 ×10
9 0 1 9 0 1 9 0 1
8 2 8 2 8 2
7 3 7 3 7 3
6 5 4 6 5 4 6 5 4
×100 ×1K ×10K
9 0 1 9 0 1 9 02 18 2 8 8 2
7 3 7 3 7 3
6 5 4 6 5 4 6 5 4
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第五节 重要的学生实验
1.研究匀变速直线运动
右图为打点计时器打下的纸带。选点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取
一个开始点 O，然后每 5个点取一个计数点 A、B、C、D …。测出相邻计数点间的距离 s1、s2、s3 … 利用
打下的纸带可以：
s s
⑴求任一计数点对应的即时速度 v：如 v 2 3 (其中 s1 s2 s3c 2T A B C D
T=5×0.02s=0.1s）
v/(ms-1)

⑵利用“逐差法”求 a： a s4 s5 s6 s1 s2 s 3
9T 2
⑶利用上图中任意相邻的两段位移求 a：如 a s s 3 2
T 2 0 T 2T 3T 4T 5T 6T t/s
⑷利用 v-t 图象求 a：求出 A、B、C、D、E、F各点的即时速度，
画出如右的 v-t 图线，图线的斜率就是加速度 a。
2.探究弹力和弹簧伸长的关系（胡克定律）
利用右图装置，改变钩码个数，测出弹簧总长度和所受拉力（钩码总重量）的
多组对应值，填入表中。算出对应的弹簧的伸长量。在坐标系中描点，根据点的分
布作出弹力 F随伸长量 x而变的图象，从而发确定 F-x 间的函数关系。解释函数表
达式中常数的物理意义及其单位。
该实验要注意区分弹簧总长度和弹簧伸长量。对探索性实验，要根据描出的点
的走向，尝试判定函数关系。（这一点和验证性实验不同。）
3.互成角度两个力的合成
该实验是要用互成角度的两个力和另一个力产生相同的效果，看其用平行四边形定则求出的合力与这
一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的合成的平行四边
形定则。
4.研究平抛物体的运动（用描迹法）
该实验的实验原理：平抛运动可以看成是两个分运动的合成：一个是水平方向的匀速直线运动，其速
度等于平抛物体的初速度；另一个是竖直方向的自由落体运动。利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球运
动时的若干不同位置，然后描出运动轨迹，测出曲线任一点的坐标 x和 y，利用
x vt 1、 y gt 2 就可求出小球的水平分速度，即平抛物体的初速度。
2
该试验的注意事项有：
⑴斜槽末端的切线必须水平。
⑵用重锤线检验坐标纸上的竖直线是否竖直。
⑶以斜槽末端所在的点为坐标原点。
⑷如果是用白纸，则应以斜槽末端所在的点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确
定 y轴方向，再用直角三角板画出水平线作为 x 轴，建立直角坐标系。
⑸每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。
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5.验证动量守恒定律
由于 v1、v
/、v /1 2 均为水平方向，且它们的竖直下落高度都相等，所以它们飞行时间相等，若以该时间
为时间单位，那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。在右图中分别用 OP、OM 和 O /N 表示。
因此只需验证：m1 OP m1 OM m2 (O N 2r)即可。
注意事项：
⑴必须以质量较大的小球作为入射小球（保证碰撞后两小球都向前运动）。
⑵小球落地点的平均位置要用圆规来确定：用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面，圆心就是落点的
平均位置。
⑶所用的仪器有：天平、刻度尺、游标卡尺（测小球直径）、碰撞实验器、复写纸、白纸、重锤、两
个直径相同质量不同的小球、圆规。
⑷若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么两小球将不再同时落地，但两个小球都将从斜槽末端
开始做平抛运动，于是验证式就变为：m1 OP=m1 OM+m2 ON，两个小球的直径也不需测量了。
6.验证机械能守恒定律
验证自由下落过程中机械能守恒，图示纸带的左端是用夹子夹重物的一端。
⑴要多做几次实验，选点迹清楚，且第一、二两点间距离接近 2mm 的纸带进行测量。
0 1 2 3 4
⑵用刻度尺量出从 0 点到 1、2、3、4、5 各点的距离 h1、h2、h3、h4、h5，利用“匀变速直线运动中
间时刻的即时速度等于该段位移内的平均速度”，算出 2、3、4 各点对应的即时速度 v2、v3、v4，验证与 2、
3、4各点对应的重力势能减少量 mgh 和动能增加量 1 mv 2 是否相等。
2
⑶由于摩擦和空气阻力的影响，本实验的系统误差总是使mgh 1 mv 2
2
⑷本实验不需要在打下的点中取计数点。也不需要测重物的质量。
7.用单摆测定重力加速度
摆长的测量：让单摆自由下垂，用米尺量出摆线长 L/（读到 0.1mm），用游标卡尺量出摆球直径（读
到 0. 1mm）算出半径 r，则摆长 L=L/+r
开始摆动时需注意：摆角要小于 5°（保证做简谐运动）；不要使摆动成为圆锥摆。
必须从摆球通过最低点时开始计时，测出单摆做 50 次全振动所用时间，算出周期的平均值 T。
改变摆长重做几次实验，计算每次实验得到的重力加速度，再求这些重力加速度的平均值。
8.用描迹法画出电场中平面上等势线
实验所用的电流表是零刻度在中央的电流表，在实验前应先测定电流方向与指针偏转方向的关系：将
电流表、电池、电阻、导线按图 1或图 2 连接，其中 R是阻值大的电阻，r 是阻值小的电阻，用导线的 a
端试触电流表另一端，就可判定电流方向和指针偏转方向的关系。
该实验是用恒定电流的电流场模拟静电场。与电池正极相连的
A 电极相当于正点电荷，与电池负极相连的 B 相当于负点电荷。白 G a G a
纸应放在最下面，导电纸应放在最上面（涂有导电物质的一面必须 R r
向上），复写纸则放在中间。
图 1 图 2
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9.测定玻璃折射率
实验原理：如图所示，入射光线 AO 由空气射入玻璃砖，经 OO1
后由 O1B 方向射出。作出法线 NN1，则折射率
n=Sinα/Sinγ
注意事项：手拿玻璃砖时，不准触摸光洁的光学面，只能接触毛
面或棱，严禁把玻璃砖当尺画玻璃砖的界面；实验过程中，玻璃
砖与白纸的相对位置不能改变；大头针应垂直地插在白纸上，且
玻璃砖每一侧的两个大头针距离应大一些，以减小确定光路方向
造成的误差；入射角应适当大一些，以减少测量角度的误差。
10.伏安法测电阻
伏安法测电阻有 a、b 两种接法，a 叫(安培计)外接法，b V V
叫（安培计）内接法。外接法的系统误差是由电压表的分流引起 A A
的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法；内接法的系统 a b
误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应
采用内接法。如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：如图将电压表的左端接 a 点，而将右
端第一次接 b点，第二次接 c 点，观察电流表和电压表的变化，若电流表读数变化大，说明被测电阻是大
电阻，应该用内接法测量；若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。（这里所
说的变化大，是指相对变化，即ΔI/I 和ΔU/U）。
（1）滑动变阻器的连接
滑动变阻器在电路中也有 a、b两种常用的接法：a 叫限流接法，b 叫分压接法。分压接法被测电阻上
电压的调节范围大。当要求电压从零开始调节，或要求电压调节范围尽量大时应该用分压接法。用分压接
法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；用限流接法时，
滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。
R
（2）实物图连线技术 a Rb
无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好；对限流电路，只需用笔画线当作导线，从
电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可（注意电表的正负接线柱和
量程，滑动变阻器应调到阻值最大处）。 V
V A
A
对分压电路，应该先把电源、电键和滑动 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
滑动触头两点的电势高低，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。
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（3）描绘小电珠的伏安特性曲线
因为小电珠（即小灯泡）的电阻较小（10Ω左右）所以应该选用安培表外接法。
小灯泡的电阻会随着电压的升高，灯丝温度的升高而增大，所以 U-I曲线不是直线。为了反映这一变
化过程，灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压。所以滑动变阻器必须选用分压接法。在上面实物
图中应该选用右面的那个图，开始时滑动触头应该位于左端（使小灯泡两端的电压为零）。
由实验数据作出的 I-U 曲线如右，说明灯丝的电阻随温度升高而增大，也就说明金属电阻率随温度升
高而增大。（若用 U-I 曲线，则曲线的弯曲方向相反。） I/A
若选用的是标有“3.8V 0.3A”的小灯泡，电流表应选用 0-0.6A
量程；电压表开始时应选用 0-3V 量程，当电压调到接近 3V 时，
再改用 0-15V 量程。
11.把电流表改装为电压表 O U/V
⑴、用图(a)测定电流表内阻 rg，方法是：先断开 S2，闭合 S1，调
节 R，使电流表满偏；然后闭合 S2，调节 R
/，使电流表达到半满偏。当 R比 R /大很多时，可以认为 r /g=R 。
（当 R 比 R/大很多时，调节 R/基本上不改变电路的总电阻，可认为总电流不变，因此当电流表半满偏时，
通过 R/的电流也是满偏电流的一半，两个分路的电阻相等）。实际上，S2闭合后，总电阻略有减小，总电流
略有增大，当电流表半满偏时，通过 R /的电流比通过电流表的电流稍大，即 R/比 rg稍小，因此此步测量
的系统误差，总是使 rg的测量值偏小。其中 R不必读数，可以用电位器，R
/需要读数，所以必须用电阻箱。
根据 rg、Ig和扩大后的量程，计算出需要给电流表串联的电阻 R1的值。
（a） (b)
⑵、用(b)图把改装的电压表和标准电压表进行校对。校对要每 0.5V 校对一次，所以电压要从零开始逐渐
增大，因此必须选用分压电路。
百分误差的计算：
如果当改装电压表示数为 U时，标准电压表示数为 U / ，则这时的百分误差为|U-U / | / U /。
如果校对时发现改装电压表的示数总是偏大，则应该适当增大 R1的阻值(使表头的分压减小一些)，然
后再次重新进行校对。
12.测定金属的电阻率
被测电阻丝的电阻较小，所以选用电流表外接法；本实验不要求电压调节范围，可选用限流电路。因
此选用上面左图的电路。开始时滑动变阻器的滑动触头应该在右端。本实验通过的电流不宜太大，通电时
间不能太长，以免电阻丝发热后电阻率发生明显变化。
13.用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻
U/V
3.0
根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir，本实验电路 A
中电压表的示数是准确的，电流表的示数比通过电 2.0 R
V
源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压 1.0
表的分流引起的。为了减小这个系统误差， 电阻
R o的取值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该 0.2 0.4 0.6 I/A S
大一些。
为了减小偶然误差，要多做几次实验，多取几组数据，然后利用 U-I 图象处理实验数据：将点描好后，
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用直尺画一条直线，使尽量多的点在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等。这条直线代表的 U-I
关系的误差是很小的。它在
U轴上的截距就是电动势 E（对应的 I=0），它的
斜率的绝对值就是内阻 r。（特别要注意：有时纵坐标的起始点不是 0，求内阻的一般式应该是 r=|Δ
U/ΔI |）。
为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些。（选用使用过一段时间的 1 号电池）
14.用多用电表探索黑箱内的电学元件
设定黑箱上有三个接点，两个接点间最多只能接一个元件；黑箱内所接的元件不超过两个。
测量步骤和判定：
⑴用直流电压挡测量，A、B、C三点间均无电压；说明箱内无电源。
⑵用欧姆挡测量，A、C间正、反接阻值不变，说明 A、C 间有一个电阻。⑶用欧姆挡测量，黑表笔接 A 红
表笔接 B时测得的阻值较小，反接时测得的阻值较大，说明箱内有一个二极管，可
能在 AB 间，也可能在 BC 间，如右图中两种可能。
⑷用欧姆挡测量，黑表笔接 C 红表笔接 B测得阻值比黑表笔 A 红表笔接 B时测得的
阻值大，说明二极管在 AB 间。所以黑箱内的两个元件的接法肯定是右图中的上图。
第五节 重要的演示实验
1.用油膜法估测分子的大小
实验前应预先计算出每滴油酸溶液中纯油酸的实际体积：先了解配好的油酸溶液的浓度，再用量筒和
滴管测出每滴溶液的体积，由此算出每滴溶液中纯油酸的体积 V。
油膜面积的测量：油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，将油膜的形状用彩笔画在玻璃板上；将玻
璃板放在坐标纸上，以 1cm 边长的正方形为单位，用四舍五入的方法数出油膜面积的数值 S（以 cm2为单位）。
由 d=V/S 算出油膜的厚度，即分子直径的大小。
2.加速度和力的关系 加速度和质量的关系
两个相同的小车并排放在光滑水平桌面上，小车前端系上细线，线的另一
端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里分别放有不同质量的砝码。小车所受的水平
拉力 F 的大小可以认为等于砝码（包括砝码盘）的重力大小。小车后端也系有
细线，用一只夹子夹住两根细线，控制两辆小车同时开始运动和结束运动。
F1
2 m1
由于两个小车初速度都是零，运动时间又相同， s= 12 at ∝a，只要测出 F2 m2
两小车位移 s之比就等于它们的加速度 a之比。
实验结果是：当小车质量相同时，a∝F，当拉力 F 相等时，a∝1/m。
实验中用砝码（包括砝码盘）的重力 G的大小作为小车所受拉力 F的大小，这样做会引起什么样的系
统误差？怎样减小这个系统误差？
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3.描绘单摆的振动图象
对同一个单摆，如果两次拉出木板得到的图形分别如 a、b所示，说明两次拉木板的速度之比为 3∶2。
对摆长不同的单摆，如果两次拉木板速度相同，说明摆的周期之比为 3∶2，摆长之比为 9∶4。
a
b
4.波的叠加
在一根水平长绳的两端分别向上抖动一下，就分别右两个凸起状态 1 和 2 在绳
上相向传播。它们在相遇后，彼此穿过，都保持各自的运动状态继续传播，彼此都
没有受到影响。
观察一下：在它们相遇过程中，绳上质点的最大位移出现在什么位置？每个点
都有可能达到这个位移吗？
在同一根绳子上，各种频率的波传播速度都是相同的。
5.扩散现象
装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开。抽去玻璃板，
过一段时间可以发现，两种气体混合在一起，上下两瓶气体的颜色变得均匀一致。
扩散现象也证明分子在做永不停息的无规则运动。
从热力学第一定律分析一下：设环境温度不变。在扩散过程中，瓶中气体将吸热还放热？这个实验也
证明扩散现象有方向性。
6.绝热过程，做功改变物体内能
用打气筒向容器中打气到一定压强，稳定后读出灵敏温度计的读数。打开卡子，气体迅速冲开胶塞，
温度将会明显降低。（ΔU=Q+W，作用时间极短，来不及热交换，是绝热过程，因此 Q=0，而 W 为负，所以
ΔU必然为负，即气体内能减小，温度降低）。
迅速向下压活塞，玻璃气缸内的硝化棉会燃烧起来(ΔU=Q+W，也是绝热过程，Q=0，W 为正，所以ΔU
为正，气体内能增大，温度升高，达到硝化棉的燃点，因此被点燃）。这就是柴油机的工作原理。
7.平行板电容器的电容
静电计是测量电势差的仪器。指针偏转角度越大，金属外壳和上方金属小球间的电势差越大。
在本实验中，静电计指针和 A板等电势，静电计金属壳和 B板等电势，因此指针偏转角越大表示 A、
B 两极板间的电压越高。
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本实验中，极板带电量不变。三个图依次表示：正对面积减小时电压增大；板间距离增大时电压增大；插
Q 1
入电介质时电压减小。由C 知，这三种情况下电容分别减小、减小、增大。因此可以确定 C 和 S、
U U
d、ε的关系是C S 。
d
思考：如何测量电容器两极板间的电压？
8.磁电式电表原理
圆柱形铁芯的作用是在磁铁两极和铁芯间生成
均匀地辐向分布的磁场。不管线圈转到什么角度，线
圈平面都跟磁感线平行，线圈受到的安培力矩的大小只跟电流大小成正比。线圈绕在铝框上，线圈的两端
分别和两个螺旋弹簧相接，被测电流由这两个弹簧流入线圈。铝框可以起到电磁阻尼的作用。指针偏转方
向与电流方向有关。因此根据指针偏转方向，可以知道被测电流方向。
9.研究电磁感应现象
首先要查明电流表指针偏转方向和电流方向的关系（方法与画
电场中平面上等势线实验相同）。
电键闭合和断开时、电键闭合后滑动变阻器的滑动触头移动过
程中、电键闭合后线圈 A 在 B 中插入、拔出时，都会发现电流表指
针发生偏转，说明有电流产生。而电键保持闭合、滑动触头不动、
线圈 A 在 B 中不动时，电流表指针都不动，说明无电流产生。
结论：闭合电路中有感应电流产生的充要条件是穿过闭合电路
的磁通量发生变化。
10.单缝衍射
从图中看出：当狭缝宽度在 0.5mm 以上时，缝越窄亮斑也越窄；当狭缝宽度在 0.5mm 以下时，缝越窄
中央亮条越宽，整个亮斑范围越宽，亮纹间距越大。
1.5mm 0.7mm 0.4mm 0.2mm 0.1mm
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11.小孔衍射和泊松亮斑
小孔衍射和泊松亮斑的中心都是亮斑。区别是：泊松亮斑
中心亮斑周围的暗斑较宽。
12.α粒子散射实验
全部装置放在真空中。荧光屏可以沿着图中虚线转动，用来统计向不同方向散射的粒子的数目。观察
结果是，绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转。
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