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2008届高三物理
高中物理知识一览表
第一章　力
［本章知识网络］

第二章　物体的运动
［本章知识网络］

第三章　牛顿运动定律
［本章知识网络］

第四章　曲线运动
［本章知识网络］

第五章　动量和冲量
［本章知识网络］

第六章　机械能
［本章知识网络］

第七章　振动和波
［本章知识网络］

［力学总结］
一．处理动力学问题的思路和方法
　　解动力学问题的方法有三种：一是牛顿定律；二是动量关系；三是能量关系。
　　基本思路是：
　　１．研究某一时刻（或某一位置）的动力学问题应使用牛顿第二定律；研究某一个过程的动力学问题，若物体受恒力且涉及物体运动过程中的加速度问题，应采用运动学公式和牛二定律联立求解。
　　２．对于不涉及物体运动过程中的加速度而涉及运动时间的问题特别对于打击一类问题，因时间短且冲力随时间变化，则应用动量定理求解。
　　３．对于不涉及物体运动过程中的加速度和时间问题，无论是恒力做功还是变力做功，一般都用动能定理求解。如果物体只有重力和弹簧弹力做功且不涉及运动过程的加速度和时间问题，则采用机械能守恒定律求解。
４．对于反冲、碰撞一类的问题，应用动量守恒定律求解。对于相互作用的两物体，若明确两物体相支滑动的距离应考虑用能量守恒定律建立方程。
★注：应用动量定理、动能定理、动量守恒定律等规律来解题时，物体的位移和速度都有要相对同一个参考系。一般都统一以地球为参考系。
二．摩擦力做功与产生热能的关系
　　１．静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移（静摩擦力起着传递机械能的作用），而没有热能的产生。
　　２．滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两个方向：一是相互摩擦的物体之间机械能的转移；二是机械能转化为内能，转化为内能的量值等于机械能的减少量，表达式为：
第八章　热学
［本章知识网络］

热力学第一定律
内容：外界对物体做的功Ｗ加上与外界交换的热量Ｑ等于物体内能的变化量。（）
　　　能量守恒定律说明第一类永动机不可能制成。
热力学第二定律
表述一：不可能使热量从低温物体传递到高温物体，而不引起其它变化。
表述二：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功而不引起其它变化。
第二类永动机：从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化的热机。
　　第二类永动机不违反能量守恒定律，但不可能制成，表示机械能和内能的转化过程具有方向性，尽管机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能同时不引起其它变化。
物体的内能
　　１．分子的平均动能：物体内分子动能的平均值。温度是分子平均动能的标志。温度越高，分子平均动能就越大。
　　２．分子势能：由分子间的相互作用和相对位置决定的能叫分子势能，分子势能的大小与物体的体积有关。
　　当分子间的距离时，分子势能随分子间的距离增大而增大；　当分子间的距离时，分子势能随分子间的距离减小而增大；当时，分子势能最小。
　　３．物体内能：物体内所有分子的动能和势能的总和叫物体的内能。一定质量的某和理想气体的内能只由其温度决定。（判断物体内能变化的方法：①由内能定义判断；②由热力学第一定律判断）
　　４．气体做功：理想气体的体积发生变化时才有做功问题。
　　５．一定质量的理想气体状态方程：或
第九章　恒定电流
一、［本章知识网络］

二、电源功率分配
表达式
随外电阻变化情况
三者关系
电源总功率
↑→↓
内阻损耗功率
↑→↓
电源的输出功率
时，↑→↑
时，↑→↓
三、电源的最大输出功率：当外电路为纯电阻时，
当时，（如右图）
当时，外电阻增大，输出功率增大。
当时，外电阻增大，输出功率减小。
四、电源的供电效率：
可见：电源的供电效率随外电阻的增大而增大
五、内外接法的比较
比较项目
电流表内接法
电流表外接法
电路图
误差原因
由于电流表的内阻的影响，电压表测量值偏大，结果偏大
由于电压表的内阻影响，电流表测量值偏大结果偏小
测量结果
适用条件
六、分压器
　　利用串联电阻的分压作用，可将滑动变阻器接成分压器如图（a）所示，些电路叫做分压电路。当滑片Ｐ由右向左滑动过程中可使用电器（如灯泡）电压由零增大到Ｕ，电压变化范围大，可以使用电器获得所需的电压。而图（b）电路是限流电路，调节变阻器，不能使用电器上电压降为零，电压变化范围较小，注意两电路的区别。
第十章 电场
一、[本章知识网络]

二、对粒子偏角的讨论：
　　在图中，设粒子的质量为m，带电量为q，以速度v0垂直于电场线射入匀强电场，偏转电压为U1。若粒子飞出专场时偏角为θ，
　则：；式中，，代入得……（１）
①若不同的带电粒子是由静止经过同一加速电压为U0加速后进入偏转电场，则由动能定理得：
……（２），由（１）（２）式联立解得……（３）
由（３）式可知，粒子的偏转角与粒子q、m无关，仅决定于加速电场和偏转电场。即不同的带电粒子经过同一电场加速后进入同一偏转电场，它们在电场中的偏转角度总是相同。
　②粒子从偏转电场中射出来的偏转距离……（４），作粒子速度的反向延长线，设交初速度方向的位移于０点，０点与电场边缘距离为x，则，将（３）（４）代入得x=L/2，由此可知，粒子从偏转电场中射出时，速度的反向延长线交于初速度方向的位移的中点。
第十一章　磁场
［本章知识网络］

★注：带电粒子在复合场中的运动问题的分析（综合题）
第十二章　电磁感应
一、［本章知识网络］
二、几种情况下法拉第电磁感应定律的表现形式：
　　１、导体在匀强磁场中垂直切割磁感线平动：E=BLv
　２、线框面积不变，由磁场变化引起的感应电动势：。
　　３、磁场不变，由线圈面积变化引起的感应电动势：。　　　　　　　　４、导体绕垂直于磁场方向的某一平面内，以角速度ω匀速转动时：。
５、线框绕垂直于磁场方向的一条轴，在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，如果从垂直于磁场方向的某一位置开始计时，则Ｅ＝NBSωsinωt 。其中Ｓ为线圈面积，Ｎ为线圈匝数。
三、安培定则、左手定则和楞次定律应用于不同现象
基本现象
应用规律
运动的电荷、电流产生磁场
安培定则（右手定则）
磁场对运动电荷、电流的作用力
左手定则
电磁感应
部分导体切割磁感线运动
安培定则（右手定则）
闭合回路磁通量变化
楞次定律
★注：右手定则与左手定则区别，才能无误。“因动生电”用右手；“因电而动”用左手。
第十三章　交变电流
一、［本章知识网络］

二、正弦式交流电的产生和变化规律
　　１、产生：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生正弦式交流电。
　　２、变化规律：
　　（１）函数形式：Ｎ匝面积为Ｓ的线圈以角速度ω转动，若从中性面开始计时，则。用Em表示峰值NBSω，则，电流。若从与中性面垂直的位置开始计时：，电流。
　　（２）图象：用图象展现其变化规律，如右图
三、描述正弦式交流电的特征量
　　１、瞬时值　　２、最大值Em=NBSω=NΦmω
　　３、有效值
　　（１）定义：如果认交流电和直流电分别通过同样的电阻，在同样的时间内，发热量相同，这个直流电的值为交变电流的有效值。
　　（２）有效值与峰值的关系：
　　（３）说明：①通常交流电表指示的电流、电压和用电器上标注的额定电流、电压，指的都是有效值。用电器发热量计算以及热效应有关的计算（如保险丝的熔断电流等）中都必需用有效值。②我国民用交变电流的周期Ｔ＝0.02s，频率为50Hz，角速度ω为100Лrad/s，最大值为311伏，有效值为220伏，一秒内电流方向改变100次。
　　４、平均值：在计算通过导体的电量时应用平均值代入计算。
四、理想变压器：没有漏磁和没有能量损失的变压器。
１、基本关系：功率关系：；电压关系：；电流关系：（由和Ｐ＝ＵＩ推出）若有若干个副线圈时U1I1=U2I2+U3I3+…+UnIn(由能量守恒推出)
２、注：（１）原线圈电流随副线圈的电流增大而增大；（２）副线圈多个时，不能得出原副线圈电流比跟匝数成反比的结论。
五、电磁波
　　１、麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在。
　　２、在电磁波中电场强度和磁感应强度相互垂直，且都和电磁波传播方向垂直，所以是横波。
　　３、电磁波的传播过程，也是电磁能的传播过程。
　　４、电磁波的传播不需要介质。
第十四章　光学
一、［知识网络］


二、光的本性
　　１、波动性
　　（１）干涉和衍射本质上都是光波的叠加，都证明了光的波动性，但两者有所不同：干涉是两相干光源发出的两光波的叠加，衍射是许多束光的叠加。
　　（２）干涉和衍射形成的图样不同。干涉图样由等间距排列的明暗条纹（或彩色条纹）组成。衍射图样是由中间宽两边窄的明暗条纹（中央为亮条纹）或光环（中央为亮斑）组成。
　　（３）稳定的干涉图样：屏上明条纹或暗条纹之间的间距总是相等的。其距离大小与双缝间距离d、双缝到屏的距离Ｌ及光的波长λ有关，即：（注意测波长的分组实验）
　　２、粒子性——光电效应
　　　★注：要对光电效应四个规律理解和记忆。
　　３、光的偏振（详见高三课本32～34页）
三、无线电波
　　１、常识性了解无线电波
　　（１）波段有：长波、中波、短波。
　　（２）波长范围：10-3m到30000m
　　（３）频率范围：10kHz到3ⅹ105MHz
　　（４）传播方式：地波、天波和直线传播
　　（５）主要用途：通讯、无线电广播、传真、电视、雷达、导航等
　　２、无线电波的发射：发射过程、发射电路调制。
　　３、无线电波的接收：接收过程、接收电路、调谐、检波。
波普
无线电波
红外线
可见光
紫外线
X射线
γ射线
产生机理
振荡电路中的自由电子
原子外层电子受激发
原子内层电子受激发
原子核受激发
特性
波动性强
热效应
引起视觉
化学作用、荧光效应、杀菌
贯穿作用强
贯穿本领最强
应用
无线电技术
加热、遥感
照明、摄影
感光技术、医用消毒
检查探测、医用透视
工业探伤、医用治疗
四、物质波（也叫德布罗意波）：详见课本51～53页
　德布罗意认为：任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有有种波与它对应，波长为：，式中的p为运动物体的动量，h 为普朗克常量：。
★注：由于h很小，故对实物粒子（如电子）的德布罗意波长很小，则一般情况下不易观察到电子的衍射。
第十五章　原子物理
一、［本章知识网络］

二、原子结构
　　１、汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子，说明原子也是可分的。
　　２、α粒子散射实验：用α粒子轰击金箔，发现大多数的α粒子直进，少数发生偏转，极少数发生大角度偏转，个别甚至改变1800。卢瑟福据此提出了原子的核式结构。
　　３、核式结构模型：在原子的中心有一个体积很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核上，带负电的电子在核外空间绕核高速旋转即：，式中Ｚ为原子核的电荷数，r 为电子做圆周运动的半径
　　４、玻尔的原子模型
　　（１）定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态，这些能量状态是稳定的。
　　（２）跃迁：原子在两个能量状态间跃迁时需辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量为
　　（３）轨道量子化：电子只能在一系列不连续的轨道上运动。对氢原子：
，其中n=1,2,3,……；
三、天然放射
　１、三种射线的比较（）
名称
成分
电量
质量
电离作用
穿透本领
α射线
氦核（）
＋２e
４u
最强
最弱
β射线
电子（）
-e
u/1840
次之
次之
γ射线
光子
０
0
最弱
最强
　　２、原子核的衰变
　　（１）衰变规律：α衰变；β衰变
　　（２）形成原因：原子核中２个质子２个中子结合后一起射出形成α衰变；原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，形成β衰变；，（为反中微子）
　　（３）半衰期：
　　　　①定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间。
②决定因素：由原子核本身决定，与外部的物理条件、化学条件等因素无关。
③计算公式：；
四、原子核的组成
　　１、原子核的人工转变及三大发现：
原子核的人工转变：用人工的方法使一种原子核变成另一种原子核的变化
原子核人工转变的三大发现（记住）
（１）质子的发现：（1919年卢瑟福）
（２）中子的发现：（1932年查德威克）
（３）正电子的发现：，（1934年约里奥居里）
　　２、原子核的组成：原子核由质子（）和中子（）组成，质子数加中子数等于质量数，质子数等于核电荷数。
五、核力与核能
　　１、核力：为核子间作用力，其特点为短程强引力作用，作用范围为，只在相邻的核子间发生作用。
　　２、核能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解成核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，也称核能。
　　（１）核能的计算：
方法一：１u相当于931.5Mev
方法二：以国际单位用上式计算
　　（２）获得核能途径：
　　　　　重核裂变：如（条件：临界体积）
　　　　　轻核聚变：如（条件：极高温，故也称热核反应）
常用的物理常量
重力加速度g＝9.80m／s2
引力常量G＝6.67x10-11N·m2·kg-2
阿伏伽德罗常数NA＝6.02×1023mol-1
温度换算T=t+273K
水的密度ρ＝1.0×103kg/m3
静电力常量k=9.0×109N·m2·C-2
2008届高三物理专题五（物理实验知识点复习）
一、学生实验
1.长度的测量（一册P139）
(1).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）。其读数准确到0.1mm。
⑵20分度的游标卡尺。游标上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：①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；②从O开始读。
(2).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，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。
2.研究匀变速直线运动（一册P145）
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：
⑴求任一计数点对应的即时速度v：如(其中T=5×0.02s=0.1s）　　
⑵利用“逐差法”求a：
⑶利用上图中任意相邻的两段位移求a：如
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。
3.探究弹力和弹簧伸长的关系（胡克定律）（一册P149）
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.验证力的平行四边形定则（一册P141）
实验注意：
①使用前弹簧称要先调到零点
②经验得知两个分力F1、F2间夹角θ越大，用平行四边形作图得出的合力F的误差也越大，所以实验中不要把θ角取得太大，一般不大于90°为最佳。
③橡皮条、细绳、测力计应在同一平面内，测力计的挂钩应避免与纸面磨擦。
拉橡皮条的细线要长些，标记每条细线方向的方法是使视线通过细线垂直于纸面，在细线下面的纸上用铅笔点出两个定点的位置，并使这两个点的距离要尽量远些。
④结点O的位置和两个测力计的方向画得不准，造成作图的误差。
4.研究平抛物体的运动（用描迹法）（一册P147）
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。
5.验证动量守恒定律
由于v1、v1/、v2/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（课本实验）中分别用OP、OM
和O N表示。因此只需验证：m1(OP=m1(OM+m2(O N即可。
在右图（老实验）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。
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和动能增加量是否相等。
⑶由于摩擦和空气阻力的影响，本实验的系统误差总是使
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次全振动所用的时间，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。
9.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向上），复写纸则放在中间。
10.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。在右边实物图中，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。）
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.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。
12.把电流表改装为电压表
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rg=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。
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。
13.用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻
根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir，本实验电路中电压表的示数是准确的，电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差， 电阻R的取值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该大一些。
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，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=|ΔU/ΔI |）。
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。
15.练习使用示波器
16.传感器的简单应用
17.测定玻璃的折射率。
注意事项：1．玻璃砖要厚，用手拿玻璃砖时，只能接触玻璃毛面或棱，严禁用玻璃砖当尺子画界面；
2．入射角应在15°到75°之间；
3．大头针要竖直插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应大一些，以减少确定光路方向时造成的误差；
4．玻璃砖的折射面要画准；
5．由于要多次改变入射角重复实验，所以入射光线与出射光线要一一对应编号，以免混乱。
变通：
用一厚度均匀的圆形玻璃做测定玻璃的实验　　　用三角形截面的玻璃砖做测定玻璃的折射率的实验
用两腰长16厘米的全反射棱镜和坐标纸，两枚大头针做测定玻璃折射率实验
用直口玻璃烧杯、刻度直尺测定液体折射率
用玻璃砖和三角板、测玻璃的折射率
18.用双缝干涉测光的波长
实验原理：单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮（暗）纹间的距离△X与双缝间的距离d、双缝到屏的距离L、单色光的波长λ之间满足。
实验器材：双缝干涉仪、米尺、测量头。
实验步骤：（1）如图所示，把直径约10cm、长约1m的遮光筒水平放在光具座上，微的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏；
（2）取下双缝，打开光源，调节光源的高度，使它发出的束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮；
（3）放好单缝和双缝，单缝和双缝间距离约为5cm～10cm，使缝相互平行，中心大致仅次于遮光筒的轴线上，这时在屏上就会看到白光的双缝干涉图样；
（4）在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的双缝干涉图样；
（5）分别改变滤光片和双缝，观察干涉图样的变化；
（6）已知双缝间的距离d，测出双缝到屏的距离L，用测量头测出相邻两条亮（暗）纹间的距离△x，由计算单色光的波长。为了减小误差，可测出n条亮（暗）间的距离A，则；
（7）换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间距的变化，并求出相应色光的波长。
注意事项：（1）单缝双缝应相互平行，其中心仅次于遮光筒的轴线上，双缝到屏的距离应相等；
（2）测双缝到屏的距离L可用米尺测多次，取平均值；
（3）测条纹间距△x时，用测量头则出n条亮（暗）间的距离A，求出相邻的两条明（暗）纹间的距离。
二、重要的演示实验
1.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。
由于两个小车初速度都是零，运动时间又相同， s=at2/2∝a，只要测出两小车位移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？
2.卡文迪许实验
右图是卡文迪许扭秤实验的示意图。其中固定在T形架上的小平面镜起着非常大的作用。利用光的反射定律可以把T形架的微小转动放大到能够精确测量的程度。设小平面镜到刻度尺的距离为L，T形架两端固定的两个小球中心相距为l，设放置两个大球m/ 后，刻度尺上的反射光点向左移动了Δx，那么在万有引力作用下，小球向大球移动了多少？ ?
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，如果两次拉木板的速度相同，说明摆的周期之比为3∶2，摆长之比为9∶4。
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，瓶中气体将吸热还是放热？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。
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；插入电介质时电压减小。由知，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、d、ε的关系是。
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一下时，缝越窄中央亮条越宽，整个亮斑范围越宽，亮纹间距越大。
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.伦琴射线管
电子被高压加速后高速射向对阴极，从对阴极上激发出X射线。在K、A间是阴极射线即高速电子流，从A射出的是频率极高的电磁波，即X射线。X射线粒子的最高可能的频率可由Ue=hν计算。
13.光的偏振
太阳光（自然光）通过两个互相垂直的偏振片后透射光强度几乎为零。
自然光射到两种介质的界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振光，且偏振方向互相垂直。
14.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。
平和一中2008届高三物理专题六
[物理实验总复习（力学部分）]
一、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（相关物理量间为线性关系时，往往利用图象，用作出拟合直线的方法求平均值）。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（最后一位），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。游标卡尺例外，不要求估读。
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。
二、考试大纲规定的学生实验
1．长度的测量（游标卡尺和螺旋测微器）
⑴．游标卡尺
①10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和毫米位的数值，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）。其读数准确到（精确到）0.1mm。
②20分度的游标卡尺。游标上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和毫米位的数值，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（精确到）0.05mm。
③50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，读数时先从主尺上读出厘米和毫米位的数值，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（精确到）0.02mm。
游标卡尺是根据刻线对齐来读数的， 所以都不再往下一位估读。
主要构造的名称：主尺、游标尺、外测量爪、内测量爪、深度尺、紧固螺钉。
⑵．螺旋测微器
固定刻度上的最小刻度为0.5mm；可动刻度每旋转一圈，测微螺杆前进（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，然后从可动刻度上读取剩余部分（在最小刻度后必须再估读一位），再把两部分读数相加，得测量值。
要知道主要构造的名称：图中的①-⑦依次是：测砧、测微螺杆、固定刻度、可动刻度、旋钮、微调旋钮和尺架。
例1．读出下列游标卡尺测量的读数。
⑴ ⑵
⑶
例2．读出下列螺旋测微器测量的读数。
⑴ ⑵
2．研究匀变速直线运动
⑴纸带处理。从打点计时器重复打下的多条纸带中选点迹清楚的一条，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、…（或者说每隔4个点取一个记数点），这样做的好处是相邻记数点间的时间间隔是0.1s，便于计算。测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3 …
⑵利用s1、s2、s3 …可以计算相邻相等时间内的位移差s2-s1、s3- s2、s4- s3…，如果它们在允许的误差范围内相等，则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动。
⑶利用纸带可以求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v：如　
⑷利用纸带求被测物体的加速度a。具体来说又有3种方法：
①“逐差法”：从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移，则
②利用任意两段相邻记数点间的位移求a：如
③利用v-t图象的斜率求a。
例3．在做“研究匀变速直线运动”实验时，从打下的纸带中选出了如图所示的一条（每两点间还有4个点没有画出来），图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz。
由这些已知数据计算：①该匀变速直线运动的加速度a=_____m/s2。②纸带上D点相对应的瞬时速度v=_____ m/s。（答案均要求保留3位有效数字）
3．探究弹力和弹簧伸长的关系
例4．在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，实验装置如图。所用的每只钩码质量都是30g，先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次测出相应的弹簧总长度，将数据填入下表中。（弹力未超过弹性限度，取g=10m/s2）
⑴试根据这些实验数据在右图给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长l之间的函数关系图线，说明图线跟坐标轴交点的物理意义。

⑵上一问所得图线的物理意义是什么?该弹簧的劲度k是多大?
4．验证力的平行四边形定则
⑴原理是两只弹簧秤成角度拉橡皮条和一只弹簧秤拉橡皮条的效果相同，效果是指橡皮条的形变量（大小和方向）相同。
⑵在画力的图示时，必须有箭头、标度、刻度。
⑶实验往往有一定的偶然误差，只要用平行四边形定则求得的合力F和一只弹簧秤的拉力F′ 的图示大小和方向在误差允许的范围内相同就可以了。
例5．橡皮筋的一端固定在A点，另一端栓上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N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O点时，两根细绳相互垂直，如图所示。这时弹簧测力计的读数可从图中读出。⑴由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为___N和___N。（只须读到0.1N）⑵在右图的方格纸中按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。
5．验证动量守恒定律
⑴保证斜槽末端的切线水平。
⑵每次入射小球都应该从斜槽轨道的同一位置开始自由下滑。（保证到斜槽末端时有相同的速度。）
⑶入射小球和被碰小球的大小必须相等。（保证是对心碰撞。）
⑷由于v1、v1′、v2′均为水平方向，且两球的竖直下落高度相等，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(ON即可。
⑸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。）
⑹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。
⑺所用的仪器有：天平、刻度尺、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。
例6．在“碰撞中的动量守恒”实验中，仪器按要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分，在白纸上记录下重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O、A、B、C，设入射小球和被碰小球的质量依次为m1、m2，则下列说法中正确的有
A.第一、二次入射小球的落点依次是A、B
B.第一、二次入射小球的落点依次是B、A
C.第二次入射小球和被碰小球将同时落地
D. m1(AB= m2(OC
6．研究平抛物体的运动
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在斜槽末端悬挂重锤线，以斜槽末端所在的点为坐标原点，再用直角三角板画出水平线作为x轴，建立直角坐标系。（实际上这样做也有系统误差，原点应在离斜槽末端上方小球半径高处。）
⑷入射小球每次应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。
⑸由描迹法得到小球平抛的轨迹，从轨迹上任何一点的横纵坐标都可以计算出抛出时的初速度。
⑹若用闪光照相来研究，所得到的照片上相邻小球间的时间间隔是相等的，利用这一结论和运动分解的知识，可以求小球平抛的初速度，也可以求小球在任何一个位置的瞬时速度。
例7．如图所示，在“研究平抛物体的运动”的实验中，某同学按要求描绘出了小球做平抛运动过程中的三个点A、B、C，并利用刻度尺量出了三点的坐标依次是A(0.369，0.112)、B(0.630，0.327)、C(0.761，0.480)，单位为m 。又称得小球的质量为20g，试计算小球平抛的初动能Ek。
7．验证机械能守恒定律
本实验要求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，选点迹清楚的纸带进行测量。
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，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和动能增加量是否相等。
⑶由于摩擦和空气阻力的影响，本实验的系统误差总是使。
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。
例8．在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如右。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中（单位cm）。⑴这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_____ ,应记作_______cm。 ⑵该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的瞬时速度，则该段重锤重力势能的减少量为_______，而动能的增加量为________，（均保留3位有效数字，重锤质量用m表示）。这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量，原因是________________
8．用单摆测定重力加速度
⑴摆长的测量：让单摆自由下垂，用米尺量出摆线长L′（只要求精确到mm），用游标卡尺量出摆球直径d（只要求精确到mm）算出半径r（只要求精确到mm），则摆长L=L′+r
⑵开始摆动时，需注意摆角要小于5o（要保证做简谐运动，不要使摆动成为圆锥摆）
⑶从摆球通过最低点时开始计时，测出单摆做30~50次全振动所用的时间，算出周期的平均值T。
⑷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。
例9．一组同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，用正确的操作方法，测定了6组摆长L和周期T的对应值。为了求出当地的重力加速度g，4位同学提出了4种不同的方法：①从测定的6组数据中任意选取1组，用公式g=4π2L/T 2求出g作为测量值；②分别求出6个L值的平均值和6个T值的平均值，用公式g=4π2/2求出g作为测量值；③分别用6组L、T的对应值，用公式g=4π2L/T 2求出6个对应的g值，再求这6个g的平均值作为测量值；④在坐标纸上作出T 2-L图象，从图象中计算出图线的斜率K，根据g=4π2/K求出g作为测量值。
以上4种方法中，错误的是____，其余正确方法中偶然误差最小的是______。
例10．某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块大小为3cm左右，外形不规则的大理石块代替小球。他设计的实验步骤是：
A．将石块用细尼龙线系好，结点为M，将尼龙线的上端固定于O点
B．用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长
C．将石块拉开一个大约α=30°的角度,然后由静止释放
D．从摆球摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间t,，由T=t/30得出周期
E．改变OM间尼龙线的长度再做几次实验，记下相应的L和T
F．用多次实验中测得的的平均值作为计算使用的数据带入公式求出重力加速度g
⑴你认为该同学以上实验步骤中有重大错误的是_______________。为什么?
⑵该同学用OM的长作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值偏大还是偏小?________。你认为用什么方法可以解决摆长无法准确测量的困难?
2008年高考总复习力学实验练习题
按照有效数字规则读出以下各游标尺的测量值。
⑴ ⑵
读数为_____________cm。 读数为_____________m
⑶ ⑷

读数为____________m。 读数为_____________cm。
⑸

读数为_____________cm.
2．用螺旋测微器测量长度时，可以精确到______m，读数应该读到______mm。读出下列四种情况下的测量结果。
⑴ ⑵ ⑶ ⑷
⑴_________mm。⑵_________cm。 ⑶____________m。 ⑷_________×10-3m。
3．如图是一个游标卡尺。⑴图中a、b、c分别叫做________、_________、___________。
⑵如图有一个小型气缸，欲测量其所用材料的体积V，需要测量有：①高度H；②深度h；③外径D；④内径d。应该分别用游标卡尺的哪一部分？(用字母表示)__ ___，_____，_____，_____。
⑶用测量结果表示V的表达式为：____________。
4．右图是千分尺的示意图。⑴图中所标的各部分依次叫做：①__________，②___________，③_________，④___________，⑤_________，⑥____________。
⑵在测量时,当②快要接触被测物体时，要停止使用_______，改用_______，目的是既可以__________，又能______________。
⑶千分尺中的精密螺纹的螺距为________mm。其可动刻度部分分为50等分，每一小格表示______mm。
5．右图是弹簧秤的示意图,该弹簧秤的量程为_______N。由图中读出的测量值应为__________N。
6．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出）。打点计时器接在220V、50Hz的交变电源上。他将一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐。
⑴按照有效数字的读数规则读出相邻计数点AB、BC、CD、DE、EF间的距离s1、s2、s3、s4、s5，它们依次为______cm、______cm、______cm、______cm、______cm。
⑵由以上数据，计算打点计时器在打B、C、D、E各点时,物体的即时速度vB、vC、vD、vE依次是______m/s、______m/s、______m/s、______m/s。
⑶根据⑵中得到的数据，在右边所给的坐标系中，用做v-t图象的方法，求物体的加速度a.。横、纵坐标要取得合适，使作图和读数方便，并尽量充分利用坐标纸。
7．如图(a)所示，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的的距离。启动打点计时器，释放重物，小车在重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图(b)中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示。
⑴根据所提供纸带上的数据,计算打c段纸带时小车的加速度大小为____m/s2。（结果保留两位有效数字）
⑵打a段纸带时，小车的加速度是2.5 m/s2。请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的_________。
⑶如果取重力加速度10m/s2，由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为_________。
8．某同学用图所示的实验装置研究小车在斜面上的运动。
实验步骤如下：
a．安装好实验器材。
b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次。选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图中0、1、2、…6点所示。
c．测量1、2、3、…6计数点到0计数点的距离，分别记做：S1、S2、S3…S6。
d．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动。
e．分别计算出S1、S2、S3…S6与对应时间的比值。
f．以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，画出-t图线。
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
⑴实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有______和______。（填选项代号）
A.电压合适的50Hz交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平 F.重锤
⑵将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在的位置如上图所示，则S2=____cm，S5=____cm。
⑶该同学在右图中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标点，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出-t图线。
⑷根据-t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0=_____m/s；它在斜面上运动的加速度a=______m/s2。
9．如图所示，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移-时间（s-t）图象和速率-时间（v-t）图象。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h。（取重力加速度g=9.8m/s2，结果可保留一位有效数字）。
⑴现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图象如下左图所示。从图线可得滑块A下滑时的加速度a=___m/s2，摩擦力对滑块A运动的影响_____。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）
⑵此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变_____，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；通过改变_____，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。
⑶将气垫导轨转换成滑板，滑块A换成滑块A′，给滑块A′一沿滑板向上的初速度，A′的s-t图线如下右图所示。图线不对称是由于_____造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ=____（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ=____。
平和一中2008届高三物理专题七[物理实验总复习（电学、光学部分）]
一、实验仪器的读数
高考要求会正确使用的电学仪器有：电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等等。除了滑动变阻器以外，其它仪器都要求会正确读出数据。读数的基本原则是：凡仪器最小刻度是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）；凡仪器最小刻度不是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。电阻箱是按照各个数量级上指针的对应数值读数的，指针必须指向某一个确定的数值，不能在两个数值之间，因此不再向下估读。
例．右图是电压表的刻度盘。若当时使用的是该表的0-3V量程，那么电压表读数为多少？若当时使用的是该表的0-15V量程，那么电压表度数又为多少？
解：0-3V量程最小刻度是0.1V，是10分度的，因此要向下估读一位，读1.15V（由于最后一位是估读的，有偶然误差，读成1.14V-1.16V之间都算正确）。0-15V量程最小刻度为0.5V，不是10分度的，因此只要求读到0.1V这一位，所以读5.7V（5.6V-5.8V之间都算正确）。
例．电阻箱示意图如右，试读出当时电阻箱的阻值。
解：阻值为84580.2Ω。（电阻箱面板上有6个旋钮，每个旋钮上方都标有倍率。将每个旋钮的指针所指的数值（都为整数）乘以各自的倍率，从最高位到低位依次读出来，就得到这时电阻箱的实际阻值。注意图中最左边的两个黑点是表示的是接线柱。）
二、电流表、电压表内部结构
常用电流表和电压表都是由小量程的电流表G（即表头）改装而成的。电流表头G的电阻Rg叫表头内阻。指针偏转到最大刻度时对应的电流Ig叫满偏电流；与之对应的电压Ug叫满偏电压，Ug=IgRg。
将电流表头G改装为电压表，要串联一只大电阻实现分压；将电流表头G改装为电流表，要并联一只小电阻实现分流。
例．现有一只内阻为Rg=25Ω，量程为Ig=3.0mA的电流表。⑴若要把它改装为量程为0.6A和3A的双量程电流表，所需的并联电阻阻值分别是多少？⑵现在只有两只定值电阻R1=0.025Ω和R2=0.10Ω，试用它们完成改造。改装电路图已画好，请标出接线柱上的标志（共用的+接线柱、0.6A和3A）。
解：⑴改装为0.6A量程时，需并联Rg/199=0.126Ω电阻；改装为3A量程时，需并联Rg/999=0.025Ω电阻。⑵从左向右，依次是+、3A、0.6A。
三、恒定电流实验常规
1．伏安法测电阻
伏安法测电阻有a、b两种接法，a叫（电流计）外接法，b叫（电流表）内接法。外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，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。
如果被测电阻阻值为Rx，伏特表和安培表的内阻分别为RV、RA，若，则采用外接法。若，则采用内接法。
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示数的变化。若电流表示数变化大，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）。
2．滑动变阻器的两种接法
滑动变阻器在实验电路中常用的接法有两种，分别用下面a、b两图表示：a叫限流接法，b叫分压接法。采用分压接法时，被测电阻RX上的电压调节范围较大。当实验中要求被测电阻上的电压从零开始逐渐增大，或要求电压调节范围尽量大时，应该用分压接法。为了便于调节，采用分压接法时，应该选用总阻值较小的滑动变阻器；采用限流接法时，应该选用总阻值和被测电阻接近的滑动变阻器。
3．实物图连线方法
⑴无论是分压接法还是限流接法，都应该先把测量电路（伏安法部分）接好。
⑵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并选择正确的量程，滑动变阻器的滑动触头应调到阻值最大处）。
⑶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，根据“外电路沿电流方向电势降低”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分布，将伏安法部分接入该两点间。
实物连接图如下。
三、考试大纲规定的学生实验
1.用描迹法画出电场中平面上的等势线
实验所用的电流表是零刻度在中央的灵敏电流表，在实验前应先查明电流方向与指针偏转方向的关系。方法是：将电流表、电池、电阻、导线按图a或图b 连接，若R是阻值很大的电阻，就按图a连接；若r是阻值很小的电阻，就按图b连接。然后用导线的a端试触电流表的另一端，观察电流表指针的偏转方向，就可判定电流方向和指针偏转方向的关系。
本实验是用恒定电流的电流场来模拟静电场。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向上），复写纸则放在中间。
只要电流表示数是零，就表示两根探针针尖对应的点电势相等。把所有与同一个基准点电势相等的点连起来，就是等势线。
例．用恒定电流的电流场模拟静电场描绘等势线时，下列哪些模拟实验的设计是合理的
⑴　　　　　　　 ⑵ 　　　　　　　⑶　　　　　　　 ⑷

A．如图⑴所示圆柱形电极M、N都接电源的正极，模拟等量正点电荷周围的静电场
B．如图⑵所示圆柱形电极M接电源正极，圆环形电极N接电源负极，模拟正点电荷周围附近的静电场
C．如图⑶所示两个平行的长条形电极M、N分别接电源正、负极，模拟平行板电容器间的静电场
D．如图⑷所示圆柱形电极M接电源负极，模拟负点电荷周围的静电场
解：用电流场模拟静电场，在导电纸上必须形成电流。由于⑴、⑷两个方案在导电纸上不会形成电流，因此设计不合理。⑵、⑶两个设计是合理的。选BC。
2．测定金属的电阻率
由于该实验中选用的被测电阻丝的电阻较小，所以测量电路应该选用伏安法中的电流表外接法。本实验对电压的调节范围没有特殊要求，被测电阻又较小，因此供电电路可以选用限流电路。
本实验通过的由于金属的电阻率随温度的升高而变大，因此实验中通电时间不能太长，电流也不宜太大，以免电阻丝发热后电阻率发生较明显的变化。由于选用限流电路，为保护电表和电源，闭合电键开始实验前应该注意滑动触头的位置，使滑动变阻器接入电路部分的电阻值最大。
例．在测定金属的电阻率的实验中，待测金属导线的长约0.8m，直径小于1mm，电阻在5Ω左右。实验主要步骤如下：⑴用______测量金属导线的长度l，测3次，求出平均值；⑵在金属导线的3个不同位置上用______________测量直径d，求出平均值；⑶用伏安法测量该金属导线的电阻R。在左边方框中画出实验电路图，并把右图中所给的器材连接成测量电路。安培计要求用0-0.6A量程，内阻约1Ω；伏特计要求用0-3V量程，内阻约几kΩ；电源电动势为6V；滑动变阻器最大阻值20Ω。在闭合电键前，滑动变阻器的滑动触点应处于正确位置。 根据以上测量值，得到该种金属电阻率的表达式为ρ=__________。
解：⑴米尺；⑵螺旋测微器；⑶测量部分用安培表外接法，电源部分用限流电路或分压电路都可以，电阻率。
3．描绘小灯泡的伏安特性曲线
灯丝的电阻率随温度的升高而增大。灯丝不发光时温度是室温，正常发光时温度很高，其电阻率的变化是很显著的，所以灯丝的阻值随灯泡两端电压的升高而明显增大，其U-I图线不再是过原点的直线。
用伏安法测量在不同电压下灯丝的电流和电压，描绘出伏安特性曲线。由于使用的小灯泡是（3.8V，0.3A）的，正常发光时灯丝电阻是13Ω，阻值较小，因此应该用电流表外接法电路；由于要测小灯泡在不同电压下的电流、电压，电压取值范围要尽量大，因此滑动变阻器应该用分压电路。电路图如右。实验中电压表量程可选0-3V，该范围伏安特性已经明显，且读数的有效数字较好。
例．描绘小电珠的伏安特性曲线的实验电路如上图，小电珠的额定电压是3.8V。
⑴关于该实验的系统误差，下列说法中正确的是
Ａ．系统误差主要是由电压表的分流引起的
Ｂ．系统误差主要是由电流表的分压引起的
Ｃ．系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的
Ｄ．系统误差主要是由读数时的估读引起的
⑵根据实验数据在坐标系中描点如右图。试在坐标系中画出
该小灯泡的伏安曲线，并从图象中求该小灯泡的额定功率。
⑶该小灯泡在1V电压下不发光。当时灯丝的实际电阻是多大？
该小灯泡在2V电压下开始发出微弱的黄光。当时灯丝的实际电阻又是多大？小灯泡在不同电压下的实际电阻为什么不相同？
⑷试将下列实物图连接成实验电路。
解：⑴A ⑵1. 14W ⑶7.1Ω，9.1Ω。小灯泡灯丝的电阻率是随温度升高而增大的。
4．把电流表改装为电压表
此实验分三大步骤：⑴用半偏法测定电流表头的内阻Rg。⑵根据扩大量程的需要调节跟电流表头串联电阻箱的阻值，并改写表盘刻度，把电流表改装成电压表。⑶将改装的电压表跟标准电压表进行校对，分析误差原因，并进行校准。
例．把电流表改装为电压表的实验中给出的器材有：①电流表（量程0-300μA）②标准伏特表（量程0-3V）③电阻箱（0-9999Ω）④电位器（0-100kΩ）⑤电源（电动势2V）⑥电源（电动势6V）⑦滑动变阻器（0-50Ω，额定电流1.5A）⑧电键两只，导线若干。
⑴用半偏法测定电流表的内阻。采用右图电路测定电流表G的内阻。要想得到较高的精确度，从以上给出的器材中，可变电阻R1应选用______，可变电阻R2应选用______，电源E应选用____。实验操作的步骤有：A．合上K1 B．合上K2 C．观察R1的阻值是否最大，如果不是，将R1的阻值调至最大 D．调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度 E．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半 F．记下R2的阻值。 把以上步骤的字母代号按合理顺序填写在下面横线上空白处：①___；②___；③___；④___；⑤___；⑥___。如果在步骤F中所得的R2的阻值为600Ω，则中被测电流表G的内阻Rg的测量值为___Ω。
⑵如果要将图中的电流表G改装为量程为0-3V的伏特表，方法是给电流表_____联一只电阻箱，并把电阻箱阻值调节为________Ω。
⑶下图所示器材中，一部分是将电流表改装为伏特表所需的，其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行校对所需的。在下面方框中画出改装和校对都包括在内的电路图（要求从0-3V每0.5V刻度进行一次校对）；然后在图中画出连线，将所示器材按以上要求连接成实验电路。
⑷本实验第⑴步的系统误差总是使测得的Rg比真实值偏_____。由此引起的结果是在校对中，发现改装电压表的示数总是比标准电压表的示数偏_____。调整的方法是：将电阻箱的阻值适当_____。
解：⑴④，③，⑥。C；A；D；B；E；F。600Ω。⑵串，9400Ω。⑶两只电压表并联，滑动变阻器接成分压电路。⑷小。小。减小。
5．用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻
实验电路如右。根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir，本实验电路中电压表的示数是准确的，而电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差， 滑动变阻器R的阻值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该大一些。
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，用直尺画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等。这条直线代表的U-I关系的偶然误差比每一组实验数据的偶然误差都小。这条直线在U轴上的截距就是被测电源电动势E（对应的I=0），斜率的绝对值就是被测电源的内阻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= |ΔU/ΔI |）。
例．在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用的电流表和电压表的内阻分别约为0.1Ω和1kΩ。实验原理图和所需器材的实物图如下。试按原理图在实物图中画线连接成实验电路。
I（A）
0.12
0.20
0.31
0.32
0.50
0.57
U（V）
1.37
1.32
1.24
1.18
1.10
1.05
一位同学在实验中记录的6组数据如上表所示，试根据这些数据在右图中画出U-I图线。根据图线可读出被测电池的电动势E=____V，内电阻r=___Ω。
解：（第四组数据错误要舍弃）1.46，0.719
6．用多用电表测探测黑箱内电学元件
㈠多用电表的使用。
⑴使用前应查看指针是否指在刻度盘左端零刻线处。如不在，应进行机械调零。方法是用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝，使指针指左端零刻线。
⑵根据被测物理量及其数量级将选择开关旋到相应的位置。读数时还要注意选用刻度盘上对应的量程刻度。（如测量20mA左右的直流电流，应将选择开关对准左边100mA量程处；在刻度盘上，应该看最下一行刻度，即满偏刻度为10的刻度线，从刻度盘读出数据后还应再乘10，得测量结果。）
⑶使用欧姆挡时，先选好倍率，再进行欧姆调零。方法是：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。因此用多用电表的欧姆挡测电阻的操作步骤是：⑴选倍率。一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率。如估计值为200Ω就应该选×10的倍率。⑵进行欧姆调零。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（即指针所指的刻度值太大），应该增大倍率重新调零后再测；如果指针偏转角度太大（即指针所指的刻度值太小），应该减小倍率重新调零后再测。
⑷使用多用电表时，两只手只能握住表笔的绝缘棒部分，不能接触表笔上的金属部分（首先是为了安全；其次两手之间的人体电阻将与被测电路并联，改变了电路结构）。
⑸不论使用多用电表的哪个挡，电流总是从多用电表的正接线柱（红表笔）进入电表，而从负接线柱（黑表笔流出）。
例．多用电表表头的示意图如右。在正确操作的情况下：
⑴若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。
⑵若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。
⑶若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。
⑷若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：________，_________，_________。
⑸全部测量结束后，应将选择开关拨到______或者_______。
⑹无论用多用电表进行何种测量（限于直流），电流都应该从色_____表笔经______插孔流入电表。
解：⑴直流电压，1.24V。⑵直流电流，49mA。⑶电阻，1.70kΩ。⑷该用×1kΩ倍率，重新调零，将红黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值。⑸OFF，交流电压500V档位置。⑹红，正。
㈡用多用电表探索黑箱内的电学元件。
例．“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱，盒内总共有两个电学元件，每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：
第一步：用电压挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针均不发生偏转；
第二步：用电阻×100Ω挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图1所示。
⑴第一步测量结果表明盒内___________。
⑵图2示出了图1[1]和图1[2]中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是_______Ω；图3示出了图1[3]中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是_______Ω。
⑶请在图的接线柱间，用电路符号画出盒内的元件及连接情况。
⑷一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图5所示。如果把图5中e、f两端用导线直接相连，小灯泡可正常发光。欲将e、f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连，使小灯泡仍可发光。
那么，e端应连接到_____接线柱，f端应连接到_____接线柱。
⑴不存在电源 ⑵1200，500 ⑶如右图所示 ⑷c，a
7．练习使用示波器（见二册教材）
熟悉示波器面板上各旋钮或开关的名称、作用：
⑴辉度调节旋钮，用以调节图象亮度。⑵聚焦调节旋钮，用以使电子束会聚成一细束，在屏上出现小亮斑，使图象线条清晰。⑶辅助聚焦调节旋钮，与前者配合使用。⑷电源开关。⑸指示灯。⑹竖直位移旋钮，用来调节图象在竖直方向的位置。⑺水平位移旋钮，用来调节图象在水平方向的位置。⑻Y增益旋钮，用来调节图象在竖直方向的幅度。⑼X增益旋钮，用来调节图象在水平方向的幅度。⑽衰减调节旋钮，使图象在竖直方向上衰减， 挡是由机内自行提供竖直方向的按正弦规律变化的交变电压。⑾扫描范围旋钮，用来改变扫描电压的频率范围。其中“外X”挡机内不提供扫描电压，水平方向电压可从外部输入。⑿扫描微调旋钮，使扫描电压的频率在选定的范围内连续变化。⒀“Y输入”、“X输入”、地，分别是对应方向的信号输入电压的接线柱和公共接地接线柱。⒁交直流选择开关，置于“DC”时，所加信号电压直接输入；置于“AC”时，所加信号是通过电容器后输入的，可隔断直流成分。⒂同步极性选择开关，置于“+”时，正弦曲线从正半周开始，置于“—”时，正弦曲线从负半周开始。
例．某同学发现示波器显示屏上显示的波形如甲图所示。为将这个波形变为乙图所示的波形，可进行如下调节：（填选钮或开关的编号）
⑴调节______使图象变细；⑵调节_____与_____使图象位于示波器中央；⑶调节____增大曲线竖直方向的幅度；⑷调节____增大曲线水平方向的幅度；⑸调节______使图象从负半周开始。
解：⑴2、3；⑵6、7；⑶8；⑷9；⑸15。
8．传感器的简单应用
传感器是能将所感受到的物理量（如力、热、光、声等）转换成便于测量的量（一般是电学量）的一类元件。
常用的有温度传感器、光传感器等。
温度传感器有两种：一种叫电阻温度计，用绕在绝缘片上的细长铜丝或铂丝制成，温度升高时其阻值增大；另一种叫热敏电阻，用半导体制成，温度升高时其阻值减小。
光传感器也有两种：一种是光电管；另一种是半导体光敏电阻，用半导体制成。
如图所示是计算机光驱的工作原理：R1是光敏电阻（有激光照射时电阻较小，无激光照射时电阻较大），R2是定值电阻，信号处理系统可以根据R2两端的电压变化把光信号变成电信号。用激光头发射脉冲激光信号扫描光盘，从光盘上反射回来的激光信号照到光敏电阻R1上。下列分析正确的是 (A)
Ａ．有激光照射光敏电阻时，信号处理系统两端获得电压较高
Ｂ．有激光照射光敏电阻时，信号处理系统两端获得电压较低
Ｃ．有激光照射光敏电阻时，R1消耗的电功率一定较大
Ｄ．有激光照射光敏电阻时，R1消耗的电功率一定较小
试自己设计一个由热敏电阻作为传感器的简单自动控制实验，可供选择的仪器如下：热敏电阻Rt、小灯泡L、电池组、继电器、滑动变阻器R、导线。
如图将电路接好，可作为火情报警器。当发生火灾时，热敏电阻阻值变小，线圈A中电流变大，电磁铁B磁性增强，将衔铁吸下，灯泡L电路接通，发出警报。
电容器也是一种常用的传感器。
计算机键盘上的每个按键下面都有一个电容传感器。电容的计算公式是，其中常量ε=9.0×10-12F(m-1，S表示两金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离。当某一键被按下时，d发生改变，引起电容器的电容发生改变，从而给电子线路发出相应的信号。已知两金属片的正对面积为50mm2，键未被按下时，两金属片间的距离为0.60mm。只要电容变化达0.25pF，电子线路就能发出相应的信号。那么为使按键得到反应，至少需要按下多大距离？
解：先求得未按下时的电容C1=0.75pF，再由得和C2=1.00pF，得Δd=0.15mm。
9．测定玻璃的折射率
关键是设法画出某细束光在空气射向玻璃发生折射时，空气中的光线和玻璃中的对应光线。有了这两条光线，再结合界面和法线，找到相应的入射角和折射角，再按定义求折射率。
P1、P2的作用是确定唯一的一条入射光线（它们发出的所有光线中重合的那一条）。P3能同时挡住P1、P2的像，说明P3在这条入射光线经过两次折射后的射出光线上；P4能同时挡住P1、P2的像和P3，说明P4也在这条入射光线经过两次折射后的射出光线上。
只要画出了入射光线和相应的折射光线，求折射率的方法可以有多种。
⑴ ⑵ ⑶
⑴用量角器量出入射角i和折射角r，从三角函数表查出它们的正弦值，根据折射定律计算折射率。⑵以入射点O为圆心，以适当长（如OB）为半径画圆，和入射光线和折射光线分别交于A、B，从A、B分别向法线做垂线，分别交法线于M、N，用刻度尺量出AM、BN的长度，则折射率等于AM/BN。⑶从B点做上表面的垂线，交上表面于M，延长AO与BM交于N，用刻度尺量出OB、ON的长度，则折射率等于OB/ON。
例．如图所示，在用玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，如果所用的玻璃砖ABCD的上表面AB和下表面CD不严格平行（AD略大于BC），下列说法中正确的是
Ａ．用此玻璃砖做实验，画出的折射光线c和相应的入射光线a不再平
行， 因此对实验结果产生系统误差
Ｂ．用此玻璃砖做实验，画出的折射光线c和相应的入射光线a不再平
行，但不会因此对实验结果产生影响
Ｃ．射出光线c相对于入射光线a有顺时针方向的微小偏转
Ｄ．射出光线c相对于入射光线a有逆时针方向的微小偏转
解：只要能把入射光线a在玻璃中的折射光线b确定下来，就能测定出玻璃的折射率。AB和CD不严格平行，a和c显然也不平行，但同样能确定出b的位置，因此不会对实验结果产生影响。可以设想AB和CD原来是平行的，现让CD逆时针转动一个小角度α，则法线也跟着逆时针转动α，b光线的入射角减小了α。由于折射角的变化大于入射角的变化，可以设想为射出光线c先随法线逆时针转动α（相当于折射角没变），再顺时针转动一个更大的角度到达新位置。本题选BC。
10．用双缝干涉测光的波长
用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图如右。
图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是双缝，⑤是光屏。
实验中，若已知双缝到光屏之间的距离l和双缝之间的距离d。用测量头测量相邻亮纹间的距离，方法是：先将测量头目镜中中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹的中心，然后转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，由两次手轮上的示数可以计算出相邻亮纹间的距离Δx，再由公式计算所测单色光的波长。
例．在用双缝干涉测光的波长的实验中：⑴已知双缝到光屏之间的距离是600mm，双缝之间的距离是0.20mm，单缝到双缝之间的距离是100mm，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹（记作第1条）的中心，这时手轮上的示数如下左图所示。然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数如下右图所示。这两次示数依次为_______mm和______mm。由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为_______nm。
⑵一下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离
A．增大单缝和双缝之间的距离 B．增大双缝和光屏之间的距离
C．将红色滤光片改为绿色滤光片 D．增大双缝之间的距离
解：⑴0.640，10.295，536 ⑵B
***电学设计实验举例。
*“替代法”测电阻．
某同学设计用以下器材测量待测电阻：安培表、电阻箱、单刀双掷开关、待测电阻Rx、电源、限流电阻R0。⑴请为该同学设计实验方案，画出实验电路图，并简述实验步骤。⑵在实物图中用笔画线当导线，将器材连成实验电路。（其中有两根线已经连好，不得改动）。⑶本实验中能否用滑动变阻器代替电阻箱？⑷本实验能否用一个刻度不准但灵敏度很好，量程也合适的电流表来代替安培表？
解：⑴电路图如右，步骤略。⑵图略。⑶不能。⑷能。
这种测电阻方法的优点是没有系统误差。
*“相消法”测电阻．
用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，测量结果总存在系统误差。按下图所示的电路进行测量，可以消除这种系统误差。该实验的第一步是：闭合电键S1，将电键S2接2，调节滑动变阻器RP和r，使电压表读数尽量接近量程，读出这时电压表和电流表的示数U1、I1。请接着写出第二步，并说明需要记录的数据：______________________。由以上记录数据计算被测电阻Rx的表达式是Rx=______。
分析：第一步测得的U1和I1之比是Rx、Rp和电流表内阻Rg的总电阻；第二步应保持滑动变阻器Rp的值不变，调节r，使电压表读数尽量接近量程，读出这时电压表和电流表的示数U2、I2，则U2和I2之比是Rp和Rg的总电阻。由于两次测量中Rp和Rg的值是不变的，因此只要将两次测得的总电阻相减，就能得到Rx的准确值。
答案：第二步应保持滑动变阻器Rp的值不变，调节r，使电压表读数尽量接近量程，读出这时电压表和电流表的示数U2、I2。。
这种方法可称为“相消法测电阻”。第二步一定要保持Rp的值不变，否则就无法在相减时把Rp消掉。r的值可以调节，时电压表读数尽量接近量程，这样读数的有效数字位数较多。
*“电桥法”测电阻．
电桥法测电阻的电路图如下。利用给出的器材中G为灵敏电流表，R0是均匀长直电阻丝，R为已知阻值的定值电阻，Rx为被测电阻。实验中还需要什么测量仪器？写出测量Rx的实验步骤，并写出利用测量数据表示Rx的表达式。
解：还需要米尺（测量左右两部分电阻丝的长度L1、L2）。连接图略。按图接好电路后，移动滑动触头P，使电流表指针指在中央零刻度处。用刻度尺测量P点两边电阻丝的长度L1、L2，得。
此方法的好处也是没有系统误差。
*“定值电阻分压法”测电阻
在如图所示的电路中，R0是电阻箱，V1是待测内阻的电压表，V2是另一只电压表，R是滑动变阻器。试根据此电路，设计出测定电压表V1内阻Rx的实验步骤，并写出由实验数据表示Rx的表达式。
解：读出电阻箱的示数R0；读出电压表V1、V2的对应示数U1、U2。根据串联电路电压和电阻成正比，可得：
此方法的好处也是没有系统误差。
2008届高三物理专题六 [物理实验总复习（力学部分）参考答案
例题答案例1解：⑴2.98cm ⑵6.170cm ⑶1.052cm
例2解：⑴0.641mm ⑵10.294mm
例3解：①2.00m/s2（用逐差法或图象法求。）②1.21m/s
例4解：⑴根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上。可以判定F和l间是一次函数关系。画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧。该图线跟横轴交点的横坐标表示弹簧的原长。
⑵图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比。由可得k=26N/m。
例5解：⑴2.5N和4.0N ⑵4.7N（注意平行四边形中的实线、虚线的区别和箭头、标度、单位。）
例6解：最远的C点一定是被碰小球的落点，碰后入射小球的速度将减小，因此选B；由于被碰小球是放在斜槽末端的，因此被碰小球飞出后入射小球才可能从斜槽末端飞出，两小球不可能同时落地；由动量守恒得m1(OB= m1(OA+m2(OC，选D。答案是BD。
例7解：小球的初速度，因此初动能，带入A、B、C三点的数据后得：Ek1=0.0596J，Ek2=0.0594J，Ek3=0.0591J，因此初动能的平均值为Ek=0.0594J（不能先求x、y的平均值带入。）
例8解：⑴OC，15.70；⑵1.22m，1.20m，大于，v是实际速度，因为有摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能。
例9解：错误的是②，因为L和T之间不是一次函数的关系。偶然误差最小的是④，因为偶然误差总是有时偏大有时偏小。而描点后画线时要求尽可能多的点在该直线上，其余点尽可能均衡地分布在该直线两侧，实际上是把偶然误差减小到最小了。
例10解：⑴B（摆长应从悬点到大理石块的质心）、C（摆角太大，不能看作简谐运动）、F（必须先分别求和各组L和T值对应的g，再取所求得的各个g的平均值）。
⑵小。
设两次实验中摆线长分别为L1、L2，对应的周期分别为T1、T2，石块质心到M点的距离为x，由和可解得
力学实验练习题答案
1.⑴0.56；⑵9.8；⑶0.0203；⑷1.095；⑸1.180 2.10-5，10-6 ⑴3.141；⑵0.5040；⑶0.011645；⑷5.487 3.⑴内测量爪、外测量爪、深度尺；⑵b、c、b、a；⑶π(D2H-d2h)/4 4.⑴①测砧，②测微螺杆，③固定刻度，④可动刻度，⑤旋钮，⑥微调旋钮；⑵⑤，⑥，保护仪器，保证测量结果准确。⑶0.5，0.01
5. 50，27 6.⑴1.00，1.40，1.84，2.26，2.67；⑵0.120，0.162，0.205，0.247；⑶0.42m/s2 7.⑴5.0⑵D4、D5区间内 ⑶1∶1（提示：设重物和小车的质量分别为m1、m2，绳的拉力为F1，小车的下滑分力和摩擦力之和为F2，第一阶段m1g-F2=(m1+m2)a1，第二阶段F2=m2a2） 8.⑴AC ⑵2.98，13.20 ⑶图略 ⑷0.18，4.8（提示：由，两边同除以t便得到该图象的函数解析式，是t的一次函数，因此图线在纵轴上的截距的物理意义就是v0，图线的斜率就是a/2。） 9.⑴6，可忽略 ⑵h，m和h，且m h不变 ⑶滑动摩擦力，arcsin0.58，0.27（提示：上滑、下滑位移大小均为 0.64m，时间分别为0.4s和0.6s，由得上滑、下滑加速度大小分别为a1=8m/s2和a2=3.6m/s2，再由牛顿第二定律得a1=g(sinθ+μco sθ)和a2=g(sinθ-μco sθ)，可解得θ和μ）

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