資源簡介

2008屆高三物理
高中物理知識一覽表
第一章　力
［本章知識網絡］

第二章　物體的運動
［本章知識網絡］

第三章　牛頓運動定律
［本章知識網絡］

第四章　曲線運動
［本章知識網絡］

第五章　動量和沖量
［本章知識網絡］

第六章　機械能
［本章知識網絡］

第七章　振動和波
［本章知識網絡］

［力學總結］
一．處理動力學問題的思路和方法
　　解動力學問題的方法有三種：一是牛頓定律；二是動量關系；三是能量關系。
　　基本思路是：
　　１．研究某一時刻（或某一位置）的動力學問題應使用牛頓第二定律；研究某一個過程的動力學問題，若物體受恒力且涉及物體運動過程中的加速度問題，應采用運動學公式和牛二定律聯立求解。
　　２．對于不涉及物體運動過程中的加速度而涉及運動時間的問題特別對于打擊一類問題，因時間短且沖力隨時間變化，則應用動量定理求解。
　　３．對于不涉及物體運動過程中的加速度和時間問題，無論是恒力做功還是變力做功，一般都用動能定理求解。如果物體只有重力和彈簧彈力做功且不涉及運動過程的加速度和時間問題，則采用機械能守恒定律求解。
４．對于反沖、碰撞一類的問題，應用動量守恒定律求解。對于相互作用的兩物體，若明確兩物體相支滑動的距離應考慮用能量守恒定律建立方程。
★注：應用動量定理、動能定理、動量守恒定律等規律來解題時，物體的位移和速度都有要相對同一個參考系。一般都統一以地球為參考系。
二．摩擦力做功與產生熱能的關系
　　１．靜摩擦力做功的過程中，只有機械能的相互轉移（靜摩擦力起著傳遞機械能的作用），而沒有熱能的產生。
　　２．滑動摩擦力做功的過程中，能量的轉化有兩個方向：一是相互摩擦的物體之間機械能的轉移；二是機械能轉化為內能，轉化為內能的量值等于機械能的減少量，表達式為：
第八章　熱學
［本章知識網絡］

熱力學第一定律
內容：外界對物體做的功Ｗ加上與外界交換的熱量Ｑ等于物體內能的變化量。（）
　　　能量守恒定律說明第一類永動機不可能制成。
熱力學第二定律
表述一：不可能使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其它變化。
表述二：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功而不引起其它變化。
第二類永動機：從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其它變化的熱機。
　　第二類永動機不違反能量守恒定律，但不可能制成，表示機械能和內能的轉化過程具有方向性，盡管機械能可以全部轉化為內能，但內能卻不能全部轉化為機械能同時不引起其它變化。
物體的內能
　　１．分子的平均動能：物體內分子動能的平均值。溫度是分子平均動能的標志。溫度越高，分子平均動能就越大。
　　２．分子勢能：由分子間的相互作用和相對位置決定的能叫分子勢能，分子勢能的大小與物體的體積有關。
　　當分子間的距離時，分子勢能隨分子間的距離增大而增大；　當分子間的距離時，分子勢能隨分子間的距離減小而增大；當時，分子勢能最小。
　　３．物體內能：物體內所有分子的動能和勢能的總和叫物體的內能。一定質量的某和理想氣體的內能只由其溫度決定。（判斷物體內能變化的方法：①由內能定義判斷；②由熱力學第一定律判斷）
　　４．氣體做功：理想氣體的體積發生變化時才有做功問題。
　　５．一定質量的理想氣體狀態方程：或
第九章　恒定電流
一、［本章知識網絡］

二、電源功率分配
表達式
隨外電阻變化情況
三者關系
電源總功率
↑→↓
內阻損耗功率
↑→↓
電源的輸出功率
時，↑→↑
時，↑→↓
三、電源的最大輸出功率：當外電路為純電阻時，
當時，（如右圖）
當時，外電阻增大，輸出功率增大。
當時，外電阻增大，輸出功率減小。
四、電源的供電效率：
可見：電源的供電效率隨外電阻的增大而增大
五、內外接法的比較
比較項目
電流表內接法
電流表外接法
電路圖
誤差原因
由于電流表的內阻的影響，電壓表測量值偏大，結果偏大
由于電壓表的內阻影響，電流表測量值偏大結果偏小
測量結果
適用條件
六、分壓器
　　利用串聯電阻的分壓作用，可將滑動變阻器接成分壓器如圖（a）所示，些電路叫做分壓電路。當滑片Ｐ由右向左滑動過程中可使用電器（如燈泡）電壓由零增大到Ｕ，電壓變化范圍大，可以使用電器獲得所需的電壓。而圖（b）電路是限流電路，調節變阻器，不能使用電器上電壓降為零，電壓變化范圍較小，注意兩電路的區別。
第十章 電場
一、[本章知識網絡]

二、對粒子偏角的討論：
　　在圖中，設粒子的質量為m，帶電量為q，以速度v0垂直于電場線射入勻強電場，偏轉電壓為U1。若粒子飛出專場時偏角為θ，
　則：；式中，，代入得……（１）
①若不同的帶電粒子是由靜止經過同一加速電壓為U0加速后進入偏轉電場，則由動能定理得：
……（２），由（１）（２）式聯立解得……（３）
由（３）式可知，粒子的偏轉角與粒子q、m無關，僅決定于加速電場和偏轉電場。即不同的帶電粒子經過同一電場加速后進入同一偏轉電場，它們在電場中的偏轉角度總是相同。
　②粒子從偏轉電場中射出來的偏轉距離……（４），作粒子速度的反向延長線，設交初速度方向的位移于０點，０點與電場邊緣距離為x，則，將（３）（４）代入得x=L/2，由此可知，粒子從偏轉電場中射出時，速度的反向延長線交于初速度方向的位移的中點。
第十一章　磁場
［本章知識網絡］

★注：帶電粒子在復合場中的運動問題的分析（綜合題）
第十二章　電磁感應
一、［本章知識網絡］
二、幾種情況下法拉第電磁感應定律的表現形式：
　　１、導體在勻強磁場中垂直切割磁感線平動：E=BLv
　２、線框面積不變，由磁場變化引起的感應電動勢：。
　　３、磁場不變，由線圈面積變化引起的感應電動勢：。　　　　　　　　４、導體繞垂直于磁場方向的某一平面內，以角速度ω勻速轉動時：。
５、線框繞垂直于磁場方向的一條軸，在勻強磁場中以角速度ω勻速轉動，如果從垂直于磁場方向的某一位置開始計時，則Ｅ＝NBSωsinωt 。其中Ｓ為線圈面積，Ｎ為線圈匝數。
三、安培定則、左手定則和楞次定律應用于不同現象
基本現象
應用規律
運動的電荷、電流產生磁場
安培定則（右手定則）
磁場對運動電荷、電流的作用力
左手定則
電磁感應
部分導體切割磁感線運動
安培定則（右手定則）
閉合回路磁通量變化
楞次定律
★注：右手定則與左手定則區別，才能無誤。“因動生電”用右手；“因電而動”用左手。
第十三章　交變電流
一、［本章知識網絡］

二、正弦式交流電的產生和變化規律
　　１、產生：在勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動的線圈里產生正弦式交流電。
　　２、變化規律：
　　（１）函數形式：Ｎ匝面積為Ｓ的線圈以角速度ω轉動，若從中性面開始計時，則。用Em表示峰值NBSω，則，電流。若從與中性面垂直的位置開始計時：，電流。
　　（２）圖象：用圖象展現其變化規律，如右圖
三、描述正弦式交流電的特征量
　　１、瞬時值　　２、最大值Em=NBSω=NΦmω
　　３、有效值
　　（１）定義：如果認交流電和直流電分別通過同樣的電阻，在同樣的時間內，發熱量相同，這個直流電的值為交變電流的有效值。
　　（２）有效值與峰值的關系：
　　（３）說明：①通常交流電表指示的電流、電壓和用電器上標注的額定電流、電壓，指的都是有效值。用電器發熱量計算以及熱效應有關的計算（如保險絲的熔斷電流等）中都必需用有效值。②我國民用交變電流的周期Ｔ＝0.02s，頻率為50Hz，角速度ω為100Лrad/s，最大值為311伏，有效值為220伏，一秒內電流方向改變100次。
　　４、平均值：在計算通過導體的電量時應用平均值代入計算。
四、理想變壓器：沒有漏磁和沒有能量損失的變壓器。
１、基本關系：功率關系：；電壓關系：；電流關系：（由和Ｐ＝ＵＩ推出）若有若干個副線圈時U1I1=U2I2+U3I3+…+UnIn(由能量守恒推出)
２、注：（１）原線圈電流隨副線圈的電流增大而增大；（２）副線圈多個時，不能得出原副線圈電流比跟匝數成反比的結論。
五、電磁波
　　１、麥克斯韋從理論上預言了電磁波的存在。
　　２、在電磁波中電場強度和磁感應強度相互垂直，且都和電磁波傳播方向垂直，所以是橫波。
　　３、電磁波的傳播過程，也是電磁能的傳播過程。
　　４、電磁波的傳播不需要介質。
第十四章　光學
一、［知識網絡］


二、光的本性
　　１、波動性
　　（１）干涉和衍射本質上都是光波的疊加，都證明了光的波動性，但兩者有所不同：干涉是兩相干光源發出的兩光波的疊加，衍射是許多束光的疊加。
　　（２）干涉和衍射形成的圖樣不同。干涉圖樣由等間距排列的明暗條紋（或彩色條紋）組成。衍射圖樣是由中間寬兩邊窄的明暗條紋（中央為亮條紋）或光環（中央為亮斑）組成。
　　（３）穩定的干涉圖樣：屏上明條紋或暗條紋之間的間距總是相等的。其距離大小與雙縫間距離d、雙縫到屏的距離Ｌ及光的波長λ有關，即：（注意測波長的分組實驗）
　　２、粒子性——光電效應
　　　★注：要對光電效應四個規律理解和記憶。
　　３、光的偏振（詳見高三課本32～34頁）
三、無線電波
　　１、常識性了解無線電波
　　（１）波段有：長波、中波、短波。
　　（２）波長范圍：10-3m到30000m
　　（３）頻率范圍：10kHz到3ⅹ105MHz
　　（４）傳播方式：地波、天波和直線傳播
　　（５）主要用途：通訊、無線電廣播、傳真、電視、雷達、導航等
　　２、無線電波的發射：發射過程、發射電路調制。
　　３、無線電波的接收：接收過程、接收電路、調諧、檢波。
波普
無線電波
紅外線
可見光
紫外線
X射線
γ射線
產生機理
振蕩電路中的自由電子
原子外層電子受激發
原子內層電子受激發
原子核受激發
特性
波動性強
熱效應
引起視覺
化學作用、熒光效應、殺菌
貫穿作用強
貫穿本領最強
應用
無線電技術
加熱、遙感
照明、攝影
感光技術、醫用消毒
檢查探測、醫用透視
工業探傷、醫用治療
四、物質波（也叫德布羅意波）：詳見課本51～53頁
　德布羅意認為：任何一個運動著的物體，小到電子、質子，大到行星、太陽，都有有種波與它對應，波長為：，式中的p為運動物體的動量，h 為普朗克常量：。
★注：由于h很小，故對實物粒子（如電子）的德布羅意波長很小，則一般情況下不易觀察到電子的衍射。
第十五章　原子物理
一、［本章知識網絡］

二、原子結構
　　１、湯姆生通過對陰極射線的研究發現了電子，說明原子也是可分的。
　　２、α粒子散射實驗：用α粒子轟擊金箔，發現大多數的α粒子直進，少數發生偏轉，極少數發生大角度偏轉，個別甚至改變1800。盧瑟福據此提出了原子的核式結構。
　　３、核式結構模型：在原子的中心有一個體積很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部的質量都集中在原子核上，帶負電的電子在核外空間繞核高速旋轉即：，式中Ｚ為原子核的電荷數，r 為電子做圓周運動的半徑
　　４、玻爾的原子模型
　　（１）定態：原子只能處于一系列不連續的能量狀態，這些能量狀態是穩定的。
　　（２）躍遷：原子在兩個能量狀態間躍遷時需輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量為
　　（３）軌道量子化：電子只能在一系列不連續的軌道上運動。對氫原子：
，其中n=1,2,3,……；
三、天然放射
　１、三種射線的比較（）
名稱
成分
電量
質量
電離作用
穿透本領
α射線
氦核（）
＋２e
４u
最強
最弱
β射線
電子（）
-e
u/1840
次之
次之
γ射線
光子
０
0
最弱
最強
　　２、原子核的衰變
　　（１）衰變規律：α衰變；β衰變
　　（２）形成原因：原子核中２個質子２個中子結合后一起射出形成α衰變；原子核中的一個中子轉變為一個質子和一個電子，形成β衰變；，（為反中微子）
　　（３）半衰期：
　　　　①定義：放射性元素的原子核有半數發生衰變所需要的時間。
②決定因素：由原子核本身決定，與外部的物理條件、化學條件等因素無關。
③計算公式：；
四、原子核的組成
　　１、原子核的人工轉變及三大發現：
原子核的人工轉變：用人工的方法使一種原子核變成另一種原子核的變化
原子核人工轉變的三大發現（記住）
（１）質子的發現：（1919年盧瑟福）
（２）中子的發現：（1932年查德威克）
（３）正電子的發現：，（1934年約里奧居里）
　　２、原子核的組成：原子核由質子（）和中子（）組成，質子數加中子數等于質量數，質子數等于核電荷數。
五、核力與核能
　　１、核力：為核子間作用力，其特點為短程強引力作用，作用范圍為，只在相鄰的核子間發生作用。
　　２、核能：核子結合為原子核時釋放的能量或原子核分解成核子時吸收的能量，叫做原子核的結合能，也稱核能。
　　（１）核能的計算：
方法一：１u相當于931.5Mev
方法二：以國際單位用上式計算
　　（２）獲得核能途徑：
　　　　　重核裂變：如（條件：臨界體積）
　　　　　輕核聚變：如（條件：極高溫，故也稱熱核反應）
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
阿伏伽德羅常數NA＝6.02×1023mol-1
溫度換算T=t+273K
水的密度ρ＝1.0×103kg/m3
靜電力常量k=9.0×109N·m2·C-2
2008屆高三物理專題五（物理實驗知識點復習）
一、學生實驗
1.長度的測量（一冊P139）
(1).游標卡尺
⑴10分度的游標卡尺。游標上相鄰兩個刻度間的距離為0.9mm，比主尺上相鄰兩個刻度間距離小0.1mm。讀數時先從主尺上讀出厘米數和毫米數，然后用游標讀出0.1毫米位的數值：游標的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對齊，0.1毫米位就讀幾（不能讀某）。其讀數準確到0.1mm。
⑵20分度的游標卡尺。游標上相鄰兩個刻度間的距離為0.95mm，比主尺上相鄰兩個刻度間距離小0.05mm。讀數時先從主尺上讀出厘米數和毫米數，然后用游標讀出毫米以下的數值：游標的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對齊，毫米以下的讀數就是幾乘0.05毫米。其讀數準確到0.05mm。
⑶50分度的游標卡尺。游標上相鄰兩個刻度間的距離為0.98mm，比主尺上相鄰兩個刻度間距離小0.02mm。這種卡尺的刻度是特殊的，游標上的刻度值，就是毫米以下的讀數。這種卡尺的讀數可以準確到0.02mm。如右圖中被測圓柱體的直徑為2.250cm。
要注意：①游標卡尺都是根據刻線對齊來讀數的， 所以都不再往下一位估讀；②從O開始讀。
(2).螺旋測微器
固定刻度上的最小刻度為0.5mm（在中線的上側）；可動刻度每旋轉一圈前進（或后退）0.5mm。在可動刻度的一周上平均刻有50條刻線，所以相鄰兩條刻線間代表0.01mm。讀數時，從固定刻度上讀取整、半毫米數，然后從可動刻度上讀取剩余部分（因為是10分度，所以在最小刻度后應再估讀一位），再把兩部分讀數相加，得測量值。右圖中的讀數應該是6.702mm。
2.研究勻變速直線運動（一冊P145）
右圖為打點計時器打下的紙帶。選點跡清楚的一條，舍掉開始比較密集的點跡，從便于測量的地方取一個開始點O，然后每5個點取一個計數點A、B、C、D …。測出相鄰計數點間的距離s1、s2、s3 … 利用打下的紙帶可以：
⑴求任一計數點對應的即時速度v：如(其中T=5×0.02s=0.1s）　　
⑵利用“逐差法”求a：
⑶利用上圖中任意相鄰的兩段位移求a：如
⑷利用v-t圖象求a：求出A、B、C、D、E、F各點的即時速度，
畫出如右的v-t圖線，圖線的斜率就是加速度a。
3.探究彈力和彈簧伸長的關系（胡克定律）（一冊P149）
利用右圖裝置，改變鉤碼個數，測出彈簧總長度和所受拉力（鉤碼總重量）的多組對應值，填入表中。算出對應的彈簧的伸長量。在坐標系中描點，根據點的分布作出彈力F隨伸長量x而變的圖象，從而發確定F-x間的函數關系。解釋函數表達式中常數的物理意義及其單位。
該實驗要注意區分彈簧總長度和彈簧伸長量。對探索性實驗，要根據描出的點的走向，嘗試判定函數關系。（這一點和驗證性實驗不同。）
3.驗證力的平行四邊形定則（一冊P141）
實驗注意：
①使用前彈簧稱要先調到零點
②經驗得知兩個分力F1、F2間夾角θ越大，用平行四邊形作圖得出的合力F的誤差也越大，所以實驗中不要把θ角取得太大，一般不大于90°為最佳。
③橡皮條、細繩、測力計應在同一平面內，測力計的掛鉤應避免與紙面磨擦。
拉橡皮條的細線要長些，標記每條細線方向的方法是使視線通過細線垂直于紙面，在細線下面的紙上用鉛筆點出兩個定點的位置，并使這兩個點的距離要盡量遠些。
④結點O的位置和兩個測力計的方向畫得不準，造成作圖的誤差。
4.研究平拋物體的運動（用描跡法）（一冊P147）
該試驗的注意事項有：
⑴斜槽末端的切線必須水平。
⑵用重錘線檢驗坐標紙上的豎直線是否豎直。
⑶以斜槽末端所在的點為坐標原點。
⑷如果是用白紙，則應以斜槽末端所在的點為坐標原點，在斜槽末端懸掛重錘線，先以重錘線方向確定y軸方向，再用直角三角板畫出水平線作為x軸，建立直角坐標系。
⑸每次小球應從斜槽上的同一位置由靜止開始下滑。
5.驗證動量守恒定律
由于v1、v1/、v2/均為水平方向，且它們的豎直下落高度都相等，
所以它們飛行時間相等，若以該時間為時間單位，那么小球的水平射程
的數值就等于它們的水平速度。在右圖（課本實驗）中分別用OP、OM
和O N表示。因此只需驗證：m1(OP=m1(OM+m2(O N即可。
在右圖（老實驗）中分別用OP、OM和O /N表示。因此只需驗證：
m1(OP=m1(OM+m2((O /N-2r）即可。
注意事項：
⑴必須以質量較大的小球作為入射小球（保證碰撞后兩小球都向前運動）。
⑵小球落地點的平均位置要用圓規來確定：用盡可能小的圓把所有落點
都圈在里面，圓心就是落點的平均位置。
⑶所用的儀器有：天平、刻度尺、游標卡尺（測小球直徑）、碰撞實驗器、復寫紙、白紙、重錘、兩個直徑相同質量不同的小球、圓規。
⑷若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么兩小球將不再同時落地，但兩個小球都將從斜槽末端開始做平拋運動，于是驗證式就變為：m1(OP=m1(OM+m2(ON，兩個小球的直徑也不需測量了。
6.驗證機械能守恒定律
驗證自由下落過程中機械能守恒，圖示紙帶的左端是用夾子夾重物的一端。
⑴要多做幾次實驗，選點跡清楚，且第一、二兩點間距離接近2mm的紙帶進行測量。
⑵用刻度尺量出從0點到1、2、3、4、5各點的距離h1、h2、h3、h4、h5，利用“勻變速直線運動中間時刻的即時速度等于該段位移內的平均速度”，算出2、3、4各點對應的即時速度v2、v3、v4，驗證與2、3、4各點對應的重力勢能減少量mgh和動能增加量是否相等。
⑶由于摩擦和空氣阻力的影響，本實驗的系統誤差總是使
⑷本實驗不需要在打下的點中取計數點。也不需要測重物的質量。
7.用單擺測定重力加速度
擺長的測量：讓單擺自由下垂，用米尺量出擺線長L/（讀到0.1mm），用游標卡尺量出擺球直徑（讀到0. 1mm）算出半徑r，則擺長L=L/+r
開始擺動時需注意：擺角要小于5°（保證做簡諧運動）；不要使擺動成為圓錐擺。
必須從擺球通過最低點時開始計時，測出單擺做50次全振動所用的時間，算出周期的平均值T。
改變擺長重做幾次實驗，計算每次實驗得到的重力加速度，再求這些重力加速度的平均值。
8.用油膜法估測分子的大小
實驗前應預先計算出每滴油酸溶液中純油酸的實際體積：先了解配好的油酸溶液的濃度，再用量筒和滴管測出每滴溶液的體積，由此算出每滴溶液中純油酸的體積V。
油膜面積的測量：油膜形狀穩定后，將玻璃板放在淺盤上，將油膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上；將玻璃板放在坐標紙上，以1cm邊長的正方形為單位，用四舍五入的方法數出油膜面積的數值S（以cm2為單位）。
由d=V/S算出油膜的厚度，即分子直徑的大小。
9.用描跡法畫出電場中平面上等勢線
實驗所用的電流表是零刻度在中央的電流表，在實驗前應先測定電流方向與指針偏轉方向的關系：將電流表、電池、電阻、導線按圖1或圖2 連接，其中R是阻值大的電阻，r是阻值小的電阻，用導線的a端試觸電流表另一端，就可判定電流方向和指針偏轉方向的關系。
該實驗是用恒定電流的電流場模擬靜電場。與電池正極相連的A電極相當于正點電荷，與電池負極相連的B相當于負點電荷。白紙應放在最下面，導電紙應放在最上面（涂有導電物質的一面必須向上），復寫紙則放在中間。
10.描繪小電珠的伏安特性曲線
因為小電珠（即小燈泡）的電阻較小（10Ω左右）所以應該選用安培表外接法。
小燈泡的電阻會隨著電壓的升高，燈絲溫度的升高而增大，所以U-I曲線不是直線。為了反映這一變化過程，燈泡兩端的電壓應該由零逐漸增大到額定電壓。所以滑動變阻器必須選用分壓接法。在右邊實物圖中，開始時滑動觸頭應該位于左端（使小燈泡兩端的電壓為零）。
由實驗數據作出的I-U曲線如右，說明燈絲的電阻隨溫度升高而增大，也就說明金屬電阻率隨溫度升高而增大。（若用U-I曲線，則曲線的彎曲方向相反。）
若選用的是標有“3.8V 0.3A”的小燈泡，電流表應選用0-0.6A量程；電壓表開始時應選用0-3V量程，當電壓調到接近3V時，再改用0-15V量程。
11.測定金屬的電阻率
被測電阻絲的電阻較小，所以選用電流表外接法；本實驗不要求電壓調節范圍，可選用限流電路。因此選用上面左圖的電路。開始時滑動變阻器的滑動觸頭應該在右端。本實驗通過的電流不宜太大，通電時間不能太長，以免電阻絲發熱后電阻率發生明顯變化。
12.把電流表改裝為電壓表
⑴用圖(a)測定電流表內阻rg，方法是：先斷開S2，閉合S1，調節R，使電流表滿偏；然后閉合S2，調節R/，使電流表達到半滿偏。當R比R/大很多時，可以認為rg=R/。（當R比R/大很多時，調節R/基本上不改變電路的總電阻，可認為總電流不變，因此當電流表半滿偏時，通過R/的電流也是滿偏電流的一半，兩個分路的電阻相等）。實際上，S2閉合后，總電阻略有減小，總電流略有增大，當電流表半滿偏時，通過R/的電流比通過電流表的電流稍大，即R/比rg稍小，因此此步測量的系統誤差，總是使rg的測量值偏小。其中R不必讀數，可以用電位器，R/需要讀數，所以必須用電阻箱。
根據rg、Ig和擴大后的量程，計算出需要給電流表串聯的電阻R1的值。
⑵用(b)圖把改裝的電壓表和標準電壓表進行校對。校對要每0.5V校對一次，所以電壓要從零開始逐漸增大，因此必須選用分壓電路。
百分誤差的計算：如果當改裝電壓表示數為U時，標準電壓表示數為U / ，則這時的百分誤差為|U-U / | / U /。
如果校對時發現改裝電壓表的示數總是偏大，則應該適當增大R1的阻值(使表頭的分壓減小一些)，然后再次重新進行校對。
13.用電流表和電壓表測電池的電動勢和內電阻
根據閉合電路歐姆定律：E=U+Ir，本實驗電路中電壓表的示數是準確的，電流表的示數比通過電源的實際電流小，所以本實驗的系統誤差是由電壓表的分流引起的。為了減小這個系統誤差， 電阻R的取值應該小一些，所選用的電壓表的內阻應該大一些。
為了減小偶然誤差，要多做幾次實驗，多取幾組數據，然后利用U-I圖象處理實驗數據：將點描好后，用直尺畫一條直線，使盡量多的點在這條直線上，而且在直線兩側的點數大致相等。這條直線代表的U-I關系的誤差是很小的。它在U軸上的截距就是電動勢E（對應的I=0），它的斜率的絕對值就是內阻r。（特別要注意：有時縱坐標的起始點不是0，求內阻的一般式應該是r=|ΔU/ΔI |）。
14.用多用電表探索黑箱內的電學元件。
設定黑箱上有三個接點，兩個接點間最多只能接一個元件；黑箱內所接的元件不超過兩個。
測量步驟和判定：⑴用直流電壓擋測量，A、B、C三點間均無電壓；說明箱內無電源。⑵用歐姆擋測量，A、C間正、反接阻值不變，說明A、C間有一個電阻。⑶用歐姆擋測量，黑表筆接A紅表筆接B時測得的阻值較小，反接時測得的阻值較大，說明箱內有一個二極管，可能在AB間，也可能在BC間，如右圖中兩種可能。⑷用歐姆擋測量，黑表筆接C紅表筆接B測得阻值比黑表筆A紅表筆接B時測得的阻值大，說明二極管在AB間。所以黑箱內的兩個元件的接法肯定是右圖中的上圖。
15.練習使用示波器
16.傳感器的簡單應用
17.測定玻璃的折射率。
注意事項：1．玻璃磚要厚，用手拿玻璃磚時，只能接觸玻璃毛面或棱，嚴禁用玻璃磚當尺子畫界面；
2．入射角應在15°到75°之間；
3．大頭針要豎直插在白紙上，且玻璃磚每一側兩枚大頭針P1與P2間、P3與P4間的距離應大一些，以減少確定光路方向時造成的誤差；
4．玻璃磚的折射面要畫準；
5．由于要多次改變入射角重復實驗，所以入射光線與出射光線要一一對應編號，以免混亂。
變通：
用一厚度均勻的圓形玻璃做測定玻璃的實驗　　　用三角形截面的玻璃磚做測定玻璃的折射率的實驗
用兩腰長16厘米的全反射棱鏡和坐標紙，兩枚大頭針做測定玻璃折射率實驗
用直口玻璃燒杯、刻度直尺測定液體折射率
用玻璃磚和三角板、測玻璃的折射率
18.用雙縫干涉測光的波長
實驗原理：單色光通過單縫后，經雙縫產生穩定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮（暗）紋間的距離△X與雙縫間的距離d、雙縫到屏的距離L、單色光的波長λ之間滿足。
實驗器材：雙縫干涉儀、米尺、測量頭。
實驗步驟：（1）如圖所示，把直徑約10cm、長約1m的遮光筒水平放在光具座上，微的一端裝有雙縫，另一端裝有毛玻璃屏；
（2）取下雙縫，打開光源，調節光源的高度，使它發出的束光能夠沿著遮光筒的軸線把屏照亮；
（3）放好單縫和雙縫，單縫和雙縫間距離約為5cm～10cm，使縫相互平行，中心大致僅次于遮光筒的軸線上，這時在屏上就會看到白光的雙縫干涉圖樣；
（4）在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的雙縫干涉圖樣；
（5）分別改變濾光片和雙縫，觀察干涉圖樣的變化；
（6）已知雙縫間的距離d，測出雙縫到屏的距離L，用測量頭測出相鄰兩條亮（暗）紋間的距離△x，由計算單色光的波長。為了減小誤差，可測出n條亮（暗）間的距離A，則；
（7）換用不同顏色的濾光片，觀察干涉條紋間距的變化，并求出相應色光的波長。
注意事項：（1）單縫雙縫應相互平行，其中心僅次于遮光筒的軸線上，雙縫到屏的距離應相等；
（2）測雙縫到屏的距離L可用米尺測多次，取平均值；
（3）測條紋間距△x時，用測量頭則出n條亮（暗）間的距離A，求出相鄰的兩條明（暗）紋間的距離。
二、重要的演示實驗
1.加速度和力的關系 加速度和質量的關系
兩個相同的小車并排放在光滑水平桌面上，小車前端系上細線，線的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤里分別放有不同質量的砝碼。小車所受的水平拉力F的大小可以認為等于砝碼（包括砝碼盤）的重力大小。小車后端也系有細線，用一只夾子夾住兩根細線，控制兩輛小車同時開始運動和結束運動。
由于兩個小車初速度都是零，運動時間又相同， s=at2/2∝a，只要測出兩小車位移s之比就等于它們的加速度a之比。
實驗結果是：當小車質量相同時，a∝F，當拉力F相等時，a∝1/m。
實驗中用砝碼（包括砝碼盤）的重力G的大小作為小車所受拉力F的大小，這樣做會引起什么樣的系統誤差？怎樣減小這個系統誤差？
2.卡文迪許實驗
右圖是卡文迪許扭秤實驗的示意圖。其中固定在T形架上的小平面鏡起著非常大的作用。利用光的反射定律可以把T形架的微小轉動放大到能夠精確測量的程度。設小平面鏡到刻度尺的距離為L，T形架兩端固定的兩個小球中心相距為l，設放置兩個大球m/ 后，刻度尺上的反射光點向左移動了Δx，那么在萬有引力作用下，小球向大球移動了多少？ ?
3.描繪單擺的振動圖象
對同一個單擺，如果兩次拉出木板得到的圖形分別如a、b所示，說明兩次拉木板的速度之比為3∶2。
對擺長不同的單擺，如果兩次拉木板的速度相同，說明擺的周期之比為3∶2，擺長之比為9∶4。
4.波的疊加
在一根水平長繩的兩端分別向上抖動一下，就分別右兩個凸起狀態1和2在繩上相向傳播。它們在相遇后，彼此穿過，都保持各自的運動狀態繼續傳播，彼此都沒有受到影響。
觀察一下：在它們相遇過程中，繩上質點的最大位移出現在什么位置？每個點都有可能達到這個位移嗎？
在同一根繩子上，各種頻率的波傳播速度都是相同的。
5.擴散現象
裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮氣體的廣口瓶上，中間用玻璃板隔開。抽去玻璃板，過一段時間可以發現，兩種氣體混合在一起，上下兩瓶氣體的顏色變得均勻一致。
擴散現象也證明分子在做永不停息的無規則運動。
從熱力學第一定律分析一下：設環境溫度不變。在擴散過程中，瓶中氣體將吸熱還是放熱？這個實驗也證明擴散現象有方向性。
6.絕熱過程，做功改變物體內能
用打氣筒向容器中打氣到一定壓強，穩定后讀出靈敏溫度計的讀數。打開卡子，氣體迅速沖開膠塞，溫度將會明顯降低。（ΔU=Q+W，作用時間極短，來不及熱交換，是絕熱過程，因此Q=0，而W為負，所以ΔU必然為負，即氣體內能減小，溫度降低）。
迅速向下壓活塞，玻璃氣缸內的硝化棉會燃燒起來
(ΔU=Q+W，也是絕熱過程，Q=0，W為正，所以ΔU為正，氣體內能增大，溫度升高，達到硝化棉的燃點，因此被點燃）。這就是柴油機的工作原理。
7.平行板電容器的電容
靜電計是測量電勢差的儀器。指針偏轉角度越大，金屬外殼和上方金屬小球間的電勢差越大。在本實驗中，靜電計指針和A板等電勢，靜電計金屬殼和B板等電勢，因此指針偏轉角越大表示A、B兩極板間的電壓越高。
本實驗中，極板帶電量不變。三個圖依次表示：正對面積減小時電壓增大；板間距離增大時電壓增大；插入電介質時電壓減小。由知，這三種情況下電容分別減小、減小、增大。因此可以確定C和S、d、ε的關系是。
8.磁電式電表原理
圓柱形鐵芯的作用是在磁鐵兩極和鐵芯間
生成均勻地輻向分布的磁場。不管線圈轉到什么角度，線圈平
面都跟磁感線平行，線圈受到的安培力矩的大小只跟電流大小成正比。線圈繞在鋁框上，線圈的兩端分別和兩個螺旋彈簧相接，被測電流由這兩個彈簧流入線圈。鋁框可以起到電磁阻尼的作用。指針偏轉方向與電流方向有關。因此根據指針偏轉方向，可以知道被測電流方向。
9.研究電磁感應現象
首先要查明電流表指針偏轉方向和電流方向的關系（方法與畫電場中平面上等勢線實驗相同）。
電鍵閉合和斷開時、電鍵閉合后滑動變阻器的滑動觸頭移動過程中、電鍵閉合后線圈A在B中插入、拔出時，都會發現電流表指針發生偏轉，說明有電流產生。而電鍵保持閉合、滑動觸頭不動、線圈A 在B中不動時，電流表指針都不動，說明無電流產生。
結論：閉合電路中有感應電流產生的充要條件是穿過閉合電路的磁通量發生變化。
10.單縫衍射
從圖中看出：當狹縫寬度在0.5mm以上時，縫越窄亮斑也越窄；當狹縫寬度在0.5mm一下時，縫越窄中央亮條越寬，整個亮斑范圍越寬，亮紋間距越大。
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。區別是：泊松亮斑中心亮斑周圍的暗斑較寬。
12.倫琴射線管
電子被高壓加速后高速射向對陰極，從對陰極上激發出X射線。在K、A間是陰極射線即高速電子流，從A射出的是頻率極高的電磁波，即X射線。X射線粒子的最高可能的頻率可由Ue=hν計算。
13.光的偏振
太陽光（自然光）通過兩個互相垂直的偏振片后透射光強度幾乎為零。
自然光射到兩種介質的界面上，如果光入射的方向合適，使反射光和折射光之間的夾角恰好是90°，這時，反射光和折射光就都是偏振光，且偏振方向互相垂直。
14.α粒子散射實驗
全部裝置放在真空中。熒光屏可以沿著圖中虛線轉動，用來統計向不同方向散射的粒子的數目。觀察結果是，絕大多數α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來方向前進，但是有少數α粒子發生了較大的偏轉。
平和一中2008屆高三物理專題六
[物理實驗總復習（力學部分）]
一、誤差和有效數字
1．誤差：測量值與真實值的差異叫做誤差。誤差可分為系統誤差和偶然誤差兩種。
⑴系統誤差的特點是：在多次重復同一實驗時，誤差總是同樣地偏大或偏小。
⑵偶然誤差總是有時偏大，有時偏小，并且偏大和偏小的機會相同。減小偶然誤差的方法，可以多進行幾次測量，求出幾次測量的數值的平均值（相關物理量間為線性關系時，往往利用圖象，用作出擬合直線的方法求平均值）。這個平均值比某一次測得的數值更接近于真實值。
2．有效數字：帶有一位不可靠數字的近似數字，叫做有效數字。
⑴有效數字是指近似數字而言。 ⑵只能帶有一位不可靠數字（最后一位），不是位數越多越好。
凡是用測量儀器直接測量的結果，讀數一般要求在讀出儀器最小刻度所在位的數值（可靠數字）后，再向下估讀一位（不可靠數字），這里不受有效數字位數的限制。游標卡尺例外，不要求估讀。
間接測量的有效數字運算不作要求，運算結果一般可用2~3位有效數字表示。
二、考試大綱規定的學生實驗
1．長度的測量（游標卡尺和螺旋測微器）
⑴．游標卡尺
①10分度的游標卡尺。游標上相鄰兩個刻度間的距離為0.9mm，比主尺上相鄰兩個刻度間距離小0.1mm。讀數時先從主尺上讀出厘米和毫米位的數值，然后用游標讀出0.1毫米位的數值：游標的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對齊，0.1毫米位就讀幾（不能讀某）。其讀數準確到（精確到）0.1mm。
②20分度的游標卡尺。游標上相鄰兩個刻度間的距離為0.95mm，比主尺上相鄰兩個刻度間距離小0.05mm。讀數時先從主尺上讀出厘米和毫米位的數值，然后用游標讀出毫米以下的數值：游標的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對齊，毫米以下的讀數就是幾乘0.05毫米。其讀數準確到（精確到）0.05mm。
③50分度的游標卡尺。游標上相鄰兩個刻度間的距離為0.98mm，比主尺上相鄰兩個刻度間距離小0.02mm。這種卡尺的刻度是特殊的，讀數時先從主尺上讀出厘米和毫米位的數值，游標上的刻度值，就是毫米以下的讀數。這種卡尺的讀數可以準確到（精確到）0.02mm。
游標卡尺是根據刻線對齊來讀數的， 所以都不再往下一位估讀。
主要構造的名稱：主尺、游標尺、外測量爪、內測量爪、深度尺、緊固螺釘。
⑵．螺旋測微器
固定刻度上的最小刻度為0.5mm；可動刻度每旋轉一圈，測微螺桿前進（或后退）0.5mm。在可動刻度的一周上平均刻有50條刻線，所以相鄰兩條刻線間代表0.01mm。讀數時，從固定刻度上讀取整、半毫米數，然后從可動刻度上讀取剩余部分（在最小刻度后必須再估讀一位），再把兩部分讀數相加，得測量值。
要知道主要構造的名稱：圖中的①-⑦依次是：測砧、測微螺桿、固定刻度、可動刻度、旋鈕、微調旋鈕和尺架。
例1．讀出下列游標卡尺測量的讀數。
⑴ ⑵
⑶
例2．讀出下列螺旋測微器測量的讀數。
⑴ ⑵
2．研究勻變速直線運動
⑴紙帶處理。從打點計時器重復打下的多條紙帶中選點跡清楚的一條，舍掉開始比較密集的點跡，從便于測量的地方取一個開始點O，然后每5個點取一個計數點A、B、C、…（或者說每隔4個點取一個記數點），這樣做的好處是相鄰記數點間的時間間隔是0.1s，便于計算。測出相鄰計數點間的距離s1、s2、s3 …
⑵利用s1、s2、s3 …可以計算相鄰相等時間內的位移差s2-s1、s3- s2、s4- s3…，如果它們在允許的誤差范圍內相等，則可以判定被測物體的運動是勻變速直線運動。
⑶利用紙帶可以求被測物體在任一計數點對應時刻的瞬時速度v：如　
⑷利用紙帶求被測物體的加速度a。具體來說又有3種方法：
①“逐差法”：從紙帶上得到6個相鄰相等時間內的位移，則
②利用任意兩段相鄰記數點間的位移求a：如
③利用v-t圖象的斜率求a。
例3．在做“研究勻變速直線運動”實驗時，從打下的紙帶中選出了如圖所示的一條（每兩點間還有4個點沒有畫出來），圖中上部的數字為相鄰兩個計數點間的距離。打點計時器的電源頻率為50Hz。
由這些已知數據計算：①該勻變速直線運動的加速度a=_____m/s2。②紙帶上D點相對應的瞬時速度v=_____ m/s。（答案均要求保留3位有效數字）
3．探究彈力和彈簧伸長的關系
例4．在做探究彈力和彈簧伸長的關系的實驗中，實驗裝置如圖。所用的每只鉤碼質量都是30g，先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將5個鉤碼逐個掛在彈簧的下端，每次測出相應的彈簧總長度，將數據填入下表中。（彈力未超過彈性限度，取g=10m/s2）
⑴試根據這些實驗數據在右圖給定的坐標紙上作出彈簧所受彈力大小F跟彈簧總長l之間的函數關系圖線，說明圖線跟坐標軸交點的物理意義。

⑵上一問所得圖線的物理意義是什么?該彈簧的勁度k是多大?
4．驗證力的平行四邊形定則
⑴原理是兩只彈簧秤成角度拉橡皮條和一只彈簧秤拉橡皮條的效果相同，效果是指橡皮條的形變量（大小和方向）相同。
⑵在畫力的圖示時，必須有箭頭、標度、刻度。
⑶實驗往往有一定的偶然誤差，只要用平行四邊形定則求得的合力F和一只彈簧秤的拉力F′ 的圖示大小和方向在誤差允許的范圍內相同就可以了。
例5．橡皮筋的一端固定在A點，另一端栓上兩根細繩，每根細繩分別連著一個量程為5N、最小刻度為0.1N的彈簧測力計，沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計。當橡皮筋的活動端拉到O點時，兩根細繩相互垂直，如圖所示。這時彈簧測力計的讀數可從圖中讀出。⑴由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為___N和___N。（只須讀到0.1N）⑵在右圖的方格紙中按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力。
5．驗證動量守恒定律
⑴保證斜槽末端的切線水平。
⑵每次入射小球都應該從斜槽軌道的同一位置開始自由下滑。（保證到斜槽末端時有相同的速度。）
⑶入射小球和被碰小球的大小必須相等。（保證是對心碰撞。）
⑷由于v1、v1′、v2′均為水平方向，且兩球的豎直下落高度相等，所以它們飛行時間相等，若以該時間為時間單位，那么小球的水平射程的數值就等于它們的水平速度。在右圖中分別用OP、OM和O N表示。因此只需驗證：m1(OP=m1(OM+m2(ON即可。
⑸必須以質量較大的小球作為入射小球（保證碰撞后兩小球都向前運動。）
⑹小球落地點的平均位置要用圓規來確定：用盡可能小的圓把所有落點都圈在里面，圓心就是落點的平均位置。
⑺所用的儀器有：天平、刻度尺、碰撞實驗器、復寫紙、白紙、重錘、兩個直徑相同質量不同的小球、圓規。
例6．在“碰撞中的動量守恒”實驗中，儀器按要求安裝好后開始實驗，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接靜止放在斜槽末端的水平部分，在白紙上記錄下重錘位置和各小球落點的平均位置依次為O、A、B、C，設入射小球和被碰小球的質量依次為m1、m2，則下列說法中正確的有
A.第一、二次入射小球的落點依次是A、B
B.第一、二次入射小球的落點依次是B、A
C.第二次入射小球和被碰小球將同時落地
D. m1(AB= m2(OC
6．研究平拋物體的運動
⑴斜槽末端的切線必須水平。
⑵用重錘線檢驗坐標紙上的豎直線是否豎直。
⑶在斜槽末端懸掛重錘線，以斜槽末端所在的點為坐標原點，再用直角三角板畫出水平線作為x軸，建立直角坐標系。（實際上這樣做也有系統誤差，原點應在離斜槽末端上方小球半徑高處。）
⑷入射小球每次應從斜槽上的同一位置由靜止開始下滑。
⑸由描跡法得到小球平拋的軌跡，從軌跡上任何一點的橫縱坐標都可以計算出拋出時的初速度。
⑹若用閃光照相來研究，所得到的照片上相鄰小球間的時間間隔是相等的，利用這一結論和運動分解的知識，可以求小球平拋的初速度，也可以求小球在任何一個位置的瞬時速度。
例7．如圖所示，在“研究平拋物體的運動”的實驗中，某同學按要求描繪出了小球做平拋運動過程中的三個點A、B、C，并利用刻度尺量出了三點的坐標依次是A(0.369，0.112)、B(0.630，0.327)、C(0.761，0.480)，單位為m 。又稱得小球的質量為20g，試計算小球平拋的初動能Ek。
7．驗證機械能守恒定律
本實驗要求驗證自由下落過程中機械能守恒，圖示紙帶的左端是用夾子夾重物的一端。
⑴要多做幾次實驗，選點跡清楚的紙帶進行測量。
⑵用刻度尺量出從0點到1、2、3、4、5各點的距離h1、h2、h3、h4、h5，算出2、3、4各點對應的即時速度v2、v3、v4，驗證與2、3、4各點對應的重力勢能減少量mgh和動能增加量是否相等。
⑶由于摩擦和空氣阻力的影響，本實驗的系統誤差總是使。
⑷本實驗不需要在打下的點中取計數點。也不需要測重物的質量。
例8．在用落體法驗證機械能守恒定律時，某同學按照正確的操作選得紙帶如右。其中O是起始點，A、B、C是打點計時器連續打下的3個點.該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離,并記錄在圖中（單位cm）。⑴這三個數據中不符合有效數字讀數要求的是_____ ,應記作_______cm。 ⑵該同學用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒，已知當地的重力加速度g=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作為跟B點對應的物體的瞬時速度，則該段重錘重力勢能的減少量為_______，而動能的增加量為________，（均保留3位有效數字，重錘質量用m表示）。這樣驗證的系統誤差總是使重力勢能的減少量_______動能的增加量，原因是________________
8．用單擺測定重力加速度
⑴擺長的測量：讓單擺自由下垂，用米尺量出擺線長L′（只要求精確到mm），用游標卡尺量出擺球直徑d（只要求精確到mm）算出半徑r（只要求精確到mm），則擺長L=L′+r
⑵開始擺動時，需注意擺角要小于5o（要保證做簡諧運動，不要使擺動成為圓錐擺）
⑶從擺球通過最低點時開始計時，測出單擺做30~50次全振動所用的時間，算出周期的平均值T。
⑷改變擺長重做幾次實驗，計算每次實驗得到的重力加速度，再求這些重力加速度的平均值。
例9．一組同學在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中，用正確的操作方法，測定了6組擺長L和周期T的對應值。為了求出當地的重力加速度g，4位同學提出了4種不同的方法：①從測定的6組數據中任意選取1組，用公式g=4π2L/T 2求出g作為測量值；②分別求出6個L值的平均值和6個T值的平均值，用公式g=4π2/2求出g作為測量值；③分別用6組L、T的對應值，用公式g=4π2L/T 2求出6個對應的g值，再求這6個g的平均值作為測量值；④在坐標紙上作出T 2-L圖象，從圖象中計算出圖線的斜率K，根據g=4π2/K求出g作為測量值。
以上4種方法中，錯誤的是____，其余正確方法中偶然誤差最小的是______。
例10．某同學在家里做用單擺測定重力加速度的實驗，但沒有合適的擺球，他找到了一塊大小為3cm左右，外形不規則的大理石塊代替小球。他設計的實驗步驟是：
A．將石塊用細尼龍線系好，結點為M，將尼龍線的上端固定于O點
B．用刻度尺測量OM間尼龍線的長度L作為擺長
C．將石塊拉開一個大約α=30°的角度,然后由靜止釋放
D．從擺球擺到最高點時開始計時，測出30次全振動的總時間t,，由T=t/30得出周期
E．改變OM間尼龍線的長度再做幾次實驗，記下相應的L和T
F．用多次實驗中測得的的平均值作為計算使用的數據帶入公式求出重力加速度g
⑴你認為該同學以上實驗步驟中有重大錯誤的是_______________。為什么?
⑵該同學用OM的長作為擺長，這樣做引起的系統誤差將使重力加速度的測量值比真實值偏大還是偏小?________。你認為用什么方法可以解決擺長無法準確測量的困難?
2008年高考總復習力學實驗練習題
按照有效數字規則讀出以下各游標尺的測量值。
⑴ ⑵
讀數為_____________cm。 讀數為_____________m
⑶ ⑷

讀數為____________m。 讀數為_____________cm。
⑸

讀數為_____________cm.
2．用螺旋測微器測量長度時，可以精確到______m，讀數應該讀到______mm。讀出下列四種情況下的測量結果。
⑴ ⑵ ⑶ ⑷
⑴_________mm。⑵_________cm。 ⑶____________m。 ⑷_________×10-3m。
3．如圖是一個游標卡尺。⑴圖中a、b、c分別叫做________、_________、___________。
⑵如圖有一個小型氣缸，欲測量其所用材料的體積V，需要測量有：①高度H；②深度h；③外徑D；④內徑d。應該分別用游標卡尺的哪一部分？(用字母表示)__ ___，_____，_____，_____。
⑶用測量結果表示V的表達式為：____________。
4．右圖是千分尺的示意圖。⑴圖中所標的各部分依次叫做：①__________，②___________，③_________，④___________，⑤_________，⑥____________。
⑵在測量時,當②快要接觸被測物體時，要停止使用_______，改用_______，目的是既可以__________，又能______________。
⑶千分尺中的精密螺紋的螺距為________mm。其可動刻度部分分為50等分，每一小格表示______mm。
5．右圖是彈簧秤的示意圖,該彈簧秤的量程為_______N。由圖中讀出的測量值應為__________N。
6．在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，某同學得到一條用打點計時器打下的紙帶，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6個計數點（每相鄰兩個計數點間還有4個打點計時器打下的點，本圖中沒有畫出）。打點計時器接在220V、50Hz的交變電源上。他將一把毫米刻度尺放在紙帶上，其零刻度和計數點A對齊。
⑴按照有效數字的讀數規則讀出相鄰計數點AB、BC、CD、DE、EF間的距離s1、s2、s3、s4、s5，它們依次為______cm、______cm、______cm、______cm、______cm。
⑵由以上數據，計算打點計時器在打B、C、D、E各點時,物體的即時速度vB、vC、vD、vE依次是______m/s、______m/s、______m/s、______m/s。
⑶根據⑵中得到的數據，在右邊所給的坐標系中，用做v-t圖象的方法，求物體的加速度a.。橫、縱坐標要取得合適，使作圖和讀數方便，并盡量充分利用坐標紙。
7．如圖(a)所示，小車放在斜面上，車前端拴有不可伸長的細線，跨過固定在斜面邊緣的小滑輪與重物相連，小車后面與打點計時器的紙帶相連。起初小車停在靠近打點計時器的位置，重物到地面的距離小于小車到滑輪的的距離。啟動打點計時器，釋放重物，小車在重物的牽引下，由靜止開始沿斜面向上運動，重物落地后，小車會繼續向上運動一段距離。打點計時器使用的交流電頻率為50Hz。圖(b)中a、b、c是小車運動紙帶上的三段，紙帶運動方向如箭頭所示。
⑴根據所提供紙帶上的數據,計算打c段紙帶時小車的加速度大小為____m/s2。（結果保留兩位有效數字）
⑵打a段紙帶時，小車的加速度是2.5 m/s2。請根據加速度的情況，判斷小車運動的最大速度可能出現在b段紙帶中的_________。
⑶如果取重力加速度10m/s2，由紙帶數據可推算出重物與小車的質量比為_________。
8．某同學用圖所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動。
實驗步驟如下：
a．安裝好實驗器材。
b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運動，重復幾次。選出一條點跡比較清晰的紙帶，舍去開始密集的點跡，從便于測量的點開始，每兩個打點間隔取一個計數點，如圖中0、1、2、…6點所示。
c．測量1、2、3、…6計數點到0計數點的距離，分別記做：S1、S2、S3…S6。
d．通過測量和計算，該同學判斷出小車沿平板做勻加速直線運動。
e．分別計算出S1、S2、S3…S6與對應時間的比值。
f．以為縱坐標、t為橫坐標，標出與對應時間t的坐標點，畫出-t圖線。
結合上述實驗步驟，請你完成下列任務：
⑴實驗中，除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導線及開關外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有______和______。（填選項代號）
A.電壓合適的50Hz交流電源 B.電壓可調的直流電源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平 F.重錘
⑵將最小刻度為1mm的刻度尺的0刻線與0計數點對齊，0、1、2、5計數點所在的位置如上圖所示，則S2=____cm，S5=____cm。
⑶該同學在右圖中已標出1、3、4、6計數點對應的坐標點，請你在該圖中標出與2、5兩個計數點對應的坐標點，并畫出-t圖線。
⑷根據-t圖線判斷，在打0計數點時，小車的速度v0=_____m/s；它在斜面上運動的加速度a=______m/s2。
9．如圖所示，質量為M的滑塊A放在氣墊導軌B上，C為位移傳感器，它能將滑塊A到傳感器C的距離數據實時傳送到計算機上，經計算機處理后在屏幕上顯示滑塊A的位移-時間（s-t）圖象和速率-時間（v-t）圖象。整個裝置置于高度可調節的斜面上，斜面的長度為l、高度為h。（取重力加速度g=9.8m/s2，結果可保留一位有效數字）。
⑴現給滑塊A一沿氣墊導軌向上的初速度，A的v-t圖象如下左圖所示。從圖線可得滑塊A下滑時的加速度a=___m/s2，摩擦力對滑塊A運動的影響_____。（填“明顯，不可忽略”或“不明顯，可忽略”）
⑵此裝置還可用來驗證牛頓第二定律。實驗時通過改變_____，可驗證質量一定時，加速度與力成正比的關系；通過改變_____，可驗證力一定時，加速度與質量成反比的關系。
⑶將氣墊導軌轉換成滑板，滑塊A換成滑塊A′，給滑塊A′一沿滑板向上的初速度，A′的s-t圖線如下右圖所示。圖線不對稱是由于_____造成的，通過圖線可求得滑板的傾角θ=____（用反三角函數表示），滑塊與滑板間的動摩擦因數μ=____。
平和一中2008屆高三物理專題七[物理實驗總復習（電學、光學部分）]
一、實驗儀器的讀數
高考要求會正確使用的電學儀器有：電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等等。除了滑動變阻器以外，其它儀器都要求會正確讀出數據。讀數的基本原則是：凡儀器最小刻度是10分度的，要求讀到最小刻度后再往下估讀一位（估讀的這位是不可靠數字）；凡儀器最小刻度不是10分度的，只要求讀到最小刻度所在的這一位，不再往下估讀。電阻箱是按照各個數量級上指針的對應數值讀數的，指針必須指向某一個確定的數值，不能在兩個數值之間，因此不再向下估讀。
例．右圖是電壓表的刻度盤。若當時使用的是該表的0-3V量程，那么電壓表讀數為多少？若當時使用的是該表的0-15V量程，那么電壓表度數又為多少？
解：0-3V量程最小刻度是0.1V，是10分度的，因此要向下估讀一位，讀1.15V（由于最后一位是估讀的，有偶然誤差，讀成1.14V-1.16V之間都算正確）。0-15V量程最小刻度為0.5V，不是10分度的，因此只要求讀到0.1V這一位，所以讀5.7V（5.6V-5.8V之間都算正確）。
例．電阻箱示意圖如右，試讀出當時電阻箱的阻值。
解：阻值為84580.2Ω。（電阻箱面板上有6個旋鈕，每個旋鈕上方都標有倍率。將每個旋鈕的指針所指的數值（都為整數）乘以各自的倍率，從最高位到低位依次讀出來，就得到這時電阻箱的實際阻值。注意圖中最左邊的兩個黑點是表示的是接線柱。）
二、電流表、電壓表內部結構
常用電流表和電壓表都是由小量程的電流表G（即表頭）改裝而成的。電流表頭G的電阻Rg叫表頭內阻。指針偏轉到最大刻度時對應的電流Ig叫滿偏電流；與之對應的電壓Ug叫滿偏電壓，Ug=IgRg。
將電流表頭G改裝為電壓表，要串聯一只大電阻實現分壓；將電流表頭G改裝為電流表，要并聯一只小電阻實現分流。
例．現有一只內阻為Rg=25Ω，量程為Ig=3.0mA的電流表。⑴若要把它改裝為量程為0.6A和3A的雙量程電流表，所需的并聯電阻阻值分別是多少？⑵現在只有兩只定值電阻R1=0.025Ω和R2=0.10Ω，試用它們完成改造。改裝電路圖已畫好，請標出接線柱上的標志（共用的+接線柱、0.6A和3A）。
解：⑴改裝為0.6A量程時，需并聯Rg/199=0.126Ω電阻；改裝為3A量程時，需并聯Rg/999=0.025Ω電阻。⑵從左向右，依次是+、3A、0.6A。
三、恒定電流實驗常規
1．伏安法測電阻
伏安法測電阻有a、b兩種接法，a叫（電流計）外接法，b叫（電流表）內接法。外接法的系統誤差是由電壓表的分流引起的，測量值總小于真實值，小電阻應采用外接法；內接法的系統誤差是由電流表的分壓引起的，測量值總大于真實值，大電阻應采用內接法。
如果被測電阻阻值為Rx，伏特表和安培表的內阻分別為RV、RA，若，則采用外接法。若，則采用內接法。
如果無法估計被測電阻的阻值大小，可以利用試觸法：如圖將電壓表的左端接a點，而將右端第一次接b點，第二次接c點，觀察電流表和電壓表示數的變化。若電流表示數變化大，說明被測電阻是大電阻，應該用內接法測量；若電壓表讀數變化大，說明被測電阻是小電阻，應該用外接法測量。（這里所說的變化大，是指相對變化，即ΔI/I和ΔU/U）。
2．滑動變阻器的兩種接法
滑動變阻器在實驗電路中常用的接法有兩種，分別用下面a、b兩圖表示：a叫限流接法，b叫分壓接法。采用分壓接法時，被測電阻RX上的電壓調節范圍較大。當實驗中要求被測電阻上的電壓從零開始逐漸增大，或要求電壓調節范圍盡量大時，應該用分壓接法。為了便于調節，采用分壓接法時，應該選用總阻值較小的滑動變阻器；采用限流接法時，應該選用總阻值和被測電阻接近的滑動變阻器。
3．實物圖連線方法
⑴無論是分壓接法還是限流接法，都應該先把測量電路（伏安法部分）接好。
⑵對限流電路，只需用筆畫線當作導線，從電源正極開始，把電源、電鍵、滑動變阻器、伏安法四部分依次串聯起來即可（注意電表的正負接線柱并選擇正確的量程，滑動變阻器的滑動觸頭應調到阻值最大處）。
⑶對分壓電路，應該先把電源、電鍵和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導線連接起來，然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭，根據“外電路沿電流方向電勢降低”比較該接頭和滑動觸頭兩點的電勢高低，根據伏安法部分電表正負接線柱的分布，將伏安法部分接入該兩點間。
實物連接圖如下。
三、考試大綱規定的學生實驗
1.用描跡法畫出電場中平面上的等勢線
實驗所用的電流表是零刻度在中央的靈敏電流表，在實驗前應先查明電流方向與指針偏轉方向的關系。方法是：將電流表、電池、電阻、導線按圖a或圖b 連接，若R是阻值很大的電阻，就按圖a連接；若r是阻值很小的電阻，就按圖b連接。然后用導線的a端試觸電流表的另一端，觀察電流表指針的偏轉方向，就可判定電流方向和指針偏轉方向的關系。
本實驗是用恒定電流的電流場來模擬靜電場。與電池正極相連的A電極相當于正點電荷，與電池負極相連的B相當于負點電荷。白紙應放在最下面，導電紙應放在最上面（涂有導電物質的一面必須向上），復寫紙則放在中間。
只要電流表示數是零，就表示兩根探針針尖對應的點電勢相等。把所有與同一個基準點電勢相等的點連起來，就是等勢線。
例．用恒定電流的電流場模擬靜電場描繪等勢線時，下列哪些模擬實驗的設計是合理的
⑴　　　　　　　 ⑵ 　　　　　　　⑶　　　　　　　 ⑷

A．如圖⑴所示圓柱形電極M、N都接電源的正極，模擬等量正點電荷周圍的靜電場
B．如圖⑵所示圓柱形電極M接電源正極，圓環形電極N接電源負極，模擬正點電荷周圍附近的靜電場
C．如圖⑶所示兩個平行的長條形電極M、N分別接電源正、負極，模擬平行板電容器間的靜電場
D．如圖⑷所示圓柱形電極M接電源負極，模擬負點電荷周圍的靜電場
解：用電流場模擬靜電場，在導電紙上必須形成電流。由于⑴、⑷兩個方案在導電紙上不會形成電流，因此設計不合理。⑵、⑶兩個設計是合理的。選BC。
2．測定金屬的電阻率
由于該實驗中選用的被測電阻絲的電阻較小，所以測量電路應該選用伏安法中的電流表外接法。本實驗對電壓的調節范圍沒有特殊要求，被測電阻又較小，因此供電電路可以選用限流電路。
本實驗通過的由于金屬的電阻率隨溫度的升高而變大，因此實驗中通電時間不能太長，電流也不宜太大，以免電阻絲發熱后電阻率發生較明顯的變化。由于選用限流電路，為保護電表和電源，閉合電鍵開始實驗前應該注意滑動觸頭的位置，使滑動變阻器接入電路部分的電阻值最大。
例．在測定金屬的電阻率的實驗中，待測金屬導線的長約0.8m，直徑小于1mm，電阻在5Ω左右。實驗主要步驟如下：⑴用______測量金屬導線的長度l，測3次，求出平均值；⑵在金屬導線的3個不同位置上用______________測量直徑d，求出平均值；⑶用伏安法測量該金屬導線的電阻R。在左邊方框中畫出實驗電路圖，并把右圖中所給的器材連接成測量電路。安培計要求用0-0.6A量程，內阻約1Ω；伏特計要求用0-3V量程，內阻約幾kΩ；電源電動勢為6V；滑動變阻器最大阻值20Ω。在閉合電鍵前，滑動變阻器的滑動觸點應處于正確位置。 根據以上測量值，得到該種金屬電阻率的表達式為ρ=__________。
解：⑴米尺；⑵螺旋測微器；⑶測量部分用安培表外接法，電源部分用限流電路或分壓電路都可以，電阻率。
3．描繪小燈泡的伏安特性曲線
燈絲的電阻率隨溫度的升高而增大。燈絲不發光時溫度是室溫，正常發光時溫度很高，其電阻率的變化是很顯著的，所以燈絲的阻值隨燈泡兩端電壓的升高而明顯增大，其U-I圖線不再是過原點的直線。
用伏安法測量在不同電壓下燈絲的電流和電壓，描繪出伏安特性曲線。由于使用的小燈泡是（3.8V，0.3A）的，正常發光時燈絲電阻是13Ω，阻值較小，因此應該用電流表外接法電路；由于要測小燈泡在不同電壓下的電流、電壓，電壓取值范圍要盡量大，因此滑動變阻器應該用分壓電路。電路圖如右。實驗中電壓表量程可選0-3V，該范圍伏安特性已經明顯，且讀數的有效數字較好。
例．描繪小電珠的伏安特性曲線的實驗電路如上圖，小電珠的額定電壓是3.8V。
⑴關于該實驗的系統誤差，下列說法中正確的是
Ａ．系統誤差主要是由電壓表的分流引起的
Ｂ．系統誤差主要是由電流表的分壓引起的
Ｃ．系統誤差主要是由于忽略電源內阻引起的
Ｄ．系統誤差主要是由讀數時的估讀引起的
⑵根據實驗數據在坐標系中描點如右圖。試在坐標系中畫出
該小燈泡的伏安曲線，并從圖象中求該小燈泡的額定功率。
⑶該小燈泡在1V電壓下不發光。當時燈絲的實際電阻是多大？
該小燈泡在2V電壓下開始發出微弱的黃光。當時燈絲的實際電阻又是多大？小燈泡在不同電壓下的實際電阻為什么不相同？
⑷試將下列實物圖連接成實驗電路。
解：⑴A ⑵1. 14W ⑶7.1Ω，9.1Ω。小燈泡燈絲的電阻率是隨溫度升高而增大的。
4．把電流表改裝為電壓表
此實驗分三大步驟：⑴用半偏法測定電流表頭的內阻Rg。⑵根據擴大量程的需要調節跟電流表頭串聯電阻箱的阻值，并改寫表盤刻度，把電流表改裝成電壓表。⑶將改裝的電壓表跟標準電壓表進行校對，分析誤差原因，并進行校準。
例．把電流表改裝為電壓表的實驗中給出的器材有：①電流表（量程0-300μA）②標準伏特表（量程0-3V）③電阻箱（0-9999Ω）④電位器（0-100kΩ）⑤電源（電動勢2V）⑥電源（電動勢6V）⑦滑動變阻器（0-50Ω，額定電流1.5A）⑧電鍵兩只，導線若干。
⑴用半偏法測定電流表的內阻。采用右圖電路測定電流表G的內阻。要想得到較高的精確度，從以上給出的器材中，可變電阻R1應選用______，可變電阻R2應選用______，電源E應選用____。實驗操作的步驟有：A．合上K1 B．合上K2 C．觀察R1的阻值是否最大，如果不是，將R1的阻值調至最大 D．調節R1的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度 E．調節R2的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度的一半 F．記下R2的阻值。 把以上步驟的字母代號按合理順序填寫在下面橫線上空白處：①___；②___；③___；④___；⑤___；⑥___。如果在步驟F中所得的R2的阻值為600Ω，則中被測電流表G的內阻Rg的測量值為___Ω。
⑵如果要將圖中的電流表G改裝為量程為0-3V的伏特表，方法是給電流表_____聯一只電阻箱，并把電阻箱阻值調節為________Ω。
⑶下圖所示器材中，一部分是將電流表改裝為伏特表所需的，其余是為了把改裝成的伏特表跟標準伏特表進行校對所需的。在下面方框中畫出改裝和校對都包括在內的電路圖（要求從0-3V每0.5V刻度進行一次校對）；然后在圖中畫出連線，將所示器材按以上要求連接成實驗電路。
⑷本實驗第⑴步的系統誤差總是使測得的Rg比真實值偏_____。由此引起的結果是在校對中，發現改裝電壓表的示數總是比標準電壓表的示數偏_____。調整的方法是：將電阻箱的阻值適當_____。
解：⑴④，③，⑥。C；A；D；B；E；F。600Ω。⑵串，9400Ω。⑶兩只電壓表并聯，滑動變阻器接成分壓電路。⑷小。小。減小。
5．用電流表和電壓表測電池的電動勢和內電阻
實驗電路如右。根據閉合電路歐姆定律：E=U+Ir，本實驗電路中電壓表的示數是準確的，而電流表的示數比通過電源的實際電流小，所以本實驗的系統誤差是由電壓表的分流引起的。為了減小這個系統誤差， 滑動變阻器R的阻值應該小一些，所選用的電壓表的內阻應該大一些。
為了減小偶然誤差，要多做幾次實驗，多取幾組數據，然后利用U-I圖象處理實驗數據。將點描好后，用直尺畫一條直線，使盡可能多的點落在這條直線上，而且在直線兩側的點數大致相等。這條直線代表的U-I關系的偶然誤差比每一組實驗數據的偶然誤差都小。這條直線在U軸上的截距就是被測電源電動勢E（對應的I=0），斜率的絕對值就是被測電源的內阻r。（特別要注意：有時縱坐標的起始點不是0，求內阻的一般式應該是r= |ΔU/ΔI |）。
例．在用電流表和電壓表測電池的電動勢和內電阻的實驗中，所用的電流表和電壓表的內阻分別約為0.1Ω和1kΩ。實驗原理圖和所需器材的實物圖如下。試按原理圖在實物圖中畫線連接成實驗電路。
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
一位同學在實驗中記錄的6組數據如上表所示，試根據這些數據在右圖中畫出U-I圖線。根據圖線可讀出被測電池的電動勢E=____V，內電阻r=___Ω。
解：（第四組數據錯誤要舍棄）1.46，0.719
6．用多用電表測探測黑箱內電學元件
㈠多用電表的使用。
⑴使用前應查看指針是否指在刻度盤左端零刻線處。如不在，應進行機械調零。方法是用小螺絲刀輕旋表頭正下方中央處的調零螺絲，使指針指左端零刻線。
⑵根據被測物理量及其數量級將選擇開關旋到相應的位置。讀數時還要注意選用刻度盤上對應的量程刻度。（如測量20mA左右的直流電流，應將選擇開關對準左邊100mA量程處；在刻度盤上，應該看最下一行刻度，即滿偏刻度為10的刻度線，從刻度盤讀出數據后還應再乘10，得測量結果。）
⑶使用歐姆擋時，先選好倍率，再進行歐姆調零。方法是：將紅、黑表筆短接，調節歐姆調零旋鈕，使指針指右端零刻線處。因此用多用電表的歐姆擋測電阻的操作步驟是：⑴選倍率。一般要選擇比被測電阻的估計值低一個數量級的倍率。如估計值為200Ω就應該選×10的倍率。⑵進行歐姆調零。⑶將紅黑表筆接被測電阻兩端進行測量。⑷將指針示數乘以倍率，得測量值。⑸將選擇開關扳到OFF或交流電壓最高擋。
用歐姆擋測電阻，如果指針偏轉角度太小（即指針所指的刻度值太大），應該增大倍率重新調零后再測；如果指針偏轉角度太大（即指針所指的刻度值太小），應該減小倍率重新調零后再測。
⑷使用多用電表時，兩只手只能握住表筆的絕緣棒部分，不能接觸表筆上的金屬部分（首先是為了安全；其次兩手之間的人體電阻將與被測電路并聯，改變了電路結構）。
⑸不論使用多用電表的哪個擋，電流總是從多用電表的正接線柱（紅表筆）進入電表，而從負接線柱（黑表筆流出）。
例．多用電表表頭的示意圖如右。在正確操作的情況下：
⑴若選擇開關的位置如灰箭頭所示，則測量的物理量是______，測量結果為___________。
⑵若選擇開關的位置如白箭頭所示，則測量的物理量是______，測量結果為___________。
⑶若選擇開關的位置如黑箭頭所示，則測量的物理量是______，測量結果為___________。
⑷若選擇開關的位置如黑箭頭所示，正確操作后發現指針的偏轉角很小，那么接下來的正確操作步驟應該依次為：________，_________，_________。
⑸全部測量結束后，應將選擇開關撥到______或者_______。
⑹無論用多用電表進行何種測量（限于直流），電流都應該從色_____表筆經______插孔流入電表。
解：⑴直流電壓，1.24V。⑵直流電流，49mA。⑶電阻，1.70kΩ。⑷該用×1kΩ倍率，重新調零，將紅黑表筆分別接觸被測電阻的兩根引線，讀出指針所指刻度，再乘以倍率得測量值。⑸OFF，交流電壓500V檔位置。⑹紅，正。
㈡用多用電表探索黑箱內的電學元件。
例．“黑盒子”表面有a、b、c三個接線柱，盒內總共有兩個電學元件，每兩個接線柱之間只可能連接一個元件。為了探明盒內元件的種類及連接方式，某位同學用多用電表進行了如下探測：
第一步：用電壓擋，對任意兩個接線柱正、反向測量，指針均不發生偏轉；
第二步：用電阻×100Ω擋，對任意兩個接線柱正、反向測量，指針偏轉情況如圖1所示。
⑴第一步測量結果表明盒內___________。
⑵圖2示出了圖1[1]和圖1[2]中歐姆表指針所處的位置，其對應的阻值是_______Ω；圖3示出了圖1[3]中歐姆表指針所處的位置，其對應的阻值是_______Ω。
⑶請在圖的接線柱間，用電路符號畫出盒內的元件及連接情況。
⑷一個小燈泡與3V電池組的連接情況如圖5所示。如果把圖5中e、f兩端用導線直接相連，小燈泡可正常發光。欲將e、f兩端分別與黑盒子上的兩個接線柱相連，使小燈泡仍可發光。
那么，e端應連接到_____接線柱，f端應連接到_____接線柱。
⑴不存在電源 ⑵1200，500 ⑶如右圖所示 ⑷c，a
7．練習使用示波器（見二冊教材）
熟悉示波器面板上各旋鈕或開關的名稱、作用：
⑴輝度調節旋鈕，用以調節圖象亮度。⑵聚焦調節旋鈕，用以使電子束會聚成一細束，在屏上出現小亮斑，使圖象線條清晰。⑶輔助聚焦調節旋鈕，與前者配合使用。⑷電源開關。⑸指示燈。⑹豎直位移旋鈕，用來調節圖象在豎直方向的位置。⑺水平位移旋鈕，用來調節圖象在水平方向的位置。⑻Y增益旋鈕，用來調節圖象在豎直方向的幅度。⑼X增益旋鈕，用來調節圖象在水平方向的幅度。⑽衰減調節旋鈕，使圖象在豎直方向上衰減， 擋是由機內自行提供豎直方向的按正弦規律變化的交變電壓。⑾掃描范圍旋鈕，用來改變掃描電壓的頻率范圍。其中“外X”擋機內不提供掃描電壓，水平方向電壓可從外部輸入。⑿掃描微調旋鈕，使掃描電壓的頻率在選定的范圍內連續變化。⒀“Y輸入”、“X輸入”、地，分別是對應方向的信號輸入電壓的接線柱和公共接地接線柱。⒁交直流選擇開關，置于“DC”時，所加信號電壓直接輸入；置于“AC”時，所加信號是通過電容器后輸入的，可隔斷直流成分。⒂同步極性選擇開關，置于“+”時，正弦曲線從正半周開始，置于“—”時，正弦曲線從負半周開始。
例．某同學發現示波器顯示屏上顯示的波形如甲圖所示。為將這個波形變為乙圖所示的波形，可進行如下調節：（填選鈕或開關的編號）
⑴調節______使圖象變細；⑵調節_____與_____使圖象位于示波器中央；⑶調節____增大曲線豎直方向的幅度；⑷調節____增大曲線水平方向的幅度；⑸調節______使圖象從負半周開始。
解：⑴2、3；⑵6、7；⑶8；⑷9；⑸15。
8．傳感器的簡單應用
傳感器是能將所感受到的物理量（如力、熱、光、聲等）轉換成便于測量的量（一般是電學量）的一類元件。
常用的有溫度傳感器、光傳感器等。
溫度傳感器有兩種：一種叫電阻溫度計，用繞在絕緣片上的細長銅絲或鉑絲制成，溫度升高時其阻值增大；另一種叫熱敏電阻，用半導體制成，溫度升高時其阻值減小。
光傳感器也有兩種：一種是光電管；另一種是半導體光敏電阻，用半導體制成。
如圖所示是計算機光驅的工作原理：R1是光敏電阻（有激光照射時電阻較小，無激光照射時電阻較大），R2是定值電阻，信號處理系統可以根據R2兩端的電壓變化把光信號變成電信號。用激光頭發射脈沖激光信號掃描光盤，從光盤上反射回來的激光信號照到光敏電阻R1上。下列分析正確的是 (A)
Ａ．有激光照射光敏電阻時，信號處理系統兩端獲得電壓較高
Ｂ．有激光照射光敏電阻時，信號處理系統兩端獲得電壓較低
Ｃ．有激光照射光敏電阻時，R1消耗的電功率一定較大
Ｄ．有激光照射光敏電阻時，R1消耗的電功率一定較小
試自己設計一個由熱敏電阻作為傳感器的簡單自動控制實驗，可供選擇的儀器如下：熱敏電阻Rt、小燈泡L、電池組、繼電器、滑動變阻器R、導線。
如圖將電路接好，可作為火情報警器。當發生火災時，熱敏電阻阻值變小，線圈A中電流變大，電磁鐵B磁性增強，將銜鐵吸下，燈泡L電路接通，發出警報。
電容器也是一種常用的傳感器。
計算機鍵盤上的每個按鍵下面都有一個電容傳感器。電容的計算公式是，其中常量ε=9.0×10-12F(m-1，S表示兩金屬片的正對面積，d表示兩金屬片間的距離。當某一鍵被按下時，d發生改變，引起電容器的電容發生改變，從而給電子線路發出相應的信號。已知兩金屬片的正對面積為50mm2，鍵未被按下時，兩金屬片間的距離為0.60mm。只要電容變化達0.25pF，電子線路就能發出相應的信號。那么為使按鍵得到反應，至少需要按下多大距離？
解：先求得未按下時的電容C1=0.75pF，再由得和C2=1.00pF，得Δd=0.15mm。
9．測定玻璃的折射率
關鍵是設法畫出某細束光在空氣射向玻璃發生折射時，空氣中的光線和玻璃中的對應光線。有了這兩條光線，再結合界面和法線，找到相應的入射角和折射角，再按定義求折射率。
P1、P2的作用是確定唯一的一條入射光線（它們發出的所有光線中重合的那一條）。P3能同時擋住P1、P2的像，說明P3在這條入射光線經過兩次折射后的射出光線上；P4能同時擋住P1、P2的像和P3，說明P4也在這條入射光線經過兩次折射后的射出光線上。
只要畫出了入射光線和相應的折射光線，求折射率的方法可以有多種。
⑴ ⑵ ⑶
⑴用量角器量出入射角i和折射角r，從三角函數表查出它們的正弦值，根據折射定律計算折射率。⑵以入射點O為圓心，以適當長（如OB）為半徑畫圓，和入射光線和折射光線分別交于A、B，從A、B分別向法線做垂線，分別交法線于M、N，用刻度尺量出AM、BN的長度，則折射率等于AM/BN。⑶從B點做上表面的垂線，交上表面于M，延長AO與BM交于N，用刻度尺量出OB、ON的長度，則折射率等于OB/ON。
例．如圖所示，在用玻璃磚測定玻璃折射率的實驗中，如果所用的玻璃磚ABCD的上表面AB和下表面CD不嚴格平行（AD略大于BC），下列說法中正確的是
Ａ．用此玻璃磚做實驗，畫出的折射光線c和相應的入射光線a不再平
行， 因此對實驗結果產生系統誤差
Ｂ．用此玻璃磚做實驗，畫出的折射光線c和相應的入射光線a不再平
行，但不會因此對實驗結果產生影響
Ｃ．射出光線c相對于入射光線a有順時針方向的微小偏轉
Ｄ．射出光線c相對于入射光線a有逆時針方向的微小偏轉
解：只要能把入射光線a在玻璃中的折射光線b確定下來，就能測定出玻璃的折射率。AB和CD不嚴格平行，a和c顯然也不平行，但同樣能確定出b的位置，因此不會對實驗結果產生影響。可以設想AB和CD原來是平行的，現讓CD逆時針轉動一個小角度α，則法線也跟著逆時針轉動α，b光線的入射角減小了α。由于折射角的變化大于入射角的變化，可以設想為射出光線c先隨法線逆時針轉動α（相當于折射角沒變），再順時針轉動一個更大的角度到達新位置。本題選BC。
10．用雙縫干涉測光的波長
用雙縫干涉測光的波長的實驗設備示意圖如右。
圖中①是光源，②是濾光片，③是單縫，④是雙縫，⑤是光屏。
實驗中，若已知雙縫到光屏之間的距離l和雙縫之間的距離d。用測量頭測量相鄰亮紋間的距離，方法是：先將測量頭目鏡中中看到的分劃板中心刻線對準某條亮紋的中心，然后轉動測量頭，使分劃板中心刻線對準另一條亮紋的中心，由兩次手輪上的示數可以計算出相鄰亮紋間的距離Δx，再由公式計算所測單色光的波長。
例．在用雙縫干涉測光的波長的實驗中：⑴已知雙縫到光屏之間的距離是600mm，雙縫之間的距離是0.20mm，單縫到雙縫之間的距離是100mm，某同學在用測量頭測量時，先將測量頭目鏡中中看到的分劃板中心刻線對準某條亮紋（記作第1條）的中心，這時手輪上的示數如下左圖所示。然后他轉動測量頭，使分劃板中心刻線對準第7條亮紋的中心，這時手輪上的示數如下右圖所示。這兩次示數依次為_______mm和______mm。由此可以計算出這次實驗中所測得的單色光的波長為_______nm。
⑵一下哪些操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離
A．增大單縫和雙縫之間的距離 B．增大雙縫和光屏之間的距離
C．將紅色濾光片改為綠色濾光片 D．增大雙縫之間的距離
解：⑴0.640，10.295，536 ⑵B
***電學設計實驗舉例。
*“替代法”測電阻．
某同學設計用以下器材測量待測電阻：安培表、電阻箱、單刀雙擲開關、待測電阻Rx、電源、限流電阻R0。⑴請為該同學設計實驗方案，畫出實驗電路圖，并簡述實驗步驟。⑵在實物圖中用筆畫線當導線，將器材連成實驗電路。（其中有兩根線已經連好，不得改動）。⑶本實驗中能否用滑動變阻器代替電阻箱？⑷本實驗能否用一個刻度不準但靈敏度很好，量程也合適的電流表來代替安培表？
解：⑴電路圖如右，步驟略。⑵圖略。⑶不能。⑷能。
這種測電阻方法的優點是沒有系統誤差。
*“相消法”測電阻．
用伏安法測電阻時，由于電壓表、電流表內阻的影響，測量結果總存在系統誤差。按下圖所示的電路進行測量，可以消除這種系統誤差。該實驗的第一步是：閉合電鍵S1，將電鍵S2接2，調節滑動變阻器RP和r，使電壓表讀數盡量接近量程，讀出這時電壓表和電流表的示數U1、I1。請接著寫出第二步，并說明需要記錄的數據：______________________。由以上記錄數據計算被測電阻Rx的表達式是Rx=______。
分析：第一步測得的U1和I1之比是Rx、Rp和電流表內阻Rg的總電阻；第二步應保持滑動變阻器Rp的值不變，調節r，使電壓表讀數盡量接近量程，讀出這時電壓表和電流表的示數U2、I2，則U2和I2之比是Rp和Rg的總電阻。由于兩次測量中Rp和Rg的值是不變的，因此只要將兩次測得的總電阻相減，就能得到Rx的準確值。
答案：第二步應保持滑動變阻器Rp的值不變，調節r，使電壓表讀數盡量接近量程，讀出這時電壓表和電流表的示數U2、I2。。
這種方法可稱為“相消法測電阻”。第二步一定要保持Rp的值不變，否則就無法在相減時把Rp消掉。r的值可以調節，時電壓表讀數盡量接近量程，這樣讀數的有效數字位數較多。
*“電橋法”測電阻．
電橋法測電阻的電路圖如下。利用給出的器材中G為靈敏電流表，R0是均勻長直電阻絲，R為已知阻值的定值電阻，Rx為被測電阻。實驗中還需要什么測量儀器？寫出測量Rx的實驗步驟，并寫出利用測量數據表示Rx的表達式。
解：還需要米尺（測量左右兩部分電阻絲的長度L1、L2）。連接圖略。按圖接好電路后，移動滑動觸頭P，使電流表指針指在中央零刻度處。用刻度尺測量P點兩邊電阻絲的長度L1、L2，得。
此方法的好處也是沒有系統誤差。
*“定值電阻分壓法”測電阻
在如圖所示的電路中，R0是電阻箱，V1是待測內阻的電壓表，V2是另一只電壓表，R是滑動變阻器。試根據此電路，設計出測定電壓表V1內阻Rx的實驗步驟，并寫出由實驗數據表示Rx的表達式。
解：讀出電阻箱的示數R0；讀出電壓表V1、V2的對應示數U1、U2。根據串聯電路電壓和電阻成正比，可得：
此方法的好處也是沒有系統誤差。
2008屆高三物理專題六 [物理實驗總復習（力學部分）參考答案
例題答案例1解：⑴2.98cm ⑵6.170cm ⑶1.052cm
例2解：⑴0.641mm ⑵10.294mm
例3解：①2.00m/s2（用逐差法或圖象法求。）②1.21m/s
例4解：⑴根據實驗數據在坐標紙上描出的點，基本上在同一條直線上。可以判定F和l間是一次函數關系。畫一條直線，使盡可能多的點落在這條直線上，不在直線上的點均勻地分布在直線兩側。該圖線跟橫軸交點的橫坐標表示彈簧的原長。
⑵圖線的物理意義是表明彈簧的彈力大小和彈簧伸長量大小成正比。由可得k=26N/m。
例5解：⑴2.5N和4.0N ⑵4.7N（注意平行四邊形中的實線、虛線的區別和箭頭、標度、單位。）
例6解：最遠的C點一定是被碰小球的落點，碰后入射小球的速度將減小，因此選B；由于被碰小球是放在斜槽末端的，因此被碰小球飛出后入射小球才可能從斜槽末端飛出，兩小球不可能同時落地；由動量守恒得m1(OB= m1(OA+m2(OC，選D。答案是BD。
例7解：小球的初速度，因此初動能，帶入A、B、C三點的數據后得：Ek1=0.0596J，Ek2=0.0594J，Ek3=0.0591J，因此初動能的平均值為Ek=0.0594J（不能先求x、y的平均值帶入。）
例8解：⑴OC，15.70；⑵1.22m，1.20m，大于，v是實際速度，因為有摩擦生熱，減少的重力勢能一部分轉化為內能。
例9解：錯誤的是②，因為L和T之間不是一次函數的關系。偶然誤差最小的是④，因為偶然誤差總是有時偏大有時偏小。而描點后畫線時要求盡可能多的點在該直線上，其余點盡可能均衡地分布在該直線兩側，實際上是把偶然誤差減小到最小了。
例10解：⑴B（擺長應從懸點到大理石塊的質心）、C（擺角太大，不能看作簡諧運動）、F（必須先分別求和各組L和T值對應的g，再取所求得的各個g的平均值）。
⑵小。
設兩次實驗中擺線長分別為L1、L2，對應的周期分別為T1、T2，石塊質心到M點的距離為x，由和可解得
力學實驗練習題答案
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內測量爪、外測量爪、深度尺；⑵b、c、b、a；⑶π(D2H-d2h)/4 4.⑴①測砧，②測微螺桿，③固定刻度，④可動刻度，⑤旋鈕，⑥微調旋鈕；⑵⑤，⑥，保護儀器，保證測量結果準確。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區間內 ⑶1∶1（提示：設重物和小車的質量分別為m1、m2，繩的拉力為F1，小車的下滑分力和摩擦力之和為F2，第一階段m1g-F2=(m1+m2)a1，第二階段F2=m2a2） 8.⑴AC ⑵2.98，13.20 ⑶圖略 ⑷0.18，4.8（提示：由，兩邊同除以t便得到該圖象的函數解析式，是t的一次函數，因此圖線在縱軸上的截距的物理意義就是v0，圖線的斜率就是a/2。） 9.⑴6，可忽略 ⑵h，m和h，且m h不變 ⑶滑動摩擦力，arcsin0.58，0.27（提示：上滑、下滑位移大小均為 0.64m，時間分別為0.4s和0.6s，由得上滑、下滑加速度大小分別為a1=8m/s2和a2=3.6m/s2，再由牛頓第二定律得a1=g(sinθ+μco sθ)和a2=g(sinθ-μco sθ)，可解得θ和μ）

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