北京高等考试物理实验要点

北京市高中物理实验必考要点

一、研究匀变速直线运动

二、探究弹力与弹簧伸长的关系

F= k x = k (l-l0) 下图为准确实验时的图像形成上图的原因：当未悬挂砝码时，由于弹簧自

重

的影响，造成弹簧的形变

三、验证平行四边形定则

记录:结点O的位置

两测力计的示数F1、F2

测量两测力计拉力的方向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。A

F1

F2

F′

F

O

结点O 的位置。 记录 两测力计的示数F 1、F 2。 两测力计所示拉力的方向。

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。 减小误差的方法:

a ．测力计使用前要校准零点。

b ．弹簧伸长方向和所测拉力方向应一致，并与木板平行.

c ．两个分力和合力都应尽可能大些.

d ．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.

e ．两个分力间的夹角不宜过大或过小，一般取600~1200为宜 四、验证牛顿第二定律

1.原理：

平衡摩擦力：适当垫高长木板不带滑轮的一端，使小车刚好匀速下滑。 用细绳将砂桶(质量为m)和小车连成一个整体，连接体做匀加速直线运动。 根据牛顿第二定律：

整体：mg=（M+m ）a 小车：T=Ma=

M

m mg

1 ，当m 《M 时, 即小车的合外力近似为砂

和砂桶的重力mg 。 2．实验条件: a ．平衡摩擦力：

纸带 打点计时器

b．只有小车和码砝的质量之和（M）远远大于砂和砂桶的总质量(m)时,小车的合力才近似等于砂和砂桶的重力mg.

3．主要测量量：小车的质量(包括砝码)M；砂和砂桶的总持量m.；纸带上相邻计数点间的位移S1、S2、S3

4．数据处理：逐差法求加速度:

5．实验结果分析：图线法：M一定时，a—F图线；F一定时，a—

M

1图线。

在实验中某人得不出当小车的质量一定时加速度a与作用力F成正比的正确图线，而是得出下列图线（图1-6）。请分别说出得到（A ）、（B）、（C）三种图的原因。

分析与解答

（A）图的原因是：平衡摩擦力过度。从图中可以看出，图线在纵轴上的截距为一正值，表示外力作用为零时，已经有了加速度。这是因为垫木太厚，造成小车在自身下滑力作用下向下滑动所造成。

（B）图的原因是：平衡摩擦力不足。因为图线在横轴上的截距为一正值，表示外加作用力已经为某一值时小车的加速度仍为零，这意味着摩擦力还要一部分拉力来平衡。

（C）图的原因是：没有满足M>>m这个条件。由图可知，当作用力较大时，图线向下偏，这表示a的值偏小。我们知道（C）图横轴的F实际是砂和砂桶的总重力mg，而纵轴的a则由实际的力T=Mmg/（m+M）来决定，当拉力越大时，mg与T的偏离也越大，这是造成图（C）的原因。

五、研究平抛运动

考点：

1、h=1/2gt2 x=v0t

2、Y2—y1=aT2

图7-22

图7

P

P

P

坐标

木

斜槽轨

图6

T V x 0=

注意事项：

1.斜槽末端水平，木板竖直

2.小球从同一高度释放

3.球心位置记作抛出点

4.测量工具：刻度尺（不用秒表） 注意：斜槽不要求光滑

如没有记录抛出点，用?s =aT 2求时间 六、探究动能定理 平衡摩擦力

橡皮筋做功分别为W 、2W 、3W 、…… 分析W-v ，W-v 2，W-v 3……图像得2

W v ∝

注：也可应用验证牛顿第二定律装置。 七、验证机械能守恒定律

方法1：（有抛出点）

方法2：（无抛出点）22

211122

mg h mv mv ?=

- ●

●

●

● ●

●

● M

N

x M

x N

x MN

打点计时器

纸带

橡皮筋

电火花

计时器

铁夹

重锤 纸带 图1

图2

0 cm 1

2

3

4

5

6 7

8

9 10

11

12

O A

B C D E F G

减小摩擦力：选质量大体积小的重锤

纸带限拉孔在同一竖线上

测量工具：打点计时器、刻度尺（不需要天平）

1．原理：物体做自由落体运动，根据机械能守恒定律有：mgh=1/2mv2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功，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。

c.实验操作关键：先合上电源，再松开纸带。

d.减小误差，重锤应适当大一些。

八、验证动量守恒定律

两球体积相同，m1>m2

变m1v0= m1v1+ m2v2为

m1OP= m10M+ m2ON

M 球1

球2

测量工具：刻度尺、天平

注：分清各球落点

1．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

ON-----m2以V2/ 平抛时的水平射程

验证的表达式：m1OP=m1OM+m2ON

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 (m1 > m2)

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．水平射程

5．易错易混步骤：

a．调节轨道末端切线水平，

b．落点位置的确定：以每次实验的落点为参考，作一尽可能小的圆，将10次落点围在里面，圆心就

是落点的平均位置，我们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。 九、用单摆测定重力加速度 绳：细、轻且不易伸长的线 球：小、重的金属球

计时：摆球通过最低位置时开始计时，

从同一方向通过最低位置进行计数，计数从“零”开始。 求g ：计算和图像

误差分析：用测量值与真实值比较

1.实验目的：用单摆测定当地的重力加速度。

2.实验原理：g=4π2L/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100。

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：摆长:L=摆线长+摆球的半径。

e ．周期的计算: T =t/n . 做30～50次全振动的时间除以总次数，得到1个周期的时间，用这种方法可以减小测量误差.

1 1T

2 2T n nT T=t ／ｎ

1 1 1／2T

2 1T n nT ／2 T=2t ／ｎ

0 1 2 1 0T 2 1T ／2 n （n-1）T ／2 T=2t ／ｎ-1

1 2 3

1 0T

2 1T n （n-1）T T=t ／ｎ-1

1 2

5.数据处理方法：

1）公式法:将测得的摆长L 和周期T 代入公式g =4π2L/T 2 即可求出当地的重力加速度的值，为了减小误差，可以改变摆长，测量周期，得到g 1、g 2、g 3，然后求平均值.

2）图象法：画出T 2-L 图象通过求“斜率k=4π2/g ”确定g （误差小）；也可画出L - T 2图象通过求“斜率k=g/4π2”确定g （误差小）；

3、测量结果精确度：1.适当加长摆线2. 单摆偏离平衡位置的角度不能太大

4、误差分析：

g 偏大：测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间t 记为了n 次全振动的时间，并由计算式T=t/n

求得周期

g 偏小： 测量摆长时，把摆线的长度当成了摆长或漏记小球半径

摆线上端未牢固地固定于O 点，振动中出现松动，使摆线越摆越长（相当于摆长变短）.

电学基础： 1、测量电路的选择

7-29

伏安法测量电路有两种：安培表内接法和外接法，如图甲所示，内接法适于测大电阻，如图7-29乙所示外接法适于测小

电阻。（大内小外） 有三种选择两种测量电路方法

⑴直接比较法：当Rx>>R A 用内接法；当R x <

⑵临界值计算法：

当V A R R Rx >用内接法，当V A R R Rx <用外接法。 ⑶测试判断法：当R x 、R A 、R V 大约值都不清楚就用测试判断法。

如图7-30所示，将单刀双掷开关S 分别接触a 点和b 点，若看到安培表示数

变化比伏特表示数变化大，则说明伏特表分流影响较大，应该选内接法；若伏 特表示数变化比安培表示数变化大，则说明安培表分压影响较大，应该选外接法。 (4)误差分析：大内大，小外小

图7-29

图7-30

２．控制电路的选择

⑴限流式：如图7-31甲，触头P开始应置于A端使电路阻值最大。

⑵分压式：图7-31乙所示，为确保安全，触头P应滑至A端，即开始负载电压处于最小。

电路选择原则：1、零起必分压2滑小必分压3、滑大可限流，烧表必分压

十、测定金属的电阻率

考点：

1.安培表外接法

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

十一、描绘小灯泡的伏安特性曲线

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。

考点：

A

V

R

R x

V

A

S

图7-31

0.2

0.4

0.6

I/A

1.电流表外接（因R 灯小）

2.滑动变阻器分压（U 从0调起）。

3.灯丝电阻率随温度的升高而增大 注：分清U -I 图和I-U 图 滑变分压式的实物图连法

十二、把电流表改装成电压表(串大电阻)(g x g R R I U +=) 电流表改装电流表（并小电阻）

电流表改装成电压表(串大电阻)(g x g R R I U +=) 电流表改装电流表（并小电阻x g g g R I I R I )(-=） 半偏法：R 远大于R 1，r G 比实际偏小 校表：滑变分压式连接（从零调起） 十三、测定电源的电动势和内阻 原理：E =U +Ir 电压表的位置

不要将I 调得过大，选小量程 注意：坐标轴是否从零开始

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：ε、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ε测和内电阻的测量值r 测均小于真实值

A

V

I

U O

E

r=│k │

R

G V G R

R 1 S S 2

5.延伸：其他方法：1）安阻法：2）伏阻法：

共同点：必须知道两个定值电阻的阻值，所以器材中用变阻箱（不能使用滑动变阻器）或两个已知电阻。

器材电压表、电流表、

滑动变阻器

电流表、电阻箱电压表、电阻箱

电路

原理E=U1+I1r

E=U2+I2r E=I1（R1+r）

E=I2（R2+r）

E=U1+U1r/R1

E=U2+U2r/R2

数

据

处

理

（1）多次测量求平均值

（2）图象法

6.数据处理方法：1）根据闭合电路欧姆定律列方程求（误差大）2）图象法：画出U-I图象，斜率的绝

对值为r,纵截距为E （误差小）；描出的点不完全在同一直线上，作图时要使直线尽可能多的通过一些点，并使不在直线上的各点分布在直线两侧，数目大致相等，个别点偏离过大则舍去.

7注意：

①纵坐标U不从零开始时，图像与横轴的交点不表示短路电流；

②计算电源内阻时，要在直线上任取两个相距较远的点，用r=⊿U/⊿I来计算电池的内阻r.

十四、多用表的使用

考点

1.欧姆表电流红入黑出

2.使用先机械调零，欧姆表换挡欧姆调零

3.测电阻时，电阻要与电源和其他元件断开

4.读数时要乘以被率，不估读

5.指针偏转较小，示数较大，换高档位

6.用完，开关置OFF挡或交流电压最高档

十五、示波器的使用

水平、竖直位移旋钮；

调节图像水平、竖直方向的位置 X 、Y 增益旋钮；

调节图像水平、竖直方向的幅度 注：原理很重要，类比沙摆实验 十六、传感器的简单应用

热敏电阻电阻率随温度的升高而减小。 光敏电阻电阻率随光照强度的增大而减小 注：容器式传感器改变的是哪个量 十七、测定玻璃的折射率 选厚、宽的玻璃砖 每侧两枚大头针间距大些 入射角不能太小和太大 实验过程中不要移动玻璃砖

分析误差时，画出实验光路与实际光路比较 考点：误差分析

甲：不变 乙：偏小 丙：不变 十八、用双缝干涉测定光的波长

丙

a 甲

乙

a a b

b

b

a ′ a ′ a ′

b ′

b ′

b ′

图

x

O

y M

A

P 1 P 2

P 3 B C

a a

A

B

图7

甲

A 位置

B 位置 丙

乙

10

20

11 12 13 cm 0

10

20

11

12

13

cm

顺序：光源、滤光片、单缝、双缝、光屏

原理：λ

d

L

x=

?x?为相邻两明纹间距

调节元件中心均在遮光筒的中心轴线上

单、双缝平行且竖直，线状灯丝平行单缝

注：数清条纹个数，计算注意单位

十九、读数

（１）、刻度尺：最小刻度1mm，估读到0.1mm

例：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．

答案：1.00，1.40，1.84，2.26，2.67；

（2）、游标卡尺：

1、构造和用途：测厚度，外径

2、读数：主尺+游标

游标卡尺（mm）

精度

mm

测量结果（游标尺上第n个格与主尺上

的某刻线对正时）mm 刻度格数刻度长度每小格与1mm的

差

10 9 0.1 0.1 主尺读数（mm）+0.1*n（mm）

20 19 0.05 0.05 主尺读数（mm）+0.05*n（mm）

图

4 5 5 0 0

35

40 50 49 0.02 0.02 主尺读数（mm ）+0.02*n （mm ）

2．游标卡尺的读数：主尺最小分度是1mm ，则图中三个卡尺的读数为：

甲图中的游标是10分度，则读数为 mm ；乙图中的游标是20分度，则读数为 mm ；

丙图中的游标是50分度，则读数为 mm 。

答案：29.8，102.35，8.30。

（３）螺旋测微器（千分尺）：估读到0.001mm

1、 构造

2、读数（mm ）=固定刻度d 读数(mm)+0.01*格数

3．螺旋测微器的读数：图中甲为 mm ；乙为 mm ，丙为 mm 。

甲

乙 丙

甲

丙

10

11

12

cm

1

2

4

5

6

7

8

9

10

3

3 0 1 2

4

5

6

7

8

9 0

1

2

1

2

A

B

答案：0.900，8.600，8.480

（５）秒表

秒表的读数分两部分：小圈内表示分，每小格表示0.5 分钟；大圈内表示秒，最小刻度为0.1秒。当分针在前0.5分内时，秒针在0~30秒内读数；

当分针在后0.5分内时，秒针在30~60秒内读数或者分针多读0.5分秒针在秒针在0~30秒内读数。（秒表不估读）以下秒表读数：99.8秒

测电阻的其它方法

等效法测Rx：2、等效法测Rv：半偏法测Rv：伏安法测Rv：

3、半偏法测Rg

4、已知内阻的电流表可当作电压表用：已知内阻的电压表可当作电流表用：