高中物理实验大全(修正版)

实验

第一节：仪器的使用

?误差与有效数字

1、误差：测量的数值与真实值的差异称为误差。误差分系统误差和偶然误差两种。系统误

差是指仪器本身不精确或实验方法粗略或实验原理不完善而产生的。它使测量值要么都偏大要么都偏小。比如在安培表内接法测电阻时，测量值总是比真实值大，这就是实验原理不完善而产生的。而偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被侧量物的影响而产生的，它有时偏大有时偏小，而且偏大和偏小的概率是相同的，我们可以多进行测量几次取平均值来解决这类问题。

2、有效数字：用毫米刻度尺量书本时，量得长度为184.2mm，最末一位字2是估计出

来的，是不可靠数字，但仍然有意义，仍要写出来。这种带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字。有效数字中，数2.7、2.70、2.700的含义是不同的，它们分别代表二位、三位、四位有效数字，数2.7表示最末一位数这7是不可靠的，而数2.70和

2.700则表示最末一位数字0是不可靠的，因此，小数最后的0是有意义的，不能随便

舍去或添加。但是，小数的第一个非零数字前面的零是用来表示小数点位置的，不是有效数字，例如，0.92、0.085、0.0063都是两位有效数字，大的数目，如36500Kｍ，如果是三位有效数字，就写成3.65×104Kｍ。在物理实验中有估读要求的仪器（如螺旋测微器）一定要有估读。实际计算时取二到三位有效数字即可。注意在平时的估算题中，了解有效数字的计算规则是有好处的：它们是（1）有效数字与别的数相加减、相乘除，

所得的结果是不可靠的（2）计算结果只能保留一位不可靠数字，

常用仪器的使用

1、 要估读的仪器

中学阶段对仪器的估读，一般来讲，就是把最小刻度十等分，对于最小刻度是以1结尾的，

应估读到最小刻度的1／10位，比如米尺的最小刻度是1mm ，就要估读到0.1 mm 。对于最

小刻度是以2、5等数字结尾的，方法较杂，可以把最小刻度十等分，观察指针指在第几等

分，就是第几等分乘上最小刻度的1／10，不过最后数字肯定是2或5的倍数；不过也有就

估读到最小刻度这一位上的。我认为为防止出错，同学们可以统一使用把最小刻度十等分这

种方法。常用仪器中要估读的仪器有刻度尺、螺旋测微器、天平、弹簧秤、温度表、电流表、

电压表、多用电表。

（1） 螺旋测微器：螺旋测微器(又叫千分尺)是比游标卡尺更精密的测长度的工

具．用它测长度可以准确到0.01毫米．这是因为测微螺杆前进或后退0.5毫米．可

动刻度正好转一周，而一周分成50等分，每一等分表示0.01毫米，所以能精

确到0.01毫米，但要估计到毫米的千分位。在使用时，在测微螺杆快靠近被测

物体时，应停止使用旋钮，改用微调旋钮．这样就不致在测微螺杆和被测物体

间产生过大的压力，既可以使测量结果精确，又可以保

护螺旋测微器．螺旋测微器读数时先读固定部分露出的

部分，这部分与一般刻度尺差不多，但多了个半毫米的

刻度，再读可动的螺旋部分的刻度，要估计一位，并乘

上0.01ｍｍ，二者相加就行。左图螺旋测微器的读数为

0.5ｍｍ＋40.0×0.01ｍｍ＝0.900ｍｍ

（2） 电压表与电流表：这是分别用来测电压和电流的仪器，电流表常用的量程有0.6A 和3A 两个量程，而电

压表常用的量程有3V 和15V 两种量

程。当然选择量程要考虑安全性与准

确性相结合的原则，不是量程越大越

好。如果实验过程中指针所指的最大

位置不到三分之一，说明量程选的太

大了。比如一个用电器得到的最大电

压是4V ，那么我们应选用3V 量程的档位，也许有同学认为不安全了，其实电

路中有滑动变阻器的保护不会损坏电表的，这样的话测量电压就准确多了。另

电压或电流的的电阻而已。若电表的内阻知道了，电表还可以反串使用，即电

压表可以知道流过自已的电流，而电流表可以知加在自已上面的电压。使用时

外部的电源正极要接电表的“＋”极，外部电源的负极要接电表的“－”极。

读数要参考有效数字的要求，如上图电压表（3V 档）读数为2.50V 或2.51V ，

而电流表（0.6A 档）的读数为0.320A （如果向右再偏一点可读0.322不可读作

0.321）或0.32A 。

（3） 多用电表：它一般可测交流电压（用符号“～”表示），、直流电压、直流电

流（用符号“—”表示）和电阻四样，它的电阻刻度是不均匀的，而且左边是

最大的，右边是0，这与电流和电压表的标法相反。测量前，应先检查表针是

否停在左端的“0”位置，否则，要用小螺丝刀轻轻地转动表盘下边中间的调整

定位螺丝，使指针指零。万用表有两根测试笔，将红表笔和黑表笔分别插入正

（＋）、负（－）测试笔插孔测量时，应把选择开关旋到相应的项目和量程上。

读数时，要看跟选择开关的挡位相应的刻度。

A)测量电流时，跟电流表一样，应把万用表串联在被测电路里；对于直流电，还

必须使电流从红表笔流进万用表，从黑表笔流出来。

B)测量电压时，跟电压表一样，应把万用表和被测部分并联；对于直流电，必须

用红表笔接电势较高的点，用黑表

笔接电势较低的点。

C)测量电阻时，在选择好选择开关的

挡位后（它常见有×1、×10、×

100、×1K四档，以指针指在当中

为最佳），要先把两根表笔相接触，

调整欧姆挡的调零旋钮，使指针指

在电阻刻度的零位上（注意，电阻

刻度的零位在表盘的右端）。然后

再把两表笔分别与待测电阻的两

+ 端相接，进行测量（别忘了读数要

乘上档位）。换用欧姆挡的另一量

程时，需要重新调整欧姆挡的调零

旋钮，才能进行测量。应当注意，

测量电阻时待测电阻要跟别的元

件和电源断开。测量时，注意手不

要碰到表笔的金属触针，以保证安全和测量的准确；使用后，要把表笔从测试

笔插孔拔出，并且不要把选择开关置于欧姆挡，以防电池漏电；长期不使用时，

应把电池取出。一这要特别注意的是红表笔内接电源的负极，而黑表笔内接电

源的正极，即测电阻时电流是从黑表笔流出的，这对判定未知元件是二极管还

是电阻有重要作用。

2、不要估读的仪器：不用估读的仪器有游标卡尺（其实也要估读，只是高中段

不要求）、秒表、电阻箱。

（1）游标卡尺：游标卡尺是比较精密的测量长度的仪器，它可测外径（下测脚）、内径（上测脚）与深度（窄片）。用它来测量长度可以准确到0.1mm（游标10等分）、

0.05mm（游标20等分，总长19 mm）和0.02mm（游标50等分，总长49 mm）。

对精度为0.1 mm

的游标尺而言，游

标尺上有10个小

的等分刻度，它们

的总长等于9毫

米．因此游标尺的

每一分度比主尺

的最小分度相差

0.1毫米．精度就

2010255015

025******* 0

510

是0.1 mm 。在测量大于1毫米的长度时，整的毫米数由主尺上读出，十分之几毫

米从游标上读出．例如，如第一幅图所示的被测的长度就.2.9厘米＋8×0.1毫米＝

2.98厘米(8是精确的)。第二幅图这个游标尺是50个刻度的，精度是0.01mm 的，

仔细观察可知，目前的读数是52mm ＋6×0.02mm=52.12 mm

（2） 秒表：机械秒表使用前要上发条，不同秒表使用方

法不同。老式秒表第

一次按压，秒表开始记时；第二次按压，

指针停止走动，秒表

此时显出两次按表之间的时间；第三次

按压，指针均回零刻

度处。秒表外面大刻

度显示的是秒针的刻度，每圈是30秒，

内部小圆是分针的刻度，每格是1分种，中间有一小格显示半分种的位置。在所测

时间超过0.5分时，0.5分的整数部分由分针读出，不足0.5分的部分由秒针读出，

总时间为两针读数之和，右图中分针的读数1.5分，就是90秒，秒针的读数为11.2

秒，不需要估读，共是101.2秒。 （3） 电阻箱：电阻箱有插入式和开关式(又叫筒式)两种，下面左图中的是插入式电阻箱，

这里的铜塞起短路作用，如果把3、5两个铜塞拔起，电流就必须通过4欧姆与6

欧姆两个电阻，则该电阻箱的电阻值是10欧姆。

右图中就是

开关式电阻

箱，它的读数

应该是各开

关上旋转后

与指针对应的数字乘上

相应的量程再相加就成。比如此图中的电阻大小就是1×1000＋4×100＋0×10＋3×1＝1403（Ω）。另外电阻箱的调节很有讲究，

无论从小阻值调到大阻值还是从大阻值调到小阻值都要先让电阻变大再变小，这样

可以有效防止短路。比如要从目前的阻值变为900欧姆，先不要急着把1000档的旋

扭转到0位，因为这样电阻一下子从1403欧变为403欧，电流突然增加也许会超过

限度，所以应先把100档的旋扭调至9，使电阻先变为1903欧，再变为900欧，这

样会安全多了。

3、 打点计时器的使用：打点计时器分电磁打点计时和电火花打点计时器，在接50Hz 交

流电时，它们都是每0.02秒打一点的，不过电火花打点计时器使用的是220V 交流电源，

用二条纸带拉（一条上有点），而电磁打点计时器使用低压（4～6V ）交流电源，用一条

纸带拉。这是用来配合运动学公式间接测速度与加速度的这是一种计时仪器。下面是使

用时要注意的方面：

A) 要先打点后拉动纸条

B) 不能用直流电源

C) 振针过长会使点迹出现拖痕，过短会使点迹不清

D) 纸带上出现的是计时点，若每5个计时点取1点，取来的这些点叫计数点。此时计

数点的时间间隔为0.1秒。

变速直线运动的纸带

上任意选取几个连续

计数点0、1、2、3、4、

5 ……．用尺量出相邻计数点间的 距离

S 1，S 2，S 3，S 4……，再算出相邻的距离之差△S 1=S 2-S 1，△S 2=S 3-S 2，△S 3=S 4-S 3……，由于在

匀变速直线运中某段时间内的平均速度就等于中间时刻的瞬时速度，所以有相应1号点的速

度T s s v 2211+=，2号点的速度为T

s s v 2322+=，这里的T 是指两计数点间的时间间隔。其它点的速度依次类推……至于加速度用公式2

T s a ?=，这里的△S 就是上面的△S 1、△S 2……，再取平均值。当然为了精确起见，我们主要采用21413T s s a -=

、22523T s s a -=……等遂差法手段求加速度再取平均值，比如我们假设上面这图中的计数点是每5个计时点取一个记数点

的，同量测得s １＝5.18 cm ，ｓ２＝4.40 cm ，ｓ３＝3.62cm ，ｓ４＝2.78 cm ，ｓ５＝2.00 cm ，

ｓ６＝1.22 cm.则相邻两记数点间的时间间隔为0.1ｓ.物体的加速度大小为0.80m/s ２，当然

正在做减速运动，打点计时器打记数点3时，物体的速度

大小0.32m/S 。注意一定要防止用at v +=0计算速度，

因为一般而言，第一个计数点并不是速度为0的点。

4、 滑动变阻器的使用：它有四个接头，实际上只有

三个有用，如图C 、D 是同一点，它是靠改变电阻丝

的长度来达到改变电阻大小的，在电路中起限制电流安全保护和调节电压与电流的作用，它常用有两种接

法，分别叫分压法和限流法（下面有详细介绍）。所谓

限流法是指上接一个（C 、D 当中接一个），下接一个

（A 、B 当中接一个）。而分压法是三个接头都要用的，

下面两个接头连电源，上面取一个接头和用电器相连

再与下面一个接头相连。使用滑动变阻器之前，要弄

清楚它的最大电阻值和允许通过的最大电流值．使用

时任何一部位都不得超过允许通过的最大电流值另外还要正确连入电路．滑动变阻器的

选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情

况下，还要考虑阻值大小对实验操作中是否调节方便的影响。注意不要接成固定电阻（把

电路两端分别接到A 、B ）或接成短路（把电路两端分别接到C 、D ），也要防止损伤电

阻丝表面的绝缘层，以免造成匝间短路

配套练习

1. 图中，游标卡尺甲的读数是________，乙的读是________。

2.读出螺旋测微器的读数： ⑴读数为________mm 。⑵读数为__________m 。

3. 下图为电压表和电流表示意图，指针位置如图所示。

⑴若使用的是0-3V 量程，读数为________V 。若使用的是0-15V 量程，读数为________V 。

⑵若使用的是0-0.6A 量程，读数为________V 。若使用的是0-3A 量程，读数为________V 。

4.天平在使用前必须进行调节，包括调节底座水平和调节横梁水平。在调节______水平前，

必须把游码移到左端零刻线处。在某次测量中，达到平衡时，

右盘中砝码总质量为28g ，游码位置如上图，则被测物体质量为_________g 。

5.在研究匀变速直线运动实验中，在打点计时器打下的纸带上，每5个点取一个计数点，如

图ABCDE 所示。所用交流电的频率为50H Z 。用刻度尺量得A 到B 、C 、D 、E 各点的距离

依次为：1.23cm 、3.71cm 、7.44cm 和12.42cm ，那么该匀变速直线运动的加速度的大小为

_______m/s 2，图中D 点对应的速度大小为________m/s （答案都保留3位有效数字）。

6、用多用电表的欧姆挡测电阻和电压时，下列操作正确的是： [ ]

A.测阻值约为150Ω的电阻，应选用R ×100Ω挡

B.用R ×10Ω档测电阻时如果指针偏转太小，应改用R ×100Ω档，调零后再测

C.用直流电压表测电池电压时，应将黑表笔接电池正极，红表笔接电池负极

D.多用电表用完后，应将选择开关拨到OFF

或直流电压最高挡 7、右图是一个瓶盖形的有底的中空圆柱形

工件，要求用游标卡尺测量其体积。工件的

内径、外径、高和孔深分别用d 、D 、H 、h

表示，它们应依次用游标卡尺的_______、

_______、_______、_______部分来测量。体积的表达式为V=__________

8、右图是示波器面板，左上图是一个信号源。⑴若要观测此信号源发出的正弦交流信号的

波形的应将信号源的a 端与示波器面板上的______接线柱相连，b 端_____

接线柱相连。⑵0

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 mg

A B C D E

0 120 1 2 3 外测量内测量

深度

0 1 2 3 0 5 10 15 V 0 0.2 0.4 0.6 0 1 2 3

若示波

器显示

a b

的输入

波形如

左下图

所示，

要将波

形上

移，应

调节面

板上的

______

____旋

钮；要

使此波形横向展宽，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、某人用万表按正确步骤测量一电阻阻

值，指针指示位置如右图，则这电阻阻值

是________。如果要用这万用表测量一个

约200Ω的电阻，为了使测量比较精确，

选择开关应选的欧姆档是________。

10、用电阻为3000Ω的电压表和内阻为10Ω的电流表测电阻，在上图的甲、乙两种情况下，电压表的示数都是60V，电流表的示数都是0.2A，则R1的测量值为____Ω，真实值是____Ω，R2的测量值为____Ω，真实值是____Ω。

11、有“用单摆测定重力加速度”的实验中：

如果某同学用秒表记录下单摆做40次全振动

所用时间，秒表示数如图所示，则这单摆的振

动周期是________s。

12、练习使用打点计时器实验中，关于计数点

间时间间隔，下列说法中正确的是

(A)每隔4个点取一个计数点，则计数点间的

时间间隔为0.10s

(B)每隔4个点取一个计数点，则计数点间的

时间间隔为0.08s

(C)每隔5个点取一个计数点，则计数点间的

时间间隔为0.10s

(D)每隔5个点取一个计数点，则计数点间的

时间间隔为1.00s

答案：1、51．62mm 109．3mm2、⑴2.17，10.8；⑵0.16、0.81 3、1.25、6.24、

横梁、28.47 5、1.25、0.436 6、B 7、内测量爪 ，外测量爪 ，外测量爪 ，深度尺 ()h d H D V 2

24-=π 8、.⑴Y 输入，地 ⑵6，X 增益，扫描范围和扫描微调。9、1200Ω；×10Ω 10、00 290 300 333 11、2.57 12、BC

第二节：分组实验

分组实验原理与仪器

每个学生分组实验都有自己的实验原理，理解并掌握好这些实验原理，可以触类旁通，用于今后设计其它的没做过的实验。至于实验仪器，也不必去死记，一来记不住，二来实在没必要。其实实验仪器很好处理的，同学们先回顾一下实验的装置，画个草图，把草图上的仪器写出来，草图上没有的仪器都是些测量仪器，看看本实验要哪些数据要测量，而这些数据各要什么测量工具，这样就行了。下面我们介绍部分实验的原理与仪器。其它类推。 1、 验证牛顿第二定律＊：

原理：验证ａ与F 成正比，ａ与ｍ成反比

（1） 用控制变量法处理ａ、F 、ｍ三者关系，先让ｍ不变，改变F 测ａ如何变；然后

让F 不变，改变ｍ看ａ如何变。

（2） 用遂差法处理纸带的点，求出ａ

（3） 用图像法处理数据，针对ａ与ｍ成反比，在设计坐标轴时，建立ａ－1／ｍ的坐

标轴，若描出的点的连线是直线证明ａ与ｍ成反比。

（4） 实验时为减少误差，用抬高木板一端方式以重力下滑分力抵消摩擦力，以砂与

砂桶的质量远小于小车的质量使砂与砂桶的重力约等于绳子的拉力。

仪器：

（1） 回忆实验时情景，画个草图，上有打点计时器、低压交流电源、纸带、复

写纸、导线、附有滑轮的长木板、小车、砂和砂桶；

（2） 而在数据测量时要用到天平、若干砝码、刻度尺。

2、 动量守恒的验证:

原理：验证碰撞时的动量守恒，碰前一球先静止则有m 1v 1=m 1v 1/+m 2v 2/

（1） 用平抛方法测水平速度，借等效替代法用水平射程代替速度（因为空中飞行的

时间一样）

OP-----m 1以v 1平抛时的水平射程

OM----m 1以v 1’平抛时的水平射程

O ‘N-----m 2以V 2’ 平抛时的水平射程

验证的表达式：m 1OP=m 1OM+m 2O /N

（2）用描迹法得到落点，同样情况做10次，用最小的圆把它们圈起来，取圆心为平均落点。

仪器：

（1） 回忆实验时情景，画个草图，上有斜槽、重锤、白纸、复写纸、入射小球、被碰小

球、

（2） 而在数据测量时要用到米尺、游标卡尺、刻度尺、圆规、天平。

3、 用单摆测定重力加速度：

原理：用公式g=224T L

测当地的重力加速度

（1） 用米尺测线长，用游标尺测小球直径，摆长是线长加直径的一半

（2） 用累积法多测几次全振动的时间（比如30次或50次），然后用测得的时间除上振动

的次数就是振动一次的时间。可减少误差。

（3） 改变线长，再重复几次测ｇ，最后用平均值法测ｇ

仪器：

（1） 回忆实验时情景，画个草图，上有长约1m 的细线、小铁球、铁架台

（2） 而在数据测量时要用到米尺、游标卡尺、秒表

4、 用油膜法测量分子的大小

原理：利用油酸分子C 17H 33COOH 的特性，它分两部分，一部分即C 17H 33不受水的吸引，而另一部分COOH 它对水有很强的亲和力。。当一滴经过苯（酒精）稀释的油酸滴到水面上时，油酸就在水面上散开形成一个油膜，而苯会挥发。其中C 17O 33冒出水面，而COOH 却留在水中，所以油酸分子是直立在水面上的，只要知道油酸体积和相应水面上的面积就行了。

（1）0.1毫升的纯油酸在水面上要形成80至90平方米的区域，所以必须用量要少，而太少却不利于测量准确，所以用稀释法处理，经过苯（酒精）稀释后，一滴溶液的体积可知，而所含的极少量油酸体积也可计算得到。

（2）一滴溶液的体积仍难测定，所以先测1毫升的溶液经滴定管能滴几滴，通过此法可知一滴溶液的体积。

（3）油膜面积测量是个难点，因为它的形状是不规则的，可用格子法算面积，就是把油膜形状画出来，用坐标纸（1大格是1平方厘米）计算轮廓中正方形格数，不足一格的用互补方法去处理来研究面积。

仪器：

（1） 回忆实验时情景，画个草图，上有浅盘、有机玻璃、容量瓶、苯（酒精）、油酸、

水、粉笔灰（石膏粉、痱子粉）

（2） 量面积时要用到坐标纸、水彩笔；量体积用到滴定管

5、 用伏特表和安培表测电源的电动势和内电阻：

原理：用伏特表测路端电压、用安培表测总电流，两次数据代入闭合电路欧姆定律解方程可得。

（1） 采用如图电路（此电路测电动势和内电都 有误差但不大），如果把安培表放在电源边的主

干路上，测的内阻实际上是安培表内阻与电源内阻之和，误差太大。

（2） 用安培表和伏特表测出两组以上电流和路端

电压，再用闭合电路的欧姆定律ε=U 1＋I 1r 、ε=U 2＋I 2r 来求出电动势和内电阻

（3） 可多测几组数据再取平均值法，也可用作图法求ε、r 。

（4） 实验的U 值不宜过小（否则内压太大烧毁电源），在用作图法时纵坐标U 的

起点可以不要从零开始。

仪器：画出电路图，找出相应的仪器如电源、电键、导线、伏特表、安培表、滑动变阻器。

实验步骤与注意事项

1、实验步骤的处理：实验步骤不要死记，仔细体会所有学生实验的步骤，可以把一个实验

步骤分成三大块，第一块是准备工作，这主要是安装调试仪器和测量那些只需一次性测量的物理量；第二块是具体实验操作过程；最后一块是数据处理过程。如果给我们一个被打乱的实验步骤，让我们重新正确排序，我们可以给每个步骤前标上它属于哪一块，再根据这一块的合理操作过程排序。当然平时一些重要的实

验规则是必须遵守的，比如对于打点计时器是先打点后动纸

带及对于多用电表欧姆档每换档一次就要重新调零一次等

等。下面看一个典型例子：

碰撞中的动量守恒：

1)用天平测出2个小球质量ｍ1、ｍ2，和直径ｄ（一

次性测量量）

2)安装好实验装置，斜槽固定在桌边，并使末端水

平，并调节装置使两小球等高（安装调试仪器）

3)在地上铺白纸，白纸上放复写纸（安装调试仪器）

4)在白纸上记下重垂线的位置O，表示入射球的位置。（一次性测量量）

5)先不放被碰球，让入射球ｍ1从斜槽上某一固定高度多次滚下，用尺可能小的

圆把它们圈起来，圆心就作为落点P。（具体实验操作过程）

6)把被碰小球放在小支柱上，让入射球从斜槽上同一固定高度多次滚下发生碰

撞，用上面同样方法标出入射球ｍ1的落地点M和被碰球ｍ2的落地点N。（具

体实验操作过程）

7)用刻度尺量出线段OM、OP、ON。（具体实验操作过程）

8)算出ｍ1×OP与ｍ2×（ON－ｄ）＋ｍ1×OM看两者在实验误差范围内是否

相等（数据处理过程）

2、注意事项：为了让实验准确与安全，我们在具体操作时有许多要注意的方面

（1）互成角度的两个共点力的合成

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)在同一次实验中，橡皮条拉长的结点O位置一定要相同

D)两个分力间的夹角不宜过大或过小,一般取600---1200为宜.

（2）测定匀变速直线运动的加速度

A)去掉前面几个不稳定的计时点

B)在无法知第一个计算点的速度是否为0时。不可用V＝ａｔ计算速度

C)先打点后拉纸带

（3）验证牛顿第二定律＊

A)平衡摩擦力时，应取下砂和砂桶，使细线不受拉力

B)实验前要调整滑轮的高度使拉小车的细线与木板平行

C)小车和码砝的质量之和必须远远大于砂和砂桶的总质量

D)小车开始释放时应尽量靠近打点记时器，而且先通电再放小车

（4）动量守恒的验证

A)入射小球的质量要大于被碰小球的质量

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

F)实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变

（5）研究平抛物体的运动

A)固定白纸的木板要竖直

B)斜槽未端要切线水平，要在白纸上准确记下槽口位置

C)小球每次从槽上同一位置由静止滑下

（6）验证机械能守恒定律

A)打点计时器应该竖直固定在铁架台，纸带也应竖直悬挂，

B)纸带上最初两点间的距离约为2毫米最佳

C)不必测重锤的质量，但重锤越重越好

D)先合上电源，再松开纸带

（7）用单摆测定重力加速度

A)小球摆动时，最大偏角应小于100

B)小球应在竖直面内振动，不要转成圆锥摆

C)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

（8）电场中等势线的描绘

A)这不是真的静电场，而是电流场模拟

B)只能用灵敏电流计，不能用量程太大的安培表

C)从下到上依次铺放白纸、复写纸、导电纸

D)导电纸的导电面应朝上，电极与导电纸的相对位置不要改变

（9）测定金属的电阻率

A)此金属丝电阻较小，用安培表外接法

B)测L时应测接入电路的电阻丝的有效长度

C)闭合开关前，应把滑动变阻器的滑动触头置于使电路处于最安全位置

D)电流不宜过大，防止升温

（10）用伏特表和安培表测电源的电动势和内电阻

A)电路应采用安培表和滑动变阻器串联后与伏特表并联

B)闭合开关前，应把滑动变阻器的滑动触头置于使电阻最大处

（11）测定玻璃的折射率

A)玻璃砖两个界面不平行，不影响实验测定

B)插大头针要垂直纸面；入射角一般300—600之间

C)在确定光路时，两枚大头针不宜插得太近

（13）探索弹力和弹簧伸长的关系

A)实验前应并不知道弹力和弹簧伸长的长度的关系

B)应研究弹力与弹簧长度、弹簧伸长的长度的一次或二次函数关系，从中找

出有或无规律来。

（14）用油膜法估测分子的大小

A)粉笔粉要均匀散在水面上

B)滴定管中下降1毫升有几滴要数清

（15）传感器的简单应用

测热敏电阻时应在其温度稳定时再测

（16）描绘小电珠的伏安特性曲线

A) 合上开关前，应调节滑动变阻器，使小电珠的电压为0，自然要用分压法

B) 调节过程中不要超过额定功率和电表量程

C) 小电珠的电阻太小，用安培表外接法

（17） 把电流表改装为电压表

A) 测内电阻时，干路上的滑动变阻器的电阻要比支路上的电阻箱的电阻大得

多

B) 测内电阻时，合上开关前，干路上的滑动变阻器的电阻置于最大处

（18） 练习使用示波器

A) 亮度不要太大，光点不应长期停留在一点上，以免烧坏荧光屏

B) 打开电源时，预热1－2分钟

C) 输入电压不要太大。以免损害仪器

（19） 用双缝干涉测光的波长

为减少误差，测相邻两条明（暗）纹间距ΔX 时不直测，而是测出ｎ条明（暗）

纹的间距ｄ，取平均值ΔX ＝ｄ／（ｎ－1）

（20）用多用电表探索黑箱内的电学元件

A) 每次换档必须重新电阻调零

B) 选择合适的倍率档，使指针在中值电阻附近时误差较小

C) 测电阻前，必须把待测电阻同其它电路断开，不能用两手同时握住两表笔

金属部分测电阻。

D) 测量电阻时，若指针偏角过小，应换倍率较大的档进行测量；若指针偏角

过大，应换倍率较小的档进行测量。

E) 测完电阻，要拔出表笔，并把选择开关置于“OFF ”档或交流电压最高档

典型例题

⑴实验误差分系统误差和偶然误差两种。该实验的系统误差主要是由___________________引起的。用画U-I 图线求电动势和内阻的优点在于可以尽量减小实

验的_______误差。

⑵在下面给出的U-I 坐标系中用给出的数据画出U-I

图线（横、纵坐标的起点已经规定好），从图象中可以

发现该同学记录的第____组数据有误。

⑶求得电动势E=____V ，内阻r=___Ω。（均保留2位

有效数字）。

分析与解：⑴电压表的分流作用，偶然

⑵（图象见右），3

⑶1.5 ，1.8 。

0.20 0 1.0U/V

I/1.50 I/

例2：某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，每次都测出相应的弹簧总长度，

⑴试根据这些实验数据在坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F 跟弹簧总长L 和伸长的长度X 之间的函数关系图线，比较它们之间的区别。。

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?

分析与解答：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 间是不过原点的一次函数关系，但与X 却

是正比例函数。F 跟弹簧总长L 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x F k ??=可得k =100N/m 。

例3：在用电流场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.6V 的交流电源

B.6V 的直流电源

C.100V 的直流电源

D.量程0～0.5V ，零刻度在刻度盘中央的电压表

E.量程0～300μA ，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①____，②_____，③______。

在实验中，按下电键，接通电路。若一个探针与基准点O 接触，另一探针已分别在基准点O 的两侧找到了实验所需要的某点a 。则当此探针与a 点接触时，电表的指针应________（填“偏左”、“指零”、“偏右”）。

解答：模拟静电场描绘电场等势线的实验要求的电压为6V 的直流电，所以器材应选电源B 。根据实验原理电表必须要灵敏，所以应选电流表E 。实验所需放置的顺序是导电线、复写纸、白纸。由于a 点是实验所需要的点，由实验原理可知，当探针与a 点接触时，电流表指针应为零。

配套练习

1、用多用电表测电阻时，若选择“×100”的欧姆档测量发现（ ）

A 、 指针指在电阻刻度较靠近0Ω的某刻度线上，则应换用“×k ”的欧姆档测量

B 、 指针指在电阻刻度较靠近0Ω的某刻度线上，则应换“×10”或“×1”欧姆档测量

C 、 指针指在电阻刻度较靠近∝的某刻度线上，则应换用“×1k ”的欧姆档测量

D 、 针指在电阻刻度较靠近∝的某刻度线上，则应换用“×10”或“×1”的欧姆档测量

2、在验证牛顿第二定律的实验中，当作用力一定时，加速度与质量关系的实验中，以下做法错误的是（）

A、平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细线通过定滑轮系在小车上

B、每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

C、实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源

3、在用电流场模拟静电场描绘电场中等势线的实验中，所用的器材除了木板、白纸、复写纸、圆柱形电极、导线、电池、电键外，还必须有、和.

4、用伏安法测定两节干电池组成的电源的电动势ε和内电阻r。实验中共测出五组数据，

1 2 3 4 5

U（V）2．80 2．60 2．50 2．20 2．00

I（A）0．48 0．80 1．00 1．60 1．96

动触头的位置。

（2）在图中作U－I图线，根据图线求出：电动势ε＝________V，内电阻r＝________ 。（3）若考虑电流表、电压表内阻对测量结果的影响，则ε测________ε真。

5、用落体法验证机械能守恒定律，下面哪些测量工具是必需的？( )

(A)天平(B)弹簧秤(C)刻度尺(D)秒表

（2）图是实验中得到的一条纸带。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g＝9．80m／s2，测得所用重物的质量为1．00kg，纸带上第0、1两点间距离接近2mm，A、B、C、D是连续打出的四个点，它们到O点的距离如图所示，则由图中数据可知，重物由O点运动到C点，重力势能的减少量小于________J，动能的增加量等于________J（取三位有效数字）。

动能增量小于重力势能的减少量的原因主要是_________________________

6、有“用单摆测定重力加速度”的实验中：

有如下器材可供选用，你认为应选用的器材的序号是________ 。

(A)约1m长的细线(B)约0．3m长的细线

(C)约0．8m长的粗线(D)直径约1cm实心铁球

(E)直径约1cm的实心木球(F)毫米刻度尺

(G)游标卡尺(H)螺旋测微器

(I)秒表(J)手表(K)铁架台

7、甲乙两个学生分别按课本的实验步骤做“验证牛顿第

二运动定律”实验时，各自得到如图甲乙所示的两图线，

对出现甲乙两图线原因的解释以下说法正确的是

(A)出现图甲这种情况的原因可能是因为带滑轮的木板

倾角过大，平衡摩擦过分所造成

(B)出现图乙这种情况的原因可能是没有接通电源，让小车拖着纸带做匀速运动

(C)出现图乙这种情况的原因可能是没有事先

平衡摩擦

(D)出现图甲这种情况的原因可能是没有事先

平衡摩擦

8、如图所示为某人所安装的“验证牛顿第二

定律”的实验装置。在图示状态下，他开始做

实验，该人在装置和操作上的主要错误是：

____________________

9、在“验证牛顿第二定律”的实验中，图为实

验装置示意图。

（1）除图中所示仪器外，还需要下列哪些仪器？

( )

(A)秒表(B)天平

(C)带毫米刻度的刻度尺(D)弹簧测力计

(E)低压直流电源(F)低压交流电源

（2）为了保证实验验证的条件和减小误差，以

下哪些措施是必要的？( )

(A)将木板一端垫高，使之与水平方向有一倾角使小车不受拉力时恰能在板上做匀速运动

(B)每次改变小车的质量后，都要做平衡摩擦力的工作

(C)尽量使沙与沙桶的总质量比小车质量小很多

(D)同一条件下分打几条纸带

10、练习用万用电表测电阻的实验

有关欧姆表的使用和连接，下列说法中正确的是（）

(A)黑表笔与表内电源正极相连，红表笔与表内电源负极相连

(B)测电阻时，表针偏转角度越大，所测电阻越小

(C)两表笔短接调零时，指针不能指在零位，可在读数时将原来的阻值扣除

(D)读出表面指示数值，即得测量值

11、在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20kΩ，

电流表的内阻约为10Ω，选择能够尽量减小误差的电路图接线进

行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图所示。

（1）根据各点表示的数据描出I－U图线，由此求得该电阻的阻

值R x为____Ω（保留两位有效数字）；

（2）画出此实验的电路原理图。

12、图所示为测量电源电动势ε和内电阻r的电路图.图中R1和R2为阻值已知的定值电阻、

由于没有考虑安培表的电阻、因此测定的结果与真实值比较，

（A ）ε和r 都不准确； （B ）ε准确、r 偏小；

（C ）ε偏小、r 准确； （D ）ε准确、r 偏大；

（E ）ε偏大、r 准确。

13、测定玻璃的折射率的实验

在测定玻璃的折射率时，实验步骤如下所述，请你在空白处填入

适当文字，并按正确顺序排列为____（各步骤中的文字符号的

意义见图）

(A)用____量出入射角β和折射角γ，从三角函数表中查出它

们的正弦值，将这些数据记入表格中；(B)用图钉把白纸钉在

平木板上，在白纸上画一直线aa ′作为________，通过aa ′

上的一点O 画出________NN ′，并画一条线段AO 作为

________然后把玻璃砖在白纸上，使它的长边跟aa ′对齐，

画出玻璃砖的另一表面bb ′；(C)移去大头针和玻璃砖，过P 3P 4引一直线O ′B ，连接OO ′就是____光线的方向； (D)用同样的方法求出入射角是30°、45°、60°、75°时的折射角，查出正弦值并记入表中；(E)在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P 1P 2，透过玻璃砖观察大头针的像，直到P 1的像________，再在观察的这一边插上大头针P 3P 4，使

P 4挡住________，记下________的位置；(F)用公式________算出不同入

射角时的折射率，看是否近于一个常数，求出几次实验中测得的n 的平

均值

14、甲、乙两同学做《测定玻璃折射率》实验.甲同学将所画bb ′界面向

下偏离了一小角度，如图中的b ′b 1.乙同学则向下平移了一小段，如图中

b 1b 2.其他操作步骤都正确，则他们测出的玻璃砖折射率与真实值比较n

甲________n 真，n 乙________n 真.

15、做“验证动量守恒定律”

（1）为了避免碰撞后入射的小球反弹到斜槽上，而引起系统误差，入射小球的质量m 1与被撞小球的质量m 2的关系是m 1_____于m 2。两小球大小相等，直径已量出为d 。

（2）为了保证入射小球水平抛出，必须调整斜槽，使________。

（3）现提供以下实验步骤：

（A ）确定铅锤对应点O

（B ）不放m 2，让m 1从斜槽滚下，确定它落地点的位置P （地上有复写纸白纸）

（C ）放m 2于立柱上，让m 1从斜槽滚下，与m 2正碰后，确定m 1，m 2落地点的位置M ，N

（D ）量OM 、OP 、ON

（E ）看ON m OM m 21+与OP m 1是否相等，以验证动量守恒定律

指出上述步骤的不完善之处。答：________________。

16、杨氏双缝干涉实验中，设置单缝的目的是：

(A)使得作为光源的双缝都是由它形成的相干光源；(B)控制光的强度；

(C)控制光的照射范围；(D)使光先发生衍射。

17、今有一段镍铬合金电阻丝，阻值约为3Ω，要测出此电阻丝的电阻率，可供选择的实验

器材如下：

（A ）量程为15V 、内阻15k Ω的电压表；

（B ）量程为3V 、内阻3k Ω的电压表；

（C ）量程为3A 、内阻0.05Ω的电流表；

（D ）量程为0.6A ，内阻0.2Ω的电流表；

（E ）20Ω的滑线变阻器；

（F ）3V 的干电池组；

（G ）6V 的蓄电池；

（H ）电键、导线若干。

（1）实验中应选用的器材是 ，还需要的器材有 。 （2）在方框中画出你所设计的实验电路图。

（3）实验中应测量的物理量有 ，由此得出电阻率计算式ρ=

18、某同学在做"验证机械能守恒定律"的实验时，不慎将一条选择好的纸带的前面部分损坏了，剩下的一段纸带上各点间的距离，他测出并标在纸带上，如图10-10所示。已知打点计时器的周期为 0.02s ，重力加速度g=9.8m/s 2。利用纸带说明重锤通过2、5两点时机械能守恒。

19、在做用油膜法估测分子大小的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为n ,，又用滴管测得每N 滴这种酒精油酸的总体积为V ,，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a

的正方形小格的纸上(如右图)测得油膜占有的小正方形个数

为m 。

⑴用以上字母表示油酸分子的大小d 。

⑵从右图中数得油膜占有的小正方形个数为m =______。

20、）图中为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线

条较粗且模糊不清的波形。

（1）若要增大显示波形的亮度，应调节 旋钮。

（2）若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节 旋钮。

（3）若要将波形曲线调至屏中央，应调节 与 旋钮。

21、（12分）在《测定玻璃砖的折射率》的实验中：

（1）有两位同学各设计了一个记录表格，而且都已完成了计算，

根据他们设计的表格所反应的信息，判断他们论证做得是否正确。

甲同学设计的表格是：

次数

入射解i sini 折射角r sinr n n 1

30° 0.55 20.9° 0.357 1.40 1.40 2

45° 0.707 30.5° 0.508 1.39 3 60° 0.866 38.0° 0.616 1.41 乙同学设计的表格是：

2832364044cm

次数123角平均值正弦值n

入射角i30°45°60°45°0.707 1.42

折射角20.9°30.5°38.0°28.8°0.497答：上述二位同学做得正确的是_______________。

（填甲或乙）

（2）如图16所示，某平行玻璃砖的厚度为L，现测

得该玻璃砖拆射率为n=3，若光线从上表面射人时的入

射角 =60，求光线从下表面射出时相对于入射光线的侧

移d。

22、.在“验证机械能守恒”的实验中,下列出了A、B、C、D、E、F、G、Ｈ共八个实验步骤，请按合理顺序将这些步骤的编号填写在下面空格中：

A.取出纸带, 在纸带上不同部位选取五个点，测出纸带上这些点跟第一

个点的距离,d1d2d3……

B.把求得的数据填写在自己设计的表格里

C.接通电源,松开纸带让重物自由下落

D.,利用公式计算重物在这五个点所对应时刻的即时速度

E.查出当地的g值,算出动能和相应减少的重力势力能mgh n看看它们是否

相等

F.让纸带穿过打点计时器

G.用手提着纸带,使重物静止在靠近打点计时器处

H.把重物固定在纸带上

(1) H ,(2) F ,(3) G ,(4)C ,

(5)A,(6) B ,(7)D,(8)E.

答案：1、BC2、A、C、D3、导电纸，探针，灵敏电流计4、（1）见图.

（2）见图

3．00V 0．50

Ω（3）＜5、

(1)C （2）

7．62 7．56 重

物下落时受到空气

阻力和打点针与纸

带间的阻力作用。 6、A D F G I K 7、ACD 8、①长木板右端未垫高以平衡摩擦力②电源应改用6伏交流电源③牵引小车的细线不与木板平行 ④开始实验时,小车离打点计时器太远 9、（1）B C F （2）A C D 10、AB 11、（1）2.4×103（2.3×103或2.5×103）（2）见图

12、D 13、BECADF ，量角器，玻璃

砖的上表面，法线，入射光线，玻璃

砖内的折射，被P 2的像挡住，P 3和P 2、

P 1的像，P 3、P 4，γαsin sin =n 14、＜, ＜ 15、（1）大 （2）出口水平 （3）B 、C 两步骤都应是：让m 1从同一位置由静止释放，重复10次，……确定m 1(m 2)落地点的平均位置

E 步骤应是看：)(21d ON m OM m -+…… 16、A 17、（1）BDEFH ；米尺 螺旋测微器

（2）如图（3）I 、u 、d 、L ，ρ=π2d 2u/4LI 18、计算知 ΔE K =1.03J ΔE P =-1.06J ΔE K +ΔE P =0，

机械能守恒。 19、⑴N ma nV d 2=； ⑵58 20、．（1）辉度（或写为 ） （2）聚焦（或写为○）垂直位移（或写为↑↓）水平位移

（或写为→←）

21、（1）甲 （2）没光从空气进入玻璃时的折射角γ，则

γ

θ=

sin sin n （2分） 即?=γ=γ3021

sin 所以光线的侧移距离)(cos L d γ-θγ=

∴

L d 33= 22、(1)H(2)F (3)G(4)C (5)A(6)B (7)D （8)E

第三节：实验方法与设计型实验

重要实验方法与思路

1、 安培表内接法与外接法：要想精确测量电阻，选用好的实验方法很重要，如果电压

表或电流表都是理想化电表，两种方法都能准确地测量出电阻的大小，但如果电压表和电流表都有电阻，选择好的方法能大大减少误差。下面我们以伏特表内阻为R V ，安培表内阻为R A ，待测电阻为R X 。待测电阻R X 的测量值为R 测＝U 测／I 测。准确度取决于电压表与电流表读数。

V

A

3、分压法与限流法：为保证用电器的安全以及读数的精确性，滑动变阻器有两种接法，

它们各有优缺点，选用哪种接法很有讲究，以安全第一、准确第二、能耗小第三的顺序考虑问题，这是高考实验考察的重点内容。下面我们假设用电器电阻为R X，滑动变阻器的最大电阻为R，电源电动势为ε，内电阻为ｒ。