2009年北京市海淀区教师进修学校专家物理实验复习
文档属性
| 名称 | 2009年北京市海淀区教师进修学校专家物理实验复习 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2009-04-26 05:55:00 | ||
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文档简介
物理实验复习
一、北京高考理综物理实验题回顾
二、《考试说明》物理实验知识内容表及要求
三、“理综”物理实验能力要求分析
四、学生实验复习
五、演示实验
六、实验复习要点归纳
七、设计性实验
一、北京理综物理实验题回顾
’04年：（等效替代测安培表内阻：连路；读数；选保护电阻；调节设计。）
22．（18分）为了测定电流表A1的内阻，采用如图1所示的电路。
其中：A1是待测电流表，量程为300μA，内阻约为100Ω；
A2是标准电流表，量程是200μA；
Rl是电阻箱，阻值范围0－999.9Ω；
R2是滑动变阻器；
R3是保护电阻；
E是电池组，电动势为4V，内阻不计；
S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关。
（1）根据电路图1，请在图2中画出连线，将器材连接成实验电路。
（2）连接好电路，将开关S2扳到接点a处，接通开关S1，调整滑动变阻器R2使电流表A2的读数是150μA；然后将开关S2扳到接点b处，保持R2不变，调节电阻箱R2，使A2的读数仍为150μA。若此时电阻箱各旋钮的位置如图3所示，电阻箱R1的阻值是 86.3 Ω，则待测电流表A1的内阻Rg＝ 86.3 Ω。
（3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全。在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3。应选用： B （填写阻值相应的字母）。
A．200kΩ B．20kΩ C．15kΩ D．20Ω
（4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用。既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器 C （填写阻值相应的字母）是最佳选择。
A．1kΩ B．5kΩ C．10kΩ D．25kΩ
’05年：（多用电表探黑箱：Ω表操作；读Ω表；实验结论判断。）
22．（18分）“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5所示。
（1）第一步测量结果表明盒内 不存在电源
（2）图6示出了图5[1]和图5[2]中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是 1200 Ω；图7示出了图5[3]中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是 500 Ω。
（3）请在图8的接线柱间，用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。
（4）一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图9所示。如果把图9中ef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 c 接线柱，f 端应连接到 a 接线柱。
’06年：（①游标卡尺读数；②小灯伏安特性：选器材；数据分析。）
21．（18分）
（1）游标为20分度（测量值可准确到0.05mm）的卡尺示数如图1所示。两测脚间狭缝的宽度为 0.15 mm。用激光照射该狭缝，在屏上出现衍射条纹，如果减小狭缝的宽度，衍射条纹的宽度将变 宽 。
（2）某同学用图2所示电路，测绘标有“3.8V，0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化图像。
① 除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：
电流表：A1（量程100mA，内阻约2Ω）；
A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω）；
电压表：V1（量程5V，内阻约5kΩ）；
V2（量程15V，内阻约15kΩ）；
滑动变阻器：R1（阻值范围0～10Ω）；
R2（阻值范围0～2kΩ）；；
电源：E1（电动势为1.5V，内阻约为0.2Ω）；
E2（电动势为4V，内阻约为0.04Ω））。
为了调节方便，测量准确实验中应选用电流表 A2 ，电压表 V1 ，滑动变阻器 R1 ，电源 E2 。（填器材的符号）
② 根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如图3所示。由图像可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为 1.5 Ω；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为 11.5 Ω，灯泡实际消耗的功率为 0.78 W。
③ 根据R-U图象，可确定小灯泡消耗电功率P于外电压U的关系。符合该关系的示意图是下列图中的 A 。
’07年：（①射线管；②纸带研究：选器材；读数据；处理数据；实验结论。）
21．（18分）
（1）图1是电子射线管示意图。接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是 B 。（填选项代号）
A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向
B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向
C．加一电场，电场方向沿z轴负方向
D．加一电场，电场方向沿y轴正方向
（2）某同学用图2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3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，分别计作：S1、S2、S3……S6。
d．通过测量计算，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：
① 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 A 和 C 。（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
② 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点所对位置如图4所示，则S2= 2.97~2.99 cm，S5= 13.19~13.21 cm。
③ 该同学在图5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。
④ 根据-t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0= 0.16~0.20 m/s；它在斜面上运动的加速度a= 4.50~5.10 m/s2；
’08年：（①示波器调节；②研究弹簧：读数据；处理数据；分析误差；结论。）
21．（18分）（1）用示波器观察某交流信号时，在显示屏上显示出一个完整的波形，如图。经下列四组操作之一，使该信号显示出两个完整波形，且波形幅度增大。此组操作是 C （填选项前的字母）
A．调整X增益旋钮和竖直位移旋钮
B．调整X增益旋钮和扫描微调旋钮
C．调整扫描微调旋钮和Y增益旋钮
D．调整水平位移旋钮和Y增益旋钮
（2）某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，并使弹簧的另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0；弹簧下端挂一个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2；……；弹簧下端挂七个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L7。
① 下表记录的是该同学已测出的6个数值，其中有两个数值在纪录时有误。它们的代表符号分别是 L5 和 L6 。
代表符号 L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7
刻度数值/cm 1.70 3.40 5.10 6.85 8.60 10.3 12.1 14.05
② 实验中，L3和L7两个数值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。
③ 为充分利用测量数据，该同学将测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算了三个差值：d1=L4-L0=6.90cm，d2=L5-L1=6.90cm，d3=L6-L2=7.00cm.请你给出第四个差值d4= L7-L3 = 7.20 cm.
④ 根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量ΔL。ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子为：ΔL=，代入数据解得ΔL= 1.75 cm。
⑤ 计算弹簧的劲度系数k= 28.0 N/m（g取9.8m/s2）
2004-2008 五年北京高考实验题分析
’04 等效替代测安培表内阻：连路；读数；选保护电阻；调节电路设计。
’05 多用电表探黑箱：Ω挡使用；读Ω表；实验操作；实验结果的分析判断。
’06 ①游标卡尺读数；②小灯伏安特性：选器材；数据分析。
’07 ①射线管；②纸带研究：选器材；读数据；处理数据；实验结论。
’08 ①示波器调节；②研究弹簧：读数据；处理数据；分析误差；结论。
1．占全卷总分中 18分
2．’06年后确立“一大一小”、填空题形式
考察《说明》中的基本实验
“一大”：19个学生实验之一
“一小”：演示实验或基本实验仪器的使用
3．全面考察实验要求的基本内容
考察《说明》中对物理实验能力的要求：（5能、2会）
例如：’06：游标卡尺读数——“会使用仪器”
’07：逐差法——“会处理实验数据”
’08：两个测量值填入记录——“会记录实验数据”
代表符号 L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7
刻度数值/cm 1.70 3.40 5.10 6.85 8.60 10.3 12.1 14.05
4．实验考察内容“不受”知识点限制
例如：’05考察“用多用电表探索黑箱内的电学元件”
’07考察“探究弹力和弹簧伸长的关系”
5．具有探究意识
近年考察的都是探究性实验
例如：’06：P-U 图像； ’07：--t 图像
“高考领先于课改”，现在这种考试形式不会有大的变化
6．出题人是做过实验的
数据真实（测量误差、有效数字…）
考察实验过程中产生的问题
7．对高考实验复习的警示：抓基本！
抓住《说明》中的19个基本学生实验，不能忽视任一实验
（ *“被逼无奈”； **是否在“躲”？）
抓住重点演示实验
落实基本能力要求
二、《考试说明》物理实验知识内容表及要求
学生实验共19个
实 验 说 明
1 长度的测量 1．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、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧测力计、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等2．要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差3．要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果。间接测量的有效数字运算不作要求
2 研究匀变速直线运动
3 探究弹力和弹簧伸长的关系
4 验证力的平行四边形定则
5 验证动量守恒定律
6 研究平抛物体的运动
7 验证机械能守恒定律
8 用单摆测定重力加速度
9 用油膜法估测分子的大小
10 用描迹法画出电场中平面上的等势线
11 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）
12 描绘小电珠的伏安特性曲线
13 把电流表改装为电压表
14 测定电源的电动势和内阻
15 用多用电表探索黑箱内的电学元件
16 练习使用示波器
17 传感器的简单应用
18 测定玻璃的折射率
19 用双缝干涉测光的波长
其中：
按知识：力学实验×8；电学实验×8；热学实验×1；光学实验×2。
按目的：测定性实验×7；研究性实验×9；验证性实验×3；
三、“理综”物理实验能力要求分析
《说明》中对物理实验能力的要求：
能独立完成‘物理知识内容表’中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论；能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题。
概括为：“5能、2会”
实验能力分析：
1．能明确实验目的，能理解实验原理和方法。
例1．“测定电源的电动势和内阻”——明确实验目的
① 是内接还是外接？② E实验
例2．“电场中等势线的描绘”：点电荷的等势线——明确实验方法（稳恒电流场模拟静电场）尤其验证性实验——明确实验目的
例3．’04：等效替代法测安培表内阻——明确实验方法
例4．验证规律：——明确实验方法
转化：利用平抛
实验原理：
留迹法；转换（测量量）法：
* 思路：物理定律实验原理证明
* “经典实验”中：一切测量最终转化为长度测量
2．能控制实验条件，会使用仪器。会调节、使用仪器，会处理实验安全问题。
——定零点、调水平、选量程、平衡摩擦、控制(倾)摆角…
例1．“用单摆测重力加速度”——控制实验条件
为满足实验原理成立，
① θ < 10o （以摆长L=1m，2A <30cm）；
② m大（—忽略阻力），体积小。
例2．滑动变阻器使用——控制实验条件
为满足调控要求：
（1）两端接法：RS=(2-5)×Rx；
范围有限：
保证电压表指针在表盘1/3-满偏
（2）三端接法：RS ~Rx，
保证电压U线性调节
*R’为触点左侧电阻
3．会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出合理的实验结论。
例1．“记录”——有效数字
① 从仪器上
② 从图表中
③ 多种方法“处理实验数据”——公式、表格、图像
例2．（’06 ②） 根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如图3所示。由图像可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为 1.5 Ω；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为 11.5 Ω，灯泡实际消耗的功率为 0.78 W。
③ 根据R-U图象，可确定小灯泡消耗电功率P于外电压U的关系。符合该关系的示意图是下列图中的 A 。
例3．“得出实验结论”
① 测量结果——误差分析
’07：④ 根据-t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0=
0.16~0.20 m/s；它在斜面上运动的加速度a= 4.50~5.10 m/s2；
* 数据挖掘能力
——“熬八宝粥”
4．能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题。
高考设计性实验主要在规定实验基础上：灵活运用学过的仪器、原理和方法，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题。
例题1．（’97）某电压表的内阻在20 kΩ~50 kΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列所选用的器材：
待测电压表V（量程3V）
电流表A1（量程200 A）
电流表A2（量程5mA）
电流表A3（量程0.6A）
滑动变阻器R（最大阻值1kΩ）
电源ε（电动势4 V） 电键Ｋ
（1）所提供的电流表中，应选用 （填写字母代号）。
（2）为了尽量减小误差，要求测多组数据。试在方框中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）。如图1所示。
解析：如图2所示，滑动变阻器有分压和限流两种接法。
若采用限流接法：电流表的满偏电流为ＡμA。电压表两端电压调节范围，以RV=20kΩ估算，电压调节范围3.8ＶＶ较小。
若采用分压接法时：输出电压调节范围在；电流调节范围。根据电压表的量程U =3V和其内阻RV ：20kΩ~50kΩ，可以算出其满偏电流的范围为60μA150μA较大。
电路设计主要任务和设计原则
（1）电路设计的主要任务是：从提供的仪器中，选择要用的仪器（RS、V、A）；选择量程；设计测量电路（内、外接法）；设计供电电路（分压、限流）。
（2）设计原则：
① 安全性原则：电路工作中V表A摆表不超量程，同时考虑表针在表盘2/3以上范围内摆动。电源E、滑动变阻器RS、待测电阻Rx不超过额定电流、额定功率。
② 误差小（便于操作）原则：变阻器调节时（用到大部分电阻线），V、A表指针在接近量程内大范围同步摆动，从而增加测量数据组数及有效数字位数，达到减小测量的偶然误差目的。
如：测量时V、A表指针尽可能偏转到满度的2/3以上；半值法用满度值；欧姆表指针尽可能在中间刻度。
例2．（‘96上海）如图1所示，P是一根表面均匀镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管（其长度l为50cm左右，直径D为10cm左右），镀膜材料的电阻率ρ已知，管的两端有导电箍MN。现给你米尺，电压表V，电流表A，电源，滑动变阻器R，电键
K和若干导线。请设计一个测定膜层厚度d的实验方案。
（1）实验中应测定的物理量是： l、D、U、I 。
（2）在虚框内用符号画出测定电路图。
（3）计算膜层厚度的公式：。
分析：
（1） ∵，，S=πDd。
镀膜层厚度（实验原理）：。
（2） 由实验原理，需测物理量有：镀膜长度l、陶瓷管直径D、电压U和电流I。
（3） 设计电路依据原则： ① 误差小——表外*接；② 安全——加保护电阻。（滑动变阻器限流）。如图所示。
（4）小电阻不宜用分压电路（*本题内、外接均可）；
例3．（‘01）一打点计时器固定在斜画上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图1所示。图2是打出的纸带的一段。
（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度a = ____________。
（2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有___________。用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f = ___________。
四、学生实验复习
（一）研究性实验
数据分析处理（基础）；探究的方法（研究的思想）；结论的得出；
1．“研究匀变速直线运动”
（此实验是“验证机械能守恒定律”实验基础）
（1）打点计时器：（电火花、电磁）
原理：打点一次/0.02s
使用：① 接6V（220V）交变电源；
② 观察打点情况（声音清脆或点迹清晰）
③ 放复写纸；
④ 穿纸带（顺畅减小摩擦）；
（2）打纸带
根据不同的实验目的，设计不同的实验过程
如：测动摩擦因数μ；验证机械能守恒；*验证牛顿第二定律…
（3）纸带数据处理：
① 利用纸带上的点痕迹确定物体的运动性质
等点距为匀速；
匀增点距时物体做匀加速运动；
匀减点距时物体做匀减速运动。
② 计算物体运动的加速度a
连续两个计数点
相隔N个计数点 。
加速度平均值
③ 计算物体在某一点的即时速度v
物体在一点的瞬时速度公式： v=
④ 研究性分析——图像分析
如：作v2-s图像
O A B C D E F …
x
s
v
v2
练习题．（’05广东）如图7所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是 0.86 m/s，小车运动的加速度计算表达式为a= ，加速度的大小是 0.64 m/s2。（计算结果保留两位有效数字）。
2．“研究平抛物体的运动”
（1）研（探）究性实验：
设计实验方案——学习控制变量的研究方法，获取两分运动信息；
研究处理实验数据——用 列表、归纳、图像…研究分运动关系。
（2）演示实验：（体现控制变量的研究方法；定性获得结论）
（3）学生实验方法（控制实验条件；获取实验数据）
（4）数据分析定量研究：（图像法及电脑的使用）
◆ 列表法处理数据
① 取x坐标：x1: x2: x3: x4…=1: 2: 3: 4…:n，
判断： y1: y2: y3: y4…=1: 4: 9:…:n2
Y1: Y2: Y3: Y4…=1: 3: 5:…:2n-1
ΔY=定值
从而判断小球竖直方向是自由落体运动
② 取y坐标：y1: y2: y3: y4…=1: 2: 3: 4…:n，
判断：x1: x2: x3: …=::::…:。
X1:X2:X3:…=:-1:-…:-
X1: X3: X5: …=1 : 1: 1: …
从而判断小球水平方向是匀速运动
◆ 得到经验公式（即，规律）（其中g取9.80m/s2）
① 图像，轨迹方程
② 计算v0值用：v0=xn
◆ 进一步应用经验公式解决问题（如：求v0）
① 根据公式求出小球的初速度，并计算其平均值。
② 绘y-x2图像，轨迹方程，斜率k=，。
③ 由ΔY=gT2，其中y2-y1=gT2，x=v0T得v0=x。
（5） 说明：① 实验复习中存在的问题：把丰富的实验内容变为只求初速度v0
② 实验复习不要变成习题课
3．“用多用电表探索黑箱内的电学元件”
（1）多用电表的使用。
① 机械零点：表笔短接，表针应停在左端零刻线上，否则用小螺丝刀轻轻转动表盘下边中间部位的调整螺丝，使表针指零。
② 使用电阻挡时，先选好倍率，原则是使测量时指针尽可能靠近刻度盘的中央位置。再欧姆调零，方法是把两表笔相接触，调整欧姆调零旋钮，使指针指在右端的电阻零刻线上。测电阻时，把两表笔分别与待测电阻两端相接。还应注意待测电阻要跟别的元件和电源断开，每换用欧姆挡的另一量程，或连续使用同一量程较长时间，都需要重新进行欧姆的调零。读数时，读出表盘上相应的刻度值乘以所选的倍率，才是被测电阻值。
③ 使用电压挡时，应使多用电表同用电器并联。测量直流电压时，还要让红表笔接在用电器电势较高的一端；
④ 使用电流挡时，要使多用表与用电器串联，且要让电流从红表笔流入，从黑表笔流出。
（2）探索黑箱内电路（如图1所示）
① 选择多用电表直流500V挡，测量黑箱任意两接线柱，若均有U=0，则箱内无电源。
② 用欧姆挡测A、C间正、反接电阻，若两次所测阻值相等，则表明A、C间只含有电阻
③ 用欧姆挡测A、B间正、反接电阻，若红表笔接A、黑表笔接B时所测阻值较小，而红表笔接B、黑表笔接A时所测阻值很大，表明A、B间有二极管，且A接线柱接二极管的负极，B接线柱接二极管的正极。
④ 用欧姆挡测B、C间正、反接电阻，若红表笔接B、黑表笔接C时所测阻值很大，当红、黑表笔对换，所测阻值较小，则B、C间有二极管，且B接线柱接二极管的正极。
（3）例题
用多用电表欧姆档（×100Ω）测试三只晶体二极管，其结果依次是如图所示，由图可知，图 乙 中的二极管是好的，该二极管的正极是 a 端。
分析解答：多用电表Ω档，黑表笔接电池的正极，红表笔接电池的负极。
实验中把正、负表笔依次交换接触二极管的正极和负极，若一次导通，另一次截止（即表针一次在“0Ω”附近，另一次在“∞”附近），则二极管是好的。
图乙中，二极管符合上述情况，图乙二极管是好的。且负表笔接触的是二极管的正极。
答案：乙；a。
练习题．（’03.春部分）根据试题要求填空或作图。
（1）图1为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为20－30Ω的定值电阻，测量的某些操作步骤如下：
① 调节可调部件 S ，使电表指针停在 左端的“0” 位置；
② 调节可调部件K，使它的尖端指向 Ω挡的×1 位置；
③ 将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件 T ，使电表指针指向 右端的“0” 位置。
（2）在用多用表测量另一电阻的阻值时，电表的读数如图2所示，该电阻的阻值为 20k Ω。
（二）测定性实验
突出：实验方法、控制实验条件、实验误差分析、处理数据方法
4．“用单摆测定重力加速度”
（1）原理：单摆（θ < 10o）简谐振动时，
其中：
∴
根据测量原理：
（2）选择测量仪器：米尺、秒表 及相关…
（3）安排以测量为中心的步骤：① 测量摆长L；② （倒计时）n次时
间t算周期T
（4）控制实验条件：① m大—忽略阻力；② 振幅：2A <30cm；③ 悬点
（5）误差：主要来自T、L测量，T的计算对误差传递影响大
（6）数据处理：公式；图象（曲化直思想）
注意：倒计时，摆球通过最低点掐表：“3、2、1、0、1、2、3…”
（从“1”开始计次，少计一次是错误）
内容次 t（30次）/s T/s L/m g/ms-2
1
2
3
4
ms-2
5．“测定玻璃的折射率”
（1）实验原理：n=
（2）实验仪器：
木板；玻璃砖；大头针；白纸；半圆仪；
刻度尺；三角板；铅笔等
（3）实验操作：
① 插针法观察像的遮盖
② 多次改变i，测相应r
（4）误差：
来源：大头针插点的位置；aa’、bb’、P1P2、P3P4诸线的粗细及方向
减小方法：P1、P2及P3、P4间距大些；aa’、bb’与玻璃表面一致
测量结果：多次测量取平均
=或=
（5）多种方法“处理实验数据”——公式、表格、图像
“测定玻璃的折射率”数据分析
i r (=) (=) …
10o20o30o40o50o60o70o80o 6.6o13.2o19.5o25.4o30.7o35.5o38.8o41.0o 1.521.521.541.571.631.701.801.95 0.174/0.115=1.510.324/0.228=1.500.500/0.334=1.500.643/0.429=1.500.766/0.511=1.500.866/0.579=1.500.940/0.627=1.500.985/0.656=1.50 0.176/0.116=1.520.364/0.253=1.550.577/0.354=1.570.839/0.475=1.771.192/0.594=2.011.732/0.713=2.432.747/0.804=3.425.671/0.869=6.53 2.303/1.887=1.222.996/2.580=1.163.401/2.970=1.153.689/3.235=1.143.912/3.424=1.144.094/3.564=1.154.248/3.658=1.164.382/3.714=1.18
* 利用对数坐标纸做 i-r 图像——化曲为直，探求rn=i的关系。
方法：插针法确定入射光与折射光光路，
原理：或（单位圆法）
误差来源：各线、面是否准确（界面、光线、法线、QQ’、PP’）
减小办法：
1、笔道细点
2、角度大些；针距大些
3、法线⊥aa’，圆半径画大些
4、多次测量取平均（不同角度）
思考题：在用插针法《测定玻璃的折射率》实验中，某同学正确在纸上画出玻璃砖界面aa’，但画出的界面bb’比实际位置偏高，如图所示。这样再正确使用插针法，测出的折射率将偏 大 （大小）。
如果画出的界面bb’比实际位置偏低呢？
练习题．如图8，画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直边与x轴重合，OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃得折射率。
某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y<0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应该采取的措施是 在白纸上画一条与+y轴夹角较小的直线OA，把大头针P1、P2竖直地插在直线OA上 。若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是 在y<0区域透过玻璃砖看到P1、P2的像，插上P3，恰能挡住P1、P2的像 。
若他已正确地测得了的α、β的值，则玻璃的折射率n=。
6．“用双缝干涉测光的波长”
（1）实验原理：Δx=λ→λ=Δx
（2）实验仪器：双缝干涉仪
测量头：
（3）注意：
① 测量n条明纹间距 Δx =；
*“n”条明纹与第“N”级明纹不同
② 光具摆放和调节：
光具顺序：白光源—滤光片—单缝—双缝—玻屏
共轴调节：主光轴等高；单、双缝平行（间距~10cm）
练习题．（’05天津）现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图9所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。
（1）将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、 E、D、B 、A。
（2）本实验的步骤有：
① 取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接遮光筒轴线把屏照亮；
② 按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；
③ 用米尺测量双缝到屏的距离；
④ 用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。
在操作步骤②时应注意 单缝和双缝间距5～10cm 和 使单缝与双缝平行 。
（3）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图10所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图11中手轮上的示数 13.870 mm，求得相邻亮纹的间距Δx为 2.310 mm。
（4）已知双缝间距d为2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ=，求得所测红光波长为 6.6×108 mm。
7．“用油膜法估测分子的大小”
实验目的：学习用估测分子直径的方法
实验仪器：① 盛水浅盘；② 画有方格的有机玻璃板，每个1cm2；③ 配置浓度油酸酒精溶液；④ 0.5ml滴管；⑤ 滑石粉（痱子粉代替）
实验原理：油酸滴在水面上时，形成一层单分子油膜。
测出一滴油酸溶液的体积V，用方格玻璃板测出油膜的面积S，估算出油酸分子的直径大小为d=ρ。
实验方法：
（1）估测一滴油酸的体积：
用滴管吸入（浓度为ρ）0.5ml油酸溶液，再均匀滴出，数出滴数n。
估算一滴油酸溶液纯油酸的体积为v0 =。
（2）估测油膜面积：
如图5所示。油膜面积为m2。
（3）估测油膜直径：
d==。其中ρ=，∴ d=（m）。
注意事项：
用0.5ml滴管数滴数n时，挤压皮囊的力度要均匀。可以数两次，取平均数（整数）。
练习题．在“用油膜法测分子大小”的实验中，已配制好油酸酒精溶液，其中油酸体积占溶液总体积的百分比为k。在量筒中滴入N滴油酸酒精溶液。读出总体积为V。现将一滴这样的溶液滴在水面上，其散开的油膜在带有方格的玻璃板上描绘的图形如图7所示。已知玻璃板上每小方格的长和宽均为a．由此计算油膜的面积为 26a2 ，油酸分子的直径为d=。
8．“测定电源的电动势和内阻” （*“研究闭合电路欧姆定律”）
测量都可以依据物理概念和物理规律，通过关系式转化为包含直接测量量的测量——替代法。
通过实验原理分析，掌握正确的实验方法，安排实验步骤、选择实验仪器、控制实验条件、分析实验误差…
（1）原理：闭合电路欧姆定律：
方法：“两态”法
由：
∴ ，
（2）原理电路，如图5
（3）误差：选外接电路，减小误差
（4）数据处理：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
U/V 1.00 1.50 1.80 2.10 2.40 2.60 2.90 3.25 3.50 3.75 4.00
I/A 0.32 0.28 0.25 0.22 0.20 0.18 0.16 0.12 0.09 0.08 0.04
…
① 由两组测量数据，用上述公式求得E、r
② 多次测量取平均
③ 画图，U轴截距为E，（亦为平均值）
（5）另法：
① 法：U断=E
② -R法：∵ ∴ ；
③ -R法：∵
∴ ；
（6）闭合电路研究
① 作图：U-I；-I；U-；UI-I；UI-U；UI-；-；…
② 即：U(I)=E-Ir； P=；
I(R)= =R+rR=E-r；
U(R)= =+r=E-1；
* 曲化直思想（控制变量） * 其中E、r为常量
* 提炼实验方法。
③ 图像分析
例如：（’06天津）（3）某研究性小组利用图1所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如图2所示的R-图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E= 3.1 V，R= 1.4 Ω。
练习题．给你一个电压表、一个电阻箱、开关及导线等，如何根据全电路欧姆定律测出一节旧干电池的电动势E和内电阻r的值。
（1）在下面虚线方框中画出实验电路图。
（2）测量原理式：E= ；r= 。
（3）实验过程中将电阻箱拨到45Ω时，电压表度数为0.90V，将电阻箱拨到图3（1）所示，电阻值 110 Ω时，电压表的读数由图3（2）所示为 1.10 V。
（4）根据以上实验数据可以算出该旧电池的电动势E = 1.46 V，内阻r = 0.72 Ω。
9．“测电阻丝的电阻率” （伏安法测ρ）
全面掌握：● 测量原理公式的分析
● 供电电路（分压；限流）
● 测量电路（内、外接法；量程选择）
● 电路连接（滑动头位置）
原理：∵、、——转换法
选择测量仪器：V、A表、米尺、千分尺；以及电源、导线、电键等必要仪器设备。
选择电路：（1）外接法
（2）电流不宜过大——电流热效应，短触
（3）亦可用分压电路
测量电阻方法的归纳
1．伏安法：原理：部分电路欧姆定律闭合电路欧姆定律。
2．电流法：需要标准电阻〔1〕半偏分流法〔2〕替代法
3．电压法：需要标准电阻（1〕比较法（2〕半值法
4．万用表欧姆档：原理：闭合电路欧姆定律。特点：非线性。电流表改装为欧姆表
替代法电路原理图如图6所示：
要测定待测电阻的阻值时，只有下列器材：电流表、电阻箱、单刀双掷开关（这种电键在掷刀a倒向b时ab接通，倒向c时ac接通）、待测电阻、电源、限流电阻。
操作步骤：
① 按照原理图连接实物。
② 电键a拨向b，接通待测电阻Rx的电路，再调节限流电阻使电流表示数为某值，记录此时电流表的示数且保持不变。
③ 再变换电键a拨向c，将电阻箱R接入电路，调节电阻箱，使两次测量的电流大小相同。
④ 电阻箱R与电阻Rx等效，R的值即为电阻Rx的值。
练习题．有一阻值在100Ω～200Ω之间，额定功率约为1/4W电阻，现用伏安法较准确地测定它的电阻值，实验室中备有以下部分仪器：
A．量程为50mA、内阻20Ω的电流表
B．量程为3A、内阻为0.01Ω的电流表
C．量程为5V、内阻为10kΩ的电压表
D．量程为10V、内阻为20kΩ的电压表
E．最大阻值为50Ω，额定电流2A的滑动变阻器
F．12V低压直流电源
G．电键、导线等
（1）为了保护电阻不被烧毁，实验中电阻两端电压应控制在 5 V以下，电压表应选择 C 。
（2）为了保护被测电阻，通过它的电流应控制在 35mA 以下。
（3）根据题意要求画出实验电路图。
（4）在图中．将各器材连成实验电路。
解析：
（1）选择量程：
∴V，∴Um<5V：选C表
∴mA，∴Im<16mA：选A表
（2）选择供电电路：
RS = Rx /2（RS = 50Ω；Rx =100Ω）∴选分压电路。
（3）选择测量电路：
Rx =100Ω≈3RA，RV =10kΩ = 100Rx，∴A表外接。
（三）验证性实验
验证性实验抓住要点：
① 明确实验目的（明确要验证什么）；
② 实验原理转换（推论）；
③ 实验方法的设计（等效方法）；
④ 掌握实验步骤（控制条件、减小误差）；
⑤ 如果在误差允许的范围内推论成立，表明所验证的规律成立。
10．“验证动量守恒定律”
验证：m1 > m2 ；一动一静水平对心正碰动量守恒
规律：
利用平抛转化：
实验原理：
实验步骤：如图
由实验原理出发，分析实验条件、实验误差、选择仪器、实验步骤…
槽口水平：（小球不滚动为准）
两小球的质量应满足条件：mA > mB
实验必须进行的测量：mA、mB、OP、OM、ON。
要用的仪器：天平、刻度尺、
实验步骤：…（略）
……
误差来源：
偶然：每次碰撞的偶然性——球圆否；轨道、环境（气流）
（炮弹不炸在同一个坑里）
系统：
（1）是否对心——r1 = r2；（有无支柱）
（2）出口水平：利用平抛——关键是等时
减小办法：
（1）多次测量取平均（右图）
（2）条件保证：① m1 > m2，② 出口水平，
③ 每次等高，④ r1 = r2（或调支柱高保证对心）
［例1］（’01.夏）某同学用图1所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，图1中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，图l中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，B球落点痕迹如图2所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐。
（1）两小球的质量应满足条件mA > mB
（2）碰撞后B球的水平射程应为 65.2 cm。
（3）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答： ABD （填选项号）
A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离
B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离
C．测量A球或B球的直径
D．测量A球和B球的质量（或两球质量之比）
E．测量G点相对于水平槽面的高度
分析：考察学生是否真正做过实验。
（1）操作过：调整槽口水平；10次，而不是一次完事；
（2）测量过；抛出点O位置；测量OP、OM、ON（有效数字记录）；进行过数据处理——多次测量取平均（最小圆心位置）；测量小球的质量m1、m2；
（3）思考过：前端小“支架”是否一定要？同时小球直径是否要测？。
11．“验证机械能守恒定律”
一般验证物理规律的某一特例，经过转换，变为对包含可测量量关系式的验证。
例1．自由落体：E = C
方法：重锤拖曳纸带+打点计时器；
要用交流电源
验证：gh (mJ)(mJ)
ghB(mJ)(mJ)
“mJ”不能把m消掉，不必测m。
条件保证：（自由落体）
① vo = 0，切勿手提纸带；前两点间距2mm*。
*商议，找任意两点验证。
② f ～0，m很大（保证“自由”！）
③ 操作：接通电源开关→释放纸带；
误差来源：
① 系统：
vo = 0 ——选前两点2mm纸带。
f ≠0——m大些，相对减小阻力；孔∥纸带（竖直），减小孔带阻力
② 偶然：
测量纸带——增加有效数字（如图），数据处理
实验结论： f ≠0，重锤克服阻力做功 Ek < Ep。
验证任意两点A、B的重力势能减少量和动能增加量是否相等，
如图3所示。即验证：[v-v](mJ)=gh(mJ)。
思考题：如果某次《验证自由落体机械能守恒》实验中，数据采集和处理结果无误，而得到 Ep < Ek，分析原因应是：（ B ）
A．重物质量m太小 B．取的纸带前两点距离>2mm
C．取的纸带前两点距离<2mm D．阻力f太大
12．“验证力的平行四边形定则”——练讲结合
1、原理：等效思想
例题．在《验证力的平行四边形定则》实验中，所说的“合力与两个分力的效果相同”是指下列说法中的（ AC ）
A．每次将橡皮条端点拉到相同的位置
B．使弹簧测力计每次示数相同
C．用一个弹簧秤时，和用两个弹簧秤时将橡皮条端点拉到相同的位置
D．用一个弹簧秤时，和用两个弹簧秤时将橡皮条端点弹簧测力计示数相同
2、实验步骤
例题．同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，主要步骤如下：
A．桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用秃顶把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，绳的末端系好绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使拉橡皮伸长，节点到达某一位置O，记下O点位置，记下两弹簧测力计的读数F1、F2；
D．只用一个弹簧测力计钩住绳套，通过细绳把橡皮条拉伸，读出弹簧测力计的读数F’，记下细绳方向OC；
E．按选好的标度从O点沿两绳的方向作两分力F1、F2、F’的图示；
F．再按力的平行四边形定则作出做F1和F2的合力F，比较F和F’，得出结论；
上述实验步骤中，
（1）有重要遗漏的步骤是 C 和 E 。
（2）遗漏的内容是 C中力F1、F2 的方向 和 E中同意位置O 。
说明：记住实验步骤和要点。
3、控制实验条件
例题．（’05全国卷）在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套（如图7）。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项：
A．两根细绳必须等长。
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上。
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行。
其中正确的是 C 。（填入相应的字母）
4、记录实验数据
例题．将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，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4-2所示。这时弹簧测力计的读数可从图中读出。
（l）由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 4.0 N和 2.5 N。（只须读到0.1N）
（2）在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。
说明：
记录弹簧测力计的读数，是考察读数能力和有效数字。弹簧测力计只能读到0.1N。
做力的图示，考察数据处理能力，及实验原理的理解。
5、实验数据分析
例题．在做《验证力的平行四边形定则》实验中，F1、F2为两个测力计拉力，条F为F1、F2通过平行四边形规则所得合力；F’为F1、F2的等效力，即用一只测力计时的拉力。图中两位同学得到的实验结果，比较符合实验事实的是（ D ）
说明：考察等效原理的理解。
等效的两重意义
（1）两个力F1、F2将橡筋拉伸到O点，一个力F’也将橡筋拉伸到O点。即对橡筋来说效果相同。
（2）如果按照平行四边形定则做F1、F2的合力F，误差范围内F与F’相等，则说F是F1、F2的等效力。
6、误差分析
只要干“事”就会出“差错”：事—步骤、差—误差、错—错误。
例题．在《验证力的平行四边形定则》实验中，采用下列哪些方法可以减小实验误差（ ABCDE ）
A．两个分力F1和F2的夹角要尽量大些
B．两个分力F1和F2的大小要尽量大些
C．拉橡皮条的绳套要稍长一些
D．实验中弹簧测力计必须与木板平行，读数视线要正对弹簧测力计的示数
E．实验前，先把所用的两个弹簧测力计的钩子互相钩住平放在桌子上向相反的方向拉动检查读数是否相同
7、灵活
例题．在《验证力的平行四边形定则》实验中，除了必要的实验器材外，只用一只弹簧测力计怎样完成验证力的平行四边形定则的实验？写出测量方法和步骤。
（1） 用一支弹簧秤拉橡筋绳套使结点至O点，记O、P、F’；
（2） 用手拉绳套1，用弹簧秤绳套2，结点仍至O，记P1、P2、F2；
（3） 用手拉绳套2沿OP2方向，用弹簧秤绳套1沿OP1方向，结点仍至O，记F1；
（4） 按力的平行四边形定则作出做F1和F2的合力F，比较F和F’，得出结论；
（四）基本仪器使用
《说明》中要求会正确使用的仪器有13种：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧测力计、温度计、电流表、电压表、万用表、滑动变阻器、电阻箱。（斜槽、玻璃砖等。）
应从：① 测量仪器的构造原理，② 使用方法，③ 读数方法，三方面掌握。
刻度尺 读数（有效数字） 弹簧秤 构造原理
游标卡尺、 原理和读数 温度计 注意事项
螺旋测微器 原理和读数 电流表 使用
天平 原理、调节、使用及读数 电压表 使用
秒表 使用、读数 万用表 使用、读数
打点计时器 原理 滑动变阻器 结构、原理、使用(接法)
（1）刻度尺：
原理：比较。将物体与规定的长度单位进行比较
使用：读出物体两端的坐标L1、L2，测量物体长度L2-L1
读数：毫米刻度尺测量估读到0.1mm：
如图1： =188.0-90.0=98.0mm
如图2： 条纹间距ΔX==1.43mm
说明：换尺的不同起点多次测量；
累积法增加有效数字位数。
（2）游标卡尺：
原理：差分（公差）
使用：测量内外、径及深度
读数：主尺+游标；主尺 = 游标“0”前整数（mm）；游标 = 精度 ×对齐格数
说明：20分度、50分度原理及读数方法同。
注意：右图中两种（10分度）游标的差异
［例1］图1中两把游标卡尺的精度分别为（1） 0.1mm （2） 0.05mm 。
如果用第（1）把卡尺测量某物体直径其游标位置如图2所示，读数为 31.5mm ；若改用第（2）把卡尺测量该物体同一位置的直径，则测量值为 31.45mm 。
（3）螺旋测微器：
原理：螺扣微分；0.5mm/50或1mm/100；每mm估读，精度为0.001mm。（故称：千分尺）
使用：①测外径；②持隔热板测量；③微调旋钮推进；③退两扣收
读数：固定尺×.000mm（或×.500mm）+套筒0.×××mm
注意：保护螺扣和铁砧
［例2］图2中螺旋测微器测量读数 0.700 mm。
（4）秒表：
原理：机械齿轮带动表针步进（将连续时间量子化）
读数：小针1″/格，大针30″/格；精度0.1s，读到0.1s，不估读。
使用：上弦、启动、停表、计时、回表。松弦收表
［例3］图中秒表测量读数 100.6 s。
（5）电阻箱：
原理：串联
使用：串联（没有极性）
读数：各指针“读数×倍率”之和
注意：断电后再调整阻值。
［例4］在未断电的情况下将电阻箱接入电路阻值从210Ω→190Ω，应该怎样调节？ 答：210Ω→290Ω→190Ω。
（6）检流计：
原理：磁电原理。通电线圈受安培力矩与游丝扭转力矩平衡：
M电磁 = NBSI， M游丝 = kθ，
∵ M电磁 = M游丝。
∴ ∝θ ∝l（弧长）
① 均匀刻度。
使用：检验电流及方向（一般从哪端接线柱流入，指针偏向哪端）
注意：小电流、短时间
说明：（1）表头内阻主要是线圈的电阻
（2）表头的灵敏度取决于表头结构
（3）“2.5”级表：量程×2.5% = I。因此，表头精度不由表盘刻度决定。
（4）怎样提高检流计灵敏度？
答：∵K==越小越灵敏，提高N、B、S或减小k。
（7）安培表：
原理：如图“Rg∥R”扩程
使用：并联Rx上
读数：“半格估读”：
说明：表的“级”（见下面说明）
［例6］如图安培表指针位置读数？
答：若0～0.6A挡，读数为：0.35A；
若0～3A挡，读数为：1.75A。
（8）伏特表：
原理：如图“Rg +R” 扩程
使用：串联在Rx上
读数：“整格读数”：8.5V
注意：U = 15×2.5% = 0.375 ≈ 0.4A。
［例6］如图安培表指针位置读数？
答：若0～0.6A挡，读数为：0.35A；
若0～3
* 测量时V、A表指针尽可能偏转到满度的2/3以上；半值法用满度值；欧姆表指针尽可能在中间刻度。
（9）其它专用仪器：平抛支架；动量守恒支架（需调出口水平板面竖直）；研究匀变速运动的斜面（平衡摩擦力）；…
（10）滑动变阻器：
供电电路设计：一般利用“分压器”或“限流器”电路控制测量电路的电压或电流。
① 分压器接法：RS～Rx/10。电压调节范围大：。注意：防“烧糊”。
当待测电阻Rx>10R（滑动变阻器）时，或要求“提高测量精度，测多组数据”、“尽量减小误差，测多组数据”、“电流表电压表示数从零开始调节”、“用作图法，尽量准确”…，须用分压电路。
② 限流器接法：RS～10Rx。电压调节范围有限：。
当待测电阻Rx～R时，或考虑“尽量节能”、“电流表和电压表示数不必从零开始调节”…，须用限流电路。
③ 两种电路均可使用时，考虑限流电路总功耗小，可优先使用限流电路。
*④ 粗调和细调：
（如图 R1>R2）
⑤ 连接电路
连接电路元件要按照：“逐环连接”的方法。
（11）练习使用示波器
’08北京21题．
（1）用示波器观察某交流信号时，在显示屏上显示出一个完整的波形，如图。经下列四组操作之一，使该信号显示出两个完整波形，且波形幅度增大。此组操作是 C （填选项前的字母）
A．调整X增益旋钮和竖直位移旋钮
B．调整X增益旋钮和扫描微调旋钮
C．调整扫描微调旋钮和Y增益旋钮
D．调整水平位移旋钮和Y增益旋钮
课件：
五、演示实验
目的要求：1．观察现象；2．透彻研究影响实验现象的诸因素（控制变量）；
3．得出概念和规律（归纳）；
1．平抛运动性质
利用“弹射器”和“斜槽”进行平抛实验，
① 改变“斜槽”高度
② 改变限位卡的位置
③ 改变打击力度
④ 改用（闪光照）实验手段
⑤ …
（●平抛 ●运动分解 ●分运动（分位移） ●等时性）
2．折射现象
图1，一束激光从半圆形玻璃砖平面一侧射到圆心O点，绕O点逆时针转动玻璃砖，分别观察到反射光和折射光角度和强度的变化。
图2，让一束激光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面射到直边上圆心O点，绕O点逆时针转动玻璃砖，分别观察到反射光角度和强度的变化。
① 反射光转过角度与玻璃砖转过角度关系
② 反射光亮度与玻璃砖转过角度关系
③ 折射光转动方向
④ 折射光转过角度与玻璃砖转过角度关系
⑤ 折射光亮度与玻璃砖转过角度关系
⑥ 求折射率
⑦ 全反射
⑧ 求临界角
⑨ 换用其他色光
（●折射现象（密→疏、疏→密） ●折射率 ●全反射 ●临界角 ●能量关系）
3．电磁感应现象
在研究电磁感应的实验中，将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图连接.在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下
在改变下列实验条件时，出现哪些实验现象？
1）在闭合电键的瞬间检流计指针角度将发生偏转，
2）换一个匝数较多的线圈A
3）换一个匝数较多的线圈B
4）将滑动变阻器滑片P迅速向左（右）移动
5）换用三节电池的电池组
6）线圈A向上拔出
7）线圈A向上插入
8）改变线圈绕向
9）改变接线柱
观察电流表指针偏转方向、偏转角度情况，分析得出相应结论。
（●产生感应电流条件 ●法拉第电磁感应定律N ●楞次定律）
练习题．（’96上海）用如图所示装置研究电磁感应现象，在图示情况，当电键闭合瞬时，观察到电流表指针向右偏转，电键闭合一段时间后，为使电流表指针向左偏转，可擦用的方法有（ CD ）
A．将变阻器滑动头向右滑动
B．将一软铁棒插入线圈A中
C．将线圈A从线圈B中提出
D．迅速断开电源
4．重要演示实验
近几年北京高考题特点之一：回归教材、课堂
① 注重考察演示实验；② 注重采纳教材中的素材。
力学：显示微小形变
毛钱管演示
研究牛顿第二定律的演示
牛顿第三定律的演示（对拉弹簧）
观察失重现象
运动合成的演示
平抛演示实验
向心力演示
缓冲装置的模拟
反冲火箭演示（旋转盛水容器）
弹簧振子振动情况的频闪照片
砂摆的演示实验
受迫振动的演示实验
研究摆的共振
横、纵波的形成（模拟）
声波的衍射现象
水波的衍射、干涉
热学：观察布朗运动的实验及颗粒位置的记录
压缩气体做功，气体内能增加
气体对外做功内能变化的实验
气体压强微观意义的演示
电学：静电感应的演示实验
影响电容器电容大小的因素
磁场与电流、电流与电流之间的安培力演示
（电子束在磁场中的偏转）洛仑兹力演示
电磁感应现象的演示
自感现象
日光灯原理
电磁感应现象的应用
交流电的产生（演示+模型）
电感和电容对交变电流的影响
变压器原理
感应电动机
无线电波的发射和接收
光学：光具（组合）演示
光的色散
灯焰的薄膜干涉演示
单缝衍射
双缝干涉
偏振
弧光灯-锌板光电效应现象
原子：α粒子散射实验
威尔逊云室
*对获得概念、理解规律具有典型意义的重点演示实验
力矩盘（《说明》不要求）
测定反应时间（小实验）
卡文迪许扭秤实验（太繁、难）
运动合成的演示（不好控制）
钢球从磁铁边通过偏转（不好控制）
火星沿着砂轮/转雨伞雨滴：切线飞出（图片！不易演示）
横波的形成（模拟）
伦琴射线管（影响学生身体健康）
八面棱镜（只能看看）
光导纤维（内窥镜）
分光镜（只能一个人看）
α粒子散射实验（非演示实验）
威尔逊云室（只说说）
（获取概念：经验、类比、理想实验、设计思想、想象）
六、实验复习要点归纳
（一）实验原理和方法
实验原理是：实验设计、安排实验（操作）步骤、控制实验条件、处理数据、误差原因等的依据。
（二）实验分类及实验要求
1．
2．各类实验能力培养要点：
使用性实验：理解仪器原理、操作方法
测定性实验：通过实验原理分析，掌握正确的实验方法，安排实验步骤、选择实验仪器、控制实验条件、分析实验误差…
研(探)究性实验：设计简单的实验方案；学习控制变量的研究方法；研究处理实验数据；得出关系规律
验证性实验：实验原理转换、等效方法、掌握实验步骤、控制条件减小误差。
3．具体实验及其要求
19个实验 实验内容 实验要求
力学（8） 测量性实验 ●长度的测量●研究匀变速直线运动●用单摆测定重力加速度 测量原理、实验方法
研究性实验 ●探究弹力和弹簧伸长的关系●研究平抛物体的运动 方法：留迹法；纸带多角度查问能够数据处理：表格，图像…
验证性实验 ●验证力的平行四边形定则●验证动量守恒定律●验证机械能守恒定律 理解实验原理（是选择实验仪器、安排实验步骤、控制实验条件、数据处理，误差分析…的依据）实验方法：转换、验证和等效思想；误差分析（原因及减小措施）
电学（7） 测量性实验 ●测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）●测定电源的电动势和内阻 读数方法，有效数字记录；理解实验原理；
研究性实验 ●用描迹法画出电场中平面上的等势线●描绘小电珠的伏安特性曲线●把电流表改装为电压表●用多用电表探索黑箱内的电学元件●练习使用示波器 方法：留迹法；纸带多角度查问能够数据处理：表格，
热学（1） 测量性实验 ●用油膜法估测分子的大小 学习估测方法
光学（2） 测量性实验 ●测定玻璃的折射率●用双缝干涉测光的波长 处理数据
传感器（1） ●传感器的简单应用 实验手段、探究方法
* 使用（仪器）：知构造、懂原理、会操作（调节、读数）
* 实验考查越来越具有综合性，这种分类是为了掌握实验内容，复习中要注意实验的研究性。测量是实验的基本方法，研究是思想，测定、验证是内容。
（三）误差分析及数据处理
1、实验数据处理方法：平均值法、列表法、作图法、逐差法等。
2、误差 测量值与真实值之间的差异
（1）误差来源
系统误差：由仪器精度、实验原理、方法的不完善造成（如：钢尺热胀冷缩；原理方法近似—、半值法；不计表内阻；…），总偏大或偏小，可通过改进方法减小，但无法消除。
随机误差：测量者原因（如：调节、读数、环节），偏大、偏小不定，常采用多次测量取平均值减小。
（2）误差分析：常分析原理、方法造成的误差
（3）数据处理：多次测量取平均减小偶然误差；改变实验原理减小（或消除某方面）系统误差。
3、列表
实验 误差来源 减小办法
长度测量 1、估读2、零点误差 1、多次求平均2、消零点误差
单摆测g 1、原理近似：（θ<10o）2、空气阻力3、周期T测量，t的读取和T的计算对误差传递影响4、摆长L测量 1、振幅：2A < 30cm；（简谐）2、m大些——忽略阻力；3、T=（多次测量取平均）* n多记一次：错误4、摆长L测量5、图象处理数据；
动量守恒 1、每次碰撞的偶然性2、利用平抛原理3、对心正碰4、摩擦（守恒条件） 1、多次取平均2、调节出口水平；等高释放3、球直径相等4、尽量在槽口；可以忽略（F内>> F外）
测v、a 两点间距离的测量（处理数据偶然误差） 逐差法（增加有效数字）
机能守恒 1、初始打点时刻2、摩擦（空气、纸带与限位孔）故Ek测ρ 1、2、A表内、外接？3、ρ的热效应 1、S、L多次测量2、用A外接电路，ρ测<ρ真3、短时间接触：ρ测<ρ真
测ε、r 1、（系统）ε测<ε真，r测测n 1、入射面aa’、bb’2、光路、法线准确与否3、角度i、r测量 1、边界aa’、bb’、法线准些2、入射角度大些；针距大些3、单位圆半径画大些
测Rx 1、Rx<描绘φ面 1、电流大小2、G表灵敏度 1、电压高些（<6V）2、用G0挡
估测分子 1、边缘描画2、浓度 1、滑石粉薄厚适宜2、笔道细些3、溶液现配现用
验证四边形定则 1、测力计读数2、共面3、摩擦4、确定力方向5、画图 1、测力计对拉比较示数2、拉力平行直面3、绳套长些4、笔道细些
…
4、V-A法测Rx内外接法比较
内接 外接
接法
R测 R测==RA+Rx R测==
Rx Rx=（R真）=－RA Rx=（R真）=
误差
原因 分压 分流
七、设计性实验
1、改变实验原理或方法
［例3］某同学在研究平抛运动时，发现原来的实验方法不容易确定平抛小球在运动中的准确位置。于是，如图所示，在实验中用了一块平木板附上复写纸和白纸，竖直立于正对槽口前某处，使小球从斜槽上滑下，小球撞在木板上留下痕迹A，将木板向后移距离x，再使小球从斜槽上同样高度滑下，小球撞在木板上留下痕迹B，将木板再向后移距离x，小球再从斜槽上同样高度滑下，再得到痕迹C。A、B间距离y1，A、C间距离y2。若测得木板后移距离x =10cm，测得y1 = 6.0cm，y2 = 16.0cm。
（1）根据以上量导出测量小球初速度公式vo=_______________（用题中所给字母）。
（2）小球初速度值为____________。保留2位有效数字。（g取9.8m/s2）
分析：
解答：（1） （2）1.6m/s
2、更换实验设备
［例4］用三棱镜做测定玻璃折射率的实验。先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住。接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4使P3挡住P1、P2的像。P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图14－19所示。
（1）在本题的图上画出所需的光路。
（2）为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是_________，__________，在图上标出它们。
（3）计算折射率的公式是n = ___________。
分析：（1）连接通过P1、P2、P3、P4光路。
（2）量出入射角i和折射角r。或量出线段EF、GH长度。
（3）或。
3、灵活应用“伏安法”
“伏安法”是直流电路实验的基本原理，和等效方法。在挑选实验仪器、选择分压还是限流电路、缺少或多余电表、设计内外接电路时的基本原理和方法。
“伏安法”也是“半值法”、“等效法”“替代法”…等的基本出发点。
“伏安法”还是电路误差原因分析、数据处理等的基本原理。
［例2］（’01理综）实验室中现有器材如实物图1所示，有：
电池E，电动势约为10V，内阻约为1Ω；
电流表A1，量程10A，内阻r1约为0.2Ω；
电流表A2，量程300mA，内阻r2约为5Ω；
电流表A3，量程250mA，内阻r3约为5Ω；
电阻箱R1，最大阻值999.9Ω，阻值最小量程为0.1Ω；
滑动变阻器R2，最大阻值100Ω，
开关K，导线若干。
要求用图2所示的电路测定图中电流表A的内阻。
（1）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其内阻？答：_______________。
（2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路。
（3）你要读出的物理量是_________。用这些物理量表示待测电阻的计算公式是_________。
解析：认识电表是：能显示自己电压值或电流值的未知电阻。
先要读懂电路原理图：表A’电流I，表A电流I2，所以，R1电流I1 = I -I2。再根据并联电路分流关系，可得：，或。
由于表A1（与A2、A3量程相差）太大，A1在A’或A位置使用，无法准确读出（干路或支路）电流的数值，亦即无法得出精确的测量结果。只有A2和A3搭配，测量有效数字相同，可由此电路精确测量电流表的内阻。A2和A3连入电路，如图12所示。
设通过A3的电流为I3，通过A2的电流为I2，电阻箱R1的电阻为Rx ，则被测电流表的内阻为r3 ：。
［例3］“半值法”测表头内阻
现有一量程为3V的电压表，内阻约为3kΩ。为了较准确地测量其内电阻，在没有电流表的情况下，某同学设计了如图10所示的实验电路，按此电路可以测出电压表的内电阻。其中R1是最大阻值为9999Ω的电阻箱，R2是最大阻值为20Ω的滑动变阻器。
（1）试根据图10所示的电路图，完成如图11所示的实物电路的连线。
（2）接通电路前应将滑动变阻器的滑动头P置于 端。
（3）根据电路图，按顺序写出本实验的主要操作步骤。
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
分析：
“半值法”是近似方法。在分压电路负载较大［（R1+RV）>100R1］时，负载电阻的变化不影响输出电压的变化。由“比值法”或“半值法”，可求得RV电阻值。
解答：
（1）如图。
（2）置于R2左端。
（3）
法一：“半值法”
① 闭S1、S2，调P，V满偏或较大值U。
② 断S2，调R1 使V半偏或U/2。
③ ∴ RV = R1
法二：“比值法”
① 闭S1、S2，调P，V值为较大值U1。
② 断S2，调R1 使V值为U2。
③ ∴RV =。
说明：实际上，当断开S2时，负载电阻增大，分压电路输出电压U增大（实际为U’），当V的示数变为U/2时，（实际 >U’/2），所以R1 > RV，测量值偏大。这是实验原理的近似而造成的系统误差。
*探究性实验（略）
例题1.（08广东）探究热敏电阻的温度特性
例题2.（08四川）光电数字计时器测圆盘角速度
例题3.（？上海）纸杯：速度—时间变化
实验复习建议
1、规定实验为核心，突出每种实验的重点内容、每个实验突出重点内容。
（1）练习使用仪器——原理、操作。
（2）测量性实验 ——方法、步骤、数据处理。
（3）验证性实验 ——原理、方法、误差分析。
2、以实验原理为核心理解实验。
3、做实验（力—打点计时器为核心；电—闭合电路研究+电阻测量）
谢 谢 !
图2
R
r
i
A
O
b’
b
a’
a
P4
P3
P2
V
E
R
o
V
（R1粗调）
P2
R2
R1
R
P1
S
（R2粗调）
R1
E
10
V
A
RS
ρ
B
s2
h
s1
A
图5
R2
（R1粗调）
E
10
R2
图4
图3
图2
图1
R1
E
R
P1
S
R
U
o
U
R
o
U
R
R’
R
A
a
c
R
RA
A
Rg
G
R
①磁铁；②线圈；③配重；④游丝；⑤调钮
②
S
④
③
N
⑤
S
①
N
2
1
A
8
9
图2
V
图3
o
I/A
U/V
图5
V
图1
40
L
图（2）
P
图（1）
3
hB
4
5
图 5
45
14
12
43
x5
…
x4
x3
x2
x1
…
y4
y3
y2
y1
y/cm
图 1
x/cm
0 1 2 3 4 5 6 7 …
x/cm 0 7.60 9.20 10.70 12.00 13.25 14.30 15.10
x2/(cm)2
y/cm 0 4.05 6.00 8.45 10.50 12.65 14.95 17.20
采坐标
复写纸
o
小球
斜槽
10
41
14
13
12
5
重锤
4
木板
水平挡板
采点
x
闪光照
81
8
10
9
7
6
A
图3
F
F’
D
a
A2
E
R3
图 1
S1
R2
P
3
5
4
0
b
b’
a
a’
b
b’
G
a
a’
O
b
b’
a
a’
r
i
S
S’
Q’
Q
2
1
100
64
49
36
25
16
R1
S2
b
A1
P4
3
11
X2
2
1
P3
P2
P1
o
X1
6
5
0
12
10
o
U
R’
4
RS
Rx
8
R
RL
3
35
0
2
F1
F2
图20
B
A
F’
F
A
10
8
6
4
2
-2
0
3.0
2.0
1.0
R/Ω
图3
/A-1
S
E r
F’
P1
E
G
O
R
Q
P
图 1
图 2
单位:cm
70
60
P2
O
F2
F1
三点、二力
P1
P2
O
F2
F1
o
F1
F2
F’
OFF
OFF
4
5
×10Ω
6
7
F1
×10
×1
×100
×1k
20
T
K
40
图2
10
15
30
S
×10
×1
×100
×1k
图1
图2
25
20
0
10
（1）
2
hA
C
B
A
RS
E r
E r
E
b
图 6
E
Rx
V
35
8.33
10.26
9.61
8.95
图5
重物
夹子
夹子
纸带
30
打点计时器
25
0
20
15
10
P
B
A
S2
S1
图11
P
S2
S1
B
A
图2
R2
S1
图10
S2
P
R1
V
5
g = 4π2 tanα
α
o
T2/s2
L/m
θ
四点、三力
x
R1
R2
A2
0
1
A1
A3
K
F
0
B
o
2
F1
F2
F’
F
C
o
3
4
5
×100Ω
图 3
x
A
B
C
y1
y2
H
h
K
A3
A1
A2
R2
R1
E
图2
R1
K
A’
A
R2
E
P2
O
F2
P
F’
V
分类
弹簧；平抛；黑箱；小电珠
使用（仪器）：
；；；
验证（规律）：
l；a（v）；vo；g；ρ；ε、r；n
测量（物理量）：
F
E
P4
P3
P2
P1
转换法：测量量、方法的转换
（等效）替代法：利用可测量或关系替代
主要实验方法有：
积累法：（积少成多）提高有效数字位数
打点；卡尺；螺旋；Ω表（测R）；G（描线）…
图1
探究（关系）：
5
4
3
图1
20
0
2
5
4
3
（2）
2
0
5
4
3
10
2
0
5
4
3
7.68
7.05
6.41
5.74
5.12
图2
图1
打点计时器
πD
d
P
N
M
图1
A
V
V
图 2
A
A
RS
RS
Rx
F
F2
F1
（N）
（N）
5
4
3
2
5
4
3
2
1
0
1
O
A
六线
F
P
F’
P1
P2
O
F2
F1
1N
四点、三力
P
Rg
10
9
8
7
6
2
1
0
59
28
57
55
26
24
53
22
51
20
49
18
47
16
39
8
37
6
35
4
33
2
31
0
3
7
8
9
0
1
2
6
×1Ω
5
4
3
2
1
0
9
8
7
6
×0.1Ω
5
4
3
2
1
0
9
8
7
6
图5
图6
图7
0
1cm
0
图8
图9
e
f
a
c
b
图1
10
主尺
游标尺
0
1
2
3
5
cm
A
V
R
图2
E
S
A
P
U
I
V
Rx
A
U
I
Rx
V
A
F1
F2
P/W
U/V
A
0
P/W
U/V
B
0
P/W
U/V
C
0
P/W
U/V
D
0
x
图1
y
z
电子束
阴极
狭缝
荧光屏
阳极
图2
小车
打点计时器
纸带
接电源
图3
0
1
2
4
3
5
6
8
7
10
9
11
12
13
14
单位: cm
15
16
17
18
单位: cm
19
20
单位: cm
0
1
2
3
4
5
6
S1
S2
S3
S4
S5
S6
cm
图4
0
1cm
2
3
13
0
1
2
5
N
钢球
塑料球
P
R
150.00
100.00
50.00
0.00
0.40
0.35
N
P
M
O
14
4
4
3
2
1
0
12
10
8
6
2
U/V
R/Ω
图3
A
V
B
A
RS
激光
ρ
14
4
4
3
6
5
4
3
6
2
U/V
R/Ω
’06高考
cm
5
3
2
1
0
游标尺
主尺
10
0
1cm
0
’06高考
’08高考
测量（物理量）：
l；a（v）；vo；g；ρ；ε、r；n
验证（规律）：
；；；
使用（仪器）：
弹簧；平抛；黑箱；小电珠
分类
探究（关系）：
打点；卡尺；螺旋；Ω表（测R）；G（描线）…
测量性实验：测量原理、实验方法、误差分析
验证性实验：测量原理、实验方法、误差分析（原因及减小措施）
使用（仪器）：知构造、懂原理、会操作（调节、读数）
l
探究性实验：实验方法、数据处理
b
丙
图8
b
a
a
b
乙
a
b
甲
A
O
b
b
a
a
y
M
β
P2
α
P1
P3
x
a
E
R3
S1
R2
P
R1
S2
b
A1
a
A2
模拟法：
平衡法：
替代（转换）法：利用转换关系变换测量量或测量方法
主要实验方法有：
25
0
数据二次利用
15
深层次探究
10
5
20
积累放大法：（积少成多）增加有效数字位数
A
A
C
70
60
50
40
30
10
20
t /×0.01s
80
/cm·s-1
25
0
20
15
10
5
70
60
50
40
30
10
20
t /×0.01s
80
/cm·s-1
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
P-R
P3
P2
P1
图 2
白纸
复写纸
重锤
定位卡
P
M
O
图 2
白纸
复写纸
O
b’
b
a’
a
P4
R/Ω
图3
r
i
A
重锤
定位卡
P
O
钢球
图 1
图 3
N
P
M
O
基本实验目的：
练习使用仪器
验证物理规律
E
D
B
A
C
O
2mm
30
O
2cm
hC
S2
研究物理过程规律
9
4
0
测定物理量
图2
θ
O
激光
图1
S1
金属丝
RS
测量电路
限流器
测量电路
RS
分压器
θ
P
cm
41
40
39
12
11
10
O
斜轨
x
闪光照
81
8
10
9
7
6
3
5
4
0
2
1
100
64
49
b1
a1
a2
b2
b1
a2
a1
b2
1
y
若：
则：logri＝n
∴ rn=i
即：常量
也许“平方反比率”？
A2
P1
K
Rx
Rx
限流接法
A
A1
V
V
图2
分压接法
图1
控制变量法：研究物理量关系的基本方法
留迹法：以便采集数据、作图
变大
36
25
16
20
9
10
F
E
O
19
cm
18
17
16
14
15
13
12
11
G
D
C
B
A
图1
S6
S5
S4
S3
S2
S1
s6
s5
s4
s3
s2
s1
E
D
F
C
B
A
O
9
砝码
4
弹射器
斜轨
接电源
纸带
打点计时器
小车
图1
2
0
1
s /cm
7
v2/(m·s-1)2
接电源
纸带
图2
打点计时器
小车
图2
0
1
y
弹射器
x/cm
图 2
y/cm
y1
y2
y3
y4
y5
y6
x1
x2
x3
x4
…
塑料球
钢球
U/V
2
6
8
10
12
0
1
2
3
4
4
14
P/W
U/V
A
0
P/W
U/V
B
0
P/W
U/V
C
0
P/W
U/V
D
0
A
B
A
v2=2as
或v-v=2as
S6
S5
S4
S3
A
图7
A
乙
B
C
C
B
甲
A
图1
×10
×1
（1）
图3
（2）
3
15
V
×1000
×100
R
图
V
S1
S2
图7
橡皮条
固定点
图7
V
A
RS
ρ
图9
遮光筒
图10
30
0
35
40
10
35
图11
B
P
S2
V
R1
P
S1
R2
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
1
R
A
60
70
cm
PAGE
6
一、北京高考理综物理实验题回顾
二、《考试说明》物理实验知识内容表及要求
三、“理综”物理实验能力要求分析
四、学生实验复习
五、演示实验
六、实验复习要点归纳
七、设计性实验
一、北京理综物理实验题回顾
’04年：（等效替代测安培表内阻：连路；读数；选保护电阻；调节设计。）
22．（18分）为了测定电流表A1的内阻，采用如图1所示的电路。
其中：A1是待测电流表，量程为300μA，内阻约为100Ω；
A2是标准电流表，量程是200μA；
Rl是电阻箱，阻值范围0－999.9Ω；
R2是滑动变阻器；
R3是保护电阻；
E是电池组，电动势为4V，内阻不计；
S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关。
（1）根据电路图1，请在图2中画出连线，将器材连接成实验电路。
（2）连接好电路，将开关S2扳到接点a处，接通开关S1，调整滑动变阻器R2使电流表A2的读数是150μA；然后将开关S2扳到接点b处，保持R2不变，调节电阻箱R2，使A2的读数仍为150μA。若此时电阻箱各旋钮的位置如图3所示，电阻箱R1的阻值是 86.3 Ω，则待测电流表A1的内阻Rg＝ 86.3 Ω。
（3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全。在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3。应选用： B （填写阻值相应的字母）。
A．200kΩ B．20kΩ C．15kΩ D．20Ω
（4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用。既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器 C （填写阻值相应的字母）是最佳选择。
A．1kΩ B．5kΩ C．10kΩ D．25kΩ
’05年：（多用电表探黑箱：Ω表操作；读Ω表；实验结论判断。）
22．（18分）“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5所示。
（1）第一步测量结果表明盒内 不存在电源
（2）图6示出了图5[1]和图5[2]中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是 1200 Ω；图7示出了图5[3]中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是 500 Ω。
（3）请在图8的接线柱间，用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。
（4）一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图9所示。如果把图9中ef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 c 接线柱，f 端应连接到 a 接线柱。
’06年：（①游标卡尺读数；②小灯伏安特性：选器材；数据分析。）
21．（18分）
（1）游标为20分度（测量值可准确到0.05mm）的卡尺示数如图1所示。两测脚间狭缝的宽度为 0.15 mm。用激光照射该狭缝，在屏上出现衍射条纹，如果减小狭缝的宽度，衍射条纹的宽度将变 宽 。
（2）某同学用图2所示电路，测绘标有“3.8V，0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化图像。
① 除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：
电流表：A1（量程100mA，内阻约2Ω）；
A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω）；
电压表：V1（量程5V，内阻约5kΩ）；
V2（量程15V，内阻约15kΩ）；
滑动变阻器：R1（阻值范围0～10Ω）；
R2（阻值范围0～2kΩ）；；
电源：E1（电动势为1.5V，内阻约为0.2Ω）；
E2（电动势为4V，内阻约为0.04Ω））。
为了调节方便，测量准确实验中应选用电流表 A2 ，电压表 V1 ，滑动变阻器 R1 ，电源 E2 。（填器材的符号）
② 根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如图3所示。由图像可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为 1.5 Ω；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为 11.5 Ω，灯泡实际消耗的功率为 0.78 W。
③ 根据R-U图象，可确定小灯泡消耗电功率P于外电压U的关系。符合该关系的示意图是下列图中的 A 。
’07年：（①射线管；②纸带研究：选器材；读数据；处理数据；实验结论。）
21．（18分）
（1）图1是电子射线管示意图。接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是 B 。（填选项代号）
A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向
B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向
C．加一电场，电场方向沿z轴负方向
D．加一电场，电场方向沿y轴正方向
（2）某同学用图2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3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，分别计作：S1、S2、S3……S6。
d．通过测量计算，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：
① 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 A 和 C 。（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
② 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点所对位置如图4所示，则S2= 2.97~2.99 cm，S5= 13.19~13.21 cm。
③ 该同学在图5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。
④ 根据-t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0= 0.16~0.20 m/s；它在斜面上运动的加速度a= 4.50~5.10 m/s2；
’08年：（①示波器调节；②研究弹簧：读数据；处理数据；分析误差；结论。）
21．（18分）（1）用示波器观察某交流信号时，在显示屏上显示出一个完整的波形，如图。经下列四组操作之一，使该信号显示出两个完整波形，且波形幅度增大。此组操作是 C （填选项前的字母）
A．调整X增益旋钮和竖直位移旋钮
B．调整X增益旋钮和扫描微调旋钮
C．调整扫描微调旋钮和Y增益旋钮
D．调整水平位移旋钮和Y增益旋钮
（2）某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，并使弹簧的另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0；弹簧下端挂一个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2；……；弹簧下端挂七个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L7。
① 下表记录的是该同学已测出的6个数值，其中有两个数值在纪录时有误。它们的代表符号分别是 L5 和 L6 。
代表符号 L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7
刻度数值/cm 1.70 3.40 5.10 6.85 8.60 10.3 12.1 14.05
② 实验中，L3和L7两个数值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。
③ 为充分利用测量数据，该同学将测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算了三个差值：d1=L4-L0=6.90cm，d2=L5-L1=6.90cm，d3=L6-L2=7.00cm.请你给出第四个差值d4= L7-L3 = 7.20 cm.
④ 根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量ΔL。ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子为：ΔL=，代入数据解得ΔL= 1.75 cm。
⑤ 计算弹簧的劲度系数k= 28.0 N/m（g取9.8m/s2）
2004-2008 五年北京高考实验题分析
’04 等效替代测安培表内阻：连路；读数；选保护电阻；调节电路设计。
’05 多用电表探黑箱：Ω挡使用；读Ω表；实验操作；实验结果的分析判断。
’06 ①游标卡尺读数；②小灯伏安特性：选器材；数据分析。
’07 ①射线管；②纸带研究：选器材；读数据；处理数据；实验结论。
’08 ①示波器调节；②研究弹簧：读数据；处理数据；分析误差；结论。
1．占全卷总分中 18分
2．’06年后确立“一大一小”、填空题形式
考察《说明》中的基本实验
“一大”：19个学生实验之一
“一小”：演示实验或基本实验仪器的使用
3．全面考察实验要求的基本内容
考察《说明》中对物理实验能力的要求：（5能、2会）
例如：’06：游标卡尺读数——“会使用仪器”
’07：逐差法——“会处理实验数据”
’08：两个测量值填入记录——“会记录实验数据”
代表符号 L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7
刻度数值/cm 1.70 3.40 5.10 6.85 8.60 10.3 12.1 14.05
4．实验考察内容“不受”知识点限制
例如：’05考察“用多用电表探索黑箱内的电学元件”
’07考察“探究弹力和弹簧伸长的关系”
5．具有探究意识
近年考察的都是探究性实验
例如：’06：P-U 图像； ’07：--t 图像
“高考领先于课改”，现在这种考试形式不会有大的变化
6．出题人是做过实验的
数据真实（测量误差、有效数字…）
考察实验过程中产生的问题
7．对高考实验复习的警示：抓基本！
抓住《说明》中的19个基本学生实验，不能忽视任一实验
（ *“被逼无奈”； **是否在“躲”？）
抓住重点演示实验
落实基本能力要求
二、《考试说明》物理实验知识内容表及要求
学生实验共19个
实 验 说 明
1 长度的测量 1．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、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧测力计、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等2．要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差3．要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果。间接测量的有效数字运算不作要求
2 研究匀变速直线运动
3 探究弹力和弹簧伸长的关系
4 验证力的平行四边形定则
5 验证动量守恒定律
6 研究平抛物体的运动
7 验证机械能守恒定律
8 用单摆测定重力加速度
9 用油膜法估测分子的大小
10 用描迹法画出电场中平面上的等势线
11 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）
12 描绘小电珠的伏安特性曲线
13 把电流表改装为电压表
14 测定电源的电动势和内阻
15 用多用电表探索黑箱内的电学元件
16 练习使用示波器
17 传感器的简单应用
18 测定玻璃的折射率
19 用双缝干涉测光的波长
其中：
按知识：力学实验×8；电学实验×8；热学实验×1；光学实验×2。
按目的：测定性实验×7；研究性实验×9；验证性实验×3；
三、“理综”物理实验能力要求分析
《说明》中对物理实验能力的要求：
能独立完成‘物理知识内容表’中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论；能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题。
概括为：“5能、2会”
实验能力分析：
1．能明确实验目的，能理解实验原理和方法。
例1．“测定电源的电动势和内阻”——明确实验目的
① 是内接还是外接？② E实验
例2．“电场中等势线的描绘”：点电荷的等势线——明确实验方法（稳恒电流场模拟静电场）尤其验证性实验——明确实验目的
例3．’04：等效替代法测安培表内阻——明确实验方法
例4．验证规律：——明确实验方法
转化：利用平抛
实验原理：
留迹法；转换（测量量）法：
* 思路：物理定律实验原理证明
* “经典实验”中：一切测量最终转化为长度测量
2．能控制实验条件，会使用仪器。会调节、使用仪器，会处理实验安全问题。
——定零点、调水平、选量程、平衡摩擦、控制(倾)摆角…
例1．“用单摆测重力加速度”——控制实验条件
为满足实验原理成立，
① θ < 10o （以摆长L=1m，2A <30cm）；
② m大（—忽略阻力），体积小。
例2．滑动变阻器使用——控制实验条件
为满足调控要求：
（1）两端接法：RS=(2-5)×Rx；
范围有限：
保证电压表指针在表盘1/3-满偏
（2）三端接法：RS ~Rx，
保证电压U线性调节
*R’为触点左侧电阻
3．会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出合理的实验结论。
例1．“记录”——有效数字
① 从仪器上
② 从图表中
③ 多种方法“处理实验数据”——公式、表格、图像
例2．（’06 ②） 根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如图3所示。由图像可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为 1.5 Ω；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为 11.5 Ω，灯泡实际消耗的功率为 0.78 W。
③ 根据R-U图象，可确定小灯泡消耗电功率P于外电压U的关系。符合该关系的示意图是下列图中的 A 。
例3．“得出实验结论”
① 测量结果——误差分析
’07：④ 根据-t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0=
0.16~0.20 m/s；它在斜面上运动的加速度a= 4.50~5.10 m/s2；
* 数据挖掘能力
——“熬八宝粥”
4．能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题。
高考设计性实验主要在规定实验基础上：灵活运用学过的仪器、原理和方法，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题。
例题1．（’97）某电压表的内阻在20 kΩ~50 kΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列所选用的器材：
待测电压表V（量程3V）
电流表A1（量程200 A）
电流表A2（量程5mA）
电流表A3（量程0.6A）
滑动变阻器R（最大阻值1kΩ）
电源ε（电动势4 V） 电键Ｋ
（1）所提供的电流表中，应选用 （填写字母代号）。
（2）为了尽量减小误差，要求测多组数据。试在方框中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）。如图1所示。
解析：如图2所示，滑动变阻器有分压和限流两种接法。
若采用限流接法：电流表的满偏电流为ＡμA。电压表两端电压调节范围，以RV=20kΩ估算，电压调节范围3.8ＶＶ较小。
若采用分压接法时：输出电压调节范围在；电流调节范围。根据电压表的量程U =3V和其内阻RV ：20kΩ~50kΩ，可以算出其满偏电流的范围为60μA150μA较大。
电路设计主要任务和设计原则
（1）电路设计的主要任务是：从提供的仪器中，选择要用的仪器（RS、V、A）；选择量程；设计测量电路（内、外接法）；设计供电电路（分压、限流）。
（2）设计原则：
① 安全性原则：电路工作中V表A摆表不超量程，同时考虑表针在表盘2/3以上范围内摆动。电源E、滑动变阻器RS、待测电阻Rx不超过额定电流、额定功率。
② 误差小（便于操作）原则：变阻器调节时（用到大部分电阻线），V、A表指针在接近量程内大范围同步摆动，从而增加测量数据组数及有效数字位数，达到减小测量的偶然误差目的。
如：测量时V、A表指针尽可能偏转到满度的2/3以上；半值法用满度值；欧姆表指针尽可能在中间刻度。
例2．（‘96上海）如图1所示，P是一根表面均匀镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管（其长度l为50cm左右，直径D为10cm左右），镀膜材料的电阻率ρ已知，管的两端有导电箍MN。现给你米尺，电压表V，电流表A，电源，滑动变阻器R，电键
K和若干导线。请设计一个测定膜层厚度d的实验方案。
（1）实验中应测定的物理量是： l、D、U、I 。
（2）在虚框内用符号画出测定电路图。
（3）计算膜层厚度的公式：。
分析：
（1） ∵，，S=πDd。
镀膜层厚度（实验原理）：。
（2） 由实验原理，需测物理量有：镀膜长度l、陶瓷管直径D、电压U和电流I。
（3） 设计电路依据原则： ① 误差小——表外*接；② 安全——加保护电阻。（滑动变阻器限流）。如图所示。
（4）小电阻不宜用分压电路（*本题内、外接均可）；
例3．（‘01）一打点计时器固定在斜画上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图1所示。图2是打出的纸带的一段。
（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度a = ____________。
（2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有___________。用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f = ___________。
四、学生实验复习
（一）研究性实验
数据分析处理（基础）；探究的方法（研究的思想）；结论的得出；
1．“研究匀变速直线运动”
（此实验是“验证机械能守恒定律”实验基础）
（1）打点计时器：（电火花、电磁）
原理：打点一次/0.02s
使用：① 接6V（220V）交变电源；
② 观察打点情况（声音清脆或点迹清晰）
③ 放复写纸；
④ 穿纸带（顺畅减小摩擦）；
（2）打纸带
根据不同的实验目的，设计不同的实验过程
如：测动摩擦因数μ；验证机械能守恒；*验证牛顿第二定律…
（3）纸带数据处理：
① 利用纸带上的点痕迹确定物体的运动性质
等点距为匀速；
匀增点距时物体做匀加速运动；
匀减点距时物体做匀减速运动。
② 计算物体运动的加速度a
连续两个计数点
相隔N个计数点 。
加速度平均值
③ 计算物体在某一点的即时速度v
物体在一点的瞬时速度公式： v=
④ 研究性分析——图像分析
如：作v2-s图像
O A B C D E F …
x
s
v
v2
练习题．（’05广东）如图7所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是 0.86 m/s，小车运动的加速度计算表达式为a= ，加速度的大小是 0.64 m/s2。（计算结果保留两位有效数字）。
2．“研究平抛物体的运动”
（1）研（探）究性实验：
设计实验方案——学习控制变量的研究方法，获取两分运动信息；
研究处理实验数据——用 列表、归纳、图像…研究分运动关系。
（2）演示实验：（体现控制变量的研究方法；定性获得结论）
（3）学生实验方法（控制实验条件；获取实验数据）
（4）数据分析定量研究：（图像法及电脑的使用）
◆ 列表法处理数据
① 取x坐标：x1: x2: x3: x4…=1: 2: 3: 4…:n，
判断： y1: y2: y3: y4…=1: 4: 9:…:n2
Y1: Y2: Y3: Y4…=1: 3: 5:…:2n-1
ΔY=定值
从而判断小球竖直方向是自由落体运动
② 取y坐标：y1: y2: y3: y4…=1: 2: 3: 4…:n，
判断：x1: x2: x3: …=::::…:。
X1:X2:X3:…=:-1:-…:-
X1: X3: X5: …=1 : 1: 1: …
从而判断小球水平方向是匀速运动
◆ 得到经验公式（即，规律）（其中g取9.80m/s2）
① 图像，轨迹方程
② 计算v0值用：v0=xn
◆ 进一步应用经验公式解决问题（如：求v0）
① 根据公式求出小球的初速度，并计算其平均值。
② 绘y-x2图像，轨迹方程，斜率k=，。
③ 由ΔY=gT2，其中y2-y1=gT2，x=v0T得v0=x。
（5） 说明：① 实验复习中存在的问题：把丰富的实验内容变为只求初速度v0
② 实验复习不要变成习题课
3．“用多用电表探索黑箱内的电学元件”
（1）多用电表的使用。
① 机械零点：表笔短接，表针应停在左端零刻线上，否则用小螺丝刀轻轻转动表盘下边中间部位的调整螺丝，使表针指零。
② 使用电阻挡时，先选好倍率，原则是使测量时指针尽可能靠近刻度盘的中央位置。再欧姆调零，方法是把两表笔相接触，调整欧姆调零旋钮，使指针指在右端的电阻零刻线上。测电阻时，把两表笔分别与待测电阻两端相接。还应注意待测电阻要跟别的元件和电源断开，每换用欧姆挡的另一量程，或连续使用同一量程较长时间，都需要重新进行欧姆的调零。读数时，读出表盘上相应的刻度值乘以所选的倍率，才是被测电阻值。
③ 使用电压挡时，应使多用电表同用电器并联。测量直流电压时，还要让红表笔接在用电器电势较高的一端；
④ 使用电流挡时，要使多用表与用电器串联，且要让电流从红表笔流入，从黑表笔流出。
（2）探索黑箱内电路（如图1所示）
① 选择多用电表直流500V挡，测量黑箱任意两接线柱，若均有U=0，则箱内无电源。
② 用欧姆挡测A、C间正、反接电阻，若两次所测阻值相等，则表明A、C间只含有电阻
③ 用欧姆挡测A、B间正、反接电阻，若红表笔接A、黑表笔接B时所测阻值较小，而红表笔接B、黑表笔接A时所测阻值很大，表明A、B间有二极管，且A接线柱接二极管的负极，B接线柱接二极管的正极。
④ 用欧姆挡测B、C间正、反接电阻，若红表笔接B、黑表笔接C时所测阻值很大，当红、黑表笔对换，所测阻值较小，则B、C间有二极管，且B接线柱接二极管的正极。
（3）例题
用多用电表欧姆档（×100Ω）测试三只晶体二极管，其结果依次是如图所示，由图可知，图 乙 中的二极管是好的，该二极管的正极是 a 端。
分析解答：多用电表Ω档，黑表笔接电池的正极，红表笔接电池的负极。
实验中把正、负表笔依次交换接触二极管的正极和负极，若一次导通，另一次截止（即表针一次在“0Ω”附近，另一次在“∞”附近），则二极管是好的。
图乙中，二极管符合上述情况，图乙二极管是好的。且负表笔接触的是二极管的正极。
答案：乙；a。
练习题．（’03.春部分）根据试题要求填空或作图。
（1）图1为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为20－30Ω的定值电阻，测量的某些操作步骤如下：
① 调节可调部件 S ，使电表指针停在 左端的“0” 位置；
② 调节可调部件K，使它的尖端指向 Ω挡的×1 位置；
③ 将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件 T ，使电表指针指向 右端的“0” 位置。
（2）在用多用表测量另一电阻的阻值时，电表的读数如图2所示，该电阻的阻值为 20k Ω。
（二）测定性实验
突出：实验方法、控制实验条件、实验误差分析、处理数据方法
4．“用单摆测定重力加速度”
（1）原理：单摆（θ < 10o）简谐振动时，
其中：
∴
根据测量原理：
（2）选择测量仪器：米尺、秒表 及相关…
（3）安排以测量为中心的步骤：① 测量摆长L；② （倒计时）n次时
间t算周期T
（4）控制实验条件：① m大—忽略阻力；② 振幅：2A <30cm；③ 悬点
（5）误差：主要来自T、L测量，T的计算对误差传递影响大
（6）数据处理：公式；图象（曲化直思想）
注意：倒计时，摆球通过最低点掐表：“3、2、1、0、1、2、3…”
（从“1”开始计次，少计一次是错误）
内容次 t（30次）/s T/s L/m g/ms-2
1
2
3
4
ms-2
5．“测定玻璃的折射率”
（1）实验原理：n=
（2）实验仪器：
木板；玻璃砖；大头针；白纸；半圆仪；
刻度尺；三角板；铅笔等
（3）实验操作：
① 插针法观察像的遮盖
② 多次改变i，测相应r
（4）误差：
来源：大头针插点的位置；aa’、bb’、P1P2、P3P4诸线的粗细及方向
减小方法：P1、P2及P3、P4间距大些；aa’、bb’与玻璃表面一致
测量结果：多次测量取平均
=或=
（5）多种方法“处理实验数据”——公式、表格、图像
“测定玻璃的折射率”数据分析
i r (=) (=) …
10o20o30o40o50o60o70o80o 6.6o13.2o19.5o25.4o30.7o35.5o38.8o41.0o 1.521.521.541.571.631.701.801.95 0.174/0.115=1.510.324/0.228=1.500.500/0.334=1.500.643/0.429=1.500.766/0.511=1.500.866/0.579=1.500.940/0.627=1.500.985/0.656=1.50 0.176/0.116=1.520.364/0.253=1.550.577/0.354=1.570.839/0.475=1.771.192/0.594=2.011.732/0.713=2.432.747/0.804=3.425.671/0.869=6.53 2.303/1.887=1.222.996/2.580=1.163.401/2.970=1.153.689/3.235=1.143.912/3.424=1.144.094/3.564=1.154.248/3.658=1.164.382/3.714=1.18
* 利用对数坐标纸做 i-r 图像——化曲为直，探求rn=i的关系。
方法：插针法确定入射光与折射光光路，
原理：或（单位圆法）
误差来源：各线、面是否准确（界面、光线、法线、QQ’、PP’）
减小办法：
1、笔道细点
2、角度大些；针距大些
3、法线⊥aa’，圆半径画大些
4、多次测量取平均（不同角度）
思考题：在用插针法《测定玻璃的折射率》实验中，某同学正确在纸上画出玻璃砖界面aa’，但画出的界面bb’比实际位置偏高，如图所示。这样再正确使用插针法，测出的折射率将偏 大 （大小）。
如果画出的界面bb’比实际位置偏低呢？
练习题．如图8，画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直边与x轴重合，OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃得折射率。
某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y<0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应该采取的措施是 在白纸上画一条与+y轴夹角较小的直线OA，把大头针P1、P2竖直地插在直线OA上 。若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是 在y<0区域透过玻璃砖看到P1、P2的像，插上P3，恰能挡住P1、P2的像 。
若他已正确地测得了的α、β的值，则玻璃的折射率n=。
6．“用双缝干涉测光的波长”
（1）实验原理：Δx=λ→λ=Δx
（2）实验仪器：双缝干涉仪
测量头：
（3）注意：
① 测量n条明纹间距 Δx =；
*“n”条明纹与第“N”级明纹不同
② 光具摆放和调节：
光具顺序：白光源—滤光片—单缝—双缝—玻屏
共轴调节：主光轴等高；单、双缝平行（间距~10cm）
练习题．（’05天津）现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图9所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。
（1）将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、 E、D、B 、A。
（2）本实验的步骤有：
① 取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接遮光筒轴线把屏照亮；
② 按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；
③ 用米尺测量双缝到屏的距离；
④ 用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。
在操作步骤②时应注意 单缝和双缝间距5～10cm 和 使单缝与双缝平行 。
（3）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图10所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图11中手轮上的示数 13.870 mm，求得相邻亮纹的间距Δx为 2.310 mm。
（4）已知双缝间距d为2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ=，求得所测红光波长为 6.6×108 mm。
7．“用油膜法估测分子的大小”
实验目的：学习用估测分子直径的方法
实验仪器：① 盛水浅盘；② 画有方格的有机玻璃板，每个1cm2；③ 配置浓度油酸酒精溶液；④ 0.5ml滴管；⑤ 滑石粉（痱子粉代替）
实验原理：油酸滴在水面上时，形成一层单分子油膜。
测出一滴油酸溶液的体积V，用方格玻璃板测出油膜的面积S，估算出油酸分子的直径大小为d=ρ。
实验方法：
（1）估测一滴油酸的体积：
用滴管吸入（浓度为ρ）0.5ml油酸溶液，再均匀滴出，数出滴数n。
估算一滴油酸溶液纯油酸的体积为v0 =。
（2）估测油膜面积：
如图5所示。油膜面积为m2。
（3）估测油膜直径：
d==。其中ρ=，∴ d=（m）。
注意事项：
用0.5ml滴管数滴数n时，挤压皮囊的力度要均匀。可以数两次，取平均数（整数）。
练习题．在“用油膜法测分子大小”的实验中，已配制好油酸酒精溶液，其中油酸体积占溶液总体积的百分比为k。在量筒中滴入N滴油酸酒精溶液。读出总体积为V。现将一滴这样的溶液滴在水面上，其散开的油膜在带有方格的玻璃板上描绘的图形如图7所示。已知玻璃板上每小方格的长和宽均为a．由此计算油膜的面积为 26a2 ，油酸分子的直径为d=。
8．“测定电源的电动势和内阻” （*“研究闭合电路欧姆定律”）
测量都可以依据物理概念和物理规律，通过关系式转化为包含直接测量量的测量——替代法。
通过实验原理分析，掌握正确的实验方法，安排实验步骤、选择实验仪器、控制实验条件、分析实验误差…
（1）原理：闭合电路欧姆定律：
方法：“两态”法
由：
∴ ，
（2）原理电路，如图5
（3）误差：选外接电路，减小误差
（4）数据处理：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
U/V 1.00 1.50 1.80 2.10 2.40 2.60 2.90 3.25 3.50 3.75 4.00
I/A 0.32 0.28 0.25 0.22 0.20 0.18 0.16 0.12 0.09 0.08 0.04
…
① 由两组测量数据，用上述公式求得E、r
② 多次测量取平均
③ 画图，U轴截距为E，（亦为平均值）
（5）另法：
① 法：U断=E
② -R法：∵ ∴ ；
③ -R法：∵
∴ ；
（6）闭合电路研究
① 作图：U-I；-I；U-；UI-I；UI-U；UI-；-；…
② 即：U(I)=E-Ir； P=；
I(R)= =R+rR=E-r；
U(R)= =+r=E-1；
* 曲化直思想（控制变量） * 其中E、r为常量
* 提炼实验方法。
③ 图像分析
例如：（’06天津）（3）某研究性小组利用图1所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如图2所示的R-图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E= 3.1 V，R= 1.4 Ω。
练习题．给你一个电压表、一个电阻箱、开关及导线等，如何根据全电路欧姆定律测出一节旧干电池的电动势E和内电阻r的值。
（1）在下面虚线方框中画出实验电路图。
（2）测量原理式：E= ；r= 。
（3）实验过程中将电阻箱拨到45Ω时，电压表度数为0.90V，将电阻箱拨到图3（1）所示，电阻值 110 Ω时，电压表的读数由图3（2）所示为 1.10 V。
（4）根据以上实验数据可以算出该旧电池的电动势E = 1.46 V，内阻r = 0.72 Ω。
9．“测电阻丝的电阻率” （伏安法测ρ）
全面掌握：● 测量原理公式的分析
● 供电电路（分压；限流）
● 测量电路（内、外接法；量程选择）
● 电路连接（滑动头位置）
原理：∵、、——转换法
选择测量仪器：V、A表、米尺、千分尺；以及电源、导线、电键等必要仪器设备。
选择电路：（1）外接法
（2）电流不宜过大——电流热效应，短触
（3）亦可用分压电路
测量电阻方法的归纳
1．伏安法：原理：部分电路欧姆定律闭合电路欧姆定律。
2．电流法：需要标准电阻〔1〕半偏分流法〔2〕替代法
3．电压法：需要标准电阻（1〕比较法（2〕半值法
4．万用表欧姆档：原理：闭合电路欧姆定律。特点：非线性。电流表改装为欧姆表
替代法电路原理图如图6所示：
要测定待测电阻的阻值时，只有下列器材：电流表、电阻箱、单刀双掷开关（这种电键在掷刀a倒向b时ab接通，倒向c时ac接通）、待测电阻、电源、限流电阻。
操作步骤：
① 按照原理图连接实物。
② 电键a拨向b，接通待测电阻Rx的电路，再调节限流电阻使电流表示数为某值，记录此时电流表的示数且保持不变。
③ 再变换电键a拨向c，将电阻箱R接入电路，调节电阻箱，使两次测量的电流大小相同。
④ 电阻箱R与电阻Rx等效，R的值即为电阻Rx的值。
练习题．有一阻值在100Ω～200Ω之间，额定功率约为1/4W电阻，现用伏安法较准确地测定它的电阻值，实验室中备有以下部分仪器：
A．量程为50mA、内阻20Ω的电流表
B．量程为3A、内阻为0.01Ω的电流表
C．量程为5V、内阻为10kΩ的电压表
D．量程为10V、内阻为20kΩ的电压表
E．最大阻值为50Ω，额定电流2A的滑动变阻器
F．12V低压直流电源
G．电键、导线等
（1）为了保护电阻不被烧毁，实验中电阻两端电压应控制在 5 V以下，电压表应选择 C 。
（2）为了保护被测电阻，通过它的电流应控制在 35mA 以下。
（3）根据题意要求画出实验电路图。
（4）在图中．将各器材连成实验电路。
解析：
（1）选择量程：
∴V，∴Um<5V：选C表
∴mA，∴Im<16mA：选A表
（2）选择供电电路：
RS = Rx /2（RS = 50Ω；Rx =100Ω）∴选分压电路。
（3）选择测量电路：
Rx =100Ω≈3RA，RV =10kΩ = 100Rx，∴A表外接。
（三）验证性实验
验证性实验抓住要点：
① 明确实验目的（明确要验证什么）；
② 实验原理转换（推论）；
③ 实验方法的设计（等效方法）；
④ 掌握实验步骤（控制条件、减小误差）；
⑤ 如果在误差允许的范围内推论成立，表明所验证的规律成立。
10．“验证动量守恒定律”
验证：m1 > m2 ；一动一静水平对心正碰动量守恒
规律：
利用平抛转化：
实验原理：
实验步骤：如图
由实验原理出发，分析实验条件、实验误差、选择仪器、实验步骤…
槽口水平：（小球不滚动为准）
两小球的质量应满足条件：mA > mB
实验必须进行的测量：mA、mB、OP、OM、ON。
要用的仪器：天平、刻度尺、
实验步骤：…（略）
……
误差来源：
偶然：每次碰撞的偶然性——球圆否；轨道、环境（气流）
（炮弹不炸在同一个坑里）
系统：
（1）是否对心——r1 = r2；（有无支柱）
（2）出口水平：利用平抛——关键是等时
减小办法：
（1）多次测量取平均（右图）
（2）条件保证：① m1 > m2，② 出口水平，
③ 每次等高，④ r1 = r2（或调支柱高保证对心）
［例1］（’01.夏）某同学用图1所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，图1中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，图l中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，B球落点痕迹如图2所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐。
（1）两小球的质量应满足条件mA > mB
（2）碰撞后B球的水平射程应为 65.2 cm。
（3）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答： ABD （填选项号）
A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离
B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离
C．测量A球或B球的直径
D．测量A球和B球的质量（或两球质量之比）
E．测量G点相对于水平槽面的高度
分析：考察学生是否真正做过实验。
（1）操作过：调整槽口水平；10次，而不是一次完事；
（2）测量过；抛出点O位置；测量OP、OM、ON（有效数字记录）；进行过数据处理——多次测量取平均（最小圆心位置）；测量小球的质量m1、m2；
（3）思考过：前端小“支架”是否一定要？同时小球直径是否要测？。
11．“验证机械能守恒定律”
一般验证物理规律的某一特例，经过转换，变为对包含可测量量关系式的验证。
例1．自由落体：E = C
方法：重锤拖曳纸带+打点计时器；
要用交流电源
验证：gh (mJ)(mJ)
ghB(mJ)(mJ)
“mJ”不能把m消掉，不必测m。
条件保证：（自由落体）
① vo = 0，切勿手提纸带；前两点间距2mm*。
*商议，找任意两点验证。
② f ～0，m很大（保证“自由”！）
③ 操作：接通电源开关→释放纸带；
误差来源：
① 系统：
vo = 0 ——选前两点2mm纸带。
f ≠0——m大些，相对减小阻力；孔∥纸带（竖直），减小孔带阻力
② 偶然：
测量纸带——增加有效数字（如图），数据处理
实验结论： f ≠0，重锤克服阻力做功 Ek < Ep。
验证任意两点A、B的重力势能减少量和动能增加量是否相等，
如图3所示。即验证：[v-v](mJ)=gh(mJ)。
思考题：如果某次《验证自由落体机械能守恒》实验中，数据采集和处理结果无误，而得到 Ep < Ek，分析原因应是：（ B ）
A．重物质量m太小 B．取的纸带前两点距离>2mm
C．取的纸带前两点距离<2mm D．阻力f太大
12．“验证力的平行四边形定则”——练讲结合
1、原理：等效思想
例题．在《验证力的平行四边形定则》实验中，所说的“合力与两个分力的效果相同”是指下列说法中的（ AC ）
A．每次将橡皮条端点拉到相同的位置
B．使弹簧测力计每次示数相同
C．用一个弹簧秤时，和用两个弹簧秤时将橡皮条端点拉到相同的位置
D．用一个弹簧秤时，和用两个弹簧秤时将橡皮条端点弹簧测力计示数相同
2、实验步骤
例题．同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，主要步骤如下：
A．桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用秃顶把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，绳的末端系好绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使拉橡皮伸长，节点到达某一位置O，记下O点位置，记下两弹簧测力计的读数F1、F2；
D．只用一个弹簧测力计钩住绳套，通过细绳把橡皮条拉伸，读出弹簧测力计的读数F’，记下细绳方向OC；
E．按选好的标度从O点沿两绳的方向作两分力F1、F2、F’的图示；
F．再按力的平行四边形定则作出做F1和F2的合力F，比较F和F’，得出结论；
上述实验步骤中，
（1）有重要遗漏的步骤是 C 和 E 。
（2）遗漏的内容是 C中力F1、F2 的方向 和 E中同意位置O 。
说明：记住实验步骤和要点。
3、控制实验条件
例题．（’05全国卷）在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套（如图7）。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项：
A．两根细绳必须等长。
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上。
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行。
其中正确的是 C 。（填入相应的字母）
4、记录实验数据
例题．将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，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4-2所示。这时弹簧测力计的读数可从图中读出。
（l）由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 4.0 N和 2.5 N。（只须读到0.1N）
（2）在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。
说明：
记录弹簧测力计的读数，是考察读数能力和有效数字。弹簧测力计只能读到0.1N。
做力的图示，考察数据处理能力，及实验原理的理解。
5、实验数据分析
例题．在做《验证力的平行四边形定则》实验中，F1、F2为两个测力计拉力，条F为F1、F2通过平行四边形规则所得合力；F’为F1、F2的等效力，即用一只测力计时的拉力。图中两位同学得到的实验结果，比较符合实验事实的是（ D ）
说明：考察等效原理的理解。
等效的两重意义
（1）两个力F1、F2将橡筋拉伸到O点，一个力F’也将橡筋拉伸到O点。即对橡筋来说效果相同。
（2）如果按照平行四边形定则做F1、F2的合力F，误差范围内F与F’相等，则说F是F1、F2的等效力。
6、误差分析
只要干“事”就会出“差错”：事—步骤、差—误差、错—错误。
例题．在《验证力的平行四边形定则》实验中，采用下列哪些方法可以减小实验误差（ ABCDE ）
A．两个分力F1和F2的夹角要尽量大些
B．两个分力F1和F2的大小要尽量大些
C．拉橡皮条的绳套要稍长一些
D．实验中弹簧测力计必须与木板平行，读数视线要正对弹簧测力计的示数
E．实验前，先把所用的两个弹簧测力计的钩子互相钩住平放在桌子上向相反的方向拉动检查读数是否相同
7、灵活
例题．在《验证力的平行四边形定则》实验中，除了必要的实验器材外，只用一只弹簧测力计怎样完成验证力的平行四边形定则的实验？写出测量方法和步骤。
（1） 用一支弹簧秤拉橡筋绳套使结点至O点，记O、P、F’；
（2） 用手拉绳套1，用弹簧秤绳套2，结点仍至O，记P1、P2、F2；
（3） 用手拉绳套2沿OP2方向，用弹簧秤绳套1沿OP1方向，结点仍至O，记F1；
（4） 按力的平行四边形定则作出做F1和F2的合力F，比较F和F’，得出结论；
（四）基本仪器使用
《说明》中要求会正确使用的仪器有13种：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧测力计、温度计、电流表、电压表、万用表、滑动变阻器、电阻箱。（斜槽、玻璃砖等。）
应从：① 测量仪器的构造原理，② 使用方法，③ 读数方法，三方面掌握。
刻度尺 读数（有效数字） 弹簧秤 构造原理
游标卡尺、 原理和读数 温度计 注意事项
螺旋测微器 原理和读数 电流表 使用
天平 原理、调节、使用及读数 电压表 使用
秒表 使用、读数 万用表 使用、读数
打点计时器 原理 滑动变阻器 结构、原理、使用(接法)
（1）刻度尺：
原理：比较。将物体与规定的长度单位进行比较
使用：读出物体两端的坐标L1、L2，测量物体长度L2-L1
读数：毫米刻度尺测量估读到0.1mm：
如图1： =188.0-90.0=98.0mm
如图2： 条纹间距ΔX==1.43mm
说明：换尺的不同起点多次测量；
累积法增加有效数字位数。
（2）游标卡尺：
原理：差分（公差）
使用：测量内外、径及深度
读数：主尺+游标；主尺 = 游标“0”前整数（mm）；游标 = 精度 ×对齐格数
说明：20分度、50分度原理及读数方法同。
注意：右图中两种（10分度）游标的差异
［例1］图1中两把游标卡尺的精度分别为（1） 0.1mm （2） 0.05mm 。
如果用第（1）把卡尺测量某物体直径其游标位置如图2所示，读数为 31.5mm ；若改用第（2）把卡尺测量该物体同一位置的直径，则测量值为 31.45mm 。
（3）螺旋测微器：
原理：螺扣微分；0.5mm/50或1mm/100；每mm估读，精度为0.001mm。（故称：千分尺）
使用：①测外径；②持隔热板测量；③微调旋钮推进；③退两扣收
读数：固定尺×.000mm（或×.500mm）+套筒0.×××mm
注意：保护螺扣和铁砧
［例2］图2中螺旋测微器测量读数 0.700 mm。
（4）秒表：
原理：机械齿轮带动表针步进（将连续时间量子化）
读数：小针1″/格，大针30″/格；精度0.1s，读到0.1s，不估读。
使用：上弦、启动、停表、计时、回表。松弦收表
［例3］图中秒表测量读数 100.6 s。
（5）电阻箱：
原理：串联
使用：串联（没有极性）
读数：各指针“读数×倍率”之和
注意：断电后再调整阻值。
［例4］在未断电的情况下将电阻箱接入电路阻值从210Ω→190Ω，应该怎样调节？ 答：210Ω→290Ω→190Ω。
（6）检流计：
原理：磁电原理。通电线圈受安培力矩与游丝扭转力矩平衡：
M电磁 = NBSI， M游丝 = kθ，
∵ M电磁 = M游丝。
∴ ∝θ ∝l（弧长）
① 均匀刻度。
使用：检验电流及方向（一般从哪端接线柱流入，指针偏向哪端）
注意：小电流、短时间
说明：（1）表头内阻主要是线圈的电阻
（2）表头的灵敏度取决于表头结构
（3）“2.5”级表：量程×2.5% = I。因此，表头精度不由表盘刻度决定。
（4）怎样提高检流计灵敏度？
答：∵K==越小越灵敏，提高N、B、S或减小k。
（7）安培表：
原理：如图“Rg∥R”扩程
使用：并联Rx上
读数：“半格估读”：
说明：表的“级”（见下面说明）
［例6］如图安培表指针位置读数？
答：若0～0.6A挡，读数为：0.35A；
若0～3A挡，读数为：1.75A。
（8）伏特表：
原理：如图“Rg +R” 扩程
使用：串联在Rx上
读数：“整格读数”：8.5V
注意：U = 15×2.5% = 0.375 ≈ 0.4A。
［例6］如图安培表指针位置读数？
答：若0～0.6A挡，读数为：0.35A；
若0～3
* 测量时V、A表指针尽可能偏转到满度的2/3以上；半值法用满度值；欧姆表指针尽可能在中间刻度。
（9）其它专用仪器：平抛支架；动量守恒支架（需调出口水平板面竖直）；研究匀变速运动的斜面（平衡摩擦力）；…
（10）滑动变阻器：
供电电路设计：一般利用“分压器”或“限流器”电路控制测量电路的电压或电流。
① 分压器接法：RS～Rx/10。电压调节范围大：。注意：防“烧糊”。
当待测电阻Rx>10R（滑动变阻器）时，或要求“提高测量精度，测多组数据”、“尽量减小误差，测多组数据”、“电流表电压表示数从零开始调节”、“用作图法，尽量准确”…，须用分压电路。
② 限流器接法：RS～10Rx。电压调节范围有限：。
当待测电阻Rx～R时，或考虑“尽量节能”、“电流表和电压表示数不必从零开始调节”…，须用限流电路。
③ 两种电路均可使用时，考虑限流电路总功耗小，可优先使用限流电路。
*④ 粗调和细调：
（如图 R1>R2）
⑤ 连接电路
连接电路元件要按照：“逐环连接”的方法。
（11）练习使用示波器
’08北京21题．
（1）用示波器观察某交流信号时，在显示屏上显示出一个完整的波形，如图。经下列四组操作之一，使该信号显示出两个完整波形，且波形幅度增大。此组操作是 C （填选项前的字母）
A．调整X增益旋钮和竖直位移旋钮
B．调整X增益旋钮和扫描微调旋钮
C．调整扫描微调旋钮和Y增益旋钮
D．调整水平位移旋钮和Y增益旋钮
课件：
五、演示实验
目的要求：1．观察现象；2．透彻研究影响实验现象的诸因素（控制变量）；
3．得出概念和规律（归纳）；
1．平抛运动性质
利用“弹射器”和“斜槽”进行平抛实验，
① 改变“斜槽”高度
② 改变限位卡的位置
③ 改变打击力度
④ 改用（闪光照）实验手段
⑤ …
（●平抛 ●运动分解 ●分运动（分位移） ●等时性）
2．折射现象
图1，一束激光从半圆形玻璃砖平面一侧射到圆心O点，绕O点逆时针转动玻璃砖，分别观察到反射光和折射光角度和强度的变化。
图2，让一束激光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面射到直边上圆心O点，绕O点逆时针转动玻璃砖，分别观察到反射光角度和强度的变化。
① 反射光转过角度与玻璃砖转过角度关系
② 反射光亮度与玻璃砖转过角度关系
③ 折射光转动方向
④ 折射光转过角度与玻璃砖转过角度关系
⑤ 折射光亮度与玻璃砖转过角度关系
⑥ 求折射率
⑦ 全反射
⑧ 求临界角
⑨ 换用其他色光
（●折射现象（密→疏、疏→密） ●折射率 ●全反射 ●临界角 ●能量关系）
3．电磁感应现象
在研究电磁感应的实验中，将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图连接.在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下
在改变下列实验条件时，出现哪些实验现象？
1）在闭合电键的瞬间检流计指针角度将发生偏转，
2）换一个匝数较多的线圈A
3）换一个匝数较多的线圈B
4）将滑动变阻器滑片P迅速向左（右）移动
5）换用三节电池的电池组
6）线圈A向上拔出
7）线圈A向上插入
8）改变线圈绕向
9）改变接线柱
观察电流表指针偏转方向、偏转角度情况，分析得出相应结论。
（●产生感应电流条件 ●法拉第电磁感应定律N ●楞次定律）
练习题．（’96上海）用如图所示装置研究电磁感应现象，在图示情况，当电键闭合瞬时，观察到电流表指针向右偏转，电键闭合一段时间后，为使电流表指针向左偏转，可擦用的方法有（ CD ）
A．将变阻器滑动头向右滑动
B．将一软铁棒插入线圈A中
C．将线圈A从线圈B中提出
D．迅速断开电源
4．重要演示实验
近几年北京高考题特点之一：回归教材、课堂
① 注重考察演示实验；② 注重采纳教材中的素材。
力学：显示微小形变
毛钱管演示
研究牛顿第二定律的演示
牛顿第三定律的演示（对拉弹簧）
观察失重现象
运动合成的演示
平抛演示实验
向心力演示
缓冲装置的模拟
反冲火箭演示（旋转盛水容器）
弹簧振子振动情况的频闪照片
砂摆的演示实验
受迫振动的演示实验
研究摆的共振
横、纵波的形成（模拟）
声波的衍射现象
水波的衍射、干涉
热学：观察布朗运动的实验及颗粒位置的记录
压缩气体做功，气体内能增加
气体对外做功内能变化的实验
气体压强微观意义的演示
电学：静电感应的演示实验
影响电容器电容大小的因素
磁场与电流、电流与电流之间的安培力演示
（电子束在磁场中的偏转）洛仑兹力演示
电磁感应现象的演示
自感现象
日光灯原理
电磁感应现象的应用
交流电的产生（演示+模型）
电感和电容对交变电流的影响
变压器原理
感应电动机
无线电波的发射和接收
光学：光具（组合）演示
光的色散
灯焰的薄膜干涉演示
单缝衍射
双缝干涉
偏振
弧光灯-锌板光电效应现象
原子：α粒子散射实验
威尔逊云室
*对获得概念、理解规律具有典型意义的重点演示实验
力矩盘（《说明》不要求）
测定反应时间（小实验）
卡文迪许扭秤实验（太繁、难）
运动合成的演示（不好控制）
钢球从磁铁边通过偏转（不好控制）
火星沿着砂轮/转雨伞雨滴：切线飞出（图片！不易演示）
横波的形成（模拟）
伦琴射线管（影响学生身体健康）
八面棱镜（只能看看）
光导纤维（内窥镜）
分光镜（只能一个人看）
α粒子散射实验（非演示实验）
威尔逊云室（只说说）
（获取概念：经验、类比、理想实验、设计思想、想象）
六、实验复习要点归纳
（一）实验原理和方法
实验原理是：实验设计、安排实验（操作）步骤、控制实验条件、处理数据、误差原因等的依据。
（二）实验分类及实验要求
1．
2．各类实验能力培养要点：
使用性实验：理解仪器原理、操作方法
测定性实验：通过实验原理分析，掌握正确的实验方法，安排实验步骤、选择实验仪器、控制实验条件、分析实验误差…
研(探)究性实验：设计简单的实验方案；学习控制变量的研究方法；研究处理实验数据；得出关系规律
验证性实验：实验原理转换、等效方法、掌握实验步骤、控制条件减小误差。
3．具体实验及其要求
19个实验 实验内容 实验要求
力学（8） 测量性实验 ●长度的测量●研究匀变速直线运动●用单摆测定重力加速度 测量原理、实验方法
研究性实验 ●探究弹力和弹簧伸长的关系●研究平抛物体的运动 方法：留迹法；纸带多角度查问能够数据处理：表格，图像…
验证性实验 ●验证力的平行四边形定则●验证动量守恒定律●验证机械能守恒定律 理解实验原理（是选择实验仪器、安排实验步骤、控制实验条件、数据处理，误差分析…的依据）实验方法：转换、验证和等效思想；误差分析（原因及减小措施）
电学（7） 测量性实验 ●测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）●测定电源的电动势和内阻 读数方法，有效数字记录；理解实验原理；
研究性实验 ●用描迹法画出电场中平面上的等势线●描绘小电珠的伏安特性曲线●把电流表改装为电压表●用多用电表探索黑箱内的电学元件●练习使用示波器 方法：留迹法；纸带多角度查问能够数据处理：表格，
热学（1） 测量性实验 ●用油膜法估测分子的大小 学习估测方法
光学（2） 测量性实验 ●测定玻璃的折射率●用双缝干涉测光的波长 处理数据
传感器（1） ●传感器的简单应用 实验手段、探究方法
* 使用（仪器）：知构造、懂原理、会操作（调节、读数）
* 实验考查越来越具有综合性，这种分类是为了掌握实验内容，复习中要注意实验的研究性。测量是实验的基本方法，研究是思想，测定、验证是内容。
（三）误差分析及数据处理
1、实验数据处理方法：平均值法、列表法、作图法、逐差法等。
2、误差 测量值与真实值之间的差异
（1）误差来源
系统误差：由仪器精度、实验原理、方法的不完善造成（如：钢尺热胀冷缩；原理方法近似—、半值法；不计表内阻；…），总偏大或偏小，可通过改进方法减小，但无法消除。
随机误差：测量者原因（如：调节、读数、环节），偏大、偏小不定，常采用多次测量取平均值减小。
（2）误差分析：常分析原理、方法造成的误差
（3）数据处理：多次测量取平均减小偶然误差；改变实验原理减小（或消除某方面）系统误差。
3、列表
实验 误差来源 减小办法
长度测量 1、估读2、零点误差 1、多次求平均2、消零点误差
单摆测g 1、原理近似：（θ<10o）2、空气阻力3、周期T测量，t的读取和T的计算对误差传递影响4、摆长L测量 1、振幅：2A < 30cm；（简谐）2、m大些——忽略阻力；3、T=（多次测量取平均）* n多记一次：错误4、摆长L测量5、图象处理数据；
动量守恒 1、每次碰撞的偶然性2、利用平抛原理3、对心正碰4、摩擦（守恒条件） 1、多次取平均2、调节出口水平；等高释放3、球直径相等4、尽量在槽口；可以忽略（F内>> F外）
测v、a 两点间距离的测量（处理数据偶然误差） 逐差法（增加有效数字）
机能守恒 1、初始打点时刻2、摩擦（空气、纸带与限位孔）故Ek
测ε、r 1、（系统）ε测<ε真，r测
测Rx 1、Rx<
估测分子 1、边缘描画2、浓度 1、滑石粉薄厚适宜2、笔道细些3、溶液现配现用
验证四边形定则 1、测力计读数2、共面3、摩擦4、确定力方向5、画图 1、测力计对拉比较示数2、拉力平行直面3、绳套长些4、笔道细些
…
4、V-A法测Rx内外接法比较
内接 外接
接法
R测 R测==RA+Rx R测==
Rx Rx=（R真）=－RA Rx=（R真）=
误差
原因 分压 分流
七、设计性实验
1、改变实验原理或方法
［例3］某同学在研究平抛运动时，发现原来的实验方法不容易确定平抛小球在运动中的准确位置。于是，如图所示，在实验中用了一块平木板附上复写纸和白纸，竖直立于正对槽口前某处，使小球从斜槽上滑下，小球撞在木板上留下痕迹A，将木板向后移距离x，再使小球从斜槽上同样高度滑下，小球撞在木板上留下痕迹B，将木板再向后移距离x，小球再从斜槽上同样高度滑下，再得到痕迹C。A、B间距离y1，A、C间距离y2。若测得木板后移距离x =10cm，测得y1 = 6.0cm，y2 = 16.0cm。
（1）根据以上量导出测量小球初速度公式vo=_______________（用题中所给字母）。
（2）小球初速度值为____________。保留2位有效数字。（g取9.8m/s2）
分析：
解答：（1） （2）1.6m/s
2、更换实验设备
［例4］用三棱镜做测定玻璃折射率的实验。先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住。接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4使P3挡住P1、P2的像。P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图14－19所示。
（1）在本题的图上画出所需的光路。
（2）为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是_________，__________，在图上标出它们。
（3）计算折射率的公式是n = ___________。
分析：（1）连接通过P1、P2、P3、P4光路。
（2）量出入射角i和折射角r。或量出线段EF、GH长度。
（3）或。
3、灵活应用“伏安法”
“伏安法”是直流电路实验的基本原理，和等效方法。在挑选实验仪器、选择分压还是限流电路、缺少或多余电表、设计内外接电路时的基本原理和方法。
“伏安法”也是“半值法”、“等效法”“替代法”…等的基本出发点。
“伏安法”还是电路误差原因分析、数据处理等的基本原理。
［例2］（’01理综）实验室中现有器材如实物图1所示，有：
电池E，电动势约为10V，内阻约为1Ω；
电流表A1，量程10A，内阻r1约为0.2Ω；
电流表A2，量程300mA，内阻r2约为5Ω；
电流表A3，量程250mA，内阻r3约为5Ω；
电阻箱R1，最大阻值999.9Ω，阻值最小量程为0.1Ω；
滑动变阻器R2，最大阻值100Ω，
开关K，导线若干。
要求用图2所示的电路测定图中电流表A的内阻。
（1）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其内阻？答：_______________。
（2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路。
（3）你要读出的物理量是_________。用这些物理量表示待测电阻的计算公式是_________。
解析：认识电表是：能显示自己电压值或电流值的未知电阻。
先要读懂电路原理图：表A’电流I，表A电流I2，所以，R1电流I1 = I -I2。再根据并联电路分流关系，可得：，或。
由于表A1（与A2、A3量程相差）太大，A1在A’或A位置使用，无法准确读出（干路或支路）电流的数值，亦即无法得出精确的测量结果。只有A2和A3搭配，测量有效数字相同，可由此电路精确测量电流表的内阻。A2和A3连入电路，如图12所示。
设通过A3的电流为I3，通过A2的电流为I2，电阻箱R1的电阻为Rx ，则被测电流表的内阻为r3 ：。
［例3］“半值法”测表头内阻
现有一量程为3V的电压表，内阻约为3kΩ。为了较准确地测量其内电阻，在没有电流表的情况下，某同学设计了如图10所示的实验电路，按此电路可以测出电压表的内电阻。其中R1是最大阻值为9999Ω的电阻箱，R2是最大阻值为20Ω的滑动变阻器。
（1）试根据图10所示的电路图，完成如图11所示的实物电路的连线。
（2）接通电路前应将滑动变阻器的滑动头P置于 端。
（3）根据电路图，按顺序写出本实验的主要操作步骤。
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
分析：
“半值法”是近似方法。在分压电路负载较大［（R1+RV）>100R1］时，负载电阻的变化不影响输出电压的变化。由“比值法”或“半值法”，可求得RV电阻值。
解答：
（1）如图。
（2）置于R2左端。
（3）
法一：“半值法”
① 闭S1、S2，调P，V满偏或较大值U。
② 断S2，调R1 使V半偏或U/2。
③ ∴ RV = R1
法二：“比值法”
① 闭S1、S2，调P，V值为较大值U1。
② 断S2，调R1 使V值为U2。
③ ∴RV =。
说明：实际上，当断开S2时，负载电阻增大，分压电路输出电压U增大（实际为U’），当V的示数变为U/2时，（实际 >U’/2），所以R1 > RV，测量值偏大。这是实验原理的近似而造成的系统误差。
*探究性实验（略）
例题1.（08广东）探究热敏电阻的温度特性
例题2.（08四川）光电数字计时器测圆盘角速度
例题3.（？上海）纸杯：速度—时间变化
实验复习建议
1、规定实验为核心，突出每种实验的重点内容、每个实验突出重点内容。
（1）练习使用仪器——原理、操作。
（2）测量性实验 ——方法、步骤、数据处理。
（3）验证性实验 ——原理、方法、误差分析。
2、以实验原理为核心理解实验。
3、做实验（力—打点计时器为核心；电—闭合电路研究+电阻测量）
谢 谢 !
图2
R
r
i
A
O
b’
b
a’
a
P4
P3
P2
V
E
R
o
V
（R1粗调）
P2
R2
R1
R
P1
S
（R2粗调）
R1
E
10
V
A
RS
ρ
B
s2
h
s1
A
图5
R2
（R1粗调）
E
10
R2
图4
图3
图2
图1
R1
E
R
P1
S
R
U
o
U
R
o
U
R
R’
R
A
a
c
R
RA
A
Rg
G
R
①磁铁；②线圈；③配重；④游丝；⑤调钮
②
S
④
③
N
⑤
S
①
N
2
1
A
8
9
图2
V
图3
o
I/A
U/V
图5
V
图1
40
L
图（2）
P
图（1）
3
hB
4
5
图 5
45
14
12
43
x5
…
x4
x3
x2
x1
…
y4
y3
y2
y1
y/cm
图 1
x/cm
0 1 2 3 4 5 6 7 …
x/cm 0 7.60 9.20 10.70 12.00 13.25 14.30 15.10
x2/(cm)2
y/cm 0 4.05 6.00 8.45 10.50 12.65 14.95 17.20
采坐标
复写纸
o
小球
斜槽
10
41
14
13
12
5
重锤
4
木板
水平挡板
采点
x
闪光照
81
8
10
9
7
6
A
图3
F
F’
D
a
A2
E
R3
图 1
S1
R2
P
3
5
4
0
b
b’
a
a’
b
b’
G
a
a’
O
b
b’
a
a’
r
i
S
S’
Q’
Q
2
1
100
64
49
36
25
16
R1
S2
b
A1
P4
3
11
X2
2
1
P3
P2
P1
o
X1
6
5
0
12
10
o
U
R’
4
RS
Rx
8
R
RL
3
35
0
2
F1
F2
图20
B
A
F’
F
A
10
8
6
4
2
-2
0
3.0
2.0
1.0
R/Ω
图3
/A-1
S
E r
F’
P1
E
G
O
R
Q
P
图 1
图 2
单位:cm
70
60
P2
O
F2
F1
三点、二力
P1
P2
O
F2
F1
o
F1
F2
F’
OFF
OFF
4
5
×10Ω
6
7
F1
×10
×1
×100
×1k
20
T
K
40
图2
10
15
30
S
×10
×1
×100
×1k
图1
图2
25
20
0
10
（1）
2
hA
C
B
A
RS
E r
E r
E
b
图 6
E
Rx
V
35
8.33
10.26
9.61
8.95
图5
重物
夹子
夹子
纸带
30
打点计时器
25
0
20
15
10
P
B
A
S2
S1
图11
P
S2
S1
B
A
图2
R2
S1
图10
S2
P
R1
V
5
g = 4π2 tanα
α
o
T2/s2
L/m
θ
四点、三力
x
R1
R2
A2
0
1
A1
A3
K
F
0
B
o
2
F1
F2
F’
F
C
o
3
4
5
×100Ω
图 3
x
A
B
C
y1
y2
H
h
K
A3
A1
A2
R2
R1
E
图2
R1
K
A’
A
R2
E
P2
O
F2
P
F’
V
分类
弹簧；平抛；黑箱；小电珠
使用（仪器）：
；；；
验证（规律）：
l；a（v）；vo；g；ρ；ε、r；n
测量（物理量）：
F
E
P4
P3
P2
P1
转换法：测量量、方法的转换
（等效）替代法：利用可测量或关系替代
主要实验方法有：
积累法：（积少成多）提高有效数字位数
打点；卡尺；螺旋；Ω表（测R）；G（描线）…
图1
探究（关系）：
5
4
3
图1
20
0
2
5
4
3
（2）
2
0
5
4
3
10
2
0
5
4
3
7.68
7.05
6.41
5.74
5.12
图2
图1
打点计时器
πD
d
P
N
M
图1
A
V
V
图 2
A
A
RS
RS
Rx
F
F2
F1
（N）
（N）
5
4
3
2
5
4
3
2
1
0
1
O
A
六线
F
P
F’
P1
P2
O
F2
F1
1N
四点、三力
P
Rg
10
9
8
7
6
2
1
0
59
28
57
55
26
24
53
22
51
20
49
18
47
16
39
8
37
6
35
4
33
2
31
0
3
7
8
9
0
1
2
6
×1Ω
5
4
3
2
1
0
9
8
7
6
×0.1Ω
5
4
3
2
1
0
9
8
7
6
图5
图6
图7
0
1cm
0
图8
图9
e
f
a
c
b
图1
10
主尺
游标尺
0
1
2
3
5
cm
A
V
R
图2
E
S
A
P
U
I
V
Rx
A
U
I
Rx
V
A
F1
F2
P/W
U/V
A
0
P/W
U/V
B
0
P/W
U/V
C
0
P/W
U/V
D
0
x
图1
y
z
电子束
阴极
狭缝
荧光屏
阳极
图2
小车
打点计时器
纸带
接电源
图3
0
1
2
4
3
5
6
8
7
10
9
11
12
13
14
单位: cm
15
16
17
18
单位: cm
19
20
单位: cm
0
1
2
3
4
5
6
S1
S2
S3
S4
S5
S6
cm
图4
0
1cm
2
3
13
0
1
2
5
N
钢球
塑料球
P
R
150.00
100.00
50.00
0.00
0.40
0.35
N
P
M
O
14
4
4
3
2
1
0
12
10
8
6
2
U/V
R/Ω
图3
A
V
B
A
RS
激光
ρ
14
4
4
3
6
5
4
3
6
2
U/V
R/Ω
’06高考
cm
5
3
2
1
0
游标尺
主尺
10
0
1cm
0
’06高考
’08高考
测量（物理量）：
l；a（v）；vo；g；ρ；ε、r；n
验证（规律）：
；；；
使用（仪器）：
弹簧；平抛；黑箱；小电珠
分类
探究（关系）：
打点；卡尺；螺旋；Ω表（测R）；G（描线）…
测量性实验：测量原理、实验方法、误差分析
验证性实验：测量原理、实验方法、误差分析（原因及减小措施）
使用（仪器）：知构造、懂原理、会操作（调节、读数）
l
探究性实验：实验方法、数据处理
b
丙
图8
b
a
a
b
乙
a
b
甲
A
O
b
b
a
a
y
M
β
P2
α
P1
P3
x
a
E
R3
S1
R2
P
R1
S2
b
A1
a
A2
模拟法：
平衡法：
替代（转换）法：利用转换关系变换测量量或测量方法
主要实验方法有：
25
0
数据二次利用
15
深层次探究
10
5
20
积累放大法：（积少成多）增加有效数字位数
A
A
C
70
60
50
40
30
10
20
t /×0.01s
80
/cm·s-1
25
0
20
15
10
5
70
60
50
40
30
10
20
t /×0.01s
80
/cm·s-1
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
P-R
P3
P2
P1
图 2
白纸
复写纸
重锤
定位卡
P
M
O
图 2
白纸
复写纸
O
b’
b
a’
a
P4
R/Ω
图3
r
i
A
重锤
定位卡
P
O
钢球
图 1
图 3
N
P
M
O
基本实验目的：
练习使用仪器
验证物理规律
E
D
B
A
C
O
2mm
30
O
2cm
hC
S2
研究物理过程规律
9
4
0
测定物理量
图2
θ
O
激光
图1
S1
金属丝
RS
测量电路
限流器
测量电路
RS
分压器
θ
P
cm
41
40
39
12
11
10
O
斜轨
x
闪光照
81
8
10
9
7
6
3
5
4
0
2
1
100
64
49
b1
a1
a2
b2
b1
a2
a1
b2
1
y
若：
则：logri＝n
∴ rn=i
即：常量
也许“平方反比率”？
A2
P1
K
Rx
Rx
限流接法
A
A1
V
V
图2
分压接法
图1
控制变量法：研究物理量关系的基本方法
留迹法：以便采集数据、作图
变大
36
25
16
20
9
10
F
E
O
19
cm
18
17
16
14
15
13
12
11
G
D
C
B
A
图1
S6
S5
S4
S3
S2
S1
s6
s5
s4
s3
s2
s1
E
D
F
C
B
A
O
9
砝码
4
弹射器
斜轨
接电源
纸带
打点计时器
小车
图1
2
0
1
s /cm
7
v2/(m·s-1)2
接电源
纸带
图2
打点计时器
小车
图2
0
1
y
弹射器
x/cm
图 2
y/cm
y1
y2
y3
y4
y5
y6
x1
x2
x3
x4
…
塑料球
钢球
U/V
2
6
8
10
12
0
1
2
3
4
4
14
P/W
U/V
A
0
P/W
U/V
B
0
P/W
U/V
C
0
P/W
U/V
D
0
A
B
A
v2=2as
或v-v=2as
S6
S5
S4
S3
A
图7
A
乙
B
C
C
B
甲
A
图1
×10
×1
（1）
图3
（2）
3
15
V
×1000
×100
R
图
V
S1
S2
图7
橡皮条
固定点
图7
V
A
RS
ρ
图9
遮光筒
图10
30
0
35
40
10
35
图11
B
P
S2
V
R1
P
S1
R2
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
1
R
A
60
70
cm
PAGE
6
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