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2019
年高考专题：
高中物理实验总结【最新完整版】
（
一共有
55
页，
物理实验总结大全，包
括高中所有必考的实验啦！
是目前最完整的啦！
！
）
★知识结构
：
方法指导：
物理是以实验为基础的科
学，实验能力是物理学科的重要能力，
物理高考历来重视考
查实
验能力。
一、基本实验的复习
实验试题，唯一正确的方法是把要求必做的学生
实验真正做懂、做会
，特别是
在实验原理上要认真钻研，对每一个实验步骤都要问个为什
么
，即不但要记住怎样做，更应该知道为什么要这样做．对基本的实验，复习过程中
要注
意以下六个方面的问题：
（
1
）实验原理
4
个类型：
练习型、测量型、验证型、探究型
．对每一
种类型都要把原理弄清楚．
2mm
的纸带．
这
个实验的正确实
验步骤是先闭合电源开关，
启动打点计时器，
待打点计时器的工
作稳定后，
再释放重锤，使它自由落下，同时纸带打出一系列点迹．按这种方法操作，在
未释放纸带
前，打点计时器已经在纸带上打出点迹，但都打在同一点上，这就是第一点．
由于开始释
放的时刻是不确定的，从开始释放到打第二个点的时间一定小于
0.02s
，但具体时间不确
定，
< br>因此第一点与第二点的距离只能知道一定小于
2mm
（如
果这段时间恰等于
0.02s
，
则这<
/p>
段位移
s=gt2/2=(10
×
0.022/2)m=2
×
10-3m=2m
m
）
，
但不能知道它的确切数值，
也不需要知
道它的确切数值．不论第一点与第二点的间距是否等于<
/p>
2mm
，它都是从打第一点处开始作
自由
落体运动的，因此只要测量出第一点
O
与后面某一点
P
间的距离
h
，再测出打
P
点时
的速度
v
，如果：
gh
≈
(
)
，
（
2
）实验仪器
要求掌握的实验仪器主要有
：
刻度尺、
游标卡尺、
螺旋测微器
（千分尺）
、
天平、
停表
（秒
表）
、打点计时器（电火花计时仪）
、
弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动
变阻器、电阻箱，
< br>等等。对于使用新教材的省市，还要加上
示波器
等。对这
些仪器，都要
弄清其原理、会正确使用它们，包括测量仪器的正确读数。
（
3
）实验装置
对电学实验主要指电路图。
平衡摩擦力
是关键。
让小球从轨道上端无初速滚下，然后平抛出去，在安装装置时要
注意保证轨道末
端必须水
平
，如果实验要进行多次，每次
小球应从同一高度处下落，因此应有一个挡板。
用铁架台并
用夹子固定纸带，这样在开启打点计时
器而未释放重锤前，能保证打出的点迹在同一点上
，
若像课本上的实验装置图那样，用手
握住纸带，开启打点计时
器而未释放纸带前，会由于手的抖动而打出一“堆”点，从而无
法准确找出第一个点（即
自由落体运动起始位置）
。
安装单摆
时要注意悬点的固定
，随便拴一个结系在
铁架台的横梁上是不可
取的，
因为悬点不确定，
就不是单摆，
并且摆长值也无法准确测量。
安培表的外接与内接，限流与分
压电路的选择，电表内
阻的影响，等等。
（
4
）实验步骤
复习实验步骤时不能靠死背结论，而要与实验原理联系起来，要多问问自己，为什么要
< br>按这样的步骤操作？把某些实验步骤交换一下是否可以？省掉某个步骤行不行？等等。
（
5
）实验数据的处理
重要的有打点计时器
纸带的处理方法
（如分析是不是匀速运动或匀变速直线运动、
如果
是匀变速运动，
如何求某时刻的速度、
如何求加速度等）
；
解方程求解未知量、
< br>用
图像
处理
数据
（把
原来应该是曲线关系的通过改变坐标轴的量或单位而变成线性关系
，
即变成直线，
是重要的实验能力）
。
（
6
）实验误差的定性分析
中学阶段不要求进行定量的误
差分析，但
对主要误差的产生原因、系统误差是偏大还
是偏小等
，应能理解。
在电路的实验中，粗略地看，认为电流表是短路、电压表是断路，
但精确一点看，电流表和电压表的内阻的影响都不能忽略，
定性地讨论电
表电阻对测量结
果的影响是我们应该掌握。
二、几种重要的实验方法
有助于我们提高认识水平和能力。
（
1
）累积法：
在
“用单摆测重力加速度”
测周期时我们用的是累积法
，
即我们不直接
测一个周期的时间，
而是测
30
～
50<
/p>
个周期的总时间，
再除以周期数即得周期
T
的值．
用累
积法的好处是：①相
当于进行多次测量而后取平均值
，这样可以减少偶然误差；②
增加有
效数字的位数
．以测单摆的周期为例，
我们实验时单摆的摆长大约是
1m
或不到
1m
，用停
表（最小分度值是
0.1
s
）直接测
1
个周期的值，只能读出两
位有效数字（机械停表的指针
是跳跃式前进的，
因此不能估读）
，
如
1.8s
、
2.0s
等，
而测
< br>30
个周期总时间，
则可读出至
少
3
位有效数字。
< br>用累积法的实验还有很多，如测一张纸的厚度、用刻度尺测金属丝的直径…
（
2
）替代法：
在
“互成角度两个共点力的合成”
的实验中我们就用到了替代法，
第一
次我们用两个弹簧秤成角度地拉橡皮筋，把结点拉到某一位置，再换成一个弹簧秤，
同样
拉这个橡皮筋，也把结点拉到同样位置，这说明后一个弹簧秤的拉力与前面两个弹簧
秤的
拉力效果相等因此右以互相替代．对于“等效”这个问题，应正确理解：所谓效果相
等，
是对某一方面说的，并不是在所有方面都等效，仍
以合力与
分力来说，它们只是在改变物
体的运动状态上等效
，而在其他方
面，例如在产生形变上，二者并不等效。
我们古代三国时期曹冲称象的故事就是替代法的典型实例。
<
/p>
（
3
）测量量的转换：
< br>例如在“碰撞中的动量守恒”的实验中，
把测物体的速度转换
为测物体平抛运动的水平位移
，即把测速度转换为测长度。
n=sini/sinr
求出折射率，
但角度不容易测准确
（一般所用的量角器的最小分度是
1
°，
并
且测角度时顶点很难对得特别准确）<
/p>
，
而通过做辅助线的方法可以
把测角度转
换为测线段的
长度
，从而增加了有效数字的位数，即提高了测量
的准确度。
（
4
）
比较法：
用天平称物体的质量，
就是把物体与砝码进行比较，
砝码的质量是标准
的，把被测量与
标准的量进行比较，就是比较法．天平是等臂杠杆，因此用天平测物体质
量时，不用再进
行计算，而是直接读出砝码的质量，它就等于物体的质量。一般情况下，
被测物跟标准量
并不相等，而是要根据某种关系进行计算，最常用的是二者间满足一定的
比例关系，通过
一定的比例计算即可得出结果，因此常常称为比例法。用
比例法测电阻是
常见的，当两个电阻串联时，通过的电流相等，因此两电阻两端的电压跟它们的电阻成正
比
，
如果其中的一个电阻是标准电阻，
另一个电阻的阻值就可测出．
同样，
两电阻并联时，<
/p>
由于两端电压相等，通过两支路的电流跟电阻成反比
，只要一个是
标准电阻，另一个电阻
的阻可测出。
一、误差和有效数字
1.
误差
测
量值与真实值的差异叫做误差。
误差可分为系统误差和偶然误差两种
。
⑴
系统误差的特点是在多次重
复同一实验时，误差总是同样地偏大或偏小
。
⑵偶然误差总是有时偏大，
有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同。
减小偶然误差的
方法，可以多进行几次测量
，求出
几次测量的数值的平均值。这个平均值比某一次测得的
数值更接近于真实值。
2.
有效数字
带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字
。⑴有效数字是指近似
数字而言。
⑵
只能带有一位不可靠数字，不是位数越多越好。<
/p>
凡是用测量仪器
直接测量
的结果，读数一般
要求在读出仪器最小刻度所在位的数值
（可靠数字）后，再向下估读一位（不可靠数字）
，这里不受有效数字位数的限制。
间接测量的有效数字运算不作要求，运算结果一般可用
2~3
位有效数字表示。
二、基本测量仪器及读数
1.
游标卡尺
读数方法：
被测实际长度为主尺和游标尺
两个
0
刻线之间的距离
。
先从主尺
上读出厘
米数和毫米数
；然后用游标读出主尺上无法读出的数值
：
游标的第
几
条刻线跟主尺上某一
条刻线对齐，就读
几
乘以
< br>主尺与游标尺最小分度值之差。
例如：
⑴
10
分度的游标卡尺。
游标
上相邻两个刻度间的距离为
0.9mm
，
比主尺上相邻两个刻
度间距离
小
0.
1mm
。读数时
先从主尺上读出厘米数和毫米数
，然后用游标读出
0.1
毫米位
的数值：
游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，
就读几
乘
0.1
毫米
（不能读某）
。
其
读数准确到
0.1m
m
。
⑵
20
分度
的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为
0.95mm
，比主尺上相邻两个
刻度间距离
小
0.05mm
。
读
数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，
然后用游标读出毫米以下
的数值：
游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，
毫米以下
的读数就是
几乘
0.05
毫米
。
其读数准确到
0.05mm
< br>。
⑶
50
分度
的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为
0.98mm
，比主尺上相邻两个
刻度间距
离
小
0.02mm
。
< br>读数时先从主尺上读
出厘米数和毫米数，
然后用游标读出
毫米
以下的数值：游标的
第几条刻线跟主尺上
< br>某一条刻线对齐，毫
米以下的读数就是
几乘
0.02
毫米
。这种卡尺的读数可以准确到
0.02mm
。如右图中被测圆
柱体的直径为<
/p>
2.250cm
。
要注意：
游标卡尺都是根据
刻线对齐
来读数的，
所以都
不
估读
。
2.
螺旋测微器
固定刻度上的最小刻度为
0.5mm
（在中线的上侧）
；
可动刻度每旋转一圈前进（或后
退）
0.5mm
。在可动刻度的一周上平均刻有
50
条刻线，所以相邻两条刻线间代表
0.01mm
。
读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部
分（因为是
10
分度，
所以在最小刻度
后应再估读一位）
，
再把两部分读数相加，
得测量值。
右图中的读数
应该是
6
.702mm
。
线圈
25
20
0
5
15
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
3.
打点计时器
打点计时器是一种特殊的计时仪器，电
源用
50Hz
的交流电，所以打相邻两个点的时
间间隔是
0
.02s
。
4.
天平
天
平使用前首先要进行调节。调节分两步：
调底座水平和横梁水平（在调节横梁水平
振针
振片
永久磁铁
限位孔
mg
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
前，必须把游码移到左端零刻度处，左端与零刻线对齐，如
图中虚线所示）
。测量读数由右盘中砝码和游标共同读出。横
梁上的刻度单位是毫克（
mg
）
。若天平平衡时，右盘中有
26g
砝码，
游码在图中所示位置，
则被测物体质量为
26.32g
（最小刻度为
0.02g
，
不是
10
分度，
因此只读到
0.02g
这一位）
。
<
/p>
5.
多用电表
（
hh20180123
更新）
使用多
用电表时首先应该根据被测物理量将选择
开关旋到相应的位置。使用前应先进行
机械调零，用小
螺丝刀轻旋调零螺丝
，使指针指
左端零刻线。使用欧姆
挡时，还应进行
欧姆调零，即将红、黑表
笔短接，调节
欧姆调零旋钮，使指针指右端零刻线处
。
欧姆挡的使用：
⑵
选挡。
一
般
比被测电阻的估计值低一个数量级
，
如估计值为
200
Ω
就应该选×
10
的倍率。用欧
姆挡测电阻，需要使
指针指在中间数值附近
，
如果指针偏转角度太
小
（电阻太大）
，
应增大倍
率；如果指针偏转角度太大，应减小倍率。
⑶
欧姆调零。
⑷
将红黑表笔接被测电阻
(
被测电阻需要与原电路断开
)
< br>两端进行测量。
⑷将指针示数乘以倍率，得测量值。
⑸将选择开关扳到
OFF
或交流电压最
高挡。
三、重点的学生实验
1.
研究匀变速直线运动
右图为打点计时器打下的纸带。
选点迹清楚的一条，
舍掉开始比较密集的点迹，从便
于测量的地方取一个开始点
O
，
然后每
5
个
点取一个计数点
A
、
B
、
C
、
D
< br>…。
测出相邻计数
点间的距离
s
1
、
s
2
、
s
3
…
利用打下的纸带可以：
⑴求任一计数
点对应的即时速度
v
：
如
v
c
?
(
< br>其中
T
=5
×
< br>0.02s=0.1s
）
⑵利用“逐差法”求
a
：
a
?
?
< br>s
4
?
s
5
?
s
6
?
?
2
?
s
1
?
s
2
?
s
3
?
9
T
⑶利用上图中任意相
邻的两段位移求
a
：如
a
?
s
3
?
< br>s
2
T
2
s
2
?
s
3
2
T
s
1
A
B
s
2
C
s
3
D
v
/
(ms
-
1
)
⑷利用
v
-
t
图象求
a
：求出
A
、
B
、
C
、
D
、<
/p>
E
、
F
各点的即
时
速度，画出如右的
v-t
图线，图线
的斜率就是加速度
a
。
2.
探究弹力和弹簧伸长的关系
（胡克定律）
利用右图装置，改变钩码个数，测出弹簧总长度和所受拉力（钩码总
重
量）
的多组对应值，
填入表中。
算出对应的弹簧的伸长量。
在坐标系中描点，
根据点的分布作出弹力
F
随伸长量
x
而变的图象，从而发确定
F
-
x
间的函数
关系。解释函数表达式中常数的物理
意义及其单位。
该实验要注意区分弹簧总长度和弹簧伸长量。
对探究性实验，要根据描
出的点的走向，尝试判定函数关系。
（
这一点和验证性实验不同。
）
3.
互成角度度两个力的合成
该实验是要用互成角度的两个力和另一个力产生相同的效果，看其用平行四边形定则
求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，
如果在实验误差允
许范围内相等，
就验证了力的合成的平行四边形定则。
0
T
2T
3T 4T
5T 6T
t/
s
4.
研究平抛物体的运动
（用描迹法）
该实验的实验原理：平抛运动可以
看成是两个分运动的合成：一个是水平方向的匀速
直线运动，其速度等于平抛物体的初速
度；另一个是竖直方向的自由落体运动。利用有孔
的卡片或大头钉确定做平抛运动的小球
运动时的若干不同位置，然后描出运动轨迹，测出
曲线任一点的坐标
x
和
y
，利用
x
?
vt
、
y
?
1
2
gt
就可求出小球的水平分速度，即平抛物体的初速度。
2
说明：若不知
道抛出点的位置，可以根据有
y
方向的连续相等时间内的位移差
求出时间间隔
T
，再根据水平方向的位移差等于
vT
，求得水平速度。
该试验的注意事项有：
⑴斜槽末端的切线必须水平。
⑵用<
/p>
重锤线检验坐标纸上的竖直线是否竖直
。
⑶以斜
槽末端球心所在的点为坐标
原点
。
⑷如果是用白纸，
则应以斜槽末端球心所在的点为坐标原点，
在斜槽末端悬挂重锤线，
先以重锤线方向确定
y
轴方向，再用直角三角
板画出水平线作为
x
轴，建立直角坐标系。
⑸每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。
5
.
验证动
量守恒定律
由于
v
< br>1
、
v
1
、
v
2
均为水平方向，且它们的竖直
下落高度都相等，所以它们飞行时间相
等，若以该时间为时间单位，那么小球的水平射程
的数值就等于它们的水平速度。在右图
中分别用
OP
、
OM
和
O
N
表示。因此只需验证：
m
1
?
OP
=
m
1
?
OM
+<
/p>
m
2
?
O
N
即可。
/
/
注意事项：
⑴为了保证对心碰撞，<
/p>
必须选的
等大的小球
。
< br>必须
以质量较大的小球作为入射小球
（保
证碰撞后两小球都向前运动）
。
⑵小球落地点的平均位置要用圆规来确定：用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面，
圆心就是落点的平均位置。
⑶所用的仪器有：天平、刻度尺、
碰撞实验器、复写纸、白纸、重锤、两个直径相同
质量不同的小球、圆规。
⑷被碰小球
放在斜槽末端，
两小球将不再同时落地，
但两个小球都将从斜槽
末端开始
做平抛运动，于是验证式就变为：
m
< br>1
?
OP
=
m
1
?
OM
+
m
2
?
O
N
，两个小球的直径不需测量了。
6.
验证机械能守恒定律
验证自由下落过程中机械能守恒，如图所示。
（
1
）要多
做几次实验，选点迹清楚，且第一、二两点间距离接
近
2mm<
/p>
的纸带进行测量。
0
1
2
3
4
5 <
/p>
（
2
）用刻度尺量出从
< br>0
点到
1
、
2
、
3
、
4
、
5
各点的距离
h
1
、
h
2
、
h
3
、<
/p>
h
4
、
h
5
，利用“匀变
速直线运动中间时刻的即时速
度等于该段位
移内的平均速度”
，算出
2
、
3
、
4<
/p>
各点对应的
即时速度
v
< br>2
、
v
3
、
v
4
，验证与
2
、
3
、
4
各点对
应的重力势能减少量
mgh<
/p>
和动能增加量
1
mv
2
2
是否相等。
（
3
）由于
摩擦和空气阻力<
/p>
的影响，本实验的系统误差总是使
mgh
?
1
mv
2
2
（
4
）本实
验不需要在打下的点中取计数点。也不需要测重物的质量。
（
5
）实验中计算重力势能的减小量时用到的
g
需要用
9.8N/kg
,
因为实验结果要求尽量精
确。
（
6
）不需要具体计算重力势能或者动能大小时，可
以不测重锤的质量
（
7
）还可以在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点
O
的距离
h
，计算对应计数点的
重物
速度
v
，
描绘
v
/2~h
图像
(
或
v
~h
图像
)
。
（
8
）对于一般的物体下落
2
2
<
/p>
所以，要想通过
v
~h
< br>图像的方法验证机械能是否守恒，必须看图像的斜率是否接近
2g
。
2
10
．伏安法测电阻
伏安法测电阻有
a
、
b
两种接法，
a
叫
(<
/p>
安培计
)
外接法，
V
V
b
叫
（安培计）
内接法。
外接法的系统误差是由电压表的分
流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法
；
A
A
a
b
内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，
测量值总大于真实值，
大电阻应采用内接法
。
如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用
试触法
< br>：如图将电压表的左端接
a
点，而将
右端第一次接
b
点，第二次接
c<
/p>
点，观察电流表和电压表的变化，若电流表读数变化大，
说明被测
电阻是大电阻，应该用内接法测量；若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电
阻，应该
用外接法测量。
（这里所说的变化大，是指
相对变化，即
Δ
I
/
I
和
Δ
U/U
）
。
（
1
）
滑动变阻器的连接
滑动变
阻器在电路中也有
a
、
b
两种常用的接法：
a
叫限流接法，
< br>b
叫分压接法。分压
接法被测电阻上电压的调节范围大。
当
要求电压从零开始调节，或要求电压调节范围尽量
大时应该用
分压接法
。
用分压接法时，
滑动变
阻器应该选用阻值小的；
用限流接法时，
滑
动
变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的
。
（
2
）
实物图连线技术
R
R
a
b
无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好；
对限流电路，
只需用笔画
线当作导线，
从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来
即可（注意电
表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处）
。
对分压电路，应该先把
电源、
电键和滑动变阻器的全
部电阻丝三部分用导
线连接
起来，
然后在滑动变阻器电阻
丝
两端之中任选一个接头，
比
较该接头和滑动触头两点的电势高低
，根据伏安法部分电表正负接线柱的情况，将伏安法
部分接入该两点间。
V
V
A
A
（
3
）
描绘小
电珠的伏安特性曲线
实验室用电流表内阻为
< br>0.5
Ω
（
0-0.6A
）
和
0.1
Ω
（
0-3A
）
，
电压表内阻约为
3k
Ω
（
0-3V
）
和
< br>15k
Ω
（
0-15V
）
。
因为小电珠（即
小灯泡）的电阻较小（
10
Ω
左右更接
近电流表内阻）所以应该选用安
培表外接法。
小灯泡的
电阻会随着电压的升高，灯丝温度的升高而增大
，所以
U-I
曲线不是直线。
为了反
映这一变化过程，灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压。所以滑动变阻器
必须选
用分压接法。
在上面实物图中应该选用右面的那个图，
开始
时滑动触头应该位于左端（使小灯泡两端的电压为零）
。
由实验数据作出的
I-U
曲线如右，说明灯丝的电阻随温度升
高而增大，也就说明
金属
电阻率随温度升高而增大
。
（
若用
U
-
I
曲
线，则曲线的弯曲方向相反。
）
I/
A
O
U/
V
若选用的是标有“
3.8V
0.3A
”的小灯泡，电流表应选用
0-0.6A
量程；电压表开始时
应选用
0-3V
量程，当电压调到接近
3V
时，再改用
0-15V
量程。
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