傅琳

高考實(shí)驗(yàn)部分所占分值高，區(qū)分度也高，因此在進(jìn)行了一輪復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上，必須對實(shí)驗(yàn)部分進(jìn)行第二輪的復(fù)習(xí)。那么在二輪復(fù)習(xí)時間緊、任務(wù)重的情況下，實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)應(yīng)注意哪些問題呢？

一、以點(diǎn)帶面，歸類復(fù)習(xí)

二輪實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中，我們應(yīng)從不同的點(diǎn)把分散在各個分組實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)知識進(jìn)行歸類梳理，使知識系統(tǒng)化。我們可以在儀器選擇中以某一儀器為點(diǎn)，比如以打點(diǎn)計(jì)時器為點(diǎn)，把需要用打點(diǎn)計(jì)時器的實(shí)驗(yàn)（探究小車速度隨時間變化的規(guī)律、探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律、驗(yàn)證動量守恒定律等）歸類復(fù)習(xí)，也可以將數(shù)據(jù)處理中使用圖像法的實(shí)驗(yàn)（大部分實(shí)驗(yàn)為了減小誤差都適用圖像法，特別是化曲為直的圖像），驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)（如驗(yàn)證動量守恒定律、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律、驗(yàn)證楞次定律等），測量性實(shí)驗(yàn)（如測繪小燈泡的伏安特性曲線、測定金屬的電阻率、測定電池的電動勢和內(nèi)阻、測定玻璃的折射率等），研究性實(shí)驗(yàn)（如探究小車速度隨時間變化的規(guī)律、探究求合力的方法、探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系、研究平拋運(yùn)動、研究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系、探究功與速度變化的關(guān)系、探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系、探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系等），儀器使用類實(shí)驗(yàn)（如練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器、練習(xí)使用多用電表、練習(xí)使用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器等）分別進(jìn)行歸類復(fù)習(xí)。

例1 某同學(xué)利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量重力加速度。

（1）請指出該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的兩處明顯錯誤或不當(dāng)：① _____;② _____ 。

（2）該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖2所示的紙帶，取紙帶上連續(xù)打出的六個點(diǎn)A、B、C、D、E、F為計(jì)數(shù)點(diǎn)，測得點(diǎn)A到 B、C、D、E、F的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5。若打點(diǎn)的頻率為f，則打E點(diǎn)時重物速度的表達(dá)式為vE=____

;若分別計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度數(shù)值，并在坐標(biāo)系中畫出速度的二次方（v2）與距離（h）的關(guān)系圖像，如圖3所示，則重力加速度g=___ m/s2。

解析：（l）打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)使用交流電源，而該題中接了直流;重物離打點(diǎn)計(jì)時器太遠(yuǎn)，這樣紙帶上所打點(diǎn)很少，不利于減小誤差。

例2（2015年高考浙江卷）甲同學(xué)準(zhǔn)備做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)，乙同學(xué)準(zhǔn)備做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。

（1）圖4中A、B、C、D、E表示部分實(shí)驗(yàn)器材，甲同學(xué)需在圖中選用的器材：____ ;乙同學(xué)需在圖中選用的器材：_____ 。

（2）乙同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室選齊所需器材后，經(jīng)正確操作獲得如圖5所示的兩條紙帶①和②。紙帶 ____ 的加速度大（填“①”或“②”），其加速度大小為 _____ 。

解析：這兩個實(shí)驗(yàn)都用到打點(diǎn)計(jì)時器，計(jì)算加速度的方法是一樣的，但實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌?，選用的儀器也有所不同。

（l）“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)，需要在豎直面打出一條連在重錘上下落的紙帶，故應(yīng)選儀器A、B;“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，需要打出一條鉤碼拉動小車運(yùn)動的紙帶，故應(yīng)選儀器B、D、E。

（2）紙帶①中前三個點(diǎn)的位移差△x1=（32. 40 - 30. 70） cm - （30. 7029. 10） cm=0. 10 cm，紙帶②中前三個點(diǎn)的位移差△x2=（30. 65-29. 00） cm- （29. 00-27. 40） cm=0. 05 cm，根據(jù)逐差法△x =aT2得紙帶①的加速度比紙帶②的大，紙帶①的加速度大小

△x1 0. 10×10^-2a = T2= 0.02²m/s2= 2.5 m/s2.

二，掌握常用實(shí)驗(yàn)方法

在物理實(shí)驗(yàn)中常用的思想方法有：

1.理想化法：忽略某些次要因素或假設(shè)一些理想條件，以突出現(xiàn)象的本質(zhì)，便于取得合理的近似結(jié)果。例如，在有些電學(xué)實(shí)驗(yàn)中把電壓表看成內(nèi)阻無窮大的理想電壓表，把電流表看成內(nèi)阻等于零的理想電流表等。

2.放大法：觀測物理實(shí)驗(yàn)中的微小量或微小變化量時，可將其按一定規(guī)律放大后進(jìn)行觀測。例如，許多電表利用一根較長的指針把通電后線圈的偏轉(zhuǎn)角突出顯示出來等。

3.累積法：把某些難以用常規(guī)儀器直接準(zhǔn)確測量的微小量用累積的方法，將小量變大量。例如，在用單擺測定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，采用測量30-50次全振動的時間t，進(jìn)而求出單擺的周期T=t/n又如，在測定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)中，若沒有螺旋測微器，則可把均勻細(xì)金屬絲在鉛筆桿上密繞n匝，測出其長度l，進(jìn)而求出金屬絲的直徑d=t/n等。

4.轉(zhuǎn)換法：當(dāng)某些物理量不直觀或不易測量時，可以把所要觀測的量轉(zhuǎn)換成較直觀、較易測量的量進(jìn)行間接觀察和測量。例如，在驗(yàn)證碰撞中的動量守恒實(shí)驗(yàn)中，發(fā)生碰撞的兩個小球的速度不易直接測量，可用水平位移代替水平速度研究;又如，在測定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)中，雖然無法直接測量電阻率，但通過測金屬絲的長度和直徑，并將金屬絲接入電路測出其電阻，則可計(jì)算出它的電阻率等。

5.控制變量法：在很多實(shí)驗(yàn)中，常有多個因素在變化，造成其規(guī)律不易表現(xiàn)出來，這時可以先控制一些物理量不變，依次研究某一個因素的影響和作用。例如，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，可以先保持質(zhì)量不變，研究加速度與力的關(guān)系;再保持力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系;最后綜合得出物體的加速度與它受到的合外力及物體質(zhì)量之間的關(guān)系。

6.留跡法：有些物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)瞬即逝，如運(yùn)動物體所處的位置、軌跡等，可以設(shè)法將其記錄下來以便從容地測量、比較和研究。例如，在使用打點(diǎn)計(jì)時器的幾個實(shí)驗(yàn)中，就是通過紙帶上打出的點(diǎn)記錄下小車（重物）在不同時刻的位置（位移）及所對應(yīng)的時刻，從而計(jì)算小車（重物）在各個位置或時刻的速度、加速度等。

7.替代法：用一個標(biāo)準(zhǔn)的已知量替代待測量，通過調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)量，使整個測量系統(tǒng)恢復(fù)到替代前的狀態(tài)，則待測量等于標(biāo)準(zhǔn)量。例如，在探究求合力的方法中，用一個彈簧秤替代兩個彈簧秤;又如，在電阻的測量中，用已知電阻替代待測電阻等。

8.外推法：有些物理量可以局部觀察或測量，而作為它的極端情況則不易直接觀測時，如果把局部觀測量得到的規(guī)律外推到極端，則可以達(dá)到研究的目的。例如，在測定電池的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，無法直接測量斷路時的路端電壓（電動勢）和短路時的電流，而將一系列U、I對應(yīng)值點(diǎn)連成直線并向兩端延伸，則與U軸交點(diǎn)為斷路時的路端電壓（電動勢），與I軸交點(diǎn)為短路電流等。

例3（2017年高考浙江卷）在“研究平拋運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)中：

（1）圖6是橫擋條卡住平拋小球，用鉛筆標(biāo)注小球最高點(diǎn)，確定平拋運(yùn)動軌跡的方法，坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選小球在斜槽末端時的 ____ 。

A.球心

B.球的上端

C.球的下端

在此實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是____。

A.斜槽軌道必須光滑

B.記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些

C.用光滑曲線把所有的點(diǎn)連接起來

D.y軸的方向根據(jù)重垂線確定

（2）圖7是利用圖6裝置拍攝小球做平拋運(yùn)動的頻閃照片，由照片可以判斷實(shí)驗(yàn)操作錯誤的是____.

A.釋放小球時初速度不為零

B.釋放小球的初始位置不同

C.斜槽末端切線不水平

（3）圖8是利用穩(wěn)定的細(xì)水柱顯示平拋運(yùn)動軌跡的裝置，其中正確的是 _____。

解析：本題三問用了三種實(shí)驗(yàn)裝置，但采用的實(shí)驗(yàn)方法都是留跡法。

（1）題干中指出用鉛筆標(biāo)注小球的最高點(diǎn)作為小球運(yùn)動軌跡的記錄點(diǎn)，因此坐標(biāo)原點(diǎn)也應(yīng)選小球的上端，選B。斜槽軌道不必光滑，記錄的點(diǎn)適當(dāng)多一點(diǎn)可以更準(zhǔn)確地描出平拋運(yùn)動軌跡，為比較準(zhǔn)確地描出小球運(yùn)動的軌跡需將記錄的點(diǎn)平滑地連接起來，用重垂線確定y軸方向，選BD。

（2）由題圖可知，小球做的是斜拋運(yùn)動，因此斜槽末端沒有水平放置，選C。

（3）A中沒有水流出，錯誤;C中隨著液面降低，壓力減小，水柱流速不斷減小，錯誤;只有B瓶內(nèi)能維持相對穩(wěn)定的壓強(qiáng)，水柱流速穩(wěn)定。選B。

例4 現(xiàn)有兩節(jié)電池、三個開關(guān)、若干導(dǎo)線，以及電流表、滑動變阻器、電阻箱各一個，請用以上器材設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)方案測出未知電阻Rx的值（電阻箱的最大阻值大于Rx的值）。

解析：本實(shí)驗(yàn)需要用電阻箱R2（已知阻值電阻）等效替代待測電阻Rx。

設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖9所示，按實(shí)驗(yàn)電路連接好實(shí)物電路，將滑動變阻器接人電路的阻值調(diào)到最大值;閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1接人電路的阻值，使電流表的示數(shù)為某一合適的數(shù)值并記為I0;斷開開關(guān)S。，閉合開關(guān)S。，并調(diào)節(jié)電阻箱R2的阻值，使電流表的示數(shù)仍為I0，則Rx的阻值就等于此時電阻箱R2的阻值。

三，查漏補(bǔ)缺，重視演示實(shí)驗(yàn)和小實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有重要的示范作用，在培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ψ矫嬗胁豢商娲闹匾饔?小實(shí)驗(yàn)可以就地取材，對培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、分析能力、發(fā)現(xiàn)和探索問題的能力等具有獨(dú)特的作用。因此歷年高考中常出現(xiàn)考查演示實(shí)驗(yàn)和小實(shí)驗(yàn)的試題，同學(xué)們在二輪實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)時要注意查漏補(bǔ)缺。

例5（2018年高考北京卷）研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖10所示。下列說法中正確的是（

）。

A.實(shí)驗(yàn)前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電

B.實(shí)驗(yàn)中，只將電容器b板向上平移，靜電計(jì)指針的張角變小

C.實(shí)驗(yàn)中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計(jì)指針的張角變大

D.實(shí)驗(yàn)中，只增加極板帶電荷量，靜電計(jì)指針的張角變大，表明電容增大

例6 （2018年高考全國Ⅱ卷）甲、乙兩同學(xué)通過如圖11所示的實(shí)驗(yàn)測量人的反應(yīng)時間。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）甲用兩個手指輕輕捏住量程為L的木尺上端，讓木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好處于L刻度處，但未碰到尺），準(zhǔn)備用手指夾住下落的尺。

（2）甲在不通知乙的情況下，突然松手，尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L1，重力加速度大小為g，則乙的反應(yīng)時間為

（用L、L，和g表示）。

（3）已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮-9. 80 m/s2，L=30.O cm，L1=10.4 cm，則乙的反應(yīng)時間為____ s。（保留兩位有效數(shù)字）

（4）寫出一條能提高測量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議：

（3）代人數(shù)據(jù)得t=0. 20 s。

（4）多次測量取平均值或初始時乙的手指盡可能接近尺子都可以提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確程度。

編后注：在二輪實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中，還要注意進(jìn)行總結(jié)，如三個“不估讀”（游標(biāo)卡尺讀數(shù)時無須估讀，秒表在讀數(shù)時無須估讀，歐姆表在讀數(shù)時無須估讀），四個“位置”（在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，同一次實(shí)驗(yàn)橡皮條拉長后的結(jié)點(diǎn)應(yīng)在同一位置;在“驗(yàn)證動量守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，入射球每次都必須從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下;測單擺周期時，應(yīng)在擺球經(jīng)過平衡位置時開始計(jì)時;使用多用電表的歐姆擋測電阻時，要選擇合適的量程盡可能使指針處在表盤刻度中央附近的位置），五個“數(shù)據(jù)”（螺旋測微器讀數(shù)能準(zhǔn)確到0. 01 mm，因此要估讀到0.001 mm;在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，測量下落高度時要從第一個計(jì)時點(diǎn)算起，且紙帶第一、二兩點(diǎn)間的距離要接近2 mm;在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，擺球的擺角應(yīng)小于5。;電磁打點(diǎn)計(jì)時器使用4 V-6 V的交流，電火花打點(diǎn)計(jì)時器使用220 V的交流;當(dāng)電源的頻率是50 Hz時，每隔0. 02 s打一次點(diǎn);選擇電流表、電壓表的量程時，要估算電路中的電流和電壓，使指針偏轉(zhuǎn)到滿偏的1/3～2/3為宜）等。

（責(zé)任編輯張巧）