高中物理实验思考题

高中物理实验思考题贾保成胡耀合近年来物理高考试题中，常见大纲规定实验之外的考题，于是一些老师放松了规定实验的教学，专门找规定实验之外的新题让学生做，这是错误的．第一，基本仪器的使用、规定实验仍然是高考考查的重点；第二，新实验和设计实验是从规定实验中使用的原理、方法、器材迁移来的，万变不离其宗，只有对于规定实验有了较深刻的理解，才有可能对由它迁移来的考题作出正确的回答．受考试方式和条件的限制，高考主要考查学生对实验的理解水平和迁移能力．简单地会做实验，已经不能适应高考的要求．所以在实验教学中要着重提高学生对实验的理解水平，教师讲解的同时还要让学生多思考．在做实验或者复习实验时，笔者在此提供一些思考题，让学生在动手的同时进行思考和讨论．下面就是这些思考题．一、实验基础知识思考题1．物理中的测量数据与数学上的数有什么不同?2．什么是误差3．从产生误差的原因上看，误差分为几种?从计算方法上看，误差分为几种?4．怎样减少随机（偶然）误差?怎样减少系统误差?5．什么是有效数字?有效数字的位数与测量的精确程度有什么关系?6．什么是直接测量?什么是间接测量?7．间接测量的方案怎样确定?测什么量?用什么仪器?8．两个物理量成正比时怎样用图象验证它们的关系?两个物理量成反比时怎样用图象验证它们之间的关系?二、互成角度的两个力的合成1．该实验的目的是什么?2．该实验中哪两个力是分力?哪个力是合力?合力和分力的共同作用效果是什么?3．实验时，为什么细绳应当平行并接近木板?4．怎样测出和记录合力和分力的大小和方向?5．怎样画出各力的图示?为什么要用同一标度?6．该实验中是怎样验证力的合成的平行四边形法则的?测出的合力和由平行四边形法则求出的合力之间应当有什么关系?是否一定是大小相等、方向相同?7．没有橡皮筋怎样完成这个实验?8．想一想，只有一个弹簧秤，怎样做这个实验?9．若保持分力Ｆ１的大小不变，使它向外侧转动一个不大的角度，仍然把橡皮筋的结点拉到点Ｏ，另一个分力怎样变?三、用打点计时器测速度和加速度1．电磁打点计时器使用什么电源?电压多高?2．电磁打点计时器由哪些部分组成?3．为什么打点的周期和频率与交流电的周期和频率相同?为什么使用打点计时器要求先接通电源，后释放纸带?4．怎样利用纸带上的点迹判定物体的运动性质?物体做匀速直线运动时的点迹是怎样的?做匀加速直线运动时的点迹是怎样的?5．什么是计数点和计数周期?“每5个点取一个计数点”与“每隔5个点取一个计数点”时计数周期各是多大?6．物体做匀变速直线运动，计数点距离取得远了好还是取得近了好?7．怎样由纸带计算出物体做匀加速运动的加速度?根据公式ａ＝（ｓ２－ｓ１）／Ｔ２，ａ＝（ｓｎ－ｓｍ）（ｎ－ｍ）Ｔ２，ａ＝（ｖ２－ｖ１）／ｔ，这三种计算匀加速运动的加速度的方法的本质各是什么?8．怎样用图象法求物体运动的加速度?9．纸带上的位移数据在考题中可能是怎样给出的?（各点与起点的距离ｄ，或者各点间的距离ｓ）四、验证牛顿第二定律1．验证牛顿第二定律，要验证几个关系?各要求什么保证条件?怎样实现这些保证条件?2．验证牛顿第二定律，谁是研究对象?哪个力是合外力?怎样改变物体的质量?怎样改变合外力?3．验证牛顿第二定律为什么必须平衡摩擦力?怎样平衡摩擦力?在什么情况下才是正确地平衡了摩擦力?如果木板一端被支得过高对实验有什么影响?ａ－Ｆ图象会怎样?如果木板一端支得不够高对实验又有什么影响?ａ－Ｆ图象又会怎么样?4．在该实验中，线的拉力怎样计算?在什么条件下，这种计算误差才较小?如果不符合这个条件，由实验数据作出的ａ－（1／Ｍ）图象是什么样的?5．打点计时器应当安装在木板的哪一端?小车应当从什么位置开始运动?6．怎样验证加速度与外力大小的关系?数据表怎样列?图象应当是怎样的?7．怎样验证加速度与物体质量大小的关系?数据表怎样列?图象应当是怎样的?五、研究平抛运动1．怎样保证小球的运动是平抛运动?固定斜槽时要注意什么?2．怎样保证同一小球每次从槽口飞出时的速度是相同的?为什么每次小球都要从同一点滚下?3．描轨迹的坐标轴是怎样画出来的?原点怎样定？ｙ轴怎样画出来?ｘ轴怎样画出来?4．轨迹上的点是怎样描出来的（我校的方法、课本的方法）?平抛物体的轨迹曲线是怎样描出来的?5．怎样从描出来的图线求出平抛物体运动的初速度?6．怎样从平抛物体运动的闪光照片求出平抛物体运动的初速度?没有初始位置时怎样进行计算?六、验证机械能守恒定律1．怎样验证机械能守恒定律?验证到什么结果就可以说验证了机械能守恒?怎样用纸带上的两个计数点，验证机械能守恒?2．验证机械能守恒，需要什么器材?为什么不用天平也可以验证?3．固定打点计时器时应注意些什么?4．测量重力势能的减少量，需要测量什么量?测量物体动能的增加量，需要测量什么量?5．本实验中用的重锤，质量大一些好还是小一些好?为什么?七、碰撞中的动量守恒1．验证碰撞中的动量守恒，需要验证什么关系式?测量困难是什么?2．该实验中为什么要使两个小球在空中“水平对心碰撞”?实现了“水平对心碰撞”时，球的落点是怎样的?采用水平对心碰撞后，验证动量守恒，变成验证什么关系式?测量哪些量?3．固定斜槽时应注意什么?怎样判定槽口是否水平?被碰小球和入射小球的质量应满足什么关系?为什么需要这样?如果按课本要求把被碰小球放在小支柱上，调节支柱位置的高度的标准是什么?4．为什么小球每次要从同一点滚下，怎样保证每次是从同一点滚下?（限位器）5．入射小球的射程、被碰小球的射程分别是多少?如何表示?起点、终点分别在什么位置?6．点Ｏ的位置怎样确定?点Ｐ、Ｍ、Ｎ的位置怎样确定?什么是“落点的平均位置”?7．地面上铺几层纸?依什么次序?在实验过程中纸能否移动?8．如果不用支柱，被碰小球在被碰前放在槽口，验证动量守恒的关系式是怎样的?测量哪些量?射程的起点和终点各在什么位置?八、用单摆测量重力加速度1．用单摆测量重力加速度是根据什么物理关系?重力加速度的计算式是怎样的?2．该实验要测量哪些量?各用什么测量工具?读数各有几位有效数字?计算出来的重力加速度是几位有效数字?（三位）3．单摆应当选用什么样的球?什么样的线?线长度应当在什么范围内?（80～120ｃｍ）4．怎样保证小球的摆动是简谐运动?小球摆成圆锥摆，对周期有什么影响?5．测量摆长用什么测量工具?有必要用卡尺或千分尺吗?6．怎样测量单摆周期?从何处开始计时?到何处停止计时?测30～50个周期有什么好处?7．秒表怎样读数?短针怎样读数?长针怎样读数?要不要估读?秒表奇数位与偶数位的刻度不连续是怎么回事?8．刻度尺长度只有30ｃｍ，怎样测重力加速度?九、热学实验一般知识1．温度表的刻度均匀吗?为什么?2．水银温度计有什么优点?酒精温度计有什么优点?3．一般液体温度计在使用时有什么注意事项?读数时应注意什么?读到哪一位?4．体温计构造上有什么特点?使用上有什么注意事项?十、验证玻意耳定律1．验证玻意耳定律实验中有什么保证条件?在实验中采取哪些办法实现这些保证条件?2．为什么实验过程中不能用手摸注射器筒壁?为什么在活塞上涂润滑剂?为什么实验过程中橡皮帽不能打开?3．怎样检查注射器的密封性能?4．做验证玻意耳定律实验，需要测量哪些量?需要什么器材，哪个器材容易被忘记?5．闭上眼睛，你能否想出器材怎样安装、实验怎样做吗?6．活塞面积怎样测量?用什么器材?7．验证玻意耳定律中，不同状态中的气体压强怎么计算?8．由测量的数据怎样验证玻意耳定律?有几种办法?各怎样进行?用图象法验证玻意耳定律，纵轴和横轴各用什么物理量?怎样列数据表?验证过程中对于压强ｐ和体积V的单位有什么要求?9．某一组ｐ、Ｖ之积明显偏大，这是为什么?10．各组测量出来的ｐＶ值不同，这是为什么?11．怎样减少本实验的误差?固定针筒时为什么要竖直?不竖直对实验会有什么影响?12．如果用验证玻意耳定律实验的器材做验证查理定律实验，还需要增加什么器材?13．如果用验证玻意耳定律实验的器材做验证盖·吕萨克定律实验，还需要增加什么器材?14．如果用验证玻意耳定律实验的器材做验证理想气体状态方程实验，还需要增加什么器材?15．一根直玻璃管里，一段水银柱把一段空气柱封在闭端，怎样用它验证玻意耳定律?怎样用它验证盖·吕萨克定律?还需要什么器材?测量哪些量?16．课本上用什么装置研究气体的等容变化规律，怎样保证气体的体积不变?怎样测量气体的压强?十一、电场中等势线的描绘1．为什么说本实验是模拟实验?用什么场模拟静电场?2．本实验用什么电源?多高电压?3．本实验可以采用哪两种测量仪表?各怎样用?4．本实验在板上铺几层纸?各有什么功能?什么次序?5．本实验的电路怎样连接?安装电极要注意些什么?6．什么是基准点?怎样决定基准点?怎样找出基准点的等势点?找多少个等势点?7．怎样判定两个点的电势是否相相等?两个探针哪个动?哪个不动?朝哪个方向动?8．怎样描出等势线?9．如果要模拟匀强电场，应当装什么样的电极?怎样确定基准点?10．如果要模拟孤立的正点电荷的电场，应当装什么样的电极?十二、直流电实验一般知识1．电路图与实物图的关系是怎样的?电路图是不是元件位置分布图?2．摆放元件有什么注意事项?3．连接电路时开关应当在什么状态?变阻器的滑片应当在什么位置?为什么?闭合开关前要做什么事?在什么时机断开电路，在读完数据后还是计算结束后?拆电路时应当从哪儿开始拆?4．选用电路和器件的基本原则是什么?5．选用电源时要考虑什么问题?6．怎样选用变阻器?7．电流表使用时有哪五个注意事项?电压表使用时有哪四个注意事项?8．怎样选用电压表和电流表的量程?9．下列电表各读到哪一位?0～3Ｖ电压表；0～15Ｖ电压表；0～0．6Ａ电流表；0～3Ａ电流表．10．怎样决定采用分压电路还是限流电路?什么情况下一定要选用分压电路?11．考虑到电表内阻的影响，在直流电路中电表有“双重身份”，这是什么意思?12．什么是保护电阻?其阻值大小怎样确定?13．离开实验室前应当做好什么事?十三、电阻箱和滑动变阻器的使用1．滑动变阻器有几种用法?把电路图画出来．2．变阻器作分压器用时有几个接线柱接入电路?各接什么器件?3．变阻器作限流器用时有几个接线柱接入电路?各接什么器件?4．为什么在“能够完成任务的情况下，选用总阻值尽量小的滑动变阻器”?5．用两个总阻值大小不同的变阻器调节电路中的电流，当它们串联使用时哪个是粗调?哪个是细调?并联使用时，哪个是粗调，哪个是细调?6．电阻箱怎样读数?7．电阻箱怎样调节?有什么注意事项?从小阻值调到大阻值怎样操作?从大阻值调到小阻值怎样操作?十四、多用电表的原理和使用1．多用电表有多少种功能?各有几个量程?2．进行测量时通过多用电表的电流是什么方向?从哪个表笔流进?从哪个表笔流出?测量电阻时，红表笔与内电源的哪个电极相连?3．多用电表欧姆挡的内电路是怎样的?调零时电流大小的表达式是怎样的?进行测量时电流大小的表达式又是怎样的?4．什么是欧姆表的“中值电阻”?为什么说中值电阻是欧姆表的内电阻?怎样从表盘上读出中值电阻值?电流大小分别是满偏值的二分之一、三分之一、四分之一时，待测电阻值各是多少?5．欧姆表的刻度零点在哪一侧?为什么?欧姆表的刻度为什么是不均匀的?哪一端密?6．欧姆表怎样读数?读数与量程是什么关系?7．欧姆表的测量范围是零到无穷大，测量电阻不会超过量程，为什么还要设置多个量程?怎样选择多用表欧姆挡的量程?测量某个电阻时，怎样决定使用量程?在一个量程上被测电阻值在什么范围内误差是比较小的?8．测量某个电阻时，“指针偏转角度很小（大）”时指针在什么位置?怎样换量程可以减少误差?换量程后能直接进行测量吗?9．用多用电表的欧姆挡测量一个接在电路中的电阻的阻值，测量前有什么预备操作?测量前对于表有什么预备操作?测量完成后应当调整到哪个挡?十五、电阻的测量1．伏安法测量电阻的理论根据是什么?电阻的计算式是怎样的?2．伏安法测量电阻有哪两种测量电路?画出电路图．怎样选用电流表内接还是外接?3．两种电路产生系统误差的原因各是什么?测量结果比电阻的实际值大还是小