傅琳

高考实验部分所占分值高，区分度也高，因此在进行了一轮复习的基础上，必须对实验部分进行第二轮的复习。那么在二轮复习时间紧、任务重的情况下，实验复习应注意哪些问题呢？

一、以点带面，归类复习

二轮实验复习中，我们应从不同的点把分散在各个分组实验和演示实验中的实验知识进行归类梳理，使知识系统化。我们可以在仪器选择中以某一仪器为点，比如以打点计时器为点，把需要用打点计时器的实验（探究小车速度随时间变化的规律、探究加速度与力和质量的关系、验证机械能守恒定律、验证动量守恒定律等）归类复习，也可以将数据处理中使用图像法的实验（大部分实验为了减小误差都适用图像法，特别是化曲为直的图像），验证性实验（如验证动量守恒定律、验证机械能守恒定律、验证楞次定律等），测量性实验（如测绘小灯泡的伏安特性曲线、测定金属的电阻率、测定电池的电动势和内阻、测定玻璃的折射率等），研究性实验（如探究小车速度随时间变化的规律、探究求合力的方法、探究加速度与力和质量的关系、研究平抛运动、研究弹力与弹簧伸长量的关系、探究功与速度变化的关系、探究导体电阻与其影响因素的定量关系、探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系等），仪器使用类实验（如练习使用打点计时器、练习使用多用电表、练习使用游标卡尺和螺旋测微器等）分别进行归类复习。

例1 某同学利用如图1所示的实验装置测量重力加速度。

（1）请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当：① _____;② _____ 。

（2）该同学经正确操作得到如图2所示的纸带，取纸带上连续打出的六个点A、B、C、D、E、F为计数点，测得点A到 B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5。若打点的频率为f，则打E点时重物速度的表达式为vE=____

;若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出速度的二次方（v2）与距离（h）的关系图像，如图3所示，则重力加速度g=___ m/s2。

解析：（l）打点计时器应使用交流电源，而该题中接了直流;重物离打点计时器太远，这样纸带上所打点很少，不利于减小误差。

例2（2015年高考浙江卷）甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验。

（1）图4中A、B、C、D、E表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材：____ ;乙同学需在图中选用的器材：_____ 。

（2）乙同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图5所示的两条纸带①和②。纸带 ____ 的加速度大（填“①”或“②”），其加速度大小为 _____ 。

解析：这两个实验都用到打点计时器，计算加速度的方法是一样的，但实验目的不同，选用的仪器也有所不同。

（l）“验证机械能守恒定律”实验，需要在竖直面打出一条连在重錘上下落的纸带，故应选仪器A、B;“探究加速度与力、质量的关系”实验，需要打出一条钩码拉动小车运动的纸带，故应选仪器B、D、E。

（2）纸带①中前三个点的位移差△x1=（32. 40 - 30. 70） cm - （30. 7029. 10） cm=0. 10 cm，纸带②中前三个点的位移差△x2=（30. 65-29. 00） cm- （29. 00-27. 40） cm=0. 05 cm，根据逐差法△x =aT2得纸带①的加速度比纸带②的大，纸带①的加速度大小

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

二，掌握常用实验方法

在物理实验中常用的思想方法有：

1.理想化法：忽略某些次要因素或假设一些理想条件，以突出现象的本质，便于取得合理的近似结果。例如，在有些电学实验中把电压表看成内阻无穷大的理想电压表，把电流表看成内阻等于零的理想电流表等。

2.放大法：观测物理实验中的微小量或微小变化量时，可将其按一定规律放大后进行观测。例如，许多电表利用一根较长的指针把通电后线圈的偏转角突出显示出来等。

3.累积法：把某些难以用常规仪器直接准确测量的微小量用累积的方法，将小量变大量。例如，在用单摆测定重力加速度的实验中，采用测量30-50次全振动的时间t，进而求出单摆的周期T=t/n又如，在测定金属电阻率的实验中，若没有螺旋测微器，则可把均匀细金属丝在铅笔杆上密绕n匝，测出其长度l，进而求出金属丝的直径d=t/n等。

4.转换法：当某些物理量不直观或不易测量时，可以把所要观测的量转换成较直观、较易测量的量进行间接观察和测量。例如，在验证碰撞中的动量守恒实验中，发生碰撞的两个小球的速度不易直接测量，可用水平位移代替水平速度研究;又如，在测定金属电阻率的实验中，虽然无法直接测量电阻率，但通过测金属丝的长度和直径，并将金属丝接入电路测出其电阻，则可计算出它的电阻率等。

5.控制变量法：在很多实验中，常有多个因素在变化，造成其规律不易表现出来，这时可以先控制一些物理量不变，依次研究某一个因素的影响和作用。例如，探究加速度与力、质量的关系时，可以先保持质量不变，研究加速度与力的关系;再保持力不变，研究加速度与质量的关系;最后综合得出物体的加速度与它受到的合外力及物体质量之间的关系。

6.留迹法：有些物理现象转瞬即逝，如运动物体所处的位置、轨迹等，可以设法将其记录下来以便从容地测量、比较和研究。例如，在使用打点计时器的几个实验中，就是通过纸带上打出的点记录下小车（重物）在不同时刻的位置（位移）及所对应的时刻，从而计算小车（重物）在各个位置或时刻的速度、加速度等。

7.替代法：用一个标准的已知量替代待测量，通过调整标准量，使整个测量系统恢复到替代前的状态，则待测量等于标准量。例如，在探究求合力的方法中，用一个弹簧秤替代两个弹簧秤;又如，在电阻的测量中，用已知电阻替代待测电阻等。

8.外推法：有些物理量可以局部观察或测量，而作为它的极端情况则不易直接观测时，如果把局部观测量得到的规律外推到极端，则可以达到研究的目的。例如，在测定电池的电动势和内阻的实验中，无法直接测量断路时的路端电压（电动势）和短路时的电流，而将一系列U、I对应值点连成直线并向两端延伸，则与U轴交点为断路时的路端电压（电动势），与I轴交点为短路电流等。

例3（2017年高考浙江卷）在“研究平抛运动”实验中：

（1）图6是横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端时的 ____ 。

A.球心

B.球的上端

C.球的下端

在此实验中，下列说法正确的是____。

A.斜槽轨道必须光滑

B.记录的点应适当多一些

C.用光滑曲线把所有的点连接起来

D.y轴的方向根据重垂线确定

（2）图7是利用图6装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可以判断实验操作错误的是____.

A.释放小球时初速度不为零

B.释放小球的初始位置不同

C.斜槽末端切线不水平

（3）图8是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是 _____。

解析：本题三问用了三种实验装置，但采用的实验方法都是留迹法。

（1）题干中指出用铅笔标注小球的最高点作为小球运动轨迹的记录点，因此坐标原点也应选小球的上端，选B。斜槽轨道不必光滑，记录的点适当多一点可以更准确地描出平抛运动轨迹，为比较准确地描出小球运动的轨迹需将记录的点平滑地连接起来，用重垂线确定y轴方向，选BD。

（2）由题图可知，小球做的是斜拋运动，因此斜槽末端没有水平放置，选C。

（3）A中没有水流出，错误;C中随着液面降低，压力减小，水柱流速不断减小，错误;只有B瓶内能维持相对稳定的压强，水柱流速稳定。选B。

例4 现有两节电池、三个开关、若干导线，以及电流表、滑动变阻器、电阻箱各一个，请用以上器材设计一个实验方案测出未知电阻Rx的值（电阻箱的最大阻值大于Rx的值）。

解析：本实验需要用电阻箱R2（已知阻值电阻）等效替代待测电阻Rx。

设计的实验电路如图9所示，按实验电路连接好实物电路，将滑动变阻器接人电路的阻值调到最大值;闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R1接人电路的阻值，使电流表的示数为某一合适的数值并记为I0;断开开关S。，闭合开关S。，并调节电阻箱R2的阻值，使电流表的示数仍为I0，则Rx的阻值就等于此时电阻箱R2的阻值。

三，查漏补缺，重视演示实验和小实验

演示实验在物理实验教学中有重要的示范作用，在培养学生的观察能力、实验能力方面有不可替代的重要作用;小实验可以就地取材，对培养学生的动手能力、分析能力、发现和探索问题的能力等具有独特的作用。因此历年高考中常出现考查演示实验和小实验的试题，同学们在二轮实验复习时要注意查漏补缺。

例5（2018年高考北京卷）研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图10所示。下列说法中正确的是（

）。

A.实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电

B.实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小

C.实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大

D.实验中，只增加极板带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容增大

例6 （2018年高考全国Ⅱ卷）甲、乙两同学通过如图11所示的实验测量人的反应时间。实验步骤如下：

（1）甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好处于L刻度处，但未碰到尺），准备用手指夹住下落的尺。

（2）甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为L1，重力加速度大小为g，则乙的反应时间为

（用L、L，和g表示）。

（3）已知当地的重力加速度大小g-9. 80 m/s2，L=30.O cm，L1=10.4 cm，则乙的反应时间为____ s。（保留两位有效数字）

（4）写出一条能提高测量结果准确程度的建议：

（3）代人数据得t=0. 20 s。

（4）多次测量取平均值或初始时乙的手指尽可能接近尺子都可以提高测量结果的准确程度。

编后注：在二轮实验复习中，还要注意进行总结，如三个“不估读”（游标卡尺读数时无须估读，秒表在读数时无须估读，欧姆表在读数时无须估读），四个“位置”（在“探究求合力的方法”实验中，同一次实验橡皮条拉长后的结点应在同一位置;在“验证动量守恒定律”实验中，入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止滚下;测单摆周期时，应在摆球经过平衡位置时开始计时;使用多用电表的欧姆挡测电阻时，要选择合适的量程尽可能使指针处在表盘刻度中央附近的位置），五个“数据”（螺旋测微器读数能准确到0. 01 mm，因此要估读到0.001 mm;在“验证机械能守恒定律”实验中，测量下落高度时要从第一个计时点算起，且纸带第一、二两点间的距离要接近2 mm;在“用单摆测定重力加速度”的实验中，摆球的摆角应小于5。;电磁打点计时器使用4 V-6 V的交流，电火花打点计时器使用220 V的交流;当电源的频率是50 Hz时，每隔0. 02 s打一次点;选择电流表、电压表的量程时，要估算电路中的电流和电压，使指针偏转到满偏的1/3～2/3为宜）等。

（责任编辑张巧）