初中物理实验归类复习.pdf

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1、初中物理实验归类复习 第一部分理论基础 一、测量的理论 （一）测量本质 测量就是一种比较。为了科学地进行比较，需要有一个公认的标准量作为比较的依据，这 个标准量就叫做_ 。 为了便于交流，人们制定了一套国际通用的单位体系“国际单位制”，简称“ SI” 。请填写 在国际单位制中以下各物理量的主单位： 力学电学热学波动与声功和能 长度电流温度频率功、能 时间电压周期功率 质量电阻振幅 密度波长 速度响度 力 压强 （二）误差理论 1、误差与错误 测得值与 真实值之间的差异叫做误差。任何测量都会有误差，误差是_（能 /不能）绝对 避免的；而错误是可以而且应该避免的。 2、影响误差的因素 （1）测量的

2、工具 。测量所用的工具越精密，误差就越陷越深_。 （2）测量的方法 。 （3）估读 。测量总要估读，因而测量总要产生误差。 3、减小误差的方法 （1）选用更精密的测量工具、设计更科学的测量方法，可以减小误差。 （2）多次测量，取_，是减小误差的重要方法。 注： 1） “多次测量”，通常要有三次； 2）取平均值时，平均值的数位必须与测量值的数位一致。 二、科学探究 科学探究一般要经历以下七个步骤： 1、发现并提出问题；2、做出猜想与假设；3、制定计划与设计实验；4、通过观察、实验等途 径来收集证据；5、评价证据是否支持猜想与假设；6、得出结论或提出新的问题；7、在科学探究的 过程中，交流与合作也

3、是不可缺少的环节。 （一）发现并提出问题 是科学探究的起始步骤，在学习和科研中有重要的意义。在试题中，通常会有两种情况出现。 一是通过描述相关情境，直接提出相关问题。这是一问题就是我们下面解题时要围绕的核心，所以 要高度重视这一问题，不能偏题。二是要人们根据试题描述的情境，提出一个问题。我们应根据试 题描述的情境，合理地提出问题，不可随意发散。这种情况在日常教学中遇到的较多，考试时则较 少出现。 （二）做出猜想与假设 由于“猜想与假设”的发散性，故在考试中较少出现。我们强调的是“猜想与假设”必须是在 试题情境的基础上合理作出，反对随意猜想。 （三）制定计划与设计实验 这是考查的重点。主要考点有

4、： 1、实验原理的确定。 许多实验探究，特别是测量某个物理量（如密度、机械效率、电阻等）的实验，都有一个实验 原理的问题，就量你根据什么道理来测量这个物理量的。这个原理，也就决定了你实验的总的方向 或框架。 2、控制变量法的运用 控制变量法是科学探究的重要方法。只要被研究的量与多个因素有关，通常就要运用控制变量 法：控制其他的量不变，仅使一个量发生改变，记录因变量相应的数值；经过多次（至少三次）实 验，寻找规律。如此逐一研究，最后再总结规律。故有几个自变量，就至少要分成几个实验部分。 2、物理量的显示与控制方法 这是考查的重点。有些物理的显示，可以有仪表或测量工具，如电流、电压分别电流表、电压

5、 表等；而有一些物理量，还没有专用的测量工具或实验中不能提供专用的测量工具，就要运用“转 化法” 进行间接测量，这时我们就要动点脑筋，在理解该物理量的意义或规律的基础上，设计好测 量的方法和待测的物理量，特别是对于我们没有学过的物理量。请同学们在这个问题上注意研究和 总结。 实验中总要控制某些物理量不变，同时改变某个物理量。有些物理量的控制方法也是难点，如 在研究欧姆定律的“电流与电阻的规律”时，要控制一段电路两端的电压不变，理论上只要给这段 电路接上一个稳压电源就行了，但实际上这样的稳压电源很找到。如何控制这段电路两端的电压不 变，就成了一个“富有技术性”的问题。类似的问题还有在“研究动能的

6、大小与物体的质量、速度 的关系”时，如何科学地控制和改变速度等。这些都是考试的重点。 3、实验器材的选择 在实验原理和大致的实验方向、方法确定后，就要考虑采用哪些测量工具，这也是常考的一个 问题。 要注意根据实验的方法，特别是根据试题提供的信息（进行必要的估算），选择合适的测量工 具（量程）。 4、实验步骤的设计与表述 在实验操作问题上，试题中经常要我们书写两个方面的内容：一是实验的特别注意点，如是否 要匀速拉动、沿什么方向拉动等，或者必须要怎样操作或操作到什么程度等。二是书写实验步骤， 我们一定要注意写得简洁、清楚、有条理，表达到位。通常要用“1、2、3、4”或者“A、B、 C、D”一步步地

7、写清楚，并且以一个重要的操作或测量某一个物理量为一步，不宜在一步中进 行很多的操作或测量许多的物理量。 5、实验表格的设计 这是常考的内容。其实很简单，通常你只要把所有要测量（记录）的物理量写成一横行，写清 楚物理量的名称和字母，依此向下划列；再在左边写上实验次数，依此向右划行，一个表格就行成 了。 千万要注意的是，一定要在物理量的后面写上相应的单位！ （四）通过观察、实验等途径来收集证据 这里主要考查两个方面的内容。一是实验现象的描述，要注意描述准确到位。二是考测量工具 的读法，要熟练各种测量工具的读法，并注意在实验结果后写上单位（除非是填入表格的） 。 （五）评价证据是否支持猜想与假设与得

8、出结论或提出新的问题 在考试中，这两个问题通常是合在一起的。主要考点有； 1、实验数据的处理 一是计算。二是将数据描绘成图表或曲线。在描绘曲线时要特别注意用光滑的曲线连接各点， 切忌用短直线连接两点。 2、实验现象的归纳或实验结论的表述 要特别注意的是，如果是用控制变量法进行的实验研究，要注意写清楚“在条件下， 与” ，要注意“有关、无关”、 “越大、越小”及“正比、反比”用词，尽可能写准确。 另外，许多实验探究题都有示例的表述方法，要注意读清楚，照着示例的格式书写，一般最保险。 3、抽象数学关系式 这考得比较少，运用一定的数学知识即可。 4、提出新的问题 由于问题的发散性，很少考。但我们要注

9、意根据实验结果合理地提出问题，不可随意发散。 （六）交流与合作 在实验探究中，这一点十分重要。但在考查中却无法体现。 注：通过测量发现规律，需要进行多次测量，通常要有三次。 第二部分力学 一、仪器使用 在实验室里，测量长度的基本工具是_，比它更精密的常用测量工具是_和 _；测量时间的基本工具是_；测量质量的基本工具是_；测量力的基本工具 是_。 （一）刻度尺（参阅八上P103） 1、认识刻度尺 右图中，刻度尺的量程为_、分度值为 _。 2、刻度尺的使用 刻度尺的使用要领是“五会”。即： 会认 ：即正确认识刻度尺的_、_、_； 会放 ： 应使刻度尺的_线或某条（整数）刻度线与被测物体的一条边对齐

10、，把刻度尺的 _ 尽可能与被测物体_，不能歪斜； 会看 ：读数时，视线应_刻度尺； 会读 ：除读出最小刻度以上各位数字外，还应_； 会记 ：记录的测量数据，包括 _值、_值和 _ （没有单位的数值是毫无意义的）。 3、长度测量的特殊方法 （1）化曲为直 ：将弯曲的轨迹变成直线来测量。如：测量地图上的铁道线长度，可用棉线与它重合， 再拉直测量；测薄圆铁片周长，可使铁片顺直线滚一圈再测量起、终点长度。 （2）以多测少或以少测多。如：测一张纸的厚度可测n 张纸的厚度再除以n；测细铜丝直径可测出 密绕后 n 匝的长度再除以n；测楼房高度可测每一级楼梯的高度再乘以相应楼层的级数。这种 方法适用于完全相同

11、的测量对象，以多测少可提高测量的准确度，以少测多相当于扩大了量程。 （3）利用工具平移 。如图所示是测圆锥高度和圆柱直径所用的一种方法。 （ 4）替代法 。用可以直接测量的长度来替代不能直 接测量的长度。如测圆柱直径可先测出周长， 再根据周长与直径的关系算出直径。 典型例题 1下图中刻度尺使用方法正确的是( ) 2如图所示，用两把刻度尺A、B 测量同一物体的长度，刻度尺A 的读数 为_，刻度尺B 的读数为 _，测量结果更接近于真实 值的是 _刻度尺。 （二）秒表 （参阅八上P105） 下图中，秒表的示数为_。 （三）托盘天平（参阅八下P2） 天平是测量质量的基本工具，天平的本质是一支_。 在实

12、验室里， 常用的测量质量的工具是托盘天平，在测量精度的要求更高时，则使用物理天平； 在生活中，常见的测量质量的工具有_、_、_和杆秤。 1、认识托盘天平 请在下图中写出托盘天平各部分的名称。其中， 砝码盒中砝码的总质量为_；游码标尺的 A B 最大刻度为 _，分度值为 _。 2、天平的使用 （1）_调节。即把托盘天平放在_的桌面上。 注：若是物理天平等更精密的天平，在其底盘上还有调节装置，要调节天平的底盘至严格的水平。 （2）_调节。首先要把 _移到 _处；再调节 _，使指针指在标尺的 _处。 注： a）调节平衡螺母时， “哪边高，往哪边调” ； b）调节过程中，当指针在中央红线两边摆的幅度相

13、等时，即为天平平衡； c）已经调好的天平，在移动位置后再使用时，应再次调节。 （3）称量。 A、应估计被测物体的质量，不能测量超过规定的质量（m物“称量”） B、应把物体放在天平的_盘，砝码放在 _盘；液体、粉末和有腐蚀性的化学药品，不能直接放 入托盘 C、应根据估计， _（由大到小 / 由小到大 / 随意）地向右盘中加入砝码，夹取砝码必须用 _，不能用手直接拿；最后移动游码，直到天平平衡。 注：当往右盘中加入最小的砝码则右盘下沉、而拿掉最小的砝码时左盘要下沉时，应移动游码。 （4）读数。 用一个公式表示：m左=m右+m游码示数 注： 1）天平在保管过程中往往在其两边的托盘下衬有“橡胶垫圈”，

14、使用时应注意拿下； 2）使用完毕，应注意收拾仪器。 典型例题 1某同学用天平称物体的质量，天平平衡时右盘中的砝码和游码如图所示，则物体的质量为 _。 2一架托盘天平横梁标尺的最小刻度是O.2g，最大示数是5g，把天平放在水平台上调平后，在天 平的左盘内放入被测物体，右盘内放人10g 砝码，指针指在分度盘中线的右侧；从右盘内取出lOg 砝 码 后 ， 再 放 入5g 砝 码 ， 指 针 指 在 分 度 盘 中 线 的 左 边 ， 要 测 出 被 测 物 体 的 质 量 ， 应 ( ) A 将右端的平衡螺母旋出一些B 将右端的平衡螺母旋进一些 C将左右两托盘交换位置D移动游码，使指针指在分度盘中线

15、 3用托盘天平称量5.4g 食盐，若指针稍微偏左，接下来的操作应是( ) A减少砝码或游码B减少食盐C增加砝码或游码D增加食盐 （四）量筒和量杯（参阅八下P10） 量筒和量杯是实验室里常用的测体积的工具，通常用_作单位。 “ml”即“ cm3” ，故 1mLl=_ cm 3=_L=_ m3。 1、认识量筒和量杯 下图中，量筒的测量范围是_，分度值为 _。与量筒相比，量杯由于口大底小，因 而其刻度特点是上_下 _。 2、量筒的使用 （1）量筒可以直接测量_体的体积，或者间接地测量_体的体积。 （2）读数时，要把量筒放在_的桌面上，视线要与量筒_若是凹液面，应以凹液面 的_为准；若是凸液面，应以凸

16、液面的_为准。 3、体积测量的特殊方法 （1）对于不能下沉的物体，常用以下方法测量其体积 a）顶针法 。即用一根细针（细钢丝）将其按入水中。 b）悬挂法。即在其下面吊上一个重物，使其能沉入水中。 （2）对于易溶于水的物体如冰糖、硫酸铜晶体等，可用以下方法测量其体积。 a）配制饱和溶液，使其不溶。 b）用细砂代替水进行测量。 （3）对于有孔物体或具有吸水性物体如粉笔等，要测量其外观体积，可以采用如下方法。 a）先使其吸足水。 b）用细砂代替水进行测量。 典型例题 1用量筒测量一个金属块的体积，甲同学先后经历了以下步骤： A、在量筒中倒入适量的水，读出水的体积V1； B、用细线系住块金属块，将金属

17、块放入量筒，再读出水的体积V2。 则： V1=_； V2=_；金属块的体积 V=_ 。 若乙同学先在量筒中倒入适量的水，忘记读出水的体积就用细线系住金属块，将金属块放入量筒， 读出水的体积为V1；将金属块取出后再补读量筒中的水的体积为V2，则他的做法_（合理 / 不合理），理由是 _ 。 （五）弹簧秤（参阅八下P43） 5g 20g 20g 5g 100g 10g 50g 20g 20g 5g 弹簧秤是测量力的常用工具，它是利用弹簧的伸长与受到的拉力成_的性质（即 F=kl ）制成的。 1、认识弹簧秤。 右图中，弹簧秤的量程为_，分度值为 _。 2、弹簧秤的使用方法。 （1）应先 _ ，选择合

18、适的弹簧秤； （2）使用弹簧秤前首先要“_” ，即使指针对准“零刻度线” ； （3）应使弹簧的伸长方向与拉力的方向在同一条直线上； （4）读数时视线要_刻度板。 3、测力的特殊方法。 （1）间接测量法。有些力如摩擦力无法直接测量，测量时要依据“二力平 衡”原理。 （2） “并联”法。有时所测力的大小超过弹簧秤的测量范围，此时可以把两支 弹簧秤“并联” 使用，结果为两支弹簧秤的示数之和。（注意：“串联”无效。 ） （六）密度计 密度计可以测量液体的密度，它的原理是物体的_，即 _。 由于 液与V 排成反比，所以密度计上的刻度是_（均匀 / 不均匀）的。 下图中，所测液体的密度为_。 国际米原器

19、1889 年的第一届国际计量大会确定“米原器”为国际长度基准，它规定1 米就是米原 器在 0 摄氏度时两端的两条刻线间的距离。米原器的精度可以达到0.1 微米，也就是 千万分之一米，可以说够精确的了。可是在1960 年召开的第 11 界国际计量大会上，各 国代表一致通过决议，废除了米原器，理由是它既不方便，也不准确。 第 11 界国际计量大会在废除旧的“米”的标准的同时，也规定了新的“米”的标准， 它就是氪 86同位素灯在规定条件下发出的橙黄色光在真空中的波长。 原理 用光当尺既方便又准确，用氪86 当尺，精确度可以达到 0.001 微米，大约相当于一根 头发直径的十万分之一。世界各地都可以制

20、造氪灯，不必去国际计量局核对米尺了。 激光出现以后，氪灯就逊色多了。用激光的波长当尺，从理论上推算，可以比氪86 同 位素灯准确 100 万倍。 1969年用激光测量地球和月球之间的距离，长达38 万多千米， 误差只有几米。 激光是一把上天下海的好尺子，用起来得心应手，精巧准确。所以1983 年 10 月，联 合国度量组织在巴黎举行会议，规定了新的“米”的定义，即把光在真空中299792458 分之一秒所走的距离定为一个标准米。近几年来，各种激光尺已经相继问世，如激光比 长仪、激光二坐标仪等等。 国际千克原器 最初规定在4时 1 立方分米纯水的质量为1 千克 。后来用 铂铱合金 (10%Ir

21、加 90%Pt)制成一个高度 和直径都是39 毫米的圆柱体，在1819 年国际计量大会上批准为国际千克原器。它现今保存在巴黎 的国际计量局 总部，所有计量的测量都应溯源到该千克原器 。2013 年 1 月初，德国最新一期计量 学杂志刊载研究报告称，作为标准质量单位的国际千克原器因表面遭污染而略有增重。 中文名 国际千克原器 外文名 International Prototype Kilogram 质量单位 古代质量单位和长度单位的情况相似，也有多种多样的形式。 例如：在波斯用卡拉萨(Karasha)作质量的单位，约合0.834 千克 ，埃及用格德特(gedet)，约合9.33 克。我国秦代 度

22、量衡制度 中规定： 1 石=4 钧， 1 钧=30 斤， 1 斤=16 两。与现代 国际单位制 比较， 1 斤约合 0.256 千克。 英制 中以 磅(pound)，盎司 (ounce)，打兰 (dram)，格令 (grain)作单位： 1 磅=16 盎司 =265 打兰 =7000 格 令 不列颠帝国曾用纯铂制成磅原器，它是高约1.35 英寸，直径1.15 英寸的纯 铂圆柱体。 发展介绍编辑 发展沿革 最初的 千克 质量单位是由18 世纪末法国采用的长度单位米推导出来的。1 立方分米 纯水在最大密度 (温度约为4摄氏度 )时的质量，就定为1 千克。 1799 年法国在制作铂质米原器 的同时，

23、也制成了铂质千克基准，保存在巴黎档案局里。 后来发现这个基准并不准确地等于1 立方分米最大密度纯水的质量，而是等于1.000028 立方分 米。于是在1875 年米制公约 会议之后，也用含铂90%、铱 10%的合金制成 千克原器 ，一共做了三 个，经与巴黎档案局保存的铂质千克原器比对，选定其中之一作为国际千克原器。这个国际千克原 器被 国际计量局 的专家们非常仔细地保存在特殊的地点，用三层玻璃罩好，最外一层玻璃罩里抽成 半真空， 以防空气和杂质进入。随后又复制了四十个铂铱合金 圆柱体， 经过与国际千克原器比对后， 分发给各会员国（包括一些已经不存在的国家，如荷属东印度 即今印度尼西亚）作为国家

24、基准， 在第二次世界大战前，拥有国际千克复制件曾是一个国家的无上荣耀。历史上德国通过统一获得了 4 个复制件，而没收国际千克复制件也是对战败国的惩罚之一。跟米原器 一样， 千克原器 也要进行 周期性的检定，以确保质量基准 的稳定可靠。 担忧 但是 ,在 2007 年的一次检查中，相关人员发现有118 年历史、用铂和铱混合铸造的圆柱形铸件 国际千克原器减轻了大约50 毫克。没有人能说出它的重量减轻的原因。虽然相关人员将这个千克原 器小心地存放在巴黎附近的一个设施里，但它的重量还是发生了改变。 国际质量和测量局的物理学家里查德 戴维斯说， 与众多复制品的平均质量相比，这个标准砝码轻了 50 微克。

25、戴维斯说：“ 对于这个变化，我们尚未找出任何合理的原因。还不能确定究竟是标准砝码 的材料质量变轻了，还是国家现行的通用砝码变重了。” 鉴于以上原因， 世界各地的科学家们将于11 月齐聚法国巴黎，最终由来自世界各地的专业人士决定 任何度量单位的变化。 重新定义提出 佐治亚理工学院物 理学分校的名誉退休教授罗纳德 福克斯提议从今以后克(一千分之一千克)将被 严格地定义成18 14074481 个碳 -12 原子的重量。 至少有两个重新定义千克的其他提议正在讨论中。 它们包括 :1用纯硅原子球体取代铂金和铱混合圆柱体；2利用已知的 “ 瓦特天平 ” 装置，并利用电磁 能定义千克。 他们如今在寻找非实

26、物的方式来定义千克。千克与另外6 个基本单位构成了国际单位制 。 其他单位还有米、秒、安培 、开尔文 、 摩尔 、坎德拉，它们如今全都不以实物参考物为依据。 试验重点在于建立质量与普朗克常数 之间的关系，以提供千克的新定义。普朗克常数是量子物理学 中的基本计量单位。 国际计量局 科学家迈克尔 斯托克说，被称作“ 国际千克原器” 的金属块的使用寿命即将终结。他还表 示： “ 我们的试验正在向前推进，但是目前就使用千克的新定义还为时过早。 1 意义介绍编辑 千克是最后一个通过人造物质，而不是基本物理属性定义的重要标准,国际千克原器是当今千克的标 准。例如， 1983 年，代表一米的距离被定义成光在

27、两亿九千九百七十九万两千四百五十八分之一秒 内行驶的距离，从而取代了两个点之间的距离的定义法。 因污染增重编辑 介绍 2013 年 1 月初，德国最新一期计量学 杂志刊载研究报告称，作为标准质量单位的国际千克原器 因表面遭污染而略有增重。 2 国际千克原器是一个39 毫米高、底面直径也为39 毫米的圆柱体。它由铂铱合金 制成，其中铂含量 为 90%，铱含量为10%，合金密度约为21500 公斤 每立方米。 2 国际千克原器设立于1875 年，保存在法国首都巴黎的国际计量局 内。另有大约40 个官方复制品分 布于全球， 国际千克原器 用来定义千克。千克是国际单位制7 个基本单位之一。 2 原器之

28、所以采用铂铱合金 制成，是因为这种合金的抗氧化性和抗化学腐蚀性非常好。不过报告称， 经过百余年岁月洗礼，这些铂铱合金圆柱体表面遭一定污染，增重数十微克。一微克为百万分之一 克。 2 报告作者之一、英国纽卡斯尔大学计量学家彼得 坎普森告诉美国趣味科学网站记者，科学家早就意 识到国际千克原器表面可能附着污染物，因此把它做成圆柱体，尽量减少表面积。这些原器保存在 实验室内，空气都经过滤，恒温，恒压，但无法完全隔绝空气污染和污染物。 2 为测量原器 “ 长胖 ” 多少，坎普森带领研究小组借助X 射线光谱学 成像技术，观察与原器相似的物体 表面，发现这些表面附着数十微克碳基及汞污染。碳可能来源于汽车尾气

29、，汞污染物则来自实验室 内偶尔打破的水银温度计 和水银气压计 。 2 坎普森说，数十微克虽然没多少重量，但会影响一些精密科学实验和国际贸易。 2 “ 那确实是相当微小的效果，但严格来讲，我们比19 世纪后期略微轻一些，” 他说， “ 巴黎的国际千 克原器是质量定义的标准，它变了，但它的重量仍被当做1 千克。它变重意味着其他东西实际上轻 一些，包括我们自己。” 2 拟清洁 研究小组发现，用臭氧和紫外线可以打破铂铱合金 表面碳原子间的结合，去除碳基污染物，不过汞 污染物可能仍然存留。也有另外一些办法，但臭氧法“ 是唯一一个能与手工摩擦媲美的办法” ，而且 不会破坏原器。 坎普森说： “ 我们的做法

30、可以有效地让那些原器晒个日光浴。” 2 国际计量局 计量学家理查德 戴维斯说， 臭氧法所用设备无须投入太多时间和费用，可能会被广泛采 用。 2 中国千克原器编辑 中国的千克基准砝码（公斤 原器）是1965 年从英国引进，编号为No.60，经 国际计量局 （NIPM ） 检定，检定结果为1kg+0.271mg ，标准偏差=0.008mg 。1986 年被批准为国家质量基准 ，编号： GJJ （力） 0101。 中国的千克基准砝码（公斤原器）每二十年送国际计量局（BIPM ）进行比对。 1993 年 6 月公布比 对结果，我国的千克基准砝码质量值为1kg+0.295mg，总 不确定度 为 2.3 g（k=1） ，数值在 BIPM 给 出的等效带内，证明我国千克基准砝码（公斤原器）保存良好。