第15頁，共15頁高考物理實驗復習要點一、互成角度的兩個共點力的合成：目的：驗證平行四邊形法則。器材：方木板一個、白紙一張、彈簧秤兩個、橡皮條一根、細繩套兩個、三角板、刻度尺,圖釘幾個。主要測量：a.用兩個測力計拉細繩套使橡皮條伸長，繩的結點到達某點O。b.用一個測力計重新將結點拉到O點。記錄：彈簧秤的拉力大小F及方向。4．作圖：刻度尺、三角板5．減小誤差的方法:a．測力計使用前要校準零點。b．方木板應水平放置。c．彈簧伸長方向和所測拉力方向應一致,并與木板平行.d．兩個分力和合力都應盡可能大些.e．拉橡皮條的細線要長些,標記兩條細線方向的兩點要盡可能遠些.f．兩個分力間的夾角不宜過大或過小,一般取6001200為宜.二．練習使用打點計時器:1．構造：見教材。2．操作要點：接50HZ，46伏的交流電正確標取記：在紙帶中間部分選5個點3．重點：紙帶的分析a．判斷物體運動情況：在誤差范圍內：如果S1=S2=S3=……，則物體作勻速直線運動。如果S1=S2=S3=…….=常數,則物體作勻變速直線運動。b．測定加速度：公式法：先求S，再由S=aT2求加速度。圖象法：作v—t圖,求a=直線的斜率c．測定即時速度：V1=（S1+S2）/2TV2=（S2+S3）/2T三．測定勻變速直線運動的加速度：1．原理:：S=aT22．實驗條件：a．合力恒定，細線與木板是平行的。b．接50HZ，4—6伏交流電。3．實驗器材：電磁打點計時器、紙帶、復寫紙片、低壓交流電源、小車、細繩、一端附有滑輪的長木板、刻度尺、鉤碼、導線、兩根導線。4．主要測量:選擇紙帶,標出記數點,測出每個時間間隔內的位移S1、S2、S3……圖中O是任一點。5．數據處理:根據測出的S1、S2、S3…….用逐差法處理數據求出加速度：S4—S1=3a1T2，S5—S2=3a2T2，S6—S3=3a3T2a=（a1+a2+a3）/3=（S4+S5+S6—S1—S2—S3）/9T2即時速度：（同上）四．驗證牛頓第二定律：1．原理：平衡摩擦力：適當墊高長木板不帶滑輪的一端，使小車剛好勻速下滑。用細繩將砂桶(質量為m)和小車連成一個整體，連接體做勻加速直線運動。根據牛頓第二定律：整體：mg=（M+m）a小車：T=Ma=當m《M時,即小車的合外力近似為砂和砂桶的重力mg。2．實驗器材：打點計時器、低壓交流電源、刻度尺、紙帶、復寫紙、導線、附有滑輪的長木板、天平、砂和砂桶、小車、若干砝碼。3．實驗條件:平衡摩擦力：把長木板不帶滑輪的一端適當墊高,使小車不受牽引力時,小車剛好沿斜軌勻速下滑。本實驗全過程不必再平衡摩擦力。只有小車和碼砝的質量之和（M）遠遠大于砂和砂桶的總質量(m)時,小車的合力才近似等于砂和砂桶的重力mg.4．主要測量量：小車的質量(包括砝碼)M砂和砂桶的總持量m.紙帶上相鄰計數點間的位移S1、S2、S35．數據處理：逐差法求加速度:（同上）6．實驗結果分析：圖線法：M一定時，a—F圖線；F一定時，a—圖線。本實驗畫出的圖線可能有四種情況：7．易錯點:a．平衡摩擦力時，應取下砂和砂桶，使細線不受拉力。b．實驗前要調整滑輪的高度使拉小車的細線與木板平行。c．摩擦力一但平衡后，木板的傾角不變。五．動量守恒的驗證:1．原理：兩小球在水平方向發生正碰,水平方向合外力為零,動量守恒。m1v1=m1v1/+m2v2/本實驗在誤差允許的范圍內驗證上式成立。兩小球碰撞后均作平拋運動,用水平射程間接表示小球平拋的初速度：OPm1以v1平拋時的水平射程OMm1以v1’O‘Nm2以V2’驗證的表達式：m1OP=m1OM+m2O/N2．實驗儀器：斜槽、重錘、白紙、復寫紙、米尺、入射小球、被碰小球、游標卡尺、刻度尺、圓規、天平。3．實驗條件：a．入射小球的質量m1大于被碰小球的質量m2(m1>m2)b．入射球半徑等于被碰球半徑c．入射小球每次必須從斜槽上同一高度處由靜止滑下。d．斜槽未端的切線方向水平e．兩球碰撞時，球心等高或在同一水平線上4．主要測量量：a．用天平測兩球質量m1、m2b．用游標卡尺測兩球的直徑，并計算半徑。c．水平射程：5．易錯易混步驟：a．用游標卡尺測兩球直徑。b．調節軌道末端切線水平，兩球球心等高。c．m2的水平射程：d．落點位置的確定：圍繞10次落點畫一個最小的圓把所有落點圍在里面，圓心就是落點的平均位置。六．研究平拋物體的運動：1．實驗原理：用一定的方法描出平拋小球在空中的軌跡曲線，再根據軌跡上某些點的位置坐標，由h=求出t，再由x=v0t求v0，并求v0的平均值。2．實驗器材：木板，白紙，圖釘，未端水平的斜槽，小球，刻度尺，附有小孔的卡片，重錘線。3．實驗條件：a．固定白紙的木板要豎直。b．斜槽未端的切線水平，在白紙上準確記下槽口位置。c．小球每次從槽上同一位置由靜止滑下。七．驗證機械能守恒定律1．原理：物體做自由落體運動，根據機械能守恒定律有：mgh=在實驗誤差范圍內驗證上式成立。2．實驗器材：打點計時器，紙帶，重錘，米尺，鐵架臺，燒瓶夾、低壓交流電源、導線。3．實驗條件：a．打點計時器應該豎直固定在鐵架臺上b．在手釋放紙帶的瞬間，打點計時器剛好打下一個點子，紙帶上最初兩點間的距離約為2毫米。測量的量：a．從起始點到某一研究點之間的距離，就是重錘下落的高度h，則重力勢能的減少量為mgh1；測多個點到起始點的高h1、h2、h3、h4（各點到起始點的距離要遠一些好）b．不必測重錘的質量5．誤差分析：由于重錘克服阻力作切，所以動能增加量略小于重力勢能減少量6．易錯點：選擇紙帶的條件：打點清淅；第1、2兩點距離約為2毫米。打點計時器應豎直固定，紙帶應豎直。實驗操作關鍵：先合上電源，再松開紙帶。d．為減小誤差，重錘應適當大一些。八．用單擺測定重力加速度：實驗目的：用單擺測定當地的重力加速度。實驗原理：g=實驗器材：長約1m的細線、小鐵球、鐵架臺、米尺、游標卡尺、秒表。易錯點：小球擺動時，最大偏角應小于50。小球應在豎直面內振動。計算單擺振動次數時，應從擺球通過平衡位置時開始計時。擺長應為懸點到球心的距離。即：L=擺線長+擺球的半徑。九．電場中等勢線的描繪實驗原理：本實驗是利用導電紙上形成的穩恒電流場模擬靜電場來做實驗的。因此實驗中與6V直流電源正極相連接的電極相當于正電荷；與6V直流電源負極相連接的電極相當于負電荷。實驗器材：木板、白紙、復寫紙、導電紙、圖訂、圓柱形電極兩個、探針兩個、靈敏電流表、電池、電鍵、導線。易錯點：從下到上依次鋪放白紙、復寫紙、導電紙。只能用靈敏電流計，不能用安培表。十．測定金屬的電阻率：電路連接方式是安培表外接法，而不是內接法。測L時應測接入電路的電阻絲的有效長度。閉合開關前，應把滑動變阻器的滑動觸頭置于正確位置。多次測量U、I，先計算R，再求R平均值。5．電流不宜過大，否則電阻率要變化，安培表一般選0—0.6安擋。十一．用伏特表和安培表測電源的電動勢和內電阻：實驗電路圖：安培表和滑動變阻器串聯后與伏特表并聯。測量誤差：、r測量值均小于真實值。安培表一般選0－0.6A檔，伏特表一般選0－3伏檔。電流不能過大，一般小于0.5A。誤差：電動勢的測量值測和內電阻的測量值r測均小于真實值。十二．練習使用萬用表電表測電阻：選擇合適的倍率檔后，先電阻調零，再紅、黑表筆并接在待測電阻兩端，進行測量。每次換檔必須重新電阻調零。選擇合適的倍率檔，使指針在中值電阻附近時誤差較小。測電阻時要把選擇開關置于“”檔。不能用兩手同時握住兩表筆金屬部分測電阻。測電阻前，必須把待測電阻同其它電路斷開。測完電阻，要拔出表筆，并把選擇開關置于“OFF”檔或交流電壓最高檔。測量電阻時，若指針偏角過小，應換倍率較大的檔進行測量；若指針偏角過大，應換倍率較小的檔進行測量。歐姆表內的電池用舊了，用此歐姆表測得的電阻值比真實值偏大。十三．研究電磁感應現象：檢查電流表指針偏轉方向與通入電流方向的關系。檢查并記錄線圈的繞線方向。原線圈應串聯滑動變阻器，防止短路，電流不能過大。十四．驗證玻—馬定律：實驗器材：注射器（含框架）、鉤碼若干、彈簧秤、毫米刻度尺、水銀氣壓計（共用）、鐵架臺、潤滑油、橡皮帽。實驗條件：氣體溫度不變：不能用手握空氣柱；拉壓活塞要緩慢。氣體質量不變：在活塞上涂潤滑油；注射器的小孔帶上橡皮帽。易錯點：容易忘記：記錄大氣壓P0。計算壓強公式：用砝碼M壓活塞時：P=P0+(G0為活塞及框架的總重力)用力F向上拉活塞時：P=P0+c．操作：注射器豎直固定；拉壓活塞要豎直。d．P—圖的理解。十五．測定玻璃的折射率：（1）在確定光路時，兩枚大頭針不宜插得太近。（2）插大頭針要垂直紙面；入射角一般300—600之間。（3）玻璃磚兩個界面不平行，不影響實驗測定。（4）三種測定方法：量角器、三角函數表；毫米刻度尺、圓規；毫米刻度尺。十六．測定凸透鏡的焦距：1．平行光聚焦法：公式法：共軛法：（1）條件：L>4f（2）公式：(L、d的含義)（3）調“共軸”：調節燭焰的焰心、透鏡光心、光屏的屏心等高且位于透鏡的主光軸上。十七．用卡尺觀察光的衍射現象（1）供觀察用的光源最好是線狀白熾燈。（2）眼睛緊靠狹逢，狹逢平行線光源。（3）衍射條紋：中央為白色、兩測是彩色。（4）當卡尺的狹逢變窄，條紋間距變寬，亮度變暗。物理選修3-5知識點總結一、動量守恒定律系統所受的總沖量為零（不受力、所受外力的矢量和為零或外力的作用遠小于系統內物體間的相互作用力），即系統所受外力的矢量和為零。（碰撞、爆炸、反沖）注意：內力的沖量對系統動量是否守恒沒有影響，但可改變系統內物體的動量。內力的沖量是系統內物體間動量傳遞的原因，而外力的沖量是改變系統總動量的原因。m1v1+m2v2=m1v1/+m2v2/（規定正方向）△p1=—△p2/系統所受外力矢量和不為零，但在某一方向上的力為零，則系統在這個方向上的動量守恒。必須注意區別總動量守恒與某一方向動量守恒。（1）完全非彈性碰撞：獲得共同速度，動能損失最多動量守恒，；（2）彈性碰撞：動量守恒，碰撞前后動能相等；動量守恒，；動能守恒，；特例1：A、B兩物體發生彈性碰撞，設碰前A初速度為v0，B靜止，則碰后速度，vB=．特例2：對于一維彈性碰撞，若兩個物體質量相等，則碰撞后兩個物體互換速度（即碰后A的速度等于碰前B的速度，碰后B的速度等于碰前A的速度）（3）一般碰撞：有完整的壓縮階段，只有部分恢復階段，動量守恒，動能減小。——兩個原來靜止的物體（人和船）發生相互作用時，不受其它外力，對這兩個物體組成的系統來說，動量守恒，且任一時刻的總動量均為零，由動量守恒定律，有mv=MV（注意：幾何關系）二、量子理論的建立黑體和黑體輻射1900年德國物理學家普朗克提出振動著的帶電微粒的能量只能是某個最小能量值ε的整數倍，這個不可再分的能量值ε叫做能量子ε=hν。h為普朗克常數（6.63×10-34J.S）如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長電磁波而不發生反射，這種物體就是絕對黑體，簡稱黑體。黑體輻射的規律為：溫度越高各種波長的輻射強度都增加，同時，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。（普朗克的能量子理論很好的解釋了這一現象）三、光電效應光子說光電效應方程（1）光的電磁說使光的波動理論發展到相當完美的地步，但是它并不能解釋光電效應的現象。在光（包括不可見光）的照射下從物體發射出電子的現象叫做光電效應，發射出來的電子叫光電子。（實驗圖在課本）（2）光電效應的研究結果：新教材：=1\*GB3①存在飽和電流，這表明入射光越強，單位時間內發射的光電子數越多；=2\*GB3②存在遏止電壓：；=3\*GB3③截止頻率：光電子的能量與入射光的頻率有關，而與入射光的強弱無關，當入射光的頻率低于截止頻率時不能發生光電效應；=4\*GB3④效應具有瞬時性：光電子的發射幾乎是瞬時的，一般不超過10-9s。老教材：=1\*GB3①任何一種金屬，都有一個極限頻率，入射光的頻率必須大于這個極限頻率，才能產生光電效應；低于這個頻率的光不能產生光電效應；=2\*GB3②光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨著入射光頻率的增大而增大；=3\*GB3③入射光照到金屬上時，光電子的發射幾乎是瞬時的，一般不超過10-9s；=4\*GB3④當入射光的頻率大于極限頻率時，光電流的強度與入射光的強度成正比。（3）光電管的玻璃泡的內半壁涂有堿金屬作為陰極K（與電源負極相連），是因為堿金屬有較小的逸出功。光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為ν的光的能量子為hν。這些能量子被成為光子。EK=h-WO（掌握Ek/Uc—ν圖象的物理意義）同時，h截止=WO（Ek是光電子的最大初動能；W是逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功。）四、康普頓效應（表明光子具有動量）1918-1922年康普頓（美）在研究石墨對X射線的散射時發現：光子在介質中和物質微粒相互作用，可以使光的傳播方向發生改變，這種現象叫。在光的散射過程中，有些散射光的波長比入射光的波長略大，這種現象叫。p=h/λ五、光的波粒二象性物質波概率波不確定關系干涉、衍射和偏振以無可辯駁的事實表明光是一種波；光電效應和康普頓效應又用無可辯駁的事實表明光是一種粒子，由于光既有波動性，又有粒子性，只能認為光具有波粒二象性。但不可把光當成宏觀觀念中的波，也不可把光當成宏觀觀念中的粒子。少量的光子表現出粒子性，大量光子運動表現為波動性；光在傳播時顯示波動性，與物質發生作用時，往往顯示粒子性；頻率小波長大的波動性顯著，頻率大波長小的粒子性顯著。（P41電子干涉條紋對概率波的驗證）E=hν，p=h/λ表示式也可以看出，光的波動性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和動量的計算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率ν和波長λ。由以上兩式和波速公式c=λν還可以得出：E=pc。1924年德布羅意（法）提出，實物粒子和光子一樣具有波動性，任何一個運動著的物體都有一種與之對應的波，波長λ=h/p，這種波叫物質波，也叫德布羅意波。（P38電子的衍射圖樣；電子顯微鏡的分辨率為何遠遠高于光學顯微鏡）從光子的概念上看，光波是一種概率波。，△x表示粒子位置的不確定量，△p表示粒子在x方向上的動量的不確定量。（為何粒子位置的不確定量△x越小，粒子動量的不確定量△p越大，用單縫衍射進行解釋？P43圖）六、原子核式模型機構1897年湯姆生（英）發現了電子，提出原子的棗糕模型，揭開了研究原子結構的序幕。（誰發現了陰極射線？）1909年起英國物理學家盧瑟福做了α粒子轟擊金箔的實驗，即α粒子散射實驗（實驗裝置見必修本P257）得到出乎意料的結果：絕大多數α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，少數α粒子卻發生了較大的偏轉，并且有極少數α粒子偏轉角超過了90°，有的甚至被彈回，偏轉角幾乎達到180°。（P53圖）盧瑟福在1911年提出原子的核式結構學說：在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間里繞著核旋轉。按照這個學說，可很好地解釋α粒子散射實驗結果，α粒子散射實驗的數據還可以估計原子核的大小（數量級為10-15m）和原子核的正電荷數。七、氫原子的光譜（1）發射光譜：物質發光直接產生的光譜。熾熱的固體、液體及高溫高壓氣體發光產生連續光譜；稀薄氣體發光產生線狀譜，不同元素的線狀譜線不同，又稱特征譜線。（2）吸收光譜：連續譜線中某些頻率的光被稀薄氣體吸收后產生的光譜，元素能發射出何種頻率的光，就相應能吸收何種頻率的光，因此吸收光譜也可作元素的特征譜線。，即輻射波長是分立的。利用元素的特征譜線（線狀譜或吸收光譜）鑒別物質的分析方法。八、原子的能級盧瑟福的原子核式結構學說跟經典的電磁理論發生矛盾（矛盾為：a、原子是不穩定的；b、原子光譜是連續譜），1913年玻爾（丹麥）在其基礎上，把普朗克的量子理論運用到原子系統上，提出玻爾理論。（1）原子只能處于一系列不連續的能量狀態中，在這些狀態中原子是穩定的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量，這些狀態叫做定態。氫原子的各個定態的能量值，叫做它的能級。原子處于最低能級時電子在離核最近的軌道上運動，這種定態叫做基態；原子處于較高能級時電子在離核較遠的軌道上運動的這些定態叫做激發態。（2）原子從一種定態（設能量為En）躍遷到另一種定態（設能量為Em）時，它輻射（或吸收）一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態的能量差決定，即h=EnEm，（能級圖見3-5第64頁）（3）原子的不同能量狀態跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應。原子的定態是不連續的，因此電子的可能軌道的分布也是不連續的。rn=n2r1,En=E1/n2(n=1,2,3)r1=0.5310-10m,E1=-13.6eV,分別代表第一條（即離核最近的）可能軌道的半徑和電子在這條軌道上運動時的能量。（選定離核無限遠處的電勢能為零，電子從離核無限遠處移到任一軌道上，都是電場力做正功，電勢能減少，所以在任一軌道上，電子的電勢能都是負值，而且離核越近，電勢能越小從高能級向低能級躍遷時放出光子；從低能級向高能級躍遷時可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加熱的方法，使分子熱運動加劇，分子間的相互碰撞可以傳遞能量）。原子從低能級向高能級躍遷時只能吸收一定頻率的光子；而從某一能級到被電離可以吸收能量大于或等于電離能的任何頻率的光子。一群氫原子處于量子數為n的激發態時，可能輻射出的光譜線條數為N=。玻爾模型的成功之處在于它引入了量子概念（提出了能級和躍遷的概念，能解釋氣體導電時發光的機理、氫原子的線狀譜），局限之處在于它過多地保留了經典理論（經典粒子、軌道等），無法解釋復雜原子的光譜。現代量子理論認為電子的軌道只能用電子云來描述。光譜測量發現原子光譜是線狀譜和夫蘭克—赫茲實驗證實了原子能量的量子化（即原子中分立能級的存在）九、原子核的組成1919年盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核即氫原子核。核反應方程______________。盧瑟福預想到原子內存在質量跟質子相等的不帶電的中性粒子，即。查德威克經過研究，證明：用天α射線轟擊鈹時，會產生一種看不見的貫穿能力很強（10-20厘米的鉛板）的不帶電粒子，用其轟擊石蠟時，竟能從石蠟中打出質子，此貫穿能力極強的射線即為設想中的中子。核反應方程_________________。，原子核的電荷數等于其質子數，原子核的質量數等于其質子數與中子數的和。具有相同質子數的原子屬于同一種元素；具有相同的質子數和不同的中子數的原子互稱同位素。（1）人類認識原子核有復雜結構和它的變化規律，是從天然放射現象開始的。（2）1896年貝克勒耳發現放射性，在他的建議下，瑪麗·居里和皮埃爾·居里經過研究發現了新元素釙和鐳。（3）用磁場來研究放射線的性質（圖見3-5第74頁）：=1\*GB3①α射線帶正電，偏轉較小，α粒子就是氦原子核，貫穿本領很小，電離作用很強，使底片感光作用很強；=2\*GB3②β射線帶負電，偏轉較大，是高速電子流，貫穿本領很強（幾毫米的鋁板），電離作用較弱；③γ射線中電中性的，無偏轉，是波長極短的電磁波，貫穿本領最強（幾厘米的鉛板），電離作用很小。十、原子核的衰變半衰期在衰變中電荷數和質量數都是守恒的（注意：質量并不守恒。）。γ射線是伴隨α射線或β射線產生的，沒有單獨的γ衰變（γ衰變：原子核處于較高能級，輻射光子后躍遷到低能級。）。α衰變舉例；β衰變舉例。放射性元素的原子核有半數發生衰變需要的時間。放射性元素衰變的快慢是由核內部本身的因素決定，與原子所處的物理狀態或化學狀態無關，它是對大量原子的統計規律。N=，m=。十一、放射性的應用與防護放射性同位素a、利用它的射線（貫穿本領、電離作用、物理和化學效應）；b、做示蹤原子。過量的射線對人體組織有破壞作用，這些破壞往往是對細胞核的破壞，因此，在使用放射性同位素時，必須注意人身安全，同時要放射性物質對空氣、水源等的破壞