高中物理竞赛辅导实验理论

实验理论

物理学是一门实验科学，几乎所有的物理定律都来自于物理实验并不断地受到新的物理实验的检验，因此研究物理实验是每个对物理感兴趣的同学必须做的工作，正因为如此，物理实验在物理竞赛中也占有重要的地位，不论是全国物理竞赛，还是国际奥林匹克物理竞赛，实验内容都要占30%—50%的比例。

一、 有关实验的基础知识 （一）实验误差的概念

1、为什么要讨论测量误差 任何物质都有自身的各种各样的特性，反映这些特征的量所具有的客观真实数值，称为真值。测量的目的就是力图得到真值，但是由于测量的方法、仪器、环境和测量者本身都必然存在着某些不理想情况，所以测量不能无限精确，在绝大多数情况下，测量结果与客观存在的真值之间总有一定的差异，这就是测量误差，测量误差的大小反映我们的测量偏离客观真实数值的大小，反映测量结果的可信程度。

从某种意义上说，不给出测量误差的测量结果是没有意义的，是无法使用的，例如我们

测量出某种合金的密度是（3.23

310)2.0m kg ?±，即说明这种合金的密度不会小于

33100.3m kg ?，不会大于33104.3m kg ?。如果用这种合金制造飞机，就可以估计出飞机

的最大和最小质量。相反，如果测出的密度没有误差范围，是没有实际使用意义的。

测量误差是反映测量结果好坏的物理量，它与实验的各个方面都有密切的关系，例如，我们要根据测量误差的限度制定实验方案，即确定实验原理和步骤，并选用器材，在实验操作过程中，要千方百计减小误差，最后，通过对实验数据的处理，确定实验结果的误差，由此可见，考虑实验误差是贯穿于实验全过程的事。

2、实验误差的分类

（1）绝对误差和相对误差 误差按其表达形式可分为绝对误差和相对误差。 1）绝对误差：测量值与真值之差的绝对值叫绝对误差，定义为： 绝对误差（?）=)

()(A x 真值测量值- 绝对误差反映了测量值偏离真值的大小。

2）相对误差：绝对误差无法表示测量质量的高低，例如在测量上海到北京的距离时，如果绝对误差是1米，测量质量已很高；但是如果测量百米跑道时产生1米的误差，则测量质

量就不好了，为了说明测量质量的高低，我们还要引入相对误差的概念，其定义为： 相对误差（E ）= 绝对误差（?）÷真值（A ）

相对误差常用百分数的形式来表示：

%100??

=

A E

（2）系统误差和偶然误差 误差按其性质及其产生的原因，又可以分为系统误差和偶

然误差两种。

1）系统误差：系统误差的特征是带有确定的方向性，在相同的条件下，对同一量进行多次测量，误差的正负保持不变，如果测量值偏大，则总是偏大；如果测量值偏小，则总是偏小，系统误差的来源主要有以下几个方面：

原理误差：由于测量所依据的理论公式的近似性（不完善性）而造成的误差，例如，单

摆的周期公式

g

l

Tπ2

=

，它成立的条件是摆角趋近于零，否则就是一个近似公式；又如

用伏安法测电阻时，因忽略了电流表的分压作用或电压表的分流作用，测得的结果只能是近似值。

仪器误差：由于测量仪器本身的缺陷而造成的误差，例如尺子过长或过短、秒表零点不准、天平不等臂、砝码不够标准等等。

环境误差：由于测量时周围的环境（温度、压力、湿度等）不理想而造成的误差。例如在20℃时定标的标准电阻在30℃的环境中使用等。

很明显，由于系统误差有固定的偏向性，所以用多次测量求平均值不能减小系统误差，但如果我们找到了某个系统误差产生的原因，就可以采取一定的方法去减小它的影响，或者对测量结果进行修正。

2）偶然误差：偶然误差的特征是带有随机性（因此偶然误差也叫随机误差）。在测量中，如果已经基本消除了引起系统误差的一切因素，而测量结果仍然无规则地弥散在一定的范围内，这种误差叫偶然误差。偶然误差的可能来源是：测量者自身感官（如听觉、视觉、触觉）的分辨能力不尽相同，外界环境的干扰等等。

偶然误差是无法控制的，但它的出现却服从一定的统计规律。常见的一种规律是：大于真值和小于真值的测量值了现的机会相等；而且误差较小的测量值比误差较大的测量值出现的机会多；偏离真值很大的测量值出现的机会趋于零。因此，用增加测量次数求平均值的方法，可以减小偶然误差。

关于因仪器损坏，设计错误，操作不当而造成的测量错误，则不是测量误差。（二）偶然误差

1、直接测量中偶然误差的估算所谓直接测量，就是直接用测量仪器进行测量得到结果。

（1）单次测量的误差估算在物理实验中，有时由于对测量的精度要求不高，或由于测量对象的不可重复性，对一个物理量的直接测量只进行一次，这种测量方法叫做单次测量。

单次测量结果的误差因测量工具的不同常有以下几种确定方法：

1）取测量仪器最小刻度的1/5或1/2作为测量误差，例如毫米刻度尺取0.2mm或0.5mm 作为测量误差,一般温度计取0.2℃或0.5℃作为测量误差等等.

2)天平取其感量作为测量误差,例如物理天平可取0.02g,托盘天平可取0.1g作为测量误差.

3)机械秒表的最小分度一般是0.1s,但由于操纵表的人难免按之过早或过迟,因此可取0.1s或0.2s作为测量误差.手动的电子秒表尽管可以显示0.01s,但由于同样的原因也只能取0.1s或0.2s作为测量误差,0.01s位上的数字是没有实际意义的.

4)电表(电压表、电流表)的测量误差有特定的确定方法：每个电表都有一个准确度级别（0.2级、0.5级、1级、2.5级、4级），电表的测量误差不会大于其量程和它的级别的百分阶段之一的乘积. 例如有一个0.5级的电流表,量程为3A,那么其测量误差

A

A

I015

.0

%

5.0

3=

?

≤

?

5)电阻箱同样也用级别表示误差的大小，但电阻箱级别和电表的级别略有不同。n 级电阻箱的测量误差为其当时阻值与n%的乘积。

（2）多次测量结果和误差估算 测量某一个物理量时，为了减小偶然误差，在可能的情况下，应多次重复测量。如果在相同的条件下对某一物理量进行了n 次测量，各次测量分别为n x x x x ,,,,321Λ，那么其平均值

n

x x x x n

x ++++=

Λ321(1）

根据误差统计误差，可证明在一组测量n 次的数据中，其算术平均值x 最接近于真值，此算术平均值称为测量的最佳值。当测量次数n 无限增加时，最佳值将无限接近于真值。一般就将最佳值为多次测量的结果。

严格地说，误差是测量值和真值的差，但由于真值不可能得到，而且当测量次数多时，最佳值很接近于真值，因此可以用最佳值代替真值来估算误差。仍以上例来说明误差x ?的估算方法。

,

11x x x -=?

x

x x -=?22…

x

x x n n -=?

n x x x x n /)(21?+?+?=?Λ

（3）测量结果的表示 测量结果应该包括数值、误差和单位三个部分。

通常将测量的结果写成x x x ?±=单位。其中x 是测量值，可以是一次测量值，也可以是多次测量的最佳值，x ?是绝对误差。为了更清楚地表示测量质量的好坏，还应同时写出其相对误差

%100??=

x x

E .

这里要说明两点：

①在误差运算的过程中，一般只取一到二位有效数字，最后表示绝对误差x ?的值一般只取一位而且应该和测量最佳值x 的最末一位对齐，为了确保误差范围的有效性，一般是只

入不舍。

②测量结果为x x ?±并不表示x 为x x x x ?-?+和两个值，而是表示x 一般在

x x x x ?+?-和这个范围之内。

2、间接测量中偶然误差的估算 所谓间接测量，就是应用直接测量得到的值，经过计算得到自己所需要的结果。例如测一块圆柱体金属的密度，可以先通过直接测量得到它的直径D 、高h 和质量m ，然后用公式

)

4(2

h D m ?=πρ

计算出密度。因为计算中所用的直接测量值都是有误差的，所以算出来的间接测量值当

然也是有误差的。下面就讨论在不同类型的计算中，怎样由直接测量的误差得到间接测量的误差。

设x 为间接测量的量，而A 、B 、C …为直接测量的量，它们之间满足一定的关系，即x=f(A,B,C …).如果各直接测得量表示为

Λ;;;C C C B B B A A A ?+=?+=?+=将这些量代入f(A,B,C …)中，便可以求得

,x x x ?±= x x E x ?=

其中),,,(ΛC B A f x =为间接测得量的最佳值，x ?是间接测得量的绝对误差。 （1）加法运算中的误差

若x=A+B+C+…

则Λ+?±+?±+?±=?±)()()(C C B B A A x x ΛΛ±?±?±?±+++=C B A C B A 其中最佳值Λ+++=C B A x

绝对误差Λ±?±?±?±=?C B A x

由于A 、B 、C 都是互相独立的，它们的绝对误差可能为正，也可能为负。在最不利的情况下，可能出现的最大误差是Λ+?+?+?=?C B A x 。我们规定此可能的最大误差为x 的误差。

（2）减法运算中的误差 若x=A-B-C-…

则Λ-?±-?±-?±=?±)()()(C C B B A A x x ΛΛ±?±?±?±---=C B A C B A 其中最佳值Λ---=C B A x 绝对误差

按前面所讲，在最不利情况下，取Λ+?+?+?=?C B A x

由此可见，加减运算结果的绝对误差等于各直接测得量的绝对误差之和。 （3）乘法运算中的误差 若B A x ?=

则)()(B B A A x x ?±??±=?±

))(()()(B A A B B A B A ?±?±+?±+?±+?= 其中最佳值B A x ?=

绝对误差))(()()(B A A B B A x ?±?±+?±+?±=?

由于为二级小量))((B A ?±?±(即比A ?或B ?更小的小量),可以忽略不计,所以,)()(A B B A x ?±?+?±?=?.在最不利的情况下,取A B B A x ??+??=?,于是相对误差为

B A x E E B B A A B A A B B A x x E +=?+?=???+??=?=

(4) 除法运算中的误差 若

B A x =

则

))(()

)((B B B B B B A A B B A A x x ??±?±?±=

?±?±=

?+μ

2

2)(B B A

B B A A B B A ?-???±??±??±?=

忽略二级小量

(2

B

B A A B B A ??±??±?=)

2

B B

A A

B B

A ??±??±+=

其中最佳值

B A x =

绝对误差2

B

B

A A

B x ??±??±=

?,在最不利的情况下,取

2

B

B

A A

B x ??+??=

?.

相对误差为

A B B

B A A B x x E n ???+??=?=

2

=B B

A

A ?+

? B A E E +=

由此可见,乘除运算结果的相对误差等于各直接测得量的相对误差之和.这个讨论虽然是从两个因子乘除的运算中推导出来的,但可以推广到任意多个因子乘除的运算中去,如果加、减、乘、除运算中有的因子是公认的理论值或测量值，那么可以不考虑它的误差。

（5）乘方和开方运算中的误差

若

)(,的相对误差表示的相对误差则A E E n E x A x A A n n

?==。如果n 是整数就是乘方运算，如果n 是分数就是开方运算。 （6）三角函数运算的误差

若 A A x A x cos ,sin ??=?=则 若 A A x A x sin ,cos ??=?=则

若

A A x tgA x 2

sec ,??=?=则 若

A A x ctgA x 2

csc ,??=?=则 若 tgA A A x A x ???=?=sec ,sec 则 若 ctgA A A x A x ???=?=csc ,csc 则

上列式中A x ??和分别表示x 和A 的绝对误差。限于数学工具，以上公式我们不作推

导。

掌握了间接测量的误差传递公式，不但可以在实验结束后估算出实验结果可能的误差，还可以在实验前帮助我们确定实验方案和改进实验操作。请看下面一例：

试用单摆测量某地的重力加速度，可提供的工具除了单摆之外还有米尺、秒表等，要求测得的g 的相对误差小于1%。

根据单摆的周期公式

2

242T l

g g l T ππ==可知 根据误差传递公式可知 T

l g E E E 2+=

因为要求

%

1

摆长l 是用米尺测量的，一般取mm l 5.0=?，因考虑到摆线可能有一定的伸缩性，取

较妥（已留有相当的余地）。因此摆长

mm mm E l l l 1000%2.02=≥?=

周期是用秒表测量的，以开、停表都有0.2秒的误差计,s t 4.0=?,因此总计时

s s E t t t 200%2.04.0=≥?=

这样我们在实验中用摆长为1m 左右的单摆,用秒表测出它摆动100次左右

的时间,即可达到题设的要求.

如图11-1所示的比重瓶是一种有准确的固定体积的容器(瓶中装满液体,然后将塞子盖上,多余的液体会从塞子中央的细管中溢出,这

样便保持了瓶中液体一定的体积),要求用此瓶测定一种小金属粒的密度,可提供的仪器还有天平、砝码和蒸馏水。

这个实验的原理不复杂，先测了金属粒的质量0m ，再测出装满水的比重瓶的质量1m 最后将金属粒放进装满水的比重瓶中，测出带金属粒和水的比

重瓶的质量2m 。这样，被金属粒排出的水的质量便是)(221m m m -+，这部分水的体积是

水ρ/)(201m m m -+，这也就是金属粒的体积，于是金属粒的密度便是

水

ρρ?-+=

2

010

m m m m

实验操作中一个有待决定的问题是：金属粒是多放一些好还是少放一些好？因为ρ的相对误差

水

ρρE E E E m m m m ++=-+)(2010

其中水ρ有公认值，故

水

ρE 可以忽略。

201)(3201m m m m

E m m m -+?=

-+

对同一架天平来说,m ?是确定的,不难看出,当金属粒放得比较多时,上面两式的分母都比较大,相对误差就比较小.因此尽量多放些金属粒,能减小实验结果的误差.

(三)有效数字及其运算

1、有效数字 如上所述，用实验仪器直接测量的数值都含有一定的误差，因此测得的数据都只能是近似数，由这些近似数通过计算而求得的间接测量值也是近似数。为了使间接测量结果合理些，对近似数的表示和计算都有一些规则，以便确切地表示测量和运算结果的近似性。

从仪器上读出来的数值，经常有一位数是估计出来的，或多或少存在着误差。例如米尺的最小刻度是mm(0.001m)，那么用米尺测量长度可读到十分之一毫米(0.0001m).0.001m 这一位可以从米尺上读出来，是可靠的，0.001m 位前面的数都是可靠数，0.0001m 这一位是测量者估读出来的，估读的数字因人而异，因此是有疑问的，称为存疑数。由于0.0001m 位已存疑，在它以后各位数的估读已无必要。我们把可靠数加上最后一位存疑数，一起记录下来，统称为有效数字。

在应用有效数字进行数据处理时应注意以下几点：

（1）自然数1，2，3，4，5，6，7，8，9如出现在测量中，均为有效数字。“0”出现在其它数字之后或之间为有效数字，如出现在其它数字之前就不是有效数字了，它们只起定位作用。例如0.08020，前面两个零不是有效数字，后面四个数都是有效数字，因此它有四位有效数字。

图5-1

（2）读数时，必须按照仪器要求读出测量值，即使末位是“0”，也不能任意舍去。在数学中我们认为2.10cm 、2.100cm 、2.1000cm 是相同的，而在物理中却表示了用三种不同的测量工具所测量的结果，其估读的可疑数分别在0.01cm 、0.001cm 、0.0001cm 这些位上，所以我们决不能在测量结果后面任意加上或丢掉“0”。

（3）有效数字是由测量对象和测量仪器所决定的，单位的换算不能改变有效数字的位数，因而必须注意单位换算时的正确表示法。例如将3.70m 化成毫米单位，不能写成3700mm 而应该用指数表示法写成mm 3

1070.3?,仍表示三位有效数字；将280mm 换成以米作单位，不能写成2.8m,而要写成2.80m 。

2、有效数字的运算法则 在有效数字运算过程中，为了做到不因运算而引进“误差”或损失有效位数，以不影响测量结果的精确度为原则，人们对有效数字的近似运算法则作了统一规定。

（1）有效数字的加减 我们通过下面两个例子的运算，了解一下加、减运算中有效数字的取法。

计算时，我们在存疑数下面加横线，以使之与可靠数字相区别，在相加结果35.37中，由于第三位数“3”已为存疑数字，后面的一位便毫无意义，按四舍五入的原是处理，本例应向前进位，与成35.4，有效数字为3位。同理，相减的结果应该为22.72，舍去了尾数“4”，有效数字为4位。

在上面的例子中，如果我们按照位数对齐相加或相减诸数，并以其中存疑位数最靠前的量为基准，事先进行四舍五入，取齐诸量的尾数，则可简化运算过程，而结果仍然相同。仍用上面两个算式为例，具体算法如下：

这个结论可以推广到多个量相加或相减的运算中去。

（2）有效数字的乘除 我们通过下面两个例子的运算，了解一下乘、除运算中有效数字的取法

计算过程中，凡是有存疑数字参于运算而得到的量都是不可

靠的。在运算结果中，存疑数字只保留一位，其后面的存疑数字是没有意义的。因此上面两个例子的结果分别为110和173，有效数字都是三位。从以上两个例子中可以看到，两个量相乘（或除）的积（或商）其有效数字与诸因子中有效数字位数最少的相同。这个结论可以推广到我个量相乘除的运算中去。

（3）有效数字的乘方、开方 按照确定乘法运算结果有效位数的方法，可知乘方运算

n A x =的结果，x 的有效位数应与其底数A 的有效位数相同。当n 是分数时，就是开方运

算，也可看作是乘方的逆运算，根的有效位数与被开方数的有效位数相同。

以上这些结论，在一般情况下是成立的，但也有例外/只要我们掌握了有效数字的意义和存疑数了取舍的原则，是不难处理的。

还应该指出，有效数字讲的是实验数据记录和运算的规则，它不能代替绝对误差和相对误差的计算。在实验中，如果两者发生矛盾，以误差计算法则为准。如果因为各项误差的积累，使间接测量的绝对误差较大，这样就便得根据有效数字运算法则算出来的本来应该可靠的位数也产生了误差，那么就将这一位数作为存疑数，后面多余的存疑数全部舍去。

（四）系统误差

系统误差具有确定的方向性，因此找出其产生的原因后，可采取适当的措施减小或消除此之外它。下面讨论几种常见的系统误差及解决的方法。

1、由实验原理的不完善带来的系统误差 以伏安法电阻为例，不论是图11-2（a ）所示的电流表外接，还是图11-2（b ）所示的电流表内接，

都旧有系统误差的，对此系统

误差，有两种办法处理，一种是对实验结果进行修正，另一种是地实验线路进行补偿。 以图5-2（a ）线路为例，如果事先已知电压表的内阻 ，即可对实验结果进行修正，如果电压表和电流表的读数分别为U 和I ，则可解得

如果电压表的内阻未知，则可改进实验线路，进行电流补偿（图5-3（a ））或电压补偿（图5-3（b ））。仔细地调节滑动变阻器R ，使电流表的读数为零。此时因为a 、b 两点等势，所以电压表

的读数就是x R 的电流，这样就消除了由于电流表分压及电压表分流而带来的系统误差。

注意，图5-3只是电流补偿和电压补偿的原理图，在实际操作中，还须有一些附加部件。例如在电流计上必须串一个滑动变阻器以保护电流

计，电路未调平衡时将滑动变阻器置于阻值最大

处，随着逐渐调平衡慢慢减小滑动变阻器的阻值

直至零。

2、由于测量仪表不准确带来的系统误差 图5-3所示的补偿电路解决了由于实验原理不完善带来的系统误差。但电压表和电流表的准确度是很有限的（一般中学里用的电表都是2.5级的，即使大学专业实验室中的电表也只有0.5级），这会给测量结果带来较大的误差。

为了用准确程度要高得多的电阻代替电表来测量X R ，我们可以这样来分析一下图5-3（a ）的电路，将R 分画成两个电阻21R R 和（图5-4）。我们假定有四个电阻

231,,R R R R R R R A =+==右上左下左上‖ ，X R R =右下，根据欧姆定律

左下左上右上R IR IR A U

R X /=

=

图5-2

图5-4

左上

左下

右上R R R ?=

这样，如果左上左下右上R R R ,,三个电阻都已知，X R 也就测得了。

将图5-4改画成图5-5，321,,R R R 都用电阻箱。这就是我们熟知的惠斯通 电桥。电阻箱的准确度要比电表高得多 ，中学里用的多数为0.2级，稍好一些 的即可达0.02级。

3、由外界环境带来的系统误差 用

量热器做热学实验时，实验系统和外界的热交换是一个比较难解决的问题，此时我们可以用“异号抵消”的思想来减小这一系统误差。

在用混合法测定冰的熔解热的实验中，将量热器假定成一个完美的绝热系统，但这在职实验中是无法做到的，我们采用“异号抵消”法来尽量减小量热器和周围环境之间的热传递给实验结果带来的系统误差。

在实验过程中，环境温度θ可以认为是不变的。适当选取量热器内水的初温1T 和水、冰的质量，使量热器在实验的前一部分时间内向周围环境放热，在实验的后一部分时间内从周围环境吸热，并尽量使整个实验过程中量热器与环境的热交换前后彼此抵消。这样便可以认为量热器是一个很好的绝热系统。

怎样才能使量热器的放、吸热基本相同呢？我们以时间t 为

横轴，以量热器温度T 为纵轴，可得如图11-6所示的图线。AB

是冰块投入前的自散热线，BCD 是冰的熔解线，DE 是自然吸热线，从θt t 到1这段时间内，量热器的温度高于室温θ，量热器向

周围环境放出来的热量可用BFC 这个曲边三角形的面积1S 来表示（暂不作证明）。从2t t 到θ这段时间内，量热器的温度低于室

温θ，量热器从周围环境吸收的热量可用曲边三角形CGD 的面积2S 来表示，适当地控制水的初温和水、冰的质量，使21S S 与相差不多，即可认为量热器与外界基本没有热交换。

（五）图线法处理实验数据

1、图线法的作用和优点 物理实验中的图线法，是用作图来得到实验结果，它是一种

应用得很广泛的处理实验数据的方法。特别是在有些科学实验的规律和结果还没有完全掌握或还没有找到明确的函数表达式时，采用作出的图线来表示实验结果，能形象、直观地显示出物理量变化的规律。

图线法有取平均的效果。一般的图线是根据许多组数据拟全出来的平滑曲线或直线，这样的图线就有多次测量取平均的作用。

图线法还可以帮助我们发现某些错误。如果在描图过程中发现某个点偏离得特别远，则提示测量或数据计算中可能有错误，应重新测量或进行校对。

2、作图线的规则

（1）作图线必须用坐标纸，我们一般采用毫米方格纸 坐标纸的大小根据实验数据的有效位数来确定，一般的原则是：测量数据中的可靠数字在图线中也应该是可靠的，测量数据中的存疑数字在图线中应该是估画的，即坐标中的最小格对应于测量值的有效数字中可

t 1 t θ t 2

T 1

T θ 2 图5-6

S 1 S 2

靠数字的最后一位。

（2）坐标轴的坐标与比例 通常以横轴代表自变量，纵轴代表因变量。在坐标轴的末端近旁标明所代表的物理量及单位。作图线时，根据需要横轴和纵轴的标度可以不同，两轴的交点也不一定要从零开始。要力求整个图线比较对称地占据整个图纸，不要偏在一角或一边。

（3）图线的标点与连线 根据测得的数据，用削尖的铅笔在坐标图纸上对应地以“⊙”标出各数据的点。同一坐标纸上如有不同的图线，应当用不同的符号，如“+”，“△”等来标点。当数据点标好后，用直尺或曲线板等作图工具，把它们连成直线或光滑曲线。除特殊情况（如校准曲线）外，绝不允许连成折线，也不允许连成“蛇线”。图线不一定通过每个数据点，但要求数据点在图线两旁有较均匀的分布。

（4）在坐标纸上应标明图的名称，一般要求在图纸上部附近的空旷位置写出简要完整的图名，文字要用仿宋体。

3、用图解法求直线的斜率和截距

如果图线为直线，其函数式为y=kx+b ，那么可以从图线上解出其斜率k 和截距b 。具

体求法是在直线上任意取两点21222111,),,(),(P P y x P y x P

但和两点不能靠得太近，一般取在靠近直线两端的地方。在直线上确定这两点的坐标之后，即可列出方程组

??

?+=+=b kx y b kx y 2211

解方程组，得直线斜率

121

2x x y y k --=

如果x 坐标的起点为零，则可直接从图线上读取直线与y 轴的交点的y 的坐标，就是直线的截距b 。如果x 坐标轴的起点不为零，则要在图线上再取一点),(333y x P 有

3

1

21

23

31

21

23x x x y y y b b

x x x y y y --=+--=

要注意的是321,,P P P 都要由图线上取得，不可用原来的实验数据点。为了减少误差，这三个点的确良x 坐标可取整数，读坐标值时，只要读取它们的y 坐标即可。

4、曲线化直 在实验中，会遇到各种各样的函数形式，其中一次函数的图线最容易精确绘制，并且可以根据图线求出所需要的数据（一般是求出图线的斜率k 和截距b ，然后再根据k 和b 求出所需实验结果）。所以，我们常通过一些变换，将曲线函数化成直线函数，这一工作可称为“化直”。

下面具体说明怎样将上述函数“化直”：

（1）抛物线，设y=Y,X x =2

（2）双曲线，设y=Y,X

x =1

（3）平方反比，设y=Y,X x =2

1

（4）指数曲线，设X x Y y ==,ln

作了上列变换后，再作Y ~X 图线，便可得到直线。

5、图线法求实验结果 图线法求实验结果的一般步骤是： （1）改变实验条件多次重复测量，得到一系列实验数据； （2）进行数据变换，得到直线形函数 （3）拟合出图线（直线）；

（4）求出图线的斜率k 和截距b ；

（5）从k 和b 中间求出所需要的实验结果。

6、图线法探索物理规律 在已知物理规律（如上例中已知

k m m T 0

2+=π

）时，

可以用图线法来求实验结果；如果物理规律尚不清楚，也可以用图线法来探索物理规律。

先看一个物理学史上的事例：欧姆当年研究电压、电流和电阻三者之间的关系时，非但没有测量电压、电流、电阻的电表，连电压、电流、电阻的概念都没有。他以导线的长

度L 代表电阻，以放在通电导线旁边的小磁针的偏转角度θ代表电流强度，得到如下实验数

据：

我们可以通过以下步骤来探索当电压一定时，电流（θ）和电阻（L ）的关系。

（1）以纵轴代表θ，横轴代表L ，作出θ~L 图线（图11-8）

（2）根据图11-8初步判断θ与L 成反比关系，因此再算出一系列θ

1

20 40 60 80 100 120 140 （英寸）

300 200 100

图5-8

图5-9

值，并试作L

~1

θ图线（图11-9），得到一条不过原点的直线。这说明θ与L 不成反比关系，但θ1和L 却成线性关系。

（3）设b

kL +=θ

1

,其中k 为图线的斜率，b 为图线在纵轴上的截距，上式可化成

L k b

k

b kL +=+=

11

θ

（4）在图线上取两点：

)1033.2,140(),1050.0,16(2221--??P P

求出图线的斜率

2

210015.01614010)50.033.2(--?=-?-=k

从图11-9中可直接看出图线的截距2

1030.0-?=b ，所以 20015.020.0==k b

这个式子和我们今天常用的全电路欧姆定律已完全一样了，式中6600代表电动势，20代表内阻。

7、图线法的局限性 由于图线一般都是靠目视而拟合出来的（这种方法叫直觉拟合），因此在拟合过程中人的因素难免要起作用。同一组数据，两个人通过直觉拟合得到的结果一般不可又红又专完全一样，这就说明图线法处理数据的过程又会给实验结果带来一些新的“误差”。因此，直觉拟合作图法是一种比较粗略的数据处理方法，一般不讨论结果的误差。

（六）线性回归法

直觉拟合法最大的缺陷就是无法克服连线时的主观随意性，也就是说，直接拟合很难找到一条离各个数据点最近的图线。那么是否可以通过严格的数学方法找到这条最佳的图线呢？这就是下面要讨论的问题。

1、线性回归法（最小二乘法） 假定变量x 和y 的关系是线性的 y=kx+b

其图线是一条直线。

在实验中测得n 组数据

)2,1)(,(n i y x i i Λ=现在的问题是怎样根据这些数据确定上面

线性方程中的k 和b 。为了理论上计算的需要，假定),(i i y x 中只有i y 是有误差的。在实际

处理实验数据据时，可以把两个变量中相对业说误差较小的变量作为x 。

我们对回归直线提了的标准是：要求从各数据点到回归直线的竖直距离平方之和为最

小，也就是说，要求出k 和b 等于什么值时，各数据点到回归直线的竖直距离平方之和取得极小值。由于数学知识的限制，这里不介绍具体推导，只给出结论供使用：

令

n y

x xy S n y y S n x x S xy yy xx ∑∑-

∑=∑-

∑=∑-

∑=22

2

2

)()( 那么斜率

xx xy S S k =

截距

式中符号∑表示求和，如果共有n 个数据点，那么

n n n

n

n n y x y x y x xy y y y y x x x x y y y y x x x x ΛΛΛΛΛ++=∑++=∑++=∑+++=∑+++=∑22112

2

22

1222

22

122121

这个计算过程看起来比较复杂，但在职电脑使用日益普及的今天，用电脑来完成这样的工作很方便。一些功能比较齐全的计算器具有二维统计功能，也能自动完成这些计算。

在统计理论中还给出一个叫做相关系数的量，它主要表征x 、y 两个变量相关的程度。从图线上看，如果x 、y 的相关程度高，那么数据点都比较靠近拟合出来的图线；如果相关程度低，那么数据点就比较分散。相关系数

yy

xx xy S S S r ?=

当x 与y 完全不相关时，r=0；当x 与y 正相关，即回归直线的斜率为正时，r>0;当x 与y 负相关，即回归直线的斜率为负时，r<0；当所有数据点都在回归直线上时，1

=r 。所以，r 的数值只能在（-1）和（+1）之间。图11-10说明了数据点分布情况不同时的相关系数。

（2）线性回归法的误差 由于线性回归法是建立在严格的统计理论基础上的，因此可以计算回归直线方程的系数k 和b 的误差，同样由于数学方面的原因，这里只给出计算结果：

k 的相对误差：

2)11

(

2

--=n r

E k k 的绝对误差： k E k k =?

b 的绝对误差： k

n x b ?∑=?2

b 的相对误差： b b E b

/?=

有了k 和b 的误差，便可以确定k 和b 的有效位数了：使k 和b 只保留一位存疑数，即让误差的位数和k 、b 的最末一位数相同。

3、线性关系显著的标准 由对相关系数r 的讨论可知，对一个实际问题，只有当相关系数r 的绝对值大到一定程度时，才可以用回归直线来近似地表示变量x 和y 之间的关系，即可以认为x 与y 成线性关系。因此，要有一个标准，在这个标准之上，就可以认为x 与y 线性关系显著。

线性关系显著的标准与数据点的个数有关，下面我们给出两个变量达到线性关系显著标准的相关系数的最小值（此值还与显著性水平有关，这里列出的是显著性水平a=0.01时的

下面用一个很简单的例子来说明线性回归法处理实验数据的具体做法。

(1)对以上数据进行线性回归处理

950

.1000.856

.7652.11)(22

=-=∑-∑=n x x S xx 28

.85000.83405

9.510)(2

2=-=∑-∑=n y y S yy 000.835

.58750.870.76?-

=∑∑-∑=n y x xy S xy

605

.6950.188

.12==

=

xx xy

S S k 06953

.0000.8750.8605.6000.835.58=?-=∑-∑=n x k n y b （2）计算相关系数及误差

9988

.028

.85950.188.12=?=

=

yy

xx xy S S S r

020.02819988.01

2

)11

(2

2=--=--=

n r E k

17

.014.0000.852

.112=?=?÷∑=?k n x b

（3）根据以上计算，可以得到下列结论

①电流I 和电压U 的相关系数为0.9988,因为0.9988>0.834,因此是显著相关，说明I 和U 成线性关系。

②回归直线的截距b=0.06953,而b b b ?<=?,18.0，因此可以认为回归直线过原点，说明I 和U 成正比。

③导体的电阻

Ω?=Ω?=?=

23310514.110605.61101k R 20.0==k R E E

Ω=Ω??=?=?3)020.0105.1(2k E R R 因此 Ω±=)3151(R

大学物理实验课程简介Word版

《大学物理实验》课程简介 及教学大纲 课程编号： 适用专业：工科类通用 学制：四年本科 学时：60学时 学分： 石家庄经济学院教务处审定 二零零五年三月

编写朱孝义张素萍 审定张道明 讨论朱孝义张素萍赵惠裘平一郭涛

目录 一．物理实验课的地位、任务和作用 (4) 二．实验内容及基本要求 (4) 三．实验课程安排及课时分配 (7) 四．对各个实验的具体教学要求 (8)

本大纲是依据国家教委颁发的《高等工业学校物理实验课程教学基本要求》，并结合我校的具体情况制定的。 一、物理实验课的地位、任务和作用 物理实验是对高等工业学校学生进行科学基本训练的一门独立的必修基础课程，是学生进入大学后受到的系统实验方法和实验技能训练的开端，是工科类专业对学生进行科学实验训练的重要基础。 物理学是一门以实验为基础的科学，物理实验教学和物理理论教学具有同等重要的地位，它们既有深刻的内在联系和配合，又有各自的任务和作用。 本课程应在中学物理实验的基础上，按照循序渐进的原则，学习物理实验知识、方法和技能，使学生了解科学实验的主要过程与基本方法，为今后的学习和工作奠定良好的基础。 本课程基本任务： 1．通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习物理实验知识，加深对物理学原理的理解。 2．培养与提高学生的科学实验能力，其中包括： （1）能够自行阅读实验教材和资料，作好实验前的准备。 （2）能够借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器。 （3）能够应用物理学理论对实验现象进行初步分析判断。 （4）能够正确记录和处理实验数据，绘制曲线，说明实验结果，撰写合格的实验报告。 （5）能够完成简单的设计性实验。 3．培养与提高学生的科学素养，要求学生具有对待科学实验一丝不苟的严谨态度和实事求是的科学作风。 二、实验内容及基本要求 1．绪论： 教学内容（教师讲授） （1）物理实验课的教学任务、教学方式、预习和实验报告的要求及实验室规则。 （2）介绍测量误差、有效数字及数据处理的基础知识，内容包括：测量分类、测量误差的基本概念、系统误差的分析、偶然误差的估 计、直接测量结果的误差表示、间接测量的误差计算。有效数字 的性质和运算。处理实验数据的一些重要方法，例如：列表法、

大学物理实验课程教学大纲

大学物理实验课程教学大纲 课程名称：大学物理实验 英文名称：College Physics Experiment 实验课程编号：110309 课程性质：基础必修课 课程属性：工科各专业本科生必修 教材名称：《大学物理实验》 实验指导书名称： （无） 课程总学时：56 实验总学时：56 开设实验项目数：17 总学分：3.5 应开实验学期：一年级第2学期，二年级第1学期 适用专业：工科各专业本科生 先修课程：高等数学 本大纲主撰人：凌亚文 审核人：王占民 一、 课程的目标及基本要求 物理学是一门实验科学。物理规律的发展及其理论的建立，都必须以严格的物理实验为基 础，并受到实验的检验。 为了适应社会飞速发展的要求，需要培养大量有创造性的工程技术人才。为此要求工科大 学毕业生，不仅要具有较宽广的基础理论知识， 而且还要具有能从事现代科学实验的较强能力。 物理实验是学生入学后，受系统实验技能训练的开端，是一系列实验训练的重要基础。因此， 在整个物理学的教学过程中，必须十分注意实验技能的训练，物理实验应与理论教学具有同等 重要的地位，而不是作为理论课的附属环节。 二、 课程实验的目的要求 在一定的物理知识和中学物理实验的基础上，对学生进行实验方法和技能的基础训练。要 求学生弄懂实验原理，了解一些物理量的测量方法。要求学生熟悉常用仪器的基本原理和性能, 并了解使用方法。要求学生能够正确记录、处理实验数据，分析判断实验结果，并能写出比较 完整的实验报告。培养和提高学生观察、分析实验现象的本领和独立工作能力。并通过实验中 的观察、测量和分析，加深对物理学中某些概念、规律和理论的理解。培养学生严肃认真的工 作作风，实事求是的科学态度和爱护国家财产、遵守纪律的优良品德。 三、 适用专业 工科各专业本科生。 四、实验方式与基本要求 西安建筑科技大学 负责人：史彭

2020高考物理电学实验专题讲解和练习

。 专题四 电学实验 电学实验是高考实验考查的重点、热点内容。试题注重联系实 验操作的考查，如测量仪器的读数问题、实验线路的连线问题、电 表和其他用电器的选择问题都是实验操作的仿真模拟，需要考生具 备良好的动手实践经验。试题还注重实验数据的处理分析，如根据 实验数据画出图线，根据图线分析得出结论。“设计和完成实验的能 力”在理科综合《考试说明》中指出的五个考试目标之一。是近几年 高考物理实验题的命题趋向。 完整的设计一个实验，要经历多个环节，在实际考查中，一般 不会考查全部环节，而是只考查其中的几个环节，有的题目给出条 件和实验器材，要求阐述实验原理；有的给出实验电路图，要求领 会实验原理，确定需测物理量及计算公式；有的则要求考生根据操 作步骤及测定的物理量判断出实验原理……虽然考查方式不尽相 同，但目前高考中几乎所有的设计型实验题都有一个共同点，都以 不同方式或多或少的对实验原理作一定的提示，在给出实验器材的 前提下进行考查。 由于考查环节和要求的不同，题型也不尽相同，但较多的是选择、 填空、作图题。 在复习过程中，应对所学电学实验逐个理解实验原理、实验方 法，比较不同实验的异同（如电路图、滑动变阻器和电表的连接） 不断充实自己的经验和方法，逐步达到能灵活运用已学知识解答新 的问题。对于设计型实验题目要明确实验设计的关键在于实验原理 的设计，它是进行实验的依据和起点，它决定了应选用（或还需）

哪些实验器材，应测量哪些物理量，如何编排实验步骤。而实验原理的设计又往往依赖于所提供的实验器材（条件）和实验要求，它们相辅相成，互为条件。 （一）电学实验中所用到的基本知识 在近年的电学实验中，电阻的测量（包括变形如电表内阻的测量）、测电源的电动势与内电阻是考查频率较高的实验。它们所用 到的原理公式为：R=U,E=U+Ir。由此可见，对于电路中电压U I 及电流I的测量是实验的关键所在，但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样，在此往往也是高考试题的着力点之处。因此复习中应熟练掌握基本实验知识及方法，做到以不变应万变。1．电路设计原则：正确地选择仪器和设计电路的问题，有一定的灵活性，解决时应掌握和遵循一些基本的原则，即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则，兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑，灵活运用。 ⑴正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。 ⑵安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。 ⑶方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。 ⑷精确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。 2．电学实验仪器的选择： ⑴根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。首先保证流

大学物理实验心得体会篇一

大学物理实验心得体会 大学物理实验心得体会（一） 为期七周的的大学物理实验就要画上一个圆满的句号了，回顾这七周的学习，感觉十分的充实，通过亲自动手，使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法，为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。 物理学从本质上说就是一门实验的科学，它以严格的实验事实为基础，也不断的受到实验的检验，可是从中学一直到现在，在物理课程的学习中，我们都普遍注重理论而忽视了实验的重要性。本学期的大学物理实验，向我们展示了在物理学的发展中，人类积累的大量的实验方法以及创造出的各种精密巧妙的仪器设备，让我们开阔了视野，增长了见识，在喟叹先人的聪明才智之余，更激发了我们对未知领域的求知与探索。 大学物理实验是我们进入大学后受到的又一次系统的实验方法与实验技能的培训，通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，使我们进一步加深了对物理学原理的理解，培养与提高了我们的科学实验能力以及科学实验素养。特别是对于我们这样一批工科的学生，仅有扎实的科学理论知识是远远不够的，科学实验是科学理论的源泉，是自然科学的根本，也是工工程技术的基础。一个合格的工程技术人员除了要具备较为深广的理论知识，更要具有较强的实践经验，大学

物理实验为我们提供了这样的一个平台，为我们动手能力的培养奠定了坚实的基础。 除次之外，大学物理实验使我们认识到了一整套科学缜密的实验方法，对于我开发我们的智力，培养我们分析解决实际问题的能力，有着十分重要的意义，对于我们科学的逻辑思维的形成有着积极的现实意义。 感谢大学物理实验，让我收获了许多。 大学物理实验心得体会（二） 本学期我们生科专业开设了3门实验课，在实验课中，我学到了很多在平时的学习中学习不到的东西，尤其是物理光学实验。它教会我更多的应该是一种态度，对待科学，对待学习。为期七周的的大学物理实验就要画上一个圆满的句号了，回顾这七周的学习，感觉十分的充实，通过亲自动手，使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法，为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。 我很感谢能够有机会学习物理实验，因为每一位老师都教会了我很多。每次上实验课，老师都给我们认真的讲解实验原理，轮到我们自己动手的时候，老师还常常给予我们帮助，不厌其烦地为我们讲解，直到我们做出来。有的同学在实验过程中出现了问题，就耽误了时间，老师也总是陪着我们直到最后一名同学做完实验。

大学物理实验理论考试题与答案

一、选择题（每题4分，打“*”者为必做，再另选做4题，并标出选做 记号“*”，多做不给分，共40分） 1 *某间接测量量的测量公式为 34 N，直接测量量x和y的标准误差为x和y,则间接测3x2y 量量N的标准误差为？B 2 NN Nxy xy 2 ； 34 N(3x2y) xx 22 33x9x ， 34 N (3x2y) yy 33 24y8y 1 2 28 N9x y x 3 y 2 2 2 *。用螺旋测微计测量长度时，测量值=末读数—初读数（零读数），初读数是为了消除(A) （A）系统误差（B）偶然误差（C）过失误差（D）其他误差 3 *在计算铜块的密度ρ和不确定度时，计算器上分别显示为“8.35256”和“0.06532” 则结果表示为：（C） – 3 (A)ρ=（8.35256±0.0653）（gcm ）， – 3 (B)ρ=（8.352±0.065）（gcm ）， – 3 (C)ρ=（8.35±0.07）（gcm ）， –3 (D)ρ=（8.35256±0.06532）（gcm ） (E)ρ=（ 2 – 3 0.083510±0.07）（gcm ）， – 3 (F)ρ=（8.35±0.06）（gcm ）， * 4以下哪一点不符合随机误差统计规律分布特点（C） （A）单峰性（B）对称性（C）无界性有界性（D）抵偿性 * 5某螺旋测微计的示值误差为0.004mm，选出下列测量结果中正确的答案：（B）A．用它进行多次测量，其偶然误差为0.004mm； B．用它作单次测量，可用0.004mm估算其误差；222 ABB B C.用它测量时的相对误差为0.004mm。 相对误差：E100%无单位；绝对误差：=xX有单位。 X

初中物理实验课教学设计

初中物理实验课教学设计 一、实验题目：《探究浮力大小与什么因素有关》 二、实验目的： 1，通过观察和亲自实验，感知浮力的存在和方向，培养一定的观察能力和分析概括的能力。 2、通过实验，知道浮力跟物体排开的液体的体积和液体的密度的关系，培养一定的动手能力。 3、体验用控制变量法探究物理问题，对学生进行科学方法的渗透。 三、实验设计思路： 本设计的内容包括两方面：一是认识浮力，二是探究影响浮力大小的因素。其基本思路是：从学生纸船比赛开始，通过师生互动游戏后教师引导分析，认识浮力的存在；以实验探究为基础，通过动手操作、观察、分析，得出影响浮力大小的因素，运用科学的探究方法，培养学生观察、分析、归纳、探索物理规律的能力和动手操作、自主探究的能力并在小组合作中培养合作学习、互帮互助的意识。 四、实验方法和原理： 运用了控制变量法，即在保持液体的密度不变的条件下，改变物体排开的液体的体积；保持物体排开的液体的体积，改变液

体的密度。原理是物体挂在弹簧测力计浸没在水中时，所受的拉力、浮力与重力平衡，即F+F浮=G。 五、实验器材：纸船、沙子、石块、细线、水、鸡蛋、食盐、水槽、外型完全相同的铁、铝圆柱体、弹簧测力计。六、实验步骤： （一）创设情景，引出新课，让学生通过实验探究认识浮力 1、将纸船放入水槽中，待纸船静止后，提出问题：（1）纸船怎么会浮在水面上？（因为乒纸船受到水的浮力）（2）试分析它的受力情况（纸船受到重力和浮力这对力的作用）（引导学生从平衡力的角度推理出物体受到的浮力等于它受到的重力，浮力的方向总是竖直向上。） 2、将小石块投入水中，小石块沉下。提出问题：（1）小石块受到水的浮力吗？给你一弹簧测力计，你能否设计一个实验来证明？学生思考、讨论以后，请一位学生上台演示。（启发学生：用弹簧秤先测出石块的重量，然后用弹簧秤拉着石块慢慢浸入水中，观察弹簧秤的读数的变化，就可以判断是否受到浮力的作用。）（2）在上面的实验中，石块受到哪些力的作用？浮力大小怎么计算？（3）由上面的实验，你能否想出一个测量浮力大小的方法？ （二）通过实验探究，帮助学生理解影晌浮力大小的因素 1、创设情景，让学生体验影响浮力大小的因素（1）比赛：让学生用自制的纸船装沙，看谁的船装得多？（2）向水中按矿泉

全国高考物理实验试题汇总

20XX 年全国高考物理实验试题汇总 1、（安徽21.）（18分） Ⅰ.（5分）根据单摆周期公式2T =，可以通过实验测量当地的重力加速度。如图1所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。 （1） 用游标卡尺测量小钢球直径，求数如图2所示，读数为_______mm 。 （2） 以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有_______。 a.摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些 b.摆球尽量选择质量大些、体积小些的 c.为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度 d.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于5度，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔t 即为单摆周期T e.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5度，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间t ，则单摆周期 50 t T = Ⅱ.（6分）（1）在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为________ mm ，合金丝的直径为_______mm 。 （2）为了精确测量合金丝的电阻R x ,设计出如图Ⅰ所示的实验电路图，按照该电路图完成图2中的实物电路连接。

Ⅲ。（7分）根据闭合电路欧姆定律，用图Ⅰ所示电路可以测定电池的电动势和内电阻。图中R 0两端的对应电压U 12,对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的。根据实验数据在 12 1 R u -坐标系中描出坐标点，如图2所示。已知0150R =Ω，请完成以下数据分析和处理。（1）图2中电阻为 Ω的数据点应剔除； （2）在坐标纸上画出 12 1 R u -关系图线； （3）图线的斜率是 1 1 ()v --?Ω，由此可得电池电动势n E = v 。 2、（北京21.）(18分) 某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx 的阻值。 （1）现有电源（4V ，内阻可不计），滑动变阻器（0—50Ω，额定电流2A ）,开关和导线若干，以及下列电表： A ．电流表（0—3A,内阻约为0.025Ω） B ．电流表（0—0.6A,内阻约为0.125Ω） C ．电压表（0—3V,内阻约为3k Ω） D ．电压表（0—15V,内阻约为15k Ω） 为减小实验误差，在实验中，电流表应选用 ，电压表应选用 （选填器材字母）。 实验电路应采用图1中的 （选填甲或乙） （2）图2是测量Rx 的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在（1）问中所选的电路图，补充完整图2中实物间的连线。

物理实验优质课教案—刘中繁

学科：物理 题目：电动机 作者：刘中繁 单位：潍坊市实验学校

电动机教案 潍坊市实验学校刘中繁 教材分析 《电动机》是义务教育课程标准实验教科书物理（人教版）八年级下册的教学内容，学生已经学习了磁场、电流的磁场，知道磁体间的相互作用是通过磁场而发生的，通电导线的周围存在磁场及电流的磁场方向与电流的方向有关。通过电动机实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流及磁场方向都有关系，知道电动机持续转动的原因。 学情分析 由于人教版物理教材编排体系是电学在前，力学在后，学生没有系统学习有关力的知识，因此本节涉及到力的知识时要淡化处理，不宜太细。学生具有一定的分析问题、解决问题的能力，对科学探究的过程亦有所了解。学生对探究活动、自己动手制作都有浓厚的兴趣，而且学习过磁体、磁场、磁感线、通电导线的周围存在磁场等相关的准备知识，为本节内容的学习打下了一个良好的基础。 活动目标 1. 了解直流电动机的结构和工作原理； 2. 经历制作模拟电动机的过程，提高动手能力、实验观察能力、分析归纳 能力； 3. 通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术 知识和应用物理的兴趣。 活动重点、难点 重点：通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关。 难点：电动机能够持续转动的原因。 为突出重点，突破难点本节课设计了电动机小制作环节，并将学生制作的电动机做本节课的主线，在教学中的探究活动、电动机的原理、换向器的作用等都是围绕这条主线展开的；学生对动手制作有浓厚的兴趣，乐于参与活动，能更好地吸引学生的注意力；利用制作电动机时，线头中的一端只能刮去半周漆这一环节进行设疑，激发学生的求知欲，并与真正的电动机中的换向器做对比，有利于学生理解换向器的作用，突破本节的难点。 实验器材 漆包线、橡皮、磁铁、回形针、小木块、剪刀、钳子、干电池、电池盒、导线、锉刀、电动机模型、胶带。

2019年全国高考物理实验题Word版

2019年全国高考物理实验题 （5分）（2019年全国1卷22）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在ABCDE 五个点中，打点计时器最先打出的是点，在打出C点时物块的速度大小为 m/s （保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为m/s2（保留2位有效数字）。(A 0.233 0.75) 23．（2019年全国1卷23）（10分）某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1 200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与微 安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。 （1）根据图（a）和题给条件，将（b）中的实物连接。 （2）当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图（c）所示，由此可 以推测出改装的电表量程不是预期值，而是。（填正确答案标号）A．18 mA A．21 mA C．25mA D．28 mA （3）产生上述问题的原因可能是。 A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1 200 Ω B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 Ω C．R值计算错误，接入的电阻偏小 D．R值计算错误，接入的电阻偏大 （4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是都正 确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个 阻值为kR的电阻即可，其中k= 。 （1）连线如图所示（2）C （3）AC （4）99 79

理工科大学物理实验课程教学基本要求

附件2： 理工科大学物理实验课程教学基本要求 物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用及其转化规律的自然科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多部门，是其他自然科学和工程技术的基础。 在人类追求真理、探索未知世界的过程中，物理学展现了一系列科学的世界观和方法论，深刻影响着人类对物质世界的基本认识、人类的思维方式和社会生活，是人类文明的基石，在人才的科学素质培养中具有重要的地位。 物理学本质上是一门实验科学。物理实验是科学实验的先驱，体现了大多数科学实验的共性，在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。 一．课程的地位、作用和任务 物理实验课是高等理工科院校对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程，是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开端。 物理实验课覆盖面广，具有丰富的实验思想、方法、手段，同时能提供综合性很强的基本实验技能训练，是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。 本课程的具体任务是： 1.培养学生的基本科学实验技能，提高学生的科学实验基本素质，使学生初步掌握实验科学的思想和方法。培养学 生的科学思维和创新意识，使学生掌握实验研究的基本方法，提高学生的分析能力和创新能力。 2.提高学生的科学素养，培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风，认真严谨的科学态度，积极主动的探索精 神，遵守纪律，团结协作，爱护公共财产的优良品德。 二、教学内容基本要求 大学物理实验应包括普通物理实验（力学、热学、电磁学、光学实验）和近代物理实验，具体的教学内容基本要求如下： 1.掌握测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的基本能力。 （1）测量误差与不确定度的基本概念，能逐步学会用不确定度对直接测量和间接测量的结果进行评估。 （2）处理实验数据的一些常用方法，包括列表法、作图法和最小二乘法等。随着计算机及其应用技术的普及，应包括用计算机通用软件处理实验数据的基本方法。 2.掌握基本物理量的测量方法。 例如：长度、质量、时间、热量、温度、湿度、压强、压力、电流、电压、电阻、磁感应强度、光强度、折射率、电子电荷、普朗克常量、里德堡常量等常用物理量及物性参数的测量，注意加强数字化测量技术和计算技术在物理实验教学中的应用。 3.了解常用的物理实验方法，并逐步学会使用。 例如：比较法、转换法、放大法、模拟法、补偿法、平衡法和干涉、衍射法，以及在近代科学研究和工程技术中的广泛应用的其他方法。 4.掌握实验室常用仪器的性能，并能够正确使用。 例如：长度测量仪器、计时仪器、测温仪器、变阻器、电表、交／直流电桥、通用示波器、低频信号发生器、分光仪、光谱仪、常用电源和光源等常用仪器。 各校应根据条件，在物理实验课中逐步引进在当代科学研究与工程技术中广泛应用的现代物理技术，例如,激光技术、传感器技术、微弱信号检测技术、光电子技术、结构分析波谱技术等。 5.掌握常用的实验操作技术。

41个有趣的物理小实验及原理讲解

41个有趣的物理小实验及原理讲解 一、瓶内吹气球 思考：瓶内吹起的气球，为什么松开气球口，气球不会变小？ 材料：大口玻璃瓶，吸管两根：红色和绿色、气球一个、气筒 操作： 1、用改锥事先在瓶盖上打两个孔，在孔上插上两根吸管：红色和绿色 2、在红色的吸管上扎上一个气球 3、将瓶盖盖在瓶口上 4、用气筒打红吸管处将气球打大 5、将红色吸管放开气球立刻变小 6、用气筒再打红吸管处将气球打大 7、迅速捏紧红吸管和绿吸管两个管口 8、放开红色吸管口，气球没有变小 讲解：当红色吸管松开时，由于气球的橡皮膜收缩，气球也开始收缩。可是气球体积缩小后，瓶内其他部分的空气体积就扩大了，而绿管是封闭的，结果瓶内空气压力要降低——甚至低于气球内的压力，这时气球不会再继续缩小了。 二、能抓住气球的杯子 思考：你会用一个小杯子轻轻倒扣在气球球面上，然后把气球吸起来吗？ 材料：气球1～2个、塑料杯1～2个、暖水瓶1个、热水少许 流程： 1、对气球吹气并且绑好 2、将热水（约70℃）倒入杯中约多半杯 3、热水在杯中停留20秒后，把水倒出来 4、立即将杯口紧密地倒扣在气球上 5 、轻轻把杯子连同气球一块提起

说明： 1、杯子直接倒扣在气球上，是无法把气球吸起来的。 2、用热水处理过的杯子，因为杯子内的空气渐渐冷却，压力变小，因此可以把气球吸起来。 延伸： 小朋友，请你想一想还有什么办法可以把气球吸起来？ 三、会吸水的杯子 思考：用玻璃杯罩住燃烧中的蜡烛，烛火熄灭后，杯子内有什么变化呢？ 材料：玻璃杯（比蜡烛高）1个、蜡烛1支、平底盘子1个、打火机1个、水若干 操作： 1. 点燃蜡烛，在盘子中央滴几滴蜡油，以便固定蜡烛。 2. 在盘子中注入约1厘米高的水。 3. 用玻璃杯倒扣在蜡烛上 4. 观察蜡烛燃烧情形以及盘子里水位的变化 讲解： 1. 玻璃杯里的空气（氧气）被消耗光后，烛火就熄灭了。 2. 烛火熄灭后，杯子里的水位会渐渐上升。 创造： 你能用排空的容器自动收集其它溶液吗？ 四、会吃鸡蛋的瓶子 思考：为什么，鸡蛋能从比自己小的瓶子口进去？ 材料：熟鸡蛋1个、细口瓶1个、纸片若干、火柴1盒 操作： 1、熟蛋剥去蛋壳。 2、将纸片撕成长条状。

高考物理备考专题：物理实验总复习

高考物理备考专题：物理实验总复习知识结构：

方法指导： 物理是以实验为基础的科学，实验能力是物理学科的重要能力，物理高考历来重视考查实验能力。 一、基本实验的复习 要应对各类实验试题，包括高层次的实验试题，唯一正确的方法是把要求必做的学生实验真正做懂、做会，特别是在实验原理上要认真钻研，对每一个实验步骤都要问个为什么，即不但要记住怎样做，更应该知道为什么要这样做．对基本的实验，复习过程中要注意以下六个方面的问题： （1）实验原理 中学要求必做的实验可以分为4个类型：练习型、测量型、验证型、探索型．对每一种类型都要把原理弄清楚． 应特别注意的问题：验证机械能守恒定律中不需要选择第一个间距等于2mm的纸带．这个实验的正确实验步骤是先闭合电源开关，启动打点计时器，待打点计时器的工作稳定后，再释放重锤，使它自由落下，同时纸带打出一系列点迹．按这种方法操作，在未释放纸带前，打点计时器已经在纸带上打出点迹，但都打在同一点上，这就是第一点．由于开始释放的时刻是不确定的，从开始释放到打第二个点的时间一定小于0.02s，但具体时间不确定，因此第一点与第二点的距离只能知道一定小于2mm（如果这段时间恰等于0.02s，则这段位移s=gt2/2=(10×0.022/2)m=2×10-3m=2mm），但不能知道它的确切数值，也不需要知道它的确切数值．不论第一点与第二点的间距是否等于2mm，它都是从打第一点处开始作自由落体运动的，因此只要测量出第一点O与后面某一点P间的距离h，再测出打P点时的速度v，如果：

gh≈( )， 就算验证了这个过程中机械能守恒． （2）实验仪器 要求掌握的实验仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器（千分尺）、天平、停表（秒表）、打点计时器（电火花计时仪）、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱，等等。对于使用新教材的省市，还要加上示波器等。对这些仪器，都要弄清其原理、会正确使用它们，包括测量仪器的正确读数。 （3）实验装置 对电学实验主要指电路图。 下面几个是应特别注意的： ①验证牛顿第二定律的实验，如何平衡摩擦力是关键。 ②研究平抛物体的运动及碰撞中的动量守恒的实验，这两个实验都要使用斜槽轨道，让小球从轨道上端无初速滚下，然后平抛出去，在安装装置时要注意保证轨道末端必须水平，如果实验要进行多次，每次小球应从同一高度处下落，因此应有一个挡板。 ③验证机械能守恒定律的实验，要用铁架台并用夹子固定纸带，这样在开启打点计时器而未释放重锤前，能保证打出的点迹在同一点上，若像课本上的实验装置图那样，用手握住纸带，开启打点计时器而未释放纸带前，会由于手的抖动而打出一“堆”点，从而无法准确找出第一个点（即自由落体运动起始位置）。 ④用单摆测重力加速度的实验，在安装单摆时要注意悬点的固定，随便拴一个结系在铁架台的横梁上是不可取的，因为悬点不确定，就不是单摆，并且摆长值也无法准确测量。 ⑤有关电路的电学实验要注意安培表的外接与内接，制流与分压电路的选择，电表内阻的影响，等等。（4）实验步骤 复习实验步骤时不能靠死背结论，而要与实验原理联系起来，要多问问自己，为什么要按这样的步骤操作？把某些实验步骤交换一下是否可以？省掉某个步骤行不行？等等。 （5）实验数据的处理 重要的有打点计时器纸带的处理方法（如分析是不是匀速运动或匀变速直线运动、如果是匀变速运动，如何求某时刻的速度、如何求加速度等）；解方程求解未知量、用图像处理数据（把原来应该是曲线关系的通过改变坐标轴的量或单位而变成线性关系，即变成直线，是重要的实验能力）。 （6）实验误差的定性分析 中学阶段不要求进行定量的误差分析，但对主要误差的产生原因、系统误差是偏大还是偏小等，应能理解。在电路的实验中，粗略地看，认为电流表是短路、电压表是断路，但精确一点看，电流表和电压表的内阻的影响都不能忽略，定性地讨论电表电阻对测量结果的影响是我们应该掌握。 二、几种重要的实验方法 下面几种实验方法是我们中学阶段物理实验中用过的，从方法的角度整理、复习一下，有助于我们提高认识水平和能力。 （1）累积法：在“用单摆测重力加速度”测周期时我们用的是累积法，即我们不直接测一个周期的时间，而是测30～50个周期的总时间，再除以周期数即得周期T的值．用累积法的好处是：①相当于进行多

大学物理实验课后答案

实验一霍尔效应及其应用 【预习思考题】 1．列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式，并注明单位。 霍尔系数，载流子浓度，电导率，迁移率。 2．如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向，如何判断样品的导电类型？ 以根据右手螺旋定则，从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向，若测得的霍尔电压为正，则样品为P型，反之则为N型。 3．本实验为什么要用3个换向开关？ 为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响，需要在测量时改变工作电 流及磁感应强度B的方向，因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压，还要测量A、C间的电位差，这是两个不同的测量位置，又需要1个换向开关。总之，一共需要3个换向开关。 【分析讨论题】 1．若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，按式（5.2-5）测出的霍尔系数比实际值大还是小？要准确测定值应怎样进行？ 若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，则测出的霍尔系数比实际值偏小。要想准确测定，就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交，或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。 2．若已知霍尔器件的性能参数，采用霍尔效应法测量一个未知磁场时，测量误差有哪些来源？ 误差来源有：测量工作电流的电流表的测量误差，测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差，测量霍尔电压的电压表的测量误差，磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。 实验二声速的测量 【预习思考题】 1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态？为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定？ 答：缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮，使交流毫伏表指针指示达到最大（或晶体管电压表的示值达到最大），此时系统处于共振状态，显示共振发生的信号指示灯亮，信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置，当发射换能器S1处于共振状态时，发射的超声波能量最大。若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处，媒质压缩形变最大，则产生的声压最大，接收换能器S2接收到的声压为最大，转变成电信号，晶体管电压表会显示出最大值。由数显表头读出每一个电压最大值时的位置，即对应的波节位置。因此在系统处于共振的条件下进行声速测定，可以容易和准确地测定波节的位置，提高测量的准确度。 2. 压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的？ 答：压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。压电陶瓷环由多晶结构的压电材料制成。这种材料在受到机械应力，发生机械形变时，会发生极化，同时在极化方向产生电场，这种特性称为压电效应。反之，如果在压电材料上加交

大学物理实验电子书

绪论 物理实验的地位和作用 实验是人们认识自然规律、改造客观世界的基本手段。借助于实验，人们可以突破感官的限制，扩展认识的境界，揭示事物的内在联系。近代科学历史表明，自然科学领域内的所有研究成果都是理论和实验密切结合的结晶。随着科学技术的发展，实验的运用日益广泛和复杂，实验的精确程度越来越高，实验环节在科学技术的重大突破中所起的作用也越来越大。 物理实验是科学实验的重要组成部分之一。物理实验本质上是一门实验科学。在物理学的发展中一直起着重要的作用。物理概念的确立、物理规律的发展、物理理论的建立都有赖于物理实验，并受物理实验的检验。物理学是一切自然科学的基础，人类文明史上的每次重大的技术革命都是以物理学的进步为先导的，物理实验在其中起着独特的作用。如，法拉第等人进行电磁学的实验研究促使了电磁学的产生与发展，导致了电力技术与无线电技术的诞生，形成了电力与电子工业；放射性实验的研究和发展导致原子核科学的诞生与核能的运用，使人类进入了原子能时代；固体物理实验的研究和发展导致晶体管与集成电路的问世，进而形成了强大的微电子工业与计算机产业，使人类步入信息时代。 当今科学技术的发展以学科互相渗透、交叉与综合为特征。物理实验作为有力的工具，其构思、方法和技术与其他学科的相互结合已经取得巨大的成果。不容置疑，今后在探索和开拓新的科技领域中，物理实验仍然是有力的工具。 物理实验的任务和目的 物理实验是对工科学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端，是工科类专业对学生进行科学实验训练的重要基础。 本课程的具体任务是： （1）通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习物理实验知识，加深对物理学原理的理解。 （2）培养与提高学生的科学实验能力。其中包括： ① 能够自行阅读实验教材或资料，作好实验前的准备。 ② 能够借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器。 ③ 能够运用物理学理论对实验现象进行初步分析判断。 ④ 能够正确记录和处理实验数据，绘制曲线，说明实验结果，撰写合格的实验报告。 ⑤ 能够完成简单的设计性实验。 （3）培养与提高学生的科学实验素养。要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学态度，严肃认真的工作作风，主动研究的探索精神和遵守纪律、爱护公共财产的优良品德。

初中物理课实验教学模式探究结题报告

初中物理实验课教学模式研究课题结题报告 我们课题组教师在教研组长王海军主任的领导下，在各级领导的关怀下，在理科组全体老师的努力下，本着自主合作的原则，以《初中物理实验课教学模式研究》为课题进行有效的探索。 一、课题提出的背景 我国多年来受应试教育的影响，使教师和学生在思想上、观念上存在着重理论、轻实验；重实验结论、轻实验过程的倾向。针对目前课堂教学中普遍存在的问题，如演示实验通常由教师独揽，学生没有动手操作机会；用“做实验题”代替“做实验”等现象。 初中物理新课程力求贴近学生生活，并将其应用于社会生活的实际，使学生体会科学技术与社会的关系；强调以物理知识和技能为载体，让学生亲历科学探究的过程，在此过程中学习科学探究的方法，培养学生科学探究精神、实践能力、创新意识。注意将科学技术的新成就引入物理课程。 我们为什么要提出这一课题呢？ 第一、科学探究是物理课程标准提出的新要求，是物理新课程的一大突出特征，而实验教学活动是物理课程中科学探究的重要组成部分。在课程标准中，科学探究是与科学内容并列并处于上位的内容，因而，科学探究贯穿于新课程始终。 科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。 基础课的实验课堂应当也必然是开展探究活动重要阵地。

在课堂教学中，学生需要实验过程的体验来激发兴趣、感受方法，学生也需要实验的结果来获得愉悦，满足成就感。物理课堂实验教学不是忽视物理知识的学习，而是注重了学生对物理知识的自主建构过程，实验教学与知识的建构是在同一过程中发生的。所以学生课堂上的实验活动是需要设计的，这种设计并不是将学生带入一个固有的套路中，而是教师要提供给学生适当的器材，对学生可能遇到的困难有所思考和估计，在活动中给予学生必要的指导和帮助。 第二、课程改革越来越注重学生学习积极性的调动，重视人的发展和培养，注重人文主义的教育。它的最大特点就是不是仅注重知识研究的结果，而是更重视研究知识的过程；不是仅注重知识的传授，而是更重视学生自主学习知识的能力；不是课堂上教师为中心，而是重视师生的互动性学习、探究性学习。与时俱进的形势要求我们冷静思考，如何进行这一课题的研究。 第三、科研应该为实践服务，我们的实践是实验教学，也就是说，要通过我们教师的实验教学，有效地提高学生的知识水平，能力水平，提升我们整体水平，能在新课程改革中取得实质性的好成绩，那就不会辜负父老乡亲对我们的厚望。从这一点上说，我们更应该实事求是，认真地去进行这一课题的研究。 二、课题研究的目的和意义 1．对初中物理实验教学进行重新定位和认识。本研究将使我校一线物理教师对于如何开展实验探究教学七大环节、如何备课评课、如何开展物理教学研究给予理论和实践的指导和定位。

高考物理实验专题之测量工具读数

高考物理实验专题之测量工具读数 一、刻度尺： 1-1：如图（甲）所示的物体A 的长度是_________cm=_________m ，如图（乙）所示的物体B 的长度是___________mm=___________m. 二、游标卡尺： 2-1：游标卡尺的游标有10个等分刻度，当左、右测脚合拢时，游标尺在主尺上的位置如图（甲），当用此尺测某工件时，游标尺在主尺上的位置如图（乙）所示，则工件的实际长度是（ ） A.9.9 mm B.10.8 mm C.11.4 mm D.12.6 mm 2-2：下面各图均是用游标卡尺测量时的刻度图，甲、乙为20分度游标尺，丙、丁为50分度游标尺，它们的读数分别为：甲_______cm ，乙________cm ，丙________cm ，丁________mm. 2-3：有一种新式游标卡尺，它的刻度与传统的游标卡尺明显不同。新式游标卡尺的刻线看起来很“稀疏”，使得读数显得清晰明了，便于使用者正确读取数据。通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度、50分度三种规格；新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：19mm 等分成10份，39mm 等分成20份，99mm 等分成50份，以“39mm 等分成20份”的新式游标卡尺为例，如图所示。 (1)它的准确度是 mm ； (2) 用它测量某物体的厚度，示数如图所示，正确的读数是 cm 。 甲 乙 丙 丁

三、螺旋测微器： 3-1：用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图所示，此示数为______________mm. 3-2：读出下面各螺旋测微器的读数.甲____________mm，乙____________mm，丙_____________mm. 四、秒表 4-1：读出机械秒表的读数。 五、打点计时器： 5-1：关于计时器，下列说法正确的是（） A.电磁打点计时器是一种使用低压直流电源的计时仪器 B.电磁打点计时器是一种使用交流220 V电源的计时仪器，其打点周期为0.02 s C.电磁打点计时器是一种使用低压（4—6 V）交流电源的计时仪器，其打点周期为0.02 s D.电火花打点计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器，它使用220 V交流电源 5-2：根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是（） A.时间间隔 B.位移 C.加速度 D.平均速度 5-3：一位同学在用打点计时器做“测匀变速直线运动的加速度”的实验时，纸带上打出的不是圆点而是如图所示的一些短线，这可能是因为（） A.打点计时器错接在直流电源上 B.电源电压不稳定 C.电源的频率不稳定 D.打点针压得过紧 5-4：下图是用打点计时器打出的一条纸带，其计数周期为T，运动加速度和打D点时的瞬时速度分别用a和v D表示，下列选项正确的是（） A.a=(s6+s5+s4-s1-s2-s3)/9T2, v D=(d4-d2)/2T B.a=(d6-2d3-d1)/9T2, v D=(d2+d3+d4+d5)/4T C.a=(d6+d5+d4-d1-d2-d3)/9T2, v D=s3/T D.a=(s6+s5+s4-s1-s2-s3)/3T3, v D=(d3+d4)/2T 六、电流表和电压表： 6-1：按照有效数字规则读出下列电表的测量值。 ⑴⑵

《大学物理实验》课程教学大纲.docx

《大学物理实验》课程教学大纲 1. 课程名称（中文）：物理实验英文名称：Physics Experiments 2.课程编码： 01000102 3.课程类别：基础独立设课 4.课程要求：必修基础实验 5.课程属性：独立设课 6.课程总学时：总学分： 7.实验学时： 51 学时总学分： 1.5学分 8.应开实验学期：第 2 学期至第 3 学期 9.适用专业：土木工程、化学工程与工艺、应用化学、材料科学与工程、生物工程、信息 与计算科学。 10.先修课程：大学物理 11. 编写人：徐子湘俸永格编写日前：2005年9月1日 一、实验课程简介 物理学是实验科学，物理规律的研究都是以严格的实验为基础，实验与数学分析相结合是 物理学研究中的一个特点。物理实验是大学生进行科学实验训练的一门基础课程，在实验过程中，通过理论的运用与现象的观测分析，充分提高学生分析问题与解决问题的能力；充分提高学生综 合运用理论知识解决实际问题的动手能力。本实验课程需学生应达到下列要求： 1、进一步巩固和加深对大学物理理论知识的理解，提高学生的综合素质。 2、能根据需要选学参考书，查阅手册，通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己 独立分析问题、解决问题，具有一定的创新能力。 二、实验教学目标与基本要求 1、本课程的主要目的是： （1）学生通过实验学习物理实验的基本理论、典型的实验方法及其物理思想。 （2）获得必要的实验知识和操作技能训练，培养学生的动手能力、工作能力、创造能力，提高学生分析问题、归纳问题、解决问题的能力。 （3）树立实事求是、一丝不苟、严格认真的科学态度。 2、本实验课程应达到下列要求： （1）进一步巩固和加深对大学物理理论知识的理解，提高学生的综合素质。 （2）能根据需要选学参考书，查阅手册，通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己独立分析问题、解决问题，具有一定的创新能力。

大学物理实验理论考试题及答案

一、 选择题（每题4分，打“ * ”者为必做，再另选做4题，并标出选做记号“ * ”，多做不给分，共40分） 1* 某间接测量量的测量公式为4323y x N -=，直接测量量x 和y 的标准误差为x ?和y ?,则间接测 量量N 的标准误差为？B N ?= ； 4 322 (2) 3339N x x y x x x ??-= =?=??， 333 4 (3) 2248y N y y y y x ??= =-?=-??- ( ) ( ) []2 1 2 3 2 2 89y x N y x ? +?=? 2*。 用螺旋测微计测量长度时，测量值=末读数—初读数（零读数），初读数是为了消除 ( A ) （A ）系统误差 （B ）偶然误差 （C ）过失误差 （D ）其他误差 3* 在计算铜块的密度ρ和不确定度ρ?时，计算器上分别显示为“8.35256”和“ 0.06532” 则结果表示为：（ C ） (A) ρ=（8.35256 ± 0.0653） （gcm – 3 ）， (B) ρ=（8.352 ± 0.065） （gcm – 3 ）， (C) ρ=（8.35 ± 0.07） （gcm – 3 ）， (D) ρ=（8.35256 ± 0.06532） （gcm – 3 ） (E) ρ=（20.083510? ± 0.07） （gcm – 3 ）， (F) ρ=（8.35 ± 0.06） （gcm – 3 ）， 4* 以下哪一点不符合随机误差统计规律分布特点 （ C ） （A ） 单峰性 （B ） 对称性 （C ） 无界性有界性 （D ） 抵偿性 5* 某螺旋测微计的示值误差为mm 004.0±，选出下列测量结果中正确的答案：（ B ） A ． 用它进行多次测量，其偶然误差为mm 004.0； B ． 用它作单次测量，可用mm 004.0±估算其误差； B = ?==? C. 用它测量时的相对误差为mm 004.0±。 100%E X δ= ?相对误差：无单位；=x X δ-绝对误差：有单位。 6* 在计算数据时，当有效数字位数确定以后，应将多余的数字舍去。设计算结果的有效数字取4位，