高考倒计时：新课标高中物理实验21个自问自答全解析，快速掌握实验要点
高考倒计时新课标高中物理实验自问自答
新课标高中物理有 21 个实验，这些实验的操作视频我已在我的公众号“精选”中整理好了，欢迎大家抽空观看。大家可以点击下面的链接查看上一篇内容。
子曰：学习而不思考就会迷惑。对于实验复习，我认为采用“快问快答”的方式是一个不错的办法。欢迎大家在留言中留下不知道答案的问题，我们彼此帮助，一起去找到答案！
贾保成和胡耀合老师在 2001 年于《中学物理教学参考》发表了文章《高中物理实验思考题》，本篇问题参考引用了该文章。当年两位老师是针对上一个版本的教材来设置思考题的。本人依据《新课程标准》所列的 21 个实验，补充了所缺实验的问题。如果同学们能够快速回答，那么实验内容就可谓“烂熟于心”了。
实验基础知识思考题
物理中的测量数据与数学上的数有什么不同？
什么是误差？
从产生误差的原因方面来看，误差有哪几种呢？从计算方法方面来看，误差又有哪几种呢？
怎样减少随机（偶然）误差？怎样减少系统误差？
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？
什么是直接测量？什么是间接测量？
间接测量的方案怎样确定？测什么量？用什么仪器？
怎样由纸带计算出物体运动的瞬时速度？
当两个物理量成正比时，如何用图象来验证它们的关系呢？当两个物理量成反比时，又该如何用图象去验证它们之间的关系呢？
一、测量直线运动的瞬时速度、加速度
电磁打点计时器使用什么电源？电压多高？
电磁打点计时器由哪些部分组成？
为什么打点的周期以及频率和交流电的周期以及频率是相同的呢？为什么使用打点计时器时需要先接通电源，接着再释放纸带呢？
如何利用纸带上的点迹来判定物体的运动性质呢？物体在做匀速直线运动时，其点迹呈现出怎样的状态呢？物体做匀加速直线运动时，它的点迹又会是怎样的呢？
什么是计数点呢？什么又是计数周期呢？“每 5 个点取一个计数点”时，计数周期是怎样的呢？“每隔 5 个点取一个计数点”时，计数周期又是怎样的呢？
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？
纸带上的位移数据在考题中可能有以下两种给出方式：一是各点与起点的距离 d；二是各点间的距离 s。
怎样通过纸带算出物体做匀加速运动的加速度呢？依据公式 。这三种计算匀加速运动加速度的方法，其本质分别是什么？
怎样用图象法求物体运动的加速度？
二、探究弹簧的弹力与伸长量之间的关系
该实验除了弹簧还需要哪些器材？装置图怎样？能否绘制出？
需要测量和记录哪些物理量？你会设计表格吗？
采用怎样的数据处理方式？如何寻找弹力与弹簧伸长量之间关系？
本实验导致误差的主要原因是什么呢？当出现误差时，在数据处理方面会有怎样的表现呢？又该如何减小误差呢？
根据以上误差来源分析，你有更优化的实验方案吗？
三、探究互成角度的两个力的合成规律
该实验的目的是什么？
在该实验中，有两个力是分力，还有一个力是合力。那么合力和分力的共同作用效果是什么呢？
实验时，为什么细绳应当平行并接近木板？
怎样测出和记录合力和分力的大小和方向？
怎样画出各力的图示？为什么要用同一标度？
在该实验中，是如何去验证力的合成的平行四边形法则呢？需要测出的合力与通过平行四边形法则求出的合力之间存在着怎样的关系呢？并且这种关系是否一定是大小相等且方向相同呢？
没有橡皮筋怎样完成这个实验？
想一想，只有一个弹簧秤，怎样做这个实验？
若分力的大小保持不变，让其向外侧转动一个角度且这个角度不大，依然将橡皮筋的结点拉到某点，那么另一个分力会如何变化？
四、探究加速度和力、质量的关系
本实验需要验证哪些关系呢？每种关系分别要求什么样的保证条件呢？又该如何实现这些保证条件呢？
本实验的研究对象是谁？合外力是哪一个力？如何改变物体的质量？如何改变合外力？
为什么实验必须平衡摩擦力呢？怎样去平衡摩擦力呢？在何种情况下才算是正确地平衡了摩擦力呢？倘若木板的一端被支得过高，那么对实验会产生怎样的影响呢？图象又会呈现出怎样的情况呢？倘若木板的一端支得不够高，对实验又会有什么样的影响呢？图象又会是怎样的呢？
在该实验里，线的拉力该如何进行计算呢？在何种条件之下，这样的计算误差才会比较小呢？倘若不符合这个条件，由实验数据所作出的图象又会是什么样的呢？
打点计时器应安装在木板的哪一端呢？小车又应当从何种位置开始运动呢？
如何去探究加速度与外力大小之间的关系呢？数据表该如何去列呢？图象又应当呈现出怎样的形态呢？
如何探究加速度与物体质量大小之间的关系？数据表该如何列？图象应当呈现怎样的形态？
如果线的拉力增大，不满足近似条件，以上两问图像有何特点？
五、验证机械能守恒定律
如何验证机械能守恒定律呢？验证到何种结果就能够表明验证了机械能守恒呢？怎样利用纸带上的两个计数点来验证机械能守恒呢？
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？
固定打点计时器时应注意些什么？
要测量重力势能的减少量，需要测量哪些量呢？要测量物体动能的增加量，又需要测量哪些量呢？
本实验中用的重锤，质量大一些好还是小一些好？为什么？
六、探究平抛运动的特点
怎样保证小球的运动是平抛运动？固定斜槽时要注意什么？
如何确保同一个小球每次从槽口飞出时的速度是一样的呢？又为何每次小球都需要从同一个点滚落下来呢？
描绘轨迹的坐标轴是如何画成的呢？原点是怎样确定的？y 轴是怎样画出来的？x 轴又是怎样画出来的？
我校的方法以及课本的方法是怎样描出轨迹上的点的呢？平抛物体的轨迹曲线又是怎样被描出来的呢？
怎样从描出来的图线求出平抛物体运动的初速度？
如何从平抛物体运动的闪光照片中求出平抛物体运动的初速度呢？在没有初始位置的情况下该如何进行计算呢？
七、探究向心力大小与半径、角速度和质量的关系
本实验是要探究向心力与多个变量之间的关系，那么采用实验中的何种方法能够达到这个目的呢？并且是分哪几次小实验来进行的呢？
实验采用什么装置？如何改变质量？改变运动半径？改变角速度？
实验中向心力大小通过什么体现？工作原理是什么？
实验需要测量哪些物理量呢？是否需要测量角速度的具体值、半径的具体值以及力的大小的具体值呢？
塔轮的半径大小与角速度大小之间有着怎样的关系呢？在探究与质量的关系时，需要保证某些条件，那么两塔轮应选取怎样的半径呢？当探究与半径的关系时，两塔轮又该选取怎样的半径呢？而在探究与角速度的关系时，两塔轮同样要选取怎样的半径呢？
在进行数据分析时，是通过何种方法得出向心力与半径、角速度以及质量之间的关系呢？
本实验有哪些更精确的定量实验方案？
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八、观察电容器的充放电现象
本实验采用的仪器有哪些？
电路原理图怎样？会否实物连图？
实验绘制哪个物理量随时间变化函数？
电流传感器能否换成电流表？
如何检验实验成败？
九、长度的测量及其测量工具的选用
高中物理实验室中，更精密地测量长度的工具包括游标卡尺和螺旋测微器。那么，这两者该如何进行选择呢？
游标卡尺的各个部件名称能否被辨认并说出？螺旋测微器的各个部件名称能否被辨认并说出？
两种测量工具精密测量的原理分别是什么？给你材料的话，你能否自己制作一把游标卡尺的模型呢？又能否制作螺旋测微器的模型呢？制作过程中的困难都有哪些呢？
游标卡尺有几种分度？其含义是什么？
游标卡尺和螺旋测微器的读数方法分别是怎样的？
两种测量工具都需要估读吗？一般选什么单位？
以测一根金属丝的直径为例，来简要说说卡尺的测量方法以及螺旋测微器的测量方法。
直流电实验一般知识
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？
摆放元件有什么注意事项？
连接电路时，开关应处于何种状态？变阻器的滑片应在什么位置？原因是什么？闭合开关之前需要做哪些事？在什么时刻断开电路，是读完数据之后还是计算结束之后？拆除电路时应当从何处开始拆？
选用电路和器件的基本原则是什么？
选用电源时要考虑什么问题？
怎样选用变阻器？
电压表使用时的注意事项有哪些？分别是：其一，要选择合适的量程；其二，要正确连接电路；其三，要注意电压表的极性；其四，要避免超量程使用。
怎样选用电压表和电流表的量程？
0～3V 的电压表读到哪一位？0～15V 的电压表读到哪一位？0～0.6A 的电流表读到哪一位？0～3A 的电流表读到哪一位？
如何决定采用分压电路还是限流电路呢？在何种情况下必须选用分压电路？
电表在直流电路中有“双重身份”，这是因为要考虑电表内阻的影响。
什么是保护电阻？其阻值大小怎样确定？
离开实验室前应当做好什么事？
滑动变阻器有几种用法？把电路图画出来。
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？
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？
为什么在能够完成任务时，要选用总阻值尽量小的滑动变阻器呢？ 为什么要选用总阻值尽量小的滑动变阻器呢？在能够完成任务的情况下。 为什么在可以完成任务的情形下，要选择总阻值尽量小的滑动变阻器？
用两个总阻值大小不同的变阻器来调节电路中的电流。当这两个变阻器串联使用时，要判断哪个是粗调，哪个是细调；当它们并联使用时，也要判断哪个是粗调，哪个是细调。
电阻箱怎样读数？
电阻箱如何进行调节？它有哪些需要注意的事项？从较小阻值调整到较大阻值该如何操作？从较大阻值调整到较小阻值又该如何操作？
十、测量金属丝的电阻率
本实验原理是什么？
需要测量的物理量有哪些？哪些是可以直接进行测量的？哪些是需要通过间接方式来测量的？又该如何进行测量呢？
电阻测量的方法有哪些？尽可能多的列举。
本实验中金属丝的电阻比较小。需要考虑采用安培表内接还是外接的方式呢？同时，变阻器采用的是分压方式还是限流方式呢？并且要判断测量结果是偏大还是偏小呢？
能否绘出实验电路图？
十一、用多用电表测量电学中的物理量
多用电表有多少种功能？各有几个量程？
进行测量时，多用电表的电流方向是怎样的？电流从哪个表笔流入？又从哪个表笔流出？在测量电阻时，红表笔与内电源的哪个电极相连接？
多用电表欧姆挡的内电路是怎样的呢？调零时的电流大小表达式是怎样的呢？进行测量时的电流大小表达式又是怎样的呢？
什么是欧姆表的“中值电阻”呢？为何说中值电阻是欧姆表的内电阻？怎样从表盘上把中值电阻值读出来？当电流大小分别为满偏值的二分之一、三分之一、四分之一时，待测电阻值分别是多少？
欧姆表的刻度零点在何处？其原因是什么？欧姆表的刻度为何不均匀？哪一端较为密集？
欧姆表怎样读数？读数与量程是什么关系？
欧姆表的测量范围为零到无穷大，且测量电阻不会超出量程。那么为何还要设置多个量程呢？又该如何选择多用电表欧姆挡的量程呢？在测量某个电阻时，怎样去决定使用何种量程呢？在一个量程上，被测电阻值处于什么范围内时，误差会比较小呢？
测量某个电阻时，当指针偏转角度很小（或很大）时，指针处于什么位置呢？怎样去更换量程才能够减少误差呢？更换量程之后能够直接进行测量吗？
用多用电表的欧姆挡去测量接在电路中的一个电阻的阻值时，在测量之前需要进行哪些预备操作呢？在测量之前对于该表又需要进行哪些预备操作呢？当测量完成之后，应当将其调整到哪个挡位呢？
十二、测量电源的电动势和内电阻
测量电源电动势和内电阻，根据什么关系式？有几种测量方法？
哪种电路可以用来测量电源电动势和内电阻呢？从图 6 中可以看到甲、乙这两种电路。那么这两种电路哪一种更好呢？原因又是什么呢？
只有电压表怎样测量 E和 r？
只有电流表怎样测量 E和 r？
如何依据多组值来求出？使用图象法进行求解具有哪些好处？图象的数学表达式是何种形式？
为什么坐标系原点的纵轴坐标常常不取零值？这样做有什么好处？
有同学在进行测量电池的电动势和内电阻的实验时，会给电池串联一个定值电阻。那么这样做有哪些好处呢？又该如何进行测量呢？
你见过哪些测量电源电动势和内电阻的电路？
十三、验证动量守恒定律
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？
该实验中为何要让两个小球在空气中进行“水平对心碰撞”？当实现了“水平对心碰撞”后，球的落点情况是怎样的？采用水平对心碰撞之后，要验证动量守恒，需要验证的是怎样的关系式？需要测量哪些量？
固定斜槽时需注意的事项有哪些？如何判定槽口是否处于水平状态？被碰小球与入射小球的质量应满足怎样的关系？为何需要这样的关系？若按照课本要求将被碰小球放置在小支柱上，那么调节支柱位置高度的标准是什么？
为什么小球每次都要从同一个点滚落下来呢？怎样才能确保每次都是从同一个点滚落下来呢？（限位器）
入射小球的射程具体是多少呢？被碰小球的射程又是多少呢？怎样去表示它们呢？起点位于什么位置呢？终点又在什么位置呢？
点的位置如何确定呢？点的位置又该如何确定呢？什么叫做“落点的平均位置”呢？
地面上铺几层纸？依什么次序？在实验过程中纸能否移动？
如果不使用支柱，被碰小球在被碰之前被放置在槽口。那么需要验证的动量守恒的关系式是怎样的呢？需要测量哪些量呢？射程的起点在何处？射程的终点又在何处呢？
十四、用单摆测量重力加速度
单摆测量重力加速度所依据的物理关系是什么？重力加速度的计算式是何种形式？
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这个实验需要测量哪些量呢？又分别要用什么测量工具呢？这些测量工具的读数各自具有几位有效数字呢？计算得出的重力加速度具有几位有效数字呢？（答案是三位）
单摆应当选用何种球呢？单摆应当选用何种线呢？线的长度应当处于怎样的范围内呢？其范围为 80 至 120 厘米。
如何确保小球的摆动属于简谐运动呢？小球摆成圆锥摆这种状态，它对周期会产生怎样的影响呢？
测量摆长用什么测量工具？有必要用卡尺或千分尺吗？
如何测量单摆的周期呢？从哪个位置开始进行计时呢？又在哪个位置停止计时呢？测量 30 到 50 个周期有哪些好处呢？
秒表如何读数？短针的读数方式是怎样的？长针的读数方式又是怎样的？是否需要估读？秒表奇数位与偶数位的刻度不连续，这是怎么一回事呢？
刻度尺长度只有30cm，怎样测重力加速度？
十五、测量玻璃折射率
测定玻璃折射率需要测量哪几个量？这些量是怎样测量出来的？
用插针法来测定玻璃的折射率。需要明确哪些针是在放置玻璃砖之前就插上的，哪些是在放置玻璃砖之后插上的。还要确定四个针各自的定位方式。同时要考虑针是应当插直还是插歪。并且为了减少误差，需要探讨第三个针和第四个针的距离是应当大些还是小些。
在白纸上记录玻璃砖两个表面位置的直线。要区分哪条线是放玻璃砖前画的，哪条线是放玻璃砖后画的。还要考虑画第二条线用粗铅笔好还是细铅笔好，以及原因。同时要思考如果这条线画得不很靠近玻璃砖，会对测量结果产生怎样的影响。
没有量角器以及三角函数表的情况下，要怎样从插针法所得到的图中去测量并计算出玻璃的折射率呢？当只有圆规和刻度尺的时候该怎么办呢？仅拥有刻度尺的时候又该如何去做呢？
用插针法测量折射率时，若玻璃砖的两个表面不平行，会对测量结果产生影响。那么用棱镜测量是否可以呢？用半圆玻璃砖测量是否可以呢？用棱镜或半圆玻璃砖测量与用两面平行玻璃砖测量，在原理和方法上有哪些异同呢？
怎样测量液体介质的折射率？
十六、用双缝干涉实验测量光的波长
本实验基于什么原理？
双缝干涉仪的各部件名称是什么？各部件的摆放顺序是怎样的？调整时高度位置有哪些要求呢？
单缝双缝间控制多长间距，不平行有什么影响？怎么调节至平行？
光源是否一定是单色光呢？怎样才能获得单色光？倘若使用灯丝状光源，该光源应当如何放置呢？
如何去测量条纹的间距呢？怎样去测量双缝到毛玻璃屏的距离呢？双缝的间距需要进行测量吗？
如何增大条纹间距以便于观察和测量？
条纹与分划板不平行，测量结果偏大还是偏小？
实验结果的数量级大约多少可估计测量结果可能正确?
十七、探究影响感应电流方向的因素
该实验的装置有几个电路？怎样接线？
通过做该实验，你得出什么一般性的结论？
如何确定电流表指针的偏转方向和通过电流表的电流方向之间的关系呢？采取何种措施来保护电流表呢？
为什么必须确定螺线管的绕向？
如何通过电流表指针的偏转方向来确定感应电流的磁场方向呢？又如何从感应电流的磁场方向去确定感应电流的方向呢？
通过该实验你认识到感应电流产生的条件是什么？
通过该实验你认识到感应电流的方向有什么规律？
你通过该实验认识到感应电流（或感应电动势）的大小与哪些因素有关？
十八、探究变压器原、副线圈电压与匝数比的关系
本实验采用的实验方法是什么？
实验所需器材有哪些？
实验所使用的电压源是直流的还是交流的呢？电压通常不会超过多少呢？要接入可拆变压器的哪一边呢？
用多用电表测量输出电压，如何选档？
实验数据记录表格如何设计？
本实验结果中，电压比和匝数比谁会更大呢？原因是什么？导致这种误差的原因都有哪些？
十九、利用传感器制作简单的自动控制装置
光敏电阻的阻值随光照强度是如何变化的？热敏电阻的阻值随温度又是如何变化的？它与金属热电阻有哪些区别？
干簧管对什么东西敏感？可以用来检测环境中什么物理量的变化？
传感器的工作过程是怎样？能否画简要流程图？
利用热敏电阻阻值随温度变化曲线，能否设计一个温控电路？
能否利用光敏电阻和电磁继电器来设计一个自动开启的路灯控制电路呢？
二十、用油膜法估测油酸分子的大小
实验为何选用油酸作为研究对象？因为油酸分子直径可测，所以将油酸视为某种模型。
油酸为什么要用酒精稀释？不可以直接滴入水中吗？
油酸的体积、面积分别怎么测量？
油酸面积如何测量能更准确呢？扩散之后轮廓呈现出闪电状裂开，这可能是由什么原因导致的呢？测量结果是偏大还是偏小呢？
重新做实验要注意什么？
测量结果的数量级大概多少？
二十一、探究等温变化情况下一定质量气体压强与体积的关系
实验中存在哪些保证条件？在实验过程中运用哪些方式来达成这些保证条件？
实验过程中为何不能用手去摸注射器筒壁呢？在活塞上为什么要涂润滑剂呢？实验过程中橡皮帽为何不能打开呢？
怎样检查注射器的密封性能？
进行该实验时，需要测量哪些量呢？又需要哪些器材呢？其中哪个器材容易被遗忘呢？
闭上眼睛，你能否想出器材怎样安装、实验怎样做吗？
活塞面积怎样测量？用什么器材？
验证玻意耳定律中，不同状态中的气体压强怎么计算？
通过测量的数据可以得到玻意耳定律吗？有哪些办法呢？这些办法分别是怎样进行的呢？用图象法处理数据时，纵轴和横轴分别用什么物理量呢？怎样去列数据表呢？在实验中，对于压强和体积的单位有哪些要求呢？
某一组 之积明显偏大，这是为什么？
各组测量出来的 值不同，这是为什么？
如何减少本实验的误差呢？固定针筒时要保持竖直的原因是什么？如果不竖直，对实验会产生怎样的影响？
如果使用验证玻意耳定律实验的那些器材来做验证查理定律实验，那么还需要增添哪些器材呢？
如果使用验证玻意耳定律实验的那些器材来做验证盖·吕萨克定律的实验，那么还需要增添哪些器材呢？
用验证玻意耳定律实验的器材来做验证理想气体状态方程实验的话，需要增加哪些器材呢？
在一根直玻璃管中，一段水银柱将一段空气柱封在了闭端。那么，怎样利用它来验证玻意耳定律呢？怎样利用它来验证盖·吕萨克定律呢？并且还需要哪些器材呢？需要测量哪些量呢？
课本上研究气体等容变化规律使用的是什么装置？怎样确保气体的体积不会发生变化？又怎样去测量气体的压强呢？
参考文献为《高中物理实验思考题》，作者是贾保成和胡耀合，该文献发表于 2001 年 4 月的《中学物理教学参考》，其刊物为第 30 卷第 4 期。
每日励志语
<p><pre data-tool="mdnice编辑器" style="color: rgb(0, 0, 0);border-radius: 5px;box-shadow: rgba(0, 0, 0, 0.55) 0px 2px 10px;margin-top: 10px;margin-bottom: 10px;"> <span style="display: block;background: url("https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_svg/OM4v0FU2h0vCKeIWHpgLPiax2qNR5eZvBEaOmTlLcibm2QghcYGqgmOXIPtnQa2PCXVun5oyJftrEyxgxcGgGcNiaS4WBDA8CTh/640?wx_fmt=svg&from=appmsg") 10px 10px / 40px no-repeat rgb(40, 44, 52);height: 30px;width: 100%;margin-bottom: -7px;border-radius: 5px;"></span><code style="overflow-x: auto;padding: 16px;color: #abb2bf;padding-top: 15px;background: #282c34;border-radius: 5px;display: -webkit-box;font-family: 'Operator Mono', Consolas, Monaco, Menlo, monospace;border-top-left-radius: 0px;border-top-right-radius: 0px;border-bottom-right-radius: 0px;border-bottom-left-radius: 0px;font-size: 12px;">向月亮出发，即使不能到达，也要站在群星之中 <br/><br/></code></pre></p>
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