高三物理演示實驗和設計實驗1

第一局部演示實驗思想方法提煉感悟·滲透·應用思想方法提煉一、概述演示實驗在中學物理教學中占有舉足輕重的地位，它通過教師講述新課引入實驗啟迪發(fā)問，總結歸納，引導學生觀察、思考、分析、綜合問題，去接受新的知識，發(fā)現(xiàn)規(guī)律；同時又通過形象的物理演示實驗過程，進一步激發(fā)學生學習物理的興趣，培養(yǎng)學生敏銳的觀察能力，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識及科學探究的能力起到了很好的作用.思想方法提煉基于這樣，從1993年起全國高考物理試題的一個新特點：增強了演示實驗的考查，其中1993年考查了干預法檢查平面的實驗，1994年考查砂擺繪制簡諧振動的圖像，1995年考查光電效應，1996年考查電容器的電容取決于哪些因素，1998年考查LC振蕩電路并融入圖像法處理數(shù)據(jù)，題目新穎，考查全面.思想方法提煉高中物理演示實驗有106個，在復習時應注意以下幾點：1.重視物理學史中具有重要地位的實驗，如：紫外線照射鋅板、楊氏雙縫干預實驗、光的衍射中的泊松亮斑、質子和中子的發(fā)現(xiàn)實驗、α粒子散射實驗等等.讓學生充分了解其內(nèi)容及其對物理學開展的意義.思想方法提煉2.注意把握實驗中的關鍵要素，實驗的內(nèi)容、步驟雖然很多，但關鍵要素一般只有少數(shù)幾點.抓住了關鍵要素，才可能確保實驗成功.3.要加強對演示實驗的再分析.

總之，要解答好物理實驗問題，必須做到：①明確目的；②弄懂原理；③掌握正確的實驗操作方法；④加強獨立思考、獨立設計、實驗操作的訓練.感悟·滲透·應用【例1】(1998年上海高考題)如圖5-1是觀察水面波衍射的實驗裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每兩條相鄰波紋(圖中曲線)之間距離表示一個波長，圖5-1感悟·滲透·應用那么波經(jīng)過孔之后的傳播情況，以下描述中正確的選項是(ABC)A.此時能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象B.擋板前后波紋間距離相等C.如果將孔AB擴大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象D.如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯觀察到衍射現(xiàn)象感悟·滲透·應用【解析】此題考查發(fā)生明顯衍射的條件，觀察知道孔的尺寸與波長差不多，能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象.因波的傳播速度不變，頻率不變，故波長不變，即擋板前后波紋間距相等.假設頻率增大，由=v/f知波長變小，衍射現(xiàn)象變得更不明顯了.假設將孔AB擴大，且孔的尺寸遠大于波長那么可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象.【答案】ABC感悟·滲透·應用【例2】(1997年上海高考題)如圖5-2所示，一靜電計與鋅板相連，在A處用一紫外燈照射鋅板，關燈后，指針保持一定偏角.圖5-2感悟·滲透·應用①現(xiàn)用一帶負電的金屬小球與鋅板接觸，那么靜電計指針偏角將減小(填增大，減小或不變).②使靜電計指針回到0，再用相同強度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，靜電計指針無偏轉.那么，假設改用強度更大的紅外線燈照射鋅板，可觀察到靜電計指針無(填有或無)偏轉.感悟·滲透·應用【解析】當用紫外燈照射鋅板時，由于光電效應，有一局部電子從鋅板外表飛了出去，從而鋅板帶正電.由于靜電計與鋅板相連，指針上的局部自由電子轉移到鋅板，因此指針也帶正電.關燈后，指針保持一定偏角.假設用一帶負電的金屬小球與鋅板接觸.由于電中和靜電計指針偏角變小.感悟·滲透·應用假設用黃光照射鋅板，靜電計指針無偏轉，說明黃光的頻率低于極限頻率不發(fā)生光電效應.而紅外線的頻率更低，不管強度多大都不能發(fā)生光電效應，因此靜電電計指針無偏轉.【答案】減小，無感悟·滲透·應用【例3】(1997年全國高考題)在盧瑟福的α粒子散射實驗中，有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉，其原因是(A)A.原子的正電荷和絕大局部質量集中在一個很小的核上B.正電荷在原子中是均勻分布的C.原子中存在著帶負電的電子D.原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中感悟·滲透·應用【解析】原子的正電荷和絕大局部質量集中在一個很小的核上，α粒子穿過原子時，如果離核較遠，受到的庫侖斥力就很小，運動方向也就改變很小.只有當α粒子與核十分接近時，才會受到很大的庫侖斥力，發(fā)生大角度的偏轉.由于原子核很小，α粒子十分接近它的時機很少，所以絕大多數(shù)α粒子根本上仍按直線方向前進，只有極少數(shù)發(fā)生大角度的偏轉.【答案】A感悟·滲透·應用【說明】α粒子散射實驗是多年高考的熱點.要注意α粒子散射實驗的裝置和結果，并能用盧瑟福的原子的核式結構學說解釋實驗結果.該實驗說明了原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在一個很小的核上，它是建立原子核式結構學說的根底.該實驗還能得到原子核及原子直徑的數(shù)量級.感悟·滲透·應用【例4】某同學把卡尺間的窄縫調(diào)節(jié)到0.5mm去觀察某一線光源，看到了彩色條紋.他把縫的寬度增加到0.8mm，再觀察同一光源，看到的現(xiàn)象是彩色條紋變窄但亮度增大.假設他把縫的寬度減小到0.2mm，那么看到的現(xiàn)象是彩色條紋變寬但亮度減弱.這說明在衍射現(xiàn)象中，衍射圖樣條紋的寬度及亮度與單縫寬度有關，當其變窄時，衍射現(xiàn)象更為明顯.感悟·滲透·應用【解析】當窄縫寬度變窄時，它和光波的波長越接近，衍射現(xiàn)象越明顯，同時通過窄縫的光能越少，到達光屏上的寬度越寬，亮度就越弱.感悟·滲透·應用【解題回憶】正確解答此類問題的關鍵在于實驗時仔細觀察和對現(xiàn)象的認真分析，也就是說，要掌握相關的物理規(guī)律，不光知其然，還應當知其所以然.感悟·滲透·應用【例5】在如圖5-3所示的楊氏雙縫干預實驗中，SS1=SS2，且S1、S2到光屏上P點的路程差d=1.5×10-6m.當S為=0.6m的單色光源時，在P點處將形成暗條紋；當S為=0.5m的單色光源時，在P點處將形成亮條紋.圖5-3感悟·滲透·應用【解析】一般地講，假設兩相干光源的振動同相，那么在離開兩相干光源路程之差為光波波長的整數(shù)倍處會出現(xiàn)亮條紋，路程之差為光半波長的奇數(shù)倍處會出現(xiàn)暗條紋，假設兩相干源的振動反相，那么出現(xiàn)明暗條紋的情況剛好相反.由于SS1=SS2，所以S1、S2處的光振動同相.當=0.6m時，d/=2.5，那么P點處兩分振動反相，形成暗條紋；當=0.5m時，d/=3，那么P點處兩分振動同相，形成亮條紋.【答案】暗；亮感悟·滲透·應用【解題回憶】1801年，英國物理學家托馬斯·楊在實驗室里成功地解決了相干光源問題.觀察到了光的干預現(xiàn)象.楊氏實驗的裝置有三局部：單孔(縫)屏——獲得點(線)光源；雙孔(縫)屏——獲得相干光源；像屏——得到干預條紋.楊氏實驗證實了光具有波的特征.進一步的實驗證明，在狹縫間的距離和狹縫與屏的距離都不變的條件下，干預條紋的間距跟光波的波長成正比.感悟·滲透·應用【例6】研究平行板電容器的電容跟兩極板的正對面積S、兩極板間距離d以及板間的電介質之間的關系.如圖5-4所示平行板電容器充電后，保持電容器所帶的電量Q不變，改變S或d，或插入電介質，分別為甲、乙、丙圖所示，那么靜電計指針的偏角變化為增大、增大、減小(填“增大〞或“減小〞或“不變〞).圖5-4感悟·滲透·應用【解析】本實驗是定性研究平行板電容器電容C與兩極板間的距離d、兩板的正對面積S以及極板間的電介質之間的關系.本實驗三個圖均保持電容器的電量不變，由靜電計顯示的電勢差的變化可知電容器電容的變化.如甲圖中：Q和d不變，S減小、電勢差U增大，由C=Q/U得C減小，乙圖中：S不變，d越小，電勢差U減小，由C=Q/U得C增大.丙圖中：Q、S、d均不變，在極板間插入電介質，電勢差U減小，由C=Q/U得C增大.在上述三種情況下，由C=Q/U及U的變化分析清楚C的變化是很關鍵的.石器時代石器時代2.5wkd27xny一擊，希望冥大人今晚可以穿著這件長袍出席。〞看著木兮女皇眼里的祈求，夜北冥非常無奈的點了點頭，這女皇也是個心大的，把龍袍都給自己做出來了，不知道的還以為女皇要退位讓自己來做這皇位呢！不過木兮的心意，夜北冥也是記在了心里。得到了夜北冥的一個人情，木兮以后的日子可謂是一片光明。夢瑤等人也穿著各自的衣服，朝凰大陸的衣服當然是未央大陸所比不上的，款式新穎讓木兮這個見慣了大場面的女皇都忍不住看直了眼，直到夜北冥穿著黑色鑲金龍袍出現(xiàn)。夜北冥穿著龍袍的時候，整個人的氣勢瞬間就變了，渾身透露著上位者的威壓，帶著王者氣勢，因為帶著面具，所以看不見全部的面貌，可是就是那露出來的小巧的下巴和輕抿的櫻桃嘴唇，就已經(jīng)很迷人了，還有面具下露出的那雙黑曜石似的眼睛。當那雙眼睛盯著你的時候，你會感覺你的秘密都被她看透了，不敢與之對視?！掺~唇的人類，你們不知道盯著你們的其實是冥大大的精神力吧，這世上有什么是精神力看不透的呢？嘎嘎嘎~〕宴會時間到了，所有的臣民都帶著自己的家屬坐在專屬于自己的位置上，桌子前擺放著各種各樣的瓜果美食，可是卻沒有任何人去吃，因為女皇還沒來，所以所有人即使再餓也不敢動手直接吃?！芭蜀{到~〞大殿門口的太監(jiān)用她那尖細的嗓音，說出了在場所有人最想聽的一句話，眾人紛紛抬起頭朝門口看去。只見穿著一身黃色鑲金龍袍的女皇對她身邊同樣穿著黑色龍袍的臉戴銀色面具的神秘女子有說有笑的走進了大殿，夢瑤等人待在夜北冥的行宮里沒有跟來，所以陪同進來的都是太監(jiān)宮男們?！拔峄嗜f歲萬歲萬萬歲！〞大殿里所有人跪在地上低著頭對木兮表示問安?！捌缴恚〃暼缓笈c夜北冥走到大殿最上方坐在黃金龍椅上，而夜北冥那么坐在龍椅旁邊木兮早就叫人準備好的另一張黑玉石椅上，靠著椅背，一只手倚在椅子的扶手上，摸著自己的下巴，眼神好笑的看著下面呆滯的人。此刻呆滯中的群臣們心里在想，什么時候見過自家不茍言笑的女皇笑的這么開懷了，還有女皇身邊那威武霸氣帶著王者氣息的戴銀色面具女子就是女皇的義妹嗎？心思活絡的一些大臣還想著什么時候讓自己長