高三物理演示實驗和設(shè)計實驗1

1、第一部分演示實驗,思想方法提煉,感悟·滲透·應(yīng)用,思想方法提煉,一、概述演示實驗在中學(xué)物理教學(xué)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(jié)歸納，引導(dǎo)學(xué)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(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察能力，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識及科學(xué)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

2、試題的一個新特點：增強了演示實驗的考查，其中1993年考查了干涉法檢查平面的實驗，1994年考查砂擺繪制簡諧振動的圖像，1995年考查光電效應(yīng)，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(fù)習(xí)時應(yīng)注意以下幾點： 1.重視物理學(xué)史中具有重要地位的實驗，如：紫外線照射鋅板、楊氏雙縫干涉實驗、光的衍射中的泊松亮斑、質(zhì)子和中子

3、的發(fā)現(xiàn)實驗、α粒子散射實驗等等.讓學(xué)生充分了解其內(nèi)容及其對物理學(xué)發(fā)展的意義.,思想方法提煉,2.注意把握實驗中的關(guān)鍵要素，實驗的內(nèi)容、步驟雖然很多，但關(guān)鍵要素一般只有少數(shù)幾點.抓住了關(guān)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(shè)計、實驗操作的訓(xùn)練.,感悟·滲透·應(yīng)用,【例1】(199

4、8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(yīng)用,則波經(jīng)過孔之后的傳播情況，下列描述中正確的是(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(kuò)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

5、，能更明顯觀察到衍射現(xiàn)象,感悟·滲透·應(yīng)用,【解析】本題考查發(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.若頻率增大，由?=v/f知波長變小，衍射現(xiàn)象變得更不明顯了.若將孔AB擴(kuò)大，且孔的尺寸遠(yuǎn)大于波長則可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象. 【答案】ABC,感悟·滲透·應(yīng)用,【例2】(1997年上海高考

6、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(guān)燈后，指針保持一定偏角.,圖5-2,感悟·滲透·應(yīng)用,①現(xiàn)用一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，則靜電計指針偏角將 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(zhuǎn).那么，若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(zhuǎn).,感悟·滲透·應(yīng)用,【解析

7、】當(dāng)用紫外燈照射鋅板時，由于光電效應(yīng)，有一部分電子從鋅板表面飛了出去，從而鋅板帶正電.由于靜電計與鋅板相連，指針上的部分自由電子轉(zhuǎn)移到鋅板，因此指針也帶正電.關(guān)燈后，指針保持一定偏角. 若用一帶負(fù)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(yīng)用,若用黃光照射鋅板，靜電計指針無偏轉(zhuǎn)，說明黃光的頻率低于極限頻率不發(fā)生光電效應(yīng).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(yīng)，因此靜電電計

8、指針無偏轉(zhuǎn). 【答案】減小，無,,感悟·滲透·應(yīng)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(zhuǎn)，其原因是(A)A.原子的正電荷和絕大部分質(zhì)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(fù)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(yīng)用,【解析】原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個很小的核上，

9、α粒子穿過原子時，如果離核較遠(yuǎn)，受到的庫侖斥力就很小，運動方向也就改變很小.只有當(dāng)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(zhuǎn).由于原子核很小，α粒子十分接近它的機(jī)會很少，所以絕大多數(shù)α粒子基本上仍按直線方向前進(jìn)，只有極少數(shù)發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn). 【答案】A,感悟·滲透·應(yīng)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(jié)果，并能用盧瑟福的原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說解釋實驗結(jié)果.

10、該實驗說明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個很小的核上，它是建立原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說的基礎(chǔ).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(yīng)用,【例4】某同學(xué)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.若他把縫的寬度減小到0.2mm，則看到的現(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

11、圖樣條紋的寬度及亮度與 單縫寬度 有關(guān)，當(dāng)其 變窄 時，衍射現(xiàn)象更為明顯.,感悟·滲透·應(yīng)用,【解析】當(dāng)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(dá)光屏上的寬度越寬，亮度就越弱.,感悟·滲透·應(yīng)用,【解題回顧】正確解答此類問題的關(guān)鍵在于實驗時仔細(xì)觀察和對現(xiàn)象的認(rèn)真分析，也就是說，要掌握相關(guān)的物理規(guī)律，不光知其然，還應(yīng)當(dāng)知其所以然.,感悟·滲透

12、3;應(yīng)用,【例5】在如圖5-3所示的楊氏雙縫干涉實驗中，已知SS1=SS2，且S1、S2到光屏上P點的路程差d=1.5×10-6m.當(dāng)S為?=0.6?m的單色光源時，在P點處將形成 暗 條紋；當(dāng)S為?=0.5?m的單色光源時，在P點處將形成 亮 條紋.,圖5-3,感悟·滲透·應(yīng)用,【解析】一般地講，若兩相干光源的振動同相，則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

13、處會出現(xiàn)暗條紋，若兩相干源的振動反相，則出現(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(dāng)?=0.6?m時，d/?=2.5，則P點處兩分振動反相，形成暗條紋；當(dāng)?=0.5?m時，d/?=3，則P點處兩分振動同相，形成亮條紋. 【答案】暗；亮,感悟·滲透·應(yīng)用,【解題回顧】1801年，英國物理學(xué)家托馬斯·楊在實驗室里成功地解決了相干光源問題.觀察到了光的干涉現(xiàn)象

14、.楊氏實驗的裝置有三部分：單孔(縫)屏——獲得點(線)光源；雙孔(縫)屏——獲得相干光源；像屏——得到干涉條紋.楊氏實驗證實了光具有波的特征.進(jìn)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，干涉條紋的間距跟光波的波長成正比.,感悟·滲透·應(yīng)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(zhì)之間的關(guān)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

15、S或d，或插入電介質(zhì)，分別為甲、乙、丙圖所示，則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(yīng)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(zhì)之間的關(guān)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

16、：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(zhì)，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(guān)鍵的.,； http://www.zcpj99.com/ 牌技 swc85tvt 的！”說著，憐愛地看看耿正，說：“尤其你這大兒子，已經(jīng)長成大人樣兒了，英姿勃發(fā)的，一看就知道已經(jīng)能擔(dān)當(dāng)大事情了呢，挺好的伢子！小青她姆媽還說了，

17、你的丫頭也很了不起，又懂事又能干；還有，你的小兒子才逗人喜歡呢，長得那個喜人模樣，那個小嘴兒！”耿正趕忙謙恭地說：“我們都還是不懂事的孩子呢，以后還請白幺爹多多教誨了！”說到這次從漢口鎮(zhèn)逃難過來，耿老爹百感交集地說：“白兄弟你是不知道那天我們有多難哪。我們父子四個一早就從在漢口鎮(zhèn)西頭開的那個小店出發(fā)了。滿街滿道都是還沒有干透的厚厚的淤泥啊。好不容易到了渡江口以后，一直排隊等到日頭西斜的時候才過了江。娃娃們中午都沒有心情吃點兒干糧。過來以

18、后，一路打聽著，直到天快黑了還找不到一個可以借宿的地方。由于逃難過來的人太多，客棧早已經(jīng)爆滿了，好多人都只能展開鋪蓋卷躺在街邊的墻角下睡覺。多謝夫人和小青姑娘為我們騰挪出一間房子，讓我們有了一個臨時的棲身之所。要不，我們那一夜就只能是露宿街頭了。白兄弟你說，我還帶著個丫頭呢！”說到這里，耿老爹的聲音有些哽咽。白百大聽著，眼眶也陣陣發(fā)熱，說：“唉，這武漢三鎮(zhèn)什么都好，可就是這洪災(zāi)，時不時的就會關(guān)顧。尤其今年的這一次，更是少見呢，我在上海那

19、邊的時候，就已經(jīng)聽到過往商船上的人說了?！蓖Ｒ煌?，他又真誠地對耿老爹說：“耿大哥你也別太難過啦，好在現(xiàn)在一切都過去了。不巧遇上這么大的天災(zāi)，錢財損失了一些是小事情了，你們?nèi)硕及踩粺o恙比什么都好啊。看得出來，你父子們是難得的好人，我們很有緣分呢。我這個人沒有兄弟。這從今往后啊，你就是我的親大哥了！我家丫頭也沒有兄弟姐妹，你看她那個高興勁兒，她已經(jīng)把耿大哥你的三個娃娃當(dāng)成自己的親兄弟和親姊妹了呢！小青她姆媽人很善良，但不是那種特別能說會道的

20、人。咱一個平常人家，你不要老稱呼她‘夫人’什么的。按照這一帶的習(xí)俗，你就叫她兄弟媳婦好啦，這樣更顯得貼切自然一些。”耿老爹說：“夫人也正是讓我這樣稱呼她呢！”兩人越聊越投機(jī)，很快就無話不談了。耿老爹問：“看白兄弟你壯壯實實的不太像是一個南方人呢？”白百大說：“耿大哥好眼力！我祖籍原在山東，祖父那一輩兒人才來武昌鎮(zhèn)的。而且啊，我的爹娘都是山東人。所以說，我實際上是一個在長江邊上出生，在長江邊上長大的北方人。這說起來，小青她姆媽倒是個地地道