专题19 实验基础知识、仪器的使用和读数-【人教】2023年高考物理必背知识手册.doc

专题19 实验基础知识、仪器的使用和读数
实验基础知识
误差
有效数字
波粒二象性
通用读数方法（10分刻度与非10分刻度）
刻度尺、秒表、弹簧秤、温度表、电流表、电压表
打点计时器
游标卡尺
螺旋测微计
测量仪器及读数
天平
多用电表
电阻箱
实验方法：累积法、替代法、测量量的转换、比较法
实验分类：测量性实验、验证性实验、探究性实验、设计性实验
实验数据的分析、处理方法：列表法、算术平均值法、图象法
一、实验基础知识
1、误差：测量值与真实值的差异叫做误差。误差可分为系统误差和偶然误差两种。
①系统误差的特点是在多次重复同一实验时，误差总是同样地偏大或偏小。
②偶然误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同。减小偶然误差的方法，可以多进行几次测量，求出几次测量的数值的平均值。这个平均值比某一次测得的数值更接近于真实值。
2、误差分析减小误差的方法
①减小偶然误差：多次测量，求其平均值；多次测量，作图象求值
②减小系统误差：完善实验原理、改进实验方法、恰当选择仪器精度、量程、校准测量器材。
③误差分析：从实验原理分析，从实验器材分析
3、绝对误差和相对误差：设某物理量的真值为A0，测量值为A，则绝对误差，相对误差为
．真值A0常以公认值、理论值或多次测量的平均值代替．
4、有效数字：带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字，有效数字是指近似数字而言，只能带有一位不可靠数字，不是位数越多越好。
凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值（可靠数字）后，再向下估读一位（不可靠数字），这里不受有效数字位数的限制。
间接测量的有效数字运算不作要求，运算结果一般可用2到3位有效数字表示。
二、基本测量仪器及读数
高考要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、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。
基本物理量
测量仪器
力学
长度
刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器
时间
秒表（停表）、打点计时器
质量
天平
电学
电阻（粗测）
欧姆表、电阻箱
电流
电流表
电压
电压表
1、不需要估读的测量仪器：游标卡尺、秒表、电阻箱在读数时不需要估读；欧姆表刻度不均匀，可以不估读或按半刻度估读。
2、刻度尺、秒表、弹簧秤、温度表、电流表、电压表的读数：使用以上仪器时，凡是最小刻度是10分度的，要求读到最小刻度后再往下估读一位（估读的这位是不可靠数字，但是是有效数字的不可缺少的组成部分）。凡是最小刻度不是10分度的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读。
3、游标卡尺：游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的， 所以都不再往下一位估读，读数方法：
①10分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.9mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.1
mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出0.1毫米位的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，0.1毫米位就读几（不能读某）。其读数准确到0.1mm。
②20分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离