免费下载！
[!--downpath--]一、高中化学实验常用基础知识
(一)常用实验原理的设计方式
1．控制变量法：如在“验证牛顿第二定理的实验”中，加速度、力和质量的关系控制；在“研究单摆的周期”中，摆长、偏角和摆球质量的关系控制等等。
2．理想化方式：用伏安法测内阻时，选择了合适的内外接方式，通常就忽视水表的非理想性。
3．等效取代法：个别量不易检测，可以用较易检测的量代替，因而简化实验。在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中，两球碰撞后的速率不易直接检测，在将整个平抛时间定为时间单位后，速率的检测就转化为对水平位移的检测了。
4．模拟法：当实验情境不易创设或根本没法创设时，可以用化学模型或物理模型等效的情境取代，虽然两个情境的本质可能根本不同。“描绘电场中的等势线”的实验就是用电压场模拟静电场。
5．微小量放大法：微小量不易检测，勉强检测偏差也较大，实验经常采用各类方式加以放大。卡文迪许测定万有引力恒量，采用光路放大了金属丝的微小扭转；在观察玻璃瓶受力后的微小形变时，使液体沿细玻璃管上升来放大瓶内液面的上升。
(二)常见实验数据的搜集技巧
1．借助检测工具直接检测基本数学量
2．常见间接检测的数学量及其检测方式
有些化学量不能由检测仪器直接检测，这时，可借助待检测和可直接检测的基本化学量之间的关系，将待测化学量的检测转化为基本数学量的检测。
(三)常用实验偏差的控制方式
为了减少因为实验数据而导致的碰巧偏差，常须要采用以下方式控制实验偏差。
1．多次检测求平均值。这是所有实验必须采取的办法，也是做实验应具有的基本思想。
2．积累法。一些化学量直接检测偏差较大，可以累积上去检测，以减少偏差。“用单摆测定重力加速度”的实验中，为了减少周期的检测偏差，不是检测完成一次全震动的时间，而是检测完成30~50次全震动的时间。
(四)常用实验数据的处理方式
1．列表法：在记录和处理数据时，常将数据列成表格。数据列表可以简单而又明晰的表示出有关化学量之间的关系，有助于找出化学量之间的规律性的联系。
列表的要求是：
①写明表的标题或加上必要的说明；
②必须交代清楚表中各符号所表示的数学量的意义，并写明单位；
③表中的数据要正确反映检测结果的有效数字。
2．画图法：用画图法处理实验数据是化学实验中最常用的技巧之一。
用画图法处理数据的优点是直观、简便，有取平均的疗效，由图线的斜率、截距、所包围面积和图线的交点等可以研究数学量之间的变化及其关系，找出规律。画图的规则是：
①作图一定要用座标纸．座标纸的大小要按照检测数据有效数字的多少和结果的须要来定；
②要注明座标轴名、单位，在轴上每隔一定相等的宽度按有效数字位数标注数值；
③图上连线要是光滑曲线(或直线)，连线时不一定要通过所有的数据点，而是要使数据点在线的右侧合理的分布；
④在图上求直线的斜率时，要选定线上相距较远的两点，不一定要取原先的数据点；
⑤作图经常设法使图线线性化，即“化曲为直”。
3．平均值法：将测定的若干组数相乘求和，之后乘以检测次数．必须注意，求取平均值时应当按原先检测仪器的确切度决定保留的位数。
4．逐差法：这就是用打点计时器打出的纸带估算加速度时用到的方式，这些方式充分借助了检测数据，具有较好的取平均的疗效。
(五)有关偏差剖析的问题
要求认识偏差问题在实验中的重要性，了解偏差的概念，晓得系统偏差和碰巧偏差；晓得用多次检测求平均值的方式减少碰巧偏差；能在个别实验中剖析偏差的主要来源；不要求估算偏差。要熟练把握常见实验的偏差情况及剖析方式。
二、常用基本仪器的使用与读数
化学《考试说明》中要求中学生熟练把握的基本仪器有13种，除打点计时器和滑动变阻器不须要读数外，其余11种都涉及到读数问题。其中游标千分尺、螺旋测微器的读数问题，在历年的中考题中出现频度较高，另外像弹簧秤、欧姆表的读数问题也时有涉及，应为本专题的备考重点。凡涉及需要估读的仪器应该解决好：如何估读、估读到哪一位数等问题，这是本专题的难点所在。
(一)检测仪器使用常规
对于检测仪器的使用，首先要了解检测仪器的阻值、精度、使用注意事项和读数方式。
1．关于阻值问题：这是保护检测仪器的一项重要参数，非常是天平、弹簧秤、温度计、电流表、电压表和多用水表等，超量程使用会毁坏仪器，所以实验时要按照实验的具体情况选择阻值适当的仪器。在使用电压表、电压表时，选用阻值过大的仪器，采集的实验数据过小，会导致相对偏差较大，应选择使检测值坐落水表阻值的1/3以上的水表；使用多用水表测内阻时，应选择适当的档位，使欧姆表的示数在水表的中值附近。
2．关于精度问题：所选用仪器的精度直接影响着检测读数的有效数字的位数，因而应在使用前了解仪器的精度，即认清仪器的最小分度值。其中螺旋测微器和秒表的最小分度是一定的。但游标千分尺上游标尺的最小分度、天平游码标尺的最小分度、弹簧秤和体温计刻线的最小分度，都因具体的仪器情况不同而有所差别，电压表、电压表和多用水表则会因所选择的档位不同而导致最小分度值有所不同，因而在进行这种仪器的读数时，一定要认清所选的档位。
3．使用注意事项：通常不同的仪器在使用中都有其特殊的要求，以下几点要非常注意：
(1)天平在进行检测前应先调平衡。
(2)打点计时器所用电源要求为4～6V的交流电源。
(3)多用水表的欧姆档每次换档后要重新调零，被测内阻要与电路断掉，使用完毕要将选择开关转至交流电流最高端或“OFF”档。
(4)滑动变阻器、电阻箱和定值内阻使用过程中要考虑其容许的最大电压。滑动变阻器采用限流接法时，滑动触片开始应坐落变阻器电阻最大的位置；滑动变阻器采用分压接法时物理实验电表读数方法，滑动触片开始应坐落分压为零的位置。
(5)内阻箱开始应处于电阻最大状态，调整内阻箱的电阻时，不能由大到小发生突变，以免由于电阻过小而烧毁内阻箱。
(二)检测仪器的读数方式
1．须要估读的仪器：在常用的检测仪器中，刻度尺、螺旋测微器等读数时都须要估读。由于最终的读数要以有效数字的方式给出，而有效数字的最后一位数字为恐怕数字，应和偏差所在位置一致，在实际操作中，到底估读到哪一位数字，应由检测仪器的精度(即最小分度值)和实验偏差要求两个诱因共同决定。
(螺旋测微器)
2．不须要估读的检测仪器：游标千分尺、秒表、电阻箱在读数时不须要估读；欧姆表刻度不均匀，可以不估读或按半刻度估读。
(1)游标千分尺的读数：游标千分尺的读数部份由主尺(最小分度为1mm)，和游标尺两部份组成。根据游标的精度不同可分为三种：(a)10分游标，其精度为0.1mm；(b)20分游标，其精度为0.05mm；(c)50分游标，精度为0.02mm。游标千分尺的读数方式是：以游标零刻度线为准在主尺上读出整毫米数L1，再看游标尺上哪条刻度线与主尺上某刻度线对齐，由游标上读出毫米以下的小数L2，则总的读数为：L1+L2。
(游标千分尺)
(2)机械秒表的读数：机械秒表的长针是时针，转一周是30s。由于机械表采用的蜗杆传动，表针不可能逗留在两小格之间；所以不能估读出比0.1s更短的时间。坐落秒表下部中间的小圆圈上面的短针是时针，指针走一周是15min，每小格为0.5min。秒表的读数方式是：短针读数(t1)+长针读数(t2)。
(秒表)
(3)内阻箱：能表示出接入内阻值大小的变阻器；读数方式是：各旋扭对应的指示点的示数除以面板上标记的倍数，它们之和就是阻值箱接入电路的电阻。使用内阻箱时要非常注意通过内阻的电压不能超过容许的最大数值。
(三)典例剖析
【例题1】读出下述50分度游标千分尺的示数。
〖解析〗从左到右示数依次为：5.24mm；11.50mm；22.82mm。
【例题2】试读出下述螺旋测微器的读数(工作原理及读数方式与双缝干涉测波长中的测微物镜手轮的读数相同)
〖解析〗从左到右测微物镜手轮的读书分别为：0.861mm；3.471mm；7.320mm；11.472mm
【例题3】按照有效数字规则读出下述水表的检测值。
接0~3V阻值时读数为。接0~3A阻值时读数为。
接0~15V阻值时读数为。接0~0.6A阻值时读数为。
〖解析〗(1)2.17；10.8；(2)0.80；0.16
【例题4】读出下图所示内阻箱的电阻。
〖解析〗86.3Ω。
【例题5】读出机械秒表的读数。
〖解析〗99.8s。
三、力学实验
化学《考试说明》中确定的热学实验有：研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定理、探究动能定律、验证机械能守恒定理。其中有四个实验与纸带的处理有关，可见热学实验部份应以纸带的处理，打点计时器的应用为核心来展开备考。
近几年热学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是中考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验方式的体悟情况、灵活运用学过的实验方式设计新的实验是中考实验题的新趋势。要求考生把握常规实验的数据处理方式，能将课本短发组实验和演示实验的实验原理、实验方式迁移到新的背景中，深刻理解化学概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力。
在备考过程中，应以把握常规实验原理、实验方式、规范操作程序、数据处理方式等为本，同时从常规实验中，有意识的、积极的提取、积累一些有价值的方式。逐渐过渡到灵活运用学过的实验方式设计新的实验。
(一)打点计时器系列实验中纸带的处理
1．纸带的选定：通常实验应用点迹清晰、无漏点的纸带中选定有足够多点的一段作为实验纸带。在“验证机械能守恒定理”实验中还要求纸带包含第一、二点，而且第一、二两点距离接近2.0mm。
2．按照纸带上点的密集程度选定计数点。打点计时器每打n个点取一个计数点，则计数点时间间隔为n个打点时间间隔，即T=0.02n(s)。通常取n＝5，此时T=0.1s。
3．检测计数点宽度离。为了检测、计算的便捷和减少碰巧偏差的考虑，检测距离时不要分段检测，尽可能一次检测完毕，即检测计数起点到其它各计数点的距离。如图所示，则由图可得：SⅠ＝s1，SⅡ＝s2－s1，SⅢ＝s3－s2，SⅣ＝s4－s3，SⅤ＝s5－s4，SⅥ＝s6－s5。
4．判断物体运动的性质：
(1)若SⅠ、SⅡ、SⅢ、SⅣ、SⅤ、SⅥ基本相等，则可判断物体在实验偏差范围内作匀速直线运动。
(2)设△s1=SⅡ－SⅠ，△s2=SⅢ－SⅡ，△s3=SⅣ－SⅢ，△s4=SⅤ－SⅣ，△s5=SⅥ－SⅤ。
若△s1、△s2、△s3、△s4、△s5基本相等，则可判断物体在实验偏差范围内作匀变速直线运动。
(3)测定第n点的瞬时速率。物体作匀变速直线运动时，在某段时间内的平均速率等于中间时刻的瞬时速率。即测出第n点的相邻的前、后两段相等时间T内的距离，由平均速率公式就可求得，如上图中第4点的瞬时速率为：
(4)测定作匀变速直线运动物体的加速度，通常用逐差法求加速度。将如上图所示的连续相等时间间隔T内的位移SⅠ、SⅡ、SⅢ、SⅣ、SⅤ、SⅥ分成两组，借助△s＝aT2可得：
再算出的a1、a2、a3平均值，即：
就是所测定作匀变速直线运动物体的加速度。若为奇链表数据，则将中间一组去除，之后再将数据分组借助逐差法求解。
(二)设计性实验的设计思路与典例剖析
【例题1】做匀加速直线运动的货车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频度为50Hz，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按图所示，使每一条纸带上端与x轴重合，左侧与y轴平行，将纸带段粘贴在直角座标系中，则货车运动的加速度是m/s2(保留两位有效数字)。
【命题意图】本题考查了匀变速直线运动的纸带处理，同时还要明晰计数点的选定以及相隔时间的估算问题。要求中学生能把常见的纸带数据处理中的数据与图中纸带的宽度构建联系，获得相关数据，之后求得实验结果。
〖解析〗
由题意可得，每段纸带的宽度就是相邻相等时间间隔内货车的位移，由图示数据可得△s＝7.5×10-3m，而相隔时间为T＝0.02×5s＝0.1s，按照△s＝aT2，可得货车的加速度为：a=0.75m/s2。
【变式题】伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发觉了匀加速运动规律。伽利略假定物块沿斜面运动与物块自由下落遵照同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，之后用图线表示整个运动过程，如图所示。图中OA表示测得的时间，圆形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的宽度表示。P为DE的中点，联接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的宽度表示。
〖解析〗OA时间段的平均速率；A时刻的瞬时速率。
【例题2】一个有一定长度的圆盘，可以绕通过中心的水平轴转动。用下边的方式检测它匀速转动时的角速率。
实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片。
实验步骤：
(1)如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，致使圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上。
(2)启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点。
(3)经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行检测。
①由已知量和测得量表示的角速率的表达式为ω=。式中各量的意义是：。
②某次实验测得圆盘直径r=5.50×10-2m，得到的纸带的一段如图所示。求得的角速率为。
【命题意图】利用打点计时器求转盘的角速率，这是本题的创新之处，转盘边沿的线速率与纸带的线速率相等是解决本题的关键。此题的实验器材、和实验步骤题干中早已给出，不需考生自己设计，对于这种常规试卷略加变化的创新题型，能够有效排除干扰信息，直指问题关键是中考考查能力的一种全新命题形式。本题也可以在实验器材及实验步骤设计上进行推进考查，因而弄成设计性实验。
〖解析〗
①设T为电磁打点计时器打点的时间间隔，r为圆盘的直径物理实验电表读数方法，x1、x2分别是纸带上选取的两点所对应的米尺上的刻度值，n为选取的两点间的打点数(含两点)。则纸带的速率为，因为纸带与圆盘之间不抱死，则圆盘边沿的线速率亦为
，由匀速圆周运动的规律有ω＝v/r，联立前面两式可得圆盘匀速转动时的角速率为：
(n=2，3，……)
②在图中给出的纸带上任取两点，读出其米尺上的刻度值x1、x2，并将T=0.02s、r=5.50×10-2m及n值代入，可求出ω1值，重复上述步骤，求出ω2、ω3，再取其平均值即为ω的值得ω=6.8rads-1(6.75～6.84均可)。
【变式题1】一打点计时器固定在斜面上某处，一货车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图1所示。图2是打出的纸带的一段。
(1)已知打点计时器使用的交流电频度为50Hz，借助图2给出的数据可求出面包车下降的加速度a=。
(2)为了求出面包车在下降过程中所受的阻力，还需检测的数学量有_。用测得的量及加速度a表示货车在下降过程中所受的阻力估算式为f=。
〖解析〗
(1)4.00m/s2(3分，3.90～4.10m/s2之间都正确)
(2)货车质量m、斜面上任意两点宽度离l及这两点的高度差h；。
【变式题2】实验装置如图1所示：一铁块置于水平长木板上，两侧栓有一细软线，越过固定在木板边沿的滑轮与一重物相连。铁块两侧与打点计时器的纸带相连。在重物牵引下，铁块在木板上向左运动，重物落地后，铁块继续向左做匀减速运动，图2给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点，试按照给出的数据，求铁块与木板间的磨擦质数μ。要求写出主要的运算过程。结果保留2位有效数字。(打点计时器所用交流电频度为50Hz，不计纸带与铁块间的拉力。取重力加速度g=10m/s2)
〖解析〗由给出的数据可知，重物落地后，铁块在连续相等的时间T内的位移分别是：s1=7.72cm，s2=7.21cm，s3=6.71cm，s4=6.25cm，s5=5.76cm，s6=5.29cm，s7=4.81cm，s8=4.31cm以a表示加速度，按照匀变速直线运动的规律，有
，又知T=0.04s，解得a=－3.0m/s2。重物落地后铁块只受磨擦力的作用，按照牛顿第二定理有：－μmg=ma，解得μ=0.30。