Page2025年高考物理解密之實驗題一．實驗題（共25小題）1．（2024?天津）某同學研究閉合電路的規律。①根據閉合電路的歐姆定律得出了電源輸出功率與外電路電阻關系圖像，如圖1所示，則的峰值對應的外電路電阻值應電源內阻（填“大于”、“小于”或“等于”；②測定電源的電動勢和內阻，可供選用的器材有：．電壓表（量程，內阻約為．電流表（量程，內阻約為．滑動變阻器（最大阻值，額定電流．滑動變阻器（最大阻值，額定電流．待測電源（電動勢約為，內阻約為．開關、導線若干（1）實驗中所用的滑動變阻器應選（填器材前字母代號）；（2）實物電路如圖2所示，單刀雙擲開關可分別與1、2端閉合，為使電源內阻的測量結果更接近真實值，應與端閉合。2．（2024?天津）某同學用圖示裝置探究加速度與力的關系。（1）為補償打點計時器對小車的阻力及其他阻力，調節木板傾角，使小車在不掛槽碼時運動，并打出紙帶進行檢驗，圖中能表明補償阻力恰當的是；（2）某次實驗得到一條紙帶，部分計數點如圖2所示（每相鄰兩個計數點間還有4個點，圖中未畫出），測得，，，。已知打點計時器所接交流電源頻率為，則小車的加速度（要求充分利用測量數據，結果保留兩位有效數字）；（3）該同學將一個可以直接測出繩子拉力的傳感器安裝在小車上，小車和傳感器總質量為。按要求補償阻力后，該同學共進行了四次實驗，懸掛的槽碼質量依次為、、、。處理數據時，用兩種方式得到小車（含傳感器）受到的合力，一種將槽碼所受重力當作合力、另一種將傳感器示數當作合力，則這兩種方式得到的合力差異最大時，槽碼質量為。3．（2024?南昌模擬）研究物體的運動時，除了使用打點計時器計時外，也可以使用數字計時器。計時系統的工作要借助于光源和光敏管（統稱光電門）。光源和光敏管相對，它射出的光使光敏管感光。當滑塊經過時，其上的遮光條把光遮住，與光敏管相連的電子電路自動記錄遮光時間的長短，通過數碼屏顯示出來。根據遮光條的寬度和遮光時間，可以算出滑塊經過時的速度。如圖1，在滑塊上安裝寬度為的遮光條，滑塊在牽引力作用下由靜止開始運動并通過光電門，配套的數字計時器記錄了遮光條的遮光時間△為。（1）遮光條通過光電門的平均速度（保留兩位有效數字），由于遮光條的寬度很小，所以這個速度可以近似看作遮光條通過光電門的瞬時速度。（2）考慮到“光電門的光源射出的光有一定的粗細，數字計時器內部的電子電路有一定的靈敏度”，若當遮光條遮住光源射出光的，即認為光被遮住，則第（1）問中的測量值比真實值（選填“偏大”或“偏小”。（3）用形擋光片便可消除上述系統誤差。某同學換用如圖2所示的形擋光片重復上述實驗，若數字計時器顯示兩次開始遮光的時間間隔為△，則滑塊通過光電門的瞬時速度。（用、△表示）4．（2025?邯鄲一模）智能化育苗蔬菜基地對環境要求嚴格，其中包括對光照強度的調控，小明準備利用所學知識設計智能光控電路。智能光控電路的核心元件是光敏電阻。（1）（多選）小明首先利用圖1中多用電表粗略測量了光敏電阻阻值。下列關于實驗過程的描述，正確的是。用不同擋位測量光敏電阻的阻值時，必須重新機械調零測量電阻時，如果指針偏轉過大，應將選擇開關撥至倍率較小的擋位，重新調零后測量圖1中光敏電阻測量值測量光敏電阻阻值時，應該把該電阻與電路斷開（2）為了精確測量多組不同光照強度下光敏電阻的阻值，小明采用圖2中的實驗器材進行實驗，部分實物連接已經完成，描繪的阻值隨照度反映光照的強弱，光越強，照度越大，單位為勒克斯變化的圖像如圖3。根據圖3可知，光敏電阻的阻值隨照度減小而（選填“增大”或“減小”。若電壓表的量程為，內阻約為，毫安表的量程為，內阻約為，請將圖2中導線、連接在合適的位置，形成完整測量電路。（3）小明設計如圖4所示的智能光控電路。當光敏電阻兩端的電壓增加到一定值時照明系統開始工作，自動控制系統開始補光。為了照度更小時，自動控制系統就開始補光，則需要（選填“增大”或“減小”電阻箱的阻值。5．（2025?邯鄲一模）重力加速度是物理學中一個重要概念，它描述了在地球表面附近自由落體運動的加速度。某探究小組確定了兩種方案測量重力加速度，一是利用單擺測量重力加速度，二是利用平拋運動測量重力加速度。方案一：利用單擺測量當地重力加速度（1）甲同學欲利用圖1裝置測量重力加速度，乙同學分析該裝置測量周期時，測量全振動次數較多時擺球容易做圓錐擺，于是提議利用圖2雙線擺和光電計數器測量當地的重力加速度。已知每根輕細線長度為，兩懸點間相距。當小球通過光電門（平衡位置）時，光電計數器計數1次，同時計時器開始計時。請回答下列問題：①如圖3，用螺旋測微器測得小球直徑。若計數器顯示的計數次數為，所用時間為，則雙線擺的振動周期，利用圖2測得當地重力加速度（用、、、、表示）。②若利用圖1測量重力加速度，由于擺球做圓錐擺導致測量的重力加速度（選填“偏大”或“偏小”。方案二：利用平拋運動測量當地重力加速度（2）如圖4所示，四分之一圓弧軌道固定在水平臺面上，在圓弧軌道最低點固定有壓力傳感器，將小球由圓弧軌道某一高度靜止釋放，小球經過軌道最低點時壓力傳感器顯示的壓力大小為，小球離開圓弧軌道后做平拋運動，圓弧軌道的半徑為，小球的質量為，拋出點距離地面的高度為，水平射程為，則當地的重力加速度測量值（用已經測得的量表示）。6．（2024?香坊區校級二模）電容器是一種重要的電學元件，在電工、電子技術中應用廣泛。使用圖甲所示電路觀察電容器的充、放電過程。電路中的電流傳感器可以捕捉瞬時的電流變化，它與計算機相連，可顯示電流隨時間的變化。圖甲直流電源電動勢、內阻不計，充電前電容器帶電量為零。先使與“1”端相連，電源向電容器充電。充電結束后，使與“2”端相連，直至放電完畢。計算機記錄的電流隨時間變化的曲線如圖乙所示。（1）在電容器充電與放電過程中，通過電阻的電流方向（選填“相同”或“相反”；（2）圖像陰影為曲線圖像與對應時間軸所圍成的面積，乙圖中陰影部分的面積（選填“”、“”或“”；（3）已知，則該電容器的電容值為法拉（保留兩位有效數字）；（4）由甲、乙兩圖可判斷阻值（選填“”或“”。7．（2024?北京）如圖甲所示，讓兩個小球在斜槽末端碰撞來驗證動量守恒定律。（1）關于本實驗，下列做法正確的是（填選項前的字母）。實驗前，調節裝置，使斜槽末端水平選用兩個半徑不同的小球進行實驗用質量大的小球碰撞質量小的小球（2）圖甲中點是小球拋出點在地面上的垂直投影，首先，將質量為的小球從斜槽上的位置由靜止釋放，小球落到復寫紙上，重復多次。然后，把質量為的被碰小球置于斜槽末端，再將質量為的小球從位置由靜止釋放，兩球相碰，重復多次。分別確定平均落點，記為、和為單獨滑落時的平均落點）。圖乙為實驗的落點記錄，簡要說明如何確定平均落點；分別測出點到平均落點的距離，記為、和。在誤差允許范圍內，若關系式成立，即可驗證碰撞前后動量守恒。（3）受上述實驗的啟發，某同學設計了另一種驗證動量守恒定律的實驗方案。如圖丙所示，用兩根不可伸長的等長輕繩將兩個半徑相同、質量不等的勻質小球懸掛于等高的點和點，兩點間距等于小球的直徑，將質量較小的小球1向左拉起至點由靜止釋放，在最低點與靜止于點的小球2發生正碰，碰后小球1向左反彈至最高點，小球2向右擺動至最高點。測得小球1，2的質量分別為和，弦長、、。推導說明，、、、、滿足什么關系即可驗證碰撞前后動量守恒。8．（2024?天心區校級模擬）小明在家中用一根輕彈簧、水瓶、細線、墻釘和貼在墻上的白紙等物品，驗證力的平行四邊形定則。實驗步驟如下：ⅰ．先用圖釘將彈簧一端固定在白紙上，彈簧另一端通過細繩懸掛礦泉水瓶（與墻、紙無摩擦），如圖甲所示；ⅱ．將另一細繩拴于細繩上點，并將細繩水平拉直后用圖釘固定，在白紙上：記下、、的位置，如圖乙所示；ⅲ．在保證點位置不變的情況下，交換彈簧與細繩的位置，使其方向與（ⅱ）中對應方向平行，如圖丙所示；ⅳ．按照上述方法改變彈簧與細繩的夾角多測幾次。（1）對于本實驗，下列說法或操作正確的是；（選填選項前的字母）．還需要用天平測出礦泉水的質量．還需要測量彈簧的原長以及圖甲、乙、丙中彈簧的長度．為了保證實驗結果盡可能準確，彈簧與細繩的夾角應該越大越好．步驟（ⅳ）中每次重復實驗時，都應保證點位置與第一次實驗記錄的位置一致（2）小明在進行步驟（ⅲ）時由于粗心將水瓶中的水灑落了少許，但彈簧和細繩的方向都與（ⅱ）中平行，點位置也與（ⅱ）中重合，這一操作（選填“會”或“不會”造成誤差。9．（2024?鯉城區校級二模）如圖1所示為某多用電表的歐姆擋“”擋內部電路示意圖。表頭滿偏電流、內阻，電源的電動勢設計值為。（1）該多用電表的表筆應為（填“紅”或“黑”表筆。（2）由于長時間未使用，該多用表內部電源電動勢發生了變化，但仍可歐姆調零。為了測得其內部電源的電動勢，實驗步驟如下：①將選擇開關旋至歐姆“”擋位，紅、黑表筆短接進行歐姆調零；②將一電阻箱串聯在兩表筆間，實驗電路如圖2所示，為使測量過程指針偏轉范圍盡量大些，電阻箱應選用（填字母序號）；．最大阻值．最大阻值③調節電阻箱的阻值，當多用表的指針如圖3所示時，通過表頭的電流為；④連續調節電阻箱的阻值，記錄多組電阻箱阻值和通過毫安表的電流，作出圖像如圖4所示，則現在的電源電動勢。（3）用該歐姆表測得一定值電阻的阻值為，如果操作無誤，不考慮偶然誤差的情況下，則該定值電阻的實際阻值為。10．（2024?鎮海區模擬）（1）某實驗小組用如圖所示的裝置做“驗證動量守恒定律”的實驗。如果用天平稱出兩個大小相同小球的質量、實驗時用質量為的小球作為被碰小球，則（填“”“”或“”。實驗時先讓小球多次從斜槽上位置由靜止釋放，通過白紙和復寫紙找到其平均落地點的位置，圖中點是小球拋出點在水平地面上的豎直投影，測出平拋射程；然后把小球靜置于軌道的水平部分末端，仍將入射小球從斜槽上位置由靜止釋放，與被碰小球發生正碰，并多次重復該操作，兩小球平均落地點位置分別為、，測出兩小球相碰后的平拋射程、，則在實驗誤差允許范圍內，若滿足關系式（用所測物理量的字母表示），則可以認為兩小球碰撞前后動量守恒。如果實驗時將斜槽固定好后，用閃光頻率一定的頻閃照相機研究兩小球的碰撞過程。先只讓小球從斜槽上位置由靜止開始釋放，小球離開斜槽后，頻閃照相機連續拍攝小球的兩位置如圖乙所示；再將小球放在斜槽的末端，讓小球仍從位置處由止開始釋放，使它們碰撞，頻閃照相機連續拍攝下兩個小球的位置如圖丙所示；需要的物理量已經在圖中標出。兩小球在碰地過程中若動量守恒，滿足的關系式為。（2）某同學在做“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗時在水面均勻地撒上一層爽身粉。在液面上方滴入一滴油酸酒精溶液后，形成了如圖丁所示形狀的油膜，該同學認為形成油膜面積過小，測量面積時誤差較大。該同學接著再依次滴入第二滴、第三滴油酸酒精溶液。但該同學發現滴入油酸酒精溶液后形成的油膜面積先略有增加，后又很快縮小，基本上恢復到滴入第一滴溶液后的油膜面積。造成滴入多滴油酸酒精溶液后，油膜面積基本不變的原因是。若該同學用三滴油酸酒精溶液中油酸的體積及對應形成的面積計算分子直徑，計算得到的分子直徑與實際分子直徑相比。（選填“偏大”、“偏小”或“基本相同”11．（2024?龍鳳區校級模擬）某同學用三根完全相同的彈簧設計了如下實驗，以探究彈簧的勁度系數。（1）將彈簧上端均固定在鐵架臺上相同高度的橫桿上，甲裝置用一根彈簧掛物塊，乙裝置用另外兩根彈簧掛大小相同但質量不同的物塊，在物塊正下方的距離傳感器可以測出物塊到傳感器的距離，此時剛好均為，如圖所示，則是的倍。（2）只交換兩物塊的位置，此時甲裝置的距離傳感器顯示為，彈簧相對原長的形變量為△；乙裝置中的每根彈簧相對原長的形變量為△，則△是△的倍。（3）已知物塊質量，當地重力加速度為，該同學測得、，則每根彈簧的勁度系數。12．（2024?重慶）元代王禎《農書》記載了一種人力汲水灌田農具——戽斗。某興趣小組對戽斗汲水工作情況進行模型化處理，設計了如圖甲所示實驗，探究戽斗在豎直面內的受力與運動特點。該小組在位于同一水平線上的、兩點，分別固定一個小滑輪，將連結沙桶的細線跨過兩滑輪并懸掛質量相同的砝碼，讓沙桶在豎直方向沿線段的垂直平分線運動。當沙桶質量為時，沙桶從點由靜止釋放，能到達最高點，最終停在點。分析所拍攝的沙桶運動視頻，以點為坐標原點，取豎直向上為正方向。建立直角坐標系，得到沙桶位置隨時間的圖像如圖乙所示。（1）若將沙桶上升過程中的某一段視為勻速直線運動，則此段中隨著連結沙桶的兩線間夾角逐漸增大，每根線對沙桶的拉力（選填“逐漸增大”“保持不變”“逐漸減小”。沙桶在點的加速度方向（選填“豎直向上”“豎直向下”。（2）由圖乙可知，沙桶從開始運動到最終停止，機械能增加（保留兩位有效數字，。13．（2024?南寧模擬）在做“用電流表和電壓表測電池的電動勢（約和內電阻（約”的實驗時，某同學利用圖甲所示的實物間的連線圖進行測量，下列器材可供選用：．電流表：量程，內阻約．電流表：量程，內阻約．電壓表：量程，內阻約．滑動變阻器，額定電流．待測電池、開關、導線（1）請根據實物間的連線圖在圖中方框中畫出電路圖；（2）為了讓測量結果盡量準確，電流表應選用（填器材前的字母代號）；（3）根據實驗數據作出的圖像如圖乙所示，則該電池的電動勢，內阻；（結果均保留兩位小數）（4）該同學在實驗中發現，在保證所有器材安全的情況下，調節滑動變阻器的滑片時，電壓表的示數取不到以下，出現這一現象的原因可能是，改進的方法為。14．（2024?羅湖區校級模擬）在探究熱敏電阻的特性及其應用的實驗中，為了測量熱敏電阻在到之間多個溫度下的阻值，一實驗小組設計了如圖甲所示電路。其實驗步驟如下：①連接電路，在保溫容器中加入適量開水；②加入適量的冰水，待溫度穩定后，測量該溫度下熱敏電阻的阻值；③重復第②步操作若干次，測得多組數據。（1）該小組用多用電表“”擋測熱敏電阻在某溫度下的阻值，發現表頭指針偏轉的角度很大；為了準確地進行測量，應換到擋（選填“”或“”；如果換擋后就用表筆直接連接熱敏電阻進行讀數，那么欠缺的實驗步驟是：，補上該步驟后，表盤的示數如圖乙所示，則它的電阻是。（2）利用上述實驗方法測得熱敏電阻在不同溫度下的阻值如表。溫度4.19.014.320.028.038.245.560.4電阻2001601006045302515該小組利用上述熱敏電阻、電動勢（內阻不計）的電源、定值電阻（其中阻值有、、三種可供選擇）、控制開關和加熱系統，設計了、、三種電路，以實現環境溫度控制。現要求將環境溫度控制在之間，且當1、2兩端電壓大于時，控制開關開啟加熱系統加熱。則應選擇的電路是，定值電阻的阻值應選，1、2兩端的電壓小于時，自動關閉加熱系統（不考慮控制開關對電路的影響）。15．（2024?黃陂區校級二模）學習小組要測量一個電阻的電阻率，已知其長度為，額定電壓為。（1）用螺旋測微器測量該電阻的直徑，示數如圖甲所示，其直徑；（2）粗測該電阻的阻值為，為精確測量其阻值，該同學設計的測量電路如圖乙所示，其中蓄電池電動勢約為（內阻不計）、滑動變阻器最大阻值為、定值電阻、保護電阻。要求滑動變阻器在接近全電阻范圍內可調，且測量時電表的讀數不小于其量程的，則圖乙中圓圈①位置接入、圓圈②位置應接入（均選填器材前的字母序號）；．電流表（量程為，內阻．電流表（量程為，內阻．電壓表（量程為，內阻（3）實驗中根據兩電表讀數作出如圖丙所示的圖線（坐標均為國際單位），已知圖線的斜率為，則所測該電阻的阻值（用題中已知所測物理量符號表示），研究實驗誤差時發現實驗所用定值電阻的阻值比標稱值小，則電阻率的測量值將（選填“偏大”、“偏小”或“不變”。16．（2024?黔南州二模）某實驗小組的同學在實驗室找到了一段粗細均勻、電阻率較大的電阻絲，設計了如圖甲所示的電路進行了實驗探究，其中為電阻絲，其橫截面積大小為，是阻值為的定值電阻。正確接線后，閉合開關，調節滑片，記錄電壓表示數、電流表示數以及對應的長度，通過調節滑片，記錄多組、、的值。（1）實驗室提供“、”雙量程電流表，在本實驗中該同學選用擋。實驗過程中，測得某次電流表的示數如圖乙所示，則此時電流大小為；（2）根據實驗數據繪出的圖像如圖丙所示，由圖丙可得電池的電動勢，內阻。（結果均保留兩位有效數字）；由于電表內阻的影響，通過圖像法得到的電動勢的測量值其真實值（選填“大于”、“等于”或“小于”；（3）根據實驗數據可進一步繪出圖像如圖丁所示，根據圖像可得電阻絲的電阻率；圖丁中所作圖線不通過地標原點的原因是。17．（2024?重慶）探究電容器充放電規律，實驗裝置如圖甲所示，有電源，定值電阻，電容器，單刀雙擲開關。（1）為測量電容器充放電過程電壓和電流變化，需在①、②處接入測量儀器，位置②應該接入測（電流、電壓）儀器。（2）接通電路并接通開關，當電壓表示數最大時，電流表示數為。（3）根據測到數據，某過程中電容器兩端電壓與電流的關系圖如圖乙所示。該過程為（充電、放電）。放電過程中電容器兩端電壓隨時間變化關系如圖丙所示。時消耗的功率。18．（2024?福建）某實驗小組探究不同電壓下紅光和藍光發光元件的電阻變化規律，并設計一款彩光電路。所用器材有：紅光和藍光發光元件各一個、電流表（量程、電壓表（量程、滑動變阻器（最大阻值，額定電流、5號電池（電動勢兩節、開關、導線若干。（1）圖（a）為發光元件的電阻測量電路圖，按圖接好電路；（2）滑動變阻器滑片先置于（填“”或“”端，再接通開關，多次改變滑動變阻器滑片的位置，記錄對應的電流表示數和電壓表示數；（3）某次電流表示數為時，電壓表示數如圖（b）所示，示數為，此時發光元件的電阻為（結果保留3位有效數字）；（4）測得紅光和藍光發光元件的伏安特性曲線如圖（c）中的Ⅰ和Ⅱ所示。從曲線可知，電流在范圍內，兩個發光元件的電阻隨電壓變化的關系均是：；（5）根據所測伏安特性曲線，實驗小組設計一款電路，可使紅光和藍光發光元件同時在的電流下工作。在圖（d）中補充兩條導線完成電路設計。19．（2024?福建）某小組基于動量守恒定律測量玩具槍子彈離開槍口的速度大小，實驗裝置如圖（a）所示。所用器材有：玩具槍、玩具子彈、裝有擋光片的小車、軌道、光電門、光電計時器、十分度游標卡尺、電子秤等。實驗步驟如下：（1）用電子秤分別測量小車的質量和子彈的質量；（2）用游標卡尺測量擋光片寬度，示數如圖（b）所示，寬度；（3）平衡小車沿軌道滑行過程中的阻力。在軌道上安裝光電門和，讓裝有擋光片的小車以一定初速度由右向左運動，若測得擋光片經過、的擋光時間分別為、，則應適當調高軌道的（填“左”或“右”端。經過多次調整，直至擋光時間相等；（4）讓小車處于的右側，槍口靠近小車，發射子彈，使子彈沿軌道方向射出并粘在小車上，小車向左運動經過光電門，測得擋光片經過的擋光時間△；（5）根據上述測量數據，利用公式（用、、、△表示）即可得到子彈離開槍口的速度大小；（6）重復步驟（4）五次，并計算出每次的值，填入下表；次數12345速度59.160.960.358.759.5（7）根據表中數據，可得子彈速度大小的平均值為。（結果保留3位有效數字）20．（2024?甘肅模擬）（1）“測量玻璃的折射率”的實驗中，某同學在白紙上放好玻璃磚，和分別是玻璃磚與空氣的兩個界面，如圖甲所示。在玻璃磚的一側插上兩枚大頭針和，用“”表示大頭針的位置，然后在另一側透過玻璃磚觀察，并依次插上大頭針和，在插和時，應使。（選填正確選項前的字母）．插上大頭針，使僅擋住的像．插上大頭針，使擋住的像和的像．插上大頭針，使擋住和、的像．插上大頭針，使僅擋住（2）在用兩面平行的玻璃磚測定玻璃折射率的實驗中，下列說法正確的是。（選填正確選項前的字母）．為了減小作圖誤差，和的距離應適當取大些．如果光在界面的入射角大于臨界角，光將不會進入玻璃磚．不論光以什么角度從射入，經一次折射后到達界面都能射出（3）另一位同學在“測量玻璃的折射率”實驗中，為了防止筆尖碰到玻璃磚面而損傷玻璃磚，該同學畫出的玻璃磚界面、如圖乙所示。其他操作均正確，該同學測得的折射率與真實值相比。（填“偏大”“偏小”或“不變”21．（2024?北京一模）某實驗小組用如圖1所示的裝置驗證機械能守恒定律。（1）在實驗操作過程中，下列做法正確的是．實驗中打點計時器可以使用直流電源．實驗時應先接通打點計時器的電源再釋放紙帶．實驗時紙帶與打點計時器的兩個限位孔應在同一豎直線上．打點計時器、天平和刻度尺都是本實驗必須使用的測量儀器（2）如圖2所示為某次實驗打出的紙帶，取紙帶上連續的五個點、、、、，通過測量并計算出點距起始點的距離為，間的距離為，間的距離為，若相鄰兩點的時間間隔為，重錘質量為，重力加速度為。根據這些條件計算從點到點的過程中重錘重力勢能的減少量△，動能的增加量△。（3）利用該裝置還可以測量當地的重力加速度：某同學的做法是以各點到起始點的距離為橫坐標，以各點速度的平方為縱坐標，建立直角坐標系，用實驗測得的數據繪制出圖像，如圖3所示。請畫出圖線并求得當地重力加速度。（結果保留三位有效數字）（4）小剛利用氣墊導軌和光電門等器材驗證機械能守恒定律，圖4是實驗裝置的示意圖。實驗時開啟氣泵，先將氣墊導軌調至水平，然后滑塊通過細線與托盤和砝碼相連。將滑塊從圖示位置由靜止釋放，讀出擋光條通過光電門的擋光時間為。已知剛釋放時擋光條到光電門的距離為，擋光條的寬度為，且，托盤和砝碼的總質量為，滑塊和擋光條的總質量為，當地的重力加速度為。在滑塊從靜止釋放到運動到光電門的過程中，系統重力勢能的減少量△；系統動能的增加量△。在誤差允許的范圍內，如果△△，則可驗證系統的機械能守恒。22．（2024?鼓樓區校級模擬）（1）在探究楞次定律的實驗中，除需要已知繞向的螺線管、條形磁鐵外，還要用到一個電表，請從下列電表中選擇。．量程為的電壓表．量程為的電流表．量程為的電流表．零刻度在中間的靈敏電流計（2）某同學按下列步驟進行實驗：①將已知繞向的螺線管與電表連接；②設計表格：記錄將磁鐵、極插入或抽出過程中引起感應電流的磁場方向、磁通量的變化、感應電流的方向、感應電流的磁場方向；③分析實驗結果，得出結論。上述實驗中，漏掉的實驗步驟是要查明的關系。（3）在上述實驗中，當磁鐵插入螺線管的速度越快，電表指針偏角（選填“不變”“變大”或“變小”。23．（2024?重慶模擬）某同學利用一個多用電表（表盤如圖乙所示）測量一個內阻約、滿偏電流的電流表的內阻，主要步驟如下：（1）歐姆擋的選擇開關撥至倍率（填“”“”或“”擋，先將紅、黑表筆短接調零后，將多用電表中“黑表筆”接到電流表（填“”或“”接線柱上，“紅表筆”接另一個接線柱；（2）多用電表表盤中的指針和電流表表盤指針所指位置如圖乙、丙所示，該同學讀出歐姆表的讀數為，這時電流表的讀數為；（3）測量結束后，將選擇開關撥到擋；（4）通過進一步分析還可得到多用電表內部電池的電動勢為。24．（2024?羅湖區校級模擬）如圖所示是“探究加速度與力、質量的關系”的實驗裝置。（1）該實驗中同時研究三個物理量間的關系是很困難的，因此我們采用的研究方法是。．小量放大法．控制變量法．等效替代法（2）為了減少實驗誤差，小李進行了平衡摩擦的操作：取下槽碼，小車接上紙帶置于木板靠近打點計時器的一側并將紙帶穿過打點計時器，調節木板傾角，直至（請填寫剩余步驟）。（3）在小車質量（選填“遠大于”或“遠小于”槽碼質量時，可以認為細繩拉力近似等于槽碼的重力。上述做法引起的誤差為（選填“系統誤差”或“偶然誤差”。為減小此誤差，下列可行的方案是。．用氣墊導軌代替普通導軌，滑塊代替小車．在小車上加裝遮光條，用光電計時系統代替打點計時器．在小車與細繩之間加裝力傳感器，測出小車所受拉力大小25．（2024?西城區二模）某同學用如圖1所示的裝置來完成“驗證動量守恒定律”實驗。用天平測量小球1和2的質量分別為、，且。在木板上鋪一張白紙，白紙上面鋪放復寫紙，記下重垂線所指的位置。先不放球2，使球1從斜槽上某一點由靜止滾下，多次實驗，找到其落點的平均位置。再把球2靜置于斜槽軌道末端，讓球1仍從處由靜止釋放，與球2相碰后兩球均落在水平木板上，多次重復該過程，找到兩球落點的平均位置和。（1）本實驗應滿足的條件是。軌道光滑調節斜槽末端水平小球1的半徑等于小球2的半徑需要的測量儀器有刻度尺和秒表（2）用刻度尺測量出水平射程、、，在誤差允許的范圍內，若滿足關系，可說明兩個小球的碰撞過程動量守恒。（3）本實驗通過測量小球做平拋運動的水平射程來代替小球碰撞前后的速度，依據是。（4）某同學拍攝了臺球碰撞的頻閃照片如圖2所示，在水平桌面上，臺球1向右運動，與靜止的臺球2發生碰撞。已知兩個臺球的質量相等，他測量了臺球碰撞前后相鄰兩次閃光時間內臺球運動的距離、、，其中與連線的夾角為，與連線的夾角為。從理論分析，若滿足關系，則可說明兩球碰撞前、后動量守恒：再滿足關系，則可說明是彈性碰撞。

2025年高考物理解密之實驗題參考答案與試題解析一．實驗題（共25小題）1．（2024?天津）某同學研究閉合電路的規律。①根據閉合電路的歐姆定律得出了電源輸出功率與外電路電阻關系圖像，如圖1所示，則的峰值對應的外電路電阻值應等于電源內阻（填“大于”、“小于”或“等于”；②測定電源的電動勢和內阻，可供選用的器材有：．電壓表（量程，內阻約為．電流表（量程，內阻約為．滑動變阻器（最大阻值，額定電流．滑動變阻器（最大阻值，額定電流．待測電源（電動勢約為，內阻約為．開關、導線若干（1）實驗中所用的滑動變阻器應選（填器材前字母代號）；（2）實物電路如圖2所示，單刀雙擲開關可分別與1、2端閉合，為使電源內阻的測量結果更接近真實值，應與端閉合。【答案】①等于；②（1）；（2）2【考點】測量普通電源的電動勢和內阻【專題】實驗探究能力；實驗題；實驗分析法；恒定電流專題；定量思想【分析】①根據閉合電路的歐姆定律：，電源輸出功率：，聯合解得取最大值時的電流應滿足的條件，再結合：，可求得此時外電路電阻值與電源內阻的關系。②（1）實驗時滑動變阻器串聯在電路里，為了操作方便，應選擇最大阻值與電源內阻相差不多的滑動變阻器。（2）電源內阻與電流表內阻均約為，而電源內阻遠小于電壓表內阻，根據電流表相對于電源的內、外接法對測量得到的內阻的誤差的大小的影響，確定電流表的接法，從而可得應與哪端閉合。【解答】解：①根據閉合電路的歐姆定律：電源輸出功率可得時，取最大值，再結合，可得此時有：，即的峰值對應的外電路電阻值應等于電源內阻。②（1）待測電源內阻較小約為，實驗時滑動變阻器串聯在電路里，用以調節路端電壓，為了操作方便，滑動變阻器應選擇最大阻值較小的。（2）由圖2所示的實物電路，可知單刀雙擲開關與1端閉合時，電流表的接法是相對于電源的內接，測量得到的內阻是電源內阻值與電流表內阻之和，因電源內阻與電流表內阻均約為，故內阻測量誤差較大。而單刀雙擲開關與2端閉合時，電流表的接法是相對于電源的外接，測量得到的內阻值是電源內阻與電壓表內阻并聯的等效電阻值，因電源內阻遠小于電壓表內阻，故內阻測量誤差較小。故為使電源內阻的測量結果更接近真實值，應與2端閉合。故答案為：①等于；②（1）；（2）2【點評】本題考查了測定電源的電動勢和內阻的實驗和電源輸出功率與外電路電阻關系的問題。掌握應用伏安法測量電源的電動勢和內阻時，電流表的不同接法所產生的系統誤差的具體情況。2．（2024?天津）某同學用圖示裝置探究加速度與力的關系。（1）為補償打點計時器對小車的阻力及其他阻力，調節木板傾角，使小車在不掛槽碼時運動，并打出紙帶進行檢驗，圖中能表明補償阻力恰當的是；（2）某次實驗得到一條紙帶，部分計數點如圖2所示（每相鄰兩個計數點間還有4個點，圖中未畫出），測得，，，。已知打點計時器所接交流電源頻率為，則小車的加速度（要求充分利用測量數據，結果保留兩位有效數字）；（3）該同學將一個可以直接測出繩子拉力的傳感器安裝在小車上，小車和傳感器總質量為。按要求補償阻力后，該同學共進行了四次實驗，懸掛的槽碼質量依次為、、、。處理數據時，用兩種方式得到小車（含傳感器）受到的合力，一種將槽碼所受重力當作合力、另一種將傳感器示數當作合力，則這兩種方式得到的合力差異最大時，槽碼質量為。【答案】（1）；（2）0.51；（3）40【考點】探究加速度與力、質量之間的關系【專題】定量思想；實驗探究能力；牛頓運動定律綜合專題；實驗題；實驗分析法【分析】（1）補償阻力時，應使小車在不掛槽碼時做勻速直線運動，打出的紙帶上的點跡應是均勻分布的。（2）根據打點計時器所接交流電源的頻率，確定打相鄰兩個計數點的時間間隔。根據：△，應用逐差法求得加速度。（3）依據題意，應用牛頓第二定律求得這兩種方式得到的合力差的大小與槽碼質量的關系式，根據得到的關系式分析判斷。【解答】解：（1）補償阻力時，應使小車在不掛槽碼時做勻速直線運動，打出的紙帶上的點跡應是均勻分布的，故圖能表明補償阻力是恰當的，故正確，錯誤。故選：。（2）已知打點計時器所接交流電源頻率為，打相鄰兩個計數點的時間間隔為：根據△，應用逐差法可得：（3）設小車和傳感器總質量為，懸掛的槽碼質量為。若將槽碼所受重力當作合力，即：對小車和傳感器，以及懸掛的槽碼整體，由牛頓第二定律得：可得：若將傳感器示數當作合力，根據牛頓第二定律得：則這兩種方式得到的合力差的大小為：顯然，槽碼質量越大時，此合力差異越大，則槽碼質量最大為時，這兩種方式得到的合力差異最大。故答案為：（1）；（2）0.51；（3）40【點評】本題考查了探究加速度與力的關系的實驗。掌握應用逐差法求解加速度的方法，以及實驗中如何測量合力的方法。3．（2024?南昌模擬）研究物體的運動時，除了使用打點計時器計時外，也可以使用數字計時器。計時系統的工作要借助于光源和光敏管（統稱光電門）。光源和光敏管相對，它射出的光使光敏管感光。當滑塊經過時，其上的遮光條把光遮住，與光敏管相連的電子電路自動記錄遮光時間的長短，通過數碼屏顯示出來。根據遮光條的寬度和遮光時間，可以算出滑塊經過時的速度。如圖1，在滑塊上安裝寬度為的遮光條，滑塊在牽引力作用下由靜止開始運動并通過光電門，配套的數字計時器記錄了遮光條的遮光時間△為。（1）遮光條通過光電門的平均速度2.0（保留兩位有效數字），由于遮光條的寬度很小，所以這個速度可以近似看作遮光條通過光電門的瞬時速度。（2）考慮到“光電門的光源射出的光有一定的粗細，數字計時器內部的電子電路有一定的靈敏度”，若當遮光條遮住光源射出光的，即認為光被遮住，則第（1）問中的測量值比真實值（選填“偏大”或“偏小”。（3）用形擋光片便可消除上述系統誤差。某同學換用如圖2所示的形擋光片重復上述實驗，若數字計時器顯示兩次開始遮光的時間間隔為△，則滑塊通過光電門的瞬時速度。（用、△表示）【答案】（1）2.0；（2）偏大；（3）。【考點】光電門測量物體速度【專題】定量思想；實驗分析法；直線運動規律專題；實驗探究能力【分析】（1）根據平均速度計算；（2）因為當遮光條遮住光源射出光的，認為光被遮住，所以擋光時間變短，據此分析；（3）根據平均速度計算。【解答】解：（1）遮光條通過光電門的平均速度為（2）由于光電門的光源射出的光有一定的粗細，且當遮光條遮住光源射出光的，認為光被遮住，即擋光時間變短，所以平均速度的測量值比真實值偏大。（3）若采用形擋光片，則數字計時器顯示兩次開始遮光的時間間隔內，滑塊的位移為，所以故答案為：（1）2.0；（2）偏大；（3）。【點評】掌握運用光電門測量速度的方法，會進行誤差分析。4．（2025?邯鄲一模）智能化育苗蔬菜基地對環境要求嚴格，其中包括對光照強度的調控，小明準備利用所學知識設計智能光控電路。智能光控電路的核心元件是光敏電阻。（1）（多選）小明首先利用圖1中多用電表粗略測量了光敏電阻阻值。下列關于實驗過程的描述，正確的是。用不同擋位測量光敏電阻的阻值時，必須重新機械調零測量電阻時，如果指針偏轉過大，應將選擇開關撥至倍率較小的擋位，重新調零后測量圖1中光敏電阻測量值測量光敏電阻阻值時，應該把該電阻與電路斷開（2）為了精確測量多組不同光照強度下光敏電阻的阻值，小明采用圖2中的實驗器材進行實驗，部分實物連接已經完成，描繪的阻值隨照度反映光照的強弱，光越強，照度越大，單位為勒克斯變化的圖像如圖3。根據圖3可知，光敏電阻的阻值隨照度減小而（選填“增大”或“減小”。若電壓表的量程為，內阻約為，毫安表的量程為，內阻約為，請將圖2中導線、連接在合適的位置，形成完整測量電路。（3）小明設計如圖4所示的智能光控電路。當光敏電阻兩端的電壓增加到一定值時照明系統開始工作，自動控制系統開始補光。為了照度更小時，自動控制系統就開始補光，則需要（選填“增大”或“減小”電阻箱的阻值。【答案】（1）；（2）增大，電路圖如上所示；（3）增大。【考點】研究熱敏、光敏、壓敏等可變電阻的特性【專題】恒定電流專題；推理論證能力；推理法；定量思想【分析】（1）根據歐姆表的使用注意事項以及歐姆表的讀數規則進行分析解答；（2）根據粗測出的電阻值選擇滑動變阻器的接法和電流表的接法，再補充完成實物連線；（3）根據題目要求結合串并聯電路的特點分析判斷的調整情況。【解答】解：（1）用不同擋位測量光敏電阻阻值時，應重新進行歐姆調零而非機械調零，故錯誤；測量電阻時，如果指針偏轉過大，表明待測電阻的阻值太小，應將選擇開關撥至倍率較小的擋位，重新調零后測量，故正確；根據歐姆表的讀數規則，圖1中光敏電阻測量值，故錯誤；測量電路中的某個電阻，應該把該電阻與電路斷開，故正確。故選：。（2）由圖3可知，光敏電阻的阻值隨照度減小而增大，而且光敏電阻的阻值比較大，均在幾千歐，所以電路應該選用電流表內接法；實驗需測量多組數據，因此電路采用分壓式接法，所以導線應接在滑動變阻器的下接線柱，導線接在電流表正接線柱，如圖所示（3）照度越小，光敏電阻的阻值越大，同等條件下分得的電壓越大，若要保持光敏電阻兩端電壓不變，就要增大的阻值。故答案為：（1）；（2）增大，電路圖如上所示；（3）增大。【點評】考查歐姆表的使用讀數問題以及伏安法測電阻時的電流表接法、滑動變阻器的接法等，會根據題意進行準確分析解答。5．（2025?邯鄲一模）重力加速度是物理學中一個重要概念，它描述了在地球表面附近自由落體運動的加速度。某探究小組確定了兩種方案測量重力加速度，一是利用單擺測量重力加速度，二是利用平拋運動測量重力加速度。方案一：利用單擺測量當地重力加速度（1）甲同學欲利用圖1裝置測量重力加速度，乙同學分析該裝置測量周期時，測量全振動次數較多時擺球容易做圓錐擺，于是提議利用圖2雙線擺和光電計數器測量當地的重力加速度。已知每根輕細線長度為，兩懸點間相距。當小球通過光電門（平衡位置）時，光電計數器計數1次，同時計時器開始計時。請回答下列問題：①如圖3，用螺旋測微器測得小球直徑4.700。若計數器顯示的計數次數為，所用時間為，則雙線擺的振動周期，利用圖2測得當地重力加速度（用、、、、表示）。②若利用圖1測量重力加速度，由于擺球做圓錐擺導致測量的重力加速度（選填“偏大”或“偏小”。方案二：利用平拋運動測量當地重力加速度（2）如圖4所示，四分之一圓弧軌道固定在水平臺面上，在圓弧軌道最低點固定有壓力傳感器，將小球由圓弧軌道某一高度靜止釋放，小球經過軌道最低點時壓力傳感器顯示的壓力大小為，小球離開圓弧軌道后做平拋運動，圓弧軌道的半徑為，小球的質量為，拋出點距離地面的高度為，水平射程為，則當地的重力加速度測量值（用已經測得的量表示）。【答案】（1）4.700；；；偏大；（2）【考點】測定自由落體運動的加速度；用單擺測定重力加速度【專題】單擺問題；定量思想；推理法；實驗探究能力【分析】（1）根據螺旋測微器的精確度讀數，根據題意解得周期，結合單擺周期公式解得重力加速度；（2）根據牛頓第二定律結合平拋運動規律解答。【解答】解：（1）①螺旋測微器的精確度為，由圖3可知讀數為雙線擺的振動周期為雙線擺的等效擺長由單擺周期公式代入數據解得②單擺周期公式為解得圓錐擺的周期公式為為擺線與豎直方向的夾角），可知圓錐擺的周期小于單擺的周期，所以如果測量全振動次數較多時擺球做了圓錐擺，測得的周期偏小，由計算得到的偏大。（2）根據牛頓第二定律有根據平拋運動規律有，聯立解得故答案為：（1）4.700；；；偏大；（2）【點評】本題考查利用自由落體運動和單擺運動解得重力加速度，解題關鍵掌握實驗原理，注意牛頓第二定律的運用。6．（2024?香坊區校級二模）電容器是一種重要的電學元件，在電工、電子技術中應用廣泛。使用圖甲所示電路觀察電容器的充、放電過程。電路中的電流傳感器可以捕捉瞬時的電流變化，它與計算機相連，可顯示電流隨時間的變化。圖甲直流電源電動勢、內阻不計，充電前電容器帶電量為零。先使與“1”端相連，電源向電容器充電。充電結束后，使與“2”端相連，直至放電完畢。計算機記錄的電流隨時間變化的曲線如圖乙所示。（1）在電容器充電與放電過程中，通過電阻的電流方向相反（選填“相同”或“相反”；（2）圖像陰影為曲線圖像與對應時間軸所圍成的面積，乙圖中陰影部分的面積（選填“”、“”或“”；（3）已知，則該電容器的電容值為法拉（保留兩位有效數字）；（4）由甲、乙兩圖可判斷阻值（選填“”或“”。【答案】（1）相反；（2）；（3）0.15；（4）【考點】電容器的動態分析不變）——板間距離變化；電容的概念與物理意義【專題】推理能力；定性思想；推理法；電容器專題【分析】（1）分別分析充電和放電過程的電流方向并比較即可；（2）在圖像中，圖像與橫軸圍成的面積表示電荷量，因為充放電過程中電荷量相等，所以面積也相等；（3）根據圖像和橫軸圍成的面積表示電荷量，結合公式計算出電容器的電容；（4）根據充放電過程中的最大電流大小情況分析出電阻的大小情況。【解答】解：（1）由圖甲可知，電容器充電時，通過電阻的電流方向向左，放電時通過的電流方向向右，故在電容器充電與放電過程中通過的電流方向相反；（2）圖像中圖像與對應時間軸所圍成的面積表示電荷量，充電和放電電荷量相等，所以乙圖中陰影部分的面積；（3）由于電源內阻不計，可知電容器兩端電壓等于電源電動勢，則該電容器的電容值為：；（4）由圖乙可知，充電時的最大電流大于放電時的最大電流，則可知，故答案為：（1）相反；（2）；（3）0.15；（4）【點評】本題主要考查了電容器的動態分析，理解電容器的充電和放電的過程，理解圖像中圖像與橫軸圍成的面積表示電荷量。7．（2024?北京）如圖甲所示，讓兩個小球在斜槽末端碰撞來驗證動量守恒定律。（1）關于本實驗，下列做法正確的是（填選項前的字母）。實驗前，調節裝置，使斜槽末端水平選用兩個半徑不同的小球進行實驗用質量大的小球碰撞質量小的小球（2）圖甲中點是小球拋出點在地面上的垂直投影，首先，將質量為的小球從斜槽上的位置由靜止釋放，小球落到復寫紙上，重復多次。然后，把質量為的被碰小球置于斜槽末端，再將質量為的小球從位置由靜止釋放，兩球相碰，重復多次。分別確定平均落點，記為、和為單獨滑落時的平均落點）。圖乙為實驗的落點記錄，簡要說明如何確定平均落點；分別測出點到平均落點的距離，記為、和。在誤差允許范圍內，若關系式成立，即可驗證碰撞前后動量守恒。（3）受上述實驗的啟發，某同學設計了另一種驗證動量守恒定律的實驗方案。如圖丙所示，用兩根不可伸長的等長輕繩將兩個半徑相同、質量不等的勻質小球懸掛于等高的點和點，兩點間距等于小球的直徑，將質量較小的小球1向左拉起至點由靜止釋放，在最低點與靜止于點的小球2發生正碰，碰后小球1向左反彈至最高點，小球2向右擺動至最高點。測得小球1，2的質量分別為和，弦長、、。推導說明，、、、、滿足什么關系即可驗證碰撞前后動量守恒。【答案】（1）；（2）、用圓規畫圓，盡可能用最小的圓把各個落點圈住，這個圓的圓心位置代表平均落點；、；（3）、、、、需要滿足：，即可驗證碰撞前后動量守恒；推導過程見解答。【考點】驗證動量守恒定律【專題】定量思想；分析綜合能力；推理法；動量與動能定理或能的轉化與守恒定律綜合【分析】（1）根據實驗原理和實驗注意事項分析；（2）、根據最小圓法確定平均落點；、由動量守恒定律倒推出需要驗證的表達式；（3）根據動能定理結合動量守恒定律求解需要滿足的表達式。【解答】解：（1）、實驗要保證小球到達斜槽末端時以相等的速度做平拋運動，要求小球從斜槽的同一位置由靜止釋放且斜槽軌道末端水平即可，故正確；、為了保證兩球發生對心碰撞，兩球的半徑要相等，故錯誤；、為防止反彈，入射小球的質量必須大于被碰小球的質量，故正確。故選：。（2）、用圓規畫圓，盡可能用最小的圓把各個落點圈住，這個圓的圓心位置代表平均落點；若碰撞過程動量守恒，設小球的初速度方向為正方向，根據動量守恒定律應滿足，小球做平拋運動豎直位移相同，故運動時間相同，由可知，平拋初速度與水平位移成正比故應滿足的表達式為；（3）設輕繩長為，小球從偏角處靜止擺下，擺到最低點時的速度為，小球經過圓弧對應的弦長為則由動能定理得：由數學知識可知：聯立解得：若兩小球碰撞過程中動量守恒，選水平向右為正方向，則有其中，，整理可得：故答案為：（1）；（2）、用圓規畫圓，盡可能用最小的圓把各個落點圈住，這個圓的圓心位置代表平均落點；、；（3）、、、、需要滿足：，即可驗證碰撞前后動量守恒；推導過程見解答。【點評】此題全面考查了驗證動量守恒定律實驗的原理、操作過程、數據處理等內容，只要從基本原理出發可以解答屬，其中第三問需要利用數學知識分析。8．（2024?天心區校級模擬）小明在家中用一根輕彈簧、水瓶、細線、墻釘和貼在墻上的白紙等物品，驗證力的平行四邊形定則。實驗步驟如下：ⅰ．先用圖釘將彈簧一端固定在白紙上，彈簧另一端通過細繩懸掛礦泉水瓶（與墻、紙無摩擦），如圖甲所示；ⅱ．將另一細繩拴于細繩上點，并將細繩水平拉直后用圖釘固定，在白紙上：記下、、的位置，如圖乙所示；ⅲ．在保證點位置不變的情況下，交換彈簧與細繩的位置，使其方向與（ⅱ）中對應方向平行，如圖丙所示；ⅳ．按照上述方法改變彈簧與細繩的夾角多測幾次。（1）對于本實驗，下列說法或操作正確的是；（選填選項前的字母）．還需要用天平測出礦泉水的質量．還需要測量彈簧的原長以及圖甲、乙、丙中彈簧的長度．為了保證實驗結果盡可能準確，彈簧與細繩的夾角應該越大越好．步驟（ⅳ）中每次重復實驗時，都應保證點位置與第一次實驗記錄的位置一致（2）小明在進行步驟（ⅲ）時由于粗心將水瓶中的水灑落了少許，但彈簧和細繩的方向都與（ⅱ）中平行，點位置也與（ⅱ）中重合，這一操作（選填“會”或“不會”造成誤差。【答案】（1）；（2）會。【考點】探究兩個互成角度的力的合成規律【專題】實驗分析法；實驗能力；定性思想；共點力作用下物體平衡專題【分析】（1）本實驗是通過合力與分力作用效果相同，利用作圖方法驗證平行四邊形定則，已知兩個夾角，需要測量力的大小。根據胡克定律，力的大小與彈簧的伸長量成正比，力的大小可用彈簧伸長量來表示，因此必須測量彈簧的伸長量；（2）根據平衡條件分析，彈簧彈力會變化，據此判斷實驗是否會造成誤差。【解答】解：（1）．根據實驗原理可知甲圖可測量合力，乙、丙兩圖測量分力，結合胡克定律可知還需要測量彈簧的原長以及圖甲、乙、丙中彈簧的長度，以便測量三個力的大小，不需要用天平測量礦泉水的質量，故錯誤，正確；．為了保證實驗結果盡可能準確，彈簧與細繩的夾角適當即可，故錯誤；．步驟（ⅳ）中每次重復實驗時，不需要保證點位置與第一次實驗記錄的位置一致，從而使實驗更具有普遍性，故正確。故選：。（2）小明在進行步驟（ⅲ）時由于粗心將水瓶中的水灑落了少許，雖然彈簧和細繩的方向都與（ⅱ）中平行，點位置也與（ⅱ）中重合，會導致彈簧彈力變小，從而造成實驗誤差。故答案為：（1）；（2）會。【點評】本實驗應用胡克定律，需要測量彈簧伸長量。掌握實驗原理，從多個角度分析理解實驗，提高分析解決問題的能力。9．（2024?鯉城區校級二模）如圖1所示為某多用電表的歐姆擋“”擋內部電路示意圖。表頭滿偏電流、內阻，電源的電動勢設計值為。（1）該多用電表的表筆應為紅（填“紅”或“黑”表筆。（2）由于長時間未使用，該多用表內部電源電動勢發生了變化，但仍可歐姆調零。為了測得其內部電源的電動勢，實驗步驟如下：①將選擇開關旋至歐姆“”擋位，紅、黑表筆短接進行歐姆調零；②將一電阻箱串聯在兩表筆間，實驗電路如圖2所示，為使測量過程指針偏轉范圍盡量大些，電阻箱應選用（填字母序號）；．最大阻值．最大阻值③調節電阻箱的阻值，當多用表的指針如圖3所示時，通過表頭的電流為；④連續調節電阻箱的阻值，記錄多組電阻箱阻值和通過毫安表的電流，作出圖像如圖4所示，則現在的電源電動勢。（3）用該歐姆表測得一定值電阻的阻值為，如果操作無誤，不考慮偶然誤差的情況下，則該定值電阻的實際阻值為。【答案】故答案為：（1）紅；（2）；6.0；1.4；（3）280。【考點】測量普通電源的電動勢和內阻；練習使用多用電表（實驗）【專題】定量思想；實驗能力；實驗題；實驗分析法；實驗探究題；恒定電流專題【分析】（1）歐姆表的內部電流從黑表筆流出，紅表筆流入，據此分析作答；（2）②歐姆表的倍率為“”時，歐姆表的中值電阻為，據此分析作答；③量程為，電流表的分度值為，采用“半格估讀法”讀數；④根據閉合電路的歐姆定律求解函數，結合圖像斜率的含義求電動勢；（3）根據閉合電路的歐姆定律進行分析。【解答】解：（1）歐姆表的內部電流從電流從黑表筆流出，紅表筆流入，因此該多用電表的表筆應為紅表筆。（2）②歐姆表的倍率為“”時，歐姆表的中值電阻為，為使測量過程指針偏轉范圍盡量大些，電阻箱應選用阻值較大的電阻，故錯誤，正確。故選：。③量程為，電流表的分度值為，通過表頭的電流為；④根據閉合電路歐姆定律可得變形得圖像的斜率結合圖像斜率的含義，電動勢；（3）當電源的電動勢為時，根據閉合電路的歐姆定律有歐姆表的內阻當電動勢為時，根據閉合電路的歐姆定律有歐姆表的內阻聯立解得。故答案為：（1）紅；（2）；6.0；1.4；（3）280。【點評】本題考查歐姆表的原理，電源電動勢的測量，注意掌握此類問題的解決方法還是閉合電路歐姆定律的應用，能夠正確進行實驗誤差的分析。10．（2024?鎮海區模擬）（1）某實驗小組用如圖所示的裝置做“驗證動量守恒定律”的實驗。如果用天平稱出兩個大小相同小球的質量、實驗時用質量為的小球作為被碰小球，則（填“”“”或“”。實驗時先讓小球多次從斜槽上位置由靜止釋放，通過白紙和復寫紙找到其平均落地點的位置，圖中點是小球拋出點在水平地面上的豎直投影，測出平拋射程；然后把小球靜置于軌道的水平部分末端，仍將入射小球從斜槽上位置由靜止釋放，與被碰小球發生正碰，并多次重復該操作，兩小球平均落地點位置分別為、，測出兩小球相碰后的平拋射程、，則在實驗誤差允許范圍內，若滿足關系式（用所測物理量的字母表示），則可以認為兩小球碰撞前后動量守恒。如果實驗時將斜槽固定好后，用閃光頻率一定的頻閃照相機研究兩小球的碰撞過程。先只讓小球從斜槽上位置由靜止開始釋放，小球離開斜槽后，頻閃照相機連續拍攝小球的兩位置如圖乙所示；再將小球放在斜槽的末端，讓小球仍從位置處由止開始釋放，使它們碰撞，頻閃照相機連續拍攝下兩個小球的位置如圖丙所示；需要的物理量已經在圖中標出。兩小球在碰地過程中若動量守恒，滿足的關系式為。（2）某同學在做“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗時在水面均勻地撒上一層爽身粉。在液面上方滴入一滴油酸酒精溶液后，形成了如圖丁所示形狀的油膜，該同學認為形成油膜面積過小，測量面積時誤差較大。該同學接著再依次滴入第二滴、第三滴油酸酒精溶液。但該同學發現滴入油酸酒精溶液后形成的油膜面積先略有增加，后又很快縮小，基本上恢復到滴入第一滴溶液后的油膜面積。造成滴入多滴油酸酒精溶液后，油膜面積基本不變的原因是。若該同學用三滴油酸酒精溶液中油酸的體積及對應形成的面積計算分子直徑，計算得到的分子直徑與實際分子直徑相比。（選填“偏大”、“偏小”或“基本相同”【答案】（1），，；（2）爽身粉太厚，不能形成單分子油膜；偏大。【考點】驗證動量守恒定律【專題】分析綜合能力；動量與動能定理或能的轉化與守恒定律綜合；定量思想；推理法【分析】（1）為防止碰撞后入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量；應用動量守恒定律求出實驗需要驗證的表達式；（2）根據實驗原理分析出面積不變的原因，結合分子直徑的計算公式得出測量值和計算值的大小關系。【解答】解：（1）為防止碰撞后入射球反彈，驗中質量為的入射小球和質量為的被碰小球的質量關系是大于；如果碰撞過程系統動量守恒，以水平向右為正方向，由動量守恒定律定律得：小球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間相等，上式兩邊同時乘以得：整理可得：設碰撞前球的速度為，碰撞后球的速度為，碰撞后球的速度為，設頻閃照相的時間間隔是，兩球碰撞過程系統動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得：頻閃照相的時間間隔相等，則有：整理可得：（2）油膜面積基本不變的原因是：爽身粉太厚，不能形成單分子油膜；由于油膜面積偏小，所以計算得到的分子直徑與實際分子直徑相比偏大。故答案為：（1），，；（2）爽身粉太厚，不能形成單分子油膜；偏大。【點評】對于實驗題，要弄清楚實驗目的、實驗原理以及數據處理等問題，一般的實驗設計、實驗方法都是根據教材上給出的實驗方法進行拓展、延伸，所以一定要熟練掌握教材中的重要實驗。11．（2024?龍鳳區校級模擬）某同學用三根完全相同的彈簧設計了如下實驗，以探究彈簧的勁度系數。（1）將彈簧上端均固定在鐵架臺上相同高度的橫桿上，甲裝置用一根彈簧掛物塊，乙裝置用另外兩根彈簧掛大小相同但質量不同的物塊，在物塊正下方的距離傳感器可以測出物塊到傳感器的距離，此時剛好均為，如圖所示，則是的倍。（2）只交換兩物塊的位置，此時甲裝置的距離傳感器顯示為，彈簧相對原長的形變量為△；乙裝置中的每根彈簧相對原長的形變量為△，則△是△的倍。（3）已知物塊質量，當地重力加速度為，該同學測得、，則每根彈簧的勁度系數。【答案】（1）；（2）4；（3）245。【考點】探究彈簧彈力與形變量的關系【專題】彈力的存在及方向的判定專題；實驗探究題；實驗分析法；實驗題；定量思想；理解能力【分析】（1）根據胡克定律和平衡條件求解質量之比；（2）交換物塊的位置后，根據胡克定律和平衡條件求解形變量之比；（3）根據胡克定律和平衡條件求解彈簧的勁度系數。【解答】解：（1）設彈簧的形變量為△，彈簧的勁度系數為；根據胡克定律和平衡條件，甲圖中，有△乙圖中，有△解得即是的倍。（2）交換物塊的位置后，根據胡克定律和平衡條件，甲圖中，有△乙圖中，有△兩式聯立解得即△是△的4倍。（3）物塊質量時，物塊質量設彈簧處于原長狀態時，下端與距離傳感器之間距離為；彈簧下掛時，形變量△根據胡克定律和平衡條件△彈簧下掛時，形變量△根據胡克定律和平衡條件△代入數據聯立解得彈簧的勁度系數。故答案為：（1）；（2）4；（3）245。【點評】本題主要考查了胡克定律和平衡條件，求解彈簧的形變量是解題的關鍵。12．（2024?重慶）元代王禎《農書》記載了一種人力汲水灌田農具——戽斗。某興趣小組對戽斗汲水工作情況進行模型化處理，設計了如圖甲所示實驗，探究戽斗在豎直面內的受力與運動特點。該小組在位于同一水平線上的、兩點，分別固定一個小滑輪，將連結沙桶的細線跨過兩滑輪并懸掛質量相同的砝碼，讓沙桶在豎直方向沿線段的垂直平分線運動。當沙桶質量為時，沙桶從點由靜止釋放，能到達最高點，最終停在點。分析所拍攝的沙桶運動視頻，以點為坐標原點，取豎直向上為正方向。建立直角坐標系，得到沙桶位置隨時間的圖像如圖乙所示。（1）若將沙桶上升過程中的某一段視為勻速直線運動，則此段中隨著連結沙桶的兩線間夾角逐漸增大，每根線對沙桶的拉力逐漸增大（選填“逐漸增大”“保持不變”“逐漸減小”。沙桶在點的加速度方向（選填“豎直向上”“豎直向下”。（2）由圖乙可知，沙桶從開始運動到最終停止，機械能增加（保留兩位有效數字，。【答案】（1）逐漸增大，豎直向下；（2）0.11。【考點】判斷機械能是否守恒及如何變化【專題】定量思想；推理法；機械能守恒定律應用專題；推理能力【分析】（1）設細線與豎直方向夾角為，根據沙桶勻速上升，列出關于拉力、角度和重力平衡的表達式，分析可得當逐漸增大時，拉力的變化情況以及沙桶上升到最高點然后下落，在最高點的加速度方向；（2）沙桶從開始運動到靜止上升，根據機械能的概念可以求解機械能的增加量。【解答】解：（1）設細線與豎直方向夾角為，沙桶勻速上升當逐漸增大時，逐漸增大，沙桶上升到最高點然后下落，在最高點的加速度方向豎直向下。（2）沙桶從開始運動到靜止上升高度為，機械能增加量為故答案為：（1）逐漸增大，豎直向下；（2）0.11。【點評】本題關鍵是理解題意，根據沙桶運動過程的受力分析以及運用平衡知識列式討論是解題突破口，再討論機械能的變化。13．（2024?南寧模擬）在做“用電流表和電壓表測電池的電動勢（約和內電阻（約”的實驗時，某同學利用圖甲所示的實物間的連線圖進行測量，下列器材可供選用：．電流表：量程，內阻約．電流表：量程，內阻約．電壓表：量程，內阻約．滑動變阻器，額定電流．待測電池、開關、導線（1）請根據實物間的連線圖在圖中方框中畫出電路圖；（2）為了讓測量結果盡量準確，電流表應選用（填器材前的字母代號）；（3）根據實驗數據作出的圖像如圖乙所示，則該電池的電動勢，內阻；（結果均保留兩位小數）（4）該同學在實驗中發現，在保證所有器材安全的情況下，調節滑動變阻器的滑片時，電壓表的示數取不到以下，出現這一現象的原因可能是，改進的方法為。【答案】（1）（2）；（3）1.47，0.73；（4）電源內阻太小可在電源旁邊串聯一個較小阻值的定值電阻。【考點】測量普通電源的電動勢和內阻【專題】定量思想；恒定電流專題；實驗探究能力；實驗題；實驗分析法；實驗探究題【分析】（1）根據實物圖畫出電路圖；（2）根據電路中電流的特點判斷；（3）根據閉合電路的歐姆定律推導函數圖像表達式，結合圖像計算；（4）根據電壓表的取值范圍太小分析判斷。【解答】解：（1）根據實物圖畫出電路圖可知（2）由于電路中的電流比較小，故選擇小量程的電流表，故電流表選擇。（3）根據閉合電路的歐姆定律可得由圖可知，縱截距為可得該電池的電動勢為斜率可得該電池的內阻為（4）路端電壓，如果電源內阻太小，則電壓表較大，調節滑動變阻器，電壓表的示數取不到以下，給電源串聯一個較小阻值的定值電阻可以使電壓表示數取到以下。故答案為：（1）（2）；（3）1.47，0.73；（4）電源內阻太小可在電源旁邊串聯一個較小阻值的定值電阻。【點評】本題關鍵掌握用電流表和電壓表測電池的電動勢和內阻的實驗原理，利用圖像處理數據的方法。14．（2024?羅湖區校級模擬）在探究熱敏電阻的特性及其應用的實驗中，為了測量熱敏電阻在到之間多個溫度下的阻值，一實驗小組設計了如圖甲所示電路。其實驗步驟如下：①連接電路，在保溫容器中加入適量開水；②加入適量的冰水，待溫度穩定后，測量該溫度下熱敏電阻的阻值；③重復第②步操作若干次，測得多組數據。（1）該小組用多用電表“”擋測熱敏電阻在某溫度下的阻值，發現表頭指針偏轉的角度很大；為了準確地進行測量，應換到擋（選填“”或“”；如果換擋后就用表筆直接連接熱敏電阻進行讀數，那么欠缺的實驗步驟是：，補上該步驟后，表盤的示數如圖乙所示，則它的電阻是。（2）利用上述實驗方法測得熱敏電阻在不同溫度下的阻值如表。溫度4.19.014.320.028.038.245.560.4電阻2001601006045302515該小組利用上述熱敏電阻、電動勢（內阻不計）的電源、定值電阻（其中阻值有、、三種可供選擇）、控制開關和加熱系統，設計了、、三種電路，以實現環境溫度控制。現要求將環境溫度控制在之間，且當1、2兩端電壓大于時，控制開關開啟加熱系統加熱。則應選擇的電路是，定值電阻的阻值應選，1、2兩端的電壓小于時，自動關閉加熱系統（不考慮控制開關對電路的影響）。【答案】（1），重新歐姆調零，200；（2），30，1.8。【考點】研究熱敏、光敏、壓敏等可變電阻的特性【專題】恒定電流專題；定量思想；實驗探究題；實驗分析法；實驗探究能力；實驗題【分析】（1）根據歐姆表的特點分析判斷；根據歐姆表的使用方法判斷；先讀指針所指示數，再結合倍率讀數；（2）根據串并聯電路的特點分析判斷；由數據表格查出的電阻阻值，根據串聯分壓特點計算。【解答】解：（1）用多用電表“”擋測熱敏電阻在某溫度下的阻值，發現表頭指針偏轉的角度很大，說明待測電阻阻值較小，為了準確地進行測量，應換到擋；如果換擋后就用表筆直接連接熱敏電阻進行讀數，那么欠缺的實驗步驟是：重新歐姆調零；補上該步驟后，表盤的示數如圖乙所示，則它的電阻是（2）．電路，定值電阻和熱敏電阻并聯，電壓不變，故不能實現電路的控制，故錯誤；．定值電阻和熱敏電阻串聯，溫度越低，熱敏電阻的阻值越大，定值電阻分得電壓越小，無法實現1、2兩端電壓大于，控制開關開啟加熱系統加熱，故錯誤；．定值電阻和熱敏電阻串聯，溫度越低，熱敏電阻的阻值越大，熱敏電阻分得電壓越大，可以實現1、2兩端電壓大于，控制開關開啟加熱系統加熱。故正確。故選：。由熱敏電阻在不同溫度時的阻值表可知，的阻值為由題意可知解得時關閉加熱系統，此時熱敏電阻阻值為，此時1、2兩點間的電壓為則1、2兩端的電壓小于時，自動關閉加熱系統。故答案為：（1），重新歐姆調零，200；（2），30，1.8。【點評】本題關鍵掌握歐姆表的特點、使用方法和讀數方法，掌握串并聯電路的特點。15．（2024?黃陂區校級二模）學習小組要測量一個電阻的電阻率，已知其長度為，額定電壓為。（1）用螺旋測微器測量該電阻的直徑，示數如圖甲所示，其直徑1.990；（2）粗測該電阻的阻值為，為精確測量其阻值，該同學設計的測量電路如圖乙所示，其中蓄電池電動勢約為（內阻不計）、滑動變阻器最大阻值為、定值電阻、保護電阻。要求滑動變阻器在接近全電阻范圍內可調，且測量時電表的讀數不小于其量程的，則圖乙中圓圈①位置接入、圓圈②位置應接入（均選填器材前的字母序號）；．電流表（量程為，內阻．電流表（量程為，內阻．電壓表（量程為，內阻（3）實驗中根據兩電表讀數作出如圖丙所示的圖線（坐標均為國際單位），已知圖線的斜率為，則所測該電阻的阻值（用題中已知所測物理量符號表示），研究實驗誤差時發現實驗所用定值電阻的阻值比標稱值小，則電阻率的測量值將（選填“偏大”、“偏小”或“不變”。【答案】（1）1.990；（2）、；（3）、偏大。【考點】刻度尺的使用與讀數；導體電阻率的測量【專題】恒定電流專題；實驗能力；推理法；定量思想【分析】（1）根據螺旋測微器讀數規則讀取金屬絲的直徑；（2）根據題目要求分析待測電阻的最大電流和兩端電壓，確定電表的種類；（3）根據電路結構由歐姆定律和電路的關系寫出表達式，再綜合題圖的斜率求待測電阻的大小并分析誤差的大小。【解答】解：（1）螺旋測微器的精度為，其讀數為固定刻度和可動刻度之和，所以該電阻的直徑：（2）圓圈②位置應接入，即電流表。與定值電阻改裝成伏特表，該伏特表的量程為：圓圈①位置接入，當電壓表滿偏時，待測電阻兩端電壓為：聯立解得：電壓表與待測電阻的總電壓為，恰好等于改裝后的伏特表的量程，兩個電表能同時滿偏。（3）①為電壓表，讀數為，②為電流表，讀數為，根據歐姆定律得：整理變形解得：根據圖像得：解得：研究實驗誤差時發現實驗所用定值電阻的阻值比標稱值小，則電阻的測量值偏大，根據電阻定律：變形解得：由此可以看出測量值偏大，電阻率的測量值偏大。故答案為：（1）1.990；（2）、；（3）、偏大。【點評】本題考查伏安法測電阻的實驗原理、電表選擇、數據處理等問題，要注意大致估算電路的相關參數，電流表的選擇和電壓表的改裝和電路的接法等。16．（2024?黔南州二模）某實驗小組的同學在實驗室找到了一段粗細均勻、電阻率較大的電阻絲，設計了如圖甲所示的電路進行了實驗探究，其中為電阻絲，其橫截面積大小為，是阻值為的定值電阻。正確接線后，閉合開關，調節滑片，記錄電壓表示數、電流表示數以及對應的長度，通過調節滑片，記錄多組、、的值。（1）實驗室提供“、”雙量程電流表，在本實驗中該同學選用擋。實驗過程中，測得某次電流表的示數如圖乙所示，則此時電流大小為0.30；（2）根據實驗數據繪出的圖像如圖丙所示，由圖丙可得電池的電動勢，內阻。（結果均保留兩位有效數字）；由于電表內阻的影響，通過圖像法得到的電動勢的測量值其真實值（選填“大于”、“等于”或“小于”；（3）根據實驗數據可進一步繪出圖像如圖丁所示，根據圖像可得電阻絲的電阻率；圖丁中所作圖線不通過地標原點的原因是。【答案】（1）0.30；（2）1.5、0.60、小于；（3）、電流表有內阻。【考點】導體電阻率的測量；測量普通電源的電動勢和內阻【專題】推理法；恒定電流專題；定量思想；實驗能力【分析】（1）根據電流表的量程和分度值讀數；（2）根據閉合電路歐姆定律寫出的表達式，結合圖像斜率與截距求電動勢和內阻，考慮到電表的內阻，用圖像法分析誤差；（3）根據歐姆定律及電阻定律寫出的表達式，由圖像的斜率和縱截距求電阻率。【解答】解：（1）電流表選用擋，其最小分度為，由圖可知，此時電流大小為；（2）由閉合電路歐姆定律可知：由圖乙所示可知，圖像與縱坐標間的交點表示電動勢，故有：圖像的斜率：其中由題設條件：解得：由圖示可知，伏安法測電阻相對于電源來說采用電流表外接法，由于電壓表分流作用，電流表測量值偏小，當外電路短路時，電流測量值等于真實值，電源的圖像如圖所示，由圖像可知，電動勢測量值小于真實值；（3）根據圖甲所示電路圖可知：由圖像可得：則有：由閉合電路歐姆定律：可知，圖丁中所作圖線不通過地標原點的原因是電流表有內阻。故答案為：（1）0.30；（2）1.5、0.60、小于；（3）、電流表有內阻。【點評】本題考查了測電源電動勢與內阻實驗、測電阻絲電阻率實驗問題，理解實驗原理是解題的前提與關鍵，求出圖示圖象的函數表達式，根據圖示圖象即可解題。17．（2024?重慶）探究電容器充放電規律，實驗裝置如圖甲所示，有電源，定值電阻，電容器，單刀雙擲開關。（1）為測量電容器充放電過程電壓和電流變化，需在①、②處接入測量儀器，位置②應該接入測電壓（電流、電壓）儀器。（2）接通電路并接通開關，當電壓表示數最大時，電流表示數為。（3）根據測到數據，某過程中電容器兩端電壓與電流的關系圖如圖乙所示。該過程為（充電、放電）。放電過程中電容器兩端電壓隨時間變化關系如圖丙所示。時消耗的功率。【答案】（1）電壓；（2）；（3）放電，。【考點】觀察電容器及其充、放電現象【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力【分析】（1）根據兩個位置接入電路是串聯還是并聯結合電流表串聯與電壓表并聯特點進行判斷；（2）根據圖乙最大電壓讀數為，再在圖甲中讀出其最大電流；（3）根據電容器充當和放電電流隨電壓變化的特點進行判斷，結合各圖中對應的電流和電壓的數據，根據功能關系計算電阻消耗功率。【解答】解：（1）①處把原電路斷開串聯接入測量儀器，應該是電流表，②處與電容器并聯連接，應該是測電壓的儀器；（2）接通電路并接通開關，給電容器充電，充電完成時電壓表示數最大，此時電流表示數為；（3）電容器充電時電壓低，充電電流強，放電時電流隨電壓的降低而減小，所以圖乙對應放電過程，根據圖丙，當時，對應的電壓為，結合圖乙，此時的放電電流為，電路中只有消耗電功率，所以消耗的功率為。故答案為：（1）電壓；（2）；（3）放電，。【點評】考查電容器的充放電問題，結合各圖像深刻理解各參數的變化情況和充放電的實質，體會能量的轉化和守恒思想。18．（2024?福建）某實驗小組探究不同電壓下紅光和藍光發光元件的電阻變化規律，并設計一款彩光電路。所用器材有：紅光和藍光發光元件各一個、電流表（量程、電壓表（量程、滑動變阻器（最大阻值，額定電流、5號電池（電動勢兩節、開關、