高考物理实验试题分类详解-

高三物理实验分析题集附答案实验一：用杠杆平衡法测量不平衡力的大小实验目的：通过利用杠杆平衡法，测量不平衡力的大小。

实验原理：杠杆平衡法是利用杠杆的力矩平衡条件来求解物体上的不平衡力。

当杠杆处于平衡状态时，力臂矩相等，即势力之积相等。

实验步骤：1. 准备一个可靠的杠杆装置，并确保其能够自由旋转。

2. 将待测物体放在杠杆的一边，使之达到平衡。

3. 根据物体的重量及其所处的位置，计算出物体上的不平衡力。

实验结果：通过实验测量和计算，我们得到了物体上的不平衡力为X N。

实验分析：1. 杠杆平衡法能够较准确地测量不平衡力的大小。

2. 实验中需注意杠杆装置的稳定性和准确度。

3. 实验结果可能会受到测量误差的影响，可通过多次实验取平均值提高结果的准确性。

实验二：用带电粒子落点法测量电场强度实验目的：通过带电粒子落点法测量电场强度。

实验原理：带电粒子在电场中受到库仑力的作用，粒子在电场中将沿着力线的方向运动。

通过测量粒子在电场中落点的位置，可以推算出电场强度的大小。

实验步骤：1. 准备一个带电粒子源，如带电粒子发射装置。

2. 放置适当数量的探测器，并记录粒子落点的位置。

3. 根据记录的位置数据，计算出电场强度的大小。

实验结果：通过实验测量和计算，我们得到了电场强度为Y N/C。

实验分析：1. 带电粒子落点法是一种常用的测量电场强度的方法。

2. 实验中需注意粒子发射装置和探测器的准确度和稳定性。

3. 实验结果可能会受到测量误差的影响，可通过多次实验取平均值提高结果的准确性。

实验三：用串联谐振电路测定电容器的电容量实验目的：通过串联谐振电路测定电容器的电容量。

实验原理：在串联谐振电路中，当电容器的电容量满足谐振条件时，电路的电感和电容组成的谐振电路能够产生共振现象。

通过测量共振频率，可以推算出电容器的电容量。

实验步骤：1. 准备一个串联谐振电路，包括电感线圈、电容器和电阻。

2. 将不同电容量的电容器接入电路中。

3. 调节频率使电路达到共振状态，并记录共振频率。

高考物理实验方法,题型及解决方法高考物理实验题类型及解决方法1、迁移类实验这类实验题具有如下特点：它们基本上都不是课本上现成的实验，但其原理、方法以及所要求的知识均是学生所学过的，即用“学过的实验方法”、“用过的仪器”进行新的实验，以考查其基本实验能力和理解、推理、迁移的能力。

解决这类问题的基本思路和方法是：仔细阅读题目，理解题意，在了解所介绍的实验仪器的基本原理、使用方法的基础上，运用以前所学过的知识、使用过的仪器和做过实验的方法，进行情景迁移、联想类比，就可解决问题。

【解析】这是游标卡尺拓展应用.圆弧形的游标尺相当于游标卡尺的游标尺，圆盘的边缘标有的刻度相当于主尺.在游标尺0刻度前读出19°，游标尺的第5条刻度线与主尺上的刻度对齐，在游标尺上读出0.5°.因此测量的夹角为19.5°.【解析】这是游标卡尺拓展应用.圆弧形的游标尺相当于游标卡尺的游标尺，圆盘的边缘标有的刻度相当于主尺.在游标尺0刻度前读出19°，游标尺的第5条刻度线与主尺上的刻度对齐，在游标尺上读出0.5°.因此测量的夹角为19.5°.2、应用型实验这类实验题具有如下特点：它们基本上以生活、生产和现代科技中的某一实际问题为背景立意命题，且多以信息题的形式出现，要求学生能够从题给的文字、图表中捕获有效信息，运用所学的基础知识来解答。

解决这类问题的基本思路和方法是：仔细阅读题目，理解题意，从题给的文字、图表中捕获有效信息，从中找出规律，通过联想、等效、类比等思维方法建立与新情景对应的物理模型，并在旧知识与物理模型之间架设桥梁，并将旧知识迁移并运用到新情景中去，然后进行推理、计算，从而解决问题。

3、设计型实验这类实验一般要求学生根据题目提出的目的、要求和给出的器材，设计出实验方案。

要求深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，具有较强的创新能力。

能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，进而设计出实验方案。

高考物理实验题目大纲解析高考物理中，实验题目一直占据着重要的地位。

它不仅考查学生对物理知识的理解和掌握程度，更考验学生的实践操作能力、观察分析能力和解决问题的能力。

对于考生来说，深入理解高考物理实验题目大纲，把握其中的要点和规律，是取得优异成绩的关键之一。

首先，我们来看看高考物理实验大纲所涵盖的主要内容。

一般来说，大纲会包括力学、热学、电学、光学等多个领域的实验。

力学实验中，常见的有探究加速度与力、质量的关系，验证机械能守恒定律等；热学实验则可能涉及到探究固体的热膨胀规律等；电学实验通常包括测量电阻、测定电源电动势和内阻等；光学实验或许有研究光的折射和反射规律等。

在这些实验中，每个实验都有其特定的目的、原理、器材、步骤、数据处理和误差分析等方面的要求。

以探究加速度与力、质量的关系这个实验为例，其目的是通过实验探究加速度与力、质量的定量关系。

实验原理基于牛顿第二定律 F ＝ ma ，通过控制变量的方法，分别研究加速度与力、加速度与质量的关系。

实验器材通常有小车、砝码、打点计时器、纸带、细绳、一端带有滑轮的长木板、天平、刻度尺等。

实验步骤包括安装实验器材、进行实验操作、记录数据等环节。

在数据处理方面，需要通过计算得出加速度的值，并绘制相应的图像来分析数据。

误差分析则要考虑摩擦力、测量误差等因素对实验结果的影响。

对于考生来说，理解实验原理是至关重要的。

只有清楚地知道实验背后的物理原理，才能在面对各种变化和问题时，准确地把握实验的核心。

比如在测量电阻的实验中，如果不明白欧姆定律，就很难理解为什么要采用伏安法测量，以及如何选择合适的测量电路和器材。

器材的选择和使用也是高考物理实验的一个重要考点。

考生需要了解各种实验器材的用途、精度和使用方法，能够根据实验的要求合理地选择器材。

例如，在测量电源电动势和内阻的实验中，电流表和电压表的量程选择就需要根据电源的参数和实验误差的要求来确定。

如果量程选择不当，可能会导致测量结果不准确或者无法测量。

近五年新课标全国卷高考物理实验题分析高考特别重视实验能力的考察，实验题所占的比例，远高于物理实验在物理教学中所占的课时比例。

2010至2014年高考物理实验题的分值固定在15分，占高考物理总成绩的13.6%，从近五年宁夏高考实验题看，高考物理对实验的考查已从简单的实验知识和操作技能转向考查实验思想、方法等综合实验素养和设计、创新等综合实验能力上。

物理实验题赋分较高，但学生的得分率一般较低。

因此，物理实验能力能否提高及高三物理实验复习的成功与否，是高考能否制胜的关键。

一、近五年新课标全国卷（宁夏）高考物理实验整体印象1、试题强调能力的考察，题型“新颖、变化、灵活”近五年的实验题型多样，但极少有能够靠记忆得分的试题。

选择题主要考查实验原理、仪器选择、实验步骤排序及操作步骤的正误分析、数据分析等；填空题主要考查物理规律及实验操作能力、仪器仪表的读数；图线题主要考查实物连接图、电路原理图、及图象法处理实验数据等：计算类型题主要考查由计算确定实验方案、推导待测量表达式等。

实验题取材广泛，从力学到电磁学均有涉及，且以电学实验为主。

这些实验题有的是课本上经典学生实验，而更多的是“源于教材又高于教材”的创新题，侧重考查学生的综合素质和利用基本原理、方法进行创新的能力，力求体现“只有动手做过实验才能得高分”的实验命题思想。

2、注重主要实验仪器的使用与读数传统的重要实验器材如游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、电阻箱、滑动变阻器、电压表、电流表及多用电表仍是高考实验试题的主角。

3、注重对实验操作的考查实验步骤的排序，纠错、电路连线、画电路图、仪器及量程选择等都与实验的实际操作有关，真正的考查了考生的实际操作能力。

比如电学实验中的内、外接法的选取，滑动变阻器连接方法的选取，都会给考生带来不小的困扰。

4、注重对实验数据处理的考查对实验数据进行正确的处理，从而得出正确的实验结果是实验全过程的一个重要环节，试题涉及实验数据的补充，根据数据描点作图，根据图像外推结论，求平均值(斜率、面积)等。

白炽灯 滤光片 单缝 双缝遮光筒屏2019-2020年高考物理试题分类详解 物理实验1.[全国卷I .22]（17分）（1）利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法： A .将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B .将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C .将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 E.去掉滤光片后，干涉现象消失 其中正确的是：_______________。

（2）现要测量某一电压表○V 的内阻。

给定的器材有：待测电压表○V （量程2V ，内阻约为4k Ω）；电流表○mA （量程1.2mA ，内阻约500Ω）；直流电源E （电动势约2.4V ，内阻不计）；固定电阻3个：R 1=4000Ω，R 2=10000Ω，R 3=15000Ω；电键S 及导线若干要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。

i .试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。

（要求电路中 各器材用题中给定的符号标出。

）ii .电路接通后，若电压表读数为U ，电流表读数为I ，则电压表内阻R V ＝______________。

（1）【答案】：ABD【解析】：由条纹间距公式Δx ＝dl，d 指双缝间距，l 指双缝到屏的距离，由此可知：A 项中l 减小，Δx 减小；B 项中λ变大，Δx 变大；D 项中d 变大，Δx 变小。

故A 、B 、D 正确。

【备考提示】：对双缝干涉实验现象的考查，主要涉及器材的实验装置和条纹间距公式所作的定性判断，考查考生分析实验现象的能力【答案】：（2）i ．电路如图ii ．11RU R I U－【解析】：i ．实验电路如上图所示，若选用电阻R 1，则并联电阻R 并＝2000Ω，电压表读数U ＝mA＋R E r 并·R 并＝E50020004.2+×2000＝1.92＞1V ，电流表读数I ＝mA ＋r R E 并＝50020004.2+＝0.00096A ＝0.96mA ＞0.6mA ，R 1符合要求，同理可得R 2、R 3不符合要求，故选R 1。

避躲市安闲阳光实验学校专题56 测量弹簧劲度系数实验1．【2016·浙江卷】某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m。

如图1 所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。

在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下，（1）若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是 N（图2中所示），则弹簧秤b的读数可能为 N。

（2）若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b 与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数、弹簧秤b 的读数（填“变大”、“变小”或“不变”）。

【答案】（1）3.00~3.02 3.09~4.1（有效数不作要求）（2）变大变大【考点定位】探究求合力的方法【名师点睛】此题考查力的平行四边形法则问题。

解题的关键是弄清实验的原理，熟练掌握力的平行四边形定则；第二问是力的动态分析，要会用“图解法”画图分析解答试题。

2．【2011·安徽卷】为了测量某一弹簧的劲度系数，降该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码。

实验册除了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据，七对应点已在图上标出。

（g=9.8m/s2)（1）作出m-l的关系图线；（2）弹簧的劲度系数为 N/m.【答案】（1）如图所示（2）0.248~0.262【解析】（1）如图所示【考点定位】胡克定律3．【2012·广东卷】某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。

（1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在方向（填“水平”或“竖直”）。

（2）弹簧自然悬挂，待弹簧时，长度记为L0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为L x；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表表：最小分度为______。

（3）如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与____的差值（填“L或x L”）。

高考物理实验题解析及常见误区高考物理中，实验题一直是考查学生综合能力的重要部分。

它不仅要求学生掌握扎实的物理知识，还需要具备良好的实验操作技能、数据分析能力和逻辑思维能力。

在解答高考物理实验题时，同学们往往会遇到各种问题，容易陷入一些常见的误区。

下面，我们将对高考物理实验题进行详细解析，并指出常见的误区，帮助同学们更好地应对这一类型的题目。

一、高考物理实验题的类型和特点高考物理实验题通常包括力学实验、电学实验、光学实验等。

力学实验常见的有探究加速度与力、质量的关系，验证机械能守恒定律等；电学实验如测量电阻、描绘小灯泡的伏安特性曲线等；光学实验则有测定玻璃砖的折射率等。

这些实验题的特点主要有以下几个方面：1、注重基础知识的考查实验题往往以教材中的经典实验为背景，考查学生对实验原理、实验器材、实验步骤和数据处理等基础知识的掌握程度。

2、强调实验操作和技能部分题目会涉及实验操作的细节，要求学生能够正确使用实验仪器，进行实验操作，并对实验中出现的问题进行分析和解决。

3、突出数据处理和分析需要学生对实验中获得的数据进行有效的处理和分析，如计算平均值、绘制图像、通过图像得出结论等。

4、考查创新能力和综合应用有些实验题会在经典实验的基础上进行创新和拓展，要求学生能够灵活运用所学知识，解决新的问题，考查学生的综合应用能力。

二、高考物理实验题的解题步骤1、明确实验目的仔细阅读题目，理解实验要探究的问题或要验证的物理规律，明确实验的目的。

2、分析实验原理根据实验目的，回忆所学的物理知识，确定实验所依据的原理。

这是解题的关键，只有理解了原理，才能正确选择实验器材和设计实验步骤。

3、选择实验器材根据实验原理和题目所提供的条件，选择合适的实验器材。

要注意器材的量程、精度等参数是否满足实验要求。

4、设计实验步骤按照实验原理和所选器材，设计合理的实验步骤。

实验步骤要清晰、简洁，便于操作和记录数据。

5、记录和处理数据在实验过程中，认真记录实验数据。

高考物理实验分类高考物理实验分类一、验证性实验1.验证力的等四边形法则(1)目的：验证平行四边形法则。

(2)设备：一块方板、一张白纸、两个弹簧秤、一条橡皮筋、两个串套、一个三角、一个秤和几个图钉。

(3)主要测量：A.用两个测力计拉动绳套，使橡胶条拉伸，绳子的结达到一定的点O.节点o 的位置。

记录：两个测力计的读数F1和F2。

由两个测力计指示的张力方向。

B.用测力计重量xx将节点拉到O点。

记录：弹簧秤的拉力f和方向。

(4)绘图：比例尺和三角形(5)减少误差的方法：A.使用前校准测功机的零点。

B.方形板应水平放置。

C.弹簧的伸长方向应与测量的拉伸方向一致，并与板平行。

D.分量和合力都应该尽可能大。

E.橡胶条的细线应较长，标记两条细线方向的两点应尽可能远。

F.两个部件之间的夹角不宜过大或过小，一般为600-1200。

2.验证动量守恒定律(1)原理：两个球在水平方向碰撞，水平方向的合力为零，动量守恒。

m1v1=m1v1/m2v2本实验验证了上述公式在误差允许范围内是有效的。

两个球碰撞后，都是水平投掷，球的初速度用水平范围间接表示：op-与v1水平投掷时M1的水平范围OM-M1与v1平抛时的水平范围“当M2被水平抛向V2时的水平距离”验证的表达式：m1OP=m1OM m2O/N(2)实验仪器：滑槽、重锤、白纸、复写纸、米尺、入射球、触球、游标卡尺、刻度尺、指南针、天平。

(3)实验条件：A.入射球的质量m1大于撞击球的质量m2(m1 m2)。

B.入射球的半径等于击球半径。

C.每次入射球必须从静止位置以相同的高度从滑槽滑下。

D.滑槽端部的切线方向是水平的。

E.当两个球碰撞时，球的中心高度相等或在同一水平线上。

(4)主要测量量：A.用天平测量两个球的质量m1和m2。

B.用游标卡尺测量两个球的直径，计算半径。

C.在确定球的落点位置时，以每次实验的落点为基准，做一个尽可能小的圆，在里面圈出每次的落点位置，并将这个圆的中心设定为实验测量数据对应的球的落点位置。

实验专题（力学、电学、其他）1、力学实验1.[2024·甘肃卷] 用图甲所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系.(1)以下操作正确的是 . A .使小车质量远小于槽码质量 B .调整垫块位置以补偿阻力C .补偿阻力时移去打点计时器和纸带D .释放小车后立即打开打点计时器(2)保持槽码质量不变,改变小车上砝码的质量,得到一系列打点纸带.其中一条纸带的计数点如图乙所示,相邻两点之间的距离分别为S 1,S 2,…,S 8,时间间隔均为T.下列加速度算式中,最优的是 . A .a =17S 8-S 7T 2+S 7-S 6T 2+S 6-S 5T 2+S 5-S 4T 2+S 4-S 3T 2+S 3-S 2T 2+S 2-S 1T2B .a =16S 8-S 62T 2+S 7-S 52T 2+S 6-S 42T '2+S 5-S 32T 2+S 4-S 22T 2+S 3-S 12T 2C .a =15S 8-S 53T 2+S 7-S 43T 2+S 6-S 33T 2+S 5-S 23T 2+S 4-S 13T 2D .a =14S 8-S 44T 2+S 7-S 34T 2+S 6-S 24T 2+S 5-S 14T 2(3)以小车和砝码的总质量M 为横坐标,加速度的倒数1a为纵坐标,甲、乙两组同学分别得到的1a -M 图像如图丙所示.由图可知,在所受外力一定的条件下,a 与M 成 (填“正比”或“反比”);甲组所用的 (填“小车”“砝码”或“槽码”)质量比乙组的更大.1.(1)B (2)D (3)反比 槽码[解析] (1)为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力,故应使小车质量远大于槽码质量,故A 错误;为了保证小车所受细线拉力等于小车所受合力,则需要调整垫块位置以补偿阻力,也要保持细线和长木板平行,故B 正确;补偿阻力时不能移去打点计时器和纸带,需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动,故C 错误;根据操作要求,应先打开打点计时器再释放小车,故D 错误.(2)根据逐差法可知S 5-S 1=4a 1T 2,S 6-S 2=4a 2T 2,S 7-S 3=4a 3T 2,S 8-S 4=4a 4T 2,联立可得小车加速度表达式为a =14S 8-S 44T 2+S 7-S 34T 2+S 6-S 24T 2+S 5-S 14T 2,此方法用到了纸带上的所有数据,故选D .(3)根据图像可知1a 与M 成正比,故在所受外力一定的条件下,a 与M 成反比;设槽码的质量为m ,则由牛顿第二定律得mg =(m +M )a ,化简可得1a =1mg ·M +1g ,故斜率越小,槽码的质量m 越大,由图可知甲组所用的槽码质量比乙组的更大.2.[2024·广东卷] 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤,请完成实验操作和计算.(1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图.图中木板右端垫高的目的是 .图乙是实验得到的纸带一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出,相邻计数点的间距已在图中给出.打点计时器电源频率为50 Hz,则小车的加速度大小为 m/s 2(结果保留3位有效数字).(2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中,某同学用50分度的游标卡尺测量一圆柱体的长度,示数如图丙所示,图丁为局部放大图,读数为 cm .(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和光屏.遮光筒不可调节.打开并调节 ,使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮.取下光屏,装上单缝、双缝和测量头.调节测量头,并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 .2.(1)平衡摩擦力 2.86 (2)4.122 (3)光源 清晰的干涉条纹[解析] (1)“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中,图中木板右端垫高的目的是平衡摩擦力;打点计时器打点的周期T =1f =150 s=0.02 s,因为纸带上每相邻两计数点间有四个点未画出,故纸带上每相邻两计数点间的时间间隔为Δt =5T =0.1 s,由逐差法可得小车的加速度大小为a =Δx (Δt )2=[(16.29+13.43+10.59)-(7.72+4.88+2.01)]×10-2(3×0.1)2m/s 2≈2.86 m/s 2.(2)根据游标卡尺读数规则,读数为41 mm+11×0.02 mm=41.22 mm=4.122 cm .(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中,安装完元件后,应打开并调节光源,使光束沿轴线照亮光屏.取下光屏,装上单缝、双缝和测量头,调节测量头,并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到清晰的干涉条纹.3.[2024·海南卷] 水平圆盘上紧贴边缘放置一密度均匀的小圆柱体,如图甲所示,图乙为俯视图,测得圆盘直径D =42.02 cm,圆柱体质量m =30.0 g,圆盘绕过盘心O 的竖直轴匀速转动,转动时小圆柱体相对圆盘静止.甲乙丙为了研究小圆柱体做匀速圆周运动时所需要的向心力情况,某同学设计了如下实验步骤: (1)用秒表测圆盘转动10周所用的时间t =62.8 s,则圆盘转动的角速度ω= rad/s(π取3.14).(2)用游标卡尺测量小圆柱体不同位置的直径,某次测量的示数如图丙所示,该读数d = mm,多次测量后,得到平均值恰好与d 相等.(3)写出小圆柱体所需向心力表达式F = (用D 、m 、ω、d 表示),其大小为 N(保留2位有效数字).3.(1)1 (2)16.1 (3)mω2·(D -d )26.1×10-3[解析] (1)圆盘转动10周所用的时间t =62.8 s,则圆盘转动的周期为T =62.810s=6.28 s,根据角速度与周期的关系有ω=2πT =1 rad/s .(2)根据游标卡尺的读数规则有1.6 cm+1×0.1 mm=16.1 mm . (3)小圆柱体做圆周运动的半径为r =D -d2,则小圆柱体所需向心力表达式F =mω2·(D -d )2,代入数据得F ≈6.1×10-3 N .4.[2024·海南卷] 为验证两个互成角度的力的合成规律,某组同学用两个弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、木板、刻度尺、白纸、铅笔、细线和图钉等器材,按照如下实验步骤完成实验:a.用图钉将白纸固定在水平木板上;b.如图甲、乙所示,橡皮条的一端固定在木板上的G点,另一端连接轻质小圆环,将两细线系在小圆环上,细线另一端系在弹簧测力计上,用两个弹簧测力计共同拉动小圆环到某位置,并标记圆环的圆心位置为O点,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点,大小分别为F1=3.60 N、F2=2.90 N;撤去拉力F1和F2,改用一个弹簧测力计拉动小圆环,使其圆心到O点,在拉力F的方向上标记P3点,拉力的大小为F=5.60 N.请完成下列问题:(1)在图乙中按照给定的标度画出F1、F2和F的图示,然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F'.(2)比较F和F',写出可能产生误差的两点原因.4.(1)如图所示(2)①没有做到弹簧测力计、细线、橡皮条都与木板平行;②读数时没有正视弹簧测力计[解析] (1)按照给定的标度画出F1、F2和F的图示,然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F',如图所示.(2)F和F'不完全重合的误差可能是:①没有做到弹簧测力量计、细线、橡皮条都与木板平行;②读数时没有正视弹簧测力计.5.[2024·江西卷] 某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系.实验装置如图1所示,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定一遮光片,细线一端与小车连接,另一端跨过定滑轮挂上钩码.(1)实验前调节轨道右端滑轮高度,使细线与轨道平行,再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力.(2)小车的质量为M1=320 g.利用光电门系统测出不同钩码质量m时小车加速度a.钩码所受重力记为F,作出a-F图像,如图2中图线甲所示.(3)由图线甲可知,F较小时,a与F成正比;F较大时,a与F不成正比.为了进一步探究,将小车的质量增加至M2=470 g,重复步骤(2)的测量过程,作出a-F像,如图2中图线乙所示.(4)与图线甲相比,图线乙的线性区间,非线性区间.再将小车的质量增加至M3=720 g,重复步骤(2)的测量过程,记录钩码所受重力F与小车加速度a,如下表所示(表中第9~14组数据未列出).序号12345钩码所受重力0.0200.0400.0600.0800.100F/(9.8 N)小车加速度0.260.550.821.081.36a/(m·s-2)序号6789~1415钩码所受重力0.1200.1400.160…0.300F/(9.8 N)小车加速度1.671.952.20…3.92a/(m·s-2)(5)请在图2中补充描出第6至8三个数据点,并补充完成图线丙.(6)根据以上实验结果猜想和推断:小车的质量 时,a 与F 成正比.结合所学知识对上述推断进行解释:.5.(4)较大 较小 (5)如图所示(6)远大于钩码的质量 对钩码根据牛顿第二定律有F -F T =ma ,对小车根据牛顿第二定律有F T =Ma ,联立解得F =(M +m )a ,变形得a =1M+mF ,当m ≪M 时,可认为m +M ≈M ,则a =1MF ,即a 与F成正比[解析] (4)根据题图2分析可知,与图线甲相比,图线乙的线性区间较大,非线性区间较小.(5)在坐标系中进行描点,结合其他点用平滑的直线连接各点,使尽可能多的点在线上,不在线上的点均匀地分布在线的两侧.作出图线丙如图所示.2、电学实验1.[2024·安徽卷] 某实验小组要将电流表G(铭牌标示:I g=500 μA,R g=800 Ω)改装成量程为0~1 V和0~3 V的电压表,并用标准电压表对其进行校准.选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材,按图甲所示连接电路,其中虚线框内为改装电路.(1)开关S1闭合前,滑片P应移动到(填“M”或“N”)端.(2)根据要求和已知信息,电阻箱R1的阻值已调至1200 Ω,则R2的阻值应调至Ω.(3)当单刀双掷开关S2与a连接时,电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U,则电流表G 的内阻可表示为.(结果用U、I、R1、R2表示)(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,经排查发现电流表G 内阻的真实值与铭牌标示值有偏差,则只要即可.(填正确答案标号)A.增大电阻箱R1的阻值B.减小电阻箱R2的阻值C.将滑动变阻器的滑片P向M端滑动(5)校准完成后,开关S2与b连接,电流表G的示数如图乙所示,此示数对应的改装电压表读数为V.(保留2位有效数字)1.(1)M(2)4000(3)U-R1-R2(4)A(5)0.86I[解析] (1)由图可知,该滑动变阻器采用分压式接法,为了保护仪表安全,在开关S1闭合前,滑片P应移到M端;(2)当开关S2接b时,电压表量程为0~1 V,根据欧姆定律有U1=I g(R g+R1),当开关S2接a时,电压表量程为0~3 V,根据欧姆定律有U2=I g(R g+R1+R2),其中R1=1200 Ω,联立解得R2=4000 Ω; (3)当开关S2接a时,根据欧姆定律有U=I(R g+R1+R2),则电流表G的内阻可表示为R g=U-R1-R2;I(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值,根据闭合电路的欧姆定律知,可以增大两电阻箱的阻值.故选A. (5)根据闭合电路欧姆定律可得U V=I A(R g+R1)=430×10-6×(800+1200) V=0.86 V.2.[2024·甘肃卷] 精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响.可用器材有:电压表(量程0~1.5 V,内阻约为1.5 kΩ)、电流表(量程0~0.6 A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干.某小组开展了以下实验.甲乙(1)考虑电流表内阻影响①用图甲所示电路测量电流表的内阻.从图乙电压表和电流表读数可得电流表内阻R A=Ω(保留2位有效数字).②用图丙所示电路测量干电池电动势和内阻.电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和R A表示.则干电池电动势E=U+(用I、r和R A表示).③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图丁所示的U-I图像.则待测干电池电动势E= V(保留3位有效数字)、内阻r=Ω(保留1位小数).丁(2)考虑电压表内阻影响该小组也尝试用图戊所示电路测量电压表内阻,但发现实验无法完成.原因是.A.电路设计会损坏仪器B.滑动变阻器接法错误C.电压太大无法读数D.电流太小无法读数2.(1)①1.0②I(r+R A)③1.401.0(2)D[解析] (1)①由图乙可知,电压表读数为U=0.60 V,电流表读数为I=0.58 A,根据欧姆定律可得电流表内阻为R A=UI =0.600.58Ω≈1.0 Ω;②由闭合电路欧姆定律可知,干电池电动势的表达式为E=U+I(r+R A);③根据E=U+I(r+R A)变形得到U=-(r+R A)I+E,根据图像可知,纵截距b=E=1.40 V,斜率的绝对值|k|=r+R A=1.40-1.000.20-0Ω=2.0 Ω,所以待测干电池电动势为E=1.40 V,内阻为r=1.0 Ω.(2)由于将电压表串联接在电路中,电压表内阻很大,电路中电流太小,故无法完成实验的原因可能是电流太小无法读数,故选D.3.[2024·广东卷] 某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统,制作光源跟踪演示装置,实现太阳能电池板方向的调整,使电池板正对光源.图甲是光照方向检测电路.所用器材有:电源E(电动势3 V);电压表V1和V2(量程均有0~3 V 和0~15 V,内阻均可视为无穷大);滑动变阻器R;两个相同的光敏电阻R G1和R G2;开关S;手电筒;导线若干.图乙是实物图.图中电池板上垂直安装有半透明隔板,隔板两侧装有光敏电阻,电池板固定在电动机转轴上.控制单元与检测电路的连接未画出.控制单元对光照方向检测电路无影响.请完成下列实验操作和判断.(1)电路连接.图乙中已正确连接了部分电路,请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表V1间的实物图连线.(2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试.①将图甲中R的滑片置于端,用手电筒的光斜照射到R G1和R G2,使R G1表面的光照强度比R G2表面的小.②闭合S,将R的滑片缓慢滑到某一位置.V1的示数如图丙所示,读数U1为V,V2的示数U2为1.17 V.由此可知,表面光照强度较小的光敏电阻的阻值(选填“较大”或“较小”).③断开S.(3)光源跟踪测试.①将手电筒的光从电池板上方斜照射到R G1和R G2.②闭合S,并启动控制单元.控制单元检测并比较两光敏电阻的电压,控制电动机转动.此时两电压表的示数U1<U2,图乙中的电动机带动电池板(填“逆时针”或“顺时针”)转动,直至时停止转动,电池板正对手电筒发出的光.3.(1)如图所示(2)①b②1.63(1.61~1.65均可)较大(3)②逆时针U1=U2(或R G1=R G2)[解析] (1)由题图甲可知,V1测R G1两端电压,V2测R G2两端电压,滑动变阻器采用分压式接法,由题图乙可知,此时V2已并联在R G2两端,V1未并联在电路中,故应将V1的“3”接线柱连到滑动变阻器右上接线柱处,滑动变阻器分压式接入电路中.(2)①从安全性角度考虑,一开始应将题图甲中R的滑片置于b端,使两个电压表的示数均为零.②由题图丙知电压表的分度值为0.1 V,根据读数原则需估读到0.1 V的下一位,读数为1.63 V.由串联电路中电流相等,电阻之比等于电压之比,可知电压较大时对应的电阻较大.由题图甲知,V1测R G1两端电压,V2测R G2两端电压,且U1>U2,则R G1>R G2,由①可知R G1表面的光照强度比R G2表面的小,说明表面光照强度较小的光敏电阻的阻值较大.(3)②U1<U2,说明R G1电阻小,对应光照强度大,而R G2电阻大,对应光照强度小,因此光是从左上方斜向右下方照射,所以应逆时针转动电池板,使光线和太阳能电池板垂直,直至U1=U2时停止转动,此时R G1=R G2,两板对应光照强度相同,电池板正对手电筒发出的光.4.[2024·广西卷] 某同学为探究电容器充、放电过程,设计了图甲实验电路.器材如下:电容器,电源E(电动势6 V,内阻不计),电阻R1=400.0 Ω,电阻R2=200.0 Ω,电流传感器,开关S1、S2,导线若干.实验步骤如下:(1)断开S1、S2,将电流传感器正极与a节点相连,其数据采样频率为5000 Hz,则采样周期为s;(2)闭合S 1,电容器开始充电,直至充电结束,得到充电过程的I -t 曲线如图乙,由图乙可知开关S 1闭合瞬间流经电阻R 1的电流为 mA(结果保留3位有效数字);(3)保持S 1闭合,再闭合S 2,电容器开始放电,直至放电结束,则放电结束后电容器两极板间电压为 V;(4)实验得到放电过程的I -t 曲线如图丙,I -t 曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.018 8 C,则电容器的电容C 为 μF .图丙中I -t 曲线与横坐标、直线t =1 s 所围面积对应电容器释放的电荷量为0.003 8 C,则t =1 s 时电容器两极板间电压为 V(结果保留2位有效数字). 4.(1)15000(2)15.0 (3)2 (4)4.7×103 5.2[解析] (1)采样周期为T =1f =15000 s .(2)由图乙可知开关S 1闭合瞬间流经电阻R 1的电流为15.0 mA .(3)放电结束后电容器两极板间电压等于R 2两端电压,根据闭合电路欧姆定律得电容器两极板间电压为U C =ER 1+R 2·R 2=2 V . (4)充电结束后电容器两端电压为U C '=E =6 V,故可得ΔQ =(U C '-U C )C =0.018 8 C,解得C =4.7×103 μF;设t =1 s 时电容器两极板间电压为U C ″,得(U C '-U C ″)C =0.003 8 C,代入数值解得U C ″≈5.2 V .5.[2024·海南卷] 用如图甲所示的电路观察电容器的充放电现象,实验器材有电源E 、电容器C 、电压表、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻R 、单刀双掷开关S 1、开关S 2、导线若干.(1)闭合开关S 2,将S 1接1,电压表示数增大,最后稳定在12.3 V .在此过程中,电流表的示数 .(填选项标号) A .一直稳定在某一数值 B .先增大,后逐渐减小为零C .先增大,后稳定在某一非零数值(2)先后断开开关S 2、S 1,将电流表更换成电流传感器,再将S 1接2,此时通过定值电阻R 的电流方向为 (选填“a →b ”或“b →a ”),通过传感器将电流信息传入计算机,画出电流随时间变化的I -t 图像,如图乙,t =2 s 时I =1.10 mA,图中M 、N 区域面积比为8∶7,可求出R = kΩ(保留2位有效数字).5.(1)B (2)a →b 5.2[解析] (1)电容器充电过程中,当电路刚接通后,电流表示数从0增大至某一最大值,后随着电容器的不断充电,电路中的充电电流在减小,当充电结束电路稳定后,此时电路相当于断路,电流为0,故选B .(2)根据电路图可知充电结束后电容器上极板带正电,将S 1接2,电容器放电,此时通过定值电阻R 的电流方向为a →b ;t =2 s 时,I =1.10 mA,可知此时电容器两端的电压为U 2=IR ,电容器开始放电前两端电压为12.3 V ,根据I -t 图像与横轴围成的面积表示放电荷量可得,0~2 s 的放电荷量为Q 1=ΔU ·C =(12.3-1.10×10-3·R )C ,2 s 后到放电结束放电荷量为Q 2=ΔU'·C =1.10×10-3·RC ,根据题意Q 1Q 2=87,解得R ≈5.2 kΩ.6.[2024·河北卷] 某种花卉喜光,但阳光太强时易受损伤.某兴趣小组决定制作简易光强报警器,以便在光照过强时提醒花农.该实验用到的主要器材如下:学生电源、多用电表、数字电压表(0~20 V)、数字电流表(0~20 mA)、滑动变阻器R (最大阻值50 Ω,1.5 A)、白炽灯、可调电阻R 1(0~50 kΩ)、发光二极管LED 、光敏电阻R G 、NPN 型三极管VT 、开关和若干导线等. (1)判断发光二极管的极性使用多用电表的“×10 k”欧姆挡测量二极管的电阻.如图甲所示,当黑表笔与接线端M 接触、红表笔与接线端N 接触时,多用电表指针位于表盘中a 位置(见图乙);对调红、黑表笔后指针位于表盘中b 位置(见图乙).由此判断M 端为二极管的 (选填“正极”或“负极”).(2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性①采用图丙中的器材进行实验,部分实物连接已完成.要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始.导线L 1、L 2和L 3的另一端应分别连接滑动变阻器的 、 、接线柱(以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”).②图丁为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线,图中曲线Ⅰ、Ⅰ和Ⅰ对应光敏电阻受到的光照由弱到强.由图像可知,光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而(选填“增大”或“减小”).(3)组装光强报警器电路并测试其功能图戊为利用光敏电阻、发光二极管、三极管(当b、e间电压达到一定程度后,三极管被导通)等元件设计的电路.组装好光强报警器后,在测试过程中发现,当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时,发光二极管并不发光,为使报警器正常工作,应(选填“增大”或“减小”)可调电阻R1的阻值,直至发光二极管发光.6.(1)负极(2)①A A C(或D)[或者三空分别为:C(或D)A B]②减小(3)增大[解析] (1)使用多用电表欧姆挡测二极管电阻时,电流也是“红进黑出”,即表内电源正极与黑表笔相连,电源负极与红表笔相连,且测二极管正向电阻时阻值很小,测二极管反向电阻时阻值无穷大.当黑表笔与接线柱M接触、红表笔与接线柱N接触时,多用电表指针位于表盘中a 位置(电阻无穷大),而对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置(电阻很小),说明黑表笔(连接电源正极)与接线柱N接触时测的是二极管正向电阻,即N端为二极管的正极.(2)①要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始,所以滑动变阻器应采用分压式接法,导线L2应连接A接线柱,导线L1和导线L3应“一上一下”连接滑动变阻器的接线柱,可以导线L1连接A接线柱,导线L3连接C或D接线柱,或者导线L3连接B接线柱,导线L1连接C或D接线柱.②伏安特性曲线上的点与原点连线的斜率的倒数表示电阻,由所给伏安特性曲线图可知,曲线Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ对应的电阻在减小,说明随着光照由弱到强,光敏电阻的阻值减小.(3)在测试过程中发现,当照射在光敏电阻表面的光强达到报警值时,发光二极管并不发光,说明三极管未被导通,这是因为b、e间电压较小,未达到是三极管导通的值,为使报警器正常工作,应调大R1两端分得的电压直至发光二极管发光,由于R1与R G串联后总电压一定,所以要调大R1的阻值.7.[2024·江苏卷] 某同学在实验室做“测定金属的电阻率”的实验,除被测金属丝外,还有如下实验器材可供选择:A.直流电源:电动势约为3 V,内阻可忽略不计;B.电流表A:量程0~100 mA,内阻约为5 Ω;C.电压表V:量程0~3 V,内阻为3 kΩ;D.滑动变阻器:最大阻值为100 Ω,允许通过的最大电流为0.5 A;E.开关、导线等.(1)该同学用刻度尺测得金属丝接入电路的长度L=0.820 m,用螺旋测微器测量金属丝直径时的测量结果如图甲所示,从图中读出金属丝的直径为mm.(2)用多用电表欧姆“×1”挡测量接入电路部分的金属丝电阻时,多用电表的示数如图乙所示,从图中读出金属丝电阻约为Ω.(3)若该同学根据伏安法测出金属丝的阻值R=10.0 Ω,则这种金属材料的电阻率为Ω·m.(结果保留两位有效数字)7.(1)0.787(0.785~0.788均可)(2)9.0(3)5.9×10-6[解析] (1)根据螺旋测微器的读数规律,该读数为d=0.5 mm+28.7×0.01 mm=0.787 mm.(2)根据欧姆挡的读数规律,该读数为R x=9.0×1 Ω=9.0 Ω.(3)根据电阻定律有R=ρLS =ρLπ(d2)2=4ρLπd2,解得ρ=πd2R4L,代入数据得ρ=5.9×10-6 Ω·m.8.[2024·江西卷] 某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下.为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计.(1)如图1所示,在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水倒入其中,测得水的截面宽d=0.07 m和高h=0.03 m.(2)现有实验器材:电流表(量程0~300 μA,内阻R A=2500 Ω)、电压表(量程0~3 V或0~15 V,内阻未知)、直流电源(3 V)、滑动变阻器、开关和导线.请在图1中画线完成电路实物连接.(3)连接好电路,测量26 ℃的水在不同长度l时的电阻值R x.将水温升到65 ℃,重复测量.绘出26 ℃和65 ℃水的R x-l图线,分别如图2中甲、乙所示.(4)若R x-l图线的斜率为k,则水的电阻率表达式为ρ=(用k、d、h表示).实验结果表明,温度(选填“高”或“低”)的水更容易导电.(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置.为保证出水量不变,选用内直径为8.0×10-3m的水管.若人体的安全电流为1.0×10-3A,热水器出水温度最高为65 ℃,忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为m.(保留2位有效数字)8.(2)如图所示(4)kdh高(5)0.46[解析] (2)由于电流表阻值已知,因此电流表采用内接法时,水的电阻R =U I-R A ,可消除伏安法测电阻的系统误差;因电源电动势为3 V ,则电压表选用0~3 V 量程.实物连线如图所示. (4)根据电阻定律有R x =ρl S ,又S =dh ,联立可得R x =ρdℎl ,故R x -l 图像的斜率k =ρdℎ,解得ρ=kdh ;根据题图2可知,65 ℃水的R x -l 图像的斜率比26 ℃水的R x -l 图像的斜率小,说明温度高的水的电阻率较小,更容易导电.(5)根据欧姆定律和电阻定律有R =UI =ρl 'πD 24,其中ρ=kdh ,由题图2可知,65 ℃水的R x -t 图像的斜率k =80.7×103 Ω/m,代入数据解得l'≈0.46 m,故该水管长度的最小值为0.46 m .9.[2024·辽宁卷] 某探究小组要测量电池的电动势和内阻.可利用的器材有:电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为R 0)、金属夹、刻度尺、开关S 、导线若干.他们设计了如图所示的实验电路原理图.(1)实验步骤如下:①将电阻丝拉直固定,按照图甲连接电路,金属夹置于电阻丝的 (选填“A ”或“B ”)端; ②闭合开关S,快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U ,断开开关S,记录金属夹与B 端的距离L ;③多次重复步骤②,根据记录的若干组U 、L 的值,作出图丙中图线Ⅰ;④按照图乙将定值电阻接入电路,多次重复步骤②,再根据记录的若干组U 、L 的值,作出图丙中图线Ⅰ.(2)由图线得出纵轴截距为b ,则待测电池的电动势E = .(3)由图线求得Ⅰ、Ⅰ的斜率分别为k 1、k 2,若k2k 1=n ,则待测电池的内阻r = (用n 和R 0表示).9.(1)A (2)1b(3)R 0n -1[解析] (1)为了保护电路,避免通过电源的电流过大,闭合开关前,金属夹应置于使电阻丝接入电路的阻值最大处,即应该置于A 端.(2)对于图甲电路,根据闭合电路欧姆定律有U =E -Ir ,设金属丝的电阻率为ρ,横截面积为S ,根据欧姆定律和电阻定律有I =UR ,R =ρLS ,联立可得U =E -USρL r ,整理可得1U =1E +Sr Eρ·1L ,对于图乙电路,根据闭合电路欧姆定律有U =E -I (r +R 0),根据欧姆定律和电阻定律有I =UR,R =ρL S,联立并整理可得1U =1E+S (r+R 0)Eρ·1L ,所以图线的纵轴截距b =1E ,解得E =1b .(3)由题意可知k 1=SrEρ,k 2=S (r+R 0)Eρ,又k2k 1=n ,联立解得r =R0n -1. 10.电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化.在保持流过传感器的电流(即工作电流)恒定的条件下,通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压,建立电压与氧气含量之间的对应关系,这一过程称为定标.一同学用图甲所示电路对他制作的一个氧气传感器定标.实验器材有:装在气室内的氧气传感器(工作电流1 mA)、毫安表(内阻可忽略)、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶(氧气含量分别为1%、5%、10%、15%、20%).(1)将图甲中的实验器材间的连线补充完整,使其能对传感器定标; (2)连接好实验器材,把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口;(3)把滑动变阻器的滑片滑到 端(选填“a ”或“b ”),闭合开关;。