2025年高考物理解密之实验题

Page2025年高考物理解密之实验题一．实验题（共25小题）1．（2024•天津）某同学研究闭合电路的规律。①根据闭合电路的欧姆定律得出了电源输出功率与外电路电阻关系图像，如图1所示，则的峰值对应的外电路电阻值应电源内阻（填“大于”、“小于”或“等于”；②测定电源的电动势和内阻，可供选用的器材有：．电压表（量程，内阻约为．电流表（量程，内阻约为．滑动变阻器（最大阻值，额定电流．滑动变阻器（最大阻值，额定电流．待测电源（电动势约为，内阻约为．开关、导线若干（1）实验中所用的滑动变阻器应选（填器材前字母代号）；（2）实物电路如图2所示，单刀双掷开关可分别与1、2端闭合，为使电源内阻的测量结果更接近真实值，应与端闭合。2．（2024•天津）某同学用图示装置探究加速度与力的关系。（1）为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，调节木板倾角，使小车在不挂槽码时运动，并打出纸带进行检验，图中能表明补偿阻力恰当的是；（2）某次实验得到一条纸带，部分计数点如图2所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出），测得，，，。已知打点计时器所接交流电源频率为，则小车的加速度（要求充分利用测量数据，结果保留两位有效数字）；（3）该同学将一个可以直接测出绳子拉力的传感器安装在小车上，小车和传感器总质量为。按要求补偿阻力后，该同学共进行了四次实验，悬挂的槽码质量依次为、、、。处理数据时，用两种方式得到小车（含传感器）受到的合力，一种将槽码所受重力当作合力、另一种将传感器示数当作合力，则这两种方式得到的合力差异最大时，槽码质量为。3．（2024•南昌模拟）研究物体的运动时，除了使用打点计时器计时外，也可以使用数字计时器。计时系统的工作要借助于光源和光敏管（统称光电门）。光源和光敏管相对，它射出的光使光敏管感光。当滑块经过时，其上的遮光条把光遮住，与光敏管相连的电子电路自动记录遮光时间的长短，通过数码屏显示出来。根据遮光条的宽度和遮光时间，可以算出滑块经过时的速度。如图1，在滑块上安装宽度为的遮光条，滑块在牵引力作用下由静止开始运动并通过光电门，配套的数字计时器记录了遮光条的遮光时间△为。（1）遮光条通过光电门的平均速度（保留两位有效数字），由于遮光条的宽度很小，所以这个速度可以近似看作遮光条通过光电门的瞬时速度。（2）考虑到“光电门的光源射出的光有一定的粗细，数字计时器内部的电子电路有一定的灵敏度”，若当遮光条遮住光源射出光的，即认为光被遮住，则第（1）问中的测量值比真实值（选填“偏大”或“偏小”。（3）用形挡光片便可消除上述系统误差。某同学换用如图2所示的形挡光片重复上述实验，若数字计时器显示两次开始遮光的时间间隔为△，则滑块通过光电门的瞬时速度。（用、△表示）4．（2025•邯郸一模）智能化育苗蔬菜基地对环境要求严格，其中包括对光照强度的调控，小明准备利用所学知识设计智能光控电路。智能光控电路的核心元件是光敏电阻。（1）（多选）小明首先利用图1中多用电表粗略测量了光敏电阻阻值。下列关于实验过程的描述，正确的是。用不同挡位测量光敏电阻的阻值时，必须重新机械调零测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量图1中光敏电阻测量值测量光敏电阻阻值时，应该把该电阻与电路断开（2）为了精确测量多组不同光照强度下光敏电阻的阻值，小明采用图2中的实验器材进行实验，部分实物连接已经完成，描绘的阻值随照度反映光照的强弱，光越强，照度越大，单位为勒克斯变化的图像如图3。根据图3可知，光敏电阻的阻值随照度减小而（选填“增大”或“减小”。若电压表的量程为，内阻约为，毫安表的量程为，内阻约为，请将图2中导线、连接在合适的位置，形成完整测量电路。（3）小明设计如图4所示的智能光控电路。当光敏电阻两端的电压增加到一定值时照明系统开始工作，自动控制系统开始补光。为了照度更小时，自动控制系统就开始补光，则需要（选填“增大”或“减小”电阻箱的阻值。5．（2025•邯郸一模）重力加速度是物理学中一个重要概念，它描述了在地球表面附近自由落体运动的加速度。某探究小组确定了两种方案测量重力加速度，一是利用单摆测量重力加速度，二是利用平抛运动测量重力加速度。方案一：利用单摆测量当地重力加速度（1）甲同学欲利用图1装置测量重力加速度，乙同学分析该装置测量周期时，测量全振动次数较多时摆球容易做圆锥摆，于是提议利用图2双线摆和光电计数器测量当地的重力加速度。已知每根轻细线长度为，两悬点间相距。当小球通过光电门（平衡位置）时，光电计数器计数1次，同时计时器开始计时。请回答下列问题：①如图3，用螺旋测微器测得小球直径。若计数器显示的计数次数为，所用时间为，则双线摆的振动周期，利用图2测得当地重力加速度（用、、、、表示）。②若利用图1测量重力加速度，由于摆球做圆锥摆导致测量的重力加速度（选填“偏大”或“偏小”。方案二：利用平抛运动测量当地重力加速度（2）如图4所示，四分之一圆弧轨道固定在水平台面上，在圆弧轨道最低点固定有压力传感器，将小球由圆弧轨道某一高度静止释放，小球经过轨道最低点时压力传感器显示的压力大小为，小球离开圆弧轨道后做平抛运动，圆弧轨道的半径为，小球的质量为，抛出点距离地面的高度为，水平射程为，则当地的重力加速度测量值（用已经测得的量表示）。6．（2024•香坊区校级二模）电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器可以捕捉瞬时的电流变化，它与计算机相连，可显示电流随时间的变化。图甲直流电源电动势、内阻不计，充电前电容器带电量为零。先使与“1”端相连，电源向电容器充电。充电结束后，使与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。（1）在电容器充电与放电过程中，通过电阻的电流方向（选填“相同”或“相反”；（2）图像阴影为曲线图像与对应时间轴所围成的面积，乙图中阴影部分的面积（选填“”、“”或“”；（3）已知，则该电容器的电容值为法拉（保留两位有效数字）；（4）由甲、乙两图可判断阻值（选填“”或“”。7．（2024•北京）如图甲所示，让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。（1）关于本实验，下列做法正确的是（填选项前的字母）。实验前，调节装置，使斜槽末端水平选用两个半径不同的小球进行实验用质量大的小球碰撞质量小的小球（2）图甲中点是小球抛出点在地面上的垂直投影，首先，将质量为的小球从斜槽上的位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次。然后，把质量为的被碰小球置于斜槽末端，再将质量为的小球从位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为、和为单独滑落时的平均落点）。图乙为实验的落点记录，简要说明如何确定平均落点；分别测出点到平均落点的距离，记为、和。在误差允许范围内，若关系式成立，即可验证碰撞前后动量守恒。（3）受上述实验的启发，某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图丙所示，用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的点和点，两点间距等于小球的直径，将质量较小的小球1向左拉起至点由静止释放，在最低点与静止于点的小球2发生正碰，碰后小球1向左反弹至最高点，小球2向右摆动至最高点。测得小球1，2的质量分别为和，弦长、、。推导说明，、、、、满足什么关系即可验证碰撞前后动量守恒。8．（2024•天心区校级模拟）小明在家中用一根轻弹簧、水瓶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，验证力的平行四边形定则。实验步骤如下：ⅰ．先用图钉将弹簧一端固定在白纸上，弹簧另一端通过细绳悬挂矿泉水瓶（与墙、纸无摩擦），如图甲所示；ⅱ．将另一细绳拴于细绳上点，并将细绳水平拉直后用图钉固定，在白纸上：记下、、的位置，如图乙所示；ⅲ．在保证点位置不变的情况下，交换弹簧与细绳的位置，使其方向与（ⅱ）中对应方向平行，如图丙所示；ⅳ．按照上述方法改变弹簧与细绳的夹角多测几次。（1）对于本实验，下列说法或操作正确的是；（选填选项前的字母）．还需要用天平测出矿泉水的质量．还需要测量弹簧的原长以及图甲、乙、丙中弹簧的长度．为了保证实验结果尽可能准确，弹簧与细绳的夹角应该越大越好．步骤（ⅳ）中每次重复实验时，都应保证点位置与第一次实验记录的位置一致（2）小明在进行步骤（ⅲ）时由于粗心将水瓶中的水洒落了少许，但弹簧和细绳的方向都与（ⅱ）中平行，点位置也与（ⅱ）中重合，这一操作（选填“会”或“不会”造成误差。9．（2024•鲤城区校级二模）如图1所示为某多用电表的欧姆挡“”挡内部电路示意图。表头满偏电流、内阻，电源的电动势设计值为。（1）该多用电表的表笔应为（填“红”或“黑”表笔。（2）由于长时间未使用，该多用表内部电源电动势发生了变化，但仍可欧姆调零。为了测得其内部电源的电动势，实验步骤如下：①将选择开关旋至欧姆“”挡位，红、黑表笔短接进行欧姆调零；②将一电阻箱串联在两表笔间，实验电路如图2所示，为使测量过程指针偏转范围尽量大些，电阻箱应选用（填字母序号）；．最大阻值．最大阻值③调节电阻箱的阻值，当多用表的指针如图3所示时，通过表头的电流为；④连续调节电阻箱的阻值，记录多组电阻箱阻值和通过毫安表的电流，作出图像如图4所示，则现在的电源电动势。（3）用该欧姆表测得一定值电阻的阻值为，如果操作无误，不考虑偶然误差的情况下，则该定值电阻的实际阻值为。10．（2024•镇海区模拟）（1）某实验小组用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。如果用天平称出两个大小相同小球的质量、实验时用质量为的小球作为被碰小球，则（填“”“”或“”。实验时先让小球多次从斜槽上位置由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置，图中点是小球抛出点在水平地面上的竖直投影，测出平抛射程；然后把小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜槽上位置由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为、，测出两小球相碰后的平抛射程、，则在实验误差允许范围内，若满足关系式（用所测物理量的字母表示），则可以认为两小球碰撞前后动量守恒。如果实验时将斜槽固定好后，用闪光频率一定的频闪照相机研究两小球的碰撞过程。先只让小球从斜槽上位置由静止开始释放，小球离开斜槽后，频闪照相机连续拍摄小球的两位置如图乙所示；再将小球放在斜槽的末端，让小球仍从位置处由止开始释放，使它们碰撞，频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置如图丙所示；需要的物理量已经在图中标出。两小球在碰地过程中若动量守恒，满足的关系式为。（2）某同学在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时在水面均匀地撒上一层爽身粉。在液面上方滴入一滴油酸酒精溶液后，形成了如图丁所示形状的油膜，该同学认为形成油膜面积过小，测量面积时误差较大。该同学接着再依次滴入第二滴、第三滴油酸酒精溶液。但该同学发现滴入油酸酒精溶液后形成的油膜面积先略有增加，后又很快缩小，基本上恢复到滴入第一滴溶液后的油膜面积。造成滴入多滴油酸酒精溶液后，油膜面积基本不变的原因是。若该同学用三滴油酸酒精溶液中油酸的体积及对应形成的面积计算分子直径，计算得到的分子直径与实际分子直径相比。（选填“偏大”、“偏小”或“基本相同”11．（2024•龙凤区校级模拟）某同学用三根完全相同的弹簧设计了如下实验，以探究弹簧的劲度系数。（1）将弹簧上端均固定在铁架台上相同高度的横杆上，甲装置用一根弹簧挂物块，乙装置用另外两根弹簧挂大小相同但质量不同的物块，在物块正下方的距离传感器可以测出物块到传感器的距离，此时刚好均为，如图所示，则是的倍。（2）只交换两物块的位置，此时甲装置的距离传感器显示为，弹簧相对原长的形变量为△；乙装置中的每根弹簧相对原长的形变量为△，则△是△的倍。（3）已知物块质量，当地重力加速度为，该同学测得、，则每根弹簧的劲度系数。12．（2024•重庆）元代王祯《农书》记载了一种人力汲水灌田农具——戽斗。某兴趣小组对戽斗汲水工作情况进行模型化处理，设计了如图甲所示实验，探究戽斗在竖直面内的受力与运动特点。该小组在位于同一水平线上的、两点，分别固定一个小滑轮，将连结沙桶的细线跨过两滑轮并悬挂质量相同的砝码，让沙桶在竖直方向沿线段的垂直平分线运动。当沙桶质量为时，沙桶从点由静止释放，能到达最高点，最终停在点。分析所拍摄的沙桶运动视频，以点为坐标原点，取竖直向上为正方向。建立直角坐标系，得到沙桶位置随时间的图像如图乙所示。（1）若将沙桶上升过程中的某一段视为匀速直线运动，则此段中随着连结沙桶的两线间夹角逐渐增大，每根线对沙桶的拉力（选填“逐渐增大”“保持不变”“逐渐减小”。沙桶在点的加速度方向（选填“竖直向上”“竖直向下”。（2）由图乙可知，沙桶从开始运动到最终停止，机械能增加（保留两位有效数字，。13．（2024•南宁模拟）在做“用电流表和电压表测电池的电动势（约和内电阻（约”的实验时，某同学利用图甲所示的实物间的连线图进行测量，下列器材可供选用：．电流表：量程，内阻约．电流表：量程，内阻约．电压表：量程，内阻约．滑动变阻器，额定电流．待测电池、开关、导线（1）请根据实物间的连线图在图中方框中画出电路图；（2）为了让测量结果尽量准确，电流表应选用（填器材前的字母代号）；（3）根据实验数据作出的图像如图乙所示，则该电池的电动势，内阻；（结果均保留两位小数）（4）该同学在实验中发现，在保证所有器材安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片时，电压表的示数取不到以下，出现这一现象的原因可能是，改进的方法为。14．（2024•罗湖区校级模拟）在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中，为了测量热敏电阻在到之间多个温度下的阻值，一实验小组设计了如图甲所示电路。其实验步骤如下：①连接电路，在保温容器中加入适量开水；②加入适量的冰水，待温度稳定后，测量该温度下热敏电阻的阻值；③重复第②步操作若干次，测得多组数据。（1）该小组用多用电表“”挡测热敏电阻在某温度下的阻值，发现表头指针偏转的角度很大；为了准确地进行测量，应换到挡（选填“”或“”；如果换挡后就用表笔直接连接热敏电阻进行读数，那么欠缺的实验步骤是：，补上该步骤后，表盘的示数如图乙所示，则它的电阻是。（2）利用上述实验方法测得热敏电阻在不同温度下的阻值如表。温度4.19.014.320.028.038.245.560.4电阻2001601006045302515该小组利用上述热敏电阻、电动势（内阻不计）的电源、定值电阻（其中阻值有、、三种可供选择）、控制开关和加热系统，设计了、、三种电路，以实现环境温度控制。现要求将环境温度控制在之间，且当1、2两端电压大于时，控制开关开启加热系统加热。则应选择的电路是，定值电阻的阻值应选，1、2两端的电压小于时，自动关闭加热系统（不考虑控制开关对电路的影响）。15．（2024•黄陂区校级二模）学习小组要测量一个电阻的电阻率，已知其长度为，额定电压为。（1）用螺旋测微器测量该电阻的直径，示数如图甲所示，其直径；（2）粗测该电阻的阻值为，为精确测量其阻值，该同学设计的测量电路如图乙所示，其中蓄电池电动势约为（内阻不计）、滑动变阻器最大阻值为、定值电阻、保护电阻。要求滑动变阻器在接近全电阻范围内可调，且测量时电表的读数不小于其量程的，则图乙中圆圈①位置接入、圆圈②位置应接入（均选填器材前的字母序号）；．电流表（量程为，内阻．电流表（量程为，内阻．电压表（量程为，内阻（3）实验中根据两电表读数作出如图丙所示的图线（坐标均为国际单位），已知图线的斜率为，则所测该电阻的阻值（用题中已知所测物理量符号表示），研究实验误差时发现实验所用定值电阻的阻值比标称值小，则电阻率的测量值将（选填“偏大”、“偏小”或“不变”。16．（2024•黔南州二模）某实验小组的同学在实验室找到了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，设计了如图甲所示的电路进行了实验探究，其中为电阻丝，其横截面积大小为，是阻值为的定值电阻。正确接线后，闭合开关，调节滑片，记录电压表示数、电流表示数以及对应的长度，通过调节滑片，记录多组、、的值。（1）实验室提供“、”双量程电流表，在本实验中该同学选用挡。实验过程中，测得某次电流表的示数如图乙所示，则此时电流大小为；（2）根据实验数据绘出的图像如图丙所示，由图丙可得电池的电动势，内阻。（结果均保留两位有效数字）；由于电表内阻的影响，通过图像法得到的电动势的测量值其真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”；（3）根据实验数据可进一步绘出图像如图丁所示，根据图像可得电阻丝的电阻率；图丁中所作图线不通过地标原点的原因是。17．（2024•重庆）探究电容器充放电规律，实验装置如图甲所示，有电源，定值电阻，电容器，单刀双掷开关。（1）为测量电容器充放电过程电压和电流变化，需在①、②处接入测量仪器，位置②应该接入测（电流、电压）仪器。（2）接通电路并接通开关，当电压表示数最大时，电流表示数为。（3）根据测到数据，某过程中电容器两端电压与电流的关系图如图乙所示。该过程为（充电、放电）。放电过程中电容器两端电压随时间变化关系如图丙所示。时消耗的功率。18．（2024•福建）某实验小组探究不同电压下红光和蓝光发光元件的电阻变化规律，并设计一款彩光电路。所用器材有：红光和蓝光发光元件各一个、电流表（量程、电压表（量程、滑动变阻器（最大阻值，额定电流、5号电池（电动势两节、开关、导线若干。（1）图（a）为发光元件的电阻测量电路图，按图接好电路；（2）滑动变阻器滑片先置于（填“”或“”端，再接通开关，多次改变滑动变阻器滑片的位置，记录对应的电流表示数和电压表示数；（3）某次电流表示数为时，电压表示数如图（b）所示，示数为，此时发光元件的电阻为（结果保留3位有效数字）；（4）测得红光和蓝光发光元件的伏安特性曲线如图（c）中的Ⅰ和Ⅱ所示。从曲线可知，电流在范围内，两个发光元件的电阻随电压变化的关系均是：；（5）根据所测伏安特性曲线，实验小组设计一款电路，可使红光和蓝光发光元件同时在的电流下工作。在图（d）中补充两条导线完成电路设计。19．（2024•福建）某小组基于动量守恒定律测量玩具枪子弹离开枪口的速度大小，实验装置如图（a）所示。所用器材有：玩具枪、玩具子弹、装有挡光片的小车、轨道、光电门、光电计时器、十分度游标卡尺、电子秤等。实验步骤如下：（1）用电子秤分别测量小车的质量和子弹的质量；（2）用游标卡尺测量挡光片宽度，示数如图（b）所示，宽度；（3）平衡小车沿轨道滑行过程中的阻力。在轨道上安装光电门和，让装有挡光片的小车以一定初速度由右向左运动，若测得挡光片经过、的挡光时间分别为、，则应适当调高轨道的（填“左”或“右”端。经过多次调整，直至挡光时间相等；（4）让小车处于的右侧，枪口靠近小车，发射子弹，使子弹沿轨道方向射出并粘在小车上，小车向左运动经过光电门，测得挡光片经过的挡光时间△；（5）根据上述测量数据，利用公式（用、、、△表示）即可得到子弹离开枪口的速度大小；（6）重复步骤（4）五次，并计算出每次的值，填入下表；次数12345速度59.160.960.358.759.5（7）根据表中数据，可得子弹速度大小的平均值为。（结果保留3位有效数字）20．（2024•甘肃模拟）（1）“测量玻璃的折射率”的实验中，某同学在白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和，在插和时，应使。（选填正确选项前的字母）．插上大头针，使仅挡住的像．插上大头针，使挡住的像和的像．插上大头针，使挡住和、的像．插上大头针，使仅挡住（2）在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，下列说法正确的是。（选填正确选项前的字母）．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些．如果光在界面的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖．不论光以什么角度从射入，经一次折射后到达界面都能射出（3）另一位同学在“测量玻璃的折射率”实验中，为了防止笔尖碰到玻璃砖面而损伤玻璃砖，该同学画出的玻璃砖界面、如图乙所示。其他操作均正确，该同学测得的折射率与真实值相比。（填“偏大”“偏小”或“不变”21．（2024•北京一模）某实验小组用如图1所示的装置验证机械能守恒定律。（1）在实验操作过程中，下列做法正确的是．实验中打点计时器可以使用直流电源．实验时应先接通打点计时器的电源再释放纸带．实验时纸带与打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上．打点计时器、天平和刻度尺都是本实验必须使用的测量仪器（2）如图2所示为某次实验打出的纸带，取纸带上连续的五个点、、、、，通过测量并计算出点距起始点的距离为，间的距离为，间的距离为，若相邻两点的时间间隔为，重锤质量为，重力加速度为。根据这些条件计算从点到点的过程中重锤重力势能的减少量△，动能的增加量△。（3）利用该装置还可以测量当地的重力加速度：某同学的做法是以各点到起始点的距离为横坐标，以各点速度的平方为纵坐标，建立直角坐标系，用实验测得的数据绘制出图像，如图3所示。请画出图线并求得当地重力加速度。（结果保留三位有效数字）（4）小刚利用气垫导轨和光电门等器材验证机械能守恒定律，图4是实验装置的示意图。实验时开启气泵，先将气垫导轨调至水平，然后滑块通过细线与托盘和砝码相连。将滑块从图示位置由静止释放，读出挡光条通过光电门的挡光时间为。已知刚释放时挡光条到光电门的距离为，挡光条的宽度为，且，托盘和砝码的总质量为，滑块和挡光条的总质量为，当地的重力加速度为。在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统重力势能的减少量△；系统动能的增加量△。在误差允许的范围内，如果△△，则可验证系统的机械能守恒。22．（2024•鼓楼区校级模拟）（1）在探究楞次定律的实验中，除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外，还要用到一个电表，请从下列电表中选择。．量程为的电压表．量程为的电流表．量程为的电流表．零刻度在中间的灵敏电流计（2）某同学按下列步骤进行实验：①将已知绕向的螺线管与电表连接；②设计表格：记录将磁铁、极插入或抽出过程中引起感应电流的磁场方向、磁通量的变化、感应电流的方向、感应电流的磁场方向；③分析实验结果，得出结论。上述实验中，漏掉的实验步骤是要查明的关系。（3）在上述实验中，当磁铁插入螺线管的速度越快，电表指针偏角（选填“不变”“变大”或“变小”。23．（2024•重庆模拟）某同学利用一个多用电表（表盘如图乙所示）测量一个内阻约、满偏电流的电流表的内阻，主要步骤如下：（1）欧姆挡的选择开关拨至倍率（填“”“”或“”挡，先将红、黑表笔短接调零后，将多用电表中“黑表笔”接到电流表（填“”或“”接线柱上，“红表笔”接另一个接线柱；（2）多用电表表盘中的指针和电流表表盘指针所指位置如图乙、丙所示，该同学读出欧姆表的读数为，这时电流表的读数为；（3）测量结束后，将选择开关拨到挡；（4）通过进一步分析还可得到多用电表内部电池的电动势为。24．（2024•罗湖区校级模拟）如图所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。（1）该实验中同时研究三个物理量间的关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是。．小量放大法．控制变量法．等效替代法（2）为了减少实验误差，小李进行了平衡摩擦的操作：取下槽码，小车接上纸带置于木板靠近打点计时器的一侧并将纸带穿过打点计时器，调节木板倾角，直至（请填写剩余步骤）。（3）在小车质量（选填“远大于”或“远小于”槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为（选填“系统误差”或“偶然误差”。为减小此误差，下列可行的方案是。．用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车．在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器．在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小25．（2024•西城区二模）某同学用如图1所示的装置来完成“验证动量守恒定律”实验。用天平测量小球1和2的质量分别为、，且。在木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重垂线所指的位置。先不放球2，使球1从斜槽上某一点由静止滚下，多次实验，找到其落点的平均位置。再把球2静置于斜槽轨道末端，让球1仍从处由静止释放，与球2相碰后两球均落在水平木板上，多次重复该过程，找到两球落点的平均位置和。（1）本实验应满足的条件是。轨道光滑调节斜槽末端水平小球1的半径等于小球2的半径需要的测量仪器有刻度尺和秒表（2）用刻度尺测量出水平射程、、，在误差允许的范围内，若满足关系，可说明两个小球的碰撞过程动量守恒。（3）本实验通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度，依据是。（4）某同学拍摄了台球碰撞的频闪照片如图2所示，在水平桌面上，台球1向右运动，与静止的台球2发生碰撞。已知两个台球的质量相等，他测量了台球碰撞前后相邻两次闪光时间内台球运动的距离、、，其中与连线的夹角为，与连线的夹角为。从理论分析，若满足关系，则可说明两球碰撞前、后动量守恒：再满足关系，则可说明是弹性碰撞。

2025年高考物理解密之实验题参考答案与试题解析一．实验题（共25小题）1．（2024•天津）某同学研究闭合电路的规律。①根据闭合电路的欧姆定律得出了电源输出功率与外电路电阻关系图像，如图1所示，则的峰值对应的外电路电阻值应等于电源内阻（填“大于”、“小于”或“等于”；②测定电源的电动势和内阻，可供选用的器材有：．电压表（量程，内阻约为．电流表（量程，内阻约为．滑动变阻器（最大阻值，额定电流．滑动变阻器（最大阻值，额定电流．待测电源（电动势约为，内阻约为．开关、导线若干（1）实验中所用的滑动变阻器应选（填器材前字母代号）；（2）实物电路如图2所示，单刀双掷开关可分别与1、2端闭合，为使电源内阻的测量结果更接近真实值，应与端闭合。【答案】①等于；②（1）；（2）2【考点】测量普通电源的电动势和内阻【专题】实验探究能力；实验题；实验分析法；恒定电流专题；定量思想【分析】①根据闭合电路的欧姆定律：，电源输出功率：，联合解得取最大值时的电流应满足的条件，再结合：，可求得此时外电路电阻值与电源内阻的关系。②（1）实验时滑动变阻器串联在电路里，为了操作方便，应选择最大阻值与电源内阻相差不多的滑动变阻器。（2）电源内阻与电流表内阻均约为，而电源内阻远小于电压表内阻，根据电流表相对于电源的内、外接法对测量得到的内阻的误差的大小的影响，确定电流表的接法，从而可得应与哪端闭合。【解答】解：①根据闭合电路的欧姆定律：电源输出功率可得时，取最大值，再结合，可得此时有：，即的峰值对应的外电路电阻值应等于电源内阻。②（1）待测电源内阻较小约为，实验时滑动变阻器串联在电路里，用以调节路端电压，为了操作方便，滑动变阻器应选择最大阻值较小的。（2）由图2所示的实物电路，可知单刀双掷开关与1端闭合时，电流表的接法是相对于电源的内接，测量得到的内阻是电源内阻值与电流表内阻之和，因电源内阻与电流表内阻均约为，故内阻测量误差较大。而单刀双掷开关与2端闭合时，电流表的接法是相对于电源的外接，测量得到的内阻值是电源内阻与电压表内阻并联的等效电阻值，因电源内阻远小于电压表内阻，故内阻测量误差较小。故为使电源内阻的测量结果更接近真实值，应与2端闭合。故答案为：①等于；②（1）；（2）2【点评】本题考查了测定电源的电动势和内阻的实验和电源输出功率与外电路电阻关系的问题。掌握应用伏安法测量电源的电动势和内阻时，电流表的不同接法所产生的系统误差的具体情况。2．（2024•天津）某同学用图示装置探究加速度与力的关系。（1）为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，调节木板倾角，使小车在不挂槽码时运动，并打出纸带进行检验，图中能表明补偿阻力恰当的是；（2）某次实验得到一条纸带，部分计数点如图2所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出），测得，，，。已知打点计时器所接交流电源频率为，则小车的加速度（要求充分利用测量数据，结果保留两位有效数字）；（3）该同学将一个可以直接测出绳子拉力的传感器安装在小车上，小车和传感器总质量为。按要求补偿阻力后，该同学共进行了四次实验，悬挂的槽码质量依次为、、、。处理数据时，用两种方式得到小车（含传感器）受到的合力，一种将槽码所受重力当作合力、另一种将传感器示数当作合力，则这两种方式得到的合力差异最大时，槽码质量为。【答案】（1）；（2）0.51；（3）40【考点】探究加速度与力、质量之间的关系【专题】定量思想；实验探究能力；牛顿运动定律综合专题；实验题；实验分析法【分析】（1）补偿阻力时，应使小车在不挂槽码时做匀速直线运动，打出的纸带上的点迹应是均匀分布的。（2）根据打点计时器所接交流电源的频率，确定打相邻两个计数点的时间间隔。根据：△，应用逐差法求得加速度。（3）依据题意，应用牛顿第二定律求得这两种方式得到的合力差的大小与槽码质量的关系式，根据得到的关系式分析判断。【解答】解：（1）补偿阻力时，应使小车在不挂槽码时做匀速直线运动，打出的纸带上的点迹应是均匀分布的，故图能表明补偿阻力是恰当的，故正确，错误。故选：。（2）已知打点计时器所接交流电源频率为，打相邻两个计数点的时间间隔为：根据△，应用逐差法可得：（3）设小车和传感器总质量为，悬挂的槽码质量为。若将槽码所受重力当作合力，即：对小车和传感器，以及悬挂的槽码整体，由牛顿第二定律得：可得：若将传感器示数当作合力，根据牛顿第二定律得：则这两种方式得到的合力差的大小为：显然，槽码质量越大时，此合力差异越大，则槽码质量最大为时，这两种方式得到的合力差异最大。故答案为：（1）；（2）0.51；（3）40【点评】本题考查了探究加速度与力的关系的实验。掌握应用逐差法求解加速度的方法，以及实验中如何测量合力的方法。3．（2024•南昌模拟）研究物体的运动时，除了使用打点计时器计时外，也可以使用数字计时器。计时系统的工作要借助于光源和光敏管（统称光电门）。光源和光敏管相对，它射出的光使光敏管感光。当滑块经过时，其上的遮光条把光遮住，与光敏管相连的电子电路自动记录遮光时间的长短，通过数码屏显示出来。根据遮光条的宽度和遮光时间，可以算出滑块经过时的速度。如图1，在滑块上安装宽度为的遮光条，滑块在牵引力作用下由静止开始运动并通过光电门，配套的数字计时器记录了遮光条的遮光时间△为。（1）遮光条通过光电门的平均速度2.0（保留两位有效数字），由于遮光条的宽度很小，所以这个速度可以近似看作遮光条通过光电门的瞬时速度。（2）考虑到“光电门的光源射出的光有一定的粗细，数字计时器内部的电子电路有一定的灵敏度”，若当遮光条遮住光源射出光的，即认为光被遮住，则第（1）问中的测量值比真实值（选填“偏大”或“偏小”。（3）用形挡光片便可消除上述系统误差。某同学换用如图2所示的形挡光片重复上述实验，若数字计时器显示两次开始遮光的时间间隔为△，则滑块通过光电门的瞬时速度。（用、△表示）【答案】（1）2.0；（2）偏大；（3）。【考点】光电门测量物体速度【专题】定量思想；实验分析法；直线运动规律专题；实验探究能力【分析】（1）根据平均速度计算；（2）因为当遮光条遮住光源射出光的，认为光被遮住，所以挡光时间变短，据此分析；（3）根据平均速度计算。【解答】解：（1）遮光条通过光电门的平均速度为（2）由于光电门的光源射出的光有一定的粗细，且当遮光条遮住光源射出光的，认为光被遮住，即挡光时间变短，所以平均速度的测量值比真实值偏大。（3）若采用形挡光片，则数字计时器显示两次开始遮光的时间间隔内，滑块的位移为，所以故答案为：（1）2.0；（2）偏大；（3）。【点评】掌握运用光电门测量速度的方法，会进行误差分析。4．（2025•邯郸一模）智能化育苗蔬菜基地对环境要求严格，其中包括对光照强度的调控，小明准备利用所学知识设计智能光控电路。智能光控电路的核心元件是光敏电阻。（1）（多选）小明首先利用图1中多用电表粗略测量了光敏电阻阻值。下列关于实验过程的描述，正确的是。用不同挡位测量光敏电阻的阻值时，必须重新机械调零测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量图1中光敏电阻测量值测量光敏电阻阻值时，应该把该电阻与电路断开（2）为了精确测量多组不同光照强度下光敏电阻的阻值，小明采用图2中的实验器材进行实验，部分实物连接已经完成，描绘的阻值随照度反映光照的强弱，光越强，照度越大，单位为勒克斯变化的图像如图3。根据图3可知，光敏电阻的阻值随照度减小而（选填“增大”或“减小”。若电压表的量程为，内阻约为，毫安表的量程为，内阻约为，请将图2中导线、连接在合适的位置，形成完整测量电路。（3）小明设计如图4所示的智能光控电路。当光敏电阻两端的电压增加到一定值时照明系统开始工作，自动控制系统开始补光。为了照度更小时，自动控制系统就开始补光，则需要（选填“增大”或“减小”电阻箱的阻值。【答案】（1）；（2）增大，电路图如上所示；（3）增大。【考点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性【专题】恒定电流专题；推理论证能力；推理法；定量思想【分析】（1）根据欧姆表的使用注意事项以及欧姆表的读数规则进行分析解答；（2）根据粗测出的电阻值选择滑动变阻器的接法和电流表的接法，再补充完成实物连线；（3）根据题目要求结合串并联电路的特点分析判断的调整情况。【解答】解：（1）用不同挡位测量光敏电阻阻值时，应重新进行欧姆调零而非机械调零，故错误；测量电阻时，如果指针偏转过大，表明待测电阻的阻值太小，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量，故正确；根据欧姆表的读数规则，图1中光敏电阻测量值，故错误；测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开，故正确。故选：。（2）由图3可知，光敏电阻的阻值随照度减小而增大，而且光敏电阻的阻值比较大，均在几千欧，所以电路应该选用电流表内接法；实验需测量多组数据，因此电路采用分压式接法，所以导线应接在滑动变阻器的下接线柱，导线接在电流表正接线柱，如图所示（3）照度越小，光敏电阻的阻值越大，同等条件下分得的电压越大，若要保持光敏电阻两端电压不变，就要增大的阻值。故答案为：（1）；（2）增大，电路图如上所示；（3）增大。【点评】考查欧姆表的使用读数问题以及伏安法测电阻时的电流表接法、滑动变阻器的接法等，会根据题意进行准确分析解答。5．（2025•邯郸一模）重力加速度是物理学中一个重要概念，它描述了在地球表面附近自由落体运动的加速度。某探究小组确定了两种方案测量重力加速度，一是利用单摆测量重力加速度，二是利用平抛运动测量重力加速度。方案一：利用单摆测量当地重力加速度（1）甲同学欲利用图1装置测量重力加速度，乙同学分析该装置测量周期时，测量全振动次数较多时摆球容易做圆锥摆，于是提议利用图2双线摆和光电计数器测量当地的重力加速度。已知每根轻细线长度为，两悬点间相距。当小球通过光电门（平衡位置）时，光电计数器计数1次，同时计时器开始计时。请回答下列问题：①如图3，用螺旋测微器测得小球直径4.700。若计数器显示的计数次数为，所用时间为，则双线摆的振动周期，利用图2测得当地重力加速度（用、、、、表示）。②若利用图1测量重力加速度，由于摆球做圆锥摆导致测量的重力加速度（选填“偏大”或“偏小”。方案二：利用平抛运动测量当地重力加速度（2）如图4所示，四分之一圆弧轨道固定在水平台面上，在圆弧轨道最低点固定有压力传感器，将小球由圆弧轨道某一高度静止释放，小球经过轨道最低点时压力传感器显示的压力大小为，小球离开圆弧轨道后做平抛运动，圆弧轨道的半径为，小球的质量为，抛出点距离地面的高度为，水平射程为，则当地的重力加速度测量值（用已经测得的量表示）。【答案】（1）4.700；；；偏大；（2）【考点】测定自由落体运动的加速度；用单摆测定重力加速度【专题】单摆问题；定量思想；推理法；实验探究能力【分析】（1）根据螺旋测微器的精确度读数，根据题意解得周期，结合单摆周期公式解得重力加速度；（2）根据牛顿第二定律结合平抛运动规律解答。【解答】解：（1）①螺旋测微器的精确度为，由图3可知读数为双线摆的振动周期为双线摆的等效摆长由单摆周期公式代入数据解得②单摆周期公式为解得圆锥摆的周期公式为为摆线与竖直方向的夹角），可知圆锥摆的周期小于单摆的周期，所以如果测量全振动次数较多时摆球做了圆锥摆，测得的周期偏小，由计算得到的偏大。（2）根据牛顿第二定律有根据平抛运动规律有，联立解得故答案为：（1）4.700；；；偏大；（2）【点评】本题考查利用自由落体运动和单摆运动解得重力加速度，解题关键掌握实验原理，注意牛顿第二定律的运用。6．（2024•香坊区校级二模）电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器可以捕捉瞬时的电流变化，它与计算机相连，可显示电流随时间的变化。图甲直流电源电动势、内阻不计，充电前电容器带电量为零。先使与“1”端相连，电源向电容器充电。充电结束后，使与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。（1）在电容器充电与放电过程中，通过电阻的电流方向相反（选填“相同”或“相反”；（2）图像阴影为曲线图像与对应时间轴所围成的面积，乙图中阴影部分的面积（选填“”、“”或“”；（3）已知，则该电容器的电容值为法拉（保留两位有效数字）；（4）由甲、乙两图可判断阻值（选填“”或“”。【答案】（1）相反；（2）；（3）0.15；（4）【考点】电容器的动态分析不变）——板间距离变化；电容的概念与物理意义【专题】推理能力；定性思想；推理法；电容器专题【分析】（1）分别分析充电和放电过程的电流方向并比较即可；（2）在图像中，图像与横轴围成的面积表示电荷量，因为充放电过程中电荷量相等，所以面积也相等；（3）根据图像和横轴围成的面积表示电荷量，结合公式计算出电容器的电容；（4）根据充放电过程中的最大电流大小情况分析出电阻的大小情况。【解答】解：（1）由图甲可知，电容器充电时，通过电阻的电流方向向左，放电时通过的电流方向向右，故在电容器充电与放电过程中通过的电流方向相反；（2）图像中图像与对应时间轴所围成的面积表示电荷量，充电和放电电荷量相等，所以乙图中阴影部分的面积；（3）由于电源内阻不计，可知电容器两端电压等于电源电动势，则该电容器的电容值为：；（4）由图乙可知，充电时的最大电流大于放电时的最大电流，则可知，故答案为：（1）相反；（2）；（3）0.15；（4）【点评】本题主要考查了电容器的动态分析，理解电容器的充电和放电的过程，理解图像中图像与横轴围成的面积表示电荷量。7．（2024•北京）如图甲所示，让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。（1）关于本实验，下列做法正确的是（填选项前的字母）。实验前，调节装置，使斜槽末端水平选用两个半径不同的小球进行实验用质量大的小球碰撞质量小的小球（2）图甲中点是小球抛出点在地面上的垂直投影，首先，将质量为的小球从斜槽上的位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次。然后，把质量为的被碰小球置于斜槽末端，再将质量为的小球从位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为、和为单独滑落时的平均落点）。图乙为实验的落点记录，简要说明如何确定平均落点；分别测出点到平均落点的距离，记为、和。在误差允许范围内，若关系式成立，即可验证碰撞前后动量守恒。（3）受上述实验的启发，某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图丙所示，用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的点和点，两点间距等于小球的直径，将质量较小的小球1向左拉起至点由静止释放，在最低点与静止于点的小球2发生正碰，碰后小球1向左反弹至最高点，小球2向右摆动至最高点。测得小球1，2的质量分别为和，弦长、、。推导说明，、、、、满足什么关系即可验证碰撞前后动量守恒。【答案】（1）；（2）、用圆规画圆，尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表平均落点；、；（3）、、、、需要满足：，即可验证碰撞前后动量守恒；推导过程见解答。【考点】验证动量守恒定律【专题】定量思想；分析综合能力；推理法；动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合【分析】（1）根据实验原理和实验注意事项分析；（2）、根据最小圆法确定平均落点；、由动量守恒定律倒推出需要验证的表达式；（3）根据动能定理结合动量守恒定律求解需要满足的表达式。【解答】解：（1）、实验要保证小球到达斜槽末端时以相等的速度做平抛运动，要求小球从斜槽的同一位置由静止释放且斜槽轨道末端水平即可，故正确；、为了保证两球发生对心碰撞，两球的半径要相等，故错误；、为防止反弹，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，故正确。故选：。（2）、用圆规画圆，尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表平均落点；若碰撞过程动量守恒，设小球的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律应满足，小球做平抛运动竖直位移相同，故运动时间相同，由可知，平抛初速度与水平位移成正比故应满足的表达式为；（3）设轻绳长为，小球从偏角处静止摆下，摆到最低点时的速度为，小球经过圆弧对应的弦长为则由动能定理得：由数学知识可知：联立解得：若两小球碰撞过程中动量守恒，选水平向右为正方向，则有其中，，整理可得：故答案为：（1）；（2）、用圆规画圆，尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表平均落点；、；（3）、、、、需要满足：，即可验证碰撞前后动量守恒；推导过程见解答。【点评】此题全面考查了验证动量守恒定律实验的原理、操作过程、数据处理等内容，只要从基本原理出发可以解答属，其中第三问需要利用数学知识分析。8．（2024•天心区校级模拟）小明在家中用一根轻弹簧、水瓶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，验证力的平行四边形定则。实验步骤如下：ⅰ．先用图钉将弹簧一端固定在白纸上，弹簧另一端通过细绳悬挂矿泉水瓶（与墙、纸无摩擦），如图甲所示；ⅱ．将另一细绳拴于细绳上点，并将细绳水平拉直后用图钉固定，在白纸上：记下、、的位置，如图乙所示；ⅲ．在保证点位置不变的情况下，交换弹簧与细绳的位置，使其方向与（ⅱ）中对应方向平行，如图丙所示；ⅳ．按照上述方法改变弹簧与细绳的夹角多测几次。（1）对于本实验，下列说法或操作正确的是；（选填选项前的字母）．还需要用天平测出矿泉水的质量．还需要测量弹簧的原长以及图甲、乙、丙中弹簧的长度．为了保证实验结果尽可能准确，弹簧与细绳的夹角应该越大越好．步骤（ⅳ）中每次重复实验时，都应保证点位置与第一次实验记录的位置一致（2）小明在进行步骤（ⅲ）时由于粗心将水瓶中的水洒落了少许，但弹簧和细绳的方向都与（ⅱ）中平行，点位置也与（ⅱ）中重合，这一操作（选填“会”或“不会”造成误差。【答案】（1）；（2）会。【考点】探究两个互成角度的力的合成规律【专题】实验分析法；实验能力；定性思想；共点力作用下物体平衡专题【分析】（1）本实验是通过合力与分力作用效果相同，利用作图方法验证平行四边形定则，已知两个夹角，需要测量力的大小。根据胡克定律，力的大小与弹簧的伸长量成正比，力的大小可用弹簧伸长量来表示，因此必须测量弹簧的伸长量；（2）根据平衡条件分析，弹簧弹力会变化，据此判断实验是否会造成误差。【解答】解：（1）．根据实验原理可知甲图可测量合力，乙、丙两图测量分力，结合胡克定律可知还需要测量弹簧的原长以及图甲、乙、丙中弹簧的长度，以便测量三个力的大小，不需要用天平测量矿泉水的质量，故错误，正确；．为了保证实验结果尽可能准确，弹簧与细绳的夹角适当即可，故错误；．步骤（ⅳ）中每次重复实验时，不需要保证点位置与第一次实验记录的位置一致，从而使实验更具有普遍性，故正确。故选：。（2）小明在进行步骤（ⅲ）时由于粗心将水瓶中的水洒落了少许，虽然弹簧和细绳的方向都与（ⅱ）中平行，点位置也与（ⅱ）中重合，会导致弹簧弹力变小，从而造成实验误差。故答案为：（1）；（2）会。【点评】本实验应用胡克定律，需要测量弹簧伸长量。掌握实验原理，从多个角度分析理解实验，提高分析解决问题的能力。9．（2024•鲤城区校级二模）如图1所示为某多用电表的欧姆挡“”挡内部电路示意图。表头满偏电流、内阻，电源的电动势设计值为。（1）该多用电表的表笔应为红（填“红”或“黑”表笔。（2）由于长时间未使用，该多用表内部电源电动势发生了变化，但仍可欧姆调零。为了测得其内部电源的电动势，实验步骤如下：①将选择开关旋至欧姆“”挡位，红、黑表笔短接进行欧姆调零；②将一电阻箱串联在两表笔间，实验电路如图2所示，为使测量过程指针偏转范围尽量大些，电阻箱应选用（填字母序号）；．最大阻值．最大阻值③调节电阻箱的阻值，当多用表的指针如图3所示时，通过表头的电流为；④连续调节电阻箱的阻值，记录多组电阻箱阻值和通过毫安表的电流，作出图像如图4所示，则现在的电源电动势。（3）用该欧姆表测得一定值电阻的阻值为，如果操作无误，不考虑偶然误差的情况下，则该定值电阻的实际阻值为。【答案】故答案为：（1）红；（2）；6.0；1.4；（3）280。【考点】测量普通电源的电动势和内阻；练习使用多用电表（实验）【专题】定量思想；实验能力；实验题；实验分析法；实验探究题；恒定电流专题【分析】（1）欧姆表的内部电流从黑表笔流出，红表笔流入，据此分析作答；（2）②欧姆表的倍率为“”时，欧姆表的中值电阻为，据此分析作答；③量程为，电流表的分度值为，采用“半格估读法”读数；④根据闭合电路的欧姆定律求解函数，结合图像斜率的含义求电动势；（3）根据闭合电路的欧姆定律进行分析。【解答】解：（1）欧姆表的内部电流从电流从黑表笔流出，红表笔流入，因此该多用电表的表笔应为红表笔。（2）②欧姆表的倍率为“”时，欧姆表的中值电阻为，为使测量过程指针偏转范围尽量大些，电阻箱应选用阻值较大的电阻，故错误，正确。故选：。③量程为，电流表的分度值为，通过表头的电流为；④根据闭合电路欧姆定律可得变形得图像的斜率结合图像斜率的含义，电动势；（3）当电源的电动势为时，根据闭合电路的欧姆定律有欧姆表的内阻当电动势为时，根据闭合电路的欧姆定律有欧姆表的内阻联立解得。故答案为：（1）红；（2）；6.0；1.4；（3）280。【点评】本题考查欧姆表的原理，电源电动势的测量，注意掌握此类问题的解决方法还是闭合电路欧姆定律的应用，能够正确进行实验误差的分析。10．（2024•镇海区模拟）（1）某实验小组用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。如果用天平称出两个大小相同小球的质量、实验时用质量为的小球作为被碰小球，则（填“”“”或“”。实验时先让小球多次从斜槽上位置由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置，图中点是小球抛出点在水平地面上的竖直投影，测出平抛射程；然后把小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜槽上位置由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为、，测出两小球相碰后的平抛射程、，则在实验误差允许范围内，若满足关系式（用所测物理量的字母表示），则可以认为两小球碰撞前后动量守恒。如果实验时将斜槽固定好后，用闪光频率一定的频闪照相机研究两小球的碰撞过程。先只让小球从斜槽上位置由静止开始释放，小球离开斜槽后，频闪照相机连续拍摄小球的两位置如图乙所示；再将小球放在斜槽的末端，让小球仍从位置处由止开始释放，使它们碰撞，频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置如图丙所示；需要的物理量已经在图中标出。两小球在碰地过程中若动量守恒，满足的关系式为。（2）某同学在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时在水面均匀地撒上一层爽身粉。在液面上方滴入一滴油酸酒精溶液后，形成了如图丁所示形状的油膜，该同学认为形成油膜面积过小，测量面积时误差较大。该同学接着再依次滴入第二滴、第三滴油酸酒精溶液。但该同学发现滴入油酸酒精溶液后形成的油膜面积先略有增加，后又很快缩小，基本上恢复到滴入第一滴溶液后的油膜面积。造成滴入多滴油酸酒精溶液后，油膜面积基本不变的原因是。若该同学用三滴油酸酒精溶液中油酸的体积及对应形成的面积计算分子直径，计算得到的分子直径与实际分子直径相比。（选填“偏大”、“偏小”或“基本相同”【答案】（1），，；（2）爽身粉太厚，不能形成单分子油膜；偏大。【考点】验证动量守恒定律【专题】分析综合能力；动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合；定量思想；推理法【分析】（1）为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量；应用动量守恒定律求出实验需要验证的表达式；（2）根据实验原理分析出面积不变的原因，结合分子直径的计算公式得出测量值和计算值的大小关系。【解答】解：（1）为防止碰撞后入射球反弹，验中质量为的入射小球和质量为的被碰小球的质量关系是大于；如果碰撞过程系统动量守恒，以水平向右为正方向，由动量守恒定律定律得：小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间相等，上式两边同时乘以得：整理可得：设碰撞前球的速度为，碰撞后球的速度为，碰撞后球的速度为，设频闪照相的时间间隔是，两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：频闪照相的时间间隔相等，则有：整理可得：（2）油膜面积基本不变的原因是：爽身粉太厚，不能形成单分子油膜；由于油膜面积偏小，所以计算得到的分子直径与实际分子直径相比偏大。故答案为：（1），，；（2）爽身粉太厚，不能形成单分子油膜；偏大。【点评】对于实验题，要弄清楚实验目的、实验原理以及数据处理等问题，一般的实验设计、实验方法都是根据教材上给出的实验方法进行拓展、延伸，所以一定要熟练掌握教材中的重要实验。11．（2024•龙凤区校级模拟）某同学用三根完全相同的弹簧设计了如下实验，以探究弹簧的劲度系数。（1）将弹簧上端均固定在铁架台上相同高度的横杆上，甲装置用一根弹簧挂物块，乙装置用另外两根弹簧挂大小相同但质量不同的物块，在物块正下方的距离传感器可以测出物块到传感器的距离，此时刚好均为，如图所示，则是的倍。（2）只交换两物块的位置，此时甲装置的距离传感器显示为，弹簧相对原长的形变量为△；乙装置中的每根弹簧相对原长的形变量为△，则△是△的倍。（3）已知物块质量，当地重力加速度为，该同学测得、，则每根弹簧的劲度系数。【答案】（1）；（2）4；（3）245。【考点】探究弹簧弹力与形变量的关系【专题】弹力的存在及方向的判定专题；实验探究题；实验分析法；实验题；定量思想；理解能力【分析】（1）根据胡克定律和平衡条件求解质量之比；（2）交换物块的位置后，根据胡克定律和平衡条件求解形变量之比；（3）根据胡克定律和平衡条件求解弹簧的劲度系数。【解答】解：（1）设弹簧的形变量为△，弹簧的劲度系数为；根据胡克定律和平衡条件，甲图中，有△乙图中，有△解得即是的倍。（2）交换物块的位置后，根据胡克定律和平衡条件，甲图中，有△乙图中，有△两式联立解得即△是△的4倍。（3）物块质量时，物块质量设弹簧处于原长状态时，下端与距离传感器之间距离为；弹簧下挂时，形变量△根据胡克定律和平衡条件△弹簧下挂时，形变量△根据胡克定律和平衡条件△代入数据联立解得弹簧的劲度系数。故答案为：（1）；（2）4；（3）245。【点评】本题主要考查了胡克定律和平衡条件，求解弹簧的形变量是解题的关键。12．（2024•重庆）元代王祯《农书》记载了一种人力汲水灌田农具——戽斗。某兴趣小组对戽斗汲水工作情况进行模型化处理，设计了如图甲所示实验，探究戽斗在竖直面内的受力与运动特点。该小组在位于同一水平线上的、两点，分别固定一个小滑轮，将连结沙桶的细线跨过两滑轮并悬挂质量相同的砝码，让沙桶在竖直方向沿线段的垂直平分线运动。当沙桶质量为时，沙桶从点由静止释放，能到达最高点，最终停在点。分析所拍摄的沙桶运动视频，以点为坐标原点，取竖直向上为正方向。建立直角坐标系，得到沙桶位置随时间的图像如图乙所示。（1）若将沙桶上升过程中的某一段视为匀速直线运动，则此段中随着连结沙桶的两线间夹角逐渐增大，每根线对沙桶的拉力逐渐增大（选填“逐渐增大”“保持不变”“逐渐减小”。沙桶在点的加速度方向（选填“竖直向上”“竖直向下”。（2）由图乙可知，沙桶从开始运动到最终停止，机械能增加（保留两位有效数字，。【答案】（1）逐渐增大，竖直向下；（2）0.11。【考点】判断机械能是否守恒及如何变化【专题】定量思想；推理法；机械能守恒定律应用专题；推理能力【分析】（1）设细线与竖直方向夹角为，根据沙桶匀速上升，列出关于拉力、角度和重力平衡的表达式，分析可得当逐渐增大时，拉力的变化情况以及沙桶上升到最高点然后下落，在最高点的加速度方向；（2）沙桶从开始运动到静止上升，根据机械能的概念可以求解机械能的增加量。【解答】解：（1）设细线与竖直方向夹角为，沙桶匀速上升当逐渐增大时，逐渐增大，沙桶上升到最高点然后下落，在最高点的加速度方向竖直向下。（2）沙桶从开始运动到静止上升高度为，机械能增加量为故答案为：（1）逐渐增大，竖直向下；（2）0.11。【点评】本题关键是理解题意，根据沙桶运动过程的受力分析以及运用平衡知识列式讨论是解题突破口，再讨论机械能的变化。13．（2024•南宁模拟）在做“用电流表和电压表测电池的电动势（约和内电阻（约”的实验时，某同学利用图甲所示的实物间的连线图进行测量，下列器材可供选用：．电流表：量程，内阻约．电流表：量程，内阻约．电压表：量程，内阻约．滑动变阻器，额定电流．待测电池、开关、导线（1）请根据实物间的连线图在图中方框中画出电路图；（2）为了让测量结果尽量准确，电流表应选用（填器材前的字母代号）；（3）根据实验数据作出的图像如图乙所示，则该电池的电动势，内阻；（结果均保留两位小数）（4）该同学在实验中发现，在保证所有器材安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片时，电压表的示数取不到以下，出现这一现象的原因可能是，改进的方法为。【答案】（1）（2）；（3）1.47，0.73；（4）电源内阻太小可在电源旁边串联一个较小阻值的定值电阻。【考点】测量普通电源的电动势和内阻【专题】定量思想；恒定电流专题；实验探究能力；实验题；实验分析法；实验探究题【分析】（1）根据实物图画出电路图；（2）根据电路中电流的特点判断；（3）根据闭合电路的欧姆定律推导函数图像表达式，结合图像计算；（4）根据电压表的取值范围太小分析判断。【解答】解：（1）根据实物图画出电路图可知（2）由于电路中的电流比较小，故选择小量程的电流表，故电流表选择。（3）根据闭合电路的欧姆定律可得由图可知，纵截距为可得该电池的电动势为斜率可得该电池的内阻为（4）路端电压，如果电源内阻太小，则电压表较大，调节滑动变阻器，电压表的示数取不到以下，给电源串联一个较小阻值的定值电阻可以使电压表示数取到以下。故答案为：（1）（2）；（3）1.47，0.73；（4）电源内阻太小可在电源旁边串联一个较小阻值的定值电阻。【点评】本题关键掌握用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验原理，利用图像处理数据的方法。14．（2024•罗湖区校级模拟）在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中，为了测量热敏电阻在到之间多个温度下的阻值，一实验小组设计了如图甲所示电路。其实验步骤如下：①连接电路，在保温容器中加入适量开水；②加入适量的冰水，待温度稳定后，测量该温度下热敏电阻的阻值；③重复第②步操作若干次，测得多组数据。（1）该小组用多用电表“”挡测热敏电阻在某温度下的阻值，发现表头指针偏转的角度很大；为了准确地进行测量，应换到挡（选填“”或“”；如果换挡后就用表笔直接连接热敏电阻进行读数，那么欠缺的实验步骤是：，补上该步骤后，表盘的示数如图乙所示，则它的电阻是。（2）利用上述实验方法测得热敏电阻在不同温度下的阻值如表。温度4.19.014.320.028.038.245.560.4电阻2001601006045302515该小组利用上述热敏电阻、电动势（内阻不计）的电源、定值电阻（其中阻值有、、三种可供选择）、控制开关和加热系统，设计了、、三种电路，以实现环境温度控制。现要求将环境温度控制在之间，且当1、2两端电压大于时，控制开关开启加热系统加热。则应选择的电路是，定值电阻的阻值应选，1、2两端的电压小于时，自动关闭加热系统（不考虑控制开关对电路的影响）。【答案】（1），重新欧姆调零，200；（2），30，1.8。【考点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性【专题】恒定电流专题；定量思想；实验探究题；实验分析法；实验探究能力；实验题【分析】（1）根据欧姆表的特点分析判断；根据欧姆表的使用方法判断；先读指针所指示数，再结合倍率读数；（2）根据串并联电路的特点分析判断；由数据表格查出的电阻阻值，根据串联分压特点计算。【解答】解：（1）用多用电表“”挡测热敏电阻在某温度下的阻值，发现表头指针偏转的角度很大，说明待测电阻阻值较小，为了准确地进行测量，应换到挡；如果换挡后就用表笔直接连接热敏电阻进行读数，那么欠缺的实验步骤是：重新欧姆调零；补上该步骤后，表盘的示数如图乙所示，则它的电阻是（2）．电路，定值电阻和热敏电阻并联，电压不变，故不能实现电路的控制，故错误；．定值电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越大，定值电阻分得电压越小，无法实现1、2两端电压大于，控制开关开启加热系统加热，故错误；．定值电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越大，热敏电阻分得电压越大，可以实现1、2两端电压大于，控制开关开启加热系统加热。故正确。故选：。由热敏电阻在不同温度时的阻值表可知，的阻值为由题意可知解得时关闭加热系统，此时热敏电阻阻值为，此时1、2两点间的电压为则1、2两端的电压小于时，自动关闭加热系统。故答案为：（1），重新欧姆调零，200；（2），30，1.8。【点评】本题关键掌握欧姆表的特点、使用方法和读数方法，掌握串并联电路的特点。15．（2024•黄陂区校级二模）学习小组要测量一个电阻的电阻率，已知其长度为，额定电压为。（1）用螺旋测微器测量该电阻的直径，示数如图甲所示，其直径1.990；（2）粗测该电阻的阻值为，为精确测量其阻值，该同学设计的测量电路如图乙所示，其中蓄电池电动势约为（内阻不计）、滑动变阻器最大阻值为、定值电阻、保护电阻。要求滑动变阻器在接近全电阻范围内可调，且测量时电表的读数不小于其量程的，则图乙中圆圈①位置接入、圆圈②位置应接入（均选填器材前的字母序号）；．电流表（量程为，内阻．电流表（量程为，内阻．电压表（量程为，内阻（3）实验中根据两电表读数作出如图丙所示的图线（坐标均为国际单位），已知图线的斜率为，则所测该电阻的阻值（用题中已知所测物理量符号表示），研究实验误差时发现实验所用定值电阻的阻值比标称值小，则电阻率的测量值将（选填“偏大”、“偏小”或“不变”。【答案】（1）1.990；（2）、；（3）、偏大。【考点】刻度尺的使用与读数；导体电阻率的测量【专题】恒定电流专题；实验能力；推理法；定量思想【分析】（1）根据螺旋测微器读数规则读取金属丝的直径；（2）根据题目要求分析待测电阻的最大电流和两端电压，确定电表的种类；（3）根据电路结构由欧姆定律和电路的关系写出表达式，再综合题图的斜率求待测电阻的大小并分析误差的大小。【解答】解：（1）螺旋测微器的精度为，其读数为固定刻度和可动刻度之和，所以该电阻的直径：（2）圆圈②位置应接入，即电流表。与定值电阻改装成伏特表，该伏特表的量程为：圆圈①位置接入，当电压表满偏时，待测电阻两端电压为：联立解得：电压表与待测电阻的总电压为，恰好等于改装后的伏特表的量程，两个电表能同时满偏。（3）①为电压表，读数为，②为电流表，读数为，根据欧姆定律得：整理变形解得：根据图像得：解得：研究实验误差时发现实验所用定值电阻的阻值比标称值小，则电阻的测量值偏大，根据电阻定律：变形解得：由此可以看出测量值偏大，电阻率的测量值偏大。故答案为：（1）1.990；（2）、；（3）、偏大。【点评】本题考查伏安法测电阻的实验原理、电表选择、数据处理等问题，要注意大致估算电路的相关参数，电流表的选择和电压表的改装和电路的接法等。16．（2024•黔南州二模）某实验小组的同学在实验室找到了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，设计了如图甲所示的电路进行了实验探究，其中为电阻丝，其横截面积大小为，是阻值为的定值电阻。正确接线后，闭合开关，调节滑片，记录电压表示数、电流表示数以及对应的长度，通过调节滑片，记录多组、、的值。（1）实验室提供“、”双量程电流表，在本实验中该同学选用挡。实验过程中，测得某次电流表的示数如图乙所示，则此时电流大小为0.30；（2）根据实验数据绘出的图像如图丙所示，由图丙可得电池的电动势，内阻。（结果均保留两位有效数字）；由于电表内阻的影响，通过图像法得到的电动势的测量值其真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”；（3）根据实验数据可进一步绘出图像如图丁所示，根据图像可得电阻丝的电阻率；图丁中所作图线不通过地标原点的原因是。【答案】（1）0.30；（2）1.5、0.60、小于；（3）、电流表有内阻。【考点】导体电阻率的测量；测量普通电源的电动势和内阻【专题】推理法；恒定电流专题；定量思想；实验能力【分析】（1）根据电流表的量程和分度值读数；（2）根据闭合电路欧姆定律写出的表达式，结合图像斜率与截距求电动势和内阻，考虑到电表的内阻，用图像法分析误差；（3）根据欧姆定律及电阻定律写出的表达式，由图像的斜率和纵截距求电阻率。【解答】解：（1）电流表选用挡，其最小分度为，由图可知，此时电流大小为；（2）由闭合电路欧姆定律可知：由图乙所示可知，图像与纵坐标间的交点表示电动势，故有：图像的斜率：其中由题设条件：解得：由图示可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的图像如图所示，由图像可知，电动势测量值小于真实值；（3）根据图甲所示电路图可知：由图像可得：则有：由闭合电路欧姆定律：可知，图丁中所作图线不通过地标原点的原因是电流表有内阻。故答案为：（1）0.30；（2）1.5、0.60、小于；（3）、电流表有内阻。【点评】本题考查了测电源电动势与内阻实验、测电阻丝电阻率实验问题，理解实验原理是解题的前提与关键，求出图示图象的函数表达式，根据图示图象即可解题。17．（2024•重庆）探究电容器充放电规律，实验装置如图甲所示，有电源，定值电阻，电容器，单刀双掷开关。（1）为测量电容器充放电过程电压和电流变化，需在①、②处接入测量仪器，位置②应该接入测电压（电流、电压）仪器。（2）接通电路并接通开关，当电压表示数最大时，电流表示数为。（3）根据测到数据，某过程中电容器两端电压与电流的关系图如图乙所示。该过程为（充电、放电）。放电过程中电容器两端电压随时间变化关系如图丙所示。时消耗的功率。【答案】（1）电压；（2）；（3）放电，。【考点】观察电容器及其充、放电现象【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力【分析】（1）根据两个位置接入电路是串联还是并联结合电流表串联与电压表并联特点进行判断；（2）根据图乙最大电压读数为，再在图甲中读出其最大电流；（3）根据电容器充当和放电电流随电压变化的特点进行判断，结合各图中对应的电流和电压的数据，根据功能关系计算电阻消耗功率。【解答】解：（1）①处把原电路断开串联接入测量仪器，应该是电流表，②处与电容器并联连接，应该是测电压的仪器；（2）接通电路并接通开关，给电容器充电，充电完成时电压表示数最大，此时电流表示数为；（3）电容器充电时电压低，充电电流强，放电时电流随电压的降低而减小，所以图乙对应放电过程，根据图丙，当时，对应的电压为，结合图乙，此时的放电电流为，电路中只有消耗电功率，所以消耗的功率为。故答案为：（1）电压；（2）；（3）放电，。【点评】考查电容器的充放电问题，结合各图像深刻理解各参数的变化情况和充放电的实质，体会能量的转化和守恒思想。18．（2024•福建）某实验小组探究不同电压下红光和蓝光发光元件的电阻变化规律，并设计一款彩光电路。所用器材有：红光和蓝光发光元件各一个、电流表（量程、电压表（量程、滑动变阻器（最大阻值，额定电流、5号电池（电动势两节、开关、