2025 高考物理三维设计二轮专题跟踪检测第一部分　专题复习　整合突破专题七　物理实验

5/52025高考物理三维设计二轮专题跟踪检测第一部分专题复习整合突破专题七物理实验第16讲力学实验1.（2024·福建南平三模）利用橡皮筋、弹簧测力计和圆形量角器等器材探究两个互成角度的力的合成规律。（1）量角器固定在水平桌面上，将带细绳套的橡皮筋一端用图钉固定，如图a。（2）两细绳套挂上弹簧测力计，互成角度拉两只弹簧测力计，将结点拉至量角器圆心O点，如图b，此时右侧弹簧测力计示数为N，记录此时力F1、F2的大小和方向。在纸上作力F1、F2的图示并得到合力F，如图c。 （3）改变两细绳套的夹角，仍将结点拉至O点，记录此时力F3、F4的大小和方向。（4）请在图（c）中作出F3、F4的合力F'的力的图示。（5）多次重复步骤（3）和（4），比较每次作出的合力，如果这些合力在误差允许的范围内都，则说明一个力分解成两个力有多种分解方式，分力与合力的关系遵循平行四边形定则。2.（2024·广东高考11题节选）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。图乙是实验得到纸带的一部分，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50Hz，则小车的加速度大小为m/s2（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例柱体的长度，示数如图丙所示，图丁为局部放大图，读数为cm。3.（2024·重庆沙坪坝模拟）如图a所示，某兴趣小组用单摆测量重力加速度。选用的实验器材有：智能手机、小球、细线、铁架台、夹子、游标卡尺、刻度尺等，实验操作如下：①用夹子将细线上端固定在铁架台上，将小球竖直悬挂；②用刻度尺测出摆线的长度为l，用游标卡尺测出小球直径为d；③将智能手机置于小球平衡位置的正下方，启用APP《手机物理工坊》“近距秒表”功能；④将小球由平衡位置拉开一个角度（θ＜5°），静止释放，软件同时描绘出小球与手机间距离随时间变化的图像，如图b所示。请回答下列问题：（1）根据图b可知，单摆的周期T＝s。（2）改变摆线长度l，重复步骤②、③、④的操作，可以得到多组T和l的值，进一步描绘出如图c所示的图像，则该图像以为横坐标（选填“1T”“T”或“T2”），若图线的斜率为k，则重力加速度的测量值为（用所测量字母l、d或T、θ、k等进行表示4.（2024·河南郑州模拟）如图a，甲、乙两组同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：长木板、铁块、米尺、打点计时器、位移传感器等。（1）甲组同学把木板一端固定在建筑物上，构成斜面结构。采用打点计时器并正确操作实验后得到一条纸带如图b所示，选择一个恰当点作为计时起点O，其余计数点到O点距离分别为x1、x2、x3、…、x6。已知打点计时器的打点周期为T。则打计数点2时铁块速度的表达式为v＝；铁块加速度的表达式为a＝。（2）乙组同学把木板一端固定在建筑物上，构成斜面结构。使用位移传感器得到铁块位移随时间变化的图像如图c所示。根据x-t图像可得该斜面上的铁块加速度大小为m/s2（保留2位有效数字）。（3）假设某次实验中木板与水平面夹角为θ，铁块下滑的加速度大小为a，当地的重力加速度为g，则铁块与木板间的动摩擦因数μ＝（用θ、a和g表示）。5.（2024·山东高考13题）在第四次“天宫课堂”中，航天员演示了动量守恒实验。受此启发，某同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验，气垫导轨两端分别安装a、b两个位移传感器，a测量滑块A与它的距离xA，b测量滑块B与它的距离xB。部分实验步骤如下：①测量两个滑块的质量，分别为200.0g和400.0g；②接通气源，调整气垫导轨水平；③拨动两滑块，使A、B均向右运动；④导出传感器记录的数据，绘制xA、xB随时间变化的图像，分别如图乙、图丙所示。回答以下问题：（1）从图像可知两滑块在t＝s时发生碰撞；（2）滑块B碰撞前的速度大小v＝m/s（保留2位有效数字）；（3）通过分析，得出质量为200.0g的滑块是（填“A”或“B”）。6.（2024·四川雅安模拟）某实验小组用如图所示的装置进行实验。该装置既可以验证机械能守恒定律，也可以测量当地的重力加速度。实验过程如下：在铁架台上固定一角度测量仪，用一不可伸长的轻质细线拴接一直径为d、质量为m的小球，细线悬点到小球顶端的距离为L，自然下垂时小球刚好位于光电门处，将小球拉离平衡位置至对应的偏离角度为α，然后由静止释放小球，记录小球通过光电门时的挡光时间t，多次改变偏离角度α，重新做实验。不计空气阻力。回答下列问题：（1）小球从静止摆动到最低点的过程中，重力势能的减小量为ΔEp＝（用m、g、L、d、α来表示），小球运动到最低点时的速度大小v＝（用d、t来表示）。（2）通过实验，记录数据，以1t2为横轴，以cosα为纵轴，画出一条（填“直线”“抛物线”或“双曲线”）（3）若（2）中得到的图线（或其延长线）与横轴交点的横坐标的绝对值为c，则当地的重力加速度大小g＝（用d、L、c来表示）。7.（2024·吉林高考12题）图a为一套半圆拱形七色彩虹积木示意图，不同颜色的积木直径不同。某同学通过实验探究这套积木小幅摆动时周期T与外径D之间的关系。（1）用刻度尺测量不同颜色积木的外径D，其中对蓝色积木的某次测量如图b所示，从图中读出D＝cm。（2）将一块积木静置于硬质水平桌面上，设置积木左端平衡位置的参考点O，将积木的右端按下后释放，如图c所示。当积木左端某次与O点等高时记为第0次并开始计时，第20次时停止计时，这一过程中积木摆动了个周期。（3）换用其他积木重复上述操作，测得多组数据。为了探究T与D之间的函数关系，可用它们的自然对数作为横、纵坐标绘制图像进行研究，数据如下表所示：颜色红橙黄绿青蓝紫lnD2.93922.78812.59532.48492.197……1.792lnT－0.45－0.53－0.56－0.65－0.78－0.92－1.02根据表中数据绘制出lnT-lnD图像如图d所示，则T与D的近似关系为。A.T∝D B.T∝D2C.T∝1D D.T∝（4）请写出一条提高该实验精度的改进措施：。第17讲电学实验1.（2024·河北张家口模拟）某同学为“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”，他在实验室准备了可拆变压器（如图甲所示）、低压交流电源、多用电表、开关和导线若干。（1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是（选填选项前的字母）。A.控制变量法 B.等效替代法C.整体隔离法 D.理想实验法（2）该同学认真检查电路无误后，其中一次测量交流电压时选择2.5V挡位，多用电表读数如图乙所示，此时电表读数为V。（3）某次实验中线圈N1接“0”“4”，线圈N2接“2”“14”，测得线圈N1两端的电压U1＝2.30V，线圈N2两端的电压U2＝7.60V，分析可知（选填“N1”或“N2”）是原线圈。（4）实验发现原、副线圈电压比与匝数比不相等，可能的原因是。2.（2024·北京高考15题节选）（1）用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图2所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向。关于本实验，下列说法正确的是（填选项前的字母）。A.需要记录感应电流的大小B.通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向C.图2中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关（2）某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表（可视为理想电压表）和电阻箱测量水果电池的电动势E和内阻r，实验电路如图3所示。连接电路后，闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电压表的读数U，绘出图像，如图4所示，可得：该电池的电动势E＝V，内阻r＝kΩ。（结果保留两位有效数字）3.（2024·江西上饶模拟）要测定一个量程为3V的电压表的内阻，某同学进行了如下操作。（1）先用多用电表粗测电压表内阻，将多用电表选择开关拨到欧姆挡“×1000”挡位，欧姆调零后，将多用电表的红表笔与电压表的（填“正”或“负”）接线柱连接，黑表笔连接另一个接线柱，示数如图甲所示，则粗测电压表的内阻为Ω。（2）为了精确测量电压表的内阻，该同学根据实验室提供的器材，设计了如图乙所示电路。请根据图乙所示的电路将如图丙所示的实物图连接完整。连接好电路后，闭合开关前，图丙中滑动变阻器的滑片应先移到最（填“左”或“右”）端，电阻箱的电阻调为（填“最大”或“零”），闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数半偏，若此时电阻箱的阻值为R0，则测得电压表的内阻为。（3）该同学发现电源的内阻很小，可以忽略不计，于是他又设计了如图丁所示的电路，按正确的操作，测得多组电压表的示数U及对应的电阻箱接入电路的电阻R，作R-1U图像，得到图像与纵轴的截距为b，则电压表的内阻RV＝4.（2024·浙江1月选考16-Ⅱ题）在“观察电容器的充、放电现象”实验中，把电阻箱R（0～9999Ω）、一节干电池、微安表（量程0～300μA，零刻度在中间位置）、电容器C（2200μF、16V）、单刀双掷开关组装成如图1所示的实验电路。（1）把开关S接1，微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零；然后把开关S接2，微安表指针偏转情况是。A.迅速向右偏转后示数逐渐减小B.向右偏转示数逐渐增大C.迅速向左偏转后示数逐渐减小D.向左偏转示数逐渐增大（2）再把电压表并联在电容器两端，同时观察电容器充电时电流和电压变化情况。把开关S接1，微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到160μA时保持不变；电压表示数由零逐渐增大，指针偏转到如图2所示位置时保持不变，则电压表示数为V，电压表的阻值为kΩ（计算结果保留两位有效数字）。5.（2024·江西高考12题）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a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＝0.07m和高h＝0.03m。（2）现有实验器材：电流表（量程300μA，内阻RA＝2500Ω）、电压表（量程3V或15V，内阻未知）、直流电源（3V）、滑动变阻器、开关和导线。请在图a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Rx。将水温升到65℃，重复测量。绘出26℃和65℃水的Rx-l图线，分别如图b中甲、乙所示。（4）若Rx-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（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220V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。（保留两位有效数字）6.（2024·吉林高考11题）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R0）、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a连接电路，金属夹置于电阻丝的（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c中图线Ⅰ；④按照图b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c中图线Ⅱ。（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、Ⅱ的斜率分别为k1、k2，若k2k1＝n，则待测电池的内阻r＝（用n和R7.（2024·全国甲卷23题）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a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1mA）、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％）。完成下列实验步骤并填空：（1）将图a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（填“a”或“b”），闭合开关；（4）缓慢调整滑动变阻器的滑片位置，使毫安表的示数为1mA，记录电压表的示数U；（5）断开开关，更换气瓶，重复步骤（3）和（4）；（6）获得的氧气含量分别为1％、5％、10％和15％的数据已标在图b中；氧气含量为20％时电压表的示数如图c，该示数为V（结果保留2位小数）。现测量一瓶待测氧气含量的气体，将气瓶接到气体入口，调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为1mA，此时电压表的示数为1.50V，则此瓶气体的氧气含量为％（结果保留整数）。第18讲光学和热学实验1.（2024·浙江6月选考16题节选）如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖（侧面分别记为A和B、顶角大小为θ）的折射率。（1）在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点；（2）将侧面A沿ab放置，并确定侧面B的位置ef；（3）在cd上竖直插上大头针P1和P2，从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2，插上大头针P3，要求P3能挡住（选填“P1”“P2”或“P1和P2”）的虚像；（4）确定出射光线的位置（选填“需要”或“不需要”）第四枚大头针；（5）撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef的夹角为α，则玻璃砖折射率n＝。2.（2024·北京东城一模）做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。（1）下列实验步骤的正确顺序是（填写实验步骤前的序号）。a.往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上b.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定c.将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小d.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积e.将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上（2）实验中，所用油酸酒精溶液每V1体积溶液中有纯油酸体积V2，用注射器和量筒测得V0体积的上述溶液有n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有爽身粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为a，则油酸薄膜的总面积S＝；可求得油酸分子的直径为（用V1、V2、V0、n、S表示）。（3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为。A.油膜中含有大量未溶解的酒精B.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格C.水面上爽身粉撒得太多，油膜没有充分展开D.用注射器和量筒测V0体积溶液滴数时多记录了几滴3.（2024·湖北武汉模拟）图（a）是用双缝干涉测量光的波长的实验装置。（1）测量过程中，下列说法正确的是。A.换用间距更大的双缝，相邻两亮条纹中心的距离增大B.把绿色滤光片换成红色滤光片，相邻两亮条纹中心的距离增大C.把屏向远离双缝的方向移动，相邻两亮条纹中心的距离减小（2）在某次测量中，测量头如图（b）所示，调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某亮条纹的中心，此时螺旋测微器的读数为mm；转动手轮，使分划板中心刻线向一侧移动到另一条亮条纹的中心，由螺旋测微器再读出一读数。（3）若实验测得第1条亮条纹到第4条亮条纹中心间的距离x＝0.960mm，已知双缝间距d＝1.5mm，双缝到屏的距离l＝1.00m，则对应的光波波长λ＝nm（保留3位有效数字）。4.（2024·江西南昌模拟）某同学用如图甲所示的装置验证查理定律，操作步骤简述如下：①将一装有细导管的橡皮塞塞住试管口封闭一定质量的气体，细导管的另一端接压强传感器；②将压强传感器与计算机相连，将一温度传感器也与计算机相连；③将适量热水（约80℃）倒入大号烧杯中，并将试管浸入热水中至管口与水面相平，再将温度传感器浸没入水中；④在计算机上打开相应软件，等待水温缓慢下降，计算机将两传感器的示数拟合成一条曲线，如图乙所示为