文档内容
专题 23 实验题的解题技巧
目录
考点一 实验题的解题技巧..........................................2
..........2
.........10
1. 实验题考查的角度及复习策略...........................10
2. 实验题的答题策略及技巧....................................10
...............11
考向一 课本原型类实验题.............................................11
考向二 创新类实验题......................................................14
考向三 设计类实验题......................................................17
在近几年的高考实验题中，第一个实验题主要考查学生对基本实验仪器的读数、教材要求
的基本实验原理、实验操作规范、数据处理及其误差分析等方面的掌握程度。这类题目难
度适中，要求学生在做实验时要认真、细致，不能只注重刷题，而要真正到实验室去做实
验，培养实际操作能力。
第二个实验题则侧重于对学生实验迁移能力的考查，常以设计性实验或创新型实验来体
现，难度较高。这类题目主要为电学实验，也有力学实验，要求学生对新实验的实验原
考情分析
理、实验方法和数据处理的方法进行提取，对学生的实验迁移能力、探究能力要求较高，
突出选拔功能。
为了应对这种考试趋势，学生在平时的学习中应该重视实验课程，多做实验，提高自己的
实验操作能力和实验迁移能力。同时，要学会从实验中发现问题、解决问题，培养自己的
探究能力和创新意识。在备考阶段，可以通过做历年真题和模拟题来熟悉考试题型和考试
要求，提高自己的应试能力。考点一 实验题的解题技巧
1．（2024·浙江·高考真题）如图1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关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是 ；
A．放大法 B．控制变量法 C．补偿法
（2）该实验过程中操作正确的是 ；
A．补偿阻力时小车未连接纸带
B．先接通打点计时器电源，后释放小车
C．调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
（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“偶然误差”或“系统误差”）。为减小此误差，下列可行的方案
是 ；
A．用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车
B．在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器
C．在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小
（4）经正确操作后获得一条如图2所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的x轴，各计数点的位置坐标
分别为0、 、 、 。已知打点计时器的打点周期为T，则打计数点5时小车速度的表达式 ；小
车加速度的表达式是 。
A． B． C．
【考向】课本原型类实验题
【答案】 B B 远大于 系统误差 C A【详解】（1）[1]该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们可以控制其中一个物理量不
变，研究另外两个物理量之间的关系，即采用了控制变量法。故选B。（2）[2]A．补偿阻力时小车需要连
接纸带，一方面是需要连同纸带所受的阻力一并平衡，另外一方面是通过纸带上的点间距判断小车是否在
长木板上做匀速直线运动，故A错误；B．由于小车速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，
为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，实验时应先接通打点计时器电源，后释放
小车，故B正确；C．为使小车所受拉力与速度同向，应调节滑轮高度使细绳与长木板平行，故C错误。
故选B。（3）[3]设小车质量为M，槽码质量为m。对小车和槽码根据牛顿第二定律分别有 ，
，联立解得 ，由上式可知在小车质量远大于槽码质量时，可以认为细绳拉力近似
等于槽码的重力。[4]上述做法引起的误差是由于实验方法或原理不完善造成的，属于系统误差。[5]该误差
是将细绳拉力用槽码重力近似替代所引入的，不是由于车与木板间存在阻力（实验中已经补偿了阻力）或
是速度测量精度低造成的，为减小此误差，可在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小。
故选C。（4）[6]相邻两计数点间的时间间隔为 ，打计数点5时小车速度的表达式为
，[7]根据逐差法可得小车加速度的表达式是 ，故选A。
2．（2021·湖南·高考真题）某实验小组利用图（a）所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系。主要
实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量垫块厚度 ，示数如图（b）所示， ；
（2）接通气泵，将滑块轻放在气垫导轨上，调节导轨至水平；
（3）在右支点下放一垫块，改变气垫导轨的倾斜角度；
（4）在气垫导轨合适位置释放滑块，记录垫块个数 和滑块对应的加速度 ；
（5）在右支点下增加垫块个数（垫块完全相同），重复步骤（4），记录数据如下表：
1 2 3 4 5 6
0.087 0.180 0.260 0.425 0.519
根据表中数据在图（c）上描点，绘制图线 。如果表中缺少的第4组数据是正确的，其应该是 （保留三位有效数字）。
【考向】创新类实验题
【答案】 1.02 0.342
【详解】（1）[1]垫块的厚度为h=1cm+2×0.1mm=1.02cm，（5）[2]绘制图线如图；
[3]根据 ，可知a与n成正比关系，则根据图像可知，斜率 ，解得a=0.342m/s2
3．（2022·山东·统考高考真题）在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实
验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测
量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下：①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；
②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨；
③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为
5.00cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；
④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。
回答以下问题（结果均保留两位有效数字）：
（1）弹簧的劲度系数为 N/m。
（2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a—F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速
度传感器的总质量为 kg。
（3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a—F图像Ⅱ，则待测物体的
质量为 kg。
【考向】设计类实验题
【答案】 12 0.20 0.13
【详解】（1）[1]由题知，弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到O点的距离为5.00cm。拉动滑块使
其左端处于A点，由静止释放并开始计时。结合图乙的F—t图有Δx = 5.00cm，F = 0.610N，根据胡克定律
，
计算出k ≈ 12N/m，（2）[2]根据牛顿第二定律有F = ma，则a—F图像的斜率为滑块与加速度传感器的总
质量的倒数，根据图丙中I，则有 ，则滑块与加速度传感器的总质量为m = 0.20kg，
（3）[3]滑块上增加待测物体，同理，根据图丙中II，则有 ，则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为m′ ≈0.33kg，则待测物体的质量为Δm = m′ - m = 0.13kg。
4．（2023·浙江·统考高考真题）在“测量干电池的电动势和内阻”实验中
（1）部分连线如图1所示，导线a端应连接到 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）接线柱上。正
确连接后，某次测量中电压表指针位置如图2所示，其示数为 V。
（2）测得的7组数据已标在如图3所示 坐标系上，用作图法求干电池的电动势 V和内
阻 Ω。（计算结果均保留两位小数）
【考向】课本原型类实验题
【答案】 B 1.20 1.50 1.04
【详解】（1）[1]电压表测量的电压应为路端电压，开关应能控制电路，所以导线a端应连接到B处；[2]
干电池电动势约为1.5V，电压表选择 量程，分度值为0.1V，题图中电压表读数为1.20V；（2）[3]
[4]作出 如图所示根据闭合电路欧姆定律 ，可知 图像纵轴截距为电源电动势可得 ， 图像斜率
的绝对值等于电源内阻
5．（2023·湖北·统考高考真题）某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，
所用器材如下：
电压表（量程 ，内阻很大）；
电流表（量程 ）；
电阻箱（阻值 ）；
干电池一节、开关一个和导线若干。
（1）根据图（a），完成图（b）中的实物图连线 。
（2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和
电压表示数U。根据记录数据作出的 图像如图（c）所示，则干电池的电动势为 V（保留3
位有效数字）、内阻为 （保留2位有效数字）。（3）该小组根据记录数据进一步探究，作出 图像如图（d）所示。利用图（d）中图像的纵轴截距，
结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为 （保留2位有效数字）。
（4）由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值 （填“偏大”或“偏小”）。
【考向】创新类实验题
【答案】 1.58 0.64 2.5 偏小
【详解】（1）[1]实物连线如图：
（2）[2][3]由电路结合闭合电路的欧姆定律可得 ，由图像可知E=1.58V，内阻
，（3）[4]根据 ，可得 ，由图像可知 ，
解得 ，（4）[5]由于电压表内阻不是无穷大，则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值，
即实验中测得的电池内阻偏小。
6．（2021·天津·高考真题）随着智能手机的广泛应用，充电宝成为手机及时充电的一种重要选择。充电宝可以视为与电池一样的直流电源。一充电宝的电动势约为 ，内阻很小，最大放电电流为 ，某实验
小组测定它的电动势和内阻。他们剥开充电宝连接线的外绝缘层，里面有四根导线，红导线为充电宝的正
极，黑导线为充电宝的负极，其余两根导线空置不用，另有滑动变阻器R用于改变电路中的电流，定值电
阻 ，两只数字多用电表M、N，两表均为理想电表，并与开关S连成如图所示电路。
①图中测量电流的电表是 ，测量电压的电表是 。（均填写字母“M”或“N”）
②调节滑动变阻器，测得多组I、U数据，记录如下表，其中只有一个数据记录有误，审视记录的数据，
可以发现表中第 次的记录数据有误。（填测量次数的序号）
次数 1 2 3 4 5 6 7
电流 0.299 0.477 0.684 0.877 1.065 1.281 1.516
电压 4.970 4.952 4.932 4.942 4.894 4.872 4.848
③电路中接入 可以达到下列哪个效果。 （填选项前的字母）
A．使测电流的电表读数变化明显 B．为了更准确地测量充电宝内阻
C．避免使充电宝的放电电流过大 D．减小测量电压的电表分流作用
【考向】设计类实验题
【答案】 N M 4 C
【详解】①[1]器件N串联在电路中，测量干路电流，所以N为电流表；[2]器件M一端接在开关上，另一
端接在充电宝的负极，闭合开关后相当于并联在电源两端，所以M为电压表，测量路端电压；②[3]题中
表格的电流 不断增大，根据闭合电路欧姆定律 可知路端电压 不断减小，电压表的示数不断减
小，所以第4次的记录数据有误；③[4]因为充电宝的内阻很小，所以电阻 串联在电路中，起保护电路的
作用，避免使充电宝的放电电流过大损坏电路中的器件。故选C。1. 实验题考查的角度及复习策略
实验题通常从以下几个角度考察：基本仪器(使用及读数)；实物连线；描点作图；图象应用；故障判
断；方案评估(含误差分析)；归纳结论；
要应对各类实验试题，包括高层次的实验试题，唯一正确的方法是把要求必做的学生实验真正做懂、
做会，特别是在实验原理上要认真钻研，对每一个实验步骤都要问个为什么，即不但要记住怎样做，更应
该知道为什么要这样做．对基本的实验，复习过程中要注意以下六个方面的问题：（1）实验原理、（2）
实验仪器、（3）实验装置、（4）实验步骤、（5）实验数据的处理、（6）实验误差的定性分析
2. 实验题的答题策略及技巧
①实验题的答题策略
Ⅰ、仔细审题，弄清实验目的；直接判断这是考查的课本哪个实验或和哪个实验有联系；通过装置图
或实验步骤的叙述，弄清实验原理；大体了解考查的内容(如原理表达式、实验步骤、注意事项、数据的处
理等)．
若是计算结果的填空题，注意数值、单位、方向或正负号都应填齐全，同时注意有效数字的位数是否
有要求．若是仪器读数，注意精确度．
Ⅱ、研究实验器材、实验装置图、实物图、电路图或其他图像，探究考查意图，认识这些器材在实验
中所起的作用，初步勾画实验过程．
对于作图题，应画出纵、横坐标轴的箭头，注明物理量、单位、标度及坐标原点．描点连线时，若图
像为直线，应让尽量多的点落在直线上，不能落在直线上的点，应均匀分布在直线两侧．切记画直线用直
尺，需要延长的要延长；若图像为曲线，则用平滑的曲线连接各点．
对于电学图，若画电路图，一定要用直线段来画，同时注意各种电学元件的符号；若连电学实物图，
则电表量程、正负极性，电流表内、外接法，滑动变阻器接法，滑动触头位置都应考虑周全．各种作图及
连线要用铅笔，以便于修改．
Ⅲ、再次精读试题，实验情景再现，捕捉并提取有价值的信息．
通过解读表格，了解实验测量的物理量，根据表格中的数据，判断相关物理量之间的关系．如正比例、
反比例关系，平方还是开方关系，或者是倒数关系．根据数据描点作图可以直观反映实验的某种规律．
对于没有接触过的新图像，通常利用相关实验的原理公式进行巧妙变形，变成和图像信息一致的函数
形式，根据图像的斜率、截距结合函数关系式得出所需的数据．
②常考的三类实验题答题技巧
1、课本原型类实验解答技巧
弄清和掌握教材中每一个实验的实验原理、实验步骤、数据处理、误差分析等，对每一个实验都应做
到心中有数，并且能融会贯通．原型实验也是高考创新实验的命题根源， 创新实验也要在教材中实验的
基础上，寻求器材、原理等方面的变化．
Ⅱ、创新类实验解答技巧
创新型实验以原型实验为基础，注重考查实验仪器的等效与替换、实验原理的拓展与延伸、实验情景
的设计与创新、实验方法的求新、实验过程的求简、数据处理方法的迁移，这类试题新颖、区分度高．要
求考生“以不变应万变”，根本方法是把实验的本质从新情景中分离出来，找出与常规实验的相同之处，
运用类似的方法进行处理．Ⅲ、设计类实验解答技巧
根据实验目的，运用已掌握的物理规律、实验方法，选择熟悉的仪器、器材等，独立设计新的实验方
案。
设计方案包括理解实验原理，选择和配置合适的实验方法、实验器材，安排正确的实验步骤，设计科
学的数据处理方法，采用客观的误差分析方法，最后给予总结和评价。
设计性实验分析的基本思路：①根据问题的重要依据、要求，构造相关的物理情景。②确定实验原理，
选择实验方法。③明确所要测定的物理量，选好实验器材，确定实验步骤。④做好数据记录和处理，进行
误差分析
考向一 课本原型类实验题
1．（2024·贵州贵阳·贵阳一中校考一模）一同学用如图甲所示的电路测一节电池的电动势和内阻。
(1)为了电路的安全，在闭合开关之前应将滑动变阻器的滑动头P滑到最 （填“左”或
“右”）端；
(2)根据如图乙所示的 图像可知此电池的电动势E= V，内阻r= Ω；
(3)关于本实验，电动势的测量值 真实值，内阻的测量值 真实值。（均填“小于”
“大于”或“等于”）
【答案】(1)右
(2) 1.4 1
(3) 小于 小于
【详解】（1）为了电路的安全，在闭合开关之前应将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大值，即将滑动
头P滑到最右端。（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有 ，结合图像有 ，
，（3）[1][2]本实验采用的是电流表相对于电源外接法，由于电压表分流，导致
电源的电流测量值偏小，则根据闭合电路欧姆定律有 ，整理可得 ，
则有 ， ，即电动势的测量值小于真实值，内阻的测量值小于真实值。2．（2024·浙江·校联考一模）某物理课外小组通过如图甲、乙、丙所示的实验装置探究物体加速度与其
所受合外力之间的关系。已知他们使用的小车完全相同且质量为 ，重物的质量为 ，试回答下列问题：
（1）实验时，必须满足“ 远大于 ”的实验装置是 （选填“甲”、“乙”或“丙”）
（2）按乙图实验装置得到如图丙所示的纸带，已知打点计时器打点的周期 ，其中 、
每相邻两个计数点之间还有4个点没有标出，根据纸带提供的数据，算得小车加速度的大小
为 （计算结果保留两位有效数字）。
（3）采用（丙）图实验装置探究质量一定时加速度与力的关系的实验，以弹簧测力计的示数 为横坐标，
加速度 为纵坐标，画出的 图线是如图（丁）的一条直线。测出图线与横坐标的夹角为 ，求得图线
的斜率为 ，则小车的质量为 。
A． B． C． D．
（4）采用（甲）图实验装置，把重物改成槽码，槽码总数 ，将 （依次取 ）个槽码挂在
细线左端，其余 个槽码仍留在小车内，重复前面的步骤，并得到相应的加速度 ，得到 图线是
过原点的直线，但实验时漏了平衡摩擦力这一步骤，下列说法正确的是 。
A． 图线不再是直线
B． 图线仍是过原点的直线，但该直线的斜率变小
C． 图线仍是直线，但该直线不过原点
【答案】 甲 0.57/0.58/0.59/0.60/0.61/0.62/0.63 C C
【详解】（1）[1]乙、丙两图绳上的拉力都可测量直接读出，不需要重物重力替代，甲图需要用重物重力
替代拉力，所以需要满足“ 远大于 ”；（2）[2]根据逐差法公式可得 ,解得 ,
（3）[3]根据牛顿第二定律可得 ,整理得 ,所以小车的质量为 ，故选C。（4）[4]因为没有平衡摩擦力，所以可得 ,整理得 ,所以 图线仍是直线，但该直线不过
原点，故选C。
3．（2024·湖南·统考二模）某实验小组采用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验装置安装好后，
用手提住纸带上端，之后让纸带由静止开始下落。
（1）关于下列实验操作，不必要或不正确的是( )
A．实验前先用天平测出重物和夹子的质量
B．为减小阻力，用电磁打点计时器比用电火花计时器好一些
C．在重物大小合适的情况下，选择木块比选择铁块好
D．用秒表测出重物下落的时间
E．释放纸带前应先接通电源
（2）某次实验中所用重物的质量 。某同学选取了一条纸带，如图乙所示，0是打下的第一个点，
1、2、3、4是连续打的点，根据纸带上的测量数据，从打下点0至打下点3的过程中，重物重力势能的减
少量为 J，动能增加量为 J。（打点计时器频率为50Hz，取 ，结果均保留3位有效
数字）
（3）若由于打点计时器的两限位孔不在同一竖直线上，这样会导致计算的动能增加量 （填“<”“=”
或“>”）重力势能减少量；其原因是 。
【答案】 ABCD 5.44 5.28 见解析
【详解】（1）[1]A．由实验过程中我们比较 与 可知， 可以消掉，则不需要测出重物和夹子的
质量，故A符合题意；B．电火花计时器是通过火花放电留下点迹，电磁打点计时器是通过振针打点留下
点迹，电火花计时器的阻力小于电磁打点计时器的阻力，故B符合题意；C．为了减小空气阻力对实验的
影响，实验时应选用密度较大的重物，即在重物大小合适的情况下，选择铁块比选择木块好，故C符合题
意；D．打点计时器可以测量时间，不需要用秒表测出重物下落的时间，故D符合题意；E．为了确保打
第一个点迹的初速度为0，同时避免在纸带上出现大量空白段落，实验时应先接通电源后释放纸带，故E
不符合题意。故选ABCD。（2）[2]从打下点0至打下点3的过程中，重物下降的高度为 ，重物重力势能的减少量为 ,[3]打点计时器频率为50Hz，则有 ,
[4]打下点3时，重物的速度为 ,动能增加量为
,（3）[5][6]若由于打点计时器的两限位孔不在同一竖直线上，这样会导
致计算的动能增加量小于重力势能减少量，其原因打点计时器的两限位孔不在同一竖直线上，纸带通过打
点计时器时受到的阻力较大，阻力对重物做负功，会使其动能增加量小于重力势能减少量。
考向二 创新类实验题
4．（2024·山东德州·校联考模拟预测）阿特伍德机是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力
学实验装置，某物理兴趣小组现用来验证牛顿第二定律，如图所示，已知重力加速度为g。
（1）实验时，该同学进行了如下操作：
①将质量均为M（A的含挡光片，B的含挂钩）的重物用轻质细绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状
态，测量出 （填“A的上表面”“A的下表面”或“遮光片中心”）到光电门中心的竖直距离h；
②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）由静止开始运动，光电门记录挡
光片遮光的时间为 ；
③为了验证牛顿第二定律，还需要测量的物理量有 ；
A．遮光片的宽度d B．重物A的厚度L
（2）满足的关系式 ，即可验证牛顿第二定律。
（3）不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断增大，m不断增大时，a会趋近于一个恒量，
该恒量为 。
【答案】 遮光片中心 A g
【详解】（1）[1][2]光电门可以测出重物A的瞬时速度，为验证机械能守恒，还需测量重物A上升的高度，
即遮光片中心到光电门中心的竖直距离h。重物A的瞬时速度为 ,可知要得到重物A的瞬时速度，还
需测量的物理量是遮光片的宽度d。故选A。（2）[3]根据牛顿第二定律可得 ,整理得,由运动学公式 ,联立可得 ,（3）[4]根据 ,
m不断增大时，式子的分母趋近于1，则a会趋于g。
5．（2024·福建宁德·福建省宁德第一中学校考二模）（1）某同学利用如图装置测量小车和智能手机的质
量，智能手机可以利用APP直接测量出手机运动时的加速度。悬挂质量为m的钩码，用智能手机测出小车
运动的加速度a；改变钩码的质量m，进行多次测量；做出a与 的图像如图，已知图像中直线的截
距为b，斜率为k。不计空气阻力，重力加速度为g。
①以下说法正确的是 ；
A．钩码的质量应该远小于智能手机和小车的质量
B．细绳应该始终与长木板平行
C．细线的拉力等于钩码的重力
②根据图像可得，小车和手机的质量为 ；
③再利用手机APP测出斜面倾角为θ，则小车和智能手机沿木板运动过程中受摩擦力的大小为 。
【答案】 B
【详解】①[1]设小车和手机的质量为 ，斜面倾角为 ，对钩码和小车以及手机的系统由牛顿第二定律有
,整理可得 ,可得本实验的原理为
与 成一次函数。A．因本实验验证牛顿第二定律为对系统采用准确的方法，故不需要近似的用钩
码重力代替绳的拉力，也就不需要质量关系，即不需要钩码的质量应该远小于智能手机和小车的质量，故
A错误；B．为了让绳子拉小车的力为恒力，则细绳应该始终与长木板平行，故B正确；C．本实验研究系
统的牛顿第二定律，则绳子的拉力小于钩码的重力，故C错误。故选B。②[2]根据 与 的一次函
数关系，可知图像的斜率的意义为 ,则小车和手机的质量为 ,③[3]根据 与 的一次函数
关系，可知纵截距的物理意义为 ,联立解得摩擦力的大小为
.
6．（2024·河北秦皇岛·昌黎一中校考模拟预测）某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能
守恒定律。（1）实验时，该同学进行了如下操作：
①用天平分别测出物块A、B的质量 和 （A的质量含遮光片）；
②用20分度游标卡尺测量遮光片的挡光宽度 ，示数如图乙所示，游标卡尺的示数为 ；
（2）将重物A、B用轻绳按图甲所示连接，跨放在轻质定滑轮上，一个同学用手托住重物B，另一个同学
测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离 ，之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光
电门的时间为 ，则重物B速度的大小为 。（用题目给定的或测得的物理量符号表示）
（3）要验证系统（重物A、B）的机械能守恒，应满足的关系式为 （用质量 、 ，重力加
速度为 ，遮光片经过光电门的时间为 ，遮光片的宽度 和距离 表示）。
【答案】 1.055
【详解】（1）②[1]游标卡尺的精度值为 ，不需要估读，则示数为：
,（2）[2]重物A速度的大小为 ,重物B速度的大小为
,（3）[3]如果系统（重物A、B）的机械能守恒，则有 ,整理
得 。
7．（2024·江西·校联考一模）“伽利略”学习小组通过串联两节完全相同的干电池测单节干电池的电动
势和内阻。他们手头有一量程为0~250µA、内阻为1000Ω的表头，首先把表头改装为0~3V的电压表。
（1）小组同学先把表头 （填“串联”或“并联”）一个阻值大小为 Ω的定值电阻即可使改
装后的电压表量程变为0~3V。（结果保留2位有效数字）（2）小组同学将改装电压表V与电阻箱R（最大阻值为99.99Ω）、待测电源按图1连接，闭合开关S，调
节电阻箱，记录多组电阻箱和改装电压表换算后的示数，得到如图2所示图像，若不考虑电压表内阻的影
响，结合图2可知单节干电池的电动势E= V，内阻r= Ω。（结果均保留2位有效数字）
【答案】 串联 1.1×104 1.4 0.11
【详解】（1）[1][2]由于串联分压，所以电压表改装时表头应与定值电阻串联，则 ，可得定
值电阻为 ，（2）[3][4]由闭合电路欧姆定律可知 ，变形可得 ，结
合图像可得 ， ，解得 ， 。
考向三 设计类实验题
8．（2024·辽宁沈阳·统考一模）某同学通过查阅资料得知，轻弹簧弹性势能表达式为 ，k为轻
弹簧的劲度系数，x为弹簧形变量。该同学设计了如图甲所示的装置验证弹性势能表达式。
（1）实验步骤如下：
①打开气泵电源开关，进气管通气，气垫导轨上只放置滑块（带遮光条），调节气垫导轨水平，直至滑块
在导轨上做匀速直线运动；
②用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d，示数如图乙，则 mm；
③用两根长度和劲度系数均相同的轻弹簧将滑块与导轨两端相连，光电门固定在滑块的平衡位置处，在平
衡位置处两轻弹簧恰好保持原长；
④接通电源，将滑块从平衡位置拉到某一位置（弹簧处于弹性限度内），通过刻度尺测出偏离平衡位置的
距离x后静止释放滑块，测量滑块经过光电门时遮光条的挡光时间t；
⑤重复步骤④测出多组x及对应的t；
⑥画出 图像如图丙。（2）滑块经过光电门时速度可以用表达式 求出。
（3）测出物块到某位置时轻弹簧的弹性势能 ，还必须测量 ；
A．弹簧原长l B．当地重力加速度g C．滑块（含遮光条）的质量m
（4）已知轻弹簧的劲度系数为k，若轻弹簧弹性势能表达式为 成立，再利用测得的物理量表示
图像的斜率为 。
A． B． C．
【答案】 4.85 C A
【详解】（1）[1]该游标卡尺游标尺为20分度值，其精度为0.05mm，主尺读数为4mm，可得遮光条的宽
度 ，（3）[2]根据能量守恒有 ，可知，要测出
物块到某位置时轻弹簧的弹性势能 ，还需测出滑块（含遮光条）的质量 。故选C。（4）[3]根据
，变式可得 ，则可得 图像的斜率为 。故选A。
9．（2024·河南·统考一模）某同学用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律。用细线把钢制的圆柱挂
在架子上，架子下部固定一个小电动机，电动机轴上装一支软笔。电动机转动时，软笔尖每转一周就在钢
柱表面画上一条痕迹（时间间隔为T）。如图（b），在钢柱上从痕迹O开始选取5条连续的痕迹A、B、
C、D、E，测得它们到痕迹O的距离分别为hA、hB、hC、hD、hE。已知当地重力加速度为g。
（1）若电动机的转速为3000r/min，则T = s。
（2）实验操作时，应该 。（填正确答案标号）
A．先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落
B．先烧断细线使钢柱自由下落，后打开电源使电动机转动（3）画出痕迹D时，钢柱下落的速度 。（用题中所给物理量的字母表示）
（4）设各条痕迹到O的距离为h，对应钢柱的下落速度为v，画出 图像，发现图线接近一条倾斜的
直线，若该直线的斜率近似等于 ，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。
【答案】 0.02 A 2g
【详解】（1）[1]由于电动机的转速为3000r/min，则其频率为 ，则 ，
（2）[2]实验操作时，为了使软笔在钢柱表面画上一条痕迹条数多一些，应该先打开电源使电动机转动，
后烧断细线使钢柱自由下落。故选A。（3）[3]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速
度，则画出痕迹D时，钢柱下落的速度为 ，（4）[4]钢制的圆柱下落过程中，只有重力做功，
重力势能的减小等于动能的增加，即 ，可得 ，若 图线为一条倾斜直线，且直线的
斜率近似等于 ，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。
10．（2024·广东·校联考模拟预测）某同学在家用图甲所示的电路测量一个水果电池的电动势和内阻。
（1）某次测量时，电流表和电压表的示数如图乙所示，则电流I= mA，电压U=
V；
（2）开关接在1和2位置时，分别得到两条U-I图像，如图丙所示；图丙中图线②对应开关接在
（填写“1”或“2”）；该方法测得的电动势 （填写“偏大”、“准确”或“偏小”）
（3）该电池的电动势E= ，内阻r= （均用I、I、U 和U 表示）。
1 2 1 2
【答案】 3.00 1.10 2 偏小 U2
【详解】（1）[1][2]如图乙所示，电流表的示数为 ，电压表的示数为
，（2）[3][4]当开关接1位置时，电压表测的是滑动变阻器两端的电压，而当
开关接2位置时，电压表测的是路端电压，则 ，则图丙中图线②对应开关接在2位置，根据闭合电
路欧姆定律 ， ，作出电源的 图像可知由图可知 ，故该方法测得的电动势偏小。（3）[5][6]由题意可知，当开关S接1时，电流表外接，
则实验测得的电源内阻为 ，内阻测量值偏大；当开关S接2时，电流表内接，则实验测得的电
源内阻为 ，内阻测量值偏小，但是由于水果电池的内阻很大，即 ，故选择图丙中的图
线①误差更小，则根据闭合电路的欧姆定律可知 ，该电池的电动势为 ，斜率的绝对
值为电源内阻，则有 。
