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专题08 实验题的解题技巧
题型解码
物理实验题是高考的重点和难点，由于该题型多与实际问题相结合，造成干扰因素很多，考查的角度
也多，考生往往不知如何下手，失分现象非常严重。高考实验题虽然不是课本上的原有实验，但其实验原
理、方法、用的器材往往是学生学过的或用过的，是利用学生熟知的原理、方法和器材，经过迁移，解决
一些新问题。
策略一 用好“1 明2 看3 提”——又快又准破解力学实验题
1.明——明确考查的知识范围
现在的物理力学实验题，尽管题目千变万化，但通过仔细审题，都能直接地判断出命题人想要考查的
知识点和意图。
2.看——看清实验题图
实验题一般配有相应的示意图，目的是告知实验仪器(或部分实验仪器)及其组装情况，让考生探究考
查意图。认识这些器材在实验中所起的作用，便能初步勾画实验过程。
3.提——提取信息
试题总是提供诸多信息再现实验情境，因此，解答时必须捕捉并提取有价值的信息，使问题迎刃而解。
热点题型·实验题攻略
目录
第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局
第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学
典例引领
方法透视
变式演练
考向01 理解仪器原理，掌握读数规则，正确解答读数类实验题
考向02 明确实验目的，掌握实验原理，快速解答常规实验题
考向03 活用物理规律、巧妙迁移应用，快速解答创新型实验题
第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战
策略二 用好“1 明2 选3 画”——逐步攻克电学实验题
1.明——明确实验目的。
2.选——通过实验目的与实验器材的结合，选择合适的实验原理。
3.画——画出可能的实验原理图，结合题设条件确定最优的电路原理图。
考向破译
考向01 理解仪器原理，掌握读数规则，正确解答读数类实验题
【典例引领1】(1)请读出螺旋测微器和游标卡尺的示数。甲：________cm；乙：________cm。
(2)某照明电路出现故障，其电路如图丙所示，该电路用标称值12 V 的蓄电池作电源，导线与其接触完好。
维修人员使用已调好的多用电表直流50 V 挡检测故障。他将黑表笔接在c 点，用红表笔分别探测电路的
a、b 点。
①断开开关，红表笔接a 点时多用电表指示如图丁所示，读数为______ V，说明________(选填“蓄电池”
“保险丝”“开关”或“小灯”)正常。
②红表笔接b 点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然和图丁相同，可判定发生故
障的器件是________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。
【答案】 (1)0.061 7 10.04 (2)
11.5
①
蓄电池 ②小灯
【解析】 (1)螺旋测微器的固定刻度读数为0.5 mm，可动刻度读数为0.01×11.7 mm＝0.117 mm，所以最
终读数为0.617 mm＝0.061 7 cm。游标卡尺的主尺读数为100 mm，游标尺读数为0.1×
4 mm＝0.4 mm，所以最终读数为100 mm＋0.4 mm＝100.4 mm＝10.04 cm。
(2)①用多用电表直流50 V 挡检测，每一小格是1 V，要估读到0.1 V，故读数是11.5 V，断开开关，多用
电表直接测量电源两端电压，多用电表有示数且接近电源电动势，说明蓄电池正常。
②红表笔接b 点，闭合开关，多用电表示数与①中相同，说明a、b 之间是通路，b、c 之间是断路，因此
可以确定是小灯发生故障。
【方法透视】
刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、电流表、电压表、多用电表等都是基本仪器，要熟练
掌握它们的使用方法、操作规程和读数规则，在高考前要进行系统的实际测量和读数练习，特别是游标卡
尺、螺旋测微器、电学实验仪器的读数。此类试题难度不大，要防止在读数的估读、结果的有效数字和单
位上出错。
【变式演练】
【变式1-1】某学习小组测量一段粗细均匀金属丝的电阻率。
(1)首先用游标卡尺测量该金属丝的长度，结果如图甲所示，其长度
cm；再用螺旋测微器测金属
丝直径，结果如图乙所示，其直径
mm。
(2)指针式用多用电表粗略测量金属丝的电阻，下列实验操作步骤，正确顺序是______。（填字母顺序）
A．将红、黑表笔分别插入“
”、“
”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对
准欧姆零点
B．将选择开关旋转到“
”挡的“
”位置
C．将选择开关旋转到“OFF”位置
D．将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，测出金属丝的电阻约
【答案】(1) 11.050 1.995 (2)BADC
【详解】（1）[1]由图甲可知，游标卡尺为20 分度，且第10 个小格与主尺对齐，则金属丝的长度为
[2]由图乙可知，金属丝直径为
（2）用多用电表粗略测量金属丝的电阻，将选择开关旋转合适的欧姆挡位、将红、黑表笔分别插入“+”“
”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准欧姆零点，将红、黑表笔分别与待测电阻
两端接触，测出金属丝的电阻，最后选择开关旋转到OFF 位置，故正确的顺序为BADC。
【变式1-2】请按要求填写：
甲 乙
(1)某同学用游标卡尺的深度尺测得一玻璃杯的内高，如图甲所示，则其内高为
；
(2)又用螺旋测微器测得其玻璃厚度如图乙所示，则厚度为
。
【答案】(1)10.03 (2)2.760
【详解】（1）游标卡尺的精确度为0.1 mm，游标尺上第3 条刻度线（不计0 刻度线）与主尺上的刻度线
对齐，则玻璃杯的内高为
100 mm＋0.1 mm×3＝100.3 mm＝10.03 cm
（2）螺旋测微器的读数规则：测量值＝固定刻度读数（注意半毫米刻度线是否露出）＋精确度（0.01
mm）×可动刻度读数（一定要估读），由图乙可知玻璃厚度为
2.5 mm＋0.01 mm×26.0＝2.760 mm
【变式1-3】某同学设计了测量一元硬币电阻率的实验。
(1)先用螺旋测微器测量硬币的厚度，然后用游标卡尺测量硬币的直径，螺旋测微器和游标卡尺的示数如图
（a）和图（b）所示，则硬币的厚度
mm，直径
cm；
(2)将硬币的正反两面连入电路，并与一阻值为
的定值电阻串联，利用伏安法测量电阻，若测得流经硬
币的电流为I，硬币和
两端的总电压为U，则硬币材料的电阻率
（结果用d、D、I、U、
表
示）。
【答案】(1) 1.840 2.500 (2)
【详解】（1）[1]螺旋测微器读数为
d =1.5 mm+34.0×0.01 mm=1.840 mm
[2]游标卡尺读数为
D =2.5 cm+0×0.05 mm=2.500 cm
（2）由欧姆定律得
根据电阻定律有
解得
【变式1-4】现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用螺旋测微器和游标卡尺测量圆柱体
的直径和长度，示数如图（甲）和图（乙）所示。
由上图读得圆柱体的直径为 mm，长度为 cm。
【答案】 4.620 10.14
【详解】[1][2]圆柱体直径为
长度为
考向02 明确实验目的，掌握实验原理，快速解答常规实验题
【典例引领2】某物理探究小组的同学测量均匀金属实心圆柱体电阻的电阻率。
(1)使用螺旋测微器测定金属实心圆柱体直径d ，某次测量结果如图甲所示，读数为 mm，然后
用游标卡尺测量其长度L 为22.7mm。
(2)用伏安法测圆柱体电阻Rx的阻值，提供如下器材：
电池组E：电动势3V，内阻不计；
电流表A1：量程0~15mA，内阻约100Ω；
电流表A2：量程0~300μA，内阻为1000Ω；
滑动变阻器R1：阻值范围0~10Ω，额定电流为2A；
电阻箱R2：阻值范围0~9999Ω，额定电流为1A；
待测电阻Rx（约180Ω）；
开关S，导线若干。
要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值，请回答下列问题：
①为了测量待测电阻两端的电压，将电流表 （填写器材字母代号）与电阻箱串联，并将电阻箱
阻值调到 Ω，改装成一个量程为0~3.0V 的电压表。
②在方框中画出测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材字母代号 。
【答案】(1)7.520
(2) A2 9000
【详解】（1）金属实心圆柱体直径
d=7.5mm+2.0×0.01mm=7.520mm；
（2）[1][2][3]根据电表的改装原理可知，应将电流表A2与电阻箱串联，改装成一个量程为0~3.0V 的电压
表，根据欧姆定律有
=9000Ω。
因为改装电表内阻已知，电流表采用外接法，滑动变阻器最大阻值较小，采用分压式接法，如图
【方法透视】
(1)解答实验题要认真审题，明确该题的实验目的是什么，再就是明确出题人想用怎样的实验方案或实验原
理来达到这个目的。
(2)掌握常规实验的实验原理、实验的操作过程、实验数据的处理方法，对每个实验都做到心中有数，以不
变应万变。
【变式演练】
【变式2-1】选用合适的电学元件设计合理的电路，能较准确的测量同一电池组的电动势及其内阻。提供
的器材如下：
A．电流表G(满偏电流10 mA，内阻10 Ω)
B．电流表A(0～0.6 A～3 A，内阻未知)
C．电压表V(0～5 V～10 V，内阻未知)
D．滑动变阻器R(0～100 Ω，1 A)
E．定值电阻R0(阻值990 Ω)
F．开关与导线若干
(1)图(a)是小宇同学根据选用的仪器设计测量该电池组电动势和内阻的电路图。根据该实验电路测出的数据
绘制的I1－I2图线如图(b)所示(I1为电流表G 的示数，I2为电流表A 的示数)，则由图线可以得到被测电池组
的电动势E＝________V(结果保留2 位有效数字)；
(2)另一位小张同学则设计了图(c)所示的实验电路对电池组进行测量，记录了单刀双掷开关S2分别接1、2
对应电压表的示数U 和电流表的示数I；根据实验记录的数据绘制U－I 图线如图(d)中所示的A、B 两条图
线。可以判断图线A 是利用单刀双掷开关S2接________(选填“1”或“2”)中的实验数据描出的；分析A、B
两条图线可知，此电池组的电动势为E＝________，内阻r＝________。(均用图中EA、EB、IA、IB表示)。
【答案】 (1)7.5 (2)1 EA
【解析】 (1)电流表G 和定值电阻串联，其可看成一个电压表，则有E＝I1(RG＋R0)＋(I1＋I2)r
整理可得I1＝－I2＋
根据题图(b)可知，图线与纵轴会相交于(0,7.5 mA)的位置，则有＝7.5×10－3 A
且有k＝＝－
联立可得E≈7.5 V
(2)若单刀双掷开关接1，则电流表相对于电源内接，则因电流表分压作用，会导致E 真＝E 测，I 短真>I 短测
若单刀双掷开关接2，则电流表相对于电源外接，因电压表分流作用，会导致E 真>E 测，I 短真＝I 短测
结合所给图像，可以判断出A 图线是利用单刀双掷开关S2接1，同样也可以判断出E＝EA，I 短真＝IB，则内
阻为r＝＝。
【变式2-2】利用电火花计时器探究小车的速度随时间变化的规律。其中交流电源的频率为50Hz，如图给
出了该次实验中，从A 点开始，每5 个点取一个计数点的纸带，其中A、B、C、D、E、F、G 都为计数点。
测得各计数点到A 点的距离分别为：
，
，
，
，
，
。
(1)电火花计时器使用的是 （选填“直流电”或“交流电”），它是每隔 s 打一个点。
(2)实验过程中，下列做法正确的是______。
A．先释放小车，再接通电源
B．先接通电源，再释放小车
C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(3)如果该纸带A 端与小车相连，则小车的运动方向为 （选填“A→B”或“B→A”），且小车做
（选填“匀加速”“匀减速”或“变加速”）直线运动，判断的依据是 。
(4)在打计数点F 时，小车运动的瞬时速度为
，小车的加速度大小为
（均
保留2 位有效数字）。
(5)如果当时该交流电源的电压略偏小，但仍然稳定。而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实
际值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】(1) 交流电 0.02 (2)BD
(3) B→A 匀加速 相邻相等时间内的位移差均为0.50cm(4) 0.37 0.50 (5)不变
【详解】（1）[1][2]电火花计时器使用的是交流电，由于交流电源频率为50Hz，则它每隔0.02s 打一个点。
（2）AB．为避免纸带上出现大量的空白段落，实验时应先接通电源，再释放小车，故A 错误，B 正确；
C．为避免小车与滑轮发生碰撞，能够打出足够多的点迹，实验时将接好纸带的小车停在没有滑轮的一端，
故C 错误；
D．为避免纸带上出现大量的空白段落，实验中应将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，故D 正确。
故选BD。
（3）[1]纸带做加速运动，相等时间内运动的位移越来越大，可知纸带的左端与小车相连，则小车的运动
方向由B→A。
[2][3]根据给出的数据可知，相邻相等时间内的位移差
该差值为定值，故小车做匀加速直线运动。
（4）[1]相邻两计数点的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，在打计数点F 时，小车运动的瞬时速度为
[2]根据逐差法求出小车的加速度大小为
（5）如果当时该交流电源的电压略偏小，打点计时器的打点时间间隔不变，利用逐差法求加速度时的测
量值不变，故加速度的测量值与实际值相比不变。
考向03 活用物理规律、巧妙迁移应用，快速解答创新型实验题
【典例引领3】线加速度计是一种测量物体加速度的装置，其利用驱动电流
产生的安培力
带
动其自身配重物运动，然后根据物体加速度与其所受合外力的关系，得到物体的加速度和驱动电流
的关
系。某实验小组为了得到某线加速度计的安培力比例系数
，从而标定电流与加速度的对应关系，使用如
图甲所示装置进行实验。
(1)实验时小组成员认为无须通过倾斜木板平衡摩擦力也可以完成实验，安装好实验装置后，调整钩码质量，
释放钩码，当 时，可认为已经平衡摩擦力。记录此时线加速度计的驱动电流值
。
(2)实验中，仅调节钩码质量，释放钩码，记录线加速度计的驱动电流大小和对应纸带数据，如图乙所示为
打点计时器某次打出的纸带，计时器打点的时间间隔为
，每隔4 个计时点取1 个计数点，依次得到了
、A、
、
、
几个计数点；用刻度尺量得
、
、
、
，
则打
点时纸带的速度大小为
，纸带运动的加速度大小为
。（小数点后保留2 位数
字）
(3)实验中所使用重物的质量为
，当电流为
时，测得重物的加速度为
，线加速度计安培力比例系数
可表示为 ，线加速度计的最大驱动电流为
，其可测得的最大加速度值为 。
(4)实验中若未满足钩码质量远小于重物质量，则会使得
值 （填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
【答案】(1)纸带上打出均匀的点 (2) 0.18 0.40 (3)
(4)无影响
【详解】（1）当纸带上打出均匀的点时，重物做匀速直线运动，线加速度计的拉力等于摩擦力。
（2）打点计时器打点的时间间隔为
，每隔4 个计时点取1 个计数点，则
打
点时纸带的速度大小
由逐差法得加速度大小
（3）根据题意可知，（1）过程中对重物受力分析有
当电流为
时，对重物受力分析有
解得
当电流最大时，对重物受力分析有
解得
（4）实验中直接通过线加速度计的驱动电流表示绳子对重物的拉力，无须用钩码重力代替绳子对重物的
拉力，因此未满足钩码质量远小于重物质量，对
值的测量无影响。
【方法透视】
所谓设计型实验，就是题目要求考生运用学过的实验原理和实验方法，自行设计一个新的实验方案，
主要考查考生是否真正理解实验原理和实验仪器的工作原理，是否具有灵活运用实验知识解决新问题的能
力。是否具有在不同情况下迁移知识的能力。它要求考生设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，
设计数据处理的方法及分析实验误差。解决设计型实验题的关键在于选择实验原理，这就要求考生能审清
题意，明确实验目的，应用迁移能力，联想相关实验原理，坚持科学性、安全性、准确性、简便性的原则
进行设计。
【变式演练】
【变式3-1】《道路交通安全法》规定驾驶员的血液酒精含量达到20 mg/100 mL 以上属于酒驾，达到80
mg/100 mL 以上属于醉驾，酒驾与醉驾都属于违法行为。半导体型呼气酒精测试仪采用氧化锡半导体作为
传感器，实验测得酒精气体传感器R1的阻值随酒精气体浓度变化的关系曲线如图甲所示。在图乙电路中，
定值电阻R2＝30 Ω，电源电动势为3.0 V，内阻可忽略，电压表的量程为0～3 V，回答以下问题：
(1)将电压表并联在__________(选填“ab”“bc”或“ac”)之间，则酒精气体浓度越高，电压表的示数越大，
便于进行测量；
(2)按(1)中设计接好电压表，酒精气体浓度为零时，电压表指针位于__________ V 处；当电压表示数超过
________V 时表示达到醉驾；(结果均保留两位有效数字)
(3)如果不用电压表，在电路中串联一个量程100 mA 的电流表，则酒精气体浓度越高，电流表的示数
________(选填“越大”或“越小”)。
【答案】 (1)bc (2)1.0 1.5 (3)越大
【解析】 (1)酒精气体浓度越高，R1阻值越小，电流越大，定值电阻R2两端电压越大，故电压表应并联在
bc 之间。
(2)酒精气体浓度为零时，酒精气体传感器R1为60 Ω，UR2＝＝1.0 V，故此时电压表指针位于1.0 V 处；
醉驾时，酒精浓度达到80 mg/100 mL，R1为30 Ω，UR2＝＝1.5 V，所以电压表示数超过1.5 V 时表示达到
醉驾。
(3)酒精气体浓度越高，R1阻值越小，电流越大，电流表的示数越大。
【变式3-2】某科技小组想通过实验探究热敏电阻的温度特性。如图甲所示，
为滑动变阻器，
为电阻
箱，热敏电阻
处在虚线所示的温控室中。
(1)实验前，开关
、
先断开，将滑动变阻器
的滑片移到 （填“
”或“
”端；实验时，记
录温控室的温度
，将
打到1，闭合
，调节滑动变阻器的滑片
，使电流表的示数为
；然后保持滑
动变阻器的滑片
位置不变，再将
打到2，调节电阻箱
，使电流表的示数为 ，记录此时电阻
箱的示数
，即为热敏电阻的阻值；
(2)多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度下对应的电阻值
，作出
图像，如图乙所示，由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而 （填“增大”或“减
小”）；
(3)上述实验过程中，若电流表内阻不可忽略，则热敏电阻的测量值 （填“大于”、“等于”或
“小于”）真实值；
(4)现将此热敏电阻接在电流恒定的电路中，当它产生的热量与向周围环境散热达到平衡时，热敏电阻的温
度稳定在某一值，且满足关系式
，其中
是散热系数，是电阻的温度，
是周围环境温度，
为电流。已知
，
，
，结合乙图可知该热敏电阻的温度稳定在
℃。（保留两位有效数字）
【答案】(1) b
(2)减小 (3)等于 (4)50
【详解】（1）[1]闭合电键
前，应将滑动变阻器
的滑片移动b 端，使滑动变阻器接入电路的电阻最大。
[2]电流表前后两次一致，保证电路前后两次等效，所以调整电阻箱，使电流表的示数也为
。
（2）从图像可以看出，该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
（3）电流表内阻即使不可忽略，只要保证开关
打到1 或2 时电流表的读数一致，则热敏电阻的测量值
等于真实值。
（4）由题意可知，电阻的散热功率表示为
其中
则可解得
在
图像中做出如图所示的图线。
据其与理论图线的交点即可求得：该电阻的温度大约稳定在
。
综合巩固
1．某实验小组用多用电表测量某待测电阻丝Rx的阻值和电阻率。
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径时，测量结果如图甲所示，可知金属丝的直径D= mm；用游标
卡尺测量金属丝的长度如图乙所示，可知金属丝的长度L= cm。
(2)如图丙所示为一简易多用电表内部电路原理图，其中G 为灵敏电流计，选择开关S 与不同接点连接就构
成不同的电表，下列分析不正确的是___________。
A．A 为红表笔，B 为黑表笔
B．将选择开关S 与3 连接，就构成了欧姆表
C．将选择开关S 与1 或2 连接，就构成了电流表，且与2 接点相连时量程较大
D．将选择开关S 与4、5 连接，就构成了电压表，且与5 接点相连时量程较大
(3)如图丁，用多用电表×10 挡测量，测得其电阻为 Ω。
【答案】(1) 1.744/1.745/1.746 5.240 (2)C (3)120
【详解】（1）[1]金属丝的直径
[2]金属丝的长度
（2）AB．在多用电表使用时应让电流从红表笔进，黑表笔出，当将选择开关S 与3 连接，就构成了欧姆
表，由此可判断A 为红表笔，B 为黑表笔，故AB 正确；
C．将选择开关S 与1 或2 连接，就构成了电流表，根据并联分流原理，并联的电阻越小分得的电流越大，
所以与 1 接点相连时量程较大，故C 错误；
D．将选择开关S 与4 或5 连接，就构成了电压表，根据串联分压原理，串联的电阻越大分得的电压越大，
所以与5 接点相连时量程较大，故D 正确。
本题选择不正确的，故选C。
（3）由图所示欧姆表可知，所测电阻阻值为
2．在“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出某段金属线的长度L、直径D 和电阻R。
(1)用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属丝直径、长度，测量结果如图甲所示，则金属丝直径
mm，金属丝的长度L= cm。
(2)若用图乙测量电阻丝的电阻，则测量结果将比真实值 ；（填“偏大”或“偏小”）
(3)在对上述金属线选取L=1.87 米长度并接入到电路图中进行测量，发现电压表和电流表测金属丝的电压
和电流时读数（如图），则电压表的读数为 V，电流表的读数为 A；
(4)计算金属导线的电阻率的表达式为
= 。（用长度L、直径D、电阻R 等字母表示）
【答案】(1) 0.696/0.697/0.698 10.045 (2)偏小 (3) 2.60 0.52 (4)
【详解】（1）[1][2]由图甲可知，金属丝的直径为
金属丝的长度为
（2）若用图乙测量电阻丝的电阻，则电压表的示数等于电阻丝两端的电压，由于电压表的分流作用，电
流表的示数大于通过电阻丝的电流，根据
可知电阻丝电阻的测量结果比真实值偏小。
（3）[1][2]由图丁可知，电压表的最小分度值为
，则电压表的读数为
；电流表的最小分度值为
，则电流表的读数为
。
（4）根据电阻定律
解得金属导线的电阻率表达式为
3．某同学发现在验证动量守恒定律的现有实验中，都是验证碰撞前与碰撞后系统的动量是否守恒。该同
学提出质疑：碰撞作用过程中系统动量是否守恒？于是从实验室找来DIS 传感器组件验证两小车碰撞过程
中动量是否守恒。如图所示，无线速度传感器实时记录了两小车碰撞过程中速度与时间的关系图像。
(1)由图像可知该碰撞为 碰撞（选填“弹性”、“非弹性”或“完全非弹性”）。
(2)已知a 车的质量为0.45kg，b 车的质量为0.40kg，取碰撞过程中任意两个时刻
、
，由图可知
时刻
，
，此时两车的总动量为
，
时刻
，
，此时两车的总动量为
（计算结果保留三位有效数字）。
(3)本实验得出的结论： 。
【答案】(1)完全非弹性 (2) 0.316 0.306 (3)在误差范围内，两车碰撞过程中动量守恒
【详解】（1）由图像可知碰后两物体有共同的速度，可知该碰撞为完全非弹性碰撞。
（2）[1]碰撞过程中
时刻两车的总动量为
。
[2]碰撞过程中
时刻两车的总动量为
。
（3）由上述分析，本实验可以得出的结论：在误差范围内，两车碰撞过程中动量守恒。
4．感光变色PU 皮革在紫色激光的照射下会短时间变深色，小迪利用这一特性制作了一个激光打点计时器
（图b）用于探究物体自由下落的运动规律。激光打点计时器内部含有电池和微控制器，微控制器控制激
光头通电图像如图a 所示，其通电周期
，在一个通电周期内发射激光时长
。小迪用
激光打点计时器探究该计时器自由下落的运动情况，他把计时器水平放置在竖直悬挂并固定的感光变色
PU 皮革前，如图b；静止释放计时器，最后在PU 皮革上留下一串小短线，如图d 所示。
(1)若测得某条小短线的长度如图c 所示，该短线长度
cm。计时器打这条线过程中的平均速度
m/s（结果保留3 位有效数字）。
(2)若相邻小短线上侧端点间的距离分别为
，
，
，
（如图
d），可求得重力加速度大小
。（结果保留3 位有效数字）
(3)小短线的长度增加 （填“是”或“不是”）均匀的。若每条小短线的长度分别为、
、
、
，
可求得重力加速度大小
。（结果用、
、
、
和T 字母表示）
【答案】(1) 2.20 2.20 (2)9.79(3) 是
【详解】（1）[1]刻度尺最小刻度为1mm，结合题图读数可知
[2]由于激光的时间为0.01s，所以其平均速度为
（2）由逐差法有
（3）[1]每条短线对应的时间均为
，相邻短线的时间间隔是
，相当于相邻之间隔了4 个
，因此长
度之差为
所以小短线的增加是均匀的。
[2]结合之前的分析可知，有
，
又因为
解得
5．一实验小组为了测量一个改装后量程为
的电流表的内电阻
，设计了以下实验方案，甲图为
实验电路图，图中电流表为待测电流表，R0为定值电阻，R 为电阻箱。
(1)一同学实验步骤如下：闭合开关S，将电阻箱电阻调至0 时，电流表读数如图乙所示，读出此时电流
A；然后调节电阻箱的阻值至适当值，读出电阻箱阻值R 和此时电流表的电流I2，忽
略电源内阻，则电流表电阻的测量结果
（用I1、I2、R 和R0表示）；如果考虑电源内阻，则
该测量结果RA与真实值比较 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
(2)另外一同学实验步骤如下：闭合开关S，多次调节电阻箱，读出电阻箱阻值R 及对应电流表的电流I，
作出
图像如图丙所示，不考虑电源内阻，从图像可知电流表内阻的测量值为 ；如果已知电
源内电阻为r，则电流表内阻的真实值为 （用a、b、R0和r 表示）。
【答案】(1) 0.58
偏大 (2)
【详解】（1）[1]电流表量程为0.6A，由图乙所示表盘可知，其分度值为0.02A，示数为0.58A；
[2][3]根据欧姆定律有
、
联立可得
根据闭合电路欧姆定律有
、
联立可得
可知如果考虑电源内阻，则该测量结果RA与真实值比较偏大。
（2）[1]根据欧姆定律
整理可得
结合题图可得
，
可得
[2]根据欧姆定律
整理可得
结合题图可得
，
可得电流表内阻的真实值为
6．如图a，某实验小组利用压力传感器制作体重计，已知压敏电阻阻值
随压力
变化的图像。图b 为体
重计的电路图，其中电源电动势
，内阻不计，显示体重的仪表
（其实质是毫安表，内阻
）。踏板在杠杆
中间，踏板和杠杆
的质量不计，
。实验步骤如下：
步骤a：体重计上不放重物时，闭合开关，毫安表示数为
；
步骤b：体重计上放置已知重力的重物
，读出此时毫安表示数
；
步骤c：换用不同已知质量的重物，记录每一个质量值对应的电流值；
步骤
：将电流表刻度盘改装为质量刻度盘。
(1)压力传感器电阻
与压力
的表达式 。
(2)改装后的质量刻度盘的零刻线在电流表
（填电流表读数）处；质量刻度是 （填“均匀
的”或“不均匀的”）。
(3)电子秤用久了，电源电动势减小为5.5V，其他条件不变，如称得一物体的质量为
，则待测重物的
真实质量为
。
【答案】(1)
(2) 20 不均匀的 (3)42
【详解】（1）由图a 求解
图像的斜率
则压力传感器电阻
与压力
的表达式为
（2）[1]体重计上不放重物时，压敏电阻阻值
则
所以改装后的质量刻度盘的零刻线在电流表20
处；
[2]体重计上放置重物电流表读数
因m 与I 是非线性关系，质量刻度是不均匀的。
（3）若电源电动势减小为5.5V，其他条件不变，称得一物体的质量为
，设待测重物的真实质量为
m，则
，
解得
7．管道天然气的主要成分是甲烷，当空气中天然气浓度（η）达到5%~15%，遇火就会引发爆炸，使用时
要谨防泄漏。某同学想自己组装一个天然气浓度测试仪，其中传感器
的电阻随天然气浓度的变化规律如
图甲所示，测试仪电路如图乙所示。实验室提供的器材有：
A．传感器
；
B．直流电源（电动势为
，内阻约
）；
C．电压表（量程为0~6V，内阻非常大）；
D．电阻箱（最大阻值为
）；
E.定值电阻
（阻值为
）；
F.定值电阻
（阻值为
）；
G.单刀双掷开关一个，导线若干。
(1)请根据图乙测试仪的电路图，在图丙中完成实物连线；
(2)欲通过电压表示数反映天然气浓度，以判断是否达到爆炸极限，图乙中
应选用定值电阻
（填“
”或“
”）；
(3)按照下列步骤调试测试仪：
①电路接通前，将电阻箱调为
，开关拨至
端，把此时电压表指针对应的刻度线标记为天然气浓度
值 %；
②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断 （填“变大”或“变小”），结合甲图数据把电
压表上“电压”刻度标为对应的天然气浓度值；
③将开关拨至
端，测试仪即可正常使用。
(4)根据图甲可知，采用此测试仪检测天然气浓度，当浓度较 （填“高”或“低”）时其检测灵
敏度较高；
(5)使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，致使天然气浓度的测量结果 （填
“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】(1)
(2)
(3) 5 变大 (4)低 (5)偏小
【详解】（1）实物连接如图
（2）由于电压表量程为6V，本实验电压表并联在定值电阻两端，由欧姆定律可得，定值电阻两端的电压
由图甲可知
可得
解得
故选
。
（3）[1]本实验采用替代法，用电阻箱的阻值替代传感器的电阻，故先将电阻箱调到30.0Ω，结合电路，开
关应向b 端闭合；由图甲可知
时，天然气浓度为5%。
[2]逐步减小电阻箱的阻值，根据串反并同可知电压表的示数不断增大。
（4）图甲可知浓度越低，
变化越快，电压表示数变化越大，即低浓度下灵敏度较高。
（5）使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，电路中的电流将变小，电压表的示数将
偏小，故其天然气浓度的测量结果将偏小。
8．如图所示为研究平抛运动规律的实验装置，在水平地面上用铁架台固定住倒置的玻璃瓶，瓶内装有充
足的水。瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中A 管竖直放置，B 管弯成水平，且水平端加接一段更细的
硬管作为喷嘴，喷嘴口的内径为d，水从喷嘴中射出，在空中形成稳定的弯曲的细水柱，它显示了平抛运
动的轨迹，已知A 管上端处液面D 与大气接触，A 管上端处液面D 与B 管上端C 点处的高度差为H，大气
压强为
，重力加速度为g。
(1)瓶中水面降低到A 管上端之前，B 管上端C 点处的压强为 ；
(2)调整好A 管的位置后，保持A、B 管的位置不变，用刻度尺测量出喷嘴口到地面的高度为h，喷嘴口弯
曲细水柱落地点的水平距离为x0，则水从喷嘴口喷出的速度
；空中弯曲细水柱的总体积为
。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）A 管上端与B 管上端的液体的压强差等于A 管上端到B 管上端之间高度H 的液柱的压强。
故B 管上端C 点的压强为
（2）水喷出后做平抛运动，根据
，
联立得
喷嘴口的横截面积为
空中弯曲细水柱是
内从喷嘴口喷出的水，其体积为
9．某实验小组利用手机内置的加速度传感器探究碰撞中的动量是否守恒，主要实验步骤如下：
①将两手机A、B 放入防撞包内，然后用等长的轻细绳分别悬挂在同一高度处的O、O′点，静止时A、B
刚好接触，如图甲所示；
②将手机A 拉高至某一位置，然后由静止释放，手机A 摆动到最低点时与手机B 发生碰撞，如图乙所示；
③利用电脑软件远程控制手机并记录两手机碰撞过程中水平方向的加速度随时间变化图像，如图丙
（a）、丙（b）所示；
④将图像进一步处理，如图丁所示，根据图像数据进行分析，从而验证手机碰撞过程中是否满足动量守恒。
分析实验，回答以下问题：
(1)为达到实验目的，本实验不需要测量的物理量有________。
A．手机A 拉高的高度
B．手机A 的质量
C．手机B 的质量
(2)软件中设置加速度水平向左为正，图丙中 （选填“（a）”或“（b）”）图为B 手机的a−t 图
像。
(3)若测得手机A 的质量为0.23kg，手机B 的质量为0.25kg，根据图丁所示数据（图丁t 轴每小格表示
0.005s）可知，碰撞过程中手机A 的动量变化量大小为 kg·m/s，手机B 的动量变化量大小为
kg·m/s，由实验结果可知，在误差允许的范围内两手机在碰撞过程中满足动量守恒。（结果保留3 位有效
数字）
【答案】(1)A (2)（b） (3) 0.230/0.265/0.241/0.253 0.238/0.275/0.250/0.263
【详解】（1）若要验证动量守恒，则需要碰撞前后两手机的动量变化量大小相等，即
根据上述公式，可知需要通过实验得到两手机的质量和速度变化量，速度变化量可通过图丁得到，故还需
要测量两手机的质量，而不需要测量手机A 拉高的高度。
故选A。
（2）在碰撞的瞬间，B 手机受到了水平向右的作用力，故加速度水平向右，软件中设置加速度水平向左为
正方向，所以B 手机碰撞时加速度为负值，因此图丙中（b）图为B 手机的a−t 图像。
（3）[1][2]由丁图可得，图线与坐标轴围成的面积表示手机的速度变化量，通过数格子（大于半格算一格，
小于半个舍去）的方法可以得出A、B 手机的速度变化量，则有
手机A 的速度变化量为
手机B 的速度变化量为
故手机A 的动量变化量大小为
（注：结果为0.230、0.241、0.253、0.265kg·m/s 均可）
手机B 的动量变化量大小为
（注：结果为0.238、0.250、0.263、、0.275kg·m/s 均可）
10．小张同学利用所学物理知识分析得出：若将轻绳上端固定，下端系一小球，将轻绳拉至水平位置由静
止释放后，小球在最低点的角速度
与小球质量m 无关，只与轻绳长有关。由此他猜想质量均匀分布的
细杆（直径d 远小于杆长）由静止释放后可能也是这种情况，为了验证他的猜想，他设计了如下实验步
骤：
(1)通过理论分析得出：图甲中将轻绳拉至水平后由静止释放小球，其在最低点的角速度的平方
=
（用绳长和重力加速度g 表示）；
(2)按图乙安装好实验装置，取粗细和长度相同，但质量不同的细杆，上端用光滑铰链固定，将细杆拉至水
平，静止释放后让其下端通过一光电门。则细杆下端通过光电门的角速度
= （用细杆直径d，细杆
下端通过光电门时间
t 和杆长表示）；
(3)用（2）中所得数据画出图丙，由图象可知细杆角速度ω 与细杆质量m （选填“有关”或“无
关”）；
(4)取粗细和质量相同，但长度不同的细杆重复操作（2），利用所得数据作出图丁，由图可知，细杆角速
度的平方ω2与杆长成 （选填“正比”或“反比”）；
(5)请分析图丁中图线斜率 2g（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】(1)
(2)
(3)无关 (4)反比 (5)大于
【详解】（1）小球从静止开始释放到到达最低点过程中，根据动能定理
线速度与角速度的关系为
联立可得
（2）由于杆的直径比较小，可以用平均速度代替瞬时速度，所以杆经过最低点的速度为
线速度与角速度的关系为
可得
（3）由
可知细杆角速度ω 与细杆质量m 无关。
（4）细杆从静止开始释放到到达最低点过程中，杆中点的速度为
，根据机械能守恒
则杆下端的速度为
线速度与角速度的关系为
联立可得
由此可知细杆角速度的平方ω2与杆长l 成反比。
（5）根据
可知，斜率
，所以斜率大于2g。
11．某同学使用数码小车研究碰撞过程，实验装置如图甲。两材质完全相同的数码小车1、2 置于水平长直
轨道上，小车质量
、
，小车1 前方固定有轻质弹簧，以一定的速度撞击原本静止在
轨道上的小车2，测得一段时间内里两车速度v 随时间t 变化的
图像，各时刻小车的速度值标示如图乙。
该同学由图判断两车发生碰撞的时间段约为
至
，不计空气阻力。
(1)碰撞过程中，两车间的相互作用力______。
A．保持不变
B．持续增大
C．先增大后减小
D．先减小后增大
(2)碰撞过程中弹簧弹性势能的最大值最接近______。
A．
B．
C．
D．
(3)（计算）该同学对实验结果进行误差分析，发现碰撞过程中两车动量之和实际在不断减少，他认为是轨
道对车的摩擦力引起的。求碰撞过程中小车1 受到的平均摩擦力大小。
(4)若质量为
和
的两个小车在一水平轨道上发生碰撞，其位移x 与时间t 的关系图像如图丙所示，碰撞
时间很短，可忽略不计。
①（计算）
与
的比值；
②（论证）两个物体的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞？
【答案】(1)C (2)D (3)
(4)①
与
的比值为
；②两小车的碰撞是弹性碰撞
【详解】（1）由
图像可知加速度先增大后减小，根据牛顿第二定律可知两车间的相互作用力先增大
后减小。
故选C。
（2）由图2 可知两车共速的速度约为
，小车1 初始速度为
，根据能量守恒定律有
代入数据解得
故选C。
（3）碰撞过程中两车总动量变化
解得
其中碰撞时间
碰撞过程中摩擦力对两车总冲量
摩擦力
所以
：
：
：2
代入可得
故碰撞过程中小车1 受到的平均摩擦力大小为
。
（4）①对两小车所构成的系统，碰撞后均做匀速直线运动，沿碰撞方向外力为零，系统动量守恒有
其中
由图
，
，
，
可得
②碰撞前后动量和动能都不变的碰撞称为弹性碰撞。对两小车所构成的系统，碰撞后均做匀速直线运动，
沿碰撞方向外力为零，碰撞前后系统动量变化
碰撞前后系统动能变化
代入数据解得
故两小车的碰撞是弹性碰撞。
12．弹性电阻绳是一种具有弹性和导电性的材料，通常应用于应变传感器中。某同学利用如图甲、乙所示
的装置，探究弹性绳伸长量
与其电阻增量
的关系，图甲中定值电阻的阻值为
。
（1）如图乙所示，在水平桌面上放置支架，将弹性绳的一端固定在支架顶端，另一端作为拉伸端，两端
分别用带有金属夹A、B 的导线接入图甲所示电路，在弹性绳左侧竖直固定一测量尺。
（2）在弹性绳的拉伸端系着一带有指针的托盘，未装钩码时指针指在测量尺的零刻度上，依次在托盘上
放置不同数量的钩码改变弹性绳的长度。
①连接好电路，断开开关
，将滑动变阻器
的滑片
滑至 （填“ ”或“
”）端；
②闭合开关
，将单刀双掷开关
接到
，调节滑动变阻器
使得电流表指针有大角度偏转，记录电流表
的示数
，电压表的示数
；保持滑动变阻器
不变，将
接到
，调节电阻箱使电流表和电压表的示数
为
，记录电阻箱的阻值
，并观察托盘上的指针在测量尺上的位置，记录测量尺的读数
，则弹性
绳的阻值为 。
③断开开关
，在托盘上放置上一钩码，稳定后再次记录测量尺的读数
，再重复②的操作，记录此
时电流表电压表读数为
和电阻箱的阻值
，则说明弹性绳拉伸量增加
时，弹性绳电阻增加量
为 。
（3）利用上述实验数据可得电源的电动势
，内阻
。（结果均用题中字母表示）
【答案】
【详解】[1]为了保护电流表，滑动变阻器的阻值应该最大，故滑片
应滑至
端。
[2]根据等效替代原理可知，弹性绳的阻值和电阻箱的阻值相等为
。
[3]分析可知弹性绳电阻的增加量等于电阻箱阻值的增加量，即弹性绳电阻增加量为
。
[4][5]由闭合电路的欧姆定律可得
将
代入上式，联立可得
