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专题09 四大实验
力学试验
一、实验题
1．（2025·安徽芜湖·二模）同学们想利用单摆测定芜湖本地的重力加速度。
(1)王华同学在实验室里将一根不可伸长的细线的上端固定在铁架台横杆上，下端系一个小钢球，做成了单
摆，如图甲所示。
①用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图乙所示，读数为 mm。
②通过实验测得重力加速度
，王华通过查找资料发现，芜湖的重力加速度为
，实验
值偏小，其原因可能是
A．测量摆长时，将摆线长度误认为摆长
B．摆球不在同一竖直平面内运动，而是做圆锥摆运动
C．测出n 次全振动时间为t，误作为
次全振动时间进行计算
(2)李蕾同学在家里找到了细线和铁锁，也制成了一个单摆悬挂于天花板上，如图丙所示。由于家里只有一
把量程为20cm 的刻度尺，不足以测量细线的长度。于是她通过调节合适的线长，让铁锁自然悬垂时，铁
锁下端到地面间的距离小于刻度尺量程，并用刻度尺测量铁锁下端到地面的高度h，让铁锁做小幅度摆动，
测得50 次全振动所用时间t，改变线长，测量多组h 与t 的值。在坐标纸上描点连线作图，如图丁所示。
根据图像，可求得当地重力加速度
。（结果保留三位有效数字，
取3.14）
2．（2025·安徽滁州·二模）为了验证“系统机械能守恒”，某实验小组用水平气垫导轨、光电门、滑块等
器材组装了如图所示的装置进行实验，具体步骤如下∶
a。用细绳将质量为
的钩码跨过定滑轮连接在滑块上，调整定滑轮高度使细线水平；
b。测量遮光条的宽度
，遮光条到光电门的距离；
c。将一质量为
的砝码放置在滑块上，从静止释放滑块，记录遮光条通过光电门时的挡光时间
，由此
得出遮光条通过光电门时滑块的速度；
d。依次逐个增加滑块上质量为
的砝码个数
，每次将滑块从同一位置由静止释放，重复步骤c，得到一
系列
和的数据；
e。以
为纵轴，
为横轴作图，若图像满足一次函数形式，即可验证“系统机械能守恒”。
(1)在实验过程中，滑块和砝码的总质量 （选填“需要”或“不需要”）远大于钩码质量。
(2)遮光条通过光电门时，滑块的速度大小为 （用
和
表示）。
(3)若所绘制的
图像截距为
，已知当地重力加速度为
，则滑块的质量
（用
、
、
和表示）。
3．（2025·安徽黄山·二模）实验小组的两位成员用如图所示的装置设计了测量当地重力加速度和验证机械
能守恒定律的实验方案。质量为m 的小球（直径为d）通过轻绳连接在力传感器上，光电门安装在小球平
衡位置处且与球心等高。测得悬挂点到球心的距离为L，忽略空气阻力。
环节一：测量当地重力加速度
让单摆做简谐运动并开启光电门的计数模式，当光电门第一次被遮挡时计数器计数为1 并同时开始计时，
以后光电门每被遮挡一次计数增加1，若计数器计数为N 时，单摆运动时间为t，则由此可测得当地的重力
加速度g= 。（用题中所给的字母表示）
环节二：验证机械能守恒定律
（1）拉起小球至某一位置由静止释放，使小球在竖直平面内摆动，在最低点时可测得小球通过光电门的
时间记为∆t，则小球到达最低点的速度大小v= （用题中所给的字母填空）。
（2）将小球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值之差记为∆F。
（3）为避免将环节一中重力加速度的测量误差引入该环节，要验证小球从释放点到最低点的过程机械能
守恒，则只需验证 成立即可。（用含有∆F、L、m、v 的表达式填空）
4．（2025·安徽安庆·二模）某同学设计了一个验证机械能守恒定律的实验，一轻绳一端连接在拉力传感器
上O 点，另一端连接在半径为r 的匀质小钢球上，小钢球球心至O 点的长度为L，O 点正下方B 位置有一
光电门，可记录小钢球通过光电门的时间。如图甲所示，将小钢球拉至某一位置由静止释放，同时拉力传
感器通过计算机采集小钢球在摆动过程中轻绳上拉力的最大值T 和最小值F。改变小钢球的初始释放位置，
重复上述过程，根据测量数据在直角坐标系中绘制的T-F 图像如乙图所示。
(1)小钢球从A 位置由静止释放时，细线与竖直方向成θ 角，小钢球通过最低点位置B 时，光电门记录遮光
时间为t，则小钢球通过光电门的速度vB= ；在实验误差允许的范围内，若t2= （用
r、L、θ、g 等符号表示）则验证了小钢球从A 点运动到B 点过程中机械能守恒。
(2)若小钢球摆动过程中机械能守恒，则绘制乙图T-F 图像的直线斜率理论值为 。
(3)小钢球质量m=30g，根据测量数据绘制的乙图计算出重力加速度g= m/s2（结果保留3 位有
效数字），与当地实际重力加速度相比 （选填“偏小”“不变”或“偏大”）。
5．（2025·安徽蚌埠·二模）某同学用如图甲所示装置做“探究加速度与质量关系”的实验。已知动滑轮的
质量为
，当地的重力加速度为
，打点计时器所接交流电的频率为
，装置已补偿了阻力。
(1)下列关于本实验的说法，正确的是（ ）
A．要测出砂和砂桶的质量
B．要测出小车的质量
C．要使砂和砂桶的质量远小于小车的质量
D．要调节力传感器的位置和定滑轮的高度，使动滑轮两边的轻绳与长木板平行
E．改变小车质量后，需要重新补偿阻力
(2)按正确的操作进行实验，打出的一条纸带如图乙所示，图中相邻两个计数点之间还有4 个点未画出，则
小车运动的加速度
；若打该纸带时交流电频率发生波动，实际交流电的频率小于
，则根据
纸带求得的小车加速度比实际值 （填“大”或“小”）。
(3)改变小车内砝码的质量从而改变小车和砝码的总质量
，同时改变砂桶内砂的质量重复实验，保证每
次实验中力传感器的示数均为
，记录每次小车和砝码的总质量
，根据纸带求出每次小车运动的加速
度
，作出
图像，如果图像是一条倾斜直线，图线与纵轴的截距等于 ，图像的斜率等于
，则说明在合外力一定时，物体的加速度与质量成反比。
电学实验
一、实验题
1．（2025·安徽芜湖·二模）某学习小组把铜片和锌片相隔约1cm 插入一个苹果中，制成了一个苹果电池。
为了测量该苹果电池的电动势E 和内阻r，他们进行了以下实验操作：
（1）先用多用电表的“直流电压2.5V”挡粗测苹果电池的电动势，如图甲所示，则多用电表的读数为
V。
若考虑系统误差，则该苹果电池的电动势E 应 测量值（选填“大于”，“等于”或“小于”）
（2）为验证上述判断，大家想尽可能准确测量出苹果电池的电动势和内阻，他们选用以下器材进一步实
验。
A．电阻箱（最大阻值为
）
B．DIS 数字电压传感器（内阻可视为无穷大）
C．DIS 数据采集器
D．笔记本电脑
E.导线和开关
具体实验步骤如下：
①将该苹果电池与实验器材按图乙所示电路连接；
②调节电阻箱阻值，闭合开关，待示数稳定后，记录电阻箱的阻值R 和数字电压传感器显示的数值U 后立
即断开开关；
③每次将电阻箱的阻值增大
，重复以上实验步骤，测量出R 值和U 值，计算出相应的
和
，并
记录数据；
④根据数据，绘制出
关系图线如图丙中线a 所示。
请回答下列问题：
（3）根据实验数据绘制的图线a 可得该苹果电池的电动势为 ，内阻为 （结果均保
留2 位有效数字）；
（4）若用普通的磁电式电压表代替数字电压传感器进行实验，得到的图线可能是图丙中的
（选填“b”“c”或“d”）。
2．（2025·安徽滁州·二模）某同学在实验室中找到了一块库存的蓄电池，简单测试发现其内阻较大，该同
学设计了如图所示的电路来测量它的电动势和内阻，具体步骤如下：
a.按电路图接好电路，把电阻箱
、
的阻值调到最大；
b.闭合开关，反复调节电阻箱
、
的阻值，当电流表
、
和电压表
、
的示数都合适且微安表读
数为0，记录此时
、
示数之和为
，
、
示数之和为
；
c.重复上一次的操作，记录
、
示数之和为
，
、
示数之和为
；
d.由以上数据计算得到电池的电动势和内电阻。
(1)该实验中应选择__________（选填“A”或“B”）的微安表。
A．零刻度在表盘左端，且能准确读出电流大小
B．零刻度在表盘中央，无需准确读出电流大小
(2)若电流表
量程为1mA，内阻约为200Ω，电流表
量程为3mA，内阻约为50Ω，电压表
量程为
15V，内阻约为5000Ω，待测电源的电动势约为15V，为了减小实验误差，电压表
应选择__________
（选填“A”或“B”）的电压表。
A．量程为6V，内阻约为6000Ω
B．量程为30V，内阻约为10000Ω
(3)若实验测得
mA，
V，
mA，
V，则电池的电动势
V，内
阻
Ω。（结果均保留到小数点后1 位）
(4)若不考虑偶然误差，则该实验测量的电动势 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
(5)某次实验中微安表示数为零，若此时增大电阻箱
的阻值，则图中连接微安表的导线中会有方向向
（选填“上”或“下”）的电流。
3．（2025·安徽·二模）硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点，某实验小组研究该电池的性质，
进行了如下的实验：
A．待测电池（电动势约为10~20V，内阻未知）
B．电流表A（量程200mA，内阻为2.5Ω）
C．电压表V（量程15V，内阻约为15kΩ）
D．滑动变阻器R1（0~10Ω）
E．滑动变阻器R2（0~1000Ω）
F．开关一个，导线若干
(1)如图甲为用游标卡尺测量电池厚度的示意图，其读数为 mm。
(2)为了测量该电池的电动势E 和内阻r，某同学设计了如图乙所示的实验，为了扩大测量范围，滑动变阻
器应选择 （填“R1”或“R2”），为了提高测量结果的准确度，应选择 （填“A”或“B”）电路
图。
(3)根据正确的实验操作，记录数据，绘制的U−I 图线如图丙中a 所示，根据图线得到，该电池的内阻随电
流的增大而 （填“增大”或“减小”）；
(4)将U−I 图线如图丙中的b 所示的定值电阻与该电池连接成闭合回路，此时电池的电动势E= V，内
阻r= Ω。
4．（2025·安徽淮北·二模）某同学用多用电表做了以下两个实验：
(1)用多用电表欧姆挡测量某元件的阻值，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针的偏转角度
过大，因此需选择 （选填“×10”或“×1k”）倍率的电阻挡，并需欧姆调零后，再次进行测量，若多
用电表的指针如图甲所示，测量结果为 Ω；
(2)欧姆挡进行电阻调零后，为了测量多用电表内部电源的电动势E，该同学设计了如图乙所示的电路，但
电路中有一处接线错误，请指出： ；
(3)正确连接线路后，闭合开关，改变电阻箱的阻值，可得到多组毫安表示数I 和电阻箱阻值R，作出
图线如图丙，该图线斜率为k，若忽略毫安表内阻，可得出
；若考虑到毫安表内阻的影响，这
个测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
5．（2025·安徽马鞍山·二模）实验小组把一只量程
、内阻大约十几欧的毫安表改装成欧姆表。
改装好的欧姆表电路如图甲所示，R 为滑动变阻器，电源的电动势
。
(1)图甲中A 接 （选填“红”或“黑”）色表笔。
(2)滑动变阻器R 应选用下列中的______。（填正确答案标号）
A．“0.6A，100Ω”
B．“0.6A，200Ω”
(3)欧姆调零后，用欧姆表测量电阻时指针指在6.0mA 处，则被测电阻的阻值为 Ω。
(4)实验小组还想进一步测量该毫安表的内阻
，除上述电源、滑动变阻器R 外，可供使用的主要器材有：
电压表V（量程1V，内阻很大）、定值电阻
（阻值为150.0Ω）、开关S、导线若干。
①将图乙虚线框内电路补充完整 ；
②当毫安表的示数为
时电压表的示数为
，则
。（用题中所给物理量符号表示）
6．（2025·安徽芜湖·二模）某实验小组利用实验室器材，将一个量程
的微安表改装成了一个具
有双量程的电流表和双倍率的欧姆表。
(1)首先用图甲的电路测量微安表的内阻，主要步骤如下：
①将
（总电阻
）的滑动触头调到最左端，
调为零；
②闭合开关，调节
，让微安表指向满偏
；
③保持
不变，调节
，当
的电阻为
时，微安表的示数为
④可认为微安表的内阻
(2)将微安表改装成量程分别是“
”和“
”的电流表，电路如图乙所示；
①图中，
②将
置于“1”时，电流表量程为 。
(3)将微安表改装成倍率分别为“
”和“
”的双倍率欧姆表，电路如图乙所示。其中
，
内阻忽略不计。
①“
”孔内应插 表笔（选填“红”或“黑”）；
②将S 置于“2”时，正确操作后微安表指针指在
处，则待测电阻的阻值为
。
7．（2025·安徽合肥·二模）小明同学为测量一种充电宝的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路，两只
数字多用电表分别作为电压表和电流表。
(1)请在虚线框中将图甲对应的电路图补充完整；
(2)在图甲中，闭合S 前，应将滑动变阻器的滑片置于 （选填“最右端”或“最左端”）；
(3)闭合S，改变滑动变阻器的滑片位置，记录多组电压表的示数U 和电流表的示数I，并作出
图像，
如图乙所示。由图像可得充电宝的电动势为 V，内阻为 Ω（结果均保留两位小数）。
8．（2025·安徽黄山·二模）实验小组中的小亮同学设计了测量电源电动势和内阻的实验。实验室提供的器
材如下：待测电源、标准电源（电动势为E0、内阻为r0）、滑动变阻器、电阻箱、电流表A（量程恰当、
内阻未知）、开关和导线若干。操作步骤如下：
（1）先用如图甲所示的电路运用“半偏法”测量电流表A 的内阻，记为RA。
（2）在图乙中，闭合开关S1、断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片到某位置，记录下电流表示数为I1；保
持滑动变阻器滑片的位置不变，断开开关S1，闭合开关S2，记录下电流表示数为I2。
（3）多次改变滑动变阻器滑片的位置，重复步骤（2），记录下多组示数I1和I2，关于以上实验步骤，下
列说法正确的是( )
A．电路甲运用半偏法测电流表A 的内阻时，测量值偏大
B．电路甲中电源电动势大小和滑动变阻器的总阻值均应选择小一些
C．电路甲和乙中，闭合开关之前滑动变阻器的滑片均应置于最右端
（4）小亮同学利用图像法处理数据的过程中将
设为纵轴，为得出线性关系，则应选取 为横
轴（选填I2、
或
）。
（5）在正确选取横轴的物理量后，小亮同学将数据描绘在坐标系中得到如图丙所示的图像，图像与横、
纵坐标轴的交点坐标分别为a、-b，则可测得该电源的电动势E= ，内阻r= （均用
含有E0、r0、a、b 的表达式填空）
（6）小组中的小江同学认为半偏法测出的RA有误差，故将导致以上测出的电源内阻r 出现误差，你认为
RA的测量误差将导致电源内阻r 的测量值相对于真实值 （选填“偏大”“偏小”“不变”）。
9．（2025·安徽蚌埠·二模）某同学要测量一个量程为
的电压表内阻（约
）。
(1)该同学先用多用电表粗测电压表的内阻，将多用电表选择开关拨到“
”倍率挡后进行欧姆调零，
再将红表笔接电压表的 （填“+”或“﹣”）接线柱，若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则
测量的结果是
；
(2)为了精确测量电压表的内阻，该同学设计了如图乙所示的测量电路。毫安表的量程为
，闭合开
关
前将滑动变阻器的滑片移到最 （填“左”或“右”）端，电阻箱的电阻调到
，闭合
开关
，调节滑动变阻器，使电压表和电流表的指针偏转均较大，记录这时电压表和电流表的示数
，
则电压表的内阻为
（用
表示）；
(3)为了减小测量误差，该同学通过多次调节滑动变阻器，测得多组电流表和电压表的示数
，作出
图像，得到图像的斜率为
，则电压表的内阻
。
(4)小明认为用图乙中的实验器材组成图丙所示的电路也能精确测量电压表的内阻，你认为 （填
“可行”或“不可行”）。
10．（2025·安徽安庆·二模）在准确测量一节干电池的电动势
和内阻的实验中，小丽同学设计了如图甲
所示的实验电路，并以此电路图完成实物电路的连接。合上开关
、
接图甲中的1 位置，改变滑动变阻
器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；
改接图甲中的2 位置，改变滑动变阻器的阻值，
再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。在同一坐标系内分别描点作出电压表示数
和对应的电流
表示数
的图像，如图乙所示，两条直线与纵轴的截距分别为
，与横轴的截距分别为
、
。
(1)
接2 位置时，作出的
图线是图乙中的 （选填 “A”或“B”）线；
(2)由乙图可知：这节干电池的电动势
和内阻
。
热学实验
一、实验题
1．（2025·安徽·二模）用图示装置探究玻意耳定律，将一定质量的空气封闭在导热性能良好的注射器内，
注射器与压强传感器相连．
(1)实验时，为判断气体压强与体积的关系， （填“需要”或“不需要”）测出针筒内空气柱的横截
面积；
(2)操作过程中，下列说法正确的是______（填字母）；
A．活塞涂润滑油可减小摩擦，便于气体压强的测量
B．若实验过程中不慎将活塞拉出针筒，将活塞塞回针筒后即可继续实验
C．要用手握住注射器主管以保持其稳定
D．外界大气压强发生变化，不会影响实验结论
(3)实验中通过针筒上的刻度读取了多组气体体积V 和压强传感器采集的压强p，为了得到一条过原点的直
线，应建立
（填“V”或“
”）图像．
2．（2025·安徽·模拟预测）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验过程中。
（1）单分子油膜：油酸分子式为
，它的一个分子可以看成由两部分组成，一部分是
，
另一部分是
，
对水有很强的亲和力。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸
就在水面上散开，其中酒精溶于水中，并很快挥发。油酸中
一部分冒出水面，而
部分留在
水中，油酸分子就直立在水面上，形成一个单分子层油膜。
（2）配制溶液：将1mL 纯油酸配制成2000mL 的油酸酒精溶液。
（3）测量体积：用量筒测出1mL 溶液共有80 滴。
（4）平静水面：在边长为30~40cm 浅盘里倒入2~3cm 深清水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上。
（5）滴入溶液：用清洁滴管将配制好的1 滴溶液轻轻滴入浅盘中。
（6）描线：待油膜散开稳定后，用描线笔描出油膜轮廓。
（7）数格，每格边长是0.5cm，油膜轮廓如图所示。
①油膜的面积为
（结果保留两位有效数字）；
②油酸分子的直径约为 m（结果保留两位有效数字）；
③在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，实验小组测得油酸分子直径的结果明显偏小，原因可能是
。
A．油酸在水面未完全散开时即描线
B．计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内
C．用量筒测出1mL 溶液的滴数时，多数了滴数
光学实验
一、实验题
1．（2025·安徽芜湖·二模）杨氏双缝干涉实验被誉为史上“最美”的十大物理实验之一。在“用双缝干涉
测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示。
(1)下列说法正确的是（ ）
A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄
B．若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距变窄
C．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
D．去掉滤光片后，干涉现象消失
(2)双缝间距为d，毛玻璃光屏与双缝间的距离为L。从目镜中看到的干涉图样如图乙所示。使分划板的中
心刻线对齐
亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示，其读数为 mm。若
两条
亮纹中央间距为x，则所测光的波长为 （用所给物理量的字母表示）。
(3)若测量头中观察到的图样如图丁所示，波长的测量值 真实值（填“大于”、“小于”或“等
于”）。
2．（2025·安徽·模拟预测）在某次利用图甲所示的装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源
正常发光，调节器材，在目镜中可以观测到干涉图样。
(1)该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的条纹与分划板竖线未对齐（如图乙所
示），若不调节两者平行，将使得波长的测量结果_________（填标号）。
A．偏大
B．偏小
C．无影响
D．无法判断
(2)下列实验采用的方法与本实验类似方法的是_________。
A．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中关于合力的测量
B．“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量
C．“用单摆测重力加速度”的实验中关于单摆周期的测量
D．“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中一滴油酸酒精溶液体积的测量
(3)条纹调节完毕后，移动测量头，使分划板的中心刻线对准第2 条亮纹的中心，记下此时测量头读数
；
转动测量头，使分划板的中心刻线向右移动对准第
条亮纹的中心，此时手轮上的读数为
，已知双缝与
屏的距离为
，双缝间距为
，则单色光的波长
。
(4)若把该装置整体放入纯净水中（不考虑水中杂质的影响），用同样的光源做实验，条纹间距将
（填“变大”“变小”或“无影响”）
3．（2025·安徽合肥·模拟预测）在双缝干涉实验中，当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时
（如图甲），刻度板上的示数如图乙所示，其读数为 mm。若测得双缝到光屏的距离为L，双缝
间的距离为d，A、B 两条纹间距为x，则光的波长为 。
