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专题06 力学实验、电学实验和光学实验
力学实验
1．（2025·湖南长沙麓山外国语实验中学·一模）某兴趣小组设计了探究“加速度与力的关系”的实验方案，
如图甲所示。小车的质量为M，沙和沙桶的质量为m，滑轮和细线质量不计。
(1)对本实验的操作，下列说法中正确的是__________。
A．实验中需要测量沙和沙桶的质量m
B．实验中需要调节滑轮的高度，使细线与长木板平行
C．实验中为减小误差，一定要保证沙和沙桶的质量m 远小于小车的质量M
D．平衡摩擦力时，先悬挂沙桶，再调整长木板的倾角使小车拖着纸带沿长木板匀速下滑
(2)实验过程中，打出了一条纸带，如图乙所示。打点计时器使用50Hz 交流电源，纸带上标注的0、1、2、
3、4、5、6 为计数点，相邻两计数点间还有4 个点未画出。测出
，
，
，
。则小车加速度大小
。
(3)以弹簧测力计的示数F 为横坐标，加速度a 为纵坐标，作出的
图像是一条过原点的直线，如图丙
所示。若直线的斜率为k，则小车的质量为 （用斜率k 表示）。
2．（2025·湖南长沙湖师附属·一模）利用图甲装置验证动量守恒定律，将钢球
用细线悬挂于
点，钢球
放在离地面高度为
的支柱上，
点到
球球心的距离为
。将
球拉至悬线与竖直线
夹角为
，由静止释放后摆到最低点时恰与
球正碰，碰撞后
球运动到竖直线夹角
处，
球落到地面
上，测出
球的水平位移，当地重力加速度为
。
(1)改变
角的大小，多次实验，发现钢球
、
碰撞过程不仅动量守恒，机械能也守恒，得到
的
关系图线如图乙，则钢球
、
的质量之比
。（保留2 位有效数字）
(2)若在钢球
的被碰位置贴一小块棉布，依然将
球拉至悬线与竖直线夹角为
由静止释放，增大的物理
量是（ ）
A．碰后
球的水平位移
B．碰后
再次到达最高点的夹角
C．碰撞过程中系统的总动量
D．碰撞过程中系统动能的损失
(3)某同学观察到，在台球桌面上，台球
以初速度
和静止的球
发生斜碰时，碰后两球的速度方向将
不在同一直线上，如图乙所示。已知两球大小相同，质量相等，若两球碰撞过程无能量损失，碰后两球速
度方向与初速度的夹角分别为
和
，则
和
满足的关系为 。
3．（2025·湖南长沙田家炳实验中学·一模）某实验小组为了探究碰撞中的不变量，在气垫导轨中央放置一
个滑块Q，另一个滑块P 压缩导轨左端弹簧片后被锁定，滑块P 上安装有遮光片C，其右端粘上橡皮泥，
导轨上适当位置安装两个光电门A、B 记录滑块上遮光片C 分别通过两光电门的时间，如图（a）所示。解
除滑块P 的锁定，滑块P 被弹出与滑块Q 相碰后粘合在一起运动。
(1)实验小组用游标卡尺测得遮光片的宽度如图（b）所示，遮光片的宽度d= mm。
(2)实验先调节气垫导轨成水平状态，然后解除滑块P 的锁定，测得P 通过光电门A 的遮光时间为
，
P 与Q 相碰后，P 和Q 一起经过光电门B 的遮光时间为
，则碰前P 的速度大小
= m/s（结果保留
两位有效数字）。
(3)在实验误差允许的范围内，若满足关系式 （用
、
、
、
、d 表示），则可认为系统总动
量为不变量。
4．（2025·湖南大联考·一模）某学习小组利用手机和刻度尺研究小球做平抛运动的规律。他们用手机拍摄
功能记录小球抛出后位置的变化，每隔时间T 拍摄一张照片。
Ⅰ．小球在抛出瞬间拍摄一张照片，标记小球位置为A，然后依次每隔1 张照片标记一次小球的位置，得
到如图所示的B 点和C 点；
Ⅱ．经测量，AB、BC 两线段的长度之比
。
（1）为了减小空气阻力的影响，小球应选择： （填选项字母）
A．实心金属球 B．空心塑料球 C．空心金属球
若忽略空气阻力，已知当地重力加速度为g；
（2）AB、BC 之间的水平距离在理论上应满足
（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）BC 之间实际下落的竖直高度为 （用g、T 表示）；
（4）小球抛出时的初速度大小为 （用g、T、a、b 表示）。
5．（2025·湖南模拟）甲、乙两位同学分别用不同的实验装置验证动量守恒定律。
（i）甲同学用如图1 所示的实验装置验证动量守恒定律。
(1)关于该实验，下列说法中正确的是______。（选填选项前的字母）
A．轨道末端必须水平
B．轨道倾斜部分必须光滑
C．入射小球的质量小于被碰小球的质量
D．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放
(2)甲同学在实验中记录了小球落点的平均位置M、P、N，发现M 和N 偏离了OP 方向，使点O、M、P、
N 不在同一条直线上，如图2 所示，若要验证两小球碰撞前后在OP 方向上是否动量守恒，则下列操作正
确的是______。
A．
B．
C．
D．
（ii）乙同学用如图3 所示的装置验证“动量守恒定律”。实验步骤如下：
①用绳子将大小相同、质量分别为
和
的小球A 和B 悬挂在天花板上；
②在A、B 两球之间放入少量炸药，引爆炸药，两球反方向摆起。
用量角器记录两球偏离竖直方向的最大夹角分别为
、
；
(3)实验中所用两绳长度应 （填“相等”或“不相等”）。
(4)若两球动量守恒，应满足的表达式为 （用
、
、
、
表示）。
6．（2025·湖南衡阳·一模）如图所示，某小组用传感器研究碰撞过程中的作用力与作用时间的关系，让质
量
的小重物自由下落碰撞测力板，通过电脑记录碰撞过程中的作用力及作用时间。第一次实验让
重物距板面高
处自由下落，碰撞时间
；第二次实验在测力板上放置厚度为
的轻
质海绵垫，让重物距板面高
处自由下落，碰撞时间
；两次实验中重物均未反弹。回答
下列问题：
(1)第二次实验中，该小组将重物释放位置较第一次抬高5cm 所体现的实验方法是______
A．累积法
B．放大法
C．控制变量法
(2)第一次实验中重物碰前瞬间的速度 （填“大于”“等于”或“小于”）第二次实验中重物碰前瞬
间的速度。
(3)第一次实验中重物对测力板的平均冲击力 （填“大于”“等于”或“小于”）第二次实验中重物
对海绵垫的平均冲击力。
7．（2025·湖南邵阳·一模）某学习小组利用图示装置探究加速度与力、质量的关系，主要操作步骤如下：
a.按图甲所示完成装置安装，木板左端用铰链连接在桌面上，将1 个钩码通过跨过定滑轮的细绳连接到小
车上；
b.调整木块位置，使小车获得一定初速度后，遮光片通过两光电门的遮光时间相等；
c.取下钩码，由静止释放小车，记录小车通过上、下两个光电门时遮光片的遮光时间，分别记为
和
；
d.依次增加悬挂的钩码（完全相同）个数n，重复步骤b、c、d。
请完成以下问题：
(1)两光电门中心间的距离为s，遮光片的宽度d 用螺旋测微器测量如图乙，读得
mm。由
计算出小车加速度。
(2)要探究小车加速度与所受合外力的关系，以加速度a 为纵轴，以 （选填“n”“
”“
”或“
”）
为横轴描点作图，当所作图像是一条过坐标原点的倾斜直线时，则说明：在小车质量不变的情况下，小车
的加速度与所受合外力成正比。
(3)下列做法能减小本实验误差的是______。
A．减小两光电门之间的距离
B．要确保小车的质量远大于钩码的质量
C．挑选遮光片时，选宽度比较小的
D．挑选表面比较光滑的木板进行实验
8．（2025·湖南株洲市·一模）用倾斜摆探究单摆周期与等效重力加速度的定量关系。如图甲，在倾角θ 可
调的斜面上开有许多气孔（图中未画出），来自气孔中的气流刚好可以将摆球托起。摆球通过摆线与力传
感器连接，摆球沿图中虚线在斜面上做小幅摆动，传感器可实时记录拉力大小F 随时间t 变化的关系。
(1)在某次实验中，拉力F 随时间t 变化曲线如图乙所示，倾斜摆的周期为 s；
(2)多次改变斜面的倾角θ，分别测出对应的单摆周期T，做出
图像如图丙所示。根据图像可以
得到的实验结论是 ；
(3)实验中倾斜摆的摆长为 m。（取π2=10，结果保留两位有效数字）
电学实验
1．（2025·湖南长沙·一模）随着技术创新和产业升级，我国新能源汽车强势崛起实现“换道超车”，新能
源汽车对温度控制有非常高的要求，控制温度时经常要用到热敏电阻。物理实验小组找到两个热敏电阻，
一个是PTC 热敏电阻，其电阻值随温度的升高而增大；另一个是NTC 热敏电阻，其电阻值随温度的升高而
减小。该实验小组想利用下列器材来探究这两个热敏电阻（常温下阻值约为
）的电学特性及作用。
A．电源
（电动势
，内阻可忽略）
B．电流表
（满偏电流
，内阻
）
C．电流表
（量程
，内阻
约为
）
D．滑动变阻器
（最大阻值为
）
E.滑动变阻器
（最大阻值为
）
F.定值电阻
G.单刀单掷开关、单刀双掷开关各一个、导线若干
(1)若要求热敏电阻两端的电压可以从零开始比较方便地进行调节，应选择接入电路中的滑动变阻器为
（填器材前的字母），请在图甲中将电路图补充完整 。
(2)物理实验小组用
表示电流表
的示数，
表示电流表
的示数，通过实验画出两个热敏电阻接入电
路时的
图线如图乙中a、b所示。若将图线
所代表的元件直接接在一个电动势
，内阻
的电源两端，则该元件的实际功率为 W。（结果保留2 位有效数字）。
(3)在汽车电路中常用热敏电阻与其他元件串联起来接入电路，用于防止其他元件两端的电压过大，从而保
护电路和设备，你认为应该选用 （填“PTC”或“NTC”）热敏电阻，请简述该热敏电阻防止电
压过大的原因： 。
2．（2025·湖南长沙·一模）随着技术创新和产业升级，我国新能源汽车强势崛起实现“换道超车”，新能
源汽车对温度控制有非常高的要求，控制温度时经常要用到热敏电阻。物理实验小组找到两个热敏电阻，
一个是PTC 热敏电阻，其电阻值随温度的升高而增大；另一个是NTC 热敏电阻，其电阻值随温度的升高而
减小。该实验小组想利用下列器材来探究这两个热敏电阻（常温下阻值约为
）的电学特性及作用。
A．电源
（电动势
，内阻可忽略）
B．电流表
（满偏电流
，内阻
）
C．电流表
（量程
，内阻
约为
）
D．滑动变阻器
（最大阻值为
）
E.滑动变阻器
（最大阻值为
）
F.定值电阻
G.单刀单掷开关、单刀双掷开关各一个、导线若干
(1)若要求热敏电阻两端的电压可以从零开始比较方便地进行调节，应选择接入电路中的滑动变阻器为
（填器材前的字母），请在图甲中将电路图补充完整 。
(2)物理实验小组用
表示电流表
的示数，
表示电流表
的示数，通过实验画出两个热敏电阻接入电
路时的
图线如图乙中a、b所示。若将图线
所代表的元件直接接在一个电动势
，内阻
的电源两端，则该元件的实际功率为 W。（结果保留2 位有效数字）。
(3)在汽车电路中常用热敏电阻与其他元件串联起来接入电路，用于防止其他元件两端的电压过大，从而保
护电路和设备，你认为应该选用 （填“PTC”或“NTC”）热敏电阻，请简述该热敏电阻防止电
压过大的原因： 。
3．（2025·湖南株洲市·一模）某同学要测量一个未知定值电阻，实验室有如下器材可供选择：待测电阻
，
阻值约300Ω；定值电阻R＝200Ω；电压表V（量程3.0V，内阻为300Ω）；电流表
（量程20mA，内阻
为100Ω）；电流表
（量程5mA，内阻约为100Ω）；滑动变阻器
（最大阻值为5Ω，允许通过的最大
电流为3A）；滑动变阻器
（最大阻值为1000Ω，允许通过的最大电流为1A）；直流电源E，电动势为
6V，内阻很小；开关S，若干导线。该同学选择了合适的器材，并设计了如图甲所示电路。实验要求测量
数据范围尽可能大，测量结果尽可能准确。
(1)滑动变阻器应选 （填“
”或“
”），开关S 闭合前，滑动变阻器滑片应移至最（填
“左”或“右”） 端；
(2)a 电表应选 ，b 电表应选 ；（均选填“V”“
”或“
”）
(3)通过调节滑动变阻器，测量得到多组a、b 两电表的示数，利用a、b 两电表的示数（均已换算为国际单
位）描绘出如图乙所示直线，该直线斜率为148，则待测电阻
Ω（保留三位有效数字），
的测量值 （填“＞”“＜”或“＝”）
的真实值。
4．（2025·湖南大联考·一模）某同学欲用下列器材测量电源的电动势E 与内阻r。
A．待测电源（电动势E 约为9V，内阻r 未知）
B．电流表A（量程0.6A，内阻
未知）
C．电阻箱
D．定值电阻
E.定值电阻
F.开关
开关
，导线若干
该同学将器材连接成图甲所示的电路。
(1)该同学先利用图甲电路测量电流表的内阻
。闭合开关
，将开关
先后掷向a 和b，并调节电阻箱，
反复操作后发现当
，将开关
掷向a 和b 时，电流表示数相同，则电流表的内阻
。
若忽略偶然误差，从理论上分析，实验测得电流表的内阻值 （填“大于”“等于”或“小于”）真
实值。
(2)该同学再利用图甲电路测量电源的电动势和内阻。闭合开关
，将开关
掷向触点c，多次调节电阻箱，
记录下电阻箱的阻值R 和电流表的示数I；利用R、I 数据绘制
图像如图乙所示，则电源的电动势
V，内阻
（结果均保留两位有效数字）。
5．（2025·湖南长沙田家炳实验中学·一模）某实验小组测量一电流计G 的内阻，两位同学采用了不同的方
法。同学一采用如图甲所示的电路，实验步骤如下：
①按图连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至正确的位置；
②先断开开关
，闭合开关
，调节滑动变阻器的滑片位置，使G 满偏；
③再闭合
，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使G 的示数为满偏的一半，记下此时
电阻箱的阻值为
；
④断开电路。
同学二采用如图乙所示的电路，实验步骤如下：
①按图连接好电路；
②闭合开关S，调节滑动变阻器R 和电阻箱，使电流表A 的示数为电流计G 的3 倍，记下此时电阻箱的阻
值为
；
③断开电路。
根据两位同学的实验操作，回答下列问题：
(1)两位同学在实验第1 步中，滑动变阻器的滑片开始都应调至 端（填“a”或“b”）；
(2)同学一测量的电流计G 的内阻
；
(3)同学二测量的电流计G 的内阻
；
(4)从系统误差的角度分析，两位同学的测量值的大小关系为
（填“>”“<”或“=”）。
6．（2025·湖南模拟）某同学用一节干电池，将微安表（量程为0~100μA）改装成倍率分别为
和
的双倍率欧姆表。
(1)设计图1 所示电路测量微安表内阻。先断开S2，闭合S1，调节R1的阻值，使表头满偏；再保持R1的阻值
不变，闭合S2，调节R2，当R2的阻值为135Ω 时微安表的示数为60μA。忽略S2闭合后电路中总电阻的变化，
经计算得
；
(2)设计双倍率欧姆表电路如图2 所示，当开关S 拨到 （填“1”或“2”）时倍率为
当倍率
为
时将两表笔短接，调节变阻器使表头满偏，此时通过变阻器的电流为10mA，则
；
(3)用该欧姆表测电压表内阻时，先将欧姆表调至“×100”倍率，欧姆调零后再将黑表笔接电压表的
（选填“+”或“-”）接线柱，红表笔接另一接线柱测电压表内阻；
(4)用该欧姆表测量一个额定电压220V、额定功率100W 的白炽灯，测量值可能 。
A．远小于484Ω
B．约为484Ω
C．远大于484Ω
7．（2025·湖南衡阳·一模）如下图所示，图乙为一个自动筛选鸡蛋重量的装置，可以筛选出两类重量不同
的鸡蛋。当不同重量的鸡蛋传送到压力秤上时，压力秤作用在压力传感器电阻
上，其电阻值随压力秤所
受压力的变化图像如图甲所示。
是可调节电阻，其两端电压经放大电路放大后可以控制电磁铁是否吸动
衔铁并保持一段时间。当电压超过某一数值时电磁铁可以吸动衔铁使弹簧下压，鸡蛋就进入B 通道。已知
电源电动势，
，内阻不计，
调节为20Ω。
(1)由图甲可知，压力传感器的电阻值
随压力的增大而 （填：“增大”或“减小”）。
(2)从B 通道通过的是 鸡蛋（填：“重”或“轻”）。
(3)由两个图可知，若
两端的电压超过6V 时，电磁铁可以吸动衔铁向下，则选择的重鸡蛋对压力秤的压
力要大于 N。（保留两位有效数字）
(4)要想选择出更重的鸡蛋，需要把电阻
的阻值调 （填：“大”或“小”）；若在不改变
阻值和更换
情况下要选出更重的鸡蛋，还有什么措施?请写出一条可行办法： 。
8．（2025·湖南邵阳·一模）某兴趣小组利用实验室的器材进行电表内阻的测量实验。
(1)小组成员在实验室发现一个表盘数字被污渍遮挡的电压表，利用图甲中的电路图测量电压表量程。闭合
开关后，调节滑动变阻器
和电阻箱
，保持电流表满偏
，当
时，电压表指针偏转了
满偏的
，当
时，电压表指针偏转了满偏的
。则电压表量程为 V，电流表内阻为
Ω。
(2)小组成员选择完好的实验仪器，利用表盘如图乙所示的多用电表和图丙中的电路图测量该电压表的内阻
（内阻约十几千欧）。
①利用多用电表的欧姆挡对电压表内阻进行粗测。将多用电表挡位调到欧姆 挡（选填“×100”或
“×1k”），再将红表笔和黑表笔短接，调零后，将两表笔接在电压表正负接线柱上，用多用电表读出电压
表内阻阻值；
②按照图丙所示的电路图连接实验仪器后，闭合开关S，改变电阻箱阻值，读取多组电压表示数U 与电阻
箱阻值R，并绘制出
图像如图丁所示，图像斜率为k，若已知电源电动势E，则电压表内阻
，电源内阻对电压表内阻测量 （选填“有”或“无”）影响。
9．（2025·湖南长沙·一模）随着技术创新和产业升级，我国新能源汽车强势崛起实现“换道超车”，新能
源汽车对温度控制有非常高的要求，控制温度时经常要用到热敏电阻。物理实验小组找到两个热敏电阻，
一个是PTC 热敏电阻，其电阻值随温度的升高而增大；另一个是NTC 热敏电阻，其电阻值随温度的升高而
减小。该实验小组想利用下列器材来探究这两个热敏电阻（常温下阻值约为
）的电学特性及作用。
A．电源
（电动势
，内阻可忽略）
B．电流表
（满偏电流
，内阻
）
C．电流表
（量程
，内阻
约为
）
D．滑动变阻器
（最大阻值为
）
E.滑动变阻器
（最大阻值为
）
F.定值电阻
G.单刀单掷开关、单刀双掷开关各一个、导线若干
(1)若要求热敏电阻两端的电压可以从零开始比较方便地进行调节，应选择接入电路中的滑动变阻器为
（填器材前的字母），请在图甲中将电路图补充完整 。
(2)物理实验小组用
表示电流表
的示数，
表示电流表
的示数，通过实验画出两个热敏电阻接入电
路时的
图线如图乙中a、b所示。若将图线
所代表的元件直接接在一个电动势
，内阻
的电源两端，则该元件的实际功率为 W。（结果保留2 位有效数字）。
(3)在汽车电路中常用热敏电阻与其他元件串联起来接入电路，用于防止其他元件两端的电压过大，从而保
护电路和设备，你认为应该选用 （填“PTC”或“NTC”）热敏电阻，请简述该热敏电阻防止电
压过大的原因： 。
光学实验
1．（2025·湖南长沙·一模）小星学习了光的干涉后，用激光笔和双缝组件（如图甲所示）做双缝干涉实验，
并测量激光的波长。他按如下步骤组装好设备：先将激光笔打开，让激光垂直照到墙壁上，在墙壁上形成
一个小光斑。然后将双缝组件固定在激光笔前方，让激光垂直通过双缝后在远处墙壁上形成干涉图样，如
图乙所示。
(1)小星做实验时，双缝组件到墙壁距离为
，两次所用双缝间距分别为
和
，用刻度
尺测量干涉图样的数据分别如图丙和图丁所示，则图丙是采用间距为 mm 的双缝测得的结果。
根据图丁的测量结果，计算得出激光笔所发出的激光波长为 nm（结果保留三位有效数字）。
(2)若实验过程中保持激光笔与双缝组件的位置不变，用光屏在离墙壁
处承接干涉图样，光屏上的图
样与原来的干涉图样相比，会出现的现象是（ ）
A．条纹间距变大
B．条纹间距不变
C．条纹间距变小
D．条纹消失
