文档文本内容
专题06 物理实验 2 大考点概览 考点01 力学实验 考点02 电学实验 一、实验题 1．（2026·湖南株洲·二模）某实验小组利用矿泉水瓶自制了滴水计时器，然后利用水写布（滴水后可在一 定时间内保留水的痕迹）研究物体运动的规律．他将滴水器固定在水平桌面的上方，出水口到桌面的距离 为，每当水滴滴到水写布上时，下一滴水刚好开始下落，如图甲所示，然后把与水写布连接的电动小车 放置在水平桌面上，不计水写布的厚度。 (1)用手拉动小车，水写布上的水滴分布如图乙所示，则小车做__________（填“加速”或“减速”）运动； (2)开动小车，水写布上的水滴分布如图丙所示．已知水写布上一个格的宽度为 ，当地重力加速度为 ， 则 水滴落到水写布上时小车的速度大小 __________，小车运动的加速度大小 __________。 2．（2026·湖南永州·二模）某同学验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，实验装置如图甲所示。 A、B 为两个直径相同的小球。实验时，不放B，让A 从固定的斜槽上E 点自由滚下，在水平面上得到一个 落点位置；将B 放置在斜槽末端，让A 再次从斜槽上E 点自由滚下，与B 发生正碰，在水平面上又得到两 个落点位置。三个落点位置标记为M、N、P，O 为斜槽末端的竖直投影点。 考点1 力学实验 (1)为了确认两个小球的直径相同，该同学用10 分度的游标卡尺对它们的直径进行了测量，某次测量的结 果如图乙所示，其读数为________mm。 (2)下列关于实验的要求哪个是正确的________。 A．斜槽的末端必须是水平的 B．斜槽的轨道必须是光滑的 C．必须测出斜槽末端的高度 D．A、B 的质量必须相同 (3)A、B 的质量分别用 、 表示，如果两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，则应满足的关系式为 ________。（用 、 、OM、ON、OP 表示） 3．（2026·湖南湘潭·二模）某学习小组做“研究匀变速直线运动”的实验，实验装置如图甲所示，各个计 数点已经在纸带上标出，如图乙所示，每相邻两个计数点间还有四个点没有画出，打点计时器接频率 的交流电源。 (1)该实验______满足钩码的质量远小于木块的质量。 (2)打下计数点2 时木块的速度 _____（用 、 、 、 、 表示）。 (3)木块的加速度 _____（用 、 、 、 、 表示）。 (4)如果交变电流的频率 ，但当时做实验的同学并不知道，那么测得的加速度值比真实值______。 4．（2026·湖南永州·二模）如图，某实验小组为了验证动量守恒定律，选取两个体积相同、质量不等的小 球，先让质量为 的小球从轨道顶部由静止释放，由轨道末端飞出并落在水平面上。再把质量为 的小 球放在轨道末端，让小球 仍从原位置由静止释放，与小球 碰后两小球均落在水平面上，分别记录落 点痕迹，重复多次实验后确定M、P、N 三个落点的平均位置距离O 点的长度分别为 、 、 。 (1)关于该实验，下列说法正确的是________。 A．必须满足 B．轨道必须光滑 C．轨道末端切线必须水平 D．实验必须测量轨道末端到O 点的高度 (2)在实验误差允许的范围内，若满足关系式________，则可认为两球碰撞过程中动量守恒（用题目中的物 理量表示）。 (3)在实验误差允许的范围内，当两小球质量满足 时，若满足 =________ （用k 表示），则 可认为两球间的碰撞是弹性碰撞。 5．（2026·湖南长沙·二模）高三（6）班某探究小组利用如图甲所示装置探究含动滑轮连接体系统的动力 学特性。 (1)实验开始前，取下动滑轮和重物，将长木板不带定滑轮的一端适当垫高。接通电源，轻推小车，观察纸 带上的点迹分布。若纸带上打出的点迹满足______，则说明已平衡摩擦力。 (2)图乙为某次实验中获得的一条纸带。纸带上选出了A、B、C、D 四个计数点（每相邻两个计数点间还有 4 个点未画出），因操作不慎，计数点B 及其附近的点迹被墨水污染无法识别。探究小组突发奇想，想挑 战用这条纸带求小车运动的加速度。图乙中刻度尺的0 刻度线与A 点对齐，请根据刻度尺读出A、C 两点 间的距离 ______cm。 ，通过推理计算，得出小车加速度 。 (3)已知小车总质量 ，动滑轮及悬挂重物总质量 ，假设不计一切摩擦及细绳质量，利 用（2）中已求出的 及质量参数，可求得当地重力加速度 ______ （结果保留三位有效数字）。 (4)该小组查阅资料发现，当地重力加速度标准值为 ，本实验求得的g 值与标准值存在偏差，请写 出一条能减小偏差的措施：______。 6．（2026·湖南邵阳·二模）如图甲所示装置为探究碰撞时动量守恒的“碰撞实验器”，即研究两个小球在 轨道水平部分发生碰撞前后的动量关系。（设两个小球为弹性材料，发生弹性碰撞），某小组同学在探究 时，先用天平测出小球1、2 的质量分别为 、 ，然后完成以下实验步骤： 步骤1：让小球1 自斜槽上的A 点由静止滚下，落在墙面上，重复多次，记录下落点平均位置； 步骤2：把小球2 放在斜槽末端边缘位置B，让小球1 自A 点由静止滚下，小球1 和小球2 发生碰撞后落在 墙面上，重复多次，记录下两个落点平均位置； 步骤3：用刻度尺分别测量三个落点的平均位置M、P、N 到与B 点等高的O 点的距离，得到线段OM、 OP、ON 的长度分别为 、 、 。 (1)对于上述实验操作，小球1 质量应________小球2 的质量（填“大于”或“小于”），小球1 的半径应 ________（填“等于”“大于”或“小于”）小球2 的半径。 (2)当所测物理量满足表达式________（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。 (3)完成上述实验后，实验小组对上述装置进行了改造，如图乙所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一 个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使用同样的小球，小球1 仍从斜槽上A 点静止滚下，重复 实验步骤1 和2 的操作，得到斜面上三个落点 、 、 。用刻度尺测量斜面顶点到 、 、 三点 的距离分别为 ， 、 。若 ， ，则 ________cm。 7．（2026·湖南·二模）某实验小组利用倾斜导轨验证动能定理，实验装置如图1 所示。水平桌面上固定一 倾斜导轨，导轨上A 处放置一带有遮光片的滑块，其左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与托盘相连，遮光 片的宽度为d，遮光片和滑块的总质量为M；导轨上B 处有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的遮 光时间t。滑块位于A 处时遮光片到光电门的距离为l，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B 处 时的瞬时速度，实验时滑块在A 处由静止开始运动。实验步骤： （1）在托盘中添加一定质量的砝码，使滑块（含遮光片）恰好匀速向上运动，记录托盘和砝码的总质量 。 （2）将滑块移至A 处，在托盘中再添加质量为m 的砝码，由静止释放滑块，记录滑块经过光电门的遮光 时间t。重力加速度用g 表示，滑块从A 处到达B 处时滑块（含遮光片）和砝码、托盘组成的系统动能增 加量可表示为 __________（用 、M、m、d、t 表示），合外力对系统所做的总功可表示为 __________（用相关物理量符号表示），在误差允许的范围内，若 ，则动能定理得以验证。 （3）多次改变m，记录对应的遮光时间t，根据实验数据作出的 图像如图2 所示，图中b 已知，则 重力加速度 __________（用d、b、l 表示）。 8．（2026·湖南张家界·二模）某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律，气垫导轨上安装有两个光电门， 滑块A 和滑块B 上分别固定有宽度为d 的遮光条，实验步骤如下： ①调整气垫导轨水平，给滑块A 一定的初速度，使其通过光电门1，记录遮光条的遮光时间t1； ②滑块A 与静止在光电门1 和光电门2 之间的滑块B 发生正碰，碰撞后滑块A、B 分别通过光电门2，记录 遮光时间分别为t2和t3； ③用天平测量滑块A（含遮光条）的质量m1，滑块B（含遮光条）的质量m2。 回答下列问题： (1)调整气垫导轨水平的目的是______________________； (2)碰撞前滑块A 的速度大小v1=_______________（用题中字母表示）； (3)若满足关系式__________（用题中字母表示），则验证了两滑块碰撞过程中动量守恒； (4)若碰撞为弹性碰撞，还应满足的关系式是_____________（用题中字母表示）。 9．（2026·湖南常德·二模）某实验小组根据课本上的平抛实验装置进行了重新设计。如图所示，在平抛轨 迹的下方每隔相同距离 竖直放置一根可上下调节的细木棍，多次释放小球，直到小球在运动中都恰好不 碰到细木棍的上端，则可得到平抛运动的轨迹，通过测量相关物理量可以求解平抛的初速度。 (1)关于实验装置和实验过程，下列说法正确的是 （填选项前字母）； A．每次必须从斜槽上同一位置释放小球 B．斜槽不光滑对实验结果有影响 C．斜槽末端必须调整为水平 (2)若测得平抛轨迹的竖直高度h 和水平位移x，则初速度 ______；（用h、x、g 表示） (3)若测得平抛轨迹中A、B、C 三个点对应的细木棍高度 和水平间距 ，则初速度 ______； （用 表示） 10．（2026·湖南衡阳·二模）手机在物理实验中有重要的应用。某学习小组利用手机进行“探究弹簧弹力 与形变量的关系”实验。已知当地重力加速度 。实验过程如下： （a）将弹簧的左端固定在水平桌面上，右端与细绳相连，细绳跨过固定在桌面边缘的光滑定滑轮后，系 一手机，手机重心和细绳在同一竖直线上，如图甲所示。 （b）手机的下方悬挂一质量为m=50g的钩码，待平衡后，利用手机软件中的“定位”功能测量手机竖直 方向上相对不挂钩码时的位移 。 （c）增加手机下方的相同钩码数量，作出钩码数量 与手机在竖直方向上位移 的关系图像，如图乙所示。 则： (1)关于该实验，下列说法正确的是___________。 A．本实验无需测量弹簧的原长 B．手机下方所挂钩码不宜过多，以免超出弹簧的弹性限度 C．用图像法处理数据时，能够有效减小该实验的系统误差 (2)由图乙可知，在弹簧弹性限度内，弹簧弹力与弹簧形变量成__________（选填“正比”或“反比”）， 测得弹簧的劲度系数为_______ 。 11．（2026·湖南·二模）某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。定滑轮固定在桌面上方，跨 过定滑轮的细绳两端分别悬挂重物甲和乙，甲的质量大于乙的质量。乙下端与桌面之间用细线连接，使得 甲、乙能够悬空静止。 （1）用直尺测得甲悬空静止时底端与桌面之间的距离为，然后调出智能手机的读秒功能。 （2）同学 用剪刀剪断乙与桌面之间细线的同时，同学 用手机开始计时，当甲落到桌面时立即停止计 时，记录甲落到桌面所用的时间为 。 （3）甲落到桌面前瞬间的速度大小为___________（用和 表示）。 （4）若甲、乙的质量之比为 ，当地的重力加速度为 ，则与 、 、 之间的关系满足 ___________时，机械能守恒定律得以验证。 （5）本实验中，造成实验误差的因素除空气阻力、按下手机按钮时的反应时间外，还有___________。 12．（2026·湖南岳阳·二模）“在探究平抛运动实验中”， (1)为探究水平方向分运动特点，应选用图中的_____________（选填“甲”或“乙”）装置； (2)采用图丙所示装置进行实验。将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上，钢球落到倾斜的挡板后挤压复 写纸，在白纸上留下印迹。下列说法正确的是（ ） A．调节装置使其背板竖直 B．调节斜槽使其末端切线水平 C．以斜槽的末端在白纸上的投影点为坐标原点 D．钢球在斜槽静止释放的高度应等间距下降 (3)如图丁所示，在描出的轨迹上取A、B、C 三点，AB 和BC 的水平间距相等且均为 ，竖直间距分别是 和 ，若A 点是抛出点， ， ， ，g 取 ，则钢球平抛的初速度大小为 _____ 。 一、实验题 1．（2026·湖南永州·二模）实验探究小组的同学通过测绘小灯泡的 图像，研究小灯泡的电阻随电压 变化的规律，并准确测出小灯泡在额定电压下的电阻及功率，实验室提供的器材有： 待测小灯泡：额定电压约为2.4V，电阻约为几欧； 直流电源 ：电动势为3.0V，内阻约 ； 电压表V：量程为0~3.0V，内阻约 ； 电流表A：量程为0~0.6A，内阻 ； 滑动变阻器R1：最大阻值为 ； 滑动变阻器R2：最大阻值为 ； 开关S 和导线若干. (1)要测绘小灯泡的 图像，并准确测出小灯泡在额定电压下的电阻及功率，应选择图甲和图乙两个电 路中的图_______（填“甲”或“乙”），变阻器应选择________（填“R1”或“R2”）. (2)根据实验记录的电流表和电压表的读数 和 ，描绘出 图像，如图丙所示，则小灯泡的电阻随电 压的增大而_________（填“增大”或“减小”）.当电流表示数为0.4A 时，小灯泡正常发光，由此可推算 出小灯泡正常发光时的电阻为______ ；功率为________W（结果均保留2 位有效数字）. 2．（2026·湖南湘潭·二模）用如图所示的电路测量电源的电动势和内阻，实验器材有待测电源（电动势约 为 ，内阻约为 ）、保护电阻 （阻值为 ）和 （阻值为 ）、滑动变阻器 、电流表、电压 表、开关 和导线若干。 考点2 电学实验 实验主要步骤： ①将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关； ②逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数 和相应电流表的示数 ； ③以 为纵坐标、 为横坐标，作 图线 、 都用国际单位）； ④求出 图线斜率的绝对值 和在纵轴上的截距 。 回答下列问题： (1)电压表最好选用_____，电流表最好选用_____。 A．电压表（量程为 ，内阻约为 ） B．电压表（量程为 ，内阻约为 ） C．电流表（量程为 ，内阻约为 ） D．电流表（量程为 ，内阻约为 ） (2)电动势 和内阻的表达式分别为 _____， _____。（用已知字母表示） 3．（2026·湖南衡阳·二模）为了测量某未知电阻（大约100 多欧姆），准备的实验器材中没有电压表，有 两个电流表，电流表 （量程为30 mA，内阻约为 ），电流表 （量程为10 mA，内阻约为 ）， 于是小王欲把电流表 先改装为电压表，然后进行测量。 (1)小王首先设计了图甲所示电路来测量 的内阻，他选用了一个电动势约为3 V 的电源。实验过程：闭合 开关 ，断开开关 ，调整滑动变阻器 滑片的位置，使 满偏；保持 滑片的位置不变，闭合开关 ， 调节电阻箱的阻值，当 指针位于表盘中央时，读出电阻箱 的读数为1.10Ω，则 的内阻为________ 。 (2)小王把电阻箱 和 串联作为电压表使用，欲使电压表量程为3 V，电阻箱 的阻值应调为________ （保留两位小数）。 (3)小王利用上述电源设计了如图乙所示的电路测量待测电阻 ，在实验过程中测得电流表 的示数为 ， 电流表 的示数为 ，调节滑动变阻器，测得多组 和 ，并作出 图像如图丙所示，则该电阻的阻 值为________ 。由于（1）中测量 内阻时存在系统误差，该方法测量得到的待测电阻阻值________ （选填“偏大”“不变”或“偏小”）。 4．（2026·湖南岳阳·二模）智能家居中常用光敏电阻（阻值随光照强度增大而减小）自动控制照明电路。 同学们欲测定某光敏电阻RG在特定光照强度下的阻值， (1)第一实验组同学现用多用电表测量，选择开关位置如图甲所示，指针偏转情况如图乙中的I 所示，为使 测量更为准确，应将选择开关调整到___________（选填“×1”、“×10”或“×1k”）挡。经过规范的操作后， 欧姆表指针偏转情况如图乙中的Ⅱ所示，该次测量的读数为__________ （结果保留两位有效数字）。 (2)第二实验组同学现有如下器材：待测光敏电阻RG（光照强度为 时，阻值约为 ） 电源 （电动势3V，内阻不计） 电流表 （量程 ，内阻 ） 电流表 （量程 ，内阻未知） 滑动变阻器 （最大阻值 ，额定电流1 A） 定值电阻 开关 、导线若干 （a）实验电路设计：由于缺少电压表，小组决定将电流表 与定值电阻 串联改装成电压表。请在甲图 虚线框内画出测量光敏电阻阻值的实验电路图_________（要求电表示数能从0 开始变化，且测量误差尽 可能小）； （b）实验数据处理：某次测量中，电流表 的示数为 ，电流表 的示数为 ，则待测光敏电阻的阻值 表达式RG=_____________（用题中字母表示）； （c）系统误差分析：该实验方案中，测得的光敏电阻阻值与真实值相比_________（选填“偏大”、“偏 小”或“无系统误差”）。 5．（2026·湖南·二模）如图1 所示的电路， 是一段粗细均匀的金属丝，触头 在金属丝上滑动时可以 改变接入电路中的电阻，图中定值电阻的阻值 已知。利用这一电路可以测量金属丝的电阻率 以及电源 的电动势 和内阻。 （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，然后计算得到其横截面积为 。 （2）闭合开关 和 ，从 端向 端滑动触头 ，记录接入电路中的金属丝长度 以及对应的电压表读 数 ，根据闭合电路欧姆定律可知 ___________（用 、、 、 、 表示），作出 图像如图 2 中的①所示，图线的纵截距为 ，斜率为 ，可得电源电动势 ___________。 （3）闭合开关 ，断开开关 ，再次从 端向 端滑动触头 ，作出 图像如图2 中的②所示，且图 线的斜率为 。 （4）根据以上步骤可得电源的内阻 ___________，金属丝的电阻率 ___________。 6．（2026·湖南永州·二模）某兴趣小组为了测量某电子元件的阻值。 （1）他们首先用多用电表欧姆挡的“×10”挡粗略测量该电子元件阻值，阻值约为90 ； （2）兴趣小组的某同学用螺旋测微器测量该电子元件的直径如图所示，则该电子元件的直径 ________mm。 （3）为了精确测量该电子元件的阻值，小组找到了如下实验器材： A．电源E（电源电压9V，内阻约为 ）； B．电压表V（量程0～15V，内阻约为 ） C．电流表 （量程0～15mA，内阻 为 ） D．电流表 （量程0～150mA，内阻 为 ） E．滑动变阻器 （最大阻值为10Ω） F．滑动变阻器 （最大阻值为 ） G．开关S，导线若干。 ①小组设计了如图（a）所示的实验原理图，其中电流表应选用_________；滑动变阻器应选用_________； （均填器材前序号） ②根据图（a），在图（b）中完成实物图连线________； ③兴趣小组在测量过程中发现电压表已损坏。他们找到了一个定值电阻R，并重新设计了如图（c）所示的 电路图，闭合开关S 前，滑动变阻器的滑片处于M 端。当开关S 闭合后，改变滑动变阻器滑片的位置，记 录电流表 的示数 、电流表 的示数 ，作出了 的图像，如图（d）所示，已知图线的斜率为 k，则该电子元件的阻值 _________（用R、 、k 字母表示）。 7．（2026·湖南·二模）某中学物理实验小组通过查阅资料了解到在如图1 所示的电路中，当两个电池的电 动势相等时，灵敏电流计G 示数为0。根据此原理，他们准备测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。实验 过程如下： (1)实验小组用螺旋测微器测量该金属丝的直径D，如图2 所示，读数为 ________mm，用游标卡尺测 量该金属丝的长度L，如图3 所示，读数为 ________mm。 (2)小组成员从实验室中找来一些器材，设计了如图4 所示的电路图，图中 、 为电阻箱， 为待测金 属丝，标准电源 （内阻不计）的电动势和定值电阻 的电阻为已知量， 是可以使用但电动势未知的 电源，G 为灵敏电流计。 ①定值电阻r 的作用是________； ②将A 与b、B 与c 相连，闭合开关 、 ，调节电阻箱 、 ，使开关 闭合时，灵敏电流计示数为 0。记录此时电阻箱 和 的示数 、 ，则此时定值电阻 两端电压为________（用 、 、 表 示）； ③将A 与a、B 与b 相连，闭合开关 、 ，再次调节电阻箱 、 ，并保持 、 阻值之和与②中相 同，使开关 闭合时，灵敏电流计示数为0。记录此时电阻箱 和 的示数 、 ，则待测金属丝 的阻值为________（用 、 、 表示）。 (3)由电阻定律及 的阻值，即可求得该金属丝的电阻率。 8．（2026·湖南张家界·二模）某同学要测量一根金属丝的电阻率，实验步骤如下： (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，其读数为________； (2)用多用电表的欧姆挡粗测金属丝的电阻，选择“×10”挡，指针示数如图乙所示，其阻值约为 ________Ω； (3)为了更精确测量金属丝的电阻，实验室提供了以下器材： A．电源E（电动势3V，内阻不计） B．电流表A1（量程0~0.6A，内阻约0.2Ω） C．电流表A2（量程0~3A，内阻约0.05Ω） D．电压表V1（量程0~3V，内阻约3kΩ） E．电压表V2（量程0~15V，内阻约15kΩ） F．滑动变阻器R1（0~10Ω，额定电流2A） G．滑动变阻器R2（0~1000Ω，额定电流0.5A） H．开关S，导线若干 ①电流表应选择________（填器材前的字母），电压表应选择________，滑动变阻器应选择________； ②为了减小实验误差，电流表应采用________（填“内接法”或“外接法”），滑动变阻器应采用 ________（填“限流接法”或“分压接法”）； (4)若测得金属丝的长度为L，直径为d，加在金属丝两端的电压为U，通过的电流为I，则该金属丝的电阻 率 ________（用题中字母表示）。 9．（2026·湖南长沙·二模）在学校科技节上，高三（8）班探究小组计划用图示电路测定一枚灵敏电流计G 的内阻。实验室提供的器材如下： A．待测灵敏电流计G（满偏电流 ，内阻 约为200Ω）； B．可调直流电源E（电动势范围0〜9.0V，内阻忽略不计）； C．滑动变阻器 （最大阻值50kΩ）； D．滑动变阻器 （最大阻值20Ω）； E．电阻箱R（阻值范围0〜9999Ω）； F．开关 、 及导线若干。 (1)实验中滑动变阻器应选用______（填器材前面的字母代号）； (2)小圆同学负责操作，步骤如下，请帮她补充完整： ①断开 、闭合 ，调节滑动变阻器，使灵敏电流计满偏； ②保持滑片位置不变，闭合 ，调节R，在将灵敏电流计指针调至半偏时，发现指针难以对齐中间刻度线； ③继续调节R，使灵敏电流计指针指在满刻度的 处，此时正好对齐刻度线，电阻箱读数为 ，则灵敏电 流计内阻测量值 ______（用 表示）。 (3)在复盘会上，针对“三分之一偏法”与“半偏法”产生的相对误差，组员们发生了激烈的争论，提出了 三种观点（假定两种方法下读数均准确无误），其中正确的是______。 A．“三分之一偏法”误差小。因为接入的分流电阻小，并联电路的“等效内阻”更接近理想电流表 “零电阻” B．“半偏法”误差小。相较“三分之一偏法”，该方法接入电阻箱后引起的电路总电阻变化小，对干 路电流“恒流假设”影响小 C．两者相对误差一样大。虽然两种方法的偏转比例不同，但在相同的电路条件下，两者的相对误差与 偏转多少无关 (4)指导老师点评：虽然本实验存在系统误差，但我们可以通过调整硬件参数将误差控制在允许范围内。随 后老师给出灵敏电流计的实际内阻 ，并提出一项挑战任务：要求探究小组通过调节电动势，将 本实验（采用“三分之一偏法”）的相对误差 控制在1%以内。请你通过计算得出实验所需的电动势E 至少为______V。（ ，注意计算结果保留一位小数）
