资源简介

(共51张PPT)
第一部分
核心主干复习专题
专题七　物理实验
第19讲　其他实验
命题热点 巧突破
单摆测重力加速度
题型1　用单摆测定重力加速度
〔真题研究1〕
(2023·新课标卷)一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。
(1)用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图(a)所示，该示数为___________mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图(b)所示，该示数为___________mm，则摆球的直径为___________mm。
(2)单摆实验的装置示意图如图(c)所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在O点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角_______(填“大于”或“小于”)5°。
0.005
20.035
20.030
大于
(3)某次实验所用单摆的摆线长度为81.50 cm，则摆长为________cm。实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60 s，则此单摆周期为_________s，该小组测得的重力加速度大小为_________m/s2。(结果均保留3位有效数字，π2取9.870)
82.5
1.82
9.83
【解析】　(1)读数x1＝0.005 mm，读数x2＝20.035 mm，摆球的直径为x＝x2－x1＝20.030 mm。
(2)若固定在O点的上方，则摆线和刻度盘的交点靠向内侧，
如图所示，故摆线示数为5°时，实际摆角大于5°。
装置图：
题型2　用油膜法估测油酸分子的大小
2.对“V”的测量
(1)配制一定浓度的油酸酒精溶液，设其浓度为n；
(2)用注射器吸取一段油酸溶液，读出它的体积为V0；
(3)再把它一滴滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数N；
3.对“S”的测量
(1)浅盘里盛水，把适量的爽身粉均匀撒在水面上；
(2)用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液，待油膜形状稳定后，将带方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状；
(3)数出轮廓范围内正方形的个数n0，不足半个舍去，多于半个的算一个；
(4)用正方形的个数乘单个正方形的面积S0(即n0S0)计算出油膜的面积S。
(2023·海南嘉积中学一模)根据某同学所做“用油膜法估测分子的大小”实验，已知2 500 mL的油酸酒精溶液中含有纯油酸1 mL，回答下列问题。
(1)每滴油酸酒精溶液的体积为V0，将该溶液滴一滴到水面上，稳定
后形成油膜的面积为S，则油酸分子直径大小的表达式为d＝________。
(2)该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大，出现这种情况的原因可能是_______。(填选项前的序号)
a．将滴入的油酸酒精溶液的体积作为油酸的体积进行计算
b．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
c．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
例题1
ac
装置图：
题型3　探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
1.用注射器封闭一段空气，把橡胶套塞住，保证气体的质量不变。
2.读出空气柱的长度L和空气柱的压强p。
3.缓慢向下压或向上拉，分别读取空气柱的长度和气体压强的大小，记录数据。
(2023·山东淄博模拟)利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强p和体积V(等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV之和)，逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。
例题2
回答以下问题：
(1)在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体_____。
A．p与V成正比
(2)若气体被压缩到V＝10.0 mL，由图乙可读出封闭气体压强为______________Pa(保留3位有效数字)。
(3)某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了ΔV，则在计算pV乘积时，他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而_______(填“增大”或“减小”)。
B
2.04×105
增大
(3)某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了ΔV，则在计算pV乘积时，根据p(V0＋ΔV)－pV0＝pΔV可知他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而增大。
题型4　测量玻璃的折射率
装置图：
2.操作步骤：
(1)在桌面上铺一张白纸，把玻璃砖放在纸上，描出玻璃砖的两个边a和a′。
(2)在玻璃砖的一侧插两个大头针A、B，AB的延长线与直线a的交点就是O，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，此时再插入第三个大头针C，使它把AB都挡住，再插第四个大头针D，使它把前三个大头针都挡住；
(3)取下玻璃砖，把AB、CD用直线连接起来，分别交直线a、a′于O、O′，再连接OO′，用量角器得出入射角θ1和折射角θ2，如图甲所示，代入公式计算出玻璃的折射率。
(2023·广东广州模拟)某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下：
(1)将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界。
(2)①激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射，到达ef面上的O点后反射到N点射出。用大头针在白纸上标记O点、M点和激光笔出光孔Q的位置。
例题3
②移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作QM连线的延长线与ef面的边界交于P点，如图(a)所示。
③用刻度尺测量PM和OM的长度d1和d2。PM的示数如图(b)所示，d1为___________cm。测得d2为3.40 cm
2.25
(3)利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式n＝______；由测得的数据可得折射率n为___________(结果保留3位有效数字)。
1.51
稍小一些
题型5　用双缝干涉测量光的波长
装置图：
2.操作步骤
(1)先取下双缝，打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮，然后放好单缝和双缝，注意使单缝和双缝平行，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上；
(2)在单缝与光源之间放上滤光片就可以观察到单色光的双缝干涉图样；
(3)测量双缝到屏的距离l和相邻两条亮条纹间的距离Δx；
(4)改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化，并求出波长的大小。
(2023·云南昆明模拟)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中：
(1)下列说法正确的是_____。
A．此实验中需要使单缝和双缝平行
B．减小双缝间距，其他条件不变，屏上出现的干涉条纹将变密集
C．将红色滤光片换成绿色滤光片，其他条件不变，条纹间距将增大
D．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以减小双缝间距
例题4
A
(2)实验时，某同学将测量头的分划线对准第一个亮条纹中心，读出测量头的示数为x1＝1.700 mm，调节测量头让分划线对准第5个亮条纹中心时，测量头上的螺旋测微器如图所示，此时示数x2＝_________mm。
(3)若双缝间距d＝0.2 mm、双缝到屏的距离L＝1.00 m，可得实验中所用光波的波长为λ＝_________nm。
12.100
520
【解析】　(1)单缝和双缝平行条纹才会清晰，故A正确；减小双缝间距，其他条件不变，屏上出现的干涉条纹将变稀疏，故B错误；将红色滤光片换成绿色滤光片，其他条件不变，因光波波长变短，故条纹间距将变小，故C错误；减小双缝间距，条纹间距将增大，目镜中出现的条纹个数将减少，故D错误。
(2)螺旋测微器的最小分度值为0.01 mm，读数为12 mm＋10.0×0.01 mm＝12.100 mm。
题型6　探究影响感应电流方向的因素
装置图：
开关和变阻器的状态 线圈B中是否有电流
开关闭合的瞬间 有
开关断开的瞬间 有
开关闭合时，滑动变阻器不动 无
开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片 有
开关闭合，滑片不动，把A向上或向下插入B 有
(2023·四川内江统考)某同学利用如图所示实验装置，来完成“探究影响感应电流方向的因素”的实验。则：
例题5
下表为该同学记录的实验现象：
序号 磁体磁场的 方向(正视) 磁体运动 情况 指针偏 转情况 感应电流的磁场
方向(正视)
1 向下 插入线圈 向左 向上
2 向下 拔出线圈 向右 向下
3 向上 插入线圈 向右 向下
4 向上 拔出线圈 向左 向上
(1)由实验记录1、3可发现穿过闭合回路的磁通量增大，感应电流的磁场方向与原磁场方向_______；由实验记录2、4可发现穿过闭合回路的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向_______；由此得出的结论，是感应电流的磁场总是阻碍原磁场的_________的变化。
(2)该同学利用上面实验中得到的结论，在下图所示装置中，两个电流表完全相同，零刻度居中。闭合开关后，当滑动变阻器R的滑片P不动时，甲、乙两个电流表指针位置如图所示。该同学进行了一些操作，发现电流表乙的指针向左偏转。那么，该同学可能进行了的操作是：
相反
相反
磁通量
操作①_________________________________________；②_______
__________________________。
断开开关，等电路稳定后再闭合开关的瞬间
滑动变
阻器的滑片向a端迅速滑动
【解析】　(1)由实验记录1、3可发现穿过闭合回路的磁通量增大，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；由实验记录2、4可发现穿过闭合回路的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同；由此得出的结论是，感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量的变化。
(2)两电流表完全相同，电流从哪方流入时指针向哪方偏转；当该同学进行了一些操作，发现电流表乙的指针向左偏转，可知电流从左方流入；由电路可知，根据楞次定律，肯定是线圈A中电流变大，则可能进行了的操作是：①断开开关，等电路稳定后再闭合开关的瞬间；②滑动变阻器的滑片向a端迅速滑动。
题型7　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
装置图：
1．组装变压器；
2．保持原线圈输入电压U1一定，用多用电表交流电压挡测量不同匝数的副线圈的输出电压U2，记录原线圈的匝数n1和输入电压U1以及副线圈匝数n2与对应的输出电压U2；
3．改变原线圈的匝数n1，重复实验步骤2。
某同学用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。
(1)该同学将原线圈接一学生电源的交流电压输出端，并使用交流电压表分别测量原、副线圈两端的电压，得到的实验数据如下表所示。
例题6
实验 序号 原线圈 匝数n1 副线圈 匝数n2 原线圈电 压U1(V) 副线圈电
压U2(V)
1 400 200 4.22 2.10
2 400 800 4.22 8.36
3 400 1 600 4.22 16.83
根据实验数据，得到的结论为：在误差允许的范围内，__________
___________________________。
(2)该同学利用(1)问中第2组数据时的副线圈给一标有“3.8 V；0.3 A”字样的小灯泡供电，发现小灯泡并没有被烧坏。测量此时小灯泡两端的电压约为3.00 V，并不是8.36 V，其原因主要是__________________
___________。
变压器原、
副线圈的电压比等于匝数比
副线圈有电阻，副
线圈有内压
(3)可拆变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片叠压而成。如图所示，原线圈接交流电源，副线圈接入小灯泡。第一次，缓缓移动铁芯横条使铁芯完全闭合；第二次，另取一块与变压器铁芯横条尺寸相同
的普通铁块替换铁芯横条，重复上述实验。两次均观察到小灯泡由暗变亮。以下说法正确的是_______。
A．第二次实验中小灯泡更亮些
B．用普通铁块和用铁芯横条相比，普通铁块更容易发热
C．无论用普通铁块还是用铁芯横条，流经小灯泡的电流均为交变电流
BC
(4)如图所示的电路中，电压为U0的交流电源通过阻值为R0的定值电阻与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为n1、n2。若保持U0不变，将可变电阻R的阻值增大，则流经原线圈的电流_______(选填“增大”“减小”或“不
变”)；当可变电阻R的阻值为________时(用n1、n2和R0表示)，可变电
阻R的功率最大。
减小
【解析】　(1)根据实验数据，得到的结论为：在误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压比等于匝数比。
(2)副线圈有电阻，副线圈有内压。
(3)铁芯横条与普通铁块都是导磁材料，铁芯闭合后，减小了漏磁现象，产生的感应电动势增大，小灯泡变亮；变压器铁芯是利用由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的原因是减小涡流，提高变压器的效率，用普通铁块和用铁芯横条相比，普通铁块由于涡流更容易发热，变压器效率低一些，第一次实验中小灯泡更亮些，故A错误，B正确；无论用普通铁块还是用铁芯横条，副线圈中还是交变电流，流经小灯泡的电流均为交变电流，故C正确。故选BC。(共76张PPT)
第一部分
核心主干复习专题
专题七　物理实验
第17讲　常考力学实验
核心知识·固双基
命题热点·巧突破
核心知识 固双基
“科学探究”展示
一、几种测量速度的方法
二、测定重力加速度的几种常见方案
利用落体运动测重力加速度(忽略阻力) 物体系统
三、实验的创新与设计应注意的几点
1.加强对实验思想方法的归纳，如控制变量法、图像法、逐差法、模拟法、转换法、放大法、替代法等。这样在新的实验情境下，才能设计合理的实验方案。
2.克服思维定式的影响，加强对已掌握的实验原理的理解和仪器的正确使用方法的训练，才能在新情境下进行迁移利用。
命题热点 巧突破
游标卡尺和螺旋测微器读数时应注意的问题
(1)10分度的游标卡尺，以mm为单位，小数点后只有1位。20和50分度的游标卡尺以mm为单位，小数点后有2位。
(2)游标卡尺在读数时先确定主尺的分度(单位一般是cm，分度值为1 mm)，把数据读成以毫米为单位的。先读主尺数据，再读游标尺数据，最后两数相加。游标卡尺读数不估读。
(3)不要把游标尺的边缘当成零刻度，而把主尺的刻度读错。
(4)螺旋测微器读数时，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出；要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，即结果若用mm做单位，则小数点后必须保留三位数字。
题型1　力学基本仪器的使用与读数
〔对点训练〕
1.在一次实验中，张华同学用螺旋测微器测量某长方体工
件的厚度如图所示，根据图示可判断其厚度为_____________
mm。该同学用下列某种仪器测得该工件的宽度为1.275 cm，
则该同学所用的仪器可能是______(将正确答案的序号填在横线上)。
①螺旋测微器 ②10分度游标卡尺
③20分度游标卡尺
1.700
③
【解析】　螺旋测微器固定刻度部分读数为1.5 mm，可动刻度部分分度值为0.01 mm，可动刻度部分读数为0.200 mm，工件的厚度为1.700 mm。若用某种仪器测出的工件的宽度为1.275 cm＝12.75 mm，由于以毫米为单位，小数点后有两位数字，测量仪器不可能是①螺旋测微器和②10分度的游标卡尺，又由于最后一位是5，只有20分度的游标卡尺最后一位才可能是5，所以应是③。
2. (2023·济南三模)(1)利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一工件的直径和高度，测量结果如图甲和乙所示。该工件的直径为_____________cm，高度为________________________mm。
1.070
6.865(6.864～6.866)
(2)图丙为“研究匀变速直线运动规律”实验中获得的一条纸带，已知打点计时器的频率为50 Hz，采用逐差法求得加速度的大小a＝_________m/s2。(结果保留两位小数)
2.40
3. (2023·汉中第一次检测)(1)用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。测量方法正确的是_______(选填“图甲”或“图乙”)。
图甲
(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图丙所示，则此示数为___________mm。
6.700
(3)在“用打点计时器测速度”的实验中，交流电源频率为50 Hz，打出一段纸带如图丁所示。打下计数点2时，测得的瞬时速度v＝________m/s。
0.36
【解析】　(1)用游标卡尺测量小球的直径，应将小球卡在外测量爪中，故应选题图甲。
(2)螺旋测微器的示数为固定读数加上可动读数，即6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm。
“长木板、小车、纸带、打点计时器”实验装置中的细节及注意事项
(1)打点计时器系列四个实验
力学实验中用到打点计时器的实验主要有4个，分别是研究匀变速直线运动，验证牛顿运动定律，探究动能定理，验证机械能守恒定律。
题型2　纸带类实验综合
(2)纸带数据的处理方法
(3)平衡摩擦力的两个实验及方法
验证牛顿运动定律和探究动能定理两个实验均需平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是垫高有打点计时器的一端，给小车一个初速度，使小车能匀速下滑。
(4)四个关键点
①区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点。要注意“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的取点方法是一样的。
②涉及打点计时器的实验均是先接通电源，打点稳定后，再释放纸带。
③实验数据处理可借助图像，充分利用图像斜率、截距等的物理意义。
④小车在长木板上做匀加速直线运动时，绳上的拉力并不等于悬挂物的重力，只有当M车 m挂时，绳上的力近似等于悬挂物的重力。如果绳上连接着力传感器或测力器，则可直接读出绳上的拉力，不要求M车 m挂。
〔真题研究1〕
(2023·全国甲卷)某同学利用如图甲所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连，右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连，钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图乙所示。
24.00
80.0
【答案】　(2)见解析图。
70.0
59.0
b
2k
【解析】　(1)ΔxAD＝ΔxAB＋ΔxBC＋ΔxCD＝24.00 cm。
(2)如图所示。
〔对点训练〕
(2023·湖南长沙模拟)图甲为“探究加速度与物体所受合外力关系”的实验装置，实验中所用小车的质量为M，重物的质量为m，实验时改变重物的质量，记下测力计对应的读数F。
(1)实验过程中，_________满足M m(填“需要”或“不需要”)。
(2)实验过程中得到如图乙所示的纸带，已知所用交流电的频率为50 Hz。其中A、B、C、D、E为五个计数点，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，可求出小车加速度的大小为___________m/s2。(计算结果保留三位有效数字)
不需要
0.638
(3)当重物质量合适时，小车做匀速运动，此时测力计的读数为F0。更换重物，用a表示小车的加速度，F表示弹簧测力计的示数，下列描绘的a－F关系图像合理的为_____。
D
【解析】　(1)实验中，细线对滑轮和小车的作用力通过测力计测量，不需要满足M m。
(3)小车匀速运动时有2F0＝f
当更换重物后，由牛顿第二定律有2F－f＝Ma
〔真题研究2〕
(2023·浙江6月高考卷)在“探究平抛运动的特点”实验中
(1)用图甲装置进行探究，下列说法正确的是_____。
A．只能探究平抛运动水平分运动的特点
B．需改变小锤击打的力度，多次重复实验
C．能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点
题型3　研究“平抛运动”类实验
B
(2)用图乙装置进行实验，下列说法正确的是_____。
A．斜槽轨道M必须光滑且其末端水平
B．上下调节挡板N时必须每次等间距移动
C．小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下
C
(3)用图丙装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上P点静止滚下，撞击挡板留下点迹0，将挡板依次水平向右移动x，重复实验，挡板上留下点迹1、2、3、4。以点迹0为坐标原点，竖直向下建立坐标轴y，各点迹坐标值分别为y1、y2、y3、y4。测得钢球直径为d，则钢球平抛初速度v0为_____。
D
【解析】　(1)两球同时落地，只能探究平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，选项A、C错误；实验时，需要改变小锤击打的力度，多次重复实验，选项B正确。
(2)研究平抛运动，斜槽末端必须水平，但轨道没必要光滑，选项A错误；描绘平抛运动的轨迹，没必要将挡板N等间距移动，选项B错误；为了保证平抛运动的初速度一定，小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下，选项C正确。
〔对点训练〕
(2023·辽宁沈阳一模)小明学完平抛运动后，尝试利用平抛运动的知识测量家里的弹射器射出弹丸的速度。小明准备了白纸、米尺、复写纸、支架等材料。实验时，先将白纸和复写纸固定在墙上，并用支架将弹射器固定好，装置如图甲所示。接着压缩弹射器朝墙壁发射弹丸，弹丸通过碰撞复写纸，在白纸上留下落点位置。随后将弹射器沿垂直于墙面方向远离墙壁移动，每次移动的距离为0.2 m。通过几次重复实验，挑了一张有4个连续落点痕迹的白纸，如图乙所示。已知重力加速度g＝10 m/s2。
(1)下列实验步骤必要的是_________。
A．在安装时，必须确保弹射器水平放置
B．为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸
C．每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸
D．第一次实验时，需要测量弹射器开口到墙壁的距离
(2)根据测量的数据，可知弹丸离开弹射器的速度大小为_________m/s，弹丸打到C点时的速度大小为_________m/s。(所有计算结果均保留两位有效数字)
ABC
2.0
2.8
【解析】　(1)要保证每次弹丸都做平抛运动，则必须确保弹射器水平放置，故A符合题意；为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸，故B符合题意；为保证弹丸的初速度相同，每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸，故C符合题意；第一次实验时，不需要测量弹射器开口到墙壁的距离，故D不符合题意。故选ABC。
1.探究弹力和弹簧伸长量的关系操作关键
(1)实验中不能挂过多的钩码，防止弹簧超过弹性限度。
(2)画图像时，不要连成“折线”，而应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在直线两侧。
题型4　“弹簧”“橡皮条”实验
2.验证力的平行四边形定则的操作关键
(1)每次拉伸后结点O的位置必须保持不变。
(2)记下每次各力的大小和方向。
(3)画力的图示时应选择适当的标度。
〔真题研究3〕
(2023·浙江6月高考卷)如图所示，某同学把A、B两根不同的弹簧串接竖直悬挂，探究A、B弹簧弹力与伸长量的关系。在B弹簧下端依次挂上质量为m的钩码，静止时指针所指刻度xA、xB的数据如表。
钩码个数 0 1 2
xA/cm 7.75 8.53 9.30
xB/cm 16.45 18.52 20.60
钩码个数为1时，弹簧A的伸长量ΔxA＝___________cm，弹簧B的伸长量ΔxB＝___________cm，两根弹簧弹性势能的增加量ΔEp_____mg(ΔxA＋ΔxB)(选填“＝”“<”或“>”)。
0.78
1.29
＝
【解析】　钩码个数为1时，弹簧A的伸长量ΔxA＝(8.53－7.75)cm＝0.78 cm，弹簧B的伸长量ΔxB＝(18.52－16.45)cm－ΔxA＝1.29 cm，根据机械能守恒定律得，弹簧弹性势能的增加量等于重力势能的减小量，即ΔEp＝mg(ΔxA＋ΔxB)。
〔真题研究4〕
(2023·全国乙卷)在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤：
(1)用图钉将白纸固定在水平木板上。
(2)将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力F1和F2的大小，并_______。(多选，填正确答案标号)
A．用刻度尺量出橡皮条的长度
B．用刻度尺量出两细线的长度
C．用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置
D．用铅笔在白纸上标记出两细线的方向
CD
(3)撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到______________
_____________________，由测力计的示数得到拉力F的大小，沿细线标记此时F的方向。
(4)选择合适标度，由步骤(2)的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作F1和F2的合成图，得出合力F′的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力F的图示。
(5)比较F′和F的_______________________________________，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
步骤(2)中标
记的小圆环同一位置
大小和方向在误差允许的范围内是否一致
【解析】　(2)两拉力F1和F2共同作用，产生的效果是使橡皮条一端的小圆环到某一位置；用一个力F将小圆环拉到同一位置，说明两种方法达到的效果一样，所以要记录小圆环的位置，选项C正确，A错误；力是矢量，所以还需记录两拉力F1和F2的方向，以便步骤(4)绘制平行四边形。细线的方向即为F1和F2的方向，选项D正确；F1和F2的大小、方向与细线的长度无关，选项B错误。
〔对点训练〕
(2023·河南温县模拟)某同学在“探究弹簧和弹簧伸长量的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为1 000 N/m。如图所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下：
(1)弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是___________N(图乙中所示)，则弹簧秤b的读数可能为___________N。(第二空保留2位小数)
(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤b的读数_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
8.00
6.00
变大
1.力学创新实验的特点
(1)以基本的力学实验模型为载体，依托运动学规律和力学定律设计实验。
(2)将实验的基本方法——控制变量法、处理数据的基本方法——图像法、逐差法融入到实验的综合分析之中。
题型5　力学创新实验
2.力学创新实验的分类
(1)第一类是通过实验和实验数据的分析得出物理规律。这类实验题目需认真分析实验数据，根据数据特点掌握物理量间的关系，得出实验规律。
(2)第二类是给出实验规律，选择实验仪器，设计实验步骤，并进行数据处理。这类实验题目需从已知规律入手，正确选择测量的物理量，根据问题联想相关的实验模型，确定实验原理，选择仪器，设计实验步骤，记录实验数据并进行数据处理。
3.创新实验题的解法
(1)根据题目情境，提取相应的力学实验模型，明确实验的理论依据和实验目的，设计实验方案。
(2)进行实验，记录数据。应用原理公式或图像法处理实验数据，结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行误差分析。
〔真题研究5〕
(2023·湖北高考卷)某同学利用测质量的小型家用电子秤，设计了测量木块和木板间动摩擦因数μ的实验。
如图(a)所示，木板和木块A放在水平桌面上，电子秤放在水平地面上，木块A和放在电子秤上的重物B通过跨过定滑轮的轻绳相连。调节滑轮，使其与木块A间的轻绳水平，与重物B间的轻绳竖直。在木块A上放置n(n＝0,1,2,3,4,5)个砝码(电子秤称得每个砝码的质量m0为20.0 g)，向左拉动木板的同时，记录电子秤的对应示数m。
(1)实验中，拉动木板时_______(填“必须”或“不必”)保持匀速。
(2)用mA和mB分别表示木块A和重物B的质量，则m和mA、mB、m0、μ、n所满足的关系式为m＝_______________________。
(3)根据测量数据在坐标纸上绘制出m－n图像，如图(b)所示，可得木块A和木板间的动摩擦因数μ＝__________(保留2位有效数字)。
不必
mB－μ(mA＋nm0)
0.40
〔方法技巧〕
测定动摩擦因数实验一般结合在“研究匀变速直线运动”“验证牛顿运动定律”或“探究动能定理”等实验中考查。实验的原理是：利用打点计时器等器材测出物体做匀变速运动的加速度，再利用牛顿第二定律计算动摩擦因数，或者利用平衡条件、动能定理或能量守恒定律等计算动摩擦因数。
实验方法 创新思维 实验原理
将研究运动物体转化为研究静止物体 利用F弹＝Ff＝μFN求μ
实验方法 创新思维 实验原理
让物块先做加速运动，当重物掉到地面上之后物块做匀减速直线运动 减速运动中，利用逐差法求加速度，利用F＝μmg＝ma进一步求μ
将动摩擦因数的测量转化为角度的测量 利用a＝gsin θ－μgcos θ求μ(a通过逐差法求解)
〔对点训练〕
1. (2023·辽宁高考卷)某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA为水平段，选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。
测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2(m1>m2)，将硬币甲放置在斜面上某一位置，标记此位置为B。由静止释放甲，当甲停在水平面上某处时，测量甲从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币乙放置在O处，左侧与O点重合，将甲放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量甲、乙从O点到停止处的滑行距离OM和ON，保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、OM、ON的平均值分别为s0、s1、s2。
(1)在本实验中，甲选用的是_______(填“一元”或“一角”)硬币；
(2)碰撞前，甲到O点时速度的大小可表示为________(设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g)；
一元
(4)由于存在某种系统或偶然误差，计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的比值不是1，写出一条产生这种误差可能的原因：________________________________________________________
_________。
存在空气阻力；硬币大小不能忽略，不可视为质点等(答案合理即可)
【解析】　(1)甲碰撞乙，为了使碰撞后甲的速度方向不变，则甲的质量应该大于乙的质量，已知一元硬币的质量大于一角硬币的质量，所以甲选用的是一元硬币。
(1)用ΔEp＝mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到_____之间的竖直距离。
A．钢球在A点时的顶端
B．钢球在A点时的球心
C．钢球在A点时的底端
B
3.80
1.90
(3)下表为该同学的实验结果：
他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的。你是否同意他的观点？请说明理由_________。
ΔEp(×10－2 J) 4.892 9.786 14.69 19.59 29.38
ΔEk(×10－2 J) 5.04 10.1 15.1 20.0 29.8
见解析
【解析】　(1)根据题意可知，小球下落的高度h是初末位置球心之间的高度差。故选B。
(2)由图可知，游标为20分度，且第16个刻度线与主尺对齐，则游标卡尺读数为3 mm＋16×0.05 mm＝3.80 mm
(3)不同意。如果是空气阻力造成的，应该是ΔEp>ΔEk，而图表中的ΔEk大于ΔEp，则存在的差异，不是由于空气阻力造成的。(共63张PPT)
第一部分
核心主干复习专题
专题七　物理实验
第18讲　常考电学实验
核心知识·固双基
命题热点·巧突破
核心知识 固双基
“科学探究”展示
一、重要实验的注意点
1.欧姆表的使用注意点
(1)若表头指针偏转过大，表示待测电阻较小，应当换低倍率的挡位；
(2)若表头指针偏转过小，表示待测电阻很大，应当换高倍率的挡位。
3.测电源的电动势和内阻的三种常用方法
方法 伏安法 安阻法 伏阻法
原理图
重要 器材 电压表、电流表 和可变电阻 电流表、电阻箱 电压表、电阻箱
二、定值电阻的应用技巧
命题热点 巧突破
多用电表的原理及使用
(1)多用电表的读数
电流表、电压表的刻度是均匀的，读数时应注意量程；欧姆表的刻度是不均匀的，读数时应乘以倍率。
(2)多用电表使用的几个注意事项
①电流的流向：使用多用电表时不管测量电阻还是测量电流或电压，多用电表的红表笔都连内部电流表的正接线柱，黑表笔连负接线柱，电流都是从红表笔进黑表笔出。
题型1　电学基本器材的使用与读数
②要区分“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，用表盘下边中间的指针定位螺丝调整；“欧姆零点”在表盘右侧电阻刻度“0”位置，用欧姆调零旋钮调整。
③测电阻时每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零。
④选倍率：测量前应根据估计阻值选用适当的挡位。由于欧姆挡的刻度不均匀，使用欧姆挡测电阻时，指针偏转过大或过小都有较大误差，通常只使用表盘中间的一段刻度范围。
如果指针偏转角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大)，应该适当增大倍率重新欧姆调零后再测量；如果指针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小)，应该适当减小倍率重新欧姆调零后再测量。
⑤测电阻时要将电阻与其他元件断开。测电阻时不要用手接触多用电表的表笔。
⑥多用电表使用完毕应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。
(3)欧姆表刻度不均匀的原因
考法一
欧姆表的原理及使用
(2023·广东广州一模)某同学为了制作一个简易台灯：先将电源、开关、小灯泡和滑动变阻器连成图甲所示的电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡达到合适亮度；然后用图乙所示的多用电表测量滑动变阻器接入电路的阻值，以便用定值电阻代替滑动变阻器完成制作。
例题1
(1)预估：根据滑动变阻器的最大阻值及滑片位置，估计接入电路的阻值约20 Ω；
(2)选挡：将_____(选填“K”“S”或“T”)旋转到_______位置；
(3)调零：将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，短接红黑表笔，旋转_____(选填“K”“S”或“T”)，使指针______________________；
(4)测量：①_____________________________________________；②将黑表笔与滑动变阻器金属杆上的接线柱接触，红表笔与滑动变阻器的接线柱_____(选填“a”“b”“c”或“d”)接触。多用电表的指针位置如图丙，其读数为_______________________Ω。
K
×1
T
对准欧姆“0”(零)刻度线
断开电路开关(或将滑动变阻器从电路中拆离)
a
18.0(17.8～18.2均可)
【解析】　(2)选挡：因电阻约为20 Ω，则将调零旋钮K旋转到×1位置。
(3)调零：将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，短接红黑表笔，旋转T，使指针对准欧姆“0”(零)刻度线。
(4)测量：①断开电路开关(或将滑动变阻器从电路中拆离)；②将黑表笔与滑动变阻器金属杆上的接线柱接触，红表笔与滑动变阻器的接线柱a接触。
多用电表的指针位置如图丙，其读数为18.0 Ω。
考法二
多用电表的原理及使用
(2022·湖南，12,9分)小梦同学自制了一个两挡位(“×1”“×10”)的欧姆表，其内部结构如图所示，R0为调零电阻(最大阻值为R0m)，Rs、Rm、Rn为定值电阻(Rs＋R0例题2
(1)短接①②，将单刀双掷开关S与m接通，电流表G示数为Im；保持电阻R0滑片位置不变，将单刀双掷开关S与n接通，电流表G示数变为In，则Im_______(选填“大于”或“小于”)In。
(2)将单刀双掷开关S与n接通，此时欧姆表的挡位为_______(选填“×1”或“×10”)。
(3)若从“×1”挡位换成“×10”挡位，调整欧姆零点(欧姆零点在电流表G满偏刻度处)时，调零电阻R0的滑片应该_______(选填“向上”或“向下”)调节。
大于
×10
向上
400
(2)S与n接通时，欧姆表内阻大，欧姆表的挡位倍率大，即为“×10”挡。
(3)从“×1”挡位换为“×10”挡位，即开关S从m拨向n，电路总电阻增大，干路电流减小，①②短接时，为了使电流表满偏，则需要增大通过电流表所在支路的电流，所以需要将R0的滑片向上调节。
(4)设“×10”挡位时欧姆表内阻为R内，电流表满偏电流为Ig，电路简化结构如图
测电阻实验时仪表的选择及接法
(1)仪表选择的三个主要原则：安全性(量程不能太小)、准确性(量程不能太大)、方便性(滑动变阻器要方便调节)。
题型2　以测电阻或电表内阻为核心的电学实验
(3)选择滑动变阻器接法的口诀：以小控大用分压，相差无几用限流。即当滑动变阻器的阻值较小时，常采用分压电路；当滑动变阻器的阻值与负载相差不大时，常采用限流电路。
另外，必须采用分压电路的情况有三种：①要求电压从零开始变化；②滑动变阻器太小，不能起到限流的作用；③限流电路不能获取有区分度的多组数据。若两种电路均可，则采用限流式，因为限流式损耗功率小。
(4)电表有时可反常规使用：已知内阻的电压表可当电流表使用，已知内阻的电流表可当电压表使用。
(5)定值电阻的常见用途：保护电路、改装电压表或电流表。
(6)电压表量程的选择：比电源电动势略大或相差不多。
(7)电流表量程的选择：和电压表量程与被测电阻的比值相差不多。
〔真题研究1〕
(2023·全国乙卷)一学生小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率。现有实验器材：螺旋测微器、刻度尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻R0(阻值10.0 Ω)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图甲是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空：
(1)实验时，先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大，闭合S。
考法一
测量电阻的实验
(2)将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电
压表读数记为U1，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为U2。由此
得到流过待测金属丝的电流I＝________，金属丝的电阻r＝_________。
(结果均用R0、U1、U2表示)
(3)继续微调R，重复(2)的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示：
U1/mV 0.57 0.71 0.85 1.14 1.43
U2/mV 0.97 1.21 1.45 1.94 2.43
(4)利用上述数据，得到金属丝的电阻r＝14.2 Ω。
(5)用刻度尺测得金属丝长度l＝50.00 cm。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图乙所示，该读数为d＝_________mm。多次测量后，得到直径的平均值恰与d相等。
(6)由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率ρ＝_________×10－7 Ω·m。(保留2位有效数字)
0.150
5.0
考法二
测量电阻的实验
〔真题研究2〕
(2023·海南高考卷)用如图所示的电路测量一个量程为100 μA，内阻约为2 000 Ω的微安表头的内阻，所用电源的电动势约为12 V，有两个电阻箱可选，R1(0～9 999.9 Ω)，R2(0～99 999.9 Ω)
(1)RM应选_____，RN应选_____；
(2)根据电路图，请把实物连线补充完整___________；
R1
R2
见解析图
(3)下列操作顺序合理排列是_____________：
①将变阻器滑动头P移至最左端，将RN调至最大值；
②闭合开关S2，调节RM，使微安表半偏，并读出RM阻值；
③断开S2，闭合S1，调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏；
④断开S1、S2，拆除导线，整理好器材。
①③②④
(4)如图是RM调节后面板，则待测表头的内阻为_______________，该测量值_______(填“大于”“小于”“等于”)真实值。
1 998.0 Ω
小于
(5)将该微安表改装成量程为2 V的电压表后，某次测量指针指在图示位置，则待测电压为___________V(保留3位有效数字)。
(6)某次半偏法测量表头内阻的实验中，S2断开，电表满偏时读出RN值，在滑动头P不变，S2闭合后调节电阻箱RM，使电表半偏时读出RM，
若认为OP间电压不变，则微安表内阻为________(用RM、RN表示)。
1.28
【解析】　(1)根据半偏法的测量原理可知，RM与R1相当，当闭合S2之后，变阻器上方的电流应基本不变，就需要RN较大，对下方分压电路影响甚微。故RM应选R1，RN应选R2。
(2)根据电路图连接实物图有。
(3)根据半偏法的实验步骤应为①将变阻器滑动头P移至最左端，将RN调至最大值；③断开S2，闭合S1，调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏；②闭合开关S2，调节RM，使微安表半偏，并读出RM阻值；④断开S1、S2，拆除导线，整理好器材。
(4)根据RM调节后面板读数为1 998.0 Ω。当闭合S2后，原电路可看成如下电路
〔真题研究3〕
(2023·湖北高考卷)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0～3 V，内阻很大)；
电流表(量程0～0.6 A)；
电阻箱(阻值0～999.9 Ω)；
干电池一节、开关一个和导线若干。
题型3　以测电源电动势为核心的电学实验
(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U－I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___________Ω(保留2位有效数字)。
见解析图
1.58
0.64
(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”)。
2.5
偏小
【解析】　(1)实物连线如图：
解得RA＝2.5 Ω。
(4)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。
〔对点训练〕
(2023·吉林统考模拟)研究小组利用如图(a)所示电路测量某水果电池的电动势和内阻。电流表A1和A2量程均为200 μA，内阻相同。电阻箱R、R0和R1的最大阻值均为99 999 Ω。
(1)测量电流表的内阻。调节电阻箱R、R0的阻值均为2 000 Ω，闭合开关S1和S2，调节电阻箱R1使电流表A2的示数为零，电阻箱R1的阻值如图(b)所示，则电流表的内阻RA＝_________Ω。
(2)保持S1闭合，断开S2。将电阻箱R0调到___________Ω，使R0与A2整体可视为量程为0.5 V的电压表。
900
1 600
(3)接着，保持电阻箱R0不变，改变电阻箱R的值，记录电流表A1和A2的值I1和I2，实验数据如表所示。
根据表中数据绘制图像如图(c)所示，则水果电池的电动势E＝_____V，内阻r＝_________Ω。(计算结果保留一位有效数字)
I2(μA) 36 66 94 114 134
I1(μA) 182 167 153 143 133
1
4×103
【解析】　(1)根据题意可知，闭合开关S1和S2，当电流表A2的示数为零时，则A2两端的电势相等，由于电阻箱R、R0的阻值相等，可知两条支路的电流相等，则电流表A1的内阻RA与电阻箱R1的阻值相等，由图(b)可得RA＝900 Ω。
〔真题研究4〕
(2023·湖南高考卷)某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图甲所示，R1、R2、R3为电阻箱，RF为半导体薄膜压力传感器，C、D间连接电压传感器(内阻无穷大)。
题型4　电学创新实验
(1)先用欧姆表“×100”挡粗测RF的阻值，示数如图乙所示，对应的读数是____________Ω。
(2)适当调节R1、R2、R3，使电压传感器示数为0，此时，RF的阻值
为__________(用R1、R2、R3表示)。
(3)依次将0.5 g的标准砝码加载到压力传感器上(压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小)，读出电压传感器示数U，所测数据如下表所示：
次数 1 2 3 4 5 6
砝码质量m/g 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电压U/mV 0 57 115 168 220 280
1 000
根据表中数据在图丙上描点，绘制U－m关系图线。
(4)完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F0，电压传感器示数为200 mV，则F0大小是_______________N(重力加速度取9.8 m/s2，保留3位有效数字)。
(5)若在步骤(4)中换用非理想毫伏表测量C、D间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F1，此时非理想毫伏表读数为200 mV，则F1_____(选填“>”“＝”或“<”)F0。
【答案】　(3)见解析图。
1.75×10－2
>
【解析】　(1)由题图乙知，欧姆表表盘示数为10 Ω，所选挡位为“×100”挡，则对应的读数是10 Ω×100＝1 000 Ω。
(3)根据表格中的数据，描点作图，图线为一条过原点的直线。
〔真题研究5〕
(2023·江苏高考卷)小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响。所用器材有：干电池(电动势约1.5 V，内阻不计)2节；两量程电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ；量程0～15 V，内阻约15 kΩ)1个；滑动变阻器(最大阻值50 Ω)1个；定值电阻(阻值50 Ω)21个；开关1个及导线若干。实验电路如图甲所示。
(1)电压表量程应选用____________(选填“0～3 V”或“0～15 V”)。
(2)图乙为该实验的实物电路(右侧未拍全)。先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置，然后用导线将电池盒上接线柱A与滑动变阻器的接线柱_____(选填“B”“C”或“D”)连接，再闭合开关，开始实验。
0～3 V
D
(3)将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变，依次测量电路中O与1,2，…，21之间的电压。某次测量时，电压表指针位置如图丙所示，其示数为___________V。根据测量数据作出电压U与被测电阻值R的关系图线，如图丁中实线所示。
1.50
(4)在图甲所示的电路中，若电源电动势为E，电压表视为理想电压表，滑动变阻器接入的阻值为R1，定值电阻的总阻值为R2，当被测电阻
为R时，其两端的电压U＝__________(用E、R1、R2、R表示)，据此作出
U－R理论图线如图丁中虚线所示。小明发现被测电阻较小或较大时，电压的实测值与理论值相差较小。
(5)分析可知，当R较小时，U的实测值与理论值相差较小，是因为电压表的分流小，电压表内阻对测量结果影响较小。小明认为，当R较大时，U的实测值与理论值相差较小，也是因为相同的原因。你是否同意他的观点？请简要说明理由。
_______________________
不同意。理由见解析。
【解析】　(1)两节干电池，电源电动势为3.0 V，因此电压表量程选择0～3 V。
(2)与滑动变阻器的接线柱D连接，开始时滑动变阻器接入电路的电阻最大，且滑动变阻器滑片向右滑动时，电阻减小，因此接线柱A与滑动变阻器的接线柱D连接。
(3)电压表的读数为1.50 V。
(5)不同意。当R较小时，电压表的内阻大，分流小；当R较大时，和电压表并联以外的电阻分压很小，电压表内阻是否理想对电压表读数的影响不大。

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