专题9 实验题（3大考点）（北京专用）-【好题汇编】2025年高考物理二模试题分类汇编

专题12 实验题 力学实验 一、多选题 1．（2025·北京朝阳·二模）如图所示，在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，先用两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环静止时，由两个测力计的示数得到拉力和的大小，此外还必须（　　） A．记录小圆环的位置 B．记录和的方向 C．测量两细线的夹角 D．测量橡皮条的伸长量 【答案】AB 【详解】探究两个互成角度的力的合成规律需要保证两个共点力的共同作用效果相同，所以需要记录小圆环的位置，还需要记录两个力的大小，以及两个力的方向，故AB选项符合题意。 故选AB。 2．（2025·北京昌平·二模）在“用单摆测量重力加速度”实验中，下列叙述正确的有（　　） A．摆线要选择长度在1m左右、伸缩性小的细线 B．摆球尽量选择质量大、体积小的金属球 C．为方便测量摆的周期，开始时拉开摆球，使摆角较大 D．从摆球到达最高点开始计时，测量周期的误差较小 【答案】AB 【详解】A．为减小实验误差，摆线要选择长度在1m左右、伸缩性小的细线，A正确； B．为减小空气阻力对实验的影响，摆球尽量选择质量大、体积小的，B正确； C．单摆的摆角小于5°时，视为简谐运动，实验时摆角不能太大，C错误； D．从摆球经过最低点开始计时，测量周期的误差较小，D错误。 故选AB。 3．（2025·北京丰台·二模）在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，下列操作有利于减小实验误差的是（　　） A．拉力和的夹角尽可能大一些 B．拉力和的夹角尽可能小一些 C．实验过程中，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应尽可能贴近木板，并与其平行 D．记录一个力的方向时，标记的两个点应尽可能远一些 【答案】CD 【详解】AB．用两弹簧秤沿不同方向同时拉两条细绳时，细绳间的夹角适当大一些可减小误差，但不是尽可能的大一些，故AB错误； C．为了减小误差，拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行，故C正确； D．拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向时两点要适当远些，故D正确。 故选CD。 二、实验题 4．（2025·北京朝阳·二模）用半径相等的两个小球验证动量守恒定律，装置如图所示。先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下： 步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置； 步骤2：把小球2放在斜槽末端边缘位置B点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置； 步骤3：用刻度尺分别测量三个落点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。 (1)对于上述实验操作，下列说法正确的是______； A．小球1每次必须从斜槽上相同的位置由静止滚下 B．斜槽轨道末端必须水平 C．斜槽轨道必须光滑 (2)上述实验还需要测量的物理量有______。 A．点A、B间的高度差 B．点B离地面的高度 C．小球1和2的质量 D．小球1和2的半径 【答案】(1)AB (2)C 【详解】（1）AC．为了保持每次碰撞前瞬间小球1的速度相同，小球1每次必须从斜槽上相同的位置由静止滚下，但斜槽轨道不需要光滑，故A正确，C错误； B．为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，斜槽轨道末端必须水平，故B正确。 故选AB。 （2）设小球1的质量为，小球2的质量为，碰撞前瞬间小球1的速度为，碰撞后瞬间小球1、2的速度分别为、，根据动量守恒可得 由于两小球在空中下落高度相同，所用时间相同，则有 则验证动量守恒的表达式为 可知还需要测量的物理量是小球1和2的质量。 故选C。 5．（2025·北京海淀·二模）某小组同学用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 (1)实验时甲同学进行了如下操作，其中操作不当的步骤是______（选填选项前的字母） A．对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验 B．将打点计时器接到直流电源上 C．将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔 D．先释放纸带，再接通打点计时器电源 (2)实验得到如图2所示的一条纸带（其中一段纸带图中未画出）。选取纸带上清晰的某点记为O，再选取三个连续打出的点A、B、C，测出它们到O点的距离分别为、、。已知打点计时器所用电源的频率为，重物质量，当地重力加速度。由此可计算出打点计时器打下B点时重物下落的瞬时速度 。从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量为 J。（结果保留两位有效数字） (3)乙同学的实验结果显示，重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，最可能的原因是______。（选填选项前的字母） A．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 B．将打下O点时重物的速度记为0 C．没有采用多次实验取平均值的方法 (4)丙同学设计了另一种“验证机械能守恒定律”的实验方案，如图3所示。他在一个较粗的矿泉水桶侧面开一个小孔，将一细管插入小孔处，水能够从细管中水平射出。该同学仅选用刻度尺作为测量工具，验证桶中液面下降过程中水的机械能守恒。写出需测量的物理量及其应满足的关系。（用所需测量的物理量表示） 【答案】(1)BD (2) 1.5 0.35 (3)B (4)见解析 【详解】（1）A．对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验，以减小阻力影响，选项A正确； B．将打点计时器接到交流电源上，选项B错误； C．将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔，选项C正确； D．先接通打点计时器电源，再释放纸带，选项D错误。 题目选择不当步骤，故选BD。 （2）[1][2]打点计时器打下B点时重物下落的瞬时速度 从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量为 （3）A．由于存在空气阻力和摩擦阻力的影响，会造成重物的重力势能减少量总是大于其动能增加量，选项A错误； B．若打下O点时的速度不为零，而将打下O点时重物的速度记为0，则会造成重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，选项B正确； C．采用多次实验取平均值的方法会产生偶然误差，不一定会重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，选项C错误。 故选B。 （4）选择质量m为研究对象，若机械能守恒则满足 其中h为瓶内水的液面到出口的高度；水射出后做平抛运动，则由x=v0t， 可得 则只需验证 需要测量的物理量：瓶内水的液面到出口的高度h；水射出后做平抛运动水平射程x和竖直高度y。 6．（2025·北京丰台·二模）某实验小组设计方案验证机械能守恒定律。 (1)如图1所示，利用打点计时器记录重物自由下落的运动过程。 a.下列实验操作和数据处理正确的是 。 A．实验中必须测量重物的质量 B．打开打点计时器前，应提住纸带上端使纸带竖直 C．实验中应先接通打点计时器的电源，再释放重物 D．测量纸带上某点的速度时，可由公式计算 b.图2为实验所得的一条纸带，在纸带上选取连续的、点迹清晰的3个点A、B、C，测出A、B、C与起始点O之间的距离分别为、、。已知打点计时器的打点周期为T，当地重力加速度为g。从打O点到打B点的过程中，若满足 则表明小球在上述运动过程中机械能守恒。 (2)某同学利用如图3所示的装置验证机械能守恒定律。将直径为d的小球通过细线系在固定点上，使小球可以在竖直平面内做圆周运动。调节小球的释放位置，记录小球释放时球心到光电门中光信号的竖直高度h，并将其无初速度释放。当小球经过光电门时，光电门可以记录小球遮挡光信号的时间t。改变小球的释放位置，重复上述步骤，得到多组竖直高度h和对应时间t的数据。 a.若小球向下摆动的过程中机械能守恒，则描绘以h为横坐标、以 为纵坐标的图像，在误差允许范围内可以得到一条倾斜的直线。该图线的斜率k= （用d、g表示）。 b.该同学利用上述方案验证机械能守恒定律时，得到图像的斜率总是略大于a问中的k。请分析说明其中的原因，并提出合理的解决办法 。 【答案】(1) BC (2) 小球通过光电门的过程中，若因细线形变等原因导致圆心划过轨迹的最低点略高于或低于光信号的高度，会使遮挡光信号的宽度小于实验过程中测量的小球直径d。由可知，斜率的测量值将总会略大于k的理论值。则可将小球换为质量分布均匀的金属小圆柱体，可避免遮挡光信号的宽度d′小于实验过程中测量的小球直径d带来的误差。 【详解】（1）[1]A．由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，所以不需要用天平测量重物的质量，故A错误； B．为了减小纸带与打点计时器的摩擦，打开打点计时器前，应提住纸带上端使纸带竖直，故B正确； C．为了充分利用纸带，实验中应先接通电源，后释放纸带，故C错误； D．不能利用公式来求解瞬时速度，因为这样直接认为加速度为重力加速度，失去了验证的意义，故D错误。 故选BC。 [2]打B点时的速度 打O点到打B点的过程中，增加的动能为 打O点到打B点的过程中，减少的重力势能为 若机械能守恒，则有 整理得 （2）[1][2]当小球经过光电门时速度大小 从释放到经过光电门过程，小球增加的动能为 减少的重力势能为 若机械能守恒，则有 整理得 可知图像为过原点的一条倾斜直线，故纵坐标为，可知图像斜率。 [3]小球通过光电门的过程中，若因细线形变等原因导致圆心划过轨迹的最低点略高于或低于光信号的高度，会使遮挡光信号的宽度小于实验过程中测量的小球直径d。由可知，斜率的测量值将总会略大于k的理论值。则可将小球换为质量分布均匀的金属小圆柱体，可避免遮挡光信号的宽度d′小于实验过程中测量的小球直径d带来的误差。 7．（2025·北京西城·二模）利用图1所示的装置验证机械能守恒定律。 (1)关于本实验的下列操作步骤，必要的是______。 A．用天平测量重物的质量 B．先接通电源后释放纸带 C．用秒表测量重物下落的时间 D．在纸带上用刻度尺测量重物下落的高度 (2)实验得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到重物下落的起始点O的距离分别为。已知当地重力加速度为g，计时器打点周期为T，设重物的质量为m，从O点到B点的过程中，重物重力势能的减少量为 ，动能的增加量为 。 (3)某同学用两个物体P、Q分别进行实验，多次记录下落的高度h和对应的速度大小v，作出图像如图3所示，实验操作规范。通过图像可以确定______。 A．Q受到的阻力大小恒定 B．P的质量小于Q的质量 C．选择P进行实验误差更小 (4)某同学利用图4所示的装置验证机械能守恒定律。实验时，将气垫导轨调至水平，在气垫导轨上安装一个光电门，滑块上固定一个遮光条，将滑块用细线绕过轻质定滑轮与托盘相连。测出遮光条的宽度为d，托盘和砝码的总质量为，滑块和遮光条的总质量为，滑块由静止释放，读取遮光条通过光电门的遮光时间。已知重力加速度为g。为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是 ，将该物理量用x表示。若符合机械能守恒定律，以上测得的物理量满足的关系式为 。 【答案】(1)BD (2) (3)AC (4) 遮光条初始位置到光电门的距离 【详解】（1）A．若机械能守恒定律，需要验证 整理可得 故不需要测量重物得质量，A错误； B．利用打点计时器打点时，要先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，B正确； C．打点计时器本身就可以记录打点的时间，故不需要停表记录时间，C错误； D．验证机械能守恒，需要知道重物下落的高度，通过再纸带上用刻度尺测量点迹之间的距离可以得到重物下落的高度，D正确。 故选BD。 （2）[1]由题可知，重力势能的减少量 [2]根据匀变速直线运动规律可得，打点计时器打出B点时重物的速度 重物动能的增加量 （3）设重物下落过程中受到的阻力为，根据动能定理可得 整理可得 故在图像中，其斜率为 A．由于Q的是一条通过原点的直线，即其斜率不变，故受到的阻力不变，A正确； BC．由图像可知P的斜率大于Q的斜率，即有 解得 故用P进行实验误差更小，B错误，C正确。 故选AC。 （4）[1]由于要计算重力势能的变化量，需要知道重物下落的高度，故需要测量遮光条释放的位置到光电门之间的距离； [2]要验证系统的机械能守恒，则需要验证 即 其中 整理可得 三、综合题 8．（2025·北京海淀·二模）(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将体积为的纯油酸加入酒精中，制成总体积为的油酸酒精溶液，测得1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积为S。已知1滴该油酸酒精溶液的体积为，则油酸分子的直径 。（用、、和S表示） (2)图1是探究加速度与力之间关系的实验装置示意图。两辆相同的小车放在木板上，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能沿木板匀速运动。用细线跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中放不同的重物，打开夹子，两辆小车同时从静止开始运动，一段时间后合上夹子，两辆小车同时停下来。测出两辆小车的位移大小分别为和，则两辆小车的加速度之比 。 (3)某同学利用如图2所示的电路进行实验，闭合开关后，发现灯泡不发光。为查找故障，用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。将红表笔与接线柱A接触并保持不动，当黑表笔分别接触B、C时，示数均为；当黑表笔分别接触D、E、F时，示数均为0。若电路中仅有一处故障，则故障为______。（选填选项前的字母） A．间断路 B．间断路 C．间断路 D．间断路 【答案】(1) (2) (3)B 【详解】（1）所制成的油酸酒精溶液油酸的浓度为，一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为，所以油酸分子的直径为。 （2）两辆小车都做初速度为零的匀加速直线运动，运动时间相等，根据，得 所以 即 （3）当黑表笔分别接触B、C时，示数均为，说明BC间是完好的，CD间、DE间、EF间、AF间有断路；当黑表笔分别接触D、E、F时，示数均为0，且电路中仅有一处故障，说明CD间断路。 故选B。 电学实验 一、单选题 1．（2025·北京海淀·二模）某小组尝试用不同方法测量一节干电池的电动势和内阻，他们设计了四种实验方案，分别用到如下器材组合，其中无法达成实验目的的是（　　） A．一个电流表和多个定值电阻 B．一个电压表和多个定值电阻 C．两个电流表和一个滑动变阻器 D．一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器 【答案】C 【详解】A．由知一个电流表和多个定值电阻可以测定干电池的电动势和内阻，A正确； B．由知一个电压表和多个定值电阻可以测定干电池的电动势和内阻，B正确； C．因不能读出滑动变阻器的阻值，故C错误。 D．一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器属于用伏安法测定干电池的电动势和内阻的实验器材，D正确。 本题选选无法达成实验目的的，故选C。 二、填空题 2．（2025·北京西城·二模）(1)为探究变压器原副线圈的电压与匝数的关系，除了可拆变压器外，还需要选用的器材有______。 A．低压交流电源 B．低压直流电源 C．交流电压表 D．直流电压表 (2)配制一定浓度的油酸酒精溶液，使纯油酸与油酸酒精溶液的体积比为。将一滴体积为V的油酸酒精溶液滴入水中，油膜充分散开后面积为S。则该油酸分子的直径为 。 (3)某同学利用铜片、锌片和苹果制作了水果电池，他使用如图1所示实验电路测量该电池的电动势和内阻。闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电流表的读数I，绘出图像如图2所示。则该电池的电动势 V，内阻 。（结果保留两位有效数字） 【答案】(1)AC (2) (3) 0.98 3.2 【详解】（1）探究变压器原副线圈电压与匝数之间的关系，原理是电磁感应现象，所以电压要使用交流电，所用的电压表也要是交流电压表，根据分析可知，AC选项符合题意。 （2）一滴油酸酒精溶液中油酸的体积是 油膜的面积是，所以油酸分子的直径 （3）[1]根据闭合回路欧姆定律可知 整理公式得 根据图像结合公式可知电动势即为图像纵轴的截距，所以 [2]结合上述可知内阻即为图像斜率的绝对值，所以 三、实验题 3．（2025·北京东城·二模）某同学在“练习使用多用电表”的实验中，正确测量了一个阻值大约是20Ω的电阻，如图1所示。 (1)该同学继续测量一个阻值大约是的电阻，用红、黑表笔接触这个电阻的两端之前，应进行哪些操作，请选出必要的操作并写出正确的顺序_____（选填选项前的字母）。 A．将红表笔和黑表笔短接 B．把选择开关旋转到“”位置 C．把选择开关旋转到“”位置 D．调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点 (2)在（1）中调节选择开关换挡后，将红、黑表笔短接，发现此时表头的指针指向图1中欧姆零点的右侧。为了解释该现象，此同学查阅欧姆表的内部电路原理图，如图2所示。请结合电路图，分析出现该现象的原因。 【答案】(1)CAD (2)见解析 【详解】（1）该同学测量大约是的电阻时用“”挡，若继续测量一个阻值大约是的电阻，这应该用“”挡，则应该换挡后调零再进行测量，则正确实验步骤是CAD。 （2）由图2可知，当由“”挡换做“”挡后所接的电阻由39Ω变为了430Ω，电阻变大，当两表笔短接时，电路的总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，则通过电流计所在支路的电流变大，即电流计中的电流变大，则指针右偏一些。 4．（2025·北京朝阳·二模）在“测量金属丝的电阻率”实验中： (1)下列说法正确的是______。 A．用刻度尺多次测量金属丝的全长，算出其平均值 B．用螺旋测微器在金属丝上某一位置测量得出其直径 C．实验中尽可能保持金属丝的温度不变 (2)若待测金属丝电阻较小，为使电阻的测量结果尽量准确，且金属丝两端的电压调节范围尽可能大，以下实验电路符合要求的是______。 A． B． C． D． (3)实验中调节滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，描绘出图像，图线的斜率为k，金属丝的有效长度为l，直径为D，则金属丝电阻率的表达式为 。 (4)某同学利用金属丝和内阻为的灵敏电流计G设计了一个多量程电流表。如图1所示，G两端并联长为L的金属丝，调节滑动变阻器使G满偏，毫安表示数为I，改变L，重复上述步骤，始终保证G满偏，获得多组I、L数据，作出图像如图2所示，均为已知量。 ①若想将灵敏电流计改装为量程为的电流表，则接入金属丝的长度为 ； ②若给定金属丝的横截面积为S，则可由题目中信息得到金属丝的电阻率为 。 【答案】(1)C (2)B (3) (4) 【详解】（1）A. 用刻度尺多次测量金属丝接入电路部分的全长，算出其平均值，故A错误； B. 用螺旋测微器在金属丝上至少三个部位测量直径，计算平均值，故B错误； C. 实验中尽可能保持金属丝的温度不变，以保证金属丝的电阻不变，故C正确。 故选C。 （2）待测金属丝电阻较小，可知电压表的分流很小，电流表应采用外接法；为使金属丝两端的电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法。 故选B。 （3）根据欧姆定律可得 根据电阻定律可得 联立可得金属丝电阻率的表达式为 （4）[1]由图可知当接入金属丝的长度为L1时，毫安表的示数为2I0，电流计此时满偏且为I0，流过金属丝的电流也为I0，根据欧姆定律可知，此时接入电路的金属丝的阻值与电流计的阻值相等且为，灵敏电流计改装为量程为的电流表，则电流计此时满偏为I0，通过金属丝的电流为2I0，根据欧姆定律可知金属丝接入电路的阻值将会减小一半，即金属丝接入电路的长度也会减小一半，即。 [2]由上分析可知金属丝接入电路的长度为时阻值为，根据欧姆定律，有 可得金属丝的电阻率为。 5．（2025·北京昌平·二模）某学习小组做“测量金属丝的电阻率”实验，实验器材如下： 学生电源（输出电压0~16V）； 滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A）； 电压表V（量程3V，内阻未知）； 电流表A（量程3A，内阻未知）； 待测金属丝R； 刻度尺，螺旋测微器，开关S，导线若干。 (1)使用螺旋测微器测量金属丝直径，某次测量结果如图1所示，其读数为 mm。 (2)如图2所示，把待测金属丝接入电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片调节到合适位置，将电压表右侧接线端K分别接到M、N端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显。则测量金属丝电阻时应将K接到 （选填“M”或“N”）端。 (3)正确连接电路，得到金属丝图像如图3所示。由图像可知金属丝的电阻 Ω（保留2位有效数字）。 (4)用刻度尺测得金属丝的长度为L，金属丝的直径和电阻分别用d和R表示，则该金属丝的电阻率 。 (5)该学习小组想利用导体电阻随温度改变的特性制做电阻温度计。选取甲、乙、丙三种不同材料的金属丝，研究他们的电阻率随温度变化的关系，测量不同温度下金属丝的电阻率，做出图像如图4所示。如果要求所制温度计刻度均匀、灵敏度高，最适合的材料是 （选填“甲”“乙”或“丙”），理由是 。 【答案】(1)2.450 (2)M (3)1.9 (4) (5) 甲 电阻率随温度呈线性变化且变化明显（斜率较大） 【详解】（1）螺旋测微器读数为 （2）由于电压表示数变化更明显，说明电流表分压较多，因此电流表应采用外接法，即测量铅笔芯电阻时应将K掷到M端； （3）根据图丙的图像，结合欧姆定律有 （4）根据电阻定律 又 联立可得 （5）[1]如果要求所制温度计刻度均匀、灵敏度高，最适合的材料是甲，因为甲材料电阻率随温度呈线性变化且变化明显。 6．（2025·北京丰台·二模）某同学根据闭合电路欧姆定律测量电池的电动势和内阻。 (1)由图1所示的电路图连接好实物装置后闭合开关，调节滑动变阻器，发现电压表读数与电流表读数始终为零。已知导线与接线柱均无故障，仅通过改变电压表接线位置检查故障。当电压表接在电源两端时，电压表示数接近1.5V，则电路故障可能为 ； (2)故障排除后测得电压与电流数据如图2所示，则电池的电动势E= V，内阻r= Ω。（结果保留小数点后两位） 【答案】(1)开关断路 (2) 1.48 0.64/0.65/0.66 【详解】（1）由图1所示的电路图连接好实物装置后闭合开关，调节滑动变阻器，发现电压表读数与电流表读数始终为零，可以判断电压表和电流表所在的支路均为断路。已知导线与接线柱均无故障，仅通过改变电压表接线位置检查故障。当电压表接在电源两端时，电压表示数接近1.5V，则电路故障可能为开关断路。 （2）[1][2]由闭合电路欧姆定律可得 图像截距表示电源的电动势为 图像的斜率表示电源的内阻为 光学实验 一、实验题 1．（2025·北京朝阳·二模）某小组同学利用“插针法”测定玻璃的折射率。在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线，与法线的交点分别为B点和D点，如图所示。用刻度尺测得AB的长度为，CD的长度为，则玻璃的折射率 。 【答案】 【详解】设光线在O点的入射角为，折射角为，所画圆的半径为，根据几何关系可得， 则玻璃的折射率为 联立可得 2．（2025·北京昌平·二模）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中 (1)相邻两条亮条纹间的距离需用测量头测出。某同学调整手轮，使分划板的中心刻线与亮条纹的中心对齐，某次实验手轮上的示数如图所示。已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个等分刻度，此时读数为 mm。 (2)已知双缝间距为d，双缝到光屏的距离为L。实验测得n条亮条纹的间距为a，则该光的波长 。 【答案】(1)15.02 (2) 【详解】（1）游标卡尺的读数为 （2）相邻条纹间距为 根据条纹间距公式 联立可得 二、解答题 3．（2025·北京东城·二模） (1)在“插针法测量玻璃砖的折射率”的实验中，作出的光路图及测出的相关角度如图1所示。此玻璃砖的折射率 （用图中的、表示）。 (2)在“利用双缝干涉测光的波长”的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离。用某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图2所示，分划板的“十”字在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为， ，如图3所示。则该单色光的波长 。 (3)探究光电效应规律的装置如图4所示，光电管阴极的材料是金属铷。用不同频率的光照射该光电管的阴极，测得铷的遏止电压与入射光频率的关系图像如图5所示，则普朗克常量 ，该金属的截止频率 。已知电子电荷量。（结果均保留两位有效数字） 【答案】(1) (2) 15.6 (3) 【详解】（1）根据折射率定义可知 （2）[1]图3可知游标卡尺为10分度，精度为0.1mm，故 [2]结合图2易得相邻两条纹间距 代入题中数据，解得 （3）[1]根据光电效应方程有 整理得 可知图像斜率 解得 [2]遏止电压为0时，可知，此时的入射光频率等于金属的截止频率，结合图2易得金属的截止频率 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题12 实验题 力学实验 一、多选题 1．（2025·北京朝阳·二模）如图所示，在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，先用两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环静止时，由两个测力计的示数得到拉力和的大小，此外还必须（　　） A．记录小圆环的位置 B．记录和的方向 C．测量两细线的夹角 D．测量橡皮条的伸长量 2．（2025·北京昌平·二模）在“用单摆测量重力加速度”实验中，下列叙述正确的有（　　） A．摆线要选择长度在1m左右、伸缩性小的细线 B．摆球尽量选择质量大、体积小的金属球 C．为方便测量摆的周期，开始时拉开摆球，使摆角较大 D．从摆球到达最高点开始计时，测量周期的误差较小 3．（2025·北京丰台·二模）在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，下列操作有利于减小实验误差的是（　　） A．拉力和的夹角尽可能大一些 B．拉力和的夹角尽可能小一些 C．实验过程中，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应尽可能贴近木板，并与其平行 D．记录一个力的方向时，标记的两个点应尽可能远一些 二、实验题 4．（2025·北京朝阳·二模）用半径相等的两个小球验证动量守恒定律，装置如图所示。先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下： 步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置； 步骤2：把小球2放在斜槽末端边缘位置B点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置； 步骤3：用刻度尺分别测量三个落点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。 (1)对于上述实验操作，下列说法正确的是______； A．小球1每次必须从斜槽上相同的位置由静止滚下 B．斜槽轨道末端必须水平 C．斜槽轨道必须光滑 (2)上述实验还需要测量的物理量有______。 A．点A、B间的高度差 B．点B离地面的高度 C．小球1和2的质量 D．小球1和2的半径 5．（2025·北京海淀·二模）某小组同学用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 (1)实验时甲同学进行了如下操作，其中操作不当的步骤是______（选填选项前的字母） A．对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验 B．将打点计时器接到直流电源上 C．将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔 D．先释放纸带，再接通打点计时器电源 (2)实验得到如图2所示的一条纸带（其中一段纸带图中未画出）。选取纸带上清晰的某点记为O，再选取三个连续打出的点A、B、C，测出它们到O点的距离分别为、、。已知打点计时器所用电源的频率为，重物质量，当地重力加速度。由此可计算出打点计时器打下B点时重物下落的瞬时速度 。从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量为 J。（结果保留两位有效数字） (3)乙同学的实验结果显示，重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，最可能的原因是______。（选填选项前的字母） A．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 B．将打下O点时重物的速度记为0 C．没有采用多次实验取平均值的方法 (4)丙同学设计了另一种“验证机械能守恒定律”的实验方案，如图3所示。他在一个较粗的矿泉水桶侧面开一个小孔，将一细管插入小孔处，水能够从细管中水平射出。该同学仅选用刻度尺作为测量工具，验证桶中液面下降过程中水的机械能守恒。写出需测量的物理量及其应满足的关系。（用所需测量的物理量表示） 6．（2025·北京丰台·二模）某实验小组设计方案验证机械能守恒定律。 (1)如图1所示，利用打点计时器记录重物自由下落的运动过程。 a.下列实验操作和数据处理正确的是 。 A．实验中必须测量重物的质量 B．打开打点计时器前，应提住纸带上端使纸带竖直 C．实验中应先接通打点计时器的电源，再释放重物 D．测量纸带上某点的速度时，可由公式计算 b.图2为实验所得的一条纸带，在纸带上选取连续的、点迹清晰的3个点A、B、C，测出A、B、C与起始点O之间的距离分别为、、。已知打点计时器的打点周期为T，当地重力加速度为g。从打O点到打B点的过程中，若满足 则表明小球在上述运动过程中机械能守恒。 (2)某同学利用如图3所示的装置验证机械能守恒定律。将直径为d的小球通过细线系在固定点上，使小球可以在竖直平面内做圆周运动。调节小球的释放位置，记录小球释放时球心到光电门中光信号的竖直高度h，并将其无初速度释放。当小球经过光电门时，光电门可以记录小球遮挡光信号的时间t。改变小球的释放位置，重复上述步骤，得到多组竖直高度h和对应时间t的数据。 a.若小球向下摆动的过程中机械能守恒，则描绘以h为横坐标、以 为纵坐标的图像，在误差允许范围内可以得到一条倾斜的直线。该图线的斜率k= （用d、g表示）。 b.该同学利用上述方案验证机械能守恒定律时，得到图像的斜率总是略大于a问中的k。请分析说明其中的原因，并提出合理的解决办法 。 7．（2025·北京西城·二模）利用图1所示的装置验证机械能守恒定律。 (1)关于本实验的下列操作步骤，必要的是______。 A．用天平测量重物的质量 B．先接通电源后释放纸带 C．用秒表测量重物下落的时间 D．在纸带上用刻度尺测量重物下落的高度 (2)实验得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到重物下落的起始点O的距离分别为。已知当地重力加速度为g，计时器打点周期为T，设重物的质量为m，从O点到B点的过程中，重物重力势能的减少量为 ，动能的增加量为 。 (3)某同学用两个物体P、Q分别进行实验，多次记录下落的高度h和对应的速度大小v，作出图像如图3所示，实验操作规范。通过图像可以确定______。 A．Q受到的阻力大小恒定 B．P的质量小于Q的质量 C．选择P进行实验误差更小 (4)某同学利用图4所示的装置验证机械能守恒定律。实验时，将气垫导轨调至水平，在气垫导轨上安装一个光电门，滑块上固定一个遮光条，将滑块用细线绕过轻质定滑轮与托盘相连。测出遮光条的宽度为d，托盘和砝码的总质量为，滑块和遮光条的总质量为，滑块由静止释放，读取遮光条通过光电门的遮光时间。已知重力加速度为g。为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是 ，将该物理量用x表示。若符合机械能守恒定律，以上测得的物理量满足的关系式为 。 三、综合题 8．（2025·北京海淀·二模）(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将体积为的纯油酸加入酒精中，制成总体积为的油酸酒精溶液，测得1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积为S。已知1滴该油酸酒精溶液的体积为，则油酸分子的直径 。（用、、和S表示） (2)图1是探究加速度与力之间关系的实验装置示意图。两辆相同的小车放在木板上，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能沿木板匀速运动。用细线跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中放不同的重物，打开夹子，两辆小车同时从静止开始运动，一段时间后合上夹子，两辆小车同时停下来。测出两辆小车的位移大小分别为和，则两辆小车的加速度之比 。 (3)某同学利用如图2所示的电路进行实验，闭合开关后，发现灯泡不发光。为查找故障，用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。将红表笔与接线柱A接触并保持不动，当黑表笔分别接触B、C时，示数均为；当黑表笔分别接触D、E、F时，示数均为0。若电路中仅有一处故障，则故障为______。（选填选项前的字母） A．间断路 B．间断路 C．间断路 D．间断路 电学实验 一、单选题 1．（2025·北京海淀·二模）某小组尝试用不同方法测量一节干电池的电动势和内阻，他们设计了四种实验方案，分别用到如下器材组合，其中无法达成实验目的的是（　　） A．一个电流表和多个定值电阻 B．一个电压表和多个定值电阻 C．两个电流表和一个滑动变阻器 D．一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器 二、填空题 2．（2025·北京西城·二模）(1)为探究变压器原副线圈的电压与匝数的关系，除了可拆变压器外，还需要选用的器材有______。 A．低压交流电源 B．低压直流电源 C．交流电压表 D．直流电压表 (2)配制一定浓度的油酸酒精溶液，使纯油酸与油酸酒精溶液的体积比为。将一滴体积为V的油酸酒精溶液滴入水中，油膜充分散开后面积为S。则该油酸分子的直径为 。 (3)某同学利用铜片、锌片和苹果制作了水果电池，他使用如图1所示实验电路测量该电池的电动势和内阻。闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电流表的读数I，绘出图像如图2所示。则该电池的电动势 V，内阻 。（结果保留两位有效数字） 三、实验题 3．（2025·北京东城·二模）某同学在“练习使用多用电表”的实验中，正确测量了一个阻值大约是20Ω的电阻，如图1所示。 (1)该同学继续测量一个阻值大约是的电阻，用红、黑表笔接触这个电阻的两端之前，应进行哪些操作，请选出必要的操作并写出正确的顺序_____（选填选项前的字母）。 A．将红表笔和黑表笔短接 B．把选择开关旋转到“”位置 C．把选择开关旋转到“”位置 D．调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点 (2)在（1）中调节选择开关换挡后，将红、黑表笔短接，发现此时表头的指针指向图1中欧姆零点的右侧。为了解释该现象，此同学查阅欧姆表的内部电路原理图，如图2所示。请结合电路图，分析出现该现象的原因。 4．（2025·北京朝阳·二模）在“测量金属丝的电阻率”实验中： (1)下列说法正确的是______。 A．用刻度尺多次测量金属丝的全长，算出其平均值 B．用螺旋测微器在金属丝上某一位置测量得出其直径 C．实验中尽可能保持金属丝的温度不变 (2)若待测金属丝电阻较小，为使电阻的测量结果尽量准确，且金属丝两端的电压调节范围尽可能大，以下实验电路符合要求的是______。 A． B． C． D． (3)实验中调节滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，描绘出图像，图线的斜率为k，金属丝的有效长度为l，直径为D，则金属丝电阻率的表达式为 。 (4)某同学利用金属丝和内阻为的灵敏电流计G设计了一个多量程电流表。如图1所示，G两端并联长为L的金属丝，调节滑动变阻器使G满偏，毫安表示数为I，改变L，重复上述步骤，始终保证G满偏，获得多组I、L数据，作出图像如图2所示，均为已知量。 ①若想将灵敏电流计改装为量程为的电流表，则接入金属丝的长度为 ； ②若给定金属丝的横截面积为S，则可由题目中信息得到金属丝的电阻率为 。 5．（2025·北京昌平·二模）某学习小组做“测量金属丝的电阻率”实验，实验器材如下： 学生电源（输出电压0~16V）； 滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A）； 电压表V（量程3V，内阻未知）； 电流表A（量程3A，内阻未知）； 待测金属丝R； 刻度尺，螺旋测微器，开关S，导线若干。 (1)使用螺旋测微器测量金属丝直径，某次测量结果如图1所示，其读数为 mm。 (2)如图2所示，把待测金属丝接入电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片调节到合适位置，将电压表右侧接线端K分别接到M、N端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显。则测量金属丝电阻时应将K接到 （选填“M”或“N”）端。 (3)正确连接电路，得到金属丝图像如图3所示。由图像可知金属丝的电阻 Ω（保留2位有效数字）。 (4)用刻度尺测得金属丝的长度为L，金属丝的直径和电阻分别用d和R表示，则该金属丝的电阻率 。 (5)该学习小组想利用导体电阻随温度改变的特性制做电阻温度计。选取甲、乙、丙三种不同材料的金属丝，研究他们的电阻率随温度变化的关系，测量不同温度下金属丝的电阻率，做出图像如图4所示。如果要求所制温度计刻度均匀、灵敏度高，最适合的材料是 （选填“甲”“乙”或“丙”），理由是 。 6．（2025·北京丰台·二模）某同学根据闭合电路欧姆定律测量电池的电动势和内阻。 (1)由图1所示的电路图连接好实物装置后闭合开关，调节滑动变阻器，发现电压表读数与电流表读数始终为零。已知导线与接线柱均无故障，仅通过改变电压表接线位置检查故障。当电压表接在电源两端时，电压表示数接近1.5V，则电路故障可能为 ； (2)故障排除后测得电压与电流数据如图2所示，则电池的电动势E= V，内阻r= Ω。（结果保留小数点后两位） 光学实验 一、实验题 1．（2025·北京朝阳·二模）某小组同学利用“插针法”测定玻璃的折射率。在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线，与法线的交点分别为B点和D点，如图所示。用刻度尺测得AB的长度为，CD的长度为，则玻璃的折射率 。 2．（2025·北京昌平·二模）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中 (1)相邻两条亮条纹间的距离需用测量头测出。某同学调整手轮，使分划板的中心刻线与亮条纹的中心对齐，某次实验手轮上的示数如图所示。已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个等分刻度，此时读数为 mm。 (2)已知双缝间距为d，双缝到光屏的距离为L。实验测得n条亮条纹的间距为a，则该光的波长 。 二、解答题 3．（2025·北京东城·二模） (1)在“插针法测量玻璃砖的折射率”的实验中，作出的光路图及测出的相关角度如图1所示。此玻璃砖的折射率 （用图中的、表示）。 (2)在“利用双缝干涉测光的波长”的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离。用某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图2所示，分划板的“十”字在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为， ，如图3所示。则该单色光的波长 。 (3)探究光电效应规律的装置如图4所示，光电管阴极的材料是金属铷。用不同频率的光照射该光电管的阴极，测得铷的遏止电压与入射光频率的关系图像如图5所示，则普朗克常量 ，该金属的截止频率 。已知电子电荷量。（结果均保留两位有效数字） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$