四川省阆中中学2026届高三物理复习专题七：专题练 实验及创新

**基本信息** 高中物理二轮实验专题训练，以科学探究为主线，融合模型建构与科学推理，系统覆盖力学与电学实验核心方法。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |力学实验|2题（动摩擦因数测量、动能定理验证）|图像法（F-1/Δt²关系）、游标卡尺读数、误差控制|基于运动和相互作用观念，通过动能定理构建力-运动-能量关系链| |电学实验|2题（灯泡电阻特性、电源参数测量）|伏安法变式、仪器改装（电压表扩程）、数据拟合|以电路模型为核心，整合欧姆定律与能量观念，培养科学论证能力|

专题练　实验及创新 1. 某研究小组为测量滑块和长木板之间的动摩擦因数，设计了如图甲所示的实验装置．长木板固定在水平桌面上，力传感器和光电门固定在竖直的支架上，轻绳悬挂的重物上固定一窄遮光条．实验时重物每次都从支架A处由静止释放，改变重物的质量，重复上述操作，记录多组遮光条通过光电门时的遮光时间Δt和力传感器示数F的数据．已知A、B之间的距离为L，重力加速度为g，不计轻绳、滑轮的质量及滑轮上的摩擦． 甲 (1) 实验时，下列操作中必要的是　 　. A. 用天平测出重物和遮光条的总质量为m B. 将长木板不带滑轮的一端垫高以补偿阻力 C. 调整滑轮的位置，使绳子处于水平状态 D. 为减小实验误差，实验中一定要保证重物及遮光条的总质量远小于滑块的质量 (2) 测量遮光条宽度时，游标卡尺的示数如图乙所示，则遮光条的宽度d＝　 　mm. (3) 某次实验时，光电门显示遮光时间为Δt＝0.024 s，则遮光条通过光电门时的速度v＝　 　.(结果保留两位有效数字) (4) 以F为纵坐标，为横坐标，作图如图丙所示，已知直线的斜率为k，截距为b，则滑块的质量 M＝　 　，滑块与长木板之间的动摩擦因数为μ＝　 　.(用b、d、k、g、L表示) 2. (2025·镇江质监)小明同学进行“灯泡电阻与通过电流的关系”的实验研究，设计的电路如图甲所示，实验器材选择如下： 灯泡L(3.2 V,0.24 A) 电源E(电动势4.0 V，内阻不计) 电流表A1(量程200 mA，内阻r1＝10.0 Ω) 电流表A2(量程500 mA，内阻r2＝1.0 Ω) 定值电阻R0(阻值R0＝10.0 Ω) 滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω) 开关S和若干导线． (1) 小明连接的电路如图乙所示，其中有一根导线连接错误，请在错误的连线上画“×”，并在图上作出正确的连接线． (2) 在开关闭合之前，滑动变阻器的滑片应调整到最　 　(填“左”或“右”)端． (3) 某次实验时，电流表A2的示数如图丙所示，其读数为　 　mA. (4) 在实验中，通过改变滑动变阻器的阻值，得到了多组数据，若A1表读数为I1，A2表读数为I2，则可求出灯丝阻值R＝　 .(用题中所给物理量的字母表示) (5) 小明用测量数据在灯泡电阻R与通过电流I的图像中描点，如图丁所示，小明猜想电阻与电流成线性关系，根据此猜想，由图像可知灯泡电压为0时灯泡的电阻为　 　Ω. 3. (2025·扬州高邮调研)某同学用如图甲所示的装置验证动能定理，用天平测出滑块(含遮光条)的质量M，钩码的质量m(m略小于M)，当地重力加速度为g. 甲 乙 (1) 用游标卡尺测量遮光条宽度如图乙所示，其宽度d＝　 　mm. (2) 实验前需调节气垫导轨螺钉使之水平，下列做法中正确的是　 　. A. 用刻度尺测量气垫导轨两端距桌面的高度，调节气垫导轨螺钉，使两高度相等 B. 接通气泵，待气流稳定后调节气垫导轨螺钉，使滑块能在短时间内保持静止 C. 接通气泵，挂上钩码，将滑块从气垫导轨上同一位置由静止释放，测出遮光条两次通过光电门的遮光时间t1、t2，调节气垫导轨螺钉，使t1＝t2 (3) 将滑块移到气垫导轨的右端，在绳上挂上钩码，用手　 　(填“托住钩码”或“挡住滑块”)，测出遮光条中心到光电门中心的距离x. (4) 将滑块由静止释放，记录遮光条通过光电门时的遮光时间t，则滑块(含遮光条)增加的动能 为　 　(用字母表示)． (5) 实验中多次改变滑块释放的位置，测得多组x和t的数据，作出的x－图像为一条倾斜直线；小明同学对滑块应用动能定理得mgx＝Mv2，又v＝，联立解得x＝·，所以小明认为图线斜率k的理论值为k＝.你是否同意他的观点？请简要说明理由：　 　. 4. (2025·南通四模)某同学用伏安法测电源的电动势和内阻，实验室提供的器材有： A. 待测电源E(电动势约为6 V，内阻约为2 Ω) B. 电压表V(量程为3 V，内阻未知) C. 电流表A(量程为3 A，内阻为0.2 Ω) D. 滑动变阻器R(0～10 Ω，3 A) E. 电阻箱R0(最大阻值9 999 Ω) F. 开关和导线若干 (1) 为了将电压表量程改装成6 V，需要先测量电压表的内阻，设计了如图甲所示电路，请根据图甲电路用笔画线代替导线将图乙的实物图连接完整． (2) 正确连接电路后，闭合开关S前，图乙中滑动变阻器的滑片应先移到最　 　(填“左”或“右”)端，电阻箱的阻值调为0，闭合开关S，调节滑动变阻器使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，当电阻箱阻值调节为如图丙所示时，电压表的示数U＝2.00 V，则电阻箱的阻值为　 　Ω，电压表内阻为　 　Ω. (3) 将电阻箱和电压表串联组装成量程为6 V的电压表，表盘刻度未改变，将组装后的电压表接入如图丁所示的电路，测量电源的电动势E和内阻r，调节滑动变阻器，读出电压表V示数U和电流表A示数I，作出U－I图像如图戊所示，则电源的电动势为　 　V，内阻为　 　Ω.(结果均保留三位有效数字) (4) 实验中，电动势的测量值　 　(填“偏大”或“偏小”)，理由是　 　. 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题练　实验及创新 1. 某研究小组为测量滑块和长木板之间的动摩擦因数，设计了如图甲所示的实验装置．长木板固定在水平桌面上，力传感器和光电门固定在竖直的支架上，轻绳悬挂的重物上固定一窄遮光条．实验时重物每次都从支架A处由静止释放，改变重物的质量，重复上述操作，记录多组遮光条通过光电门时的遮光时间Δt和力传感器示数F的数据．已知A、B之间的距离为L，重力加速度为g，不计轻绳、滑轮的质量及滑轮上的摩擦． 甲 (1) 实验时，下列操作中必要的是　C　. A. 用天平测出重物和遮光条的总质量为m B. 将长木板不带滑轮的一端垫高以补偿阻力 C. 调整滑轮的位置，使绳子处于水平状态 D. 为减小实验误差，实验中一定要保证重物及遮光条的总质量远小于滑块的质量 (2) 测量遮光条宽度时，游标卡尺的示数如图乙所示，则遮光条的宽度d＝　3.10　mm. (3) 某次实验时，光电门显示遮光时间为Δt＝0.024 s，则遮光条通过光电门时的速度v＝　0.13　.(结果保留两位有效数字) (4) 以F为纵坐标，为横坐标，作图如图丙所示，已知直线的斜率为k，截距为b，则滑块的质量 M＝　　，滑块与长木板之间的动摩擦因数为μ＝　　.(用b、d、k、g、L表示) 【解析】(1) 力传感器可直接测出滑块受到的绳子的拉力，不需要测量重物和遮光条的总质量m，故A错误；若补偿阻力，将无法测量滑块与长木板之间的动摩擦因数，故B错误；调整滑轮及力传感器的位置，使绳子处于水平状态，这样可以让绳子拉力和摩擦力处于同一条直线上，且滑块运动时拉力不变，便于测量，故C正确；通过力传感器可直接得出滑块受到的绳子的拉力，不需要保证重物质量远小于滑块及遮光片的总质量，故D错误． (2) 遮光条的宽度d＝3 mm＋2×0.05 mm＝3.10 mm. (3) 遮光条通过光电门时的速度v＝＝ m/s≈0.13 m/s. (4) 滑块的速度为v滑＝v＝，滑块的位移为x滑＝；对滑块，由动能定理得2F·－μMg·＝Mv，联立可得F＝·＋μMg；可知F－图像的斜率为k＝，截距b＝μMg，解得滑块的质量为M＝，滑块与长木板之间的动摩擦因数μ＝. 2. (2025·镇江质监)小明同学进行“灯泡电阻与通过电流的关系”的实验研究，设计的电路如图甲所示，实验器材选择如下： 灯泡L(3.2 V,0.24 A) 电源E(电动势4.0 V，内阻不计) 电流表A1(量程200 mA，内阻r1＝10.0 Ω) 电流表A2(量程500 mA，内阻r2＝1.0 Ω) 定值电阻R0(阻值R0＝10.0 Ω) 滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω) 开关S和若干导线． (1) 小明连接的电路如图乙所示，其中有一根导线连接错误，请在错误的连线上画“×”，并在图上作出正确的连接线． 答案：见解析 (2) 在开关闭合之前，滑动变阻器的滑片应调整到最　右　(填“左”或“右”)端． (3) 某次实验时，电流表A2的示数如图丙所示，其读数为　231～239皆可　mA. (4) 在实验中，通过改变滑动变阻器的阻值，得到了多组数据，若A1表读数为I1，A2表读数为I2，则可求出灯丝阻值R＝　　.(用题中所给物理量的字母表示) (5) 小明用测量数据在灯泡电阻R与通过电流I的图像中描点，如图丁所示，小明猜想电阻与电流成线性关系，根据此猜想，由图像可知灯泡电压为0时灯泡的电阻为　2.0　Ω. 【解析】(1) 从电路图中可以看出电流表A2测量并联电路的电流，不测干路中的电流，所以错误的连线及改正的电路如图所示 (2) 在开关闭合之前，滑动变阻器的滑片应调整到使电流表中电流最小，避免损坏电流表，所以滑动变阻器的滑片应调整到最右端． (3) 电流表A2的量程500 mA，从图中可读出电流表的读数为235 mA，由于最后一位是估读，所以读数在231～239 mA之间即可． (4) 根据电路图及欧姆定律，可得R＝. (5) 灯泡两端电压为0时，通过灯泡的电流也为0，从图中可以读出，电流为0时，电阻为2.0 Ω. 3. (2025·扬州高邮调研)某同学用如图甲所示的装置验证动能定理，用天平测出滑块(含遮光条)的质量M，钩码的质量m(m略小于M)，当地重力加速度为g. 甲 乙 (1) 用游标卡尺测量遮光条宽度如图乙所示，其宽度d＝　5.45　mm. (2) 实验前需调节气垫导轨螺钉使之水平，下列做法中正确的是　B　. A. 用刻度尺测量气垫导轨两端距桌面的高度，调节气垫导轨螺钉，使两高度相等 B. 接通气泵，待气流稳定后调节气垫导轨螺钉，使滑块能在短时间内保持静止 C. 接通气泵，挂上钩码，将滑块从气垫导轨上同一位置由静止释放，测出遮光条两次通过光电门的遮光时间t1、t2，调节气垫导轨螺钉，使t1＝t2 (3) 将滑块移到气垫导轨的右端，在绳上挂上钩码，用手　挡住滑块　(填“托住钩码”或“挡住滑块”)，测出遮光条中心到光电门中心的距离x. (4) 将滑块由静止释放，记录遮光条通过光电门时的遮光时间t，则滑块(含遮光条)增加的动能为　M2　(用字母表示)． (5) 实验中多次改变滑块释放的位置，测得多组x和t的数据，作出的x－图像为一条倾斜直线；小明同学对滑块应用动能定理得mgx＝Mv2，又v＝，联立解得x＝·，所以小明认为图线斜率k的理论值为k＝.你是否同意他的观点？请简要说明理由：　不同意，因为m略小于M，绳中张力不等于mg　. 【解析】(1) 由于游标尺是20分度，其精确度为0.05 mm，根据游标卡尺的读法，可知遮光条的宽度d＝5 mm＋9×0.05 mm＝5.45 mm. (2) 用刻度尺测量气垫导轨两端距桌面的高度，调节气垫导轨螺钉，即使两高度相等，也无法保证整个导轨处于水平状态，A错误；接通气泵，待气流稳定后调节气垫导轨螺钉，使滑块能在短时间内保持静止，说明滑块所受合外力为0，可以认为气垫导轨处于水平，B正确；通气泵，挂上钩码，将滑块从气垫导轨上同一位置由静止释放，测出遮光条两次通过光电门的遮光时间t1、t2，调节气垫导轨螺钉，使t1＝t2，这种方法不能判定导轨自身是否水平，C错误． (3) 用手挡住滑块既可使滑块处于稳定状态，又便于后续实验操作． (4) 由题可知，滑块通过光电门的速度v＝ 故滑块的动能增加了Ek＝Mv2＝M2. (5) 对钩码，由牛顿第二定律得mg－F＝ma 对滑块，由牛顿第二定律得F＝Ma 联立解得F＝ 对滑块应用动能定理Fx＝Mv2 解得k＝. 4. (2025·南通四模)某同学用伏安法测电源的电动势和内阻，实验室提供的器材有： A. 待测电源E(电动势约为6 V，内阻约为2 Ω) B. 电压表V(量程为3 V，内阻未知) C. 电流表A(量程为3 A，内阻为0.2 Ω) D. 滑动变阻器R(0～10 Ω，3 A) E. 电阻箱R0(最大阻值9 999 Ω) F. 开关和导线若干 (1) 为了将电压表量程改装成6 V，需要先测量电压表的内阻，设计了如图甲所示电路，请根据图甲电路用笔画线代替导线将图乙的实物图连接完整． 答案：见解析 (2) 正确连接电路后，闭合开关S前，图乙中滑动变阻器的滑片应先移到最　左　(填“左”或“右”)端，电阻箱的阻值调为0，闭合开关S，调节滑动变阻器使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，当电阻箱阻值调节为如图丙所示时，电压表的示数U＝2.00 V，则电阻箱的阻值为　1 500　Ω，电压表内阻为　3 000　Ω. (3) 将电阻箱和电压表串联组装成量程为6 V的电压表，表盘刻度未改变，将组装后的电压表接入如图丁所示的电路，测量电源的电动势E和内阻r，调节滑动变阻器，读出电压表V示数U和电流表A示数I，作出U－I图像如图戊所示，则电源的电动势为　5.90　V，内阻为　1.95　Ω.(结果均保留三位有效数字) (4) 实验中，电动势的测量值　偏小　(填“偏大”或“偏小”)，理由是　因实验中测得电压表内阻偏大，在改装电压表时串联的电阻偏大，电压表实际量程大于6 V，示数小于真实值．　. 【解析】(1) 连线如图所示 (2) 为保护电路，电压表示数从零开始调大，闭合开关S前，图乙中滑动变阻器的滑片应先移到最左端；如图丙所示，电阻箱的阻值为1 500 Ω；电压表分的电压是电阻箱两倍，电压表内阻是电阻箱两倍，为3 000 Ω. (3) 根据闭合电路欧姆定律2U＝E－I(r＋rA)，则U＝－I，结合U－I图像可知，电源的电动势E＝2.95×2 V＝5.90 V，由＝，解得电源的内阻r＝1.95 Ω. (4) 电动势的测量值偏小；因实验中测得电压表内阻偏大，在改装电压表时串联的电阻偏大，电压表实际量程大于6 V，示数小于真实值． 学科网（北京）股份有限公司 $