专题08 物理实验(力学、电学、热学)(3年汇编)(广西专用)2024-2026年高考物理真题分类汇编
2026-08-24
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摘要:
**基本信息**
聚焦高中物理力学、电学、热学实验,汇编2024-2026年广西真题及模拟题,强化实验操作、数据处理与误差分析能力。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----|----|
|实验题|24题|力学(单摆测g、探究a与F/m关系等)、电学(欧姆表改装、电源电动势内阻测量等)、热学(等温气体规律探究)|贴合高考趋势,力学注重仪器读数(游标卡尺)和图像分析,电学突出仪器改装与误差定性分析,热学关注系统误差(如手温影响)和文字表述|
内容正文:
专题08 物理实验(力学、电学、热学)
3年真题1年模拟
考点分类
三年考情(2024-2026)
命题规律
考点01 力学实验
2024・广西・T11
2025・广西・T12
情境:单摆测g;探究a与F、m关系。
考点:游标卡尺读数,平衡阻力,控制变量,振动方程。
趋势:必考一道力学实验;仪器读数、操作步骤、图像分析为得分重点;注重真实实验操作细节;会结合公式推导写出表达式。
考点02 电学实验
2024・广西・T12
2025・广西・T11
2026・广西・T11
情境:欧姆表改装;电压表测电源电动势内阻。
考点:仪器操作、闭合电路欧姆定律。
趋势:电学实验变化多,仪器改装是新高考热点;不局限伏安法;重视实验步骤描述、误差定性分析;计算保留有效数字。
考点02 热学实验
2026・广西・T12
情境:注射器+压强传感器探究等温气体规律。
考点:实验操作、图像误差来源。
趋势:热学实验已经进入高考实验大题;侧重图像的异常情况分析;找遗漏的体积、温度变化带来的系统误差;语言文字表述类填空多。
考点01 力学实验
1.(2024广西T11) 单摆可作为研究简谐运动的理想模型。
(1)制作单摆时,在图甲、图乙两种单摆的悬挂方式中,选择图甲方式的目的是要保持摆动中_____不变;
(2)用游标卡尺测量摆球直径,测得读数如图丙,则摆球直径_____;
(3)若将一个周期为T的单摆,从平衡位置拉开的角度释放,忽略空气阻力,摆球的振动可看为简谐运动。当地重力加速度为g,以释放时刻作为计时起点,则摆球偏离平衡位置的位移x与时间t的关系为_____。
【答案】:(1)摆长;(2)1.16;(3)。
【详解】解:(1)根据实验原理,单摆在摆动过程中,应保持单摆的摆长不变,图甲摆线的悬点固定,图乙中摆线的悬点不固定,因此为了保持摆动中摆长不变,应该选择图甲的方式;
(2)10分度游标卡尺的精确度为0.1mm,摆球直径d=11mm+6×0.1mm=11.6mm=1.16cm;
(3)根据单摆周期公式 , 单摆的摆长
根据数学知识,单摆的振幅
将次单摆从最大位移处释放,单摆的振动方程为
2.(2025广西T12) 在用如图甲装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验中:
(1)探究小车加速度与小车所受拉力的关系时,需保持小车(含加速度传感器,下同)质量不变,这种实验方法是____。
(2)实验时,调节定滑轮高度,使连接小车的细绳与轨道平面保持_____。
(3)由该装置分别探究M、N两车加速度a和所受拉力F的关系,获得图像如图乙,通过图乙分析实验是否需要补偿阻力(即平衡阻力)。如果需要,说明如何操作;如果不需要,说明理由。
(4)悬挂重物让M、N两车从静止释放经过相同位移的时间比为n,两车均未到达轨道末端,则两车加速度之比_____。
【答案】(1)控制变量法
(2)平行 (3)需要;撤出细绳连接的力传感器和重物,将木板左端用垫块垫起适当高度,使小车能沿木板匀速下滑。
(4)
【详解】(1)在探究小车加速度与小车所受拉力的关系时,需保持小车(含加速度传感器)质量不变,这种实验方法是控制变量法。
(2)实验时,为使小车受到的合外力等于细绳的拉力,要调节定滑轮高度,使连接小车的细绳与轨道平面保持平行,保证细绳对小车的拉力方向与小车运动方向一致,减小实验误差。
(3)由图乙可知,当拉力F为某一值时才产生加速度,说明小车受到摩擦力,需要补偿阻力。补偿方法:撤出细绳连接的力传感器和重物,将木板左端用垫块垫起适当高度,使小车能沿木板匀速下滑。
(4)两车均从静止释放,都做初速度为零的匀加速直线运动,根据匀变速直线运动的位移公式
可知
因为
联立解得
考点02 电学实验
1.(2024广西T12)某同学为探究电容器充、放电过程,设计了图甲实验电路。器材如下:电容器,电源E(电动势6V,内阻不计),电阻R1 = 400.0Ω,电阻R2 = 200.0Ω,电流传感器,开关S1、S2,导线若干。实验步骤如下:
(1)断开S1、S2,将电流传感器正极与a节点相连,其数据采样频率为5000Hz,则采样周期为_____s;
(2)闭合S1,电容器开始充电,直至充电结束,得到充电过程的I—t曲线如图乙,由图乙可知开关S1闭合瞬间流经电阻R1的电流为_____mA(结果保留3位有效数字);
(3)保持S1闭合,再闭合S2,电容器开始放电,直至放电结束,则放电结束后电容器两极板间电压为_____V;
(4)实验得到放电过程的I—t曲线如图丙,I—t曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0188C,则电容器的电容C为_____μF。图丙中I—t曲线与横坐标、直线t = 1s所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0038C,则t = 1s时电容器两极板间电压为_____V(结果保留2位有效数字)。
【答案】:(1);(2)15.0;(3)2,0;(4)①4.7×103;②2.8
【详解】解:(1)根据周期和频率的关系,采样周期
(2)由图乙可知,开关闭合瞬间,流过电阻R1的电流为15.0mA;
(3)放电结束后,电容器两极板之间的电压等于电阻R2两端的电压;
根据闭合电路的欧姆定律
电容器两极板之间的电压UC=UR2=IR2=0.01×200.0V=2.0V
(4)充电结束后,电容器两极板之间的电压UC′=E=6V
根据电容器的定义式
I﹣t图像的“面积”表示电荷量,由题意可知0~1s内电容器释放的电荷量Δq=0.0188C﹣0.0038C=0.015C
设1s时,电容器两极板之间的电压为UC″
根据电容器的定义式,得
代入数据解得1s时电容器两极板之间的电压UC″=2.8V
2.(2025广西T11) 某小组将电流表改装成欧姆表,所用器材有电源(电动势,内阻不计),电流表(满偏电流,内阻),电阻,滑动变阻器,导线若干,电路如图。
(1)欧姆调零时,应先将A、B______,再调节滑动变阻器,使电流表示数为______,此时滑动变阻器的阻值为______。
(2)调零后,在A、B间接入电阻,当电流表示数为时,为______。
【答案】(1) ①. 短接 ②. ③. 14.4 ;(2)10
【详解】(1)①欧姆表在使用前需要调零,这个过程需要将红黑表笔短接,即图中的A、B点短接;
②欧姆表短接调零需要将指针调到电流表G满偏的状态,即让G表示数为;
③因为电源内阻不计,调零过程中根据闭合电路欧姆定律可知
解得
(2)当欧姆表的示数是60μA时,根据,
代入数据可得
3.(2026广西T11)用如图甲所示的电路测量电源电动势和内阻,定值电阻阻值为,电压表可视为理想电表。操作步骤:1.只闭合时,电压表读数为1.44V;2.再闭合,电压表读数如图乙所示。
(1)电路电源电动势__________;
(2)图乙中电压表读数为__________;
(3)电源内阻__________(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)1.44;(2)1.20;(3)2.0。
【详解】解:(1)只闭合S1,理想电压表所在支路相当于断路,电压表示数为电源电动势,则电源电动势E=1.44V
(2)由题图乙可知,电压表的分度值为0.1V,电压表读数为1.20V。
(3)S1、S2均闭合时,由闭合电路欧姆定律得
代入数据解得r=2.0Ω
考点03 热学实验
1.(2026广西T12)小明在实验室,用注射器通过塑料管连接一个压强传感器,做“探究等温条件下,一定质量气体压强与体积的关系”的实验,实验通过压缩注射器内的气体,并记录对应的压强,把实验数据绘制成图像。
(1)缓慢推动活塞的目的是,保证气体的__________不变;
(2)注射器的刻度,测量的是气体的__________;
(3)此次实验有一处明显错误,小明手握注射器时(手的温度大于环境温度),测量的压强比理论压强要__________;
(4)将实验数据整理成图像,图像不经过原点的原因:______________________________,改进措施:______________________________。
【答案】(1)温度;(2)体积;(3)大;
(4)忽略了注射器与传感器连接的塑料管中残留气体的体积;减小塑料管的长度、提前测定残留体积并修正测量数据、改用内径更小的塑料管等。
【详解】解:(1)缓慢推动活塞,注射器内的气体有充足时间和外界发生热交换,保持气体的温度不变;
(2)注射器上的刻度标注的是内部空腔的容积,当封闭一定量气体在注射器内时,注射器对应的刻度就是封闭气体的体积;
(3)小明手握注射器时,人体温度高于环境温度,热量传递给封闭气体,气体的温度升高,由理想气体状态方程可知,封闭气体的体积V不变,热力学温度T升高,则测量的气体压强p大于理论压强;
(4)由图像可知,气体体积为0时,压强不为无穷大,说明注射器和传感器间有部分气体体积未被测量,即忽略了注射器与传感器连接的塑料管中残留气体的体积;改进措施是减小塑料管的长度、提前测定残留体积并修正测量数据、改用内径更小的塑料管等。
考点01 力学实验
1.【2026南宁三中收网题T11】某小组用智能手机测重力加速度的大小。如图所示,先将手机固定在支架上,正对竖直放置的毫米刻度尺,再调节手机至慢动作模式,并将帧率设置为120fps(即1s拍摄120张照片)。开启手机录制视频,让小钢球从刻度尺上方静止释放,最后导出照片。实验中每间隔1帧选取1张照片,记录小钢球球心对应的刻度尺读数如下表。
照片编号
1
2
3
4
5
6
7
小钢球球心位置(单位:cm)
5.23
7.41
9.82
12.50
15.43
18.66
22.14
(1)选取后的连续两张照片拍摄的时间间隔________s(结果用分式表示);
(2)拍摄第4张照片时,小钢球下落的速度大小________m/s(结果保留3位有效数字);
(3)分析表中数据,测得的重力加速度大小________(结果保留3位有效数字)。
【答案】(1) ;(2)1.68 ; (3)9.48
【详解】(1)因为实验中每间隔1帧选取1张照片,故
(2)拍摄第4张照片时,小钢球下落的速度大小
(3)
由逐差法得
2.【2026南宁二模T12】某实验小组利用图甲所示装置验证动量守恒定律。先将斜槽固定在贴有复写纸和白纸的挡板边缘,调节挡板为竖直状态;然后从斜槽上某一位置释放匀质小球A,撞到挡板上的白纸留下压痕P;将挡板向右水平平移适当距离,让小球A从同一位置由静止释放,落到挡板上的白纸留下压痕;保持挡板位置不变,将半径相同的小球B放在斜槽轨道末端,让小球A从同一位置由静止释放,与小球B碰撞后先后撞在挡板上的白纸留下压痕,如图乙所示。重力加速度大小为g。
(1)关于本实验,下列说法正确的有______。
A. 选择体积大、密度小的小球
B. 斜槽必须光滑
C. 小球A质量应大于小球B质量
(2)测量数据时,可将抛出点O定为坐标原点,建立直角坐标系。点O应为如图丙______位置(选填“a”“b”或“c”)。
(3)若通过改变挡板向右平移距离x,让小球A从同一位置由静止释放,测出挡板上的压痕与P点距离h;重复多次实验,作出图线,求得图线斜率为k,则可求出其平抛运动的初速度______(用斜率k和重力加速度g表示)。
(4)测量小球A和小球B的质量为、,各压痕中心点与P点的距离、、分别为、、。当满足关系式______时,则可验证两球碰撞过程中动量守恒(要求用本小问测出物理量的字母表示)。
【答案】(1)C ;(2)a ;(3) ;(4)
【详解】(1)A.为减小空气阻力影响,应选择体积小、密度大的小球,故A错误;
B.为了保持每次碰撞前小球A的速度相同,小球A每次必须从斜槽上同一高度由静止释放,但斜槽不需要光滑,故B错误;
C.为了保证碰撞后入射小球A不反弹,必须保证小球A的质量大于小球B的质量,故C正确。
故选 C。
(2)测量数据时为避免小球半径的影响,抛出点O应位于抛出时小球质心处,应为如图丙a位置
(3)小球A离开轨道后做平抛运动,设从抛出到撞击到挡板时间为
则小球A在水平和竖直运动距离分别为,
联立可得
则图线斜率
可得
(4)根据平抛运动规律,
可得初速为
若两球碰撞过程中动量守恒,则有
代入数据化简可得
3.【2026南宁一模T11】为验证机械能守恒定律,某物理兴趣小组利用气垫导轨、光电门、滑块、遮光片等组装成具有一定倾角的导轨装置,如图甲所示。测得滑块(含遮光片)的质量,当地重力加速度大小。
(1)用游标卡尺测得遮光片的宽度如图乙所示,则宽度___________mm。
(2)安装实验器材后,测量导轨倾角,计算得,某次实验中滑块从导轨顶端由静止开始释放,测得滑块静止时遮光片到光电门的距离,遮光片通过光电门的时间。在此过程中,滑块动能的增加量___________J,重力势能的减小量___________。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)9.9 (2) ①. 0.49 ②. 0.50
【详解】(1)由图可知
(2) 依题意,滑块通过光电门的速度为,则滑块动能的增加量
解得
滑块重力势能的减小量
4.【2026南宁4月调研T11】某实验小组用如图甲所示的装置测量弹簧的劲度系数,在气垫导轨上固定好轻质弹簧和光电门、将光电门与数字计时器连接(图中未画出),已知弹簧的弹性势能公式为(为弹簧的劲度系数,为弹簧的形变量)。操作步骤如下:
(1)调节气垫导轨水平。
(2)将光电门固定在弹簧的右侧,实验小组用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度,读数如图乙所示,_____。
(3)接通电源,用手向左侧推动滑块,将弹簧压缩到某一长度(弹簧处于弹性限度内),测出弹簧压缩量。
(4)将滑块由静止释放,读出滑块经过光电门时遮光条的挡光时间,此时滑块的速度_____(用字母、表示)。
(5)重复步骤(4)测出多组及对应的。
(6)画出图像并获得图线的斜率为,再测出滑块质量,则弹簧劲度系数_____(用字母、、表示)。
【答案】 ①. 7.25 ②. ③.
【详解】(2)①20分度游标卡尺的精确值为,由图乙可知
(4)②将滑块由静止释放,读出滑块经过光电门时遮光条的挡光时间,则此时滑块的速度
(6)③在滑块运动过程中,根据系统机械能守恒可得
整理可得
可知图像的斜率为
解得弹簧劲度系数为
5.【2026贵港自主检测T11】某实验小组在老师的指导下利用如图甲所示的DIS实验装置对验证机械能守恒定律实验进行改进。如图乙所示,主要由光电门与轻质摆杆组成摆锤绕O点转动,实验时,质量为m的光电门从M点由静止下摆,依次经过6个宽度为d的遮光片,光电门摆至左边海绵止动阀处被卡住不再回摆,忽略光电门的大小对实验的影响,已知摆长为L,当摆杆与竖直方向的夹角为θ(θ小于90°)时,光电门经过遮光片的时间为Δt,则光电门的速度v=______,以圆弧最低点N所在平面为参考面,则光电门的重力势能______;光电门经过圆弧最低点N遮光片的时间为,则当表达式______成立时,机械能守恒定律得到验证。(选用字母m、L、θ、d、Δt、、g表示)
【答案】 ①. ②. ③.
【详解】①遮光片宽度较小,平均速度近似瞬时速度,所以光电门通过遮光片的速度为
②根据题意可知,以圆弧最低点所在平面为参考面,当摆杆与竖直方向的夹角为(小于90°)时,光电门的重力势能为
③当摆杆与竖直方向的夹角为时,光电门的动能为
光电门通过圆弧最低点遮光片的速度为
此时光电门的动能为
机械能守恒定律表达式为
化简得
6.【2026柳州适应性考试T11】某小组利用如图甲所示的实验装置,测量当地的重力加速度。长度为L的细线将一金属小球悬挂于O点,悬点O处有一个拉力传感器,能测出细线的拉力大小。将小球由平衡位置拉开一个较小角度,然后由静止释放小球,根据拉力传感器的数据描绘出细线拉力F随时间t变化的图像,如图乙所示。
(1)根据图乙可知,单摆的周期T=_____s;
(2)改变摆线的长度,测出多组细线的长度L和对应的振动周期T,作出图像如图丙所示,已知=3.14,由图丙可知,当地的重力加速度大小g___________m/s2(结果保留3位有效数字)。
(3)若给金属小球带正电,在O点处也放置一带正电的小球,使二者间有库仑力作用,再次完成该实验,则单摆周期相比之前________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)2 ;(2)9.86 ;(3)不变
【详解】(1)根据单摆的运动规律,可知拉力F相邻两次出现最大值的时间间隔为半个周期,结合图乙可知单摆的周期为
(2)设小球半径为r,则有
整理得
结合图丙,可知图像斜率为
解得
(3)O点正电荷对金属小球的库仑力是径向力(沿绳子方向)。单摆的回复力由重力沿切线方向的分力提供。库仑力始终沿半径方向,不产生回复力的切向分量,也不改变重力的切向效应。因此单摆的回复力特性不变,周期不变。
7.【2026玉林5月诊断T11】利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置如图1所示。主要实验步骤如下:
①把气垫导轨放在水平桌面上,气泵正常工作,插有挡光条的滑块放在导轨上,调节气垫导轨下方的螺母,使滑块能够静止悬浮于导轨上任意位置。
②用游标卡尺测出挡光条的宽度d,如图2所示。
③挂上托盘和砝码,调节左端滑轮高度,使细线平行于导轨,将滑块移至图示位置,测出挡光条到光电门的距离l。
④释放滑块,读出挡光条通过光电门的挡光时间t。
⑤用天平称出托盘和砝码的总质量m,滑块和挡光条的总质量M,当地的重力加速度为g。
回答下列问题:
(1)步骤①的操作目的是:________。
(2)步骤②游标卡尺的读数d=________mm。
(3)滑块从静止释放到运动到光电门的过程中,系统的重力势能减少了________,系统的动能增加了________。(用题中已知量和测量量符号表示)
【答案】(1)调节气垫导轨水平
(2)3.75 (3) ①. ②.
【详解】(1)步骤①的操作目的是:调节气垫导轨水平。
(2)20分度游标卡尺的精确值为,由图可知读数为
(3)①滑块从静止释放到运动到光电门的过程中,系统的重力势能减少了
②滑块经过光电门时的速度为
则系统的动能增加了
8.【2026桂林一模T11】用图示装置验证机械能守恒定律。实验前调整光电门位置使直径为d的小球下落过程中球心通过光电门中的激光束。实验中通过断开电磁铁开关使小球从A点下落,经过B点处的光电门,记录挡光时间,测出小球在AB间下落的距离h。竖直移动光电门,改变光电门的高度,重复上述步骤,测得多组h及相应的,已知当地重力加速度为g。
(1)小球通过光电门速度的表达式为______。
(2)根据测量数据可描绘______(选填“”、“”、“”、“”)图像来验证机械能是否守恒。若图像是过原点的倾斜直线,且直线斜率______,可验证下落物体的机械能守恒。
(3)不更换小球,请你提出一种减小实验误差的方法:______。
【答案】 ①. ②. ③. ④. 增加A、B间的距离h
【详解】(1)[1]小球通过光电门速度的表达式为
(2)[2]根据机械能守恒定律
即
[3]可描绘图像来验证机械能是否守恒,若图像是过原点的直线,当斜率k近似等于,就验证了自由落体运动中的物体机械能守恒。
(3)[4]依据实验原理,若不更换小球(若换密度更大的小球,可减小空气阻力影响),则减小实验误差的方法还有:增加A、B间的距离h。增大h可以得到更多的测量数据,描绘的图像更能准确反映真实情况,有效减小误差。
9.【2026桂林二模T12】某中学物理实验兴趣小组设计了一个用最简单的实验器材(一个轻弹簧与一把刻度尺)测量滑块与水平桌面间的动摩擦因数的实验,具体操作步骤如下:
(1)选择一根带有箭头的轻弹簧P,上端固定,下端箭头正好与固定的刻度尺零刻度线对齐(如图甲所示);
(2)当弹簧下端悬挂一托盘时,如图乙所示,托盘静止后读出弹簧下端箭头对应刻度数为;
(3)将滑块Q放入托盘,如图丙所示,托盘静止后读出弹簧下端箭头对应的刻度数;
(4)将轻弹簧P取下放在水平桌面上,不带箭头端固定在桌面上的某固定挡板上(如图丁所示),把刻度尺固定在弹簧P旁边,弹簧自然伸长,箭头正对刻度尺某刻度并记录为;
(5)让滑块Q紧靠轻弹簧P右端(不相连),向左轻推滑块Q至M点,记录此时轻弹簧箭头正对刻度尺的刻度数,则弹簧压缩量为________;
(6)由静止释放滑块Q,最后滑块停在N点,记录滑块最左端对应的刻度,则释放弹簧后,滑块的位移为________;
(7)多次重复实验步骤(5)和(6),得到多组和,画出的图像,计算出图线斜率为,已知弹簧弹性势能表达式为,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量;最终可得滑块与水平桌面的动摩擦因数为________(用、、表示);
(8)因实验过程没有考虑弹簧的质量,动摩擦因数的测量值________真实值。(选填“大于”或“小于”或“等于”)
【答案】 ①. ②. ③. ④. 大于
【详解】①弹簧自然伸长时箭头刻度为,压缩后箭头刻度为,压缩量为原长位置减去压缩后位置,即
②滑块初始最左端对应刻度,停止后最左端对应刻度,向右运动的位移为末位置减初,即
③由胡克定律,挂托盘时
挂托盘+滑块时
两式相减得滑块重力
释放弹簧后,弹性势能全部克服摩擦力做功,由能量守恒
整理得,因此图线斜率
解得动摩擦因数
④弹簧本身有质量,释放后弹簧运动过程中自身也会克服桌面摩擦力消耗能量。相同下,滑块停止位移比无弹簧质量时更小,测得的斜率偏大,因此动摩擦因数测量值大于真实值。
考点02 电学实验
10.【2026南宁三中收网题T12】某同学用图甲所示电路进行太阳能电池模拟供电实验。其中元件D是伏安特性曲线如乙图的纯电阻,恒流源E工作时可提供沿箭头方向的恒定电流,R是电阻箱。E提供的电流中部分向右流过元件D,其余流过电阻箱R。虚线框中的组合可以模拟光照恒定情况下太阳能电池的供电特性。
(1)由图乙可知,元件D的电阻随两端电压的增加而变________(填“大”或“小”)。
(2)当流过元件D的电流为10mA时,电阻箱R两端的电压为________V(保留一位小数),电阻箱接入电路的阻值为________(保留整数)。
(3)增大电阻箱接入电路的阻值,流过元件D的电流将变________(填“大”或“小”)。
(4)如丙图,设置电阻箱接入电路的电阻为180,并在电阻箱两端并联一个和元件D完全一样的,元件,用来模拟太阳能电池给非线性纯电阻供电,此时电阻箱R和元件消耗的总功率为________mW(保留整数)。
【答案】(1)小 (2) ①. 4.2 ②. 210 ;(3)大 ; (4)90
【详解】(1)根据,可知图像的斜率表示电阻的倒数,由图乙可知电压增加,斜率变大,电阻变小。
(2)当D中电流为10mA时,由图乙知其两端电压为4.2V,电阻箱两端电压也为4.2V,流过电阻箱的电流为20mA,阻值为
(3)若D元件电流变小,则电阻箱电流变大,电压变小,与电阻箱阻值变大矛盾,故D元件电流变大。
(4)D和D1的电压相同,均设为U,它们的电流也相同,均设为I,于是电阻箱R的电压和电流分别为U和,于是有
整理为
在图乙中作出如图所示
图像与D元件伏安特性曲线的交点即为D和D1的工作状态。可得此时流过D和D1的电流均为5mA,两端电压均为3.6V。所以流过R的电流为20mA,R和D1的总电流为25mA,则消耗的总功率为
11.【2026南宁二模T11】为了开展课外探究活动,某兴趣小组通过电商平台购买了一捆标称长度的铜导线,同学们想测定其实际长度。实验室可供使用的器材如下:
电流表:量程,内阻约;
电压表:量程,内阻约;
滑动变阻器R:最大阻值;
定值电阻:;
电源:电动势,内阻可不计;
开关、导线若干。
设计的实验操作方案如下:
(1)从课本查得铜的电阻率。
(2)使用螺旋测微器测量铜导线的直径,示数如图甲所示,可知铜导线的直径______。
(3)根据如图乙的电路图测定铜导线电阻,在某次测量中,电压表示数如图丙所示,读数______V时,电流表示数如图丁所示,读数______A。
(4)根据前面测量数据,计算得整捆铜导线的长度______m(保留三位有效数字)。
【答案】 ①. 0.900##0.899##0.898##0.901 ②. 2.30 V ③. 0.50A ④. 59.9m##60.0m##59.8m
【详解】(2)①根据图甲,可知铜导线的直径;
(3)②③电压表量程为0~3V,读数为2.30V;电流表量程为0~0.6A,读数为0.50A;
(4)由电阻定律,可求铜导线的长度,其中由第三问可知
已知,故
铜导线的横截面积
解得横截面积
由题知铜的电阻率
综上计算得
12.【2026南宁一模T12】某物理兴趣小组测量某水果电池的电动势(约)和内阻(约)。除了导线和开关,只有一个多用电表和一个电阻箱,为了更精确地得到测量结果,小组设计了如图甲所示的实验电路图。
(1)按照图甲连接实验电路,将多用电表的选择开关拨到直流电压挡,其___________(填“红”或“黑”)表笔与水果电池的正极连接。闭合开关,改变电阻箱接入电路的电阻,并记录多用电表电压挡的读数及对应的电阻箱读数。某次测量时电压表的示数如图乙所示,则该读数为___________。
(2)兴趣小组根据得到的实验数据,画出的图像如图丙所示,则该水果电池的电动势___________,内阻___________。(结果均保留三位有效数字)
(3)由于多用电表电压挡的内阻未知,因此电动势的测量值___________(填“等于”“大于”或“小于”)真实值。
【答案】(1) ①. 红 ②. 1.25 ;(2) ①. 1.92 ②. 0.990 ;(3)小于
【详解】(1)①电流由红表笔流入多用电表,红表笔接电源正极;
②电压表读第二排直流电压刻度,最小刻度为0.05V,则电压表示数为1.25V。
(2)①②根据闭合电路欧姆定律可得
其中
整理可得
所以图线的纵截距为
解得
斜率为
解得
(3)由于多用电表分流,设多用电表的内阻为,则
所以
所以图线的纵截距为
所以
即电动势的测量值小于真实值。
13.【2026南宁4月调研T12】一学习小组测量某金属丝(阻值约为)的电阻率,现有实验器材:
A.电源(电动势为,内阻约为);
B.电流表(量程为,内阻);
C.电流表(量程为,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(阻值为);
G.定值电阻(阻值为);
H.开关,导线若干,螺旋测微器,刻度尺。
(1)为提高测量精确度,滑动变阻器应选择_____,定值电阻应选择_____。(均填器材前的字母序号)
(2)请将如图所示的电路图补充完整,并标记电学元件符号。
(3)测得该金属丝的直径为,长度为。根据电路图连接器材,开关闭合后,将滑动变阻器的滑片P调至合适位置,记录电流表的示数和电流表的示数,则该金属丝的电阻率_____(用题中给出的物理量符号表示)。
(4)使用该方案得到金属丝的电阻测量值_____实际值(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】(1) ①. D ②. F
(2) (3)
(4)等于
【详解】(1)①实验采用分压式接法,为便于调节且电压变化范围大,滑动变阻器应选阻值较小的D。
②实验中没有电压表,电流表内阻 已知,可串联定值电阻改装为电压表,电源电动势,待测电阻约,若选,量程
选改装后量程为20V,太大,所以定值电阻选择
故选择F。
(2)因为改装后电压表内阻已知,用A2测量待测阻值和A1支路的总电流,电路图补充完整如下
(3)根据欧姆定律,金属丝两端电压
流过金属丝的电流
则金属丝电阻
由电阻定律及
联立解得
(4)该方案中,电压是通过已知内阻的电流表和定值电阻计算得出,无系统误差;电流是通过干路电流减去电压表支路电流得出,也无系统误差。因此电阻测量值等于实际值。
14.【2026贵港自主检测T12】小李同学根据所学知识制作了一台简易电子秤,原理图如图甲所示,图中电压表可视为理想电压表(量程为3V),滑动变阻器最大阻值,小李同学用刻度尺测得滑动变阻器有电阻丝缠绕的ab部分的长度(电阻丝缠绕均匀)。(计算结果均保留两位有效数字)
(1)小李同学先利用如图乙所示电路测定电子秤里两节相同纽扣电池串联(如图丙所示)的电动势和内阻,根据多次测量得到的数据作出的图像如图丁所示,可知每节纽扣电池的电动势和内阻分别为E=______V,r=______Ω。
(2)小李同学想得到电压表的示数U与被测物体质量m之间的关系,设计了如下实验:
①调节图甲中滑动变阻器的滑片P的位置,使电压表的示数恰好为零;
②在托盘里缓慢加入细砂,直到滑动变阻器滑片P恰好滑到b端,然后调节电阻箱R0,直到电压表达到满偏,实验过程中弹簧一直处于弹性限度内,则此时电阻箱的读数R0=______Ω;
③已知所用的弹簧的劲度系数,重力加速度,则该电子秤所能称量的最大质量______。
(3)实验过程电压表的示数和所称量物体的质量的关系式为__________________(用、、、、、、、表示)。
【答案】(1) ①. 2.0 ②. 0.25 (2) ①. 9.5 ②. 5.0 (3)
【详解】(1)①②对图乙所示电路,根据闭合电路欧姆定律可得
图像与纵轴交点的纵坐标等于两节纽扣电池串联后的电动势,图线斜率的绝对值等于电池的内阻,由题图丁可知每节纽扣电池的电动势为
每节纽扣电池的内阻为
(2)③电压表达到满偏时滑动变阻器接入电路的阻值为
根据欧姆定律可得
解得
④滑动变阻器的滑片滑到端,弹簧的形变量增加了
由平衡条件有
则该电子秤所能称量的最大质量为
(3)⑤设滑动变阻器接入电路的长度为,则所称量物体的质量
回路电流
电压表的示数为
联立可得
15.【2026柳州适应性考试T12】某科技小组利用铜片、锌片和橙子制作了橙子电池,该电池的内阻约为1000Ω。
(1)该小组用电压表的3V挡直接测量该电池的电动势,表盘如图甲所示,可读出电池的电动势为___________V。
(2)为更精确地测量该电池的电动势和内阻,利用以下仪器,设计实验电路,进行实验。
A、灵敏电流计G(量程300μA,内阻为270Ω)
B、电压表V(量程3V,内阻约为3kΩ)
C、电阻箱R0(0~9999Ω)
D、滑动变阻器R(0~3kΩ)
① 为将灵敏电流计G改装成量程为3mA的电流表,应将电阻箱的阻值调为R0=_________Ω,并与G并联,改装后的电流表应安装在图乙的___________处(选填“a”或“b”);
② 该小组以电压表V的示数U为纵坐标,以灵敏电流计G的示数I为横坐标,描绘了图像,如图丙所示,则该电源的电动势为___________V,内阻为___________Ω。(以上两空结果均保留三位有效数字)
【答案】(1)1.60 (2) ①. 30 ②. b ③. 2.12 ④.
【详解】(1)图甲可知电压表最小分度值为0.1V,故读数保留到百分位,即读数为1.60V,故电池的电动势为1.60V。
(2)①将灵敏电流计G改装成量程为3mA的电流表,则有
②因为改装后的电流表内阻已知,因此改装后的电流表应安装在图乙的b处。
③④以上可知电流表量程扩大了10倍,则有
可知图像斜率绝对值为
解得
图像纵截距
16.【2026玉林5月诊断T12】现在新能源汽车用的电源大多数为锂离子电池串联而成,它的主要优点是单位质量放电量大,寿命长,长时间不使用时电能损耗较少。如图甲所示为某兴趣小组在实验室模拟测量电池组的电动势和内阻的实验电路图。现提供器材如下:
A.待测电池组(电动势约为3 V,内阻约为1 Ω)
B.电压表(量程0~15 V,内阻约10 kΩ)
C.电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ)
D.电阻箱(0~99.9 Ω)
E.定值电阻
F.定值电阻
G.开关和导线若干
依据实验电路图和实验室提供的器材,回答下列问题
(1)在闭合开关前,电阻箱应调到__________(填“最大值”“中间值”“最小值”)。
(2)要准确测量电源的电动势和内阻,电压表V应选__________(填“B”或“C”),定值电阻应选__________(填“E”或“F”)。
(3)改变电阻箱的阻值,记录对应电压表的读数,作出的图像如图乙所示,图线与横坐标轴的截距为,与纵坐标轴的截距为,则可得该电池组的电动势为__________V,内阻为__________Ω。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)最大值 (2) ①. C ②. E (3) ①. 2.7 ②. 0.70
【详解】(1)为了保护电路,防止闭合开关时电流过大损坏电表或电源,应将电阻箱阻值调至最大值。
(2)①待测电池组电动势约为,电压表量程应略大于,故应选量程为的电压表。故选C。
②定值电阻阻值应与内阻数量级匹配,便于实验测量。若阻值过大,电路电流过小,电压表变化不明显。故选E。
(3)①根据闭合电路欧姆定律可得
变形得
所以在图像中,纵轴截距为
解得电动势为
②图像斜率为
解得电池组内阻为
17.【2026桂林一模T12】某实验小组同学想测量一个定值电阻的准确阻值,实验室提供的器材如下:
待测定值电阻(阻值约为)
毫安表mA(量程为200mA,内阻未知)
电压表V(量程3V,内阻)
滑动变阻器(允许通过最大电流,最大阻值)
滑动变阻器(允许通过最大电流,最大阻值)
电源E(电动势约3V,内阻较小)
开关S、导线若干
(1)实验小组同学经过讨论设计出如图甲所示的电路,实验中滑动变阻器R应选用________(填“”或“”);
(2)将单刀双掷开关置于a,改变滑动变阻器滑片,测得多组电流、电压值,描绘出相应的图像,如图乙所示,则图像的斜率表示________;
(3)将单刀双掷开关置于b,保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使电压表V的示数与单刀双掷开关置于a时相同,此时电阻箱的阻值如图丙所示,则毫安表mA的内阻________;
【答案】 ①. ②. 待测定值电阻与毫安表的电阻之和 ③. ④.
【详解】(1)①由图甲可知滑动变阻器采用分压接法,应选用总电阻较小的;
(2)②单刀双掷开关置于a时,电压表测量待测定值电阻和毫安表两端的电压,所以图像的斜率表示待测定值电阻与毫安表的电阻之和;
(3)③将单刀双掷开关置于b,保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使电压表V的示数与单刀双掷开关置于a时相同,则毫安表mA的内阻与电阻箱的阻值相等,即
(4)④毫安表mA的内阻与待测定值电阻的电阻之和为
则待测电阻的准确阻值为
18.【2026桂林二模T11】物理探究小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律。
(1)请将图中接线柱P与________(选填“a”或“b”或“c”)、Q与_________(选填“a”或“b”或“c”)连接起来,组成正确的实验电路;
(2)把A线圈插入B线圈中后,如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下,则下列操作出现的情况为:
①向右移动滑动变阻器滑片,灵敏电流计指针将向________(选填“左”或“右”)偏转;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,拔出线圈A中的铁芯,灵敏电流计指针将向________(选填“左”或“右”)偏转;
(3)根据所学知识结合本实验结果得出产生感应电流的本质是________________________。
【答案】(1) ①. b ②. c (2) ①. 右 ②. 左
(3)穿过闭合回路的磁通量发生变化
【详解】(1)①②本实验中,原线圈A需要和电源、开关、滑动变阻器串联组成通电原回路,副线圈B需要和灵敏电流计组成检测感应电流的副回路,因此待接的接线柱P接滑动变阻器的,接线柱Q接灵敏电流计的。
(2)由题意,闭合开关时穿过副线圈B的磁通量增加,灵敏电流计右偏,可得规律:穿过B的磁通量增加时指针右偏,磁通量减少时指针左偏:
①向右移动滑动变阻器滑片,滑动变阻器接入电阻减小,原线圈电流增大,穿过B的磁通量增加,因此指针向右偏转;
②拔出A中的铁芯,磁场减弱,穿过B的磁通量减小,因此指针向左偏转。
(3)当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合回路中就会产生感应电流。
考点03 热学实验
19.【2026南宁4月调研T14】用如图所示装置可以测量形状不规则矿石的体积,软管内装有水银,实验过程环境温度不变,装置导热性和气密性均良好。操作步骤如下:
①打开阀门K,使管A、容器B、容器C和大气相通。上下移动管D,使容器B的水银面与其底端刻度对齐;
②关闭K,向上移动管D,使容器B的水银面到达其顶端刻度处,测得管D、容器B内水银面高度差为;
③打开K,把某矿石投入容器C中,再次移动管D使容器B的水银面与其底端刻度对齐;
④重复步骤②,测得管D、容器B内水银面高度差为。
已知容器和管的总体积为,大气压为,水银密度为,重力加速度为。
(1)求容器B的体积;
(2)求该矿石的体积;
(3)设步骤②的过程封闭气体放热为,步骤④的过程封闭气体放热为,请分析并判断和的大小关系。
【答案】(1) (2) (3)
【详解】(1)设容器B的体积为。步骤①中,气体压强为,体积为。步骤②中,气体压强为,体积为。根据玻意耳定律有
解得
(2)设矿石体积为。步骤③中,气体压强为,体积为。步骤④中,气体压强为
体积为。根据玻意耳定律有
解得
(3)气体经历等温过程,内能不变,。根据热力学第一定律,气体放热等于外界对气体做的功。两个步骤的气体体积改变量相同,步骤4压强较大,最终外界对气体做功,因此气体放出的热量。
试卷第1页,共3页
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专题08 物理实验(力学、电学、热学)
3年真题1年模拟
考点分类
三年考情(2024-2026)
命题规律
考点01 力学实验
2024・广西・T11
2025・广西・T12
情境:单摆测g;探究a与F、m关系。考点:游标卡尺读数,平衡阻力,控制变量,振动方程。
趋势:必考一道力学实验;仪器读数、操作步骤、图像分析为得分重点;注重真实实验操作细节;会结合公式推导写出表达式。
考点02 电学实验
2024・广西・T12
2025・广西・T11
2026・广西・T11
情境:欧姆表改装;电压表测电源电动势内阻。
考点:仪器操作、闭合电路欧姆定律。
趋势:电学实验变化多,仪器改装是新高考热点;不局限伏安法;重视实验步骤描述、误差定性分析;计算保留有效数字。
考点02 热学实验
2026・广西・T12
情境:注射器+压强传感器探究等温气体规律。
考点:实验操作、图像误差来源。趋势:热学实验已经进入高考实验大题;侧重图像的异常情况分析;找遗漏的体积、温度变化带来的系统误差;语言文字表述类填空多。
考点01 力学实验
1.(2024广西T11) 单摆可作为研究简谐运动的理想模型。
(1)制作单摆时,在图甲、图乙两种单摆的悬挂方式中,选择图甲方式的目的是要保持摆动中_____不变;
(2)用游标卡尺测量摆球直径,测得读数如图丙,则摆球直径_____;
(3)若将一个周期为T的单摆,从平衡位置拉开的角度释放,忽略空气阻力,摆球的振动可看为简谐运动。当地重力加速度为g,以释放时刻作为计时起点,则摆球偏离平衡位置的位移x与时间t的关系为_____。
2.(2025广西T12) 在用如图甲装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验中:
(1)探究小车加速度与小车所受拉力的关系时,需保持小车(含加速度传感器,下同)质量不变,这种实验方法是____。
(2)实验时,调节定滑轮高度,使连接小车的细绳与轨道平面保持_____。
(3)由该装置分别探究M、N两车加速度a和所受拉力F的关系,获得图像如图乙,通过图乙分析实验是否需要补偿阻力(即平衡阻力)。如果需要,说明如何操作;如果不需要,说明理由。
(4)悬挂重物让M、N两车从静止释放经过相同位移的时间比为n,两车均未到达轨道末端,则两车加速度之比_____。
考点02 电学实验
1.(2024广西T12)某同学为探究电容器充、放电过程,设计了图甲实验电路。器材如下:电容器,电源E(电动势6V,内阻不计),电阻R1 = 400.0Ω,电阻R2 = 200.0Ω,电流传感器,开关S1、S2,导线若干。实验步骤如下:
(1)断开S1、S2,将电流传感器正极与a节点相连,其数据采样频率为5000Hz,则采样周期为_____s;
(2)闭合S1,电容器开始充电,直至充电结束,得到充电过程的I—t曲线如图乙,由图乙可知开关S1闭合瞬间流经电阻R1的电流为_____mA(结果保留3位有效数字);
(3)保持S1闭合,再闭合S2,电容器开始放电,直至放电结束,则放电结束后电容器两极板间电压为_____V;
(4)实验得到放电过程的I—t曲线如图丙,I—t曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0188C,则电容器的电容C为_____μF。图丙中I—t曲线与横坐标、直线t = 1s所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0038C,则t = 1s时电容器两极板间电压为_____V(结果保留2位有效数字)。
2.(2025广西T11) 某小组将电流表改装成欧姆表,所用器材有电源(电动势,内阻不计),电流表(满偏电流,内阻),电阻,滑动变阻器,导线若干,电路如图。
(1)欧姆调零时,应先将A、B______,再调节滑动变阻器,使电流表示数为______,此时滑动变阻器的阻值为______。
(2)调零后,在A、B间接入电阻,当电流表示数为时,为______。
3.(2026广西T11)用如图甲所示的电路测量电源电动势和内阻,定值电阻阻值为,电压表可视为理想电表。操作步骤:1.只闭合时,电压表读数为1.44V;2.再闭合,电压表读数如图乙所示。
(1)电路电源电动势__________;
(2)图乙中电压表读数为__________;
(3)电源内阻__________(结果保留两位有效数字)。
考点03 热学学实验
1.(2026广西T12)小明在实验室,用注射器通过塑料管连接一个压强传感器,做“探究等温条件下,一定质量气体压强与体积的关系”的实验,实验通过压缩注射器内的气体,并记录对应的压强,把实验数据绘制成图像。
(1)缓慢推动活塞的目的是,保证气体的__________不变;
(2)注射器的刻度,测量的是气体的__________;
(3)此次实验有一处明显错误,小明手握注射器时(手的温度大于环境温度),测量的压强比理论压强要__________;
(4)将实验数据整理成图像,图像不经过原点的原因:______________________________,改进措施:______________________________。
考点01 力学实验
1.【2026·南宁三中收网题·T11】某小组用智能手机测重力加速度的大小。如图所示,先将手机固定在支架上,正对竖直放置的毫米刻度尺,再调节手机至慢动作模式,并将帧率设置为120fps(即1s拍摄120张照片)。开启手机录制视频,让小钢球从刻度尺上方静止释放,最后导出照片。实验中每间隔1帧选取1张照片,记录小钢球球心对应的刻度尺读数如下表。
照片编号
1
2
3
4
5
6
7
小钢球球心位置(单位:cm)
5.23
7.41
9.82
12.50
15.43
18.66
22.14
(1)选取后的连续两张照片拍摄的时间间隔________s(结果用分式表示);
(2)拍摄第4张照片时,小钢球下落的速度大小________m/s(结果保留3位有效数字);
(3)分析表中数据,测得的重力加速度大小________(结果保留3位有效数字)。
2.【2026·南宁二模·T12】某实验小组利用图甲所示装置验证动量守恒定律。先将斜槽固定在贴有复写纸和白纸的挡板边缘,调节挡板为竖直状态;然后从斜槽上某一位置释放匀质小球A,撞到挡板上的白纸留下压痕P;将挡板向右水平平移适当距离,让小球A从同一位置由静止释放,落到挡板上的白纸留下压痕;保持挡板位置不变,将半径相同的小球B放在斜槽轨道末端,让小球A从同一位置由静止释放,与小球B碰撞后先后撞在挡板上的白纸留下压痕,如图乙所示。重力加速度大小为g。
(1)关于本实验,下列说法正确的有______。
A. 选择体积大、密度小的小球
B. 斜槽必须光滑
C. 小球A质量应大于小球B质量
(2)测量数据时,可将抛出点O定为坐标原点,建立直角坐标系。点O应为如图丙______位置(选填“a”“b”或“c”)。
(3)若通过改变挡板向右平移距离x,让小球A从同一位置由静止释放,测出挡板上的压痕与P点距离h;重复多次实验,作出图线,求得图线斜率为k,则可求出其平抛运动的初速度______(用斜率k和重力加速度g表示)。
(4)测量小球A和小球B的质量为、,各压痕中心点与P点的距离、、分别为、、。当满足关系式______时,则可验证两球碰撞过程中动量守恒(要求用本小问测出物理量的字母表示)。
3.【2026·南宁一模·T11】为验证机械能守恒定律,某物理兴趣小组利用气垫导轨、光电门、滑块、遮光片等组装成具有一定倾角的导轨装置,如图甲所示。测得滑块(含遮光片)的质量,当地重力加速度大小。
(1)用游标卡尺测得遮光片的宽度如图乙所示,则宽度___________mm。
(2)安装实验器材后,测量导轨倾角,计算得,某次实验中滑块从导轨顶端由静止开始释放,测得滑块静止时遮光片到光电门的距离,遮光片通过光电门的时间。在此过程中,滑块动能的增加量___________J,重力势能的减小量___________。(结果均保留两位有效数字)
4.【2026·南宁4月调研·T11】某实验小组用如图甲所示的装置测量弹簧的劲度系数,在气垫导轨上固定好轻质弹簧和光电门、将光电门与数字计时器连接(图中未画出),已知弹簧的弹性势能公式为(为弹簧的劲度系数,为弹簧的形变量)。操作步骤如下:
(1)调节气垫导轨水平。
(2)将光电门固定在弹簧的右侧,实验小组用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度,读数如图乙所示,_____。
(3)接通电源,用手向左侧推动滑块,将弹簧压缩到某一长度(弹簧处于弹性限度内),测出弹簧压缩量。
(4)将滑块由静止释放,读出滑块经过光电门时遮光条的挡光时间,此时滑块的速度_____(用字母、表示)。
(5)重复步骤(4)测出多组及对应的。
(6)画出图像并获得图线的斜率为,再测出滑块质量,则弹簧劲度系数_____(用字母、、表示)。
5.【2026·贵港自主检测·T11】某实验小组在老师的指导下利用如图甲所示的DIS实验装置对验证机械能守恒定律实验进行改进。如图乙所示,主要由光电门与轻质摆杆组成摆锤绕O点转动,实验时,质量为m的光电门从M点由静止下摆,依次经过6个宽度为d的遮光片,光电门摆至左边海绵止动阀处被卡住不再回摆,忽略光电门的大小对实验的影响,已知摆长为L,当摆杆与竖直方向的夹角为θ(θ小于90°)时,光电门经过遮光片的时间为Δt,则光电门的速度v=______,以圆弧最低点N所在平面为参考面,则光电门的重力势能______;光电门经过圆弧最低点N遮光片的时间为,则当表达式______成立时,机械能守恒定律得到验证。(选用字母m、L、θ、d、Δt、、g表示)
6.【2026·柳州适应性考试·T11】某小组利用如图甲所示的实验装置,测量当地的重力加速度。长度为L的细线将一金属小球悬挂于O点,悬点O处有一个拉力传感器,能测出细线的拉力大小。将小球由平衡位置拉开一个较小角度,然后由静止释放小球,根据拉力传感器的数据描绘出细线拉力F随时间t变化的图像,如图乙所示。
(1)根据图乙可知,单摆的周期T=_____s;
(2)改变摆线的长度,测出多组细线的长度L和对应的振动周期T,作出图像如图丙所示,已知=3.14,由图丙可知,当地的重力加速度大小g___________m/s2(结果保留3位有效数字)。
(3)若给金属小球带正电,在O点处也放置一带正电的小球,使二者间有库仑力作用,再次完成该实验,则单摆周期相比之前________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
7.【2026·玉林5月诊断·T11】利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置如图1所示。主要实验步骤如下:
①把气垫导轨放在水平桌面上,气泵正常工作,插有挡光条的滑块放在导轨上,调节气垫导轨下方的螺母,使滑块能够静止悬浮于导轨上任意位置。
②用游标卡尺测出挡光条的宽度d,如图2所示。
③挂上托盘和砝码,调节左端滑轮高度,使细线平行于导轨,将滑块移至图示位置,测出挡光条到光电门的距离l。
④释放滑块,读出挡光条通过光电门的挡光时间t。
⑤用天平称出托盘和砝码的总质量m,滑块和挡光条的总质量M,当地的重力加速度为g。
回答下列问题:
(1)步骤①的操作目的是:________。
(2)步骤②游标卡尺的读数d=________mm。
(3)滑块从静止释放到运动到光电门的过程中,系统的重力势能减少了________,系统的动能增加了________。(用题中已知量和测量量符号表示)
8.【2026·桂林一模·T11】用图示装置验证机械能守恒定律。实验前调整光电门位置使直径为d的小球下落过程中球心通过光电门中的激光束。实验中通过断开电磁铁开关使小球从A点下落,经过B点处的光电门,记录挡光时间,测出小球在AB间下落的距离h。竖直移动光电门,改变光电门的高度,重复上述步骤,测得多组h及相应的,已知当地重力加速度为g。
(1)小球通过光电门速度的表达式为______。
(2)根据测量数据可描绘______(选填“”、“”、“”、“”)图象来验证机械能是否守恒。若图象是过原点的倾斜直线,且直线斜率______,可验证下落物体的机械能守恒。
(3)不更换小球,请你提出一种减小实验误差的方法:______。
9.【2026·桂林二模·T12】某中学物理实验兴趣小组设计了一个用最简单的实验器材(一个轻弹簧与一把刻度尺)测量滑块与水平桌面间的动摩擦因数的实验,具体操作步骤如下:
(1)选择一根带有箭头的轻弹簧P,上端固定,下端箭头正好与固定的刻度尺零刻度线对齐(如图甲所示);
(2)当弹簧下端悬挂一托盘时,如图乙所示,托盘静止后读出弹簧下端箭头对应刻度数为;
(3)将滑块Q放入托盘,如图丙所示,托盘静止后读出弹簧下端箭头对应的刻度数;
(4)将轻弹簧P取下放在水平桌面上,不带箭头端固定在桌面上的某固定挡板上(如图丁所示),把刻度尺固定在弹簧P旁边,弹簧自然伸长,箭头正对刻度尺某刻度并记录为;
(5)让滑块Q紧靠轻弹簧P右端(不相连),向左轻推滑块Q至M点,记录此时轻弹簧箭头正对刻度尺的刻度数,则弹簧压缩量为________;
(6)由静止释放滑块Q,最后滑块停在N点,记录滑块最左端对应的刻度,则释放弹簧后,滑块的位移为________;
(7)多次重复实验步骤(5)和(6),得到多组和,画出的图像,计算出图线斜率为,已知弹簧弹性势能表达式为,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量;最终可得滑块与水平桌面的动摩擦因数为________(用、、表示);
(8)因实验过程没有考虑弹簧的质量,动摩擦因数的测量值________真实值。(选填“大于”或“小于”或“等于”)
考点02 电学实验
10.【2026·南宁三中收网题·T12】某同学用图甲所示电路进行太阳能电池模拟供电实验。其中元件D是伏安特性曲线如乙图的纯电阻,恒流源E工作时可提供沿箭头方向的恒定电流,R是电阻箱。E提供的电流中部分向右流过元件D,其余流过电阻箱R。虚线框中的组合可以模拟光照恒定情况下太阳能电池的供电特性。
(1)由图乙可知,元件D的电阻随两端电压的增加而变________(填“大”或“小”)。
(2)当流过元件D的电流为10mA时,电阻箱R两端的电压为________V(保留一位小数),电阻箱接入电路的阻值为________(保留整数)。
(3)增大电阻箱接入电路的阻值,流过元件D的电流将变________(填“大”或“小”)。
(4)如丙图,设置电阻箱接入电路的电阻为180,并在电阻箱两端并联一个和元件D完全一样的,元件,用来模拟太阳能电池给非线性纯电阻供电,此时电阻箱R和元件消耗的总功率为________mW(保留整数)。
11.【2026·南宁二模·T11】为了开展课外探究活动,某兴趣小组通过电商平台购买了一捆标称长度的铜导线,同学们想测定其实际长度。实验室可供使用的器材如下:
电流表:量程,内阻约;
电压表:量程,内阻约;
滑动变阻器R:最大阻值;
定值电阻:;
电源:电动势,内阻可不计;
开关、导线若干。
设计的实验操作方案如下:
(1)从课本查得铜的电阻率。
(2)使用螺旋测微器测量铜导线的直径,示数如图甲所示,可知铜导线的直径______。
(3)根据如图乙的电路图测定铜导线电阻,在某次测量中,电压表示数如图丙所示,读数______V时,电流表示数如图丁所示,读数______A。
(4)根据前面测量数据,计算得整捆铜导线的长度______m(保留三位有效数字)。
12.【2026·南宁一模·T12】某物理兴趣小组测量某水果电池的电动势(约)和内阻(约)。除了导线和开关,只有一个多用电表和一个电阻箱,为了更精确地得到测量结果,小组设计了如图甲所示的实验电路图。
(1)按照图甲连接实验电路,将多用电表的选择开关拨到直流电压挡,其___________(填“红”或“黑”)表笔与水果电池的正极连接。闭合开关,改变电阻箱接入电路的电阻,并记录多用电表电压挡的读数及对应的电阻箱读数。某次测量时电压表的示数如图乙所示,则该读数为___________。
(2)兴趣小组根据得到的实验数据,画出的图像如图丙所示,则该水果电池的电动势___________,内阻___________。(结果均保留三位有效数字)
(3)由于多用电表电压挡的内阻未知,因此电动势的测量值___________(填“等于”“大于”或“小于”)真实值。
13.【2026·南宁4月调研·T12】一学习小组测量某金属丝(阻值约为)的电阻率,现有实验器材:
A.电源(电动势为,内阻约为);
B.电流表(量程为,内阻);
C.电流表(量程为,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(阻值为);
G.定值电阻(阻值为);
H.开关,导线若干,螺旋测微器,刻度尺。
(1)为提高测量精确度,滑动变阻器应选择_____,定值电阻应选择_____。(均填器材前的字母序号)
(2)请将如图所示的电路图补充完整,并标记电学元件符号。
(3)测得该金属丝的直径为,长度为。根据电路图连接器材,开关闭合后,将滑动变阻器的滑片P调至合适位置,记录电流表的示数和电流表的示数,则该金属丝的电阻率_____(用题中给出的物理量符号表示)。
(4)使用该方案得到金属丝的电阻测量值_____实际值(选填“大于”“等于”或“小于”)。
14.【2026·贵港自主检测·T12】小李同学根据所学知识制作了一台简易电子秤,原理图如图甲所示,图中电压表可视为理想电压表(量程为3V),滑动变阻器最大阻值,小李同学用刻度尺测得滑动变阻器有电阻丝缠绕的ab部分的长度(电阻丝缠绕均匀)。(计算结果均保留两位有效数字)
(1)小李同学先利用如图乙所示电路测定电子秤里两节相同纽扣电池串联(如图丙所示)的电动势和内阻,根据多次测量得到的数据作出的图像如图丁所示,可知每节纽扣电池的电动势和内阻分别为E=______V,r=______Ω。
(2)小李同学想得到电压表的示数U与被测物体质量m之间的关系,设计了如下实验:
①调节图甲中滑动变阻器的滑片P的位置,使电压表的示数恰好为零;
②在托盘里缓慢加入细砂,直到滑动变阻器滑片P恰好滑到b端,然后调节电阻箱R0,直到电压表达到满偏,实验过程中弹簧一直处于弹性限度内,则此时电阻箱的读数R0=______Ω;
③已知所用的弹簧的劲度系数,重力加速度,则该电子秤所能称量的最大质量______。
(3)实验过程电压表的示数和所称量物体的质量的关系式为__________________(用、、、、、、、表示)。
15.【2026·柳州适应性考试·T12】某科技小组利用铜片、锌片和橙子制作了橙子电池,该电池的内阻约为1000Ω。
(1)该小组用电压表的3V挡直接测量该电池的电动势,表盘如图甲所示,可读出电池的电动势为___________V。
(2)为更精确地测量该电池的电动势和内阻,利用以下仪器,设计实验电路,进行实验。
A、灵敏电流计G(量程300μA,内阻为270Ω)
B、电压表V(量程3V,内阻约为3kΩ)
C、电阻箱R0(0~9999Ω)
D、滑动变阻器R(0~3kΩ)
① 为将灵敏电流计G改装成量程为3mA的电流表,应将电阻箱的阻值调为R0=_________Ω,并与G并联,改装后的电流表应安装在图乙的___________处(选填“a”或“b”);
② 该小组以电压表V的示数U为纵坐标,以灵敏电流计G的示数I为横坐标,描绘了图像,如图丙所示,则该电源的电动势为___________V,内阻为___________Ω。(以上两空结果均保留三位有效数字)
16.【2026·玉林5月诊断·T12】现在新能源汽车用的电源大多数为锂离子电池串联而成,它的主要优点是单位质量放电量大,寿命长,长时间不使用时电能损耗较少。如图甲所示为某兴趣小组在实验室模拟测量电池组的电动势和内阻的实验电路图。现提供器材如下:
A.待测电池组(电动势约为3 V,内阻约为1 Ω)
B.电压表(量程0~15 V,内阻约10 kΩ)
C.电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ)
D.电阻箱(0~99.9 Ω)
E.定值电阻
F.定值电阻
G.开关和导线若干
依据实验电路图和实验室提供的器材,回答下列问题
(1)在闭合开关前,电阻箱应调到__________(填“最大值”“中间值”“最小值”)。
(2)要准确测量电源的电动势和内阻,电压表V应选__________(填“B”或“C”),定值电阻应选__________(填“E”或“F”)。
(3)改变电阻箱的阻值,记录对应电压表的读数,作出的图像如图乙所示,图线与横坐标轴的截距为,与纵坐标轴的截距为,则可得该电池组的电动势为__________V,内阻为__________Ω。(结果均保留两位有效数字)
17.【2026·桂林一模·T12】某实验小组同学想测量一个定值电阻的准确阻值,实验室提供的器材如下:
待测定值电阻(阻值约为)
毫安表mA(量程为200mA,内阻未知)
电压表V(量程3V,内阻)
滑动变阻器(允许通过最大电流,最大阻值)
滑动变阻器(允许通过最大电流,最大阻值)
电源E(电动势约3V,内阻较小)
开关S、导线若干
(1)实验小组同学经过讨论设计出如图甲所示的电路,实验中滑动变阻器R应选用________(填“”或“”);
(2)将单刀双掷开关置于a,改变滑动变阻器滑片,测得多组电流、电压值,描绘出相应的图像,如图乙所示,则图像的斜率表示________;
(3)将单刀双掷开关置于b,保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使电压表V的示数与单刀双掷开关置于a时相同,此时电阻箱的阻值如图丙所示,则毫安表mA的内阻________;
18.【2026·桂林二模·T11】物理探究小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律。
(1)请将图中接线柱P与________(选填“a”或“b”或“c”)、Q与_________(选填“a”或“b”或“c”)连接起来,组成正确的实验电路;
(2)把A线圈插入B线圈中后,如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下,则下列操作出现的情况为:
①向右移动滑动变阻器滑片,灵敏电流计指针将向________(选填“左”或“右”)偏转;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,拔出线圈A中的铁芯,灵敏电流计指针将向________(选填“左”或“右”)偏转;
(3)根据所学知识结合本实验结果得出产生感应电流的本质是________________________。
考点03 热学实验
19.【2026·南宁4月调研·T14】用如图所示装置可以测量形状不规则矿石的体积,软管内装有水银,实验过程环境温度不变,装置导热性和气密性均良好。操作步骤如下:
①打开阀门K,使管A、容器B、容器C和大气相通。上下移动管D,使容器B的水银面与其底端刻度对齐;
②关闭K,向上移动管D,使容器B的水银面到达其顶端刻度处,测得管D、容器B内水银面高度差为;
③打开K,把某矿石投入容器C中,再次移动管D使容器B的水银面与其底端刻度对齐;
④重复步骤②,测得管D、容器B内水银面高度差为。
已知容器和管的总体积为,大气压为,水银密度为,重力加速度为。
(1)求容器B的体积;
(2)求该矿石的体积;
(3)设步骤②的过程封闭气体放热为,步骤④的过程封闭气体放热为,请分析并判断和的大小关系。
试卷第1页,共3页
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