新高考物理二轮复习讲练测 专题23 实验题的解题技巧（讲义）（2份，原卷版+解析版）

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TOC \ "1-4" \h \z \u \l "_Tc160552889" 考点一 实验题的解题技巧 PAGEREF _Tc160552889 \h 2
\l "_Tc160552890" PAGEREF _Tc160552890 \h 2
\l "_Tc160552891" PAGEREF _Tc160552891 \h 7
\l "_Tc160552892" 1. 实验题考查的角度及复习策略 PAGEREF _Tc160552892 \h 7
\l "_Tc160552893" 2. 实验题的答题策略及技巧 PAGEREF _Tc160552893 \h 7
\l "_Tc160552894" PAGEREF _Tc160552894 \h 8
\l "_Tc160552895" 考向一 课本原型类实验题 PAGEREF _Tc160552895 \h 8
\l "_Tc160552896" 考向二 创新类实验题 PAGEREF _Tc160552896 \h 10
\l "_Tc160552897" 考向三 设计类实验题 PAGEREF _Tc160552897 \h 12
考点一 实验题的解题技巧
1．（2024·浙江·高考真题）如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
（1）该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是 ；
A．放大法 B．控制变量法 C．补偿法
（2）该实验过程中操作正确的是 ；
A．补偿阻力时小车未连接纸带
B．先接通打点计时器电源，后释放小车
C．调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
（3）在小车质量 （选填“远大于”或“远小于”）槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为 （选填“偶然误差”或“系统误差”）。为减小此误差，下列可行的方案是 ；
A．用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车
B．在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器
C．在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小
（4）经正确操作后获得一条如图2所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的x轴，各计数点的位置坐标分别为0、、、。已知打点计时器的打点周期为T，则打计数点5时小车速度的表达式 ；小车加速度的表达式是 。
A． B． C．
2．（2021·湖南·高考真题）某实验小组利用图（a）所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系。主要实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量垫块厚度，示数如图（b）所示， ；
（2）接通气泵，将滑块轻放在气垫导轨上，调节导轨至水平；
（3）在右支点下放一垫块，改变气垫导轨的倾斜角度；
（4）在气垫导轨合适位置释放滑块，记录垫块个数和滑块对应的加速度；
（5）在右支点下增加垫块个数（垫块完全相同），重复步骤（4），记录数据如下表：
根据表中数据在图（c）上描点，绘制图线 。
如果表中缺少的第4组数据是正确的，其应该是 （保留三位有效数字）。
3．（2022·山东·统考高考真题）在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下：
①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；
②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨；
③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为5.00cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；
④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。
回答以下问题（结果均保留两位有效数字）：
（1）弹簧的劲度系数为 N/m。
（2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a—F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为 kg。
（3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a—F图像Ⅱ，则待测物体的质量为 kg。
4．（2023·浙江·统考高考真题）在“测量干电池的电动势和内阻”实验中


（1）部分连线如图1所示，导线a端应连接到 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）接线柱上。正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图2所示，其示数为 V。
（2）测得的7组数据已标在如图3所示坐标系上，用作图法求干电池的电动势 V和内阻 Ω。（计算结果均保留两位小数）
5．（2023·湖北·统考高考真题）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，内阻很大）；
电流表（量程）；
电阻箱（阻值）；
干电池一节、开关一个和导线若干。

（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 （保留2位有效数字）。

（3）该小组根据记录数据进一步探究，作出图像如图（d）所示。利用图（d）中图像的纵轴截距，结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为 （保留2位有效数字）。
（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”）。
6．（2021·天津·高考真题）随着智能手机的广泛应用，充电宝成为手机及时充电的一种重要选择。充电宝可以视为与电池一样的直流电源。一充电宝的电动势约为，内阻很小，最大放电电流为，某实验小组测定它的电动势和内阻。他们剥开充电宝连接线的外绝缘层，里面有四根导线，红导线为充电宝的正极，黑导线为充电宝的负极，其余两根导线空置不用，另有滑动变阻器R用于改变电路中的电流，定值电阻，两只数字多用电表M、N，两表均为理想电表，并与开关S连成如图所示电路。
①图中测量电流的电表是 ，测量电压的电表是 。（均填写字母“M”或“N”）
②调节滑动变阻器，测得多组I、U数据，记录如下表，其中只有一个数据记录有误，审视记录的数据，可以发现表中第 次的记录数据有误。（填测量次数的序号）
③电路中接入可以达到下列哪个效果。 （填选项前的字母）
A．使测电流的电表读数变化明显 B．为了更准确地测量充电宝内阻
C．避免使充电宝的放电电流过大 D．减小测量电压的电表分流作用
1. 实验题考查的角度及复习策略
实验题通常从以下几个角度考察：基本仪器(使用及读数)；实物连线；描点作图；图象应用；故障判断；方案评估(含误差分析)；归纳结论；
要应对各类实验试题，包括高层次的实验试题，唯一正确的方法是把要求必做的学生实验真正做懂、做会，特别是在实验原理上要认真钻研，对每一个实验步骤都要问个为什么，即不但要记住怎样做，更应该知道为什么要这样做．对基本的实验，复习过程中要注意以下六个方面的问题：（1）实验原理、（2）实验仪器、（3）实验装置、（4）实验步骤、（5）实验数据的处理、（6）实验误差的定性分析
2. 实验题的答题策略及技巧
①实验题的答题策略
Ⅰ、仔细审题，弄清实验目的；直接判断这是考查的课本哪个实验或和哪个实验有联系；通过装置图或实验步骤的叙述，弄清实验原理；大体了解考查的内容(如原理表达式、实验步骤、注意事项、数据的处理等)．
若是计算结果的填空题，注意数值、单位、方向或正负号都应填齐全，同时注意有效数字的位数是否有要求．若是仪器读数，注意精确度．
Ⅱ、研究实验器材、实验装置图、实物图、电路图或其他图像，探究考查意图，认识这些器材在实验中所起的作用，初步勾画实验过程．
对于作图题，应画出纵、横坐标轴的箭头，注明物理量、单位、标度及坐标原点．描点连线时，若图像为直线，应让尽量多的点落在直线上，不能落在直线上的点，应均匀分布在直线两侧．切记画直线用直尺，需要延长的要延长；若图像为曲线，则用平滑的曲线连接各点．
对于电学图，若画电路图，一定要用直线段来画，同时注意各种电学元件的符号；若连电学实物图，则电表量程、正负极性，电流表内、外接法，滑动变阻器接法，滑动触头位置都应考虑周全．各种作图及连线要用铅笔，以便于修改．
Ⅲ、再次精读试题，实验情景再现，捕捉并提取有价值的信息．
通过解读表格，了解实验测量的物理量，根据表格中的数据，判断相关物理量之间的关系．如正比例、反比例关系，平方还是开方关系，或者是倒数关系．根据数据描点作图可以直观反映实验的某种规律．
对于没有接触过的新图像，通常利用相关实验的原理公式进行巧妙变形，变成和图像信息一致的函数形式，根据图像的斜率、截距结合函数关系式得出所需的数据．
②常考的三类实验题答题技巧
1、课本原型类实验解答技巧
弄清和掌握教材中每一个实验的实验原理、实验步骤、数据处理、误差分析等，对每一个实验都应做到心中有数，并且能融会贯通．原型实验也是高考创新实验的命题根源， 创新实验也要在教材中实验的基础上，寻求器材、原理等方面的变化．
Ⅱ、创新类实验解答技巧
创新型实验以原型实验为基础，注重考查实验仪器的等效与替换、实验原理的拓展与延伸、实验情景的设计与创新、实验方法的求新、实验过程的求简、数据处理方法的迁移，这类试题新颖、区分度高．要求考生“以不变应万变”，根本方法是把实验的本质从新情景中分离出来，找出与常规实验的相同之处，运用类似的方法进行处理．
Ⅲ、设计类实验解答技巧
根据实验目的，运用已掌握的物理规律、实验方法，选择熟悉的仪器、器材等，独立设计新的实验方案。
设计方案包括理解实验原理，选择和配置合适的实验方法、实验器材，安排正确的实验步骤，设计科学的数据处理方法，采用客观的误差分析方法，最后给予总结和评价。
设计性实验分析的基本思路：①根据问题的重要依据、要求，构造相关的物理情景。②确定实验原理，选择实验方法。③明确所要测定的物理量，选好实验器材，确定实验步骤。④做好数据记录和处理，进行误差分析
考向一 课本原型类实验题
1．（2024·贵州贵阳·贵阳一中校考一模）一同学用如图甲所示的电路测一节电池的电动势和内阻。
(1)为了电路的安全，在闭合开关之前应将滑动变阻器的滑动头P滑到最 （填“左”或“右”）端；
(2)根据如图乙所示的图像可知此电池的电动势E= V，内阻r= Ω；
(3)关于本实验，电动势的测量值 真实值，内阻的测量值 真实值。（均填“小于”“大于”或“等于”）
2．（2024·浙江·校联考一模）某物理课外小组通过如图甲、乙、丙所示的实验装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。已知他们使用的小车完全相同且质量为，重物的质量为，试回答下列问题：
（1）实验时，必须满足“远大于”的实验装置是 （选填“甲”、“乙”或“丙”）
（2）按乙图实验装置得到如图丙所示的纸带，已知打点计时器打点的周期，其中、每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，算得小车加速度的大小为 （计算结果保留两位有效数字）。
（3）采用（丙）图实验装置探究质量一定时加速度与力的关系的实验，以弹簧测力计的示数为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图线是如图（丁）的一条直线。测出图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为，则小车的质量为 。
A． B． C． D．
（4）采用（甲）图实验装置，把重物改成槽码，槽码总数，将（依次取）个槽码挂在细线左端，其余个槽码仍留在小车内，重复前面的步骤，并得到相应的加速度，得到图线是过原点的直线，但实验时漏了平衡摩擦力这一步骤，下列说法正确的是 。
A．图线不再是直线
B．图线仍是过原点的直线，但该直线的斜率变小
C．图线仍是直线，但该直线不过原点
3．（2024·湖南·统考二模）某实验小组采用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验装置安装好后，用手提住纸带上端，之后让纸带由静止开始下落。
（1）关于下列实验操作，不必要或不正确的是( )
A．实验前先用天平测出重物和夹子的质量
B．为减小阻力，用电磁打点计时器比用电火花计时器好一些
C．在重物大小合适的情况下，选择木块比选择铁块好
D．用秒表测出重物下落的时间
E．释放纸带前应先接通电源
（2）某次实验中所用重物的质量。某同学选取了一条纸带，如图乙所示，0是打下的第一个点，1、2、3、4是连续打的点，根据纸带上的测量数据，从打下点0至打下点3的过程中，重物重力势能的减少量为 J，动能增加量为 J。（打点计时器频率为50Hz，取，结果均保留3位有效数字）
（3）若由于打点计时器的两限位孔不在同一竖直线上，这样会导致计算的动能增加量 （填“”）重力势能减少量；其原因是 。
考向二 创新类实验题
4．（2024·山东德州·校联考模拟预测）阿特伍德机是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，某物理兴趣小组现用来验证牛顿第二定律，如图所示，已知重力加速度为g。
（1）实验时，该同学进行了如下操作：
①将质量均为M（A的含挡光片，B的含挂钩）的重物用轻质细绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出 （填“A的上表面”“A的下表面”或“遮光片中心”）到光电门中心的竖直距离h；
②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）由静止开始运动，光电门记录挡光片遮光的时间为；
③为了验证牛顿第二定律，还需要测量的物理量有 ；
A．遮光片的宽度d B．重物A的厚度L
（2）满足的关系式 ，即可验证牛顿第二定律。
（3）不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断增大，m不断增大时，a会趋近于一个恒量，该恒量为 。
5．（2024·福建宁德·福建省宁德第一中学校考二模）（1）某同学利用如图装置测量小车和智能手机的质量，智能手机可以利用APP直接测量出手机运动时的加速度。悬挂质量为m的钩码，用智能手机测出小车运动的加速度a；改变钩码的质量m，进行多次测量；做出a与的图像如图，已知图像中直线的截距为b，斜率为k。不计空气阻力，重力加速度为g。

①以下说法正确的是 ；
A．钩码的质量应该远小于智能手机和小车的质量
B．细绳应该始终与长木板平行
C．细线的拉力等于钩码的重力
②根据图像可得，小车和手机的质量为 ；
③再利用手机APP测出斜面倾角为θ，则小车和智能手机沿木板运动过程中受摩擦力的大小为 。
6．（2024·河北秦皇岛·昌黎一中校考模拟预测）某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。
（1）实验时，该同学进行了如下操作：
①用天平分别测出物块A、B的质量和（A的质量含遮光片）；
②用20分度游标卡尺测量遮光片的挡光宽度，示数如图乙所示，游标卡尺的示数为 ；
（2）将重物A、B用轻绳按图甲所示连接，跨放在轻质定滑轮上，一个同学用手托住重物B，另一个同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离，之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为，则重物B速度的大小为 。（用题目给定的或测得的物理量符号表示）
（3）要验证系统（重物A、B）的机械能守恒，应满足的关系式为 （用质量、，重力加速度为，遮光片经过光电门的时间为，遮光片的宽度和距离表示）。
7．（2024·江西·校联考一模）“伽利略”学习小组通过串联两节完全相同的干电池测单节干电池的电动势和内阻。他们手头有一量程为0~250µA、内阻为1000Ω的表头，首先把表头改装为0~3V的电压表。
（1）小组同学先把表头 （填“串联”或“并联”）一个阻值大小为 Ω的定值电阻即可使改装后的电压表量程变为0~3V。（结果保留2位有效数字）
（2）小组同学将改装电压表V与电阻箱R（最大阻值为99.99Ω）、待测电源按图1连接，闭合开关S，调节电阻箱，记录多组电阻箱和改装电压表换算后的示数，得到如图2所示图像，若不考虑电压表内阻的影响，结合图2可知单节干电池的电动势E= V，内阻r= Ω。（结果均保留2位有效数字）
考向三 设计类实验题
8．（2024·辽宁沈阳·统考一模）某同学通过查阅资料得知，轻弹簧弹性势能表达式为，k为轻弹簧的劲度系数，x为弹簧形变量。该同学设计了如图甲所示的装置验证弹性势能表达式。
（1）实验步骤如下：
①打开气泵电源开关，进气管通气，气垫导轨上只放置滑块（带遮光条），调节气垫导轨水平，直至滑块在导轨上做匀速直线运动；
②用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d，示数如图乙，则 mm；
③用两根长度和劲度系数均相同的轻弹簧将滑块与导轨两端相连，光电门固定在滑块的平衡位置处，在平衡位置处两轻弹簧恰好保持原长；
④接通电源，将滑块从平衡位置拉到某一位置（弹簧处于弹性限度内），通过刻度尺测出偏离平衡位置的距离x后静止释放滑块，测量滑块经过光电门时遮光条的挡光时间t；
⑤重复步骤④测出多组x及对应的t；
⑥画出图像如图丙。
（2）滑块经过光电门时速度可以用表达式求出。
（3）测出物块到某位置时轻弹簧的弹性势能，还必须测量 ；
A．弹簧原长l B．当地重力加速度g C．滑块（含遮光条）的质量m
（4）已知轻弹簧的劲度系数为k，若轻弹簧弹性势能表达式为成立，再利用测得的物理量表示图像的斜率为 。
A． B． C．
9．（2024·河南·统考一模）某同学用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律。用细线把钢制的圆柱挂在架子上，架子下部固定一个小电动机，电动机轴上装一支软笔。电动机转动时，软笔尖每转一周就在钢柱表面画上一条痕迹（时间间隔为T）。如图（b），在钢柱上从痕迹O开始选取5条连续的痕迹A、B、C、D、E，测得它们到痕迹O的距离分别为hA、hB、hC、hD、hE。已知当地重力加速度为g。
（1）若电动机的转速为3000r/min，则T = s。
（2）实验操作时，应该 。（填正确答案标号）
A．先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落
B．先烧断细线使钢柱自由下落，后打开电源使电动机转动
（3）画出痕迹D时，钢柱下落的速度 。（用题中所给物理量的字母表示）
（4）设各条痕迹到O的距离为h，对应钢柱的下落速度为v，画出图像，发现图线接近一条倾斜的直线，若该直线的斜率近似等于 ，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。
10．（2024·广东·校联考模拟预测）某同学在家用图甲所示的电路测量一个水果电池的电动势和内阻。
（1）某次测量时，电流表和电压表的示数如图乙所示，则电流I= mA，电压U= V；
（2）开关接在1和2位置时，分别得到两条U-I图像，如图丙所示；图丙中图线②对应开关接在 （填写“1”或“2”）；该方法测得的电动势 （填写“偏大”、“准确”或“偏小”）
（3）该电池的电动势E= ，内阻r= （均用I1、I2、U1和U2表示）。
考情分析
在近几年的高考实验题中，第一个实验题主要考查学生对基本实验仪器的读数、教材要求的基本实验原理、实验操作规范、数据处理及其误差分析等方面的掌握程度。这类题目难度适中，要求学生在做实验时要认真、细致，不能只注重刷题，而要真正到实验室去做实验，培养实际操作能力。
第二个实验题则侧重于对学生实验迁移能力的考查，常以设计性实验或创新型实验来体现，难度较高。这类题目主要为电学实验，也有力学实验，要求学生对新实验的实验原理、实验方法和数据处理的方法进行提取，对学生的实验迁移能力、探究能力要求较高，突出选拔功能。
为了应对这种考试趋势，学生在平时的学习中应该重视实验课程，多做实验，提高自己的实验操作能力和实验迁移能力。同时，要学会从实验中发现问题、解决问题，培养自己的探究能力和创新意识。在备考阶段，可以通过做历年真题和模拟题来熟悉考试题型和考试要求，提高自己的应试能力。
1
2
3
4
5
6
0.087
0.180
0.260
0.425
0.519
次数
1
2
3
4
5
6
7
电流
0.299
0.477
0.684
0.877
1.065
1.281
1.516
电压
4.970
4.952
4.932
4.942
4.894
4.872
4.848