2025年高考物理北京一模试题专项汇编：实验题（4大高频考点）含解析

专题12实验题

考点1：力学试验

力学实验

一、实验题

1.（2025•北京石景山•一模）如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系〃实验。

⑴除了图中所给的器材以及交流电源和导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是

A.秒表

B.天平（含祛码）

C.弹簧测力计

D.刻度尺

⑵平衡摩擦力时，按图甲把实验器材安装好，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时

器，（选填"挂"或"不挂"）盘和破码。用垫块把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车以一定初速

度沿木板向下运动，不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做运动。

⑶甲同学利用1，一图像求出每条纸带对应的加速度。他在处理其中一条纸带时，求出每个计数点对应的速

度，并将各点的速度都标在了如图乙所示的坐标系中。请在图乙坐标系中作出小车运动的―图像

并利用图像求出小车此次运动的加速度m/s2（保留两位有效数字）。

⑷乙同学在探究小车加速度〃与所受拉力厂的关系时•，根据实验数据作出的。-尸图像如图丙所示。

①发现图线不过原点，原因可能是。

A.木板一端垫得过高

B.木板一端垫得过低

C.盘和硅码的总质量太大

D.盘和砧码的总质最太小

②发现图线发生了弯曲。经过思考认为，图线弯曲的原因在于实验中认为细线对小车的拉力F等于盘和跌

码的总重力〃吆，而实际上产与，咫并不相等。将"f£xl00%记为相对误差乱若小车质量为则相对误

F

差a与震的关系图线应为_________。

M

MMM

(2)不挂匀速直线

0.8

0.6

1.0

⑶0.4

(4)AD

【详解】(1)该实验还需要用天平(含祛码)测量小车的质量；用刻度尺测量纸带；不需要秒表和弹簧测

力计。

故选BDo

(2)⑴⑵平衡摩擦力时，按图甲把实验器材安装好，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打

点计时器，不挂盘和祛码。用垫块把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车以一定初速度沿木板向下运

动，不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做匀速直线运动。

2

(3)⑴⑵作出小车运动的UT图像

图像的斜率等于加速度，则小车此次运动的加速度。=上黑啰向$2=1.00!//

(4)①⑴图线不过原点，即当/=0时加速度不为零，可知原因可能是木板一端垫得过高，平衡摩擦力过

度,故选A。

②⑵根据题意，由牛顿第二定律有〃吆=("+〃?)a

而F=Ma

则6=叫一%100%=(—+加"—"%]00%=—xl(X)%

FMaM

所以相对误差6与2■的关系成正比例关系。

故选De

2.(2025・北京西城•一模)用如图所示的装置探究影响向心力大小的因素。已知小球在槽中A、B、。位置

做圆周运动的半径之比为1:2:1。某同学实验时，将两个等质量的小球放在4、C位置，皮带套在第二层塔

轮上，该层左、右塔轮的半径之匕为2:1。该同学此次实验是为了探究小球的向心力大小与(选

填"质量"、"角速度"或"半径")的关系。若匀速转动手柄，左右标尺露出长度的比值应等于o

【答案】角速度1:4

【详解】⑴根据题意将两个等质量的小球放在A、C位置，即两个小球的转动半径相等，皮带套在第二层塔

3

轮上，根据0=二可知两个小球转动的角速度不同，即该同学此次实验是为了探究小球的向心力大小与角速

度。

⑵根据©=：可知两个小球转动的角速度之比为1:2,根据尺=ma）2r可知左右标尺露出长度的比值应等于

1:4。

3.（2025•北京丰台•一模）做"探究加速度与力、质量的关系”的实验。

⑴若使川图甲所示装置进行实验，下列说法中正确的是（选填选项前的字母）

小车纸带打点计时器

甲

A.拉小车的细线应与带滑轮的长木板平行

B.实验开始时，让小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带

C.把木板右端垫高，小车在拉力作用下拖动纸带匀速运动，以平衡小车受到的阻力

D.为减小误差，实睑中要保证槽码的质量，〃远小于小车的质量M

（2）在图甲所示装置中，实验室使月我国民用电时，打点计时器的打点频率为Hz,实验中得到一条

纸带，在纸带上从A点开始，每隔4个点取一个计数点，分别为8、C、D、E、F,如图乙所示，相邻

两计数点间的距离分别为10.0mm、12.0mni、14.0mm、16.0mm、18.0mni,则小车的加速度为m/s2。

•■■■■

ABCDEF

乙

⑶若采用传感器测量数据进行实验，装置如图丁所示，在小车前固定一无线式力传感器（通过无线传输方

式在电脑上显示拉力的大小），细绳系在力传感器上，槽码的总质量用/〃表示，小车（含车内钩码）和力

传感器的总质量用例表示。

4

接电源

T

①实验中，在保持M一定的前提下，（选域'需要〃或“不需要〃）满足〃?远小于M；（选

填"需要〃或“不需要〃）平衡摩擦力。

②若一位同学在上面①的两个选择中都选择了“不需要”，之后多次改变槽码的质量，重复实验，测得多

⑷某同学利用图示装置"探究加速度与力、质量的关系"，某次实验中补偿了阻力之后，保持细绳与木板平

行，测得小车的加速度为2.0m/s2,该同学认为此时不能用槽码的重力大小来替代小车所受的拉力大小。请

对此谈谈你的看法（X取lOm/s?）o

打点计时器

【答案】⑴AD/DA

（2）500.2

⑶不需要需要B

（4）见解析

【详解】（1）AC.为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时应当

将穿过打点计时器的纸带连在小车上，把木板右端垫面，调整长木板的倾斜程度，在没有其他外力作用的

情况下，让小车抱着纸带做匀速直线运动，同时要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行，故A正

5

确、c错误；

B.实验开始时，让小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，故B错误；

D.在消除摩擦力对实验的影响后，那么小车的合力就是绳子的拉力，根据牛顿第二定律得，对小车有f

对槽码有〃8一尸=〃心

匚M1

整理可得/=再盛=/〃岩

M

可知，当槽码的质量远小于小车的质量时，绳子的拉力近似等于槽码的重力，故D正确。

故选AD“

（2）口］我国民用电的频率为50Hz,故打点计时器的打点频率为50Hz。

⑵每隔4个点取一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为r=5x（=o.is

、歹斗、卜ci…十由x-A（16.0+18.0—12.0—14.0）x101

由逐差法求加速度可得a=n少P产wn=-------------；----!-----m/s22=0.2m/s22

4T24x0.12

（3）①卬［2］由图丁可知，绳子的拉力可以通过力传感器读出，故不需要满足，〃远小于“，为使绳子的拉

力为小车的合力，需要平衡摩擦力。

②⑶若未平衡摩擦力，由牛顿第二定律有尸-/=知。

整理可得。=上尸-4

故选Bo

（4）测得小车的加速度为Z.Um/s：取槽码为研究对彖，由牛顿第一定律可得，留一耳

此时，小车实际所受的拉力大小为"=mg-〃刈=08叫

则有‘"g-九x100%=20%

mg

可知小车此时所受的拉力大小与槽码的重力相差较大，所以此时不能用槽码的重力大小来替代小车所受的

拉力大小。

4.（2025•北京丰分•一模）物理实验般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、

数据分析等。例如回

6

⑴〃探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图所示：

①其中，。为橡皮筋与细绳的结点，08和OC为细绳。在该实验中，下列操作正确的是（）

A.拉着细绳套的两只弹簧测力计，稳定后读数应相同

B.测量时，橡皮筋、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板

C.实验中，把橡皮筋的另一端拉到。点时;两弹簧测力计之间夹角应取90,以便于算出合力的大小

D.实验前将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择两个读数相同的弹簧测力计。

②本实验采用的科学方法是一o

A.理想实验法

B.等效替代法

C.控制变量法

⑵某小组探究橡皮筋弹力与形变量的关系，测出橡皮筋在不同拉力?作用下的长度x,并据此作出了

图像，如图所示。请根据图像分析橡皮筋劲度系数的变化特点o

⑶物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。用如图所示

的装置探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，实验时将皮带套在左右半径不同的变速塔轮上，可

以探究向心力与以下哪个物理量的关系（）

7

变速塔轮

A.质量

B.半径

C.角速度

【答案】⑴BDB

⑵在弹性限度内，橡皮筋的劲度系数随长度的增大而减小

（3）C

【详解】（1）®[1]A.拉着细绳套的两只弹簧测力计，稳定后读数口」以不相同，故A错误：

B.测量时，为了减小误差，橡皮条、绳套和弹簧测力计应贴近并平行于木板，故B正确；

C.为减小实验误差，把橡皮条的另一端拉到。点时，两弹簧测力计之间夹角应适当大些，但因为是通过作

图求合力，故不必取90。，故C错误；

D.实验前将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择两个读数相同的弹簧测力计，选择的弹簧测力计读数

更为准确，故D正确。

故选BDo

②⑵本实验采用的科学方法是等效替代法，故B正确；AC错误。

故选Bo

（2）在足％图像中，斜率代表橡支筋的劲度系数，由图可知图线的斜率不断减小，则在弹性限度内，橡皮

筋的劲度系数随长度的增大而减小。

（3）由实验装置图可知，两个钢球质量和运动半径相等，实验时将皮带套在左右半径不同的变速塔轮上,

使得小球转动的角速度不同，根据尸=〃?苏广

可知可以探究向心力与角速度的关系。

故选Co

5.（2025•北京朝阳•一模）某实验小组利用打点计时器做“验证机械能守恒定律”的实验。

⑴以下三种测量速度的方案中，合理的是一

A.测量下落高度近通过/=2g/?算出瞬时速度I，

8

B.测量下落时间/,通过旧日算出瞬时速度v

C.根据纸带上某点的相邻两点间的平均速度，得到该点瞬时速度v

(2)按照正确的操作得到图1所示的一条纸带，在纸带上选取三个连续打出的点4、R、C,测得它们到起始

点。的距离分别为自、而、he已知重物的质量为〃?，当地重力加速度为g,打点计时器打点周期为兀从

打。点到打8点的过程中，重物重力势能的减少量为,动能的增加量为。

~5~~?(ABc~{

I?・X・・・・_____•_____________(

一一h’.

一一一

.%-

图1

⑶完成上述实验后，某同学采用传感器设计了新的实验方案验证机械能守恒，装置如图2所示。他将宽度

均为d的挡光片依次固定在圆弧轨道上，并测出挡光片距离最低点的高度/?，摆锤上内置了光电传感器，可

测出摆锤经过挡光片的时间加。某次实验中记录数据并绘制图像，以力为横坐标，若要得到线性图像，应

以为纵坐标，并分析说明如何通过该图像验证机械能守怛。

图2

【答案】(i)c

(2)mghB—：死

ol

⑶J)2或(I)?

【详解】(1)AB.不可以用n=gr和一=2"计算出瞬时速度也因为这样就默认重物做自由落体运动，失

去了验证的意义，故AB错误；

C.测出物体下落的高度儿根据纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时

速度打故C正确。

故选Co

(2)⑴从打0点到打8点的过程中，重物重力势能的减少量为△「=mg砥；

⑵根据纸带上某点的瞬时速度等干这点前后相邻两点间的平均速度，打下B点时重物的速度大小为

9

v

从打下。点到打下B点的过程中，重物的动能变化量为心=孤七一%）2

卜2B8T2

（3）设摆锤释放时高度为加，若机械能守恒则有〃以也_h）a）2

2Ar

d?\

整理得〃二%-丁（7）2

2g加

图线为不过原点的一条直线，斜率大小为！（或J），可验证机械能守恒。

2g2g

6.（2025・北京门头沟•一模）⑴某同学用如图1所示的装置做“用单摆测量重力加速度〃的实验。

图1

①已知单投的摆长为/,摆球做〃次全振动所用的时间为/，则当地重力加速度g=（用/、，?、1表示）。

②在安装实验装置的过程中，下列有关器材的选择和安装最合理的是.

B.

占铁夹

细丝线

铁球

③为减小误差，该实验并未直接测量单摆的周期7,而是先测量〃次全振动所用的时间，再求出丁。下列实

10

验采用了类似方法的有（选填选项前的字母）。

A.“用双缝干涉实验测量光的波长〃实验中相邻痉条纹间距离的测量

B.“用油膜法估测油酸分子的大小〃实验中1滴油酸酒精溶液体枳的测量

C.“探究等温情况下•定质量气体压强与体积的关系〃实验中气体体积的测量

⑵图2为“探究加速度与力的关系”的实验装置图。实验中，在小车不挂桶和砂时，先将木板的一端垫起一

定高度。这样做的目的是”

图2

A.测量木板倾斜的角度

B.平衡摩擦力

C.使小车所受的合力等于桶和砂的重力

【答案】⑴口DAB

V

（2）B

【详解】（1）[1]题意可知单摆周期丁=；=2、^

解得g=W

r

⑵为了减小空气阻力的影响，需选择质量大的铁球，其次，为了防止悬点滑动，需要夹子夹住摆线，最后，

为了不让摆长发生改变，需选择细丝线，D选项符合要求。

故选Do

[3]A.为减小误差，该实验并木直接测量单摆的周期T,而是先测量，，次全振动的用时/再求出丁，实验采

用方法是放大测量取平均值。“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中相邻亮条纹间距离的测量，采用方法是

放大测量取平均值，故A正确；

B.“用油膜法估测油酸分子的大小〃实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量，采用方法是放大测量取平均值,

故B正确；

C.“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系〃实验中气体体积的测量，采用方法不是放大测量取平

均值，故C错误。

11

故选ABo

（2）“探究加速度与力的关系〃的实验装置图。实验中，在小车不挂桶和砂时，先将木板的一端垫起一定高

度，这样做的目的是平衡摩擦力。

故选Bo

7.（2025•北京房山•一模）某同学通过实验验证机械能守恒定律。

⑴该同学用如图所示器材进行实验，下列图中实验操作正确的是“

（2）按止确合理的方法进行操作，打出的•条纸带如图甲所不，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,

测得它们到起始点。的距离分别为/〃、历、自。已知当地重力加速度为g,重物的质量为加，交流电的周期

为兀从。点到8点的过程中，重物的重力势能减小量为,动能增加量为。

⑶换用两个质量分别为机/、，〃2的事物进行多次实验，记录下落高度。和相应的速度大小心描绘5一〃图像

如图乙所示。改变重物质量时，纸带与重物所受阻力不变，请根据图像分析说明两重物质量论大小关

M4一%f

(2)mg总

ST2

⑶叫＞叫

12

【详解】（1）打点计时器接交流电源，同时使纸带竖直，以减少阻力的影响。

故选Bo

（2）⑴根据重力势能的计算公式可知，重物的重力势能减小量为△5=〃琢与

[2]8点的速度为％=铝

根据动能的公式可知AE2

卜28ST2

（3）根据动能定理有〃吆力-力=:m/

解得v2=（2g-乂•）〃

tn

根据图像的斜率可知班＞机2。

8.（2025・北京大兴•一模）小鹏同学用如图所示双缝干涉实验装置来测量某单色光的波长

光源凸透镜滤光片单缝双建遮光筒毛玻璃屏目镜

[:/.\./.\I

jrr

⑴在组装仪器时单缝和双缝应该相互放置______（选填"垂直”或“平行〃）。

（2）为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离Ar,而是先测量〃个条纹的间距再求出As下

列实脸采用了类似方法的有

A.探究《两个互成角度的力的合成规律》的实验中合力的测量

B.《探究弹簧弹力与形变量的关系》的实验中弹簧的形变量的测量

C.《用单摆测重力加速度》的实验中单摆的周期的测量

D.《用油膜法估测油酸分子的大小》的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量

【答案】⑴平行

（2）CD

【详解】（1）只有保证单缝和双缝互相平行，这样才能在屏上出现明暗相间的条纹。

（2）先测量〃个条纹的间距再求出At,属于放大测量取平均值，用的是累积法。

A.《探究两个互成角度的力的合成规律》的实验中合力的测量，属于等效替代法，故A错误；

B.《探究弹簧弹力与形变量的关系》的实验中弹簧的形变量的测量，属于测多次取平均值，收B错误；

C.《用单摆测重力加速度》的实验中单摆的周期的测量，属于放大测量取平均值，故C正确；

D.《用油膜法估测油酸分子的大小》的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量，属于放大测量取平均值，故

13

D正确。

故选CD。

9.（2025•北京顺义,一模）用单摆测量重力加速度的实验中

⑴在测量周期时，为了减小测量周期的误差，应在摆球经过最（选填"高〃或“低”）点的位置时开始计

时。

（2）用秒表记录单摆〃次全振动所月时间为3则单摆的周期7=。

⑶多次改变摆线长度，并测出相应的周期。绘制摆长L随周期的平方尸变化的图像如图所示。由图像求8=

（用“公小（表示）。

⑷在摆球和细线相同的情况下，单摆小角度摆动的周期（选填"大于""小于〃或"等于〃）圆锥摆（摆球

在水平面做匀速圆周运动）的周期。

⑸如图所示，单摆摆长为L,摆球质量为相。将摆球拉离平衡位置后释放，摆球沿圆弧做往亚运动。摆线

与竖直方向夹角（摆角）为0，试说明单摆在"摆角很小〃的情况下做简谐运动。

【答案】⑴低

（2）-

n

产d）

以一甲

⑷大于

（5）见解析

14

【详解】（1）在测量周期时，为了减小测量周期的误差，应在摆球经过最低点的位置时开始计时。

（2）用秒表记录单摆〃次全振动所用时间为3则单摆的周期7

解得L=

解得g"

（4）对圆锥摆根据mgtan0=m干~Lsin。

亨＜丁=2代

即在摆球和细线相同的情况下，单摆小角度摆动的周期大于圆隹摆（摆球在水平面做匀速圆周运动）的周

期。

（5）重力沿圆弧切线方向的分力/=，咫sin。

当摆角。很小时，摆球运动的圆弧可以看成直线，圆弧0P的长爱可认为与摆球的位移x大小相等，即

sin。

单摆振动的回复力F可表示为F=-,x

式中负号表示回复力与位移的方向相反。摆球质量W和摆氏L一定，等可以用一个常量〃表示，于是上式

可以写成尸=—依

即单摆的振动为简谐振动。

10.（2025・北京顺义•一模）利用如图所示的装置完成“验证机械能守恒定律”的实验。得到重锤下落速度的

平方廿与下落高度人之间关系的F-力图像，下列图像中可能正确的是（）

15

命!■重央物r

【答案】B

【详解】重锤下落过程中机械能守恒，则有，咫力=gmi，2

整理，可得声=2g/?

由此可知声一〃图像为过原点的直线。

故选B。

1L（2025•北京顺义•一模）利用如图所示装置做"验证动量守恒定律〃实验，在导轨上，小车A以初速度匕撞

击静止的小车Bo

光电门1光电门2

碰撞前：小车A上的遮光条通过光电门1的时间为乙。

碰撞后：小车A与小车B粘在一起，小车B上的遮光条通过光电门2的时间为，2。

已知；小车A与遮光条的总质量为叫，小车B与遮光条的总质量为〃与，遮光条的宽度为乩

16

则碰撞前小车A的速度匕=:碰撞后系统的总动量〃=。

【答案】他3

八G

【详解】［1］碰撞前小车A的速度

［2］碰撞后系统的总动量p=（仍+吗户=（＞+生”

’2

12.（2025・北京延庆•一模）物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作和实

验分析等。

⑴实验原理。某同学在做杨氏双缝干涉实验时.，在相同的实验条件下，分别用波长4和4的单色光进行实

验，得到如图甲和乙所示的干涉条纹，可知，44。（选填“大于〃、"等于"或"小于"）

■inniimiH

甲

（2）实验操作。图为“研究两个互成角度的力的合成规律〃实验的示意图，下列实验操作中必要的是

A.实验中应保证两弹簧测力计外壳与木板平行

B.实验中应保证两个分力大小都小于合力大小

C.两个弹簧测力计拉动圆环睁止在位置。，标记出两细线的方向，表示分力的方向

D.两个弹簧测力计拉动圆环静止在位置O,测量出两细线的长度，表示分力的大小

17

⑶实验分析。图所示为“观察电容器的充、放电现象〃的实验电路，其中七为电源，C为电容器，R为阻值较

大的定值电阻，S为单刀双掷开关，电•流•表•A•的•零••刻•线•在•中•央。开关S接1时，电源给电容器充电；开关S

接2时，电容器通过电阻R放电。下列说法正确的是o

1

A.充电过程中，电压表示数先迅速增大，然后相对平缓增大，最后稳定在某•数值

B.充电过程中，电流表示数先迅速增大，然后逐渐增大并稳定在某一数值

C.放电过程中，电压表的示数均匀减小至零

D.放电过程中，电流表中的电流方向从左到右

【答案】（1）大于

（2）AC

⑶AD

【详解】（1）由双缝干涉条纹间距公式&1=44

a

由于甲的条纹间距大于乙的条纹间距，所以4>4。

（2）A.为确保力的大小准确性，实验中应保证两弹簧测力计外壳与木板平行，A正确；

B.为了减小测量误差，实验中，在弹簧处于弹性限度之内，应使两个分力适当大一些，但并不需要保证两

个分力大小都小于合力大小，B错误；

C.由于细线的拉力方向沿细线，可知，两个弹簧测力计拉动圆环静止在位置0,标记出两细线的方向，表

示分力的方向，C正确；

D.两个弹簧测力计拉动圆环静止在位置。，读出弹簧测力计的示数，该示数表示分力的大小，不需要测量

出两细线的长度，D错误。

故选ACo

（3）A.充电过程中，电流逐渐减小，并减小得越来越慢，电容器的电荷量增加得越来越慢，由电容的定

义式

18

可得U=垓

则电压表示数先迅速增大，然后相对平缓增大，最后稳定在某一数值，A正确；

B.充电过程中，由于电容器两端的电压越来越高，电源与电容器间的电势差越来越小，电流表示数逐渐减

小，B错误;

C.放电过程中，电压表的示数是逐渐变小的，但不是均匀减小的，C错误；

D.放电过程中，电流表中的电流方向从左到右，D正确。

故选AD.

13.（2025•北京丰台•一模）某实验小组利用如图所示的装置探究“小车加速度与力、质量的关系"。小车与

车中钩码的总质量为M,砂和砂桶的质量为，”，重力加速度为加

⑴卜.列实验操作正确的是一

A.平衡阻力时，需要通过细绳把砂桶挂在小车上

B.平衡阻力后，长木板的位置不能移动

C.实验中，细绳必须与长木板保持平行

D.小车质量远小于砂和砂桶的总质量

（2）如图是某次实验所打出的一条纸带，图中0、1、2、3、4为相邻的计数点，两个相邻的计数点间还有4

个点未标出，已知交流电源的频率/=50Hz,小车的加速度m/s2o

C623:\

>单位i:cm

I：12.59-

17.46

⑶小北同学在探究“小车的加速度。与尸的关系”时，保持M不变，以砂和砂桶的重力为凡根据实验数据

作出〃了图像，如图所示。并利用最初的几组数据拟合了一条直线OAP,画一条与纵轴平行的直线，这条

直线和这两条图线以及横轴的交点分别为P、Q、M则然=（用M和加表示）。

19

⑷小京同学在探究“小车加速度〃与尸的关系”时，采用如图所示的实验方案，实验步骤如下:

①将木板装有定滑轮的一侧垫高，挂上装有细砂的砂桶，保持细绳与长木板平行。调节木板的倾角，使质

量为M的小车拖着纸带沿木板匀速卜滑；

②取下砂桶，测出砂和砂桶的总质量皿，并让小车沿木板下滑，测出小车的加速度公

③改变砂桶中砂子的质量，重复步骤①和②，多次测量，仍然取砂和砂桶的重力为尸，作出〃孑图像。请

你定性画出尸图像，并说明理由。

【答案］⑴BC

(2)0.34

【详解】（1）A.平衡阻力时，需要把砂桶取下来，轻推小车，观察打出来的纸带，如果小车做匀速直线

运动，则已平衡摩擦力，故A错误；

B.平衡阻力要让小车重力沿斜面向下的分力与摩擦力二力平衡，设木板倾角为6,即Mgsine=〃Mgcose

解得〃=tan0

因此平衡阻力后，倾角。不能变，长木板的位置不能移动，故B正确；

C.实验中，细绳必须与长木板保持平行，保证绳中的拉力等于小车所受的合力，否则拉力不会等于合力,

故C正确：

20

D.设绳中的拉力为不，根据牛顿第二定律可得入二Ma,，咫-4=〃也

口Mmg

解得心二瓦启〃*二/

1H--------

M

为使小车受到的绳子拉力近似等于砂和砂桶的总重力，需要让小车与钩码的总质量远大于砂和砂桶的总质

量，故D错误。

故选BCo

(2)由已知条件可知，计数周期为T=5x}=0.1s

逐差法求加速度可得a=屈用一。=o.34m/s2

(3)图中PN对应小车所受合力为砂和砂桶的总重力〃7g时的加速度q,则〃?g=M%

图中QN对应小车实际的加速度外,由于实验过程中，小车所受的合力等于绳中的拉力，则有

广M“

耳=-----mg=Ma,

M+m

联立解得翳="=三一

PNa】M+m

(4)由于③，由于小车匀速下滑，故砂桶也应做匀速直线运动，小车和砂桶此时受力平衡，设小车受摩擦

力为/,此实验中绳中拉力为7,则有MgsinO=/+T,F=T

取下砂桶，由牛顿第二定律可得Mgsin0-/=Ma

联立可得。=三

可见，在M不变的情况下，a与尸成正比，定性作图。-尸图像如下

।考点02电学实验

一、实验题

1.(2025•北京东城•一模)某学习小组设计实验测量某合金丝的电阻率P,他们进入实验室，找到如下器

材:

21

A.一节干电池（电动势为E）

B.亳安表A（量程为07.0mA,内阻尺、=100。）

C.定值电阻9=5.0Q

D.电阻箱R（0—9999C）

E.刻度尺、螺旋测微器、接线夹、开关、导线

⑴该组同学用螺旋测微器测量合金纹的直径，测量结果如图1所示，则合金丝直径“=mm.

（2）基于以上器材，为了测量该合金丝的电阻率，设计了如图2所示的实验电路图，将电阻箱火阻值调到

R=1400C。某次测量时，电流表的示数为0.50mA,则流经电源的电流/=A

⑶改变接入电路的合金丝的长度/,记录多组流经电源的电流的例数;和/的数值，绘出如图3所示的图线。

已知图线的斜率为攵，则金属丝的电阻率夕=（用含E、d、A的表达式表示）。

⑷有两种金属直导线，横截面积均为S,长度分别为4、4,电阻率分别为8、2,且月〉2。现将它们

串联在一稳恒直流电路中，如图4所示。已知导线中稳恒电场的基本性质与静电场相同。请通过推导比较

两金属导线中沿导线方向的稳恒电场片和七2的大小关系；小明猜想片与马的大小关系是两导线接触

面处有"净余电荷”所致。请根据这个猜想判断“净余电荷"的电性。

h，2

1|―►七2J

JPiUhI

图4

【答案】(1)0.630

(2)0.1505

22

ETM?

⑶~4~

⑷Ex>E2负

【详解】（1）螺旋测微器的读数为0.5mm+13.0xO.0knm=0.63Omm

（2）电流表的示数为0.50mA,则流经电源的电流，=34

代入数据可得/=0」505A

（3）设电路中除了电阻丝电阻外，其他电阻阻值之和为R总，根据闭合电路欧姆定律£=’/在+'%

2

整理变形可得:=冬+番•/

/EEjrd~

可知9-/图像斜率k=

/E^d~

解得夕=坦4

4

⑷⑴设回路中经过两导线的电流大小为/，则根据4=闺，R=d与,耳=生

联立可得耳=4

同理得当=冬

所以耳>公

[2]导线中的稳恒电场是由电路中稳定分布的电荷叠加产生的，己知导线中的稳恒电场沿导线方向，又因为

^>E2,必然在界面处积累负的“净余电荷〃。

2.（2025•北京西城•一模）某同学通过实验测量阻值约为5Q、粗细均匀的金属丝的电阻率。

⑴该同学采用如图所示的电路测量金属丝的电阻现有电源（电动势为3.0V,内阻不计），电压表（量

程0~3V,内阻约3kC）,开关和导线若干，以及下列器材：

A.电流表（量程0~3A,内阻约0.025C）

B.电流表（量程0~0.6A,内阻约0.125Q）

23

C.滑动变阻器（0-50,3A）

D.滑动变阻器（0-1000Q,0.5A）

为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用，滑动变阻器应选用o（选填实验器材

前的字母）

⑵电压表应连接点（选填或。闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应处在（选

填”左端〃或"右端”）。

⑶测得金属丝的直径为乩长度为L,电阻为R,则该金属丝电阻率测量值的表达式夕=。仅考虑

电表内阻引起的误差，电阻率的测量值________真实值（选填"大于"或"小于〃）。

⑷材料的电阻率「随温度，变化的规律为。=4（1+3），其中夕。是材料在U0回时的电阻率，。为电阻温度

系数，在一定的温度范围内。是与温度无关的常量。不同材料的。可能为正数也可能为负数。该同学设想

利用两种材料制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻。若在0团时，A材料的电阻率为小，电阻温

度系数为四,6材料的电阻率为外2,电阻温度系数为％。用A、B两种材料制成横截面积为S,长度分别

为。和L的导线，将两段导线串联成一个导体，S、Li、心均不随温度变化。当L、上满足关

系时，导体的电阻在窕附近不随温度变化，若使该导体的电阻等于R，则L/、上与R的关系式为R=o

【答案】⑴BC

⑵M左端

7rd2R,十

⑶――小于

4£

（4）Poi«>4+Po?a?k=。户=%g+&勺

U3

【详解】（1）口］根据题中信息可得流过电阻的最大电流约为/m〃nqu=AnOSA

A5

为了减小误差，电流表选择B：

⑵由题图可知滑动变阻器采用分压式连接，为了方便操作，选用最大阻值较小的C。

C）⑴通过计算可得出・>鲁

为了减小误差，电压表应连接M点；

⑵为了保护电路，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应处在使测最电路部分电压为零的左端。

（3）⑴根据电阻定律

又S=吟2

24

联立可得夕=过四

4L

⑵根据（2）中分析可知，电流表采用外接法，则电流的测量值大于流过电阻的真实值，根据欧姆定律R

可知电阻的测量值小于真实值，则电阻率的测量值小于真实值。

（4）[1]要使得两段导线串联成的个导体电阻不随温度发生变化，即两段导线电阻之和不变，即两段导线电

阻随温度的变化率互为相反数，根据电阻定律得R=q（l+a/）（

求导可得导线电阻随温度的变化率丝=4。/.

Ar

即需要满足20。4=-必％区

整理可得为%4+&44=0

⑵根据电阻定律可得R=为（1+a/）-y+&（1+%）*

结合夕0乌4+&44=。

联立可得R=+e勺

3.（2025・北京门头沟••模）某同学想要测量•段均匀材料金属丝的电阻率，已知待测金属丝电阻人约为

6.0Qo

⑴现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了以下相关器材：

A.电池组（3V,内阻约1C）

B.电流表（0~3。内阻约0.0250）

C.电流表（0~0.6A,内阻约O.125Q）

D.电压表（0~3V,内阻约3kC）

E.电压表（（T15V,内阻约15kC）

F.滑动变阻器（0~20Q,额定电流1A）

G.滑动变阻器（0~1000Q,额定电流0.3A）

H.开关，导线

实验时应选用的电流表是,电压表是,滑动变阻器是o（填写各器材的字母代号）

（2）为使电阻的测量结果尽量准确，且金属丝两端的电压从零开始变化。以下实验电路符合要求的是。

25

⑶实验中改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，并描绘出U-/图线，如图所示。若图线的

斜率为k，金属丝的长度为/，直径为。，则金属丝电阻率的表4式为o（用公1、。表示）

C//VA

」□L□

匚

匚□HH

□生

匚

匚□□

匚

匚□□i

U□匚□

U□U□

U

匚□

L□

匚□

J□里

LULU

LnuO

JU□

UL出

LE甘n

LnK

LhJ

!!I

।ii।niiiiiiiiuiiiiiiiii

।ii।fiiiIInni)।ni]IIi]

-UUIJUUUUULULIULLL

iII।IIIIiiIIIIIIiIIIIIIii

_-ULUUUUUUUULJULLL

--nmnnnnrmnnnrrr

-duUdUU1JUUUUULLL

_-ULUUUUUULUUULLL

二叫F带用格用RRFFF

O

〃A

（4）某同学认为，在不改变电路结构的基础上，可以通过改变金属丝长度，并利用某一电表测得的数据-，作

出相应的图像，进而通过图线的斜率K求得金属丝的电阻率。请简要说明实验方案，并用斜率K表示金属

丝的电阻率。（需要的其他物理量可自选符号表示）

【答案】⑴CDF

(2)A

UD2

⑶

k'jrD1

(4)p'=

E3

【详解】（1）⑴⑵⑶题意知电动势E=3V,则电压表选D,电路的最小电流/min=k=£A=0.5A,故电流

AvO.U

表选C,因为待测电阻约6.0Q,且为方便调节，滑动变阻器应选小电阻的F。

26

（2）金属丝两端的电压从零开始变化，滑动变阻器选择分压式解法，因为R.VJRARV

故电流表采用外接法，A选项符合题意。

故选A。

（3）分析图像可知图像斜率为电阻，即*PD2

7T——

4

解得夕=空1

4/

（4）实验中改变金属丝长度，通过改变滑动变阻器滑片的位置，使得每次电流表的示数均为八，测量出金

属丝长度/,以及对应的电压表示数U,根据欧姆定律可得U=/°K

I4/

又市

联立可得u=笔/

作出UT图像'可知斜率为八第

解得金属丝的电阻率为夕'=人手

4/。

4.（2025•北京房山•一模）（1）使用多用电表欧姆挡测量某电阻阻值时，下列说法正确的是

A.测量时，不需要把该电阻与电路断开进行测量

B.测量时，发现指针非常靠近欧姆挡的零刻线，应将选择开关拨至倍率较大的挡位

C.更换挡位测量电阻阻值时，必须将红、黑表笔短接，重新进行欧姆调零

⑵若某次测量使用欧姆挡为“xl0〃挡，则图甲中电阻的测量值R=Q

⑶某同学利用图乙所示电路图研究电容器的充、放电过程。开关S接1,电容器充电，充电完毕后将开关S

由1拨至2,电容器放电。

27

①图丙是电容器放电过程中电流/随时间，变化的图像，试估算在0.2s时间内电容器放电的电荷量为

②图丁是电容器放电过程中电压U随时间，变化的图像。电容器放电瞬间开始计时，此时电压传感器记录

数据为图像与坐标轴围成的面积为So。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容C=。

（用题中已知物理量U,”、R和So表示）

【答案】⑴C

(2)100

⑶4.0x10^

【详解】（1）A.测量电路中某个电阻时，应该把该电阻与电路断开，否则测量的是该电阻与其它电路的

并联电阻，测量时必须把把该电阻与电路断开，故A错误；

B.测电阻时，发现指针非常靠近欧姆挡的零刻线，则所测电阻阻值较较小，所选挡位太大，应换较小倍率

后，重新调零，再进行测量，故B错误；

C.更换挡位测量电阻阻值时，必须将红、黑表笔短接，重新进行欧姆调零，故C正确；

故选Co

28

（2）指针指向“iy刻度线，则图甲中电阻的测量值R=10xl0Q=100C

（3）①⑴根据8〃

可知电荷量等于/“图像与时间轴所围成的面积，则有2=10x0.2x10-3x0.2C=4.0xlO^C

②[2]根据学=〃=多