教材情境4 基于教材中的“科学实验”情境命题
1.（人教版物理必修第二册P10实验，改编）用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）下列实验条件必须满足的有 。
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末段水平
C.挡板高度等间距变化
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的球心对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时 （选填“需要”或“不需要”）y轴与重垂线平行。
（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中不可行的是 。
A.从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹
B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹
C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
（4）某同学在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面，使小钢球从斜面上某一位置滚下，如图所示，钢球沿桌面飞出后做平抛运动。请帮他用一把刻度尺测量钢球离开水平桌面时速度的大小，写出测量步骤和用所测的物理量表达速度的关系式。 、 。
2.（人教版物理必修第三册P67·T2，改编）纯净水的电导率（电导率是电阻率的倒数），是检验纯净水品质的。受此启发，某兴趣小组设计了如图a所示的实验原理图，测量盐水的电导率。所用器材有：
电源E（电动势恒定，内阻可忽略）；
毫安表mA（量程0～15 mA，内阻可忽略）；
电阻R1＝100 Ω、R2＝400 Ω、R3＝400 Ω和R4＝200 Ω；
单刀双掷开关S、导线若干；
样品容器（粗细均匀的有机玻璃圆柱形管，其两端用带有铜电极的塑料胶塞密封）。
请完成下列实验操作和计算。
（1）在样品容器内注满盐水，在图b所示的实物图中已正确连接了部分电路，请用笔画线表示导线，把实物电路连线补充完整；
（2）把单刀双掷开关S掷向“1”，毫安表的示数为10.0 mA，记录此时毫安表的示数，计算出流过样品容器的电流I1为 mA；
（3）把单刀双掷开关S掷向“2”，毫安表的示数为15.0 mA，记录此时毫安表的示数。计算出流过样品容器的电流I2为 mA；
（4）断开开关S，根据以上数据，计算出两铜圆片电极间盐水的电阻为 Ω；
（5）要进一步计算出当前温度下盐水的电导率，该小组还需测量记录的物理量有 。
3.（人教版物理必修第三册P92·T3，改编）某同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池”，并依次进行以下实验：
（1）用多用电表的直流电压（0～2.5 V）挡粗测其中一个水果电池的电动势，多用电表的红表笔应与水果电池的 （填“正极”或“负极”）相连，若多用电表的指针位置如图甲所示，其“水果电池”的电动势约为 V。
（2）为了较为准确地测出“水果电池”的电动势和内阻，利用如图乙所示的实验电路图测量水果电池的电动势E和内阻r。
a.请用笔画线代替导线，完成图丙中实物图的连接。
b.连接好实物图后，将电阻箱阻值调到合适阻值，闭合开关。改变电阻箱的阻值R，记录电流表对应的示数I，在方格纸上作出-R图像如丁所示。若电流表的内阻为100 Ω，根据图像可求得“水果电池”的电动势E＝ V，内电阻r＝ Ω（结果均保留三位有效数字）。
4.（人教版物理选择性必修第一册P20·T2，改编）实验小组用如图甲所示装置来验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒。A、B为两个直径相同的小球，质量分别为m1、m2。实验时，接球板水平放置，让入射球A多次从斜轨上E点静止释放，平均落点为P1；再把被碰小球B静放在水平轨道末端，再将入射小球A，从斜轨上某一位置静止释放，与小球B相撞，并多次重复，分别记录两个小球碰后的平均落点M1、N1。
（1）小球质量的关系应满足m1 m2（填“大于”“小于”或“等于”）。
（2）关于该实验的要求，说法正确的是 。
A.斜槽末端必须是水平的
B.斜槽轨道必须是光滑的
C.必须测出斜槽末端的高度
D.放上小球B后，A球必须仍从E点释放
（3）图甲中O点为斜槽末端在接球板上的投影点，实验中测出OM1、OP1、ON1的长度分别为x1、x2、x3，若两球碰撞时动量守恒，则满足的表达式为 （用x1、x2、x3、m1、m2表示）。
（4）图乙中，仅改变接球板的放置，把接球板竖放在斜槽末端的右侧，O点为碰前B球球心在接球板上的投影点。使小球A仍从斜槽上E点由静止释放，重复上述操作，在接球板上得到三个落点M2、P2、N2，测出OM2、OP2、ON2长度分别为y1、y2、y3，若两球碰撞时动量守恒，则满足的表达式为 （用y1、y2、y3、m1、m2表示）。
教材情境4 基于教材中的“科学实验”情境命题
1.（1）BD （2）需要 （3）C （4）见解析 v＝x
解析：（1）为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但末端必须是水平的。同时要让小球总是从同一位置无初速度释放，这样才能保证有相同的平抛初速度，才能找到同一运动轨迹上的几个点，故A错误，B、D正确；挡板只要能记录下小球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化，故C错误。
（2）将小球运动分解，小球在竖直方向为自由落体运动，故需要y轴与重垂线平行。
（3）从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹，此方案是可行的；用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹，此方案是可行的；将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，由于铅笔和纸之间没有压力，故不会形成运动轨迹，此方案是不可行的，故选C。
（4）测量步骤：
①让小球从斜面上某一位置A无初速度释放；
②测量小球在地面上的落点P与桌子边沿的水平距离x；
③测量小球在地面上的落点P与水平桌面竖直距离y。
根据小球在水平方向做匀速直线运动可得x＝vt
小球在竖直方向做自由落体运动可得y＝gt2
整理可得小球离开桌面的初速度v＝＝＝x。
2.（1）见解析图 （2）50 （3）75 （4）120
（5）圆柱形管内径和两电极间的距离
解析：（1）实物电路连线如图所示。
（2）毫安表的示数为I＝10.0 mA，流过R1的电流I0＝＝40 mA
流过样品容器的电流I1＝I＋I0＝50 mA。
（3）毫安表的示数为I'＝15.0 mA，流过R1的电流I0'＝＝60 mA
流过样品容器的电流I2＝I'＋I0'＝75 mA。
（4）设两铜圆片电极间盐水的电阻R，把单刀双掷开关S掷向“1”，有
E＝IR2＋I1（R＋R3）
把单刀双掷开关S掷向“2”，有E＝I'R2＋I2（R＋R3）
代入数据联立得R＝120 Ω。
（5）根据R＝ρ可知要进一步计算出当前温度下盐水的电导率，该小组还需测量记录的物理量有圆柱形管内径（可计算面积）和两电极间的距离。
3.（1）正极 1.05（1.04～1.06均可）
（2）a.见解析图 b. 1.25 500
解析：（1）多用电表的电流从红表笔流入，从黑表笔流出，故红表笔与水果电池的正极相连。
多用电表的直流电压（0～2.5 V），从电压表盘可知：每小格电压值为0.05 V，共21个小格，并进行估读，“水果电池”的电动势约为1.05 V。
（2）a.连接实物图如图所示。
b.根据图乙，利用闭合电路欧姆定律可得E＝IR＋I（RA＋r）
整理可得＝R＋
图中纵轴截距为480，即＝480 A－1
图中图线的斜率为k＝＝＝0.8 V－1
联立可得E＝1.25 V，r＝500 Ω。
4.（1）大于 （2）AD （3）m1x2＝m1x1＋m2x3
（4）＝＋
解析：（1）为了保证实验过程中，入射球A碰撞后不反弹，小球质量的关系应满足m1大于m2。
（2）为了保证小球抛出的初速度处于水平方向，斜槽末端必须是水平的，故A正确；为了保证每次碰撞前瞬间入射小球的速度相同，每次入射小球必须从同一位置E点静止释放，但斜槽轨道不需要光滑，故B错误，D正确；两小球做平抛运动，下落高度相同，所用时间相同，可以用平抛运动的水平位移代替抛出时的初速度，所以不需要测出斜槽末端的高度，故C错误。
（3）小球从斜槽末端飞出后，做平抛运动，竖直方向上，小球下落的高度相等，则小球在空中运动的时间相等，设为t，碰撞前小球A的速度为v0＝
碰撞后小球A、小球B的速度分别为v1＝，v2＝
两球碰撞前后的总动量守恒有m1v0＝m1v1＋m2v2
整理可得m1x2＝m1x1＋m2x3。
（4）设O、B间的距离为x，小球做平抛运动，碰撞前，对小球A有y2＝g，x＝v0't2
联立，解得v0'＝x
碰撞后，对小球A有y3＝g，x＝v1't3
联立，解得v1'＝x
碰撞后，对小球B有y1＝g，x＝v2't1
联立，解得v2'＝x
两球碰撞前后总动量守恒有m1v0'＝m1v1'＋m2v2'
整理，可得＝＋。
3 / 3教材情境4 基于教材中的“科学实验”情境命题
从近几年的高考物理实验题的设置来看，特别重视实验能力的培养和提高。因此要做好教材中规定的基本实验，充分理解和掌握实验的内容，在此基础上，能利用已学知识、原理和方法在题设的条件和情境下，按照题设的要求制定出实验方案、选择实验器材、安排实验步骤、设计实验数据的处理方法及实验误差分析，逐渐提高实验迁移能力、解决简单新颖情境实验的能力。
【真题1】 （2025·安徽高考11题）某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。
（1）利用图甲装置进行实验，要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是：调整轨道的倾斜度，使小车 （选填正确答案标号）。
a.能在轨道上保持静止
b.受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动
c.不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动
（2）利用图乙装置进行实验，箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器，将物体置于力传感器上，箱体沿竖直方向运动，利用传感器测得物体受到的支持力FN和物体的加速度a，并将数据实时传送到计算机。
①图丙是根据某次实验采集的数据生成的FN和a随时间t变化的散点图，以竖直向上为正方向。t＝4 s时，物体处于 （选填“超重”或“失重”）状态；以FN为横轴、a为纵轴，根据实验数据拟合得到的a-FN图像为图丁中的图线a。
②若将物体质量增大一倍，重新进行实验，其a-FN图像为图丁中的图线 。（选填“b”“c”或“d”）
衔接分析
本题源于人教版物理必修第一册P88，实验：探究加速度与力、质量的关系；主要考查教材原型实验的实验原理、关键操作及实验的创新拓展。
【真题2】 （2025·河南高考12题）实验小组利用图1所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交流电源（频率50 Hz）、铁架台、电子天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。
（1）下列所给实验步骤中，有4个是完成实验必需且正确的，把它们选择出来并按实验顺序排列： （填步骤前面的序号）。
①先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带
②先释放纸带，然后再接通电源，打点计时器开始打点
③用电子天平称量重锤的质量
④将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端
⑤在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据
⑥关闭电源，取下纸带
（2）图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则打出B点时重锤下落的速度大小为 m/s（保留3位有效数字）。
（3）纸带上各点与起点间的距离即为重锤下落高度h，计算相应的重锤下落速度v，并绘制图3所示的v2-h关系图像。理论上，若机械能守恒，图中直线应 （填“通过”或“不通过”）原点且斜率为 （用重力加速度大小g表示）。由图3得直线的斜率k＝ （保留3位有效数字）。
（4）定义单次测量的相对误差η＝×100％，其中Ep是重锤重力势能的减小量，Ek是其动能增加量，则实验相对误差为η＝ ×100％（用字母k和g表示）；当地重力加速度大小取g＝9.80 m/s2，则η＝ ％（保留2位有效数字），若η＜5％，可认为在实验误差允许的范围内机械能守恒。
衔接分析
本题源于人教版物理必修第二册P 95，实验：验证机械能守恒定律；主要考查教材原型实验的实验步骤、数据处理及误差分析等问题。
【真题3】 （2025·河南高考11题）实验小组研究某热敏电阻的特性，并依此利用电磁铁、电阻箱等器材组装保温箱。该热敏电阻阻值随温度的变化曲线如图1所示，保温箱原理图如图2所示。回答下列问题：
（1）图1中热敏电阻的阻值随温度的变化关系是 （填“线性”或“非线性”）的。
（2）存在一个电流值I0，若电磁铁线圈的电流小于I0，衔铁与上固定触头a接触；若电流大于I0，衔铁与下固定触头b接触。保温箱温度达到设定值后，电磁铁线圈的电流在I0附近上下波动，加热电路持续地断开、闭合，使保温箱温度维持在设定值。则图2中加热电阻丝的c端应该与触头 （填“a”或“b”）相连接。
（3）当保温箱的温度设定在50 ℃时，电阻箱旋钮的位置如图3所示，则电阻箱接入电路的阻值为 Ω。
（4）若要把保温箱的温度设定在100 ℃，则电阻箱接入电路的阻值应为 Ω。
衔接分析
本题源于鲁科版选择性必修第二册P119，“节练习”第5题；考查了热敏电阻的热敏特性的理解、应用热敏电阻制作的保温箱电路的结构及工作原理的理解及应用问题。
教材情境4 基于教材中的“科学实验”情境命题
真题体现
【真题1】 （1）c （2）①失重 ②d
解析：（1）平衡阻力的原理是调整轨道的倾斜度，使小车重力沿斜面向下的分力来平衡小车运动时打点计时器对小车（含纸带）的阻力及其他阻力，故平衡阻力的方法应是调整轨道的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿轨道匀速运动，c正确。（2）①由题图丙的a-t图像可知t＝4 s时，物体的加速度取负值，又竖直向上为正方向，则t＝4 s时物体的加速度竖直向下，则物体处于失重状态。②以竖直向上为正方向，对物体受力分析，由牛顿第二定律可得FN－mg＝ma，变形得a＝FN－g，则a-FN图像的斜率为，纵截距为－g，若将物体的质量增大一倍，重新进行实验，则a-FN图像的斜率变为原来的，纵截距不变，又原来的a-FN图像为题图丁中的图线a，则对比题图丁中的其他图线可知重新进行实验后的a-FN图像为题图丁中的图线d。
【真题2】 （1）④①⑥⑤ （2）1.79 （3）通过 2g
19.1（19.0也可） （4） 2.6（3.1也可）
解析：（1）根据题图1可知，本实验的实验原理是通过验证重锤重力势能的减少量等于动能的增加量，来验证机械能守恒定律，验证的关系式为mgh＝mv2，因为等式两边的质量可以消去，所以测量重锤的质量（步骤③）不是必需的；又测量重锤下落的高度和速度均能通过打点计时器与纸带完成，按照打点计时器与纸带的使用规则可知，应先接通打点计时器的电源，打点计时器工作稳定后再释放纸带，步骤②错误，所以步骤①④⑥⑤是必需且正确的，正确实验操作排序为④①⑥⑤；
（2）重锤带动纸带做匀加速直线运动，某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均速度，所以打出B点时重锤下落的速度大小vB＝＝×10－2 m/s＝1.79 m/s；
（3）若机械能守恒，对重锤有mgh＝mv2，整理得v2＝2gh，所以v2-h图线应通过原点且斜率为2g。由题图3可知直线的斜率k＝ m/s2＝19.1 m/s2；
（4）η＝×100％＝×100％，代入数据解得η＝2.6％。
【真题3】 （1）非线性 （2）a （3）130.0 （4）210.0
解析：（1）由题图1可知，热敏电阻的阻值随温度非线性变化；
（2）根据题图1可知，保温箱内温度升高时热敏电阻阻值减小，电磁铁线圈中电流增大，又电流大于I0时衔铁与下固定触头b接触，可知在温度较低时衔铁与上固定触头a接触，加热电阻丝连入电路工作，即加热电阻丝的c端与触头a相连接；
（3）根据电阻箱的读数规则可知，电阻箱接入电路的阻值为1×100 Ω＋3×10 Ω＋0×1 Ω＋0×0.1 Ω＝130.0 Ω；
（4）由（3）可知保温箱的温度设定在50 ℃时，电阻箱的阻值为130.0 Ω，50 ℃时热敏电阻的阻值为180 Ω，由闭合电路欧姆定律及题意可知，＝r＋R磁＋R电阻箱＋R，则保温箱在不同设定温度下，电阻箱与热敏电阻阻值之和相同，若要把保温箱的温度设定在100 ℃，此时热敏电阻的阻值为100 Ω，则电阻箱接入电阻的阻值为210.0 Ω。
3 / 3(共49张PPT)
教材情境4 基于教材中的“科学实验”情境命题
从近几年的高考物理实验题的设置来看，特别重视实验能力的培养和
提高。因此要做好教材中规定的基本实验，充分理解和掌握实验的内容，
在此基础上，能利用已学知识、原理和方法在题设的条件和情境下，按照
题设的要求制定出实验方案、选择实验器材、安排实验步骤、设计实验数
据的处理方法及实验误差分析，逐渐提高实验迁移能力、解决简单新颖情
境实验的能力。
【真题1】 （2025·安徽高考11题）某实验小组通过实验探究加速度与
力、质量的关系。
（1）利用图甲装置进行实验，要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法
是：调整轨道的倾斜度，使小车 （选填正确答案标号）。
a.能在轨道上保持静止
b.受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动
c.不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动
c
解析： 平衡阻力的原理是调整轨道的倾斜度，使小车重力沿斜面向
下的分力来平衡小车运动时打点计时器对小车（含纸带）的阻力及其他阻
力，故平衡阻力的方法应是调整轨道的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖
动纸带沿轨道匀速运动，c正确。
（2）利用图乙装置进行实验，箱体的水平底板上安装有力传感器和加速
度传感器，将物体置于力传感器上，箱体沿竖直方向运动，利用传感器测
得物体受到的支持力FN和物体的加速度a，并将数据实时传送到计算机。
①图丙是根据某次实验采集的数据生成的FN和a随时
间t变化的散点图，以竖直向上为正方向。t＝4 s时，
物体处于 （选填“超重”或“失重”）状态；
以FN为横轴、a为纵轴，根据实验数据拟合得到的
a-FN图像为图丁中的图线a。
②若将物体质量增大一倍，重新进行实验，其a-FN图像为图丁中的图线 。（选填“b”“c”或“d”）
失重
d
解析： ①由题图丙的a-t图像可知t＝4 s时，物体的加速度取负值，又
竖直向上为正方向，则t＝4 s时物体的加速度竖直向下，则物体处于失重状
态。②以竖直向上为正方向，对物体受力分析，由牛顿第二定律可得FN－
mg＝ma，变形得a＝FN－g，则a-FN图像的斜率为，纵截距为－g，若将
物体的质量增大一倍，重新进行实验，则a-FN图像的斜率变为原来的，纵
截距不变，又原来的a-FN图像为题图丁中的图线a，则对比题图丁中的其他
图线可知重新进行实验后的a-FN图像为题图丁中的图线d。
衔接分析
本题源于人教版物理必修第一册P88，实验：探究加速度与力、质
量的关系；主要考查教材原型实验的实验原理、关键操作及实验的创
新拓展。
【真题2】 （2025·河南高考12题）实验小组利用图1所示装置验证机械能
守恒定律。可选用的器材有：交流电源（频率50 Hz）、铁架台、电子天
平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。
（1）下列所给实验步骤中，有4个是完成实验必需且正确的，把它们选择出来并按实验顺序排列： （填步骤前面的序号）。
①先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带
②先释放纸带，然后再接通电源，打点计时器开始打点
③用电子天平称量重锤的质量
④①⑥⑤
④将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸
带上端
⑤在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析
数据
⑥关闭电源，取下纸带
解析： 根据题图1可知，本实验的实验原理是通过验证重锤重力势能
的减少量等于动能的增加量，来验证机械能守恒定律，验证的关系式为
mgh＝mv2，因为等式两边的质量可以消去，所以测量重锤的质量（步骤
③）不是必需的；又测量重锤下落的高度和速度均能通过打点计时器与纸
带完成，按照打点计时器与纸带的使用规则可知，应先接通打点计时器的
电源，打点计时器工作稳定后再释放纸带，步骤②错误，所以步骤①④⑥
⑤是必需且正确的，正确实验操作排序为④①⑥⑤；
（2）图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。
则打出B点时重锤下落的速度大小为 m/s（保留3位有效数
字）。
解析： 重锤带动纸带做匀加速直线运动，某段时间中间时刻的瞬时
速度等于该段时间的平均速度，所以打出B点时重锤下落的速度大小vB＝
＝×10－2 m/s＝1.79 m/s；
1.79
（3）纸带上各点与起点间的距离即为重锤下落高度h，计算相应的重锤下
落速度v，并绘制图3所示的v2-h关系图像。理论上，若机械能守恒，图中
直线应 （填“通过”或“不通过”）原点且斜率为 （用重
力加速度大小g表示）。由图3得直线的斜率k＝ （保
留3位有效数字）。
通过
2g
19.1（19.0也可）
解析： 若机械能守恒，对重锤有mgh＝mv2，整理得
v2＝2gh，所以v2-h图线应通过原点且斜率为2g。由题
图3可知直线的斜率k＝ m/s2＝19.1 m/s2；
（4）定义单次测量的相对误差η＝×100％，其中Ep是重锤重力势能
的减小量，Ek是其动能增加量，则实验相对误差为η＝ ×100％
（用字母k和g表示）；当地重力加速度大小取g＝9.80 m/s2，则η＝
％（保留2位有效数字），若η＜5％，可认为在实验误差允
许的范围内机械能守恒。
解析： η＝×100％＝×100％，代入数据解得η＝
2.6％。
2.6
（3.1也可）
衔接分析
本题源于人教版物理必修第二册P95，实验：验证机械能守恒定律；
主要考查教材原型实验的实验步骤、数据处理及误差分析等问题。
【真题3】 （2025·河南高考11题）
实验小组研究某热敏电阻的特性，
并依此利用电磁铁、电阻箱等器材
组装保温箱。该热敏电阻阻值随温
度的变化曲线如图1所示，保温箱
原理图如图2所示。回答下列问题：
（1）图1中热敏电阻的阻值随温度的变化关系是 （填“线
性”或“非线性”）的。
非线性
解析： 由题图1可知，热敏电阻的阻值随温度非线性变化；
（2）存在一个电流值I0，若电磁铁线圈的电流小于I0，衔铁与上固定触头a
接触；若电流大于I0，衔铁与下固定触头b接触。保温箱温度达到设定值
后，电磁铁线圈的电流在I0附近上下波动，加热电路持续地断开、闭合，
使保温箱温度维持在设定值。则图2中加热电阻丝的c端应该与触头
（填“a”或“b”）相连接。
a
解析： 根据题图1可知，保温箱内温度升高时热敏电阻阻值减小，电
磁铁线圈中电流增大，又电流大于I0时衔铁与下固定触头b接触，可知在温
度较低时衔铁与上固定触头a接触，加热电阻丝连入电路工作，即加热电
阻丝的c端与触头a相连接；
（3）当保温箱的温度设定在50 ℃时，电阻箱旋钮的位置如图3所示，则电阻箱接入电路的阻值为 Ω。
解析： 根据电阻箱的读数规则可知，电阻箱接入电路的阻值为1×100 Ω＋3×10 Ω＋0×1 Ω＋0×0.1 Ω＝130.0 Ω；
130.0
（4）若要把保温箱的温度设定在100 ℃，则电阻箱接入电路的阻值应
为 Ω。
解析： 由（3）可知保温箱的温度设定在50 ℃时，电阻箱的阻值为
130.0 Ω，50 ℃时热敏电阻的阻值为180 Ω，由闭合电路欧姆定律及题意可
知，＝r＋R磁＋R电阻箱＋R，则保温箱在不同设定温度下，电阻箱与热敏
电阻阻值之和相同，若要把保温箱的温度设定在100 ℃，此时热敏电阻的
阻值为100 Ω，则电阻箱接入电阻的阻值为210.0 Ω。
210.0
衔接分析
本题源于鲁科版选择性必修第二册P119，“节练习”第5题；考查了
热敏电阻的热敏特性的理解、应用热敏电阻制作的保温箱电路的结构及工
作原理的理解及应用问题。
教材情境迁移练
1. （人教版物理必修第二册P10实验，改编）用如图所示装置研究平抛运
动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ
滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢
球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重
新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
1
2
3
4
（1）下列实验条件必须满足的有 。
A. 斜槽轨道光滑
B. 斜槽轨道末段水平
C. 挡板高度等间距变化
D. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
BD
解析： 为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但末端必须是水平的。同时要让小球总是从同一位置无初速度释放，这样才能保证有相同的平抛初速度，才能找到同一运动轨迹上的几个点，故A错误，B、D正确；挡板只要能记录下小球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化，故C错误。
1
2
3
4
（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的球心对应白
纸上的位置即为原点；在确定y轴时 （选填“需要”或“不需
要”）y轴与重垂线平行。
需要
解析：将小球运动分解，小球在竖直方向为自由落体运动，故需要y轴与重
垂线平行。
1
2
3
4
（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其
中不可行的是 。
A. 从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹
B. 用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各
位置，即可得到平抛运动轨迹
C. 将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度
水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
C
1
2
3
4
解析：从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨
迹，此方案是可行的；用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻
的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹，此方案是可行的；将
铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平
抛出，由于铅笔和纸之间没有压力，故不会形成运动轨迹，此方案是不可
行的，故选C。
1
2
3
4
（4）某同学在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面，使小钢球从斜面上
某一位置滚下，如图所示，钢球沿桌面飞出后做平抛运动。请帮他用一把
刻度尺测量钢球离开水平桌面时速度的大小，写出测量步骤和用所测的物
理量表达速度的关系式。 、 。
答案： 见解析 v＝x
1
2
3
4
解析：测量步骤：
①让小球从斜面上某一位置A无初速度释放；
②测量小球在地面上的落点P与桌子边沿的水平距离x；
③测量小球在地面上的落点P与水平桌面竖直距离y。
根据小球在水平方向做匀速直线运动可得x＝vt
小球在竖直方向做自由落体运动可得y＝gt2
整理可得小球离开桌面的初速度v＝＝＝x。
1
2
3
4
2. （人教版物理必修第三册P67·T2，改编）纯净水的电导率（电导率是电
阻率的倒数），是检验纯净水品质的。受此启发，某兴趣小组设计了如图a
所示的实验原理图，测量盐水的电导率。所用器材有：
电源E（电动势恒定，内阻可忽略）；
毫安表mA（量程0～15 mA，内阻可忽略）；
电阻R1＝100 Ω、R2＝400 Ω、R3＝400 Ω和R4＝200 Ω；
单刀双掷开关S、导线若干；
样品容器（粗细均匀的有机玻璃圆柱形管，其两端用带有铜电极的塑料胶
塞密封）。
请完成下列实验操作和计算。
1
2
3
4
（1）在样品容器内注满盐水，在图b所示的实物图中已正确连接了部分电
路，请用笔画线表示导线，把实物电路连线补充完整；
答案： 见解析图
1
2
3
4
解析： 实物电路连线如图所示。
1
2
3
4
（2）把单刀双掷开关S掷向“1”，毫安表的示数为10.0 mA，记录此时毫
安表的示数，计算出流过样品容器的电流I1为 mA；
50
解析：毫安表的示数为I＝10.0 mA，流过R1的电流I0＝＝40 mA
流过样品容器的电流I1＝I＋I0＝50 mA。
（3）把单刀双掷开关S掷向“2”，毫安表的示数为15.0 mA，记录此时毫
安表的示数。计算出流过样品容器的电流I2为 mA；
75
解析：毫安表的示数为I'＝15.0 mA，流过R1的电流I0'＝＝60 mA
流过样品容器的电流I2＝I'＋I0'＝75 mA。
1
2
3
4
（4）断开开关S，根据以上数据，计算出两铜圆片电极间盐水的电阻
为 Ω；
120
解析：设两铜圆片电极间盐水的电阻R，把单刀双掷开关S掷向“1”，有
E＝IR2＋I1（R＋R3）
把单刀双掷开关S掷向“2”，有E＝I'R2＋I2（R＋R3）
代入数据联立得R＝120 Ω。
1
2
3
4
解析：根据R＝ρ可知要进一步计算出当前温度下盐水的电导率，该小组还
需测量记录的物理量有圆柱形管内径（可计算面积）和两电极间的距离。
（5）要进一步计算出当前温度下盐水的电导率，该小组还需测量记录的
物理量有 。
圆柱形管内径和两电极间的距离
1
2
3
4
3. （人教版物理必修第三册P92·T3，改编）某同学将铜片和锌片插入水果
中制成一个“水果电池”，并依次进行以下实验：
1
2
3
4
（1）用多用电表的直流电压（0～2.5 V）挡粗测其中一个水果电池的电动
势，多用电表的红表笔应与水果电池的 （填“正极”或“负
极”）相连，若多用电表的指针位置如图甲所示，其“水果电池”的电动
势约为 V。
正极
1.05（1.04～1.06均可）
解析： 用电表的电流从红表笔流入，从黑表笔流出，故红表笔与
水果电池的正极相连。
多用电表的直流电压（0～2.5 V），从电压表盘可知：每小格电压值为
0.05 V，共21个小格，并进行估读，“水果电池”的电动势约为1.05 V。
1
2
3
4
（2）为了较为准确地测出“水果电池”的电动势和内阻，利用如图乙所
示的实验电路图测量水果电池的电动势E和内阻r。
a.请用笔画线代替导线，完成图丙中实物图的连接。
答案： a.见解析图
1
2
3
4
答案：（2）a.见解析图
b.连接好实物图后，将电阻箱阻值调到合适阻值，闭合开关。改变电阻箱
的阻值R，记录电流表对应的示数I，在方格纸上作出-R图像如丁所示。若
电流表的内阻为100 Ω，根据图像可求得“水果电池”的电动势E
＝ V，内电阻r＝ Ω（结果均保留三位有效数字）。
1.25
500
1
2
3
4
解析： a.连接实物图如图所示。
b.根据图乙，利用闭合电路欧姆定律可得E＝IR＋I
（RA＋r）
整理可得＝R＋
图中纵轴截距为480，即＝480 A－1
图中图线的斜率为k＝＝＝0.8 V－1
联立可得E＝1.25 V，r＝500 Ω。
1
2
3
4
4. （人教版物理选择性必修第一册P20·T2，改编）实验小组用如图甲所示
装置来验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒。A、B为两个直径相同
的小球，质量分别为m1、m2。实验时，接球板水平放置，让入射球A多次
从斜轨上E点静止释放，平均落点为P1；再把被碰小球B静放在水平轨道末
端，再将入射小球A，从斜轨上某一位置静止释放，与小球B相撞，并多次
重复，分别记录两个小球碰后的平均落点M1、N1。
1
2
3
4
（1）小球质量的关系应满足m1 m2（填“大于”“小于”或
“等于”）。
解析： 为了保证实验过程中，入射球A碰撞后不反弹，小球质量的关
系应满足m1大于m2。
大于
1
2
3
4
（2）关于该实验的要求，说法正确的是 。
A. 斜槽末端必须是水平的
B. 斜槽轨道必须是光滑的
C. 必须测出斜槽末端的高度
D. 放上小球B后，A球必须仍从E点释放
AD
解析： 为了保证小球抛出的初速度处于水平方向，斜槽末端必须是
水平的，故A正确；为了保证每次碰撞前瞬间入射小球的速度相同，每次
入射小球必须从同一位置E点静止释放，但斜槽轨道不需要光滑，故B错
误，D正确；两小球做平抛运动，下落高度相同，所用时间相同，可以用
平抛运动的水平位移代替抛出时的初速度，所以不需要测出斜槽末端的高
度，故C错误。
1
2
3
4
（3）图甲中O点为斜槽末端在接球板上的投影点，实验中测出OM1、
OP1、ON1的长度分别为x1、x2、x3，若两球碰撞时动量守恒，则满足的表
达式为 （用x1、x2、x3、m1、m2表示）。
m1x2＝m1x1＋m2x3
1
2
3
4
解析： 小球从斜槽末端飞出后，做平抛运动，竖直方向上，小球下
落的高度相等，则小球在空中运动的时间相等，设为t，碰撞前小球A的速
度为v0＝
碰撞后小球A、小球B的速度分别为v1＝，v2＝
两球碰撞前后的总动量守恒有m1v0＝m1v1＋m2v2
整理可得m1x2＝m1x1＋m2x3。
1
2
3
4
＝＋
1
2
3
4
解析： 设O、B间的距离为x，小球做平抛运动，碰撞前，对小球A有
y2＝g，x＝v0't2
联立，解得v0'＝x
碰撞后，对小球A有y3＝g，x＝v1't3
联立，解得v1'＝x
碰撞后，对小球B有y1＝g，x＝v2't1
1
2
3
4
联立，解得v2'＝x
两球碰撞前后总动量守恒有m1v0'＝m1v1'＋m2v2'
整理，可得＝＋。
1
2
3
4
THANKS
演示完毕 感谢观看
