(共74张PPT)
专题六
综合提能八 突破、提分为靶向的热点、创新类实验
物理实验
直面高考真题
考向1 气垫导轨上创新实验探究动量定理及光电管测速度、误差分析
(2020·新课标Ⅰ)某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等．
1
实验步骤如下：
(1) 开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间____________时，可认为气垫导轨水平．
大约相等
【解析】(1) 当经过A、B两个光电门时间相等时，速度相等，此时由于阻力很小，可以认为导轨是水平的．
(2) 用天平测砝码与砝码盘的总质量 m1、滑块(含遮光片)的质量m2．
(3) 用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块．
(4) 令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12．
(5) 在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I＝__________，滑块动量改变量的
大小Δp＝______________. (用题中给出的物理量及重力加速度g表示)
m1gt12
(6) 某次测量得到的一组数据为：d＝1.000 cm, m1＝1.50×10－2 kg，m2＝0.400 kg，Δt1＝3.900×10－2 s，Δt2＝1.270×10－2 s，t12＝1.50 s，取g＝9.80 m/s2．计算可得I＝_________ N·s，Δp＝ _________ kg· m· s－1．(结果均保留三位有效数字)
0.221
0.212
4
考向2 研究热敏电阻阻值随温度的变化规律及多用电表测电阻、内接法与外接法测电阻分析
(2021·广东卷)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律．根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材．
(1) 先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势．选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔________，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0 Ω”处．测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而________．
2
短接
减小
【解析】(1) 选择倍率适当的欧姆挡，将两表笔短接；欧姆表指针向右偏转角度越大，则阻值越小，可判断热敏电阻的阻值随温度升高而减小．
(2) 再按图连接好电路进行测量．
①闭合开关S前，将滑动变阻器R1的滑片滑到______(填“a”或“b”)端．
将温控室的温度设置为T，电阻箱R0调为某一阻值R01．闭合开关S，调节滑动变阻器R1，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置．记录此时电压表和电流表的示数、T和R01．断开开关S．
再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S．反复调节R0和R1，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同．记录此时电阻箱的阻值R02．断开开关S．
②实验中记录的阻值R01________(填“大于”、“小于”或“等于”)R02．此时热敏电阻阻值RT＝____________．
b
大于
R01－R02
【解析】(2) ①闭合开关S前，应将滑动变阻器R1的阻值调到最大，即将滑片滑到b端．
②因两次电压表和电流表的示数相同，因为R01＝R02＋RT，即RT＝R01－R02，可知R01大于R02．
综合提升
一、力学热点类实验
(2025·肇庆二模)为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，A、B同学设计了如图甲所示的实验装置，其中M为小车的质量，m为沙和沙桶的总质量，m0为滑轮的质量．力传感器可测出轻绳中的拉力大小．
1
甲
(1) 实验时，下列操作描述正确的是________．
A．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
B．因绳的拉力可由力传感器读出，所以细绳不需要保持和木板平行
C．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，同时记录力传感器的示数
D．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的总质量m远小于小车的质量M
AC
甲
【解析】(1) 用力传感器测量绳子的拉力，则力传感器示数的2倍等于小车受到的合外力大小，不用保证沙和沙桶的总质量m远小于小车的质量M，需要将细绳保持和木板平行，同时应平衡摩擦力，应将带滑轮的长木板右端垫高，A正确，B、D错误；为获得更多的点迹，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，同时记录力传感器的示数，C正确．
(2) A同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度________．m/s2(结果保留三位有效数字)
2.98
乙
C
丙
(4) B同学还做了如下实验：如图丁所示，平衡好摩擦力后，不改变小车质量和槽码个数，撤去打点计时器及小车后面的纸带，用具有加速度测量软件的智能手机固定在小车上来测量加速度，测量的结果比在图中不放手机，用打点计时器测得的要小．这是因为______．
C
丁
A．在小车上放置了智能手机后，没有重新平衡摩擦力
B．在小车上放置了智能手机后，轻绳的拉力变小了
C．在小车上放置了智能手机后，整体的质量变大了
用力传感器测力，用光电门测速度、加速度，根据给定新颖情境分析运动方程，作图分析，都是考查热点，要注意与原实验对比分析，才能正确答题．
二、力学创新类实验
(2025·广州二模)某小组用图甲装置探究“向心力大小与半径、周期的关系”．通过紧固螺钉(图中未画出)可在竖直方向调整水平横梁位置，位移传感器、力传感器均固定在横梁上，两传感器和光电门都与计算机相连；小球放在一端有挡光片的水平横槽上，细绳一端p连接小球，另一端q绕过转向轮后连接力传感
2
甲
器，力传感器可测量细绳拉力，位移传感器可测量横梁与底座之间的距离．小球和细绳所受摩擦力可忽略，细绳q端与直流电机转轴在同一竖直线上．光电门未被挡光时输出低电压，被挡光时输出高电压．实验步骤如下：
(1) 如图乙所示，用螺旋测微器测量小球直径d＝_________mm，若测得直流电机转轴到小球之间绳长为L，则小球做圆周运动的半径r＝
__________(用d、L表示)．
7.882
乙
甲
(2) 探究向心力大小与半径的关系：启动直流电机，横槽带动小球做匀速圆周运动，保持________不变，记录力传感器读数F0，位移传感器读数H0，小球做圆周运动半径r0．降低横梁高度，当位移传感器读数为H1时，小球做圆周运动半径r1＝_______________(用r0、H0、H1表示)，待电机转动稳定后再次记录力传感器读数F1，重复多次实验得到多组数据，通过计算机拟合F－r图，可得线性图像．
周期
r0＋H0－H1
甲
乙
【解析】(2) 探究向心力大小与半径的关系，应控制小球转动周期相同．
过程中连接小球的绳长不变，根据几何关系可得H0＋r0＝H1＋r1，整理得r1＝r0＋H0－H1．
t2－t0
甲
丙
C
创新实验涉及实验仪器和原理的创新、实验方案和方法的创新．
1．求解的基本思路是用“已有的知识”、“学过的实验方法”、“已会用的仪器”，通过知识迁移和能力迁移，进行解答．
2．求解的基本的解法
(1) 根据题目情景，抽象出相应的力学模型、运动过程，根据相应规律列出关系式从而明确实验的理论依据．
(2) 应用原理公式或图像法处理实验数据，结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行分析．
三、电学热点类实验
(2025·广东省考前适应性测试)图甲是测量电源电动势E和内阻r的原理图．R0＝2.5 Ω为定值保护电阻，电流表内阻不计，长度为60 cm的电阻丝ab上标有长度刻度．
3
甲
(1) 在电阻丝接入电路前，使用多用电表测量它的电阻，选择倍率“×10”测量时指针偏角过大，则应选择欧姆挡_______(填“×1”或“×100”)倍率重新进行测量．正确操作后，多用电表的示数如图乙所示，结果为_____Ω，电阻丝单位长度电阻μ0＝______ Ω/m．
×1
6
10
乙
(2) 请根据电路图甲把实验图丙电路连接完整．
丙
甲
答案：图见解析
【解析】(2) 如图所示
丁
2.08
1.66
最近好多年了，测电源的电动势和内阻实验高考均未涉及，编排在此，希望引起重视
1．测电源的电动势和内阻实验中仪表的接法
(1) 电源内阻一般比较小，一般采用电流表外接法．(这里“外接法”是相对于电源来说的，而不是滑动变阻器)
(2) 当电流表内阻已知时，采用电流表内接法(相对于电源而言)较准确，此时电源和电流表的串联电路相当于等效电源，电源内阻r＝r等－rA．
(3) 当电压表内阻已知时，采用电流表外接法(相对于电源而言)较准确，此时干路电流I＝IA＋I V．
2．从原理上分析，测量电源的电动势和内阻，不仅有伏安法，常见的还有伏阻法、安阻法等方案，如下表所示，需要记得非常牢、理解得非常透．
方法 伏安法 伏阻法 安阻法
原理 E＝U＋Ir E＝IR＋Ir
电路图
方法 伏安法 伏阻法 安阻法
关系式 U＝E－Ir
图像
纵轴截距：E，斜率大小：r
四、电学创新类实验
(2024·广东卷)某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统，制作光源跟踪演示装置，实现太阳能电池板方向的调整，使电池板正对光源．图甲是光照方向检测电路．所用器材有：电源E(电动势3 V)、电压表V1和V2(量程均有0～3 V和0～15 V，内阻均可视为无穷大)、滑动变阻器R、两个相同的
4
甲
乙
光敏电阻RG1和RG2、开关S、手电筒、导线若干．图乙是实物图．图中电池板上垂直安装有半透明隔板，隔板两侧装有光敏电阻，电池板固定在电动机转轴上．控制单元与检测电路的连接未画出．控制单元对光照方向检测电路无影响．请完成下列实验操作和判断．
(1) 电路连接．
图乙中已正确连接了部分电路，请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表 V间的实物图连线．
答案：(1) 图见解析
【解析】(1) 电路连线如图所示．
(2) 光敏电阻阻值与光照强度关系测试．
①将图甲中R的滑片置于______(填“a”或“b”)端．用手电筒的光斜照射到RG1和RG2，使RG1表面的光照强度比RG2表面的小．
②闭合S，将R的滑片缓慢滑到某一位置．V1的示数如图丙所示，读数U1为________ V, V2的示数为1.17 V．由此可知，表面光照强度较小的光敏电阻的阻值________(填“较大”或“较小”)．
③断开S．
b
甲
丙
1.60
较大
【解析】(2) ①为了保证电路的安全，实验开始前要将R的滑片置于b端，使电压表示数为0．
②电压表 V1量程为3 V，最小刻度为0.1 V，则读数为1.60 V；电压表 V1比电压表 V2的示数大，说明RG1＞RG2，由此可知表面光照强度较小的光敏电阻的阻值较大．
(3) 光源跟踪测试．
①将手电筒的光从电池板上方斜照射到RG1和RG2．
乙
②闭合S，并启动控制单元．控制单元检测并比较两光敏电阻的电压，控
制电动机转动．此时两电压表的示数U1＜U2，图乙中的电动机带动电池板________ (填“逆时针”或“顺时针”)转动，直至_________时停止转动，电池板正对手电筒发出的光．
逆时针
U1＝U2
【解析】(3) ②电压表的示数U1＜U2，说明RG1表面的光照强度比RG2表面的大，因此电动机带动电池板逆时针转动，直至U1＝U2时停止转动，电池板正对手电筒发出的光．
求解电学创新型实验的基本思路
解题步骤 注意事项
找原型：根据题意找出题中实验在教材中的实验原型，并能准确、完整地重现出来 创新型实验多是对教材实验或常见的练习题进行器材和装置的改换而成，按照实验题目的要求，进行实验的设计或有关物理量的测量；也可能是对实验方法加以改进或重组进行新实验的设计．要注意数据处理、误差的来源等
找差别：根据题中所提供的实验器材与原型中的器材进行对比，找出不同点，这往往是解题的“金钥匙”
定方案：通过与原实验对比的结果和需要测量的物理量，来确定实验设计与实验步骤
热练
题组一 力学热点类实验
1．(2025·肇庆鼎湖区一模调研)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中：
(1) 如图甲所示为某同学的实验装置，实验中打出如图乙所示的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0.02 s，每隔一个点选取一个计数点，计数点间的距离如图所示(单位 cm)，求出小车运动的加速度的大小为_______ m/s2(计算结果保留两位有效数字)．
1.1
甲
乙
(2) 另一实验小组设计了如图丙所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像．他们在轨道水平和倾斜
(通过在远离滑轮的一端加垫片实现)的两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图丁所示．
①图线______(填“甲”或“乙”)是在轨道倾斜的情况下得到的．
②滑块和位移传感器发射部分的总质量m＝_______ kg，滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝_______．(取g＝10 m/s2)
甲
0.5
0.2
丙
丁
(1) 图乙中，速度最大的雾滴所留的痕迹是______点．
甲
乙
d
【解析】(1) 转盘的角速度一定，雾滴速度越大，运行时间越短，在雾滴运行的时间内，转盘转过的角度越小，则雾滴与标志线的距离越近，故d点对应雾滴的速度最大．
(2) 已知转台转动的角速度ω＝8 rad/s，如果不计雾滴所受空气阻力，则喷枪喷出雾滴速度的最大值为________ m/s (结果保留三位有效数字)．
甲
乙
20.0
题组三 电学热点类实验
3．(2025·湛江高考测试一)广东某学校实验小组发现一款智能手机内部使用的电池是一块扁平电池，如图甲所示，外壳上标有电动势4.50 V，为了测定该电池的实际电动势和内阻，该小组成员利用身边的仪器，设计方案对其进行测量．
A．待测手机电池
B．电压表(量程0～3.00 V，内阻约3 000 Ω)
C．电阻箱(阻值范围0～999.9 Ω)
D．电阻箱(阻值范围0～9 999.9 Ω)
E．定值电阻R0＝5.0 Ω
F．开关、导线若干
甲
(1) 实验室提供的电压表的量程不够用，需要对电压表进行改装．
乙
①为将电压表的量程扩大为0～4.50 V，小组成员采用了以下的操作：按图乙所示电路连接好实验器材，检查电路无误后，将电阻箱R2的阻值调到________(填“最大”或“最小”)，将电阻箱R1的阻值调为零．闭合开关S，调节电阻箱R2的阻值，使电压表示数为3.00 V，保持电阻箱R2的阻值不变，改变电阻箱R1的阻值，当电压表示数为________ V时，改装后的电压表量程为4.50 V，完成了扩大量程，而后断开开关S．
最小
2.00
②小组成员按照图乙所示的实验电路图完成了该实验．电阻箱R1应选______(填写器材前面的字母标号)．
D
【解析】(1) ①为了保证电压表读数从零开始调节，应将电阻箱R2的阻值调到最小．
电压表示数为3.00 V且保持电阻箱R2的阻值不变时，电压表和电阻箱R1的电压之和可认为始终等于3.00 V，当电压表示数为2.00 V时，说明电阻箱R1两端电压为1.00 V，由串联电路分压原理可知，此时R1的阻值为电压表内阻的一半，电压表的量程被扩大1.5倍，即量程为0～4.50 V．
②由实验步骤可知电压表要扩大量程为0～4.50 V，则串联的电阻箱R1的阻值应能调节为电压表内阻的一半，即电阻箱能调节到1 500 Ω，故电阻箱R1应选D．
丙
4.29
1.43
题组四 电学创新类实验
4．(2018·全国卷Ⅰ)某实验小组利用如图甲所示的电路探究在25 ℃～80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT，其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω，电源E(6 V，内阻可忽略)，电压表V(量程150 mV)，定值电阻R0(阻值20.0 Ω)，滑动变阻器R1
甲
(最大阻值为1 000 Ω)，电阻箱R2(阻值范围0～999.9 Ω)，开关S1，单刀双掷开关S2．
实验时，先按图甲连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0 ℃，将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数，逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0 ℃，实验得到的R2－t数据见下表．
t/℃ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
R2/ Ω 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0
甲
回答下列问题：
(1) 在闭合S1前，图甲中R1的滑片应移动到_____ (填“a”或“b”)端．
答案：见解析
甲
b
【解析】(1) 图甲的电路滑动变阻器采用限流接法，在闭合S1前，R1应该调节到接入电路部分的电阻值最大，使电路中电流最小，即图甲中的R1的滑片应移到b端．
(2) 在图乙的坐标系上补齐数据表中所给数据点，并作出R2－t曲线．
乙
t/℃ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
R2/ Ω 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0
【解析】(2) 将t＝60 ℃和t＝70 ℃对应的两组数据对应画在坐标图上，然后用平滑曲线过尽可能多的数据点画出R2－t图像．如右图．
(3) 由图乙可得到RT，在25 ℃～80 ℃范围内的温度特性，当t＝44.0 ℃时，可得RT＝_______Ω．
450
【解析】(3) 根据题述实验过程可知，测量的R2数据等于对应的热敏电阻RT的电阻值．由画出的R2－t图像可知，当t＝44.0 ℃时，对应的RT＝450 Ω．
(4) 将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图丙所示，该读数为_________ Ω，则手心温度为________ ℃．
620.0
丙
33.0
【解析】(4) 由画出的R2－t图像可知，当RT＝620.0 Ω，则手心温度t＝33.0 ℃．
1．某实验小组根据热敏电阻的阻值随温度变化的规律，探测温度控制室内的温度．选用的器材有：
热敏电阻RT
电流表G(内阻Rg为240 Ω，满偏电流为Ig)
定值电阻R(阻值为48 Ω)
电阻箱R0(阻值0～999.9 Ω)
电源E(电动势恒定，内阻不计)
单刀双掷开关S1、单刀单掷开关S2；导线若干．
请完成下列步骤：
(1) 该小组设计了如图甲所示的电路图．根据图甲，完成图乙中的实物图连线．
甲
答案：图见解析
乙
【解析】(1) 由图甲所示的电路图，图乙中的实物图连线如图所示．
最大
乙
300
(3) 该热敏电阻RT阻值随温度t变化的RT－t曲线如图丙所示，结合(2) 中的结果得到温度控制室内此时的温度约为_____℃(结果取整数)．
丙
8
【解析】(3) 由图丙可知，RT＝300 Ω时，对应的温度约为8 ℃．
丙
50(k－1)
2．(2025·江门一模)智能化育苗蔬菜基地对环境要求严格，其中包括对光照强度的调控，光照强度简称照度I，反映光照的强弱，光越强，照度越大，单位为勒克斯(lx)．为了控制照度，科技人员设计了图甲所示的智能光控电路．
甲
乙
智能光控电路的核心元件是光敏电阻R，某同学用如图乙所示电路测量光敏电阻在不同照度I时的阻值，实验所用器材：电源E1(9 V)，滑动变阻器R4(最大阻值为20 Ω)，电压表(量程为0～3 V，内阻为3 kΩ)，毫安表(量程为0～3 mA，内阻不计)，定值电阻R0＝6 kΩ，开关和导线若干．
(1) 在闭合开关S前，应把R4的滑片移到______(填“左”或“右”)端．
左
甲
乙
【解析】(1) 为了保证电路的安全应将滑动变阻器滑到左端，从而使光敏电阻两端的电压为零．
(2) 某次测量时电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为________V，电流表读数为1.5 mA，此时光敏电阻的阻值为____________ Ω．
1.80
丙
甲
乙
3.6×103
(3) 该同学通过测量得到了6组数据，他作出光敏电阻的阻值R随照度I变化的图像如图丁所示，由图丁可初步判断光敏电阻的阻值与照度__________(填“满足”或“不满足”)反比例函数关系．
不满足
【解析】(3) 根据图像可知纵坐标与横坐标的乘积不是一个常数，所以光敏电阻的阻值与照度不满足反比例函数关系．
丁
(4) 该同学用上述光敏电阻接入图甲所示的电路，其中电源电动势E＝6.0 V，内阻忽略不计，电阻R1＝100 Ω，电阻箱R2的阻值调节范围是0～9 999.9 Ω，光敏电阻R的电压U增加到2.0 V时光照系统开始工作，为了使照度降低到4 klx时，自动控制系统开始补光，则R2的阻值应该调节为____________Ω．
7.9×103
甲
(5) 要加快蔬菜的生长，适度提高光照时间，可调节的方法是__________．
减小R2
【解析】(5) 减小R2的阻值，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流变大，R两端的电压变大，从而导致自动控制系统正常工作时的最小照度高于4 000 lx，加快蔬菜的生长．
甲综合提能八 突破、提分为靶向的热点、创新类实验
考向1 气垫导轨上创新实验探究动量定理及光电管测速度、误差分析
(2020·新课标Ⅰ)某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等．
实验步骤如下：
(1) 开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间__ __时，可认为气垫导轨水平．
(2) 用天平测砝码与砝码盘的总质量 m1、滑块(含遮光片)的质量m2．
(3) 用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块．
(4) 令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12．
(5) 在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I＝_ __，滑块动量改变量的大小Δp＝__ __．(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)
(6) 某次测量得到的一组数据为：d＝1.000 cm, m1＝1.50×10－2 kg，m2＝0.400 kg，Δt1＝3.900×10－2 s，Δt2＝1.270×10－2 s，t12＝1.50 s，取g＝9.80 m/s2．计算可得I＝__ __ N·s，Δp＝ __ __ kg· m· s－1．(结果均保留三位有效数字)
(7) 定义δ＝×100%，本次实验δ＝__ __%．(结果保留一位有效数字)
考向2 研究热敏电阻阻值随温度的变化规律及多用电表测电阻、内接法与外接法测电阻分析
(2021·广东卷)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律．根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材．
(1) 先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势．选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔__ __，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0 Ω”处．测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而__ __．
(2) 再按图连接好电路进行测量．
①闭合开关S前，将滑动变阻器R1的滑片滑到__ __(填“a”或“b”)端．
将温控室的温度设置为T，电阻箱R0调为某一阻值R01．闭合开关S，调节滑动变阻器R1，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置．记录此时电压表和电流表的示数、T和R01．断开开关S．
再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S．反复调节R0和R1，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同．记录此时电阻箱的阻值R02．断开开关S．
②实验中记录的阻值R01__ __(填“大于”、“小于”或“等于”)R02．此时热敏电阻阻值RT＝__ __．
一、力学热点类实验
(2025·肇庆二模)为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，A、B同学设计了如图甲所示的实验装置，其中M为小车的质量，m为沙和沙桶的总质量，m0为滑轮的质量．力传感器可测出轻绳中的拉力大小．
甲
(1) 实验时，下列操作描述正确的是__ __．
A．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
B．因绳的拉力可由力传感器读出，所以细绳不需要保持和木板平行
C．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，同时记录力传感器的示数
D．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的总质量m远小于小车的质量M
(2) A同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度__ __．m/s2(结果保留三位有效数字)
乙
(3) A同学以力传感器的示数F为横轴，加速度a为纵轴，画出的a－F图线是一条直线，如图丙所示，图线与横轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量M＝__ __．
丙
A．tan θ－m0 B．－m0
C．－m0 D．2k－m0
(4) B同学还做了如下实验：如图丁所示，平衡好摩擦力后，不改变小车质量和槽码个数，撤去打点计时器及小车后面的纸带，用具有加速度测量软件的智能手机固定在小车上来测量加速度，测量的结果比在图中不放手机，用打点计时器测得的要小．这是因为__ __．
丁
A．在小车上放置了智能手机后，没有重新平衡摩擦力
B．在小车上放置了智能手机后，轻绳的拉力变小了
C．在小车上放置了智能手机后，整体的质量变大了
(5) 若B同学没有严格控制好小车质量M与沙和沙桶质量m的大小关系，其它操作规范合理，结果在某次实验结果发现小车加速度的实验值(利用纸带求的值)只有理论值，若不考虑其它因素的影响，可估算 ＝_ __．
用力传感器测力，用光电门测速度、加速度，根据给定新颖情境分析运动方程，作图分析，都是考查热点，要注意与原实验对比分析，才能正确答题．
二、力学创新类实验
(2025·广州二模)某小组用图甲装置探究“向心力大小与半径、周期的关系”．通过紧固螺钉(图中未画出)可在竖直方向调整水平横梁位置，位移传感器、力传感器均固定在横梁上，两传感器和光电门都与计算机相连；小球放在一端有挡光片的水平横槽上，细绳一端p连接小球，另一端q绕过转向轮后连接力传感器，力传感器可测量细绳拉力，位移传感器可测量横梁与底座之间的距离．小球和细绳所受摩擦力可忽略，细绳q端与直流电机转轴在同一竖直线上．光电门未被挡光时输出低电压，被挡光时输出高电压．实验步骤如下：
甲
乙
丙
(1) 如图乙所示，用螺旋测微器测量小球直径d＝__ __mm，若测得直流电机转轴到小球之间绳长为L，则小球做圆周运动的半径r＝__ __(用d、L表示)．
(2) 探究向心力大小与半径的关系：启动直流电机，横槽带动小球做匀速圆周运动，保持__ __不变，记录力传感器读数F0，位移传感器读数H0，小球做圆周运动半径r0．降低横梁高度，当位移传感器读数为H1时，小球做圆周运动半径r1＝__ __(用r0、H0、H1表示)，待电机转动稳定后再次记录力传感器读数F1，重复多次实验得到多组数据，通过计算机拟合F－r图，可得线性图像．
(3) 探究向心力大小与周期的关系：保持小球圆周运动半径不变，调节直流电机转速，待电机转动稳定后，计算机采集到光电门输出电压u与时间t的关系如图丙所示，则小球圆周运动周期T＝_ __(选用t0、t1、t2表示)．记录力传感器读数F和周期T，重复多次得到多组数据，通过计算机拟合__ __图(填下列选项中字母代号)，可得线性图像．
A．F－T B．F－T2 C．F－
创新实验涉及实验仪器和原理的创新、实验方案和方法的创新．
1．求解的基本思路是用“已有的知识”、“学过的实验方法”、“已会用的仪器”，通过知识迁移和能力迁移，进行解答．
2．求解的基本的解法
(1) 根据题目情景，抽象出相应的力学模型、运动过程，根据相应规律列出关系式从而明确实验的理论依据．
(2) 应用原理公式或图像法处理实验数据，结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行分析．
三、电学热点类实验
(2025·广东省考前适应性测试)图甲是测量电源电动势E和内阻r的原理图．R0＝2.5 Ω为定值保护电阻，电流表内阻不计，长度为60 cm的电阻丝ab上标有长度刻度．
甲
(1) 在电阻丝接入电路前，使用多用电表测量它的电阻，选择倍率“×10”测量时指针偏角过大，则应选择欧姆挡__ __(填“×1”或“×100”)倍率重新进行测量．正确操作后，多用电表的示数如图乙所示，结果为__ __Ω，电阻丝单位长度电阻μ0＝__ __ Ω/m．
乙
(2) 请根据电路图甲把实验图丙电路连接完整．
丙
(3) 闭合开关S，记录ac的长度L和电流表A的示数I．多次滑动c点改变ac的长度，测得多组L和I的值，并计算出对应的值，则＝__ _(用E、r、R0、L和μ0表示)．
(4) 图丁是根据多组实验数据得到的－L图像，由图像得电动势E＝__ __ V，内阻r＝__ __ Ω．(两空结果均保留到小数点后两位)
丁
最近好多年了，测电源的电动势和内阻实验高考均未涉及，编排在此，希望引起重视
1．测电源的电动势和内阻实验中仪表的接法
(1) 电源内阻一般比较小，一般采用电流表外接法．(这里“外接法”是相对于电源来说的，而不是滑动变阻器)
(2) 当电流表内阻已知时，采用电流表内接法(相对于电源而言)较准确，此时电源和电流表的串联电路相当于等效电源，电源内阻r＝r等－rA．
(3) 当电压表内阻已知时，采用电流表外接法(相对于电源而言)较准确，此时干路电流I＝IA＋I V．
2．从原理上分析，测量电源的电动势和内阻，不仅有伏安法，常见的还有伏阻法、安阻法等方案，如下表所示，需要记得非常牢、理解得非常透．
方法 伏安法 伏阻法 安阻法
原理 E＝U＋Ir E＝U＋r E＝IR＋Ir
电路图
关系式 U＝E－Ir ＝· ＝·R＋
图像 纵轴截距：E，斜率大小：r 纵轴截距：，斜率： 纵轴截距：，斜率：
四、电学创新类实验
(2024·广东卷)某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统，制作光源跟踪演示装置，实现太阳能电池板方向的调整，使电池板正对光源．图甲是光照方向检测电路．所用器材有：电源E(电动势3 V)、电压表V1和V2(量程均有0～3 V和0～15 V，内阻均可视为无穷大)、滑动变阻器R、两个相同的光敏电阻RG1和RG2、开关S、手电筒、导线若干．图乙是实物图．图中电池板上垂直安装有半透明隔板，隔板两侧装有光敏电阻，电池板固定在电动机转轴上．控制单元与检测电路的连接未画出．控制单元对光照方向检测电路无影响．请完成下列实验操作和判断．
甲
乙
丙
(1) 电路连接．
图乙中已正确连接了部分电路，请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表 V间的实物图连线．
(2) 光敏电阻阻值与光照强度关系测试．
①将图甲中R的滑片置于__ __(填“a”或“b”)端．用手电筒的光斜照射到RG1和RG2，使RG1表面的光照强度比RG2表面的小．
②闭合S，将R的滑片缓慢滑到某一位置．V1的示数如图丙所示，读数U1为__ __ V, V2的示数为1.17 V．由此可知，表面光照强度较小的光敏电阻的阻值__ __(填“较大”或“较小”)．
③断开S．
(3) 光源跟踪测试．
①将手电筒的光从电池板上方斜照射到RG1和RG2．
②闭合S，并启动控制单元．控制单元检测并比较两光敏电阻的电压，控制电动机转动．此时两电压表的示数U1＜U2，图乙中的电动机带动电池板__ __(填“逆时针”或“顺时针”)转动，直至__ __时停止转动，电池板正对手电筒发出的光．
求解电学创新型实验的基本思路
解题步骤 注意事项
找原型：根据题意找出题中实验在教材中的实验原型，并能准确、完整地重现出来 创新型实验多是对教材实验或常见的练习题进行器材和装置的改换而成，按照实验题目的要求，进行实验的设计或有关物理量的测量；也可能是对实验方法加以改进或重组进行新实验的设计．要注意数据处理、误差的来源等
找差别：根据题中所提供的实验器材与原型中的器材进行对比，找出不同点，这往往是解题的“金钥匙”
定方案：通过与原实验对比的结果和需要测量的物理量，来确定实验设计与实验步骤
配套热练
题组练
题组一 力学热点类实验
1．(2025·肇庆鼎湖区一模调研)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中：
(1) 如图甲所示为某同学的实验装置，实验中打出如图乙所示的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0.02 s，每隔一个点选取一个计数点，计数点间的距离如图所示(单位 cm)，求出小车运动的加速度的大小为__ __ m/s2(计算结果保留两位有效数字)．
甲
乙
(2) 另一实验小组设计了如图丙所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像．他们在轨道水平和倾斜(通过在远离滑轮的一端加垫片实现)的两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图丁所示．
丙
丁
①图线__ __(填“甲”或“乙”)是在轨道倾斜的情况下得到的．
②滑块和位移传感器发射部分的总质量m＝_ __ kg，滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝__ __．(取g＝10 m/s2)
题组二 力学创新类实验
2．(2025·广州天河区一模)某同学设计了一个测油漆喷枪喷射速度的实验．装置如图甲所示，该油漆喷枪能够向外喷射四种速度大小不同的油漆雾滴，一个直径为D＝20 cm的纸带环安放在水平转台上，纸带环上刻有一条狭缝A，在狭缝A的正对面画一条标志线．转台稳定转动时，向侧面同样开有狭缝B的纸盒中沿水平方向喷射油漆雾滴，当狭缝A、B正对平行时，雾滴通过狭缝A在纸带的内侧面留下油漆痕迹．改变喷射速度v0(v0＞)重复实验，在纸带上留下四个油漆痕迹a、b、c、d，将纸带展开平放在刻度尺旁边，如图乙所示．
甲
乙
(1) 图乙中，速度最大的雾滴所留的痕迹是__ __点．
(2) 已知转台转动的角速度ω＝8 rad/s，如果不计雾滴所受空气阻力，则喷枪喷出雾滴速度的最大值为_ __ m/s(结果保留三位有效数字)．
题组三 电学热点类实验
3．(2025·湛江高考测试一)广东某学校实验小组发现一款智能手机内部使用的电池是一块扁平电池，如图甲所示，外壳上标有电动势4.50 V，为了测定该电池的实际电动势和内阻，该小组成员利用身边的仪器，设计方案对其进行测量．
A．待测手机电池
B．电压表(量程0～3.00 V，内阻约3 000 Ω)
C．电阻箱(阻值范围0～999.9 Ω)
D．电阻箱(阻值范围0～9 999.9 Ω)
E．定值电阻R0＝5.0 Ω
F．开关、导线若干
甲
乙
丙
(1) 实验室提供的电压表的量程不够用，需要对电压表进行改装．
①为将电压表的量程扩大为0～4.50 V，小组成员采用了以下的操作：按图乙所示电路连接好实验器材，检查电路无误后，将电阻箱R2的阻值调到__ __(填“最大”或“最小”)，将电阻箱R1的阻值调为零．闭合开关S，调节电阻箱R2的阻值，使电压表示数为3.00 V，保持电阻箱R2的阻值不变，改变电阻箱R1的阻值，当电压表示数为_ __ V时，改装后的电压表量程为4.50 V，完成了扩大量程，而后断开开关S．
②小组成员按照图乙所示的实验电路图完成了该实验．电阻箱R1应选__ __(填写器材前面的字母标号)．
(2) 用改装好的电表测量该电池的电动势和内阻，步骤如下：保持电阻箱R1的阻值不变，闭合开关S，多次调节电阻箱R2的阻值，记录下阻值R2和电压表的相应读数U，作出图像如图丙所示，可得该电池的电动势为 _ __V，内阻为 __ __Ω．(结果均保留两位小数)
题组四 电学创新类实验
4．(2018·全国卷Ⅰ)某实验小组利用如图甲所示的电路探究在25 ℃～80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT，其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω，电源E(6 V，内阻可忽略)，电压表V(量程150 mV)，定值电阻R0(阻值20.0 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)，电阻箱R2(阻值范围0～999.9 Ω)，开关S1，单刀双掷开关S2．
甲
实验时，先按图甲连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0 ℃，将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数，逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0 ℃，实验得到的R2－t数据见下表．
t/℃ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
R2/ Ω 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0
回答下列问题：
(1) 在闭合S1前，图甲中R1的滑片应移动到__ __(填“a”或“b”)端．
(2) 在图乙的坐标系上补齐数据表中所给数据点，并作出R2－t曲线．
乙
丙
(3) 由图乙可得到RT，在25 ℃～80 ℃范围内的温度特性，当t＝44.0 ℃时，可得RT＝__ __Ω．
(4) 将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图丙所示，该读数为__ __Ω，则手心温度为__ __ ℃．
增强练
1．某实验小组根据热敏电阻的阻值随温度变化的规律，探测温度控制室内的温度．选用的器材有：
热敏电阻RT
电流表G(内阻Rg为240 Ω，满偏电流为Ig)
定值电阻R(阻值为48 Ω)
电阻箱R0(阻值0～999.9 Ω)
电源E(电动势恒定，内阻不计)
单刀双掷开关S1、单刀单掷开关S2；导线若干．
请完成下列步骤：
甲
乙
丙
(1) 该小组设计了如图甲所示的电路图．根据图甲，完成图乙中的实物图连线．
(2) 开关S1、S2断开，将电阻箱的阻值调到__ __(填“最大”或“最小”)．开关S1接1，调节电阻箱，当电阻箱读数为60.0 Ω时，电流表示数为Ig．再将S1改接2，电流表示数为，断开S1．得到此时热敏电阻RT的阻值为__ __Ω．
(3) 该热敏电阻RT阻值随温度t变化的RT－t曲线如图丙所示，结合(2) 中的结果得到温度控制室内此时的温度约为__ _℃(结果取整数)．
(4) 开关S1接1，闭合S2，调节电阻箱，使电流表示数为Ig．再将S1改接2，如果电流表示数为(k＞1)，则此时热敏电阻RT＝__ __Ω(用k表示)，根据图丙即可得到此时温度控制室内的温度．
2．(2025·江门一模)智能化育苗蔬菜基地对环境要求严格，其中包括对光照强度的调控，光照强度简称照度I，反映光照的强弱，光越强，照度越大，单位为勒克斯(lx)．为了控制照度，科技人员设计了图甲所示的智能光控电路．
智能光控电路的核心元件是光敏电阻R，某同学用如图乙所示电路测量光敏电阻在不同照度I时的阻值，实验所用器材：电源E1(9 V)，滑动变阻器R4(最大阻值为20 Ω)，电压表(量程为0～3 V，内阻为3 kΩ)，毫安表(量程为0～3 mA，内阻不计)，定值电阻R0＝6 kΩ，开关和导线若干．
甲
乙
丙
(1) 在闭合开关S前，应把R4的滑片移到__ __(填“左”或“右”)端．
(2) 某次测量时电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为__ __V，电流表读数为1.5 mA，此时光敏电阻的阻值为__ __ Ω．
(3) 该同学通过测量得到了6组数据，他作出光敏电阻的阻值R随照度I变化的图像如图丁所示，由图丁可初步判断光敏电阻的阻值与照度__ __(填“满足”或“不满足”)反比例函数关系．
丁
(4) 该同学用上述光敏电阻接入图甲所示的电路，其中电源电动势E＝6.0 V，内阻忽略不计，电阻R1＝100 Ω，电阻箱R2的阻值调节范围是0～9 999.9 Ω，光敏电阻R的电压U增加到2.0 V时光照系统开始工作，为了使照度降低到4 klx时，自动控制系统开始补光，则R2的阻值应该调节为__ __Ω．
(5) 要加快蔬菜的生长，适度提高光照时间，可调节的方法是__ __．
21世纪教育网(www.21cnjy.com)综合提能八 突破、提分为靶向的热点、创新类实验
考向1 气垫导轨上创新实验探究动量定理及光电管测速度、误差分析
(2020·新课标Ⅰ)某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等．
实验步骤如下：
(1) 开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间__大约相等__时，可认为气垫导轨水平．
(2) 用天平测砝码与砝码盘的总质量 m1、滑块(含遮光片)的质量m2．
(3) 用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块．
(4) 令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12．
(5) 在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I＝__m1gt12__，滑块动量改变量的大小Δp＝__m2__．(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)
(6) 某次测量得到的一组数据为：d＝1.000 cm, m1＝1.50×10－2 kg，m2＝0.400 kg，Δt1＝3.900×10－2 s，Δt2＝1.270×10－2 s，t12＝1.50 s，取g＝9.80 m/s2．计算可得I＝__0.221__ N·s，Δp＝ __0.212__ kg· m· s－1．(结果均保留三位有效数字)
(7) 定义δ＝×100%，本次实验δ＝__4__%．(结果保留一位有效数字)
【解析】(1) 当经过A、B两个光电门时间相等时，速度相等，此时由于阻力很小，可以认为导轨是水平的．
(5) 由I＝Ft，知I＝m1gt12，由Δp＝mv2－mv1知
Δp＝m2·－m2·＝m2．
(6) 代入数值知，冲量I＝m1gt12＝1.5×10－2×9.8×1.5 N·s≈0.221 N·s，动量改变量Δp＝m2≈0.212 kg· m· s－1．
(7) 由定义公式δ＝×100%可得，本次实验δ＝×100%＝×100%≈4%．
考向2 研究热敏电阻阻值随温度的变化规律及多用电表测电阻、内接法与外接法测电阻分析
(2021·广东卷)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律．根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材．
(1) 先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势．选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔__短接__，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0 Ω”处．测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而__减小__．
(2) 再按图连接好电路进行测量．
①闭合开关S前，将滑动变阻器R1的滑片滑到__b__(填“a”或“b”)端．
将温控室的温度设置为T，电阻箱R0调为某一阻值R01．闭合开关S，调节滑动变阻器R1，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置．记录此时电压表和电流表的示数、T和R01．断开开关S．
再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S．反复调节R0和R1，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同．记录此时电阻箱的阻值R02．断开开关S．
②实验中记录的阻值R01__大于__(填“大于”、“小于”或“等于”)R02．此时热敏电阻阻值RT＝__R01－R02__．
【解析】(1) 选择倍率适当的欧姆挡，将两表笔短接；欧姆表指针向右偏转角度越大，则阻值越小，可判断热敏电阻的阻值随温度升高而减小．
(2) ①闭合开关S前，应将滑动变阻器R1的阻值调到最大，即将滑片滑到b端．
②因两次电压表和电流表的示数相同，因为R01＝R02＋RT，即RT＝R01－R02，可知R01大于R02．
一、力学热点类实验
(2025·肇庆二模)为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，A、B同学设计了如图甲所示的实验装置，其中M为小车的质量，m为沙和沙桶的总质量，m0为滑轮的质量．力传感器可测出轻绳中的拉力大小．
甲
(1) 实验时，下列操作描述正确的是__AC__．
A．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
B．因绳的拉力可由力传感器读出，所以细绳不需要保持和木板平行
C．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，同时记录力传感器的示数
D．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的总质量m远小于小车的质量M
(2) A同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度__2.98__．m/s2(结果保留三位有效数字)
乙
(3) A同学以力传感器的示数F为横轴，加速度a为纵轴，画出的a－F图线是一条直线，如图丙所示，图线与横轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量M＝__C__．
丙
A．tan θ－m0 B．－m0
C．－m0 D．2k－m0
(4) B同学还做了如下实验：如图丁所示，平衡好摩擦力后，不改变小车质量和槽码个数，撤去打点计时器及小车后面的纸带，用具有加速度测量软件的智能手机固定在小车上来测量加速度，测量的结果比在图中不放手机，用打点计时器测得的要小．这是因为__C__．
丁
A．在小车上放置了智能手机后，没有重新平衡摩擦力
B．在小车上放置了智能手机后，轻绳的拉力变小了
C．在小车上放置了智能手机后，整体的质量变大了
(5) 若B同学没有严格控制好小车质量M与沙和沙桶质量m的大小关系，其它操作规范合理，结果在某次实验结果发现小车加速度的实验值(利用纸带求的值)只有理论值，若不考虑其它因素的影响，可估算 ＝____．
【解析】(1) 用力传感器测量绳子的拉力，则力传感器示数的2倍等于小车受到的合外力大小，不用保证沙和沙桶的总质量m远小于小车的质量M，需要将细绳保持和木板平行，同时应平衡摩擦力，应将带滑轮的长木板右端垫高，A正确，B、D错误；为获得更多的点迹，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，同时记录力传感器的示数，C正确．
(2) 根据题意，相邻计数点时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s，由逐差法计算加速度a＝＝××102 m/s2≈2.98 m/s2．
(3) 对小车与滑轮组成的系统，由牛顿第二定律得a＝，根据图线的斜率可知k＝，故小车的质量为M＝－m0，故选C．
(4) 平衡摩擦力后，根据平衡条件有mg sin θ＝μmgcos θ，化简得μ＝tan θ，由此可知，木板的倾角与小车质量无关，在小车上放置了智能手机后，相当于小车的质量增大，上式仍成立，不用重新平衡摩擦力，A错误；对槽码有mg－F＝ma，a减小，则绳上拉力F增大，B错误；在小车上放置了智能手机后，整体的质量变大了，不改变小车质量和槽码个数，则整体合力不变；对槽码、小车和手机整体分析，根据牛顿第二定律有mg＝(M＋m)a，化简得a＝，M增大，a减小，C正确．
(5) B同学没有严格控制好小车质量M与沙和沙桶质量m的大小关系，据牛顿第二定律有a＝，由题意其值只有理论值，所以＝，解得＝．
用力传感器测力，用光电门测速度、加速度，根据给定新颖情境分析运动方程，作图分析，都是考查热点，要注意与原实验对比分析，才能正确答题．
二、力学创新类实验
(2025·广州二模)某小组用图甲装置探究“向心力大小与半径、周期的关系”．通过紧固螺钉(图中未画出)可在竖直方向调整水平横梁位置，位移传感器、力传感器均固定在横梁上，两传感器和光电门都与计算机相连；小球放在一端有挡光片的水平横槽上，细绳一端p连接小球，另一端q绕过转向轮后连接力传感器，力传感器可测量细绳拉力，位移传感器可测量横梁与底座之间的距离．小球和细绳所受摩擦力可忽略，细绳q端与直流电机转轴在同一竖直线上．光电门未被挡光时输出低电压，被挡光时输出高电压．实验步骤如下：
甲
乙
丙
(1) 如图乙所示，用螺旋测微器测量小球直径d＝__7.882__mm，若测得直流电机转轴到小球之间绳长为L，则小球做圆周运动的半径r＝__L＋__(用d、L表示)．
(2) 探究向心力大小与半径的关系：启动直流电机，横槽带动小球做匀速圆周运动，保持__周期__不变，记录力传感器读数F0，位移传感器读数H0，小球做圆周运动半径r0．降低横梁高度，当位移传感器读数为H1时，小球做圆周运动半径r1＝__r0＋H0－H1__(用r0、H0、H1表示)，待电机转动稳定后再次记录力传感器读数F1，重复多次实验得到多组数据，通过计算机拟合F－r图，可得线性图像．
(3) 探究向心力大小与周期的关系：保持小球圆周运动半径不变，调节直流电机转速，待电机转动稳定后，计算机采集到光电门输出电压u与时间t的关系如图丙所示，则小球圆周运动周期T＝__t2－t0__(选用t0、t1、t2表示)．记录力传感器读数F和周期T，重复多次得到多组数据，通过计算机拟合__C__图(填下列选项中字母代号)，可得线性图像．
A．F－T B．F－T2 C．F－
【解析】(1) 螺旋测微器的精确度为0.01 mm，读数为7.5 mm＋0.01 mm×38.2＝7.882 mm．
小球做圆周运动的半径r＝L＋．
(2) 探究向心力大小与半径的关系，应控制小球转动周期相同．
过程中连接小球的绳长不变，根据几何关系可得H0＋r0＝H1＋r1，整理得r1＝r0＋H0－H1．
(3) t0时刻进入光电门，t2时刻再次进入，则T＝t2－t0
由向心力公式F＝mr，应拟合F－图像，故选C．
创新实验涉及实验仪器和原理的创新、实验方案和方法的创新．
1．求解的基本思路是用“已有的知识”、“学过的实验方法”、“已会用的仪器”，通过知识迁移和能力迁移，进行解答．
2．求解的基本的解法
(1) 根据题目情景，抽象出相应的力学模型、运动过程，根据相应规律列出关系式从而明确实验的理论依据．
(2) 应用原理公式或图像法处理实验数据，结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行分析．
三、电学热点类实验
(2025·广东省考前适应性测试)图甲是测量电源电动势E和内阻r的原理图．R0＝2.5 Ω为定值保护电阻，电流表内阻不计，长度为60 cm的电阻丝ab上标有长度刻度．
甲
(1) 在电阻丝接入电路前，使用多用电表测量它的电阻，选择倍率“×10”测量时指针偏角过大，则应选择欧姆挡__×1__(填“×1”或“×100”)倍率重新进行测量．正确操作后，多用电表的示数如图乙所示，结果为__6__Ω，电阻丝单位长度电阻μ0＝__10__ Ω/m．
乙
(2) 请根据电路图甲把实验图丙电路连接完整．
丙
答案：图见解析
(3) 闭合开关S，记录ac的长度L和电流表A的示数I．多次滑动c点改变ac的长度，测得多组L和I的值，并计算出对应的值，则＝__L＋__(用E、r、R0、L和μ0表示)．
(4) 图丁是根据多组实验数据得到的－L图像，由图像得电动势E＝__2.08__ V，内阻r＝__1.66__ Ω．(两空结果均保留到小数点后两位)
丁
【解析】(1) 在电阻丝接入电路前，使用多用电表测量它的电阻，选择倍率“×10”测量时指针偏角过大，应选择欧姆挡“×1”倍率重新进行测量．
正确操作后，多用表的示数如图乙所示，结果为6 Ω．
电阻丝ab单位长度电阻μ0＝＝ Ω/m＝10 Ω/m．
(2) 如图所示
(3) 因为是串联电路，则E＝I(R0＋μ0L＋r)即＝L＋．
(4) 由图可知 ＝2，＝
解得E≈2.08 V，r＝1.66 Ω．
最近好多年了，测电源的电动势和内阻实验高考均未涉及，编排在此，希望引起重视
1．测电源的电动势和内阻实验中仪表的接法
(1) 电源内阻一般比较小，一般采用电流表外接法．(这里“外接法”是相对于电源来说的，而不是滑动变阻器)
(2) 当电流表内阻已知时，采用电流表内接法(相对于电源而言)较准确，此时电源和电流表的串联电路相当于等效电源，电源内阻r＝r等－rA．
(3) 当电压表内阻已知时，采用电流表外接法(相对于电源而言)较准确，此时干路电流I＝IA＋I V．
2．从原理上分析，测量电源的电动势和内阻，不仅有伏安法，常见的还有伏阻法、安阻法等方案，如下表所示，需要记得非常牢、理解得非常透．
方法 伏安法 伏阻法 安阻法
原理 E＝U＋Ir E＝U＋r E＝IR＋Ir
电路图
关系式 U＝E－Ir ＝· ＝·R＋
图像 纵轴截距：E，斜率大小：r 纵轴截距：，斜率： 纵轴截距：，斜率：
四、电学创新类实验
(2024·广东卷)某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统，制作光源跟踪演示装置，实现太阳能电池板方向的调整，使电池板正对光源．图甲是光照方向检测电路．所用器材有：电源E(电动势3 V)、电压表V1和V2(量程均有0～3 V和0～15 V，内阻均可视为无穷大)、滑动变阻器R、两个相同的光敏电阻RG1和RG2、开关S、手电筒、导线若干．图乙是实物图．图中电池板上垂直安装有半透明隔板，隔板两侧装有光敏电阻，电池板固定在电动机转轴上．控制单元与检测电路的连接未画出．控制单元对光照方向检测电路无影响．请完成下列实验操作和判断．
甲
乙
丙
(1) 电路连接．
图乙中已正确连接了部分电路，请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表 V间的实物图连线．
答案：(1) 图见解析
(2) 光敏电阻阻值与光照强度关系测试．
①将图甲中R的滑片置于__b__(填“a”或“b”)端．用手电筒的光斜照射到RG1和RG2，使RG1表面的光照强度比RG2表面的小．
②闭合S，将R的滑片缓慢滑到某一位置．V1的示数如图丙所示，读数U1为__1.60__ V, V2的示数为1.17 V．由此可知，表面光照强度较小的光敏电阻的阻值__较大__(填“较大”或“较小”)．
③断开S．
(3) 光源跟踪测试．
①将手电筒的光从电池板上方斜照射到RG1和RG2．
②闭合S，并启动控制单元．控制单元检测并比较两光敏电阻的电压，控制电动机转动．此时两电压表的示数U1＜U2，图乙中的电动机带动电池板__逆时针__(填“逆时针”或“顺时针”)转动，直至__U1＝U2__时停止转动，电池板正对手电筒发出的光．
【解析】(1) 电路连线如图所示．
(2) ①为了保证电路的安全，实验开始前要将R的滑片置于b端，使电压表示数为0．
②电压表 V1量程为3 V，最小刻度为0.1 V，则读数为1.60 V；电压表 V1比电压表 V2的示数大，说明RG1＞RG2，由此可知表面光照强度较小的光敏电阻的阻值较大．
(3) ②电压表的示数U1＜U2，说明RG1表面的光照强度比RG2表面的大，因此电动机带动电池板逆时针转动，直至U1＝U2时停止转动，电池板正对手电筒发出的光．
求解电学创新型实验的基本思路
解题步骤 注意事项
找原型：根据题意找出题中实验在教材中的实验原型，并能准确、完整地重现出来 创新型实验多是对教材实验或常见的练习题进行器材和装置的改换而成，按照实验题目的要求，进行实验的设计或有关物理量的测量；也可能是对实验方法加以改进或重组进行新实验的设计．要注意数据处理、误差的来源等
找差别：根据题中所提供的实验器材与原型中的器材进行对比，找出不同点，这往往是解题的“金钥匙”
定方案：通过与原实验对比的结果和需要测量的物理量，来确定实验设计与实验步骤
配套热练
题组练
题组一 力学热点类实验
1．(2025·肇庆鼎湖区一模调研)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中：
(1) 如图甲所示为某同学的实验装置，实验中打出如图乙所示的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0.02 s，每隔一个点选取一个计数点，计数点间的距离如图所示(单位 cm)，求出小车运动的加速度的大小为__1.1__ m/s2(计算结果保留两位有效数字)．
甲
乙
(2) 另一实验小组设计了如图丙所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像．他们在轨道水平和倾斜(通过在远离滑轮的一端加垫片实现)的两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图丁所示．
丙
丁
①图线__甲__(填“甲”或“乙”)是在轨道倾斜的情况下得到的．
②滑块和位移传感器发射部分的总质量m＝__0.5__ kg，滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝__0.2__．(取g＝10 m/s2)
【解析】(1) 两个相邻的计数点的时间间隔T＝0.04 s，则小车运动加速度的大小为a＝＝×10－2 m/s2＝1.1 m/s2．
(2) ①由图线甲可知，当F＝0时，a＝2 m/s2，说明当绳子上没有拉力时小车就有加速度，则实验操作中平衡摩擦力过度，即轨道倾角过大，平衡摩擦力时将左端垫得过高，所以图线甲是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的；由图线乙可知，当F≠0时，a＝0，说明当绳子上有拉力时小车没有加速度，则图线乙是轨道水平没有平衡摩擦力的情况下得到的．
②由牛顿第二定律得a＝＝·F－μg，结合图像可知，图线乙斜率k＝，纵轴截距大小b＝μg，解得质量m＝＝0.5 kg，动摩擦因数μ＝＝0.2．
题组二 力学创新类实验
2．(2025·广州天河区一模)某同学设计了一个测油漆喷枪喷射速度的实验．装置如图甲所示，该油漆喷枪能够向外喷射四种速度大小不同的油漆雾滴，一个直径为D＝20 cm的纸带环安放在水平转台上，纸带环上刻有一条狭缝A，在狭缝A的正对面画一条标志线．转台稳定转动时，向侧面同样开有狭缝B的纸盒中沿水平方向喷射油漆雾滴，当狭缝A、B正对平行时，雾滴通过狭缝A在纸带的内侧面留下油漆痕迹．改变喷射速度v0(v0＞)重复实验，在纸带上留下四个油漆痕迹a、b、c、d，将纸带展开平放在刻度尺旁边，如图乙所示．
甲
乙
(1) 图乙中，速度最大的雾滴所留的痕迹是__d__点．
(2) 已知转台转动的角速度ω＝8 rad/s，如果不计雾滴所受空气阻力，则喷枪喷出雾滴速度的最大值为__20.0__ m/s(结果保留三位有效数字)．
【解析】(1) 转盘的角速度一定，雾滴速度越大，运行时间越短，在雾滴运行的时间内，转盘转过的角度越小，则雾滴与标志线的距离越近，故d点对应雾滴的速度最大．
(2) 当雾滴运动时间与转台周期相同时有＝，解得v＝，而v0＞，说明雾滴运动时间小于转台的周期．速度最大的是d点，距离标志线的距离是Δs＝0.80 cm，根据t＝＝，根据弧长半径关系可得Δs＝·θ，联立可得喷枪喷出雾滴速度的最大值为v0＝＝＝20.0 m/s．
题组三 电学热点类实验
3．(2025·湛江高考测试一)广东某学校实验小组发现一款智能手机内部使用的电池是一块扁平电池，如图甲所示，外壳上标有电动势4.50 V，为了测定该电池的实际电动势和内阻，该小组成员利用身边的仪器，设计方案对其进行测量．
A．待测手机电池
B．电压表(量程0～3.00 V，内阻约3 000 Ω)
C．电阻箱(阻值范围0～999.9 Ω)
D．电阻箱(阻值范围0～9 999.9 Ω)
E．定值电阻R0＝5.0 Ω
F．开关、导线若干
甲
乙
丙
(1) 实验室提供的电压表的量程不够用，需要对电压表进行改装．
①为将电压表的量程扩大为0～4.50 V，小组成员采用了以下的操作：按图乙所示电路连接好实验器材，检查电路无误后，将电阻箱R2的阻值调到__最小__(填“最大”或“最小”)，将电阻箱R1的阻值调为零．闭合开关S，调节电阻箱R2的阻值，使电压表示数为3.00 V，保持电阻箱R2的阻值不变，改变电阻箱R1的阻值，当电压表示数为__2.00__ V时，改装后的电压表量程为4.50 V，完成了扩大量程，而后断开开关S．
②小组成员按照图乙所示的实验电路图完成了该实验．电阻箱R1应选__D__(填写器材前面的字母标号)．
(2) 用改装好的电表测量该电池的电动势和内阻，步骤如下：保持电阻箱R1的阻值不变，闭合开关S，多次调节电阻箱R2的阻值，记录下阻值R2和电压表的相应读数U，作出图像如图丙所示，可得该电池的电动势为 __4.29__V，内阻为 __1.43__Ω．(结果均保留两位小数)
【解析】(1) ①为了保证电压表读数从零开始调节，应将电阻箱R2的阻值调到最小．
电压表示数为3.00 V且保持电阻箱R2的阻值不变时，电压表和电阻箱R1的电压之和可认为始终等于3.00 V，当电压表示数为2.00 V时，说明电阻箱R1两端电压为1.00 V，由串联电路分压原理可知，此时R1的阻值为电压表内阻的一半，电压表的量程被扩大1.5倍，即量程为0～4.50 V．
②由实验步骤可知电压表要扩大量程为0～4.50 V，则串联的电阻箱R1的阻值应能调节为电压表内阻的一半，即电阻箱能调节到1 500 Ω，故电阻箱R1应选D．
(2) 根据闭合电路欧姆定律可得E＝1.5U＋(r＋R0)，整理可得＝·，根据图像的斜率和纵轴截距可得＝k＝＝b＝0.35，解得E＝4.29 V，r＝1.43 Ω．
题组四 电学创新类实验
4．(2018·全国卷Ⅰ)某实验小组利用如图甲所示的电路探究在25 ℃～80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT，其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω，电源E(6 V，内阻可忽略)，电压表V(量程150 mV)，定值电阻R0(阻值20.0 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)，电阻箱R2(阻值范围0～999.9 Ω)，开关S1，单刀双掷开关S2．
甲
实验时，先按图甲连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0 ℃，将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数，逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0 ℃，实验得到的R2－t数据见下表．
t/℃ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
R2/ Ω 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0
回答下列问题：
(1) 在闭合S1前，图甲中R1的滑片应移动到__b__(填“a”或“b”)端．
(2) 在图乙的坐标系上补齐数据表中所给数据点，并作出R2－t曲线．
乙
丙
答案：见解析
(3) 由图乙可得到RT，在25 ℃～80 ℃范围内的温度特性，当t＝44.0 ℃时，可得RT＝__450__Ω．
(4) 将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图丙所示，该读数为__620.0__Ω，则手心温度为__33.0__ ℃．
【解析】(1) 图甲的电路滑动变阻器采用限流接法，在闭合S1前，R1应该调节到接入电路部分的电阻值最大，使电路中电流最小，即图甲中的R1的滑片应移到b端．
(2) 将t＝60 ℃和t＝70 ℃对应的两组数据对应画在坐标图上，然后用平滑曲线过尽可能多的数据点画出R2－t图像．如下图．
(3) 根据题述实验过程可知，测量的R2数据等于对应的热敏电阻RT的电阻值．由画出的R2－t图像可知，当t＝44.0 ℃时，对应的RT＝450 Ω．
(4) 由画出的R2－t图像可知，当RT＝620.0 Ω，则手心温度t＝33.0 ℃．
增强练
1．某实验小组根据热敏电阻的阻值随温度变化的规律，探测温度控制室内的温度．选用的器材有：
热敏电阻RT
电流表G(内阻Rg为240 Ω，满偏电流为Ig)
定值电阻R(阻值为48 Ω)
电阻箱R0(阻值0～999.9 Ω)
电源E(电动势恒定，内阻不计)
单刀双掷开关S1、单刀单掷开关S2；导线若干．
请完成下列步骤：
甲
乙
丙
(1) 该小组设计了如图甲所示的电路图．根据图甲，完成图乙中的实物图连线．
答案：图见解析
(2) 开关S1、S2断开，将电阻箱的阻值调到__最大__(填“最大”或“最小”)．开关S1接1，调节电阻箱，当电阻箱读数为60.0 Ω时，电流表示数为Ig．再将S1改接2，电流表示数为，断开S1．得到此时热敏电阻RT的阻值为__300__Ω．
(3) 该热敏电阻RT阻值随温度t变化的RT－t曲线如图丙所示，结合(2) 中的结果得到温度控制室内此时的温度约为__8__℃(结果取整数)．
(4) 开关S1接1，闭合S2，调节电阻箱，使电流表示数为Ig．再将S1改接2，如果电流表示数为(k＞1)，则此时热敏电阻RT＝__50(k－1)__Ω(用k表示)，根据图丙即可得到此时温度控制室内的温度．
【解析】(1) 由图甲所示的电路图，图乙中的实物图连线如图所示．
(2) 由图甲可知，电阻箱起到保护电路的作用，因此开关闭合前，将电阻箱的阻值调到最大．
开关S1接1时，由欧姆定律可得Ig＝，S1接2时，则有＝，联立解得RT＝R0＋Rg＝60 Ω＋240 Ω＝300 Ω．
(3) 由图丙可知，RT＝300 Ω时，对应的温度约为8 ℃．
(4) 开关S1接1，闭合S2，调节电阻箱，使电流表示数为Ig．由并联电路的分流作用，结合Rg＝5R，可得干路电流为6Ig，则并联部分的电阻R并＝，由欧姆定律可得6Ig＝，结合Ig＝，R0＝60 Ω，解得R′0＝10 Ω．
S1接2时，电流表示数为(k＞1)，同理可得干路电流为，由欧姆定律可得Ig＝，结合6Ig＝，其中R并＝40 Ω，解得RT＝＝50 Ω．
2．(2025·江门一模)智能化育苗蔬菜基地对环境要求严格，其中包括对光照强度的调控，光照强度简称照度I，反映光照的强弱，光越强，照度越大，单位为勒克斯(lx)．为了控制照度，科技人员设计了图甲所示的智能光控电路．
智能光控电路的核心元件是光敏电阻R，某同学用如图乙所示电路测量光敏电阻在不同照度I时的阻值，实验所用器材：电源E1(9 V)，滑动变阻器R4(最大阻值为20 Ω)，电压表(量程为0～3 V，内阻为3 kΩ)，毫安表(量程为0～3 mA，内阻不计)，定值电阻R0＝6 kΩ，开关和导线若干．
甲
乙
丙
(1) 在闭合开关S前，应把R4的滑片移到__左__(填“左”或“右”)端．
(2) 某次测量时电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为__1.80__V，电流表读数为1.5 mA，此时光敏电阻的阻值为__3.6×103__ Ω．
(3) 该同学通过测量得到了6组数据，他作出光敏电阻的阻值R随照度I变化的图像如图丁所示，由图丁可初步判断光敏电阻的阻值与照度__不满足__(填“满足”或“不满足”)反比例函数关系．
丁
(4) 该同学用上述光敏电阻接入图甲所示的电路，其中电源电动势E＝6.0 V，内阻忽略不计，电阻R1＝100 Ω，电阻箱R2的阻值调节范围是0～9 999.9 Ω，光敏电阻R的电压U增加到2.0 V时光照系统开始工作，为了使照度降低到4 klx时，自动控制系统开始补光，则R2的阻值应该调节为__7.9×103__Ω．
(5) 要加快蔬菜的生长，适度提高光照时间，可调节的方法是__减小R2__．
【解析】(1) 为了保证电路的安全应将滑动变阻器滑到左端，从而使光敏电阻两端的电压为零．
(2) 电压表的最小刻度值为0.1 V，如图丙所示，电压表的读数为1.80 V．根据串联电路电压与电阻成正比的关系，光敏电阻两端的电压为U′＝×(3＋6) V＝5.40 V，电流表读数为1.5 mA，故此时光敏电阻的阻值为R′＝＝3.6×103 Ω．
(3) 根据图像可知纵坐标与横坐标的乘积不是一个常数，所以光敏电阻的阻值与照度不满足反比例函数关系．
(4) 根据闭合电路欧姆定律I＝，根据图像可知在照度降低到4 klx时，对应的阻值为4 000 Ω，又由U＝IR，其中U＝2 V，联立可得R2＝7.9×103 Ω．
(5) 减小R2的阻值，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流变大，R两端的电压变大，从而导致自动控制系统正常工作时的最小照度高于4 000 lx，加快蔬菜的生长．
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
