实验题专项练——技能高分练(1)
1．(2025·云南卷)某实验小组做了测量木质滑块与橡胶皮之间动摩擦因数μ的实验，所用器材如下：钉有橡胶皮的长木板、质量为250 g的木质滑块(含挂钩)、细线、定滑轮、弹簧测力计、慢速电机以及砝码若干。实验装置如图甲所示。
实验步骤如下：
①将长木板放置在水平台面上，滑块平放在橡胶面上；
②调节定滑轮高度，使细线与长木板平行(此时定滑轮高度与挂钩高度一致)；
③用电机缓慢拉动长木板，当长木板相对滑块匀速运动时，记录弹簧测力计的示数F；
④在滑块上分别放置50 g、100 g和150 g的砝码，重复步骤③；
⑤处理实验数据(重力加速度g取9.80 m/s2)。
实验数据如下表所示：
滑块和砝码的总质量M/g 弹簧测力计示数F/N 动摩擦因数μ
250 1.12 0.457
300 1.35 a
350 1.57 0.458
400 1.79 0.457
完成下列填空：
(1)表格中a处的数据为__________(保留3位有效数字)；
(2)其它条件不变时，在实验误差允许的范围内，滑动摩擦力的大小与接触面上压力的大小________，μ与接触面上压力的大小________(以上两空填“成正比”“成反比”或“无关”)；
(3)若在实验过程中未进行步骤②，实验装置如图乙所示，挂钩高于定滑轮，则μ的测量结果将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
答案：(1)0.459 (2)成正比 无关 (3)偏大
解析：(1)将滑块和砝码视作整体、总质量为M，受力情况如图1所示。
当长木板相对滑块匀速运动时，在水平方向由平衡条件可知，细线拉力T＝μMg；由定滑轮的特点可知，弹簧测力计示数F＝T＝μMg；由f＝μN，N＝Mg可知，表格第2行中动摩擦因数μ＝＝＝≈0.459。
(2)由表中第1、2列数据可知，在实验误差允许范围内，近似为定值，故滑动摩擦力大小与接触面上压力大小成正比；由表中第1、3列数据可知，在实验误差允许范围内，动摩擦因数μ不随M而改变，故μ与接触面上压力的大小无关。
(3)设细线与水平方向的夹角为θ，滑块和砝码整体的受力情况如图2所示。
由平衡条件，水平方向有f＝F cos θ，竖直方向有N＝Mg＋F sin θ，联立解得μ＝＝(真实值)。
若在实验过程中未进行步骤②，即忽略了角度θ而误用μ＝＝(测量值)进行计算，由于cos θ<1且sin θ>0，将会导致真实值与测量值相比，分子更小、分母更大，故μ的真实值小于测量值，即μ的测量值偏大。
2．(2024·浙江1月选考)如图甲所示是“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__________(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________(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乙所示的纸带，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、x1、…、x6。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v＝________；小车加速度的表达式是________。
A．a＝
B．a＝
C．a＝
答案：(1)B (2)B (3)远大于 系统误差 C
(4) A
解析：(1)该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们可以控制其中一个物理量不变，研究另外两个物理量之间的关系，即采用了控制变量法，B正确。
(2)补偿阻力时小车需要连接纸带，一方面是需要连同纸带所受的阻力一并平衡，另外一方面是通过纸带上的点间距判断小车是否在长木板上做匀速直线运动，A错误；由于小车速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车，B正确；为使小车所受拉力与速度同向，应调节滑轮高度使细绳与长木板平行，C错误。
(3)设小车质量为M，槽码质量为m。对小车和槽码根据牛顿第二定律分别有F＝Ma，mg－F＝ma，联立解得F＝，由上式可知在小车质量远大于槽码质量时，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是由实验方法或原理不完善造成的，属于系统误差。该误差是将细绳拉力用槽码重力近似替代所引入的，不是由车与木板间存在阻力(实验中已经补偿了阻力)或是速度测量精度低造成的，为减小此误差，可在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小，C正确。
(4)相邻两计数点间的时间间隔为t＝5T，打计数点5时小车速度的表达式为v＝＝。根据逐差法可得小车加速度的表达式是a＝＝，A正确。
3．(2025·甘肃卷)某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。
可用器材有：电池(电动势1.5 V)两节，电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ)，电流表(量程0.3 A，内阻约1 Ω)，滑动变阻器(最大阻值20 Ω)，待测电阻Rx，开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。
(1)首先设计如上图所示的电路。
①要求用S2选择电流表内、外接电路，请在上图中补充连线将S2的c、d端接入电路；
②闭合S1前，滑动变阻器的滑片P应置于______端(填“a”或“b”)；
③闭合S1后，将S2分别接c和d端，观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变，因此测量电阻时S2应该接__________端(填“c”或“d”)。
(2)为了消除上述实验中电表引入的误差、该小组又设计了如图所示的电路。
①请在上图中补充连线将电压表接入电路；
②闭合S1，将S2分别接c和d端时，电压表、电流表的读数分别为Uc、Ic和Ud、Id。则待测电阻阻值Rx＝_______(用Uc、Ud、Ic和Id表示)。
答案：(1)见解析图 b c (2)见解析图 －
解析：(1)实物连接图如图所示，
闭合S1前，根据滑动变阻器的限流式接法，滑片P应置于b端，连入电路中的阻值最大，保护电路的安全。
闭合S1后，将S2分别接c和d端，观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变，说明电流表分压明显，为减小实验误差，应采用电流表外接法，因此测量电阻时S2应该接c端。
(2)实物连接图如图所示，
根据电路分析，当闭合S1，将S2接c端时，电压表、电流表的读数分别为Uc、Ic，
则＝Rx＋RA＋R滑，将S2接d端时，电压表、电流表的读数分别为Ud、Id，则＝RA＋R滑
那么待测电阻阻值Rx＝－。
4．(2024·辽宁卷)某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为R0)、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。
(1)实验步骤如下：
①将电阻丝拉直固定，按照图甲连接电路，金属夹置于电阻丝的________(填“A”或“B”)端；
②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，断开开关S，记录金属夹与B端的距离L；
③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L的值，作出图丙中图线Ⅰ；
④按照图乙将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L的值，作出图丙中图线 Ⅱ。
(2)由图线得出纵轴截距为b，则待测电池的电动势E＝________。
(3)由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为k1、k2，若＝n，则待测电池的内阻r＝________(用n和R0表示)。
答案：(1)A (2) (3)
解析：(1)为了保护电路，闭合开关前，金属夹置于电阻丝的最大阻值处，由图可知，应该置于A端。
(2)对于电路图甲，根据闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir
设金属丝的电阻率为ρ，横截面积为S，结合欧姆定律和电阻定律I＝，R＝ρ
联立可得U＝E－r
整理可得＝＋·
对于电路图乙，根据闭合电路欧姆定律有
U＝E－I(r＋R0)
结合欧姆定律和电阻定律I＝，R＝ρ
联立后整理＝＋·
可知图线的纵轴截距b＝
解得E＝。
(3)由题意可知k1＝，k2＝
又＝n
联立解得r＝。实验题专项练——技能高分练(1)
1．(2025·云南卷)某实验小组做了测量木质滑块与橡胶皮之间动摩擦因数μ的实验，所用器材如下：钉有橡胶皮的长木板、质量为250 g的木质滑块(含挂钩)、细线、定滑轮、弹簧测力计、慢速电机以及砝码若干。实验装置如图甲所示。
实验步骤如下：
①将长木板放置在水平台面上，滑块平放在橡胶面上；
②调节定滑轮高度，使细线与长木板平行(此时定滑轮高度与挂钩高度一致)；
③用电机缓慢拉动长木板，当长木板相对滑块匀速运动时，记录弹簧测力计的示数F；
④在滑块上分别放置50 g、100 g和150 g的砝码，重复步骤③；
⑤处理实验数据(重力加速度g取9.80 m/s2)。
实验数据如下表所示：
滑块和砝码的总质量M/g 弹簧测力计示数F/N 动摩擦因数μ
250 1.12 0.457
300 1.35 a
350 1.57 0.458
400 1.79 0.457
完成下列填空：
(1)表格中a处的数据为__________(保留3位有效数字)；
(2)其它条件不变时，在实验误差允许的范围内，滑动摩擦力的大小与接触面上压力的大小________，μ与接触面上压力的大小________(以上两空填“成正比”“成反比”或“无关”)；
(3)若在实验过程中未进行步骤②，实验装置如图乙所示，挂钩高于定滑轮，则μ的测量结果将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
2．(2024·浙江1月选考)如图甲所示是“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__________(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________(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乙所示的纸带，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、x1、…、x6。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v＝________；小车加速度的表达式是________。
A．a＝
B．a＝
C．a＝
3．(2025·甘肃卷)某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。
可用器材有：电池(电动势1.5 V)两节，电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ)，电流表(量程0.3 A，内阻约1 Ω)，滑动变阻器(最大阻值20 Ω)，待测电阻Rx，开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。
(1)首先设计如上图所示的电路。
①要求用S2选择电流表内、外接电路，请在上图中补充连线将S2的c、d端接入电路；
②闭合S1前，滑动变阻器的滑片P应置于______端(填“a”或“b”)；
③闭合S1后，将S2分别接c和d端，观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变，因此测量电阻时S2应该接__________端(填“c”或“d”)。
(2)为了消除上述实验中电表引入的误差、该小组又设计了如图所示的电路。
①请在上图中补充连线将电压表接入电路；
②闭合S1，将S2分别接c和d端时，电压表、电流表的读数分别为Uc、Ic和Ud、Id。则待测电阻阻值Rx＝_______(用Uc、Ud、Ic和Id表示)。
4．(2024·辽宁卷)某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为R0)、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。
(1)实验步骤如下：
①将电阻丝拉直固定，按照图甲连接电路，金属夹置于电阻丝的________(填“A”或“B”)端；
②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，断开开关S，记录金属夹与B端的距离L；
③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L的值，作出图丙中图线Ⅰ；
④按照图乙将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L的值，作出图丙中图线 Ⅱ。
(2)由图线得出纵轴截距为b，则待测电池的电动势E＝________。
(3)由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为k1、k2，若＝n，则待测电池的内阻r＝________(用n和R0表示)。
