实验题专项练——技能高分练(5)
1．(2025·河北卷)(1)某学习小组把热敏电阻置于带有温控的加热装置中，利用图1所示电路研究热敏电阻的温度特性。
①闭合开关S，观察到温度改变时电流表示数也随之改变。定量研究热敏电阻的阻值R随温度t变化的规律时，将电阻表两表笔分别接到热敏电阻a、b两端测量其阻值，这时开关S应________(填“断开”或“闭合”)。
②按照正确方法测出不同温度下热敏电阻的阻值。电阻R1、R2与温度t的关系分别对应图2中曲线Ⅰ、Ⅱ。设计电路时，为防止用电器发生故障引起电流异常增大，导致个别电子元件温度过高而损坏，可串联一个热敏电阻抑制电流异常增大，起到过热保护作用。这种热敏电阻与电阻________(填“R1”或“R2”)具有相同温度特性。
(2)某学习小组在倾斜的气垫导轨上验证机械能守恒定律，实验装置如图3所示，当地重力加速度为g。
①方案设计阶段，该小组同学对需要测量哪些物理量产生了不同意见。
甲同学：需测量滑块和遮光条的总质量、滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的竖直高度差。
乙同学：只需测量滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的竖直高度差。
丙同学：只需测量滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的距离。
你认为________(填“甲”“乙”或“丙”)同学的方案不可行。
②如图3，光电门中光源与光敏管相对，光源发出的光使光敏管感光。当滑块经过时，遮光条把光遮住，计时器记录遮光时间，可计算出滑块的速度。实验中使用的遮光条宽度d1＝10.0 mm，光电门宽度d2＝20.0 m。某次测量时，记录通过光电门A的遮光时间为25.0 ms，则滑块经过光电门A的速度大小为________m/s。
答案：(1)①断开 ②R1 (2)①丙 ②0.4
解析：(1)①用电阻表测量热敏电阻的阻值时应该让热敏电阻与电源断开，即开关S应该断开。
②由题意可知要串联的热敏电阻的阻值应该随温度的增加而快速增加，从而抑制电路中电流的增加，由图可知热敏电阻R1在温度65 ℃左右电阻异常变化较大，则为防止用电器发生故障引起电流异常增加，可串联一个与R1具有相同温度特性的热敏电阻。
(2)①为验证机械能守恒定律，要验证的关系为
mgΔh＝mv－mv
可得2gΔh＝v－v
则只需要测量滑块经过两光电门时的速度和两个光电门间的竖直高度差，即甲、乙同学的方案可行，丙同学的方案不可行。
②滑块经过光电门的速度为vA＝＝ m/s＝0.4 m/s。
2．(2024·湖南卷)在太空，物体完全失重，用天平无法测量质量。如图所示，某同学设计了一个动力学方法测量物体质量的实验方案，主要实验仪器包括：气垫导轨、滑块、轻弹簧、标准砝码、光电计时器和待测物体，主要步骤如下：
(1)调平气垫导轨，将弹簧左端连接气垫导轨左端，右端连接滑块。
(2)将滑块拉至离平衡位置20 cm处由静止释放，滑块第1次经过平衡位置处开始计时，第21次经过平衡位置时停止计时，由此测得弹簧振子的振动周期T。
(3)将质量为m的砝码固定在滑块上，重复步骤(2)。
(4)依次增加砝码质量m，测出对应的周期T，实验数据如下表所示，在图中绘制T2 -m关系图线。
m/kg T/s T2/s2
0.000 0.632 0.399
0.050 0.775 0.601
0.100 0.893 0.797
0.150 1.001 1.002
0.200 1.105 1.221
0.250 1.175 1.381
(5)由T2 -m图像可知，弹簧振子振动周期的平方与砝码质量的关系是____________(填“线性的”或“非线性的”)。
(6)取下砝码后，将待测物体固定在滑块上，测量周期并得到T2＝0.880 s2，则待测物体质量是__________kg(保留3位有效数字)。
(7)若换一个质量较小的滑块重做上述实验，所得T2-m图线与原图线相比将沿纵轴________移动(填“正方向”“负方向”或“不”)。
答案：(4)如图所示 (5)线性的 (6)0.120 (7)负方向
解析：(5)图线是一条倾斜的直线，说明弹簧振子振动周期的平方与砝码质量为线性关系。
(6)在图线上找到T2＝0.880 s2的点，对应横坐标为0.120 kg。
(7)已知弹簧振子的周期表达式为T＝2π，M是小球质量，k是弹簧的劲度系数，M变小，则T变小，相较原来放相同质量砝码而言，周期变小，图线下移，即沿纵轴负方向移动。
3．(2025·广东卷)请完成下列实验操作和计算。
(1)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图甲所示，读数________mm。
(2)实验小组利用小车碰撞实验测量吸能材料的性能，装置如图乙所示，图中轨道由轨道甲和乙平滑拼接而成，且轨道乙倾角较大。
①选取相同的两辆小车，分别安装宽度为1.00 cm的遮光条。
②轨道调节。
调节螺母使轨道甲、乙连接处适当升高。将小车在轨道乙上释放，若测得小车通过光电门A和B的________。证明已平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻力。
③碰撞测试
先将小车1静置于光电门A和B中间，再将小车2在M点由静止释放，测得小车2通过光电门A的时间为t2，碰撞后小车1通过光电门B的时间为t1。若t2________t1，可将两小车的碰撞视为弹性碰撞。
④吸能材料性能测试。
将吸能材料紧贴于小车2的前端。重复步骤③，测得小车2通过光电门A的时间为10.00 ms，两车碰撞后，依次测得小车1和2通过光电门B的时间分别为15.00 ms、30.00 ms，不计吸能材料的质量，计算可得碰撞后两小车总动能与碰撞前小车2动能的比值为________(结果保留2位有效数字)。
答案：(1)8.260 (2)时间相等 ＝ 0.56
解析：(1)根据题意，由题图甲可知，小球的直径为d＝8 mm＋26.0×0.01 mm＝8.260 mm。
(2)②若已平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻力，小车将在轨道甲上做匀速直线运动，通过两个光电门的速度相等，即通过光电门A和B的时间相等。
③若两个小车发生弹性碰撞，由于两个小车的质量相等，则碰撞后两个小车的速度互换，即碰撞后小车1的速度等于碰撞前小车2的速度，则有t2＝t1。
④根据题意可知，碰撞前小车2的速度为
v0＝＝ m/s＝1 m/s
碰撞后，小车1和小车2的速度分别为
v1＝＝ m/s，v2＝＝ m/s
则碰撞后两小车总动能与碰撞前小车2动能的比值为＝＝≈0.56。
4．(2025·陕晋青宁卷)常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表(表头)改装而成的，与电源及相关元器件组装后可构成多功能、多量程的多用电表。
(1)某同学使用多用电表正确测量了一个15.0 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值大约是15 kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选出以下必要的操作步骤并排序：
①把选择开关旋转到“×100”位置。
②把选择开关旋转到“×1k”位置。
③将红表笔和黑表笔接触。
④调节电阻调零旋钮使指针指向电阻零点。
下列选项中正确的是________。(单选，填正确答案标号)
A.①③④ B．②③④
C.②④③ D．①④③
(2)若将一个内阻为20 Ω、满偏电流为1 mA的表头改装为量程0～2 V的电压表，需要________(填“串联”或“并联”)一个________Ω的电阻。
(3)如图所示，某同学为探究由一个直流电源E、一个电容器C、一个电阻RA及一个电阻RB(RA>RB)组成的串联电路中各元器件的位置，利用改装好的电压表分别测量各接线柱之间的电压，测得数据如表：
接线柱 1和2 2和3 3和4 1和4 2和4 1和3
U/V 0 1.53 0 0.56 1.05 0.66
根据以上数据可判断，直流电源E处于________之间，电容器C处于________之间，电阻RA处于________之间。(填“1和2”“2和3”“3和4”或“1和4”)
答案：(1)B (2)串联 1 980 (3)2和3 1和4 1和2
解析：(1)要测量一个阻值约为15 kΩ的电阻，需要选择电阻“×1 k”挡，即把选择开关旋转到“×1 k”位置，后将红表笔和黑表笔短接，然后调节电阻调零旋钮使指针指向电阻零点。故选B。
(2)将表头改装为电压表需要串联一个电阻，串联电阻的阻值为R＝－Rg＝ Ω－20 Ω＝1 980 Ω。
(3)用电压表进行测量，电源两端电压最大，可知直流电源E处于2和3之间；接1和2、3和4时电压表示数为0，接1和4时电压表有示数，则1和2、3和4之间为电阻，电容器在1和4之间；接1和3时电压表示数比接2和4时小，则1和2之间的电阻阻值比3和4之间的大，即1和2之间电阻为RA，3和4之间电阻为RB。实验题专项练——技能高分练(5)
1．(2025·河北卷)(1)某学习小组把热敏电阻置于带有温控的加热装置中，利用图1所示电路研究热敏电阻的温度特性。
①闭合开关S，观察到温度改变时电流表示数也随之改变。定量研究热敏电阻的阻值R随温度t变化的规律时，将电阻表两表笔分别接到热敏电阻a、b两端测量其阻值，这时开关S应________(填“断开”或“闭合”)。
②按照正确方法测出不同温度下热敏电阻的阻值。电阻R1、R2与温度t的关系分别对应图2中曲线Ⅰ、Ⅱ。设计电路时，为防止用电器发生故障引起电流异常增大，导致个别电子元件温度过高而损坏，可串联一个热敏电阻抑制电流异常增大，起到过热保护作用。这种热敏电阻与电阻________(填“R1”或“R2”)具有相同温度特性。
(2)某学习小组在倾斜的气垫导轨上验证机械能守恒定律，实验装置如图3所示，当地重力加速度为g。
①方案设计阶段，该小组同学对需要测量哪些物理量产生了不同意见。
甲同学：需测量滑块和遮光条的总质量、滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的竖直高度差。
乙同学：只需测量滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的竖直高度差。
丙同学：只需测量滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的距离。
你认为________(填“甲”“乙”或“丙”)同学的方案不可行。
②如图3，光电门中光源与光敏管相对，光源发出的光使光敏管感光。当滑块经过时，遮光条把光遮住，计时器记录遮光时间，可计算出滑块的速度。实验中使用的遮光条宽度d1＝10.0 mm，光电门宽度d2＝20.0 m。某次测量时，记录通过光电门A的遮光时间为25.0 ms，则滑块经过光电门A的速度大小为________m/s。
2．(2024·湖南卷)在太空，物体完全失重，用天平无法测量质量。如图所示，某同学设计了一个动力学方法测量物体质量的实验方案，主要实验仪器包括：气垫导轨、滑块、轻弹簧、标准砝码、光电计时器和待测物体，主要步骤如下：
(1)调平气垫导轨，将弹簧左端连接气垫导轨左端，右端连接滑块。
(2)将滑块拉至离平衡位置20 cm处由静止释放，滑块第1次经过平衡位置处开始计时，第21次经过平衡位置时停止计时，由此测得弹簧振子的振动周期T。
(3)将质量为m的砝码固定在滑块上，重复步骤(2)。
(4)依次增加砝码质量m，测出对应的周期T，实验数据如下表所示，在图中绘制T2 -m关系图线。
m/kg T/s T2/s2
0.000 0.632 0.399
0.050 0.775 0.601
0.100 0.893 0.797
0.150 1.001 1.002
0.200 1.105 1.221
0.250 1.175 1.381
(5)由T2 -m图像可知，弹簧振子振动周期的平方与砝码质量的关系是____________(填“线性的”或“非线性的”)。
(6)取下砝码后，将待测物体固定在滑块上，测量周期并得到T2＝0.880 s2，则待测物体质量是__________kg(保留3位有效数字)。
(7)若换一个质量较小的滑块重做上述实验，所得T2-m图线与原图线相比将沿纵轴________移动(填“正方向”“负方向”或“不”)。
3．(2025·广东卷)请完成下列实验操作和计算。
(1)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图甲所示，读数________mm。
(2)实验小组利用小车碰撞实验测量吸能材料的性能，装置如图乙所示，图中轨道由轨道甲和乙平滑拼接而成，且轨道乙倾角较大。
①选取相同的两辆小车，分别安装宽度为1.00 cm的遮光条。
②轨道调节。
调节螺母使轨道甲、乙连接处适当升高。将小车在轨道乙上释放，若测得小车通过光电门A和B的________。证明已平衡小车在轨道甲上所受摩擦力及其他阻力。
③碰撞测试
先将小车1静置于光电门A和B中间，再将小车2在M点由静止释放，测得小车2通过光电门A的时间为t2，碰撞后小车1通过光电门B的时间为t1。若t2________t1，可将两小车的碰撞视为弹性碰撞。
④吸能材料性能测试。
将吸能材料紧贴于小车2的前端。重复步骤③，测得小车2通过光电门A的时间为10.00 ms，两车碰撞后，依次测得小车1和2通过光电门B的时间分别为15.00 ms、30.00 ms，不计吸能材料的质量，计算可得碰撞后两小车总动能与碰撞前小车2动能的比值为________(结果保留2位有效数字)。
4．(2025·陕晋青宁卷)常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表(表头)改装而成的，与电源及相关元器件组装后可构成多功能、多量程的多用电表。
(1)某同学使用多用电表正确测量了一个15.0 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值大约是15 kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选出以下必要的操作步骤并排序：
①把选择开关旋转到“×100”位置。
②把选择开关旋转到“×1k”位置。
③将红表笔和黑表笔接触。
④调节电阻调零旋钮使指针指向电阻零点。
下列选项中正确的是________。(单选，填正确答案标号)
A.①③④ B．②③④
C.②④③ D．①④③
(2)若将一个内阻为20 Ω、满偏电流为1 mA的表头改装为量程0～2 V的电压表，需要________(填“串联”或“并联”)一个________Ω的电阻。
(3)如图所示，某同学为探究由一个直流电源E、一个电容器C、一个电阻RA及一个电阻RB(RA>RB)组成的串联电路中各元器件的位置，利用改装好的电压表分别测量各接线柱之间的电压，测得数据如表：
接线柱 1和2 2和3 3和4 1和4 2和4 1和3
U/V 0 1.53 0 0.56 1.05 0.66
根据以上数据可判断，直流电源E处于________之间，电容器C处于________之间，电阻RA处于________之间。(填“1和2”“2和3”“3和4”或“1和4”)
