高考物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M題專項(xiàng)訓(xùn)練集引言實(shí)驗(yàn)題是高考物理的核心題型之一，約占總分的15%-20%。其考查重點(diǎn)包括實(shí)驗(yàn)原理理解、儀器使用技能、數(shù)據(jù)處理方法（如逐差法、圖像法）、誤差分析（系統(tǒng)誤差與偶然誤差）及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。通過(guò)專項(xiàng)訓(xùn)練，考生可快速掌握高頻考點(diǎn)，提升解題的規(guī)范性與準(zhǔn)確性。一、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器系列實(shí)驗(yàn)（力學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)）（一）考點(diǎn)梳理1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用：電源：交流電源（頻率50Hz，相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔0.02s）；安裝：紙帶應(yīng)穿過(guò)限位孔，復(fù)寫紙壓在紙帶上方；操作：先通電再釋放紙帶，實(shí)驗(yàn)結(jié)束立即斷電。2.紙帶數(shù)據(jù)處理：瞬時(shí)速度：某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于相鄰兩點(diǎn)間的平均速度（如第n點(diǎn)速度\(v_n=\frac{x_{n+1}-x_{n-1}}{2T}\)，T為兩點(diǎn)時(shí)間間隔）；加速度：逐差法（減小測(cè)量誤差），公式為\(a=\frac{(x_4+x_5+x_6)-(x_1+x_2+x_3)}{9T^2}\)（適用于6段紙帶）。3.常見實(shí)驗(yàn)及誤差分析：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)：誤差主要來(lái)自紙帶摩擦（偶然誤差），可通過(guò)多次測(cè)量減??；驗(yàn)證機(jī)械能守恒：誤差來(lái)自空氣阻力與紙帶摩擦（系統(tǒng)誤差），導(dǎo)致重力勢(shì)能減少量大于動(dòng)能增加量；驗(yàn)證牛頓第二定律：需平衡摩擦力（將木板一端墊高，使小車勻速下滑）。（二）模擬題及解析1.研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)惩瑢W(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一條紙帶，相鄰兩點(diǎn)間距依次為\(x_1=2.00\,\text{cm}\),\(x_2=2.40\,\text{cm}\),\(x_3=2.80\,\text{cm}\),\(x_4=3.20\,\text{cm}\),\(x_5=3.60\,\text{cm}\),\(x_6=4.00\,\text{cm}\)（電源頻率50Hz）。求：（1）第3點(diǎn)的瞬時(shí)速度；（2）小車的加速度。答案（1）0.26m/s；（2）0.40m/s2。解析（1）第3點(diǎn)為\(x_2\)與\(x_3\)的中間時(shí)刻，瞬時(shí)速度等于該段平均速度：\[v_3=\frac{x_2+x_3}{2T}=\frac{(2.40+2.80)\times10^{-2}}{2\times0.02}=0.26\,\text{m/s}\]（2）逐差法計(jì)算加速度（分兩組，每組3段）：\[a=\frac{(x_4+x_5+x_6)-(x_1+x_2+x_3)}{9T^2}=\frac{(3.20+3.60+4.00)-(2.00+2.40+2.80)}{9\times(0.02)^2}\times10^{-2}=0.40\,\text{m/s}^2\]2.驗(yàn)證機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)關(guān)于“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（）A.重錘質(zhì)量必須測(cè)量B.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放紙帶再通電C.重力勢(shì)能減少量等于動(dòng)能增加量D.誤差主要來(lái)自空氣阻力與紙帶摩擦答案D解析A.不需要測(cè)量質(zhì)量，因?yàn)闄C(jī)械能守恒表達(dá)式\(mgh=\frac{1}{2}mv^2\)中質(zhì)量抵消；B.應(yīng)先通電再釋放紙帶，保證紙帶開始運(yùn)動(dòng)時(shí)已打點(diǎn)；C.由于阻力存在，重力勢(shì)能減少量大于動(dòng)能增加量；D.正確，系統(tǒng)誤差主要來(lái)自阻力。二、伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)（電學(xué)實(shí)驗(yàn)核心）（一）考點(diǎn)梳理1.實(shí)驗(yàn)原理：歐姆定律\(R=\frac{U}{I}\)（測(cè)量電阻兩端電壓U與通過(guò)電阻的電流I）。2.電流表接法選擇：內(nèi)接法：電流表與電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)電阻與電流表總電壓（\(R_{\text{測(cè)}}=R_{\text{真}}+R_A\)），適用于\(R_{\text{真}}\ggR_A\)（減小系統(tǒng)誤差）；外接法：電壓表與電阻并聯(lián)，電流表測(cè)電阻與電壓表總電流（\(R_{\text{測(cè)}}=\frac{R_{\text{真}}R_V}{R_{\text{真}}+R_V}\)），適用于\(R_{\text{真}}\llR_V\)（減小系統(tǒng)誤差）。3.滑動(dòng)變阻器接法：分壓接法：滑動(dòng)變阻器與電阻并聯(lián)，電壓調(diào)節(jié)范圍0到電源電壓（適用于小電阻或要求電壓從0開始）；限流接法：滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，電壓調(diào)節(jié)范圍?。ㄟm用于大電阻，電路簡(jiǎn)單）。（二）模擬題及解析1.電流表接法選擇某同學(xué)測(cè)量一個(gè)阻值約為10Ω的電阻，現(xiàn)有電流表（內(nèi)阻1Ω）、電壓表（內(nèi)阻10kΩ），應(yīng)選擇（）A.內(nèi)接法，因?yàn)閈(R_{\text{真}}\ggR_A\)B.外接法，因?yàn)閈(R_{\text{真}}\llR_V\)C.內(nèi)接法，因?yàn)閈(R_{\text{測(cè)}}>R_{\text{真}}\)D.外接法，因?yàn)閈(R_{\text{測(cè)}}<R_{\text{真}}\)答案B解析計(jì)算相對(duì)誤差：內(nèi)接誤差：\(\frac{\DeltaR}{R_{\text{真}}}=\frac{R_A}{R_{\text{真}}}=10\%\)；外接誤差：\(\frac{\DeltaR}{R_{\text{真}}}=\frac{R_{\text{真}}}{R_V}=0.1\%\)；因此選擇外接法，誤差更小，B正確。2.滑動(dòng)變阻器接法選擇要求測(cè)量某電阻（約5Ω）的伏安特性曲線（電壓從0到3V），現(xiàn)有滑動(dòng)變阻器（10Ω，2A）、電源（4V），應(yīng)選擇（）A.限流接法，因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器阻值大于電阻B.分壓接法，因?yàn)橐箅妷簭?開始C.限流接法，因?yàn)殡娐泛?jiǎn)單D.分壓接法，因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器阻值小于電阻答案B解析伏安特性曲線要求電壓從0開始連續(xù)變化，必須用分壓接法（限流接法無(wú)法實(shí)現(xiàn)0電壓）；滑動(dòng)變阻器阻值（10Ω）接近被測(cè)電阻（5Ω），分壓效果好，B正確。三、測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)（閉合電路歐姆定律應(yīng)用）（一）考點(diǎn)梳理1.實(shí)驗(yàn)原理：閉合電路歐姆定律\(E=U+Ir\)（E為電源電動(dòng)勢(shì)，r為內(nèi)阻，U為路端電壓，I為總電流）。2.數(shù)據(jù)處理：圖像法：以U為縱坐標(biāo)、I為橫坐標(biāo)，繪制U-I圖像，截距為E（I=0時(shí)，U=E），斜率絕對(duì)值為r（\(r=-\frac{\DeltaU}{\DeltaI}\)）。3.誤差分析：系統(tǒng)誤差：電壓表分流（電流表測(cè)量的電流小于總電流），導(dǎo)致\(E_{\text{測(cè)}}<E_{\text{真}}\),\(r_{\text{測(cè)}}<r_{\text{真}}\)。（二）模擬題及解析1.U-I圖像分析某同學(xué)用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，得到U-I圖像如圖所示（縱坐標(biāo)截距為1.5V，斜率為-0.5Ω），則電源電動(dòng)勢(shì)E=______V，內(nèi)阻r=______Ω。答案1.5；0.5解析根據(jù)閉合電路歐姆定律\(U=E-Ir\)，U-I圖像的縱坐標(biāo)截距（I=0時(shí)）為電源電動(dòng)勢(shì)E，斜率絕對(duì)值為內(nèi)阻r。因此E=1.5V，r=0.5Ω。2.誤差分析用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)時(shí)，由于電壓表分流，導(dǎo)致（）A.E測(cè)>E真，r測(cè)>r真B.E測(cè)>E真，r測(cè)<r真C.E測(cè)<E真，r測(cè)>r真D.E測(cè)<E真，r測(cè)<r真答案D解析電壓表分流使電流表測(cè)量的電流I測(cè)<真實(shí)總電流I真，根據(jù)\(U=E-Ir\)，當(dāng)U相同時(shí)，I測(cè)越小，計(jì)算出的E測(cè)和r測(cè)越?。赏ㄟ^(guò)等效電源法分析：電壓表與電源并聯(lián)，等效電動(dòng)勢(shì)\(E_{\text{測(cè)}}=\frac{R_V}{R_V+r}E_{\text{真}}<E_{\text{真}}\)，等效內(nèi)阻\(r_{\text{測(cè)}}=\frac{R_Vr}{R_V+r}<r_{\text{真}}\)）。四、多用電表的使用（實(shí)驗(yàn)技能綜合）（一）考點(diǎn)梳理1.表盤讀數(shù)：直流電壓/電流檔：先看量程，再確定分度值（如10V量程分度值0.2V，0.6A量程分度值0.02A）；電阻檔：讀數(shù)=指針指向數(shù)值×量程倍數(shù)（如×10檔指向20，則電阻為200Ω）。2.電阻檔操作：調(diào)零：將兩表筆短接，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕使指針指向0Ω；量程選擇：指針應(yīng)指向表盤中間區(qū)域（如測(cè)量100Ω電阻，選×10檔）；換擋后需重新調(diào)零；禁止測(cè)帶電導(dǎo)體。（二）模擬題及解析1.直流電壓讀數(shù)多用電表測(cè)直流電壓，量程選10V，指針指向表盤第25格（表盤共50格），則電壓值為（）A.2.5VB.5.0VC.7.5VD.10V答案B解析10V量程的分度值為\(\frac{10V}{50格}=0.2V/格\)，指針指向25格，故電壓為\(25\times0.2V=5.0V\)。2.電阻檔讀數(shù)用多用電表×100檔測(cè)電阻，調(diào)零后測(cè)量，指針指向表盤“15”位置，則電阻值為（）A.15ΩB.150ΩC.1500ΩD.____Ω答案C解析電阻檔讀數(shù)為指針指向數(shù)值乘以量程倍數(shù)，即15×100=1500Ω。五、實(shí)驗(yàn)題解題技巧總結(jié)1.明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簭念}目要求出發(fā)，回憶對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)的原理與步驟（如“測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)”對(duì)應(yīng)閉合電路歐姆定律）；2.關(guān)注儀器細(xì)節(jié)：打點(diǎn)