盘点高考物理实验常考问题

实验题是高考物理必考题型之一，而且所占分值比例不小。实验题看似简单，但很容易失分，所以实验题也是拉开考分差距的重要题型之一。现以2010年高考题为例，总结几类高考中常见的实验题如下，供大家参考。

一、由变量关系图求未知量

例1 （安徽卷）太阳能是一种清洁、“绿色”能源。在我国上海举办的2010年世博会上，大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，研究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。

（1） 为了达到上述目的，请将图1连成一个完整的实验电路图。

（2） 该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图2的I-U图象。由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻（填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为 Ω。

解析 （1） 根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，电路连接如右图；

（2） 在电压小于2.00V时，由图可读出电流很小，由I=■得R=■，可知太阳能电池的电阻很大；当电压为2.80V时，根据题图读出I，则R=■=■Ω=1.0×103 Ω。

点评 在看变量关系图时，要注意看清横坐标和纵坐标所表示的物理量和单位。本题中纵坐标代表的是电流（单位为mA），而求的是电阻，如果考生没看清，可能会错误地填成“很小”、电阻为1Ω。

二、电路实物图连接

串联电路的连接相对简单，只要将所有用电器首尾相连即可。并联电路的连接，可以运用电流法，从电源正极出发，选择一条包含尽可能多的用电器的闭合回路，将这些用电器依次首尾相连，然后找到并联电路中的分点和合点，将其他用电器相应地连接起来。通常，电压表最后连接。

例2 （海南卷）图1为测量电压表V内阻r的电路原理图． 图中两个固定电阻的阻值均为R，S1、S2是开关，E是电源（内阻可忽略）。

（1） 按电路原理图将图2中的实物图连线；

（2） 开关S1保持断开，合上开关S2，此时电压表的读数为U1；再合上开关S1，电压表的读数变为U2，电压表内阻 r= （用U1、U2和R表示）。

解析 （1） 实物图连线如右图所示。

（2） 开关S1保持断开时，■=■，合上开关S1，则E=U2，解得r=■R。

点评 首先将电源、两个电阻、开关S2连接起来，形成一条闭合回路，然后找出分点与合点，将开关S1连接，最后将电压表连入电路。

三、选择合适的器材

选择器材，要考虑安全性原则和准确性原则，尽可能减小误差。

例3 （新课标全国卷）右图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有。（填入正确选项前的字母）

A. 米尺 B. 秒表

C. 0～12 V的直流电源 D. 0～12 V的交流电源

解析 实验中通过打点计时器记录重锤下落情况，测量重锤下落的高度h，和对应记录点的速度v，通过计算mgh和■mv2的值进行比较来验证机械能守恒定律。打点计时器可以测量时间，因此不需要秒表。打点计时器工作电源是低压交流电源，而不是低压直流电源。在处理纸带时，我们还需要刻度尺测量位移。故选A、D。

点评 为了减小误差，我们不选择秒表计时，而选择打点计时器。v可以通过纸带上的数据求得。在考题中，通常本实验要选择的器材有：低压交流电源、重锤和刻度尺。

四、纸带问题

例4 （重庆卷）某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f=50 Hz。在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点。因保存不当，纸带被污染，如下图所示，A、B、C、D是本次排练的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：SA= 16.6 mm、SB=126.5 mm、SD=624.5 mm。

若无法再做实验，可由以上信息推知：

① 相邻两计数点的时间间隔为 s；

② 打C点时物体的速度大小为?摇m/s（取2位有效数字）；

③ 物体的加速度大小为 （用SA、SB、SD和f表示）。

解析 ① 打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点，则相邻两计数点的时间间隔为T=0.1 s；

② 根据平均速度等于中间时刻点的瞬时速度得v■=■=2.5 m/s；

③ 匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以aT2均匀增大，有BC=AB+aT2，CD=BC+aT2=AB+2aT2，BD=BC+CD=2AB+3aT2，所以a=■=■=■。

点评 注意题中是“每隔4个点取1个计数点”，即5段时间间隔。若为“每4个点取1个计数点”，则是4段时间间隔。此处是考生很容易混淆的地方。③要求用f表示，所以要弄清f与T的关系，T=5T′，T′=■，即T=■，其中T′表示打点计时器的周期。

五、游标卡尺、螺旋测微仪等长度测量工具的读数

例5 （安徽卷）（1） 在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为 mm。

（2） 在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图2所示，读数为cm。

解析 （1） 被测物长度的整毫米数由固定刻度上读出：0.5 mm（读数时，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出），小数部分由可动刻度读出11.7×0.01 mm（11.7的0.7是估读），所以读数为0.5 mm+11.7×0.01 mm=0.617 mm；

（2） 先确定所选游标卡尺的分度为20分度，其精确度为0.05 mm，然后根据游标卡尺的规则读数：①以游标零刻线位置为准，在主尺上读取整毫米数6 mm；②看游标上哪条刻线与主尺上的某一刻线对齐，用游标上的格数乘以精确度得出小数部分，即15×0.05 mm；③总的读数为毫米整数加上毫米小数：6 mm+15×0.05 mm=6.75 mm=0.675 cm。

点评 解这类题要特别注意单位，建议在运算过程中先统一单位，最后再根据需要换算单位。螺旋测微仪有一位估读数字，而游标卡尺不用估读。（编辑 孙世奇）

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