2025年高考物理“實(shí)驗(yàn)題專練”原理方法試題（一）一、力學(xué)實(shí)驗(yàn)：探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律（一）實(shí)驗(yàn)原理通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移信息，利用逐差法計(jì)算加速度，通過中間時(shí)刻速度等于平均速度的原理求解瞬時(shí)速度。實(shí)驗(yàn)中需保證小車在恒定合外力作用下做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，紙帶上的點(diǎn)跡間距反映位移變化，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔由打點(diǎn)頻率決定（如50Hz交流電打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為0.02s，若每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則時(shí)間間隔T=0.1s）。（二）核心考點(diǎn)儀器使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需接4-6V交流電，電火花計(jì)時(shí)器接220V交流電，兩者均需將紙帶穿過限位孔并保持平整，復(fù)寫紙（電磁式）或墨粉紙盤（電火花式）應(yīng)位于紙帶上方。實(shí)驗(yàn)前需平衡摩擦力：將長木板一端墊高，輕推小車后，若紙帶上點(diǎn)跡均勻分布，說明摩擦力已平衡。數(shù)據(jù)處理瞬時(shí)速度計(jì)算：若某計(jì)數(shù)點(diǎn)前后兩段位移分別為x?和x???，則該點(diǎn)瞬時(shí)速度v?=(x?+x???)/(2T)。加速度計(jì)算：逐差法（以6段位移x?至x?為例）：a=[(x?+x?+x?)-(x?+x?+x?)]/(9T2)，可有效減小偶然誤差。誤差分析系統(tǒng)誤差：未平衡摩擦力導(dǎo)致加速度測量值偏?。恍≤囐|(zhì)量未遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量時(shí)，繩子拉力小于鉤碼重力。偶然誤差：刻度尺讀數(shù)需估讀到毫米下一位（如1.20cm），點(diǎn)跡模糊可能因電壓不足或振針過高。（三）典型例題題目：某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)，得到紙帶如圖（相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫出，T=0.1s），測得x?=1.20cm，x?=1.60cm，x?=2.00cm，x?=2.40cm，x?=2.80cm，x?=3.20cm。（1）實(shí)驗(yàn)使用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接______（填“交流”或“直流”）電源，若電源頻率為50Hz，則實(shí)際打點(diǎn)周期為______s。（2）計(jì)算打第4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度v?=______m/s，加速度a=______m/s2。解析：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器均使用交流電，電磁式需4-6V，電火花式需220V，題目未明確類型但默認(rèn)填“交流”；電源頻率50Hz時(shí)，打點(diǎn)周期為0.02s。（2）v?=(x?+x?)/(2T)=(2.40+2.80)×10?2m/(2×0.1s)=0.26m/s；a=[(x?+x?+x?)-(x?+x?+x?)]/(9T2)=[(2.40+2.80+3.20)-(1.20+1.60+2.00)]×10?2m/(9×0.01s2)=0.40m/s2。二、電學(xué)實(shí)驗(yàn)：電表改裝與電源電動(dòng)勢測量（一）實(shí)驗(yàn)原理電流表改裝電壓表：利用串聯(lián)分壓原理，將表頭G（滿偏電流I?、內(nèi)阻R?）與定值電阻R串聯(lián)，改裝后電壓表量程U=I?(R?+R)。若需雙量程（如1V和3V），可通過單刀雙擲開關(guān)切換不同串聯(lián)電阻。測量電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻：基于閉合電路歐姆定律E=U+Ir，通過改變外電阻R測量多組U、I值，作U-I圖像，縱軸截距為E，斜率絕對(duì)值為內(nèi)阻r。（二）核心考點(diǎn)電表改裝計(jì)算單量程改裝：R=(U/I?)-R?；雙量程改裝（如1V和3V）：當(dāng)量程為U?=1V時(shí)，串聯(lián)R?=(U?/I?)-R?；量程為U?=3V時(shí)，串聯(lián)R?+R?=(U?/I?)-R?，進(jìn)而求解R?。電路設(shè)計(jì)與誤差分析電流表內(nèi)接法：適用于測量大電阻，系統(tǒng)誤差源于電流表分壓，導(dǎo)致電阻測量值偏大；外接法適用于小電阻，誤差源于電壓表分流，測量值偏小。電源電動(dòng)勢測量中，若采用電流表外接法（電壓表直接接電源兩端），由于電壓表分流，圖像縱軸截距仍為E，但內(nèi)阻測量值為電源真實(shí)內(nèi)阻與電壓表內(nèi)阻并聯(lián)值，偏小。（三）典型例題題目：某小組將表頭G（I?=500μA，R?=800Ω）改裝為1V和3V雙量程電壓表，實(shí)驗(yàn)電路如圖。（1）若R?=1200Ω，則R?=Ω；（2）校準(zhǔn)1V量程時(shí)，發(fā)現(xiàn)改裝表讀數(shù)始終比標(biāo)準(zhǔn)表偏大，原因可能是表頭內(nèi)阻真實(shí)值（填“大于”或“小于”）800Ω，應(yīng)______（填“增大”或“減小”）R?。解析：（1）改裝為1V時(shí)：U?=I?(R?+R?)，代入數(shù)據(jù)1V=500×10??A×(800Ω+1200Ω)，驗(yàn)證正確；改裝為3V時(shí)：U?=I?(R?+R?+R?)，解得R?=(3V/500×10??A)-800Ω-1200Ω=4000Ω。（2）讀數(shù)偏大說明通過表頭的電流偏大，即實(shí)際總電阻偏小，可能因R?真實(shí)值小于800Ω，需增大R?以減小電流。三、光學(xué)實(shí)驗(yàn)：測定玻璃的折射率與雙縫干涉（一）實(shí)驗(yàn)原理測定玻璃折射率：利用光的折射定律n=sinθ?/sinθ?，通過插針法確定入射光線與折射光線，測量入射角θ?（空氣中）和折射角θ?（玻璃中），計(jì)算折射率n。雙縫干涉測量波長：根據(jù)公式Δx=Lλ/d，其中Δx為相鄰亮紋間距，L為雙縫到屏的距離，d為雙縫間距，通過測量Δx可求解單色光波長λ。（二）核心考點(diǎn)插針法操作實(shí)驗(yàn)時(shí)需將玻璃磚界面aa′、bb′畫在白紙上，插針P?、P?時(shí)應(yīng)使間距大于5cm，P?需同時(shí)擋住P?、P?的像，P?需同時(shí)擋住P?和P?、P?的像，確保光路準(zhǔn)確。若誤將玻璃磚上移（界面aa′位置不變），由于入射角和折射角測量值不變，折射率計(jì)算結(jié)果不受影響。雙縫干涉數(shù)據(jù)處理測量Δx時(shí)，需用測量頭讀取n條亮紋間距，計(jì)算Δx=（x?-x?)/(n-1)，以減小偶然誤差；若雙縫間距d減小或L增大，Δx將增大，條紋更稀疏。（三）典型例題題目：在“測定玻璃折射率”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作后得到光路圖，其中θ?=45°，θ?=30°，玻璃磚厚度為h=2cm。（1）玻璃的折射率n=；（2）若實(shí)驗(yàn)中玻璃磚沿aa′方向平移了0.5cm（其他操作正確），則測得的n將（填“偏大”“偏小”或“不變”）。解析：（1）n=sinθ?/sinθ?=sin45°/sin30°=√2≈1.41；（2）玻璃磚平移不影響入射角和折射角的測量值，n不變。雙縫干涉例題：用波長λ=600nm的紅光做實(shí)驗(yàn)，雙縫間距d=0.2mm，雙縫到屏距離L=1m，求相鄰亮紋間距Δx=______mm。解析：Δx=Lλ/d=1m×600×10??m/(0.2×10?3m)=3×10?3m=3mm。四、實(shí)驗(yàn)方法綜合應(yīng)用（一）控制變量法在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，需控制小車質(zhì)量M不變，改變拉力F（鉤碼重力）探究a-F關(guān)系；再控制F不變，改變M探究a-1/M關(guān)系，圖像均應(yīng)過原點(diǎn)的傾斜直線。（二）等效替代法“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”中，用一個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮筋至O點(diǎn)（合力），與兩個(gè)互成角度的測力計(jì)拉至同一點(diǎn)（分力）等效，通過作力的圖示驗(yàn)證平行四邊形定則是否成立。（三）圖像法數(shù)據(jù)處理中常用圖像分析：如v-t圖像斜率表示加速度，U-I圖像截距表示電源電動(dòng)勢，1/U-1/R圖像斜率表示1/(E·r)等，可直觀