2025年高中物理實(shí)驗(yàn)操作競賽筆試試卷一、選擇題（每題6分，共5題，多選題漏選得3分，錯選或不答得0分）1.力學(xué)實(shí)驗(yàn)誤差分析某同學(xué)用單擺測量重力加速度，實(shí)驗(yàn)中采用20次全振動計(jì)時法。下列操作會導(dǎo)致測量值g偏大的是（）A.擺線長度測量時未計(jì)入擺球半徑B.計(jì)時開始時秒表提前按下C.擺角超過5°仍按簡諧運(yùn)動公式計(jì)算D.擺球經(jīng)過平衡位置時開始計(jì)時2.電磁學(xué)儀器使用用伏安法測量未知電阻Rx（約500Ω），實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：電流表A1（量程0.6A，內(nèi)阻0.1Ω）電流表A2（量程3mA，內(nèi)阻10Ω）電壓表V1（量程3V，內(nèi)阻3kΩ）電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻15kΩ）為減小系統(tǒng)誤差，最佳測量電路應(yīng)選擇（）A.A1外接法B.A2外接法C.A1內(nèi)接法D.A2內(nèi)接法3.光學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用波長λ=600nm的紅光照射時，相鄰亮條紋間距為Δx。若僅將實(shí)驗(yàn)條件改為（），則Δx將增大？A.換用波長500nm的綠光B.減小雙縫間距dC.增大雙縫到光屏距離LD.將裝置浸入水中（水的折射率n=1.33）4.熱學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理用DIS系統(tǒng)研究一定質(zhì)量理想氣體的等壓變化，得到體積V與溫度T的關(guān)系圖像。下列判斷正確的是（）A.圖像不過原點(diǎn)是因?yàn)槲从脽崃W(xué)溫標(biāo)B.延長線與T軸交點(diǎn)的絕對值等于絕對零度C.圖像斜率越大，氣體壓強(qiáng)越小D.實(shí)驗(yàn)中若未控制壓強(qiáng)不變，圖像將變?yōu)榍€5.近代物理實(shí)驗(yàn)拓展用α粒子散射實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置探究原子結(jié)構(gòu)，下列操作能模擬“大角度散射”現(xiàn)象的是（）A.增大α粒子源的發(fā)射強(qiáng)度B.減小金箔的厚度C.增大原子核模型的電荷量D.改用動能更大的α粒子二、填空題（每空4分，共6題）6.力學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新某同學(xué)用智能手機(jī)的加速度傳感器測量自由落體加速度g。將手機(jī)從離地1.2m高處靜止釋放，傳感器記錄到落地前瞬間的加速度為9.6m/s2，已知當(dāng)?shù)貙?shí)際g=9.8m/s2，誤差主要來源于________________________。若改用2.4m高度重復(fù)實(shí)驗(yàn)，相對誤差將________（填“增大”“減小”或“不變”）。7.電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)用如圖所示裝置研究電磁阻尼現(xiàn)象：將鋁片制成的擺從同一高度釋放，分別在無磁場和有磁場（B=0.5T，方向垂直于擺動平面）中運(yùn)動，測得第一次全振動時間分別為T1=1.2s、T2=1.5s。已知鋁片質(zhì)量m=0.02kg，有效切割長度l=0.1m，電阻R=0.01Ω，則擺動過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電流大小為________A，10次振動中產(chǎn)生的總焦耳熱約為________J。8.光學(xué)儀器調(diào)節(jié)用焦距f=10cm的凸透鏡組裝簡易望遠(yuǎn)鏡，若物鏡焦距f物=20cm，為使遠(yuǎn)處物體成像在明視距離（25cm）處，目鏡與物鏡的間距應(yīng)為________cm，此時望遠(yuǎn)鏡的放大率為________。9.熱學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)用“油膜法估測分子直徑”實(shí)驗(yàn)中，將體積V=0.1mL的油酸酒精溶液（濃度η=0.2%）滴入水中，形成單分子油膜的面積S=40cm2。則油酸分子直徑d=m（保留1位有效數(shù)字）。若實(shí)驗(yàn)中油酸未完全散開，測量結(jié)果將（填“偏大”“偏小”或“無影響”）。10.傳感器技術(shù)應(yīng)用用光電門傳感器測量小車瞬時速度，遮光片寬度Δx=1cm，擋光時間Δt=0.002s，測得速度v=m/s。若換用寬度0.5cm的遮光片，在相同位置測得的速度將（填“增大”“減小”或“不變”）。11.實(shí)驗(yàn)誤差分析用單擺測重力加速度時，若擺長測量誤差ΔL/L=1%，周期測量誤差ΔT/T=0.5%，則重力加速度的相對誤差Δg/g≈________%。三、計(jì)算題（共4題，12題15分，13題20分，14題25分，15題30分）12.力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)（15分）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律：鐵架臺固定打點(diǎn)計(jì)時器（頻率f=50Hz），重物質(zhì)量m=0.5kg，從靜止釋放后拖動紙帶運(yùn)動。選取一條清晰紙帶，0為起始點(diǎn)，連續(xù)打點(diǎn)記錄為A、B、C、D，各點(diǎn)到0點(diǎn)的距離分別為x?=19.6cm、x?=38.4cm、x?=56.4cm、x?=73.6cm。（1）計(jì)算打B點(diǎn)時重物的速度vB；（5分）（2）比較重物從0到B過程中重力勢能減少量ΔEp與動能增加量ΔEk，寫出表達(dá)式并計(jì)算百分誤差（g=9.8m/s2）；（6分）（3）若實(shí)驗(yàn)中存在空氣阻力，分析ΔEp與ΔEk的大小關(guān)系，并說明如何通過圖像法消除阻力影響。（4分）13.電磁學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（20分）現(xiàn)有如下器材：電動勢E=3V的電池組（內(nèi)阻r≈1Ω）、未知電阻Rx（約100Ω）、滑動變阻器R（0~20Ω）、開關(guān)、導(dǎo)線若干，以及下列備選儀器：電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻RA=0.5Ω）電壓表V（量程3V，內(nèi)阻RV=3kΩ）（1）設(shè)計(jì)測量Rx的實(shí)驗(yàn)電路，要求能多次測量并減小誤差，畫出電路圖；（6分）（2）寫出測量Rx的表達(dá)式（用所測物理量表示）；（4分）（3）某次測量中，電壓表示數(shù)U=2.4V，電流表示數(shù)I=0.02A，計(jì)算Rx的測量值及絕對誤差；（6分）（4）若將滑動變阻器改為分壓式接法，分析測量精度的變化。（4分）14.光學(xué)與波動綜合（25分）用邁克爾遜干涉儀測量鈉光波長（已知λ≈589nm），實(shí)驗(yàn)步驟如下：①調(diào)節(jié)干涉儀，觀察到同心圓等傾干涉條紋；②轉(zhuǎn)動微調(diào)鼓輪，移動動鏡M1，記錄中心條紋“涌出”50條時M1的移動距離Δd；③重復(fù)測量3次，數(shù)據(jù)如下表：次數(shù)初位置d?/mm末位置d?/mmΔd/mm132.054232.1905232.190532.3268332.326832.4631（1）計(jì)算每次Δd值并求平均值；（6分）（2）推導(dǎo)波長計(jì)算公式并求出鈉光波長的測量值；（7分）（3）若實(shí)驗(yàn)中M1移動時引入了0.001mm的附加位移，計(jì)算波長測量的相對誤差；（6分）（4）若改用白光光源，干涉條紋會如何變化？簡述原因。（6分）15.設(shè)計(jì)與論證題（30分）某課題小組擬設(shè)計(jì)“利用電磁感應(yīng)測量金屬棒的電阻率”實(shí)驗(yàn)方案，提供的器材有：長直金屬棒（電阻約10Ω，長度L=1m）U形磁鐵（磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，磁極間距d=0.2m）數(shù)字毫秒計(jì)、米尺、導(dǎo)線若干（1）寫出實(shí)驗(yàn)原理，推導(dǎo)出電阻率ρ的表達(dá)式（用可測量物理量表示）；（10分）（2）畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖，說明關(guān)鍵操作步驟；（8分）（3）若某次實(shí)驗(yàn)測得金屬棒切割磁感線的速度v=2m/s，回路中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電流I=0.5A，計(jì)算電阻率ρ（金屬棒橫截面積S=1mm2）；（6分）（4）分析實(shí)驗(yàn)中可能的誤差來源，并提出至少兩種減小誤差的改進(jìn)措施。（6分）參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)（僅提供思路要點(diǎn)）一、選擇題C2.B3.BC4.AD5.C二、填空題空氣阻力；減小0.04；0.0924；0.85×10?1?；偏大5；不變3%三、計(jì)算題（1）vB=1.92m/s（2）ΔEp=1.88J，ΔEk=1.84J，誤差2.1%（3）ΔEp>ΔEk，作v2/2-h圖像求斜率（1）電流表內(nèi)接法（2）Rx=U/I-RA（3）119.5Ω，誤差1.5Ω（4）分壓式可測更小組合電阻（1）Δd平均值136.3μm（2）λ=2Δd/N=545