2023年高考物理分題型多維刷題練專題01物理實驗基礎(chǔ)(原卷版+解析)

專題01物理實驗基礎(chǔ)1.誤差與有效數(shù)字(1)兩類誤差類別系統(tǒng)誤差偶然誤差來源由于儀器本身不精密，實驗方法粗略或?qū)嶒炘聿煌晟贫a(chǎn)生的由于各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產(chǎn)生的特點多次實驗，誤差總是偏大或總是偏小多次實驗，誤差有時偏大，有時偏小，而且偏大、偏小的機會相同減小方法校準儀器，改進實驗方法和設(shè)計原理多次測量求平均值(2)有效數(shù)字帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字，而這位不可靠數(shù)字往往是產(chǎn)生于測量時的估讀，有效數(shù)字位數(shù)是從數(shù)字左邊第一位不為零的數(shù)字算起的，如0.16為兩位有效數(shù)字；有效數(shù)字與物理量的單位無關(guān)，如1.60cm和16.0mm均為3位有效數(shù)字；乘方不算有效數(shù)字，如1.00×102m為3位有效數(shù)字。2.基本儀器的使用方法(1)游標卡尺的讀數(shù)游標尺精度(mm)測量結(jié)果(游標尺上第n條刻線與主尺上的某刻線對齊時)(mm)刻度格數(shù)刻度總長度(mm)每小格與1毫米差(mm)1090.10.1主尺上讀的毫米數(shù)+0.1n20190.050.05主尺上讀的毫米數(shù)+0.05n50490.020.02主尺上讀的毫米數(shù)+0.02n(2)螺旋測微器的讀數(shù)測量值=固定刻度讀數(shù)+可動刻度讀數(shù)(含讀數(shù))×0.01，單位為mm。(3)多用電表的使用測量前：機械調(diào)零，選擋（電流擋、交直流電壓擋或歐姆擋）。測量時：電流擋串聯(lián)在電路中電流從紅表筆流入，從黑表筆流出被測電路中含電源電壓擋并聯(lián)在電路中歐姆擋測電阻選擋位，進行歐姆調(diào)零，電阻與電路斷開，換擋必須重新歐姆調(diào)零，讀數(shù)為表針示數(shù)乘以倍率被測電路不含電源，即必須和電源斷開測二極管黑表筆接二極管正極，紅表筆接二極管負極，示數(shù)很小，反之，示數(shù)很大測量后：應(yīng)將選擇開關(guān)撥離歐姆擋，并旋至OFF擋或交流電壓最高擋上。3.電學(xué)實驗基礎(chǔ)——測量電路和控制電路設(shè)計(1)電流表兩種接法的選擇①阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進行比較，若較小，宜采用電流表外接法；若較大，宜采用電流表內(nèi)接法。簡單概括為“大內(nèi)偏大，小外偏小”。②臨界值計算法時，用電流表外接法；時，用電流表內(nèi)接法。③實驗試探法：按圖所示接好電路，讓電壓表一根接頭P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法。(2)滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法的比較類別限流式接法分壓式接法對比說明兩種接法電路圖串、并聯(lián)關(guān)系不同負載R上電壓調(diào)節(jié)范圍分壓電路調(diào)節(jié)范圍大負載R上電流調(diào)節(jié)范圍分壓電路調(diào)節(jié)范圍大閉合S前滑片P位置b端a端都是為了保護電路元件4.電學(xué)實驗基礎(chǔ)——實驗器材的選取和實物圖連接(1)電學(xué)實驗儀器的選擇選擇電學(xué)實驗器材主要是選擇電表、滑動變阻器、電源等器材，一般要考慮以下三個方面的因素：①安全因素：通過電源、電阻和電表的電流均不能超過其允許的最大電流。②誤差因素：選用不同量程的電表應(yīng)考慮盡可能減小測量值的相對誤差，電壓表、電流表在使用時，其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的以上；使用多用電表的歐姆擋時宜選用指針盡可能在中間刻線附近的倍率擋位。③便于操作：選用滑動變阻器時應(yīng)考慮對外供電電壓的變化范圍既能滿足實驗要求，又便于調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)滑動變阻器時，使其大部分阻值都可以用到。(2)實物圖連接的方法①總的原則：先串后并，接線到柱，注意量程和正負極，無交叉線。②畫線連接各元件，一般先從電源正極出發(fā)，按順序?qū)⒅麟娐分写?lián)的元件全部串聯(lián)起來，再將并聯(lián)的元件并聯(lián)到電路中去。③滑動變阻器有效控制電路。5.實驗數(shù)據(jù)的五種常用方法(1)圖像法：根據(jù)實驗測定的數(shù)據(jù)(或整理后數(shù)據(jù))，建立坐標系(一般為平面直角坐標系），描點作圖，分析圖像的斜率、截距、交點、面積等。(2)公式法：根據(jù)測定的兩組或多組數(shù)據(jù)代入公式求解。取平均值是公式法處理數(shù)據(jù)減小誤差的重要方法。(3)直接比較法：某些實驗中，只需定性確定物理量間的關(guān)系，或?qū)嶒灲Y(jié)果與標準值對比，就能得出實驗結(jié)論，常用槽碼盤比較法。如探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系和槽碼實驗中，只需比較兩車在相同時間的位移就可得出兩小車的加速度之比。(4)列表法。(5)平均值法。典例1：（2021·天津·高考真題）某實驗小組利用手機的錄像功能拍下小球在斜面上做勻加速直線運動的過程。為便于記錄小球各個時刻在斜面上的位置，將錄像中時間間隔為T的連續(xù)7幅畫面合成到同一張圖中，示意如圖。依次測得小球各相鄰位置間的距離為、、、、、。①寫出小球在位置1的速度表達式___________。②要求充分利用測量數(shù)據(jù)，寫出小球運動過程中的加速度表達式___________。③在測量小球相鄰位置間距時由于實驗者讀數(shù)產(chǎn)生的誤差是___________誤差。（填“偶然”或“系統(tǒng)”）典例2：（2021·北京·高考真題）物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒瀮x器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等。例如：（1）實驗儀器。用游標卡尺測某金屬管的內(nèi)徑，示數(shù)如圖1所示。則該金屬管的內(nèi)徑為_______mm。（2）數(shù)據(jù)分析。打點計時器在隨物體做勻變速直線運動的紙帶上打點，其中一部分如圖2所示，B、C、D為紙帶上標出的連續(xù)3個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點之間還有4個計時點沒有標出。打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上。則打C點時，紙帶運動的速度vC=________m/s（結(jié)果保留小數(shù)點后兩位）。（3）實驗原理。圖3為“探究加速度與力的關(guān)系”的實驗裝置示意圖。認為桶和砂所受的重力等于使小車做勻加速直線運動的合力。實驗中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的總質(zhì)量m比小車質(zhì)量M小得多。請分析說明這個要求的理由。1．（2022·云南昆明·一模）用如圖甲所示的裝置測量皮帶輪轉(zhuǎn)動的角速度。皮帶輪可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸勻速轉(zhuǎn)動，部分實驗步驟如下：（1）將光電門固定在桌面上方，細線的一端系在固定有速光條的物塊上，另一端纏繞在皮帶輪上，細線平行于水平桌面；（2）用游標卡尺測量遮光條的寬度如圖乙所示，則遮光條的寬度____mm；（3）接通電源，使光電門正常工作，然后啟動控制裝置使皮帶輪勻速轉(zhuǎn)動，細線拖著物塊在水平桌面上勻速運動。測得遮光條通過光電門時，遮光時間為，則物塊運動速度大小為__________；（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（4）若皮帶輪直徑為20cm，則其轉(zhuǎn)動的角速度大小為________。（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）2．（2022·北京市昌平區(qū)前鋒學(xué)校二模）物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等，例如：（1）實驗儀器，用螺旋測微器測量電阻絲的直徑，示數(shù)如圖所示，則該電阻絲的直徑為______mm；（2）誤差分析，某同學(xué)用圖所示的電路測量一段金屬絲的電阻。不考慮偶然誤差，測量值與真實值相比較將______（選填“偏大”、“偏小”或“不變”），誤差主要是由______（選填“電流表”或“電壓表”）的內(nèi)阻引起的；（3）實驗原理，圖為指針式多用電表電路簡圖。某同學(xué)用指針式多用電表測量電學(xué)中的物理量時，發(fā)現(xiàn)直流電流、電壓表盤刻度線是均勻的，而電阻表盤刻度線是不均勻的，結(jié)合圖簡要分析電阻表盤刻度線不均勻的原因。()3．（2022·重慶·模擬預(yù)測）某學(xué)習(xí)小組利用圖1所示裝置測量小球做自由落體運動的加速度。請回答下列問題：（1）用游標卡尺測量小球的直徑d時示數(shù)如圖2所示，則其讀數(shù)為________mm；（2）將小球從A處由靜止釋放，數(shù)字計時器記錄下小球通過光電門的擋光時間為，用刻度尺測得A與光電門間的高度差，則小球通過光電門時的速度大小為________m/s，小球下落過程中的加速度大小為_________。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）4．（2022·北京·清華附中模擬預(yù)測）物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等。例如：（1）實驗儀器。用螺旋測微器測某金屬絲的直徑，示數(shù)如圖1所示。則該金屬絲的直徑為________。（2）數(shù)據(jù)分析。打點計時器在隨物體做勻變速直線運動的紙帶上打點，紙帶的一部分如圖2示，B、C、D為紙帶上標出的連續(xù)3個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點之間還有4個計時點沒有標出。打點計時器接在頻率為50的交流電源上。則物體運動的加速度___________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（3）實驗原理。某同學(xué)用單擺測量重力加速度的大小，他測量擺線的長度l和對應(yīng)的周期T，得到多組數(shù)據(jù)，作出了圖像，如圖3所示。他認為根據(jù)圖線可求得重力加速度，則從理論上分析，他求得的重力加速度g___________真實值（選填“大于”“等于”或“小于”）。請分析說明理由。5．（2022·湖南·模擬預(yù)測）某學(xué)習(xí)小組想測量常溫下某金屬絲的電阻率，金屬材料的電阻約為10Ω。實驗室提供的器材如下：A．20分度游標卡尺、刻度尺B．直流電源E（電動勢為2V）C．電流表（量程300mA，內(nèi)阻約為0.5Ω）D．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω）E.滑動變阻器（0~10Ω，額定電流2A）F.滑動變阻器（0~1000Ω，額定電流0.5A）G.電阻箱（0~999.9Ω，額定電流0.5A）H.直徑為D的陶瓷管I.開關(guān)一只，導(dǎo)線若干他們進行了以下操作：①用20分度的游標卡尺測量金屬絲的直徑d如圖（a）所示；②將待測金屬絲（有漆包線）緊密地繞在直徑為D的陶瓷管上（），制成一個新的滑動變阻器（滑片P與漆包線相接觸的位置去掉包線漆），如圖（b）所示；③選擇合適的器材按圖（c）所示電路圖進行連接，將待測金屬絲制成的新滑動變阻器的A、F接線柱接入電路；④將新滑動變阻器的滑片P置于圖（d）虛線位置處，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑片至一個合適的位置，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的指針半偏；⑤保持滑動變阻器的滑片位置不變，向右移動新滑動變阻器的滑片P，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的指針仍然半偏，讀取此時電阻箱的阻值，并用刻度尺測量滑片P與虛線間的距離L；⑥重復(fù)步驟⑤，根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)作出電阻箱的阻值與距離L之間的關(guān)系圖像，如圖（e）所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）金屬絲的直徑d=___________cm；（2）為減小實驗誤差、方便操作，在設(shè)計時電流表應(yīng)選擇___________，滑動變阻器R應(yīng)選擇___________；（均填器材前面的序號）（3）根據(jù)圖（c）所示的電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線把圖（d）的實物圖補充完整；___________（4）若圖像的斜率的絕對值為k，則該金屬絲的電阻率___________（用已知量和測得的物理量字母表示）。6．（2022·天津·耀華中學(xué)一模）某同學(xué)欲測量一阻值大約為10Ω，粗細均勻的金屬線的電阻率。實驗桌上除游標卡尺、螺旋測微器、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下器材可供選擇：A．電源E（電動勢為6.0V）B．電壓表V（量程為0~6V，內(nèi)阻約為8kΩ）C．電流表（量程為0~0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω）D．電流表（量程3A，內(nèi)阻約0.05Ω）E.滑動變阻器（最大阻值5Ω，額定電流2A）①用螺旋測微器測得該材料的直徑D如圖甲所示，讀數(shù)___________mm。②測量導(dǎo)電材料的電阻時，為了便于調(diào)節(jié)，測量盡可能地準確，實驗中所用電流表應(yīng)選用___________（填所選儀器前的字母符號），選擇合適的實驗器材，在圖乙方框內(nèi)把實驗原理圖補充完成，把器材符號標在電路圖上。___________7．（2022·山西呂梁·三模）某同學(xué)用頻閃照相機研究小球的平拋運動，頻閃照相機每隔相等的時間曝光一次，得到如圖甲所示的圖片。他用毫米刻度尺測出圖片上小球在水平方向上相鄰位置的間距均為2.50cm，豎直方向上相鄰位置的間距依次為2.45cm、7.35cm、12.25cm，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣取＃?）為了計算出小球平拋的初速度，他用游標卡尺測出小球的直徑，如圖乙所示，則小球的直徑為______cm；（2）他用毫米刻度尺測出圖片中小球的直徑為0.60cm，由該同學(xué)測量的數(shù)據(jù)可知，小球各相鄰位置間的時間間隔為______s；（3）小球平拋的初速度為______m/s（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。8．（2022·廣東·模擬預(yù)測）（1）某同學(xué)用螺旋測微器測量一物體的直徑，讀出圖中讀數(shù)為___________mm（2）在測量電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，有電壓表V（量程為3V，內(nèi)阻約3kΩ）；電流表A（量程為0.6A，內(nèi)阻約為0.70Ω）；滑動變阻器R（10Ω，2A）。為了更準確地測出電源電動勢和內(nèi)阻設(shè)計了如圖所示的電路圖。①如圖所示在閉合開關(guān)之前為防止電表過載而滑動變阻器的滑動頭P應(yīng)放在___________（選填“a”或“b”）處；②在實驗中測得多組電壓和電流值，得到如圖所示的U-I圖線，由圖可得該電源電動勢E=___________V，內(nèi)阻r=___________Ω。（3）某同學(xué)在設(shè)計電壓表改裝時，將一個內(nèi)阻為60Ω，滿偏電流為0.5mA的電流表表頭改成量程為3V的電壓表，需要___________（選填“串”或“并”）聯(lián)一個阻值___________Ω的電阻。9．（2022·海南·模擬預(yù)測）某同學(xué)測量一段長度已知的電阻絲的電阻率（1）使用螺旋測微器測量電阻絲的直徑，示數(shù)如圖1所示，則電阻絲的直徑是___________mm。（2）該同學(xué)設(shè)計的電路圖如圖2所示，Rx為待測電阻絲。請用筆畫線代替導(dǎo)線，補充完整圖3所示的實物電路。()（3）為測量Rx，該同學(xué)利用圖2所示的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器測得5組電壓U1和電流I1的值，作出的U1-I1關(guān)系圖像如圖4所示。接著將電壓表改接在a、b兩端，測得5組電壓U2和電流I2的值，數(shù)據(jù)見下表：U2/V0.811.622.383.224.00I2/mA20.040.060.080.0100.0請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在坐標紙上作出U2-I2圖像。()（4）由此可求得電阻絲的電阻Rx=___________Ω，根據(jù)電阻定律可得到電阻絲的電阻率。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）10．（2022·江蘇南通·三模）某實驗小組測量一新材料制成的粗細均勻金屬絲的電阻率，金屬絲的長度已知。（1）用螺旋測微器量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，其直徑為___________mm。（2）用多用電表粗測金屬絲的阻值。當(dāng)用電阻“×10”擋時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，進行一系列正確操作后，指針靜止時位置如圖乙所示，其讀數(shù)為___________Ω。（3）為了精確地測量金屬絲的電阻，實驗室提供了下列器材：A．電流表（量程，內(nèi)阻1kΩ）

B．電流表（量程0.3A，內(nèi)阻約0.1Ω）C．滑動變阻器（0~5Ω，額定電流1.0A）

D．滑動變阻器（0~1Ω，額定電流1.0A）E.電阻箱R（阻值范圍為0~9999.9Ω）

F.電源（電動勢3.0V，內(nèi)阻約0.2Ω）

G.開關(guān)S、導(dǎo)線若干①實驗小組設(shè)計的實驗電路圖如圖丙所示。由于沒有電壓表，需要把電流表串聯(lián)電阻箱R改為量程為3V的電壓表，則電阻箱的阻值調(diào)為___________Ω?；瑒幼冏杵鲬?yīng)選擇___________（選填“”或“”）②正確連接電路后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器測得5組電流表、的值，，數(shù)據(jù)見下表。請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出圖像___________，并由圖像求出___________Ω（結(jié)果保留2位有效數(shù)字），進而可以求出金屬絲的電阻率。0.1210.1650.2180.2660.3060.1000.1500.1900.2300.280③關(guān)于本實驗的誤差，下列說法正確的是___________。A．用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B．用圖像處理實驗數(shù)據(jù)求出金屬絲阻值可以減小偶然誤差C．需要將得到的幾組電表示數(shù)取平均值以減小誤差D．為減小讀數(shù)時的誤差，電表讀數(shù)時應(yīng)多估讀幾位數(shù)專題01物理實驗基礎(chǔ)1.誤差與有效數(shù)字(1)兩類誤差類別系統(tǒng)誤差偶然誤差來源由于儀器本身不精密，實驗方法粗略或?qū)嶒炘聿煌晟贫a(chǎn)生的由于各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產(chǎn)生的特點多次實驗，誤差總是偏大或總是偏小多次實驗，誤差有時偏大，有時偏小，而且偏大、偏小的機會相同減小方法校準儀器，改進實驗方法和設(shè)計原理多次測量求平均值(2)有效數(shù)字帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字，而這位不可靠數(shù)字往往是產(chǎn)生于測量時的估讀，有效數(shù)字位數(shù)是從數(shù)字左邊第一位不為零的數(shù)字算起的，如0.16為兩位有效數(shù)字；有效數(shù)字與物理量的單位無關(guān)，如1.60cm和16.0mm均為3位有效數(shù)字；乘方不算有效數(shù)字，如1.00×102m為3位有效數(shù)字。2.基本儀器的使用方法(1)游標卡尺的讀數(shù)游標尺精度(mm)測量結(jié)果(游標尺上第n條刻線與主尺上的某刻線對齊時)(mm)刻度格數(shù)刻度總長度(mm)每小格與1毫米差(mm)1090.10.1主尺上讀的毫米數(shù)+0.1n20190.050.05主尺上讀的毫米數(shù)+0.05n50490.020.02主尺上讀的毫米數(shù)+0.02n(2)螺旋測微器的讀數(shù)測量值=固定刻度讀數(shù)+可動刻度讀數(shù)(含讀數(shù))×0.01，單位為mm。(3)多用電表的使用測量前：機械調(diào)零，選擋（電流擋、交直流電壓擋或歐姆擋）。測量時：電流擋串聯(lián)在電路中電流從紅表筆流入，從黑表筆流出被測電路中含電源電壓擋并聯(lián)在電路中歐姆擋測電阻選擋位，進行歐姆調(diào)零，電阻與電路斷開，換擋必須重新歐姆調(diào)零，讀數(shù)為表針示數(shù)乘以倍率被測電路不含電源，即必須和電源斷開測二極管黑表筆接二極管正極，紅表筆接二極管負極，示數(shù)很小，反之，示數(shù)很大測量后：應(yīng)將選擇開關(guān)撥離歐姆擋，并旋至OFF擋或交流電壓最高擋上。3.電學(xué)實驗基礎(chǔ)——測量電路和控制電路設(shè)計(1)電流表兩種接法的選擇①阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進行比較，若較小，宜采用電流表外接法；若較大，宜采用電流表內(nèi)接法。簡單概括為“大內(nèi)偏大，小外偏小”。②臨界值計算法時，用電流表外接法；時，用電流表內(nèi)接法。③實驗試探法：按圖所示接好電路，讓電壓表一根接頭P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法。(2)滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法的比較類別限流式接法分壓式接法對比說明兩種接法電路圖串、并聯(lián)關(guān)系不同負載R上電壓調(diào)節(jié)范圍分壓電路調(diào)節(jié)范圍大負載R上電流調(diào)節(jié)范圍分壓電路調(diào)節(jié)范圍大閉合S前滑片P位置b端a端都是為了保護電路元件4.電學(xué)實驗基礎(chǔ)——實驗器材的選取和實物圖連接(1)電學(xué)實驗儀器的選擇選擇電學(xué)實驗器材主要是選擇電表、滑動變阻器、電源等器材，一般要考慮以下三個方面的因素：①安全因素：通過電源、電阻和電表的電流均不能超過其允許的最大電流。②誤差因素：選用不同量程的電表應(yīng)考慮盡可能減小測量值的相對誤差，電壓表、電流表在使用時，其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的以上；使用多用電表的歐姆擋時宜選用指針盡可能在中間刻線附近的倍率擋位。③便于操作：選用滑動變阻器時應(yīng)考慮對外供電電壓的變化范圍既能滿足實驗要求，又便于調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)滑動變阻器時，使其大部分阻值都可以用到。(2)實物圖連接的方法①總的原則：先串后并，接線到柱，注意量程和正負極，無交叉線。②畫線連接各元件，一般先從電源正極出發(fā)，按順序?qū)⒅麟娐分写?lián)的元件全部串聯(lián)起來，再將并聯(lián)的元件并聯(lián)到電路中去。③滑動變阻器有效控制電路。5.實驗數(shù)據(jù)的五種常用方法(1)圖像法：根據(jù)實驗測定的數(shù)據(jù)(或整理后數(shù)據(jù))，建立坐標系(一般為平面直角坐標系），描點作圖，分析圖像的斜率、截距、交點、面積等。(2)公式法：根據(jù)測定的兩組或多組數(shù)據(jù)代入公式求解。取平均值是公式法處理數(shù)據(jù)減小誤差的重要方法。(3)直接比較法：某些實驗中，只需定性確定物理量間的關(guān)系，或?qū)嶒灲Y(jié)果與標準值對比，就能得出實驗結(jié)論，常用槽碼盤比較法。如探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系和槽碼實驗中，只需比較兩車在相同時間的位移就可得出兩小車的加速度之比。(4)列表法。(5)平均值法。典例1：（2021·天津·高考真題）某實驗小組利用手機的錄像功能拍下小球在斜面上做勻加速直線運動的過程。為便于記錄小球各個時刻在斜面上的位置，將錄像中時間間隔為T的連續(xù)7幅畫面合成到同一張圖中，示意如圖。依次測得小球各相鄰位置間的距離為、、、、、。①寫出小球在位置1的速度表達式___________。②要求充分利用測量數(shù)據(jù)，寫出小球運動過程中的加速度表達式___________。③在測量小球相鄰位置間距時由于實驗者讀數(shù)產(chǎn)生的誤差是___________誤差。（填“偶然”或“系統(tǒng)”）【答案】①

②

③偶然【規(guī)范答題】①[1]勻變速直線運動中，中間時刻速度等于平均速度，所以1位置的速度為②[2]題中要求充分利用數(shù)據(jù)，利用逐差法求解加速度，則解得加速度為③[3]讀數(shù)產(chǎn)生的誤差是人為因素造成的，屬于偶然誤差。典例2：（2021·北京·高考真題）物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等。例如：（1）實驗儀器。用游標卡尺測某金屬管的內(nèi)徑，示數(shù)如圖1所示。則該金屬管的內(nèi)徑為_______mm。（2）數(shù)據(jù)分析。打點計時器在隨物體做勻變速直線運動的紙帶上打點，其中一部分如圖2所示，B、C、D為紙帶上標出的連續(xù)3個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點之間還有4個計時點沒有標出。打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上。則打C點時，紙帶運動的速度vC=________m/s（結(jié)果保留小數(shù)點后兩位）。（3）實驗原理。圖3為“探究加速度與力的關(guān)系”的實驗裝置示意圖。認為桶和砂所受的重力等于使小車做勻加速直線運動的合力。實驗中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的總質(zhì)量m比小車質(zhì)量M小得多。請分析說明這個要求的理由?！敬鸢浮浚?）31.4

（2）0.44

（3）見解析【規(guī)范答題】（1）[1]根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則有（2）[2]每隔4個點取一個點作為計數(shù)點，故兩計數(shù)點間有5個間隔；故兩點間的時間間隔為勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，則有（3）[3]設(shè)繩的拉力為T，小車運動的加速度為a。對桶和砂，有對小車，有得小車受到細繩的拉力T等于小車受到的合力F，即可見，只有桶和砂的總質(zhì)量m比小車質(zhì)量M小得多時，才能認為桶和砂所受的重力mg等于使小車做勻加速直線運動的合力F。1．（2022·云南昆明·一模）用如圖甲所示的裝置測量皮帶輪轉(zhuǎn)動的角速度。皮帶輪可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸勻速轉(zhuǎn)動，部分實驗步驟如下：（1）將光電門固定在桌面上方，細線的一端系在固定有速光條的物塊上，另一端纏繞在皮帶輪上，細線平行于水平桌面；（2）用游標卡尺測量遮光條的寬度如圖乙所示，則遮光條的寬度____mm；（3）接通電源，使光電門正常工作，然后啟動控制裝置使皮帶輪勻速轉(zhuǎn)動，細線拖著物塊在水平桌面上勻速運動。測得遮光條通過光電門時，遮光時間為，則物塊運動速度大小為__________；（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（4）若皮帶輪直徑為20cm，則其轉(zhuǎn)動的角速度大小為________。（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）【答案】（2）5.20

（3）2.0

（4）20【規(guī)范答題】（2）[1]圖乙為20分度游標卡尺，精確值為，由圖乙可知遮光條的寬度為（3）[2]物塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認為等于滑塊經(jīng)過光電門的平均速度，則有（4）[3]根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系可得，皮帶轉(zhuǎn)動的角速度大小為2．（2022·北京市昌平區(qū)前鋒學(xué)校二模）物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等，例如：（1）實驗儀器，用螺旋測微器測量電阻絲的直徑，示數(shù)如圖所示，則該電阻絲的直徑為______mm；（2）誤差分析，某同學(xué)用圖所示的電路測量一段金屬絲的電阻。不考慮偶然誤差，測量值與真實值相比較將______（選填“偏大”、“偏小”或“不變”），誤差主要是由______（選填“電流表”或“電壓表”）的內(nèi)阻引起的；（3）實驗原理，圖為指針式多用電表電路簡圖。某同學(xué)用指針式多用電表測量電學(xué)中的物理量時，發(fā)現(xiàn)直流電流、電壓表盤刻度線是均勻的，而電阻表盤刻度線是不均勻的，結(jié)合圖簡要分析電阻表盤刻度線不均勻的原因。()【答案】

（1）0.183（0.182~0.184）

（2）偏小

電壓表

（3）當(dāng)用指針式多用電表測量未知電阻時，通過表頭的電流I與待測電阻的關(guān)系為非線性關(guān)系，因此電阻表盤的刻度線是不均勻的【規(guī)范答題】（1）[1]螺旋測微器讀數(shù)為（2）[2][3]電壓表測得的電壓為待測電阻兩端電壓，但電流表測得的電流為通過電壓表和電阻的總電流，根據(jù)可知測量值與真實值相比較將偏小，這是由于電壓表分流引起的。（3）[4]通過表頭的電流為當(dāng)用指針式多用電表測量未知電阻時，通過表頭的電流I與待測電阻的關(guān)系為非線性關(guān)系，因此電阻表盤的刻度線是不均勻的。3．（2022·重慶·模擬預(yù)測）某學(xué)習(xí)小組利用圖1所示裝置測量小球做自由落體運動的加速度。請回答下列問題：（1）用游標卡尺測量小球的直徑d時示數(shù)如圖2所示，則其讀數(shù)為________mm；（2）將小球從A處由靜止釋放，數(shù)字計時器記錄下小球通過光電門的擋光時間為，用刻度尺測得A與光電門間的高度差，則小球通過光電門時的速度大小為________m/s，小球下落過程中的加速度大小為_________。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）【答案】（1）10.00

（2）6.25

9.53【規(guī)范答題】（1）[1]小球的直徑為（2）[2][3]小球通過光電門時的速度大小v近似等于小球通過光電門平均速度，即由得小球下落過程中的加速度大小4．（2022·北京·清華附中模擬預(yù)測）物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等。例如：（1）實驗儀器。用螺旋測微器測某金屬絲的直徑，示數(shù)如圖1所示。則該金屬絲的直徑為________。（2）數(shù)據(jù)分析。打點計時器在隨物體做勻變速直線運動的紙帶上打點，紙帶的一部分如圖2示，B、C、D為紙帶上標出的連續(xù)3個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點之間還有4個計時點沒有標出。打點計時器接在頻率為50的交流電源上。則物體運動的加速度___________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（3）實驗原理。某同學(xué)用單擺測量重力加速度的大小，他測量擺線的長度l和對應(yīng)的周期T，得到多組數(shù)據(jù)，作出了圖像，如圖3所示。他認為根據(jù)圖線可求得重力加速度，則從理論上分析，他求得的重力加速度g___________真實值（選填“大于”“等于”或“小于”）。請分析說明理由?！敬鸢浮浚?）0.755

（2）1.00

（3）等于【規(guī)范答題】（1）[1]用螺旋測微器測某金屬絲的直徑為0.5mm+0.01mm×25.5=0.755mm。（2）[2]根據(jù)可得物體運動的加速度（3）[3]根據(jù)解得則出現(xiàn)圖線不過原點的原因是將擺線長當(dāng)做了單擺的擺長；由圖像可知解得可知他求得的重力加速度g等于真實值。5．（2022·湖南·模擬預(yù)測）某學(xué)習(xí)小組想測量常溫下某金屬絲的電阻率，金屬材料的電阻約為10Ω。實驗室提供的器材如下：A．20分度游標卡尺、刻度尺B．直流電源E（電動勢為2V）C．電流表（量程300mA，內(nèi)阻約為0.5Ω）D．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω）E.滑動變阻器（0~10Ω，額定電流2A）F.滑動變阻器（0~1000Ω，額定電流0.5A）G.電阻箱（0~999.9Ω，額定電流0.5A）H.直徑為D的陶瓷管I.開關(guān)一只，導(dǎo)線若干他們進行了以下操作：①用20分度的游標卡尺測量金屬絲的直徑d如圖（a）所示；②將待測金屬絲（有漆包線）緊密地繞在直徑為D的陶瓷管上（），制成一個新的滑動變阻器（滑片P與漆包線相接觸的位置去掉包線漆），如圖（b）所示；③選擇合適的器材按圖（c）所示電路圖進行連接，將待測金屬絲制成的新滑動變阻器的A、F接線柱接入電路；④將新滑動變阻器的滑片P置于圖（d）虛線位置處，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑片至一個合適的位置，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的指針半偏；⑤保持滑動變阻器的滑片位置不變，向右移動新滑動變阻器的滑片P，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的指針仍然半偏，讀取此時電阻箱的阻值，并用刻度尺測量滑片P與虛線間的距離L；⑥重復(fù)步驟⑤，根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)作出電阻箱的阻值與距離L之間的關(guān)系圖像，如圖（e）所示。回答下列問題：（1）金屬絲的直徑d=___________cm；（2）為減小實驗誤差、方便操作，在設(shè)計時電流表應(yīng)選擇___________，滑動變阻器R應(yīng)選擇___________；（均填器材前面的序號）（3）根據(jù)圖（c）所示的電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線把圖（d）的實物圖補充完整；___________（4）若圖像的斜率的絕對值為k，則該金屬絲的電阻率___________（用已知量和測得的物理量字母表示）。【答案】（1）0.850

（2）C

E

（3）

（4）【規(guī)范答題】（1）[1]游標卡尺讀數(shù)為（2）[2][3]流過電流表的最大電流為了減小誤差，電流表應(yīng)選擇C，電路圖中用分壓式連接調(diào)節(jié)電壓，為了方便調(diào)節(jié)，滑動選擇阻值較小的E；（3）[4]根據(jù)電路圖得實物圖連接如圖所示（4）[5]滑動變阻器位置不變，可認為電阻箱、電流表、和電阻絲組成的電路電壓不變，電流表的電流始終保持半偏，即電流不變，可知電阻箱阻值和電阻絲阻值之和不變，設(shè)為，即又電阻定律可得聯(lián)立可得可知圖象的斜率的絕對值解得6．（2022·天津·耀華中學(xué)一模）某同學(xué)欲測量一阻值大約為10Ω，粗細均勻的金屬線的電阻率。實驗桌上除游標卡尺、螺旋測微器、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下器材可供選擇：A．電源E（電動勢為6.0V）B．電壓表V（量程為0~6V，內(nèi)阻約為8kΩ）C．電流表（量程為0~0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω）D．電流表（量程3A，內(nèi)阻約0.05Ω）E.滑動變阻器（最大阻值5Ω，額定電流2A）①用螺旋測微器測得該材料的直徑D如圖甲所示，讀數(shù)___________mm。②測量導(dǎo)電材料的電阻時，為了便于調(diào)節(jié)，測量盡可能地準確，實驗中所用電流表應(yīng)選用___________（填所選儀器前的字母符號），選擇合適的實驗器材，在圖乙方框內(nèi)把實驗原理圖補充完成，把器材符號標在電路圖上。___________【答案】①0.730

②C

【規(guī)范答題】①[1]測量值(毫米)=固定刻度數(shù)(毫米)+可動刻度數(shù)(估讀一位)D=0.5mm+0.230mm=0.730mm②[2]根據(jù)可知，電路中最大電流僅為0.6A，故選C。[3]由于滑動變阻器最大阻值小于待測電阻，故采用分壓式接法；而根據(jù)故電阻為小電阻，采用電流表外接法，如此得到的電路圖如下圖所示。7．（2022·山西呂梁·三模）某同學(xué)用頻閃照相機研究小球的平拋運動，頻閃照相機每隔相等的時間曝光一次，得到如圖甲所示的圖片。他用毫米刻度尺測出圖片上小球在水平方向上相鄰位置的間距均為2.50cm，豎直方向上相鄰位置的間距依次為2.45cm、7.35cm、12.25cm，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣?。?）為了計算出小球平拋的初速度，他用游標卡尺測出小球的直徑，如圖乙所示，則小球的直徑為______cm；（2）他用毫米刻度尺測出圖片中小球的直徑為0.60cm，由該同學(xué)測量的數(shù)據(jù)可知，小球各相鄰位置間的時間間隔為______s；（3）小球平拋的初速度為______m/s（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。【答案】（1）1.20

（2）0.1

（3）0.50【規(guī)范答題】（1）根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知小球的直徑為12mm+0×0.1mm=12.0mm=1.20cm（2）小球的直徑為圖片中小球直徑的2倍，故豎直方向小球相鄰位置的實際距離間隔依次為4.90cm、14.70cm、24.50cm，小球豎直方向做自由落體運動代入數(shù)據(jù)得小球相鄰水平位置的實際間隔為5.00cm，小球平拋的初速度8．（2022·廣東·模擬預(yù)測）（1）某同學(xué)用螺旋測微器測量一物體的直徑，讀出圖中讀數(shù)為___________mm（2）在測量電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，有電壓表V（量程為3V，內(nèi)阻約3kΩ）；電流表A（量程為0.6A，內(nèi)阻約為0.70Ω）；滑動變阻器R（10Ω，2A）。為了更準確地測出電源電動勢和內(nèi)阻設(shè)計了如圖所示的電路圖。①如圖所示在閉合開關(guān)之前為防止電表過載而滑動變阻器的滑動頭P應(yīng)放在___________（選填“a”或“b”）處；②在實驗中測得多組電壓和電流值，得到如圖所示的U-I圖線，由圖可得該電源電動勢E=___________V，內(nèi)阻r=___________Ω。（3）某同學(xué)在設(shè)計電壓表改裝時，將一個內(nèi)阻為60Ω，滿偏電流為0.5mA的電流表表頭改成量程為3V的電壓表，需要___________（選填“串”或“并”）聯(lián)一個阻值___________Ω的電阻。【答案】（1）1.705

2）a

1.5

1.0

（3）串

5940【規(guī)范答題】（1）[1]用螺旋測微器測量一物體的直徑讀數(shù)為1.5mm+0.01mm×20.5=1.705mm（2）①[2]如圖所示在閉合開關(guān)之前為防止電表過載而滑動變阻器的滑動頭P應(yīng)放在a處；②[3][4]由圖可得該電源電動勢E=1.5V內(nèi)阻（3）[5][6]某同學(xué)在設(shè)計電壓表改裝時，將一個內(nèi)阻為60Ω，滿偏電流為0.5mA的電流表表頭改成量程為3V的電壓表，需要串聯(lián)一個電阻，根據(jù)可得R=5940Ω即串聯(lián)的電阻阻值5940Ω。9．（2022·海南·模擬預(yù)測）某同學(xué)測量一段長度已知的電阻絲的電阻率（1）使用螺旋測微器測量電阻絲的直徑，示數(shù)如圖1所示，則電阻絲的直徑是___________mm。（2）該同學(xué)設(shè)計的電路圖如圖2所示，Rx為待測電阻絲。請用筆畫線代替導(dǎo)線，補充完整圖3所示的實物電路。()（3）為測量Rx，該同學(xué)利用圖2所示的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器測得5組電壓U1和電流I1的值，作出的U1-I1關(guān)系圖像如圖4所示。接著將電壓表改接在a、b兩端，測得5組電壓U2和電流I2的值，數(shù)據(jù)見下表：U2/V0.811.622.383.224.00I2/mA20.040.060.080.0100.0請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在