高中物理专项练习：创新实验

高中物理实验改进与创新案例
一、微粒排斥实验
1、现有方法：利用物理原理，使用铁研究物质之间微粒排斥的实验来探究物质之间互为双向排斥的原因。

2、改进与创新方法：利用电子显微镜，结合由计算机绘制出的二维空间图像，对研究物质之间排斥现象进行考察，比传统方法进行的研究具有速度更快，加以更多的定量分析，可以提供更准确的数据。

二、光散射实验
1、现有方法：使用光源照射特定物体，加以收集光散射，探究物体表面中微粒大小和分布之间的关系。

2、改进与创新方法：利用X射线、红外线散射技术，对特定物体表面的微粒的大小和分布形态分析实验，更进一步地去探究物质表面的微粒状态，具有准确性更高的优点，也使这项实验更加贴近实际应用的需求。

年高考物理实验精选百题解析专题10 力学创新实验1、〔8分〕〔13校联考〕随着环保节能意识的增强，自行车重新成为短途出行的重要交通工具，它不仅能保护环境，节约能源，而且相比走路感觉更“省力〞。

某同学想通过简单的器材，包括“台秤、卷尺和秒表〞，验证是否“省力〞。

他认为是否“省力〞需比较同等条件下人所消耗的能量多少。

〔1〕步骤一：估测一个人沿直线步行距离s所消耗的能量E1。

他认为人步行消耗的主要能量用于克服重力做功，运用上述器材，他测量了“人的质量m、腿长L、步幅d〞；运用上述物理量符号可得E 1= ________________〔写表达式〕〔2〕〔单项选择题〕一个体重为60k g普通高中男生，步行100米，消耗能量约〔〕〔3〕步骤二：估测一个人骑自行车沿直线前进距离s所消耗的能量E2。

他假定人骑自行车前进时阻力不变。

他测量了“人和车的总质量M，骑车匀速前进距离s1和对应的时间t〞，他还可以测___________________________________〔写出一个物理量及相应符号〕，运用上述物理量符号可得E2 =______________〔写表达式〕。

最后比较E1和E2，即可验证是否“省力〞。

以测停止蹬车后人和自行车滑行的距离s2，骑车匀速前进速度v= s1/t，由动能定理，E2-fs1=12Mv2，f s2=12Mv2，联立解得：E2=22212tssMs。

2．〔6分〕〔闵行区二模〕某同学为了探究杆子转动时的动能表达式，设计了以下图a 所示的实验：质量为m 的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O 处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A 经过某位置时的瞬时速度v A ，并记下该位置与转轴O 的高度差h 。

⑴设杆的有效宽度为d 〔d 很小〕，A 端通过光电门的时间为t ，那么A 端通过光电门的瞬时速度v A 的表达式为。

⑵调节h 的大小并记录对应的速度v A ，数据如下表。

为了寻找反映v A 和h 的函数关系，请选择适当的数据处理方法，并写出处理后数据间的函数关系________________。

高中物理创新实验练习题学校:___________姓名：___________班级：___________一、实验题1．探究作用力与反作用力关系的实验装置如图甲所示，其中A、B是两个力传感器，B 固定在木块C上，固定木块，用A拉B，传感器显示两钩子受力随时间变化的图像如图乙所示。

根据图像得出的结论是：①________________________________________________________________②________________________________________________________________③________________________________________________________________2．人对周围发生的事情都需要经过一段时间才会做出反应，从发现情况到采取行动所经过的时间叫反应时间。

同学们为了测自己的反应时间，进行了如下实验。

如图所示，A同学用手捏住直尺顶端，B同学用一只手在直尺0刻度位置做捏住直尺的准备，但手不碰到直尺。

在A同学放开手指让直尺下落时，B同学立刻捏住直尺。

读出捏住直尺的刻度，就是直尺下落的高度，重力加速度取g。

（1）这个实验可以测出___________（填“A”或“B”）同学的反应时间，某次实验时，B同学捏住位置的刻度读数为L，则该同学的反应时间为___________（用字母L、g表示）；（2）为简化计算，同学们将另一较长的直尺刻度进行改进，以相等时间间隔在直尺上标记反应时间的刻度线，制作了“反应时间测量仪”，下列四幅图中刻度线标度最合理的是___________。

A． B．C． D．答案第1页，共1页 参考答案：1． 作用力与反作用力大小相等 作用力与反作用力方向相反 作用力与反作用力同时产生同时消失【详解】[1][2][3]固定木块C ，用A 拉B ，传感器显示两钩子受力随时间变化的图像如图乙所示。

(建议用时：20分钟)1.某同学用如图甲所示装置测小滑块与桌面间的动摩擦因数．实验过程如下：一轻质弹簧放置在粗糙水平固定桌面MN 上，弹簧左端固定，弹簧处于原长时，弹簧右端恰好在桌面边缘处，现用一个小滑块压缩弹簧并用锁扣锁住．已知当地的重力加速度为g ，弹簧的劲度系数为k .(1)实验中涉及下列操作步骤：①用天平测量出小滑块的质量m ，查出劲度系数为k 的弹簧的形变量为x 时的弹性势能的大小为E p ＝12kx 2.②测量桌面到地面的高度h 和小滑块抛出点到落地点的水平距离s . ③测量弹簧压缩量x 后解开锁扣．④计算小滑块与水平桌面间的动摩擦因数．Ⅰ.上述步骤正确的操作顺序是____________(填入代表步骤的序号)． Ⅱ.上述实验测得小滑块与水平桌面间的动摩擦因数的大小为____________．(2)再通过更换材料完全相同、但大小和质量不同的滑块重复操作，得出一系列滑块质量m 与它抛出点到落地点的水平距离s .根据这些数值，作出s 2－1m 图象，如图乙所示．由图象可知，滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ＝__________；每次弹簧被压缩时具有的弹性势能大小是____________．(用b ，a ，x ，h ，g 表示)2.(20xx·青岛二模)如图所示，某实验小组同学利用DIS 实验装置研究支架上力的分解，A 、B 为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A 连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动．B 固定不动，通过光滑铰链连接长 0.3 m 的杆．将细绳连接在杆右端O 点构成支架．保持杆在水平方向，按如下步骤操作：①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB ＝θ ②对两个传感器进行调零③用另一根绳在O 点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数 ④取下钩码，移动传感器A 改变θ角 重复上述实验步骤，得到表格.F1 1.0010.580… 1.002…F2－0.868－0.291…0.865…θ30°60°…150°…(1)根据表格，A传感器对应的是表中力________(选填“F1”或“F2”)．钩码质量为________kg(g取10 m/s2，保留1位有效数字)．(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是________．A．因为事先忘记调零B．何时调零对实验结果没有影响C．为了消除横杆自身重力对结果的影响D．可以完全消除实验的误差3．(20xx·全国押题卷二)甲、乙同学均设计了测动摩擦因数的实验，已知重力加速度为g.(1)甲同学设计的实验装置如图甲所示，其中A为置于水平面上的质量为M的长直木板，B为木板上放置的质量为m的物块，C为物块右端连接的一个轻质弹簧测力计，连接弹簧的细绳水平，实验时用力向左拉动A，当C的示数稳定后(B仍在A上)，读出其示数F，则该设计能测出________(填“A与B”或“A与地面”)之间的动摩擦因数，其表达式为μ＝________．(2)乙同学的设计如图乙所示，他在一端带有定滑轮的长木板上固定A、B两个光电门，与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力，长木板固定在水平面上，物块与滑轮间的细绳水平，实验时，多次改变沙桶中沙的质量，每次都让物块从靠近光电门A处由静止开始运动，读出多组测力计示数F及对应的物块在两光电门之间的运动时间t；在坐标系中作出F－1t2的图线如图丙所示，图线的斜率为k，与纵轴的截距为b，因乙同学不能测出物块质量，故该同学还应该测出的物理量为________(填所测物理量及符号)．根据所测物理量及图线信息，可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为μ＝________．热点17力学创新实验1．解析：(1)Ⅱ.由平抛运动规律，s＝v t，h＝12gt2，解得v＝sg2h.设弹簧被压缩时的弹。

命题点二力学创新性实验1.[测量连接体中物体的加速度] (2020·全国Ⅱ卷,22)一细绳跨过悬挂的定滑轮,两端分别系有小球A和B,如图所示。

一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。

令两小球静止,细绳拉紧,然后释放小球,测得小球B释放时的高度h0=0.590 m,下降一段距离后的高度h=0.100 m;由h0下降至h所用的时间T=0.730 s。

由此求得小球B加速度的大小为a= m/s2(结果保留3位有效数字)。

从实验室提供的数据得知,小球A、B的质量分别为100.0 g和150.0 g,当地重力加速度大小g取9.80 m/s2。

根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小a′= m/s2(结果保留3位有效数字)。

可以看出,a′与a有明显差异,除实验中的偶然误差外,写出一条可能产生这一结果的原因: 。

2.[验证机械能守恒] (2021·广东新高考适应性考试)为了验证小球在竖直平面内摆动过程的机械能是否守恒,利用如图a装置,不可伸长的轻绳一端系住一小球,另一端连接力传感器,小球质量为m,球心到悬挂点的距离为L,小球释放的位置到最低点的高度差为h,实验记录轻绳拉力大小随时间的变化如图b所示,其中F m是实验中测得的最大拉力值,重力加速度为g,请回答以下问题:(1)小球第一次运动至最低点的过程,重力势能的减少量ΔE p=,动能的增加量ΔE k= 。

(均用题中所给字母表示) (2)观察图b中拉力峰值随时间变化规律,试分析造成这一结果的主要原因: 。

(3)为减小实验误差,实验时应选用密度(选填“较大”或“较小”)的小球。

3.[测量动摩擦因数及重力加速度] (2021·湖北新高考适应性考试)某同学利用如图a所示的装置测量滑块与长金属板之间的动摩擦因数和当地重力加速度。

金属板固定于水平实验台上,一轻绳跨过轻滑轮,左端与放在金属板上的滑块(滑块上固定有宽度为d=2.000 cm的遮光条)相连,另一端可悬挂钩码。

考查点(一)研究灯丝泡在水中时的伏安特性曲线[例1]某实验小组为了研究小灯泡的伏安特性曲线，先按照图甲所示的电路图连接电路，实验过程中操作规范，测量准确，得到一系列数据，如图乙中的散点。

该实验小组对实验进行了改进，如图丙所示，将小灯泡L的玻璃罩敲碎，灯丝保存完好，仍然置于灯座上，取一个大小合适的玻璃杯，将灯座倒扣在杯沿上，在玻璃杯里慢慢加水，使得突出的灯丝刚好完全没入水中，电路的其余部分均不接触水，再将该灯座依然接入图甲中小灯泡L处，这样接通电路以后，灯丝不至于热到发光，温度可以基本控制在25 ℃。

实验过程中操作规范，测量准确，得到一组数据，如图丁中的一组散点。

已知水的电阻远大于灯丝的电阻。

(1)请在图乙上描绘小灯泡的伏安特性曲线K1；曲线K1表明，随着电压升高，小灯泡的电阻____________(填“越来越小”“基本不变”或“越来越大”)。

(2)请在图丁上描绘小灯泡灯丝的伏安特性曲线K2；曲线K2表明，随着电压升高，水中灯丝电阻____________(填“越来越小”“基本不变”或“越来越大”)。

(3)对比两次实验表明，在同样的电压值下，曲线K1的电流值基本都远远小于曲线K2的电流值，其原因是__________________________________________________________。

[解析](1)用平滑的曲线将各点相连，如图1所示；因I-U图像中图像的斜率表示电阻的倒数，故由图1可知，电阻越来越大。

(2)同理作出图像如图2所示，由图2可知，电阻基本保持不变。

(3)由两I-U图像可知，在同样的电压下，曲线K1的电流值基本都远小于曲线K2的电流值，即曲线K1的电阻值明显大于曲线K2对应的电阻值，原因是描绘曲线K2时灯丝保持恒温，而描绘曲线K1时灯丝的温度高于描绘曲线K2时灯丝的温度，而金属导体的电阻随温度的升高而增大。

[答案](1)如解析图1所示越来越大(2)如解析图2所示基本不变(3)描绘曲线K2时灯丝保持恒温，而描绘曲线K1时灯丝的温度发生变化，且一直高于描绘曲线K2时灯丝的温度考查点(二)测量LED灯正常工作时的电阻[例2](2017·邯郸模拟)某实验小组要精确测定一个额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约为300 Ω，电学符号与小灯泡电学符号相同。

热点12 力学创新实验(建议用时:20分钟)1.某同学用如图甲所示装置测小滑块与桌面间的动摩擦因数．实验过程如下:一轻质弹簧放置在粗糙水平固定桌面MN 上,弹簧左端固定,弹簧处于原长时,弹簧右端恰好在桌面边缘处,现用一个小滑块压缩弹簧并用锁扣锁住．已知当地的重力加速度为g,弹簧的劲度系数为k.(1)实验中涉及下列操作步骤:①用天平测量出小滑块的质量m,查出劲度系数为k 的弹簧的形变量为x 时的弹性势能的大小为E p ＝12kx 2.②测量桌面到地面的高度h 和小滑块抛出点到落地点的水平距离s. ③测量弹簧压缩量x 后解开锁扣． ④计算小滑块与水平桌面间的动摩擦因数．Ⅰ.上述步骤正确的操作顺序是____________(填入代表步骤的序号)． Ⅱ.上述实验测得小滑块与水平桌面间的动摩擦因数的大小为____________．(2)再通过更换材料完全相同、但大小和质量不同的滑块重复操作,得出一系列滑块质量m 与它抛出点到落地点的水平距离s.根据这些数值,作出s 2－1m 图象,如图乙所示．由图象可知,滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ＝__________；每次弹簧被压缩时具有的弹性势能大小是____________．(用b,a,x,h,g 表示)2．图甲是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置,曲面AB 与水平面相切于B 点且固定．带有遮光条的小物块自曲面上某一点释放后沿水平面滑行最终停在C 点,P 为光电计时器的光电门,已知当地重力加速度为g.(1)利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示,则遮光条的宽度d ＝________cm ；(2)实验中除了测定遮光条的宽度外,还需要测量的物理量有________； A ．小物块质量mB ．遮光条通过光电门的时间tC ．光电门到C 点的距离xD ．小物块释放点的高度h(3)为了减小实验误差,同学们采用图象法来处理实验数据,他们根据(2)测量的物理量,建立如图所示的坐标系来寻找关系,其中合理的是________．3．(2019·如皋市模拟)某小组测量木块与木板间动摩擦因数,实验装置如图甲所示．(1)测量木块在水平木板上运动的加速度a.实验中打出的一条纸带如图乙所示．从某个清晰的点O 开始,每5个打点取一个计数点,依次标出1、2、3…,量出1、2、3…点到O 点的距离分别为s 1、s 2、s 3…,从O 点开始计时,1、2、3…点对应时刻分别为t 1、t 2、t 3…,求得v 1＝s 1t 1,v 2＝s 2t 2,v 3＝s 3t 3…,作出v －t 图象如图丙所示,图线的斜率为k,截距为b.则木块的加速度a ＝________；b 的物理意义是________．(2)实验测得木块的加速度为a,还测得钩码和木块的质量分别为m 和M,已知当地重力加速度为g,则动摩擦因数μ＝____________．(3)关于上述实验,下列说法中错误的是____________． A ．木板必须保持水平B ．调整滑轮高度,使细线与木板平行C ．钩码的质量应远小于木块的质量D ．纸带与打点计时器间的阻力是产生误差的一个因素 4.某兴趣小组的同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律,轻绳一端固定在光滑固定转轴O 处,另一端系一小球．(1)小明同学在小球运动的最低点和最高点附近分别放置了一组光电门,用螺旋测微器测出了小球的直径,如图乙所示,则小球的直径d ＝________ mm.使小球在竖直面内做圆周运动,测出小球经过最高点的挡光时间为Δt 1,经过最低点的挡光时间为Δt 2.(2)小军同学在光滑水平转轴O 处安装了一个拉力传感器,已知当地重力加速度为g.现使小球在竖直平面内做圆周运动,通过拉力传感器读出小球在最高点时绳上的拉力大小是F 1,在最低点时绳上的拉力大小是F 2.(3)如果要验证小球从最低点到最高点机械能守恒,小明同学还需要测量的物理量有________(填字母代号)．小军同学还需要测量的物理量有________(填字母代号)．A ．小球的质量mB ．轻绳的长度lC ．小球运行一周所需要的时间T(4)根据小明同学的思路,请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式:__________________________________________________________.(5)根据小军同学的思路,请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式:________________________________________________________.热点12 力学创新实验1．解析:(1)Ⅱ.由平抛运动规律,s ＝vt,h ＝12gt 2,解得v ＝sg2h.设弹簧被压缩时的弹性势能为E p ,由功能关系可知E p －μmgx＝12mv 2,而E p ＝12kx 2,解得μ＝kx 2mg －s24hx.(2)E p －μmgx＝12mv 2,而v ＝sg 2h ,有E p ＝μmgx＋mgs 24h ,对照题给s 2－1m 图象,变形得s 2＝4hE p g ·1m－4μhx.由s 2－1m 图象可知,图线斜率b a ＝4hE p g ,图线在纵轴上的截距b ＝4μhx ,解得滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ＝b 4hx ；弹性势能大小为E p ＝bg4ha.答案:(1)Ⅰ.①③②④ Ⅱ.kx 2mg －s24hx(2)b 4hx bg 4ha2．解析:(1)主尺的读数是1.0 cm,游标尺上的第12条刻度线与主尺的刻度线对齐,读数是0.05×12 mm ＝0.60 mm,则游标卡尺的读数是10 mm ＋0.60 mm ＝10.60 mm ＝1.060 cm.(2)实验的原理:根据遮光条的宽度与遮光条通过光电门的时间可求得滑块通过光电门时的速度v ＝d t ；滑块从B 到C 的过程中,摩擦力做功,根据动能定理得－μmgx＝0－12mv 2,联立以上两式得动摩擦因数μ＝d22gxt 2.则还需要测量的物理量是光电门P 到C 点的距离x 与遮光条通过光电门的时间t,故B 、C 正确,A 、D 错误．(3)由动摩擦因数的表达式可知,μ与t 2和x 的乘积成反比,所以x －1t 2图线是过原点的直线,应该建立1t 2－x 坐标系,故B 项正确,A 、C 、D 项错误．答案:(1)1.060 (2)BC (3)B3．解析:(1)图线纵轴截距是0时刻对应的速度,即表示O 点的瞬时速度．各段的平均速度表示各段中间时刻的瞬时速度,以平均速度 v 为纵坐标,相应的运动时间t 的一半为横坐标,即 v －t2的图象的斜率表示加速度a,则 v －t 图象的斜率的2倍表示加速度,即a ＝2k.(2)对木块、钩码组成的系统,由牛顿第二定律得: mg －μMg＝(M ＋m)a 解得:μ＝mg －（m ＋M ）aMg.(3)木板必须保持水平,使压力大小等于重力大小,故A 正确；调整滑轮高度,使细线与木板平行,拉力与滑动摩擦力共线,故B 正确；因选取整体作为研究对象,钩码的质量不需要远小于木块的质量,故C 错误；纸带与打点计时器间的阻力是产生误差的一个因素,故D 正确；本题选错误的,故选C.答案:(1)2k O 点的瞬时速度 (2)mg －（m ＋M ）a Mg(3)C4．解析:(1)螺旋测微器固定刻度读数为5.5 mm,可动刻度读数为20.0×0.01 mm,故最终读数为两者相加,即5.700 mm.(3)根据小明同学的实验方案,小球在最高点的速度大小为v 1＝dΔt 1,小球在最低点的速度大小为v 2＝d Δt 2,设轻绳长度为l,则从最低点到最高点依据机械能守恒定律有12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12＋mg·2l＝12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22,化简得⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12＝4gl,所以小明同学还需要测量的物理量是轻绳的长度l ；根据小军同学的实验方案,设小球做圆周运动的半径为r,则小球在最低点有F 2－mg ＝m v 22r ,在最高点有F 1＋mg ＝m v 21r ,从最低点到最高点依据机械能守恒定律有12mv 22＝12mv 21＋2mgr,联立方程化简得F 2－F 1＝6mg,所以小军同学还需要测量的物理量就是小球的质量m.(4)由(3)可知,根据小明同学的思路,验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式为⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12＝4gl.(5)由(3)可知,根据小军同学的思路,验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式为F 2－F 1＝6mg.答案:(1)5.700 (3)B A(4)⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12＝4gl (5)F 2－F 1＝6mg。

高考物理创新实验试题1.（2013年全国新课标卷）图1中(a)图为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。

实验步骤如下：①用天平测量物块和遮光片的总质量M.重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d;用米尺测量两光电门之间的距离s；②调整轻滑轮，使细线水平；③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间△t A和△t B,求出加速度a；④多次重复步骤③，求a的平均值；⑤根据上述实验数据求出动擦因数μ。

回答下列问题：（1）测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示如图1（b）所示。

其读数为 cm（2）物块的加速度a可用d、s、△t A,和△t B,表示为a=（3）动摩擦因数μ可用M、m、和重力加速度g表示为μ=（4）如果细线没有调整到水平.由此引起的误差属于（填“偶然误差”或“系统误差”）2．（2013年全国高考大纲卷）测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图2所示。

AB 是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C′。

重力加速度为g。

实验步骤如下：①用天平称出物块Q的质量m；②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC/的高度h；③将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；④重复步骤③，共做10次；⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C′的距离s。

（1）用实验中的测量量表示：（ⅰ）物块Q到达B点时的动能E kB＝__________；（ⅱ）物块Q到达C点时的动能E kC＝__________；（ⅲ）在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功W f＝__________；（ⅳ）物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ＝__________。

（2）回答下列问题：（ⅰ）实验步骤④⑤的目的是。

（ii）已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是（写出一个可能的原因即可）3.（2013年全国新课标卷）某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好桌面边缘，如图3（a）所示。

高中物理创新实验40个1.瓶内吹气球思考:瓶内吹起的气球，为什么松开气球口，气球不会变小?材料:大口玻璃瓶，吸管两根:红色和绿色、气球一个、气筒操作:1、用改锥事先在瓶盖上打两个孔，在孔上插上两根吸管:红色和绿色，2、在红色的吸管上扎上一个气球3、将瓶盖盖在瓶口上4、用气筒打红吸管处将气球打大5、将红色吸管放开气球立刻变小6、用气筒再打红吸管处将气球打大7、迅速捏紧红吸管和绿吸管两个管口8、放开红色吸管口，气球没有变小讲解:当红色吸管松开时，由于气球的橡皮膜收缩，气球也开始收缩。

可是气球体积缩小后，瓶内其他部分的空气体积就扩大了，而绿管是封闭的，结果瓶内空气压力要降低一一甚至低于气球内的压力，这时气球不会再继续缩小了。

2.能抓住气球的杯子思考:你会用一个小杯子轻轻倒扣在气球球面上，然后把气球吸起来吗?材料:气球1~2个、塑料杯1~2个、暖水瓶1个、热水少许流程:1、对气球吹气并且绑好2、将热水(约70°C) 倒入杯中约多半杯3、热水在杯中停留20秒后，把水倒出来4、立即将杯口紧密地倒扣在气球上5、轻轻把杯子连同气球一块提起说明:1、杯子直接倒扣在气球上，是无法把气球吸起来的。

2、用热水处理过的杯子，因为杯子内的空气渐渐冷却，压力变小，因此可以把气球吸起来。

3.会吸水的杯子思考:用玻璃杯罩住燃烧中的蜡烛，烛火熄灭后，杯子内有什么变化呢?材料:玻璃杯(比蜡烛高) 1个、蜡烛1支、平底盘子1个、打火机1个、水若干操作:1.点燃蜡烛，在盘子中央滴几滴蜡油，以便固定蜡烛。

2.在盘子中注入约1厘米高的水。

3.用玻璃杯倒扣在蜡烛上4.观察蜡烛燃烧情形以及盘子里水位的变化4.会吃鸡蛋的瓶子思考:为什么，鸡蛋能从比自己小的瓶子口进去?材料:熟鸡蛋1个、细口瓶1个、纸片若干、火柴1盒操作:1、熟蛋剥去蛋壳。

2、将纸片撕成长条状。

3、将纸条点燃后仍到瓶子中。

4、等火一熄，立刻把鸡蛋扣到瓶口，并立即将手移开。

高中物理创新实验案例篇一：高中物理物理实验创新题集锦高中物理物理实验创新题集锦1、如图是《练习使用示波器》实验的示意图，图中“X输入”、“Y输入”、“地”为信号输入接线柱。

实验要求用示波器测右图b、c间的直流电压。

把b接“地”接线柱，欲使P滑动时，亮斑在竖直方向移动，则c端应接接线柱。

实验发现，当P滑到最左端时，亮斑恰好在荧光屏的中心；当P滑到最右端时，亮斑向下偏离中心3.0格。

当P滑到某点时，亮斑向下偏离中心2.5格，则此时b、c间的电压为1.25V。

（图中电源是电动势为1.5V，内阻不计的一节干电池）2、学过单摆的周期公式以后，物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣，老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方木块（如一把米尺）做成的摆（这种摆被称为复摆），如图所示。

让其在竖直平面内做小角度摆动，C点为重心，板长为L，周期用T表示。

甲同学猜想：复摆的周期应该与板的质量有关。

乙同学猜想：复摆的摆长应该是悬点到重心的距离L/2。

丙同学猜想：复摆的摆长应该大于L/2。

理由是：若OC 段看成细线，线栓在C处，C点以下部分的重心离O点的距离显然大于L/2。

为了研究以上猜想是否正确，同学们进行了下面的实验探索：(1)把两个相同的木板完全重叠在一起，用透明胶（质量不计）粘好，测量其摆动周期，发现与单个木板摆动时的周期相同，重做多次仍有这样的特点。

则证明了甲同学的猜想是_______错误______ 的（选填“正确”或“错误”）。

(2)用T0表示板长为L的复摆看成摆长为L/2单摆的周期计算值（T0=2?板长为L复摆的实际周期测量值。

计算与测量的数据如下表：L/2），用T表示g由上表可知，复摆的等效摆长大于L/2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

(3)为了进一步定量研究，同学们用描点作图法对数据进行处理，所选坐标如图。

请在坐标纸上作出T-T0图，并根据图象中反映出的规律求出L等L/2_（结果保留三位有效数字，其中L等是板长为L时的等效摆长T=2?L等）。

高中物理实验创新设计案例1. 利用光电效应测量晶体管参数目的：通过测量晶体管的电流-电压关系曲线，计算出晶体管的转移系数和放大倍数。

装置：功能发生器、电压源、数字万用表、晶体管、光电管、反光板、示波器。

步骤：1. 将晶体管接至放大电路中。

2. 连接功能发生器和电压源，使其工作在晶体管的偏置工作电压范围内，可以获得电流-电压关系曲线。

3. 铺设一个反光板，并在晶体管和光电管之间放置，利用光电管来测量电流-电压关系曲线，同时计算出转移系数和放大倍数。

4. 观察示波器，记录下数据并进行分析。

2. 利用超声波测量液体浓度目的：通过超声波的传播速度和反射率来测量液体中各种物质的浓度。

装置：超声发生器、超声接收器、信号发生器、示波器。

步骤：1. 将超声发射器和接收器安装在被测液体上，将信号发生器连接到发射器上，可以输出一定频率的信号。

2. 来自传感器的反射信号被超声接收器接收，然后经过放大和处理，例如在示波器上显示。

3. 通过测量超声波在液体中的传播速度和反射率，可以计算出物质的浓度。

3. 制作太阳能跟踪器目的：制作一种可以自动跟踪太阳位置的设备，用于收集太阳能。

装置：太阳能电池板、电动机、运动控制电路、位置检测器。

步骤：1. 将太阳能电池板和电动机连接，电动机以一定的速度进行旋转，并将运动控制电路连接到电动机上。

2. 运动控制电路会检测太阳位置，并根据需要调整电动机的运行方向。

3. 运动控制电路使用位置检测器来监测太阳光的位置，并相应地旋转电动机。

4. 经过一定的调整，可以使太阳能板始终面向太阳，并始终保持最高的能量收集效率。

物理创新实验100例以下是50个物理创新实验，供参考：1.静电悬浮球：使用静电原理，将小球悬浮在空中。

2.热传导实验：通过观察不同物质在加热时热量传递的速度，探究热传导的规律。

3.光的折射实验：通过观察光在不同介质中的折射现象，探究光的折射规律。

4.摩擦力实验：通过测量不同表面粗糙度的物体在不同接触面上的摩擦力，探究摩擦力的影响因素。

5.共振摆实验：通过观察不同频率的振动对摆动周期的影响，探究共振现象。

6.声速测量实验：通过测量声波在不同介质中的传播速度，探究声速与介质的关系。

7.电磁感应实验：通过观察磁场变化时产生的感应电流，探究电磁感应的原理。

8.霍尔效应实验：通过观察磁场中导体内部的霍尔电压，探究霍尔效应的原理。

9.表面张力实验：通过观察液体表面在不同情况下的张力现象，探究表面张力的影响因素。

10.压强实验：通过观察不同高度水柱产生的压强，探究液体压强的规律。

11.热辐射实验：通过比较不同温度下物体辐射的热量，探究热辐射的规律。

12.电流的热效应实验：通过观察电流通过导体时产生的热量，探究电流热效应的规律。

13.电磁波实验：通过观察电磁波的传播和干涉衍射等现象，探究电磁波的性质。

14.光的干涉实验：通过观察光波的干涉现象，探究光的波动性。

15.光纤通信实验：通过传输不同频率的光信号，探究光纤通信的原理和技术。

16.电阻测量实验：通过测量不同材料的电阻值，探究导体的电阻与材料、长度、横截面积的关系。

17.电容测量实验：通过测量电容器的充放电过程，探究电容器的电容值与其结构的关系。

18.磁悬浮实验：通过磁力排斥原理，将物体悬浮在空中。

19.光的衍射实验：通过观察光波经过障碍物时的衍射现象，探究光的波动性。

20.光的偏振实验：通过观察光波的偏振现象，探究光的波动性。

21.量子纠缠实验：通过观察两个粒子之间的纠缠关系，探究量子力学的神奇现象。

22.超导现象实验：通过观察超导材料在低温下的特殊性质，探究超导现象的原理。

力学实验（创新实验）1、某实验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为m，1所挂砝码质量为m，打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，动滑轮轻质。

2实验步骤如下：A.按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；B.调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；C.挂上钩码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；D.改变钩码的数量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度。

根据以上实验过程，回答以下问题：（1）对于上述实验，下列说法正确的是_____________。

A.钩码的质量应远小于小车的质量B.实验过程中钩码处于超重状态C.与小车相连的轻绳与长木板一定要平行D.弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半（2）实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a=_________2m s（结果保留两位有效数字）/（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是_____________。

A. B.C. D.（4）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的21a m - 图象如图，设图中直线的斜率为k ，在纵轴上的截距为b ，则小车与木板间的动摩擦因数u =____2、如图甲所示为某探究小组设计的“用DIS 测定动摩擦因数”的实验装置示意图.一长木板固定在水平桌面上,长木板上表面水平,轻弹簧水平放置在长木板上,其右端固定在长木板的C 处,左端连一木块,木块上方固定有窄片P ,当弹簧处于原长时,木块在A 点处,光电门(未画出,用以测量窄片的遮光时间)固定在A 点.第一次,向右压缩弹簧使木块移到B 点处并由静止释放,木块通过A 处时记下窄片的遮光时间1t ,测出木块的质量1m ;第二次,在木块上方增加砝码后,向右压缩弹簧使木块再次移到B 点处并由静止释放,木块通过A 处时记下窄片的遮光时间2t ,测出木块和砝码的总质量2m ;如此反复多次实验.请回答下列问题.(已知重力加速度大小为g )1.为了测量木块与长木板间的动摩擦因数,实验中还需要测量的物理量有( )A.窄片的宽度dB.A B 、两点间的距离xC.木块从B 点运动到A 点的时间0tD.弹簧的劲度系数k2.在坐标纸上作出窄片的遮光时间t 的平方的倒数21t 随木块和砝码的总质量的倒数1m变化的关系图象,如图乙所示,根据图线,求得木块与长木板间的动摩擦因数μ=__________,木块从B 点运动到A 点的过程,弹簧对木块做的总功F W =____________.(用含a b g 、、及还需要测量的物理量字母表示)3、某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。

创新类实验（培优）1.导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时，其电阻值发生相应变化，这种现象称为应变电阻效应。

图甲所示，用来称重的电子吊秤，就是利用了这个应变效应。

电子吊秤实现称重的关键元件是拉力传感器。

其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变（宏观上可认为形状不变），拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将所称物体重量变换为电信号。

物理小组找到一根拉力敏感电阻丝RL，其阻值随拉力F 变化的图象如图乙所示，小组按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”。

电路中电源电动势E＝3V，内阻r＝1Ω；灵敏毫安表量程为10mA，内阻Rg ＝50Ω；R1 是可变电阻器，A、B 两接线柱等高且固定。

现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环，将其两端接在A、B 两接线柱之间固定不动。

通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，不计敏感电阻丝重力，现完成下列操作步骤：步骤a.滑环下不吊重物时，闭合开关调节可变电阻R1 使毫安表指针满偏；步骤b.滑环下吊上已知重力的重物G，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ；步骤c.保持可变电阻R1 接入电路电阻不变，读出此时毫安表示数I；步骤d.换用不同已知重力的重物，挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值；步骤e：将电流表刻度盘改装为重力刻度盘。

（1）试写出敏感电阻丝上的拉力F 与重物重力G 的关系式F＝；（2）设R-F 图象斜率为k，试写出电流表示数I 与待测重物重力G 的表达式I＝（用E、r、R1、R g、R0、k、θ表示）；（3）若R-F 图象中R0＝100Ω，k＝0.5Ω／N，测得θ＝60°，毫安表指针半偏，则待测重物重力G= N；（4）关于改装后的重力刻度盘，下列说法正确的是（）A．重力零刻度线在电流表满刻度处，刻度线均匀B．重力零刻度线在电流表零刻度处，刻度线均匀C．重力零刻度线在电流表满刻度处，刻度线不均匀D．重力零刻度线在电流表零刻度处，刻度线不均匀（5）若电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，用这台“简易吊秤”称重前，进行了步骤a 操作；则测量结果（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

专题13 电学创新型实验题1.发展型实验的解答有两个要点：①立足于相应的教材实验原型，向新物理量、新物理关系做转移分析；①综合应用相关电学规律分析实验原理，如欧姆定律、电功率、电路的串并联规律、电磁感应定律、安培力等。

2.创新型实验的解答有三个要点：①充分参考教材原实验的原理、器材、步骤及数据处理方法，遵循正确、安全、准确的基本实验原则。

①立足实验要求，选用相关电学规律分析实验原理，如欧姆定律、电功率、电路的串并联规律、电磁感应定律、安培力等。

①加强探究性思考，运用物理方法科学设计。

典例1：（2021·重庆·高考真题）某兴趣小组使用如图1电路，探究太阳能电池的输出功率与光照强度及外电路电阻的关系，其中P为电阻箱，0R是阻值为37.9kΩ的定值电阻，E是太阳能电池，μA是电流表（量程0~100μA，内阻2.10kΩ）（1）实验中若电流表的指针位置如题图2所示，则电阻箱P两端的电压是______V。

（保留3位有效数字）（2）在某光照强度下，测得太阳能电池的输出电压U 与电阻箱P 的电阻R 之间的关系如图3中的曲线①所示。

不考虑电流表和电阻0R 消耗的功率，由该曲线可知，M 点对应的太阳能电池的输出功率是____mW 。

（保留3位有效数字）（3）在另一更大光照强度下，测得U R -关系如图3中的曲线①所示。

同样不考虑电流表和电阻0R 消耗的功率，与曲线①相比，在电阻R 相同的情况下，曲线①中太阳能电池的输出功率______（选填“较小”、“较大”），由图像估算曲线①中太阳能电池的最大输出功率约为_____mW 。

（保留3位有效数字）【答案】（1）2.48 （2）40.5 （3） 较大 105.8【规范答题】（1）[1]根据电流表读数规则，电流表读数是562.0μA 6.2010A I -==⨯电阻箱P 两端的电压是()53g 0 6.2010(2.1037.9)10V 2.48V U I r R -=+=⨯⨯+⨯=（2）[2]M 点对应的电压 1.80V U =，电阻80.0R =Ω，太阳能电池的输出功率224.0510W 40.5mW U P R-==⨯= （3）[3]与曲线①相比，在电阻R 相同的情况下，曲线①中太阳能电池的电压较大，由2U P R= 可知，曲线①中太阳能电池的输出电功率较大；[4]由图像①可知，太阳能电池电动势为 2.80V E =，图像的斜率表示电流，因此由输出功率为2U P UI R== 当电阻大于150Ω以后是电流越来越小，可知输出功率很小，最大值不在大于150Ω以后取得，而当图像成直线时可知电流是恒定的，此时电压越大输出功率越大，因此输出功率最大值应该在阻值40100ΩΩ之间取得，分别代入50,60,70ΩΩΩ估算功率可得21 2.3105.8mW 50P ==，22 2.4297.6mW 60P ==，23 2.5290.7mW 70P == 因此可知最大功率在电阻50Ω取得，约为105.8mW 。

专题12 力学创新型实验题1.力学发展型实验以教材原实验为背景，稍微改变原有的实验目的，或测量与原实验密切关联的新物理量(如摩擦力F f 、空气阻力、动摩擦因数μ等)，或探究与原实验密切相关的新关系（如滑动摩擦力与斜面倾角的关系等）。

2.创新型实验的解答有三个要点①充分参考教材原实验的原理、器材、步骤及数据处理方法，遵循正确、安全、准确的基本实验原则。

①立足实验要求、选用相关力学规律分析原理，如力的合成与分解、直线运动、平抛运动或圆周运动规律、牛顿运动定律、功能关系等。

①加强探究性思考，运用物理方法科学设计。

典例1：（2022·河北·高考真题）某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1所示。

弹簧的劲度系数为k ，原长为L 0，钩码的质量为m 。

已知弹簧的弹性势能表达式为212E kx ，其中k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g 。

（1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L 。

接通打点计时器电源。

从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。

钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T （在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A 点）。

从打出A 点到打出F 点时间内，弹簧的弹性势能减少量为______，钩码的动能增加量为______，钩码的重力势能增加量为______。

（2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h 的关系，如图3所示。

由图3可知，随着h 增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是______。

【答案】（1）20551()2k L L h kh -- ()26428m h h T- mgh 5 （2）见解析 【规范答题】（1）[1]从打出A 点到打出F 点时间内，弹簧的弹性势能减少量为22005p 11=()()22E k L L k L L h ∆----弹 整理有2055p 1()2E k L L h kh ∆=--弹 [2]打F 点时钩码的速度为642F h h v T-=由于在误差允许的范围内，认为释放钩码的同时打出A 点，则钩码动能的增加量为()2k 24261Δ028F m h h E mv T-=-= [3]钩码的重力势能增加量为∆E p 重 = mgh 5（2）[4]钩码机械能的增加量，即钩码动能和重力势能增加量的总和，若无阻力做功则弹簧弹性势能的减少量等于钩码机械能的增加量。

专项 5 实验创新1.以下是某实验小组“探究两个互成角度的力的合成规律”的过程．(1)首先进行如下操作；①如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE；②如图乙，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环．小圆环在拉力F1、F2的共同作用下，位于O点，橡皮条伸长的长度为EO；③撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使其位于O点，如图丙．同学们发现，力F单独作用，与F1、F2共同作用的效果是一样的，都使小圆环保持静止，由于两次橡皮条伸长的长度相同，即____________________，所以F等于F1、F2的合力．(2)然后实验小组探究了合力F与分力F1、F2的关系：①由纸上O点出发，用力的图示法画出拉力F1、F2和F(三个力的方向沿各自拉线的方向，三个力大小由弹簧测力计读出)；②用虚线将拉力F的箭头端分别与F1，F2的箭头端连接，如图丁，得到的启示是________；③多次改变拉力F1、F2的大小和方向，重做上述实验，通过画各力的图示，进一步检验所围成的图形．实验小组发现：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫做________________________________________________________________________．2．某研究小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为5 N的弹簧测力计两个，橡皮条(带两个较长的细绳套)，小圆环，刻度尺，三角板，图钉(若干个).主要实验步骤如下：a．橡皮条的一端与轻质小圆环相连，另一端固定；b．用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环运动至O点，记下两弹簧测力计的读数F1和F2及两细绳套的方向；c．用一个弹簧测力计将小圆环拉到O点，记下弹簧测力计的读数F及细绳套的方向；d．在白纸上做出力F、F1和F2的图示，猜想三者的关系，并加以验证．(1)b、c步骤中将小圆环拉到同一位置O的目的是________________________________；(2)某次操作后，在白纸上记录的痕迹如图丁所示，请你在图丁中完成步骤d.3．某学生实验小组设计了一个“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，装置如图所示，在竖直放置的木板上部附近两侧，固定两个力传感器，同一高度放置两个可以移动的定滑轮，两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接．在两细绳连接的结点O处下方悬挂钩码，力传感器1、2的示数分别为F1、F2，调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角．实验中使用若干相同的钩码，每个钩码的质量均为100克，取g＝9.8 m/s2.(1)关于实验，下列说法正确的是________．A．实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内B．每次实验都必须保证结点位于O点C．实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向D．实验时还需要一个力传感器单独测量悬挂于O点钩码的总重力(2)根据每次实验得到的数据，该同学已经按照力的图示的要求画出了F1、F2(如图所示)，请你作图得到F1、F2的合力F(只作图，不求大小)，并写出该合力不完全竖直的一种可能原因________________．专项5 实验创新[提能力]1．答案：(1)相同的作用效果(2)②可能构成平行四边形③平行四边形定则解析：(1)橡皮条对小圆环的拉力相同，即相同的作用效果．(2)图丁，得到的启示是可能构成平行四边形．(3)表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫作平行四边形定则．2．答案：(1)保证两次操作力的作用效果相同(2)见解析解析：(1)b、c步骤中将小圆环拉到同一位置O的目的是保证两次操作力的作用效果相同；(2)在白纸上画出各力的大小及方向，并用虚线把F的箭头分别与F1、F2的箭头连接，如图，能看到所围成的形状像是一个平行四边形．3．答案：(1)AC (2)如解析图所示定滑轮有摩擦解析：(1)本实验重力在竖直方向上，要在竖直方向作平行四边形，则实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内，故A正确；因为要画平行四边形，则需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向，但钩码重力、两力传感器的示数和三绳的方向都已知，所以不必保证结点每次都在同一位置，故B错误，C正确；因为每个钩码的重力已知，所以不需要用力传感器测钩码总重力，故D错误．(2)根据平行四边形定则作出合力F如图所示，由于定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等原因导致该合力不完全竖直．。

创新型实验实验仪器和原理的创新 (3)实验方案和方法的创新 (4)实验的拓展与迁移 (5)力学创新型实验 (6)电学创新型实验 (9)电学实验的几种常用设计方案 (10)测量电阻 (11)（一）测量电阻常用的设计方法 (11)1．伏安法 (11)2．比值法 (15)3．同一实验目的不同设计方案 (17)4．替代法 (20)5．全电路欧姆定律法 (20)6．半偏法 (21)（二）测定电源电动势和内阻的常用设计方法 (21)1．用电阻箱替代滑动变阻器，电流表串联电阻箱替代电压表 (21)2．用电阻箱替代滑动变阻器，电压表并联电阻箱替代电流表 (21)3．用已知内阻的电压表串联电阻箱 (21)4．当所给的电压表或电流表量程太小 (23)5．用两个不同的电压表测量电源电动势和内阻 (23)（三）一个电路图上完成两个实验 (24)（四）非线性曲线的分析和应用 (25)（三）多用电表的创新 (29)（四）传感器的应用 (30)（五）欧姆定律原理的应用 (31)实验的拓展与迁移 .................................................................................... 错误!未定义书签。

创新型实验本着“来源于教材而又不拘泥于教材”的原则，从不同内容、不同层次、不同能力要求考查考生的实验能力，较好地区分和鉴别了不同水平学生的实验能力，成为试卷中重要的组成部分。

实验仪器和原理的创新1．图1是一实验小组“探究外力做功与速度变化的关系”的实验装置，将光电门固定在轨道上的B点，质量为M的小车中放置了N个相同的钩码，需要增加细绳上的拉力时，每次从小车里拿出一个钩码挂到绳子下端，让小车从位置A由静止释放，记下遮光条的挡光时间。

图1(1)实验开始前该小组将两个同样宽度的遮光条分别固定在小车的前端和后端，将长木板的右端垫高，不挂钩码，轻推小车使小车运动，若满足________________________，则说明已经平衡了摩擦力。

第13练：力学创新实验(常考点)考情分析：1．从近几年的高考实验题来看，创新型的题目越来越突出，设计型实验的考查将逐步取代对课本中原有的单纯学生实验的考查．2．复习本讲内容时，要注意以下几点：(1)熟悉各种实验器材的原理和使用方法．(2)熟知基础实验，能在基础实验的基础上进行创新与改进．(3)熟悉物理规律，能根据现有的器材设计实验，达到实验目的．1．一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，圆盘加速转动时，角速度的增加量Δω与对应时间Δt的比值定义为角加速度β.我们用电磁打点计时器、米尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述实验：(打点计时器所接交流电的频率为50 Hz，A、B、C、D…为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出)①如图甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘的侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；②接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动；③经过一段时间，圆盘停止转动和打点，取下纸带，进行测量．(计算结果保留3位有效数字)．(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示，圆盘的半径r为________ cm；(2)由图丙可知，打下计数点D时，圆盘转动的角速度为________ rad/s；(3)纸带运动的加速度大小为________m/s2，圆盘转动的角加速度大小为________ rad/s2.2．某实验小组用如图甲所示装置测量木板对木块的摩擦力所做的功．实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右做匀减速运动．图乙是重物落地后打点计时器打出的纸带，纸带上的小黑点是计数点，相邻的两计数点之间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz.(1)可以判断纸带的________(填“左端”或“右端”)与木块连接．根据纸带提供的数据可计算出打点计时器在打下A点、B点时木块的速度v A、v B，其中v A＝________ m/s.(结果保留两位有效数字)(2)要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功W AB，还应测量的物理量是________．(填入物理量前的字母)A．木板的长度L B.木块的质量m1C．重物的质量m2 D.木块运动的时间t(3)在AB段木板对木块的摩擦力所做的功的表达式W AB＝________.[用v A、v B和第(2)问中测得的物理量的符号表示]3．实验室水平桌面上有如图甲所示的一套实验装置，一端固定的压缩弹簧连接一个带有遮光片的滑块(弹簧不拴接)，滑块被弹出后经过光电门并最终停在P点．(1)游标卡尺测得遮光片的宽度如图乙所示，则宽度d＝________ c m.(2)若要探究滑块和水平面之间的动摩擦因数，需要测量的物理量除遮光片宽度d和经过光电门的时间t外，还需要测量的物理量是________，若这个物理量用字母n表示，则动摩擦因数的表达式μ＝________.(3)若滑块质量为m且弹簧到P点之间的水平面光滑，滑块到达光电门之前与弹簧已分离，则压缩弹簧的弹性势能为________．(用字母d、t、m表示)4．如图所示，某小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解．A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳，并可沿固定的圆弧形轨道移动．B固定不动，通过光滑铰链连接一轻杆，将细绳连接在杆右端O点构成支架，调整使得O点位于圆弧形轨道的圆心处，保持杆沿水平方向．随后按如下步骤操作：①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ；②对两个传感器进行调零；③用另一绳在O点悬挂住一个钩码，记录两个传感器读数；④取下钩码，移动传感器A，改变θ角，重复上述步骤①②③，得到数据表格a.(1)根据表格a，可知A传感器对应的是表中的力______(填“F1”或“F2”)，并求得钩码质量为________ kg(保留一位有效数字)；(2)换用不同钩码做此实验，重复上述实验步骤，得到数据表格b，则表格中30°所对应的F2空缺处数据应为________；表格a0.580－0.291表格b(3)实验中，让A)轨道移动的主要目的是：________.A．方便改变A传感器的读数B．方便改变B传感器的读数C．保持轻杆右端O的位置不变D．方便改变细绳与杆的夹角θ5．甲、乙两同学均设计了测动摩擦因数的实验．已知重力加速度为g.(1)甲同学设计的实验装置如图甲所示．其中A为置于水平面上的质量为M的长直木板，B为木板上放置的质量为m的物块，C为物块右端连接的一轻质弹簧测力计，连接弹簧的细绳水平．实验时用力向左拉动A，当C的示数稳定后(B仍在A上)，读出其示数F.则该设计能测出________(填“A与B”或“A与地面”)之间的动摩擦因数，其表达式为μ＝________.(2)乙同学的设计如图乙所示．他在一端带有定滑轮的长木板上固定A、B两个光电门，与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力，长木板固定在水平面上，物块与滑轮间的细绳水平．实验时，多次改变砂桶中砂的质量，每次都让物块从靠近光电门A处由静止开始运动，读出多组测力计示数F及对应的物块在两光电门之间的运动时间t；在坐标系中作出F ­1t2的图线如图丙所示，图线的斜率为k，与纵轴的截距为b.因乙同学不能测出物块质量，故该同学还应该测出的物理量为________________________(填所测物理量及符号)．根据所测物理量及图线信息，可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为μ＝________.6．如图为验证动量守恒定律的实验装置，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，按下面步骤进行实验：①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2；②安装实验装置，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平，再将一斜面BC连接在斜槽末端；③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放，标记小球在斜面上的落点位置P；④将小球m2放在斜槽末端B处，仍让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放，两球发生碰撞，分别标记小球m1、m2在斜面上的落点位置；⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离．图中M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置，从M、P、N到B点的距离分别为s M、s P、s N.依据上述实验步骤，请回答下面问题：(1)两小球的质量m1、m2应满足m1________m2(填写“>”“＝”或“<”)；(2)小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中______点，m2的落点是图中________点；(3)用实验中测得的数据来表示，只要满足关系式____________，就能说明两球碰撞前后动量是守恒的；(4)若要判断两小球的碰撞是否为弹性碰撞，用实验中测得的数据来表示，只需比较__________与__________________是否相等即可．第13练：力学创新实验(常考点)1．解析：(1)游标卡尺的读数：d ＝6×10 mm ＋0×0.05 mm ＝60.00 mm ，即d ＝6.000 cm ，故r ＝3.000 cm.(2)t ＝0.1 s ，打下计数点D 时，v D ＝CE 2t＝0.389 m/s ， 则ω＝v D r ＝0.3890.03rad/s ≈13.0 rad/s. (3)纸带运动的加速度a ＝CE －AC 4t 2≈0.593 m/s 2，因β＝ΔωΔt ，ω＝v r ，故角加速度为β＝a r≈19.8 rad/s 2.答案：(1)3.000 (2)13.0 (3)0.593 19.82．解析：(1)重物落地后，木块继续做匀减速直线运动，相邻计数点间的距离逐渐减小，纸带向右运动，故右端连着小木块；计数点间的时间间隔为t ＝0.02 s ×5＝0.1 s ，由匀变速直线运动的推论得：打A 点时的速度v A ＝0.068 4＋0.074 80.2m/s ≈0.72 m/s. (2)(3)在AB 段由动能定理：W AB ＝12m 1()v 2A －v 2B ，故还应测量木块的质量m 1，B 正确． 答案：(1)右端 0.72 (2)B (3)12m 1(v 2A －v 2B ) 3．解析：(1)游标卡尺的主尺读数为：3 mm ，游标尺上第15个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以最终读数为：3 mm ＋0.05×15 mm ＝3.75 mm ＝0.375 cm.(2)根据极限的思想，在时间很短时，我们可以用这一段的平均速度来代替瞬时速度，所以滑块通过光电门的速度是：v ＝d t，小滑块在水平面上运动经过O 处的光电门，最后停在P 点，做的是匀减速直线运动，根据光电门和P 点之间的距离n ，由速度位移的关系式可得：v 2＝2an .对于整体由牛顿第二定律可得： F f ＝Ma ，又F f ＝μF N ，F N ＝Mg ，可得：μ＝d 22gnt 2. (3)根据能量守恒，弹簧的弹性势能等于小滑块的动能：E p ＝12m v 2＝md 22t 2 答案：(1)0.375 (2)光电门与P 点间的距离 d 22gnt 2 (3)md 22t 2 4．解析：(1)因绳子只能提供拉力，故A 传感器对应的是表中力F 1，对结点O 受力分析有F 1sin 30°＝mg ，解得m ＝0.05 kg.(2)对于O 点，受力平衡，根据几何关系可知，F 2＝F 1cos 30°＝1.103×32N ＝0.955 N ，因为B 受到的是压力，所以F 2空缺处数据应为－0.955.(3)实验中，让A 传感器沿圆心为O 的圆弧形轨道移动的主要目的是：保持轻杆右端O 的位置不变，从而保证OB 水平，故选C.答案：(1)F 1 0.05 (2)－0.955 (3)C5．解析：(1)实验时用力向左拉动A ，C 稳定时读数F 等于A 与B 之间的摩擦力，A 与B 之间的压力等于物块B 的重力mg ，由F ＝μmg 可得A 与B 之间的动摩擦因数表达式为μ＝F mg. (2)根据题述情境，测力计示数F 等于细线中拉力，由牛顿第二定律，F －μmg ＝ma ，由匀变速直线运动规律，x ＝12at 2，联立解得F ＝2mx 1t 2＋μmg .图丙所示的F ­1t 2图线斜率k ＝2mx ，与纵轴的截距b ＝μmg ，若不能测量物块质量m ，联立消去m ，解得μ＝2xb kg.因此还应该测出的物理量为光电门A 、B 之间的距离x .答案：(1)A 与B F mg(2)光电门A 、B 之间的距离x2xb kg 6．解析：(1)为了防止入射球碰后反弹，一定要保证入射球的质量大于被碰球的质量．(2)小球m 1和小球m 2相撞后，小球m 2的速度大于小球m 1的速度，都做平抛运动，所以碰撞后m 1球的落点是M 点，m 2球的落点是N 点．(3)碰撞前，小球m 1落在题图中的P 点，设其水平初速度为v 1，小球m 1和m 2发生碰撞后，m 1的落点在M 点，设其水平初速度为v 1′，m 2的落点是N 点，设其水平初速度为v 2.设斜面BC 与水平面的倾角为α，由平抛运动规律得：s M sin α＝12gt 2，s M cos α＝v 1′t 解得：v 1′＝ gs M cos 2α2sin α同理可解得：v 1＝gs P cos 2α2sin α，v 2＝ gs N cos 2α2sin α， 所以只要满足：m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2，即：m 1s P ＝m 1s M ＋m 2s N ，则说明两球碰撞过程中动量守恒．(4)如果小球的碰撞为弹性碰撞，则应满足：12m 1v 21＝12m 1v 1′2＋12m 2v 22 代入以上速度表达式可知，应满足公式为：m 1s P ＝m 1s M ＋m 2s N ；故需要验证：m 1s P 和m 1s M ＋m 2s N 相等．答案：(1)＞ (2)M N (3)m 1s P ＝m 1s M ＋m 2s N(4)m1s P m1s M＋m2s N。