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(共38張PPT)
專題十七 實(shí)驗(yàn)
考向四 熱學(xué)實(shí)驗(yàn)
2025年高考物理專題復(fù)習(xí)資料
考點(diǎn)切片
考點(diǎn)1 用油膜法估測油酸分子的大小
1.（2024北京模擬）做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)。
（1） 下列實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是_______（填寫實(shí)驗(yàn)步驟前的序號）。
.往邊長約為的淺盤里倒入約 深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地
撒在水面上
.用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定
.將畫有油酸膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計算出油酸膜的面積，根據(jù)油酸的體積
和油酸膜的面積計算出油酸分子直徑的大小
.用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定
體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積，再根據(jù)油酸酒精溶液的濃度計算
出油酸的體積
.將玻璃板放在淺盤上，然后將油酸膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上
【解析】 實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)先用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記
下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù),由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積,再根據(jù)油酸酒
精溶液的濃度計算出油酸的體積,后往邊長約為的淺盤里倒入約 深的水,待水
面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上,再用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴
一滴在水面上,待薄膜形狀穩(wěn)定,隨后將玻璃板放在淺盤上,然后將油酸膜的形狀用彩筆描
繪在玻璃板上,最后將畫有油酸膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上,計算出油酸膜的面積,根
據(jù)油酸的體積和油酸膜的面積計算出油酸分子直徑的大小。即實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是
。（2）根據(jù)數(shù)格子的辦法,多于半格算一格,少于半格舍去,油膜的總格數(shù)為71格,則
油膜總面積為。由于所用油酸酒精溶液每體積溶液中有純油酸體積 ,則油
酸的體積分?jǐn)?shù)為,用注射器和量筒測得體積為的上述溶液有 滴,則一滴溶液中純
油酸的體積為,油酸分子直徑為,聯(lián)立解得 。
（2） 實(shí)驗(yàn)中，所用油酸酒精溶液每體積溶液中有純油酸體積 ，用注射器和量筒測得
體積的上述溶液有 滴，把一滴該溶液滴入盛水的撒有痱子粉的淺盤中，待水面穩(wěn)定后，
得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中每個小正方形格的邊長為 ，則油酸薄膜
的面積______；可求得油酸分子的直徑為_ ____（用、、、、 表示）。
（3） 某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中最終得到的油酸分子直徑數(shù)據(jù)偏大，可能是因?yàn)開___（多選，填標(biāo)
號）。
BC
A.油膜中含有大量未溶解的酒精
B.計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格
C.水面上痱子粉撒得太多，油膜沒有充分展開
D.用注射器和量筒測 體積溶液滴數(shù)時多記錄了幾滴
【解析】
油膜中含有大量未溶解的酒精,導(dǎo)致油膜面積測量值偏大,則油酸分子 直徑測量值偏小 A（ ）
計算油膜面積時,舍去了所有不足一格的方格,導(dǎo)致油膜面積測量值偏 小,則油酸分子直徑測量值偏大 B（√）
水面上痱子粉撒得太多,油膜沒有充分展開,導(dǎo)致油膜面積測量值偏小, 則油酸分子直徑測量值偏大 C（√）
用注射器和量筒測 體積溶液滴數(shù)時多記錄了幾滴,導(dǎo)致油酸體積測量 值偏小,則油酸分子直徑測量值偏小 D（ ）
考點(diǎn)2 探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系
2.（2023山東卷）利用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置可探究等溫條件下氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。將
帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺上，注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的空氣，下端通過塑料
管與壓強(qiáng)傳感器相連。活塞上端固定一托盤，托盤中放入砝碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，記
錄氣體壓強(qiáng)和體積（等于注射器示數(shù)與塑料管容積 之和）。逐次增加砝碼質(zhì)量，
采集多組數(shù)據(jù)并作出擬合曲線如圖乙所示。
回答以下問題：
（1） 在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，圖乙中的擬合曲線為一條過原點(diǎn)的直線，說明在等溫情
況下，一定質(zhì)量的氣體___。
B
A.與成正比 B.與 成正比
【解析】 在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi),題圖乙中的擬合曲線為一條過原點(diǎn)的直線,說明
在等溫情況下,一定質(zhì)量的氣體,與 成正比。
（2） 若氣體被壓縮到,由圖乙可讀出封閉氣體壓強(qiáng)為___________
（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。
【解析】 若氣體被壓縮到,則有 ,由題圖乙
可讀出封閉氣體的壓強(qiáng)為 。
（3） 某組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，一同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時漏掉了,則在計算 乘積時，他的
計算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計算結(jié)果之差的絕對值會隨 的增大而______
（選填“增大”或“減小”）。
增大
【解析】 某組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時,一同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時漏掉了,則在計算 乘積時,根據(jù)
可知,他的計算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計算結(jié)果之差的
絕對值會隨 的增大而增大。
覺醒集訓(xùn)
1.（2024湖北華中師大一附中模擬）某同學(xué)探究“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加
速度與合外力 的關(guān)系”。
（1） 如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)中利用位移傳感器間接測
量加速度 ，其方法是由靜止釋放小車，通過位移傳
感器發(fā)射紅外線脈沖和超聲波脈沖的傳播速度不同
來測量小車距離，從而得到發(fā)射端到接收端的距離
隨時間變化的圖像如圖乙所示，則 時，小
車的速度大小為_____ ，小車的加速度大小為
_____ 。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）
0.10
0.10
【解析】 題圖乙中,圖像的斜率表示速度,則
時,小車的速度大小為,根據(jù)速度公式有 ,解
得 。
（2） 圖丙表示發(fā)射紅外線脈沖和超聲波脈沖時刻，圖丁表示接收紅外線脈沖和超聲波
脈沖時刻，圖中脈沖2表示____________（選填“紅外線脈沖”或“超聲波脈沖”）。已知
脈沖1和2在空氣中的傳播速度分別為和，結(jié)合圖中時刻和 ，計算機(jī)利用公式
___________運(yùn)算即可得到發(fā)射端到接收端的距離。
超聲波脈沖
【解析】 紅外線脈沖的傳播速度等于光速,超聲波是一種機(jī)械波,光速 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于超聲波
的傳播速度,即紅外線在短距離內(nèi)從發(fā)射到接收的時間近似為0,相對于紅外線而言,超聲
波在短距離內(nèi)從發(fā)射到接收的時間較長,可知,脈沖2表示超聲波脈沖。結(jié)合上述,根據(jù)題
圖丙、丁可知,超聲波傳播的時間為,發(fā)射端到接收端的距離 ,解得
。
（3） 實(shí)驗(yàn)前需要補(bǔ)償小車運(yùn)動的阻力，其具體操作是________，
輕推小車，得到 圖像為一條傾斜直線。
見解析
【解析】 補(bǔ)償小車運(yùn)動的阻力,即構(gòu)建斜面,使小車重力沿斜面的分力與阻力平衡,其具
體操作是將軌道有位移傳感器的一端適當(dāng)墊高,不掛鉤碼,輕推小車,得到 圖像為一條
傾斜直線。
2.（2025廣西河池模擬）小華同學(xué)利用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。所用
器材包括:裝有聲音傳感器的智能手機(jī)、鐵球、刻度尺、鋼尺等。實(shí)驗(yàn)操作步驟如下:
.將鋼尺伸出水平桌面少許，用刻度尺測出鋼尺上表面與地板間的高度差
.將質(zhì)量為 的鐵球放在鋼尺末端，保持靜止?fàn)顟B(tài)
.將手機(jī)位于桌面上方，運(yùn)行手機(jī)中的聲音“振幅”（聲音傳感器）項(xiàng)目
.迅速敲擊鋼尺側(cè)面，鐵球自由下落
.傳感器記錄聲音振幅隨時間的變化曲線
（1） 聲音振幅隨時間的變化曲線如圖乙所示，第一、第二個尖峰的橫坐標(biāo)分別對應(yīng)敲
擊鋼尺和鐵球落地的時刻，則鐵球下落的時間間隔_____ 。
0.40
【解析】 由題圖乙可知,時間間隔為 。
（2） 若鐵球下落過程中機(jī)械能守恒，則應(yīng)滿足等式:_ ____（用、、 表示）。
【解析】 鐵球下落過程中,設(shè)下落時間為,落地速度為 ,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中間時刻
的速度等于平均速度可得,則,鐵球增加的動能為 ,下落
過程中鐵球減小的重力勢能為 ,若鐵球下落過程中機(jī)械能守恒,則應(yīng)滿足等式
。
（3） 若敲擊鋼尺側(cè)面時鐵球獲得一個較小的水平速度，對實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果______
（選填“有”或“沒有”）影響。
沒有
【解析】 鐵球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動,鐵球下落的時間由高度決定,若敲擊鋼尺側(cè)
面時鐵球獲得一個較小的水平速度,不會影響鐵球的落地時間,故對實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果沒有影響。
（4） 小明同學(xué)認(rèn)為應(yīng)將手機(jī)放在鋼尺與地板間的中點(diǎn)附近測量時間。你認(rèn)為哪位同學(xué)
的時間測量結(jié)果更準(zhǔn)確，請簡要說明理由________________。
小明,理由見解析
【解析】 小明,因?yàn)閷⑹謾C(jī)放在鋼尺與地板間的中點(diǎn)附近測量時間,兩次手機(jī)接收聲音滯
后的時間幾乎相等,時間間隔測量更準(zhǔn)確。
（5） 若已知鐵球質(zhì)量為， ，則下落過程中鐵球減小的重力勢能
______，增加的動能______ （結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）。據(jù)此可以得到
的實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在誤差允許的范圍內(nèi)，鐵球在自由下落過程中機(jī)械能守恒。
0.760
0.722
【解析】 下落過程中鐵球減小的重力勢能為
,下落過程中鐵球增加的動能為
。
3.（2024山西太原模擬）某研究小組對銘牌如圖甲所示的移動電源進(jìn)行研究，設(shè)計的實(shí)
驗(yàn)電路如圖乙，電源內(nèi)阻不超過 ，除開關(guān)和導(dǎo)線外，可選用的其他實(shí)驗(yàn)器材有:
A.電壓表（量程，內(nèi)阻 未知）
B.毫安表（量程，內(nèi)阻 ）
C.定值電阻（阻值 ）
D.定值電阻（阻值 ）
E.滑動變阻器（阻值范圍 ）
F.滑動變阻器（阻值范圍 ）
（1） 為準(zhǔn)確、方便地測出該移動電源的內(nèi)阻，定值電阻應(yīng)該選擇___，保護(hù)電阻
應(yīng)該選擇___，滑動變阻器 應(yīng)該選擇___（填相應(yīng)器材前的字母標(biāo)號）。
C
D
【解析】 根據(jù)題圖甲可知,移動電源的最大輸出電壓為,最大輸出電流為 ,為了確保
毫安表的精度與安全,需要將毫安表改裝成大量程電流表,若定值電阻選擇 ,則改
裝電流表的量程為,若定值電阻選擇 ,此時改裝電流表的
量程約為,題表電流可取到,達(dá)不到要求,定值電阻選擇C,保護(hù)電阻 適當(dāng)
大一些,選擇D。為了使得測量數(shù)據(jù)的連續(xù)性強(qiáng)及操作方便,滑動變阻器總阻值選擇與保
護(hù)電阻、電源內(nèi)阻的阻值相差不太大的,即滑動變阻器選擇 的 。
（2） 根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的器材，電壓表應(yīng)接在___（選填“”或“ ”）處。該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)
前進(jìn)行了理論分析，電壓表接在、點(diǎn)對應(yīng)的電壓表示數(shù)與改裝電流表的示數(shù) 的
圖像應(yīng)如圖丙所示，圖像的延長線與坐標(biāo)軸交于、、、 ，電動勢可表示
為___，內(nèi)阻可表示為_ ______________________（結(jié)果選用、、、、、 、
中的字母表示）。
或
【解析】 電流表內(nèi)阻已知,為了精確測量,電壓表應(yīng)接在處,電壓表接在 處時的系統(tǒng)誤
差在于電壓表的分流,測量的是保護(hù)電阻與電源串聯(lián)后再與電壓表并聯(lián)等效新電源的電
動勢與內(nèi)阻,電動勢與內(nèi)阻的測量值均小于真實(shí)值,電壓表接在 處時的系統(tǒng)誤差在于電流
表的分壓,測量的是電流表與保護(hù)電阻、電源串聯(lián)等效新電源的電動勢與內(nèi)阻,電動勢的
測量值等于真實(shí)值,內(nèi)阻的測量值均大于真實(shí)值,可知,電壓表接在處時的圖線為 ,電
壓表接在處時的圖線為,可知電源電動勢為 ,根據(jù)閉合電路歐姆定律有
,結(jié)合上述,電壓表接在 處時測量的是電流表與保護(hù)電阻、電源串聯(lián)等效新
電源的內(nèi)阻,結(jié)合圖線有,解得 ,由于電壓
表接在處時的系統(tǒng)誤差在于電壓表的分流,分流值為,當(dāng)時, ,即當(dāng)電
流表與滑動變阻器整體被短路時,測量數(shù)據(jù)點(diǎn)與真實(shí)數(shù)據(jù)點(diǎn)相同。
電壓表接在處時的系統(tǒng)誤差在于電流表的分壓,分壓值為,當(dāng)電流 時,
,即當(dāng)斷路時,測量數(shù)據(jù)點(diǎn)與真實(shí)數(shù)據(jù)點(diǎn)相同。可知,題圖丙中, 坐標(biāo)測
量值等于真實(shí)值,則這兩點(diǎn)
連線為理論的圖像,該連線的斜率等于電源與串聯(lián)的總電阻,則有 ,解得
,綜合上述可知或 。
圖丁
（3） 該組同學(xué)實(shí)際操作完成實(shí)驗(yàn)后，用計
算機(jī)處理數(shù)據(jù)如圖丁，發(fā)現(xiàn)理論上 圖
像的、 點(diǎn)幾乎就要重合，出現(xiàn)這種現(xiàn)象
可能的原因是____________。
0.20 3.90 0.20 3.91
0.26 3.50 0.26 3.59
0.32 3.25 0.32 3.30
0.38 2.95 0.38 3.01
0.44 2.55 0.44 2.69
0.50 2.21 0.50 2.40
0.56 1.87 0.56 2.05
【解析】 結(jié)合上述,等于電源電動勢,若實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)理論上圖像的、 點(diǎn)幾乎
就要重合,表明電壓表接在 處時的系統(tǒng)誤差很小,即電壓表的分流影響很小,可知,原因在
于電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電源內(nèi)阻與串聯(lián)的總電阻,即有 。
跳跳學(xué)長有話說
伏安法中電流表內(nèi)、外接法的選擇及誤差分析
電流表內(nèi)接法（相對電源） 電流表外接法（相對電源）
電路圖 ____________________________________ ______________________________________
適用條件 , 是大電阻 , 是小電阻
誤差原因 電流表的分壓, 電壓表的分流,
圖像 ______________________________________ （①真實(shí)值在測量值上方;②________ 無系統(tǒng)誤差,圖像近似A。） __________________________________
（①真實(shí)值在測量值上方;
②________無系統(tǒng)誤差,圖像近似 。）
口訣：真值在上,圖近似表 誤差結(jié)論 , ,
覺醒原創(chuàng)
1.某物理實(shí)驗(yàn)小組用圖甲的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，在氣墊導(dǎo)軌上安裝有一個光電門，
滑塊上固定一豎直遮光條，滑塊用細(xì)線繞過定滑輪與鉤碼相連。調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平，并
使細(xì)線與導(dǎo)軌平行。測出滑塊和遮光條的總質(zhì)量為，鉤碼質(zhì)量為 ，遮光條的寬度為
，遮光條到光電門之間的距離為 。現(xiàn)將滑塊從圖示位置由靜止釋放，滑塊經(jīng)過光電
門時鉤碼未著地，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間為 ，已知重力加速度大
小為 。
（1） 用螺旋測微器測得遮光條的寬度如圖乙所示，則遮光條的寬度______ 。
1.880
【解析】 螺旋測微器的讀數(shù)為 。
（2） 改變光電門的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測出多組和值，作出 圖像，作出的圖像
為一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，如果圖線的斜率為_ _______（用題中測量物理量符號表示），
則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。
【解析】 滑塊經(jīng)過光電門的速度為,鉤碼下落高度 ,根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律
可得 （【易錯】本題在分析實(shí)驗(yàn)原理時常會忽略鉤碼的動能,誤認(rèn)
為鉤碼減小的重力勢能等于滑塊增加的動能,其實(shí)應(yīng)將滑塊和鉤碼整體為研究對象,根據(jù)
系統(tǒng)的機(jī)械能守恒定律列方程。）,數(shù)學(xué)變換為,則 圖像的斜率為
時,可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
. .
. .
（3） 如果得出的圖像不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖丙所示，則導(dǎo)致這一誤差的原因是___。
B
A.滑塊和遮光條的總質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量不滿足
B. 測量的是從光電門到滑塊左端的距離
C.滑塊與氣墊導(dǎo)軌之間有微小的滑動摩擦力
D.鉤碼和滑塊在運(yùn)動過程中受到空氣阻力
【解析】 本題是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn),不用鉤碼的重力代替拉力,所以不需
要滿足 。
測量的是光電門到滑塊左端的距離,則的測量值偏小,作出 圖像可能如圖丙
所示。
滑塊與氣墊導(dǎo)軌之間有微小的滑動摩擦力和鉤碼、滑塊在運(yùn)動過程中受到空
氣阻力時,設(shè)受到的阻力大小為,根據(jù)動能定理有 ,數(shù)學(xué)變換
為, 圖像仍過坐標(biāo)原點(diǎn)。
2.某物理實(shí)驗(yàn)興趣小組用測量金屬絲的電阻率的實(shí)驗(yàn)裝置來精確測定電源的電動勢和內(nèi)
阻，現(xiàn)有下列器材:
A.待測電源電動勢約為，內(nèi)阻約為
B.靈敏電流計（量程為 ，內(nèi)阻未知）
C.電流表A（量程為，內(nèi)阻約為 ）
D.金屬絲的總電阻為
E.變阻箱
F.定值電阻
G.定值電阻
.定值電阻
.開關(guān)、導(dǎo)線若干
（1） 按如圖甲所示的電路圖連接好電路，先將變阻箱 的
阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，斷開開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻箱 ，
使靈敏電流計的示數(shù)大于量程的，讀出靈敏電流計 的示
數(shù)為，變阻箱的示數(shù)為；保持開關(guān) 閉合，再閉合開關(guān)
，調(diào)節(jié)變阻箱，使靈敏電流計的示數(shù)仍為 ，讀出變
阻箱的示數(shù)為；電流表A內(nèi)阻的表達(dá)式為 ________
（用、 表示）。
【解析】 第一次和第二次靈敏電流計示數(shù)相同,說明兩次測量的電路中電阻相等,閉合開
關(guān) 后將電流表A短路,則變阻箱的阻值要增大,變阻箱增大的阻值即為電流表A的內(nèi)阻,
即 。
（2） 根據(jù)以上方法正確測量出電流表A的內(nèi)阻為 ，該同學(xué)又設(shè)計了如圖乙所
示的電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻。電路中的定值電阻 為保護(hù)電阻，要完成實(shí)驗(yàn)，
要求無論線夾 夾在金屬絲上任何位置電流表A示數(shù)都不會超過電流表的量程，且電流表
A示數(shù)能達(dá)到三分之一量程以上，則保護(hù)電阻應(yīng)該選擇___（填器材前的選項(xiàng)字母）。
【解析】 設(shè)電路中的保護(hù)電阻最小值為,要使無論線夾 夾在金屬絲上任何位置,電
流表示數(shù)都不會超過電流表的量程,則有, ；設(shè)電路中的保
護(hù)電阻最大值為,電流表A示數(shù)能達(dá)到三分之一量程以上,則有 ,
,所以保護(hù)電阻只能選 。
（3） 按圖乙連接電路，金屬絲接在接線柱
、之間，線夾 夾在金屬絲上，與金屬
絲接觸良好，閉合開關(guān)前將線夾 夾在靠
近___（選填“或“”）端一側(cè)，閉合開關(guān) ，
通過多次改變線夾的位置，讀出線夾在不同
【解析】 閉合開關(guān)前將線夾夾在靠近 端一側(cè),以使閉合開關(guān)后電路中的電阻最大,電
路中的電流最小。
位置時電流表的示數(shù)、段金屬線的長度，作出 圖像如圖丙所示（圖中各量均
已知）。
（4） 該同學(xué)通過查資料得出了該金屬絲電阻率，用 表示，用螺旋測微器測出了金屬
絲的直徑為，已知電流表的內(nèi)阻為，結(jié)合圖丙中的數(shù)據(jù)，可求得電源的電動勢為
_ _______，內(nèi)阻為 __________________（用已知量符號和測得的物理量符號表示）。
【解析】 金屬絲接入電路的電阻為段；由閉合電路的歐姆定律 ,又根
據(jù)電阻定律,導(dǎo)體橫截面積,以上三式聯(lián)立解得 ,結(jié)
合題圖丙中圖線得,,解得電源電動勢 ,電源內(nèi)阻
。

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