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研究近年物理探究性实验试题发现，从选材内容来看，基本上是属于“新”的“旧”实验，从题目的设计来看，所选实验的问题情境在教材上都能找到原形，但又不是教材中所列实验的简单重复．这类题目大多以课本实验为背景，通过改变实验条件或增加实验条件的限制，具有一定的新颖性和开放性．
探究性实验试题的题给信息的呈现形式已趋于多元化，已知条件的给出方式和计算结果的表述方式更加灵活多样，其往往以表格、图象、图片、纸带等形式出现，解决这类问题一定要全面考虑所给信息，舍弃无效的干扰信息，得出正确结论．读取数据——建立表格——确立图象——得出结论——误差分析——检验结论是解决探究性实验的一般解题步骤．
探究性实验一般采用图象法处理实验数据，作图时要设法选择适当的物理量作横纵坐标轴，使图象线性化，即“变曲为直”．例如探究加速度与质量的关系，将a—1/m图象改画成a—m图象；探究动能定理实验，作出△Ek—W图象；探究电源的电动势和内阻实验，作出1/u—1/R图象．解题时要从图象的“点”“线”“面”（积），“斜”（率）“量”（物理量）“截”（距）“单”（位）以及曲线的走势等关键环节入手．
一、探究弹力和弹簧伸长的关系
例1 为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．实验测得了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据，六组对应点已在图上标出，如图1．（g = 9.8 m/s2)
（1）作出m-l的关系图线；
（2）弹簧的劲度系数为N/m.
命题意图：考查探究弹力与弹簧形变量的关系，也考查了考生利用图象处理数据的能力．
解析：本题以探究弹力和弹簧伸长的关系实验切入，利用m-l关系图线求弹簧的劲度系数．由平衡条件得mg = kx = k(l-l0)，解得m=k/g (l-l0)．由作出的m-l关系图线可知，图线斜率等于0.262 g/cm = 0.0262 kg/m.．由k/g = 0.0262可得弹簧的劲度系数为k = 0.0262×9.8 N/m = 0.258 N/m
答案：（1）如图2所示 （2）0.248~0.262
点拨：要善于采用图象法处理实验数据，并利用m-l关系图线求弹簧的劲度系数．
二、测定动摩擦因数
例2 某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案．如图3所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端．开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音．保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音．用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x．（空气阻力对本实验的影响可以忽略）
（1）滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为 ．
（2）滑块与斜面间的动摩擦因数为 ．
（3）以下能引起实验误差的是 ．
a. 滑块的质量 b. 当地重力加速度的大小 c. 长度测量時的读数误差 d. 小球落地和滑块撞击挡板不同时
命题意图：考查综合运用力学知识解决问题的能力，考查的实验原理有共点力平条件、牛顿第二定律、动能定理等.
解析：由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块运动时间相同，由
和联立解得滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为. 对滑块，，而，
，，联立解得
．由可知，能
引起实验误差的是长度x、h、H测量时的读数误差和小球落地和滑块撞击挡板不同时造成的误差．
答案：（1）x/H （2）(h- x2/H ) （3）cd
点拨：测定动摩擦因数实验是利用已有实验知识的设计性实验，高考命题综合性较强，难度中等，而探究用一把尺子测定动摩擦因数的实验涉及巧妙，可操作性强，可重复性强，难度不大．其基本思路是设定一个物体相对另一物体滑动，使动摩擦因数关联于滑动摩擦力的表达式中
三、探究加速度与力的关系、加速度与质量的关系
例3 某同学设计了如图4所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d．开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t．
（1）木板的加速度可以用d、t表示为a= ；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是（一种即可） ．
（2）改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系．下列图象能表示该同学实验结果的是．
A．B． C．D．
（3）用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是 ．
a.可以改变滑动摩擦力的大小
b.可以更方便地获取多组实验数据
c.可以比较精确地测出摩擦力的大小
d.可以获得更大的加速度以提高实验精度
命题意图：本题考查探究加速度与力的关系实验，意在考查考生对新颖实验情景的把握和理解，以及实验能力、分析能力和综合运用知识的能力．
解析：（1）由于木板从静止开始做匀加速直线运动，由得．（2）由牛顿第二定律可得，解得，此实验要求水的质量必须远远小于木板质量，当矿泉水瓶中水的质量逐渐增大到一定量后，图象将向下弯曲，所以能够表示该同学实验结果的图象是图C．（3）由于水的质量可以几乎连续变化，所以可以方便地获取多组实验数据，所以选项b正确．
答案：（1） 增大d或让F1大于F0的前提下尽量小 （2）C （3）b
点拨：探究加速度与力的关系、加速度与质量的关系实验是关于牛顿第二定律的重要实验，是高考命题频率较高的实验，考生在复习中要多加注意．
四、探究动能定理
例4 某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”，如图5甲，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小．小车中可以放置砝码．
（1）实验主要步骤如下：
①测量 和拉力传感器的总质量M1．把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路．
②将小车停在C点，
，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度．
③在小车中增加砝码，或 ，重复②的操作．
（2）表1是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，︱v22—v12|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量△E，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中△E3=______，W3=_______.(结果保留三位有效数字)
（3）根据表1，请在图5乙中的方格纸上作出△E— W图线．
命题意图：该题考查考生实验基本操作和分析处理数据的能力．动能定理是高中物理的重要规律，探究动能定理实验是高考考查的重点．
解析：比较第1、2、3次实验数据可知，当拉力由0.400 N增大到0.840 N时，拉力做功由0.200 J增大到0.420 J，即拉力做功与拉力大小成正比，所以W3=1.220/0.400×0.200 J=0.610 J．同样，比较第1、2、3次实验数据可知，当两个速度传感器记录速度的平方差|v22-v12|由0.760 (m/s)2增大到1.65 (m/s)2时，动能变化量△E由0.190 J增大到0.413 J，即动能变化量△E与速度的平方差|v22-v12|成正比，所以△E3 = 2.40/0.760×0.19 J = 0.600 J．
答案：（1）①小车 ②放开小车 ③改变细线上钩码的个数（2）0.600 0.610（3） △E-W图线如图6．
点拨：探究功与速度变化的关系实验是新课标教材增加的实验，该题对该实验进行深化，将打点计时器和纸带换成了速度传感器．分析表格中的实验数据要能够通过浏览表格中的数据，找出数据之间的关系，也可通过分析实验过程，W是F在A、B间所做的功，位移不变，由功的定义得到功W与拉力F成正比，从而利用比例关系得出W3的值．由动能的定义式可知，当物体质量M一定时，动能变化量△E与物体速度的平方差成正比，从而利用比例关系得出△E3的值．
五、探究电源的电动势和内阻
例5 现有一种特殊的电池，它的电动势E约为 9 V，内阻r约为50 Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图7（a）所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，阻值范围0～9 999 Ω，R0是定值电阻，起保护电路的作用．
（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：
A. 10 Ω2.5 WB. 100 Ω 1.0 W
C. 200 Ω 1.0 W D. 2 000 Ω 5.0 W
本实验应选哪一种规格？
（2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图7（b）所示的图线（已知该直线的截距為0.1 V-1）．则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为 V，内阻r为Ω.
命题意图：对课本实验原理的迁移与变式，器材选择、电路原理分析、数形结合等综合应用能力的考查．
答案：（1）C （2）10 46±2
点拨：写出用测量量表示待测量的表达式是电学实验最常见的题型，实际上是把测量量作为已知，然后根据串、并联关系，应用欧姆定律求待测量．
求学提示：由于篇幅有限，有关理综实验题的更多命题热点和解题方法请参见《求学》增刊《求学·2012年高考理综实验题满分突破》。
探究性实验试题的题给信息的呈现形式已趋于多元化，已知条件的给出方式和计算结果的表述方式更加灵活多样，其往往以表格、图象、图片、纸带等形式出现，解决这类问题一定要全面考虑所给信息，舍弃无效的干扰信息，得出正确结论．读取数据——建立表格——确立图象——得出结论——误差分析——检验结论是解决探究性实验的一般解题步骤．
探究性实验一般采用图象法处理实验数据，作图时要设法选择适当的物理量作横纵坐标轴，使图象线性化，即“变曲为直”．例如探究加速度与质量的关系，将a—1/m图象改画成a—m图象；探究动能定理实验，作出△Ek—W图象；探究电源的电动势和内阻实验，作出1/u—1/R图象．解题时要从图象的“点”“线”“面”（积），“斜”（率）“量”（物理量）“截”（距）“单”（位）以及曲线的走势等关键环节入手．
一、探究弹力和弹簧伸长的关系
例1 为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．实验测得了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据，六组对应点已在图上标出，如图1．（g = 9.8 m/s2)
（1）作出m-l的关系图线；
（2）弹簧的劲度系数为N/m.
命题意图：考查探究弹力与弹簧形变量的关系，也考查了考生利用图象处理数据的能力．
解析：本题以探究弹力和弹簧伸长的关系实验切入，利用m-l关系图线求弹簧的劲度系数．由平衡条件得mg = kx = k(l-l0)，解得m=k/g (l-l0)．由作出的m-l关系图线可知，图线斜率等于0.262 g/cm = 0.0262 kg/m.．由k/g = 0.0262可得弹簧的劲度系数为k = 0.0262×9.8 N/m = 0.258 N/m
答案：（1）如图2所示 （2）0.248~0.262
点拨：要善于采用图象法处理实验数据，并利用m-l关系图线求弹簧的劲度系数．
二、测定动摩擦因数
例2 某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案．如图3所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端．开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音．保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音．用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x．（空气阻力对本实验的影响可以忽略）
（1）滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为 ．
（2）滑块与斜面间的动摩擦因数为 ．
（3）以下能引起实验误差的是 ．
a. 滑块的质量 b. 当地重力加速度的大小 c. 长度测量時的读数误差 d. 小球落地和滑块撞击挡板不同时
命题意图：考查综合运用力学知识解决问题的能力，考查的实验原理有共点力平条件、牛顿第二定律、动能定理等.
解析：由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块运动时间相同，由
和联立解得滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为. 对滑块，，而，
，，联立解得
．由可知，能
引起实验误差的是长度x、h、H测量时的读数误差和小球落地和滑块撞击挡板不同时造成的误差．
答案：（1）x/H （2）(h- x2/H ) （3）cd
点拨：测定动摩擦因数实验是利用已有实验知识的设计性实验，高考命题综合性较强，难度中等，而探究用一把尺子测定动摩擦因数的实验涉及巧妙，可操作性强，可重复性强，难度不大．其基本思路是设定一个物体相对另一物体滑动，使动摩擦因数关联于滑动摩擦力的表达式中
三、探究加速度与力的关系、加速度与质量的关系
例3 某同学设计了如图4所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d．开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t．
（1）木板的加速度可以用d、t表示为a= ；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是（一种即可） ．
（2）改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系．下列图象能表示该同学实验结果的是．
A．B． C．D．
（3）用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是 ．
a.可以改变滑动摩擦力的大小
b.可以更方便地获取多组实验数据
c.可以比较精确地测出摩擦力的大小
d.可以获得更大的加速度以提高实验精度
命题意图：本题考查探究加速度与力的关系实验，意在考查考生对新颖实验情景的把握和理解，以及实验能力、分析能力和综合运用知识的能力．
解析：（1）由于木板从静止开始做匀加速直线运动，由得．（2）由牛顿第二定律可得，解得，此实验要求水的质量必须远远小于木板质量，当矿泉水瓶中水的质量逐渐增大到一定量后，图象将向下弯曲，所以能够表示该同学实验结果的图象是图C．（3）由于水的质量可以几乎连续变化，所以可以方便地获取多组实验数据，所以选项b正确．
答案：（1） 增大d或让F1大于F0的前提下尽量小 （2）C （3）b
点拨：探究加速度与力的关系、加速度与质量的关系实验是关于牛顿第二定律的重要实验，是高考命题频率较高的实验，考生在复习中要多加注意．
四、探究动能定理
例4 某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”，如图5甲，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小．小车中可以放置砝码．
（1）实验主要步骤如下：
①测量 和拉力传感器的总质量M1．把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路．
②将小车停在C点，
，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度．
③在小车中增加砝码，或 ，重复②的操作．
（2）表1是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，︱v22—v12|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量△E，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中△E3=______，W3=_______.(结果保留三位有效数字)
（3）根据表1，请在图5乙中的方格纸上作出△E— W图线．
命题意图：该题考查考生实验基本操作和分析处理数据的能力．动能定理是高中物理的重要规律，探究动能定理实验是高考考查的重点．
解析：比较第1、2、3次实验数据可知，当拉力由0.400 N增大到0.840 N时，拉力做功由0.200 J增大到0.420 J，即拉力做功与拉力大小成正比，所以W3=1.220/0.400×0.200 J=0.610 J．同样，比较第1、2、3次实验数据可知，当两个速度传感器记录速度的平方差|v22-v12|由0.760 (m/s)2增大到1.65 (m/s)2时，动能变化量△E由0.190 J增大到0.413 J，即动能变化量△E与速度的平方差|v22-v12|成正比，所以△E3 = 2.40/0.760×0.19 J = 0.600 J．
答案：（1）①小车 ②放开小车 ③改变细线上钩码的个数（2）0.600 0.610（3） △E-W图线如图6．
点拨：探究功与速度变化的关系实验是新课标教材增加的实验，该题对该实验进行深化，将打点计时器和纸带换成了速度传感器．分析表格中的实验数据要能够通过浏览表格中的数据，找出数据之间的关系，也可通过分析实验过程，W是F在A、B间所做的功，位移不变，由功的定义得到功W与拉力F成正比，从而利用比例关系得出W3的值．由动能的定义式可知，当物体质量M一定时，动能变化量△E与物体速度的平方差成正比，从而利用比例关系得出△E3的值．
五、探究电源的电动势和内阻
例5 现有一种特殊的电池，它的电动势E约为 9 V，内阻r约为50 Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图7（a）所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，阻值范围0～9 999 Ω，R0是定值电阻，起保护电路的作用．
（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：
A. 10 Ω2.5 WB. 100 Ω 1.0 W
C. 200 Ω 1.0 W D. 2 000 Ω 5.0 W
本实验应选哪一种规格？
（2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图7（b）所示的图线（已知该直线的截距為0.1 V-1）．则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为 V，内阻r为Ω.
命题意图：对课本实验原理的迁移与变式，器材选择、电路原理分析、数形结合等综合应用能力的考查．
答案：（1）C （2）10 46±2
点拨：写出用测量量表示待测量的表达式是电学实验最常见的题型，实际上是把测量量作为已知，然后根据串、并联关系，应用欧姆定律求待测量．
求学提示：由于篇幅有限，有关理综实验题的更多命题热点和解题方法请参见《求学》增刊《求学·2012年高考理综实验题满分突破》。