实验专题 必修第一册实验（word版）-【精英1号】2025年高中物理学考笔记·专题提升训练

实验专题 必修第一册实验 1．[2023·浙江高二·学业考试]在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图甲所示。 (1)需要的实验操作有________。 A．调节滑轮使细线与轨道平行 B．倾斜轨道以补偿阻力 C．小车靠近打点计时器由静止释放 D．先接通电源再释放小车 (2)经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段。如图乙所示。选取连续打出的点0、1、2、3、4为计数点，则计数点1的读数为________ cm。已知打点计时器所用交变电源的频率为50 Hz，则打计数点2时小车的速度大小为________ m/s。(结果保留3位有效数字) (3)用图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验，实验中细线拉力大小近似等于重物所受重力大小，则实验中重物应选用下图中的________(选填“A”、“B”或“C”)。 A B C 【答案】(1)ACD　(2)2.75　1.48　(3)C 【解析】(1)实验需要调节滑轮使细线与轨道平行，选项A正确；该实验只要使得小车加速运动即可，不需要倾斜轨道补偿阻力，选项B错误；为了充分利用纸带，则小车靠近打点计时器由静止释放，选项C正确；先接通电源再释放小车，选项D正确。故选A、C、D。 (2)打计数点2时小车的速度为1、3之间的平均速度；由图乙可知计数点1的读数为2.75 cm，计数点3的读数为8.65 cm；已知打点计时器所用交变电源的频率为50 Hz，则打点周期T＝0.02 s，则打计数点2时小车的速度大小为v2＝＝ m/s≈1.48 m/s (3)实验中细线拉力大小近似等于重物所受重力大小，则需要满足重物的质量远远小于小车的质量，故实验中重物应选用图中的C。故选C。 2．打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题。 (1)甲图所示是______________(选填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”) (2)电磁打点计时器使用的电源是________(选填“交变8 V”或“交变220 V”)电源，实验室使用我国民用交流电(频率50 Hz)时，如果每相邻的计数点间还有4个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为________。 (3)关于本实验，下列说法正确的是________。 A．两种打点计时器使用时都必须用复写纸 B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源 C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小 D．纸带上打的点越密，说明物体运动得越快 【答案】(1)电火花计时器　(2)交变8 V　0.1 s　(3)C 【解析】(1)根据图中结构可知为电火花计时器。 (2)电磁打点计时器使用的电源是交变8 V。每相邻的计数点间还有4个点未标出，说明一共有5个打点计时器的时间间隔，所以时间为t＝5× s＝0.1 s。 (3)电磁打点计时器使用时必须用复写纸，电火花打点计时器使用时必须用墨粉纸盘，A错误；在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，后让物体运动，B错误；使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小，C正确；纸带上打的点越密，说明同样的时间间隔物体运动的距离越短，则物体运动的越慢，D错误。故选C。 3．[2023·浙江舟山·学考模拟]在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中， (1)下列给出的器材中，有一部分已经选好了，请选出还需要的器材。 A．电火花计时器　B．天平　C．低压交变电源　D．低压直流电源　E．细绳和纸带　F．钩码和小车　G．停表　H．一端有滑轮的长木板　I．刻度尺 选出的器材有A、E、F、H，还需要________。 (2)某同学按照以下步骤进行操作： A．换上纸带重复做三次，选择一条较为理想的纸带； B．将打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，接上所需电源； C．把小车停在靠近打点计时器的地方，先放开小车，再启动计时器； D．断开电源，取下纸带； E．把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上钩码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过打点计时器。 以上步骤有错误的是________(填步骤前的字母)，应更正为________；步骤合理的顺序是________(填步骤前的字母)。 (3)下图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点(A点为第一个点)，相邻计数点间时间间隔T＝0.1 s。 ①计算各点的瞬时速度，vD＝_______ m/s，vC＝________ m/s。(结果保留三位有效数字) ②由上图给出的数据，用逐差法求出小车运动的加速度a＝________ m/s2。(结果保留三位有效数字) 【答案】(1)I　(2)C　先接通电源，再放开小车　BECDA　(3)3.90　2.64　12.6 【解析】(1)电火花计时器需要220 V交变电源，不需要低压交变电源和直流电源；也不需要天平和停表；需要刻度尺用于测量纸带上各点到起点之间的距离，故选I。 (2)步骤有错误的是C，实验中为了能够在长度有限的纸带上尽可能多地获取数据，应先接通电源，再放开小车。 实验时，将打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，接上电源，把一条细绳拴在小车前端，绳跨过滑轮挂上钩码，把纸带固定在小车后端并让纸带穿过打点计时器，把小车停在靠近打点计时器的地方，先接通电源，再放开小车，待小车运动一段合适的距离后，断开电源，取下纸带，之后换上纸带重复多次，选择一条较为理想的纸带。所以步骤合理的顺序是BECDA。 (3)①打点计时器打下D点时小车的速度大小等于打C、E两点间小车的平均速度大小，即 vD＝＝ m/s＝3.90 m/s， 同理vC＝＝ m/s＝2.64 m/s， ②根据逐差法可得小车的加速度大小为 a＝＝ m/s2＝12.6 m/s2。 4．[2023·浙江温州·高一统考期末]小王同学用力传感器探究弹簧的弹力与伸长量的关系，如图甲所示，他将一轻质弹簧一端固定于铁架台上，用力传感器竖直向下拉弹簧下端，读出多组拉力F及其对应的标尺刻度x。所得数据记录在下列表格中： 请根据题意回答下列问题： (1)在图乙中，弹簧自然下垂时，标尺的刻度为________ cm。 (2)在丙图的坐标纸上画出第一组数据对应的坐标点，并作出F­x关系图像。 (3)根据图像得到该弹簧的劲度系数为________ N/m。(结果保留三位有效数字) 【答案】(1)10.00(9.99、10.00、10.01、10.02均可) (2) (3)23.2(22.8、22.9、23.0、23.1、23.2、23.3、23.4均可) 【解析】(1)标尺的最小刻度为1 mm，故标尺的刻度值为 x0＝10.00 cm。 (2)观察各点分布在一条直线上，故用一条直线进行拟合，让尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，如图所示。 (3)由胡克定律可知 k＝＝ N/cm≈23.2 N/m。 5．某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。 (1)如图所示，用一个弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到O，读得弹簧测力计的示数F′＝________。 (2)实验时，主要的步骤是 A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上 B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套 C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数 D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F E．只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长到与原来相同的长度，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示 F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否近似相等，得出结论 上述步骤中，有重要遗漏或错误的两个步骤的标号是________。 (3)某同学多次实验得到4组数据，可以肯定错误的是________。 A．F1＝3.00 N，F2＝4.00 N，F′＝5.00 N B．F1＝3.00 N，F2＝4.30 N，F′＝9.20 N C．F1＝5.10 N，F2＝4.20 N，F′＝2.20 N D．F1＝3.10 N，F2＝3.10 N，F′＝3.10 N 【答案】(1)3.00 N　(2)CE　(3)B 【解析】(1)由题图可知弹簧测力计的读数为3.00 N。 (2)本实验为了探究两个互成角度的力的合成规律，采用的方法是力的图示法，做出合力理论值和实际值，然后进行比较，得出结果。所以试验时，除了要记录测力计的读数外，还需要记下沿绳子距离O较远的某点，以便确定拉力的方向。步骤C中未记下两条细绳的方向。步骤E中未说明把橡皮条的结点拉到位置O，故选C、E。 (3)根据三角形法则可知≤F′≤。故选B。 6．[2023·浙江杭州·联考]某实验小组做“验证牛顿第二定律”的实验，所使用的实验装置如图甲所示。砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。实验中用砂和砂桶的总重力的大小作为细线对小车和砝码的合力大小。 (1)下列说法正确的是________。 A．每次改变小车与砝码的质量后，都应重新平衡摩擦力 B．实验时应先释放小车后接通电源 C．本实验应使m远大于M D．小车与定滑轮之间的细线应跟长木板保持平行 (2)实验中要进行质量m和M的选取，下列最合理的一组是________。 A．M＝100 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g B．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g C．M＝400 g，m＝10 g、15g、20 g、25g、30 g、40 g D．M＝400 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g (3)实验中打出的一条纸带的一部分如图乙所示，从比较清晰的点计起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有4个计时点没有标出，测出各计数点与A点之间的距离，已知打点计时器接频率为50 Hz的交变电源，则此次实验中小车运动的加速度大小为________ m/s2。(结果保留两位有效数字) 【答案】(1)D　(2)C　(3)1.0 【解析】(1)每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，故A错误；实验时应先接通电源后释放小车，故B错误；实验中为了保证砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，需要满足m远小于M，故C错误；小车与定滑轮之间的细线应跟长木板保持平行，保证合力方向不变，故D正确。故选D。 (2)设绳子上拉力为F，以整体为研究对象有 mg＝(m＋M)a，F＝Ma，整理得F＝Mg，显然要有F＝mg， 则必有m≪M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于砂和砂桶的重力，故最合理的是C。故选C。 (3)相邻两个计数点之间还有4个计时点没有标出，相邻两个计数点时间间隔T＝0.02×5＝0.1 s， 由逐差法可知a＝≈1.0 m/s2。 7．如图所示，在“研究共点力的合成”的实验中： (1)下列操作对减小实验误差有益的是________。 A．拉橡皮筋的细绳尽量长些 B．两细绳需等长 C．拉橡皮筋时，弹簧测力计、细绳、橡皮筋都与木板平行 D．两个弹簧测力计同时拉时，两弹簧测力计的拉力大小尽量相差得大些 E．标记同一细绳方向的两点尽量远些 (2)甲、乙两同学配合操作实验。他们对弹簧测力计校准后，用两个弹簧测力计互成角度地把细绳与橡皮筋的连结点拉到某位置，乙同学在结点正下方标记O′点，并记录下两个测力计细绳方向点A、B和读数分别为3.8 N和4.2 N。请你根据平行四边形法则作出合力的图示。 【答案】(1)A、C、E　 (2) 【解析】(1)拉橡皮筋的细绳尽量长些，这样可减小记录力的方向时产生的误差，选项A正确；两细绳不一定要取等长，选项B错误；拉橡皮筋时，弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行，选项C正确；两个弹簧测力计同时拉时，如两弹簧测力计的拉力大小相差得大些，这样势必会造成一个弹簧测力计的示数较小，不利于减小测量力大小的相对误差，故D错误；标记同一细绳方向的两点尽量远些，这样可减小记录力的方向时产生的误差，选项E正确。故选A、C、E。 (2)根据平行四边形法则作出合力的图示如图所示。 8．在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中： (1)某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图所示。请指出该装置中的错误或不妥之处(填两处)： a．______________________________________________________________ b．______________________________________________________________ (2)另有甲、乙、丙三位同学各自独立探究加速度与拉力的关系，在实验中保持小车质量m不变。如图(a)所示是甲同学根据测量数据画出的加速度随拉力变化的图像，图线没有过原点表明______________________________________。如图(b)所示是乙、丙两同学做出的加速度随拉力变化的图像，乙、丙实验中小车质量的关系是m乙________m丙。 【答案】(1)打点计时器不应使用干电池，应使用交变电源　实验中没有平衡小车的摩擦力　小车初始位置离打点计时器太远(任选两条即可)　(2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够　m乙<m丙 【解析】(1)该实验中电磁打点计时器是利用8 V的交变电源，电火花计时器是利用220 V交变电源，而不是直流电源。为了尽可能地利用纸带在释放前小车应紧靠打点计时器；在本实验中我们认为绳子的拉力等于物体所受的合外力，故在实验前要首先平衡摩擦力。 (2)当F不等于零，加速度仍为零，可知没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够，由a＝可知，m乙<m丙。 学科网（北京）股份有限公司 $$