专题限时评价12-【名师导航】2025年高考物理二轮总复习教师用书（通用版）

专题限时评价(十二) (建议用时：75分钟) 1．(2024·广东卷)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是____________________________________________ ________________________。 图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50 Hz，则小车的加速度大小为　　　m/s2(结果保留3位有效数字)。 甲 乙 (2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用50分度的游标卡尺测量一圆柱体的长度，示数如图丙所示，图丁为局部放大图，读数为________cm。 丙 丁 (3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节，打开并调节________，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头。调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到________。 解析：(1)小车的加速度大小 a＝ m/s2 　≈2.86 m/s2。 (2)游标卡尺读数为 4．1 cm＋5×0.02 mm＝4.110 cm。 (3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节，打开并调节光源，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头，调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到干涉条纹。 答案：(1)平衡摩擦力　2.86　(2)4.110　(3)光源　干涉条纹 2．(2024·荆州模拟)要探究加速度与合力关系，某同学设计了如图甲所示实验装置，其中长木板放在水平桌面上，小车的质量为m，当地重力加速度为g(不计纸带运动中受到的阻力)。 甲 (1)调节沙桶中沙的质量，调节定滑轮的高度，使连接小车的细线与长木板平行，小车靠近打点计时器，接通电源，轻推小车，结果打点计时器打出的点间隔均匀，弹簧测力计的示数为F0，则小车受到的阻力大小等于________。 (2)不悬挂沙桶，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，当木板与水平面的夹角为θ，且tan θ＝________时，接通电源，轻推小车，则打点计时器在纸带上打出的点间隔均匀。 (3)平衡阻力后进行实验，某次实验打出的纸带如图乙所示，O、A、B、C、D为计数点，打相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，根据纸带求得小车运动的加速度a＝________m/s2(结果保留2位有效数字)。 乙 (4)平衡阻力后，保持小车的质量m不变，多次改变沙桶中沙的质量进行实验，得到多组小车的加速度a和弹簧测力计的示数F，作出a-F图像，则可能的是________(选填“丙”或“丁”)。 丙 丁 解析：(1)根据力的平衡，小车受到的阻力大小等于F0。 (2)由(1)可知，μmg＝F0，μ＝，平衡阻力时，当tan θ＝μ＝时，阻力平衡。 (3)根据匀变速直线运动的推论公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小，小车运动的加速度为a＝＝ m/s2≈0.39 m/s2。 (4)由于小车受到的合力等于弹簧测力计的示数F，F＝ma，因此作出的a-F图像就是过原点的一条直的斜线，丙正确。 答案：(1)F0　(2)　(3)0.39　(4)丙 3．(2023·全国乙卷)在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤： (1)用图钉将白纸固定在水平木板上。 (2)将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力F1和F2的大小，并　　　　　。 A. 用刻度尺量出橡皮条的长度 B. 用刻度尺量出两细线的长度 C. 用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置 D. 用铅笔在白纸上标记出两细线的方向 (3)撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到　　　　　　　，由测力计的示数得到拉力F的大小，沿细线标记此时F的方向。 (4)选择合适标度，由步骤(2)的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作F1和F2的合成图，得出合力F′的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力F的图示。 (5)比较F′和F的________，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。 解析：(2)将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上；将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计；用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力F1和F2的大小，还需要用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置以及用铅笔在白纸上标记出两细线的方向，故选C、D。 (3)撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到标记的位置，由测力计的示数得到拉力F的大小，沿细线标记此时F的方向。 (5)比较F′和F的大小和方向，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。 答案：(2)CD　(3)标记的位置　(5)大小和方向 4．(2022·福建卷)某实验小组利用图甲所示装置验证小球平抛运动的特点。实验时，先将斜槽固定在贴有复写纸和白纸的木板边缘，调节槽口水平并使木板竖直；把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O，建立Oxy坐标系，然后从斜槽上固定的位置释放小球，小球落到挡板上并在白纸上留下印迹；上下调节挡板进行多次实验。实验结束后，测量各印迹中心点O1、O2、O3、…的坐标，并填入表格中，计算对应的x2值。 O1 O2 O3 O4 O5 O6 y/cm 2.95 6.52 9.27 13.20 16.61 19.90 x/cm 5.95 8.81 10.74 12.49 14.05 15.28 x2/cm2 35.4 77.6 115.3 156.0 197.4 233.5 甲 乙 (1)根据上表数据，在图乙给出的坐标纸上补上O4数据点，并绘制y-x2图线。 (2)由y-x2图线可知，小球下落的高度y与水平距离的平方x2成　　　　　　(选填“线性”或“非线性”)关系，由此判断小球下落的轨迹是抛物线。 (3)由y-x2图线求得斜率k，小球平抛运动的初速度表达式为v0＝________(用斜率k和重力加速度g表示)。 (4)该实验得到的y-x2图线常不经过原点，可能的原因是　　　　　　　。 解析：(1)根据题表中数据在坐标纸上描出O4数据点，并绘制y-x2图线如图所示。 (2)由y-x2图线为一条倾斜的直线可知，小球下落的高度y与水平距离的平方x2成线性关系。 (3)根据平抛运动规律可得x＝v0t，y＝gt2，联立可得y＝g2＝x2，可知y-x2图线的斜率为k＝，解得小球平抛运动的初速度为v0＝。 (4)y-x2图线是一条直线，但常不经过原点，说明实验中测量的y值偏大或偏小，这是实验中所取的小球的水平射出点未与O点重合造成的。 答案：(1)见解析图　(2)线性　(3)　(4)水平射出点未与O点重合 5．物理社团的同学利用实验室提供的传感器设计了如图甲所示的实验装置，用以探究加速度与力的关系，以及验证机械能守恒定律。他们将附有刻度尺的气垫导轨调整水平，在导轨左侧P2处固定一光电门，将轻绳一端固定在P1点，另一端与滑块相连，滑块上安装遮光条和加速度传感器，并且可以增加砝码以改变其质量，在轻绳上通过不计质量的动滑轮悬挂一个重物。打开气泵，将滑块从导轨右侧P3处由静止释放，记录加速度传感器的数值、遮光条通过光电门的时间以及P2和P3之间的距离。已知重物的质量为m，遮光条的宽度为d，重力加速度为g，滑块、遮光条、加速度传感器以及砝码的总质量用m总表示，遮光条通过光电门的时间用t表示，加速度传感器的示数用a表示，P2和P3之间的距离用L表示。 甲 乙 (1)若某次实验中遮光条挡光时间为t1，则此时滑块的速度为________，重物的速度为________。 (2)该社团同学首先保持L不变，改变m总，进行了若干次实验，根据实验数据画出了如图乙所示的一条过坐标原点的直线，其纵轴为加速度a，经测量其斜率恰为重力加速度g，则该图线的横轴为________(用所给的字母表示)。 (3)接下来他们欲验证该过程中系统机械能守恒，使滑块总质量保持为m0不变，改变L进行若干次实验，根据实验数据画出的L-图线也是一条过原点的直线，若图线斜率为k，则需满足k＝　　　　　(用所给的字母表示)。 解析：(1)滑块的速度为v1＝，重物的速度为v2＝＝。 (2)由题意知滑块加速度为a，则重物的加速度为；由牛顿第二定律可得mg－2m总a＝ma，整理得a＝g；如题图乙所示的一条过坐标原点的直线，其纵轴为加速度a，经测量其斜率恰为重力加速度g，则该图线的横轴为。 (3)由机械能守恒定律可得mg＝m02＋m2，整理可得L＝·；根据实验数据画出的L-图线也是一条过原点的直线，若图线斜率为k，则k＝。 答案：(1)　　(2)　(3) 6．A和B两位同学约定周末在家里各自找器材测定当地的重力加速度。 (1)A同学用手机拍摄小球自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。他从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度尺如图乙所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为 s，刻度尺的分度值是1 mm，他将测量小球位置时的数据记录在下表中，请帮助他完成表格。 甲 乙 小球的位置 图(a) 图(b) 图(c) 刻度尺的读数/cm 2.00 25.90 　　　 (2)A同学测得当地的重力加速度大小为________m/s2(结果保留2位小数)。 (3)B同学在家里找到了一块外形不规则的小金属挂件代替摆球做了一个如图丙所示的单摆，具体操作如下：用刻度尺测量O、N间细线的长度L，将挂件拉开一个比较小的角度(角度小于5°)，然后由静止释放，从挂件摆至最低处开始用手机计时，测出多次全振动的总时间并计算出单摆的周期T。该同学改变O、N间细线的长度先后做了两次实验，记录细线的长度及单摆对应的周期分别为L1、T1和L2、T2(已知L1小于L2)，由此测得的重力加速度为________(用L1、L2、T1、T2表示)。 丙 解析：(1)由表格中图(a)和图(b)的数据可知，A同学记录了图中小球顶端的位置，则由题图(c)及刻度尺的分度值为1 mm可知，此时的数据应为76.70 cm，由于可能存在误差，则76.69～76.71 cm均可。 (2)根据逐差法求解加速度的方法，可得g＝ m/s2≈9.68 m/s2，由于可能存在误差，则9.69 m/s2也正确。 (3)设摆长与细线长度之间的差值为x，根据单摆周期公式可得T1＝2π，T2＝2π，联立方程得g＝。 答案：(1)76.70(76.69～76.71均可)　(2)9.68(9.69也正确)　(3) 7．某实验小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，在动滑轮的下方悬挂重物A、定滑轮的右侧悬挂重物B，重物B上固定一遮光条，遮光条的宽度为d，已知A、B的质量相等，悬挂滑轮的轻质细线始终保持竖直，滑轮的质量忽略不计。 甲 (1)开始时，绳绷直，重物A、B处于静止状态。释放后，A、B开始运动，测出遮光条通过光电门的时间t，则重物B经过光电门时的速度为v＝　　　　　(用题中所给的字母表示)。 (2)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。 乙 (3)调整B开始释放的位置到光电门之间的高度H，得到多组时间t。如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为　　　　　(已知当地重力加速度大小为g，用实验中所测得的物理量的字母表示)。 解析：(1)根据速度公式，重物B经过光电门时的速度为v＝。 (2)遮光条的宽度为1.0 cm＋0.005 cm×4＝1.020 cm。 (3)设A、B重物的质量为m，根据机械能守恒定律有mgH－＝m2＋m2，化简得gH＝。 答案：(1)　(2)1.020　(3)gH＝ 8．(2024·新课标卷)某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水平桌面上，轨道末段水平，右侧端点在水平木板上的垂直投影为O，木板上叠放着白纸和复写纸。实验时先将小球a从斜槽轨道上Q处由静止释放，a从轨道右端水平飞出后落在木板上；重复多次，测出落点的平均位置P与O点的距离x，将与a半径相等的小球b置于轨道右侧端点，再将小球a从Q处由静止释放，两球碰撞后均落在木板上；重复多次，分别测出a、b两球落点的平均位置M、N与O点的距离xM、xN。 完成下列填空： (1)记a、b两球的质量分别为ma、mb，实验中须满足条件ma________(选填“>”或“<”)mb； (2)如果测得的xP、xM、xN、ma和mb在实验误差范围内满足关系式　　　　　　，则验证了两小球在碰撞中满足动量守恒定律。实验中，用小球落点与O点的距离来代替小球水平飞出时的速度，依据是_________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：(1)为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求ma>mb。 (2)两球离开斜槽后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们做平抛运动的时间t相等，碰撞前a球的速度大小v0＝ 碰撞后a球的速度大小va＝ 碰撞后b球的速度大小vb＝ 如果碰撞过程系统动量守恒，则碰撞前后系统动量相等，则mav0＝mava＋mbvb 整理得maxP＝maxM＋mbxN 小球离开斜槽末端后做平抛运动，竖直方向高度相同，故下落时间相同，水平方向做匀速直线运动，小球水平飞出时的速度与平抛运动的水平位移成正比。 答案：(1)>　(2)maxP＝maxM＋mbxN　小球水平飞出时的速度与平抛运动的水平位移成正比。 11/11 学科网（北京）股份有限公司 $$