押安徽卷实验题11 力学和热学、光学实验题-2025年高考物理冲刺抢押秘籍（安徽专用）

押安徽卷实验题11 力学和热学、光学实验题 猜押题型 1年真题 考情分析 命题思路 11大题 2024年测量玻璃折射率 2025年实验题紧扣新课标核心素养（科学探究、科学思维），强调对实验设计能力、数据分析和创新思维的考查。题目情境体现"真实问题解决"，如结合生活科技（新能源、环保材料）或前沿技术（传感器、数字化实验）。 1. 实验原理与器材选择 2. 实验步骤与注意事项 3. 数据处理和误差分析 第一道实验题可能出自力学实验、热学实验或光学实验 1. 夯实基础实验 2. 强化设计能力 3. 关注科技前沿 题型一 力学实验 1．某同学用如图甲所示的实验装置研究滑块在气垫导轨上运动的加速度大小。将气垫导轨的一端垫高，光电门安装在气垫导轨较低的一端。将带有两个遮光片的滑块在气垫导轨较高的一端释放，测量出两个遮光片先后通过光电门的时间t1和t2。 (1)滑块上两个遮光片的宽度均为d，用游标卡尺测量其宽度d的结果如图乙所示，则d= cm。 (2)若实验测得两遮光片之间的距离L远远大于遮光片的宽度d，则滑块沿气垫导轨滑动的加速度大小a= （用题目中的物理量符号表示）。 2．某同学为了探究弹簧弹力F和长度L的关系，如图甲所示，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置，然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像，如图乙所示。 (1)由图乙，弹簧自由下垂时的长度 ，弹簧的劲度系数 ； (2)图丙是a、b两弹簧的图像，当弹簧秤示数相同时，形变量越大，灵敏度越高，则用弹簧 （选填“a”或“b”）制作的弹簧秤，灵敏度更高。 3．某同学利用如图甲所示的装置测量木块的加速度。首先将木板倾斜固定在水平面上，木板抬起一定的角度，打点计时器固定在木板底端，将纸带一端固定在木块上，另一端穿过打点计时器。接通电源，给木块一沿木板向上的初速度，在木块运动到最高处前打出的纸带如图乙，测得相邻两计数点之间的距离分别为、、、，已知纸带上相邻两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器使用交流电的频率为。 (1)通过数据可得木块的加速度大小 （保留两位有效数字） (2)若该同学想继续测量木块与木板间动摩擦因数，则仍需测量下列哪些物理量______。（多选，填正确答案前的标号） A．木块的质量m B．木板抬起的倾角 C．木块上升的高度h D．当地重力加速度g (3)该同学将图乙中的4段纸带剪开贴到坐标纸上，如图丙，发现这些纸带的左上顶点在一条倾斜直线上，说明此物体做 直线运动。若图丙中直线斜率为k（其中，k无单位），纸带宽为d，则用该方法得到的加速度 。（用k、d表示） 4．某兴趣小组利用一根长细橡皮条来探究“力的平行四边形定则”。所用实验器材有：木板、白纸、细线、三角板、刻度尺、图钉等。主要设计思路如下： ①将白纸固定在木板上，截取三条细线分别绑在橡皮条两端和中间某处（结点），如图1所示。用刻度尺测出细线2与橡皮条的结点到橡皮条末端的自然长度，并画在白纸上。 ②细线1上端固定在处，适当拉动细线3，记录结点位置和橡皮条末端位置，如图2所示。 ③互成角度地拉细线2、3，使结点到达处，记录橡皮条末端位置和细线2的方向，如图3所示。 ④交换细线2、3的位置，再次互成角度地拉细线2、3，使结点仍到达处，保证细线2通过③中的描点、细线3通过③中细线2的方向，并记录橡皮条末端位置，如图4所示。 ⑤利用①中画出的自然长度，以及、、、描点，进行探究。 请回答下列问题： (1)下列说法正确的是_____（单选，填正确答案标号）。 A．拉橡皮条的力越大越好 B．细线2、3的夹角越大越好 C．实验过程中橡皮条应与木板平行 D．细线2与橡皮条的结点应位于橡皮条中点 (2)请在图5中完成实验探究图（作出必要的辅助线）。 (3)由（2）可知，按平行四边形定则作出的对角线在方向、长度（大小）上与一个力拉时力的方向、长度（大小）均存在误差，可能的实验误差来源是： 。（写出1条） 5．用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力的关系”。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。 (1)下列各示意图所示的力学实验中，与本实验所采用的实验原理相同的是 (2)对于该实验，下列说法正确的是___________ A．要求槽码质量远小于小车质量的目的是使细线上的拉力近似等于槽码重力 B．使细线平行于轨道的主要目的是使小车可以做匀变速运动 C．倾斜轨道的目的是使小车在槽码牵引下能够加速下滑 D．需改变槽码质量打出多条纸带获取数据以减小测量时的偶然误差 (3)某次实验得到如图乙所示的纸带，相邻两计数点之间还有四个点未画出。因某同学不小心将墨汁滴到纸带上，导致B点模糊不清，现测得OA和CD的距离分别为和xCD=10.80cm，可知小车运动的加速度大小为 m/s2（保留三位有效数字） 6．在“探究平抛运动的特点”实验中。 (1)某老师做了如图1、图2两个演示实验：图1所示装置进行实验，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落；图2所示装置进行实验，两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内，其中N轨道的末端与光滑的水平地面相切，两个完全相同的小钢球P、Q，以相同的水平初速度v0同时从轨道M、N的末端射出。关于这两个实验，下列说法正确的是（　　） A．所用两球的质量均须相等 B．图1实验应改变装置的高度等多次实验，才可以得出结论 C．图1实验中用较大的力敲击弹性金属片，则两球不能同时落地 D．图2实验只做一次观察到P落地时与Q相遇，即可说明P球在水平方向上做匀速直线运动 (2)为了进一步探究平抛运动，某同学用如图3所示的装置进行实验，下列操作中，必要的是（　　） A．通过调节使斜槽末端保持水平 B．每次需要从不同位置静止释放小球 C．通过调节使木板保持竖直 D．尽可能减小斜槽与小球之间的摩擦 (3)如图4所示，为一次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度5cm。从图像上分析，小球从抛出运动到B点时，已经在空中飞行了 s。（取10m/s2） 7．某同学通过实验验证机械能守恒定律。 (1)该同学用如图所示器材进行实验，下列图中实验操作正确的是_______。 A． B． C． D． (2)按正确合理的方法进行操作，打出的一条纸带如图甲所示，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点О的距离分别为h1、h2、h3。已知当地重力加速度为g，重物的质量为m，交流电的周期为T。从О点到B点的过程中，重物的重力势能减小量为 ，动能增加量为 。 (3)换用两个质量分别为m1、m2的重物进行多次实验，记录下落高度h和相应的速度大小v，描绘图像如图乙所示。改变重物质量时，纸带与重物所受阻力不变，请根据图像分析说明两重物质量的大小关系 。 8．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点。实验时先让质量为的入射小球A从斜槽轨道上某一固定位置Q由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为的被撞小球B放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置Q由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。 (1)实验中，必须测量的物理量有_______。（填选项前的符号） A．两个小球的质量 B．抛出点距地面的高度H C．两小球做平抛运动的时间t D．平抛的水平射程OP、OM、ON (2)关于本实验，下列说法正确的有_______。（填选项前的符号） A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽轨道末端切线必须水平 C．入射小球的质量必须大于被撞小球的质量 D．实验过程中，白纸可以移动 (3)在不放小球时，小球从斜槽某处由静止开始滚下，的落点在图中的 点，把小球放在斜槽末端边缘处，小球从斜槽相同位置处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球的落点在图中的 点。 (4)用天平测量两个小球的质量，实验中分别找到，碰前和相碰后平均落地点的位置，测量平抛水平射程。 ①则动量守恒的表达式可表示为 （用测量的量表示）。 ②若碰撞过程中，动量和机械能均守恒，不计空气阻力，则下列表达式中正确的有 。 A． B． C． D． 9．重力加速度参数广泛应用于地球物理、空间科学、航空航天等领域。高精度的重力加速度值的测量对重力场模型建立与完善、自然灾害预警、矿物勘探、大地水准面绘制等领域有着重要的作用。某同学在“用单摆周期公式测量重力加速度”的实验中，利用了智能手机和两个相同的圆柱体小磁粒进行了如下实验： （1）用铁夹将摆线上端固定在铁架台上，将两个小磁粒的圆柱底面吸在一起，细线夹在两个小磁粒中间，做成图（a）所示的单摆； （2）用刻度尺测量悬线的长度l，用游标卡尺测得小磁粒的底面直径d； （3）将智能手机磁传感器置于小磁粒平衡位置正下方，打开手机智能磁传感器，测量磁感应强度的变化； （4）将小磁粒由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图（b）所示。试回答下列问题： ①由图（b）可知，单摆的周期为 ； ②重力加速度g的表达式为 （用测得物理量的字母符号表示）； ③改变摆线长度l，重复实验操作，得到多组数据，画出对应的图像如图（c），算出图像的斜率为k，则重力加速度g的测量值为 （用含有k字母符号表示）。 （5）某同学在家里做实验时没有找到规则的小磁铁，于是他在细线上的某点A做了一个标记，实验中保持标记A点以下细线长度不变，通过改变悬点О、A间细线长度改变摆长。实验中，测得悬点О到A点的距离为时对应的周期为，悬点О到A点的距离为时对应的周期为，由此可测得当地的重力加速度 （用、、、表示）。 题型二 热学实验 10．如图是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤： (1)下列有关该实验的说法正确的是______。 A．实验步骤正确的操作顺序是丙→丁→乙→甲 B．图乙中撒痱子粉的目的是为了防止滴入溶液时液体飞溅出来 C．图丙配制溶液时浓度要大一些，1滴溶液才能在水面形成足够厚的油膜便于测量 D．油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验，以防酒精挥发影响溶液浓度 (2)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.1%，用注射器测得100滴这样的油酸溶液为1mL，取1滴这样的溶液滴入浅盘中，滴入浅盘中的纯油酸体积为 mL（结果保留两位有效数字）。 (3)不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液后得到以下油膜形状，对油膜形状的分析正确的是______。 A．甲图油膜比较理想，油膜与痱子粉边界清晰，且边界线大致为直线，便于绘制边界 B．乙图油膜不理想，痱子粉撒的太少且不均匀，导致边界不清不便绘制边界 C．丙图油膜满足实验要求，油膜边界比较清晰，痱子粉撒的比较均匀 11．按要求填空； (1)某学生用螺旋测微器测定均匀圆柱体的直径，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径 mm。紧接着用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测圆柱体的长度，测得的结果如图乙所示，则该圆柱体的长度 cm。 (2)某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，需要用秒表测出单摆振动n次所需要的时间。在某次实验中，秒表记录的时间如图丙所示，由图可读出时间为 s。 (3)某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。 ①在实验中，下列哪些操作不是必需的( ) A．用橡胶塞密封注射器的下端 B．用游标卡尺测量柱塞的直径 C．读取压力表上显示的气压值 D．读取刻度尺上显示的空气柱长度 ②实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是 。 ③下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是( ) 12．如图甲所示，用一个带两根细管的橡胶塞塞紧烧瓶的瓶口，封闭一定质量的气体，烧瓶容积为V0。其中，一根带阀门的细管连通充满水的注射器，另一根细管与压强传感器相连，压强传感器连接数据采集器，数据采集器连接计算机。某同学利用此装置探究一定质量的气体在温度不变时压强与体积的关系。 步骤如下： ①打开阀门，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内注入一定量的水，然后关闭阀门； ②根据注射器刻度记录注入烧瓶中水的体积V，并记录此时气体的压强p； ③多次实验，记录多组数据，分析得出结论。 (1)正确操作后，发现气体的压强随体积的减小而增大，若以p为纵坐标、以 为横坐标的图像为近乎过原点的倾斜直线（用题中字母表示），可认为在误差允许范围内气体的压强与体积成反比； (2)若以 为纵坐标（选填“V”“”）、以为横坐标，可画出如图乙所示的图像，则注水前封闭气体的体积为 （用图中字母表示）。 题型三 光学实验 13．小凯同学在“测量玻璃的折射率”实验中： (1)为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是_______。 A．选择的入射角应尽量小些 B．大头针应竖直地插在纸面上 C．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离尽量小些 D．必须选上下表面平行的玻璃砖 (2)小凯同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，他以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO'延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交法线于B点和D点，如图甲所示，她测得AB = 6.4cm，CD = 4cm，则可求出玻璃的折射率n = 。 (3)小凯同学使用“插针法”确定好光路后，另一同学在坐标纸上确定界面的时候，不小心把玻璃砖整体平行上移一小段距离d，如图乙所示，此时他计算出的玻璃砖折射率 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 14．某同学快速测定玻璃砖的折射率。实验器材：直角三角形玻璃砖，细光束激光笔，泡沫板，牙签若干，刻度尺，量角器等。操作步骤如下： a.用牙签将一张画有两条相互垂直直线的白纸固定在水平泡沫板上； b.把玻璃砖平放在白纸上，使AC 边与白纸上的一条直线重合，记录A、B两顶点的位置； c.打开激光笔，调整激光位置使光束沿白纸上的另一条直线射入玻璃砖； d.在AB 外侧位置，将牙签贴近纸面缓慢移动直至激光照在牙签上，在该位置将牙签垂直插入泡沫板；再取一根牙签重复同样操作； e.取下玻璃砖，整理实验器材。 请完成下面问题： (1)画出完整的光路图。 (2)应该先插入牙签 （填“P1”或“P2”）。 (3)测出∠A=α，测得出射光线与AB边的夹角为θ（θ小于 该玻璃砖的折射率n= 。 15．如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝的间距为d，双缝到光屏的距离为L，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。 (1)某种红光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示，若将红光改为绿光，则条纹间距将 填“变大”、“不变”或“变小”。 (2)为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量n个亮条纹的间距，再求出。下列实验采用了类似方法的有 （双选，填标号）。 A．用油膜法估测油酸分子的大小”实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量 B．用单摆测量重力加速度”实验中单摆周期的测量 C．探究两个互成角度的力的合成规律”实验中合力的测量 (3)如果把光源内灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是 （双选，填标号）。 A．滤光片 B．单缝 C．双缝 D．遮光筒 16．某同学在学习了“用双缝干涉测量光的波长”实验后，自制了一套双缝干涉演示仪（图1），所用单缝的缝宽可调（图2），并用电子显微镜头代替光屏，通过计算机呈现实验现象。 (1)若调节单缝的宽度由图2所示逐渐变窄，下列说法正确的是（　　）。 A．当单缝宽度较宽时，无法观察到清晰的条纹 B．当单缝宽度较窄时，随着缝宽变窄，条纹间距逐渐变大 (2)已知双缝间的距离为d，光源与单缝的距离为，单缝与双缝的距离为，双缝到电子显微镜头的距离为，计算机显示图样中相邻两条亮条纹间的距离为，显示图样的放大倍数为k，则对应的光波波长为 （用题中所给物理量符号表示）。 6 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 押安徽卷实验题11 力学和热学、光学实验题 猜押题型 1年真题 考情分析 命题思路 11大题 2024年测量玻璃折射率 2025年实验题紧扣新课标核心素养（科学探究、科学思维），强调对实验设计能力、数据分析和创新思维的考查。题目情境体现"真实问题解决"，如结合生活科技（新能源、环保材料）或前沿技术（传感器、数字化实验）。 1. 实验原理与器材选择 2. 实验步骤与注意事项 3. 数据处理和误差分析 第一道实验题可能出自力学实验、热学实验或光学实验 1. 夯实基础实验 2. 强化设计能力 3. 关注科技前沿 题型一 力学实验 1．某同学用如图甲所示的实验装置研究滑块在气垫导轨上运动的加速度大小。将气垫导轨的一端垫高，光电门安装在气垫导轨较低的一端。将带有两个遮光片的滑块在气垫导轨较高的一端释放，测量出两个遮光片先后通过光电门的时间t1和t2。 (1)滑块上两个遮光片的宽度均为d，用游标卡尺测量其宽度d的结果如图乙所示，则d= cm。 (2)若实验测得两遮光片之间的距离L远远大于遮光片的宽度d，则滑块沿气垫导轨滑动的加速度大小a= （用题目中的物理量符号表示）。 【答案】(1)0.510 (2) 【解析】（1）游标卡尺的读数 （2）滑块经过两个光电门时的速度分别为 滑块沿气垫导轨做匀加速直线运动，可知 所以滑块的加速度大小 2．某同学为了探究弹簧弹力F和长度L的关系，如图甲所示，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置，然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像，如图乙所示。 (1)由图乙，弹簧自由下垂时的长度 ，弹簧的劲度系数 ； (2)图丙是a、b两弹簧的图像，当弹簧秤示数相同时，形变量越大，灵敏度越高，则用弹簧 （选填“a”或“b”）制作的弹簧秤，灵敏度更高。 【答案】(1) 10 50 (2)a 【解析】（1）[1][2]根据胡克定律有 可知图像的横轴截距为弹簧原长，则有 图像的斜率为劲度系数，则有 （2）根据胡克定律有 可知图像的斜率表示弹簧的劲度系数，由图丙可知，弹簧a劲度系数小于弹簧b的劲度系数，故用弹簧a来制作弹簧秤，可以满足当弹簧秤示数相同时，形变量越大，灵敏度越高。 3．某同学利用如图甲所示的装置测量木块的加速度。首先将木板倾斜固定在水平面上，木板抬起一定的角度，打点计时器固定在木板底端，将纸带一端固定在木块上，另一端穿过打点计时器。接通电源，给木块一沿木板向上的初速度，在木块运动到最高处前打出的纸带如图乙，测得相邻两计数点之间的距离分别为、、、，已知纸带上相邻两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器使用交流电的频率为。 (1)通过数据可得木块的加速度大小 （保留两位有效数字） (2)若该同学想继续测量木块与木板间动摩擦因数，则仍需测量下列哪些物理量______。（多选，填正确答案前的标号） A．木块的质量m B．木板抬起的倾角 C．木块上升的高度h D．当地重力加速度g (3)该同学将图乙中的4段纸带剪开贴到坐标纸上，如图丙，发现这些纸带的左上顶点在一条倾斜直线上，说明此物体做 直线运动。若图丙中直线斜率为k（其中，k无单位），纸带宽为d，则用该方法得到的加速度 。（用k、d表示） 【答案】(1)3.0 (2)BD (3) 匀减速 100kd 【解析】（1）纸带上相邻两个计数点间还有四个点未画出，可知 根据逐差法，求得加速度为 （2）根据牛顿第二定律有 解得 可知需测量木板抬起的倾角和当地重力加速度。 故选BD。 （3）[1][2]纸带剪接后，水平方向每条宽度相同，正好与时间对应，竖直长度为相邻相等时间内的位移，由可得纸带长度差相等，变化规律恰好与匀变速直线运动一样，可看出速度均匀减小，该物体做匀减速直线运动，由 联立可得 4．某兴趣小组利用一根长细橡皮条来探究“力的平行四边形定则”。所用实验器材有：木板、白纸、细线、三角板、刻度尺、图钉等。主要设计思路如下： ①将白纸固定在木板上，截取三条细线分别绑在橡皮条两端和中间某处（结点），如图1所示。用刻度尺测出细线2与橡皮条的结点到橡皮条末端的自然长度，并画在白纸上。 ②细线1上端固定在处，适当拉动细线3，记录结点位置和橡皮条末端位置，如图2所示。 ③互成角度地拉细线2、3，使结点到达处，记录橡皮条末端位置和细线2的方向，如图3所示。 ④交换细线2、3的位置，再次互成角度地拉细线2、3，使结点仍到达处，保证细线2通过③中的描点、细线3通过③中细线2的方向，并记录橡皮条末端位置，如图4所示。 ⑤利用①中画出的自然长度，以及、、、描点，进行探究。 请回答下列问题： (1)下列说法正确的是_____（单选，填正确答案标号）。 A．拉橡皮条的力越大越好 B．细线2、3的夹角越大越好 C．实验过程中橡皮条应与木板平行 D．细线2与橡皮条的结点应位于橡皮条中点 (2)请在图5中完成实验探究图（作出必要的辅助线）。 (3)由（2）可知，按平行四边形定则作出的对角线在方向、长度（大小）上与一个力拉时力的方向、长度（大小）均存在误差，可能的实验误差来源是： 。（写出1条） 【答案】(1)C (2) (3)作图时有误差；长度测量不准确；描点位置不准确；实验中橡皮条发生扭转 【解析】（1）A．拉橡皮条的力不是越大越好，不能超过其弹性限度，故A错误； B．细线2、3的夹角并非越大越好，故B错误： C．实验过程中，橡皮条应始终与木板平行，故C正确； D．细线2与橡皮条的结点可以不在橡皮条中点，故D错误。 故选C。 （2）根据胡克定律可知，橡皮条的弹力大小与形变量成正比。作图时，需先从、、描点处分别截去长度，再根据平行四边形定则作图，如图所示。 （3）作图时有误差；长度测量不准确；描点位置不准确；实验中橡皮条发生扭转。 5．用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力的关系”。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。 (1)下列各示意图所示的力学实验中，与本实验所采用的实验原理相同的是 (2)对于该实验，下列说法正确的是___________ A．要求槽码质量远小于小车质量的目的是使细线上的拉力近似等于槽码重力 B．使细线平行于轨道的主要目的是使小车可以做匀变速运动 C．倾斜轨道的目的是使小车在槽码牵引下能够加速下滑 D．需改变槽码质量打出多条纸带获取数据以减小测量时的偶然误差 (3)某次实验得到如图乙所示的纸带，相邻两计数点之间还有四个点未画出。因某同学不小心将墨汁滴到纸带上，导致B点模糊不清，现测得OA和CD的距离分别为和xCD=10.80cm，可知小车运动的加速度大小为 m/s2（保留三位有效数字） 【答案】(1)B (2)ABD (3)2.40 【解析】（1）探究加速度与力的关系，需要控制小车的质量不变，采用的是控制变量法。 A．探究合力与分力的关系，采用了等效替代法，故A不符合题意； B．探究向心力大小与质量、半径、角速度的半径采用了控制变量法，故B符合题意； C．平抛运动采用了等效替代法，故C不符合题意； D．伽利略的理想斜面实验采用了理想实验法，故D不符合题意。 故选B。 （2）A．为了使细线上的拉力近似等于槽码的重力，应要求槽码的质量远小于小车的质量，故A正确； B．使细线平行于轨道的主要目的是使小车受到的合力等于小车的拉力，使小车可以做匀变速运动，故B正确； C．倾斜轨道的目的是为了平衡摩擦力，故C错误； D．实验时改变槽码的质量打出多条纸带获取数据可以减小测量时的偶然误差，故D正确。 故选ABD。 （3）相邻两计数点之间的时间间隔为 则小车运动的加速度大小为 6．在“探究平抛运动的特点”实验中。 (1)某老师做了如图1、图2两个演示实验：图1所示装置进行实验，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落；图2所示装置进行实验，两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内，其中N轨道的末端与光滑的水平地面相切，两个完全相同的小钢球P、Q，以相同的水平初速度v0同时从轨道M、N的末端射出。关于这两个实验，下列说法正确的是（　　） A．所用两球的质量均须相等 B．图1实验应改变装置的高度等多次实验，才可以得出结论 C．图1实验中用较大的力敲击弹性金属片，则两球不能同时落地 D．图2实验只做一次观察到P落地时与Q相遇，即可说明P球在水平方向上做匀速直线运动 (2)为了进一步探究平抛运动，某同学用如图3所示的装置进行实验，下列操作中，必要的是（　　） A．通过调节使斜槽末端保持水平 B．每次需要从不同位置静止释放小球 C．通过调节使木板保持竖直 D．尽可能减小斜槽与小球之间的摩擦 (3)如图4所示，为一次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度5cm。从图像上分析，小球从抛出运动到B点时，已经在空中飞行了 s。（取10m/s2） 【答案】(1)B (2)AC (3)0.2 【解析】（1）A．在图1实验中，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，此运动与质量无关；图2实验中，P球做平抛运动，Q球做匀速直线运动，探究平抛运动水平方向的运动情况也与质量无关，所以两实验所用两球的质量不须相等，故A错误； B．图1实验中，改变装置的高度等多次实验，若两球总是同时落地，能更充分地说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，故B正确； C．图1实验中，无论用多大的力敲击弹性金属片，A球在竖直方向始终做自由落体运动，B球也做自由落体运动，两球在竖直方向的运动情况相同，所以两球总是同时落地，故C错误； D．图2实验只做一次观察到P落地时与Q相遇，存在偶然性，应多次实验，才能说明P球在水平方向上做匀速直线运动，故D错误。 故选B。 （2）A．通过调节使斜槽末端保持水平，这样才能保证小球做平抛运动，故A正确； B．每次应从同一位置静止释放小球，以保证小球每次平抛的初速度相同，故B错误； C．通过调节使木板保持竖直，方便记录小球的运动轨迹，故C正确； D．斜槽与小球之间的摩擦对小球做平抛运动的初速度有影响，但只要每次从同一位置静止释放小球，保证初速度相同即可，不需要尽可能减小摩擦，故D错误。 故选AC。 （3）在竖直方向上，根据 从图中可知 则 小球到B点时，竖直方向上的速度为 则小球到B点时，已经在空中飞行的时间为 7．某同学通过实验验证机械能守恒定律。 (1)该同学用如图所示器材进行实验，下列图中实验操作正确的是_______。 A． B． C． D． (2)按正确合理的方法进行操作，打出的一条纸带如图甲所示，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点О的距离分别为h1、h2、h3。已知当地重力加速度为g，重物的质量为m，交流电的周期为T。从О点到B点的过程中，重物的重力势能减小量为 ，动能增加量为 。 (3)换用两个质量分别为m1、m2的重物进行多次实验，记录下落高度h和相应的速度大小v，描绘图像如图乙所示。改变重物质量时，纸带与重物所受阻力不变，请根据图像分析说明两重物质量的大小关系 。 【答案】(1)B (2) (3) 【解析】（1）打点计时器接交流电源，同时使纸带竖直，以减少阻力的影响。 故选B。 （2）[1]根据重力势能的计算公式可知，重物的重力势能减小量为 [2]B点的速度为 根据动能的公式可知 （3）根据动能定理有 解得 根据图像的斜率可知。 8．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点。实验时先让质量为的入射小球A从斜槽轨道上某一固定位置Q由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为的被撞小球B放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置Q由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。 (1)实验中，必须测量的物理量有_______。（填选项前的符号） A．两个小球的质量 B．抛出点距地面的高度H C．两小球做平抛运动的时间t D．平抛的水平射程OP、OM、ON (2)关于本实验，下列说法正确的有_______。（填选项前的符号） A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽轨道末端切线必须水平 C．入射小球的质量必须大于被撞小球的质量 D．实验过程中，白纸可以移动 (3)在不放小球时，小球从斜槽某处由静止开始滚下，的落点在图中的 点，把小球放在斜槽末端边缘处，小球从斜槽相同位置处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球的落点在图中的 点。 (4)用天平测量两个小球的质量，实验中分别找到，碰前和相碰后平均落地点的位置，测量平抛水平射程。 ①则动量守恒的表达式可表示为 （用测量的量表示）。 ②若碰撞过程中，动量和机械能均守恒，不计空气阻力，则下列表达式中正确的有 。 A． B． C． D． 【答案】(1)AD (2)BC (3) P M (4) BC 【解析】（1）AB．只释放小球时，根据平抛运动规律有， 解得 同理，小球与小球从相同的高度H做平抛运动，则有， 两小球在碰撞过程中，根据动量守恒有 联立可得 化简得 可知需要测量两个小球的质量和两小球平抛的水平射程OP、OM、ON；不需要测量小球开始释放的高度H和运动的时间t。 故选AD。 （2）A．实验中，斜槽轨道不一定需要光滑，只须保证同一高度滑下即可，故A错误； B．实验中，斜槽末端必须水平，保证小球做平抛运动，故B正确； C．为了防止碰撞后入射球反弹，入射小球的质量必须大于被撞小球的质量，故C正确； D．实验中，复写纸和白纸的位置不可以移动，确保落地点位置精准，故D错误。 故选BC。 （3）在不放小球时，小球从斜槽某处由静止开始滚下，的落点在图中的P点；把小球放在斜槽末端边缘处，小球从斜槽相同位置处由静止开始滚下，小球和小球相撞后，小球的速度变小，小球的速度大于小球的速度，两小球都做平抛运动，时间相同，故小球的水平位移较大，所以碰撞后小球的落地点是M点，小球的落地点是N点。 （4）[1]若两球相碰前后的动量守恒，则有 又因为两小球都做平抛运动，在水平方向上有 ，， 在竖直方向有 解得 可知两小球都是从同一高度下落，则时间相同，故动量守恒式可化简为 [2] 若为弹性碰撞同时满足机械能守恒，则有 将，，代入上式，可得 又根据动量守恒有 联立解得 故选BC。 9．重力加速度参数广泛应用于地球物理、空间科学、航空航天等领域。高精度的重力加速度值的测量对重力场模型建立与完善、自然灾害预警、矿物勘探、大地水准面绘制等领域有着重要的作用。某同学在“用单摆周期公式测量重力加速度”的实验中，利用了智能手机和两个相同的圆柱体小磁粒进行了如下实验： （1）用铁夹将摆线上端固定在铁架台上，将两个小磁粒的圆柱底面吸在一起，细线夹在两个小磁粒中间，做成图（a）所示的单摆； （2）用刻度尺测量悬线的长度l，用游标卡尺测得小磁粒的底面直径d； （3）将智能手机磁传感器置于小磁粒平衡位置正下方，打开手机智能磁传感器，测量磁感应强度的变化； （4）将小磁粒由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图（b）所示。试回答下列问题： ①由图（b）可知，单摆的周期为 ； ②重力加速度g的表达式为 （用测得物理量的字母符号表示）； ③改变摆线长度l，重复实验操作，得到多组数据，画出对应的图像如图（c），算出图像的斜率为k，则重力加速度g的测量值为 （用含有k字母符号表示）。 （5）某同学在家里做实验时没有找到规则的小磁铁，于是他在细线上的某点A做了一个标记，实验中保持标记A点以下细线长度不变，通过改变悬点О、A间细线长度改变摆长。实验中，测得悬点О到A点的距离为时对应的周期为，悬点О到A点的距离为时对应的周期为，由此可测得当地的重力加速度 （用、、、表示）。 【答案】 【解析】（4）①根据单摆的运动规律一个周期内应该有两个电磁感应的最大值。由图可得出，单摆的周期为。 ②根据 且因为，解得 ③根据 可得 所以为纵坐标，此时斜率 得 （5）设A到小磁粒重心距离为，根据， 联立解得得 题型二 热学实验 10．如图是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤： (1)下列有关该实验的说法正确的是______。 A．实验步骤正确的操作顺序是丙→丁→乙→甲 B．图乙中撒痱子粉的目的是为了防止滴入溶液时液体飞溅出来 C．图丙配制溶液时浓度要大一些，1滴溶液才能在水面形成足够厚的油膜便于测量 D．油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验，以防酒精挥发影响溶液浓度 (2)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.1%，用注射器测得100滴这样的油酸溶液为1mL，取1滴这样的溶液滴入浅盘中，滴入浅盘中的纯油酸体积为 mL（结果保留两位有效数字）。 (3)不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液后得到以下油膜形状，对油膜形状的分析正确的是______。 A．甲图油膜比较理想，油膜与痱子粉边界清晰，且边界线大致为直线，便于绘制边界 B．乙图油膜不理想，痱子粉撒的太少且不均匀，导致边界不清不便绘制边界 C．丙图油膜满足实验要求，油膜边界比较清晰，痱子粉撒的比较均匀 【答案】(1)D (2)1.0×10-5 (3)BC 【解析】（1）A．图中实验步骤应先在浅盘的水面撒入痱子粉，后配制油酸酒精溶液，再向浅盘中滴入油酸酒精溶液，最后描绘油膜轮廓，即实验步骤正确的操作顺序是乙→丙→丁→甲，故A错误； B．图乙中撒痱子粉的目的是为了更加精确描绘出油膜的轮廓，故B错误； C．图丙配制溶液时浓度要小一些，1滴溶液才能在水面形成单分子油膜层，便于精确测量，故C错误； D．实验中的酒精容易挥发，油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验，以防酒精挥发影响溶液浓度，故D正确。 故选D。 （2）若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.1%，用注射器测得100滴这样的油酸溶液为1mL，取1滴这样的溶液滴入浅盘中，滴入浅盘中的纯油酸体积为 （3）A．甲图油膜不理想，痱子粉撒得过多，导致油膜过厚，没有形成单分子油膜，故A错误； B．乙图油膜不理想，痱子粉撒的太少且不均匀，导致边界不清不便绘制边界，故B正确； C．丙图油膜撒得适量，满足实验要求，油膜边界比较清晰，痱子粉撒的比较均匀，故C正确。 故选BC。 11．按要求填空； (1)某学生用螺旋测微器测定均匀圆柱体的直径，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径 mm。紧接着用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测圆柱体的长度，测得的结果如图乙所示，则该圆柱体的长度 cm。 (2)某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，需要用秒表测出单摆振动n次所需要的时间。在某次实验中，秒表记录的时间如图丙所示，由图可读出时间为 s。 (3)某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。 ①在实验中，下列哪些操作不是必需的( ) A．用橡胶塞密封注射器的下端 B．用游标卡尺测量柱塞的直径 C．读取压力表上显示的气压值 D．读取刻度尺上显示的空气柱长度 ②实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是 。 ③下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是( ) 【答案】(1) 3.705 5.015 (2)101.3 (3) B 防止玻璃管内的空气温度升高或保持玻璃管内的空气温度不变 C 【解析】（1）[1]该金属丝的直径3.5mm+0.01mm×20.5=3.705mm。 [2]圆柱体的长度5cm+0.05mm×3=5.015cm。 （2）秒表读出时间为90s+11.3s=101.3s （3）①[1]A．为防止漏气，则用橡胶塞密封注射器的下端，选项A不符合题意； BD．因注射器截面积处处相等，则读取刻度尺上显示的空气柱长度即可，没必要用游标卡尺测量柱塞的直径，选项B符合题意，D不符合题意； C．读取压力表上显示的气压值为气体压强，选项C不符合题意； 故选B。 ②[2]实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是防止玻璃管内的空气温度升高或保持玻璃管内的空气温度不变。 ③[3]根据可得 或者 则p-V图像是双曲线，是过原点的直线。则最能直观反映气体做等温变化的规律的是C。 12．如图甲所示，用一个带两根细管的橡胶塞塞紧烧瓶的瓶口，封闭一定质量的气体，烧瓶容积为V0。其中，一根带阀门的细管连通充满水的注射器，另一根细管与压强传感器相连，压强传感器连接数据采集器，数据采集器连接计算机。某同学利用此装置探究一定质量的气体在温度不变时压强与体积的关系。 步骤如下： ①打开阀门，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内注入一定量的水，然后关闭阀门； ②根据注射器刻度记录注入烧瓶中水的体积V，并记录此时气体的压强p； ③多次实验，记录多组数据，分析得出结论。 (1)正确操作后，发现气体的压强随体积的减小而增大，若以p为纵坐标、以 为横坐标的图像为近乎过原点的倾斜直线（用题中字母表示），可认为在误差允许范围内气体的压强与体积成反比； (2)若以 为纵坐标（选填“V”“”）、以为横坐标，可画出如图乙所示的图像，则注水前封闭气体的体积为 （用图中字母表示）。 【答案】(1) (2) 【解析】（1）设烧瓶容积为V0，由玻意耳定律则有p（V0−V）=C 得 以为横坐标的图像为近乎过原点的倾斜直线。 （2）设烧瓶容积为V0，由玻意耳定律则有p（V0−V）=C 得 所以图线的纵坐标是V，图线的纵截距为容器的体积，则有V0=n 题型三 光学实验 13．小凯同学在“测量玻璃的折射率”实验中： (1)为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是_______。 A．选择的入射角应尽量小些 B．大头针应竖直地插在纸面上 C．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离尽量小些 D．必须选上下表面平行的玻璃砖 (2)小凯同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，他以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO'延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交法线于B点和D点，如图甲所示，她测得AB = 6.4cm，CD = 4cm，则可求出玻璃的折射率n = 。 (3)小凯同学使用“插针法”确定好光路后，另一同学在坐标纸上确定界面的时候，不小心把玻璃砖整体平行上移一小段距离d，如图乙所示，此时他计算出的玻璃砖折射率 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)B (2)1.6 (3)不变 【解析】（1）A．为了减小测量的误差，入射角应适当大些，故 A 错误。 B．为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应竖直地插在纸面上，故 B 正确。 C．为了准确确定入射光线和折射光线，减小入射角与折射角测量的误差，大头针 和 及 和 之间的距离尽量大些，故 C 错误。 D．只要能测出入射角及折射角的正弦值即可，并不需要上下表面平行，故 D 错误。 故选B。 （2）题图甲中 AO 所确定的为入射光线， 为折射光线，设圆的半径 AO 为 R，光线在玻璃砖上表面的入射角为 i，折射角为 r，则由几何关系有 ， 则由折射定律可得 （3）把玻璃砖整体平行上移一小段距离 ，法线方向不变，玻璃砖中折射光线平行移动，折射角不变，则折射率不变。 14．某同学快速测定玻璃砖的折射率。实验器材：直角三角形玻璃砖，细光束激光笔，泡沫板，牙签若干，刻度尺，量角器等。操作步骤如下： a.用牙签将一张画有两条相互垂直直线的白纸固定在水平泡沫板上； b.把玻璃砖平放在白纸上，使AC 边与白纸上的一条直线重合，记录A、B两顶点的位置； c.打开激光笔，调整激光位置使光束沿白纸上的另一条直线射入玻璃砖； d.在AB 外侧位置，将牙签贴近纸面缓慢移动直至激光照在牙签上，在该位置将牙签垂直插入泡沫板；再取一根牙签重复同样操作； e.取下玻璃砖，整理实验器材。 请完成下面问题： (1)画出完整的光路图。 (2)应该先插入牙签 （填“P1”或“P2”）。 (3)测出∠A=α，测得出射光线与AB边的夹角为θ（θ小于 该玻璃砖的折射率n= 。 【答案】(1) (2)P1 (3) 【解析】（1）光路图如图所示 （2）将牙签贴近纸面缓慢移动直至激光照在牙签上，先插入牙签P1，再将牙签P2插入，使得牙签P2挡住P1。 （3）根据几何关系可知，光束在AB边的入射角为，折射角为，根据光路的可逆性，由折射率的定义式可得 15．如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝的间距为d，双缝到光屏的距离为L，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。 (1)某种红光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示，若将红光改为绿光，则条纹间距将 填“变大”、“不变”或“变小”。 (2)为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量n个亮条纹的间距，再求出。下列实验采用了类似方法的有 （双选，填标号）。 A．用油膜法估测油酸分子的大小”实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量 B．用单摆测量重力加速度”实验中单摆周期的测量 C．探究两个互成角度的力的合成规律”实验中合力的测量 (3)如果把光源内灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是 （双选，填标号）。 A．滤光片 B．单缝 C．双缝 D．遮光筒 【答案】(1)变小 (2)AB (3)AB 【解析】（1）根据公式 绿光的波长小于红光的波长，故条纹间距将变小。 （2）AB．亮条纹间距的测量、1滴油酸酒精溶液体积的测量、单摆周期的测量都属于累积放大测量取平均值，故AB正确； C．合力的测量属于等效替代，故C错误。 故选AB。 （3）将灯泡换成激光光源，激光的单色性好，相干性好，不需要滤光片与单缝。 故选AB。 16．某同学在学习了“用双缝干涉测量光的波长”实验后，自制了一套双缝干涉演示仪（图1），所用单缝的缝宽可调（图2），并用电子显微镜头代替光屏，通过计算机呈现实验现象。 (1)若调节单缝的宽度由图2所示逐渐变窄，下列说法正确的是（　　）。 A．当单缝宽度较宽时，无法观察到清晰的条纹 B．当单缝宽度较窄时，随着缝宽变窄，条纹间距逐渐变大 (2)已知双缝间的距离为d，光源与单缝的距离为，单缝与双缝的距离为，双缝到电子显微镜头的距离为，计算机显示图样中相邻两条亮条纹间的距离为，显示图样的放大倍数为k，则对应的光波波长为 （用题中所给物理量符号表示）。 【答案】(1)A (2) 【解析】（1）A．在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得线光源，当单缝宽度较宽时，通过单缝的光不是线光源，无法形成稳定的干涉条件，所以无法观察到清晰的干涉图样，故A正确； B．干涉条纹间距公式 其中为双缝到屏的间距，表示波长，表示双缝间距 所以条纹间距宽度与单缝宽度无关，当单缝宽度变窄时，条纹间距不变，故B错误。 故选A。 （2）双缝条纹间距公式 其中是实际的相邻两亮条纹间的间距 那么显示的相邻亮条纹间距和实际的相邻亮条纹间距之间的关系为 即 整理得 16 / 24 学科网（北京）股份有限公司 $$