专题07 力学与电学实验-（天津专用）【好题汇编】2025年高考物理二模试题分类汇编

专题07 力学与电学实验 研究平抛运动的规律 1.（2025·天津市河西区·二模）(1)用如图甲所示装置研究平抛运动。 ①关于该实验，下列说法中哪些是正确的? ,(填写正 确答案标号) 甲 A. 实验中应保持硬板竖直 B. 建立坐标轴时应以槽口的端点作为坐标原点 C. 用实心铁球完成实验比用空心木球完成实验效果好 D. 绘制平抛运动轨迹时应该用直线连接小球经过的所有位置 ②某位同学通过实验得到了平抛小球的运动轨迹。为了进一步探究平抛运动的特点，他 建立了以抛出点0为原点的xOy 坐标系，并在轨迹上取一些点，测量这些点的水平坐标 x 和竖直坐标y。若坐标x、y满足关系 , ,就能够说明小球的运动轨迹为抛物线。(填 写正确答案标号) A.yα B.yαx C.yαx² D.yαx³ ③另一位同学在进行这个实验时，忘记了记录平抛的抛出点， 并得到如图乙所示的平抛小球运动轨迹，则图中的 (填写“>”、“<”或“=”) 乙 验证力的平行四边形法则 2.（2025·天津市八校联考·二模）某实验小组用如图所示的装置来完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。测得重物重力为G，分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细线的方向。 (1)下列说法中正确的是__________； A．本实验采用的实验方法是控制变量法 B．多次实验时需要确保O点在同一位置 C．实验时应保持细线与木板平行 D．实验时两弹簧测力计之间的夹角尽量大一些 (2)某次实验时测得重物所受的重力大小，弹簧测力计A的示数，则弹簧测力计B的示数可能为__________。 A．9.00N B．4.00N C．1.50N D．1.00N 3.（2025·天津市十二区县重点校·二模）在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，某小组进行实验的主要步骤是： (i)如图甲所示，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，橡皮条的另一端固定，橡皮条长度为GE； (ii)用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力、的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO，如图乙所示。记录O点位置以及、的大小和方向； (iii) 撤去、，改用一个测力计单独拉住小圆环，仍使它处于O点，此时测力计的示数为F，如图丙所示。记录F的大小和方向； (iv)图丁是在白纸上根据实验记录进行猜想后画出的力的合成图示。 ①本实验中，我们采用的研究方法是 o A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 理想模型法 ②关于此实验，下列叙述正确的有______； A．实验前必须对测力计进行校准和调零 B．进行图乙的实验操作时，、的夹角越大越好 C．进行图丙的实验操作时，也可以用一个弹簧测力计将小圆环拉到O点之外的其它合适点 D．重复实验再次进行验证时，小圆环到达的平衡位置O可以与前一次不同 ③图丁中是以、为邻边构成的平行四边形的对角线，实验中一定沿GO方向的是 （填“F”或者“”）； 探究加速度与力、质量的关系 4.（2025·天津市部分区·二模）在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下： ①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上； ②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨； ③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为5.00cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时； ④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。 回答以下问题（结果均保留两位有效数字）： （1）弹簧的劲度系数为 N/m。 （2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a—F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为 kg。 （3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a—F图像Ⅱ，则待测物体的质量为 kg。 验证机械能守恒定律 5.（2025·天津市河北区·二模）如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。 （1）对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是_______。 A. 重物选用质量和密度较大的金属锤 B. 两限位孔在同一竖直面内上下对正 C. 精确测量出重物的质量 D. 用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物 （2）某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_______。 A. OA、AD和EG长度 B. OC、BC和CD的长度 C. BD、CF和EG的长度 D. AC、BD和EG的长度 6.（2025·天津市八校联考·二模）利用图1所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验； (1)实验操作步骤如下，请将第二步补充完整： 第一步：按实验要求安装好实验装置； 第二步：使重物靠近打点计时器，接着 ，打点计时器在纸带上打下一系列的点； A．先接通电源后释放纸带    B．先释放纸带后接通电源 第三步：如图2为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点。分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离、、… (2)为了验证下落OB段过程重物的机械能是否守恒，若重物的质量为m，打点计时器所使用交流电的频率为f，重力加速度为g，则重物重力势能的减少量为 ，动能的增加量为 。（用题中所给的符号来表示） (3)若同学在某次实验得到的纸带如图3所示。在测量数据时不慎将上述纸带从OA之间扯断，她仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的？ （选填“能”或“不能”）； 7.（2025·天津市和平区·二模）同学们在做“验证机械能守恒定律”实验时，根据实验原理，设计了三种方案，实验装置如图所示。 （1）对于这几个实验方案，分析正确的是______ A. 3个实验方案均不需要使用天平测量质量 B. 方案2中，轨道倾斜的目的是为了减小系统误差 C. 方案1中，如果通过图像处理数据，必须打出多条纸带进行测量 D. 方案3中，不要求砝码和托盘的质量远远小于滑块的质量 （2）进行方案3的实验时，用螺旋测微器测量遮光条的宽度，其示数如图所示，则遮光条的宽度为______mm； （3）某实验小组利用方案1将打点计时器接到周期为T的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。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O的距离分别为、、，若它们之间的关系满足表达式______，则可验证此过程机械能守恒。 用单摆测量重力加速度 8.（2025·天津市河东区·二模）某实验小组用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 （1）用游标卡尺测量小球的直径，示数如图所示，读数为_____mm。 （2）若某同学实验中测出单摆做次全振动所用时间为、摆线长为、摆球直径为，则当地的重力加速度_____（用测出的物理量表示）。 （3）下列叙述正确的是（　　） A. 长度不同的和的同种细线，选用的细线做摆线 B. 如图乙中A、B、C，摆线上端的三种悬挂方式，选A方式更好 C. 从经过平衡位置开始计时，单摆60次经过平衡位置的时间除以60为单摆振动的周期 D. 如图丙中，由于操作失误，致使摆球在一个水平面内做圆周运动，求出的重力加速度与实际值相比偏大 9.（2025·天津市红桥区·二模）某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装置如图甲所示。 (1)从图乙可知，摆球的直径为 mm。 (2)第一组同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第次经过最低点所用的时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长度L0（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为。则计算的表达式为： （用题中所给的字母来表示）。 (3)第二组同学经测量得到7组摆长和对应的周期，画出图线，坐标如图丙所示。若取，利用图线的斜率，求得当地重力加速度大小 （结果保留三位有效数字）m/s2。 伏安法测电阻 10.（2025·天津市和平区·二模）某兴趣小组要测量未知电阻的阻值，按照如下步骤进行： （1）利用多用电表测量，当使用×10倍率时，发现指针位置如图甲所示，则应换用______倍率进行测量 （2）为精确测量阻值，该小组设计了如图乙所示的电路进行测量 实验室提供的器材有： A.电动势为4V的电源 B.电压表（0~3V，内阻约为3kΩ） C.电流表（0~3A，内阻约为0.1Ω） D.电流表（0~3mA，内阻约为30Ω） E.0~1000Ω的滑动变阻器 F.0~50Ω的滑动变阻器 G.开关和导线若干 使读数尽可能精确，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______。（填器材前的字母） （3）电路连接正确后，闭合开关，调节滑动器滑片位置，得到多组电流I和电压U的数值，分别将电压表的接线柱接在a点和b点，描绘了两条图像，如图丙所示。其中图线①是电压表接线柱接在______点（填“a”或“b”）时获得的，为减小系统误差，应选择使用图线______（填“①”或“②”）计算阻值，由此得到的阻值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 11.（2025·天津市部分区·二模）某同学要精确测定一电阻Rx（阻值约为15Ω），可选择的实验仪器有： A．电源（，内阻可以忽略 B．电压表V（，内阻约为） C．电流表A（，内阻为） D．定值电阻 E．定值电阻 F．滑动变阻器 G．开关、导线 H．多用电表 完成下列问题： （1）小组用多用电表测得该节鱼竿的电阻约为，为了精确测量该节鱼竿的电阻，要求电压调节范围尽量大一些，根据提供的实验器材，请你选出最佳电路图 （选填“A”或“B”）； （2）实验中应该选用的定值电阻是 （选填D或E）； （3）移动滑动变阻器的滑片，将电流表和电压表的对应的示数填在上面的表格中，并在图像中描点作图如图所示，则该节鱼竿的电阻大小为 （结果保留3位有效数字）。 安安法测电阻 12.（2025·天津市红桥区·二模）某同学想测某电阻的阻值。 （1）该同学先用多用电表的欧姆挡中的“×10”挡粗略测量该电阻，结果如图甲所示，则该读数为 Ω。 为了更准确地测量该电阻的阻值，有以下实验器材可供选择： A．电流表（量程为0~15mA，内阻约为2Ω）； B．电流表（量程为0~3mA，内阻）； C．定值电阻； D．定值电阻； E．滑动变阻器（0~20Ω，允许通过的最大电流为200mA）； F．滑动变阻器（0~100Ω，允许通过的最大电流为50mA）； G．蓄电池E（电动势为3V，内阻很小）； H．开关S。 （2）滑动变阻器应选择 （填“”或“”）。 （3）该同学在某次实验过程中测得电流表的示数为，电流表的示数为，则该电阻表达式 （用题中所给物理量的符号表示）。 伏安法测电源电动势和内阻 13.（2025·天津市河北区·二模）用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源（电动势约3V，内阻约2Ω），保护电阻R1（阻值10Ω）和R2（阻值5Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。 实验主要步骤： （ⅰ）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关； （ⅱ）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I； （ⅲ）以U为纵坐标，I为横坐标，作U-I图线（U、I都用国际单位）； （ⅳ）求出U-I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。 回答下列问题： （1）电压表最好选用_______；电流表最好选用_______。 A.电压表（0~3V，内阻约15kΩ） B.电压表（（0~3V，内阻约3kΩ） C.电流表（0~200mA，内阻约2Ω） D.电流表（0~30mA，内阻约2Ω） （2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是（　　） A. 两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱 B. 两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱 C. 一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱 D. 一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱 （3）选用k、a、R1、R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=_______，r=_______，代入数值可得E和r的测量值。 14.（2025·天津市河西区·二模）(2)小刘同学在实验室中准备测量水果电池的电动势和内阻。 ①小刘利用铜片、锌片与某种水果制成水果电池，他想采用多用电表的欧姆挡直接测量 水果电池的内阻，此操作.。 (填写“可行”或“不可行”) ②小刘查阅资料得知该水果电池的电动势小于3V 、内阻为几百欧姆，于是便利用以下器材测量其电动势和内阻。 A. 电流表G₁(内阻Rg=50Ω,满偏电流Ig=2 mA) B. 电流表G₂(内阻很小) C. 滑动变阻器R₁ D. 定值电阻R(R=1450Ω) E. 开 关S, 导线若干 他采用如图甲所示的电路图进行测量，通过实验得到电流表G₁ 、 G₂ 的示数分别为I₁ 、I₂, 并以I₁(Rg+R) 为纵轴、I₂ 为横轴作出 如图乙所示的图像，图乙中的a、b 均为已知量。由此图像可求 出该水果电池的电动势E= ,内阻r= 。(均用a、b表示)。 ③通过以上实验测得的水果电池的电动势 E 与真实值E 真相比，E E 真。(填 写“>”、“<”或“=”) 15.（2025·天津市河东区·二模） 为探究充电宝是不是一个有一定电动势和内阻直流电源，某小组设计了如图甲所示的实验电路，测量充电宝的路端电压和电流的关系。 （1）根据图甲，完成图乙中的实物连线；_____ （2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最_____（选填“左”或“右”）端； （3）闭合开关，调节滑动变阻器，记录每次操作的电流表和电压表的示数，根据实验数据作出图像，如图丙所示，该充电宝的电动势为_____，内阻为_____。 16.（2025·天津市十二区县重点校·二模）某研究小组对铭牌如图一所示的移动电源进行研究，设计的实验电路如图二，电源内阻不超过1Ω，除开关和导线外，可选用的其他实验器材有： A．电压表（量程，内阻未知） B．电流表(量程0~0.6A, 内阻未知) C．定值电阻（阻值5Ω） D.滑动变阻器（阻值范围） E.滑动变阻器（阻值范围） (1)为准确、方便地测出该移动电源的内阻，滑动变阻器R应该选择 （填相应器材前的字母标号）； (2)为准确地测出该移动电源的电动势和内阻。该组同学实验前进行了理论分析，电压表接在a、b点对应的电压表示数U与改装电流表的示数I的图像应如图三所示，图像的延长线与轴交于、、、，电动势可表示为 ，内阻可表示为 （结果选用、、、、、、R其中的字母表示）； 伏阻法测电源电动势和内阻 17.（2025·天津市南开区·二模）如图甲所示，用铜片、铝片和可乐可以做成可乐电池，电动势在0.4 V～0.6 V范围内，内阻几千欧，某实验兴趣小组制作了一个可乐电池并测量其电动势和内阻。 （1）如图乙所示，直接用多用电表“直流2.5 V”挡测量出可乐电池的电动势为 V。 （2）现有实验器材： A．电压表（0～3 V；RV约为3000Ω） B．电流表（0～300μA，RA约为300Ω） C．电阻箱（0～9999Ω） D．滑动变阻器（0～20Ω） E．开关，导线若干 ①为了更准确的测量可乐电池的电动势和内阻，要求电表读数要偏转满量程的三分之一以上。选择合适的器材并按电路图 完成电路连接。 A． B C．D ②通过数据处理画出相应的可乐电池图像如图丙中实线所示，可知该可乐电池的内阻约为 Ω（保留2位有效数字）。 ③将该可乐电池静置2h后再次测量获得的图像如图丙虚线所示，可知该可乐电池的电动势 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题07 力学与电学实验 研究平抛运动的规律 1.（2025·天津市河西区·二模）(1)用如图甲所示装置研究平抛运动。 ①关于该实验，下列说法中哪些是正确的? ,(填写正 确答案标号) 甲 A. 实验中应保持硬板竖直 B. 建立坐标轴时应以槽口的端点作为坐标原点 C. 用实心铁球完成实验比用空心木球完成实验效果好 D. 绘制平抛运动轨迹时应该用直线连接小球经过的所有位置 ②某位同学通过实验得到了平抛小球的运动轨迹。为了进一步探究平抛运动的特点，他 建立了以抛出点0为原点的xOy 坐标系，并在轨迹上取一些点，测量这些点的水平坐标 x 和竖直坐标y。若坐标x、y满足关系 , ,就能够说明小球的运动轨迹为抛物线。(填 写正确答案标号) A.yα B.yαx C.yαx² D.yαx³ ③另一位同学在进行这个实验时，忘记了记录平抛的抛出点， 并得到如图乙所示的平抛小球运动轨迹，则图中的 (填写“>”、“<”或“=”) 乙 【答案】①AC; ②C; ③>， 【详解】(1)①A.实验中应保持硬板竖直，保证小球与硬纸板不发生摩擦，不影响小球的运动，故A正确; B.建立坐标轴时应以小球在槽口末端静止时的球心在硬纸板上的投影为坐标原点，故B错误; C.应该选用质量大、体积小的小球做实验，以减小空气阻力的影响，所以用实心铁球完成实验比用空心木球完成实验效果好，故C正确; D.绘制平抛运动轨迹时应该用平滑的曲线连接小球经过的所有位置，故D错误。故选:AC。 ②根据平抛运动规律有x =vot，y=gt²，整理可得y=x²，所以y«x²，故C正确，ABD错误。故选:C。 ③小球在水平方向上做的是匀速直线运动，在竖直方向上做匀变速直线运动，因为A、B和B、 C间的水平距离相等，所以小球从A到B的时间等于小球从B到C的时间。因为坐标原点不是小球的抛出点，所以小球在竖直方向上的初速度不为零，根据匀加速直线运动规律可知 > 。 验证力的平行四边形法则 2.（2025·天津市八校联考·二模）某实验小组用如图所示的装置来完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。测得重物重力为G，分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细线的方向。 (1)下列说法中正确的是__________； A．本实验采用的实验方法是控制变量法 B．多次实验时需要确保O点在同一位置 C．实验时应保持细线与木板平行 D．实验时两弹簧测力计之间的夹角尽量大一些 (2)某次实验时测得重物所受的重力大小，弹簧测力计A的示数，则弹簧测力计B的示数可能为__________。 A．9.00N B．4.00N C．1.50N D．1.00N 【答案】(1)C (2)B 【详解】（1）A．本实验用两个弹簧拉重物和一个弹簧拉重物的作用效果一样，用的方法是等效替代法，故A错误； B．两弹簧的合力与重物的重力平衡，故合力的大小和方向确定，所以改变拉力，进行多次实验时，不需要每次都使O点静止在同一位置，故B错误； C．为了避免出现垂直于木板平面方向的分力，拉线方向应与木板平面平行，故C正确； D．实验时两弹簧测力计之间的夹角适当即可，不需要尽可能大，故D错误。 故选C。 （2）和两个力的合力的范围 可得 则只有B选项满足。 故选B。 3.（2025·天津市十二区县重点校·二模）在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，某小组进行实验的主要步骤是： (i)如图甲所示，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，橡皮条的另一端固定，橡皮条长度为GE； (ii)用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力、的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO，如图乙所示。记录O点位置以及、的大小和方向； (iii) 撤去、，改用一个测力计单独拉住小圆环，仍使它处于O点，此时测力计的示数为F，如图丙所示。记录F的大小和方向； (iv)图丁是在白纸上根据实验记录进行猜想后画出的力的合成图示。 ①本实验中，我们采用的研究方法是 o A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 理想模型法 ②关于此实验，下列叙述正确的有______； A．实验前必须对测力计进行校准和调零 B．进行图乙的实验操作时，、的夹角越大越好 C．进行图丙的实验操作时，也可以用一个弹簧测力计将小圆环拉到O点之外的其它合适点 D．重复实验再次进行验证时，小圆环到达的平衡位置O可以与前一次不同 ③图丁中是以、为邻边构成的平行四边形的对角线，实验中一定沿GO方向的是 （填“F”或者“”）； 【答案】①C ②AD ③F 【详解】①本实验用到等效替代法，所以C正确 ②A．在进行图乙的实验操作时，为减小实验误差，必须对测力计进行校准和调零，故A正确； B．过描点确定拉力方向时，所描的点到O点的距离应适当大一些，有利于减小误差，故B错误； C．为使合力的作用效果与两分力的作用效果相同，在进行图丙的实验操作时，不可以用一个弹簧测力计将小圆环拉到O点之外的其它合适点，故C错误； D．重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同，但是每一次完整的实验必须保证结点位置相同，故D正确。 故选AD。 ③是通过平行四边形定则做出的F1、F2合力理论值，而F1、F2合力的实验值由一个弹簧测力计直接测得，一定沿GO方向。 探究加速度与力、质量的关系 4.（2025·天津市部分区·二模）在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下： ①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上； ②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨； ③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为5.00cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时； ④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。 回答以下问题（结果均保留两位有效数字）： （1）弹簧的劲度系数为 N/m。 （2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a—F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为 kg。 （3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a—F图像Ⅱ，则待测物体的质量为 kg。 【答案】 12 0.20 0.13 【详解】（1）[1]由题知，弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到O点的距离为5.00cm。拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时。结合图乙的F—t图有 Δx = 5.00cm，F = 0.610N 根据胡克定律 计算出 k ≈ 12N/m （2）[2]根据牛顿第二定律有 F = ma 则a—F图像的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒数，根据图丙中I，则有 则滑块与加速度传感器的总质量为 m = 0.20kg （3）[3]滑块上增加待测物体，同理，根据图丙中II，则有 则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为 m′ ≈0.33kg 则待测物体的质量为 Δm = m′ - m = 0.13kg 验证机械能守恒定律 5.（2025·天津市河北区·二模）如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。 （1）对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是_______。 A. 重物选用质量和密度较大的金属锤 B. 两限位孔在同一竖直面内上下对正 C. 精确测量出重物的质量 D. 用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物 （2）某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_______。 A. OA、AD和EG长度 B. OC、BC和CD的长度 C. BD、CF和EG的长度 D. AC、BD和EG的长度 【答案】（1）AB （2）BC 【小问1详解】 A．选用质量大的金属锤，可保证下落过程中纸带竖直不松弛，金属锤密度大，体积就很小，这样下落过程中所受阻力就小，从而减小实验误差，故A正确； B．为了减小纸带与限位孔之间的摩擦图甲中两限位孔必须在同一竖直线，这样可以减小纸带与限位孔的摩擦，从而减小实验误差，故B正确； C．因为我们是比较的大小关系，故m可约去，不需要测量重锤的质量，对减小实验误差没有影响，故C错误； D．实验时用手抓紧纸带上端，接通电源，打点计时器工作稳定后，再松开释放纸带，不用用手托住重物，故D错误。 故选AB。 【小问2详解】 A．当测得OA、AD和EG的长度时，可求得F点与BC的中点的瞬时速度，从而确定两者的动能变化，却无法求解重力势能的变化，故A错误； B．根据这段时间内的平均速度等于中时刻瞬时速度，结合动能与重力势能表达式，当有OC、BC和CD的长度时，依据BC和CD的长度，可求得C点的瞬时速度，从而求得O到C点的动能变化，因知道OC间距，则可求得重力势能的变化，可以验证机械能守恒，故B正确； C．当BD、CF和EG的长度时，依据BD和EG的长度，可分别求得C点与F点的瞬时速度，从而求得动能的变化，再由CF确定重力势能的变化，进而得以验证机械能守恒，，故C正确； D．当AC、BD和EG的长度时，依据AC和EG长度，只能求得B点与F点的瞬时速度，从而求得动能的变化，而BF间距不知道，则无法验证机械能守恒，故D错误。 故选BC。 6.（2025·天津市八校联考·二模）利用图1所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验； (1)实验操作步骤如下，请将第二步补充完整： 第一步：按实验要求安装好实验装置； 第二步：使重物靠近打点计时器，接着 ，打点计时器在纸带上打下一系列的点； A．先接通电源后释放纸带    B．先释放纸带后接通电源 第三步：如图2为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点。分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离、、… (2)为了验证下落OB段过程重物的机械能是否守恒，若重物的质量为m，打点计时器所使用交流电的频率为f，重力加速度为g，则重物重力势能的减少量为 ，动能的增加量为 。（用题中所给的符号来表示） (3)若同学在某次实验得到的纸带如图3所示。在测量数据时不慎将上述纸带从OA之间扯断，她仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的？ （选填“能”或“不能”）； 【答案】(1)A(2) (3)能 【详解】（1）为打点稳定，充分利用纸带，打点计时器打点时应先接通电源后释放纸带。 故选A。 （2）[1]重物重力势能的减少量为 [2]相邻两计数点的时间间隔为 根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，点的速度为 动能的增加量为 （3）若不慎将上述纸带从OA之间扯断可以将A点后面的纸带上取出两个点，分别计算出通过两点的动能，测量出这两点的高度差，计算出两点的动能增量是否和重力势能的减小量相等从而验证机械能守恒定律，即能实现验证机械能守恒定律的目的。 7.（2025·天津市和平区·二模）同学们在做“验证机械能守恒定律”实验时，根据实验原理，设计了三种方案，实验装置如图所示。 （1）对于这几个实验方案，分析正确的是______ A. 3个实验方案均不需要使用天平测量质量 B. 方案2中，轨道倾斜的目的是为了减小系统误差 C. 方案1中，如果通过图像处理数据，必须打出多条纸带进行测量 D. 方案3中，不要求砝码和托盘的质量远远小于滑块的质量 （2）进行方案3的实验时，用螺旋测微器测量遮光条的宽度，其示数如图所示，则遮光条的宽度为______mm； （3）某实验小组利用方案1将打点计时器接到周期为T的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。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O的距离分别为、、，若它们之间的关系满足表达式______，则可验证此过程机械能守恒。 【答案】（1）D （2）6.300 （3） 【小问1详解】 A．方案1和方案2中，验证机械能守恒的对象分别为重物、滑块，在验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，不需要使用天平测量质量；方案3中，验证机械能守恒的对象是砝码和托盘、滑块组成的系统，需要使用天平测量质量，故A错误； B．方案2中，轨道倾斜的目的是使滑块的重力势能减小，而动能增加，故B错误； C．方案1中，如果通过图像处理数据，不需要打出多条纸带进行测量，只需要通过同一条纸带得到的多组对应数据进行图像处理，故C错误； D．方案3中，验证机械能守恒的对象是砝码和托盘、滑块组成的系统，所以不要求砝码和托盘的质量远远小于滑块的质量，故D正确。 故选D 【小问2详解】 螺旋测微器的精确值为，由图可知遮光条的宽度为 【小问3详解】 从O到B，重物减少的重力势能为 B点对应的速度为 从O到B，重物增加的动能为 若重物机械能守恒，则有 则它们之间的关系满足表达式 则可验证此过程机械能守恒。 用单摆测量重力加速度 8.（2025·天津市河东区·二模）某实验小组用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 （1）用游标卡尺测量小球的直径，示数如图所示，读数为_____mm。 （2）若某同学实验中测出单摆做次全振动所用时间为、摆线长为、摆球直径为，则当地的重力加速度_____（用测出的物理量表示）。 （3）下列叙述正确的是（　　） A. 长度不同的和的同种细线，选用的细线做摆线 B. 如图乙中A、B、C，摆线上端的三种悬挂方式，选A方式更好 C. 从经过平衡位置开始计时，单摆60次经过平衡位置的时间除以60为单摆振动的周期 D. 如图丙中，由于操作失误，致使摆球在一个水平面内做圆周运动，求出的重力加速度与实际值相比偏大 【答案】（1）10.60 （2） （3）AD 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺测量的读数为 【小问2详解】 单摆周期为，且联立单摆周期公式 解得 【小问3详解】 A．摆线应适当长一些，故A正确； B．选C方式更好，能使摆线长度稳定，减小误差，故B错误； C．从经过平衡位置开始计时，单摆每相邻两次经过平衡位置的时间间隔为一个周期，则60次经过平衡位置的时间除以30为单摆的周期，故C错误； D．设细线与竖直方向夹角为，由向心力公式 且，解得重力加速度的实际值为，小于测量值，故D正确。 故选AD。 9.（2025·天津市红桥区·二模）某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装置如图甲所示。 (1)从图乙可知，摆球的直径为 mm。 (2)第一组同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第次经过最低点所用的时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长度L0（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为。则计算的表达式为： （用题中所给的字母来表示）。 (3)第二组同学经测量得到7组摆长和对应的周期，画出图线，坐标如图丙所示。若取，利用图线的斜率，求得当地重力加速度大小 （结果保留三位有效数字）m/s2。 【答案】(1) 5.980/5.981/5.979 (2) （L0+）（n+1）2 （3）9.87 【详解】（1）摆球的直径为 （2）在一个周期内摆球有两次经过最低点，所以单摆的周期应该是 则得到的周期偏小，根据单摆的周期公式 可得=（L0+）（n+1）2 因为周期偏小，所以得到的重力加速度的测量值偏大。 （3）[1]根据单摆的周期公式 可得 则图像斜率 由图像中数据可知，图像斜率 故可得当地重力加速度大小 伏安法测电阻 10.（2025·天津市和平区·二模）某兴趣小组要测量未知电阻的阻值，按照如下步骤进行： （1）利用多用电表测量，当使用×10倍率时，发现指针位置如图甲所示，则应换用______倍率进行测量 （2）为精确测量阻值，该小组设计了如图乙所示的电路进行测量 实验室提供的器材有： A.电动势为4V的电源 B.电压表（0~3V，内阻约为3kΩ） C.电流表（0~3A，内阻约为0.1Ω） D.电流表（0~3mA，内阻约为30Ω） E.0~1000Ω的滑动变阻器 F.0~50Ω的滑动变阻器 G.开关和导线若干 使读数尽可能精确，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______。（填器材前的字母） （3）电路连接正确后，闭合开关，调节滑动器滑片位置，得到多组电流I和电压U的数值，分别将电压表的接线柱接在a点和b点，描绘了两条图像，如图丙所示。其中图线①是电压表接线柱接在______点（填“a”或“b”）时获得的，为减小系统误差，应选择使用图线______（填“①”或“②”）计算阻值，由此得到的阻值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 【答案】（1） （2） ①. D ②. F （3） ①. ②. ② ③. 大于 【解析】 【小问1详解】 利用多用电表测量，当使用×10倍率时，由图可知，指针偏转角度较小，说明电阻较大，应选更大倍率测量，即应换用倍率进行测量。 【小问2详解】 [1][2]由图可知，滑动变阻器为分压接法，滑动变阻器应选用最大阻值较小的；由小问1可知，待测电阻阻值约为，则流过电流表的最大电流约为 则电流表应选用D。 【小问3详解】 [1]由图丙可知，当电流表读数相等时，图线①电压表读数较小，可知，此时采用的为电流表外接法，即电压表接线柱接在。 [2]由于 可知，电流表应采用内接法测量时，计算阻值时更准确，即应用图线②计算阻值。 [3]当采用电流表内接法测量时，测得的电压偏大，则由此得到的阻值大于真实值。 11.（2025·天津市部分区·二模）某同学要精确测定一电阻Rx（阻值约为15Ω），可选择的实验仪器有： A．电源（，内阻可以忽略 B．电压表V（，内阻约为） C．电流表A（，内阻为） D．定值电阻 E．定值电阻 F．滑动变阻器 G．开关、导线 H．多用电表 完成下列问题： （1）小组用多用电表测得该节鱼竿的电阻约为，为了精确测量该节鱼竿的电阻，要求电压调节范围尽量大一些，根据提供的实验器材，请你选出最佳电路图 （选填“A”或“B”）； （2）实验中应该选用的定值电阻是 （选填D或E）； （3）移动滑动变阻器的滑片，将电流表和电压表的对应的示数填在上面的表格中，并在图像中描点作图如图所示，则该节鱼竿的电阻大小为 （结果保留3位有效数字）。 【答案】 A D 14.6 【详解】（1）[1]实验中获得较大的电压调节范围，则需要滑动变阻器选择分压式接法，故选A电路。 （2）[实验中定值电阻与电流表并联，起扩充量程作用，应选电阻较小的D。 （3）因 R1=4RA 流过鱼竿的电流为5I，有 鱼竿的电阻大小为 安安法测电阻 12.（2025·天津市红桥区·二模）某同学想测某电阻的阻值。 （1）该同学先用多用电表的欧姆挡中的“×10”挡粗略测量该电阻，结果如图甲所示，则该读数为 Ω。 为了更准确地测量该电阻的阻值，有以下实验器材可供选择： A．电流表（量程为0~15mA，内阻约为2Ω）； B．电流表（量程为0~3mA，内阻）； C．定值电阻； D．定值电阻； E．滑动变阻器（0~20Ω，允许通过的最大电流为200mA）； F．滑动变阻器（0~100Ω，允许通过的最大电流为50mA）； G．蓄电池E（电动势为3V，内阻很小）； H．开关S。 （2）滑动变阻器应选择 （填“”或“”）。 （3）该同学在某次实验过程中测得电流表的示数为，电流表的示数为，则该电阻表达式 （用题中所给物理量的符号表示）。 【答案】 260 R3 【详解】[1]图甲中欧姆表的读数为。 [2]图乙中滑动变阻器连接方式为分压式，为了调节方便，应选择总阻值较小的滑动变阻器，即选R3。 [3]由并联电路规律得 解得 伏安法测电源电动势和内阻 13.（2025·天津市河北区·二模）用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源（电动势约3V，内阻约2Ω），保护电阻R1（阻值10Ω）和R2（阻值5Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。 实验主要步骤： （ⅰ）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关； （ⅱ）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I； （ⅲ）以U为纵坐标，I为横坐标，作U-I图线（U、I都用国际单位）； （ⅳ）求出U-I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。 回答下列问题： （1）电压表最好选用_______；电流表最好选用_______。 A.电压表（0~3V，内阻约15kΩ） B.电压表（（0~3V，内阻约3kΩ） C.电流表（0~200mA，内阻约2Ω） D.电流表（0~30mA，内阻约2Ω） （2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是（　　） A. 两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱 B. 两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱 C. 一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱 D. 一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱 （3）选用k、a、R1、R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=_______，r=_______，代入数值可得E和r的测量值。 【答案】（1） ①. A ②. C （2）C （3） ①. ka ②. k−R2 【解析】 【小问1详解】 [1]由于待测电源电动势约为3V，且电压表有分流作用，所以电压表应选量程0~3V，且内阻较大的电压表从而减小分流作用，减小实验误差。故选A。 [2]回路中电流最大值为 所以电流表应选择量程为0~200mA。故选C。 【小问2详解】 若滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，则滑动变阻器接入电路的电阻增大，使得回路中电流减小，则电压表示数变大，所以两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱。 故选C。 【小问3详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 根据题意可得， 所以， 14.（2025·天津市河西区·二模）(2)小刘同学在实验室中准备测量水果电池的电动势和内阻。 ①小刘利用铜片、锌片与某种水果制成水果电池，他想采用多用电表的欧姆挡直接测量 水果电池的内阻，此操作.。 (填写“可行”或“不可行”) ②小刘查阅资料得知该水果电池的电动势小于3V 、内阻为几百欧姆，于是便利用以下器材测量其电动势和内阻。 A. 电流表G₁(内阻Rg=50Ω,满偏电流Ig=2 mA) B. 电流表G₂(内阻很小) C. 滑动变阻器R₁ D. 定值电阻R(R=1450Ω) E. 开 关S, 导线若干 他采用如图甲所示的电路图进行测量，通过实验得到电流表G₁ 、 G₂ 的示数分别为I₁ 、I₂, 并以I₁(Rg+R) 为纵轴、I₂ 为横轴作出 如图乙所示的图像，图乙中的a、b 均为已知量。由此图像可求 出该水果电池的电动势E= ,内阻r= 。(均用a、b表示)。 ③通过以上实验测得的水果电池的电动势 E 与真实值E 真相比，E E 真。(填 写“>”、“<”或“=”) 【答案】①不可行; ②a，; ③=。 【详解】 (2)①用欧姆表测量导体电阻时，必须保证该导体与外电路断开，而水果电池本身具有电动势，会影响欧姆表中通过表头的电流，所以不能用欧姆表直接测量水果电池的内阻。②根据闭合电路的欧姆定律有 E = I1(Rg + R) + I2r，整理可得 I1(Rq+R)=E-I2r，所以I1(Rq + R) -I2图线的斜率的绝对值表示电源的内阻，截距表示电源电动势，则E=a，r=， ③该实验误差的主要来自于电流表G2的分压，当G2示数为零时，路端电压即为电源电动势，故E测= E真。 15.（2025·天津市河东区·二模） 为探究充电宝是不是一个有一定电动势和内阻直流电源，某小组设计了如图甲所示的实验电路，测量充电宝的路端电压和电流的关系。 （1）根据图甲，完成图乙中的实物连线；_____ （2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最_____（选填“左”或“右”）端； （3）闭合开关，调节滑动变阻器，记录每次操作的电流表和电压表的示数，根据实验数据作出图像，如图丙所示，该充电宝的电动势为_____，内阻为_____。 【答案】（1） （2）右 （3） ①. 5.08 ②. 0.16 【解析】 【小问1详解】 根据电路图，实物连线如下 【小问2详解】 滑动变阻器采用限流式接法，为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器接入电路的电阻最大，应将滑动变阻器的滑片移到右端。 【小问3详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律有 结合图丙可知，充电宝的电动势为 结合图丙可知，内阻 16.（2025·天津市十二区县重点校·二模）某研究小组对铭牌如图一所示的移动电源进行研究，设计的实验电路如图二，电源内阻不超过1Ω，除开关和导线外，可选用的其他实验器材有： A．电压表（量程，内阻未知） B．电流表(量程0~0.6A, 内阻未知) C．定值电阻（阻值5Ω） D.滑动变阻器（阻值范围） E.滑动变阻器（阻值范围） (1)为准确、方便地测出该移动电源的内阻，滑动变阻器R应该选择 （填相应器材前的字母标号）； (2)为准确地测出该移动电源的电动势和内阻。该组同学实验前进行了理论分析，电压表接在a、b点对应的电压表示数U与改装电流表的示数I的图像应如图三所示，图像的延长线与轴交于、、、，电动势可表示为 ，内阻可表示为 （结果选用、、、、、、R其中的字母表示）； 【答案】(1) D (2) 【详解】（1）根据图一，移动电源的最大输出电压为5V，最大输出电流为2A，若定值电阻选择5Ω，此时量程小于0.6A，达不到要求，可知定值电阻选择C，保护电阻适当大一些，选择D； （2）电压表接在a处时的系统误差在于电压表的分流，测量的是电压表与保护电阻、电源并联等效新电源的电动势与内阻，电动势与内阻的测量值均小于真实值，电压表接在b处时的系统误差在于电流表的分压，测量的是电流表与保护电阻、电源串联等效新电源的电动势与内阻，电动势的测量值等于真实值，内阻的测量值均大于真实值，可知，电压表接在a处时的图像为，电压表接在b处时的图像为，可知电源电动势为 根据闭合电路欧姆定律有 结合上述，电压表接在b处时测量的是电流表与保护电阻、电源串联等效新电源的内阻，结合图像有 解得 由于电压表接在a处时的系统误差在于电压表的分流，分流值为 当U等于0时，等于0，即当电源与整体被短路时，测量数据点与真实数据点相同。电压表接在b处时的系统误差在于电流表的分压，分压值为 当电流I等于0时，等于0，即当断路时，测量数据点与真实数据点相同。可知，图三中（0，b1） ，（a2，0）坐标测量值等于真实值，则这两点连线为理论的图像，该连线的斜率等于电源与串联的总电阻，则有 解得 综合上述可知 或 伏阻法测电源电动势和内阻 17.（2025·天津市南开区·二模）如图甲所示，用铜片、铝片和可乐可以做成可乐电池，电动势在0.4 V～0.6 V范围内，内阻几千欧，某实验兴趣小组制作了一个可乐电池并测量其电动势和内阻。 （1）如图乙所示，直接用多用电表“直流2.5 V”挡测量出可乐电池的电动势为 V。 （2）现有实验器材： A．电压表（0～3 V；RV约为3000Ω） B．电流表（0～300μA，RA约为300Ω） C．电阻箱（0～9999Ω） D．滑动变阻器（0～20Ω） E．开关，导线若干 ①为了更准确的测量可乐电池的电动势和内阻，要求电表读数要偏转满量程的三分之一以上。选择合适的器材并按电路图 完成电路连接。 A． B C．D ②通过数据处理画出相应的可乐电池图像如图丙中实线所示，可知该可乐电池的内阻约为 Ω（保留2位有效数字）。 ③将该可乐电池静置2h后再次测量获得的图像如图丙虚线所示，可知该可乐电池的电动势 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 0.41/0.42/0.43/0.44 B / // 不变 【详解】（1）[1]选择“直流2.5 V”挡时分度值为，估读到，可得可乐电池的电动势大小为 （2）[2]AC．要求电表读数要偏转满量程的三分之一以上，而电源内阻几千欧，则电阻箱阻值要调节为至少几千欧，则此时电压表内阻与电阻箱阻值相差不大，电压表分流作用明显，误差较大，故AC错误； B．电流表可以准确测量干路电流，且电流表内阻远小于电源内阻和变阻箱阻值，引起的误差较小，故B正确。 故选B。 [3]根据电路图和闭合电路欧姆定律可得 整理得 所以可得图像的斜率表示电源电动势，纵截距的绝对值表示电池内阻和电流表的内阻之和，根据图线可得 解得 [4]根据前面分析可得图像的斜率表示电源电动势，虚线所示图线的斜率不变，所以可乐电池的电动势不变。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$