专题10 实验汇编（浙江专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高一物理下学期期末真题分类汇编

专题10 实验汇编（解析版） 【考点分析】 【知识点梳理】动量（定义、单位、矢量性）；动量与动量变化量；动量与动能的区别；冲量（定义、单位、矢量性）；恒力的冲量与变力的冲量；动量与功的区别；动量定理及其简单应用；缓冲与蹦极；动量定理解决流体问题；动量守恒的判断；动量守恒定律的简单应用；碰撞及多次碰撞问题；弹性碰撞与完全非弹性碰撞；爆炸与反冲；人船模型；子弹、木块与板块模型；滑块与斜（曲）面模型；滑块与弹簧模型； 力学三大观点（牛顿运动定律、功和能、动量与冲量）区别、联系及综合应用； 【公式梳理】 物理概念、规律 公式 备注 牛顿运动定律 牛顿第二定律 a与F合的方向一致 牛顿第三定律 作用力与反作用力等大反向,作用在不同物 体 物理概念、规律 公式 备注 功 功 a是F与l的夹角 功率 a是F与v的夹角 机械效率 物理概念、规律 公式 备注 能 动能 标量 重力势能 与零势能面的选择有关 动能定理 W为合外力做的功 机械能守恒定律 或 守恒条件:只有重力或系统内弹力做功 物理概念、规律 公式 备注 动量 动量 矢量 冲量 矢量 动量定理 动量守恒定律 适用条件:系统所受合外力为零 探究平抛运动的特点 1．（22-23高一下·浙江温州·期末）在“探究平抛运动的特点”实验中 (1)下列方法可以探究得出“平抛运动的水平分运动是匀速直线运动”的是________。 A．甲图中，多次改变小锤敲击力度，观察A、B小球落地时间的先后 B．乙图中，在白纸上记录小球做平抛运动的轨迹，分析小球下降高度分别为、、、时的水平位移 C．丙图中，利用频闪照相的方法，记录做平抛运动物体在不同时刻的位置，根据相邻位置时间间隔相等的特点分析小球水平方向的运动规律 (2)利用（1）题图乙所示的实验装置探究平抛运动水平方向分运动的特点时，除图示的实验器材：斜槽、白纸、复写纸、图钉、钢球、木板和升降支架外，还需要用到的器材有________。 A． B． C． D． (3)利用（1）题图乙所示的实验装置，用每一小方格边长L＝2.50 cm的方格纸替代白纸，并使方格纸的纵线与重垂线平行。实验记录了小球运动过程中的3个位置，如图所示。则该小球做平抛运动的初速度为 m/s。（g取，计算结果保留三位有效数字） (4)利用（1）题图乙所示的实验装置进行实验时，下列说法正确的是________。 A．小球必须从轨道的最高点释放 B．小球运动时不可以与背板上的白纸接触 C．为了确保小球做平抛运动，轨道末端应尽量水平 D．在白纸上建立xOy坐标系时，竖直的y轴可通过作白纸侧边缘的平行线确定 【答案】(1)BC (2)BC (3)1.05 (4)BC 【详解】（1）A．甲图中，多次改变小锤敲击力度，观察A、B小球落地时间的先后，探究的是平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，故A错误； B．乙图中，在白纸上记录小球做平抛运动的轨迹，分析小球下降高度分别为、、、时的水平位移，根据竖直方向自由落体运动规律，可知下降高度所对应时间之比为，如果对应的水平位移之比也为，则可得出平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，故B正确； C．丙图中，利用频闪照相的方法，记录做平抛运动物体在不同时刻的位置，根据相邻位置时间间隔相等的特点分析小球水平方向的运动规律，可探究得出平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，故C正确。 故选BC。 （2）实验不需要用天平测小球质量，不需要用表笔测时间；需要用刻度尺测量距离，需要用重锤线确定竖直方向。 故选BC。 （3）竖直方向根据，可得，水平方向有，解得该小球做平抛运动的初速度为 （4）A．小球只需要从轨道的适当位置释放，不需要从轨道的最高点释放，故A错误； B．为了减小误差，小球运动时不可以与背板上的白纸接触，故B正确； C．为了确保小球做平抛运动，轨道末端应尽量水平，故C正确； D．在白纸上建立xOy坐标系时，竖直的y轴应由重锤线确定，故D错误。 故选BC。 2．（23-24高一下·浙江台州·期末）某学习小组用图甲和图乙所示的装置“探究平拋运动的特点”。 (1)下列说法正确的是__________。 A．图甲装置可以用来探究平拋运动水平分运动的规律 B．将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，说明斜槽末端水平 C．图乙装置实验时，每次小球释放的初始位置可以任意选择 D．图丙中，为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 (2)若用一张印有小方格（边长为L）的纸记录小球的轨迹，小球在平拋运动途中的几个位置如图乙中的A、B、C所示，则小球做平抛运动的初速度 （结果用L和g表示）。 【答案】(1)B (2) 【详解】（1）A．图甲装置可以用来探究平拋运动竖直分运动的规律，选项A错误； B．将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，说明斜槽末端水平，选项B正确； C．图乙装置实验时，每次小球必须要从同一位置由静止释放，选项C错误； D．图丙中，为描出小球的运动轨迹，描绘的点要用平滑的曲线连接，选项D错误。 故选B。 （2）竖直方向，水平方向，解得 3．（23-24高一下·浙江金华·期末）如图甲所示，借助该装置用数码相机的连拍功能探究平抛运动的特点，连拍间隔时间相等。图乙是正确操作后得到的连拍照片。 (1)关于该实验，下列做法正确的是______ A．斜槽的末端必须调成水平状态 B．斜槽必须光滑 C．记录同一条运动轨迹时，小球可以从不同位置释放 (2)在图乙中，以小球在处的球心为原点，水平向右为轴、竖直向下为轴建立图示坐标系。过d处小球球心的竖直线交轴于点。下列说法正确的是______ A．通过某点的x、y坐标可以求得平抛初速度 B．小球运动的轨迹在球心处的切线与轴交于点 C．a、b、c、d点相邻两点之间竖直距离之比可能为1:2:3 【答案】(1)A (2)C 【详解】（1）A．为了确保小球飞出斜槽后做平抛运动，即飞出速度方向沿水平方向，实验中斜槽的末端必须调成水平状态，故A正确； B．小球每一次均从斜槽同一位置静止释放，小球克服阻力做功相同，小球放出的速度大小相同，即斜槽光滑与否对实验没有影响，故B错误； C．为了确保小球飞出斜槽的速度大小一定，小球每一次均应从斜槽上同一位置静止释放，故C错误。 故选A。 （2）A．若x、y是相对于小球飞出初始位置的坐标，则有，，解得，根据图乙可知，某点的x、y坐标是以小球在处的球心为原点，而处的球心并不是小球飞出初始位置，则速度不等于，故A错误； B．对于平抛运动，以初始位置为原点，令速度与水平方向夹角为，则有，即速度的反向延长线通过对应位置水平分位移坐标线段的中点，由于图乙中x、y坐标是以小球在处的球心为原点，而处的球心并不是小球飞出初始位置，则小球运动的轨迹在球心处的切线与轴不交于点，故B错误； C．令飞出初始位置到a点时间为，连拍间隔时间为，则有 当有，解得，故C正确。 故选C。 探究向心力大小的表达式 4．（23-24高一下·浙江湖州·期末）如图甲所示是探究向心力大小与质量、转动角速度和转动半径之间关系的向心力演示仪。实验中有两个完全相同的钢球和一个同体积的铝球。 (1)本实验采用的主要实验方法为 ；（单选） A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法 (2)探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系的实验图是 ；（单选） A． B． C． (3)在探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系的实验中，以一定的转速匀速转动手柄，观察左右测力筒露出的刻度，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，如图乙所示。则皮带连接的左、右塔轮半径之比为 。 【答案】(1)A (2)A (3)2∶1 【详解】（1）在探究向心力大小与质量、转动角速度和转动半径之间关系的实验中，每一次改变一个物理量，所用方法为控制变量法。 故选A。 （2）探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系时需要两小球的质量相等，半径相等，角速度不等。 故选A。 （3）在探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系的实验中，以一定的转速匀速转动手柄，观察左右测力筒露出的刻度，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，即向心力之比为，根据可知角速度之比为，根据可知皮带连接的左、右塔轮半径之比为。 5．（22-23高一下·浙江温州·期末） (2)在探究向心力大小F与物体的质量m、角速度ω和半径r的关系时，某同学用向心力演示器进行实验，实验情境如甲、乙、丙三图所示。三个情境中，图 （选填“甲”、“乙”或“丙”）正在探究向心力大小F与半径r的关系。在甲情境中，若左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则实验中选取的左、右两个变速塔轮的半径之比为 。 【答案】 (2) 丙 【详解】 （2）[1]探究向心力大小F与半径r的关系时，需要保持小球质量与角速度不变，改变小球圆周运动的半径，甲图中轨道半径相同，不符合要求，乙图中两小球的质量不相同，不符合要求，丙图符合要求。 [2]甲情境中，若左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，表明，，甲图中半径、质量相等，则有，，其中，解得 6．（23-24高一下·浙江温州·期末）用如图所示装置，探究向心力与角速度之间的关系 (1)已知小球放置在挡板a、b、c内侧时，球心到各自塔轮转轴的距离之比为。实验时，应将质量相同的小球分别放在______内侧（填选项字母）。 A．挡板a与b B．挡板a与c C．挡板b与c (2)已知演示器左右变速塔轮最上层的半径相等，若将皮带从两个塔轮最上层均拨至第二层，则长槽和短槽的角速度之比会 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 (3)实验时，其他条件不变，逐渐增加摇动手柄的转速，则下列符合实际情况的是______。 A．左右两个标尺露出的格数都将增多 B．左右两个标尺露出格数的比值将增大 C．左右两个标尺露出格数的比值将不变 【答案】(1)B (2)变小 (3)AC 【详解】（1）探究向心力与角速度之间的关系，需控制小球质量、运动半径相同，应将质量相同的小球分别放在挡板a与c内侧。 故选B。 （2）变速塔轮边缘的线速度相等，根据，可知若将皮带从两个塔轮最上层均拨至第二层，左边速塔轮的半径增大，则长槽和短槽的角速度之比会变小。 （3）A．根据向心力公式，可知逐渐增加摇动手柄的转速，左右侧小球受到向心力均增大，左右两个标尺露出的格数都将增多，故A正确； BC．左右两个标尺露出格数的比值等于左右侧小球受到向心力的比值，即，可知左右两个标尺露出格数的比值将不变，故B错误，C正确。 故选AC。 7．（23-24高一下·浙江金华·期末）用向心力演示仪探究向心力大小F与物体的质量、角速度和轨道半径的关系实验： (1)本实验所采用的实验探究方法是__________； A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 (2)探究向心力与轨道半径之间的关系时，被传动皮带套住而转动的左右两边的变速塔轮的半径应该 （选填“相同”或“不相同”）。 【答案】(1)C (2)相同 【详解】（1）探究向心力大小F与物体的质量、角速度和轨道半径的关系，先探究向心力大小与其中一个物理量的关系，控制其他物理量不变，本实验采用的方法是控制变量法。 故选C。 （2）探究向心力与轨道半径之间的关系时，应控制两小球质量相同，两小球的角速度相等，则被传动皮带套住而转动的左右两边的变速塔轮的半径应该相同。 8．（23-24高一下·浙江温州·期末）某学习小组利用如图所示的装置“探究向心力大小的表达式”实验，所用向心力演示器如图（a）所示，待选小球是质量均为2m的球1、球2和质量为m的球3，标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小。图（b）是演示器部分原理示意图，其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的1.6倍，轮③的半径是轮①的2倍，轮⑤的半径是轮④的0.8倍，轮⑥的半径是轮④的0.5倍；两转臂上黑白格的长度相等；A、B、C为三根固定在转臂上的挡板可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力。 (1)在探究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径之间的关系时我们主要用到了物理学中的（　　） A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法 (2)若两个钢球的质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出A、C位置两钢球所受向心力的比值为1:4，则塔轮1和塔轮2转动的角速度之比为 。 (3)利用此装置探究向心力与角速度之间的关系，某同学测出数据后作图，为了能简单明了地观察出向心力与角速度的关系，最适合做的图像是（　　） A． B． C． D． (4)若将球1、2分别放在挡板B、C位置，将皮带与轮①和轮④相连则是在研究向心力的大小F与 的关系。 A．转动半径r B．质量m C．角速度ω D．线速度v (5)若将球1、3分别放在挡板B、C位置，转动手柄时标尺1和标尺2示数的比值为1:4，则可判断与皮带连接的变速塔轮为（　　） A．①和④ B．②和⑤ C．③和⑥ D．③和④ 【答案】(1)C (2)1:2 (3)D (4)A (5)C 【详解】（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的控制变量法，即研究向心力的大小F与质量m的关系时，需要保证角速度ω和半径r不变。 故选C。 （2）若两个钢球的质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出A、C位置两钢球所受向心力的比值为1:4，即，则塔轮1和塔轮2转动的角速度之比为 （3）根据，可知，为了能简单明了地观察出向心力与角速度的关系，最适合做的图像是F-ω2。 故选D。 （4）若将球1、2分别放在挡板B、C位置，将皮带与轮①和轮④相连，两个小球的质量相等，角速度相等，是在研究向心力的大小F与转动半径r的关系。 故选A。 （5）若将球1、3分别放在挡板B、C位置，可知转动半径之比为2:1，质量之比为2:1，标尺1和标尺2的比值即向心力大小为1:4，根据，可知转动的角速度之比为1:4，根据可知与皮带连接的变速塔轮③和⑥。 故选C。 9．（23-24高一下·浙江宁波·期末）用如图实验装置探究向心力大小与质量、角速度、半径的关系。实验可供选择的小球大小相同，材质分别是胶木、铝和铁，三种材料的密度如表中所示。 材料 胶木 铝 铁 密度（） 1.3~1.4 2.7 7.9 (1)本实验所采用的实验探究方法是______（单选）； A．类比法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．实验与推理法 (2)皮带与不同半径的塔轮相连是主要为了使两小球的______不同（单选）； A．转动半径r B．质量m C．角速度 D．线速度v (3)某次实验时，先将左右两侧塔轮半径调至相等，左侧小球6置于长槽处，小球在长槽和短槽处运动时半径之比为2∶1。匀速转动时，若左边标尺露出约2格，右边标尺露出约3格，则左右两处小球所受向心力大小之比约为______（单选）。 A．2：3 B．3：2 C．4：9 (4)左侧小球材质应选择的是 （填“胶木”、“铝”或“铁”）。 【答案】(1)C (2)C (3)A (4)铝 【详解】（1）向心力和三个因素有关，所以需要控制其中两个恒定，改变第三个量，从而来研究向心力和它们的关系，故采用了控制变量法，故选C； （2）皮带连接塔轮，则线速度大小相等，由可知，不同半径对应不同的角速度，故选C； （3）标尺露出的格数反映向心力的大小，因左右的格数之比为2:3，则左右两处小球所受向心力大小之比约为2:3，故选A； （4）两侧塔轮半径调至相等，则左右两侧的角速度相等，半径之比为2∶1，而向心力之比为2:3，由可知，两侧的小球质量之比为1:3，则能够满足要求的只能是铝球和铁球，即左侧小球为铝球，右侧小球为铁球。 10．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）某探究小组用如图1所示的向心力演示器“探究向心力大小的表达式”。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨道半径之比为，请回答以下问题： (1)下列3个实验中与本实验思想方法相同的是______。  A．图2中的“探究平抛运动的特点”实验 B．图3中的“验证机械能守恒定律”实验 C．图4中的“研究平行板电容器电容大小的因素”实验 (2)实验时某同学将质量为和（）的小球分别放在B、C位置，转动手柄，当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比为，由此可知左右塔轮的半径之比为 。 (3)为了进一步精确探究，小组同学利用传感器验证向心力的表达式，如图5所示，装置中水平直槽能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直槽上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平直槽一起匀速转动时，细线的拉力大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。将相同滑块分别以半径r为0.14m、0.12m、0.10m、0.08m、0.06m做圆周运动，在同一坐标系中分别得到图6中①、②、③、④、⑤五条图线，则图线①对应的半径为 m，各图线不过坐标原点的原因是 。 【答案】(1)C (2) (3) 0.14 滑块受到水平直槽的摩擦力作用 【详解】（1）探究向心力大小的表达式采用了控制变量法，探究平抛运动的特点、验证机械能守恒定律与研究平行板电容器电容大小的因素三个实验中，只有研究平行板电容器电容大小的因素利用了控制变量法。 故选C。 （2）左右两标尺露出的格子数之比为，可知，根据题意有，皮带传动过程，左右塔轮边缘线速度大小相等，则有，根据向心力的表达式有，，解得 （3）[1]根据向心力表达式有，可知，角速度相同时半径越大，所需向心力越大，根据图像可知，在相等的角速度之下，①所需向心力最大，则图线①对应的半径为0.14m； [2]各图像不过原点，当力传感器示数为0时，角速度不等于0，表明滑块受到水平直槽的摩擦力作用。 11．（23-24高一下·浙江台州·期末）用图甲的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。塔轮每层左右半径关系如图乙。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，A、C各自到塔轮中心距离相等，B到塔轮中心的距离是A到塔轮中心距离的2倍。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。 (1)本实验所采用的实验探究方法与下列实验相同的是__________。 A．探究两个互成角度的力的合成规律 B．探究加速度与力、质量的关系 C．通过平面镜观察桌面的微小形变 (2)某同学在实验探究时，将质量为和的小球分别放在B、C位置，传动皮带位于第三层，转动手柄，当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比1∶3，由此可知 。 【答案】(1)B (2) 【详解】（1）探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，采用的实验方法是控制变量法。 A．探究两个互成角度的力的合成规律，采用的实验方法是等效替代法，故A错误； B．探究加速度与力、质量的关系，采用的实验方法是控制变量法，故B正确； C．通过平面镜观察桌面的微小形变，采用的是放大法，故C错误。 故选B。 （2）在实验探究时，将质量为和的小球分别放在B、C位置，则左右两小球做圆周运动半径之比为，传动皮带位于第三层，由于左右塔轮边缘线速度大小相等，根据，可得两小球做圆周运动的角速度之比为，当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比，则有，根据，可得 12．（23-24高一下·浙江衢州·期末）在“探究向心力大小的表达式”实验中 (1)本实验所采用的实验探究方法与下列哪个实验是相同的___________。 A．探究弹簧弹力与形变量的关系 B．探究两个互成角度的力的合成规律 C．探究加速度与力、质量的关系 D．探究平抛运动的特点 (2)用如图所示的向心力演示器进行实验，下图中探究向心力大小与轨道半径关系的是___________。 A． B． C． D． (3)探究向心力大小与角速度的关系时，摇动手柄，发现两标尺显示的等分格数值之比为1∶4，若增大摇动速度，则等分格数值之比将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 【答案】(1)AC (2)D (3)不变 【详解】（1）本实验所采用的实验探究方法是控制变量法。 A．根据胡克定律可知探究弹簧弹力与形变量之间的关系，采用了控制变量法，故A符合题意； B．探究两个互成角度的力的合成规律，即两个分力与合力的作用效果相同，采用的是等效替代的思想，故B不符合题意； C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系是通过控制变量法进行研究的，故C符合题意； D．探究平抛运动的特点，例如两球同时落地，两球在竖直方向上的运动效果相同，应用了等效思想，故D不符合题意。 故选AC。 （2）根据向心力为，则探究向心力大小与轨道半径的关系时，需要保证质量相同（装盘上两个球同为钢球或铝球），还要保证角速度相同，而两塔轮用皮带连接，边缘的线速度相等，由，则需要两塔轮的半径相等，故符合这两个条件的选D。 （3）探究向心力大小与角速度的关系时，根据可知，两标尺显示的等分格数值之比为1∶4，即向心力之比为1:4，若增大摇动速度，因塔轮半径不变，则角速度的关系不变，则向心力的关系不变，故等分格数值之比将不变。 验证机械能守恒定律 13．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）在做“验证机械能守恒定律”实验中： (1)下列说法正确的是______ A．本实验中必须要测定物体的质量 B．实验中，固定打点计时器时应使两限位孔位于同一竖直线 C．实验时一定要先通电源再释放纸带 D．在处理数据时，一定要从打下的第1个点开始量取 (2)实验得到的纸带如图1所示，已知重物质量0.20kg，在纸带上某段标记1-6六个点，则由纸带计算2到点5之间重物的重力势能减少 J（当地重力加速度，保留三位有效数字）。实验发现，重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是 。 【答案】(1)BC (2) 0.147~0.151 重物和纸带下落时受到阻力 【详解】（1）A．由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，所以本实验不需要测定物体的质量，故A错误； B．为了减小纸带与打点计时器的摩擦，实验中，固定打点计时器时应使两限位孔位于同一竖直线，故B正确； C．为了充分利用纸带，实验时一定要先通电源再释放纸带，故C正确； D．验证机械能守恒的表达式为，为了验证机械能守恒，不一定需要选择纸带上打出的第一个点作为起点，故D错误。 故选BC。 （2）[1]由纸带可知2到点5之间重物的重力势能减少量为，[2]实验发现，重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是：重物和纸带下落时受到阻力作用，减少的重力势能有一部分转化为内能，使得重物增加的动能略小于减少的重力势能。 14．（23-24高一下·浙江宁波·期末）某小组利用图甲的装置做验证机械能守恒定律实验： (1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是______（单选）； A．220V交流电源 B．约8V交流电源 C．秒表 (2)在正确操作后打出多条点迹清晰的纸带中，应选取相邻点间距之差最接近 mm的纸带进行测量。 (3)某次实验中，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，如图乙所示。O、A、B、C、D、E和F为连续打下的点。从图中读出OD两点间的距离为 cm。 (4)已知电源频率为50Hz，则打D点时纸带运动的速度为 m/s。（结果保留2位有效数字）。 (5)比较发现的大小，出现这一结果的原因可能是______（单选）。 A．工作电压偏高 B．存在空气阻力和摩擦力 C．实际打点频率小于50Hz 【答案】(1)B (2)4 (3)7.80 (4)1.4 (5)C 【详解】（1）电磁打点计时器的工作电源为约8V交流电源，打点计时器可以计时，不需要秒表。 故选B。 （2）由逐差法有，即应选取相邻点间距之差最接近的纸带进行测量。 （3）由图乙可知，刻度尺的最小刻度为，读数时要估读到最小刻度下一位，则OD两点间的距离为。 （4）打D点时纸带运动的速度为 （5）A.工作电压偏高会导致打出的点为短线，不会导致动能增加量大于重力势能减小量，故A不符合题意； B．空气阻力和摩擦力会导致重力势能减小量大于动能增加量，故B不符合题意； C．若打点频率小于50Hz，说明每两个点之间的时间间隔大于0.02s，但计算时所用的时间仍然是0.02s，会导致速度的测量值偏大，出现动能增加量大于重力势能减小量的情况，故C符合题意。 故选C。 15．（23-24高一下·浙江湖州·期末）（1）小王在实验室里利用自由落体运动来验证机械能守恒定律 (1)图甲是小王释放纸带瞬间的照片，指出操作或装置不合理之处： ；（答出一点即可） (2)正确操作后，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带（局部），并标记计数点，如图乙所示。已知交流电频率为50Hz，重物质量为300g，当地重力加速度。则打7点时，重物的速度大小 m/s：O点到7点重物减小的重力势能 J；（计算结果都保留3位有效数字） (3)通过计算发现重物重力势能的减小量大于动能的增大量，出现这一结果的原因可能是 。（单选） A．工作电压偏低 B．存在空气阻力和摩擦力 C．接通电源前释放了纸带 【答案】(1)纸带应竖直放置/重锤没有靠近打点计时器 (2) 1.70 (3)B 【详解】（1）验证机械能守恒定律实验中，纸带释放前纸带应该笔直的穿过打点计时器，以减小纸带与打点计时器间的摩擦力影响，同时重物应该紧靠打点计时器。故错误为纸带应竖直放置或重锤没有靠近打点计时器。 （2）[1]根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔，根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得 [2]O点到7点重物减小的重力势能 （3）A．工作电压偏低对实验无影响，故A错误； B．存在空气阻力和摩擦力，会导致重物重力势能的减小量大于动能的增大量，故B正确； C．接通电源前释放了纸带，则导致速度的测量值变大，动能测量值大，会导致重物重力势能的减小量小于动能的增大量，故C错误。 故选B。 16．（23-24高一下·浙江温州·期末）小王同学验证“物体在自由下落过程中机械能守恒”的实验装置如图所示。 (1)为完成此实验，如图所示的实验器材必须选取的是 （填选项字母）。 (2)下列关于本实验的说法正确的是______。 A．为了减小阻力影响，要选体积小，密度大的重物 B．为了让打的点清晰，要先释放纸带，再接通电源 C．为了防止晃动，应用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物 (3)正确完成实验操作后，得到一条清晰的纸带如图所示，纸带上的点迹是打点计时器连续打出的点。 在处理数据时，小王同学选取A、B两点来验证。已知交流电频率为50Hz，重物的质量为300g，当地重力加速度，测量后将部分物理量的计算结果记录如下： x1/cm A点瞬时速度/（m·s-1） x2/cm B点瞬时速度/（m·s-1） A、B两点间距离/cm 1.15 0.288 4.25 5.60 ①观察纸带可知，实验时连接重物的夹子夹在了纸带的 端（选填“左”或“右”）。 ②表格中待填数据vB= m/s（结果保留3位有效数字）。 ③打点计时器从打下A点到打下B点的过程，由表格数据可计算出：重物的重力势能减少量，打下A点时重物的动能，动能增加量ΔEk= J（结果保留3位有效数字）。 ④比较ΔEp与ΔEk的大小，出现这一结果的原因可能是 。 A．重物质量的测量值偏大 B．打点计时器的工作电压偏高 C．打点计时器两个限位孔不在同一竖直线上 【答案】(1)D (2)A (3) 左 1.06 0.156/0.157 C 【详解】（1）A．用打点计时器计时，不用秒表计时，A不选； BC．电火花打点计时器使用220V交流电源，BC不选； D．用刻度尺测量计数点之间的距离，D选。 故选D。 （2）A．为了减小阻力影响，要选体积小，密度大的重物，A正确； B．为了让打的点清晰，要先接通电源，后释放纸带，B错误； C．用夹子夹住纸带，重物稳定后，先接通电源，后释放重物，C错误。 故选A。 （3）①[1]观察纸带可知，实验时连接重物的夹子夹在了纸带的左端。 ②[2]表格中待填数据 ③[3] A点的动能为，解得，B点动能为 ，动能增加量为 ④[4] A．重物质量不影响测量结果，A错误； B．打点计时器的工作电压偏高，不影响时间的测量，B错误； C．打点计时器两个限位孔不在同一竖直线上，摩擦力太大，机械能损失较多，导致增加的动能小于减少的重力势能，C正确。 故选C。 17．（23-24高一下·浙江台州·期末）某同学做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）学校使用的是电磁打点计时器，则该打点计时器要接下面的 （填“A”或“B”）电源。 （2）图2为实验中打出的一条纸带，单位是，打点周期为，实验所用的重物质量为，打点计时器打下点7时物体的速度 。从起始点“0”到打下“7”点的过程中，重力势能的减少量 J，发现0点到7点过程中，重物重力势能的减少量大于动能增加量，可能的原因是 。（g取，计算结果保留3位有效数字） 【答案】 A 1.33/1.32 0.279/0.278/0.280 重物在下落过程中存在阻力，一部分重力势能转化为内能 【详解】（1）[1]学校使用的是电磁打点计时器，电磁打点计时器应连接低压交流电源，则该打点计时器要接下面的A电源。 （2）[2]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打点计时器打下点7时物体的速度为 [3]从起始点“0”到打下“7”点的过程中，重力势能的减少量为 [4]发现0点到7点过程中，重物重力势能的减少量大于动能增加量，可能的原因是：重物在下落过程中存在阻力，一部分重力势能转化为内能。 18．（23-24高一下·浙江宁波·期末）某兴趣小组的几位成员做“验证机械能守恒定律”的实验，所用打点计时器的打点周期为0.02s。 (1)下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，操作正确的是（　　） A． B． C． D． (2)如图所示是某次实验中经正确操作得到的一条纸带（局部），把第一个点（初速度为零）记作O点，测出点O、A间的距离，点A、C间的距离，点C、E间的距离，已知当地重力加速度为9.8m/s2，重物的质量为m=1.0kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重物动能的增加量为 J，重力势能的减少量为 J。（结果均保留两位小数） 【答案】(1)A (2) 8.00 8.25 【详解】（1）在释放纸带瞬间应保证纸带竖直，且重物应靠近打点计时器。 故选A。 （2）[1]打C点时，重物的速度大小为，所以O点到C点的这段时间内，重物动能的增加量为 [2]重力势能的减少量为 19．（23-24高一下·浙江宁波·期末）如图甲，小张同学做“验证机械能守恒定律”的实验。 (1)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。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hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减小量ΔEp = ，动能增加量ΔEk = 。 (2)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______。 A．利用公式v = gt计算重物速度 B．利用公式计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法 (3)小张同学继续应用纸带上各点到起始点O的距离h，计算出相应点对应的速度v，以h为横轴、v2为纵轴作出了如图丙的图线，当地重力加速度为g，该图线的斜率应_______。 A．等于g B．小于2g C．等于2g D．大于2g 【答案】(1) (2)C (3)B 【详解】（1）[1]重力做正功，重力势能减小，重力势能减小量 [2]B是AC段的时间中点，B点的速度等于AC段的平均速度，即，动能增加量，联立，解得 （2）AB．该实验中存在摩擦、空气阻力，实际加速度不是g，不能用运动学公式，，计算瞬时速度，只能通过纸带上点迹求该点相邻两点间平均速度，故AB错误； C．因存在空气阻力和摩擦阻力的影响，减少的重力势能一部分转化为重物的动能，还有一部分转化为内能，说明重力势能的减少量大于动能的增加量，故C正确； D．该实验误差属系统误差，采用多次实验取平均值的方法不能改变误差大小，故D错误。 故选C。 （3）根据动能定理可知，可得，由此可知，在丙图图像中，斜率为 故选B。 20．（23-24高一下·浙江衢州·期末）如图为一种利用气垫导轨和光电门“验证机械能守恒定律”的实验装置，已知重力加速度为g。主要实验步骤如下： a．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平。 b．测出遮光条的宽度d。 c．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离l。 d．由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t。 e．用天平称出托盘和砝码的总质量m。 f．…… 回答下列问题： (1)为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量有___________。 A．滑块的长度x B．滑块和遮光条的总质量M C．遮光条运动到光电门处所用的时间T (2)若要符合机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该满足的关系为（用测得的物理量符号表示） 。 (3)在该实验中 （选填“需要”或“不需要”）满足滑块和遮光条的总质量远大于托盘和砝码的总质量。 【答案】(1)B (2) (3)不需要 【详解】（1）实验要验证的关系式为，则还需要测量滑块和遮光条的总质量M，故选B。 （2）若要符合机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该满足的关系为 （3）在该实验中研究系统的机械能守恒问题，则不需要满足滑块和遮光条的总质量远大于托盘和砝码的总质量。 21．（23-24高一下·浙江金华·期末）以下三种方案可用于完成“探究加速度与力、质量的关系”的实验，绳子和滑轮均为轻质。 (1)三种方案中，需要进行“补偿阻力”的方案是 （多选，选填“甲”、“乙”、“丙”），需要满足重物（或钩码）质量远小于小车（或滑块）质量的方案是 （选填“甲”、“乙”、“丙”）。 (2)某同学选择其中一个装置进行实验时，得到如图丁所示的一条纸带（相邻两计数点间还有一个点没有画出），已知打点计时器使用的是频率为的交流电。根据纸带可求出小车加速度为 （计算结果保留三位有效数字），根据所计算的加速度大小可判定打出这条纸带的可能是实验方案 。（选填“甲”、“乙”、“丙”） (3)某同学选择图丙的装置“验证系统机械能守恒”。将滑块从位置由静止释放后，测得遮光条通过光电门的时间为，遮光条的宽度为，测得滑块质量为，钩码和力传感器的质量为m，AB间的距离为。在实验误差允许范围内，若满足关系式 （用直接测量的物理量符号表示），则系统机械能守恒；分析实验数据后发现，系统增加的动能明显大于钩码和力传感器减小的重力势能，原因是 。 【答案】(1) 甲、乙 乙 (2) 12.5 甲 (3) 气垫导轨的右端比左端高 【详解】（1）[1]三种方案中，甲、乙中小车均受到长木板的摩擦阻力作用，所以需要进行“补偿阻力”，丙中气垫导轨的摩擦阻力可以忽略不计，所以不需要进行“补偿阻力”； [2]甲中绳子拉力可以用弹簧测力计测得，丙中绳子拉力可以用力传感器测得，只有乙中绳子拉力需要用重物的重力代替，所以需要满足重物（或钩码）质量远小于小车（或滑块）质量的方案是乙。 （2）[1]相邻两计数点间还有一个点没有画出，则相邻计数点的时间间隔为 根据逐差法可得小车加速度为 [2]由于乙、丙图中小车的加速度大小与重物的加速度大小相等，而重物的加速度大小一定小于重力加速度；甲图中小车的加速度大小是重物加速度大小的2倍，小车的加速度可以大于重力加速度，所以根据所计算的加速度大小可判定打出这条纸带的可能是实验方案甲。 （3）[1]滑块经过光电门的速度大小为，根据系统机械能守恒可得，联立可得满足关系式，则系统机械能守恒； [2]分析实验数据后发现，系统增加的动能明显大于钩码和力传感器减小的重力势能，原因是：气垫导轨的右端比左端高，滑块下滑过程还有滑块的重力势能转化为系统的动能。 22．（23-24高一下·浙江丽水·期末）小张同学用如图甲所示的实验装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，所选打点计时器如图乙所示。 (1)图乙中打点计时器所接的电源为 （选填“8V”或“220V”）交变电源； (2)下列有关本实验说法正确的是（　　） A．先打开电源后释放纸带 B．纸带上打点越密集的地方速度越大 C．实验过程中不需要补偿小车受到的阻力 D．电磁打点计时器是一种测量点迹距离的仪器 (3)该同学完成实验后，在纸带上每5个点取一个计数点，共有A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，其相邻点的间距如图所示。根据图丙纸带的数据可以求出打点计时器打下C点时小车的速度为 m/s，小车的加速度大小为 m/s2。（保留2位小数） (4)小陈同学想利用图甲装置，通过垫高轨道一端补偿阻力后验证小车和钩码的机械能是否守恒，他的做法 （“可行”或“不可行”）。 【答案】(1)220V (2)AC (3) 0.82 1.56 (4)不可行 【详解】（1）图乙中打点计时器为电火花打点计时器，需接220V交变电流。 （2）A．实验中，应先打开电源，等打点稳定后释放纸带，故A正确； B．纸带上打点密集与打点稀疏相比，说明在相同时间内小车的位移更小，取纸带上打点密集的地方速度小，故B错误； C．该实验不需要平衡阻力，阻力对研究小车速度随时间变化规律无影响，故C正确； D．电磁打点计时器是一种测量时间的仪器，故D错误。 故选AC。 （3）[1]在纸带上每5个点取一个计数点，则相邻两个计数点之间的时间间隔为 C点的速度为 [2]根据逐差法，小车的加速度为 （4）垫高轨道一端补偿阻力后，系统存在摩擦力做功，机械能不守恒，所以不可行。 23．（23-24高一下·浙江杭州·期末）下图是使用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置，主要实验步骤如下： （a）将气垫导轨放在水平桌面上，并调节导轨两端的支脚，使得轨道水平，测得导轨两端支脚之间的距离为l； （b）将导轨的其中一端支脚用垫片垫高h的高度； （c）测出遮光条的宽度d，以及滑块和遮光条的总质量m； （d）接通导轨开关，让滑块和遮光条从导轨最高处由静止释放，测得释放时遮光条与光电门的距离x以及遮光条通过光电门的遮光时间t。 （e）查阅得当地重力加速度为g。 （f）…… 请完成以下问题： (1)滑块经过光电门时的瞬时速度大小 ；为了使得瞬时速度测量结果尽量准确，选用的遮光条宽度应适当 （填“宽一些”或“窄一些”）。 (2)上述第（d）步中，滑块和遮光条从释放到遮住光电门的过程中，它们动能的增加量为 ，重力势能的减少量为 （均用题给符号表示）。 (3)若多次测量均发现重力势能减少量略大于动能增加量，请写出一种可能的原因： 【答案】(1) 窄一些 (2) (3)存在空气阻力的影响（滑轮与轴之间有摩擦） 【详解】（1）[1]由于遮光条经过光电门时间极短，可知 [2] 测得的瞬时速度只是一个近似值，它们实质上是通过光电门的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将遮光条的宽度更窄一些。 （2）[1]动能的增加量为 [2]此过程中滑块和钩码组成的系统重力势能的减少量为 （3）重力势能的减少量略大于动能的增加量，根据其表达式分析可知，原因有：存在空气阻力的影响；滑轮与轴之间有摩擦等无法消除的阻力。 研究电容器充、放电 24．（22-23高一下·浙江温州·期末）(1)小明同学利用如图所示的电路研究电容器充、放电的规律，发现放电过程中电表的示数变化太快，来不及记录数据。下列操作能解决该问题的是（　　） A．增大电阻R的阻值 B．增加电容器的电容 C．换更大量程的电流表 D．换更大量程的电压表 【答案】(1)AB 【详解】（1）充电稳定时，根据，可知，电容器极板所带电荷量一定，电表的示数变化太快，表明放电时，回路的电流过大，为了减小回路的电流，可以增大电阻R的阻值，故A正确； B．充电稳定时，根据，若增加电容器的电容，则极板所带电荷量增大，由于极板之间最大电压等于电源电动势，则最大电流不变，则极板放电时间变长，电流变化变平缓，故B正确； CD．结合上述可知，电流的变化与电表的量程无关，故CD错误； 故选AB。 31 / 31 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 实验汇编（原卷版） 【考点分析】 【知识点梳理】动量（定义、单位、矢量性）；动量与动量变化量；动量与动能的区别；冲量（定义、单位、矢量性）；恒力的冲量与变力的冲量；动量与功的区别；动量定理及其简单应用；缓冲与蹦极；动量定理解决流体问题；动量守恒的判断；动量守恒定律的简单应用；碰撞及多次碰撞问题；弹性碰撞与完全非弹性碰撞；爆炸与反冲；人船模型；子弹、木块与板块模型；滑块与斜（曲）面模型；滑块与弹簧模型； 力学三大观点（牛顿运动定律、功和能、动量与冲量）区别、联系及综合应用； 【公式梳理】 物理概念、规律 公式 备注 牛顿运动定律 牛顿第二定律 a与F合的方向一致 牛顿第三定律 作用力与反作用力等大反向,作用在不同物 体 物理概念、规律 公式 备注 功 功 a是F与l的夹角 功率 a是F与v的夹角 机械效率 物理概念、规律 公式 备注 能 动能 标量 重力势能 与零势能面的选择有关 动能定理 W为合外力做的功 机械能守恒定律 或 守恒条件:只有重力或系统内弹力做功 物理概念、规律 公式 备注 动量 动量 矢量 冲量 矢量 动量定理 动量守恒定律 适用条件:系统所受合外力为零 探究平抛运动的特点 1．（22-23高一下·浙江温州·期末）在“探究平抛运动的特点”实验中 (1)下列方法可以探究得出“平抛运动的水平分运动是匀速直线运动”的是________。 A．甲图中，多次改变小锤敲击力度，观察A、B小球落地时间的先后 B．乙图中，在白纸上记录小球做平抛运动的轨迹，分析小球下降高度分别为、、、时的水平位移 C．丙图中，利用频闪照相的方法，记录做平抛运动物体在不同时刻的位置，根据相邻位置时间间隔相等的特点分析小球水平方向的运动规律 (2)利用（1）题图乙所示的实验装置探究平抛运动水平方向分运动的特点时，除图示的实验器材：斜槽、白纸、复写纸、图钉、钢球、木板和升降支架外，还需要用到的器材有________。 A． B． C． D． (3)利用（1）题图乙所示的实验装置，用每一小方格边长L＝2.50 cm的方格纸替代白纸，并使方格纸的纵线与重垂线平行。实验记录了小球运动过程中的3个位置，如图所示。则该小球做平抛运动的初速度为 m/s。（g取，计算结果保留三位有效数字） (4)利用（1）题图乙所示的实验装置进行实验时，下列说法正确的是________。 A．小球必须从轨道的最高点释放 B．小球运动时不可以与背板上的白纸接触 C．为了确保小球做平抛运动，轨道末端应尽量水平 D．在白纸上建立xOy坐标系时，竖直的y轴可通过作白纸侧边缘的平行线确定 2．（23-24高一下·浙江台州·期末）某学习小组用图甲和图乙所示的装置“探究平拋运动的特点”。 (1)下列说法正确的是__________。 A．图甲装置可以用来探究平拋运动水平分运动的规律 B．将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，说明斜槽末端水平 C．图乙装置实验时，每次小球释放的初始位置可以任意选择 D．图丙中，为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 (2)若用一张印有小方格（边长为L）的纸记录小球的轨迹，小球在平拋运动途中的几个位置如图乙中的A、B、C所示，则小球做平抛运动的初速度 （结果用L和g表示）。 3．（23-24高一下·浙江金华·期末）如图甲所示，借助该装置用数码相机的连拍功能探究平抛运动的特点，连拍间隔时间相等。图乙是正确操作后得到的连拍照片。 (1)关于该实验，下列做法正确的是______ A．斜槽的末端必须调成水平状态 B．斜槽必须光滑 C．记录同一条运动轨迹时，小球可以从不同位置释放 (2)在图乙中，以小球在处的球心为原点，水平向右为轴、竖直向下为轴建立图示坐标系。过d处小球球心的竖直线交轴于点。下列说法正确的是______ A．通过某点的x、y坐标可以求得平抛初速度 B．小球运动的轨迹在球心处的切线与轴交于点 C．a、b、c、d点相邻两点之间竖直距离之比可能为1:2:3 探究向心力大小的表达式 4．（23-24高一下·浙江湖州·期末）如图甲所示是探究向心力大小与质量、转动角速度和转动半径之间关系的向心力演示仪。实验中有两个完全相同的钢球和一个同体积的铝球。 (1)本实验采用的主要实验方法为 ；（单选） A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法 (2)探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系的实验图是 ；（单选） A． B． C． (3)在探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系的实验中，以一定的转速匀速转动手柄，观察左右测力筒露出的刻度，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，如图乙所示。则皮带连接的左、右塔轮半径之比为 。 5．（22-23高一下·浙江温州·期末） (2)在探究向心力大小F与物体的质量m、角速度ω和半径r的关系时，某同学用向心力演示器进行实验，实验情境如甲、乙、丙三图所示。三个情境中，图 （选填“甲”、“乙”或“丙”）正在探究向心力大小F与半径r的关系。在甲情境中，若左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则实验中选取的左、右两个变速塔轮的半径之比为 。 6．（23-24高一下·浙江温州·期末）用如图所示装置，探究向心力与角速度之间的关系 (1)已知小球放置在挡板a、b、c内侧时，球心到各自塔轮转轴的距离之比为。实验时，应将质量相同的小球分别放在______内侧（填选项字母）。 A．挡板a与b B．挡板a与c C．挡板b与c (2)已知演示器左右变速塔轮最上层的半径相等，若将皮带从两个塔轮最上层均拨至第二层，则长槽和短槽的角速度之比会 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 (3)实验时，其他条件不变，逐渐增加摇动手柄的转速，则下列符合实际情况的是______。 A．左右两个标尺露出的格数都将增多 B．左右两个标尺露出格数的比值将增大 C．左右两个标尺露出格数的比值将不变 7．（23-24高一下·浙江金华·期末）用向心力演示仪探究向心力大小F与物体的质量、角速度和轨道半径的关系实验： (1)本实验所采用的实验探究方法是__________； A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 (2)探究向心力与轨道半径之间的关系时，被传动皮带套住而转动的左右两边的变速塔轮的半径应该 （选填“相同”或“不相同”）。 8．（23-24高一下·浙江温州·期末）某学习小组利用如图所示的装置“探究向心力大小的表达式”实验，所用向心力演示器如图（a）所示，待选小球是质量均为2m的球1、球2和质量为m的球3，标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小。图（b）是演示器部分原理示意图，其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的1.6倍，轮③的半径是轮①的2倍，轮⑤的半径是轮④的0.8倍，轮⑥的半径是轮④的0.5倍；两转臂上黑白格的长度相等；A、B、C为三根固定在转臂上的挡板可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力。 (1)在探究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径之间的关系时我们主要用到了物理学中的（　　） A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法 (2)若两个钢球的质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出A、C位置两钢球所受向心力的比值为1:4，则塔轮1和塔轮2转动的角速度之比为 。 (3)利用此装置探究向心力与角速度之间的关系，某同学测出数据后作图，为了能简单明了地观察出向心力与角速度的关系，最适合做的图像是（　　） A． B． C． D． (4)若将球1、2分别放在挡板B、C位置，将皮带与轮①和轮④相连则是在研究向心力的大小F与 的关系。 A．转动半径r B．质量m C．角速度ω D．线速度v (5)若将球1、3分别放在挡板B、C位置，转动手柄时标尺1和标尺2示数的比值为1:4，则可判断与皮带连接的变速塔轮为（　　） A．①和④ B．②和⑤ C．③和⑥ D．③和④ 9．（23-24高一下·浙江宁波·期末）用如图实验装置探究向心力大小与质量、角速度、半径的关系。实验可供选择的小球大小相同，材质分别是胶木、铝和铁，三种材料的密度如表中所示。 材料 胶木 铝 铁 密度（） 1.3~1.4 2.7 7.9 (1)本实验所采用的实验探究方法是______（单选）； A．类比法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．实验与推理法 (2)皮带与不同半径的塔轮相连是主要为了使两小球的______不同（单选）； A．转动半径r B．质量m C．角速度 D．线速度v (3)某次实验时，先将左右两侧塔轮半径调至相等，左侧小球6置于长槽处，小球在长槽和短槽处运动时半径之比为2∶1。匀速转动时，若左边标尺露出约2格，右边标尺露出约3格，则左右两处小球所受向心力大小之比约为______（单选）。 A．2：3 B．3：2 C．4：9 (4)左侧小球材质应选择的是 （填“胶木”、“铝”或“铁”）。 10．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）某探究小组用如图1所示的向心力演示器“探究向心力大小的表达式”。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨道半径之比为，请回答以下问题： (1)下列3个实验中与本实验思想方法相同的是______。  A．图2中的“探究平抛运动的特点”实验 B．图3中的“验证机械能守恒定律”实验 C．图4中的“研究平行板电容器电容大小的因素”实验 (2)实验时某同学将质量为和（）的小球分别放在B、C位置，转动手柄，当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比为，由此可知左右塔轮的半径之比为 。 (3)为了进一步精确探究，小组同学利用传感器验证向心力的表达式，如图5所示，装置中水平直槽能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直槽上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平直槽一起匀速转动时，细线的拉力大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。将相同滑块分别以半径r为0.14m、0.12m、0.10m、0.08m、0.06m做圆周运动，在同一坐标系中分别得到图6中①、②、③、④、⑤五条图线，则图线①对应的半径为 m，各图线不过坐标原点的原因是 。 11．（23-24高一下·浙江台州·期末）用图甲的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。塔轮每层左右半径关系如图乙。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，A、C各自到塔轮中心距离相等，B到塔轮中心的距离是A到塔轮中心距离的2倍。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。 (1)本实验所采用的实验探究方法与下列实验相同的是__________。 A．探究两个互成角度的力的合成规律 B．探究加速度与力、质量的关系 C．通过平面镜观察桌面的微小形变 (2)某同学在实验探究时，将质量为和的小球分别放在B、C位置，传动皮带位于第三层，转动手柄，当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比1∶3，由此可知 。 12．（23-24高一下·浙江衢州·期末）在“探究向心力大小的表达式”实验中 (1)本实验所采用的实验探究方法与下列哪个实验是相同的___________。 A．探究弹簧弹力与形变量的关系 B．探究两个互成角度的力的合成规律 C．探究加速度与力、质量的关系 D．探究平抛运动的特点 (2)用如图所示的向心力演示器进行实验，下图中探究向心力大小与轨道半径关系的是___________。 A． B． C． D． (3)探究向心力大小与角速度的关系时，摇动手柄，发现两标尺显示的等分格数值之比为1∶4，若增大摇动速度，则等分格数值之比将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 验证机械能守恒定律 13．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）在做“验证机械能守恒定律”实验中： (1)下列说法正确的是______ A．本实验中必须要测定物体的质量 B．实验中，固定打点计时器时应使两限位孔位于同一竖直线 C．实验时一定要先通电源再释放纸带 D．在处理数据时，一定要从打下的第1个点开始量取 (2)实验得到的纸带如图1所示，已知重物质量0.20kg，在纸带上某段标记1-6六个点，则由纸带计算2到点5之间重物的重力势能减少 J（当地重力加速度，保留三位有效数字）。实验发现，重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是 。 14．（23-24高一下·浙江宁波·期末）某小组利用图甲的装置做验证机械能守恒定律实验： (1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是______（单选）； A．220V交流电源 B．约8V交流电源 C．秒表 (2)在正确操作后打出多条点迹清晰的纸带中，应选取相邻点间距之差最接近 mm的纸带进行测量。 (3)某次实验中，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，如图乙所示。O、A、B、C、D、E和F为连续打下的点。从图中读出OD两点间的距离为 cm。 (4)已知电源频率为50Hz，则打D点时纸带运动的速度为 m/s。（结果保留2位有效数字）。 (5)比较发现的大小，出现这一结果的原因可能是______（单选）。 A．工作电压偏高 B．存在空气阻力和摩擦力 C．实际打点频率小于50Hz 15．（23-24高一下·浙江湖州·期末）（1）小王在实验室里利用自由落体运动来验证机械能守恒定律 (1)图甲是小王释放纸带瞬间的照片，指出操作或装置不合理之处： ；（答出一点即可） (2)正确操作后，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带（局部），并标记计数点，如图乙所示。已知交流电频率为50Hz，重物质量为300g，当地重力加速度。则打7点时，重物的速度大小 m/s：O点到7点重物减小的重力势能 J；（计算结果都保留3位有效数字） (3)通过计算发现重物重力势能的减小量大于动能的增大量，出现这一结果的原因可能是 。（单选） A．工作电压偏低 B．存在空气阻力和摩擦力 C．接通电源前释放了纸带 16．（23-24高一下·浙江温州·期末）小王同学验证“物体在自由下落过程中机械能守恒”的实验装置如图所示。 (1)为完成此实验，如图所示的实验器材必须选取的是 （填选项字母）。 (2)下列关于本实验的说法正确的是______。 A．为了减小阻力影响，要选体积小，密度大的重物 B．为了让打的点清晰，要先释放纸带，再接通电源 C．为了防止晃动，应用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物 (3)正确完成实验操作后，得到一条清晰的纸带如图所示，纸带上的点迹是打点计时器连续打出的点。 在处理数据时，小王同学选取A、B两点来验证。已知交流电频率为50Hz，重物的质量为300g，当地重力加速度，测量后将部分物理量的计算结果记录如下： x1/cm A点瞬时速度/（m·s-1） x2/cm B点瞬时速度/（m·s-1） A、B两点间距离/cm 1.15 0.288 4.25 5.60 ①观察纸带可知，实验时连接重物的夹子夹在了纸带的 端（选填“左”或“右”）。 ②表格中待填数据vB= m/s（结果保留3位有效数字）。 ③打点计时器从打下A点到打下B点的过程，由表格数据可计算出：重物的重力势能减少量，打下A点时重物的动能，动能增加量ΔEk= J（结果保留3位有效数字）。 ④比较ΔEp与ΔEk的大小，出现这一结果的原因可能是 。 A．重物质量的测量值偏大 B．打点计时器的工作电压偏高 C．打点计时器两个限位孔不在同一竖直线上 17．（23-24高一下·浙江台州·期末）某同学做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）学校使用的是电磁打点计时器，则该打点计时器要接下面的 （填“A”或“B”）电源。 （2）图2为实验中打出的一条纸带，单位是，打点周期为，实验所用的重物质量为，打点计时器打下点7时物体的速度 。从起始点“0”到打下“7”点的过程中，重力势能的减少量 J，发现0点到7点过程中，重物重力势能的减少量大于动能增加量，可能的原因是 。（g取，计算结果保留3位有效数字） 18．（23-24高一下·浙江宁波·期末）某兴趣小组的几位成员做“验证机械能守恒定律”的实验，所用打点计时器的打点周期为0.02s。 (1)下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，操作正确的是（　　） A． B． C． D． (2)如图所示是某次实验中经正确操作得到的一条纸带（局部），把第一个点（初速度为零）记作O点，测出点O、A间的距离，点A、C间的距离，点C、E间的距离，已知当地重力加速度为9.8m/s2，重物的质量为m=1.0kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重物动能的增加量为 J，重力势能的减少量为 J。（结果均保留两位小数） 19．（23-24高一下·浙江宁波·期末）如图甲，小张同学做“验证机械能守恒定律”的实验。 (1)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。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hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减小量ΔEp = ，动能增加量ΔEk = 。 (2)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______。 A．利用公式v = gt计算重物速度 B．利用公式计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法 (3)小张同学继续应用纸带上各点到起始点O的距离h，计算出相应点对应的速度v，以h为横轴、v2为纵轴作出了如图丙的图线，当地重力加速度为g，该图线的斜率应_______。 A．等于g B．小于2g C．等于2g D．大于2g 20．（23-24高一下·浙江衢州·期末）如图为一种利用气垫导轨和光电门“验证机械能守恒定律”的实验装置，已知重力加速度为g。主要实验步骤如下： a．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平。 b．测出遮光条的宽度d。 c．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离l。 d．由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t。 e．用天平称出托盘和砝码的总质量m。 f．…… 回答下列问题： (1)为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量有___________。 A．滑块的长度x B．滑块和遮光条的总质量M C．遮光条运动到光电门处所用的时间T (2)若要符合机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该满足的关系为（用测得的物理量符号表示） 。 (3)在该实验中 （选填“需要”或“不需要”）满足滑块和遮光条的总质量远大于托盘和砝码的总质量。 21．（23-24高一下·浙江金华·期末）以下三种方案可用于完成“探究加速度与力、质量的关系”的实验，绳子和滑轮均为轻质。 (1)三种方案中，需要进行“补偿阻力”的方案是 （多选，选填“甲”、“乙”、“丙”），需要满足重物（或钩码）质量远小于小车（或滑块）质量的方案是 （选填“甲”、“乙”、“丙”）。 (2)某同学选择其中一个装置进行实验时，得到如图丁所示的一条纸带（相邻两计数点间还有一个点没有画出），已知打点计时器使用的是频率为的交流电。根据纸带可求出小车加速度为 （计算结果保留三位有效数字），根据所计算的加速度大小可判定打出这条纸带的可能是实验方案 。（选填“甲”、“乙”、“丙”） (3)某同学选择图丙的装置“验证系统机械能守恒”。将滑块从位置由静止释放后，测得遮光条通过光电门的时间为，遮光条的宽度为，测得滑块质量为，钩码和力传感器的质量为m，AB间的距离为。在实验误差允许范围内，若满足关系式 （用直接测量的物理量符号表示），则系统机械能守恒；分析实验数据后发现，系统增加的动能明显大于钩码和力传感器减小的重力势能，原因是 。 22．（23-24高一下·浙江丽水·期末）小张同学用如图甲所示的实验装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，所选打点计时器如图乙所示。 (1)图乙中打点计时器所接的电源为 （选填“8V”或“220V”）交变电源； (2)下列有关本实验说法正确的是（　　） A．先打开电源后释放纸带 B．纸带上打点越密集的地方速度越大 C．实验过程中不需要补偿小车受到的阻力 D．电磁打点计时器是一种测量点迹距离的仪器 (3)该同学完成实验后，在纸带上每5个点取一个计数点，共有A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，其相邻点的间距如图所示。根据图丙纸带的数据可以求出打点计时器打下C点时小车的速度为 m/s，小车的加速度大小为 m/s2。（保留2位小数） (4)小陈同学想利用图甲装置，通过垫高轨道一端补偿阻力后验证小车和钩码的机械能是否守恒，他的做法 （“可行”或“不可行”）。 23．（23-24高一下·浙江杭州·期末）下图是使用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置，主要实验步骤如下： （a）将气垫导轨放在水平桌面上，并调节导轨两端的支脚，使得轨道水平，测得导轨两端支脚之间的距离为l； （b）将导轨的其中一端支脚用垫片垫高h的高度； （c）测出遮光条的宽度d，以及滑块和遮光条的总质量m； （d）接通导轨开关，让滑块和遮光条从导轨最高处由静止释放，测得释放时遮光条与光电门的距离x以及遮光条通过光电门的遮光时间t。 （e）查阅得当地重力加速度为g。 （f）…… 请完成以下问题： (1)滑块经过光电门时的瞬时速度大小 ；为了使得瞬时速度测量结果尽量准确，选用的遮光条宽度应适当 （填“宽一些”或“窄一些”）。 (2)上述第（d）步中，滑块和遮光条从释放到遮住光电门的过程中，它们动能的增加量为 ，重力势能的减少量为 （均用题给符号表示）。 (3)若多次测量均发现重力势能减少量略大于动能增加量，请写出一种可能的原因： 研究电容器充、放电 24．（22-23高一下·浙江温州·期末）(1)小明同学利用如图所示的电路研究电容器充、放电的规律，发现放电过程中电表的示数变化太快，来不及记录数据。下列操作能解决该问题的是（　　） A．增大电阻R的阻值 B．增加电容器的电容 C．换更大量程的电流表 D．换更大量程的电压表 20 / 20 学科网（北京）股份有限公司 $$