2026届高考物理一轮复习专项练：物理实验分类提高练习1

2026届人教版高考物理第一轮复习：高考物理实验分类提高练习1 一、力学实验（本大题共16小题） 1．（6分）某同学做“探究质量一定时，加速度与力的关系”实验，实验装置如图（a）所示。 （1） 该同学在实验中用打点计时器记录了小车拖动纸带的运动情况。在纸带上，每五个点取一个计数点，如图（b）所示。交流电源的频率为。根据纸带上的数据，可以求出小车的加速度大小为____________。（结果保留三位有效数字） （2） 若该同学平衡摩擦力时长木板倾角偏大，在这个情况下保持小车质量不变、不断增加砝码盘中砝码的数量，探究加速度与合外力的关系，则可能得到下方图________________。 （3） 若某次实验中使用的交流电频率变为,但该同学仍按照进行数据处理,那么加速度的测量值与实际值相比________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 2．如图所示，某组同学用图甲和图乙装置探究平抛运动的特点。图 （选填“甲”或“乙”）的实验为了说明平抛运动在竖直方向上做的是自由落体运动；图 （选填“甲”或“乙”）的实验为了说明平抛运动在水平方向上做的是匀速直线运动。 3．（8分）某学习小组的同学用如图甲的装置验证竖直面内的圆周运动过程中机械能守恒。轻细杆一端连接在光滑固定转轴处,另一端连接一小球。在转轴点的正上方和正下方轨道半径处分别安装光电门,测出杆长、杆的宽度和小球的直径。现使小球在竖直面内做圆周运动,读出轻杆经过点正上方光电门的时间为,经过点正下方光电门的时间为。已知当地重力加速度为,不考虑空气阻力。 甲 乙 （1） 该同学用游标卡尺测小球直径时,示数如图乙所示,则______________; （2） 如果要验证小球在竖直面内做圆周运动机械能守恒,需要满足的方程为______________________________________（用题中的、、、、、等符号表示）; （3） 某位同学误把光电门安装在轻杆的中点,已知小球质量为,则用原来的方法计算小球从最高点到最低点过程中动能的增量时会出现测________真（填“ ”“ ”或“”）; （4） 另一位同学光电门安装正确,他让小球由任意位置静止释放,测出多组释放点到最低点的距离,以及对应小球运动到最低点光电门的遮光时间,作出了图像。若图像是一条过坐标原点的直线,且直线斜率________________（用题中的、、、等符号表示）,则说明小球运动过程中机械能守恒。 4．某小组在练习使用打点计时器时，从打出的纸带中截取部分研究，如图所示，A、B、C、D、E、F这六个点为某条纸带上实际打出的点，已知打点计时器所用交流电的频率为，打B点时的纸带速度比打E点时纸带的速度 （选填“大”或“小”），打A、F两点的时间间隔为 。 5．（7分）如图甲所示为利用单摆测量重力加速度的实验装置。 甲 （1） 为了减少测量误差，下列做法正确的是。（ ） A. 摆的振幅越大越好 B. 摆球质量大些、体积小些 C. 计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处 D. 将摆球静止悬挂后用米尺测出摆球球心到摆线悬点之间的长度作为摆长 （2） 为了提高实验精度，该同学在悬点顶端安装了力传感器来测摆线拉力，在实验中保持摆角和摆长为不变时，测得的关系，如图乙所示，则单摆的周期为__________________，当地的重力加速度______________________________。多次改变摆长并测出相应图像，发现图像________________（上移、下移或上下未移动）。 乙 6．利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，其中两滑块质量不同，但滑块上的遮光片规格相同。 (1)利用游标卡尺测量遮光片的宽度，测量结果如图乙所示，遮光片的宽度 ； (2)若验证完全非弹性碰撞时动量守恒，应选用_______（选填字母）组滑块进行实验。（A中在两滑块接触的一面安装了弹性圆环；B中左边滑块右侧装了撞针，右侧滑块左边附着一块橡皮泥；C未做任何处理） A． B． C． (3)有同学发现遮光条宽度的测量值偏大，则对实验结果 （选填“有影响”或“无影响”）。 (4)将滑块1放到光电门1的左侧，滑块2放到光电门1与光电门2之间，向右轻推滑块1使它与滑块2相碰。光电门1的计时器显示遮光时间为，，光电门2的计时器先后显示有两次遮光时间，依次为，若碰撞为弹性碰撞，应满足的表达式为 （用已给的物理量符号表示）。 7．“探究力的平行四边形定则”的实验装置如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细线的结点，OB和OC为细绳。如图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图。 (1)第一次用两个弹簧测力计将橡皮筋拉至O点，第二次用一个弹簧测力计将橡皮筋 （填“必须”或“不必”）同样拉至O点。 (2)图乙中的 （填“F”或“”）是力F1和F2的合力的实际测量值。 8．（7分）某学习小组利用手机和刻度尺研究小球做平抛运动的规律。他们用手机拍摄功能记录小球抛出后位置的变化，每隔时间T拍摄一张照片。 （1）在小球抛出瞬间拍摄一张照片，标记小球的位置为A（抛出点），然后依次连续拍下两张小球的照片并标记小球位置B和C； （2）经测量，AB、BC两线段的长度分别为l1、l2； （3）若忽略空气阻力，则 ①　　　　（填“＝”“＞”或“＜”）； ②如图所示，若某同学测得AB与水平方向的夹角为30°，l1＝2．5 cm，已知照片中尺寸为实际尺寸的，g＝10 m/s2，则小球经过B点的速度大小为vB＝　　　　m/s； ③小球从A到C的平均速度大小　　　　vB（填“等于”或“不等于”）。 9．实验小组用如图甲所示实验装置，探究“加速度与力、质量的关系”实验。 （1）在实验过程中，体现的物理方法或思想是 （填正确选项标号）。 A．等效法        B．控制变量法        C．假设法            D．理想实验法 （2）实验过程相关要求正确的是 。（填正确选项标号） A．实验时，先释放小车再接通电源 B．实验过程需要小车质量远大于沙桶及沙子质量 C．补偿阻力时，要挂上沙桶，垫高木板右端，用小车拖着纸带打点 D．交流电频率为50Hz，相邻计数点间还有四个点，则相邻两计数点间的时间间隔为0.08s （3）某次实验打点计时器打出一条纸带，取计数点a、b、c、d、e、f、g等系列点，已知相邻计数点间的时间间隔T=0.1s，用刻度尺测出各相邻计数点间的距离如图乙所示，则小车运动的加速度大小a= m/s2；打下点c点时速度大小vc= m/s。（结果均保留两位有效数字） （4）根据实验数据，作出、图像如下图所示，实验中未补偿阻力的是 ；实验中未满足的是 。（均填正确选项标号） 10．（7分）测定当地的重力加速度的装置如图甲所示，该实验要在暗室中进行，实验器材包括：频闪仪（带照相功能）、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、带荧光刻度的米尺、支架、漏斗、橡皮管等。 甲 乙 实验步骤如下： （1）在漏斗内盛满水，旋松螺丝夹子，使水滴以一定的频率一滴滴落下。 （2） 用该频闪仪发出的白闪光将水滴照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率，直到频闪仪的闪光频率为时，第一次看到一串仿佛固定不动的水滴，此时水滴滴落的频率为______。 （3）调节螺丝夹子，缓慢加快水滴滴落频率，直到再用该频闪仪发出的白闪光将水滴照亮，仍可以看到一串仿佛固定不动的水滴。 （4）利用频闪相机拍照。 （5） 用竖直放置的米尺测得各水滴所对应的刻度。采集数据并处理。若读出其中几个连续的水滴的距离关系如图乙所示，则当地的重力加速度大小____________（结果保留三位有效数字）。 （6） 该实验中测得的重力加速度总是偏小的原因可能是________________（写出一条即可）。 11．某同学用图甲装置做“弹簧的弹力与伸长量之间的关系”实验。 (1)图示实验装置中，刻度尺保持竖直，为了便于直接读出弹簧的长度，刻度尺的零刻度应与弹簧的 （选填“上端”或“下端”）对齐；不挂钩码时指针所指刻度尺的位置如图乙所示，则此时弹簧的长度 cm。 (2)改变所挂钩码的个数，进行多次实验，记录每次所挂钩码的质量m及弹簧的长度L，根据求得弹力（g为重力加速度），根据求出弹簧伸长量，根据求得的多组F、x作图像，如图丙所示。由图像可求得出弹簧的劲度系数为 N/m（保留一位小数）。 (3)若该同学重新实验，实验时多用了几个钩码，作出的图像出现了弯曲现象。造成这种现象的原因是 。 12．某实验小组用如图所示的装置来探究圆锥摆运动的规律，轻质细线穿过竖直固定的细圆管（内壁以及管口均光滑）并跨越光滑的定滑轮，一端连接物块（质量为M），另一端连接直径为d的小球，让小球在水平面内做匀速圆周运动并通过光电门（小球通过光电门的时间为），物块静止不动，用秒表来记录小球做圆周运动的时间，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。 (1)小球在水平面内做匀速圆周运动的线速度大小 （用d、表示），从小球某次通过光电门开始计时，若测得连续n次（n从1开始计数）通过光电门的时间间隔为t，则小球做圆周运动的周期 （用n、t表示），若测得细圆管下管口与圆弧轨迹圆心间的高度差为H，圆弧轨迹的半径为r，则小球受到的向心力 （用H、r、M、g表示）。 (2)实验发现当两次圆锥摆实验的圆弧半径r不同，而细圆管下管口与圆弧轨迹圆心间的高度差H相同时，两种圆周运动的周期T相同，这说明圆锥摆的周期T与H有关，则有 （用H、g表示）。 13．（7分）为研究动量守恒定律,物理兴趣小组同学用如图（a）所示的装置,通过、两刚性小球的碰撞来验证动量守恒定律。如图所示,入射小球从倾斜轨道某固定卡槽位置由静止释放,从水平轨道抛出后撞击竖直挡板;再把被撞小球静置于水平轨道末端,入射小球仍从原位置由静止释放,两球发生正碰后各自飞出撞击竖直挡板。多次重复上述步骤，小球平均落点位置分别为图（a）中、、为不放小球时小球的平均落点。各落点到水平轨道的竖直距离如图所示。 图（a） 图（b） （1） 关于实验,下列说法正确的是____（填字母序号）。（ ） A. 轨道必须光滑且末端水平 B. 球的质量可以小于球的质量 C. 球每次必须从同一位置由静止释放 D. 球的直径可以大于球的直径 （2） 实验测得小球的质量为,被撞小球的质量为,若要验证动量守恒定律,还需测量的物理量有____（填字母序号）。（ ） A. 末端到挡板的水平距离 B. 小球释放点到水平轨道的高度 C. 图（a）中、、的距离、、 （3） 若球与球碰撞前后动量守恒,其满足的表达式是______________________________（用上述题目中的字母表示）。 （4） 受上述实验的启发,某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图（b）所示,用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的点和点，两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球1向左拉起至点由静止释放,在最低点与静止于点的小球2发生正碰。碰后小球1向左反弹至最高点,小球2向右摆动至最高点。测得小球1、2的质量分别为和,弦长、、,推导说明,、、、、满足________________________关系即可验证小球1、2碰撞前后动量守恒。 14．（6分）某学习小组欲用单摆测量当地的重力加速度和天花板到地面的高度。如图（a）所示,把轻质细线一端固定在天花板上,另一端连接一小钢球,自然悬垂时,测量球心到地面高度,然后让钢球做小幅度摆动,测量次全振动所用时间。改变小钢球高度,测量多组与的值。在坐标纸上描点连线作图,画出图如图（b）所示, 取3.14。 图（a） 图（b） （1） 关于本实验,下列说法正确的是。（ ） A. 应使小钢球在同一竖直面内摆动 B. 小钢球可以换成较轻的橡胶球 C. 测量时误把小钢球最低点到地面的高度测成,对由图（b）求得的当地重力加速度值无影响 （2） 由图（b）可求得当地重力加速度为____________，天花板到地面的高度为____________。（结果均保留2位小数） 15．利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度，一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t，改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示。 s(m) 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 0.950 t(ms) 292.9 371.5 452.3 552.8 673.8 776.4 s/t(m/s) 1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22 完成下列填空和作图： （1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是 ； （2）根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出图线 ； （3）由所画出的图线，得出滑块加速度的大小为a= m/s2（保留2位有效数字）。 16．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）。 二、电学实验（本大题共6小题） 17．（10分）测某遥控赛车电池的电动势和内阻，其电动势约,内阻约 。实验室有如下器材: 电流表（量程,内阻约为） 电流表（量程，内阻未知） 滑动变阻器（阻值范围为 ,允许通过的最大电流为） 滑动变阻器（阻值范围为 ,允许通过的最大电流为） 电阻箱 电源（电动势约为，内阻约为） 灵敏电流计 定值电阻 导线，开关 图（a） 图（b） （1） 某同学根据已有器材设计如图（a）所示的电路图，滑动变阻器应选____（填器材前的字母）。 （2） 闭合开关、,调节滑动变阻器和电阻箱，使电流计示数为0,记录示数,示数，电阻箱示数，多次调节电阻箱和滑动变阻器的阻值，每次都使电流计示数为0，并记录不同电阻箱阻值所对应的示数和示数，作出电流表示数与电阻箱的示数的乘积和电流表的示数的图像即图像，如图（b）所示，则被测电源的电动势____________，内阻____________ （结果均保留两位小数）。 （3） 用以上方法测量的电动势________（填“ ”“ ”或“”）,测量的内阻________（填“ ”“ ”或“”）。 18．在做“电池电动势和内阻的测量”实验中，实验电路如图甲所示。在实验操作时，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最 端（选填“左”或“右”）。改变电阻，测出几组、数据，得到如图乙所示的图像。图线与坐标轴的交点值为，图线与坐标轴的交点值为，可求出电源的内阻值为 （选填“”或“”）。 19．（10分）随着技术创新和产业升级，我国新能源汽车强势崛起实现“换道超车”，新能源汽车对温度控制有非常高的要求，控制温度时经常要用到热敏电阻。物理实验小组找到两个热敏电阻，一个是热敏电阻，其电阻值随温度的升高而增大;另一个是热敏电阻，其电阻值随温度的升高而减小。该实验小组想利用下列器材来探究这两个热敏电阻（常温下阻值约为）的电学特性及作用。 图（a） 图（b） A.电源（电动势，内阻可忽略） B.电流表（满偏电流，内阻） C.电流表（量程，内阻约为） D.滑动变阻器（最大阻值为） E.滑动变阻器（最大阻值为） F.定值电阻 G.单刀单掷开关、单刀双掷开关各一个，导线若干 （1） 若要求热敏电阻两端的电压可以从零开始比较方便地进行调节，应选择接入电路中的滑动变阻器为________（填器材前的字母），请在图（a）中将电路图补充完整。 （2） 物理实验小组用表示电流表的示数，表示电流表的示数，通过实验画出两个热敏电阻接入电路时的图线如图（b）中、所示。若将图线所代表的元件直接接在一个电动势、内阻 的电源两端，则该元件的实际功率为______________________（结果保留2位有效数字）。 （3） 在汽车电路中常用热敏电阻与其他元件串联起来接入电路，用于防止其他元件两端的电压过大，从而保护电路和设备，你认为应该选用____________（填“”或“”）热敏电阻，请简述该热敏电阻防止电流过大的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 20．创新实验原理与方法在工业生产中，常运用测定电学量的方法来测定某些溶液中离子的浓度。某同学利用图（a）所示电路模拟这一情形，测定不同浓度下食盐溶液的电阻率。在长方体绝缘容器内插上两竖直金属薄板、，板固定在左侧，板可插在容器内不同位置。 图（a） 图（b） 图（c） （1） 因缺少保护电阻，为保护电流表，开关闭合前板应尽量靠近容器的（填“左”或“右”）侧，容器内应倒入__（填“少量”或“大量”）食盐溶液。 （2） 某次实验时，容器内有一定量的食盐溶液，且板位于最右端，此时电流表示数如图（b），则此时电路中电流为__；为便于在多次测量中电流的变化范围更大一些，应__（填“增加”或“减少”）容器内的食盐溶液。 （3） 倒入适量食盐溶液后，将板插在容器内不同位置，改变、两板的间距，读取电流表读数，测量多组数据，得到图线如图（c）所示。已知电源电动势为，容器内部底面长，容器内溶液体积。根据图线求得该食盐溶液的电阻率__（保留两位有效数字）。 21．某实验小组为了测量一节干电池的电动势及内阻，设计了如图1所示电路。实验所用的器材有：电流表（量程0～300mA，内阻未知）；电流表（量程0～0.6A，内阻约1Ω）；定值电阻；电阻箱R（阻值0～99.99Ω）；开关三个和导线若干。 (1)请根据电路图将图2中的实物图连接完整。 (2)断开开关、闭合开关，将电阻箱R接入电路的电阻调到最大，闭合开关，调节电阻箱，使两电流表指针偏转均较大，记录两电流表的示数、及电阻箱接入电路的电阻，断开开关，根据数据求得电流表的内阻 （用、、、表示）。 (3)将电阻箱接入电路的电阻调到最大，将开关闭合、断开，闭合开关，多次调节电阻箱的阻值，测得多组电阻箱接入电路的电阻R及对应电流表的示数I，作出图像，得到图像的纵截距为b，斜率为k，则电池的电动势E＝ ，内阻r＝ （结果用b、k、表示）。 22．（8分）某实验小组测量一电流计的内阻,两位同学采用了不同的方法。 同学一采用如图甲所示的电路,实验步骤如下: 甲 ①按图连接好电路,将滑动变阻器的滑片调至正确的位置; ②先断开开关,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片位置,使满偏; ③再闭合,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使的示数为满偏的一半,记下此时电阻箱的阻值为; ④断开电路。 同学二采用如图乙所示的电路,实验步骤如下: 乙 ①按图连接好电路; ②闭合开关,调节滑动变阻器和电阻箱,使电流表A的示数为电流计的3倍,记下此时电阻箱的阻值为; ③断开电路。 根据两位同学的实验操作,回答下列问题: （1） 两位同学在实验第1步中,滑动变阻器的滑片开始都应调至________端（填“”或“”）; （2） 同学一测量的电流计的内阻____________； （3） 同学二测量的电流计的内阻____________； （4） 从系统误差的角度分析,两位同学的测量值的大小关系为________（填“ ”“ ”或“”）。 三、其他实验（本大题共4小题） 23．创新实验过程与数据处理方法某同学设计了如图甲所示的装置来探究“气体温度不变时压强随体积变化的规律”的实验，注射器导热性能良好，用橡皮帽和活塞在注射器内封闭一定质量的理想气体。质量不计的细绳跨过滑轮，一端系到活塞上，调节滑轮的高度，使左侧细绳拉直时能保持水平，另一端可以挂钩码。实验时，在细绳的下端依次挂上质量相等的钩码1、2、3、 ，稳定后通过注射器的刻度读出对应空气柱的体积，并求出对应气体的压强。已知注射器的最大体积为，注射器的刻度全长为，大气压强为，每个钩码的质量为，重力加速度为。 甲 （1） 关于本实验的操作，下列说法正确的是。（ ） A. 为减小误差，每挂上一个钩码后，应平衡后再读出体积 B. 挂钩码时，为了防止注射器脱落，应用手紧紧握住注射器 C. 实验前，应在活塞上涂上润滑油，并来回拉动几次 D. 实验时必须测出封闭气体的温度 （2） 若在某次实验中细绳上所挂钩码个数为，则平衡后对应气体的压强为________________（用题目中已知量表示）。 （3） 该同学根据测得气体的体积和对应的压强，作出了图像，如图乙所示，图线不过原点，则纵截距大小代表________________________；体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，可能是由于气体温度__（填“升高”或“降低”）；也可能是由于装置气密性不好导致气体质量__（填“增大”或“减小”）。 乙 24．用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中，配制的酒精油酸溶液中，溶液中有纯油酸6mL，用注射器测量得到1mL该溶液有50滴。 (1)把带有方格的玻璃板放在浅盘上，描绘出油膜的边界轮廓，形状如图所示。坐标方格边长为2cm，则得出油酸薄膜的面积约是 cm2； (2)根据数据算出油酸分子直径大小约为 m；（保留两位有效数字） (3)若实验时痱子粉撒得太厚，则所测的分子直径会 （选填“偏大”或“偏小”）。 25．（6分）利用数字化实验研究“一定质量的气体在温度不变时,压强与体积关系”的实验装置如图（a）所示。 （1） 小明同学组装好实验装置,进行多次实验，每次实验测出6组数据,进行两次实验后,他根据两组实验数据画出图像，如图（b）所示,但是仍然得不到压强与体积关系,你认为他应该作出和__________图像； （2） 小明同学作出正确的图像后,发现该图像与纵轴有截距,你认为原因是________________________________________________； （3） 小明解决上述问题后，重新作图得到了一条过原点的直线，通过实验图像,我们可以得出结论:______________________________________________________________。 26．利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏间的距离l=0.5m，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)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_____________。 A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝 (2)某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图2所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图2中所给出，则 ①分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为=11.1mm，在B位置时游标卡尺读数为= ； ②该单色光的波长= m； (3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图3所示。则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，测量值 实际值（填“大于”、“小于”或“等于”）。 四、创新实验（本大题共4小题） 27．用手机软件开展创新实验某同学利用手机“声音图像”软件辅助测量物块与长木板间的动摩擦因数 。实验装置如图甲所示，将长木板固定在水平桌面上，物块置于长木板上且两端分别通过跨过定滑轮的细线与小球、相连，实验前分别测量出小球、底部到地面的高度、。打开手机软件，某时刻烧断一侧细线，记录下小球与地面两次碰撞声的时间图像（两小球落地后均不反弹）。 甲 乙 丙 丁 （1） 烧断细线前，用分度值为的刻度尺测量，刻度尺的0刻度线与地面齐平，小球的位置如图乙所示，则__________________； （2） 实验时烧断物块左侧的细线，若算得下落的时间为，图丙为手机测得的时间，则物块加速运动的时间为__；若将手机放在靠近小球的地面上测量物块加速运动的时间，测量结果会__（填“偏大”“偏小”或“不变”）； （3） 仅改变小球实验前离地高度，测量不同高度下物块加速运动的时间，作出图像如图丁所示，由图像可求得斜率为，若小球的质量为，物块质量为，重力加速度为，则物块与木板间的动摩擦因数________________（用字母、、、表示）。 28．某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a）所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能． （1）实验中涉及到下列操作步骤： ①把纸带向左拉直 ②松手释放物块 ③接通打点计时器电源 ④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量 上述步骤正确的操作顺序是 （填入代表步骤的序号）． （2）图（b）中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50Hz．由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为 m/s．比较两纸带可知， （填“M”或“L”）纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大． 29．某兴趣小为了用弹簧测力计测定两物块A和B间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的实验方案。用水平力F向右拉物块B，使其向右运动。已知物块A质量，物块B质量，水平力，重力加速度。 (1)弹簧测力计示数稳定后的放大情况如图所示，弹簧测力计的示数为 N；（保留两位小数） (2)该同学拉动物块B时__________； A．只能匀速拉动 B．只能加速拉动 C．匀速拉动或加速拉动都可以 (3)AB间的动摩擦因数 。（保留两位小数） 30．（6分）用如图（a）所示实验装置验证机械能守恒定律,连接小车与托盘的绳子与水平桌面平行，带遮光片的小车位于气垫导轨上（图（a）中未画出,视为无摩擦力）,重力加速度为,先接通电源,后释放托盘与砝码,测得如下物理量：遮光片宽度,遮光片释放点到光电门的长度,遮光片通过光电门的挡光时间,托盘与砝码的总质量，小车和遮光片的总质量。 （1） 如图（b）所示,用游标卡尺测得遮光片宽度____________； （2） 用该装置验证该系统遵循机械能守恒定律，__________（填“需要”或“不需要”）满足； （3） 若从释放到小车经过光电门这一过程中系统机械能守恒,则满足的关系式是____________________________________（用题干中的字母表示）。 参考答案 1．【答案】（1） （2分） （2） A、C（2分） （3） 偏小（2分） 【详解】 （1） 利用逐差法对纸带上的点进行计算，解得； （2） 过度平衡摩擦力，会导致图像不过原点，不断增加砝码时，可能会使该实验无法满足砝码和砝码盘的总质量远远小于小车的质量，故小车受到的合外力不再近似等于砝码和砝码盘的总重力，因此最后的图像不再是直线，而是曲线，故可能得到图A、图C； （3） 按计算时代入的周期偏大，得到的加速度偏小。 2．【答案】甲，乙 【详解】[1]图甲中两球总是同时落地，说明两球在竖直方向有相同的运动情况，所以图甲的实验为了说明平抛运动在竖直方向上做的是自由落体运动； [2]图乙中1球能与2球在水平面上相碰，说明两球在水平方向有相同的运动情况，所以图乙的实验为了说明平抛运动在水平方向上做的是匀速直线运动。 3．【答案】（1） （2分） （2） （2分） （3） （2分） （4） （2分） 【详解】 （1） 由题图乙可知，小球的直径为。 （2） 根据题意可知，细杆的挡光时间较短，可用平均速度代替瞬时速度，由可知，小球经过最低点的线速度大小是细杆在光电门处线速度大小的两倍，为，小球经过最高点的线速度大小为，若小球从最高点到最低点满足机械能守恒，则有，化简得。 （3） 把光电门安装在轻杆的中点，则小球真实的线速度，，用原来的方法计算动能的增加量时会出现。 （4） 由图可知，小球由任意位置静止释放运动到最低点过程，若机械能守恒，有，又，，，可得，故斜率，则可说明小球运动过程中机械能守恒。 4．【答案】小，0.1 【详解】[1]根据，，由题图可知，则打B点时的纸带速度比打E点时纸带的速度小； [2]打A、F两点的时间间隔为 5．【答案】（1） BD （2） （1分）；（2分）；上下未移动（2分） 【详解】 （1） 单摆只有在最大摆角小于 时，其振动才可视为简谐运动，错误；摆球的质量大些、体积小些可以减小振动时空气阻力的影响从而减少测量误差，正确；计时的起、止位置选在单摆的最低位置有利于减小计时误差，错误；将摆球静止悬挂后测量，摆线更接近实验时的实际长度，减少测量误差，正确。 （2） 由题图乙可知从最低点到最高点所用的时间为，则周期为，根据公式解得，可得；在实验中由最高位置运动至最低位置，根据机械能守恒定律有，最低位置处根据牛顿第二定律有，可解得最低位置摆线拉力为，摆角不变，改变摆长，可知各个位置摆线拉力与摆长无关，故图像不移动。 6．【答案】(1)0.545；(2)B；(3)无影响；(4) 【详解】（1）遮光片的宽度0.5cm+0.05mm×9=0.545cm （2）若验证完全非弹性碰撞时动量守恒，则碰后两物体黏在一起，则应该左边滑块右侧装撞针，右侧滑块左边附着一块橡皮泥，碰后黏在一起，则选B。 （3）设左边滑块质量为，右边滑块质量为，让去碰碰前遮光时间为碰后遮光时间为碰后遮光时间为；则要验证的动量守恒表达式为：，会发现会被约掉，无影响。 （4）光电门1的计时器显示遮光时间为，光电门2的计时器先后显示有两次遮光时间，依次为，分别对应滑块2和滑块1碰后遮光时间。 根据弹性碰撞有：，，联立可得，结合题意：，代入可得。 7．【答案】(1)必须；(2) 【详解】（1）在“探究力的平行四边形定则”实验中，为了验证力的合成规律，需要确保两次实验中力的作用效果相同，即两次实验中的结点O的位置必须相同。因此，第二次用一个弹簧测力计必须同样将橡皮筋拉至O点。 （2）实验中F是由平行四边形得出的，是F1和F2的合力的理论值，而是通过实验方法得出的实际测量值，其方向一定与橡皮筋的方向相同，即一定沿AO方向。 8．【答案】①＞（2分）　②（2分）　③等于（3分） 【解析】①做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，从初速度为零开始，前两段连续相等时间内位移之比为1∶3，则＝，设l1与水平方向夹角为θ1，l2与水平方向夹角为θ2，故＝＞； ②32l1cos 30°＝vxt，32l1sin 30°＝gt2，vy＝gt，可得vB＝＝ m/s； ③在B点，竖直方向上vy＝，水平方向上vx＝，故vB＝＝，而＝＝，所以vB＝。 9．【答案】B；B；2.4；0.51；B；D 【详解】（1）本实验体现的物理方法是“控制变量”法。B正确。 （2）实验时先接通电源然后释放小车。A错误；实验过程需要小车质量远大于沙桶及沙子质量，满足上述条件，小车拉力才近似等于沙桶及细沙的重力。B正确；补偿阻力时，不应该挂上沙桶。C错误；交流电频率为50Hz，相邻计数点间还有四个点，则相邻两计数点间的时间间隔。D错误。 （3）根据匀变速直线运动逐差法，小车加速度，根据匀变速运动规律，则 （4）在a—F图像中，有纵截距的原因是补偿阻力过大，有横截距原因是未补偿阻力。根据牛顿第二定律，对m有，对M有，代入得，当时，拉力才近似等于沙桶重力，其加速度为，在图像，增大时，即M减小，不满足，实际加速度，小于理论加速度，图线向下弯曲。 10．【答案】（2） 10（2分） （5） （2分） （6） 受到空气阻力（3分） 【详解】 （2） 当频闪仪频率等于水滴滴落的频率时，可看到一串仿佛固定不动的水滴，可知水滴滴落的频率为。 （5） 此时频闪仪的闪光频率为，则闪光周期为，由分析可知此时水滴滴落的周期为，由逐差法可知，解得。 （6） 该实验中引起系统误差的原因可能是水滴在下落过程中受到空气阻力。 11．【答案】(1) 上端 15.06（15.04~15.08均可） (2)312.5 (3)弹簧超出了弹性限度 【详解】（1）[1]刻度尺保持竖直，为了便于直接读出弹簧的长度，刻度尺的零刻度应与弹簧的上端对齐； [2]由图乙可知该刻度尺的分度值为1mm，需要估读到下一位，则此时弹簧的长度 （2）由图像结合胡克定律可得弹簧的劲度系数为 （3）图像出现弯曲说明弹簧的弹力与弹簧的伸长量不再成正比，原因是弹簧超出了弹性限度。 12．【答案】(1)，，；(2) 【详解】（1）小球直径为d，通过光电门的时间为，根据光电门的测速原理可知，小球在水平面内做匀速圆周运动的线速度大小 [2]从小球某次通过光电门开始计时，若测得连续n次（n从1开始计数）通过光电门的时间间隔为t，则小球做圆周运动的周期 [3]令绳的拉力为，对物块进行分析，根据平衡条件有，小球做匀速圆周运动，令圆管下端绳与竖直方向夹角为，对小球进行分析有，若测得细圆管下管口与圆弧轨迹圆心间的高度差为H，圆弧轨迹的半径为r，根据几何关系有，解得小球受到的向心力。 （2）小球做匀速圆周运动，绳子与竖直方向的夹角为，则有，其中，结合上述有。 13．【答案】（1） C （2） C （3） （2分） （4） （3分） 【详解】 （1） 轨道末端切线水平，使两球做平抛运动，不要求轨道光滑，错误；只有球质量大于球质量时，碰后两球速度都向前，错误；要使球到达轨道末端的速度相同，则球每次必须从同一位置由静止释放，正确；两球直径相同，才能使两球发生正碰，错误。 （2） 小球离开轨道后在竖直方向上做自由落体运动，有，在水平方向上做匀速直线运动，有，则碰前球的速度为，碰后球速度为，碰后球的速度为，若、两球碰撞前后动量守恒，有,代入后有，则除两球质量外，只需要测量、、，正确。 （3） 若、两球碰撞过程动量守恒，有，即。 （4） 设小球运动的弦长为，摆线长度为，摆线运动夹角为 ，则有，由，得，小球做圆周运动过程机械能守恒，有，解得，设水平向右为正方向，因此若两球碰撞过程动量守恒，有，即。 技巧必背 验证碰撞过程中动量守恒实验中利用平抛运动测量速度的方案 （1）做平抛运动落在同一水平面：小球水平位移为，有，即。 （2）从同一斜面顶端抛出做平抛运动落在同一斜面上：小球落在斜面上水平位移为，由和 得，有，即。 （3）做平抛运动落在同一竖直面：小球落在同一竖直面的下落高度为，由和得，有，即。 14．【答案】（1） AC （2） （2分）；（2分） 【详解】 （1） 本实验应使小钢球在同一竖直面内摆动,不能形成圆锥摆,正确；单摆是一个理想化模型,若采用质量较轻的橡胶球,空气阻力对摆球运动的影响较大,错误；正确测量时有,整理得,若误把小钢球最低点到地面的高度测成,则有,整理得,斜率不变,故得到的重力加速度值不变,正确。 （2） 由可得斜率的大小,代入数据可得,当时,有,可得天花板到地面的高度为。 15．【答案】 （或者） 图像如图 2.0（1.8~2.2） 【详解】（1）[1]已知滑块沿斜面下滑时做匀加速运动，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值s和t四个物理量，因为时速度v1是下滑的末速度，所以我们可以看下滑的逆过程，所以满足的关系式是 （2）[2]根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出图线，注意，题中所给图的纵坐标刻度不是常见的均匀刻度。 （3）[3]由 整理得 由表达式可知，加速度等于斜率绝对值大小的两倍，所以由图象得出滑块加速度的大小为 16．【答案】，， ， 【详解】（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。 17．【答案】（1） C （2） （2分）；（2分） （3） （2分）；（2分） 【详解】 （1） 当电流计读数为0时，所在的回路总电阻，的量程只有，半偏时只有，故回路总电阻在几欧姆到几十欧姆之间,合适； （2） 当电流计读数为0时,把定值电阻和的和即看作等效内阻,则等效电源路端电压即为,有,设图像直线方程为，斜率，且过点,代入直线方程可以解得, ; （3） 因为电流计读数为0,故为等效电源的准确路端电压,为所测的等效电源的准确电流,故所测电动势和内电阻均为准确值。 18．【答案】左， 【详解】[1]为了保护电路安全，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最左端，使滑动变阻器接入电路阻值最大，电路电流最小。 [2]根据闭合电路欧姆定律可得，可得，可知图像的斜率为，解得内阻为。 19．【答案】（1） D（2分）；见图甲（2分） （2） 2.5（2.4~2.6均可）（2分） （3） （2分）；型热敏电阻的阻值随温度升高而增大，当电路中的电流较小时，热敏电阻的阻值较小，串联分得的电压较小；当电路中的电流较大时，热敏电阻的阻值较大，串联分得的电压较大，使得其他元件两端的电压不至于过大，从而防止电压过大（2分） 【详解】 （1） 因为要求热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，所以滑动变阻器采用分压式接法，为了便于调节，应选用最大阻值较小的滑动变阻器，电路图如图甲所示。 甲 （2） 由题意可知，图乙中图线可以对应热敏电阻的图线，纵坐标的对应电压为（关键：电流表所在支路的总电阻为 ，可计算纵坐标电流表示数对应的电压值）。在图乙中作出、内阻 的电源的图像，其与图线的交点坐标的乘积即为所要求的实际功率，。 乙 （3） 型热敏电阻的阻值随温度升高而增大，当电路中的电流较小时，热敏电阻的阻值较小，串联分得的电压较小；当电路中的电流较大时，热敏电阻的阻值较大，串联分得的电压较大，使得其他元件两端的电压不至于过大。 【知识拓展】 电源的图像与电阻的图像比较 电源的 图像 电阻的 图像 图形 截距 与纵轴交点表示电源电动势，与横轴交点表示电源短路电流 过坐标原点，表示电流为零时，电阻两端的电压为零 坐标、的乘积 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率 坐标、的比值 表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同 表示电阻的大小，每一点对应的比值均等大 斜率的绝对值 电源内阻 电阻大小 20．【答案】（1） 右；少量 （2） 28.0；增加 （3） 0.41 【详解】 （1） 为保护电流表，应该增大电路中的电阻，由电阻定律可知，板越靠近容器的右侧，越长，电阻越大；食盐溶液越少，越小，电阻越大。 （2） 由题图（b）可知，此时电路中电流为。要使测量中电流的变化范围更大，则应减小电阻，故需要增加容器内的食盐溶液。 （3） 根据电阻定律可得，又，，联立可得，结合图像的斜率，可得。 21．【答案】(1)；(2)；(3)， 【详解】（1）实物连线如图 （2）由电路可知电阻R1两端电压，则电阻性负载和电流表A1电压之和为，则 （3）由电路可知，可得，则，，解得， 22．【答案】（1） （2分） （2） （2分） （3） （2分） （4） （2分） 【详解】 （1） 为了保护电源和电表，开始时应将滑动变阻器接入电路的阻值调至最大，故滑片都应调至端。 （2） 同学一采用了半偏法，电流计的内阻测量值。 （3） 同学二操作中让电流表的示数为电流计示数的3倍，则流过电阻箱的电流是流过电流计电流的2倍，故。 （4） 同学一采用了半偏法，闭合后，电路总电阻减小，总电流增大，但认为不变，则流过电阻箱的电流大于流过电流计的电流，故测量值小于真实值，同学二的测量值没有系统误差，故。 23．【答案】（1） AC （2） （3） 注射器橡皮帽内气体的体积；升高；增大 【详解】 （1） 每挂上一个钩码，平衡后，待封闭气体的体积不再发生变化，再读出体积，可以减小误差，正确；挂钩码时，不能用手紧紧握住注射器，因为手的温度会改变封闭气体的温度，导致测量结果不准确，错误；实验前，应在活塞上涂上润滑油，并来回拉动几次，可以增加密封性，也可以减小摩擦带来的误差，正确；注射器不隔热，所以实验时封闭气体的温度与外界温度相同，气体做等温变化，不需要测量温度，错误。 （2） 由平衡关系可得，可得。 （3） 实验操作规范的前提下，图线不过原点，则图线的纵截距大小代表注射器橡皮帽内气体的体积；由可知，体积增大到一定值后，图线开始向上偏离直线，斜率变大，可能是气体温度升高；公式中的与气体质量有关，斜率变大，也可能是装置气密性不好导致气体质量增大。 24．【答案】(1)240；(2)；(3)偏大 【详解】（1）由图示坐标纸可知，油膜所占的方格数大约有60个，则油膜的面积为 （2）每一滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为 油酸分子的直径为 （3）若实验时痱子粉撒得太厚，会导致油膜没有完全散开，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由可知实验测的分子直径会偏大。 25．【答案】（1） （2分） （2） 未考虑注射器与压强传感器连接部位的气体体积（2分） （3） 一定质量的气体，温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比（2分） 【详解】 （1） 一定质量的气体在温度不变时，由图（b）猜想和体积成反比，为验证猜想可以作和的关系图像，若的图像是过原点的直线，说明一定质量的气体在温度不变时，压强与体积成反比； （2） 设注射器与压强传感器连接部位的气体体积为，注射器内的气体体积为，则，得，小明同学发现该图像在纵轴上有截距，原因是未考虑注射器与压强传感器连接部位的气体体积； （3） 若的图像是过原点的直线，我们可以得出结论：一定质量的气体，温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比。 26．【答案】(1)B；(2)15.6，6.0×10-7；(3)大于 【详解】（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，则需要减小条纹间距，由公式可知 将单缝向双缝靠近，不改变条纹间距，A错误；将屏向靠近双缝的方向移动，条纹间距减小，C错误，B正确；使用间距更小的双缝，条纹间距增大，D错误。 （2）由图2可知，游标为10分度，且第6个小格与主尺对齐，则在B位置时游标卡尺读数为=15mm+6×0.1mm=15.6mm，则相邻两条纹间距=0.75mm。 根据可知，该单色光的波长=6.0×10-7m （3）如图3测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，则测得的偏大，由公式可知，波长的测量值大于真实值。 27．【答案】（1） （2） 0.90；偏小 （3） 【详解】 （1） 由题图乙可知小球底部到地面的高度。 （2） 由题图丙可知，、两球落地时间差为，球先下落，时间短，则球下落时间为，即物块加速运动的时间为；若将手机放在靠近小球的地面上测量物块加速运动的时间，由于小球落地时声音传到手机的时间变长，小球落地时声音传到手机的时间变短，则、落地的时间差变小，故测量结果偏小。 （3） 物块和小球一起做匀加速直线运动，由匀变速直线运动位移—时间关系有，由牛顿第二定律有，整理可得；结合图像可得，解得。 28．【答案】 ④①③② 1.29 M 【详解】（1）实验中应先向物块推到最左侧，测量压缩量，再把纸带向左拉直；先接通电源，稳定后再释放纸带；故步骤为④①③②； （2）由M纸带可知，右侧应为与物块相连的位置；由图可知，两点间的距离先增大后减小；故2.58段时物体应脱离弹簧；则由平均速度可求得，其速度v==1.29m/s； 因弹簧的弹性势能转化为物体的动能，则可知离开时速度越大，则弹簧的弹性势能越大；由图可知，M中的速度要大于L中速度；故说明M纸带对应的弹性势能大； 29．【答案】(1)4.00；(2)C；(3)0.40 【详解】（1）弹簧测力计的最小刻度为0.1N，则示数为4.00N； （2）该同学拉动物块B时匀速拉动或加速拉动都可以，选C； （3）AB间的动摩擦因数 30．【答案】（1） （2分） （2） 不需要（2分） （3） （2分） 【详解】 （1） 游标卡尺的分度值为，用游标卡尺测得遮光片宽度为。 高分关键：注意游标卡尺读数找末位对齐的刻度。 （2） 用该装置验证该系统机械能守恒定律时无需用托盘与砝码的总重力代替拉力，不需要满足。 （3） 若从释放到小车经过光电门这一过程中系统机械能守恒，则有。 第 page number 页，共 number of pages 页 第 page number 页，共 number of pages 页 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