2026届高考物理一轮复习专项练：物理实验分类提高练习4【难】

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4【难】 一、实验知识与常用测量仪器（本大题共1小题） 1．某同学做“练习使用打点计时器”的实验，其所用计时器有两种：电磁打点计时器、电火花计时器。这两种计时器都是使用 （填“交流”或“直流”）电源；它们所接电源的频率相同，则它们的打点周期 （填“相同”或“不相同”）。 二、力学实验（本大题共15小题） 2．小李同学用图甲所示的实验装置来完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验。 （1）实验时， （填“需要”或“不需要”）平衡小车受到的阻力。 （2）某次正确操作后获得图乙所示的一条纸带，为连续相邻的六个计数点，相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，点间距离未记录下来，其他各点间距离如图乙所示。已知电火花计时器所接电源频率为，则在纸带上打出点时小车的速度大小 ，小车的加速度大小 。（计算结果均保留三位有效数字） 3．某同学为了测定气垫导轨上滑块的加速度大小，他在滑块上安装了宽度为1cm的遮光条.然后他利用气垫导轨和数字计时器记录了遮光条通过光电门1所用的时间为 ，通过光电门2的时间 ，遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为 . （1）滑块通过光电门1时的速度大小为_______m/s. （2）滑块通过光电门2时的速度大小为_______m/s. （3）滑块的加速度大小为_______ . 4．气垫导轨上有很多小孔，气泵送来的压缩空气从小孔喷出，使得滑块与导轨之间有一层薄薄的空气，两者不会直接接触。这样，滑块运动时受到的阻力很小，可忽略不计。为测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为d的遮光条，如图所示，滑块在倾斜的气垫导轨顶端由静止释放，先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为，通过第二个光电门的时间为，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为t。 则遮光条通过光电门1时的速度 ，通过光电门2时的速度 ，滑块的加速度大小 （用、、t和d表示）。 5．某同学采用如图所示的装置，利用A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中MN是斜槽，NR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置由静止开始滑下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，得到落点P，再把B球放在斜槽末端，A球从同一位置静止释放，A、B小球碰后落在记录纸上，分别得落点B，F。 (1)A球质量为，半径为；B球质量为，半径为，则应满足（　　）（单选） A．， B．， C．， D．， (2)必须要求的条件是（　　）（多选） A．斜槽轨道末端的切线必须水平 B．斜槽轨道必须是光滑的 C．必须测量出OB、OP、OF的长度、和 D．必须测出水平槽离地面的高度 (3)写出本实验验证动量守恒定律的表达式 。（用、、、和表示） 6．如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置。 （1）下列实验的实验方法与本实验相同的是___________； A．探究平抛运动的特点 B．探究加速度与力、质量的关系 C．探究两个互成角度的力的合成规律 （2）当探究向心力的大小F与半径r的关系时需调整传动皮带的位置使得左右两侧塔轮轮盘半径 （选填“相同”或“不同”）； （3）当探究向心力的大小F与角速度的关系时，需要把质量相同的小球分别放在挡板 （填“A、C”或者“B、C”） 7．在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图（a）所示的装置，让金属小球从静止开始下落，实验过程如下： （1）让小球从某一固定高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后立即停止。 （2）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图（b）所示，小球直径d= mm。 （3）测量时，应 （选填“A”或“B”，其中A为“先释放小球，后接通数字计时器”，B为“先接通数字计时器，后释放小球”）。记录小球第一次通过光电门的遮光时间。 （4）若适当调低光电门位置（不会接触橡胶材料），将会 （选填“增大”或“减小”）因空气阻力引起的测量误差。 8．打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题： (1)如图甲、乙是两种打点计时器的图片，其中乙打点计时器使用的电源为 （选填“交流8V”或“交流220V”）电源。 (2)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作中，有误一项是______。 A．打点计时器应固定在长木板有滑轮的一端 B．在释放小车前，小车要紧靠打点计时器 C．应先接通电源，在打点计时器开始打点后再释放小车 D．应在小车到达滑轮前使小车停止运动 (3)某次实验过程中，小车拖动纸带运动，用打点计时器打出一条纸带，如图丙所示，从某一清晰点开始，描出O、A、B、C、D五个计数点（相邻两个计数点间有四个点未画出），用刻度尺量出各点与O点间距离，所用电源的频率为，打下B点时小车运动的速度大小为 ，小车的加速度大小为 .（计算结果均保留两位有效数字） (4)该同学尝试用其它方法计算加速度，最合理的是______。 A．先计算两计数点的速度，再用定义式算出加速度 B．先依次算出连续两计数点间的加速度，再求平均值来减小误差 C．先求出各点的速度，再画出图像，量出其倾角，计算该角的正切值 D．先画出图像，再把图线上相距较远的两点用定义式算出加速度 9．在“测量重力加速度”的实验中，某同学利用图中的装置得到了几条较为理想的纸带。由于不小心，纸带都被撕断了，如图所示。已知每条纸带上每5个点取一个计数点，相邻计数点之间的时间间隔为0.1s，依打点先后编为0、1、2、3、4、……。回答下列问题： （1）在B、C、D三段纸带中，与纸带A属于同一条的应该是 ； A． B． C． D． （2）打纸带A上点1时重物的速度大小为 m/s（保留三位有效数字）； （3）计算得到的重力加速度大小为 m/s2（保留三位有效数字）； 10．(6分)小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图(a)所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下： 图(a) 图(b) 图(c) (1)查找资料，得知每枚硬币的质量为6．05 g； (2)将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度l，记录数据如下表： 序号 1 2 3 4 5 硬币数量n/枚 5 10 15 20 25 长度l/cm 10．51 12．02 13．54 15．05 16．56 (3)根据表中数据在图(b)上描点，绘制图线； (4)取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图(c)所示，此时橡皮筋的长度为　　　　cm； (5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为　　　　g (计算结果保留3位有效数字)。 11．某实验小组用手机录制了一小汽车减速运动的视频，为了便于记录小汽车在水平地面各时刻的位置，如图将视频中间隔时间为的连续几幅画面合成到一张图片中，依次标记为0、1、2、3、4、5号位置，突然发现3号位置照片模糊不清，拖着较长的影子，依次测得各位置的距离为、、、，已知整个过程中小汽车一直在向右做匀减速直线运动。 （1）小汽车在位置4和5之间的平均速度大小为_____（用题中所给字母符号表示，下同）。 （2）小汽车在位置1的瞬时速度大小为_____。 （3）小汽车刹车过程中的加速度表达式为_____。 （4）3号位置照片模糊不清，拖着较长的影子，其原因可能是_____。 12．某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。    （1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中 是否相等（选填选项前的字母）。 A．任意两点间速度变化量与高度变化量 B．任意两点间速度变化量与势能变化量 C．任意两点间的动能增加量与势能减少量 （2）某同学在做实验时进行了如下操作，其中操作不当的步骤是 （选填选项前的字母）。 A．将打点计时器接到直流电源上 B．将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔 C．先释放纸带，再接通电源 （3）实验中得到如图所示的一条纸带。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（重物开始下落时打点计时器在纸带上打下的第一个点）的距离分别为hA、hB、hC。设重物的质量为m，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。从打O点到打B点的过程中，若验证机械能守恒定律成立，需要满足的表达式为 。    13．实验小组在探究“加速度与物体的受力、物体质量的关系”时，用图甲所示的装置让滑块做匀加速直线运动来进行；由已调水平的气垫导轨侧面的刻度尺可以测出光电门A、B之间的距离L以及遮光片的宽度d，遮光片通过光电门A、B的时间tA、tB可通过计时器（图中未标出）分别读出，滑块质量为M，钩码的质量为m（ ），打开气垫导轨的气源，让滑块在钩码的重力作用下做匀加速直线运动，重力加速度为g，回答下列问题： （1）滑块的加速度a=_________（用L、tA、tB、d来表示）；图乙遮光片的宽度在刻度尺上对应的读数为d=_________mm。 （2）图丙是钩码的质量m不变，改变滑块的质量M，得出不同的M对应的加速度a，描绘出a-M函数关系图像为双曲线的一支，图中两矩形的面积________（填“相等”或“不相等”）。 （3）图丁是滑块的质量M不变，改变钩码的质量m，得出不同的mg对应的加速度a，描绘出a-mg的函数关系图像，说明a与mg成________（填“正比”或“反比”），图线的斜率等于__________。 14．如图甲所示，学生将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验（已知当地的重力加速度为g = 9.8 m/s2）。 （1）实验中得到如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（重物静止）的距离分别为hA = 19.60 cm、hB = 23.70 cm、hC = 28.20 cm，已知打点计时器打点的周期为T = 0.02 s，重物的质量为m = 0.1 kg，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp= J，重物动能增加量ΔEk= J（保留三位有效数字）。 （2）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，其原因可能是 。 （3）该同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算打下对应计数点的重物速度v，得到如图丙所示的v2 − h图像，由图像可求得当地的重力加速度g = m/s2（保留两位小数）。 15．某小组利用频闪照相法来探究平抛运动的规律，如图甲所示，将玻璃管弹射器固定在水平桌边，将小钢球压缩弹簧后由静止释放，小钢球和玻璃管之间的摩擦可忽略不计，弹簧原长状态时其末端恰好位于桌子边缘，利用频闪照相法拍下小球在空中运动的部分像点，如图乙所示，已知背景方格的边长为5 cm，频闪周期为0.1 s，取重力加速度g=10 m/s2。 （1）以下实验操作合理且必要的是（　　） A．应该测量出弹簧的劲度系数 B．释放小球前，弹簧的压缩量越大越好 C．实验时应先打开频闪仪，再由静止释放小球 D．用直线连接相邻的像点，即可得小球运动的轨迹 （2）根据图乙频闪照片，小球经过B点时对应的竖直速度v= m/s，小球平抛的初速度为v0= m/s（结果均保留两位有效数字）。 （3）若要粗测小球释放前弹簧的弹性势能，只需要再测量一个物理量为（　　） A．小球的质量 B．小球下落的高度 C．弹簧压缩后的长度 D．弹簧的劲度系数 16．学校科技节有个自制物理测量仪器的活动，小凯同学计划制作一个能测当地重力加速度的简易装置，他在实验室找到了一段粗细均匀且不可伸长的细线，又在校园的湖边捡了一块外形不规则的小石块当作摆球，准备通过如图甲所示的单摆实验来测定重力加速度。他设计的实验步骤如下： ①将小石块用细线系好，结点为 N，细线的上端固定于 O点； ②用刻度尺测量ON间细线的长度 ③将石块拉开一个大约的角度，然后由静止释放； ④当小石块第1次摆至最低点时开始用秒表计时，记录其完成50次周期性运动的总时间t，并计算出周期 ⑤改变ON间细线的长度，重复上述操作多次实验，并记录每次对应的 l和t的数值； ⑥根据公式，分别计算出每组l和T对应的重力加速度g，然后取平均值作为重力加速度的测量结果。 （1）根据记录的时间t，小凯计算出周期 ； （2）小凯用ON的长l作为摆长，测得的重力加速度g的测量值 选填“大于”“小于”或“等于”真实值。 （3）小琦认为小凯处理数据的方法不对，于是利用小凯测出的多组摆长l和周期T的值，作出图线如图乙所示，并计算出图线的斜率，由斜率求出重力加速度 取，计算结果保留2位小数。 三、电学实验（本大题共10小题） 17．现用如图1所示的电路来测量恒流源（输出电流大小恒定）的输出电流和并联电阻。调节电阻箱R的阻值，电流表测得多组I值，并计算出数值。 （1）通电前，可调电阻R应置于阻值 处（填“较大”或“较小”）； （2）根据测量数据，作出函数关系曲线如图2所示，图中直线纵截距为a，斜率为k，不考虑电流表内阻，则 ， （用a和k表示）； （3）若考虑电流表内阻带来的系统误差，则测量值 真实值（填“”、“”或“”）； （4）把一小灯泡接在恒流源和定值电阻两端，如图3所示，小灯泡伏安特性曲线如图4所示，若测得，，则小灯泡实际功率为 W（计算结果保留两位有效数字）。 18．某同学用图甲所示电路精确测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，阻值约为100Ω。备选器材如下： A．量程为5mA、内阻Ω的电流表 B．量程为0.6A、内阻Ω的电流表 C．量程为6V、内阻约为15kΩ的电压表 D．最大阻值为15Ω、最大允许电流为2A的滑动变阻器 E．定值电阻Ω F．定值电阻Ω G．电动势V、内阻很小的直流电源 H．开关一个，导线若干 L．螺旋测微器，刻度尺 （1）该同学用螺旋测微器测量待测金属丝的直径，读数如图乙所示，则示数 mm； （2）实验中电流表应选用 （填“A”或“B”），定值电阻应选用 （填“E”或“F”）； （3）电压表的示数记为U，电流表的示数记为I，则该金属丝的电阻的表达式Rx= ；若用刻度尺测得待测电阻丝接入电路的长度为L，则其电阻率的表达式为 。（表达式中所用到的阻值必须用对应的电阻符号表示，不得直接用数值表示） 19．某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的器材：一节干电池、滑动阻器R（最大阻值为20 Ω）、电压表（0~3 V）、电流表器（0~10 mA，内阻），开关及导线若干。 （1）为了将电流表改装成量程为0.6 A的电流表，还需要一个与电流表并联的定值电阻，该定值电阻的阻值应为 （保留三位有效数字）。 （2）该同学根据实验器材设计了甲、乙两种电路，为了尽可能减小实验误差，你认为合适的电路是 （填“甲”或“乙”）电路。 （3）根据合适的电路连接电路，闭合开关前调节滑动变阻器的滑片，使滑动变阻器接入电路的电阻最大，闭合开关，调节滑动变阻器，测得多组电压表的示数U，并根据电流表的示数算出对应的电池中的电流I，某次，电压表的指针所指的位置如图丙所示，则电压表的读数为 V；根据测得的多组U和I，作图像，如图丁所示，则得到电池的电动势为 V，电池的内阻 （后两空均保留三位有效数字）。 20．在“测量一节干电池的电动势和内阻”实验中，电路图如图，可选用的实验器材有： 电压表V1（量程3V）；电压表V2（量程15V）； 电流表A1（量程0.6A）；电流表A2（量程3A）； 滑动变阻器R1（最大阻值20Ω）；滑动变阻器R2（最大阻值300Ω）； 干电池；开关S；导线若干； (1)选择合适的器材：滑动变阻器应选 （填写所选器材前的符号） (2)测得的7组数据已标在如图所示U-I坐标系上，用作图法求干电池的电动势E= V和内阻r= Ω。（注意纵坐标未从0开始） (3)按照图1的测量方法，某同学利用图像分析由电表内电阻引起的实验误差。在图3中，实线是根据实验数据描点作图得到的U-I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像（没有电表内电阻影响的理想情况）。下列图像中哪一个是该实验的分析 。 (4)图3中虚线U-I的函数解析式是，如果考虑电表内阻影响，图3实线U-I的函数解析式是 。（解析式中可能用到的物理量：电源电动势E，内阻r，电压表内阻RV，电流表内阻RA） 21．某物理实验小组准备测量未知电阻Rx（约为2kΩ）的阻值和某型号手机锂电池的电动势和内阻。电池已拆开，电动势E标称值为3.4V，允许最大放电电流为100mA。在实验室备有如下实验器材： A．电压表V（量程4V，内阻RV约为10kΩ） B．电流表A1（量程100mA，内阻RA为25Ω） C．电流表A2（量程2mA，内阻R2约为100Ω） D．滑动变阻器R（0～40Ω，额定电流1A） E．电阻箱R0（0～9999Ω） F．开关S一个、导线若干 (1)为了测定电阻Rx的阻值，实验小组设计了如图甲所示的电路原理图，电源用待测的锂电池，则电流表应选用 （选填“A1”或“A2”），将电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值，则测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 (2)该实验小组设计了如图乙所示的电路原理图来测量锂电池的电动势E和内阻r。 ①电流表示数的倒数与电阻箱阻值R0之间的关系式为 （用字母E，r，RA表示）； ②在实验中，多次改变电阻箱的阻值，获得多组数据，根据数据作出的图像为图丙所示的直线，根据图像可知该锂电池的电动势E= V，内阻r= Ω。（结果均保留两位有效数字） 22．某同学要测量一个电流表的内阻，可利用的实验器材有： A．电源E（电动势约3V，内阻r很小） B．待测电流表G（量程3mA，内阻未知） C．电阻箱（阻值范围0~999.9Ω） D．滑动变阻器（阻值范围0~10Ω） E.滑动变阻器（阻值范围0~3000Ω） F.开关、，导线若干 (1)实验设计的电路图如图甲所示。电路图中滑动变阻器应选择 （选填“”或“”）； (2)按照如图甲所示电路图连接电路，请将实物图乙补充完整； (3)实验过程如下：闭合开关，调节滑动变阻器，直至表头G指针满偏；再闭合开关，保持滑动变阻器的滑片不动，调节的阻值，直至表头G示数为满偏示数的一半，此时电阻箱的示数为10.0Ω；则电流表内阻 ； (4)用上述方法测出的电流表的阻值 （选填“等于”“小于”或“大于”）它的真实值。 23．如图甲为某同学组装的双倍率欧姆表电路图，该欧姆表的低倍率挡位为“”，高倍率挡位为“”，使用过程中只需控制开关K的断开或闭合，结合可调电阻R的调整，就能实现双倍率测量。所用器材如下： A．干电池（电动势，内阻） B．电流表G（满偏电流，内阻） C． 定值电阻 D．可调电阻R E. 开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。 欧姆表正确组装完成之后，这位同学把原来的表盘刻度改为欧姆表的刻度，欧姆表刻度线正中央的值为“15”。 （1）欧姆表的表笔分为红黑两种颜色，电路图甲中的表笔 是黑表笔（填“1”或“2”）； （2）请根据电路图判断，电路中开关K （填“断开”或“闭合”）时对应欧姆表的高倍率； （3）使用“”挡位时，两表笔短接电流表指针满偏，可调电阻R的值为 ； （4）使用“”挡位测量某电阻，指针在欧姆表刻度盘上“5”时对应电流表G上通过的电流为 mA； （5）欧姆表使用一段时间后，电池电动势变为1.3V，内阻变为，但此表仍能进行欧姆调零。若用此表规范操作，测量某待测电阻得到的测量值为，则该电阻的真实值为 。 24．小明同学在实验室做实验，需要去测量一个未知定值电阻R0的阻值，该待测电阻阻值接近500Ω。现实验室有如下器材可供选择： A．待测电阻Rx； B．电流表Al（量程0~10mA，内阻RA1=100Ω）； C．电流表A2（量程0~5mA，内阻RA2约为100Ω）； D．电压表V（量程0~1.5V，内阻Rv=500Ω）； E.定值电阻R0=200； F.滑动变阻器R（最大阻值约为10Ω，允许通过的最大电流为1A）； G.滑动变阻器R2（最大阻值约为1000Ω，允许通过的最大电流为1A）； H.直流电源E，电动势为3V，内阻很小； I.开关S，及若干导线。 小明在以上器材中选择了合适的器材，并设计了电路，如甲图所示。现要求测量数据范围较大，测量结果尽可能准确。 (1)滑动变阻器应选 ，a电表应选 ，b电表应选 （请填写所选仪器前的字母编号） (2)通过调节滑动变阻器，测量得到多组a电表和b电表的示数，将a电表和b电表的示数描成图像如图乙所示，图像横纵轴物理量的单位均采用国际单位，该图像斜率大小为k=150，则待测电阻Rx= Ω（保留三位有效数字），所测得的Rx的测量值与真实值的关系是：测量值 且真实值（选填“>”“<”或“=”）。 (3)如图丙，将该待测电阻与一硅光电池串联，硅光电池的路端电压U与干路电流I的关系如图丁所示，则该待测电阻的功率为 W（保留两位有效数字）。 25．某实验小组在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。 （1）该小组的同学用螺旋测微器测量金属丝的直径d，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为 mm。 （2）已知该金属丝的阻值约为5 Ω。现用伏安法测量其阻值Rx，要求测量结果尽量准确，使待测金属丝两端的电压能从零开始变化，现备有以下器材： A．电池组（3 V，内阻不计） B．电流表（0～3 A，内阻约为0.1 Ω） C．电流表（0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω） D．电压表（0～3 V，内阻约为3 kΩ） E．电压表（0～15 V，内阻约为15 kΩ） F．滑动变阻器（0～20 Ω） G．滑动变阻器（0～2000 Ω） H．开关、导线 上述器材中，电流表应选 ，电压表应选 ，滑动变阻器应选 。 （3）请按要求在下面方框中画出实验原理图 。 26．电磁血流量计是运用在心血管手术和有创外科手术的精密监控仪器，可以测量血管内血液的流速。如图甲所示，某段监测的血管可视为规则的圆柱体模型，其前后两个侧面a、b上固定两块竖直正对的金属电极板（未画出，电阻不计），磁感应强度大小为0.12T的匀强磁场方向竖直向下，血液中的正负离子随血液一起从左至右水平流动，则a、b电极间存在电势差。 (1)若用多用电表监测a、b电极间的电势差，则图甲中与a相连的是多用电表的 色表笔（选填“红”或“黑”）； (2)某次监测中，用多用电表的“250μV”挡测出a、b电极间的电势差U，如图乙所示，则 μV； (3)若a、b电极间的距离d为3.0mm，血管壁厚度不计，结合（2）中数据可估算出血流速度为 m/s（结果保留两位有效数字）； (4)为了测量动脉血流接入电路的电阻，某小组在a、b间设计了如图丙所示的测量电路。闭合开关S，调节电阻箱的阻值，由多组灵敏电流计G的读数I和电阻箱的示数R，绘制出图像为一条倾斜的直线，且该直线的斜率为k，纵截距为b，如图丁所示。已知灵敏电流计G的内阻为，则血液接入电路的电阻为 （用题中的字母k、b、表示）。 四、其他实验（本大题共2小题） 27．两个实验小组做“探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系”的实验。 （1）第一个实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。 ①实验过程中，下列操作正确的是 。（填正确答案标号） A．应该以较快的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积 B．实验前应先利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量 C．推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器 D．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证空气柱的质量一定 ②实验时，缓慢推动活塞，注射器内气体的体积逐渐减小。若实验过程中环境温度逐渐降低，测得多组空气柱的压强p和体积V的数据，则实验得到的图像应为下图中的 。（填正确答案标号） （2）第二个实验小组的同学用气体压强传感器做实验，实验装置如图乙所示。在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图像，发现图线不过坐标原点，如图丙所示。造成这一结果的原因是 ；图丙中的物理含义是 。 28．油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。（结果均保留2位有效数字） （1）若每一小方格的边长为10mm，则油膜的面积为 。 （2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 。 （3）根据上述数据，估算出油酸分子的直径为 m。 （4）为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小，下列措施可行的是_______。（多选） A．油酸浓度适当大一些 B．油酸浓度适当小一些 C．将油酸酒精溶液静置较长时间后再滴入盛水的浅盘中 D．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图 五、创新实验（本大题共2小题） 29．某校研究性学习小组的同学用滴水法测量小车与桌面间的动摩擦因数μ，装置如图甲。实验过程如下：把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度为每0．05s滴一滴（以滴水计时器内盛满水为准）；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面项端，把调好的滴水计时器盛满墨水，使水滴能滴人浅盘内；随即在撤去浅盘的同时放开小车，于是水滴在斜面和桌面上留下标志小车运动规律的点迹，但实验结束后，发现小车在水平面上运动时只留下了斜面最底端位置4计时点和停止位置n计时点，如图乙所示，用刻度尺测量出x01=1.40cm，x02=3.30cm，x03=5.68cm，x04=8.56cm，x0n=18.26cm五段长度，重力加速度g=10m/s2。 (1)滴水计时器的原理和课本上介绍的 原理类似。 (2)小车在斜面上运动的加速度a= m/s2。（结果保留三位有效数字） (3)小车运动到计时点3的速度为 m/s。（结果保留两位有效数字） (4)小车与桌面间的动摩擦因数μ= 。（结果保留两位有效数字） 30．（7分）2023年9月21日在中国空间站的“天宫课堂”中，“神舟十六号”航天员做的钢球碰撞实验给大家留下深刻印象。如图甲所示，其中大钢球质量为M，小钢球质量为m，在空间站中钢球的自由运动可以看成匀速直线运动。 甲 （1）用两个相同的大钢球做实验，一个运动的钢球碰另一个静止的钢球，碰后二者刚好交换速度，说明此碰撞为　　　　（填“弹性碰撞”或“完全非弹性碰撞”）。 （2）用小钢球去碰静止的大钢球，二者发生正碰，发现小钢球能被弹回。通过视频逐帧播放，可测量在相同运动时间内碰前小钢球的位移大小为L1、碰后小钢球的位移大小为L2和大钢球的位移大小为L3，若上述物理量满足关系式　　　　，就可验证此碰撞过程中两球的总动量守恒。 （3）用大钢球去碰静止的小钢球，发现碰撞前后两球的运动方向不在同一直线上，如图乙所示，此碰撞过程中两球的总动量　　　　（填“仍然守恒”或“不再守恒”）。 乙 参考答案 1．【答案】交流； 相同 【详解】电火花计时器和电磁打点计时器都是计时仪器，它们使用的电源是交流电源；这两种打点计时器都是每隔0.02 s打一次点，打点周期相同。 2．【答案】不需要；0.317；0.478 【详解】（1）[1]实验时只需确保小车做匀变速直线运动即可，不需要平衡小车受到的阻力。 （2）[2][3]相邻两个计数点间的时间间隔，根据匀变速直线运动规律可知， 3．【答案】（1）0.2（2）0.5（3）0.1 【详解】（1）滑块通过光电门1时，速度大小 （2）滑块通过光电门2时，速度大小. （3）滑块的加速度大小. 4．【答案】 ；； 【详解】[1]通过光电门的瞬时速度近似等于该时间内的平均速度，则遮光条通过光电门1时的速度 [2]通过光电门2时的速度 [3]滑块的加速度大小 5．【答案】(1)B，(2)AC，(3) 【详解】（1）为保证两球发生对心正碰，则两球半径必须相等，即；为防止碰后入射球反弹，则入射球的质量必须大于被碰球的质量，即；故选B。 （2）A．要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端的切线必须水平，A正确； B．只要每次让小球从同一位置滑下即可，斜面不需要光滑，B错误； C．由于两小球下落高度相同，时间相等，可以用水平位移代替平抛运动的初速度，则必须测量出OB、OP、OF的长度、和，C正确； D．由于两小球下落高度相同，时间相等，可以用水平位移代替平抛运动的初速度，所以不需要测量水平槽面离地面的高度或小球在空中飞行时间，D错误；选AC。 （3）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律，则有，在做平抛运动的过程中由于时间是相等的，所以得，即 6．【答案】（1）B；（2）相同；（3）A、C 【详解】（1）探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系，采用的实验方向是控制变量法。探究平抛运动的特点，采用的是等效思想，A错误；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，B正确；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，C错误。 （2）当探究向心力的大小F与半径r的关系时，需要控制质量和角速度相同，两侧塔轮边缘的线速度大小相等，根据，可知需调整传动皮带的位置使得左右两侧塔轮轮盘半径相同。 （3）当探究向心力的大小F与角速度的关系时，需要控制质量和半径相同，则需要把质量相同的小球分别放在挡板A、C。 7．【答案】（2）7.884/7.883/7.885 （3）B （4）增大 【详解】（2）根据题意，由图（b）可知，小球的直径为 （3）在测量时，因小球下落时间很短，如果先释放小球，有可能会出现时间记录不完整，所以应先接通数字计时器，再释放小球。选B。 （4）若调低光电门的高度，较调整之前小球会经历较大的空中距离，所以将会增大因空气阻力引起的测量误差。 8．【答案】(1)交流8V，(2)A，(3)0.62；1.8，(4)D 【详解】（1）其中乙是电磁打点计时器，则该打点计时器使用的电源为 “交流8V”电源。 （2）A．打点计时器应固定在长木板没有滑轮的一端，选项A错误，符合题意； B．在释放小车前，小车要紧靠打点计时器，选项B正确，不符合题意； C．应先接通电源，在打点计时器开始打点后再释放小车，选项C正确，不符合题意； D．应在小车到达滑轮前使小车停止运动，选项D正确，不符合题意；选A。 （3）[1]相邻两个计数点间有四个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为，打下B点时小车运动的速度大小为 [2]根据逐差法可得小车的加速度大小为 （4）AD．先计算两计数点的速度，再用定义式算出加速度，这种方法用到的数据点太少，从在较大的偶然误差，因此可以根据实验数据做出图像，考虑到误差，不能所有的点都整齐排列成一条直线，连线时，应尽量使那些不能落在直线上的点迹均匀地分布在直线的两侧，这样做出的他图像会舍弃误差较大的点，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用定义式算出加速度，此种方法误差最小，最合理，A错误，D正确： B．先依次算出连续两计数点间的加速度，再求平均值，这种方法的本质还是取两点，根据求加速度，虽然最终求取了平均，但每一个加速度出的加速度值存在较大的偶然误差，取平均值并不能消除这种偶然误差，B错误； C．根据实验数据做出图像，当横纵坐标取不同标度时，图像的倾角就会不同，因此量出其倾角，然后计算该角的正切值，得到的结果并不是加速度，C错误。选D。 9．【答案】 C ；3.50 ；9.60 【详解】（1）[1]根据匀变速运动的位移差公式，代入数据可得，则应有，选C。 （2）[2]匀变速直线运动某段时间平均速度等于中间时刻瞬时速度， （3）[3]由得到 10．【答案】(3)见解析(2分)　(4)15.35(2分)　(5)127(2分) 【解析】(3)根据表中数据描点连接，如图所示。 (4)刻度尺的分度值为1 mm，则橡皮筋的长度l'＝15.35 cm。 (5)橡皮筋的弹力与其长度关系为F＝k(l－l0)，图像的斜率大小等于橡皮筋的劲度系数大小，有k＝＝ N/cm＝0.196 N/cm，将k＝0.196 N/cm、n＝25和l＝16.56 cm代入F＝k(l－l0)可得橡皮筋的原长l0＝9.00 cm，挂上冰墩墩时l'＝15.35 cm，由mg＝k(l'－l0)，解得m＝127 g。 11．【答案】（1），（2），（3），（4）曝光时间太长。 【详解】（1）由于小汽车做匀减速运动，小汽车在位置4和5之间的平均速度为； （2）小汽车在位置1的瞬时速度等于0与2之间的平均速度，为； （3）小汽车刹车过程中的加速度； （4）3号位置照片模糊不清，拖着较长的影子，其原因可能是曝光时间太长。 12．【答案】C；AC/CA； 【详解】（1）[1]由机械能守恒定律，重力势能的减少量等于动能增加量，则需要比较重物下落过程中任意两点间的动能增加量与势能减少量是否相等。选C。 （2）[2]打点计时器应接在低压交流电源上。实验时，应先接通电源后释放纸带，操作不当的步骤是AC。 （3）[3]打B点时重物的速度为，若验证机械能守恒定律成立，需要满足的表达式为 13．【答案】（1） 相等，（3）正比， 【详解】（1）由题意可知，滑块通过光电门A、B对应的瞬时速度分别为 ， ，滑块从A运动到B的过程中，由匀变速直线运动速度时间关系可得： ，综合可得： ，图乙遮光片的宽度在刻度尺上对应的读数为d=2.0mm；（2）a-M函数关系图像为双曲线的一支，说明a与M成反比，则有a与 成正比。由牛顿第二定律有 ，当钩码的质量m不变，滑块的质量M与加速度a的乘积不变恒为mg，把a-M函数关系图像中两个矩形补充完整，如图所示：两个完整的矩形的面积相等都为mg，再减去补充的共有面积，剩余的面积也相等，即图中两矩形的面积相等；（3）图丁是滑块的质量M不变，改变钩码的质量m，得出不同的mg对应的加速度a，描绘出a-mg的函数关系图像是正比例函数关系图像说明a与mg成正比。由牛顿第二定律有 ，可得 ，说明图线的斜率等于 。 14．【答案】（1）0.232；0.231 （2）重物受到空气阻力和纸带受到摩擦阻力的影响 （3）9.75 【详解】（1）重物在B点的瞬时速度为，根据题图可知，从起始点下落的高度为hB，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量，动能的增加量； （2）重力势能的减少量略大于动能的增加量，其原因可能是重物受到空气阻力和纸带受到摩擦阻力的影响； （3）若重物下落机械能守恒，则有，即，可知v2 − h图线是一条过原点的直线，直线的斜率为k = 2g，题图丙所示的v2 − h图线的斜率为，因此可求得当地重力加速度大小为。 15．【答案】（1）C （2）3.0；2.5 （3）A 【详解】（1）A：弹簧的作用是给小球一个初速度，不需要知道弹簧的劲度系数，A错误； B：释放小球前，弹簧的压缩量应该适当，使小球以适当的初速度做平抛运动，B错误； C：实验时应先打开频闪仪，再由静止释放小球，C正确； D：以平滑曲线连接相邻的像点，可得小球的运动轨迹，D错误。选C。 （2）小球在竖直方向做匀加速直线运动，根据，可得；在水平方向做匀速直线运动，则初速度 （3）根据机械能守恒，弹簧的弹性势能只需要测量出小球的质量即可。选A。 16．【答案】（1）；（2）小于；（3） 【详解】（1）根据题意得周期 （2）由单摆的周期公式，解得，用ON的长l作为摆长，摆长偏短，则测得的重力加速度偏小。 （3）设石块重心到N点的距离为R，则实际摆长为，可得，解得，由图像的斜率解得 17．【答案】较大；；；；0.19 【详解】（1）为了保护电路，所以通电前可调电阻应置于阻值较大处。 （2）由图1所示电路图得，解得，由于直线纵截距为a，斜率为k，则，，解得，。 （4）若考虑电流表内阻带来的系统误差，则，解得，由于直线纵截距为a，斜率为k，则，的测量值大于真实值。的测量值小于真实值。 （5）由图3可得，解得，在图4中作出电源的图像 两图像的交点，，则小灯泡实际功率为 18．【答案】6.805（6.802~6.807均可）；A；E；； 【详解】（1）根据螺旋测微器读数规则，金属丝直径D＝6.5 mm＋30.5×0.01 mm＝6.8005mm； （2）电压表量程为6 V，电阻丝电阻约100 Ω，电流表量程应该为60 mA左右，可以将量程5 mA的电流表并联5 Ω的电阻改装成量程为55 mA的电流表，即电流表选择A，定值电阻选择E。 （3）金属丝中电流为，电压U′＝U－Ir1，由欧姆定律可得金属丝电阻，由电阻定律，，解得电阻率 19．【答案】（1）1.02 （2）乙 （3）0.80；1.50；0.400 【详解】（1）为了将电流表改装成量程为0.6 A的电流表，还需要一个与电流表并联的定值电阻，则有，解得该定值电阻的阻值应为； （2）由于改装后的电流表内阻已知，为了尽可能减小实验误差，合适的电路是乙电路； （3）图中电压表的分度值为，由图丙可知电压表的读数为，改装后的电流表内阻为，根据闭合电路欧姆定律可得，可得，由图丁中的图像可得，，解得内阻为。 20．【答案】(1)R1，(2)1.50（1.42～1.58）；1.04（1.00～1.09），(3)A，(4) 【详解】（1）一节干电池的电动势大约1.5V，电压表应选择量程为3V的V1，一节干电池的内阻大约1Ω，为了精确测量电路中电流，电流表应选择量程为0.6A的A1，电路中的最大电阻约为，为了便于调节电路，滑动变阻器选择R1。 （2）[1][2]根据图中的点迹作图，如图所示 根据闭合电路欧姆定律可得，根据图像可知干电池的电动势，干电池的内阻 （3）图1的实验误差来自于电压表的分流作用，当电压表示数为零时无电流通过电压表，此时测量值等于真实值，电压表的示数越大，实际流过外电路的电流与理论上流过外电路电流的差值越大，对应图3的U-I图像是A。 （4）由闭合电路欧姆定律可知，解得 21．【答案】(1)A2 ；大于，(2) ；3.3；8.3 【详解】（1）[1]根据题意，由欧姆定律可得，流过电流表的最大电流约为，则电流表应该选用; [2]由电路图甲可知，电流表采用的是内接法，由于电流表的分压，电压表的测量值大于真实值，由欧姆定律可知，电阻的测量值大于真实值。 （2）①根据题意及电路图乙，由闭合电路的欧姆定律有，整理得②[2][3]根据题意，结合图丙可得，，解得， 22．【答案】(1)，(2)图见解析，(3)10.0/10，(4)小于 【详解】（1）实验原理是半偏法测表头内阻，为了在闭合时，回路电阻变化较小，则滑动变阻器应选择阻值较大的。 （2）按照如图甲所示电路图，连接实物图乙，如图所示 （3）如果干路电流不变，则表头G示数为满偏示数的一半时，电阻箱的电流也是满偏示数的一半，可知表头G的内阻满足 （4）由于（3）中测电阻时，实际干路电流大于，则通过电阻箱的电流大于，则电阻箱电阻小于表头G的内阻，即所测表头G的内阻偏小。 23．【答案】2；断开 ；1491 ；127.5；0.75；260 【详解】（1）[1]根据图甲电路可知，电流从表笔2流出电表，从表笔1流入，可知2表笔是黑表笔。 （2）[2]欧姆表的内阻，由于低倍率内部总电阻小于高倍率内部总电阻，即电流表G满偏时干路电流越小，倍率越高，因此，电路中开关K断开时对应高倍率。 （3）[3]根据上述可知，使用“”挡位时，开关断开，回路的总电阻为，解得 （4）[4]使用“”挡位测量，指针在欧姆表刻度盘上指“5”时，根据闭合电路欧姆定律得干路电流为，此时电流表G上通过的电流为 （5）[5]电池电动势降低后重新欧姆调零再使用欧姆表，使用时， 24．【答案】(1)F；B；D，(2)500 ；=，(3)0.010（0.0092~0.011） 【详解】（1）[1]滑动变阻器为分压式接法，为了实验数据的连续性强一些，选最大阻值较小的； [2]电源电动势为3V，a表与串联改装成电压表，即a表内阻已知，选电流表，能测量的最大电压为，可知，选刚好等于电源电压； [3]电源电动势为3V，b表选电压表V，其内阻已知，能够测量出通过其所在电路的电流。与分压，能分走将近电压，量程合适，且电压表内阻已知，测量会更精确。 （2）[1][2]乙图横轴为电流表示数，纵轴为电压表示数，电压表示数U与电流表示数I满足关系式有，解得，则有，解得，由于两电表内阻已知，可知测量值等于真实值。 （3）在硅光电池的图中，描绘的图，由于，则图像如图所示 交点处为工作点，其坐标为，则功率为 25．【答案】（1）0.398/0.399/0.400/0.401 （2）C；D；F （3） 【详解】（1）金属丝直径为d=0＋40.0×0.01 mm=0.400 mm。 （2）正确连接后通过金属丝最大的电流约为I=≈0.6 A，为了使结果更精确，安全的前提下，我们选择量程较小的电流表，所以电流表选择C；由于电源电动势为3 V，所以电压表选择D；要求电压从0开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择总阻值较小的F。 （3）由于，所以金属丝为小电阻，应采用电流表外接法，实验原理图如图所示。 26．【答案】(1)红；(2)150；(3)0.42；(4) 【详解】（1）根据左手定则可知，正离子在洛伦兹力作用下向电极聚集，负离子在洛伦兹力作用下向电极聚集，可知，电极电势比电极高，根据多用表“红进黑出”规律可知，图甲中与相连的是多用电表的红表笔。 （2）多用电表的“250μV”挡测出a、b电极间的电势差U，根据电压表读数规律可知，该电压读数为150μV。 （3）稳定时，电场力与洛伦兹力平衡，根据条件有，解得。 （4）根据闭合电路的欧姆定律有，变形可得，由于该直线的斜率为，纵截距为，则有，，解得。 27．【答案】CD/DC；A；胶管的容积不可忽略；连接压强传感器和注射器的胶管的容积 【详解】（1）①[1]A．应该以较慢的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积，以避免操作动作过快使空气柱的温度发生改变，A项错误； B．因压强由压力表测得，不是由平衡条件计算出的，所以实验前不需要利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量，B项错误； C．实验过程中手不能握住注射器前端，以免改变空气柱的温度，使气体发生的不是等温变化，C项正确； D．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证空气柱的质量一定，D项正确。选CD。 ②[2]根据理想气体状态方程，可得，可知随着环境温度逐渐降低，图像的斜率会逐渐减小，A项正确。 （2）[3][4]根据玻意耳定律得，解得，造成这一结果的原因是胶管的容积不可忽略；图丙中的物理含义是连接压强传感器和注射器的胶管的容积。 28．【答案】（1）；（2）；（3）；（4）BD 【详解】（1）油膜的面积为S=79×10×10mm2=7.9×10-3m3 （2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 （3）油酸分子的直径为 （4）油酸浓度适当小一些，这样才能更容易形成单分子油膜，选项A错误，B正确；将油酸酒精溶液静置较长时间后再滴入盛水的浅盘中，油酸酒精溶液的浓度会变大，不容易形成单分子油膜，选项C错误；油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图，选项D正确。 29．【答案】(1)打点计时器，(2)1.96，(3)0.53，(4)0.20 【详解】（1）滴水计时器的原理和课本上介绍的打点计时器原理类似。 （2）小车在斜面上运动的加速度 （3）小车运动到计时点3的速度 （4）小车运动到计时点4的速度，计数点过程有，解得 30．【答案】（1）弹性碰撞（2分）　（2）m（L1＋L2）＝ML3（2分）　（3）仍然守恒（3分） 【解析】（1）设运动的钢球碰前速度为v1，碰后两球的速度分别为v2、v3，由动量守恒定律得Mv1＝Mv2＋Mv3，假如v2＝0，v3＝v1，即满足M＝M＋M，所以此碰撞为弹性碰撞。 （2）设碰前小钢球的速度大小为v01，碰后小钢球、大钢球速度大小分别为v11、v21，由动量守恒定律得mv01＝－mv11＋Mv21，式子两边都乘时间得mL1＝－mL2＋ML3，解得m（L1＋L2）＝ML3。 （3）动量守恒定律的表达式是矢量式，所以用大钢球去碰静止的小钢球，即使发现碰撞前后两球的运动方向不在同一直线上，碰撞过程中两球的总动量仍然守恒。 第 page number 页，共 number of pages 页 第 page number 页，共 number of pages 页 学科网（北京）股份有限公司 $$