2026届高考物理一轮复习专项练：物理实验分类提高练习5【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5【难】 一、力学实验（本大题共14小题） 1．某小组通过实验探究空气阻力的大小与运动速率的关系。实验中所使用的器材如下∶铁架台、钩码、弹簧测力计、细绳、气球、毫米刻度尺、具有连拍功能的手机。 其实验步骤如下∶ A．测出气球及钩码的总重力G； B．吹好气球，用细绳将气球扎紧，另一端系上钩码； C．将刻度尺竖直固定在铁架台上，将气球（含钩码）从较高位置释放，使其经过刻度尺附近时能匀速下落； D．用手机连拍功能，拍摄气球匀速运动时的多张照片； E．计算出相邻两帧照片间重物下落的平均位移； F．改变所悬挂的钩码质量，重复以上步骤； G．记录并处理数据 请回答以下问题∶ （1）某次拍摄中的两张照片如图甲、乙。甲图中钩码下沿对应刻度尺的读数为0.90cm，图乙是甲之后的第2帧照片，由此可以得出相邻两帧照片之间重物下落位移的平均值为l= cm。 （2）记录每次实验中气球（含钩码）重力G和相邻两次拍摄时间内气球下落的位移l，如表所示。图丙中已描出了部分数据，请将其它数据描出并画出G-l关系图像。 次数 1 2 3 4 5 6 7 重力G/（10-2N） 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 位移l（cm） 13.60 16.30 1980 23.80 26.60 28.80 32.80 （3）根据图像，可以得到的结论是∶ 。 2．某兴趣小组设计了一个“探究碰撞中的不变量”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动（做匀速运动时已撤去推力），然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动。他设计的具体装置如图a所示，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50Hz，长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力。 （1）若已测得打点纸带如图（b）所示，并测得各计数点间距（已标在图b上）。A为运动的起点，则应选 段来计算A碰前的速度，应选 段来计算A和B碰后的共同速度（以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”）。 （2）已测得小车A的质量，小车B的质量，则碰前两小车的总动量为 kg·m/s，碰后两小车的总动量为 kg·m/s。（结果均保留三位有效数字） （3）如果打点计时器连接交流电工作时，A和B碰后交流电的频率突然变小了，该小组同学仍按50Hz计算，则碰后两小车的总动量计算结果 （选填“大于”或“小于”或“等于”）真实值。 3．如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系。 （1）该同学采用的实验方法为 ； A．等效替代法    B．控制变量法    C．理想化模型法 （2）改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示： v/（m·s－1） 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 F/N 0.88 2.00 3.50 5.50 7.90 该同学对数据分析后，在图坐标纸上描出了五个点。 ①在图乙中作出F­v2图线； ②若圆柱体运动半径r=0.2m，由作出的F­v2的图线可得圆柱体的质量m= kg。（结果保留两位有效数字） 4．某实验小组做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。 （1）以下说法正确的是 A．两根细绳必须等长 B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等 D．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 E．在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置 （2）图乙是该实验小组成员所作的合力与分力的关系图，则实际的合力是 ，一定沿AO方向的是 。（均选填“F”或“”） （3）在另一小组研究两个共点力合成的实验中，两个分力的夹角为，合力为F，F与的关系图像如图所示。已知这两个分力大小不变，则任意改变这两个分力的夹角，能得到的合力大小的变化范围是 。 5．如图1所示是研究小车加速度与力关系的实验装置，木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的细绳通过滑轮与拉力传感器相连，拉力传感器可显示所受拉力的大小，为带滑轮小车的质量，为砂和砂桶的总质量。实验时先不挂砂桶，将木板右端垫高，调整垫块的左右位置，平衡摩擦力，然后挂上砂桶，改变桶中砂的质量，多次进行实验。完成下列问题：    （1）实验中 （填“需要”或“不需要”）满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量。 （2）以拉力传感器的示数为横坐标，小车的加速度为纵坐标，画出的图像是一条过坐标原点的直线，如图2所示，则图线的斜率 （用表示）。 （3）若某同学实验中加垫块过高，采集实验数据作出的图像可能是 。 A．  B．  C．   6．某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，A点距光电门B的高度为h。 (1)用十分度游标卡尺测量小球的直径d，测量结果如图乙所示，则小球的直径为主尺刻度 （“加上”或“减去”）游标尺刻度。 (2)将小球从A点由静止释放，若小球通过光电门B的时间为t，则小球通过光电门B时的速度大小 （用d，t表示）。 7．某学习小组利用不同的实验装置，进行探究平抛运动规律的实验： （1）甲同学采用如图甲所示的装置。为了验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，用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。关于该实验，下列说法中正确的有 。 A．两球的质量应相等 B．两球的质量可以不相等 C．两球应同时落地 D．应改变装置的高度，多次实验 E.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动    （2）乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长均为5cm，如果重力加速度g取，照相机的闪光频率为 Hz；小球平抛的初速度大小为 m/s，经过B点时的竖直分速度大小为 m/s。（所有结果保留2位有效数字） 8．(1)在利用图甲所示的实验装置来做“研究平抛运动的轨迹”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，请将你认为正确的选项前面的字母填在横线上______。 A．最好使用密度大、体积小、质量大的球来做实验 B．通过调节使斜槽的末端必须保持水平 C．斜槽轨道必须是光滑的 D．将小球的位置记录在纸上后，取下纸将所有的点都要连接起来得到平抛运动的轨迹 (2)某同学通过实验中，让小多次从斜槽上由静止开始滚下，在白纸上依次记下小球的位置如图乙所示，由照片可以判断该实验操作出错的可能原因是 。 9．小明做“用单摆测量重力加速度”的实验。 （1）如图甲所示，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球（下方吸附有小磁片），做成一个单摆。图乙、丙分别画出了细线上端的两种不同的悬挂方式，你认为应选用图 （选填“乙”或“丙”）的悬挂方式。 （2）使小球在竖直平面内做小角度摆动，打开手机的磁传感器软件。某次采集到的磁感应强度B的大小随时间t变化的图像如图所示，则单摆的振动周期T= s（结果保留3位有效数字）； （3）改变线长l，重复上述步骤，实验测得数据如下表所示（实验前已测得小球半径r），请根据表中的数据，在方格纸上作出L-T2图像 ； L=l+r/m 0.40 1.276 1.628 0.60 1.555 2.418 0.80 1.801 3.244 1.00 2.010 4.040 1.20 2.208 4.875 （4）测得当地的重力加速度g= （结果保留3位有效数字）； （5）有同学认为，根据公式，小明在实验中未考虑小磁片对摆长的影响，L的测量值小于真实值，所以实验测得的重力加速度g偏小。请判断该观点是否正确，简要说明理由 。 10．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀变速直线运动，下图是经打点计时器打出纸带的一段，打点顺序是A、B、C、D、E，已知交流电频率为50Hz，纸带上每相邻两个计数点间还有四个点未画出。现把一刻度尺放在纸带上，其零刻度线和计数点A对齐。请回答以下问题： （1）由图可读出AC之间距离为 cm； （2）打B这个计数点时小车的瞬时速度 m/s；（保留两位有效数字） （3）打CE段的过程中小车的平均速度 m/s；（保留两位有效数字） （4）小车运动的加速度大小是 。（保留两位有效数字） 11．用铁架台、待测弹簧若干、已知质量的钩码、毫米刻度尺等器材，探究弹簧弹力大小与弹簧长度L之间的关系。 （1）图甲中将某弹簧竖直悬挂读出其长度为7.00cm，则该弹簧的原长 7.00cm（填“大于”、“小于”或“等于”）。 （2）在弹簧下端依次挂上不同个数的钩码，读出对应刻度尺的示数，更换弹簧重复实验。 （3）以钩码重力为纵轴，弹簧长度为横轴，描点作图，得到图像如图乙所示，由图可知弹簧a的劲度系数 弹簧b的劲度系数（填“大于”、“小于”或“等于”）。 （4）实验中发现，图像b出现了弯曲，出现这种现象的原因是 。 12．为了测定气垫导轨上滑块的加速度，在滑块上安装了宽度为的遮光条。如图所示，滑块在牵引力的作用下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光电门1的时间为，通过光电门2的时间为，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，回答下列问题：（结果均保留两位小数） （1）遮光条经过光电门1的速度大小为 。 （2）遮光条经过光电门2的速度大小为 。 （3）滑块运动的加速度大小为 。 13．某同学用如图甲所示的实验装置来测量当地的重力加速度，让重物从高处由静止开始下落，打点计时器在重物拖着的纸带上打出一系列的点。实验结束后，选择一条点迹清晰的纸带进行数据测量，用刻度尺只测出如图乙所示的两段距离就可以达到实验目的，交流电的周期为T，回答下列问题：    （1）B点的速度为 ，F点的速度为 。（用题中的、、T来表示） （2）当地的重力加速度 。（用题中的、、T来表示） （3）若再测出B、F两点之间的距离为，当地的重力加速度可另表示为 。（用题中的、、、T来表示） 14．用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒．小球a用不可伸长的细线悬挂起来，直径相同的小球b放置在光滑支撑杆上，细线自然下垂时两球恰好相切，球心位于同一水平线上。已知重力加速度为g。实验的主要步骤及需解答的问题如下： （1）测量出悬点到小球a球心的距离L，小球a、b的质量分别为； （2）将小球a向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为时并由静止释放，与小球b发生对心碰撞后球a反弹，球b做平抛运动，测得小球a向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为．则：小球a、b的质量大小需满足 （选填“>”、“<”或“=”）； （3）测量出碰撞后小球b做平抛运动的水平位移x，竖直下落高度h，可知碰撞后小球b的速度大小 ； （4）若该碰撞中的总动量守恒，则需满足的表达式为 （用题中所给和测量的物理量表示）。 二、电学实验（本大题共8小题） 15．（9分）超薄柔性导电薄膜,可用于穿戴设备、医用电子设备等。如图（a）所示,某研究小组将一种柔性导电材料均匀涂在绝缘介质上表面,已知该材料在室温下的电阻率为,用如下方法测定该导电材料在介质表面涂层的厚度。 图（a） 图（b） 图（c） （1）测量出涂层的长度为,宽度为。 （2）乙为一简易的多用电表内部电路图,已知多用表内部电池电动势,当选择开关拨到挡位1时测量的电流量程。 （3） 将多用电表开关拨到挡位2并进行欧姆调零。测量该材料的电阻值,此时灵敏电流计指针恰好半偏，则该材料的电阻值为______ 。 （4）现有如下器材可用于精确测量涂层阻值: A.电源电动势为、内阻约为 B.电压表量程、内阻 C.电流表量程、内阻,电流表量程、内阻 D.滑动变阻器最大阻值,滑动变阻器最大阻值 E.定值电阻阻值 F.导线若干,开关一只 （5） 滑动变阻器应选____________（填“”或“”）。 （6） 选择合适的仪器完成图（c）实验电路。 （7） 经测量,电压表示数为,电流表示数为,则该涂层总厚度为__________________（结果保留两位有效数字）。 16．用如图所示的实验电路测量电池的电动势和内阻。 （1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 端（选填“a”或“b”） （2）连接实验电路后，调节滑动变阻器，得到多组电流、电压值，根据实验数据能作出如图 （选填“A”或“B”）所示的U-I图像。 17．某学习小组进行精确测量电阻Rx的阻值的实验，有下列器材供选用。 A．待测电阻Rx（约300Ω） B．电压表V（3V，内阻约3kΩ） C．电流表A1（10mA，内阻约10Ω） D．电流表A2（20mA，内阻约5Ω） E．滑动变阻器R1（0～20Ω，额定电流2A） F．滑动变阻器R2（0～2000Ω，额定电流0.5A） G．直流电源E（3V，内阻约1Ω） H．开关、导线若干 (1)甲同学根据以上器材设计了用伏安法测量电阻的电路，并能满足Rx两端电压从零开始变化并进行多次测量。则电流表应选择 （填“A1”或“A2”）；滑动变阻器应选择 （填“R1”或“R2”）；请在虚线框中帮甲同学画出实验电路原理图 。 (2)乙同学经过反复思考，利用所给器材设计出了如图所示的测量电路，具体操作如下： ①按图连接好实验电路，闭合开关S1前调节滑动变阻器R1、R2的滑片至适当位置； ②闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R1、R2的滑片，使电流表A1的示数恰好为电流表A2的示数的一半； ③闭合开关S2并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，读出电压表V和电流表A1的示数，分别记为U、I； ④待测电阻的阻值Rx= ，比较甲、乙两同学测量电阻Rx的方法，你认为哪个同学的方法更有利于减小系统误差？ （填“甲”或“乙”）同学的。 18．某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性曲线，使用的器材包括电压表、电流表、定值电阻等。 （1）按图甲电路图连接好电路，闭合开关S，让滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，依次记录电流表及电压表的示数，再将元件X换成元件Y，重复实验。 （2）图乙为根据实验数据作出的图线，由图可判断元件Y是非线性元件，其阻值随电压的增大而 （选填“增大”或“减小”）。 （3）该小组还借助线性元件X和阻值的定值电阻，测量待测电池组的电动势和内阻，如图丙所示。先闭合和S，电压表示数为；再断开S，电压表示数为，电压表可视为理想电压表，利用图乙，可算得 ， （结果均保留两位有效数字）。 （4）若把元件Y直接接到该待测电池组的两端，则元件Y的功率为 （结果均保留两位有效数字）。 19．（9分）测量电源的内阻，可供使用的器材如下： A.待测电源（内阻约为） B.电源（电动势略大于待测电源的电动势） C.灵敏电流计（量程） D.电阻箱 E.电阻箱 F.定值电阻 G.均匀金属电阻丝及滑动触头 H.开关、导线若干 （1） 实验时采用图甲所示电路，闭合开关、，将滑片与金属电阻丝试触，根据灵敏电流计指针偏转方向调整的位置，并________（填“增大”或“减小”）电阻箱的阻值，反复调节，直到表指针不发生偏转，此时金属电阻丝左端接线柱与滑片间的电势差________（填“大于”“小于”或“等于”）待测电源的路端电压。 甲 （2） 改变的阻值，用（1）中的方法调节到表指针不发生偏转，用刻度尺测量滑片到接线柱间的距离，记下此时电阻箱的阻值，多次重复上述步骤，根据测得的数据，作出电阻箱的阻值的倒数与对应、间距离的倒数的关系图像如图乙所示，测得图线的斜率为，图线在纵轴上的截距为，则待测电源的内阻测量值为__________。 乙 （3） 实验中，电阻箱应选用________（填序号“D”或“”）。 （4） 请写出由金属电阻丝引起误差的一个原因：____________________________________________________________________________________________。 20．（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“”）。 21．小明同学在实验室找到一个半导体元件，为测量其电阻，进行如下的操作。 (1)先用多用电表进行测量，他先将红黑表笔插入多用电表的插孔，之后将多用电表开关旋至欧姆挡的“”挡后，接下来的操作是红黑表笔短接，进行 ，再将红黑表笔分别与该半导体元件两端相接，多用电表指针偏转位置如图所示，则该元件的电阻值为 ； (2)为进一步更为精确的测量该元件的阻值，小明同学又找来了电压表（量程，电阻约）和毫安表（量程，电阻约）以及其他必要实验器材，为了减小实验误差他需要采用电流表 （填“内接法”或“外接法”）测量半导体元件的阻值。 22．某同学准备利用下列器材测量蓄电池的电动势和内阻。 A．待测蓄电池 B．直流电流表A，量程为0.10A，内阻2.0Ω C．定值电阻R0=2.0Ω D．电阻箱R E.导线和开关 根据如图甲所示的电路进行实验操作。 （1）闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电流表的相应读数I； （2）利用测量数据，做图线，如图乙所示： （3）通过图乙可得E= V（保留2位有效数字），r= Ω（保留2位有效数字）； （4）实验测得电源电动势 真实值（“大于”、“小于”或“等于”）。 三、其他实验（本大题共4小题） 23．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每体积溶液中有纯油酸体积，用注射器和量筒测得体积上述溶液有n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为a，则可求得： (1)油酸薄膜的面积S= ； (2)每滴溶液中含有纯油酸的体积为 ；油酸分子的直径是 ；（用、、、n、S表示） (3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是由于________。 A．油膜中含有大量未溶解的酒精 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 D．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 24．用双缝干涉实验测光波波长的实验装置如图1所示，已知单缝与双缝的距离L1=60mm，，双缝与光屏的距离L2=700mm，单缝宽d1=0.10mm，双缝间距d2=0.25mm。 (1)分划板的中心刻度线分别对准第1条和第4条亮条纹的中心时，手轮上的读数如图2所示，则对准第1条亮纹时读数x1= mm，对准第4条亮纹时读数x2= mm，相邻两条亮条纹间的距离∆x= mm。 (2)本次实验求得的波长是 nm（结果保留3位有效数字）。 25．（6分）小星学习了光的干涉后，用激光笔和双缝组件［如图（a）所示］做双缝干涉实验，并测量激光的波长。他按如下步骤组装好设备：先将激光笔打开，让激光垂直照到墙壁上，在墙壁上形成一个小光斑。然后将双缝组件固定在激光笔前方，让激光垂直通过双缝后在远处墙壁上形成干涉图样，如图（b）所示。 （1） 小星做实验时，双缝组件到墙壁距离为,两次所用双缝间距分别为和，用刻度尺测量干涉图样的数据分别如图（c）和图（d）所示，则图（c）是采用间距为____________的双缝测得的结果。根据图（d）的测量结果，计算得出激光笔所发出的激光波长为________（结果保留三位有效数字）。 （2） 若实验过程中保持激光笔与双缝组件的位置不变，用光屏在离墙壁处承接干涉图样，光屏上的图样与原来的干涉图样相比，会出现的现象是（ ） A. 条纹间距变大 B. 条纹间距不变 C. 条纹间距变小 D. 条纹消失 26．（6分）在“测定玻璃的折射率”的实验中，如图（a）所示，某同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面所在的直线和。画出一条直线，为直线与的交点，在直线上竖直地插上、两枚大头针。 （1） 该同学接下来要完成的必要步骤有；（ ） A. 插上大头针，使仅挡住的像 B. 插上大头针，使挡住和的像 C. 插上大头针，使仅挡住 D. 插上大头针，使挡住和、的像 （2） 过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接，测量图中角 和 的大小。则玻璃砖的折射率______________________； （3） 甲、乙二位同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图（b）中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖，他们的其他操作均正确，且均以、为界面画光路图，则甲同学测得的折射率与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“不变”）；乙同学测得的折射率与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 四、创新实验（本大题共4小题） 27．如图甲为测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数的实验装置示意图，实验步骤如下： ①用天平测量滑块和遮光条的总质量M、重物的质量m，用游标卡尺测量遮光条的宽度d； ②安装器材，并调整轻滑轮，使细线水平； ③用米尺测量遮光条与光电门间距x； ④由静止释放滑块，用数字毫秒计测出遮光条经过光电门的时间t； ⑤改变滑块与光电门间距，重复步骤③④。 回答下列问题： (1)测量d时，某次游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为 cm； (2)根据实验得到的数据，以 （选填“”或“”）为横坐标，以x为纵坐标，可做出如图丙所示的图像，该图像的斜率为k，若实验测得m=2M，重力加速度为g，则滑块和桌面间的动摩擦因数为= （用k、g、d表示）。 28．我国天宫实验室中曾进行过“应用动力学方法测质量”的实验。某兴趣小组受到启发，设计了在太空完全失重环境下（忽略空气阻力）测小球质量并验证弹性碰撞的实验方案： （1）装置如图，在环绕地球运转的空间站中的桌面上固定一个支架，支架上端通过力传感器O连接一根轻绳，轻绳末端系一个直径为d的小球a； （2）保持轻绳拉直，给小球a一个初速度，小球a在与桌面垂直的平面内做匀速圆周运动，支架上端O与小球球心的距离为L。当小球a运动至最高点时，该处的光电门M可记录下小球a通过该位置的遮光时间，记为，并同时记下力传感器显示的读数F。根据以上测量数据，可得小球a的质量 （用“L，F，，d”表示）； （3）更换大小相同的小球b，重复以上操作，可测得小球b的质量； （4）在小球a匀速圆周运动的过程中，将小球b放置在桌面右侧的固定支架上，支架在小球a运动的平面内。当小球a运动至最低点时剪断轻绳，为保证小球a与小球b能发生正碰，小球b放置的高度与小球a运动至最低点的高度相比，应 （选填“等高”“稍高一些”或“稍低一些”）； （5）小球a与b碰后，依次通过右侧的光电门N，光电门记录下小球a的遮光时间为、小球b的遮光时间为，若测得，则当测出 时，即可验证小球a、b的碰撞为弹性碰撞。 29．小刘同学设计了如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，安装在竖直平面半径为的带角度刻度线的光滑半圆轨道，最低点固定一光电门（图中未画出）。将小球（直径）拉离竖直方向一定角度由静止释放，记录小球通过光电门的时间。 (1)用游标卡尺测量小球的直径，由于前小半部分被遮挡，只能看到后半部分，测量结果如图乙所示，则小球的直径为 。 (2)若有关系式 （用、、、、表示）成立，则可验证该过程小球的机械能守恒。 (3)小王同学用该装置测量当地的重力加速度大小，分别记录小球拉开的角度，，…，和对应的遮光的时间，，…。由实验数据，通过描点作出了如图丙所示的线性图像，则图像的横坐标应为 （选填“”“”或“”）。如果不考虑实验误差，若该图线斜率的绝对值为，则当地的重力加速度大小为 （用、、表示）。 30．实验器材创新和数据处理物理实验小组搭建如图所示气垫导轨和光电门的装置，准备验证“系统机械能守恒”，设计的实验步骤如下： .测量遮光片宽度，滑块到光电门的距离，选用标准质量均为的砝码个，已知重力加速度为； .先将砝码全部放置在滑块上，然后夹走一个砝码放置于砝码盘，从静止释放滑块，记录下遮光片通过光电门的时间，由此得出通过光电门的速度； .依次改变砝码盘中砝码个数，每次将砝码从滑块上取走并放置于砝码盘，重复步骤，得到一系列和的数据； .以为纵轴，为横轴，若数据满足一次函数形式，则完成验证“系统机械能守恒”。 （1） 在进行实验之前，下列选项中必须操作的是____（填标号）。（ ） A. 静止释放时滑块尽量靠近光电门，以防止滑块运动速度过快 B. 动滑轮右侧的细绳应尽量竖直，以有效减少实验误差 C. 滑块质量必须远远大于砝码质量，以有效减少实验误差 （2） 滑块通过光电门时，砝码盘中砝码的速度为____________（用和表示）。 （3） 若所绘制的图像斜率为，则滑块的质量__________________（用、、、和表示）。 （4） 由于未测量动滑轮和砝码盘的质量，则得出的滑块的质量与实际值相比将会________（填“偏小”“偏大”或“相同”）。 参考答案 1．【答案】（1）3.05 （2） （3） 空气阻力的大小跟速率成正比 【详解】（1）甲图中钩码下沿对应刻度尺的读数为0.90 cm，图乙中钩码下沿对应刻度尺的读数为7.00 cm，由此可以得出相邻两帧照片之间重物下落位移的平均值为 （2）画出G-l关系图像； （3）因匀速下落时重力与阻力相等，而相邻两次拍摄时间内气球下落的位移l与下落的速率成正比，则根据图像，可以得到的结论是空气阻力的大小跟速率成正比。 2．【答案】 BC DE 0.210 0.209 大于 【详解】（1）[1]因为碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前A独自运动的速度，故AC应在碰撞之前，DE应在碰撞之后。推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，所以BC是正确的计算碰前的速度； [2]碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后的共同运动是匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度。 （2）[3]碰前系统的动量即A的动量，则有 [4]碰后总动量 （3）[5]交流电的频率变小，则打点周期变大，计算时间时代入周期偏小，速度计算结果变大。 3．【答案】B； ；0.18 【详解】（1）[1]该同学采用的实验方法为控制变量法，选B； （2）[2]作出F-v2图线如图所示做一条过原点的线段，让尽量多的点落在这条线段上，其他点分布线段两侧，如图所示 [3]根据向心力公式，则由图像可知，解得 4．【答案】 DE/ED 【详解】（1）[1]A．为减小力的方向的测量误差，两根细绳可以适当长些，但不需要等长，故A错误； BC．只有当两个弹簧秤拉力大小相等时，橡皮条才与两绳夹角的平分线在同一直线上，而本实验中两个弹簧秤的拉力大小并不要求一定相等，故BC错误； D．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行，从而减小力的测量误差，故D正确； E．在用两个弹簧秤同时拉细绳时，必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置，从而确保两次力的作用效果相同，故E正确。 故选DE。 （2）[2][3]由图乙可知是通过两个分力、作平行四边形得到的理论合力；则是通过一个弹簧测力计拉橡皮条得到的实际合力，根据二力平衡可知，一定沿AO方向的是。 （3）[4]设两个分力中较大的力为，较小的力为，由图可知时有 时有 联立解得 ， 任意改变这两个分力的夹角，能得到的合力大小的变化范围是 即 5．【答案】不需要，，A 【详解】（1）本题实验中有拉力传感器，拉力是已知的无需满足满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量； （2）根据牛顿第二定律，整理为，斜率为； （3）加垫块过高既平衡摩擦力过度，当拉力为0时，也有加速度，A正确。 【关键点拨】本题考查验证牛顿第二定律，注意平衡摩擦时产生的误差。 6．【答案】(1)加上，(2) 【详解】（1）用十分度游标卡尺测量小球的直径d，测量结果如图乙所示，则小球的直径为主尺刻度加上游标尺刻度。 （2）小球通过光电门B时的速度大小为 7．【答案】BCD；10；1.5 ；2.0 【详解】（1）[1]AB．根据实验结果可知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，不需要质量相等，因此实验时需要A、B两球从同一高度开始运动，不需要两球质量相等，A错误，B正确； C．小锤打击弹性金属片后，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，A球在竖直方向上的运动情况应该跟B球相同，因此两球同时落地，C正确； D．为探究实验的科学性，应改变装置的高度多次实验，D正确； E．本实验只能说明A球在竖直方向的运动性质，不能说明A球在水平方向做匀速直线运动，E错误。选BCD。 （2）[2]由图乙可知，在竖直方向上，根据，可得， [3]小球平抛的初速度大小为 [4]经过B点时的竖直分速度大小为 8．【答案】(1)AB，(2)每次由静止释放小球的位置不同 【详解】（1）A．为了减小空气阻力的影响，最好使用密度大、体积小、质量大的球来做实验，A正确； B．为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，通过调节使斜槽的末端必须保持水平，B正确； C．为了保证每次小球抛出的速度相同，每次必须从同一位置静止释放小球，但斜槽轨道不需要光滑，C错误； D．将小球的位置记录在纸上后，取下纸将误差较大点舍去，用平滑的曲线将剩下的点连接起来得到平抛运动的轨迹，D错误。选AB。 （2）由照片可以判断该实验操作出错的可能原因是：每次由静止释放小球的位置不同，使得每次小球抛出时的初速度不同。 9．【答案】丙 ；1.36s（1.32~1.40s均可）； ；9.71（9.47~9.78均可）；正确。设摆球的重心下移△L，根据单摆周期公式，有，所以，与无关。 （或：不正确。小磁片只影响图像在L轴上的截距，不影响图像的斜率，不影响从图像中测得的g的大小。） 【详解】（1）[1]图乙的方法中当单摆摆动时摆长会发生变化，则图丙的悬挂方式较好； （2）[2]小球经过最低点时磁感应强度最大，相邻两次磁场最强的时间间隔为半个周期，由图可知单摆的周期约为1.36s； （3）[3]根据表格中数据描点连线如图 （4）[4]根据，可得，则图线斜率为，则 （5）[5]重力加速度根据图像的斜率可求，由（4）的分析可知，小磁片不影响重力加速度的测量值，所以这个同学的观点是不正确的。 10．【答案】 3.60 0.18 0.30 0.60 【详解】（1）[1]该刻度尺的分度值为0.1cm，所以由图可读出AC之间距离为3.60cm。 （2）[2]相邻两个计数点的时间间隔为 则打B这个计数点时纸带的瞬时速度 （3）[3]打CE这段时纸带的平均速度 （4）[4]根据可得小车运动的加速度大小是 11．【答案】小于；大于；拉力过大，超过了弹簧弹性限度 【详解】（1）[1]由于弹簧竖直悬挂时，弹簧自身重力的影响，使得所测弹簧的长度大于弹簧的原长，即该弹簧的原长小于7.00cm。 （3）[2]根据胡克定律可得 可知图线的斜率为弹簧的劲度系数，所以由图像可知弹簧a的劲度系数大于弹簧b的劲度系数。 （4）[3]实验中发现，图像b出现了弯曲，出现这种现象的原因是：拉力过大，超过了弹簧弹性限度。 12．【答案】0.08；0.50；0.17 【详解】（1）[1]由于遮光条很窄，因此可以用遮光条的宽度与遮光条经过光电门的时间之比代替遮光条的瞬时速度。遮光条经过光电门1的速度大小 （2）[2]遮光条经过光电门2的速度大小 （3）[3]滑块的加速度大小 13．【答案】（1）； （2） （3） 【详解】（1）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B点的速度为，F点的速度为 （2）根据匀变速直线运动推论，可得，解得当地的重力加速度为 （3）根据匀变速直线运动位移速度关系可得，解得 14．【答案】 【详解】（2）[1]实验中需要碰撞后小球a反弹，所以小球a、b的质量大小需满足。 （3）[2]小球b平抛运动，则有 ， 联立，解得 （4）[3]碰撞前小球a摆动过程中，由机械能守恒可得 解得 同理，碰撞后小球a摆动过程中，由机械能守恒可得 解得 若该碰撞中的总动量守恒，则有 联立，解得 15．【答案】（3） 50（2分） （5） （2分） （6） 见解析（3分） （7） （2分） 【详解】 （3） 电阻表的内阻为 ，测量该材料的电阻值时有，解得 。 （5） 由题图（c）知，滑动变阻器采用分压式接法，为便于调节，滑动变阻器应选用最大阻值较小的。 （6） 电源的电动势为，电压表的量程为，故应将电压表与串联改装成大量程电压表，量程为，通过电阻的最大电流约为，故电流表应选用，实验电路如图所示。 （7） 电压表示数为，则与电流表两端电压为，电流表的示数为，则，解得 ，由（易错：注意、题中给的单位不同，计算时注意单位换算），解得该涂层总厚度为。 16．【答案】a ；A 【详解】（1）[1]为保护电路，保证实验安全，在开始时电路中电流应为最小值，闭合开关前滑动变阻器滑片P应置于阻值最大处，由图可知，滑片应置于a端； （2）[2]由于是测量电池的电动势和内阻的实验，根据实验数据作出的U-I图像应是与U轴和I轴都有交点的斜线，与U轴的截距即为电池电动势的大小，图像斜率的绝对值即为电源内阻，选A。 17．【答案】 A1 R1 乙 【详解】(1)[1]由题意得，流过待测电阻的最大电流约为 所以电流表选用A1。 [2]实验要求Rx两端电压从零开始变化并进行多次测量，则滑动变阻器有采用分压式接法，即滑动变阻器选用相对Rx较小的R1。 [3]待测电阻阻值约为电压表内阻的，待测电阻阻值约为电流表内阻的30倍，所以相对来说电流表的分压影响较小，则测量电路采用电流表的内接法，所以实验电路如图。 (2)[4]闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R1、R2的滑片，使电流表A1的示数恰好为电流表A2的示数的一半，则待测电阻的阻值等于电流表A1的内阻与滑动变阻器R2连入电路的阻值之和。闭合开关S2（将电流表A2短路）并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，读出电压表V和电流表A1的示数，分别记为U、I，则可计算出电流表A1的内阻与滑动变阻器R2连入电路的阻值之和。综上 [5]方案乙采用了等效法测电阻，方案甲中由于电流表的分压会造成系统误差，所以乙同学的方法更有利于减小系统误差。 18．【答案】增大，3.0，5.0，0.44 【详解】（2）图线上的点与坐标原点的连线的斜率表示电阻大小，由Y元件图线可知，斜率增大，其电阻阻值随电压的增大而增大 （3）根据图线得出元件X的电阻，闭合和S，电压表读数为，断开S，读数为，根据闭合电路欧姆定律列出方程，据图可知，，解得，。 （4）根据，得，即为该电源的图线，在原图像里作该电源的图线，两条图线的交点坐标为此时元件Y的电压大小和电流大小，（均可） 19．【答案】（1） 减小（2分）；等于（2分） （2） （2分） （3） （1分） （4） 通电后温度变化使金属电阻丝电阻变化（金属电阻丝粗细不均匀、长度测量存在读数误差等也可）（2分） 【题图剖析】 【详解】 （1） 为了保护表，闭合开关前电阻箱应调至最大，闭合开关后减小，当表指针不发生偏转时，则说明等于被测电源的路端电压。 （2） 调节后路端电压改变，与长度成正比（点拨：回路中电流不变），设，由闭合电路欧姆定律得，，解得，图线的纵截距，斜率，联立解得。 （3） 因为电源内阻不大，要使路端电压有明显变化，要求电阻箱的调节范围更便于测量，故电阻箱应选用。 （4） 为使与长度成正比，金属电阻丝必须保持电阻均匀，通电后温度变化使金属电阻丝电阻变化、金属电阻丝粗细不均匀或长度测量存在读数误差等都会引起误差。 20．【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。 21．【答案】(1) 欧姆调零；90；(2)外接法 【详解】（1）[1][2]接下来的操作是红黑表笔短接，进行欧姆调零，再将红黑表笔分别与该半导体元件两端相接，则该元件的电阻值为9×10Ω=90Ω； （2）因为，可知为了减小实验误差他需要采用电流表外接法测量半导体元件的阻值。 22．【答案】 2.0 1.0 等于 【详解】（3）[1][2]将电流表与定值电阻并联，电流表量程 所以将电流表量程扩大了2倍，根据闭合电路欧姆定律 整理得 图像斜率为 根据 解得 将（10，12）代入解得 （4）[3]因为实验中电表内阻已知，对实验没有影响，所以测得电源电动势等于真实值。 23．【答案】(1)，(2)；，(3)BC 【详解】（1）轮廓包围方格约为71个，一个方格的面积为，油酸薄膜的面积为 （2）[1]每滴溶液中含有纯油酸的体积为 [2]油酸分子的直径是 （3）A．如果油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油酸的实际面积比统计面积小，计算时采用统计的油酸面积S偏大，由可知，油酸分子直径d的计算值将比真实值偏小，A错误； B．如果计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致统计的油膜面积偏小，由可知，计算结果将偏大，B正确； C．如果水面上痱子粉撒得较多，油酸没有充分展开，导致统计的油酸面积比充分展开的油酸面积小，由可知，计算结果将偏大，C正确； D．用注射器和量筒测V0体积溶液滴数时多记录了几滴，则每一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积的测量值偏小，由可知，计算结果将偏小，D错误。选BC。 24．【答案】(1) 2.188~2.192均可 7.866~7.869均可 1.893±0.002 (2)676 【详解】（1）[1][2]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以， [3]相邻两条亮条纹间的距离 （2）根据 解得 25．【答案】（1） （2分）；675（2分） （2） C 【详解】 （1） 根据，双缝间距越大，条纹间距越小。相比图（d）,图（c）条纹间距更小，可知采用的是较大的双缝间距，即的双缝间距。图（d）对应双缝间距，条纹间距，双缝组件到墙壁距离，则波长。 （2） 用光屏在墙壁前承接，相当于减小，根据，可得条纹间距变小，正确。 26．【答案】（1） BD （2） （2分） （3） 偏小（1分）；不变（1分） 【详解】 （1） 该同学接下来要完成的必要步骤有：确定大头针的位置，方法是插上大头针，使挡住和的像；确定大头针的位置，方法是插上大头针，使挡住和、的像，、正确。 （2） 光线在面由玻璃射入空气，出射点为点，入射角为 ，折射角为 ，根据折射定律可知玻璃砖的折射率。 （3） 题图（b）中①甲同学测定折射率时，作出的折射光线如图中虚线所示，由光路图可知，折射角，根据折射定律，折射率的测量值，折射率的真实值，可得，即折射率的测量值与真实值相比将偏小； 题图（b）中②乙同学测定折射率时，主要操作均正确，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变。 易错警示中光线由玻璃砖射到空气中，则计算折射率时应折射角的正弦值在分子，入射角的正弦值在分母，学生易忽略此点导致出错。 27．【答案】(1)0.375，(2)； 【详解】（1）游标卡尺的示数为 （2）[1] [2]滑块经过光电门时速度为，由，可得，即根据实验得到的数据，以为横坐标，以x为纵坐标，可做出如图丙所示的图像，该图像的斜率为k，则，对滑块和物块的系统由牛顿第二定律，因为m=2M，解得滑块和桌面间的动摩擦因数为 28．【答案】 等高 4 【详解】[1]由牛顿第二定律有 又有 解得小球a的质量为 [2] 该实验是在太空完全失重环境下进行，当小球a运动至最低点时剪断轻绳，由于惯性小球a将沿着圆周最低点切线方向做匀速直线运动，所以要使小球a与小球b能发生正碰，小球b放置的高度与小球a运动至最低点的高度等高。 [3] 经过光电门时小球a的速度为 小球a的速度为 则若小球a、b的碰撞为弹性碰撞，应满足 若测得，则由以上各式解得 29．【答案】(1)0.620；(2)；(3)， 【详解】（1）根据游标卡尺的读数规律，该读数为 （2）由机械能守恒得，根据光电门测速原理有，解得。 （3）结合上述有，变形可得，可知，图像横坐标应为。 该图线斜率的绝对值为，则有，解得 30．【答案】（1） B （2） （2分） （3） （2分） （4） 偏小（2分） 【详解】 （1） 滑块释放时若靠近光电门，则通过光电门时的速度很小，速度测量值误差较大，错误；动滑轮右侧的细绳应尽量竖直，以有效减少砝码盘下落高度的测量误差，正确；本实验不需要测量细绳上的拉力（点拨：通过实验的目的分析要测量的数据），滑块质量不需要远远大于砝码质量，错误。 （2） 滑块通过光电门时的速度大小为，砝码盘中砝码的速度为（点拨：砝码盘通过动滑轮连接，则滑块速度为砝码 盘中砝码速度的两倍）。 （3） 根据机械能守恒定律可知，系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，即，解得（关键：找出对应的函数关系式）， 所绘制的图像斜率为，则，解得滑块的质量为。 （4） 本实验中系统机械能守恒，动滑轮、砝码盘以及砝码盘中砝码的机械能的减小量等于滑块和滑块上砝码增加的动能，即，由于未测量动滑轮和砝码盘的质量，所以实验减小的机械能偏小，则得出的滑块的质量与实际值相比将会偏小。 【试题亮点】本题在选择器材、设计实验以及数据处理上均有创新，比如用图像处理数据等。 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 $$