2026届高考物理一轮复习专项练：物理实验分类基础练习6

2026届人教版高考物理第一轮复习：高考物理实验分类基础练习6 一、力学实验（本大题共19小题） 1．某同学利用如图甲所示的实验装置探究“加速度与力、质量的关系”，让小车左端和纸带相连，调节木板左端高度，使小车能拖着纸带匀速向右运动。现将小车右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连，钩码下落，带动小车运动，打点计时器在纸带上打出点迹。某次实验得到的纸带和相关数据如图乙所示。 (1)已知打出图乙中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s，则小车的加速度大小为 。（结果保留两位小数） (2)仅改变钩码的质量m，重复实验，得到多组a、m数据，作出的图像为纵截距为b、斜率为k的直线，如图丙所示，则当地的重力加速度大小为 ，小车的质量为 。 2．某同学用如图所示装置“验证动能定理”，重力加速度为g。 （1）实验前先平衡摩擦力，平衡摩擦力时 （选填“需要”“不需要”）悬挂钩码；实验过程中为了保证细线对小车的拉力近似等于悬挂钩码的重力，需要满足的条件是 。 （2）按实验要求安装、调整好装置，按正确的操作进行实验，某次实验悬挂钩码的质量为m，打出的纸带如图乙所示，O点为刚释放钩码时打下的点， A、B、C、D是四个连续点，各点与O点间的距离图中已标出，已知打点计时器所用交流电的频率为f，小车质量为M，则打下C点时，小车的速度表达式为 （用物理量符号表示），从打O点到打C点过程中，如果表达式 （用物理量符号表示）在误差允许的范围内成立，则动能定理得到验证。 （3）由于细线对小车的拉力近似等于悬挂钩码的重力，因此求得的合外力的功 （填“大于”或“小于”）小车动能的增量。 3．如图甲，用量程为5N的弹簧测力计，测量一个超出其量程的物体的重力： （1）将表面印有等距圆环的白纸固定在竖直放置的木板上； （2）三根细线分别与弹簧测力计一端、一个图钉、待测重物相连，弹簧测力计的另一端固定，通过改变图钉在木板的位置调节细线OB，使细线的结点与圆环的圆心位置重合； （3）标出OA、OB、OC的拉力方向，记录甲图中弹簧测力计的读数　　　 （4）①根据共点力平衡条件和平行四边形定则，用“力的图示”在图乙中作出OA、OB拉力的合力；②由作图结果可得重物的重力为　　　N（结果保留一位小数）。 4．利用如下图所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。 (1)除带夹子的重物、交流电源、纸带、铁架台(含铁夹)、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 (选填“刻度尺”或“天平”)； (2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如下图所示的一条纸带。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，重物的重力势能减少量 ，动能增加量 5．在“探究向心力大小的表达式”实验中，用如图甲所示的装置，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1：1，2：1和3：1。回答以下问题： (1)本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的______。 A．探究小车速度随时间变化的观律 B．探究平抛运动的特点 C．探究两个互成角度的力的合成规律 D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系 (2)在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第 层塔轮（填“一”、“二”或“三”）； (3)在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，将传动皮带调至第二层塔轮，则标尺的刻度之比为 。 6．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 。 7．某同学利用图所示装置研究小车的匀变速直线运动。 （1）实验中，必要的措施是 。         A．细线必须与长木板平行      B．先接通电源再释放小车 C．小车的质量远大于钩码的质量   D．平衡小车与长木板间的摩擦力 （2）图所示为实验中得到的纸带的一部分，则O、E两点间的距离为 cm； （3）图所示是根据实验数据绘出的s-t2图线（s为各计数点至计时器打下的第1个点之间的距离，t为相应的时间），则斜率表示 ，小车的加速a= m/s2 (结果保留三位有效数字)。 8．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）。 9．某同学用如图甲所示装置“验证力的平行四边形定则”。 (1)先用两个弹簧测力计拉橡皮筋到O点，然后只用一个弹簧测力计拉橡皮筋，再次将橡皮筋拉至O点，目的是 ； (2)图乙中的力、、F、不是由弹簧测力计测得的是 ； (3)比较F和，写出可能产生误差的两点原因 。 10．某同学用如图所示的装置测定当地重力加速度。实验步骤如下： ①用电磁铁吸住一个小铁球，将吸住小铁球的电磁铁、光电门A及光电门B固定在铁架台的竖直立柱上，调整它们的位置使铁球、光电门A、B在同一直线上，如图所示；    ②切断电磁铁电源，小铁球开始下落，数字计时器测出小珻球通过光电门A和光电门B的时间分别为． 请回答下列问题： （1）切断电磁铁电源之后，为确保小铁球能通过两个光电门，需使铁球、光电门A、B在同一 （选填“竖直”或“倾斜”）直线上。 （2）实验中还需要测量的物理量是 （填选项前的字母）。 A．小铁球的质量m     B．小铁球的直径d     C．光电门A、B间的距离h （3）小铁球经过光电门A时的速度可表示为 （用测量的物理量表示）。 （4）测得当地重力加速度 （用测量的物理量表示）。 11．某实验小组利用如图甲所示的装置验证碰撞过程中的动量守恒。 (1)利用托盘天平测出半径相等的甲、乙两小球的质量分别为、，测得，则应选 （填“甲”或“乙”）小球作为入射小球。 (2)安装好实验仪器后，将铅垂线在白纸上的投影点记为O点。不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上同一位置由静止释放，重复10次，然后确定10次实验中小球落点的平均位置P。把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽上的同一位置由静止释放，两球发生碰撞，重复实验10次。确定10次实验入射小球和被撞小球落点的平均位置M、N。则确定小球落点的平均位置时需要用的实验器材是 。 (3)测量出三个落点的平均位置与O点的距离OM、OP、ON分别为、、，若符合关系式 （用所测物理量的字母表示），则验证了两小球碰撞前后的总动量守恒。 12．平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速运动，②竖直方向做自由落体运动。为了研究平抛物体的运动，某同学设计了以下实验： (1)用如图1所示装置探究平抛运动竖直分运动的待点。用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开并自由下落，比较两球的落地时间。多次改变A、B两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，发现每一次实验时都只会听到一下小球落地的声响，由此______。 A．只能说明上述规律中的第①条 B．只能说明上述规律中的第②条 C．不能说明上述规律中的任何一条 D．能同时说明上述两条规律 (2)用如图2所示装置研究平抛运动水平分运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。A球沿斜槽轨道PQ滑下后从斜槽末端Q飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，A球会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，依次重复上述操作，白纸上将留下一系列痕迹点。 ①下列操作中，必要的是 （选填选项前的字母） A．通过调节使斜槽末段保持水平 B．每次需要从不同位置静止释放A球 C．通过调节使硬板保持竖直 D．尽可能减小A球与斜槽之间的摩擦 ②某同学用图2的实验装置得到的痕迹点如图3所示，其中一个偏差较大的点产生的原因，可能是该次实验 （选填选项前的字母） A．A球释放的高度偏高 B．A球释放的高度偏低 C．A球没有被静止释放 D．挡板MN未水平放置 13．（7分）小附同学为测算长沙当地重力加速度，组装了如图甲所示的实验装置，细线下悬挂一个倒锥形容器，容器内装上墨汁，容器下方有一张纸板。当容器在竖直面内做小角度（小于）摆动时，打开电机，电机控制纸板沿着垂直于容器的摆动方向向右匀速运动，容器流出的墨水在纸板上形成了如图乙所示的曲线。 甲 乙 （1） 图乙中、处点迹密集，处点迹稀疏，试说明原因：____________________________________________________。 （2） 已知纸板匀速运动的速度为，乙图中、两点之间的距离为，则容器摆动的周期____________（用题中所给字母表示）。 （3） 已知连接容器的单边细线长度为，双线之间夹角为 ，忽略容器的形状和大小，则在满足第（1）问的前提下，当地重力加速度为________________________________（用、、、 表示）。 情境应用 2024年湖南卷中首次出现湖南本省情境，凸显省域特色，本题通过单摆测量长沙的重力加速度，实验设计简单，实验装置贴近生活，重点考查学生的科学探究能力。 （4） 忽略容器的形状和大小会影响测算结果，按第（2）问的方法，测得的重力加速度相对于真实值________（填“偏大”或“偏小”）。 14．(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)。 15．某组同学在图a所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图b所示，将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图c所示的图线。      （1）由图c可知，该单摆的周期 s； （2）摆线长度L为单摆悬点至小球上端的距离，更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利用计算机作图线，并根据图线拟合得到方程。由此可以得出当地的重力加速度 （取，结果保留3位有效数字）。若其他测量、计算均无误，则用上述方法算得的g值和真实值相比是 （选填“偏大”“ 偏小”或“不变”）的。 16．在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了力传感器来测细线中的拉力。 （1）实验时，下列操作或说法正确的是 。 A．需要用天平测出砂和砂桶的总质量 B．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数 C．选用电磁打点计时器比选用电火花计时器实验误差小 D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量 （2）实验得到如图乙纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是 m/s2。（结果保留三位有效数字） （3）由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示。则图像不过原点的主要原因是 。 17．某同学利用图中所示的DIS向心力实验器来探究圆周运动向心力的影响因素。实验时，砝码随旋臂一起做圆周运动，其受到的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间t，换算生成ω。保持砝码的质量和转动半径不变，改变其转速得到多组F、ω的数据后，作出了F-ω2图线如图乙所示。牵引杆的质量和一切摩擦可忽略。 （1）该同学采用的主要实验方法为 。 A．等效替代法          B．控制变量法         C．理想化模型法 （2）实验中，某次挡光杆经过光电门时的挡光时间为t，已知挡光杆到转轴的距离为d，挡光杆的挡光宽度为s，则可得挡光杆转动角速度ω的表达式为 。 （3）根据图乙，得到的实验结论是∶ 。 18．如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德（G·Atwood 1746~1807）创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示。    （1）实验时，该同学进行了如下操作： ①将质量均为M（A的含挡光片、B的含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态。测量出 （填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h。 ②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为Δt。 ③测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律。 （2）如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为 （已知重力加速度为g）。 （3）引起该实验系统误差的原因有 （写一条即可）。 （4）验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断增大，那么a与m之间有怎样的定量关系？a随m增大会趋于一个什么值？请你帮该同学解决： ①写出a与m之间的关系式： （还要用到M和g）。 ②a的值会趋于 。 19．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 。 二、电学实验（本大题共6小题） 20．12．（9分）某同学想要通过以下实验测量某段金属丝的电阻率。 （1）用螺旋测微器测量该金属丝的直径d，如图甲所示，其示数为　　　　mm。 甲 （2）选用多用电表“×10”挡粗测该金属丝的电阻，多用电表指针如图乙所示，读数为　　　　Ω。 乙 （3）现有的器材及其符号和规格如下： 待测金属丝Rx 电压表V1（量程0～3 V，内阻约10 kΩ） 电压表V2（量程0～15 V，内阻约25 kΩ） 电流表A1（量程0～10 mA，内阻约50 Ω） 电流表A2（量程0～100 mA，内阻约5 Ω） 直流电源E（电动势4 V，内阻不计） 滑动变阻器R1（阻值范围0～10 Ω，允许通过的最大电流2．0 A） 开关S、导线若干 为该同学设计一个能准确测出该金属丝电阻的电路。电压表应选　　　　，电流表应选　　　　，并将电路图画在虚线方框中（填器材符号）。 （4）将该金属丝的电阻记为R，长度记为L，直径记为d，则该金属丝电阻率的表达式为ρ＝　　　　（用已知物理量的符号表示）。 21．(7分)某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律,搭建了如图(a)所示的装置。电阻测量原理如图(b)所示,E是电源,为电压表,为电流表。 图(a)　　　图(b) (1)保持玻璃管内压强为1个标准大气压,电流表示数为100 mA,电压表量程为3 V,表盘如图(c)所示,示数为　　　　V,此时金属丝阻值的测量值R为　　　　Ω(保留3位有效数字);  图(c)　　　图(d) (2)打开抽气泵,降低玻璃管内气压p,保持电流I不变,读出电压表示数U,计算出对应的金属丝阻值; (3)根据测量数据绘制R-p关系图线,如图(d)所示; (4)如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压,保持电流为100 mA,电压表指针应该在图(c)指针位置的　　　　侧(填“左”或“右”);  (5)若电压表是非理想电压表,则金属丝电阻的测量值　　　　真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。  22．（9分）如图甲所示，小钟同学利用铜片、锌片和柠檬制作了水果电池，该电池可以使小灯泡发光。为了测量该电池的电动势和内阻，他找来了如下器材： 电流表：量程，内阻约为 ； 电压表：量程，内阻约为 ； 滑动变阻器： ，； 开关、导线若干。 甲 乙 （1） 在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻，实验电路图应选择乙图中的________（填“A”或“B”）。 （2） 根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像，测得自制水果电池的电动势____________。 丙 （3） 本实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在误差，该误差属于________误差（填“系统”或“偶然”）。 （4） 为消除电表内阻带来的误差，小钟同学反复研究设计出如图丁所示的电路，图中是辅助电源，、两点间有一灵敏电流表。实验步骤为： 丁 ①闭合开关、，调节和使得灵敏电流表的示数为零，读出电流表A的示数和电压表的示数。 ②改变滑动变阻器和的阻值，重新使得灵敏电流表的示数为零，读出电流表A的示数和电压表的示数。 ③由上述步骤可以测得自制水果电池的内阻________________ 。 （5） 在第（4）问的第②步中，实际上有极少的从到的电流通过灵敏电流计，而小钟同学观察不仔细，误以为灵敏电流表的示数为零。因此，小钟同学测得的自制水果电池的内阻________真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。 23．某实验小组要测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。 (1)用螺旋测微器测待测金属丝的直径如图甲所示，可知该金属丝的直径 mm。 (2)用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“”挡时，发现指针偏转角度过大，应换用倍率为 （填“”或“”）挡，在进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为 。 (3)为了更精确地测量金属丝的电阻率，实验室提供了下列器材： A．电流表A（量程0.6A，内阻较小可忽略） B．保护电阻 C．电源（输出电压恒为U） D．开关S、导线若干 ①实验小组设计的测量电路如图丙所示，调节接线夹在金属丝上的位置，测出接入电路中金属丝的长度L，闭合开关，记录电流表A的读数I。 ②改变接线夹位置，重复①的步骤，测出多组L与I的值。根据测得的数据，作出如图丁所示的图线，横轴表示金属丝长度L（单位：m），则纵轴用表示；若纵轴截距为b，斜率为k，可得 ，金属丝的电阻率 （用题中给出的已知物理量U、b、k、d等表示）。 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．某实验小组为了测量某种材料制成的电阻丝的电阻，实验室提供的器材有： A．电流表（内阻，满偏电流） B．电流表（内阻，满偏电流） C．定值电阻（100Ω，1A） D．电阻箱（，1A） E．滑动变阻器（100Ω，1A） F．电源（36V，内阻不计） G．多用电表 H．开关S和导线若干 某同学进行了以下操作： （1）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡测量时，发现指针偏转角度过小，为了更准确地测量该电阻丝的阻值，将多用电表的欧姆挡位换到 （填“×1”或“×100”）进行再次测量，并重新进行 （填“机械调零”或“欧姆调零”），若测量时指针位置如图甲所示，则示数为 。    （2）测量电阻丝阻值，某同学设计电路图如图乙所示。为采集到多组数据，应尽可能让电表同时接近满偏状态。所以图乙中，处应选择 （填“”或“”）与电阻箱串联，改装成量程为36 V的电压表 （3）调节滑动变阻器的滑片到合适位置测得电流表的示数为，电流表的示数为，则该种材料的电阻 三、其他实验（本大题共2小题） 26．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上； ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小； ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积； ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是 。（填写步骤前的数字） (2)油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL，油酸膜的面积是 cm2。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是 m。（结果均保留两位有效数字） (3)某学生在做该实验时，发现计算的油酸分子直径偏大，可能的原因是__________。 A．痱子粉撒得过少 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C．计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数多记了几滴 D．在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间 27．（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 四、创新实验（本大题共3小题） 28．用如图甲所示的实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），所用电源的频率为。已知。则（结果均保留两位有效数字） （1）在打下计数点5时m2的速度大小为v= m/s； （2）在打下0点到打下计数点5的过程中系统重力势能的减少量为 J；（当地的重力加速度g取） （3）某同学测出多个计数点的速度大小v及对应下落的高度h，作出的图像如图丙所示，则图像的斜率表达式 。（用、和g表示） 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．（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】(1)，(2) ； 【详解】（1）根据题意，由逐差法可得，小车的加速度大小为 （2）[1][2]设小车的质量为，由牛顿第二定律有，解得，则有，结合图丙有，，解得， 2．【答案】（1）不需要；钩码的质量远小于小车的质量 （2）； （3）大于 【详解】（1）实验前先平衡摩擦力，平衡摩擦力时不需要悬挂钩码；以小车为对象，根据牛顿第二定律可得以钩码为对象，根据牛顿第二定律可得，联立可得，则实验过程中为了保证细线对小车的拉力近似等于悬挂钩码的重力，需要满足的条件是钩码的质量远小于小车的质量。 （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，则打下C点时，小车的速度表达式为，从打O点到打C点过程中，合力对小车做功为，小车的动能变化量为，则如果表达式，在误差允许的范围内成立，则动能定理得到验证。 （3）由于细线对小车的拉力近似等于悬挂钩码的重力，则代入计算的合力偏大，因此求得的合外力的功大于小车动能的增量。 3．【答案】（3）；（4）①见解析；② 【解析】（3）①弹簧测力计的最小分度为读数时需要估读到所以其读数为。 （4）①做出力的图示，如图所示 ②由作图结果可得重物的重力为。 4．【答案】(1)刻度尺，(2)mghB ； 【详解】（1）在下列器材中，还必须使用的器材是刻度尺； （2）[1]从打O 点到打B 点的过程中，重物的重力势能减少量 [2]打B点时的速度，动能增加量 5．【答案】(1)D；(2)一；(3) 【详解】（1）探究向心力的大小与小球质量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。 探究小车速度随时间变化的规律，速度的测量用的是极限法，A错误；探究平抛运动的特点，采用的实验方法是用曲化直的方法，B错误；探究两个互成角度的力的合成规律，采用的是等效替代的实验方法，C错误；探究加速度与物体受力、物体质量的关系，采用的实验方法是控制变量法，D正确。 （2）在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，应使两球的角速度相同，则需要将传动皮带调至第一层塔轮。 （3）在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，则两球做圆周运动半径之比为；将传动皮带调至第二层塔轮，则两球做圆周运动的角速度之比为，根据，可知标尺的刻度之比为 6．【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 7．【答案】 AB 1.82(1.81~1.84) 0.933 【详解】（1）[1]A．细线必须与长木板平行，以减小误差，A正确； B．先接通电源再释放小车，B正确； CD．此实验中无需小车的质量远大于钩码的质量，也不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，CD错误。 故选AB。 （2）[2]最小刻度是毫米的刻度尺读数要估读到最小刻度的下一位，故拿零来补充估测值位置，所以O、E间的距离为1.83cm。 （3）[3][4]由公式 知图像的斜率表示，即加速度的二分之一，解得 8．【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 9．【答案】(1)使力的作用效果相同，(2)F，(3)读数时视线没有正对弹簧测力计的刻度；弹簧测力计没有与木板平行（其它合理答案参照记分） 【详解】（1）先用两个弹簧测力计拉橡皮筋到O点，然后只用一个弹簧测力计拉橡皮筋，再次将橡皮筋拉至O点，目的是使力的作用效果相同。 （2）图乙中F是和通过平行四边形定则得到的合力，所以不是由弹簧测力计测得的。 （3）比较和，可能产生误差的两点原因读数时视线没有正对弹簧测力计的刻度；弹簧测力计没有与木板平行。 10．【答案】 竖直 BC 【详解】（1）[1]切断电磁铁电源之后，为确保小铁球能通过两个光电门，需使铁球、光电门A、B在同一竖直线上。 （2）[2]实验中，小球通过两个光电门A、B时的速度分别为 ， 根据速度位移公式可知，还需要测量的物理量是挡光宽度，即小铁球的直径d，以及两光电门间的距离h。 故选BC。 （3）[3]小铁球经过光电门时的速度可表示为 （4）[4]根据 解得 11．【答案】(1)甲，(2)圆规，(3) 【详解】（1）为防止入射小球反弹，入射小球的质量应大于被撞小球的质量，则应选甲小球作为入射小球。 （2）确定10次落点的平均位置时，应用圆规画一尽可能小的圆，将落点圈在圆内，圆心即为落点的平均位置。 （3）两小球从斜槽末端飞出后做平抛运动，竖直方向有，可得两小球在空中的时间为，根据动量守恒定律可得，即，解得两小球碰撞只要满足，则可以认为两小球碰撞前后的总动量守恒。 12．【答案】(1)B (2)AC/CA;；AC/CA 【详解】（1）B做自由落体运动，A做平抛运动，多次改变A、B两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，发现每一次实验时都只会听到一下小球落地的声响，表明两气体下落高度相同时，下落的时间也相同，由此能够说明A球竖直方向分运动为自由落体运动。改变小锤敲击弹性金属片的力度，A球平抛运动的初速度大小不一样，由于不能够确定时间与速度的具体值，即也不能确定水平位移的大小，因此不能说明A球水平方向分运动为匀速直线运动。选B。 （2）A．为了确保小球飞出的初速度方向水平，实验中需要通过调节使斜槽末段保持水平，A正确； B．由于实验需要确保小球飞出的初速度大小一定，则实验时每次需要从同一位置静止释放A球，B错误； C．小球平抛运动的轨迹位于竖直平面，为了减小误差，准确作出小球运动的轨迹，实验时，需要通过调节使硬板保持竖直，C正确； D．实验时每次小球均从斜槽同一高度静止释放，小球克服阻力做功相同，小球飞出的初速度大小相同，因此斜槽的摩擦对实验没有影响，D错误。 选AC。 根据图像可知，偏差较大的点位于正常轨迹点的上侧，表明该点水平方向的速度比其它点的水平速度大，可知，有可能是小球释放是没有被静止释放，释放时有一定的初速度，或者小球释放位置偏高。 选AC。 13．【答案】（1） 越靠近平衡位置速度越大，落到纸板上的墨汁就越少（2分） （2） （1分） （3） （2分） （4） 偏小（2分） 【解析】 （1） 由于单摆在运动过程中越靠近平衡位置速度越大，落到纸板上的墨汁就越少，所以、处点迹密集，处点迹稀疏。 （2） 纸板匀速运动，所以乙图中、两点间有四个周期，容器摆动的周期为。 （3） 根据单摆周期公式，其中单摆的有效摆长为，整理可得当地重力加速度为。 （4） 考虑容器的形状和大小，则实际单摆的摆长大于测得的摆长，有效摆长测量值偏小，则重力加速度的测量值也偏小。 14．【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。 15．【答案】 2.0 9.76 不变 【详解】（1）[1]根据图线知，单摆的周期。 （2）[2]设小球直径为，根据单摆周期公式有 可得 由题中可知 解得 [3]在图像中，未测得摆球的直径，不影响斜率的求解，则算出的g值和真实值相比较是不变的。 16．【答案】 B 2.40 未补偿阻力（未平衡摩擦力） 【详解】（1）[1]A．实验装置中有拉力传感器，不需要用天平测出砂和砂桶的总质量。故A错误； B．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数。故B正确； C．选用电磁打点计时器，振针与纸带之间的阻力较大会影响物体运动，因而比选用电火花计时器实验误差大。故C错误； D．因为有拉力传感器，可以准确得出小车上的拉力。因而砂和砂桶的质量远小于小车的质量是没有必要的。故D错误。 故选B。 （2）[2]根据逐差法可得小车运动加速度大小是 （3）[3]由图像可知，拉力传感器有示数，说明小车受到拉力作用，但加速度为0，主要是受到摩擦力的作用。则图像不过原点的主要原因是未平衡摩擦力。 17．【答案】B；；在m、r一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比 【详解】(1)[1]实验中保持砝码的质量和转动半径不变，改变其转速，所以采用的是控制变量法，选B。 (2)[2] 挡光杆处的线速度为，角速度为 (3)[3] 在m、r一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比。 18．【答案】（1）挡光片中心 （2） （3）绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等 （4）；重力加速度g 【详解】（1）需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离； （2）系统的末速度为，则系统重力势能的减少量，系统动能的增加量为，若系统机械能守恒，则有； （3）系统机械能守恒的条件是只有重力做功，引起实验系统误差的原因可能有：绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等； （4）根据牛顿第二定律得，系统所受的合力为mg，则系统加速度为，当m不断增大，则a趋于g。 19．【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。 20．【答案】（1）0．696（0．695～0．698均可）（2分）　（2）40（1分） （3）V1（1分）　A2（1分）　见解析（2分）　（4）（2分） 【解析】（1）题图甲螺旋测微器的固定刻度读数为0．5 mm，可动刻度读数为0．01 mm×19．6＝0．196 mm，则该金属丝的直径d＝0．5 mm＋0．196 mm＝0．696 mm。 （2）选用多用电表“×10”挡粗测金属丝的电阻，由题图乙可知，金属丝的阻值为4×10 Ω＝40 Ω。 （3）电源电动势为4 V，故电压表应选V1；根据欧姆定律有I＝≈75 mA，所以电流表应选A2；因待测金属丝的阻值远小于电压表的内阻，所以电流表采用外接法，又滑动变阻器的最大阻值小于待测金属丝的阻值，故滑动变阻器采用分压式接法，电路图如图所示。 （4）根据电阻定律R＝和S＝，可得该金属丝的电阻率为ρ＝。 21．【答案】(1)1.23(1分)　12.3(2分)　(4)右(2分)　(5)小于(2分) 【解析】(1)电压表量程为0~3 V,分度值为0.1 V,则电压表读数需估读一位,为1.23 V,则金属丝的测量值R==12.3 Ω。 (4) (5) 22．【答案】（1） A（2分） （2） （2分） （3） 系统（1分） （4） （2分） （5） 大于（2分） 【解析】 （1） 【深度解析】水果电池内阻较大，为减小电压表分流的影响，应选择。 （2） 【深度解析】根据闭合电路欧姆定律则有，图像的纵截距表示电源的电动势，由图丙可知，电动势。 （3） 【深度解析】该误差是仪器本身带来的，不可以通过多次测量取平均值的办法来减少，故该误差属于系统误差。 （4） 【深度解析】根据实验原理可知，当电流计的示数为零时，说明、两点的电势相等，有，则可知电流表所测电流即为干路电流，电压表所测电压即为路端电压，根据闭合电路欧姆定律有，，两式联立可得，代入数据有 。 （5） 【深度解析】第②步中，灵敏电流表有从到的电流，所以通过待测电源的电流比测得的电流大，所以真实的电流，根据内阻，小钟同学测得的自制水果电池的内阻大于真实值。 23．【答案】(1)0.720/0.719/0.721；(2)；11.0/11；(3)； 【详解】（1）根据螺旋测微器的读数规律，该读数为 （2）[1][2]当用电阻“”挡时，发现指针偏转角度过大，表明电阻过小，为了减小误差，换用“”挡，则指针静止时位置的读数为 （3）[1][2]根据欧姆定律有，根据电阻定律有，解得，根据图像有，，解得， 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）；欧姆调零；（2）；（3） 【详解】（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值时，指针偏转角度过小，说明电阻较大，应该换用大倍率的，即将多用电表的欧姆挡位换到进行再次测量，并重新进行欧姆调零。则图甲的读数为 （2）根据题意可知，让电表同时接近满偏状态，处电表改装后量程为，由欧姆定律可知，流过的电流为，若处选择，和并联后量程为，不能满足实验要求，则应处选择，处选择。 （3）由于与内阻相等，则流过的电流为，则流过的电流为 两端的电压为，由欧姆定律可得 26．【答案】(1)④①②⑤③，(2)5.0 × 10－6 ；40；1.3 × 10－9，(3)B 【详解】（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，实验步骤为④①②⑤③。 （2）[1]每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 [2]若每一小方格的边长为1cm，由题图可知轮廓中大约有40个小方格，则油酸薄膜的面积40cm2。 [3]油酸分子的直径 （3）A．水面上扉子粉撒得过少，油膜边界不明显，往往会造成测量的面积S偏大，导致结果计算偏小，A错误； B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测量的面积S偏小，会导致计算结果偏大，B正确； C．计算每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了几滴，则计算得到的每滴油滴的体积偏小，会导致计算结果偏小，C错误； D．滴入量筒之前配制的溶液在空气中搁置了较长时间，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，D错误。选B。 27．【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。 28．【答案】1.7 ；0.60； 【详解】（1）[1]由题意知相邻两计数点间的时间间隔为，打下计数点5时m2的速度大小等于计数点4、6之间的平均速度大小，即 （2）[2]在打下0点到打下计数点5的过程中系统重力势能的减少量为 （3）[3]由机械能守恒定律可得，解得，所以图像的斜率表达式为 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）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 $$