专题12 实验与探究-【学考一本通】2026年广东省高中物理学业水平合格性考试

C.图甲和图乙表明当磁体插入线圈的过程 中仅从磁体磁场的方向即可判断线圈中 感应电流的方向 D.图甲和图丁表明仅从磁体运动方向即可 判断线圈中感应电流的方向 8.下列说法中正确的是 ( ) A.紫外验钞机是利用紫外线的荧光作用 B.阳光可以晒黑皮肤,主要是阳光中红外线 的作用 C.常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉 冲信号来遥控电视机 D.微波炉利用红外线的热效应快速加热 食物 三、多选题 9.太阳风是指从太阳辐射 出的高能粒子流,由质 子和电子等组成。幸亏 地球周围存在地磁场, 地磁场改变这些带电粒子的运动方向,使其 中的大部分不至于到达地球,从而保护了地 球上的生物。地磁场的示意图如图所示,下 列说法正确的是 ( ) A.地球的磁感线可以相交 B.地球的磁感线是闭合的曲线 C.赤道包围面积的磁通量比同步卫星轨道 包围面积的磁通量大 D.赤道包围面积的磁通量比同步卫星轨道 包围面积的磁通量小 10.如图所示,某同学在实验室模拟奥斯特的 电流磁效应实验时,发现小磁针在水平方 向上不发生偏转,可能的原因是 ( ) A.通电直导线中电流方向自西向东,小磁 针放在通电直导线附近等高的水平位置 B.通电直导线中电流方向自东向西,小磁 针放在通电直导线附近正上方 C.通电直导线中电流方向自南向北,小磁 针放在通电直导线附近正下方 D.通电直导线中电流方向自北向南,小磁 针放在通电直导线附近正上方 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 专题十二 实验与探究 考点一 探究小车速度随时间变化的规律 1.实验原理 ①利用纸带计算瞬时速度:以纸带上某点为 中间时刻取一小段位移,用这段位移的平均 速度表示这点的瞬时速度。 ②用v-t图像表示小车的运动情况:以速度 v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,用 描点法画出小车的v-t图像,图线的倾斜程 度表示加速度的大小,若图像是一条倾斜的 直线,则物体做匀变速直线运动。 2.实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附 有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻 度尺、导线、电源、复写纸片。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·67· 3.实验装置图 4.实验步骤 ①把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使 滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板 上没有滑轮的一端,连接好电路。 ②把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑 轮,下边挂上合适的钩码,把纸带穿过打点 计时器,并把它的一端固定在小车的后面。 放手后,看小车能否在木板上平稳地加速 滑行。 ③把小车停在靠近打点计时器处,先接通电 源,后释放小车,让小车拖着纸带运动,打点 计时器就在纸带上打下一系列小点。 ④断开电源,换上新纸带,重复实验两次。 ⑤增 减 所 挂 槽 码,按 以 上 步 骤 再 做 两 次 实验。 5.数据处理 ①从三条纸带中选择一条比较理想的,舍掉 开头一些比较密集的点,从后边便于测量的 点作为计时起点。 ②为了计算方便和减小误差,通常用连续打 点五次的时间作为时间单位,即计数点的时 间间隔为T=0.1s。如下图所示。 ③正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数 点间的距离,不要直接去测量两个计数点间 的距离,而是要量出各个计数点到计时零点 的距离d1、d2、d3…然后再算出相邻的两个 计数点的距离x1=d1;x2=d2-d1;x3=d3 -d2;x4=d4-d3…,并填入设计的表格中, 如下表所示。 位置编号 0 1 2 3 4 5 6 时间t/s 0 0.10.20.30.40.5 0.6 x/m (dn- dn-1)/m v/(m·s-1) ④用平均速度求瞬时速度: vn= xn+xn+1 2T = dn+1-dn-1 2T 。 ⑤用逐差法求解平均加速度 a1= x4-x1 3T2 ,a2= x5-x2 3T2 , a3= x6-x3 3T2 ⇒a= a1+a2+a3 3 = (x6+x5+x4)-(x3+x2+x1) 9T2 。 ⑥根据记录的v、t数据,在直角坐标系中描 点,根据所描的点做一条直线,如下图所示, 通过图像的斜率求解物体的加速度。图像 和纵坐标轴的交点表示开始计时小车的速 度———初速度。 ⑦x1、x2、x3…xn 是相邻两计数点间的距离. Δx 是两个连续相等的时间内的位移差: Δx1=x2-x1,Δx2=x3-x2,…。若 Δx= aT2,则说明小车做匀变速直线运动。 6.误差分析 ①根据纸带,使用刻度尺测量计数点的位移 有误差。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·77· ②木板的粗糙程度不同,摩擦不均匀。小车 运动时加速度有变化造成误差,这样测量得 到的加速度只能是所测量段的平均加速度。 ③电源频率不稳定,造成相邻两点的时间间 隔T 不完全相等。 ④纸带运动时打点不稳定引起测量误差。 ⑤用作图法,作v-t图像时单位选择不合适 或人为作图不准确带来误差。 7.注意事项 ①纸带、细绳要和木板平行,小车运动要平 稳。释放小车前,应使小车停在靠近打点计 时器的位置。 ②实验中应先接通电源,后让小车运动;实 验完毕应先断开电源,后取下纸带。 ③选择一条点迹清晰的纸带,舍弃点密集部 分,适当选取计数点。不要分段测量各段位 移,应尽可能地一次测量完毕。对纸带进行 测量时,应测量出各个计数点到起始点O 之 间的距离。 ④在小车到达长木板末端前应让小车停止 运动,防止钩码落地和小车与滑轮相撞。 ⑤在坐标纸上,纵、横轴选取合适的单位,要 避免所描点过密或过疏,描点连线时不能连 成折线,应作一条直线,让各点尽量落到这 条直线上,落不到直线上的各点应均匀分布 在直线的两侧。 ⑥不需要平衡摩擦力;不需要满足悬挂槽码 质量远小于小车质量。 ⑦区分计时点和计数点:计时点是指打点计 时器在纸带上打下的点。计数点是指测量 和计算时在纸带上所选取的点,要注意“每5 个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个 计数点”取点方法是一样的,时间间隔均为 0.1s。 ⑧实 验 中 的 读 数 问 题:刻 度 尺 的 精 度 为 1mm,读数时应估读到0.1mm。刻度尺的 读数要估读到毫米的下一位。 ⑨有效数字的位数:在一个数中,自左向右, 从第一个不为零的数字起,到右边最末一位 数字止(包括末位数为零的数字),共有几个 数字,就是几位有效数字。 【注意】 实验考点:纸袋求速度和加速度的 公式;纸带中相邻Δx不为零且为定值,则可 判定物体做匀变速直线运动;图像v-t求 斜率。 (2024年广东合格考)在测量小车做匀 变速直线运动加速度的实验中,打点计时器 所接电源频率为50Hz,实验得到如图所示 的纸带,纸带上相邻两个计数点间有4个点 没有画出。用刻度尺测得AB、BC、CD 和DE 的距离分别为3.21cm、4.42cm、5.61cm和 6.82cm,则小车加速度大小为 ( ) A.1.00m/s2 B.1.10m/s2 C.1.20m/s2 D.1.30m/s2 解析:相邻两计数点的时间间隔为 T=5×1f=5× 1 50s=0.1s 根据 逐 差 法 求 出 小 车 加 速 度 大 小 为 a= xCE-xAC (2T)2 = 5.61+6.82-3.21-4.42 4×0.12 × 10-2m/s2=1.20m/s2。故选C。 答案:C 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·87· 考点二 探究弹簧弹力与形变量的关系、探究两个互成角度 的力的合成规律 一、探究弹簧弹力与形变量的关系 1.实验原理 弹簧弹力的确定方法:弹簧的下端悬挂钩码 时弹簧会伸长,平衡时弹簧产生的弹力大小 等于所挂钩的重力大小; 弹簧伸长量的确定方法:在未挂重物时,用 刻度尺测量弹簧原长l0,挂上钩码平衡后, 再用刻度尺测量弹簧长度l,则弹簧伸长量 Δx=l-l0; 根据实验数据制作表格和图像并探究弹簧 弹力与伸长量之间的定量关系。 2.实验仪器 铁架台、弹簧、毫米刻 度 尺、钩 码 若 干、坐 标纸。 3.实验装置图 4.实验步骤 ①将铁架台放在实验桌上,根据实验装置图 安装实验装置,待弹簧自由下垂并静止时测 量原长l0; ②在弹簧下端悬挂1个钩码,当钩码静止时 测出弹簧的总长度l,计算弹簧的伸长量,并 记下钩码的重力; ③增 加 钩 码 的 数 量 (2 个 钩 码、3 个 钩 码……)重复步骤②,将测量的数据记录在 下面的表格中。 钩码的 个数 钩码所受 的重力 G/N 弹簧的弹 力F/N 弹簧总 长l/m 弹簧伸长 量Δx/m 1 2 3 4 5 6 5.实验数据的处理 根据表格数据,以弹力F 为纵坐标,以弹簧 的伸长量x为横坐标建立平面直角坐标系, 用描点法作图,做出弹簧弹力与伸长量之间 的关系图像,如下图所示: 根据图像得出弹力与弹簧伸长量的函数关 系式,表达式中的斜率即为弹簧的劲度系 数,即k=ΔFΔx 。 6.实验结论 在弹簧的弹簧限度内,弹簧的弹力与弹簧的 伸长量成正比; 弹簧弹力与弹簧伸长量的关系函数表达式 是F=kx。 7.实验误差 弹簧长度测量不准确可能引起的实验误差。 画图时描点、连线不准确引起的实验误差。 弹簧自身重力的影响产生的实验误差。 钩码的标值不准确引起的实验误差。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·97· 【注意】 实验考点:描点时用平滑的曲线连 接起来,根据实验所得的图线,就可探知弹 力大小与形变量间的关系。作图像时,不要 连成“折线”,而应尽量让点落在直线上或均 匀分布在两侧。 二、验证力的平行四边形定则 1.实验原理 等效替代法:使一个力F'的作用效果和两个 力F1、F2 的共同作用效果相同,就是让同一 条一端固定的橡皮条伸长到同一点,所以F' 就是F1、F2 的合力,做出F'的图示。 平行四边形定则:根据平行四边形定则做出 F1、F2 的合力F的图示。 验证:比较F 和F'的大小和方向是否相同。 若在误差允许的范围内相等,则验证了力的 平行四边形定则。 2.实验器材 方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、 细绳套、三角板、刻度尺、图钉(若干)。 3.实验装置图 4.实验步骤 ①在水平桌面上平放一块方木板,在方木板 上铺一张白纸,用图钉把白纸固定在方木 板上。 ②用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A 点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳 的另一端各系上细绳套。 ③用两个弹簧测力计分别钩住细绳套,互成 角度地拉橡皮条,将结点拉到某一位置O, 如图所示。 ④用铅笔描下O 点的位置和两条细绳的方 向,读出并记录两个弹簧测力计的示数。 ⑤用铅笔和刻度尺在白纸上从O 点沿两条 细绳的方向画直线,按一定的标度做出两个 力F1 和F2 的图示,并以F1 和F2 为邻边用 刻度尺和三角板作平行四边形,过O 点的平 行四边形的对角线即为合力F。 ⑥只用一个弹簧测力计,通过细绳把橡皮条 的结点拉到同样的位置O,读出并记录弹簧 测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标 度用刻度尺从O点做出这个力F'的图示。 ⑦比较F'与用平行四边形定则求出的合力 F 的大小和方向,看它们在实验误差允许的 范围内是否相等。 ⑧改变F1 和F2 的大小和方向,再做两次 实验。 5.实验数据处理 ①用铅笔和刻度尺从结点O 沿两条细绳的 方向画直线,按选定的标度做出这两个弹簧 测力计的读数F1 和F2 的图示,并以F1 和 F2 为邻边用刻度尺作平行四边形。过O 点 画平行四边形的对角线,此对角线即为合力 F的图示。 ②用刻度尺从O 点按同样的标度沿记录的 F'的方向做出这个弹簧测力计的拉力F'的 图示。 ③比较F'和平行四边形定则求出的合力F 在大小和方向上是否相同,从而验证平行四 边形定则。 6.实验误差 读数误差:弹簧测力计数据在允许的情况 下,尽量大一些,读数时眼睛一定要正视,要 按有效数字正确读数和记录。 做图误差:结点O的位置和两个弹簧测力计 的方向画得不准确,作图比例不恰当、不准 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·08· 确等造成作图误差;两个分力的起始夹角α 太大,如大于120°,再做后两次实验时,α变 化范围不大,因而弹簧测力计示数变化不显 著,读数误差较大,导致作图产生较大误差。 减少误差的措施:①橡皮条的结点要小一 些,细绳(套)要长一些;②用两个弹簧测力 计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角 应适当的大一些;③在同一次实验中,橡皮 条拉长后结点的位置必须保持不变;④画力 的图示时,应选定恰当的长度作为标度。应 尽量将图画的大一些,但也不要画出纸外。 7.注意事项 同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法 是:将两只弹簧测力计调零后互钩对拉,若 两只弹簧测力计读数相同,则可选;若读数 不同,应调整或另换,直至相同为止。 被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一 致,拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦。 在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点O 的 位置一定要相同。 在具体实验时,两分力间夹角不宜过大,也 不宜过小,以60°~120°之间为宜。 读数时应正视、平视刻度。 使用弹簧测力计测力时,读数应尽量大些, 但不能超出它的测量范围。 读数时视线要正视弹簧测力计的刻度板,同 时读数时要注意估读到最小刻度的下一位。 【注意】 实验考点:①等效法;②平行四边 形定则;③弹簧测力计的读数;④合力的作 图法。 (2024年广东合格考)(多选)曹冲称象 用到了“等效替代”的方法,下列研究中也用 到此方法的有 ( ) A.研究两个力的合力 B.研究串并联电路的总电阻 C.研究点电荷形成的电场 D.研究两个分运动的合运动 解析:研究两个力的合力用到了“等效替代” 的方法,故A正确;研究串并联电路的总电 阻用到了“等效替代”的方法,故B正确;点 电荷用到了理想模型法,故C错误;研究两 个分运动的合运动用到了“等效替代”的方 法,故D正确。故选ABD。 答案:ABD (2024年广东合格考) 如图所示,在“探究弹簧弹 力与形变量的关系”实验 中,把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,下 列实验步骤正确的是 ( ) A.弹簧上端必须与刻度尺的零刻度线对齐 B.实验前,必须测量弹簧的质量 C.悬挂不同质量的钩码,记录弹簧下端对应 的刻度尺的读数 D.计算弹簧的弹力与对应的弹簧长度的比 值,即为弹簧的劲度系数 解析:弹簧上端不一定需要与刻度尺的零刻 度线对齐,只需要记录弹簧上端对应的刻度 尺的读数,故A错误;实验前,不需要测量弹 簧的质量,只需要将弹簧竖直悬挂测出弹簧 的原长,故B错误;悬挂不同质量的钩码,记 录弹簧下端对应的刻度尺的读数,故C正 确;计算弹簧的弹力与对应的弹簧伸长量的比 值,即为弹簧的劲度系数,故D错误。故选C。 答案:C (2024年广东合格考)如图所示,在“探 究两个互成角度的力的合成规律”实验中, 某同学在坐标纸上画出两个弹簧测力计拉 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·18· 力F1 和F2 的图示,图中每小格的边长表示 1.0N,则F1 和F2 合力大小为 ( ) A.4.0N B.5.0N C.6.0N D.7.0N 解析:如图所示 根据平行四边形定则,可知F1 和F2 合力大 小为F合=6×1.0N=6.0N。故选C。 答案:C 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点三 探究加速度与力、质量的关系 1.实验原理 加速度与力的关系:保持小车质量不变,通 过改变槽码的个数改变小车所受的拉力。 小车所受的拉力可认为与槽码所受的重力 相等。测得不同拉力下小车运动的加速度, 探究加速度与力的关系。 加速度与质量的关系:保持小车所受的拉力 不变,通过在小车上增加重物改变小车的质 量。测得不同质量的小车在这个拉力下运 动的加速度,探究加速度与质量的关系。 做出a-F 图像和a-1m 图像,确定a与F、 m 的关系。 2.实验器材 小车、打点计时器、纸带、刻度尺、天平、砝 码、槽码、一端带有滑轮的长木板、细线等。 3.实验装置图 4.实验测量的物理量 小车的质量的测量:可以用天平测量质量, 为了改变小车的质量,可以在小车中增减砝 码的数量。 加速度的测量:①小车做初速度为零的匀加 速直线运动,则可用刻度尺测量位移x和秒 表测量时间t,然后由公式a=2x t2 算出加速 度;②将打点计时器的纸带连在小车上,根 据纸带上打出的点来测量加速度;③因为我 们探究的是加速度与其他物理量之间的比 例关系,因此测量不同情况下物体加速度的 比值,测出两个初速度为零的匀加速运动在 相同时间内发生的位移x1、x2,位移之比就 是加速度之比 x1 x2 = a1 a2 。 力的测量:平衡摩擦力并满足重物的质量远 小于小车的质量时,可以用细绳所挂重物的 重力代替小车所受的合外力。 5.实验步骤 ①用天平测出小车和槽码的质量。 ②按照上面实验装置图安装好实验装置,小 车不洗细绳,安装纸带。 ③平衡摩擦力(方法:在长木板无滑轮一端 抬高,移动垫木的位置到打点计时器正常工 作在纸带上所打的点出现相邻点间距相等 的现象时停止,固定好位置,如下图所示。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·28· 目的:使重力的分力与摩擦力平衡,让细绳 拉小车的力等于小车所受的合外力) ④把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂槽码, 将车拉到打点计时器附近。 ⑤先打开计时器电源,再释放小车,得到纸 带并在纸带上标记号码,记下槽码的重量。 ⑥改变槽码的重量,重复以上的步骤几次。 ⑦控制槽码质量不变,改变小车质量,再测 几组数据。 ⑧设计表格,记录实验数据,表格形式如下: 拉力F 加速度a 质量m 加速度a 6.实验数据处理 探究加速度与力的关系,以加速度为纵坐 标,力为横坐标建立直角坐标系,根据以上 实验数据在图上描点,并用光滑的直线将点 连接起来,如下图所示: 探究加速度与质量的关系,以加速度为纵坐 标,质量为横坐标建立直角坐标系,根据以 上实验数据在图上描点,并用光滑的曲线将 点连接起来,如下图所示: 由于上图为双曲线,说明加速度与质量成反 比,可用加速度为纵坐标,质量的倒数为横 坐标作图,如下图所示: 7.实验结论 保持物体质量M 不变时,物体的加速度a与 所受力F成正比。 保持力F不变时,物体的加速度a与质量M 成反比。 8.实验注意事项 打点前小车应靠近打点计时器且应先接通 电源后释放小车; 在平衡摩擦力时,不要悬挂槽盘,但小车应 连着纸带且接通电源。 改变槽码的质量的过程中,要始终保证槽码 的质量远小于小车的质量。 作图时应使所作的直线通过尽可能多的点, 不在直线上的点也要尽可能的对称分布在 直线的两侧,但若遇到个别偏离较远的点可 舍去。 9.误差分析 平衡摩擦力操作不当,将有以下两种情况 出现: 斜面倾角太小,平衡摩擦力不足,加速度与 力、质量的倒数的图像如下图所示: 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·38· 斜面倾角太大,平衡摩擦力过度,加速度与 力、质量的倒数的图像如下图所示: 槽码的质量不能远小于小车的质量,即所挂 槽码的质量太大时,加速度与力的图像中曲 线的斜率会不断减小,如下图所示: 分析:由mg-Ma=ma,由此可得F=MmgM+m = mg 1+mM <mg,只有在 m≪M 时,才有F≈ mg。Δa=mgM - mg M+m= g M Mm2+ 1 m , 则m 越大时,其差值也越大。 质量测量、长度测量中也存在偶然误差,可 通过多次测量取平均值的方法来减小误差。 作图时存在误差。 【注意】 实验考点:①做出a-F图像和a- 1 m 图像,确定a与F、m 的关系;②图像的处 理以及实验的注意事项;③平衡摩擦力的目 的是使细线的拉力作为小车的合外力;④钩 码(砂和砂桶)的质量 m 远小于小车的质 量M。 (2025年广东合格考)图a是“探究加速 度与物体受力、物体质量的关系”实验装置 图。甲、乙两名同学用该装置得到加速度a 与拉力F 的关系如图b所示。下列分析正 确的是 ( ) 图a 图b A.细绳拉力始终等于槽码的重力 B.甲同学平衡了摩擦力 C.乙同学平衡了摩擦力 D.乙同学实验中长木板倾角过大 解析:对槽码进行分析有mg-T=ma 若已经平衡了摩擦力,对小车进行分析有 T=Ma 解得T=mMgm+M= mg m M+1 <mg 可知,细绳拉力始终小于槽码的重力,只有 当m≪M 时才可以近似认为T≈mg,故 A 错误; 根据图b可知,甲图像经过了坐标原点,表 明甲同学平衡了摩擦力,故B正确; 根据图b可知,乙图像在拉力较小时,加速 度仍然为0,表明乙没有平衡摩擦力,或者平 衡摩擦力过小,即乙同学实验中长木板倾角 过小,故CD错误。故选B。 答案:B (2025年广东合格考)在“探究加速度与 物体受力、物体质量的关系”实验中,如图所 示是打点计时器打出的一条纸带。纸带上 相邻两计数点间的距离分别为s1、s2、s3 和 s4,相邻两计数点间的时间间隔为T。则加 速度a的表达式正确的是 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·48· A.a= (s4+s3)-(s2+s1) 4T2 B.a= (s4+s3)-(s2+s1) 2T2 C.a= (s4-s3)+(s2-s1) 4T2 D.a= (s4-s3)+(s3-s2)+(s2-s1) 3T2 解析:物体做匀加速直线运动,相邻两计数 点间的时间间隔为 T,为了减小实验误差, 利 用 逐 差 法 计 算 加 速 度,则 有 a = (s4+s3)-(s2+s1) 4T2 。故选A。 答案:A (2024年广东合格考)在“探究加速度与 物体受力、物体质量的关系”实验中,如图是 打点计时器打出的一条纸带。纸带上相邻 两点间的距离分别为s1、s2、s3 和s4,相邻两 点间的时间间隔为T。则加速度a的表达 式正确的是 ( ) A.a= (s4+s3)-(s2+s1) 4T2 B.a= (s4+s3)-(s2+s1) 2T2 C.a= (s4-s3)-(s2-s1) 4T2 D.a= (s4-s3)-(s3-s2)-(s2-s1) 3T2 解析:根据逐差法可得 a1= s3-s1 2T2 ,a2= s4-s2 2T2 则 加 速 度 a 的 表 达 式 为 a = a1+a2 2 = (s4+s3)-(s2+s1) 4T2 。故选A。 答案:A 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点四 验证机械能守恒定律 1.实验原理 通过实验,分别求做自由落体运动物体的重 力势能的减少量和相应过程动能的增加量。 验证 的 表 达 式:1 2mv 2 2+mgh2= 1 2mv 2 1+ mgh1 或 1 2mv 2 2- 1 2mv 2 1=mgh1-mgh2。 需测量的物理量:物体所处两位置之间的高 度差、物体的运动速度。 2.实验仪器 带有铁夹的铁架台、导线、复写纸、重物、刻 度尺、打 点 计 时 器 及 电 源、纸 带、交 流 电 源等。 3.实验装置图 4.实验步骤 安装装置:按上图所示把打点计时器安装在铁 架台上,用导线把打点计时器与电源连接好。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·58· 打纸带:在纸带的一端把重物用夹子固定 好,另一端穿过打点计时器的限位孔,用手 竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附 近。先接通电源后释放纸带,让重物拉着纸 带自由下落。重复几次,得到3~5条打好 点的纸带。 选纸带并测量:选择一条点迹清晰的纸带, 确定要研究的开始和结束的位置,记下第一 个点的位置O,并在纸带上从任意点开始依 次选取几个计数点1、2、3、4、…,并量出各点 到O点的距离h1、h2、h3、…,测量并计算出 两位置之间的距离Δh及在两位置时纸带的 速度,代入表达式进行验证。 5.实验数据的处理 计算各点对应的瞬时速度:根据公式v0= hn+1-hn-1 2T 计算物体在打下点1、2、…时的 即时速度v1、v2、…。 验证方法:①任取两点A、B,如果在实验误 差允许范围内 mghAB = 1 2mvB 2-12mv 2,则 机械守恒定律得到验证。②选择开始的两 点间距接近2mm 的一条纸带,打的第一个 点为起始点,如果在实验误差允许范围内 mghn= 1 2mv 2 n,则机械能守恒定律得到验证。 ③用数据画出12v 2-h图像,在实验误差允 许范围内图线是一条过原点且斜率为g 的 直线,则机械能守恒定律得到验证。 6.实验误差 本实验的误差主要是纸带测量产生的偶然 误差以及重物和纸带运动中的空气阻力及 打点计时器的摩擦阻力引起的系统误差。 计时器平面不在竖直方向,纸带平面与计时 器平面不平行会增大阻力。 电磁打点计时器的阻力大于电火花计时器, 交流电的频率f不是50Hz也会带来误差, f<50Hz,使动能Ek<EP 的误差进一步加 大f>50Hz,则可能出现Ek>EP 的结果。 本实验中的重力加速度g 必须是当地的重 力加速度,而不是纸带的加速度a。 7.注意事项 实验时,应先接通电源,让打点计时器正常 工作后再松开纸带让重物下落。 实验应选用质量和密度较大的重物。 本实验中的几种验证方法均不需要测重物 的质量m。 安装打点计时器时,要使两限位孔的中线在 同一竖直线上,以减小摩擦阻力。 速度不能用v=gt或v= 2gh计算,应根据 纸带上测得的数据,利用vn= hn+1-hn-1 2T 计 算瞬时速度。 【注意】 实验考点:速度的计算;重力势能 的减少量和对应过程动能的增加量的计算; 1 2v 2-h图像的研究。 (2024年广东合格考)利用如图所示装 置,验证小球竖直上抛运动过程中机械能守 恒。将直径为d 的小球放入竖直固定的玻 璃管内,发射装置将小球以一定的初速度向 上弹起。数字计时器分别记录小球上升和 下落过程中通过光电门时的遮光时间t1 和 t2,下列说法正确的是 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·68· A.实验小球应选用泡沫球 B.小球向上经过光电门时的速度大小为dt2 C.小球向下经过光电门时的速度大小为dt2 D.若t1>t2,可验证小球竖直上抛过程中机 械能守恒 解析:为了减小空气阻力的影响,实验小球 应选用密度较大的小球,不能选用泡沫球, 故A错误;小球向上经过光电门时的速度大 小为v1= d t1 小球向下经过光电门时的速度大小为v2= d t1 若t1=t2,则小球向上、向下经过光电门时的 速度大小相等,则可验证小球竖直上抛过程 中机 械 能 守 恒,故 BD 错 误,C 正 确。故 选C。 答案:C (2024年广东合格考)如图所示,在“验 证机械能守恒定律”实验中,下列选项中可 减少实验误差的是 ( ) A.选用密度较小的重物 B.两限位孔不在同一竖直面内 C.多次测量重物的质量取平均值 D.多次测量同一下落高度取平均值 解析:为了减小空气阻力的影响,应选用密 度较大的重物,故 A错误;为了减小纸带与 打点计时器间的摩擦,两限位孔应在同一竖 直线上,故B错误;由于验证机械能守恒的 表达式中质量可以约去,所以多次测量重物 的质量取平均值不能减少实验误差,故C错 误;多次测量同一下落高度取平均值,可以 减 小 测 量 时 的 偶 然 误 差,故 D 正 确。故 选D。 答案:D 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点五 探究平抛运动的特点 1.实验原理 平抛运动可以看作是两个分运动的合成:一 是水平方向的匀速直线运动,其速度等于平 抛物体运动的初速度;另一个是竖直方向的 自由落体运动。利用铅笔确定做平抛运动 的小球运动时若干不同位置,然后描出运动 轨迹,测出曲线上任一点的坐标x和y,利用 公式x=vt和y=12gt 2 就可求出小球的水 平分速度,即平抛物体的初速度。 2.实验仪器 木板及竖直固定支架、斜槽(附金属小球)、 重锤、图钉、白纸、刻度尺、三角板、铅笔。 3.实验装置图 4.实验步骤 ①把斜槽放在桌面上,让其末端伸出桌面 外,调节末端使其切线水平固定。 ②在带有支架的木板上,用图钉把白纸定 好,并让竖放木板左上方靠近槽口,使小球 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·78· 滚下飞出后的轨道平面跟板面平行,如图 所示。 ③把小球飞离斜槽末端时的球心位置投影 到白纸上,描出点O,过O 点利用重垂线描 出竖直方向。 ④让小球每次都从斜槽上同一适当位置滚 下,在粗略确定的位置附近,用铅笔较准确 地确定小球通过的位置,并记下这一点,以 后依次改变x值,用同样的方法确定其他各 点的位置。 ⑤把白纸从木板上取下来,用三角板过O 作 与竖直方向垂直的x 轴,将一系列所描的点 用平滑的曲线连接起来,这就是小球平抛运 动的轨迹。 5.实验数据处理 (1)运动轨迹的判断:①如图所示,在x轴上 做出等距离的几个点A1、A2、A3…,把线段 OA1 的长度记为l,则OA2=2l,OA3=3l,由 A1、A2、A3…向下作垂线,与轨迹交点分别记 为 M1、M2、M3…,若轨迹是一条抛物线,则 各点的y坐标和x 坐标之间应该满足关系 式y=ax2(a是待定常量),用刻度尺测量某 点的x、y两个坐标值代入y=ax2 求出a,再 测量其他几个点的x、y 坐标值,代入y= ax2,若在误差范围内都满足这个关系式,则 这条曲线是一条抛物线。 ②建立y-x2 图像,根据所测量的各个点的 x、y坐标值分别计算出对应y 值和x2 值,在 y-x2 坐标系中描点,连接各点看是否在一 条直线上,并求出该直线的斜率即为a值。 (2)初速度的计算:①若原点O 为抛出点,利 用公式x=v0t和y= 1 2gt 2 即可求出多个初 速度v0=x g2y ,最后求出初速度的平均值, 这就是做平抛运动的物体的初速度。 ②若原点O 不是抛出点,如图所示,在轨迹 曲线上取三点A、B、C,使xAB =xBC =x,如 图所示。A 到B 与B 到C 的时间相等,设为 T,yBC-yAB =gT2,且v0T=x,由以上两式 得v0=x gyBC-yAB 。 6.实验误差 安装斜槽时,其末端切线不水平。 小球每次滚下的初位置不尽相同。 建立坐标系时,可能误将斜槽末端端口作为 坐标原点。 空气阻力使小球不是真正的平抛运动。 描点不准确。 7.注意事项 ①实验中必须保持通过斜槽末端的切线水 平,木板必须处在竖直面内且与小球运动轨 迹所在的竖直平面平行,并使小球的运动靠 近图板但不接触。 ②小球必须每次从斜槽上同一位置由静止 滚下,即在斜槽上固定一个挡板,每次都从 挡板位置释放小球。 ③坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是 槽口的端点,应是小球在槽口时,球心在木 板上的水平投影点。 ④要在斜槽上适当的高度释放小球,使它以 适当的水平初速度抛出,其轨迹由图板左上 角到达右下角;要在平抛轨迹上选取距O 点 远一些的点来计算小球的初速度,这样可以 减小测量误差。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·88· ⑤固定木板时,木板必须处在竖直平面内且 与小球运动轨迹所在的竖直平面平行,固定 时要用重锤线检查坐标纸是竖直。 【注意】 实验考点:平抛规律的应用;运动 轨迹的判断;初速度的计算。 (2025年广东合格考)如图所示,在“探 究平抛运动的特点”实验中,钢球从斜槽上 静止释放,经光电门水平抛出。读取小球遮 挡光电门的时间,测出小球的直径,可计算 出小球的平抛初速度。为了减小测量误差, 下列措施正确的有 ( ) A.适当升高释放钢球的位置 B.适当降低释放钢球的位置 C.选择直径稍小的钢球 D.选择质量稍大的钢球 解析:设小球的直径为d,通过光电门的遮光 时间为Δt,平抛时的初速度为v0,由题意可 知v0= d Δt 。显然,为了减小测量误差升高和 降低释放钢球的位置、选择质量稍大的钢球 均对减小误差没有影响,而选择直径稍小的 钢球,将使得其通过光电门时的平均速度更 接近瞬时速度,故选C。 答案:C (2024年广东合格考)如图所示,在探究 平抛运动规律的实验中,忽略空气阻力的影 响。用小锤击打弹性金属片,P球沿水平方 向抛出,同时Q球被松开而自由下落。再次 实验,增加锤子击打金属片的力度,两次实 验中关于两球空中运动时间tP 和tQ 的说法 正确的是 ( ) A.tP 增大 B.tP 减小 C.tQ 减小 D.tQ 不变 解析:两次实验中由于下落高度不变,根据 h=12gt 2 可知两球空中运动时间tP 和tQ 不变。故 选D。 答案:D 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点六 探究向心力的表达式 1.实验原理 本实验探究了向心力与多个物理量之间的 关系,因而实验方法采用了控制变量法。 匀速转动手柄,可以使塔轮、长槽和短槽匀 速转动,槽内的小球也就随之做匀速圆周运 动,此时小球向外挤压挡板,挡板对小球有 一个指向圆周运动圆心的弹力作为小球做 匀速圆周运动的向心力,可以通过标尺上露 出的红白相间等分标记,粗略计算出两球所 需向心力的比值。 在实验过程中可以通过两个小球同时做圆 周运动对照,分别分析下列情形:①在质量、 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·98· 半径一定的情况下,探究向心力大小与角速 度的关系;②在质量、角速度一定的情况下, 探究向心力大小与半径的关系;③在半径、 角速度一定的情况下,探究向心力大小与质 量的关系。 2.实验装置图 3.实验器材 向心力演示器、质量不等的小球。 4.实验步骤 分别将两个质量相等的小球放在实验仪器 的两个小槽中,且小球到转轴(即圆心)距离 相同即圆周运动半径相同。将皮带放置在 适当位置使两转盘转动,记录不同角速度下 的向心力大小(格数)。 分别将两个质量相等的小球放在实验仪器 的长槽和短槽两个小槽中,将皮带放置在适 当位置使两转盘转动角速度相等、小球到转 轴(即圆心)距离不同即圆周运动半径不等, 记录不同半径的向心力大小(格数)。 分别将两个质量不相等的小球放在实验仪 器的两个小槽中,且小球到转轴(即圆心)距 离相同即圆周运动半径相等,将皮带放置在 适当位置使两转盘转动角速度相等,记录不 同质量下的向心力大小(格数)。 5.实验数据处理 分别做出Fn-ω2、Fn-r、Fn-m 的图像,分 析向心力大小与角速度、半径、质量之间的 关系。 6.实验结论 在质量和半径一定的情况下,向心力的大小 与角速度的平方成正比。 在质量和角速度一定的情况下,向心力的大 小与半径成正比。 在半径和角速度一定的情况下,向心力的大 小与质量成正比。 7.实验注意事项 摇动手柄时应力求缓慢加速,注意观察其中 一个标尺的格数.达到预定格数时,即保持 转速恒定,观察并记录其余读数。 利用向心力演示器“探究向心力大小的 表达式”实验中,将两质量相同的小球分别 放在长槽和短槽上,调整塔轮上的皮带位 置,分别放在长槽和短槽上,调整塔轮上的 皮带 位 置,如 图 所 示。转 动 手 柄,此 时 可 探究 ( ) A.向心力的大小F与小球质量m 的关系 B.向心力的大小F 与小球圆周运动半径r 的关系 C.向心力的大小F与角速度大小ω 的关系 D.向心力的大小F与线速度大小v的关系 解析:根据F=mrω2,两球质量相同,转动半 径相同,则依次调整塔轮上的皮带的位置可 改变角速度,则该实验可以探究向心力的大 小与角速度的关系。故选C。 答案:C 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·09· 考点七 测量金属丝的电阻率 1.实验原理 设计实验电路,如实验电路图,取一段金属 电阻丝连接到电路中,测出电阻丝的电阻 R、长度l和直径d(S=πd 2 4 ),由R=ρ l S 得: ρ= RS l (用R、S、l表示)=πd 2R 4l (用R、d、l表 示),从而计算出该电阻丝所用材料的电 阻率。 2.实验电路图 3.实验器材 被测金属丝,直流电源,电流表,电压表,滑 动变阻器,开关,导线若干,螺旋测微器,刻 度尺。 4.实验步骤 用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同 位置各测一次直径d,求出其平均值。 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属 丝的 有 效 长 度l,反 复 测 量 三 次,求 出 平 均值。 连接好用伏安法测电阻的实验电路。 把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中 的电阻值最大的位置。 闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,读 出几组相应的电流表、电压表的示数I和U 的值,记录在表格内。 5.实验数据处理 求Rx 的平均值的方法:①用Rx= U I 分别算 出各次的数值,再取平均值;②用U-I图线 的斜率求出。 金属丝电阻率的计算:ρ=Rx S l= πd2U 4lI 。 6.实验误差分析 偶然误差:金属导线的直径测量、长度测量、 电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。 统误差:采用伏安法测量金属导线的电阻 时,由于采用的是电流表外接法,测量值小 于真实值,使电阻率的测量值偏小。 由于金属导线通电后会发热升温,使金属导 线的电阻率变大,造成测量误差。 7.实验注意事项 ①先测直径,再连电路。为了准确,应测量 拉直悬空的连入电路的导线的有效长度(测 量待测金属丝接入电路的两个端点之间的 长度,亦即电压表两端点间的待测金属丝长 度),且各测量三次,取平均值。 ②实验连线时,应先从电源的正极出发,依 次将电源、开关、电流表、待测金属丝、滑动 变阻器连成主干线路(闭合电路),然后再把 电压表并联在待测金属丝的两端。 ③本实验中被测金属丝的阻值较小,故采用 电流表外接法。 ④实验过程中电流不宜过大,通电时间不宜 太长,以免金属丝温度过高,导致电阻率在 实验过程中变大。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·19· ⑤闭合开关S之前,一定要使滑动变阻器的 滑片处在阻值最大的位置。 ⑥为准确求出R 的平均值,应多测几组U、I 数值,若采用图像法求R 的平均值时,在描 点时,要尽量使各点间的距离拉大一些,连 线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的 两侧,个 别 明 显 偏 离 较 远 的 点 可 以 不 予 考虑。 (2024年广东合格考)如图所示,在“测 量金属丝的电阻率”实验中,某同学使用螺 旋测微器测量金属丝的直径,该读数为 ( ) A.0.480mm B.0.580mm C.0.980mm D.1.020mm 解析:螺旋测微器的精确值为0.01mm,由 图可知金属丝的直径为d=0.5mm+48.0 ×0.01mm=0.980mm。故选C。 答案:C (2024年广东合格考)用螺旋测微器测 量金属电阻丝的直径,示数如图所示,该读 数为 ( ) A.0.390mm B.0.410mm C.0.890mm 解析:金属电阻丝的直径为d=0.5mm+ 39.0×0.01mm=0.890mm。故选C。 答案:C (2024年广东合格考)在用伏安法“测金 属丝的电阻率”的实验中,Rx 远小于电压表 的内阻,在各电表安全使用的前提下,正确 选用的电路图是 ( ) A B C D 解析:根据伏安法测电阻,电流表应与待测 电阻串联,电压表应与待测电阻并联;由于 Rx 远小于电压表的内阻,则电压表的分流 几乎可以忽略不计,所以电流表应采用外接 法。故选B。 答案:B 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·29· 考点八 测量电池电动势和内阻 1.实验原理:闭 合 电 路 欧 姆 定 律,即 U =E -Ir。 2.实验电路图 3.实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻 器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。 4.实验步骤:①根据电路图连接好电路,电流 表用0.6A的量程,电压表用3V的量程; ②把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路 中的电阻值最大的位置;③闭合开关,调节 滑动变阻器,使电流表有明显示数并记录一 组数据(I1,U1)。用同样的方法再测量几组 I、U 值,填入表格中;④断开开关,拆除电 路,整理好器材。 5.实验数据处理:①列方程组进行求解,将两 组数据(I1,U1)和(I2,U2)代入到方程U= E-Ir得 U1=E-I1r U2=E-I2r ,解得E、r。②用作图 法处理数据,如下图所示,由图像可得:图线 与纵轴交点为E;图线与横轴交点为I短 = E r ;图线的斜率的绝对值表示r=|ΔUΔI| 。 6.实验注意事项:①应使用内阻大些(用过一 段时间)的干电池;在实验中不要将I调得 过大;每次读完I和U 的数据后应立即断开 电源,以免干电池在大电流放电时E 和r明 显变化。②合理选择电压表、电流表量程。 测一节干电池的电动势和内阻时,电压表选 3V量程,电流表选0.6A量程,滑动变阻器 选0~10Ω。③在作U-I图线时,要使较多 的点落在这条直线上,不在直线上的点应均 匀分布在直线的两侧,忽略个别偏离直线较 远的点,以减小偶然误差。 (2025年广东合格考)用如图所示的电 路测量一节电动势约为1.5V干电池的电 动势和内阻。滑动变阻器有阻值范围0~ 15Ω和0~1000Ω两种规格备选,电流表有 量程0.6A和3.0A两种规格备选。下列 做法正确的是 ( ) A.选阻值范围为0~15Ω的滑动变阻器 B.选量程为3.0A的电流表 C.闭合S前,应调节滑动变阻器的滑片至 N 端 D.闭合S后,滑片越靠近 N 端,电压表示数 越大 解析:因干电池内阻较小,为了让外电路的 电压有明显变化且滑动变阻器方便调节,需 要选择总阻值较小的0~15Ω的滑动变阻 器,故A正确;一节干电池的电阻大约为几 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·39· 欧姆,允许流经的最大电流约零点几安,为 了减小误差,电流表应选量程为0.6A的电 流表,故B错误;闭合S前,为了防止电路中 电流过大,保护电表,应使滑动变阻器接入 电路中的有效阻值达最大,故应调节滑动变 阻器的滑片至 M 端,故C错误;闭合S后, 滑片越靠近 N 端,滑动变阻器接入电路中的 有效阻值变小,外电阻变小,根据闭合电路 欧姆定律可知路端电压变小,则电压表示数 越小,故D错误。故选A。 答案:A (2025年广东合格考)(多选)关于如图 所示的电路,以下说法正确的有 ( ) A.通过调节外电路电阻的阻值,可改变路端 电压 B.通过调节外电路电阻的阻值,可改变电源 的电动势 C.电源的电动势,在数值上等于断路时的路 端电压 D.无论外电路还是内电路,电流都是从电势 高处流向电势低处 解析:根 据 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 可 知 U = E-Ir 又因为I= ER+r ,所以,通过调节外电路电阻 的阻值,可改变路端电压,故A正确;电源的 电动势由电源本身决定的,与外电路的电阻 值无关,故B错误;电动势在数值上等于电 源没有接入外电路时两极间的电压,故C正 确;在外电路,电流从电势高处流向电势低 处;在内电路,电流从电势低处流向电势高 处,故D错误。故选AC。 答案:AC 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点九 长度的测量及测量工具的选用 一、实验目的 1.正确使用刻度尺和游标卡尺。 2.掌握游标卡尺的读数方法。 二、实验器材 毫米刻度尺、游标卡尺、金属管、小量筒。 三、实验原理 1.刻度尺的使用 (1)刻度尺应与被测物体平行。 (2)读数时要估读到刻度尺最小刻度的下 一位。 2.游标卡尺 (1)构造: 如图所示,由主尺、游标尺、内测量爪、外测 量爪、深度尺、紧固螺钉等组成。 (2)原理:游标卡尺主要是由主尺和游标尺 构成的。游标尺上有n个刻度,它的总长度 与主尺上n个刻度的差值为lmm,则每个刻 度的差值为n分之一 mm,这就是游标尺的 精确度。从游标尺的刻度数可以分为10分 度、20分度、50分度三种。 (3)游标卡尺读数的技巧 ①读数时以mm为单位来读,读出后再按要 求换成其他单位。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·49· ②在“主尺读数”时一定要读游标零刻度线 左边最近的主尺刻度线的值。 ③在读小数部分时一定要认清游标尺上第 几根刻度线与主尺的刻度线对齐。 ④一定要弄清所用卡尺的精确度。 ⑤若用x表示由主尺上读出整的毫米数,k 表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线 对齐的游标的格数,则记录结果表达为(x+ k×精确度)mm。 四、实验步骤 1.用刻度尺测量金属管的长度,每次测量后让 金属管绕轴转过约45°,再测量一下,共测量 四次。把测量的数据填入表格中,求出平 均值。 2.用游标卡尺测量金属管的内径和外径。测 量时先在管的一端测量两个互相垂直方向 的内径(或外径),然后使管旋转适当的角 度,再测量两互相垂直方向的内径(或外 径),把测量的数据填入表格中,分别求出内 径和外径的平均值。 3.用游标卡尺测量小量筒的深度,共测量三 次,把测量的数据填入下表中,求出平均值。 金属管 小量筒 长度 l/mm 内径d内 /mm 外径d外 /mm 深度h /mm 1 2 3 4 平均值 (2024年广东合格考)(多选)某同学用 “累计放大法”测量金属丝的直径。下列关 于图中毫米刻度尺的读数正确的有 ( ) A.2.55cm B.2.56cm C.2.5cm D.2.505cm 解析:刻度尺的分度值为0.1cm,由图可知 读数为2.55cm或2.56cm。故选AB。 答案:AB 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 一、单选题Ⅰ 1.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验 中,下列做法不能减小实验误差的是 ( ) A.选取计数点,把每打五个点的时间间隔作 为一个时间单位 B.使小车运动的速度尽量小些 C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、 点间间隔适当的一部分进行测量、计算 2.某同学在实验室里拿出一根弹簧利用如图 甲所示的装置做“探究弹簧弹力大小F 与弹 簧长度x 的关系”的实验。关于本实验中的 实验操作及实验结果,以下说法不正确的是 ( ) 甲 乙 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·59· A.悬挂钩码时,不能使弹簧超过弹性限度 B.应保证钩码处于静止状态再读取数据 C.由乙图可知,弹簧的劲度系数为40N/m 3.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实 验中,如图甲所示,橡皮条的一端固定,另一 端系一轻质小圆环,自然长度为GE。图乙 中,用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆 环,小圆环在拉力 F1、F2的作用下处于 O 点,橡皮条伸长的长度为EO。图丙中,改用 一个力F单独拉住小圆环,仍然使小圆环处 于O 点。则图乙所示步骤中不需要记录 的是 ( ) A.EO长度 B.力F1、F2的方向 C.弹簧测力计示数 4.某同学用图示装置探究加速度与物体受力、 质量的关系。完成平衡摩擦力的操作后,不 慎将垫片向右移动了一段距离而未发现,其 余操作均正确。他描绘出来的a-F 图像可 能是 ( ) A B C 二、单选题Ⅱ 5.“探究平抛运动的特点”的实验装置如图所 示,实验中将小球在不同时刻的位置记录在 竖板上,以小球平抛起点O 为坐标原点,可 以得到小球做平抛运动的轨迹是 ( ) A B C D 6.用如图所示的实验装置探究小球向心力大 小与角速度关系时,下列操作正确的是 ( ) A.将质量不同的小球分别放在挡板 A 和 C上 B.将质量相同的小球分别放在挡板 B和 C上 C.将传动皮带套在两个半径相同的塔轮上 D.将传动皮带套在两个半径不同的塔轮上 7.某同学利用利用重锤和打点计时器做“验证 机械能守恒定律”实验,请回答下列问题。 如图,释放纸带前的瞬间,重锤和手的位置 合理的是 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·69· A B C D 8.某同学用游标卡尺测量物体的长度,如图所 示的读数为 ( ) A.3.06cm B.3.6cm C.2.96cm D.2.97cm 三、多选题 9.某同学利用如图所示的电路做“测定电池的 电动势和内阻”的实验,其中P、Q为内电表, 则 ( ) A.P为电流表 B.P为电压表 C.Q为电压表 D.Q为电流表 10.物理学是集科学知识、科学方法和科学思 维为一体的学科。下列有关科学思维方法 的叙述正确的有 ( ) 甲 乙 丙 丁 A.图甲利用“放大法”观察桌面的微小形变 B.图乙利用遮光条的宽度和光电门的挡光 时间测出滑块的瞬时速度,体现了“极限 思维法” C.图丙将F看成F1、F2的合力,采用了“理 想模型法” D.图丁把匀变速直线运动的v-t图像分 成很多小段,每小段近似看作匀速直线 运动,把各小段的位移相加代表物体在t 内总位移,采用了“微元法” 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·79· 专题十一 电磁感应与电磁波初步 专题过关训练 1.C 电场线的疏密反映了电场强度的大小,故沿电场线方 向电势越来越低,电场强度不一定越来越小,故 A错误; 磁感线的疏密反映了磁感应强度的大小,故沿磁感线方 向磁感应强度不一定越来越小,故B错误;电场强度和磁 感应强度都是矢量,故C正确;故选C。 2.A 由题可得B=FIL=0.5T 故选A。 3.C “静止点电荷之间的相互作用规律”和“电磁感应现 象”分别由库仑和法拉第探究发现的。故选C。 4.A 电磁波在真空中的传播速度恒定,与频率无关,故 A 正确;根据麦克斯韦电磁理论可知,周期性变化的电场和 磁场可以相互激发,形成电磁波,故B错误;电磁波也是 波的一种,具有波的一切特性,可以发生反射和折射,故C 错误;故选A。 5.D 磁感线在条形磁铁的外部应从 N到S,A错误;拇指 指向电流方向,四指的环绕方向为磁场方向,B错误,D正 确;四 指 指 向 电 流 方 向,拇 指 为 磁 场 方 向,C错 误。故 选D。 6.D 根据安培定则,导线左侧磁场方向垂直纸面向外,线 框在位置2更靠近导线,磁感应强度B 更大,根据Φ=BS 可知在位置2磁通量更大,即Φ1<Φ2。故选D。 7.C 实验过中需要记录电流表指针偏转的方向,不需要记 录电流表的读数,故 A错误;根据图甲与图乙可知,线圈 中感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极 有关,故B错误;磁体插入线圈的过程中,穿过线圈的磁 通量增大,若知道穿过线圈的磁场方向,根据楞次定律就 能够确定感应电流的方向,即图甲和图乙表明当磁体插 入线圈的过程中仅从磁体磁场的方向即可判断线圈中感 应电流的方向,故C正确;图甲和图丁中磁体运动方向相 反,但是电流计指针偏转方向相同,则图甲和图丁表明仅 从磁体运动方向即不能够判断线圈中感应电流的方向, 故D错误。故选C。 8.A 由于紫外线有很强的荧光效应,所以紫外验钞机就是 利用紫外线的荧光效应而工作的,故A正确;阳光晒黑皮 肤是紫外线的作用,故B错误;常用的电视机遥控器通过 发出红外线脉冲信号来遥控电视机,故C错误;微波炉是 利用了微波的频率与水的频率相接近,从而使水振动而 发热的,故D错误。故选A。 9.BC 磁感线是不相交的闭合曲线,故A错误,B正确;因 磁感线是闭合曲线,所以地球外部的磁感线与地球内部 的磁感线的贯穿方向相反,对于赤道和同步卫星轨道来 说,面积越小磁通量越大,即赤道包围面积的磁通量比同 步卫星轨道包围面积的磁通量大,故C正确,D错误。故 选BC。 10.AB 通电直导线中电流方向自西向东,根据安培定则, 放在通电直导线附近等高的水平位置的小磁针所在位 置,通电直导线产生的磁场竖直向上或竖直向下,所以 小磁针不发生偏转,故 A正确;通电直导线中电流方向 自东向西,根据安培定则,放在通电直导线附近正上方 的小磁针所在位置,通电直导线产生的磁场水平向北, 小磁针N极受力方向向北,所以小磁针不发生偏转,故 B正确;通电直导线中电流方向自南向北,根据安培定 则,放在通电直导线附近正下方的小磁针所在位置,通 电直导线产生的磁场水平向西,小磁针N极受力方向向 西,所以小磁针N极向西偏转,故C错误;通电直导线中 电流方向自北向南,根据安培定则,放在通电直导线附 近正上方的小磁针所在位置,通电直导线产生的磁场水 平向西,小磁针N极受力方向向西,所以小磁针N极向 西偏转,故D错误。故选AB。 专题十二 实验与探究 专题过关训练 1.B 选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点间的间 隔增大,在用直尺测量这些点间的距离时,在一次测量绝 对误差基本相同的情况下,相对误差较小,故 A正确,不 符合题意;在实验中,如果小车运动的速度过小,打出的 点很密,长度测量的相对误差较大,测量准确度会降低, 因此小车的速度略大一些较好,故B错误,符合题意;为 了减小长度测量的相对误差,应舍去纸带上过于密集的 点,故C正确,不符合题意;故选B。 2.C 悬挂钩码时,弹簧被拉伸,不能超出它的弹性限度,故 A正确;用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证钩码 处于静止状态再读数据,故B正确;F-x 图线斜率表示 弹簧劲度系数,由乙图可知,弹簧的劲度系数为k=8-020-4 ×102N/m=50N/m。故C错误。本题选不正确的,故 选C。 3.A 实验中需要确定力的大小与力的方向,即需要记录力 F1、F2的方向与弹簧测力计示数,故BC不符合题意;结 合上述可知,为了作出平行四边形,需要记录力F1、F2的 方向、弹簧测力计示数与O 点位置,不需要记录 EO 长 度,故A符合题意。故选A。 4.B ABC.完成平衡摩擦力的操作后,不慎将垫片向右移 动了一段距离,即长木板的倾角偏小,平衡摩擦力不够, 只有当拉力F 达到一定数值时,小车才有一定的加速度, 故a-F 图像的横轴截距为正。故选B。 5.B 根据平抛运动规律可知小球在水平方向做匀速直线 运动,竖直方向做匀加速直线运动(自由落体),则 x=v0t,y= 1 2gt 2 整理可得y=gx 2 2v20 y 轴正方向向下,根据y-x 解析式可知小球做平抛运动 的轨迹是一段开口向下的抛物线。故选B。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·311· 6.D 本实验采用控制变量法探究影响向心力大小的因素, 当探究小球向心力大小与角速度关系时,应控制两小球 质量和运动半径相同,并使两小球角速度不同,因此应该 将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C上,并将传 动皮带套在两个半径不同的塔轮上。故选D。 7.C 由于重锤下落速度较快,且运动距离有限,打出的纸 带长度也有限,为了能在长度有限的纸带上尽可能多地 获取间距适当的数据点,重锤应靠近打点计时器释放。 另外,为了尽可能减小纸带与打点计时器之间的摩擦,释 放前应保持提起的纸带保持竖直状态。故选C。 8.A 游标卡尺的读法是先读主尺的示数,再度游标尺的示 数,游标尺是10分度的,故精确度为0.1mm,图中的读 数为30mm+6×0.1mm=3.06cm A正确,BCD错误。故选A。 9.AC P与滑动变阻器为串联关系,故P为电流表,Q并联 在电源两端,故 Q 为电压表,故 AC正确,BD错误;故 选AC。 10.ABD 观察桌面微小形变的实验,把微小的现象放大, 采用的是放大法,故A正确;遮光条越窄,通过光电门的 平均速度越接近瞬时速度,这是运用了极限的思想,B正 确;实验两根弹簧测力计共同作用的效果与一根弹簧测 力计作用效果相同,采用的是等效替代的思想,C错误; 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划 分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后 把各小段的位移相加,其和代表物体的位移,这里采用 了微元法,故D正确。故选ABD。 第二部分 合格考综合检测 1.C 题目中“99km”指的是路程,故 A错误;计算列车经 过站台的时间时,列车的大小不能忽略,不能将其看成质 点,故B错误;“120km/h”指的是瞬时速率,故C正确;故 选C。 2.C 矢量是既有大小又有方向的物理量,其中自由落体运 动的加速度为g=9.8m/s2是矢量,汽车速度计显示时速 为瞬时速率、质量、温度都是标量。故选C。 3.C 同学脚穿旱冰鞋去推一张放在水平地面上的桌子,结 果没推动,则桌子受重力、支持力、推力、摩擦力4个力的 作用,故A错误;根据牛顿第三定律可知,他推桌子的力 与桌子对他的推力是一对相互作用力,大小相等,故B错 误,C正确;故选C。 4.C 质量是物体惯性的唯一量度,返回舱加速或减速下落 时宇航员的质量不变,惯性不变。故选C。 5.B 曲线运动的速度方向沿轨迹对应位置 的切线方向,图中箭头指向为速度方向,根 据图示,将表示落地速度的箭头平行移动 至与轨迹相切,且箭头指向为运动方向,可 知,与入水时头部速度v方向相同的位置 有2个,如图所示,故选B。 6.C A、B 是大小齿轮边缘的点,通过链条 带动,A、B 两点线速度大小相等,若以线速 度大小来衡量,则两点快慢相同,故AB错误; 根据ω=vr B 点半径小于A 点半径,则B 点角速度小于 A 点角速度,若以角速度大小来衡量,B 点快,故C正确。 故选C。 7.B 由表中数值可知地面附近的重力加速度g 随纬度的 升高而增大。故选B。 8.A 人随扶梯匀速向上运动时,人受重力、支持力,不受摩 擦力作用,人所受合外力为零,故重力做负功,支持力做 正功,摩擦力不做功,合外力的功为零。故选A。 9.C 库仑定律的适用条件是真空和静止点电荷,两个带电 小球距离非常近时,电荷不能看成点电荷,因此不能使用 库仑定律,故A错误;相互作用的两个点电荷之间的库仑 力为作用力和反作用力的关系,大小始终相等,故B错 误;库仑定律是库仑通过实验研究得出的结论,故库仑定 律是实验定律,故C正确。故选C。 10.C 公式E=Fq 采用比值定义法,E 反映电场本身的强 弱和方向,与试探电荷在电场中该点所受的电场力F 和 电荷量q无关,故A错误;公式C=QU 采用比值定义法, C反映电容器容纳电荷的本领,与Q、U 无关,故B错误; 由公式E=kQ r2 可知,Q 是场源电荷,在离点电荷Q 距离 为r的地方,电场强度E 的大小与Q 成正比,故C正确; 故选C。 11.B 6.5小时是指时间间隔,A错误;11时00分是指时 刻,B正确;能否将核心舱看成质点关键在于研究的问题 受不受核心舱大小的影响,如研究核心舱在轨运行时, 可以将其看成质点,若研究核心舱与飞船对接时,则不 能将其看成质点,C错误;对接后,以核心舱为参考系,神 舟十九号载人飞船是静止的,D错误。故选B。 12.D 篮球先向下做自由落体运动,落地后以原速率向上 做竖直上抛运动,匀减速至零后继续自由落体,循环运 动,图线斜率即加速度均是竖直向下的重力加速度。故 选D。 13.B 在匀速上升过程,乘客始终处于平衡状态,扶梯对乘 客的作用力与重力等大反向,方向始终竖直向上,乘客 不受摩擦力作用。故选B。 14.A 根据弹力产生的条件可知,击球时,乒乓球受到弹力 是因为球拍发生了形变,故 A正确;根据牛顿第三定律 可知,击球时,球拍对乒乓球的作用力等于乒乓球对球 拍的作用力,故B错误;惯性与质量有关,增大击球时的 力度不会使乒乓球获得更大的惯性,故C错误;击球后, 乒乓球在空中运动时受到重力和阻力作用,故D错误; 故选A。 15.B 加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度大的物 体加速度不一定大,故 A错误;加速度代表速度变化的 快慢,歼-20战斗机做出高难度机动动作时速度变化很 快,加速度较大,故B正确;汽车行驶时间缩短是因为路 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·411·