专题07 实验探究（期末真题汇编，浙江专用）高一物理下学期

**基本信息** 高中物理实验探究专题汇编，涵盖机械能守恒、向心力、平抛运动、电容器等核心实验，精选浙江多地期末真题，分层设计（核心必练+进阶提升+培优冲刺），注重实验操作、数据处理与误差分析。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |实验题（非选择）|多题|力学（机械能守恒、向心力、平抛运动）、电磁学（电容器充放电）实验|分层设计，基础题考查操作规范（如打点计时器使用），提升题涉及数据计算（如动能增量），冲刺题注重图像分析（如v²-h图像斜率）与误差论证，贴合浙江期末命题趋势。|

专题07 实验探究 核心必练+进阶提升+培优冲刺 三层突破 1. （24-25高一下·浙江温州·期末）某同学用图1所示的实验装置完成“验证机械能守恒定律”。 (1)关于实验操作，下列说法正确的是______。 A．先释放纸带，再接通电源 B．用手托住重物由静止释放 C．重物初始位置靠近打点计时器 D．打点计时器两个限位孔处于同一竖直线上 (2)实验中所用交流电源的周期为T，在纸带上确定计数点时，选取起始点为第1个计数点O，各计数点到O点的距离分别为，纸带如图2所示。重物质量为m，当地重力加速度为g，重物在C点时的动能为______，重物由O点运动到C点时重力势能的减小量为______。（均用题中所给物理量符号表示） 【答案】(1)CD (2) 【详解】（1）A．实验时应先接通电源，后释放纸带，故A错误； B．实验时需要用手托住重物，使重物由静止释放，可能导致物体离开手时具有一定的初速度，应该用手拎着纸带释放，故B错误； C．重物的初始位置应靠近打点计时器，可以获取更多的点迹，以便有利于实验数据的分析，故C正确； D．打点计时器的两个限位孔应在同一竖直向上，从而减小实验时的摩擦，故D正确。 故选CD。 （2）[1]根据匀变速直线运动规律可知，打C点时重物的瞬时速度大小为 重物在C点时的动能 [2]重物从O到C重力势能的减少量 2. （24-25高一下·浙江·期末）某兴趣小组的几位成员做“验证机械能守恒定律”的实验，所用打点计时器的打点周期为0.02s。 如图所示是某次实验中经正确操作得到的一条纸带（局部），把第一个点（初速度为零）记作O点，测出点O、A间的距离，点A、C间的距离，点C、E间的距离，已知当地重力加速度为9.8m/s2，重物的质量为m=1.0kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重物动能的增加量为________J，重力势能的减少量为________J。（结果均保留两位小数） 【答案】 8.00 8.25 【详解】[1]打C点时，重物的速度大小为 所以O点到C点的这段时间内，重物动能的增加量为 [2]重力势能的减少量为 3. （24-25高一下·浙江宁波·期末）在做验证机械能守恒定律的实验中，重物从高处由静止开始下落，重物上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上点迹间的距离进行测量，可验证机械能守恒定律。 (1)本实验中，不同组学生在操作过程中出现如图的四种情况，其中操作正确的是______。 A． B． C． D． (2)关于本实验，下列说法正确的是（　　） A．应选择质量大、体积小的重物进行实验 B．释放纸带之前，先接通电源 C．先释放纸带，后接通电源 D．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度 (3)实验中，用打点计时器打出一条纸带，截取其中一段如图乙所示，选取连续打出的点A、B、C、D、E为计数点，各计数点间距离己在图上标出，单位为cm，C点离刚释放时打下的O点的距离为50.00cm，O点未在图中标出。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，重物质量200g，从释放到打下C点，重物减少的重力势能为______J，打下C点时，重物的动能大小为______J（以上两空结果保留2位有效数字，g取）。 【答案】(1)B (2)AB (3) 0.98 0.96 【详解】（1）打点计时器应连接交流电源；为了减小纸带与打点计时器间的摩擦，应手提着纸带上端使纸带处于竖直方向，且重锤靠近打点计时器。 故选B。 （2）A．为了减小空气阻力的影响，应选择质量大、体积小的重物进行实验，故A正确； BC．为了充分利用纸带，释放纸带之前，先接通电源，故B正确，C错误； D．不能根据公式计算某点时重锤的速度，因为这样默认重锤做自由落体运动，失去了验证的意义，故D错误。 故选AB。 （3）[1]从释放到打下C点，重物减少的重力势能为 [2]打下C点时，重物的速度大小为 则打下C点时，重物的动能大小为 4. （24-25高一下·浙江温州·期末）某同学用图1所示的实验装置完成“验证机械能守恒定律”。 (1)在固定纸带时，有图2所示的两种方式，其中更合理的是________（填“甲”或“乙”）； (2)实验中所用交流电源的周期为T，在纸带上确定计数点时，选取起始点为第1个计数点O，各计数点到O点的距离分别为h1、h2、h3、h4，纸带如图3所示。重物质量为m，当地重力加速度为g，重物在C点时的动能为________，重物由O点运动到C点时重力势能的减小量为________；（均用题中所给物理量符号表示） (3)记录各计数点到O点的距离h，各计数点的速度为v，以v2为纵坐标，h为横坐标，以所测数据描绘v2-h图像，求得图线斜率为k，若k近似等于________，则可认为验证了机械能守恒定律。 【答案】(1)甲 (2) (3)2g 【详解】（1）把纸带的一端剪成一个较窄的小纸条，然后固定在重物上，可以避免纸带松动带来的误差，简单易于操作，故甲更合理； （2）[1]根据匀变速直线运动规律可知，重物运动到C点的速度为 重物在C点时具有的动能 [2]重物由O点到C点的过程中，重力势能的减少量 （3）若机械能守恒，则有 解得 故在图像中，其斜率 5. （24-25高一下·浙江宁波·期末）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。 (1)实验室提供的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是______ A．天平及砝码 B．毫米刻度尺 C．直流电源 D．交流电源 (2)实验中得到如图乙所示的一条纸带（部分）。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、、，已知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，动能增加量______。 (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，计算对应计数点的重物速度v，得到如图丙所示的图像，由图像可求得当地的重力加速度g＝______（保留三位有效数字）。 【答案】(1)BD (2) (3)9.70 【详解】（1）A．验证机械能守恒定律，根据，不需要测出重物的质量，A错误； B．需要测出下落的高度和末速度，需要用毫米刻度尺测量纸带上的点的距离，B正确； CD．打点计时器需要用交流电源，C错误，D正确。 故选BD。 （2）B点的速度为 动能增加量为 （3）根据 有 图像的斜率为 解得 6. （24-25高一下·北京西城·期中）向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度、轨道半径r之间的关系，装置如图甲所示。两个变速塔轮通过皮带连接，变速塔轮自上而下有如图乙所示三种组合方式传动，左右每层半径之比由上至下分别为、和。 实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动，槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。 (1)在研究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是__________。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法 (2)某次实验中，把传动皮带调至第一层塔轮，将两个质量相等的钢球放在B、C位置，可探究向心力的大小与__________的关系； (3)为探究向心力和角速度的关系，应将质量相同的小球分别放在挡板__________处（选“A和B”、“A和C”、“B和C”）；传动皮带所套的左、右变速塔轮轮盘半径之比为，则左、右标尺显示的格子数之比为__________。 【答案】(1)A (2)半径r (3) A和C 【详解】（1）该实验运用了控制变量的思想方法。 故选A。 （2）把传动皮带调至第一层塔轮，塔轮半径相等，则角速度相等，将两个质量相等的钢球放在B、C位置，则钢球运动半径不同，探究向心力的大小与半径r的关系 （3）[1] 为探究向心力和角速度的关系，运动半径应相等，应将小球放在A和C [2] 传动皮带所套的左、右变速塔轮轮盘半径之比为，根据 可知角速度之比为1:3，根据向心力公式 可知左、右标尺显示的格子数之比为1:9 7. （24-25高一下·浙江·期末）用如题图所示的装置演示“影响向心力大小的因素”实验。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 (1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的 。 A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法 (2)皮带套左右两个塔轮的半径分别为，。某次实验使，则A、C两处小球的向心力大小之比为_________。 【答案】(1)C (2) 【详解】（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的控制变量法。 故选C。 （2）皮带套左右两个塔轮的传动方式属于皮带传动，所以 根据， 故 又由于， 所以 根据向心力 A、C两处小球的向心力大小之比为 8. （24-25高一下·浙江杭州·期末）某小组利用如图1所示的实验装置做“探究向心力大小的表达式”实验。 (1)为了探究向心力的大小与小球质量的关系，将两个质量不同的小球分别放到特定的位置，其中右边小球已经放好，如图1所示，则左边小球应放在图中的_______位置（选填“A”或“B”）；同时调整塔轮上皮带的位置，使得左右两边的塔轮半径_______（选填“相同”或“不相同”）。 (2)按第（1）问调整好仪器后，加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动，此时红白相间的标尺显示如图2所示，左边标尺上露出红白相间的等分格数为3格，右边为6格，则左边和右边两个小球的质量比应为_______。 【答案】(1) A 相同 (2)1：2 【详解】（1）[1][2]探究向心力的大小与小球质量的关系，要保持角速度和转动半径不变，改变小球的质量，则由右边小球已经放好的位置可知，左边小球应放在图中的A位置；同时调整塔轮上皮带的位置，使得左右两边的塔轮半径相同。 （2）因左右两边露出的格数之比为3:6，可知向心力之比为1:2；根据F=mω2r可知，左边和右边两个小球的质量比应为1:2。 9. （24-25高一下·浙江·期末）某同学设计了一个研究平抛运动的实验，实验装置示意图如图甲所示。A板是平铺在水平地面的木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽（图甲中的、、，…），相邻两插槽的间距均为d。把覆盖复写纸的方格纸铺贴在硬板B上。实验时依次将B板插入A板的、、、…插槽中，每次让小球从斜轨上同一位置由静止释放。每打完一点后，把B板插入后一插槽中。 (1)实验时斜轨______（填“需要”或“不需要”）确保光滑，斜轨末端______（填“需要”或“不需要”）确保水平，每次让小球从斜轨上同一位置由静止释放是为了保证小球每次抛出的初速度相同。 (2)实验中小球在方格纸上依次打下的位置如图乙中的a、b、c、d所示，已知方格纸的每小方格的边长为L，当地重力加速度大小为g，则小球在空中运动水平距离d时所用的时间______（用g、L表示）。 【答案】(1) 不需要 需要 (2) 【详解】（1）[1][2] 实验时，为了保证小球每次抛出的初速度相同，每次让小球从斜轨上同一位置由静止释放，但斜轨不需要光滑；为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，斜轨末端需要确保水平。 （2）竖直方向根据 可得小球在空中运动水平距离d时所用的时间为 10. （24-25高一下·浙江温州·期末）某同学用图1所示的装置“探究平抛运动的特点”。 (1)利用该装置进行实验探究时，下列器材不需要的是______。 A．坐标纸 B．重锤线 C．弹簧测力计 D．天平 (2)用图1装置进行实验，下列说法正确的是______。 A．每次小钢球应从同一位置由静止释放 B．斜槽轨道M的末端必须保持水平且光滑 C．每次上下调节挡板N时必须等间距移动 D．画轨迹时应将所有描出的点用平滑的曲线连接起来 (3)图2是实验过程中所记录的三个点迹A、B、C，图中小方格的边长为5cm，则小钢球从轨道末端抛出的初速度大小______m/s。（结果保留2位有效数字） 【答案】(1)CD (2)A (3)1.5 【详解】（1）研究平抛物体的运动实验时，需要坐标纸，便于确定小球在不同时刻的位置，画出小球平抛运动的轨迹图；还需要重锤线，确定竖直方向。不需要弹簧测力计测力的大小，也不需要天平测质量。 故选CD。 （2）AB．为了保证每次小球抛出的速度相同，每次小钢球应从同一位置由静止释放，但斜槽轨道不需要光滑；为了保证小球抛出的速度处于水平方向，斜槽轨道的末端必须保持水平，故A正确，B错误； C．每次上下调节挡板N时不需要等间距移动，故C错误； D．画轨迹时应先舍去误差较大的点，将剩下的点用平滑的曲线连接起来，故D错误。 故选A。 （3）由图2，竖直方向根据 可得 水平方向有 可得小钢球从轨道末端抛出的初速度大小为 1. （24-25高一下·浙江温州·期末）某同学用图1所示的装置“探究平抛运动的特点”。 (1)利用该装置进行实验探究时，下列器材不需要的是________。（多选） A．坐标纸 B．重锤线 C．弹簧测力计 D．天平 (2)用图1装置进行实验，下列说法正确的是________。 A．每次小钢球应从同一位置由静止释放 B．斜槽轨道M的末端必须保持水平且光滑 C．每次上下调节挡板N时必须等间距移动 D．画轨迹时应将所有描出的点用平滑的曲线连接起来 (3)图2是实验过程中所记录的三个点迹A、B、C，图中小方格的边长为5cm，则小钢球从轨道末端抛出的初速度大小v0=________m/s。（结果保留2位有效数字） 【答案】(1)CD (2)A (3)1.5 【详解】（1）研究平抛物体的运动实验时，需要坐标纸，便于确定小球在不同时刻的位置，画出小球平抛运动的轨迹图；还需要重锤线，确定竖直方向。不需要弹簧测力计测力的大小，也不需要天平测质量。 故选CD。 （2）AB．为了保证每次小球抛出的速度相同，每次小钢球应从同一位置由静止释放，但斜槽轨道不需要光滑；为了保证小球抛出的速度处于水平方向，斜槽轨道的末端必须保持水平，故A正确，B错误； C．每次上下调节挡板N时不需要等间距移动，故C错误； D．画轨迹时应先舍去误差较大的点，将剩下的点用平滑的曲线连接起来，故D错误。 故选A。 （3）由图2，竖直方向根据 可得 水平方向有 可得小钢球从轨道末端抛出的初速度大小为 2. （24-25高一下·浙江·期末）某探究小组利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中为电源（内阻不计），为定值电阻，为电容器，为毫安表，为数字电压表（内阻近似无穷大）。操作时，先把开关接1，待稳定后，再把开关接2。 (1)开关接2后，中电流方向______________________（填“自左向右”或“自右向左”）。 (2)关于充电过程，下列说法正确的是______________________ A．电流表的示数逐渐增大，后保持不变 B．电压表的示数逐渐增大，后保持不变 C．充电完毕，电流表的示数为零 D．充电完毕，电压表的示数为零 (3)图甲中直流电源电动势，实验前电容器不带电。现将图甲电路中的电流表换为电流传感器，并与计算机相连，测得当电容器充电、放电时，电流随时间变化的曲线如图乙所示。计算机测得图像中的阴影面积，则该电容器的电容为______________________F（保留两位有效数字）。 【答案】(1)自右向左 (2)BC (3)0.15 【详解】（1）电容器的下极板带正电，上极板带负电，则中电流方向为自右向左。 （2）AC．充电过程中，电流逐渐减小，充电完毕，电流为零，故A错误，C正确； BD．充电过程中，电容两端的电压逐渐增大，充电完毕后，电压保持不变，故B正确，D错误。 故选BC。 （3）图像中的阴影面积表示电容器的充电电荷量，即 由 且可知，充电后 解得 3. （24-25高一下·浙江温州·期末）某学习小组在做“用电流传感器观察电容器的放电过程”实验。实验器材如下：电池E、电容器C、电阻箱R、计算机、电流传感器、单刀双掷开关S以及导线若干。 (1)甲同学利用所给器材设计了如图1所示的实验电路。将开关S与“2”端相连，电源向电容器充电。充电完成后将开关S由“2”掷向“1”，电容器通过电阻箱放电。放电过程中电流传感器检测到的电流方向是______。（选填“a→b”或“b→a”） (2)电容器放电过程中，传感器将电流信息输入电脑，屏幕上会显示出电流随时间变化的图像，下面正确的是______。 A． B． C． D． 【答案】(1)a→b (2)B 【详解】（1）将开关S与“2”端相连，电源向电容器充电，由电路图可知，上极板带正电，下极板带负电。充电完成后将开关S由“2”掷向“1”， 电容器通过电阻箱放电，则放电过程中电流传感器检测到的电流方向是a→b。 （2）电容器放电过程中，根据欧姆定律可得 可知随着电容器所带电荷量减小，放电电流逐渐减小；且 可知图像的切线斜率绝对值逐渐减小。 故选B。 4. （24-25高一下·浙江宁波·期末）图示为研究电容器的实验装置。 (1)图甲中，保持平行板电容器所带的电荷量不变，固定B板不动。保持A板与B板的正对面积不变，将A板向左移动，静电计指针张角______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (2)某同学用如图乙所示的电路观察电容器的充放电现象，实验器材有电源E（内阻不计），电容器C，电压表V（可视为理想电压表），定值电阻R，电流传感器（内阻不计），计算机，单刀双掷开关S，导线若干。 （ⅰ）将S接1，电压表示数逐渐增大，最后稳定在6V。在此过程中，电流传感器的示数______ A．一直稳定在某一数值 B．由某一数值逐渐减小为零 C．先逐渐增大，后逐渐减小为零 D．先逐渐增大，后逐渐减小至某一非零数值 （ⅱ）电容器充电完成后，电容器______极板带正电（选填“上”或“下”），再将S接2，通过传感器将电流信息传入计算机，画出电流随时间变化的I-t图像，如图丙，t＝1.2s时，I＝1.0mA，图中两阴影部分的面积之比为，则t＝1.2s时，电容器两极板间电压______V，定值电阻R＝______kΩ。（结果均保留2位有效数字） 【答案】(1)变大 (2) B 上 2.4 2.4 【详解】（1）将A板向左移动，板间距d变大，电容减小，电量不变，则增大，所以静电计指针张角变大。 （2）（ⅰ）[1]开关接1时，电容器充电，根据电容器充电的特点，当电路刚接通后，电流表示数从0突然增大到某一最大值，然后随着电容器的不断充电，电路中的充电电流在减小，当充电结束电路稳定后，此时电路相当于开路，电流为0，故ACD错误，B正确。 故选B。 （ⅱ）[2]由于电容器的上极板与电源正极相连，因此电容器充电完成后电容器上极板带正电； [3][4]由于I-t图线的面积表示电荷量，则 充电结束后，电容器两端电压 根据电容器的定义式，因此 代入数据解得 t=1.2s时I=1.0mA，可知此时电容器两端的电压为 代入数据联立解得 5. （23-24高一下·浙江宁波·期末）某小组利用图甲的装置做验证机械能守恒定律实验： (1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是______（单选）； A．220V交流电源 B．约8V交流电源 C．秒表 (2)在正确操作后打出多条点迹清晰的纸带中，应选取相邻点间距之差最接近______mm的纸带进行测量。 (3)某次实验中，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，如图乙所示。O、A、B、C、D、E和F为连续打下的点。从图中读出OD两点间的距离为______cm。 (4)已知电源频率为50Hz，则打D点时纸带运动的速度为______m/s。（结果保留2位有效数字）。 (5)比较发现的大小，出现这一结果的原因可能是______（单选）。 A．工作电压偏高 B．存在空气阻力和摩擦力 C．实际打点频率小于50Hz 【答案】(1)B (2)4 (3)7.80 (4)1.4 (5)C 【详解】（1）电磁打点计时器的工作电源为约8V交流电源，打点计时器可以计时，不需要秒表。 故选B。 （2）由逐差法有 即应选取相邻点间距之差最接近的纸带进行测量。 （3）由图乙可知，刻度尺的最小刻度为，读数时要估读到最小刻度下一位，则OD两点间的距离为。 （4）打D点时纸带运动的速度为 （5）A.工作电压偏高会导致打出的点为短线，不会导致动能增加量大于重力势能减小量，故A不符合题意； B．空气阻力和摩擦力会导致重力势能减小量大于动能增加量，故B不符合题意； C．若打点频率小于50Hz，说明每两个点之间的时间间隔大于0.02s，但计算时所用的时间仍然是0.02s，会导致速度的测量值偏大，出现动能增加量大于重力势能减小量的情况，故C符合题意。 故选C。 6. （24-25高一下·浙江·期末）小王在实验室里利用自由落体运动来验证机械能守恒定律 (1)图甲是小王释放纸带瞬间的照片，指出操作或装置不合理之处：_______________________；（答出一点即可） (2)正确操作后，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带（局部），并标记计数点，如图乙所示。已知交流电频率为50Hz，重物质量为300g，当地重力加速度。则打7点时，重物的速度大小_________m/s：O点到7点重物减小的重力势能___________J；（计算结果都保留3位有效数字） 【答案】(1)纸带应竖直放置/重锤没有靠近打点计时器 (2) 1.70 【详解】（1）验证机械能守恒定律实验中，纸带释放前纸带应该笔直的穿过打点计时器，以减小纸带与打点计时器间的摩擦力影响，同时重物应该紧靠打点计时器。故错误为纸带应竖直放置或重锤没有靠近打点计时器。 （2）[1]根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔 根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得 [2]O点到7点重物减小的重力势能 7. （24-25高一下·浙江台州·期末）采用如图甲的装置做“验证机械能守恒定律”实验。 (1)除铁架台（含铁夹）、带夹子的重物、电磁打点计时器、纸带、刻度尺、导线及开关外，下列器材中还需用到的是______________________ A．秒表 B．弹簧秤 C．干电池若干节 D．交流电源 (2)下列做法中合理的是______________________ A．打点计时器的两个限位孔应处于同一竖直线 B．只用手托住重物由静止释放 C．处理纸带时须每隔4个点确定一个计数点 D．根据计算重物在时刻的速度 (3)小明用图甲所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图乙所示。点是打下的第一个点，、、和为另外4个连续打下的点。已知交流电频率为，重物质量为，当地重力加速度，则从点到点，重物的重力势能变化量的绝对值_________J（结果保留3位有效数字）、点的动能。比较与的大小，出现这一结果的原因可能是______________________ A．工作电压偏高    B．存在空气阻力和摩擦力    C．接通电源前释放了纸带 (4)这个实验中的关键步骤是对瞬时速度的测量。除了打点计时器方案以外，请你写出至少两种其他测速实验方案_______。 【答案】(1)D (2)A (3) 0.542/0.543/0.544/0.545/0.546/0.547/0.548/0.549/0.550 C (4)光电门测速，频闪照相测速，拍照曝光留痕测速，利用平抛测速 【详解】（1）除铁架台（含铁夹）、带夹子的重物、电磁打点计时器、纸带、刻度尺、导线及开关外，因打点计时器需要交流电源，则下列器材中还需用到的是交流电源D，不需要干电池C。该实验中打点计时器本身就是计时仪器，则不需要秒表，也不需要弹簧秤。故选D。 （2）A．打点计时器的两个限位孔应处于同一竖直线，以减小纸带与限位孔之间的摩擦，选项A正确； B．应该用铁夹夹住纸带的上方，然后由静止释放，选项B错误； C．处理纸带时不一定每隔4个点确定一个计数点，选项C错误； D．若根据计算重物在时刻的速度就相当间接应用了机械能守恒定律，这样就失去了验证的价值，应该用一段时间的平均速度近似等于该时间中间时刻的瞬时速度求解某时刻的速度，选项D错误。 故选A。 （3）[1]从点到点，重物的重力势能变化量的绝对值 [2]比较与的大小，动能增加量大于重力势能减小量，则出现这一结果的原因可能是 A．工作电压偏高，打点周期不变，不会产生误差，选项A错误； B．存在空气阻力和摩擦力会导致动能增加量小于重力势能减小量，选项B错误； C．接通电源前释放了纸带，即打第一个点时已经有了速度，则会导致动能增加量大于重力势能减小量，选项C正确。 故选C。 （4）其他测速实验方案：光电门测速，频闪照相测速，拍照曝光留痕测速，利用平抛测速。 8. （24-25高一下·浙江绍兴·期末）在“验证机械能守恒定律”实验中： (1)下列操作正确的是______。 A． B． C． (2)下列说法正确的是______。 A．安装打点计时器时，两个限位孔的中心连线必须在同一竖直线上 B．根据计算重物在t时刻的速度 C．进行数据处理时，为计算方便，纸带上需要每隔4个打点选取一个计数点 D．可以利用公式来计算打第n点时重物的速度 (3)某次实验得到如图所示的一条纸带，已知交流电频率为50Hz，重物质量为200g，当地重力加速度，则从O点（O点为纸带上的第一个点）到C点，重物的重力势能变化量的绝对值______J（计算结果保留3位有效数字），C点的动能，比较与的大小，出现这一结果的原因可能是______。 A．工作电压偏高        B．存在空气阻力和摩擦力        C．接通电源前释放了纸带 (4)另一组同学用纸带的数据求出重力加速度，并用此g值计算得出纸带中某段过程重物的重力势能减小值为0.579J，另计算得动能增加值为0.570J，则该结果______（选填“能”或“不能”）验证机械能守恒定律。 【答案】(1)B (2)A (3) 0.547 C (4)不能 【详解】（1）为了充分利用纸带，并减小阻力的影响，释放纸带前应用手拉着纸带的上端，使重锤靠近打点计时器，然后接通打点计时器电源，再松手释放纸带。故选B。 （2）A．安装打点计时器时，两个限位孔必须处于同一竖直线上，以减小下落时纸带受到的阻力，A正确； C．实验中重物下落速度快，记录下的打点少，以真实的打点作为计数点，C错误； BD．不可以根据和公式来计算速度，应用中间时刻的瞬时速度等于平均速度来计算某时刻的瞬时速度，BD错误。 故选A。 （3）[1]重物的重力势能变化量的绝对值 [2]工作电压偏高不会影响实验的误差，存在摩擦力会使重力势能的减少量大于动能的增加量，只有提前释放了纸带，纸带的初速度不为零，下落到同一位置的速度偏大才会导致动能的增加量大于重力势能的减少量，故选C。 （4）该结果不能验证机械能守恒定律，理由是该同学求出的9.77m/s是重锤受到空气阻力时做匀加速运动的加速度，不是当地的重力加速度，0.579J也不是重力势能的减少量。没有当地的重力加速度的数值，无法求出重力势能的减少量，所以无法验证机械能守恒定律。 9. （24-25高一下·浙江杭州·期末）某研究小组利用如图1所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”。 (1)该实验用到的电火花计时器应使用_______电源（选填“交流”或“直流”）。 (2)关于该实验，下列说法正确的是_______。 A．小车应靠近打点计时器，先释放小车后接通电源 B．选择计数点时，必须从纸带上第一个点开始 C．改变小车质量之后，不需要重新补偿阻力 (3)如图2是本实验得到的一条纸带，已知打点计时器所用的电源频率为50Hz，每5个点取一个计数点，则该小车匀变速直线运动的加速度_______（计算结果保留两位有效数字）。 (4)该小组想利用如图1所示的装置，在正确补偿阻力后，用来验证小车和槽码的机械能是否守恒，他们的做法_______（选填“可行”或“不可行”）。 【答案】(1)交流 (2)C (3)0.46 (4)不可行 【详解】（1）电火花计时器应使用交流电源； （2）A．小车应靠近打点计时器，应先接通电源后释放小车，故A错误； B．选择计数点可舍掉前面点迹模糊的，不用从第一个点开始，故B错误； C．平衡摩擦力后有 可知质量变化不影响，故无需重新平衡，故C正确。 故选C。 （3）由于每5个点取一个计数点，可知相邻计数点时间间隔为t=0.1s，逐差法可知 （4）验证机械能守恒需只有重力做功，本实验中存在摩擦力做功（虽平衡摩擦力，但仍有摩擦），故机械能不守恒，所以不可行。 10. （24-25高一下·浙江嘉兴·期末）图1、图2分别是实验“验证机械能守恒定律”两种不同方案的装置示意图。 (1)图1中已接通电源，将要释放纸带，操作的不当之处是______ A．没有用手托着重锤 B．重锤没有靠近打点计时器 C．纸带放置在复写纸下面 (2)已知图1所用电源的频率为50Hz，图3是某次实验得到的纸带信息，打下点6时纸带的速度大小为______m/s（结果保留3位有效数字）。 (3)图2实验中，部分实验步骤如下： A．将气垫导轨调至水平； B．在导轨的单脚螺丝下垫上一定厚度的垫片，让滑块从最高处由静止开始下滑，用数字计时器测出滑块依次经过光电门1和2时，遮光条的遮光时间和； C．取下垫片，测量所用垫片的厚度h； D．用刻度尺测量单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离l； 为验证滑块的机械能守恒，还必须测量的物理量是______（多选） A．遮光条的宽度d B．滑块和遮光条的总质量M C．光电门1和2之间的距离x (4)图2实验中，已知当地重力加速度为g，若滑块的机械能守恒，应满足怎样的关系？______（用题（3）、题（4）中相关的物理量字母表示）。 【答案】(1)B (2)1.69/1.70/1.71 (3)AC (4) 【详解】（1）图1中已接通电源，将要释放纸带，操作的不当之处是：重锤没有靠近打点计时器。 故选B。 （2）电源的频率为50Hz，打点周期 打下点6时纸带的速度 （3）必须测量遮光条的宽度d和光电门1和2之间的距离x，而滑块和遮光条的总质量M在公式中可以约去，不是必须测量的物理量。 故选AC。 （4）若滑块的机械能守恒，物体减少的重力势能转化为动能，有 化简可得 1. （24-25高一下·浙江丽水·期末）(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”、“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”、“验证机械能守恒定律”三个实验中都必须要用到的器材是 （多选） A． B． C． D． (2)利用图甲所示的实验装置做相关的力学实验，下列说法正确的是（　　） A．“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，需要补偿阻力 B．利用该实验装置，补偿阻力后能用来做“验证机械能守恒定律”实验 C．“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，需要补偿阻力 (3)某同学利用图乙装置测量当地的重力加速度，已知打点计时器打点频率为50Hz，打出纸带如丙图所示。测得重力加速度大小为______m/s2。（结果保留三位有效数字） (4)甲乙两组同学按图甲各自独立正确探究了加速度与物体质量的关系。他们都以小车和钩码的质量之和(M+m)为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到图像如图丁所示，由图像可判断甲组所用的砝码质量______乙组砝码质量（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】(1)AD (2)C (3)9.75 (4)小于 【详解】（1）AD．三个实验中都必须要用到打点计时器和刻度尺。用打点计时器测量物体的运动时间，用刻度尺测量物体的运动位移，AD正确； B．三个实验都不需要弹簧测力计，B错误； C．在“探究小车速度随时间变化的规律”和“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”两个实验中都不需要重锤，C错误。 故选AD。 （2）A. “探究小车速度随时间变化的规律”实验中，不需要测量小车所受到的合外力，所以不需要补偿阻力，A错误； B. 利用该实验装置，补偿阻力后也不能用来做“验证机械能守恒定律”实验。因为补偿阻力后，小车在斜面上运动，小车运动过程中，重力势能发生变化，小车重力势能的变化量不易测量，所以不能用该装置验证机械能守恒定律，B错误； C. “探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，需要测量小车所受到的合外力，需要补偿阻力，C正确； 故选C。 （3）重力加速度大小为 （4）根据牛顿第二定律得 解得 斜率为 斜率越大，m越小。甲组所用的槽码质量小于乙组槽码质量。 2. （24-25高一下·浙江金华·期末）用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。 重锤从高处由静止开始落下，重锤拖着的纸带通过打点计时器打下一系列的点。挑出点迹清晰的一条纸带，从点迹清晰处依次标出计数点，如图乙。 (1)观察纸带，连接重锤的夹子夹在纸带的__________端（选填“左”或“右”）； (2)打点计时器接在频率为的交流电源上，打下“13”这个点时重锤的瞬时速度大小是__________m/s；（保留三位有效数字） (3)某同学用两个形状相同、质量不同的重锤a和b进行实验，作出如图丙所示，由图像可知，a的质量__________（选填“大于”或“小于”）b的质量。 【答案】(1)左 (2)3.34 (3)大于 【详解】（1）观察纸带，从左到右点间距逐渐增加，可知连接重锤的夹子夹在纸带的左端； （2）打下“13”这个点时重锤的瞬时速度 （3）两重物形状相同，则受阻力相同，设为f，则重物下落的加速度 可得 即 因a斜率较大，可知a的质量较大。 3. （24-25高一下·浙江绍兴·期末）在“探究向心力大小的表达式”的实验中，所用实验器材如图所示，选择两个体积、质量相等钢球置于A、C位置（图中已标出）， (1)下列说法正确的是______。（多选） A．该实验用到的最主要的方法是等效替代法 B．图中是为了探究向心力与角速度之间的关系 C．可以通过调节装置两侧皮带与塔轮的连接方式，来探究向心力与半径之间的关系 D．随着手柄转速的逐渐增加，左右两侧标尺的示数会变大，示数比值不变 (2)本实验______测得向心力的具体数值。（选填“需要”或“不需要”） 【答案】(1)BD (2)不需要 【详解】（1）A．在“探究向心力大小的表达式”的实验中，需要先控制某些量不变，探究其中的两个物理量的关系，即用控制变量法，故A错误； B．两个钢球的质量相等，转动的半径相同，此时可研究向心力的大小与角速度的关系，故B正确； C．可以通过调节装置两侧皮带与塔轮的连接方式，来探究向心力与角速度之间的关系，故C错误； D．若增大手柄转动的速度，则有两钢球所需的向心力都增大，左右两标尺的示数将变大，根据 可知向心力之比不变，即两标尺示数的比值不变，故D正确。 故选BD。 （2）本实验只需验证向心力之比等于角速度的平方比即可，左右两侧标尺的示数即可代替向心力的数值，故不需要测得向心力的具体数值。 4. （24-25高一下·浙江金华·期末）某实验小组用图示装置操作“探究小车加速度与力、质量的关系”（甲图）和“探究向心力表达式”（乙图）两个实验。 (1)两个实验都用到的研究方法是__________ A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想模型法 (2)甲图中，下列说法正确的是__________（多选） A．改变小车总质量，需要重新平衡阻力 B．将电火花计时器接到输出电压为的交流电源上 C．调节滑轮高度，使牵引小车的细线跟长木板保持平行 D．释放时，小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车 (3)丙图是“探究向心力表达式”实验装置的俯视图，丁图是实验数据记录表，其中、分别是两实验小球的质量，、分别是变速塔轮的半径，、分别是小球受到的向心力，则丁图①空中__________。 、的比值 、的比值 、的比值 1 1:1 1:1 2:1 2 1:1 2:1 1:2 3 1：1 ① 2：9 【答案】(1)A (2)CD (3)3:1 【详解】（1）根据实验原理可知，两个实验都用到的研究方法是控制变量法。 故选A。 （2）A．实验前要平衡摩擦力，然后每次改变小车质量时，不需要再次平衡摩擦力，故A错误； B．将电火花计时器接到输出电压为220V的交流电源上，故B错误； C．调节滑轮高度，使牵引小车的细线跟长木板保持平行，从而确保绳子拉力不变，故C正确； D．释放时，小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，故D正确； 故选CD。 （3）a、b两个轮塔通过皮带连接，则a、b的线速度大小相等，根据可知，第1组数据钢球与轮塔的角速度之比为1:1，根据可知，小球运动半径之比为2:1； 根据与第3组数据向心力比值可知，角速度之比为1:3，根据可知，此时塔轮半径之比为3:1。 5. （24-25高一下·浙江嘉兴·期末）在“探究向心力大小与角速度、运动半径、质量的关系”实验中，使用的向心力演示仪如图1所示，部分结构简化示意图如图2所示。挡板B、C到转轴距离均为R，挡板A到转轴距离为2R，塔轮①、④半径相同。 (1)实验时，______； A．转速应从快到慢 B．小球转动快慢通过目视控制 C．调整塔轮上的皮带时，应先调整一边塔轮，再调整另一边 (2)“探究向心力大小与运动半径的关系”时，可将传动皮带套在①④塔轮上，将质量相同的小球分别放在挡板上的______； A．A与B B．B与C C．A与C (3)“探究向心力的大小与角速度的关系”时，可以将皮带套在______塔轮上。（选填“①④”或“②⑤”） 【答案】(1)BC (2)C (3)②⑤ 【详解】（1）AB．实验时小球转动的快慢应通过目视控制，不能太快也不能太慢，故A错误，B正确； C．调整塔轮上的皮带时，应先调整一边塔轮，再调整另一边，故C正确。 故选BC。 （2）“探究向心力大小与运动半径的关系”时，应控制小球的质量相同、转动的角速度相同（即控制变速塔轮的半径相同），改变小球做圆周运动的半径，故将质量相同的小球分别放在挡板上的A和C位置。 故选C。 （3）“探究向心力的大小与角速度的关系”时应控制小球的质量和转动的半径相同，改变小球做圆周运动的角速度，即将小球放在不同半径的变速塔轮上，故选填②⑤。 6. （24-25高一下·浙江台州·期末）某同学用向心力演示器进行实验，实验情景如甲、乙图所示。 (1)探究向心力大小与质量关系，皮带连接的塔轮应选择图乙中的______________（填“第一层”、“第二层”或“第三层”）。 (2)探究向心力大小与角速度关系，塔轮选择了乙图中的第三层，转动手柄时左右标尺露出的格子数之比为1：9，则实验中第三层左右塔轮的半径之比为______________________。 【答案】(1)第一层 (2)3：1 【详解】（1）探究向心力大小与质量关系，需控制角速度和转动半径相同。根据，要使相同，需让塔轮边缘线速度相同，即应选择半径相同的塔轮，所以皮带连接的塔轮应选择图乙中的第一层（第一层两个塔轮半径相同）。 （2）探究向心力大小与角速度关系，需控制质量和转动半径相同。根据向心力公式，左右标尺露出格子数之比为，即向心力之比 质量和转动半径相同，则 可得 又因为塔轮边缘线速度相同（皮带传动），根据，，则 故，则实验中第三层左右塔轮的半径之比为3：1。 7. （24-25高一下·浙江金华·期末）某同学用甲、乙所示器材研究平抛运动的规律。 (1)下列说法正确的是__________（多选） A．甲实验时应注意用耳朵听A、B两球是否同时落地 B．甲实验可以得出平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动 C．乙实验时应确保两小球从相对斜槽的同一位置同时开始运动 D．乙实验应确保斜槽尽量光滑 (2)用图丙装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上点静止滚下，撞击挡板留下点迹0，将挡板依次水平向右移动，重复实验，挡板上留下点迹1、2、3、4。以点迹0为坐标原点，竖直向下建立坐标轴，各点迹坐标值分别为、、、。测得钢球直径为，则钢球平抛初速度为__________。 A． B． C． 【答案】(1)AC (2)C 【详解】（1）A．为保证准确性，甲实验时应注意用耳朵听A、B两球是否同时落地，选项A正确； B．甲实验中两球总是同时落地，说明两球在竖直方向的运动完全相同，可以得出平抛运动竖直方向做自由落体运动，不能得出水平方向做匀速直线运动的结论，选项B错误； C．乙实验时应确保两小球从相对斜槽的同一位置同时开始运动，以保证两球到达底端时速度相同，选项C正确； D．乙实验斜槽是否光滑对实验无影响，选项D错误。 故选AC。 （2）竖直方向 水平方向 可得 或者竖直方向 水平方向 可得 故选C。 8. （24-25高一下·浙江丽水·期末）(1)“探究平抛运动的特点”实验可以有多种方案，如图甲是用频闪相机拍下了三个小球同时从O点开始运动：A球做初速度为的平抛运动，B球做自由落体运动，C球（穿在水平光滑杆上）以速度做水平匀速运动。则______ A．甲图A球和C球进行对比与乙图研究的是同一个问题 B．甲图A球和B球进行对比与乙图研究的是同一个问题 (2)用传感器和计算机可以方便地一次性描出做平抛运动的物体的轨迹，实验装置如图丙。图丁是某次实验计算机描出的平抛运动轨迹。 ①图丁说明______； A、小球未从同一位置静止释放     B、小球与斜槽有摩擦     C、斜槽末端未调水平 ②调整好后再次实验时，小球______从同一位置静止释放。（填“需要”或“不需要”） (3)某同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图戊所示的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为，则该小球做平抛运动初速度大小，______m/s。（本题g取）（结果保留三位有效数字） 【答案】(1)A (2) C 不需要 (3)1.96 【详解】（1）由题可知，图甲中A球做平抛运动，C球在光滑水平杆上以相同的初速度做匀速直线运动，目的是为了验证平抛运动的水平方向运动是否为匀速直线运动。B球做自由落体运动，目的是为了验证平抛运动的竖直方向运动是否为自由落体运动。对图乙，P球和Q球从相同轨道的同一高度滑下，两球脱离轨道后水平速度相同，Q球在光滑的水平面上做匀速直线运动，而P球做平抛运动，目的是为了验证平抛运动的水平方向运动是否为匀速直线运动。因此甲图A球和C球进行对比与乙图研究的是同一个问题。 故选A。 （2）[1]由图丁可知，小球的初速度方向不是水平的，造成这种现象的原因是斜槽末端未调水平。 故选C。 [2]由于该实验是用传感器和计算机一次性描出做平抛运动物体的轨迹，只需小球做平抛运动即可，因此调整好后再次实验时，不需要让小球从同一位置释放。 （3）相邻两个小球的时间间隔 小球做平抛运动初速度 9. （24-25高一下·浙江·期末）某学习小组在做“用电流传感器观察电容器的放电过程”实验。实验器材如下：电池（电源电压为，内阻不计）、电容器、电阻箱、计算机、电流传感器（内阻不计）、单刀双掷开关S以及导线若干。 (1)甲同学利用所给器材设计了如图1所示的实验电路。将开关S与“2”端相连，电源向电容器充电，直至充电完成。关于电容器充电过程中两极板间电压与时间的图像，下面正确的是________。 A． B． C． D． (2)将电阻箱的阻值调为，开关S由“2”掷向“1”，电容器通过电阻箱放电。放电过程中电容器两端电压始终等于电阻箱两端电压，传感器将电流信息输入电脑，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图2所示。时，，图中、区域面积相等，则可表示为________。 A． B． C． D． (3)将电阻箱的阻值调为（），其他条件不变，重做实验。设第1次和第2次实验中，电容器放电过程的图线与坐标轴围成的面积分别为和，放电时间分别为和，则有________。（多选） A． B． C． D． 【答案】(1)C (2)A (3)AD 【详解】（1）将开关S与“2”端相连，电源向电容器充电，根据电容定义式 可得 可知随着极板所带的电荷量的增加，两极板间电压逐渐增大；且 由于充电时，电流逐渐减小，所以图像的切线斜率逐渐减小；当充电结束时，电压保持不变。 故选C。 （2）充电完毕时，板间电压等于，则有 由题意可知时刻，此时电容器所带电荷量为 则此时电容器板间电压为 根据欧姆定律可得 故选A。 （3）将电阻箱的阻值调为（），其他条件不变，重做实验；根据，可知图线与坐标轴围成的面积表示电容器充完电后所带的电荷量，则有 由于，可得第二次实验放电电流较小，则第二次实验放电时间较长，即有。 故选AD。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 实验探究 核心必练+进阶提升+培优冲刺 三层突破 1. （24-25高一下·浙江温州·期末）某同学用图1所示的实验装置完成“验证机械能守恒定律”。 (1)关于实验操作，下列说法正确的是______。 A．先释放纸带，再接通电源 B．用手托住重物由静止释放 C．重物初始位置靠近打点计时器 D．打点计时器两个限位孔处于同一竖直线上 (2)实验中所用交流电源的周期为T，在纸带上确定计数点时，选取起始点为第1个计数点O，各计数点到O点的距离分别为，纸带如图2所示。重物质量为m，当地重力加速度为g，重物在C点时的动能为______，重物由O点运动到C点时重力势能的减小量为______。（均用题中所给物理量符号表示） 2. （24-25高一下·浙江·期末）某兴趣小组的几位成员做“验证机械能守恒定律”的实验，所用打点计时器的打点周期为0.02s。 如图所示是某次实验中经正确操作得到的一条纸带（局部），把第一个点（初速度为零）记作O点，测出点O、A间的距离，点A、C间的距离，点C、E间的距离，已知当地重力加速度为9.8m/s2，重物的质量为m=1.0kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重物动能的增加量为________J，重力势能的减少量为________J。（结果均保留两位小数） 3. （24-25高一下·浙江宁波·期末）在做验证机械能守恒定律的实验中，重物从高处由静止开始下落，重物上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上点迹间的距离进行测量，可验证机械能守恒定律。 (1)本实验中，不同组学生在操作过程中出现如图的四种情况，其中操作正确的是______。 A． B． C． D． (2)关于本实验，下列说法正确的是（　　） A．应选择质量大、体积小的重物进行实验 B．释放纸带之前，先接通电源 C．先释放纸带，后接通电源 D．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度 (3)实验中，用打点计时器打出一条纸带，截取其中一段如图乙所示，选取连续打出的点A、B、C、D、E为计数点，各计数点间距离己在图上标出，单位为cm，C点离刚释放时打下的O点的距离为50.00cm，O点未在图中标出。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，重物质量200g，从释放到打下C点，重物减少的重力势能为______J，打下C点时，重物的动能大小为______J（以上两空结果保留2位有效数字，g取）。 4. （24-25高一下·浙江温州·期末）某同学用图1所示的实验装置完成“验证机械能守恒定律”。 (1)在固定纸带时，有图2所示的两种方式，其中更合理的是________（填“甲”或“乙”）； (2)实验中所用交流电源的周期为T，在纸带上确定计数点时，选取起始点为第1个计数点O，各计数点到O点的距离分别为h1、h2、h3、h4，纸带如图3所示。重物质量为m，当地重力加速度为g，重物在C点时的动能为________，重物由O点运动到C点时重力势能的减小量为________；（均用题中所给物理量符号表示） (3)记录各计数点到O点的距离h，各计数点的速度为v，以v2为纵坐标，h为横坐标，以所测数据描绘v2-h图像，求得图线斜率为k，若k近似等于________，则可认为验证了机械能守恒定律。 5. （24-25高一下·浙江宁波·期末）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。 (1)实验室提供的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是______ A．天平及砝码 B．毫米刻度尺 C．直流电源 D．交流电源 (2)实验中得到如图乙所示的一条纸带（部分）。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、、，已知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，动能增加量______。 (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，计算对应计数点的重物速度v，得到如图丙所示的图像，由图像可求得当地的重力加速度g＝______（保留三位有效数字）。 6. （24-25高一下·北京西城·期中）向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度、轨道半径r之间的关系，装置如图甲所示。两个变速塔轮通过皮带连接，变速塔轮自上而下有如图乙所示三种组合方式传动，左右每层半径之比由上至下分别为、和。 实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动，槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。 (1)在研究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是__________。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法 (2)某次实验中，把传动皮带调至第一层塔轮，将两个质量相等的钢球放在B、C位置，可探究向心力的大小与__________的关系； (3)为探究向心力和角速度的关系，应将质量相同的小球分别放在挡板__________处（选“A和B”、“A和C”、“B和C”）；传动皮带所套的左、右变速塔轮轮盘半径之比为，则左、右标尺显示的格子数之比为__________。 7. （24-25高一下·浙江·期末）用如题图所示的装置演示“影响向心力大小的因素”实验。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 (1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的 。 A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法 (2)皮带套左右两个塔轮的半径分别为，。某次实验使，则A、C两处小球的向心力大小之比为_________。 8. （24-25高一下·浙江杭州·期末）某小组利用如图1所示的实验装置做“探究向心力大小的表达式”实验。 (1)为了探究向心力的大小与小球质量的关系，将两个质量不同的小球分别放到特定的位置，其中右边小球已经放好，如图1所示，则左边小球应放在图中的_______位置（选填“A”或“B”）；同时调整塔轮上皮带的位置，使得左右两边的塔轮半径_______（选填“相同”或“不相同”）。 (2)按第（1）问调整好仪器后，加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动，此时红白相间的标尺显示如图2所示，左边标尺上露出红白相间的等分格数为3格，右边为6格，则左边和右边两个小球的质量比应为_______。 9. （24-25高一下·浙江·期末）某同学设计了一个研究平抛运动的实验，实验装置示意图如图甲所示。A板是平铺在水平地面的木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽（图甲中的、、，…），相邻两插槽的间距均为d。把覆盖复写纸的方格纸铺贴在硬板B上。实验时依次将B板插入A板的、、、…插槽中，每次让小球从斜轨上同一位置由静止释放。每打完一点后，把B板插入后一插槽中。 (1)实验时斜轨______（填“需要”或“不需要”）确保光滑，斜轨末端______（填“需要”或“不需要”）确保水平，每次让小球从斜轨上同一位置由静止释放是为了保证小球每次抛出的初速度相同。 (2)实验中小球在方格纸上依次打下的位置如图乙中的a、b、c、d所示，已知方格纸的每小方格的边长为L，当地重力加速度大小为g，则小球在空中运动水平距离d时所用的时间______（用g、L表示）。 10. （24-25高一下·浙江温州·期末）某同学用图1所示的装置“探究平抛运动的特点”。 (1)利用该装置进行实验探究时，下列器材不需要的是______。 A．坐标纸 B．重锤线 C．弹簧测力计 D．天平 (2)用图1装置进行实验，下列说法正确的是______。 A．每次小钢球应从同一位置由静止释放 B．斜槽轨道M的末端必须保持水平且光滑 C．每次上下调节挡板N时必须等间距移动 D．画轨迹时应将所有描出的点用平滑的曲线连接起来 (3)图2是实验过程中所记录的三个点迹A、B、C，图中小方格的边长为5cm，则小钢球从轨道末端抛出的初速度大小______m/s。（结果保留2位有效数字） 1. （24-25高一下·浙江温州·期末）某同学用图1所示的装置“探究平抛运动的特点”。 (1)利用该装置进行实验探究时，下列器材不需要的是________。（多选） A．坐标纸 B．重锤线 C．弹簧测力计 D．天平 (2)用图1装置进行实验，下列说法正确的是________。 A．每次小钢球应从同一位置由静止释放 B．斜槽轨道M的末端必须保持水平且光滑 C．每次上下调节挡板N时必须等间距移动 D．画轨迹时应将所有描出的点用平滑的曲线连接起来 (3)图2是实验过程中所记录的三个点迹A、B、C，图中小方格的边长为5cm，则小钢球从轨道末端抛出的初速度大小v0=________m/s。（结果保留2位有效数字） 2. （24-25高一下·浙江·期末）某探究小组利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中为电源（内阻不计），为定值电阻，为电容器，为毫安表，为数字电压表（内阻近似无穷大）。操作时，先把开关接1，待稳定后，再把开关接2。 (1)开关接2后，中电流方向______________________（填“自左向右”或“自右向左”）。 (2)关于充电过程，下列说法正确的是______________________ A．电流表的示数逐渐增大，后保持不变 B．电压表的示数逐渐增大，后保持不变 C．充电完毕，电流表的示数为零 D．充电完毕，电压表的示数为零 (3)图甲中直流电源电动势，实验前电容器不带电。现将图甲电路中的电流表换为电流传感器，并与计算机相连，测得当电容器充电、放电时，电流随时间变化的曲线如图乙所示。计算机测得图像中的阴影面积，则该电容器的电容为______________________F（保留两位有效数字）。 3. （24-25高一下·浙江温州·期末）某学习小组在做“用电流传感器观察电容器的放电过程”实验。实验器材如下：电池E、电容器C、电阻箱R、计算机、电流传感器、单刀双掷开关S以及导线若干。 (1)甲同学利用所给器材设计了如图1所示的实验电路。将开关S与“2”端相连，电源向电容器充电。充电完成后将开关S由“2”掷向“1”，电容器通过电阻箱放电。放电过程中电流传感器检测到的电流方向是______。（选填“a→b”或“b→a”） (2)电容器放电过程中，传感器将电流信息输入电脑，屏幕上会显示出电流随时间变化的图像，下面正确的是______。 A． B． C． D． 4. （24-25高一下·浙江宁波·期末）图示为研究电容器的实验装置。 (1)图甲中，保持平行板电容器所带的电荷量不变，固定B板不动。保持A板与B板的正对面积不变，将A板向左移动，静电计指针张角______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (2)某同学用如图乙所示的电路观察电容器的充放电现象，实验器材有电源E（内阻不计），电容器C，电压表V（可视为理想电压表），定值电阻R，电流传感器（内阻不计），计算机，单刀双掷开关S，导线若干。 （ⅰ）将S接1，电压表示数逐渐增大，最后稳定在6V。在此过程中，电流传感器的示数______ A．一直稳定在某一数值 B．由某一数值逐渐减小为零 C．先逐渐增大，后逐渐减小为零 D．先逐渐增大，后逐渐减小至某一非零数值 （ⅱ）电容器充电完成后，电容器______极板带正电（选填“上”或“下”），再将S接2，通过传感器将电流信息传入计算机，画出电流随时间变化的I-t图像，如图丙，t＝1.2s时，I＝1.0mA，图中两阴影部分的面积之比为，则t＝1.2s时，电容器两极板间电压______V，定值电阻R＝______kΩ。（结果均保留2位有效数字） 5. （23-24高一下·浙江宁波·期末）某小组利用图甲的装置做验证机械能守恒定律实验： (1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是______（单选）； A．220V交流电源 B．约8V交流电源 C．秒表 (2)在正确操作后打出多条点迹清晰的纸带中，应选取相邻点间距之差最接近______mm的纸带进行测量。 (3)某次实验中，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，如图乙所示。O、A、B、C、D、E和F为连续打下的点。从图中读出OD两点间的距离为______cm。 (4)已知电源频率为50Hz，则打D点时纸带运动的速度为______m/s。（结果保留2位有效数字）。 (5)比较发现的大小，出现这一结果的原因可能是______（单选）。 A．工作电压偏高 B．存在空气阻力和摩擦力 C．实际打点频率小于50Hz 6. （24-25高一下·浙江·期末）小王在实验室里利用自由落体运动来验证机械能守恒定律 (1)图甲是小王释放纸带瞬间的照片，指出操作或装置不合理之处：_______________________；（答出一点即可） (2)正确操作后，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带（局部），并标记计数点，如图乙所示。已知交流电频率为50Hz，重物质量为300g，当地重力加速度。则打7点时，重物的速度大小_________m/s：O点到7点重物减小的重力势能___________J；（计算结果都保留3位有效数字） 7. （24-25高一下·浙江台州·期末）采用如图甲的装置做“验证机械能守恒定律”实验。 (1)除铁架台（含铁夹）、带夹子的重物、电磁打点计时器、纸带、刻度尺、导线及开关外，下列器材中还需用到的是______________________ A．秒表 B．弹簧秤 C．干电池若干节 D．交流电源 (2)下列做法中合理的是______________________ A．打点计时器的两个限位孔应处于同一竖直线 B．只用手托住重物由静止释放 C．处理纸带时须每隔4个点确定一个计数点 D．根据计算重物在时刻的速度 (3)小明用图甲所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图乙所示。点是打下的第一个点，、、和为另外4个连续打下的点。已知交流电频率为，重物质量为，当地重力加速度，则从点到点，重物的重力势能变化量的绝对值_________J（结果保留3位有效数字）、点的动能。比较与的大小，出现这一结果的原因可能是______________________ A．工作电压偏高    B．存在空气阻力和摩擦力    C．接通电源前释放了纸带 (4)这个实验中的关键步骤是对瞬时速度的测量。除了打点计时器方案以外，请你写出至少两种其他测速实验方案_______。 8. （24-25高一下·浙江绍兴·期末）在“验证机械能守恒定律”实验中： (1)下列操作正确的是______。 A． B． C． (2)下列说法正确的是______。 A．安装打点计时器时，两个限位孔的中心连线必须在同一竖直线上 B．根据计算重物在t时刻的速度 C．进行数据处理时，为计算方便，纸带上需要每隔4个打点选取一个计数点 D．可以利用公式来计算打第n点时重物的速度 (3)某次实验得到如图所示的一条纸带，已知交流电频率为50Hz，重物质量为200g，当地重力加速度，则从O点（O点为纸带上的第一个点）到C点，重物的重力势能变化量的绝对值______J（计算结果保留3位有效数字），C点的动能，比较与的大小，出现这一结果的原因可能是______。 A．工作电压偏高        B．存在空气阻力和摩擦力        C．接通电源前释放了纸带 (4)另一组同学用纸带的数据求出重力加速度，并用此g值计算得出纸带中某段过程重物的重力势能减小值为0.579J，另计算得动能增加值为0.570J，则该结果______（选填“能”或“不能”）验证机械能守恒定律。 9. （24-25高一下·浙江杭州·期末）某研究小组利用如图1所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”。 (1)该实验用到的电火花计时器应使用_______电源（选填“交流”或“直流”）。 (2)关于该实验，下列说法正确的是_______。 A．小车应靠近打点计时器，先释放小车后接通电源 B．选择计数点时，必须从纸带上第一个点开始 C．改变小车质量之后，不需要重新补偿阻力 (3)如图2是本实验得到的一条纸带，已知打点计时器所用的电源频率为50Hz，每5个点取一个计数点，则该小车匀变速直线运动的加速度_______（计算结果保留两位有效数字）。 (4)该小组想利用如图1所示的装置，在正确补偿阻力后，用来验证小车和槽码的机械能是否守恒，他们的做法_______（选填“可行”或“不可行”）。 10. （24-25高一下·浙江嘉兴·期末）图1、图2分别是实验“验证机械能守恒定律”两种不同方案的装置示意图。 (1)图1中已接通电源，将要释放纸带，操作的不当之处是______ A．没有用手托着重锤 B．重锤没有靠近打点计时器 C．纸带放置在复写纸下面 (2)已知图1所用电源的频率为50Hz，图3是某次实验得到的纸带信息，打下点6时纸带的速度大小为______m/s（结果保留3位有效数字）。 (3)图2实验中，部分实验步骤如下： A．将气垫导轨调至水平； B．在导轨的单脚螺丝下垫上一定厚度的垫片，让滑块从最高处由静止开始下滑，用数字计时器测出滑块依次经过光电门1和2时，遮光条的遮光时间和； C．取下垫片，测量所用垫片的厚度h； D．用刻度尺测量单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离l； 为验证滑块的机械能守恒，还必须测量的物理量是______（多选） A．遮光条的宽度d B．滑块和遮光条的总质量M C．光电门1和2之间的距离x (4)图2实验中，已知当地重力加速度为g，若滑块的机械能守恒，应满足怎样的关系？______（用题（3）、题（4）中相关的物理量字母表示）。 1. （24-25高一下·浙江丽水·期末）(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”、“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”、“验证机械能守恒定律”三个实验中都必须要用到的器材是 （多选） A． B． C． D． (2)利用图甲所示的实验装置做相关的力学实验，下列说法正确的是（　　） A．“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，需要补偿阻力 B．利用该实验装置，补偿阻力后能用来做“验证机械能守恒定律”实验 C．“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，需要补偿阻力 (3)某同学利用图乙装置测量当地的重力加速度，已知打点计时器打点频率为50Hz，打出纸带如丙图所示。测得重力加速度大小为______m/s2。（结果保留三位有效数字） (4)甲乙两组同学按图甲各自独立正确探究了加速度与物体质量的关系。他们都以小车和钩码的质量之和(M+m)为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到图像如图丁所示，由图像可判断甲组所用的砝码质量______乙组砝码质量（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 2. （24-25高一下·浙江金华·期末）用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。 重锤从高处由静止开始落下，重锤拖着的纸带通过打点计时器打下一系列的点。挑出点迹清晰的一条纸带，从点迹清晰处依次标出计数点，如图乙。 (1)观察纸带，连接重锤的夹子夹在纸带的__________端（选填“左”或“右”）； (2)打点计时器接在频率为的交流电源上，打下“13”这个点时重锤的瞬时速度大小是__________m/s；（保留三位有效数字） (3)某同学用两个形状相同、质量不同的重锤a和b进行实验，作出如图丙所示，由图像可知，a的质量__________（选填“大于”或“小于”）b的质量。 3. （24-25高一下·浙江绍兴·期末）在“探究向心力大小的表达式”的实验中，所用实验器材如图所示，选择两个体积、质量相等钢球置于A、C位置（图中已标出）， (1)下列说法正确的是______。（多选） A．该实验用到的最主要的方法是等效替代法 B．图中是为了探究向心力与角速度之间的关系 C．可以通过调节装置两侧皮带与塔轮的连接方式，来探究向心力与半径之间的关系 D．随着手柄转速的逐渐增加，左右两侧标尺的示数会变大，示数比值不变 (2)本实验______测得向心力的具体数值。（选填“需要”或“不需要”） 4. （24-25高一下·浙江金华·期末）某实验小组用图示装置操作“探究小车加速度与力、质量的关系”（甲图）和“探究向心力表达式”（乙图）两个实验。 (1)两个实验都用到的研究方法是__________ A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想模型法 (2)甲图中，下列说法正确的是__________（多选） A．改变小车总质量，需要重新平衡阻力 B．将电火花计时器接到输出电压为的交流电源上 C．调节滑轮高度，使牵引小车的细线跟长木板保持平行 D．释放时，小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车 (3)丙图是“探究向心力表达式”实验装置的俯视图，丁图是实验数据记录表，其中、分别是两实验小球的质量，、分别是变速塔轮的半径，、分别是小球受到的向心力，则丁图①空中__________。 、的比值 、的比值 、的比值 1 1:1 1:1 2:1 2 1:1 2:1 1:2 3 1：1 ① 2：9 5. （24-25高一下·浙江嘉兴·期末）在“探究向心力大小与角速度、运动半径、质量的关系”实验中，使用的向心力演示仪如图1所示，部分结构简化示意图如图2所示。挡板B、C到转轴距离均为R，挡板A到转轴距离为2R，塔轮①、④半径相同。 (1)实验时，______； A．转速应从快到慢 B．小球转动快慢通过目视控制 C．调整塔轮上的皮带时，应先调整一边塔轮，再调整另一边 (2)“探究向心力大小与运动半径的关系”时，可将传动皮带套在①④塔轮上，将质量相同的小球分别放在挡板上的______； A．A与B B．B与C C．A与C (3)“探究向心力的大小与角速度的关系”时，可以将皮带套在______塔轮上。（选填“①④”或“②⑤”） 6. （24-25高一下·浙江台州·期末）某同学用向心力演示器进行实验，实验情景如甲、乙图所示。 (1)探究向心力大小与质量关系，皮带连接的塔轮应选择图乙中的______________（填“第一层”、“第二层”或“第三层”）。 (2)探究向心力大小与角速度关系，塔轮选择了乙图中的第三层，转动手柄时左右标尺露出的格子数之比为1：9，则实验中第三层左右塔轮的半径之比为______________________。 7. （24-25高一下·浙江金华·期末）某同学用甲、乙所示器材研究平抛运动的规律。 (1)下列说法正确的是__________（多选） A．甲实验时应注意用耳朵听A、B两球是否同时落地 B．甲实验可以得出平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动 C．乙实验时应确保两小球从相对斜槽的同一位置同时开始运动 D．乙实验应确保斜槽尽量光滑 (2)用图丙装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上点静止滚下，撞击挡板留下点迹0，将挡板依次水平向右移动，重复实验，挡板上留下点迹1、2、3、4。以点迹0为坐标原点，竖直向下建立坐标轴，各点迹坐标值分别为、、、。测得钢球直径为，则钢球平抛初速度为__________。 A． B． C． 8. （24-25高一下·浙江丽水·期末）(1)“探究平抛运动的特点”实验可以有多种方案，如图甲是用频闪相机拍下了三个小球同时从O点开始运动：A球做初速度为的平抛运动，B球做自由落体运动，C球（穿在水平光滑杆上）以速度做水平匀速运动。则______ A．甲图A球和C球进行对比与乙图研究的是同一个问题 B．甲图A球和B球进行对比与乙图研究的是同一个问题 (2)用传感器和计算机可以方便地一次性描出做平抛运动的物体的轨迹，实验装置如图丙。图丁是某次实验计算机描出的平抛运动轨迹。 ①图丁说明______； A、小球未从同一位置静止释放     B、小球与斜槽有摩擦     C、斜槽末端未调水平 ②调整好后再次实验时，小球______从同一位置静止释放。（填“需要”或“不需要”） (3)某同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图戊所示的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为，则该小球做平抛运动初速度大小，______m/s。（本题g取）（结果保留三位有效数字） 9. （24-25高一下·浙江·期末）某学习小组在做“用电流传感器观察电容器的放电过程”实验。实验器材如下：电池（电源电压为，内阻不计）、电容器、电阻箱、计算机、电流传感器（内阻不计）、单刀双掷开关S以及导线若干。 (1)甲同学利用所给器材设计了如图1所示的实验电路。将开关S与“2”端相连，电源向电容器充电，直至充电完成。关于电容器充电过程中两极板间电压与时间的图像，下面正确的是________。 A． B． C． D． (2)将电阻箱的阻值调为，开关S由“2”掷向“1”，电容器通过电阻箱放电。放电过程中电容器两端电压始终等于电阻箱两端电压，传感器将电流信息输入电脑，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图2所示。时，，图中、区域面积相等，则可表示为________。 A． B． C． D． (3)将电阻箱的阻值调为（），其他条件不变，重做实验。设第1次和第2次实验中，电容器放电过程的图线与坐标轴围成的面积分别为和，放电时间分别为和，则有________。（多选） A． B． C． D． 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $