新高考版《物理》资料：习题部分课堂专题专练试题-实验

北京曲一线图书策划有限公司2024版《5年高考3年模拟》A版页专题十七实验基础篇考点一探究弹簧弹力与形变量的关系1.(2021广东,11,7分)某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数.缓冲装置如图所示,固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°,弹簧固定在有机玻璃管底端.实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为200g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数Ln,数据如表所示.实验过程中弹簧始终处于弹性限度内.采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数.n123456Ln/cm8.0410.0312.0514.0716.1118.09(1)利用ΔLi=Li+3-Li(i=1,2,3)计算弹簧的压缩量：ΔL1=6.03cm,ΔL2=6.08cm,ΔL3=cm,压缩量的平均值ΔL=ΔL(2)上述ΔL是管中增加个钢球时产生的弹簧平均压缩量;(3)忽略摩擦,重力加速度g取9.80m/s2,该弹簧的劲度系数为N/m(结果保留3位有效数字).

答案(1)6.046.05(2)3(3)48.62.(2018课标Ⅰ,22,5分)如图(a),一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘;一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针.现要测量图(a)中弹簧的劲度系数.当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时标尺读数为1.950cm;当托盘内放有质量为0.100kg的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图(b)所示,其读数为cm.当地的重力加速度大小为9.80m/s2,此弹簧的劲度系数为N/m(保留3位有效数字).

答案3.77553.73.(2018课标Ⅱ,23,9分)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数.跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连,滑轮和木块间的细线保持水平,在木块上方放置砝码.缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数即木块受到的滑动摩擦力的大小.某次实验所得数据在表中给出,其中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出.图(a)图(b)砝码的质量m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力f/N2.152.362.55f42.93图(c)回答下列问题：(1)f4=N;

(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f-m图线;(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f=,f-m图线(直线)的斜率的表达式为k=;

(4)取g=9.80m/s2,由绘出的f-m图线求得μ=.(保留2位有效数字)

答案(1)2.75(2)如图所示(3)μ(M+m)gμg(4)0.40考点二探究两个互成角度的力的合成规律1.[2022浙江6月选考,17(2)]”探究求合力的方法”的实验装置如图所示,在该实验中,①下列说法正确的是(单选);

A.拉着细绳套的两只弹簧秤,稳定后读数应相同B.在已记录结点位置的情况下,确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点C.测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦D.测量时,橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板②若只有一只弹簧秤,为了完成该实验至少需要(选填”2”、”3”或”4”)次把橡皮条结点拉到O点.

答案①D②32.[2018天津理综,9(2)]某研究小组做”验证力的平行四边形定则”实验,所用器材有：方木板一块,白纸,量程为5N的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个).①具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有.

A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上B.重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力②该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如图所示.其中对于提高实验精度最有利的是.

答案①BC②B考点三长度的测量及其测量工具的选用1.[2021北京,15(1)]物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等.例如：实验仪器.用游标卡尺测某金属管的内径,示数如图所示.则该金属管的内径为mm.

答案31.42.(2022湖南,11,6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)(1)查找资料,得知每枚硬币的质量为6.05g;(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12345硬币数量n/枚510152025长度l/cm10.5112.0213.5415.0516.56(3)根据表中数据在图(b)上描点,绘制图线;图(b)图(c)(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).

答案(3)见解析(4)15.35(15.34~15.36)(5)127解析(3)根据表中数据描点连线如图所示;(4)根据刻度尺的读数规则,读出橡皮筋的长度为15.35cm-0.00cm=15.35cm;(5)由胡克定律F=kx可得k=ΔFΔx,本题中ΔF可用5枚硬币的重力表示,则Δx指的是橡皮筋的伸长量,约为1.51cm,则k=5×6.05×10-3×9.81.51N/cm≈0.196N/cm;设冰墩墩玩具的质量为m,挂上冰墩墩后,橡皮筋长度为15.35cm,与表中第4组数据联立可得考点四电表的改装与校对1.(2019课标Ⅰ,23,10分)某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表.该同学测得微安表内阻为1200Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装.然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表).图(a)图(b)(1)根据图(a)和题给条件,将图(b)中的实物连线.(2)当标准毫安表的示数为16.0mA时,微安表的指针位置如图(c)所示.由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值,而是.(填正确答案标号)

图(c)A.18mAB.21mAC.25mAD.28mA(3)产生上述问题的原因可能是.(填正确答案标号)

A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1200ΩB.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1200ΩC.R值计算错误,接入的电阻偏小D.R值计算错误,接入的电阻偏大(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k=.

答案(1)连线如图所示(2)C(3)AC(4)992.(2022辽宁,11,6分)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250μA,内阻为1.2kΩ)改装成有两个量程的电流表,设计电路如图(a)所示,其中定值电阻R1=40Ω,R2=360Ω.(1)当开关S接A端时,该电流表的量程为0~mA;

(2)当开关S接B端时,该电流表的量程比接A端时(填”大”或”小”);

(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电表测量未知电阻Rx的阻值,设计了图(b)中的两个电路,不考虑实验操作中的偶然误差,则利用(填”甲”或”乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差.

答案(1)1(2)大(3)乙3.(2019课标Ⅲ,23,10分)某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度,可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14kΩ),滑动变阻器R1(最大阻值1500Ω),滑动变阻器R2(最大阻值500Ω),电阻箱(0~99999.9Ω),干电池(E=1.5V,r=1.5Ω),红、黑表笔和导线若干.(1)欧姆表设计将图(a)中的实物连线组成欧姆表.欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为Ω;滑动变阻器选(填”R1”或”R2”).

图(a)(2)刻度欧姆表表盘通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图(b)所示.表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为、.

图(b)(3)校准红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向kΩ处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量.若校准某刻度时,电阻箱旋钮位置如图(c)所示,则电阻箱接入的阻值为Ω.

图(c)答案(1)连线如图900R1(2)45kΩ5kΩ(3)035000.0考点五用单摆测量重力加速度的大小1.[2020海南,14(1)]滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道,其截面如图,某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径R(滑板车的长度远小于轨道半径).主要实验过程如下：①用手机查得当地的重力加速度g;②找出轨道的最低点O,把滑板车从O点移开一小段距离至P点,由静止释放,用手机测出它完成n次全振动的时间t,算出滑板车做往复运动的周期T=;

③将滑板车的运动视为简谐运动,则可将以上测量结果代入公式R=(用T、g表示)计算出轨道半径.

答案②t2.[2020浙江7月选考,17(2)]某同学用单摆测量重力加速度,①为了减少测量误差,下列做法正确的是(多选);

A.摆的振幅越大越好B.摆球质量大些、体积小些C.摆线尽量细些、长些、伸缩性小些D.计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处②改变摆长,多次测量,得到周期二次方与摆长的关系图像如图所示,所得结果与当地重力加速度值相符,但发现其延长线没有过原点,其原因可能是.

A.测周期时多数了一个周期B.测周期时少数了一个周期C.测摆长时直接将摆线的长度作为摆长D.测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长答案①BC②C考点六测量玻璃的折射率1.[2021浙江1月选考,17(2)]小明同学在做”测定玻璃的折射率”实验时,发现只有3枚大头针,他把大头针A、B、C插在如图所示位置,并测出了玻璃的折射率.请在方框中画出光路图,标出入射角i和折射角r,并写出折射率n的计算式.答案如图所示n=sin2.[2019天津理综,9(2)]某小组做测定玻璃的折射率实验,所用器材有：玻璃砖,大头针,刻度尺,圆规,笔,白纸.①下列哪些措施能够提高实验准确程度.

A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些②该小组用同一套器材完成了四次实验,记录的玻璃砖界线和四枚大头针扎下的孔洞如下图所示,其中实验操作正确的是.

③该小组选取了操作正确的实验记录,在白纸上画出光线的径迹,以入射点O为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、B点作法线NN'的垂线,垂足分别为C、D点,如图所示,则玻璃的折射率n=.(用图中线段的字母表示)

答案①AD②D③AC考点七用双缝干涉实验测量光的波长1.(2018浙江4月选考,21,4分)(1)细丝和单缝有相似的衍射图样.在相同条件下,小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝Ⅰ和细丝Ⅱ,在光屏上形成的衍射图样如图1中a和b所示.已知细丝Ⅰ的直径为0.605mm,现用螺旋测微器测量细丝Ⅱ的直径,如图2所示,细丝Ⅱ的直径为mm.图1中的(填”a”或”b”)是细丝Ⅱ的衍射图样.

图1图2(2)小明在做”用双缝干涉测量光的波长”实验时,尝试用单缝和平面镜做类似实验.单缝和平面镜的放置如图3所示,白炽灯发出的光经滤光片成为波长为λ的单色光照射单缝,能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹.小明测得单缝与镜面延长线的距离为h、与光屏的距离为D,则条纹间距Δx=.随后小明撤去平面镜,在单缝下方A处放置同样的另一单缝,形成双缝结构,则在光屏上(填”能”或”不能”)观察到干涉条纹.

图3答案(1)0.999a(2)Dλ22.[2019课标Ⅱ,34(2),10分]某同学利用图示装置测量某种单色光的波长.实验时,接通电源使光源正常发光;调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹.回答下列问题：(ⅰ)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可;

A.将单缝向双缝靠近B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更小的双缝(ⅱ)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx,则单色光的波长λ=;

(ⅲ)某次测量时,选用的双缝的间距为0.300mm,测得屏与双缝间的距离为1.20m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm.则所测单色光的波长为nm(结果保留3位有效数字).

答案(ⅰ)B(ⅱ)Δx·d(3.[2021浙江6月选考,17(2)]图所示是”用双缝干涉测量光的波长”实验的装置.实验中①观察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清晰,值得尝试的是(单选).

A.旋转测量头B.增大单缝与双缝间的距离C.调节拨杆使单缝与双缝平行②要增大观察到的条纹间距,正确的做法是(单选).

A.减小单缝与光源间的距离B.减小单缝与双缝间的距离C.增大透镜与单缝间的距离D.增大双缝与测量头间的距离答案①C②D考点八用油膜法估测油酸分子的大小[2019课标Ⅲ,33(1),5分]用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是.实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以.为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是.

答案使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1mL油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积综合篇拓展一测量做直线运动物体的瞬时速度1.(2020江苏单科,11,10分)疫情期间”停课不停学”,小明同学在家自主开展实验探究.用手机拍摄物体自由下落的视频,得到分帧图片,利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度,实验装置如图1所示.(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球,其中最适合用作实验中下落物体的是.

(2)下列主要操作步骤的正确顺序是.(填写各步骤前的序号)

①把刻度尺竖直固定在墙上②捏住小球,从刻度尺旁静止释放③手机固定在三脚架上,调整好手机镜头的位置④打开手机摄像功能,开始摄像(3)停止摄像,从视频中截取三帧图片,图片中的小球和刻度如图2所示.已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为16s,刻度尺的分度值是1mm,由此测得重力加速度为m/s2.图2(4)在某次实验中,小明释放小球时手稍有晃动,视频显示小球下落时偏离了竖直方向.从该视频中截取图片,(选填”仍能”或”不能”)用(3)问中的方法测出重力加速度.

答案(1)小钢球(2)①③④②(3)9.6(9.5~9.7都算对)(4)仍能2.[2021天津,9(1)]某实验小组利用手机的录像功能拍下小球在斜面上做匀加速直线运动的过程.为便于记录小球各个时刻在斜面上的位置,将录像中时间间隔为T的连续7幅画面合成到同一张图中,示意如图.依次测得小球各相邻位置间的距离为x1、x2、x3、x4、x5、x6.①写出小球在位置1的速度表达式.

②要求充分利用测量数据,写出小球运动过程中的加速度表达式.

③在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是误差.(填”偶然”或”系统”)

答案①x③偶然3.(2021福建,12,6分)某实验小组利用图(a)所示的实验装置探究空气阻力与速度的关系,实验过程如下：图(a)图(b)(1)首先将未安装薄板的小车置于带有定滑轮的木板上,然后将纸带穿过打点计时器与小车相连.(2)用垫块将木板一端垫高,调整垫块位置,平衡小车所受摩擦力及其他阻力.若某次调整过程中打出的纸带如图(b)所示(纸带上的点由左至右依次打出),则垫块应该(填”往左移”“往右移”或”固定不动”).

(3)在细绳一端挂上钩码,另一端通过定滑轮系在小车前端.(4)把小车靠近打点计时器,接通电源,将小车由静止释放,小车拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图(c)所示.已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出.打出F点时小车的速度大小为m/s(结果保留2位小数).

图(c)图(d)(5)保持小车和钩码的质量不变,在小车上安装一薄板.实验近似得到的某时刻起小车v-t图像如图(d)所示,由图像可知小车加速度大小(填”逐渐变大”“逐渐变小”或”保持不变”).据此可以得到的实验结论是.

答案(2)往右移(4)0.15(5)逐渐变小空气阻力随速度增大而增大4.(2019课标Ⅰ,22,5分)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究.物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图所示.已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出.在A、B、C、D、E五个点中,打点计时器最先打出的是点.在打出C点时物块的速度大小为m/s(保留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为m/s2(保留2位有效数字).

答案A0.2330.755.(2022全国乙,22,5分)用雷达探测一高速飞行器的位置.从某时刻(t=0)开始的一段时间内,该飞行器可视为沿直线运动,每隔1s测量一次其位置,坐标为x,结果如下表所示：t/s0123456x/m050710941759250533294233回答下列问题：(1)根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动,判断的理由是：

;

(2)当x=507m时,该飞行器速度的大小v=m/s;

(3)这段时间内该飞行器加速度的大小a=m/s2(保留2位有效数字).

答案(1)在误差允许的范围内,相邻相等时间内的位移之差近似相等(2)547(3)796.(2022江苏,11,15分)小明利用手机测量当地的重力加速度,实验场景如题图1所示,他将一根木条平放在楼梯台阶边缘,小球放置在木条上,打开手机的”声学秒表”软件,用钢尺水平击打木条使其转开后,小球下落撞击地面.手机接收到钢尺的击打声开始计时,接收到小球落地的撞击声停止计时,记录下击打声与撞击声的时间间隔t.多次测量不同台阶距离地面的高度h及对应的时间间隔t.图1图2(1)现有以下材质的小球,实验中应当选用.

A.钢球B.乒乓球C.橡胶球(2)用分度值为1mm的刻度尺测量某级台阶高度h的示数如题图2所示,则h=cm.

(3)作出2h-t2图线,如题图3所示,则可得到重力加速度g=m/s2.

图3(4)在题图1中,将手机放在木条与地面间的中点附近进行测量.若将手机放在地面A点,设声速为v,考虑击打声的传播时间,则小球下落时间可表示为t'=(用h、t和v表示).

(5)有同学认为,小明在实验中未考虑木条厚度,用图像法计算的重力加速度g必然有偏差.请判断该观点是否正确,简要说明理由.答案(1)A(2)61.20(3)9.61~9.63(4)t+hv(5)解析(1)实验的原理为h=12gt2,当小球所受空气阻力远小于重力时才可不计阻力,小球的下落过程才可视为自由落体运动,故应选A(2)分度值为1mm的刻度尺,读数时必须向后估读一位.(3)由2h=gt2可知,图线的斜率等于重力加速度,故有：g=2ΔhΔ(t2)=3.0-0.5(4)声音从木条传播到地面的时间t1=hv,且手机放在地面会导致记录的时间t偏小,故t'=t+h(5)该观点不正确.设木条厚度为d,则小球自由下落的实际高度H=h+d,用图像法计算的重力加速度g=2ΔhΔ(t2),而ΔH7.(2022北京,16,10分)某同学利用自由落体运动测量重力加速度,实验装置如图1所示,打点计时器接在频率为50.0Hz的交流电源上.使重锤自由下落,打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹.挑出点迹清晰的一条纸带,依次标出计数点1,2,…,8,相邻计数点之间还有1个计时点.分别测出相邻计数点之间的距离x1,x2,…,x7,并求出打点2,3,…,7时对应的重锤的速度.在坐标纸上建立v-t坐标系,根据重锤下落的速度作出v-t图线并求重力加速度.(1)图2为纸带的一部分,打点3时,重锤下落的速度v3=m/s(结果保留3位有效数字).

(2)除点3外,其余各点速度对应的坐标点已在图3坐标系中标出,请在图中标出速度v3对应的坐标点,并作出v-t图线.(3)根据图3,实验测得的重力加速度g=m/s2(结果保留3位有效数字).

(4)某同学居家学习期间,注意到一水龙头距地面较高,而且发现通过调节水龙头阀门可实现水滴逐滴下落,并能控制相邻水滴开始下落的时间间隔,还能听到水滴落地时发出的清脆声音.于是他计划利用手机的秒表计时功能和刻度尺测量重力加速度.为准确测量,请写出需要测量的物理量及对应的测量方法.答案(1)1.15(2)如图所示(3)9.75(4)需要测量的物理量：水滴下落的高度h和下落的时间t.测量h的方法：用刻度尺测量水龙头出水口到地面的高度,多次测量取平均值.测量t的方法：调节水龙头阀门,使一滴水开始下落的同时,恰好听到前一滴水落地时发出的清脆声音.用手机测量n滴水下落的总时间tn,则t=tn8.(2020山东,13,6分)2020年5月,我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量,其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度,进而间接测量海拔高度.某同学受此启发就地取材设计了如下实验,测量当地重力加速度的大小.实验步骤如下：①如图甲所示,选择合适高度的垫块,使木板的倾角为53°,在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺(图中未画出).甲②调整手机使其摄像头正对木板表面,开启视频录像功能.将小物块从木板顶端释放,用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况.然后通过录像的回放,选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点,得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据.③该同学选取部分实验数据,画出了2Lt-t图像,利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6m/s④再次调节垫块,改变木板的倾角,重复实验.回答以下问题：(1)当木板的倾角为37°时,所绘图像如图乙所示.由图像可得,物块过测量参考点时速度的大小为m/s;选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的A、B两点,利用A、B两点数据得到小物块下滑加速度的大小为m/s2.(结果均保留2位有效数字)

(2)根据上述数据,进一步分析得到当地的重力加速度大小为m/s2.(结果保留2位有效数字,sin37°=0.60,cos37°=0.80)

乙答案(1)0.32或0.333.1(2)9.49.(2021全国甲,22,5分)为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数,一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上,形成一倾角为α的斜面(已知sinα=0.34,cosα=0.94),小铜块可在斜面上加速下滑,如图所示.该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程,然后解析视频记录的图像,获得5个连续相等时间间隔(每个时间间隔ΔT=0.20s)内小铜块沿斜面下滑的距离si(i=1,2,3,4,5),如下表所示.s1s2s3s4s55.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm由表中数据可得,小铜块沿斜面下滑的加速度大小为m/s2,小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为.(结果均保留2位有效数字,重力加速度大小取9.80m/s2)

答案0.430.3210.[2022浙江6月选考,17(1),7分]①”探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置如图1所示,长木板水平放置,细绳与长木板平行.图2是打出纸带的一部分,以计数点O为位移测量起点和计时起点,则打计数点B时小车位移大小为cm.由图3中小车运动的数据点,求得加速度为m/s2(保留两位有效数字).

图1图2图3②利用图1装置做”探究加速度与力、质量的关系”的实验,需调整的是(多选).

A.换成质量更小的小车B.调整长木板的倾斜程度C.把钩码更换成砝码盘和砝码D.改变连接小车的细绳与长木板的夹角答案①6.20±0.051.9±0.2②BC拓展二探究加速度与物体受力、质量的关系1.[2020浙江7月选考,17(1),3分]做”探究加速度与力、质量的关系”实验时,图1甲是教材中的实验方案;图1乙是拓展方案,其实验操作步骤如下：甲乙图1(Ⅰ)挂上托盘和砝码,改变木板的倾角,使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑;(Ⅱ)取下托盘和砝码,测出其总质量为m,让小车沿木板下滑,测出加速度a;(Ⅲ)改变砝码质量和木板倾角,多次测量,通过作图可得到a-F的关系.①实验获得如图2所示的纸带,计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出,则在打d点时小车的速度大小vd=m/s(保留两位有效数字);

图2②需要满足条件M≫m的方案是(选填”甲”“乙”或”甲和乙”);在作a-F图像时,把mg作为F值的是(选填”甲”“乙”或”甲和乙”).

答案①0.18~0.19②甲甲和乙2.(2021湖南,11,6分)某实验小组利用图(a)所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系.主要实验步骤如下：图(a)图(b)(1)用游标卡尺测量垫块厚度h,示数如图(b)所示,h=cm;

(2)接通气泵,将滑块轻放在气垫导轨上,调节导轨至水平;(3)在右支点下放一垫块,改变气垫导轨的倾斜角度;(4)在气垫导轨合适位置释放滑块,记录垫块个数n和滑块对应的加速度a;(5)在右支点下增加垫块个数(垫块完全相同),重复步骤(4),记录数据如表：n123456a/(m·s-2)0.0870.1800.2600.4250.519根据表中数据在图(c)上描点,绘制图线.图(c)如果表中缺少的第4组数据是正确的,其应该是m/s2(保留三位有效数字).

答案(1)1.02(5)图见解析0.343解析(1)由题图(b)知用的是10分度的游标卡尺,其精度为0.1mm;主尺读数为10mm,游标尺第2条刻度线与主尺刻度线对齐,故测量结果为10mm+2×0.1mm=10.2mm=1.02cm.(5)依据表格中数据在题图(c)中描点,再用平滑线连接,得到a-n图线如图所示.由图线可以看出,当n=4时,a=0.343m/s2.3.(2022山东,13,6分)在天宫课堂中,我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验.受此启发,某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验,如图甲所示.主要步骤如下：①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上,加速度传感器固定在滑块上;②接通气源,放上滑块,调平气垫导轨;图甲③将弹簧左端连接力传感器,右端连接滑块.弹簧处于原长时滑块左端位于O点,A点到O点的距离为5.00cm,拉动滑块使其左端处于A点,由静止释放并开始计时;④计算机采集获取数据,得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像,部分图像如图乙所示.图乙图丙回答以下问题(结果均保留两位有效数字)：(1)弹簧的劲度系数为N/m.

(2)该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据,画出a-F图像如图丙中Ⅰ所示.由此可得滑块与加速度传感器的总质量为kg.

(3)该同学在滑块上增加待测物体,重复上述实验步骤,在图丙中画出新的a-F图像Ⅱ,则待测物体的质量为kg.

答案(1)12(2)0.20(3)0.134.(2020北京,15,9分)在”探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中,做如下探究：(1)为猜想加速度与质量的关系,可利用图1所示装置进行对比实验.两小车放在水平板上,前端通过钩码牵引,后端各系一条细线,用板擦把两条细线按在桌上,使小车静止.抬起板擦,小车同时运动,一段时间后按下板擦,小车同时停下.对比两小车的位移,可知加速度与质量大致成反比.关于实验条件,下列正确的是：(选填选项前的字母).

A.小车质量相同,钩码质量不同B.小车质量不同,钩码质量相同C.小车质量不同,钩码质量不同图1(2)某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系,设计实验并得到小车加速度a与质量M的7组实验数据,如表所示.在图2所示的坐标纸上已经描好了6组数据点,请将余下的一组数据描在坐标纸上,并作出a-1M图像次数1234567a/(m·s-2)0.620.560.480.400.320.240.15M/kg0.250.290.330.400.500.711.00图2(3)在探究加速度与力的关系实验之前,需要思考如何测”力”.请在图3中画出小车受力的示意图.为了简化”力”的测量,下列说法正确的是：(选填选项前的字母).

图3A.使小车沿倾角合适的斜面运动,小车受力可等效为只受绳的拉力B.若斜面倾角过大,小车所受合力将小于绳的拉力C.无论小车运动的加速度多大,砂和桶的重力都等于绳的拉力D.让小车的运动趋近于匀速运动,砂和桶的重力才近似等于绳的拉力答案(1)B(2)如图所示(3)如图所示AD拓展三探究平抛运动的特点1.(2019浙江4月选考,17,5分)采用如图所示的实验装置做”研究平抛运动”的实验.(1)实验时需要下列哪个器材.

A.弹簧秤B.重垂线C.打点计时器(2)做实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹.下列的一些操作要求,正确的是.

A.每次必须由同一位置静止释放小球B.每次必须严格地等距离下降记录小球位置C.小球运动时不应与木板上的白纸相接触D.记录的点应适当多一些(3)若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动,记录下如图所示的频闪照片.在测得x1,x2,x3,x4后,需要验证的关系是.已知频闪周期为T,用下列计算式求得的水平速度,误差较小的是.

A.x答案(1)B(2)ACD(3)x4-x3=x3-x2=x2-x1=x1D2.[2020天津,9(1)]某实验小组利用图1所示装置测定平抛运动的初速度.把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上,在桌面上固定一个斜面,斜面的底边ab与桌子边缘及木板均平行.每次改变木板和桌边之间的距离,让钢球从斜面顶端同一位置滚下,通过碰撞复写纸,在白纸上记录钢球的落点.图1①为了正确完成实验,以下做法必要的是.

A.实验时应保持桌面水平B.每次应使钢球从静止开始释放C.使斜面的底边ab与桌边重合D.选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面②实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动0.2m,在白纸上记录了钢球的4个落点,相邻两点之间的距离依次为15.0cm、25.0cm、35.0cm,示意如图2.重力加速度g=10m/s2,钢球平抛的初速度为m/s.

图2③图1装置中,木板上悬挂一条铅垂线,其作用是.

答案①AB②2③方便将木板调整到竖直平面3.(2021全国乙,22,5分)某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律.实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05s发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像).图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个方格的边长为5cm.该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出.图(a)图(b)完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)(1)小球运动到图(b)中位置A时,其速度的水平分量大小为m/s,竖直分量大小为m/s;

(2)根据图(b)中数据可得,当地重力加速度的大小为m/s2.

答案(1)1.02.0(2)9.74.(2019北京理综,21,18分)用如图1所示装置研究平抛运动.将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上,钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,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,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点.移动挡板,重新释放钢球.如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点.图1(1)下列实验条件必须满足的有.

A.斜槽轨道光滑B.斜槽轨道末段水平C.挡板高度等间距变化D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系.图2a.取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Q点,钢球的(选填”最上端”、”最下端”或者”球心”)对应白纸上的位置即为原点;在确定y轴时(选填”需要”或者”不需要”)y轴与重垂线平行.

b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据：如图2所示,在轨迹上取A、B、C三点,AB和BC的水平间距相等且均为x,测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2,则y1y2

13(选填”大于”、”等于”或者”小于”).可求得钢球平抛的初速度大小为((3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案.其中可行的是.

A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹(4)伽利略曾研究过平抛运动,他推断：从同一炮台水平发射的炮弹,如果不受空气阻力,不论它们能射多远,在空中飞行的时间都一样.这实际上揭示了平抛物体.

A.在水平方向上做匀速直线运动B.在竖直方向上做自由落体运动C.在下落过程中机械能守恒(5)牛顿设想,把物体从高山上水平抛出,速度一次比一次大,落地点就一次比一次远.如果速度足够大,物体就不再落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星.同样是受地球引力,随着抛出速度增大,物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动,请分析原因.答案(1)BD(2)a.球心需要b.大于xgy2-y1(3)AB解析(1)研究平抛运动实验,必须满足的条件是钢球以相同的初速度沿水平方向抛出,则无论斜槽是否光滑,只要每次从同一位置无初速度释放钢球,且斜槽轨道末端水平,钢球抛出的初速度就相同且沿水平方向,A项错误,B、D项正确;实验只需用平滑曲线表示轨迹,挡板高度无需等间距变化,故C项错误.(2)a.因为每次压点痕迹位于水平正对球心的位置,故静置于Q点的钢球球心对应的白纸上的位置为原点.坐标系以水平方向为x轴,竖直方向为y轴,故需要y轴与重垂线平行.b.在竖直方向上,若初速度为零,则满足y1y2=13,当竖直方向初速度大于零时,则满足y1y2>13;根据y2-y1=gt2得t=y2-(3)水由细管管口水平喷出后,可以看成水做平抛运动,故此法可得到平抛运动轨迹,A项正确;平抛小球频闪照片取圆心点做的记录点与实验中的痕迹点一致,故B项正确;铅笔做平抛运动时,因为没有水平压力作用,笔尖不会在白纸上留下平抛运动轨迹,故C项错误.(4)因为平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动,由运动的独立性原理可知平抛物体的飞行时间t=2hg由下落高度决定,所以伽利略的推断揭示了平抛物体在竖直方向上做自由落体运动,故B项正确,A、C(5)物体初速度较小时,运动范围很小,引力可以看作恒力——重力,物体做平抛运动;随着物体初速度增大,运动范围变大,引力不能再看作恒力;当物体初速度达到第一宇宙速度时,它就围绕地球做圆周运动而成为地球卫星.拓展四验证机械能守恒定律1.(2022广东,11,7分)某实验小组为测量小球从某一高度释放,与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失,设计了如图(a)所示的装置,实验过程如下：(1)让小球从某一高度由静止释放,与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹.调节光电门位置,使小球从光电门正上方释放后,在下落和反弹过程中均可通过光电门.(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”).记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间t1和t2.

(4)计算小球通过光电门的速度,已知小球的质量为m,可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失ΔE=(用字母m、d、t1和t2表示).

(5)若适当调高光电门的高度,将会(选填”增大”或”减小”)因空气阻力引起的测量误差.

答案(2)7.885(3)B(4)1(5)增大2.(2022湖北,12,7分)某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验.一根轻绳一端连接固定的拉力传感器,另一端连接小钢球,如图甲所示.拉起小钢球至某一位置由静止释放,使小钢球在竖直平面内摆动,记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值Tmax和最小值Tmin.改变小钢球的初始释放位置,重复上述过程.根据测量数据在直角坐标系中绘制的Tmax-Tmin图像是一条直线,如图乙所示.(1)若小钢球摆动过程中机械能守恒,则图乙中直线斜率的理论值为.

(2)由图乙得：直线的斜率为,小钢球的重力为N.(结果均保留2位有效数字)

(3)该实验系统误差的主要来源是(单选,填正确答案标号).

A.小钢球摆动角度偏大B.小钢球初始释放位置不同C.小钢球摆动过程中有空气阻力答案(1)-2(2)-2.10.59(3)C3.(2022河北,11,6分)某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律,实验装置如图1所示.弹簧的劲度系数为k,原长为L0,钩码的质量为m.已知弹簧的弹性势能表达式为E=12kx2,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,当地的重力加速度大小为g图1(1)在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置,测得此时弹簧的长度为L.接通打点计时器电源.从静止释放钩码,弹簧收缩,得到了一条点迹清晰的纸带.钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示,纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T(在误差允许范围内,认为释放钩码的同时打出A点).从打出A点到打出F点时间内,弹簧的弹性势能减少量为,钩码的动能增加量为,钩码的重力势能增加量为.

图2(2)利用计算机软件对实验数据进行处理,得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系,如图3所示.图3由图3可知,随着h增加,两条曲线在纵向的间隔逐渐变大,主要原因是

.

解析(1)打出A点时,弹簧的伸长量xA=L-L0;打出F点时,弹簧的伸长量xF=L-L0-h5,则从打出A点到打出F点的时间内,弹簧弹性势能减少量为ΔEp1=12kxA2-12kxF2=12k(L-L0)2-12k(L-L0-h5)2;打出F点时,钩码速度vF=h(2)随着h增加,两条曲线在纵向的间隔逐渐变大,主要原因是弹簧弹力逐渐减小,空气阻力、纸带与打点计时器间的摩擦阻力变得不可忽略,系统机械能持续减小.4.(2021海南,15,10分)为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒,某学习小组用如图所示的气垫导轨装置(包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计)进行实验.此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺.(1)某同学设计了如下的实验步骤,其中不必要的步骤是;

①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ,并连接数字毫秒计;②用天平测量滑块和遮光条的总质量m;③用游标卡尺测量遮光条的宽度d;④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l;⑤调整好气垫导轨的倾斜状态;⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处,由静止开始释放,从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间Δt1、Δt2;⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度h1、h2;改变气垫导轨倾斜程度,重复步骤⑤⑥⑦,完成多次测量.(2)用游标卡尺测量遮光条的宽度d时,游标卡尺的示数如图所示,则d=mm;某次实验中,测得Δt1=11.60ms,则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度v1=m/s(保留3位有效数字);

(3)在误差允许范围内,若h1-h2=(用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示,已知重力加速度为g),则认为滑块下滑过程中机械能守恒;

(4)写出两点产生误差的主要原因：

.

答案(1)②④(2)5.000.431(3)d(4)下滑过程中存在空气阻力;遮光条太宽,平均速度代替瞬时速度误差大;测量高度时读数有误差(任写两点,言之有理即可)5.(2021河北,12,9分)某同学利用图1中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系.所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、50g的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光条的滑块(质量为200g,其上可放钩码)、刻度尺.当地重力加速度为9.80m/s2.实验操作步骤如下：图1①安装器材,调整两个光电门距离为50.00cm,轻细绳下端悬挂4个钩码,如图1所示;②接通电源,释放滑块,分别记录遮光条通过两个光电门的时间,并计算出滑块通过两个光电门的速度;③保持绳下端悬挂4个钩码不变,在滑块上依次增加一个钩码,记录滑块上所载钩码的质量,重复上述步骤;④完成5次测量后,计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统(包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码)总动能的增加量ΔEk及系统总机械能的减少量ΔE,结果如表所示.M/kg0.2000.2500.3000.3500.400ΔEk/J0.5870.4900.3920.2940.195ΔE/J0.3930.4900.6860.785回答下列问题：(1)实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为J(保留三位有效数字);

(2)步骤④中的表格所缺数据为;

(3)以M为横轴,ΔE为纵轴,选择合适的标度,在图2中绘出ΔE-M图像;图2若不计轻细绳与滑轮之间的摩擦力做功,则滑块与木板之间的动摩擦因数为(保留两位有效数字).

答案(1)0.980(2)0.588(3)如图所示0.406.(2020课标Ⅲ,22,6分)某同学利用图(a)所示装置验证动能定理.调整木板的倾角平衡摩擦阻力后,挂上钩码,钩码下落,带动小车运动并打出纸带.某次实验得到的纸带及相关数据如图(b)所示.已知打出图(b)中相邻两点的时间间隔为0.02s,从图(b)给出的数据中可以得到,打出B点时小车的速度大小vB=m/s,打出P点时小车的速度大小vP=m/s.(结果均保留2位小数)

若要验证动能定理,除了需测量钩码的质量和小车的质量外,还需要从图(b)给出的数据中求得的物理量为.

答案0.361.80B、P之间的距离7.(2021山东,13,6分)某乒乓球爱好者,利用手机研究乒乓球与球台碰撞过程中能量损失的情况.实验步骤如下：①固定好手机,打开录音功能;②从一定高度由静止释放乒乓球;③手机记录下乒乓球与台面碰撞的声音,其随时间(单位：s)的变化图像如图所示.根据声音图像记录的碰撞次序及相应碰撞时刻,如表所示.碰撞次序1234567碰撞时刻(s)1.121.582.002.402.783.143.47根据实验数据,回答下列问题：(1)利用碰撞时间间隔,计算出第3次碰撞后乒乓球的弹起高度为m(保留2位有效数字,当地重力加速度g=9.80m/s2).

(2)设碰撞后弹起瞬间与该次碰撞前瞬时速度大小的比值为k,则每次碰撞损失的动能为碰撞前动能的倍(用k表示),第3次碰撞过程中k=(保留2位有效数字).

(3)由于存在空气阻力,第(1)问中计算的弹起高度(填”高于”或”低于”)实际弹起高度.

答案(1)0.20(2)1-k20.95(3)高于拓展五验证动量守恒定律1.(2022重庆,12,9分)如图为某小组探究两滑块碰撞前后的动量变化规律所用的实验装置示意图.带刻度尺的气垫导轨右支点固定,左支点高度可调,装置上方固定一具有计时功能的摄像机.(1)要测量滑块的动量,除了前述实验器材外,还必需的实验器材是.

(2)为减小重力对实验的影响,开动气泵后,调节气垫导轨的左支点,使轻推后的滑块能在气垫导轨上近似做运动.

(3)测得滑块B的质量为197.8g,两滑块碰撞前后位置x随时间t的变化图像如图所示,其中①为滑块B碰前的图线.取滑块A碰前的运动方向为正方向,由图中数据可得滑块B碰前的动量为kg·m·s-1(保留2位有效数字),滑块A碰后的图线为(选填”②”“③”“④”).

答案(1)天平(2)匀速直线(3)-0.011③2.(2022全国甲,23,10分)利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究.让质量为m1的滑块A与质量为m2的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞,碰撞时间极短,比较碰撞后A和B的速度大小v1和v2,进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞.完成下列填空：(1)调节导轨水平.(2)测得两滑块的质量分别为0.510kg和0.304kg.要使碰撞后两滑块运动方向相反,应选取质量为kg的滑块作为A.

(3)调节B的位置,使得A与B接触时,A的左端到左边挡板的距离s1与B的右端到右边挡板的距离s2相等.(4)使A以一定的初速度沿气垫导轨运动,并与B碰撞,分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间t1和t2.(5)将B放回到碰撞前的位置,改变A的初速度大小,重复步骤(4).多次测量的结果如表所示.12345t1/s0.490.671.011.221.39t2/s0.150.210.330.400.46k=v0.31k20.330.330.33(6)表中的k2=(保留2位有效数字).

(7)v1v2的平均值为(保留2位有效数字(8)理论研究表明,对本实验的碰撞过程,是否为弹性碰撞可由v1v2判断.若两滑块的碰撞为弹性碰撞,则v1v2的理论表达式为(用m1和m2表示),本实验中其值为(保留2位有效数字);若该值与(7)中结果间的差别在允许范围内,则可认为滑块答案(2)0.304(6)0.31(7)0.32(8)m2-m13.(2021江苏,11,15分)实验用气垫导轨装置验证动量定理,滑块M=200.0g,槽码m=50.0g.遮光条通过时间为Δt1和Δt2,以及两次通过光电门的时间Δt.(1)游标卡尺测量遮光条宽度如图所示,其宽度d=mm.

(2)打开气泵,待气流稳定后调节气垫导轨,直至看到导轨上的滑块能在短时间内保持静止,其目的是.

(3)多次改变光电门2的位置进行测量,得到Δt和Δv的数据如表：Δt/s0.7210.7900.8540.9130.968Δv/(m·s-1)1.381.521.641.751.86请根据表中数据,在方格纸上作出Δv和Δt图线.(4)查得当地的重力加速度g=9.8m/s2,根据动量定理,Δv-Δt图线斜率的理论值是m/s2.

(5)实验结果发现,Δv-Δt图线斜率的实验值总小于理论值,产生这一误差的两个可能原因是.

A.选用的槽码质量偏小B.细线与气垫导轨不完全平行C.每次释放滑块的位置不同D.实验中Δt的测量值偏大答案(1)10.20(2)调节导轨水平(3)见解析(4)1.96(5)BD解析(1)d=10mm+120mm×4=10.(2)气垫导轨操作基本要求就是导轨是水平放置的,所以调节气垫导轨让滑块短时间内保持静止的目的是调节导轨水平;(3)描点连线,如图所示;(4)由动量定理有mgΔt=(M+m)Δv,可推导出图线斜率为ΔvΔt=mgM+m(5)槽码质量在同一实验中不会影响测量值的准确性,释放滑块的位置也不会影响图线斜率,所以A、C错误;细线与导轨不平行,则会在垂直导轨方向产生分力,越靠近定滑轮其水平分力越小,从而使加速度越小,速度变化率ΔvΔt越小,B正确;时间测量值偏大会使斜率变小拓展六测电阻的方法1.(2022重庆,11,6分)某兴趣小组研究热敏电阻在通以恒定电流时,其阻值随温度的变化关系.实验电路如图所示,实验设定恒定电流为50.0μA,主要实验器材有：恒压直流电源E、加热器、测温仪、热敏电阻RT、可变电阻R1、电流表A、电压表V.(1)用加热器调节RT的温度后,为使电流表的示数仍为50.0μA,须调节(选填一种给定的实验器材).当RT两端未连接电压表时,电流表示数为50.0μA;连接电压表后,电流表示数显著增大,须将原电压表更换为内阻(选填”远大于”“接近”“远小于”)RT阻值的电压表.

(2)测得RT两端的电压随温度的变化如图所示,由图可得温度从35.0℃变化到40.0℃的过程中,RT的阻值随温度的平均变化率是kΩ·℃-1(保留2位有效数字).

答案(1)可变电阻R1远大于(2)1.22.(2021广东,12,9分)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律.根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材.(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势.选择适当倍率的欧姆挡,将两表笔,调节欧姆调零旋钮,使指针指向右边”0Ω”处.测量时观察到热敏电阻温度越高,相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大,由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而.

(2)再按图连接好电路进行测量.①闭合开关S前,将滑动变阻器R1的滑片滑到端(选填”a”或”b”).

将温控室的温度设置为T,电阻箱R0调为某一阻值R01.闭合开关S,调节滑动变阻器R1,使电压表和电流表的指针偏转到某一位置.记录此时电压表和电流表的示数、T和R01.断开开关S.再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端,闭合开关S.反复调节R0和R1,使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同.记录此时电阻箱的阻值R02.断开开关S.②实验中记录的阻值R01R02(选填”大于”、”小于”或”等于”).此时热敏电阻阻值RT=.

(3)改变温控室的温度,测量不同温度时的热敏电阻阻值,可以得到热敏电阻阻值随温度的变化规律.答案(1)短接减小(2)①b②大于R01-R023.(2020课标Ⅲ,23,9分)已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系.所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100Ω).(1)在所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图.(2)实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,记录不同温度下电压表和毫安表的示数,计算出相应的热敏电阻阻值.若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5V和3.0mA,则此时热敏电阻的阻值为kΩ(保留2位有效数字).实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图(a)所示.

(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下,测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2kΩ.由图(a)求得,此时室温为℃(保留3位有效数字).

(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器,其电路的一部分如图(b)所示.图中,E为直流电源(电动势为10V,内阻可忽略);当图中的输出电压达到或超过6.0V时,便触发报警器(图中未画出)报警.若要求开始报警时环境温度为50℃,则图中(填”R1”或”R2”)应使用热敏电阻,另一固定电阻的阻值应为kΩ(保留2位有效数字).

答案(1)连线如图(2)1.8(3)25.5(4)R11.24.(2021山东,14,8分)热敏电阻是传感器中经常使用的元件,某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律.可供选择的器材有：待测热敏电阻RT(实验温度范围内,阻值几百欧到几千欧);电源E(电动势1.5V,内阻r约为0.5Ω);电阻箱R(阻值范围0~9999.99Ω);滑动变阻器R1(最大阻值20Ω);滑动变阻器R2(最大阻值2000Ω);微安表(量程100μA,内阻等于2500Ω);开关两个,温控装置一套,导线若干.同学们设计了如图甲所示的测量电路,主要实验步骤如下：甲①按图示连接电路;②闭合S1、S2,调节滑动变阻器滑片P的位置,使微安表指针满偏;③保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开S2,调节电阻箱,使微安表指针半偏;④记录此时的温度和电阻箱的阻值.回答下列问题：(1)为了更准确地测量热敏电阻的阻值,滑动变阻器应选用(填”R1”或”R2”).

(2)请用笔画线代替导线,将实物图(不含温控装置)连接成完整电路.(3)某温度下微安表半偏时,电阻箱的读数为6000.00Ω,该温度下热敏电阻的测量值为Ω(结果保留到个位),该测量值(填”大于”或”小于”)真实值.

(4)多次实验后,学习小组绘制了如图乙所示的图像.由图像可知,该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐(填”增大”或”减小”).

乙答案(1)R1(2)如图所示(3)3500大于(4)减小5.(2022全国甲,22,5分)某同学要测量微安表内阻,可利用的实验器材有：电源E(电动势1.5V,内阻很小),电流表(量程10mA,内阻约10Ω),微安表(量程100μA,内阻Rg待测,约1kΩ),滑动变阻器R(最大阻值10Ω),定值电阻R0(阻值10Ω),开关S,导线若干.(1)将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图;(2)某次测量中,微安表的示数为90.0μA,电流表的示数为9.00mA,由此计算出微安表内阻Rg=Ω.

答案(1)如图所示(2)9906.(2022山东,14,8分)某同学利用实验室现有器材,设计了一个测量电阻阻值的实验.实验器材：干电池E(电动势1.5V,内阻未知);电流表A1(量程10mA,内阻为90Ω);电流表A2(量程30mA,内阻为30Ω);定值电阻R0(阻值为150Ω);滑动变阻器R(最大阻值为100Ω);待测电阻Rx;开关S,导线若干.测量电路如图所示.(1)断开开关,连接电路,将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端,将定值电阻R0接入电路;闭合开关,调节滑片位置,使电流表指针指在满刻度的12处.该同学选用的电流表为(填”A1”或”A2”);若不考虑电池内阻,此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为Ω.(2)断开开关,保持滑片的位置不变,用Rx替换R0,闭合开关后,电流表指针指在满刻度的35处,则Rx的测量值为Ω.(3)本实验中未考虑电池内阻,对Rx的测量值(填”有”或”无”)影响.

答案(1)A160(2)100(3)无7.(2021浙江6月选考,18,7分)小李在实验室测量一电阻Rx的阻值.(1)因电表内阻未知,用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接.正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置.单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数U1=1.65V,电流表的示数如图2所示,其读数I1=A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为U2=1.75V,I2=0.33A.由此可知应采用电流表(填”内”或”外”)接法.

图1图2图3(2)完成上述实验后,小李进一步尝试用其他方法进行实验：①器材与连线如图3所示,请在虚线框中画出对应的电路图;②先将单刀双掷开关掷到左边,记录电流表读数,再将单刀双掷开关掷到右边,调节电阻箱的阻值,使电流表的读数与前一次尽量相同,电阻箱的示数如图3所示,则待测电阻Rx=Ω.此方法,(填”有”或”无”)明显的实验误差,其理由是.

答案(1)0.33~0.34外(2)①如图所示②5有电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近(或其他合理解释)8.(2021湖北,13,9分)小明同学打算估测5个相同规格电阻的阻值.现有一个量程为0.6A的电流表,一个电池组(电动势E不大于4.5V,内阻r未知),一个阻值为R0的定值电阻,一个阻值为R1的定值电阻(用作保护电阻),开关S和导线若干.他设计了如图(a)所示的电路,实验步骤如下：第一步：把5个待测电阻分别单独接入A、B之间,发现电流表的示数基本一致,据此他认为5个电阻的阻值相等,均设为R.第二步：取下待测电阻,在A、B之间接入定值电阻R0,记下电流表的示数I0.第三步：取下定值电阻R0,将n个(n=1,2,3,4,5)待测电阻串联后接入A、B之间,记下串联待测电阻的个数n与电流表对应示数In.请完成如下计算和判断：(1)根据上述第二步,1I0与R(2)定义Y=1I0-1In,则Y与n、R、R0、E(3)已知R0=12.0Ω,实验检测I0=0.182A,得到数据如表：n12345In/A0.3340.2860.2500.2240.200Y/A-12.5001.9981.4951.0300.495根据上述数据作出Y-n图像,如图(b)所示,可得R=Ω(保留2位有效数字),同时可得E=V(保留2位有效数字).

(4)本实验中电流表的内阻对表中Y的测量值影响(选填”有”或”无”).

图(a)图(b)答案(1)R1+R0+rE(2)R0-nRE9.(2020课标Ⅰ,22,6分)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx,所用电压表的内阻为1kΩ,电流表内阻为0.5Ω.该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间.测量得到如图(b)所示的两条U-I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数.图(a)回答下列问题：(1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在(填”O、P”或”O、Q”)两点的方案测量得到的.

图(b)(2)根据所用实验器材和图(b)可判断,由图线(填”Ⅰ”或”Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为Ω(保留1位小数).

(3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为Ω(保留1位小数).

答案(1)O、P(2)Ⅰ50.5(3)50.010.(2022广东,12,9分)弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件.某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系,实验过程如下：(1)装置安装和电路连接如图(a)所示,导电绳的一端固定,另一端作为拉伸端,两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图(b)所示的电路中.(a)(b)(c)(2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量①将导电绳拉伸后,用刻度尺测量并记录A、B间的距离,即为导电绳拉伸后的长度L.②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端.断开开关S2,闭合开关S1,调节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置.记录两表的示数U和I1.③闭合S2,电压表的示数(选填”变大”或”变小”).调节R使电压表的示数仍为U,记录电流表的示数I2,则此时导电绳的电阻Rx=(用I1、I2和U表示).

④断开S1,增大导电绳拉伸量,测量并记录A、B间的距离,重复步骤②和③.(3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值(选填”有”或”无”)影响.

(4)图(c)是根据部分实验数据描绘的Rx-L图线.将该导电绳两端固定在某种机械臂上,当机械臂弯曲后,测得导电绳的电阻Rx为1.33kΩ,则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为cm,即为机械臂弯曲后的长度.

答案(2)③变小UI2-I1拓展七测量金属丝的电阻率1.(2022湖北,13,9分)某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后,为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率,进行了如下实验探究.(1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D,示数如图甲所示,其读数为mm.再用游标卡尺测得其长度L.

图甲图乙(2)该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值.图中电流表量程为0.6A,内阻为1.0Ω,定值电阻R0的阻值为20.0Ω,电阻箱R的最大阻值为999.9Ω.首先将S2置于位置1,闭合S1,多次改变电阻箱R的阻值,记下电流表的对应读数I,实验数据见下表.根据表中数据,在图丙中绘制出1I-R图像.再将S2置于位置2,此时电流表读数为0.400A.根据图丙中的图像可得Rx=Ω(结果保留2位有效数字).最后可由表达式ρ=得到该材料的电阻率(用D、L、Rx表示).R/ΩI/A1I/A5.00.4142.4210.00.3522.8415.00.3083.2520.00.2723.6825.00.2444.1030.00.2224.50(3)该小组根据图乙的电路和图丙的1I-R图像,还可以求得电源电动势E=V,内阻r=Ω.(结果均保留2位有效数字)(4)持续使用后,电源电动势降低、内阻变大.若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置,测得电路的电流,仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会(选填”偏大”、”偏小”或”不变”).

答案(1)3.700(2)6.0πRxD24L(3)122.[2019天津理综,9(3)]现测定长金属丝的电阻率.①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示,其读数是mm.

②利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻.这段金属丝的电阻Rx约为100Ω,画出实验电路图,并标明器材代号.电源E(电动势10V,内阻约为10Ω)电流表A1(量程0~250mA,内阻R1=5Ω)电流表A2(量程0~300mA,内阻约为5Ω)滑动变阻器R(最大阻值10Ω,额定电流2A)开关S及导线若干③某同学设计方案正确,测量得到电流表A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,则这段金属丝电阻的计算式Rx=.从设计原理看,其测量值与真实值相比(填”偏大”、”偏小”或”相等”).

答案①0.200(0.196~0.204均可)②如图所示③I13.(2019江苏单科,11,10分)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率.实验操作如下：(1)螺旋测微器如图1所示.在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动(选填”A”“B”或”C”),直到听见”喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏.

(2)选择电阻丝的(选填”同一”或”不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径.

(3)图2甲图中Rx为待测电阻丝.请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图2乙图实物电路中的正确位置.图2(4)为测量Rx,利用图2甲图所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1-I1关系图像如图3所示.接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U2和电流I2的值,数据见下表：U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据,在方格纸上作出U2-I2图像.图3(5)由此,可求得电阻丝Rx=Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率.

答案(1)C(2)不同(3)见解析图(4)见解析图(5)23.5解析(1)为防止测砧与测微螺杆对电阻丝产生的压力过大,应该旋动