物理（五）-2023年高考考前20天终极冲刺攻略-高考物理备考复习重点资料归纳

专题5物理实验

高考预测

近几年高考真题对物理实验的考查一般为15分（一个力学实验或热学实验和一个电学实验或光学实验）。

应试技巧

运用图像法处理实验数据时要注意把图像与相关物理规律结合，尽可能将图像转化为线

性图像，根据图像的截距和斜率得出相关待测物理量。

测量电表读数或弹簧秤读数都可以迁移刻度尺读数规则，凡是十分度的，都需要估读到

下一位。

物什时第”天今日心情:

oOO

模一

力学实验

考点透视

考点解读

了解物理实验误差，掌握大纲要求的典型实验的原理、基本操作、数据处理方法。

能够迁移实验知识，能够根据高中物理主干知识，进行创新性实验。

高考预测

近年高考除了考查大纲要求的典型实验外，加大了创新实验的考查。预测在2022年高

考中，可能一道常规实验题和一道创新实验题，难度中等。

满分技巧

I.明核心一一掌握实验原理。

对于每一个实验，首先要掌握实验原理。例如伏安法测量电阻的原理是欧姆定律，电源

电动势和内阻测量的原理是闭合电路欧姆定律。

2.练技能一一训练实验操作技能。例如探究加速度与力的关系实验，需要平衡摩擦力；

探究平抛运动规律实验需要调整斜槽轨道末端水平。

3.强数学一一有效处理实验数据。

在物理实验中，处理实验数据的方法主要有：公式法、列表法和图像法。对于间接测量，

主要应用相关物理公式得出待测物理量。在运用图像法处理实验数据时，需要根据实验情景

或实验电路，利用物理规律列出方程，尽可能得出两物理量的线性关系，作出相关物理量变

化关系图像，利用图像的斜率、截距得出待测物理量。

4.知原因一一知道实验误差产生的原因。

5.提能力一一提高灵活运用知识设计实验的能力，提高创新实验能力。

真题回眸

1.（9分）（2022重庆高考）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。

气垫导轨

左支点右支点

(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8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•(保留2位有效数字),滑块A碰后的图线为

(选填"②”“③”“④”)。

【参考答案】.(1).天平(2).匀速直线(3).-0.011.③

【名师解析】(1)要测量滑块的动量，需要测量滑块质量，因此需要天平。

(2)为「减小币;力对实验的影响，应该让气垫导轨处于水平状态，故开动气泵后，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匀速直线运动。

(3)取滑块A碰撞前运动方向为正方向，根据两滑块碰撞前后位置x随时间t的变化图像

可知滑块B碰撞前的速度为vn=-0.058m/s

滑块B碰撞前的动量为P8=，〃8VB=0.1978X(-0.058)kgm/s=-0.011kgm/s

两物块碰撞耍符合碰撞的制约关系，图线④为碰撞前A物块的位移图像；由于碰撞后图线

③的斜率大于图线②的斜率，所以图线③为碰撞后A物块的图线。

2.（10分）（2022高考北京卷）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

点之间的距离玉,马，，修，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—/坐标系，根据重锤下落的速度作出V—f图线并求重力加速度。

n打点

计%器|陵带

1^3

n

图1

（1）图2为纸带的一部分，打点3时，重锤下落的速度匕=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，请在图中标出速度匕

对应的坐标点，并作出V-f图线。

00.040.080.120.160.200.24

图3

(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。

【参考答案】

(1)1.15

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

00.040.080.120.160.200.24

(2)答图1

(3)9.75

(4)需要测量的物理量：水滴下落的高度力和下落的时间f。

测量力的方法：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/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1„,则f=互。

n

【命题意图】此题考查重力加速度测量及其相关知识点。

【名师解析】(1)打点3时，重锤下落的速度v3=——m/s=1.15m/s«(2)过尽可能

4x0.02

多的点作直线，如图。(3)图像的斜率表示重力加速度，为9.75m/s2。

(4)需要测量的物理量：水滴下落的高度力和下落的时间％

测量〃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f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〃滴水下落的总时间乙，则/=%。

n

3.(2022高考辽宁物理)某同学利用如图所示的装置测量重力加速度，其中光栅板上交替

排列着等宽度的遮光带和透光带（宽度用d表示）。实验时将光栅板置于光电传感器上方某

高度，令其自由下落穿过光电传感器。光电传感器所连接的计算机可连续记录遮光带、透光

带通过光电传感器的时间间隔加。

透光带

（1）除图中所用的实验器材外，该实验还需要（填“天平”或“刻度尺

（2）该同学测得遮光带（透光带）的宽度为4.50cm,记录时间间隔的数据如表所示，

编号1遮光带2遮光带3遮光带

3

Ar/(xl0-s)73.0438.6730.00

根据上述实验数据，可得编号为3的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为匕=

,m/s（结果保留两位有效数字）；

（3）某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔为△4、A?,,则重力加速度

g=（用4△小加2表示）；

（4）该同学发现所得实验结果小于当地的重力加速度，请写出一条可能的原因：

2d(AA—)

【参考答案】(1)刻度尺(2)1.5(3)~七

△@204+M)

（4）光栅板下落受到空气阻力的作用

【命题意图】本题考查重力加速度测量实验及其相关知识点.

【名师解析】

（1）该实验测量重力加速度，不需要天平测质量；需要用刻度尺测量遮光带（透光带）的

宽度，故需要刻度尺；

（2）根据平均速度的计算公式可知，

d45x10-2m

编号为3的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为5=乌=二，=L5m/s。

M30x10%

（3）由于d很小，可以用遮光带通过光电传感器的平均速度代替瞬时速度，所以有

dd

Vi=—,v2=---

A.\t2

由匀变速直线运动规律，岭=匕+gM+M

2

2d(△/]—A?2)

可得g=

41绝(幽+维)

（4）由于光栅板下落过程中受到空气阻力的影响,所以竖直向下的加速度小于重力加速度。

4.（2022高考河北）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。弹簧的劲度系数为鼠原长为次,钩码的质

1,

量为，叫已知弹簧的弹性势能表达式为七=一日2,其中4为弹簧的劲度系数，X为弹簧的

2

（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心接通打点计时

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点到打出尸点时间内，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/?的关系，如图3所示。由图3可知，随着A增加，两条曲线在纵向

的间隔逐渐变大，主要原因是—

k（L—L［）'）h~—kh^m（h—h,\

【参考答案】（1）52。s

8〃mgh4a

（2）钩码和纸带运动的速度逐渐增大，导致空气阻力逐渐增大，以至于空气阻力做的功也

逐渐增大。

【命题意图】本题考查验证机械能守恒定律实验及其相关知识点。

【名师解析】（1）从打出A点到打出尸点时间内，弹簧的弹性势能减少量为

1,1,

叫弹=.（L-A））k（L-4-%）

整理有△综弹=A（L-4）佐一;kh；

打出F点时速度v=4二%,打出尸点时钩码动能E^-mv2=-m（4二%）2=

2T222T

由于从静I上释放钩码，所以钩码动能增加量△&="（4二”）:

8T28T2

（2）钩码机械能的增加量，即钩码动能和重力势能增加量的总和，若无阻力做功则弹簧弹

性势能的减少量等于钩码机械能的增加量。现在随着人增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变

大，而两条曲线在纵向的间隔即阻力做的功，则产生这个问题的主要原因是钩码和纸带运动

的速度逐渐增大，导致空气阻力逐渐增大，以至于空气阻力做的功也逐渐增大。

5.（2022年6月浙江选考）（7分）（1）①“探究小车速度随时间变化的规律”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

。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）。

01cm456

图2

图3

②利用图1装置”探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是（多选）。

A.换成质量更小的车B.调整长木板的倾斜程度

C.把钩码更换成祛码盘和祛码D.改变连接小车的细绳与长木板的夹角

（2）“探究求合力的方法”的实验装置如图4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一4^（选填“2”、“3”或“4”）

次把橡皮条结点拉到0。

【参考答案】（1）6.201.9B（2）BD3

【命题意图】本题考查三个力学实验，意在考查实验探究能力。

【解题思路】

（1）①根据刻度尺读数规则，打计数点2时小车位移大小为6.20cm。由速度图像斜率得加

速度a=1.9m/s2o

②利用图1装置'‘探究加速度与力、质量的关系”的实验，需平衡摩擦力，即调整长木板

的倾斜程度，B正确。

（2）①“探究求合力的方法”的实验，在已记录结点位置的情况下，为减小误差，确定

一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点，测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行

于木板，BD正确。

（2）若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要3次把橡皮条结点拉到0。第一次用一只

弹簧秤将结点拉到O点；第二次用手和弹簧梓成一定角度分别拉一绳套将结点拉到O点，

记下二者拉力方向；第3次手和弹簧秤互换，分别沿第2次的方向将结点拉到O点。

6.（2022•全国理综甲卷•23）（10分）

利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为叫的滑块A与质量为I%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的速度大小匕和匕，进而

分析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列填空：

(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4与B的右端到右

边挡板的距离$2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r,和Jo

(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

下表所示。

12345

f]/s0.490.671.011.221.39

0.150.210.330.400.46

t2/s

0.310.330.330.33

k2

V2

(6)表中的心=(保留2位有效数字)。

(7)工的平均值为,(保留2位有效数字)。

岭

(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上判断。若两滑块的碰撞

彩

为弹性碰撞，则山的理论表达式为(用㈣和加2表示)，本实验中其值为

匕

(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A与

滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。

【参考答案】(2)0.304kg(6)0.32(7)0.32(8)'〜一呵0.48

2班

【命题意图】探究碰撞过程中的不变量，列表法处理实验数据、有效数字，

【解题思路】(2)要使碰撞后两滑块的运动方向相反，必须使质量较小的滑块碰撞质量

较大的静止滑块，所以应选取质量为0.304kg的滑块作为Ao

（6）S|=VituS2K2t2,解得k2=©"。根据第1组数据，可得°，6J=031,解得&=1.01；

txs20.49$2$2

根据第3组数据，可得0吧33s"=0.33,解杼s上=1.01；代入第2组数据，可得卜2=0三21s"=0.32.

1.0152s20.67$2

（7）L的平均值为（0.31+0.32+0.33+0.33+0.33）+5=0.32.

岭

（8）由碰撞过程遵循的动量守恒定律，mivo=・m]V]+m2V2

若为弹性碰撞，则碰撞前后系统总动能不变，—iniv（）2=—miVI2+—m2V2?

222

联立解得，上=吗一犯，将题给数据代入可得立=9二生=0.48.

v22m）v22网

【易错提醒】（7）中L的平均值为实验数据的平均值。（8）中工的理论表达式和理论

匕%

值，两者不同。

7.（2022年1月浙江选考）（I）在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时球

心位置为坐标原点。，建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面高为〃处静止释

放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图所示。在轨迹

上取一点A,读取其坐标（xo,yo）o

①下列说法正确的是。

A.实验所用斜槽应尽量光滑

B.画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来

C.求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据

②根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小vo=

③在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是。

【参考答案】①.c②.D③.确保多次运动的轨迹相同

【名师解析】①UIA.只要保证小球卷次从同一位置静止释放，到达斜槽末端的速度大小都

相同，与实验所用斜槽是否光滑无关，故A错误；

B.画轨迹时应应舍去误差较大的点，把误差小的点用平滑的曲线连接起来，故B错误：

C.求平抛运动初速度时应读取轨迹上离远点较远的点的数据，便于减小读数产生的偶然误

差，故C正确；

故选C。

1,

②[2]坐标原点o为抛出点，由平抛规律有%=,y0=-gt

联立解得平抛的初速度为%=，故选D。

'2%

③[3]小球多次从斜槽上同一位置由静止释放是为J'保证到达斜槽末端的速度大小都相同，

从而能确保多次运动的轨迹相同。

【易错警示】（2）中考生易错用机械能守恒定律有,必/=；如：从而得到

/=同，选答案A；造成这种错误的原因是考生忽略了斜槽轨道不光滑，小

球在下滑的过程中还受到了摩擦力作用，这个过程的机械能是不守恒的。因此利

用实验中测平抛初速度只能从平抛运动的原理求解。

8（2022年1月浙江选考）“探究碰撞中的不变量”的实验装置如图所示，阻力很小的滑

轨上有两辆小车A、B,给小车A一定速度去碰撞静止的小车B,小车A、B碰撞前后的速

度大小可由速度传感器测得。

BA

①实验应进行的操作有。

A.测量滑轨的长度

B.测量小车的长度和高度

C.碰撞前将滑轨调成水平

②下表是某次实验时测得的数据:

碰撞后B的速

碰撞前A的速度大碰撞后A的速度

A的质量/kgB的质量/kg度大小/

小/（m-s",）大小/（m-s-1）

（m-s-1）

0.2000.3001.0100.2000.800

由表中数据可知，碰撞后小车A、B所构成系统的总动量大小是kg-m/so（结果保

留3位有效数字）

【参考答案】①.C（2）.0.200

【名师解析】①⑴碰撞前将滑轨调成水平，保证碰撞前后A、B做匀速直线运动即可，没有

必要测量滑轨的长度和小车的长度、高度。

故选C。

②⑵由表中数据可知小车A的质量小于B的质量，则碰后小车A反向运动，设碰前小车A

的运动方向为正方向，则可知碰后系统的总动量大小为

P'=mBVB-mAV，A

解得

p=0.200kg-m/s

［易错警示】②中分析表格数据时要注意判断碰后小车A是否反向。

9.（2022•高考河北物理II,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。弹簧的劲度系数为我,原长为

L。,钩码的质量为〃己知弹簧的弹性势能表达式为七=—日2,其中攵为弹簧的劲度系

2

数，x为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g。

弹

钩

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

（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〃的关系，如图3所示。

由图3可知，随着//增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是

初优一4Y

8Pmglu。（2）空气阻力

【名师解析】（1）打出F点时速度v=4H,打出尸点时钩码动能E^-mv2=-m

2T22

（幺二勺）2」仇二丁）,由于从静止释放钩码，所以钩码动能增加量△£■「"（二二'）;

2T8T28T2

钩码重力势能增加量产mgh4；由机械能守恒定律，从打出A点到打出b点时间内，弹簧

的弹性势能减少量为△Ep=Zk&+Z\E产’"（%,♦）+岫。

（2）随着&增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是空气阻力。

10.（2022新高考海南卷）（2）用如图所示的装置研究平抛物体的运动规律，击打弹片时,

A做平抛运动，B做自由落体。经过多次实验发现两个小球总是同时落地，则得到的结论是:

以A的抛出点做为坐标原点，建立直角坐标系，如图所示，设从0fA,从A—3,从

BfC的时间分别是5、I.、tBC,则这三个时间（选填“相等”或“不相等”）。

【参考答案】（2）平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动。相等

【名师解析】多次实验发现两个小球总是同时落地，则说明平抛运动的小球在竖直方向做自

由落体运动。根据平抛运动在水平方向做匀速直线运动可知，这三个时间相等。

11.（2021重庆高考）某同学用手机和带刻度的玻璃筒等器材研究金属小球在水中竖直下落

的速度变化情况。他用手机拍摄功能记录小球在水中静止释放后位置随时间的变化,每以60s

拍摄一张照片。

（1）取某张照片中小球的位置为0号位置，然后依次每隔3张照片标记一次小球的位置，

则相邻标记位置之间的时间间隔是s。

（2）测得小球位置x随时间t变化曲线如题图所示，由图可知，小球在0.15s~0.35s时间段

平均速度的大小（选填“大于”、“等于"、“小于”）在0.45s~0.65s时间段内平均速

度的大小。

（3）在实验器材不变的情况下，能够减小实验误差测量误差的方法有：（写

出一种即可）

【参考答案】(1)l/15s(2)小于(3)每张照片标记一次小球的位置

【名师解析】(1)相邻标记位置之间的时间间隔是T=4Xl/60s-l/15so(2)小球在0.15s~0.35s

时间内(△t=0.35s-0.15s=0.20s)位移△x=240mm-40mm=200mm=0.200m,平均速度大小为

vl=Ax/At=I.0m/s；小球在0.45s~0.65s时间内(△t=0.65s-0.45s=0.20s)位移△

x=750mm-400rnm=350mm=0.350m,平均速度大小为V2=Z\x/Z\t=1.75m/s；由此可知小球在

O.15s~O.35s时间内平均速度的大小小于小球在0.45s~0.65s时间内的平均速度的大小。(3)

在实验器材不变的情况下，能够减小实验误差测量误差的方法有：每张照片标记一次小球的

位置。

12(2022高考上海)在“用单摆测定当地的重力加速度”的实验中：

(1)摆线质量和摆球质量分别为，"线和相坤，摆线长为1,摆球直径为d,则

A.mtn»m)#,I«d；

B.tn^>>m球,l>>d；

C.tn线球,/<<d；

D."i线<<〃/球,l»cl\

(2)小明在测量后作出的〃一一/图像如图所示，则他测得的结果是g=m*。(保留

2为小数)

(3)为了减小实验误差，应该从最高点还是最低点开始计时，请简述理由

18.【参考答案】(1)D(2)9.74(3)最低点速度最大，计时误差最小。

【命题意图】本题考查单摆测量重力加速度+图像法处理实验数据+误差分析+实验探究能力

+模型思想

【名师解析】（1）单摆模型是轻细线悬挂小球，不计细线质量，摆球视为质点，所以该实验

要求摆线质量远小于摆球质量，摆线长度要远大于摆球直径，即〃/<<，〃岸，l»d-.选项D

正确。

l~i~4万24万2

（2）由单摆周期公式，T=2兀J—,可得乃=——I,N——/图像斜率k=——，山题给出的实

gg

3.85—3.0047~,

验r——/图像可得k=----------=4.05,由——=4.05解得：重力加速度g=9.74m/s2,

0.95-0.74g

（3）由于摆球摆动到最低点时速度最大，以最低点开始计时，计时误差最小。

13.（2023年1月浙江选考•161）（7分）（1）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实

验中，实验装置如图1所示.

图1

①需要的实验操作有（多选）；

A.调节滑轮使细线与轨道平行

B.倾斜轨道以补偿阻力

C.小车靠近打点计时器静止释放

D.先接通电源再释放小车

②经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图2所示。选取连续打出的点0、1、2、3、

4为计数点，则计数点1的读数为cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为

50Hz,则打计数点2时小车的速度大小为：m/s（结果保留3位有效数字）。

•0•12•3•4•

llllllllllllllllllllplllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll

0cm123456789101112

图2

【参考答案】①.ACD②.2.751.48

【名师解析】①实验需要调节滑轮使细线与轨道平行，选项A正确；该实验只要使得小车

加速运动即可，不需要倾斜轨道补偿阻力，选项B错误；为了充分利用纸带，则小车靠近

打点计时器静止释放，选项C正确；先接通电源再释放小车，选项D正确。

②根据刻度尺读数规则，计数点1的读数为2.75cm。已知打点计时器所用交流电源的频率

为50Hz,则打点周期T=0.02s,则打计数点2时小车的速度大小为

x（8.65-2.75）X10-2,一。,

=—l3=----------------m/s=1.48m/s

22T0.04

（2）“探究向心力大小的表达式”实验装置如图3所示.

图3

①采用的实验方法是

A.控制变量法B.等效法C.模拟法

②在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动.此

时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的之比（选填“线速度大小”、

“角速度平方”或“周期平方”）；在加速转动手柄过程中，左右标尺露出红白相何等分标记

的比值（选填“不变”、“变大”或“变小”）.

【参考答案】①A②角速度平方不变

【名师解析】

①本实验先控制住其它几个因素不变，集中研究其中一个因素变化所产生的影响，采用的实

验方法是控制变量法；

②标尺上露出的红白相间的等分格数之比为两个小球所受向心力的比值，根据F=

可知比值等于两小球的角速度平方之比。

V

小球质量和转动半径相同的情况下，由于两球线速度相同，根据0=一

R

可知两球角速度相同：乂根据厂二川八3。

可知向心力之比为1：1,逐渐加大手柄的转速，左右标尺露出的格数之比不变。

名校预测

1.（2023重庆第二次质检）2022年8月。炎热的重庆多地发生山火。在重庆特殊的地形

下，消防队员在某次灭火中采用新的灭火装置，如图甲所示。该次灭火中，消防官兵利用该

消防车的消防水炮进行灭火作业，已知消防水炮喷出的水流恰好在最高处到达着火位置。重

庆南开中学某物理兴趣小组想计算一下消防员灭火时消防水炮出水口处和在着火点位置处

的水流速度，为此进行了相关准备工作。已知该兴趣小组拍摄消防车救火时的照片（照片与

实际长度比例为1:1000）,利用坐标纸处理照片后得到水在空中完整的轨迹如图乙所示。已

知每小格长宽均为2cm,忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。则

出水口

乙

甲

（1）水流初速度与水平方向夹角为

（2）当水流到达着火点位置时，其速度为,m/So

【参考答案】①.45。②.40

【名师解析】

（1）[1]采用逆向思维，水做平抛运动，由图可知，平抛运动位移与水平方向夹角的正切

值

41

tana=—=—

82

平抛运动某时刻速度方向与水平方向的夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍,

有

tan夕=2tana=1

解得

6=45°

水流初速度与水平方向夹角为45°

（2）12J采用逆向思维，水做平抛运动，根据比例关系知，平抛运动的高度

〃=4x().02mxi(XX)=80m

竖直方向上

Vy=

v=­:-

rtan0

解得

vv=40m/s

当水流到达着火点位置时，其速度为40m/s

2.（2023重庆第二次质检）用如图所示实验装置验证M,组成的系统机械能

守恒。两物块通过跨过轻质光滑定滑轮的轻绳相连；左边竖直放置两个光电门，其中光电门

1固定不动，光电门2可以上下移动，两个光电门间距为人，挡光片的宽度为d,重力加速

度为g。某次实验中挡光片通过光电门1的时间为A,通过光电门2的时间为

八5A(v2)/m2,s

光电门2

光电门1

挡光片

图甲

（1）若要验证系统机械能守恒，则需验证的表达式为（用例、g、d、〃、G、

t2表示）；

（2）通过计算发现系统动能的增加量总是略小于系统重力势能的减少量，原因是

（3）某兴趣小组发现也可通过该装置来测量g,通过g的测量值是否等于实际值来验证机

械能守恒。调节光电门2的位置来改变心并得到对应的A（F）=-,作出的;△（叫―/?

t?62

图像如图乙所示，已知图像中直线的斜率为我,则测量重力加速度表达式为g=

（用M、小、后表示）。

【参考答案】①.（M-m

②.重物在下落过程中受到了空气阻力及绳子与滑轮之间的摩擦力等阻力作用

k（M+加）

M-m

【名师解析】

加经过光电门2的速度为

若机械能守恒，满足

Mgh-mgh=—(M+m)vl--(M+

整理可得

(M-ni)gh=—(M+in)d~(-y-4

2与4

(2)[2]通过计算发现系统动能的增加量总是略小于系统重力势能的减少量，原因是重物在

下落过程中受到了空气阻力及绳子与滑轮之间的摩擦力等阻力作用;

(3)[3]根据

111

(M-m)gh=—(M+m)d2(―--；

2芍4

可得

L△(力2=也;吗

2M

可知;

人图象的斜率

k=(M-m)g

M+m

解得

k(M+m)

3.(2023宁夏银川一中第一次月考)某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边

形定则”，支架上有两根竖直杆，两支架后放置一竖直平板，平板上贴有白纸，左侧杆上固

定一拉力传感器A,一根不可伸长的细绳一端连接拉力传感器，另一端连接在右侧杆上的8

点，细绳长度大于两杆间距，不计轻小滑轮质量。实验步骤如下:

②将细绳绕过光滑的轻小滑轮，重物悬挂于滑轮下，使之处于静止状态;

③记下B点位置、滑轮与细绳接触点。的位置，读出并记录拉力传感器的示数6;

④改变B点在右侧杆的位置，使重物仍处于静止状态，记下滑轮与细绳接触点。的位置,

读出并记录拉力传感器的示数F2；

⑤多次改变B点在右侧杆的位置，重复②③步骤。

回答下列问题：

（1）在实验过程中，步骤③④所记录拉力传感器的示数耳F2（填“

或“=”）。

（2）作图时，下列图像可能正确的__________o

（3）根据步骤⑤多次改变8点在右侧杆的位置，可以观察得出滑轮与细绳接触点0的轨迹

是在一个__________上（填“椭圆”“圆”或“直线

【参考答案】①.二②.C③.直线

【名师解析】

（1）⑴由于。点为活结，同一根绳，绳的拉力等于8。的拉力，根据对称性，A0与竖

直方向的夹角和80与竖直方向的夹角相等，设为"两竖直杆间距为，/,由几何关系可知

sin0=—L

又弹力的大小为

m

F-8

2cose

可知8点上下移动不影响61角，故两次8在竖直杆上的不同位置，则

£=工

（2）[2]以。点为研究对象，重力实际作用效果在竖直线上，因为误差的存在，两绳合力的

理论值要与实际值有一定偏差，故B图和D图不符合实际，由于两绳拉力总是相等，A图

也不符合实际，ABD错误，C正确。

故选C。

（3）[3]改变B的位置，B是在右侧竖直方向运动，由几何关系可知，A。与竖直方向的夹

角不变，所以可以观察到。点的轨迹是直线。

4.（2023湖北新高考协作体高三起点考试）某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量

守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架

等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压

缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图乙所示，这样就大大

减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。

弹射架滑块1滑块2弹射架

导轨标尺调节旋钮

(1)下面是实验的主要步骤：

①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨；

②向气垫导轨通入压缩空气：

③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并

固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平

方向；

④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；

⑤把滑块2(所用滑块1、2如图丙所示)放在气垫导轨的中间；

⑥先接通打点计时器的电源，然后，让滑块带动纸带一起运动；

⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图丁所示；

⑧测得滑块1(包括撞针•)的质量为420g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为275g；

请完善实验步骤①⑥的内容。

(2)已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知，两滑块相互接通作用前的动量之和

为kg-m/s；两滑块相互作用以后的动量之和为kg-m/s0(保留三位有效数

字)

(3)本实验两滑块相互作用过程，系统总动能损失(填“最大”、"最小

【参考答案】①.水平②.释放滑块③.0.840©.0.834⑤,最大

【名师解析】

(1)[1]⑵为保证滑块做匀速宜线运动，气垫导轨应水平放置；在弹射释放滑块之前应提前

接通打点计时器，保证纸带能够记录足够多的数据点。

(2)[3]相互作用前滑块1的速度大小为

20cm“八,-,

V,=------------200cm/s=2m/s

15x0.02s

相互作用之前的动量之和为

Pi=仍匕=0.840kg-m/s

[4]相互作用后两滑块的共同速度大小为

v2=16.8cm=120cm/s=1,2m/s

27x0.02s

相互作用之后的动量之和为

p2=+w,)v2=0.834kg-rn/s

（3）[5]两滑块相互作用获得共同的速度，属于完全非弹性碰撞，系统总动能损失最大

5.（2023年甘肃张掖一诊）在某次探究加速度与力、质量的关系的实验中，甲、乙、丙、

丁四位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M,重物质量用，〃表示。

打点计时器/滑力线弹簧测力计

打点计时器上小车细线定滑轮