物理（五）-2023年高考考前20天終極沖刺攻略-高考物理備考復習重點資料歸納

專題5物理實驗

高考預測

近幾年高考真題對物理實驗的考查一般為15分（一個力學實驗或熱學實驗和一個電學實驗或光學實驗）。

應試技巧

運用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)時要注意把圖像與相關(guān)物理規(guī)律結(jié)合，盡可能將圖像轉(zhuǎn)化為線

性圖像，根據(jù)圖像的截距和斜率得出相關(guān)待測物理量。

測量電表讀數(shù)或彈簧秤讀數(shù)都可以遷移刻度尺讀數(shù)規(guī)則，凡是十分度的，都需要估讀到

下一位。

物什時第”天今日心情:

oOO

模一

力學實驗

考點透視

考點解讀

了解物理實驗誤差，掌握大綱要求的典型實驗的原理、基本操作、數(shù)據(jù)處理方法。

能夠遷移實驗知識，能夠根據(jù)高中物理主干知識，進行創(chuàng)新性實驗。

高考預測

近年高考除了考查大綱要求的典型實驗外，加大了創(chuàng)新實驗的考查。預測在2022年高

考中，可能一道常規(guī)實驗題和一道創(chuàng)新實驗題，難度中等。

滿分技巧

I.明核心一一掌握實驗原理。

對于每一個實驗，首先要掌握實驗原理。例如伏安法測量電阻的原理是歐姆定律，電源

電動勢和內(nèi)阻測量的原理是閉合電路歐姆定律。

2.練技能一一訓練實驗操作技能。例如探究加速度與力的關(guān)系實驗，需要平衡摩擦力；

探究平拋運動規(guī)律實驗需要調(diào)整斜槽軌道末端水平。

3.強數(shù)學一一有效處理實驗數(shù)據(jù)。

在物理實驗中，處理實驗數(shù)據(jù)的方法主要有：公式法、列表法和圖像法。對于間接測量，

主要應用相關(guān)物理公式得出待測物理量。在運用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)時，需要根據(jù)實驗情景

或?qū)嶒炿娐?，利用物理?guī)律列出方程，盡可能得出兩物理量的線性關(guān)系，作出相關(guān)物理量變

化關(guān)系圖像，利用圖像的斜率、截距得出待測物理量。

4.知原因一一知道實驗誤差產(chǎn)生的原因。

5.提能力一一提高靈活運用知識設計實驗的能力，提高創(chuàng)新實驗能力。

真題回眸

1.（9分）（2022重慶高考）如圖為某小組探究兩滑塊碰撞前后的動量變化規(guī)律所用的實驗

裝置示意圖。帶刻度尺的氣墊導軌右支點固定，左支點高度可調(diào)，裝置上方固定一具有計時

功能的攝像機。

氣墊導軌

左支點右支點

(1)要測量滑塊的動量，除了前述實驗器材外，還必需的實驗器材是。

(2)為減小重力對實驗的影響，開動氣泵后，調(diào)節(jié)氣墊導軌的左支點，使輕推后的滑塊能

在氣墊導軌上近似做運動。

(3)測得滑塊B的質(zhì)量為197.8g,兩滑塊碰撞前后位置x隨時間t的變化圖像如圖所示，

其中①為滑塊8碰前的圖線。取滑塊A碰前的運動方向為正方向，由圖中數(shù)據(jù)可得滑塊B

碰前的動量為kg?m?(保留2位有效數(shù)字),滑塊A碰后的圖線為

(選填"②”“③”“④”)。

【參考答案】.(1).天平(2).勻速直線(3).-0.011.③

【名師解析】(1)要測量滑塊的動量，需要測量滑塊質(zhì)量，因此需要天平。

(2)為「減小幣;力對實驗的影響，應該讓氣墊導軌處于水平狀態(tài)，故開動氣泵后，調(diào)節(jié)氣

墊導軌的左支點，使輕推后的滑塊能在氣墊導軌上近似做勻速直線運動。

(3)取滑塊A碰撞前運動方向為正方向，根據(jù)兩滑塊碰撞前后位置x隨時間t的變化圖像

可知滑塊B碰撞前的速度為vn=-0.058m/s

滑塊B碰撞前的動量為P8=，〃8VB=0.1978X(-0.058)kgm/s=-0.011kgm/s

兩物塊碰撞耍符合碰撞的制約關(guān)系，圖線④為碰撞前A物塊的位移圖像；由于碰撞后圖線

③的斜率大于圖線②的斜率，所以圖線③為碰撞后A物塊的圖線。

2.（10分）（2022高考北京卷）某同學利用自由落體運動測量重力加速度，實驗裝置如圖1

所示，打點計時器接在頻率為50.0Hz的交流電源上。

使重錘自由下落，打點計時器在隨重錘下落的紙帶上打下一系列點跡。挑出點跡清晰的一條

紙帶，依次標出計數(shù)點1,2,--8,相鄰計數(shù)點之間還有1個計時點。分別測出相鄰計數(shù)

點之間的距離玉,馬，，修，并求出打點2,3,7時對應的重錘的速度。在坐標紙上建

立V—/坐標系，根據(jù)重錘下落的速度作出V—f圖線并求重力加速度。

n打點

計%器|陵帶

1^3

n

圖1

（1）圖2為紙帶的一部分，打點3時，重錘下落的速度匕=m/s（結(jié)果保

留3位有效數(shù)字）。

（2）除點3外，其余各點速度對應的坐標點已在圖3坐標系中標出，請在圖中標出速度匕

對應的坐標點，并作出V-f圖線。

00.040.080.120.160.200.24

圖3

(3)根據(jù)圖3,實驗測得的重力加速度g=m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

(4)某同學居家學習期間，注意到一水龍頭距地面較高，而且發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)水龍頭閥門可

實現(xiàn)水滴逐滴下落，并能控制相鄰水滴開始下落的時間間隔，還能聽到水滴落地時發(fā)出的清

脆聲音。于是他計劃利用手機的秒表計時功能和刻度尺測量重力加速度。為準確測量，請寫

出需要測量的物理量及對應的測量方法。

【參考答案】

(1)1.15

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

00.040.080.120.160.200.24

(2)答圖1

(3)9.75

(4)需要測量的物理量：水滴下落的高度力和下落的時間f。

測量力的方法：用刻度尺測量水龍頭出水口到地面的高度，多次測量取平均值；

測量/的方法：調(diào)節(jié)水龍頭閥門，使一滴水開始下落的同時，恰好聽到前一滴水落地時發(fā)出

的清脆聲音。用手機測量n滴水下落的總時間1?,則f=互。

n

【命題意圖】此題考查重力加速度測量及其相關(guān)知識點。

【名師解析】(1)打點3時，重錘下落的速度v3=——m/s=1.15m/s?(2)過盡可能

4x0.02

多的點作直線，如圖。(3)圖像的斜率表示重力加速度，為9.75m/s2。

(4)需要測量的物理量：水滴下落的高度力和下落的時間％

測量〃的方法：用刻度尺測量水龍頭出水口到地面的高度，多次測量取平均值；

測量f的方法：調(diào)節(jié)水龍頭閥門，使一滴水開始下落的同時，恰好聽到前一滴水落地時發(fā)出

的清脆聲音。用手機測量〃滴水下落的總時間乙，則/=%。

n

3.(2022高考遼寧物理)某同學利用如圖所示的裝置測量重力加速度，其中光柵板上交替

排列著等寬度的遮光帶和透光帶（寬度用d表示）。實驗時將光柵板置于光電傳感器上方某

高度，令其自由下落穿過光電傳感器。光電傳感器所連接的計算機可連續(xù)記錄遮光帶、透光

帶通過光電傳感器的時間間隔加。

透光帶

（1）除圖中所用的實驗器材外，該實驗還需要（填“天平”或“刻度尺

（2）該同學測得遮光帶（透光帶）的寬度為4.50cm,記錄時間間隔的數(shù)據(jù)如表所示，

編號1遮光帶2遮光帶3遮光帶

3

Ar/(xl0-s)73.0438.6730.00

根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，可得編號為3的遮光帶通過光電傳感器的平均速度大小為匕=

,m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；

（3）某相鄰遮光帶和透光帶先后通過光電傳感器的時間間隔為△4、A?,,則重力加速度

g=（用4△小加2表示）；

（4）該同學發(fā)現(xiàn)所得實驗結(jié)果小于當?shù)氐闹亓铀俣?，請寫出一條可能的原因：

2d(AA—)

【參考答案】(1)刻度尺(2)1.5(3)~七

△@204+M)

（4）光柵板下落受到空氣阻力的作用

【命題意圖】本題考查重力加速度測量實驗及其相關(guān)知識點.

【名師解析】

（1）該實驗測量重力加速度，不需要天平測質(zhì)量；需要用刻度尺測量遮光帶（透光帶）的

寬度，故需要刻度尺；

（2）根據(jù)平均速度的計算公式可知，

d45x10-2m

編號為3的遮光帶通過光電傳感器的平均速度大小為5=烏=二，=L5m/s。

M30x10%

（3）由于d很小，可以用遮光帶通過光電傳感器的平均速度代替瞬時速度，所以有

dd

Vi=—,v2=---

A.\t2

由勻變速直線運動規(guī)律，嶺=匕+gM+M

2

2d(△/]—A?2)

可得g=

41絕(幽+維)

（4）由于光柵板下落過程中受到空氣阻力的影響,所以豎直向下的加速度小于重力加速度。

4.（2022高考河北）某實驗小組利用鐵架臺、彈簧、鉤碼、打點計時器、刻度尺等器材驗

證系統(tǒng)機械能守恒定律，實驗裝置如圖1所示。彈簧的勁度系數(shù)為鼠原長為次,鉤碼的質(zhì)

1,

量為，叫已知彈簧的彈性勢能表達式為七=一日2,其中4為彈簧的勁度系數(shù)，X為彈簧的

2

（1）在彈性限度內(nèi)將鉤碼緩慢下拉至某一位置，測得此時彈簧的長度為心接通打點計時

器電源。從靜止釋放鉤碼，彈簧收縮，得到了一條點跡清晰的紙帶。鉤碼加速上升階段的部

分紙帶如圖2所示，紙帶上相鄰兩點之間的時間間隔均為T（在誤差允許范圍內(nèi)，認為釋放

鉤碼的同時打出A點）。從打出A點到打出尸點時間內(nèi)，彈簧的彈性勢能減少量為

鉤碼的動能增加量為，鉤碼的重力勢能增加量為。

圖2

（2）利用計算機軟件對實驗數(shù)據(jù)進行處理，得到彈簧彈性勢能減少量、鉤碼的機械能增加

量分別與鉤碼上升高度/?的關(guān)系，如圖3所示。由圖3可知，隨著A增加，兩條曲線在縱向

的間隔逐漸變大，主要原因是—

k（L—L［）'）h~—kh^m（h—h,\

【參考答案】（1）52。s

8〃mgh4a

（2）鉤碼和紙帶運動的速度逐漸增大，導致空氣阻力逐漸增大，以至于空氣阻力做的功也

逐漸增大。

【命題意圖】本題考查驗證機械能守恒定律實驗及其相關(guān)知識點。

【名師解析】（1）從打出A點到打出尸點時間內(nèi)，彈簧的彈性勢能減少量為

1,1,

叫彈=.（L-A））k（L-4-%）

整理有△綜彈=A（L-4）佐一;kh；

打出F點時速度v=4二%,打出尸點時鉤碼動能E^-mv2=-m（4二%）2=

2T222T

由于從靜I上釋放鉤碼，所以鉤碼動能增加量△&="（4二”）:

8T28T2

（2）鉤碼機械能的增加量，即鉤碼動能和重力勢能增加量的總和，若無阻力做功則彈簧彈

性勢能的減少量等于鉤碼機械能的增加量。現(xiàn)在隨著人增加，兩條曲線在縱向的間隔逐漸變

大，而兩條曲線在縱向的間隔即阻力做的功，則產(chǎn)生這個問題的主要原因是鉤碼和紙帶運動

的速度逐漸增大，導致空氣阻力逐漸增大，以至于空氣阻力做的功也逐漸增大。

5.（2022年6月浙江選考）（7分）（1）①“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗裝置如

圖1所示，長木板水平放置，細繩與長木板平行。圖2是打出紙帶的一部分，以計數(shù)點

。為位移測量起點和計時起點，則打計數(shù)點B時小車位移大小為▲cm。由圖3

中小車運動的數(shù)據(jù)點，求得加速度為▲m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。

01cm456

圖2

圖3

②利用圖1裝置”探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，需調(diào)整的是（多選）。

A.換成質(zhì)量更小的車B.調(diào)整長木板的傾斜程度

C.把鉤碼更換成祛碼盤和祛碼D.改變連接小車的細繩與長木板的夾角

（2）“探究求合力的方法”的實驗裝置如圖4所示，在該實驗中,

①下列說法正確的是▲（單選）；

A.拉著細繩套的兩只彈簧秤，穩(wěn)定后讀數(shù)應相同

B.在已記錄結(jié)點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的

兩點

C.測量時彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦

D.測量時，橡皮條、細繩和彈簧秤應貼近并平行于木板

②若只有一只彈簧秤，為了完成該實驗至少需要一4^（選填“2”、“3”或“4”）

次把橡皮條結(jié)點拉到0。

【參考答案】（1）6.201.9B（2）BD3

【命題意圖】本題考查三個力學實驗，意在考查實驗探究能力。

【解題思路】

（1）①根據(jù)刻度尺讀數(shù)規(guī)則，打計數(shù)點2時小車位移大小為6.20cm。由速度圖像斜率得加

速度a=1.9m/s2o

②利用圖1裝置'‘探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，需平衡摩擦力，即調(diào)整長木板

的傾斜程度，B正確。

（2）①“探究求合力的方法”的實驗，在已記錄結(jié)點位置的情況下，為減小誤差，確定

一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的兩點，測量時，橡皮條、細繩和彈簧秤應貼近并平行

于木板，BD正確。

（2）若只有一只彈簧秤，為了完成該實驗至少需要3次把橡皮條結(jié)點拉到0。第一次用一只

彈簧秤將結(jié)點拉到O點；第二次用手和彈簧梓成一定角度分別拉一繩套將結(jié)點拉到O點，

記下二者拉力方向；第3次手和彈簧秤互換，分別沿第2次的方向?qū)⒔Y(jié)點拉到O點。

6.（2022?全國理綜甲卷?23）（10分）

利用圖示的實驗裝置對碰撞過程進行研究。讓質(zhì)量為叫的滑塊A與質(zhì)量為I%的靜止滑塊B

在水平氣墊導軌上發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，比較碰撞后A和B的速度大小匕和匕，進而

分析碰撞過程是否為彈性碰撞。完成下列填空：

(2)測得兩滑塊的質(zhì)量分別為0.510kg和0.304kg。要使碰撞后兩滑塊運動方向相反，應

選取質(zhì)量為kg的滑塊作為A。

(3)調(diào)節(jié)B的位置，使得A與B接觸時，A的左端到左邊擋板的距離4與B的右端到右

邊擋板的距離$2相等。

(4)使A以一定的初速度沿氣墊導軌運動，并與B碰撞，分別用傳感器記錄A和B從碰

撞時刻開始到各自撞到擋板所用的時間r,和Jo

(5)將B放回到碰撞前的位置，改變A的初速度大小，重復步驟(4)。多次測量的結(jié)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位有效數(shù)字)。

(7)工的平均值為,(保留2位有效數(shù)字)。

嶺

(8)理論研究表明，對本實驗的碰撞過程，是否為彈性碰撞可由上判斷。若兩滑塊的碰撞

彩

為彈性碰撞，則山的理論表達式為(用㈣和加2表示)，本實驗中其值為

匕

(保留2位有效數(shù)字)，若該值與(7)中結(jié)果間的差別在允許范圍內(nèi)，則可認為滑塊A與

滑塊B在導軌上的碰撞為彈性碰撞。

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

2班

【命題意圖】探究碰撞過程中的不變量，列表法處理實驗數(shù)據(jù)、有效數(shù)字，

【解題思路】(2)要使碰撞后兩滑塊的運動方向相反，必須使質(zhì)量較小的滑塊碰撞質(zhì)量

較大的靜止滑塊，所以應選取質(zhì)量為0.304kg的滑塊作為Ao

（6）S|=VituS2K2t2,解得k2=?"。根據(jù)第1組數(shù)據(jù)，可得°，6J=031,解得&=1.01；

txs20.49$2$2

根據(jù)第3組數(shù)據(jù)，可得0吧33s"=0.33,解杼s上=1.01；代入第2組數(shù)據(jù)，可得卜2=0三21s"=0.32.

1.0152s20.67$2

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

嶺

（8）由碰撞過程遵循的動量守恒定律，mivo=?m]V]+m2V2

若為彈性碰撞，則碰撞前后系統(tǒng)總動能不變，—iniv（）2=—miVI2+—m2V2?

222

聯(lián)立解得，上=嗎一犯，將題給數(shù)據(jù)代入可得立=9二生=0.48.

v22m）v22網(wǎng)

【易錯提醒】（7）中L的平均值為實驗數(shù)據(jù)的平均值。（8）中工的理論表達式和理論

匕%

值，兩者不同。

7.（2022年1月浙江選考）（I）在“研究平拋運動”實驗中，以小鋼球離開軌道末端時球

心位置為坐標原點。，建立水平與豎直坐標軸。讓小球從斜槽上離水平桌面高為〃處靜止釋

放，使其水平拋出，通過多次描點可繪出小球做平拋運動時球心的軌跡，如圖所示。在軌跡

上取一點A,讀取其坐標（xo,yo）o

①下列說法正確的是。

A.實驗所用斜槽應盡量光滑

B.畫軌跡時應把所有描出的點用平滑的曲線連接起來

C.求平拋運動初速度時應讀取軌跡上離原點較遠的點的數(shù)據(jù)

②根據(jù)題目所給信息，小球做平拋運動的初速度大小vo=

③在本實驗中要求小球多次從斜槽上同一位置由靜止釋放的理由是。

【參考答案】①.c②.D③.確保多次運動的軌跡相同

【名師解析】①UIA.只要保證小球卷次從同一位置靜止釋放，到達斜槽末端的速度大小都

相同，與實驗所用斜槽是否光滑無關(guān)，故A錯誤；

B.畫軌跡時應應舍去誤差較大的點，把誤差小的點用平滑的曲線連接起來，故B錯誤：

C.求平拋運動初速度時應讀取軌跡上離遠點較遠的點的數(shù)據(jù)，便于減小讀數(shù)產(chǎn)生的偶然誤

差，故C正確；

故選C。

1,

②[2]坐標原點o為拋出點，由平拋規(guī)律有%=,y0=-gt

聯(lián)立解得平拋的初速度為%=，故選D。

'2%

③[3]小球多次從斜槽上同一位置由靜止釋放是為J'保證到達斜槽末端的速度大小都相同，

從而能確保多次運動的軌跡相同。

【易錯警示】（2）中考生易錯用機械能守恒定律有,必/=；如：從而得到

/=同，選答案A；造成這種錯誤的原因是考生忽略了斜槽軌道不光滑，小

球在下滑的過程中還受到了摩擦力作用，這個過程的機械能是不守恒的。因此利

用實驗中測平拋初速度只能從平拋運動的原理求解。

8（2022年1月浙江選考）“探究碰撞中的不變量”的實驗裝置如圖所示，阻力很小的滑

軌上有兩輛小車A、B,給小車A一定速度去碰撞靜止的小車B,小車A、B碰撞前后的速

度大小可由速度傳感器測得。

BA

①實驗應進行的操作有。

A.測量滑軌的長度

B.測量小車的長度和高度

C.碰撞前將滑軌調(diào)成水平

②下表是某次實驗時測得的數(shù)據(jù):

碰撞后B的速

碰撞前A的速度大碰撞后A的速度

A的質(zhì)量/kgB的質(zhì)量/kg度大小/

小/（m-s",）大小/（m-s-1）

（m-s-1）

0.2000.3001.0100.2000.800

由表中數(shù)據(jù)可知，碰撞后小車A、B所構(gòu)成系統(tǒng)的總動量大小是kg-m/so（結(jié)果保

留3位有效數(shù)字）

【參考答案】①.C（2）.0.200

【名師解析】①⑴碰撞前將滑軌調(diào)成水平，保證碰撞前后A、B做勻速直線運動即可，沒有

必要測量滑軌的長度和小車的長度、高度。

故選C。

②⑵由表中數(shù)據(jù)可知小車A的質(zhì)量小于B的質(zhì)量，則碰后小車A反向運動，設碰前小車A

的運動方向為正方向，則可知碰后系統(tǒng)的總動量大小為

P'=mBVB-mAV，A

解得

p=0.200kg-m/s

［易錯警示】②中分析表格數(shù)據(jù)時要注意判斷碰后小車A是否反向。

9.（2022?高考河北物理II,6分）某實驗小組利用鐵架臺、彈簧、鉤碼、打點計時器、刻

度尺等器材驗證系統(tǒng)機械能守恒定律，實驗裝置如圖1所示。彈簧的勁度系數(shù)為我,原長為

L。,鉤碼的質(zhì)量為〃己知彈簧的彈性勢能表達式為七=—日2,其中攵為彈簧的勁度系

2

數(shù)，x為彈簧的形變量，當?shù)氐闹亓铀俣却笮間。

彈

鉤

圖1

（1）在彈性限度內(nèi)將鉤碼緩慢下拉至某一位置，測得此時彈簧的長度為L。接通打點計時

器電源。從靜止釋放鉤碼，彈簧收縮，得到了一條點跡清晰的紙帶。鉤碼加速上升階段的部

分紙帶如圖2所示，紙帶上相鄰兩點之間的時間間隔均為T（在誤差允許范圍內(nèi)，認為釋

放鉤碼的同時打出A點）。從打出A點到打出F點時間內(nèi)，彈簧的彈性勢能減少量為

,鉤碼的動能增加量為,鉤碼的重力勢能增加量為

（2）利用計算機軟件對實驗數(shù)據(jù)進行處理，得到彈簧彈性勢能減少量、鉤碼的機械能增加

量分別與鉤碼上升高度〃的關(guān)系，如圖3所示。

由圖3可知，隨著//增加，兩條曲線在縱向的間隔逐漸變大，主要原因是

初優(yōu)一4Y

8Pmglu。（2）空氣阻力

【名師解析】（1）打出F點時速度v=4H,打出尸點時鉤碼動能E^-mv2=-m

2T22

（幺二勺）2」仇二?。?由于從靜止釋放鉤碼，所以鉤碼動能增加量△￡■「"（二二'）;

2T8T28T2

鉤碼重力勢能增加量產(chǎn)mgh4；由機械能守恒定律，從打出A點到打出b點時間內(nèi)，彈簧

的彈性勢能減少量為△Ep=Zk&+Z\E產(chǎn)’"（%,?）+岫。

（2）隨著&增加，兩條曲線在縱向的間隔逐漸變大，主要原因是空氣阻力。

10.（2022新高考海南卷）（2）用如圖所示的裝置研究平拋物體的運動規(guī)律，擊打彈片時,

A做平拋運動，B做自由落體。經(jīng)過多次實驗發(fā)現(xiàn)兩個小球總是同時落地，則得到的結(jié)論是:

以A的拋出點做為坐標原點，建立直角坐標系，如圖所示，設從0fA,從A—3,從

BfC的時間分別是5、I.、tBC,則這三個時間（選填“相等”或“不相等”）。

【參考答案】（2）平拋運動的小球在豎直方向做自由落體運動。相等

【名師解析】多次實驗發(fā)現(xiàn)兩個小球總是同時落地，則說明平拋運動的小球在豎直方向做自

由落體運動。根據(jù)平拋運動在水平方向做勻速直線運動可知，這三個時間相等。

11.（2021重慶高考）某同學用手機和帶刻度的玻璃筒等器材研究金屬小球在水中豎直下落

的速度變化情況。他用手機拍攝功能記錄小球在水中靜止釋放后位置隨時間的變化,每以60s

拍攝一張照片。

（1）取某張照片中小球的位置為0號位置，然后依次每隔3張照片標記一次小球的位置，

則相鄰標記位置之間的時間間隔是s。

（2）測得小球位置x隨時間t變化曲線如題圖所示，由圖可知，小球在0.15s~0.35s時間段

平均速度的大?。ㄟx填“大于”、“等于"、“小于”）在0.45s~0.65s時間段內(nèi)平均速

度的大小。

（3）在實驗器材不變的情況下，能夠減小實驗誤差測量誤差的方法有：（寫

出一種即可）

【參考答案】(1)l/15s(2)小于(3)每張照片標記一次小球的位置

【名師解析】(1)相鄰標記位置之間的時間間隔是T=4Xl/60s-l/15so(2)小球在0.15s~0.35s

時間內(nèi)(△t=0.35s-0.15s=0.20s)位移△x=240mm-40mm=200mm=0.200m,平均速度大小為

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

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

O.15s~O.35s時間內(nèi)平均速度的大小小于小球在0.45s~0.65s時間內(nèi)的平均速度的大小。(3)

在實驗器材不變的情況下，能夠減小實驗誤差測量誤差的方法有：每張照片標記一次小球的

位置。

12(2022高考上海)在“用單擺測定當?shù)氐闹亓铀俣取钡膶嶒炛校?/p>

(1)擺線質(zhì)量和擺球質(zhì)量分別為，"線和相坤，擺線長為1,擺球直徑為d,則

A.mtn?m)#,I?d；

B.tn^>>m球,l>>d；

C.tn線球,/<<d；

D."i線<<〃/球,l?cl\

(2)小明在測量后作出的〃一一/圖像如圖所示，則他測得的結(jié)果是g=m*。(保留

2為小數(shù))

(3)為了減小實驗誤差，應該從最高點還是最低點開始計時，請簡述理由

18.【參考答案】(1)D(2)9.74(3)最低點速度最大，計時誤差最小。

【命題意圖】本題考查單擺測量重力加速度+圖像法處理實驗數(shù)據(jù)+誤差分析+實驗探究能力

+模型思想

【名師解析】（1）單擺模型是輕細線懸掛小球，不計細線質(zhì)量，擺球視為質(zhì)點，所以該實驗

要求擺線質(zhì)量遠小于擺球質(zhì)量，擺線長度要遠大于擺球直徑，即〃/<<，〃岸，l?d-.選項D

正確。

l~i~4萬24萬2

（2）由單擺周期公式，T=2兀J—,可得乃=——I,N——/圖像斜率k=——，山題給出的實

gg

3.85—3.0047~,

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

0.95-0.74g

（3）由于擺球擺動到最低點時速度最大，以最低點開始計時，計時誤差最小。

13.（2023年1月浙江選考?161）（7分）（1）在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實

驗中，實驗裝置如圖1所示.

圖1

①需要的實驗操作有（多選）；

A.調(diào)節(jié)滑輪使細線與軌道平行

B.傾斜軌道以補償阻力

C.小車靠近打點計時器靜止釋放

D.先接通電源再釋放小車

②經(jīng)正確操作后打出一條紙帶，截取其中一段如圖2所示。選取連續(xù)打出的點0、1、2、3、

4為計數(shù)點，則計數(shù)點1的讀數(shù)為cm。已知打點計時器所用交流電源的頻率為

50Hz,則打計數(shù)點2時小車的速度大小為：m/s（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

?0?12?3?4?

llllllllllllllllllllplllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll

0cm123456789101112

圖2

【參考答案】①.ACD②.2.751.48

【名師解析】①實驗需要調(diào)節(jié)滑輪使細線與軌道平行，選項A正確；該實驗只要使得小車

加速運動即可，不需要傾斜軌道補償阻力，選項B錯誤；為了充分利用紙帶，則小車靠近

打點計時器靜止釋放，選項C正確；先接通電源再釋放小車，選項D正確。

②根據(jù)刻度尺讀數(shù)規(guī)則，計數(shù)點1的讀數(shù)為2.75cm。已知打點計時器所用交流電源的頻率

為50Hz,則打點周期T=0.02s,則打計數(shù)點2時小車的速度大小為

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達式”實驗裝置如圖3所示.

圖3

①采用的實驗方法是

A.控制變量法B.等效法C.模擬法

②在小球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑相同的情況下，逐漸加速轉(zhuǎn)動手柄到一定速度后保持勻速轉(zhuǎn)動.此

時左右標尺露出的紅白相間等分標記的比值等于兩小球的之比（選填“線速度大小”、

“角速度平方”或“周期平方”）；在加速轉(zhuǎn)動手柄過程中，左右標尺露出紅白相何等分標記

的比值（選填“不變”、“變大”或“變小”）.

【參考答案】①A②角速度平方不變

【名師解析】

①本實驗先控制住其它幾個因素不變，集中研究其中一個因素變化所產(chǎn)生的影響，采用的實

驗方法是控制變量法；

②標尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比為兩個小球所受向心力的比值，根據(jù)F=

可知比值等于兩小球的角速度平方之比。

V

小球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑相同的情況下，由于兩球線速度相同，根據(jù)0=一

R

可知兩球角速度相同：乂根據(jù)廠二川八3。

可知向心力之比為1：1,逐漸加大手柄的轉(zhuǎn)速，左右標尺露出的格數(shù)之比不變。

名校預測

1.（2023重慶第二次質(zhì)檢）2022年8月。炎熱的重慶多地發(fā)生山火。在重慶特殊的地形

下，消防隊員在某次滅火中采用新的滅火裝置，如圖甲所示。該次滅火中，消防官兵利用該

消防車的消防水炮進行滅火作業(yè)，已知消防水炮噴出的水流恰好在最高處到達著火位置。重

慶南開中學某物理興趣小組想計算一下消防員滅火時消防水炮出水口處和在著火點位置處

的水流速度，為此進行了相關(guān)準備工作。已知該興趣小組拍攝消防車救火時的照片（照片與

實際長度比例為1:1000）,利用坐標紙?zhí)幚碚掌蟮玫剿诳罩型暾能壽E如圖乙所示。已

知每小格長寬均為2cm,忽略空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。則

出水口

乙

甲

（1）水流初速度與水平方向夾角為

（2）當水流到達著火點位置時，其速度為,m/So

【參考答案】①.45。②.40

【名師解析】

（1）[1]采用逆向思維，水做平拋運動，由圖可知，平拋運動位移與水平方向夾角的正切

值

41

tana=—=—

82

平拋運動某時刻速度方向與水平方向的夾角的正切值是位移與水平方向夾角正切值的2倍,

有

tan夕=2tana=1

解得

6=45°

水流初速度與水平方向夾角為45°

（2）12J采用逆向思維，水做平拋運動，根據(jù)比例關(guān)系知，平拋運動的高度

〃=4x().02mxi(XX)=80m

豎直方向上

Vy=

v=-:-

rtan0

解得

vv=40m/s

當水流到達著火點位置時，其速度為40m/s

2.（2023重慶第二次質(zhì)檢）用如圖所示實驗裝置驗證M,組成的系統(tǒng)機械能

守恒。兩物塊通過跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的輕繩相連；左邊豎直放置兩個光電門，其中光電門

1固定不動，光電門2可以上下移動，兩個光電門間距為人，擋光片的寬度為d,重力加速

度為g。某次實驗中擋光片通過光電門1的時間為A,通過光電門2的時間為

八5A(v2)/m2,s

光電門2

光電門1

擋光片

圖甲

（1）若要驗證系統(tǒng)機械能守恒，則需驗證的表達式為（用例、g、d、〃、G、

t2表示）；

（2）通過計算發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)動能的增加量總是略小于系統(tǒng)重力勢能的減少量，原因是

（3）某興趣小組發(fā)現(xiàn)也可通過該裝置來測量g,通過g的測量值是否等于實際值來驗證機

械能守恒。調(diào)節(jié)光電門2的位置來改變心并得到對應的A（F）=-,作出的;△（叫―/?

t?62

圖像如圖乙所示，已知圖像中直線的斜率為我,則測量重力加速度表達式為g=

（用M、小、后表示）。

【參考答案】①.（M-m

②.重物在下落過程中受到了空氣阻力及繩子與滑輪之間的摩擦力等阻力作用

k（M+加）

M-m

【名師解析】

加經(jīng)過光電門2的速度為

若機械能守恒，滿足

Mgh-mgh=—(M+m)vl--(M+

整理可得

(M-ni)gh=—(M+in)d~(-y-4

2與4

(2)[2]通過計算發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)動能的增加量總是略小于系統(tǒng)重力勢能的減少量，原因是重物在

下落過程中受到了空氣阻力及繩子與滑輪之間的摩擦力等阻力作用;

(3)[3]根據(jù)

111

(M-m)gh=—(M+m)d2(―--；

2芍4

可得

L△(力2=也;嗎

2M

可知;

人圖象的斜率

k=(M-m)g

M+m

解得

k(M+m)

3.(2023寧夏銀川一中第一次月考)某同學用如圖所示的實驗裝置來“驗證力的平行四邊

形定則”，支架上有兩根豎直桿，兩支架后放置一豎直平板，平板上貼有白紙，左側(cè)桿上固

定一拉力傳感器A,一根不可伸長的細繩一端連接拉力傳感器，另一端連接在右側(cè)桿上的8

點，細繩長度大于兩桿間距，不計輕小滑輪質(zhì)量。實驗步驟如下:

②將細繩繞過光滑的輕小滑輪，重物懸掛于滑輪下，使之處于靜止狀態(tài);

③記下B點位置、滑輪與細繩接觸點。的位置，讀出并記錄拉力傳感器的示數(shù)6;

④改變B點在右側(cè)桿的位置，使重物仍處于靜止狀態(tài)，記下滑輪與細繩接觸點。的位置,

讀出并記錄拉力傳感器的示數(shù)F2；

⑤多次改變B點在右側(cè)桿的位置，重復②③步驟。

回答下列問題：

（1）在實驗過程中，步驟③④所記錄拉力傳感器的示數(shù)耳F2（填“

或“=”）。

（2）作圖時，下列圖像可能正確的__________o

（3）根據(jù)步驟⑤多次改變8點在右側(cè)桿的位置，可以觀察得出滑輪與細繩接觸點0的軌跡

是在一個__________上（填“橢圓”“圓”或“直線

【參考答案】①.二②.C③.直線

【名師解析】

（1）⑴由于。點為活結(jié)，同一根繩，繩的拉力等于8。的拉力，根據(jù)對稱性，A0與豎

直方向的夾角和80與豎直方向的夾角相等，設為"兩豎直桿間距為，/,由幾何關(guān)系可知

sin0=—L

又彈力的大小為

m

F-8

2cose

可知8點上下移動不影響61角，故兩次8在豎直桿上的不同位置，則

￡=工

（2）[2]以。點為研究對象，重力實際作用效果在豎直線上，因為誤差的存在，兩繩合力的

理論值要與實際值有一定偏差，故B圖和D圖不符合實際，由于兩繩拉力總是相等，A圖

也不符合實際，ABD錯誤，C正確。

故選C。

（3）[3]改變B的位置，B是在右側(cè)豎直方向運動，由幾何關(guān)系可知，A。與豎直方向的夾

角不變，所以可以觀察到。點的軌跡是直線。

4.（2023湖北新高考協(xié)作體高三起點考試）某同學利用打點計時器和氣墊導軌做“驗證動量

守恒定律”的實驗，氣墊導軌裝置如圖甲所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架

等組成。在空腔導軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓

縮空氣，壓縮空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導軌上，如圖乙所示，這樣就大大

減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差。

彈射架滑塊1滑塊2彈射架

導軌標尺調(diào)節(jié)旋鈕

(1)下面是實驗的主要步驟：

①安裝好氣墊導軌，調(diào)節(jié)氣墊導軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導軌；

②向氣墊導軌通入壓縮空氣：

③把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點計時器和彈射架并

固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平

方向；

④使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩；

⑤把滑塊2(所用滑塊1、2如圖丙所示)放在氣墊導軌的中間；

⑥先接通打點計時器的電源，然后，讓滑塊帶動紙帶一起運動；

⑦取下紙帶，重復步驟④⑤⑥，選出較理想的紙帶如圖丁所示；

⑧測得滑塊1(包括撞針?)的質(zhì)量為420g,滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為275g；

請完善實驗步驟①⑥的內(nèi)容。

(2)已知打點計時器每隔0.02s打一個點，計算可知，兩滑塊相互接通作用前的動量之和

為kg-m/s；兩滑塊相互作用以后的動量之和為kg-m/s0(保留三位有效數(shù)

字)

(3)本實驗兩滑塊相互作用過程，系統(tǒng)總動能損失(填“最大”、"最小

【參考答案】①.水平②.釋放滑塊③.0.840?.0.834⑤,最大

【名師解析】

(1)[1]⑵為保證滑塊做勻速宜線運動，氣墊導軌應水平放置；在彈射釋放滑塊之前應提前

接通打點計時器，保證紙帶能夠記錄足夠多的數(shù)據(jù)點。

(2)[3]相互作用前滑塊1的速度大小為

20cm“八,-,

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

15x0.02s

相互作用之前的動量之和為

Pi=仍匕=0.840kg-m/s

[4]相互作用后兩滑塊的共同速度大小為

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

27x0.02s

相互作用之后的動量之和為

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

（3）[5]兩滑塊相互作用獲得共同的速度，屬于完全非彈性碰撞，系統(tǒng)總動能損失最大

5.（2023年甘肅張掖一診）在某次探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗中，甲、乙、丙、

丁四位同學分別設計了如圖所示的實驗裝置，小車總質(zhì)量用M,重物質(zhì)量用，〃表示。

打點計時器/滑力線彈簧測力計

打點計時器上小車細線定滑輪