1、 第1页（共30页）2021-2022 学年北京高三上学期期中考试名校物理真题分类汇编（实验部分）学年北京高三上学期期中考试名校物理真题分类汇编（实验部分）一探究小车速度随时间变化的规律（共一探究小车速度随时间变化的规律（共 1 小题）小题）1小涵利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律。（1）利用打点计时器完成实验的过程中，要使用 电源（选填“交流”或“直流”），在纸带上直接打出的相邻两个计时点间的时间间隔为 s。若小车做加速运动，则图 1 中纸带的 端与小车相连（选填“左”或“右”）。（2）得到纸带后，小涵每隔 4 个计时点取 1 个计数点，把刻度尺的零刻线对准某个点，读出各个计数点对应
2、的刻度值（xn），并用某个计数点前后两个计数点间的平均速度代表这个计数点的瞬时速度（vn），记录在下面的表格中。各计数点刻度值 xn（cm）x0 x1 x2 x3 x4 x5 x6 5.00 9.01 14.02 20.0 26.98 35.01 43.90 各计数点对应的时刻 tn（s）0 A 小车在各计数点的瞬时速度 vn（m/s）/B /a在对各计数点刻度值 xn的记录中，一定有错误的是 （选填“x0”、“x1”、“x2”、“x3”、“x4”、“x5”、“x6”）。b“各计数点对应的时刻 tn”一行中的 A 应填为 ；“小车在各计数点的瞬时速度 vn”一行中的 B 应填为 。c以 tn为
3、横坐标，vn为纵坐标，作小车运动的速度时间图象。如图 2，可判断小车做 运动。d小涵发现，如果以 tn为横坐标，以为纵坐标，得到的图象也是一条直线。请你帮他分析其中的原因，并说明图象斜率的含义：。第2页（共30页）二探究弹簧弹力与形变量的关系（共二探究弹簧弹力与形变量的关系（共 1 小题）小题）2在“探究总簧弹力与形变量的关系实验中。（1）某同学使用两根不同的轻弹簧 a 和 b，得到弹簧弹力 F 与弹簧长度 l 的图像如图 1 所示。下列说法正确的是 。Aa 的原长比 b 的长 Ba 的劲度系数比 b 的大 C测得的弹力与弹簧的长度成正比 （2）为了测量 a 弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起
4、来，在其下端挂上不同质量的钩码。实验测出了钩码质量 m 与弹簧长度 l 的相应数据，其对应点已在图 2 上标出。请在图 2 中作出 ml 的关系图线。通过图线可求得：弹簧的劲度系数为 N/m（结果保留三位有效数字）。（3）若把 b 弹簧截成长度相等的两段，其中一段弹簧的劲度系数是否等于 b 弹簧原来的劲度系数？请分析说明。第3页（共30页）三探究加速度与力、质量的关系（共三探究加速度与力、质量的关系（共 3 小题）小题）3在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，为猜想加速度与质量的关系，可做如下探究：（1）利用图甲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
5、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。关于这个实验应满足的实验条件，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（2）为了定量验证（1）中得到的初步关系，利用图乙装置设计实验。用打点计时器打出纸带测量小车运动的加速度。某同学从打出的纸带上比较清晰的点迹起，每 5 个点迹取一个计数点（即相邻的两个计数点间都有 4 个未画出的点迹），标出了 A、B、C、D 四个计数点，各计数点之间的距离如图丙所示。已知打
6、点计时器打点的时间间隔为 0.02s，则实验中该小车的加速度 a m/s2。（结果保留两位有效数字）该同学选用质量不同的 1、2 小车分别做实验，根据实验数据画出了图丁所示的两条 aF 图线，根据图线可知1 车的质量 2 车的质量。（选填“大于”或“小于”）该同学又以小车加速度的倒数1为纵轴、小车质量 M 为横轴，作出1M 图像如图戊所示，发现图像在纵轴存在截距，他分析这是由于实验中存在偶然误差造成的，他的观点对么？说说你的理解。第4页（共30页）4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
7、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 。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小车质量相同，钩码质量相同 D小车质量不同，钩码质量不同 （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，如下表所示。在如图 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 a1图像。次数 1 2 3 4 5 6 7 a/（ms
8、2）0.65 0.56 0.48 0.40 0.32 0.29 0.15 M/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.5 0.71 1.00 第5页（共30页）（3）在（2）中，从有效数字要求来看，表格中的第 次实验的数据记录有误；从描出的点迹分布趋势来看，表格中的第 次实验的数据应该舍去。（4）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 （多选）。A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
9、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（5）如图 4 所示为某同学在某次实验中打出纸带的一部分，纸带上的 A、B、C 为三个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为 T，A、B 间的距离 x1，A、C 间的距离 x2，则打 B 点时小车的速度 vB ，纸带的加速度 a 。（用 x1、x2和 T 表示）（6）若打点计时器额定电压为 220V，而实际使用的电源电压为 225V，则（5）中得出的速度与物体速度的真实值相比将会 ；（选填“偏大”、“偏小”、“没有影响”）若实验中交流电源频率变为 60Hz，实验者仍按 50Hz 的频率计算，则（5）中得出的速度与物体速度的真
10、实值相比将会 。（选填“偏大”、“偏小”、“没有影响”）第6页（共30页）5同学们分别利用图甲、乙所示的两种装置采用不同方案进行“探究物体运动的加速度与所受合外力关系”的实验，其中小车 A 质量约为 350g，并与纸带相连，B 为打点计时器，托盘 C 内装有砝码，托盘自身的质量为 5g；D 为无线测力传感器。两种方案的不同在于：方案一采用托盘和砝码的重力值作为小车受到的拉力，方案二则用传感器 D 直接测量绳子对小车的拉力。（1）关于器材的选取，下列说法正确的是 A方案一必须选取单个质量尽量小的砝码，如 5 克/个 B方案一可以选取单个质量较大的砝码，如 50 克/个 C方案二必须选取单个质量尽
11、量小的砝码，如 5 克/个 D方案二可以选取单个质量较大的砝码，如 50 克/个（2）两种方案都必须进行的实验操作是 A需要将导轨的右端垫高以平衡摩擦力 B应先接通打点计时器电源，再释放小车 C为了减小误差，每次小车应从同一位置释放 D需要记录托盘中砝码的质量（3）某组同学利用方案一进行了实验，并将所获得的 6 组数据对应地绘制在如图所示的 aF 图中，请你根据图中点迹，绘制一条可以反映加速度和拉力关系的图线。（4）根据第（3）问中你所绘制的图线，可反映出该组同学在实验操作中的不妥之处是 。（5）若某组同学利用方案一进行实验时忘记了将轨道右端垫高平衡摩擦力，一直使轨道处于水平状态，请根据牛顿运
12、动定律，通过推导说明由这种操作和正确操作分别获取的数据所绘制的 aF 图线的斜率和纵轴截距。第7页（共30页）四探究平抛运动的特点（共四探究平抛运动的特点（共 2 小题）小题）6某实验小组用图甲所示装置研究平抛运动。装置中，竖直硬板上依次固定着白纸和复写纸，MN 是一个水平放置、稍微向纸面内倾斜且可上下调节的挡板。小钢球从斜槽中某高度由静止释放，从斜槽末端水平飞出的钢球落到挡板上会挤压复写纸，在白纸上留下印记；上下调节挡板，通过多次实验，白纸上会留下钢球经过的多个位置，最终用平滑曲线将其连接，得到钢球做平抛运动的轨迹。（1）除了木板、小球、斜槽、铅笔、三角板、图钉、坐标纸之外，下列实验器材中还
13、需要的有 。（填入正确选项前的字母）A.刻度尺 B.秒表 C.天平 D.重锤线（2）为得到小球的运动轨迹进行定量研究，需建立以平抛运动的起始点为坐标原点 O，水平方向为 x 轴、竖直方向为 y 轴的坐标系。实验中，应以 为坐标原点 O，以 为 y 轴正方向。（3）某同学在做研究平抛运动实验时，只在纸上记下 y 轴的位置，并在坐标纸上描出如图乙所示曲线。现在我们在曲线上取 A、B 两点，用刻度尺分别量出它们到 y 轴的距离 AAx1，BBx2，以及 AB 的竖直距离 h，从而求出小球抛出时的初速度 v0为 。A.(2212)2 B.(21)22 C.2+122 D.2122 第8页（共30页）7
14、在“探究平抛运动特点”的实验中，（1）小袁用如图 1 所示的装置来探究平抛运动竖直分运动的特点。实验时用小锤击打弹性金属片后，A 球沿水平方向抛出，同时 B 球被释放，自由下落，A、B 两球同时开始运动。下列说法中正确的是 。A两球的体积、材料和质量可以任意选择，对实验结果没有影响 B改变小锤击打的力度，可以改变 A 球在空中的运动时间 C如果两球总是同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 D通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点（2）为继续探究平抛运动水平分运动的特点，小袁用如图 2 所示装置研究平抛运动。在下面的步骤中填入正确的操作。a 按图安装好器材，注意斜槽末端
15、 ，确定斜槽末端钢球球心 O 为坐标原点，利用 确定竖直线。b让钢球沿斜槽轨道滚下后从末端飞出，落在水平挡板上。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，让钢球多次从 位置上滚下，白纸上将留下一系列痕迹点。c取下白纸，以 O 为原点，以竖直线为 y 轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛运动物体的轨迹，如图 3 所示。（3）在轨迹上取 A、B、C 三点，根据竖直方向分运动的特点，若 OA1：OB1：OC1 ，表示相邻两点之间对应的时间间隔相同。在此基础上，满足 条件时，可说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。第9页（共30页）
16、五探究圆周运动的相关参数问题（共五探究圆周运动的相关参数问题（共 2 小题）小题）8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 1 所示，两个变速塔轮通过皮带连接。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、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
17、 B等效替代法 C理想实验法（2）为了探究金属球的向心力 F 的大小与轨道半径 r 之间的关系，下列说法正确的是 。A应使用两个质量不等的小球 B应使两小球离转轴的距离相同 C应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上（3）某同学用传感器测出小球做圆周运动向心力 F 的大小和对应的周期 T，获得多组数据，画出了如图 2 所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标 x 代表的是 。第10页（共30页）9如图 1 是向心力演示仪的示意图，转动手柄，可使变速塔轮和以及长槽和短槽随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂的
18、杠杆使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小。皮带分别套在塔轮的不同圆盘上，可改变两个塔轮的转速比，以探究物体做圆周运动向心力大小的影响因素。（1）在研究向心力的大小 F向与质量 m、半径 r 和角速度 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）探究向心力和半径的关系时，应使两球做圆周运动的半径不同，保证两球的质量和运动角速度相同。为此应将传动皮带套在两个半径 （选填“相同”或“不同”）的塔轮上，将质量相同的小球分别放在挡板 （选填“a”或“b”）和挡板 c 处。（3）如图 2，
19、圆盘在水平面内以角速度 绕中心轴匀速转动，圆盘上距轴 r 处的 P 点有一质量为 m 的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动，小物体由 P 点滑至圆盘上的某点停止。下列说法正确的是 。A圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向 B圆盘停止转动前，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为 2mr C圆盘停止转动后，小物体沿圆盘半径方向运动 D圆盘停止转动后，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为 mr 第11页（共30页）六探究功与物体速度变化的关系（共六探究功与物体速度变化的关系（共 1 小题）小题）10某研究性学习小组的同学们做了以下两个关于弹簧的实验。（1）在做探究弹
20、簧弹力的大小与其伸长量的关系实验中，设计了如图 1 所示的实验装置。在弹簧两端各系一轻细的绳套，利用一个绳套将弹簧悬挂在铁架台上，另一端的绳套用来悬挂钩码。同学们先测出不挂钩码时弹簧的长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度 L，再算出弹簧伸长的长度 x，并将数据填在下面的表格中。（实验过程中，弹簧始终在弹性限度内）测量次序 1 2 3 4 5 6 悬挂钩码所受重力 G/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 弹簧弹力大小 F/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 弹簧的总长度 L/cm 13.00 15.05 17.10 19.00 21.00 23.0
21、0 弹簧伸长的长度 x/cm 0 2.05 4.10 6.00 8.00 10.00 在如图 2 所示的坐标纸上已经描出了其中 5 次测量的弹簧弹力大小 F 与弹簧伸长的长度 x 对应的数据点，请把第 4 次测量的数据对应点描绘出来，并作出 Fx 图线。根据上述的实验过程，并对实验数据进行分析可知，下列说法中正确的是 。（选填选项前的字母）A弹簧弹力大小与弹簧的总长度成正比 B弹簧弹力大小与弹簧伸长的长度成正比 C该弹簧的劲度系数约为 25N/m D在不挂钩码的情况下测量弹簧的长度时，需将弹簧放置在水平桌面上测量 第12页（共30页）（2）研究性学习小组的同学将该弹簧放置在一个高度为 h 的水
22、平桌面上，将其左端固定，右端与质量为 m 的小钢球接触。当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图甲所示。将钢球向左压缩弹簧一段距离 x 后由静止释放，钢球将沿水平方向飞出桌面，钢球在空中飞行一段距离后落到水平地面上，测得其水平飞行距离为 s。该小组的同学想用这个装置探究弹簧将钢球弹出的过程中，弹簧弹力对钢球所做的功与此过程中钢球动能增量之间的关系。同学们发现，当压缩弹簧的距离 x 不同时，钢球落地时的水平距离 s 也会不同。可以根据第（1）问中画出的Fx 图象求出弹簧弹力对钢球所做的功，然后研究弹簧弹力对钢球所做的功 W 与此过程中钢球动能增量Ek之间的关系。根据这样的思路同学们预测了
23、几种不同的 sx 关系图象，图乙中可以表明弹簧弹力对钢球所做的功 W 等于此过程中钢球动能的增量Ek的图象是 。（选填选项下面的字母）在实验中发现，弹簧弹力对钢球所做的功 W 大于钢球的动能增量Ek请你简述导致 W 大于Ek的可能原因（至少说出两条）：。第13页（共30页）七实验验证机械能守恒定律（共七实验验证机械能守恒定律（共 1 小题）小题）11利用如图 1 所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。已知打点计时器打点周期 T0.02s，重力加速度为 g。（1）甲同学在做实验时进行了如下操作，其中操作不当的步骤是 （选填选项前的字母）。A将打点计时器接到直流电源上 B应选体积小、质量大的重物
24、C释放纸带前，纸带应保持竖直（2）甲同学从打出的纸带中选出符合要求的一条纸带，如图 2 所示（其中一段纸带图中未画出）。图中 O 点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点 A、B、C、D、E、F 作为计数点。测出 C、D、E 点距起始点 O 的距离分别为 h1、h2、h3，由此可计算出打点计时器打下 D 点时重物下落的瞬时速度 vD m/s（结果保留三位有效数字）。用 m 表示重物的质量，在误差允许的范围内，若满足表达式 mgh2 ，则可认为重物下落过程中机械能守恒（用给出的已知物理量的符号表示）。（3）乙同学在进行数据处理时不慎将纸带前半部分损坏，找不到起始点了，于是他利用剩余
25、的纸带，用（2）中方法进行数据处理并进行验证。如图 3 所示，重新任选某点为 O，选取在纸带上连续打出的点 A、B、C、D、E、F 作为计数点，测量出 C、D、E 点到 O 点的距离分别为 h1、h2、h3，用（2）中表达式进行验证。发现表达式左侧 mgh2的数值比表达式右侧的数值小了很多，最可能的原因是 。（4）丙同学设想采用另一种方法研究机械能是否守恒：在图 3 中的纸带上，先分别测量出从 O 点到 A、B、C、D、E、F 点的距离 h，再计算对应 B、C、D、E 各点的重物速度 v。请帮助丙同学在图 4 中画出 v2h 图像的示意图，并说明如何利用该图像判断重物下落过程中机械能是否守恒。
26、第14页（共30页）八验证动量守恒定律（共八验证动量守恒定律（共 3 小题）小题）12甲同学用如图 1 所示的装置。来验证碰撞过程中的动量守恒。图中 PQ 是斜槽。QR 为水平槽。O 点是水平槽末端 R 在记录纸上的垂直投影点。A、B 两球的质量之比 mA：mB3：1。先使 A 球从斜槽上某一高度处由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹 P，重复 10 次，得到 10 个点。再把 B 球放在水平槽上的末端 R 处。让 A 球仍从同一高度处由静止释放，与 B 球碰撞。碰后 A、B 球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复 10次。A、B 两球在记录纸上留下的落点痕迹如图 2 所示，其中刻度
27、尺的零点与 O 点对齐。（1）若 A 球的半径为 r1，B 球的半径为 r2，实验要求 r1 r2（填“，”）；（2）碰撞后 A 球的水平射程应取 cm；（3）利用此次实验中得的数据计算出碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为 （结果保留三位有效数字）。第15页（共30页）（4）乙同学利用图 3 装置验证动量守恒定律。水平气垫导轨（轨道与滑块间摩擦力忽略不计）上装有两个光电计时装置 C 和 D，可记录遮光片的遮光时间，滑块 A、B 静止放在导轨上，乙同学按如下步骤进行实验：a测量滑块 A 的质量 mA，滑块 B 的质量 mB；b测量滑块 A 的遮光片的宽度 d1，滑块 B 的遮光片的宽度 d2
28、；c给滑块 A 一个向右的瞬时冲量，让滑块 A 与静止的滑块 B 发生碰撞后，B、A 依次通过光电计时装置 D；d待 B、A 完全通过光电计时装置 D 后用手分别按住；e 记 录 光 电 计 时 装 置C显 示 的 时 间t1和 装 置D显 示 的 时 间t2、t3。完成上述实验步骤需要的测量器材有 ；按照乙同学的操作，若两滑块相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 ；两滑块碰撞过程中损失的机械能可表示为 。（用实验中的测量量表示）（5）通过实验来“验证动量守恒定律”，不论采用何种方案，都要测得系统内物体作用前后的“速度”，请比较分析甲、乙同学的两个实验方案，分别说明在测得“速度”的方法上有何不
29、同 。第16页（共30页）13某校同学们分组进行碰撞的实验研究。（1）第一组利用气垫导轨通过频闪照相进行探究碰撞中的不变量这一实验。若要求碰撞动能损失最小则应选图1 中的 （填“甲”或“乙”）（甲图两滑块分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥）；（2）第二组同学用如图 2 所示的实验装置“验证动量守恒起律”。图中 O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球 m1多次从斜轨上 S 位置静止释放，找到其平均落地点的位置 P，测量平抛射程 OP，然后把被碰小球 m2静置于水平轨道的末端，再将入射球 m1从斜轨上S 位置静止释放，与小球 m2相碰，并重复多次。本实验还需要完成的必
30、要步骤 （填选项前的符号）。A测量两个小球的质量 m1、m2 B测量抛出点距地面的高度 H C测量 S 离水平轨道的高度 h D测量平抛射程 OM、ON 若两球发生弹性碰撞，则 OM、ON、OP 之间一定满足的关系是 （填选项前的符号）。AOP+OMON B2OPON+OM COPON2OM（3）第三组利用频闪照片法去研究。某次实验时碰撞前 B 滑块静止，A 滑块匀速向 B 滑块运动并发生碰撞，利用频闪照相的方法连续 4 次拍摄得到的照片如图 3 所示。已知相邻两次闪光的时间间隔为 T，在这 4 次闪光的过程中，A、B 两滑块均在 080cm 范围内，且第 1 次闪光时，滑块 A 恰好位于 x
31、10cm 处。若 A、B 两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短，均可忽略不计，则 A、B 两滑块质量比 mA：mB 。第17页（共30页）14在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置：（1）若入射小球质量为 m1，半径为 r1；被碰小球质量为 m2，半径为 r2，则 。Am1m2，r1r2 Bm1m2，r1r2 Cm1m2，r1r2 Dm1m2，r1r2（2）若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中一定需要的是 。A直尺 B游标卡尺 C天平 D弹簧测力计 E秒表（3）设入射小球的质量为 m1，被碰小球的质量为 m2，则在用图甲所示装置进行实验时（P 为碰前入射
32、小球落点的平均位置），所得“验证动量守恒定律”的结论为 。（用装置图中的字母表示）（4）若采用图乙所示装置进行实验，某同学记录小球三个落点的平均位置时发现 M 和 N 偏离了 OP 方向，使点O、M、P、N 不在同一条直线上，如图丙所示。若要验证两小球碰撞前后在 OP 方向上是否动量守恒，应该怎么做 ；该同学认为只要满足关系式 ，则说明两小球碰撞前后总机械能守恒。第18页（共30页）九用单摆测定重力加速度（共九用单摆测定重力加速度（共 2 小题）小题）15用单摆测定重力加速度的实验装置如图 1 所示。（1）选用合适的器材组装成单摆后，主要步骤如下：将单摆上端固定在铁架台上 让刻度尺的零刻度线对
33、准摆线的悬点，测摆长 L 记录小球完成 n 次全振动所用的总时间 t 根据单摆周期公式计算重力加速度 g 的大小 根据图 2 所示，测得的摆长 L cm；重力加速度测量值表达式 g （用 L、n、t 表示）。（2）为减小实验误差，多次改变摆长 L，测量对应的单摆周期 T，用多组实验数据绘制 T2L 图像，如图 3 所示。由图可知重力加速度 g （用图中字母表示）。（3）关于实验操作或结果分析，下列说法正确的是 （选填选项前的字母）。A测量摆长时，要让小球静止悬挂再测量 B摆长一定的情况下，摆的振幅越大越好 C多次改变摆线长 l，测量多组对应的 50 次全振动时间 T，通过绘制的 T2l 关系图
34、线也可以测定重力加速度 第19页（共30页）16用图 1 所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。（1）组装单摆时，应该选用 。（用器材前的字母表示）A长度为 1m 左右的细线 B长度为 30cm 左右的细线 C直径约为 1.8cm 的塑料球 D直径约为 1.8cm 的钢球（2）如图 2 所示，用游标卡尺测量摆球直径。摆球直径 d cm。（3）甲同学测量了 6 组数据，在坐标纸上描点作图得到了如图 3 所示的图像，其中 T 表示单摆的周期，L 表示单摆的摆长。用 g 表示当地的重力加速度，图线的数学表达式可以写为 T2 （用题目所给的字母表示）。由图像可计算出当地的重力加速度 g m/s2（
35、取 3.14，计算结果保留两位有效数字）。（4）乙同学在实验中操作不当，使得摆球没有在一个竖直平面内摆动。他认为这种情况不会影响测量结果，所以他仍然利用所测得的运动周期根据单摆周期公式计算重力加速度。若将小球的实际运动看作是在水平面内的圆周运动，请通过推导，分析乙同学计算出的重力加速度与真实值相比是偏大还是偏小。第20页（共30页）一十伏安法测电阻（共一十伏安法测电阻（共 1 小题）小题）17某同学通过实验测定一个阻值约为 5 的电阻 Rx的阻值（1）现有电源（4V，内阻可不计）、滑动变阻器（050，额定电流 2A），开关和导线若干，以及下列电表：A电流表（03A，内阻约 0.025）B电流表
36、（00.6A，内阻约 0.125）C电压表（03V，内阻约 3k）D电压表（015V，内阻约 15k）为减小测量误差，在实验中，电流表应选用 ，电压表应选用 （选填器材前的字母）；实验电路应采用图 1 中的 （选填“甲”或“乙”）（2）图 2 是测量 Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线请请根据在（1）问中所选的电路图，补充完成图 2 中实物间的连线 （3）接通开关，改变滑动变阻器滑片 P 的位置，并记录对应的电流表示数 I、电压表示数 U某次电表示数如图 3 所示，可得该电阻的测量值 Rx=（保留两位有效数字）（4）若在（1）问中选用乙电路，产生误差的主要原因是 （选填选项前的字母）A
37、电流表测量值小于流经 Rx的电流值 B电流表测量值大于流经 Rx的电流值 C电压表测量值小于 Rx两端的电压值 D电压表测量值大于 Rx两端的电压值 第21页（共30页）2021-2022 学年北京高三上学期期中考试名校物理真题学年北京高三上学期期中考试名校物理真题分类分类汇编（实验部分）汇编（实验部分）参考答案与试题解析参考答案与试题解析 一探究小车速度随时间变化的规律（共一探究小车速度随时间变化的规律（共 1 小题）小题）1【解答】解：（1）打点计时器使用的都是交流电；打点时间间隔 0.02s，左端间隔较小，速度小，左端与小车相连。（2）a.x3数据的有效数字是三个，其他数据是 4 个，所
38、以是 x3；b.x4是第四个计数点 t40.14s0.4s，B 点是 x0和 x2的中间时刻的点，用平均速度公式可求解；vB=202=(14.025.00)10220.1m/s0.451m/s c.做出的 vt 图像为倾斜的直线，所以小车运动为匀变速直线运动；d.由公式=0+12，可知图像的斜率 k=12 故答案为：（1）交流；0.02；左；（2）a.x3；b.0.4；0.451；c.匀加速直线；d.斜率是加速度一半。二探究弹簧弹力与形变量的关系（共二探究弹簧弹力与形变量的关系（共 1 小题）小题）2【解答】解：（1）根据胡克定律 Fkxk（ll0）可知：A.图象中横截距代表弹簧原长，由图弹簧
39、 b 的原长大，故 A 选项错误；B.由表达式可知图象中的斜率代表劲度系数，由图 a 的劲度系数比 b 的大，故 B 选项正确；C.由胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，故 C 选项错误；故选：B（2）由描点法得出 ml 的关系图线，不在直线上的点应均匀分布与图线两侧，误差较大的点舍弃 弹簧竖直悬挂，在自由端挂钩码，由平衡条件 mgkxk（ll0）则弹簧的劲度系数 k=0 代入数据解得 第22页（共30页）k=0=(2500)103100.180.08/=25.0N/m（3）设原来弹簧的劲度系数为 k，剪断后设每一段弹簧的劲度系数为 k，将原来的弹簧看成剪断后两根弹簧串联而成，设每小段弹簧所受
40、拉力为 F，伸长量为 x，则由胡克定律得 Fkx 对整个弹簧有 F2kx 则有 k2k 故若把 b 弹簧截成长度相等的两段，其中一段弹簧的劲度系数不等于 b 弹簧原来的劲度系数。故答案为：（1）B；（2）见解析；25.0N/m（3）不等于 三探究加速度与力、质量的关系（共三探究加速度与力、质量的关系（共 3 小题）小题）3【解答】解：（1）为了验证加速度与质量大致成反比，则绳子拉力应该保持不变，而小车质量不同，故 AC 错误，B 正确；故选：B。（2）根据匀变速直线运动的判别式可知，小车的加速度为=22=7.133.5320.12 102/2=1.8/2 根据 aF 图像可知，图像的斜率等于小
41、车质量的倒数，因为 1 车的斜率更大，说明 1 车的质量小于 2 车的质量；不正确，设钩码质量为 m，由牛顿第二定律 mgTma，TMa 得，1=1M+1，可知图像在纵轴的截距为1不是由于偶然误差造成的。故答案为：（1）B（2）1.8m/s2；小于不正确，设钩码质量为 m，由牛顿第二定律 mgTma，TMa 得，1=1M+1，可知图像在纵轴的截距为1不是由于偶然误差造成的。4【解答】解：（1）为猜想加速度与质量的关系，应该控制合外力一定（即钩码的质量一定），改变小车的质量的大小，从而分析加速度的大小，故 AC 错误、B 正确；（2）根据图可知，第 4 次的数据没有描点，做出 1图像如图所示：第
42、23页（共30页）（3）根据表格中的数据可知，质量需要估读到最小值为 0.01kg，故 5 次数据测量有误，根据图像可知，第 6 组数据偏离直线最远，误差最大，应舍去（4）小车受力的示意图如图 2 所示：A、使小车沿倾角合适的斜面运动，小车所受重力沿斜面的分力刚好等于小车所受的摩擦力，则小车受力可等效为只受绳的拉力，故 A 正确；B、若斜面倾角过大，重力沿斜面的分力大于摩擦力，小车所受合力将大于绳的拉力，不利于简化“力”的测量，故 B 错误；C、由牛顿第二定律可知，无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都大于绳的拉力，故 C 错误；D、当砂和砂桶的质量远小于小车的质量时，砂和砂桶的重力近似等于
43、绳的拉力，不一定要匀速运动，故 D 错误。故选：A。（5）匀变速直线运动，中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，则=22 根据xaT2可得 a=2212（6）电网电压变化，并不改变打点的周期，故加速度的测量值与实际值相比不变；若实验后发现，实际所用交流电的频率 60hz，则打点周期小于 0.02s，故 T 的代入数值偏大，根据=分析可知速度测量值小于真实值；故答案为：（1）B；（2）如图所示；（3）5；6；（4）A；（5）22；2212；（6）没有影响；偏小 第24页（共30页）5【解答】解：（1）AB、方案一采用托盘和砝码的重力值作为小车受到的拉力，但因托盘和砝码有向下的加速度，则其绳
44、子的拉力要小于托盘和砝码的重力，会引起实验误差，而减小加速度值可以减小误差，则方案一必须选取单个质量尽量小的砝码，如 5 克/个。则 A 正确，B 错误 CD、案二则用传感器 D 直接测量绳子对小车的拉力，则所测拉力是准确的，加速度可适量大些，则 C 错误，D正确。（2）A、方案二不用平衡摩擦力，则 A 错误 B、用打点计时器一定要先打点再放小车，则 B 正确 C、两种方案都不用要求从同一点释放，则 C 错误 D、方案一要记录质量，方案二不用，则 D 错误 故选：B（3）由所给点绘图，让尽可能多的点在直线上，不在直线上的点要分布在线的两侧，偏差大的可舍去。绘图如下 （4）图中力为 0 即有了加
45、速度，则右端垫的过高（5）未平衡摩擦：FfMa 得 a=1 平衡摩擦：FMa 得 a=1 两次对比可知，忘记右端垫高，对图象斜率无影响，但在纵轴上会产生的负截距。故答案为：（1）AD（2）AB （3）见答图（4）右端垫的过高，或平衡摩擦过度（5）由牛顿第二定律可得：两次对比可知，忘记右端垫高，对图象斜率无影响，但在纵轴上会产生的负截距。四探究平抛运动的特点（共四探究平抛运动的特点（共 2 小题）小题）6【解答】解：（1）除了木板、小球、斜槽、铅笔、三角板、图钉、坐标纸之外，下列实验器材中还需要的有刻度尺和中垂线，故 AD 正确，BC 错误；第25页（共30页）故选：AD。（2）实验中，应以斜槽
46、末端上方小球半径 r 处为坐标原点 O，以重锤方向为 y 轴正方向；（3）从抛出点到 A 点 x1v0t1 =1212 从抛出点到 B 点 x2v0t2 +=1222 联立解得：0=(2212)2，故 A 正确，BCD 错误；故选：A。故答案为：（1）AD（2）斜槽末端上方小球半径 r 处；重锤线方向；（3）A 7【解答】解：（1）A、两球的体积、材料和质量的选择不同，受到阻力大小不同，对实验结果有影响，故 A 错误；B、改变小锤击打的力度，可以改变 A 球的水平初速度大小，不能改变空中运动时间，故 B 错误；CD、小锤打击弹性金属片，A 球水平抛出，同时 B 球被松开自由下落，两球同时落地，
47、可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，不能得出水平方向上的运动规律，故 C 正确，D 错误。故选：C（2）a安装斜槽轨道，使其末端保持水平，确保小球水平抛出；抛出点位置挂一重锤线确定竖直方向，再从平抛点作重锤的垂线作为 x 轴。b、每次小球应从同一位置由静止释放，以保证到达斜槽轨道底端速度相同。（3）根据初速度为零匀加速运动的规律有，若三段时间相等，则在 T、2T、3T 时间内的位移之比为 1：4：9，所以 OA1：OB1：OC11：4：9。由于水平方向上做匀速直线运动，则相等时间内的水平位移相等，即 OA2A2 B2B2C2。故答案为：（1）C；（2）水平、重垂线、同一；（3）1：4：9；
48、OA2A2 B2B2C2 五探究圆周运动的相关参数问题（共五探究圆周运动的相关参数问题（共 2 小题）小题）8【解答】解：（1）根据 Fmr2，要研究向心力的大小 F 与质量 m、角速度 和半径 r 之间的关系，就要保持质量 m、角速度 和半径 r 中的两个量不变，研究力 F 与其他一个量的关系，因此实验采用的是控制变量法，BCD错误，A 正确；（2）为了探究金属球的向心力 F 的大小与轨道半径 r 之间的关系，要保持质量相等、角速度大小相等，所以应该使用两个质量相等的小球，应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上，使得角速度相等，应使两小球离转轴的距离不同，使得 r 不同，故 AB 错误、C 正
49、确；故选：C。（3）同学用传感器测出小球做圆周运动向心力 F 的大小和对应的周期 T，根据向心力公式可得：F 第26页（共30页）mr422=42mr12，要使图像是一条过原点的直线，则图像横坐标 x 代表的是12。故答案为：（1）A；（2）C：（3）12。9【解答】解：（1）研究向心力的大小 F向与质量 m、半径 r 和角速度 之间的关系时，运用了控制变量法；故 C正确；（2）探究向心力和半径的关系时，应使两球做圆周运动的半径不同，保证两球的质量和运动角速度相同。为此应将传动皮带套在两个半径相同的塔轮上，同时将质量相同的小球分别放在挡板 ac 处；（3）AB、圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力
50、提供向心力，即指向圆心方向，有 fmr2，小物体运动一圈的时间 T=2，则小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小 IfT2mr；故 AB 错误；CD、圆盘停止转动后，小物体由于惯性会做离心运动，根据动量定理可知小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小 Imvmr，故 C 错误，D 正确；故选 D 故答案为：（1）C；（2）相同，a；（3）D 六探究功与物体速度变化的关系（共六探究功与物体速度变化的关系（共 1 小题）小题）10【解答】解：（1）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图象如图所示：AB、弹簧弹力大小与弹簧的伸长的长度成正比，与总长度不成正比，故 A 错误，故 B 正
