2022年高二上学期物理开学测试题分类之实验题含答案

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1、2022年高二上学期物理开学测试题分类之实验题含答案1小王同学平时使用带弹簧的圆珠笔写字，他想估测里面小弹簧在圆珠笔尾端压紧的情况下弹性势能的增加量。请你帮助他完成这一想法。（1）写出所用的器材： 。（2）写出实验步骤和所要测量的物理量（用字母表示物理量）。（3）弹性势能增加量的表达式= 。【答案】（1）米尺、天平；（2）将圆珠笔紧靠米尺竖直放在桌面上；在桌面上将圆珠笔尾端压紧，记下笔尖处的读数x1；突然放开圆珠笔，观察笔尖到达最高处的读数x2；用天平测出圆珠笔的质量m；（3）【解析】根据小弹簧的弹性势能转化为圆珠笔的重力势能，即=。就是小弹簧在圆珠笔尾端压紧的情况下弹性势能的增加量。2在探究

2、功与物体速度变化的关系实验中，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮筋弹力的作用下被弹出，沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带，记录运动情况。观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题：（1）适当垫高木板是为了 。（2）通过纸带求小车速度时，应使用纸带的 （填“全部”、“前面部分”或“后面部分”）。【答案】（1）平衡摩擦力；（2）后面部分【解析】（1）小车与木板之间存在摩擦力，可适当垫高木板来平衡摩擦力。（2）打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不均匀，橡皮筋拉力对小车所做的功全部完成后，打出的点才能正确反映物体的速度，所以应使用纸带的后面部分

3、间距均匀的点。3（1）在利用重锤做自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，挑选纸带的原则是 ； 。（2）为进行验证机械能守恒定律的实验，有下列器材可供选用：铁架台、打点计时器、复写纸、纸带、秒表、低压直流电源、导线、开关、天平。其中不必要的器材有 ；缺少的器材有 。【答案】（1）点迹清晰且在一条直线上；第一和第二两点之间的距离接近2mm；（2）秒表、低压直流电源、天平；低压交流电源、重锤、刻度尺【解析】（1）打点计时器正常工作后才松开纸带，以保证第一个点是清晰的点。第一和第二两点之间的距离接近2mm，这意味着重锤从静止开始自由下落。（2）为保证实验正常进行，不必要的器材和缺少的器材如上。4用打

4、点计时器做验证机械能守恒定律的实验中，给出下列操作：A.用刻度尺测出选定的O到1、2、3 点之间的距离，查出当地的g值。B.在支架上竖直架好打点计时器。C.测出重锤质量。D.算出各对应点的势能和动能，并通过比较得出结论。E.提着纸带，使重锤静止在靠近打点计时器的地方。F.把电池接到打点计时器的接线柱上。G.将50Hz低压电源接到打点计时器的接线柱上。H.接通电源再松开纸带。请你选出其中正确的操作步骤，并排出合理的操作顺序 （用字母填写）。【答案】B、G、E、H、A、D【解析】为保证实验正常进行，合理的操作顺序如上。5在“探究功与速度变化的关系”实验中，下列4条纸带中最符合实验要求的是 。【答案

5、】B【解析】选用纸带的标准是纸带前面部分的点迹疏密不匀，后面部分的点迹比较均匀。6下图为利用气垫导轨验证机械能守恒律的实验装置，完成以下填空l挡光条滑块气垫导轨光电门1光电门2定滑轮砝码s实验步骤如下：将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平。测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离。将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间和。用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统（包括滑块、挡光板、托盘和砝码）的总动能分别为

6、= 和= 。在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少= （重力加速度为g）。如果满足关系式 则可认为验证了机械能守恒定律。【答案】；mgs；【解析】、分别为滑块通过光电门1和光电门2时的速度，故此时系统的总动能分别为、。系统势能的减少即为砝码重力势能的减少mgs。若系统重力势能的减少等于动能的增加，则可认为验证了机械能守恒定律，所以。7光电计时器是物理实验中经常用到的一种精密仪器，它由光电门和计时器两部分组成，光电门的一臂的内侧附有发光装置（发射激光的装置是激光二极管，发出的光很细），如图中的A和，另一臂的内侧附有接收激光的装置，如图中的B和，当物体在它们之间通过时，二极管发出的

7、激光被物体挡住，接收装置不能接收到激光信号，同时计时器就开始计时，直到挡光结束，光电计时器停止计时，故此装置能精确地记录物体通过光电门所用时间。现有一小球从两光电门的正上方开始自由下落，若要用这套装置来验证机械能守恒定律，则要测量的物理量有 （每个物理量均用文字和字母表示，如高度H）；验证机械能守恒定律的关系式为 。输入计时器输入计时器ABAB【答案】小球直径D，两光电门间的竖直高度H及小球通过两光电门的时间、； 【解析】题述实验装置可记录小球通过光电门的时间t，则将球直径D除以t，即可求出小球经过光电门的速度，若再测出两光电门间相距的高度H，即可验证机械能守恒定律。故需测量的物理量有小球直径

8、D，两光电门间的竖直高度H及小球通过两光电门的时间、，则小球通过上下两光电门的速度分别为、，则验证机械能守恒定律的关系式为，化简得：。8如图所示，将轻弹簧放在光滑的水平凹形轨道上，一端与轨道的A端固定，另一端正好在轨道的B端处，轨道固定在水平桌面的边缘上，桌边悬一重锤根据平抛运动的规律和功能关系的相关知识，可利用该装置找出弹簧压缩时具有的弹性势能与压缩量之间的关系（1）为完成实验，还需下面哪些器材 （ 用字母代号表示）？A.秒表B.刻度尺C.白纸D.复写纸E.天平F.弹簧秤G.小球（2）如果在实验中，得到弹簧压缩量x和小球离开桌面后的水平位移s的一些数据如下表，经你的推导分析，得到的实验结论是

9、： 。实验次数1234x/cm2.003.004.005.00s/cm10.0315.0420.0225.00（3）为提高实验结果的准确程度，请写出至少两条可以提高实验结果准确程度的有益的建议： 。【答案】（1）BCDG（2）弹簧的弹性势能与压缩量的平方成正比（3）多次测量取平均值；选择密度适当大的小球；选择精度高的测量仪器等【解析】释放弹簧后弹簧储存的弹性势能转化为小球的动能 （1）接下来小球做平抛运动，有 （2） （3）由（1）（2）（3）得 （4）由（4）式知s2。由题目给出的表格数据可知sx，故弹簧的弹性势能x2,即弹簧的弹性势能与压缩量的平方成正比。9某实验小组采用如图甲所示的装置来

10、探究“功与速度变化的关系”.实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面实验的部分步骤如下：制动装置小车纸带打点计时器长木板细线（图甲）(1)将一块一头带有定滑轮的长木板固定放在桌面上，在长木板的另一端固定打点计时器(2)把纸带穿过打点计时器的限位孔，连在小车后端，用细线跨过定滑轮连接小车和钩码(3)把小车拉到靠近打点计时器的位置，接通电源，从静止开始释放小车，得到一条纸带(4)关闭电源，通过分析小车位移与速度的变化关系来研究外力对小车所做的功与速度变化的关系下图是实验中得到的一条纸带，点O为纸带上的起始点，A、B、C是纸带的三个计数点，相邻两个计数点间均有4个点未画出，利用刻度尺测得A、B、

11、C到O的距离如图所示，已知所用交变电源的频率为50Hz，问：AndByCar计算速度选取点22.00 Ond18.01 单位：cm26.01 （图乙）（1）打B点时刻，小车的瞬时速度vB=_ m/s。（结果保留两位有效数字）（2）本实验中，若钩码下落高度为h1时外力对小车所做的功为W0，则当钩码下落h2时，外力对小车所做的功为_ 。（用h1 、h2、W0表示）【答案】（1）0.40；（2）【解析】（1）m/s。（2）。10（1）在第9题的实验中，该小组同学画出小车位移x与速度v的关系图象如图所示.根据该图形状，某同学对W与v的关系作出的猜想，肯定不正确的是_ _vxOA. B. C. D.（2

12、）在本实验中，下列做法能有效地减小实验误差的是_ _ .A.把轨道右端适当垫高，以平衡摩擦力B.实验中控制钩码的质量，使其远小于小车的总质量C.调节滑轮高度，使拉小车的细线和长木板平行D.先让小车运动再接通打点计时器【答案】（1）AC；（2）ABC。【解析】（1），从题图可以看出x不与v成正比，也不与成正比，所以肯定不正确的是A、C。（2）应把轨道右端适当垫高，以平衡摩擦力，应选A.实验中控制钩码的质量，使其远小于小车的总质量，这样才能将钩码的总重力近似看作绳对小车的拉力，故选B.调节滑轮高度，使拉小车的细线和长木板平行，以保证拉力与小车的位移方向相同，应选C。应先接通打点计时器，再让小车运动

13、，故不选D。11在“研究平抛运动”实验中：（1）为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线水平，检查的方法是 ；（2）验证实验得到的轨迹是否准确的一般方法是 。【答案】（1）小球能在槽口任意处平衡；（2）在x轴上取等距的点，再由轨迹曲线测出各点所对应下降的高度，看这些高度的比值是否接近1：4：9【解析】（1）若槽口末端的切线水平，则小球能在槽口任意处平衡。（2）根据平抛运动在竖直方向是自由落体运动，在t、2t、3t时间内的位移之比为1：4：9。12给你提供一架天平和一只秒表，你如何用实验的方法估测用手急速竖直上抛小球时，手对小球所做的功？（要求：写出你准备测定的物理量，如何测量？并列出计算

14、时所需的关系式。）【答案】用天平称出小球的质量m，用秒表测出小球从抛出到落回抛出点的时间t，则手对小球所做的功可表示为【解析】小球从抛出到落回抛出点的时间t，则小球抛出时的初速度为v=。由功能关系知手对小球所做的功可表示为。13如图所示，水平桌面上有斜面体A、小铁块B，斜面体的斜面是曲面，曲线下端的切线水平。现提供的实验测量工具有：天平、毫米刻度尺。其他的实验器材可根据实验需要自选。请设计一个实验，测出小铁块B自斜面顶端由静止下滑到底端过程中，小铁块克服摩擦力做的功。要求：（1）简要说明实验中要测量的物理量；（2）简要说明实验步骤；（3）写出实验结果的表达式。BA【答案】（1）要测量：斜面体A

15、的高度h1、桌面到地面的高度h2、桌边到小铁块平均落地点P的水平距离、小铁块B的质量m（2）安装斜面体，使其下端切线水平且在桌的边缘。斜面体下端拴重锤线，使其投影落在水平地面O点；地面铺白纸、复写纸，并用胶带粘牢。用天平称出B的质量m；用毫米刻度尺测出斜面体的高度h1、桌面到地面的高度h2。用手按住斜面体并从其上端由静止开始释放小铁块B，记下落地点。重复步骤几次，找出平均落地点P。用毫米刻度尺测出OP=s。（3）【解析】小铁块B自斜面顶端由静止下滑到底端过程中克服摩擦力做的功等于小铁块机械能的减少，取桌面为零势能参考平面，则等于小铁块在斜面体顶端的重力势能EP减去其到达斜面底端时的动能Ek。小铁块离开斜面体末端做平抛运动，其初速度，所以，。