北京市东城区高一物理上学期三年（2020秋-2021秋）期末试题汇编【题型分类】-08实验题、填空题
一、实验题
1．（2022秋·北京东城·高一统考期末）物理实验一般都包括实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤、数据处理、误差分析、实验反思等内容。例如：
（1）实验仪器。在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，除了小车、一端带定滑轮的长木板、槽码、纸带等器材和装置外，实验中还需要 。
A．弹簧测力计 B．打点计时器 C．刻度尺 D．托盘天平
（2）数据处理。某同学在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，得到了弹簧长度l与弹簧下端悬挂的钩码质量m的数据如下表所示。（g取）
钩码质量m/g 0 30 60 90 120 150
弹簧总长度l/cm 6.00 7.20 8.30 9.50 10.60 11.80
已经在坐标纸上作出l-m的图线，请根据图线求出该弹簧的劲度系数k= N/m（结果保留2位有效数字）。
（3）方案设计。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。为尽可能准确测量，请写出需要测量的物理量及对应的测量方法。
2．（2022秋·北京东城·高一统考期末）某实验小组用图甲所示的实验装置完成“探究加速度与力的关系”实验，图中小车的质量为M，砂和砂桶的质量为m。
（1）下列说法正确的是 。
A．先释放小车，再接通打点计时器的电源
B．砂与砂桶的质量应远小于小车的质量
C．用“阻力补偿法”平衡摩擦力时，需要悬挂空砂桶
D．实验时拉小车的细线应与长木板保持平行
（2）某次记录小车运动情况的纸带如图乙所示，0、1、2、3、4、5、6、7共8个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，各计数点与0计数点间的距离分别为、、、、、、。已知打点计时器交流电源的频率为50Hz，打下计数点4时小车的速度大小 m/s（结果保留2位有效数字）。
（3）某同学利用v-t图像求小车的加速度，他分别计算出打计数点1、2、3、5、6时对应的小车速度、、、、，已经描点在坐标纸上，将（2）中求出的的值描在坐标纸上，画出v-t图线 ，小车的加速度 （结果保留2位有效数字）。
（4）通过改变砂和砂桶的质量，多次测量并作出小车的加速度a与砂和砂桶的重力F的图像如图丁所示，图丁中的a-F图像有纵截距，出现这一情况的可能原因是 。
3．（2021秋·北京东城·高一统考期末）某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，将白纸固定在水平放置的木板上，橡皮筋的A端用图钉固定在木板上，B端系上两根带有绳套的细绳。
（1）如图a所示，用两个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的不同方向同时拉橡皮筋，将橡皮筋的B端拉至某点O，记下O点位置和两细绳的方向，并读出两个拉力的大小分别为F1= N和F2=2.00N。
（2）如图b所示，撤去（1）中的拉力，现只用一个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的方向拉橡皮筋，要将橡皮筋的B端 ，这样做的目的是 ；记下细绳的方向，并读出拉力的大小为F=2.20N。
（3）如图c所示，某同学以O点为作用点，用图示标度画出了力F的图示，请你画出力F1、F2的图示并按平行四边形定则画出它们的合力F合 。
（4）比较F合与 的关系，即可验证。
4．（2021秋·北京东城·高一统考期末）图甲为某同学验证“物体运动加速度与力之间关系”的实验装置图。已知小车质量为M，当地重力加速度为g，实验中使用交变电流的频率为50Hz。
（1）如图甲所示，安装好实验装置。取下砝码盘，调整斜面右端高度，让小车匀速下滑。当小车匀速下滑时，小车所受合力为 ；
（2）挂上总质量为m的砝码盘（连同盘中砝码），调整左端滑轮高度，让细绳平行于木板。打开打点计时器电源开关，然后放开小车，就可打出小车运动的纸带。在运动过程中，小车受到的合力为 （选填“绳的拉力”、“砝码盘的总重力mg”或“绳的拉力与摩擦力的合力”）。图乙所示为某次操作中打出的一条纸带，相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，数据的单位是cm。则小车运动的加速度a＝ m/s2（保留两位有效数字）；
（3）改变砝码盘总质量m，重复步骤（2）操作，可测出小车对应的加速度a；对这些实验数据进行分析就可以验证物体运动加速度与合外力是否成正比。
（4）分析实验数据看出，用纸带上数据算出的小车的加速度a总是小于用算出的加速度，而且随砝码盘总质量m增加，它们之间差值会 （填“越来越小”“不变”或“越来越大”）
5．（2020秋·北京东城·高一统考期末）某同学在验证两个互成角度的力的合成规律时，橡皮条一端固定，一端系有轻质小圆环，用拉力F1和F2共同拉动小圆环使其静止于O点，实验记录纸如图所示，拉力F1和F2的方向分别过P1点和P2点，大小分别为F1＝2.0N、F2＝3.0N。请你画出F1和F2的图示并利用作图法求出合力F合的大小。
6．（2020秋·北京东城·高一统考期末）实验小组的同学们做“探究加速度与物体受力、物体质量关系”的实验。采用如图甲所示的实验装置，让重物通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。
(1)除了图甲中所示的器材以及交流电源和导线外，还必须使用的测量工具有 。
A．秒表 B．天平（含砝码） C．弹簧测力计 D．刻度尺
(2)实验前他们做了以下两项准备：
①调整垫片的位置，使小车在不受牵引时能拖动纸带在木板上做匀速直线运动。这样做是为了消除摩擦力的影响，使实验过程中小车所受合外力F等于 。
②挑选合适的重物（砝码和托盘），使小车质量M远大于重物（砝码和托盘）质量m。这样做是为了使小车匀加速运动时，小车所受牵引力近似等于 。
(3)图乙所示为某同学挑选的一条纸带，A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻的两个计数点之间有四个点未画出。现测出AB＝2.20 cm，AC＝6.40 cm，AD＝12.58 cm，AE＝20.80 cm，已知打点计时器所用电源频率为50 Hz。则打C点时，小车的速度大小为 m/s。（结果保留两位有效数字）
(4)他们在处理其中一条纸带时，求出每个计数点对应的速度，并将各点的速度都标在了如图丙所示的坐标系中。请在坐标系中画出小车运动的υ－t图像 ，并利用图像求出小车此次运动的加速度a＝ m/s2.
(5)在误差允许的范围内，在保证重物质量不变时，他们能够得到的实验结论是 ；在保证小车质量不变时，他们能够得到的实验结论是 。
二、填空题
7．（2020秋·北京东城·高一统考期末）在一个两端封闭的玻璃管内，有质量不等的铁片和羽毛。玻璃管的一端有一个开关。实验一：打开开关，使玻璃管内部与外界相通，将玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时由静止开始下落。实验二：把玻璃管内部抽成真空，关闭开关，再次将玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时由静止开始下落。两次实验中，某时刻铁片和羽毛的下落情况如图中的甲、乙所示，其中管内抽成真空的是图 （选填“甲”或“乙”）。对比两次实验现象，可以得出的结论是：如果没有空气阻力，质量不等的物体下落快慢 （选填“相同”或“不同”）。
参考答案：
1． BC/CB 26 见解析
【详解】（1）[1]根据实验原理，实验中还需要打点计时器，测量纸带上两点间的距离还需要刻度尺。
故选BC。
（2）[2]图像斜率的倒数表示弹簧劲度系数的大小
（3）[3]他需要用刻度尺测量水龙头出水口到地面的高度h，多次测量取平均值，然后调节水龙头阀门，使一滴水开始下落的同时，恰好听到前一滴水落地发出的清脆声音，用手机测量n滴水下落时间，计算出一滴水下落时间
用
计算重力加速度。
2． BD/DB 0.24 0.34 平衡摩擦力过度
【详解】（1）［1］A.要先接通电源，再释放小车，故A错误；
B.此实验原理用砂及砂桶的重力代表小车的合外力，故要求砂及砂桶的质量要远小于小车的质量，故B正确；
C. 此实验原理用砂及砂桶的重力代表小车的合外力，故用“阻力补偿法”平衡摩擦力时，不需要悬挂空砂桶，故C错误；
D.实验时为了减小误差，要求拉小车的细线应与长木板保持平行，故D正确。
故选BD。
（2）［2］根据匀变速直线运动的特点，
由于相邻计数点间还有4 个点为画出，故相邻计数点之间的时间间隔为
解得
（3）［3］
［4］速度与时间图像的斜率为加速度，故
（4）［5］图像表示，在无外力的情况下，小车就已经有加速度了，故可能的原因是平衡摩擦力过度。
3． 1.80 拉至O点 保证力F单独作用的效果与F1、F2共同作用的效果相同 F
【详解】（1）[1]弹簧测力计的最小刻度为0.1N，则读出两个拉力的大小分别为F1=1.80N和F2=2.00N。
（2）[2][3]如图b所示，撤去（1）中的拉力，现只用一个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的方向拉橡皮筋，要将橡皮筋的B端拉至O点，这样做的目的是保证力F单独作用的效果与F1、F2共同作用的效果相同；记下细绳的方向，并读出拉力的大小为F=2.20N。
（3）[4]画出力F1、F2的图示并按平行四边形定则画出它们的合力F合如图；
（4）[5]比较F合与F的关系，即可验证。
4． 零 绳的拉力 0.34 越来越大
【详解】（1）[1]当小车匀速下滑时，小车处于平衡状态，小车所受合力为零；
（2）[2]由图可知在运动过程中，小车受到的合力为绳的拉力；
[3]根据题意可知，纸带上相邻计数点的时间间隔
根据逐差法得加速度为
（3）[4]对砝码和盘受力分析得
对小车受力分析得
联立解得
加速度差值
可知随砝码盘总质量m增加，它们之间差值会越来越大。
5．4.3~4.7N
【详解】根据平行四边形定则，做出两个力的合力如图
从所画出的图线中读出F1和F2的合力为F合=4.4N。
6． BD 细绳对小车的拉力 重物的重力mg 0.52 见解析所示 0.95~1.05 在物体所受合外力一定时，物体的加速度与其质量成反比 在物体质量一定时，物体的加速度与其所受合外力成正比
【详解】(1)[1]除了图甲中所示的器材以及交流电源和导线外，还必须使用的测量工具有天平（含砝码）和刻度尺，故选BD。
(2) ①[2]调整垫片的位置，使小车在不受牵引时能拖动纸带在木板上做匀速直线运动。这样做是为了消除摩擦力的影响，使实验过程中小车所受合外力F等于细绳对小车的拉力。
②[3]根据牛顿第二定律，对重物
mg-T=ma
对小车
T=Ma
则
则只有当M>>m时才有T=mg，则挑选合适的重物（砝码和托盘），使小车质量M远大于重物（砝码和托盘）质量m。这样做是为了使小车匀加速运动时，小车所受牵引力近似等于重物的重力mg。
(3)[4]图乙所示相邻的两个计数点之间有四个点未画出，则T=0.1s。打C点时小车的速度大小为
(4)[5]做出v-t图像如图；
[6]由图像可得加速度
(5)[7][8]在误差允许的范围内，在保证重物质量不变时，他们能够得到的实验结论是在物体所受合外力一定时，物体的加速度与其质量成反比；在保证小车质量不变时，他们能够得到的实验结论是在物体质量一定时，物体的加速度与其所受合外力成正比。
7． 乙 相同
【详解】[1]乙图中铁片和羽毛下落的同样快，则其中管内抽成真空的是图乙。
[2]对比两次实验现象，可以得出的结论是：如果没有空气阻力，质量不等的物体下落快慢相同。
试卷第1页，共3页
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