2025年高職物理學(xué)（物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填入括號(hào)內(nèi)）1.在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，以下操作正確的是（）A.選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，把每打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位B.使小車運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些C.舍去紙帶上密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測(cè)量、計(jì)算D.選用各處平整程度、光滑程度相同的長(zhǎng)木板做實(shí)驗(yàn)2.在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，若電源頻率低于50Hz，而實(shí)驗(yàn)者仍按照50Hz計(jì)算加速度，則測(cè)出的加速度值與真實(shí)值相比（）A.偏大B.偏小C.不變D.無(wú)法確定3.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于小車所受的合力，下列敘述中正確的是（）A.小車所受的合力就是所掛小盤和砝碼的重力B.小車所受的合力的大小等于小盤和砝碼通過(guò)細(xì)繩對(duì)小車施加的拉力C.只有平衡摩擦力后，小車所受合力才等于細(xì)繩對(duì)小車的拉力D.只有平衡摩擦力后，且小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量m時(shí)，小車所受合力的大小才可認(rèn)為等于小盤和砝碼的重力大小4.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)使用了如圖所示的裝置，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s。他將小車放在水平長(zhǎng)木板上，小車前端系上不可伸長(zhǎng)的細(xì)線，跨過(guò)固定在木板邊緣的滑輪與重物相連，小車后面與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連。實(shí)驗(yàn)時(shí)，他先接通電源后釋放小車，得到一條紙帶，紙帶上A、B、C、D、E、F、G為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出。由紙帶可知，小車做______運(yùn)動(dòng)，打C點(diǎn)時(shí)小車的速度為_(kāi)_____m/s，小車的加速度為_(kāi)_____m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）A.勻加速直線；0.17；0.30B.勻加速直線；0.21；0.40C.勻減速直線；0.17；0.30D.勻減速直線；0.21；0.405.在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于操作步驟的先后順序，下列說(shuō)法正確的是（）A.先測(cè)量彈簧的原長(zhǎng)，后豎直懸掛彈簧B.先豎直懸掛彈簧，后測(cè)量彈簧的原長(zhǎng)C.先后順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響D.以上說(shuō)法都不對(duì)6.在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng)，用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)L?，再把彈簧豎直懸掛起來(lái)，掛上砝碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度L，把L-L?作為彈簧的伸長(zhǎng)量x。這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是圖中的（）A.B.C.D.7.在“探究動(dòng)能定理”實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)改變橡皮筋的條數(shù)來(lái)改變拉力做功的數(shù)值，關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（）A.實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須算出橡皮筋每次對(duì)小車做功的具體數(shù)值B.實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋每次拉伸的長(zhǎng)度必須保持一致C.先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出D.小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ鞘鼓景鍍A斜一定角度8.在“探究動(dòng)能定理”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，如圖所示，圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接頻率為50Hz的交流電源。由紙帶數(shù)據(jù)可求得小車經(jīng)過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)的瞬時(shí)速度大小為_(kāi)_____m/s，小車的加速度大小為_(kāi)_____m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）A.0.22；0.60B.0.26；0.70C.0.30；0.80D.0.34；0.909.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于實(shí)驗(yàn)誤差的說(shuō)法正確的是（）A.重錘質(zhì)量的稱量不準(zhǔn)會(huì)造成較大誤差B.選用質(zhì)量比較小的重錘，有利于減小誤差C.應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶D.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器選用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器比電火花計(jì)時(shí)器誤差小10.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)利用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到一條紙帶，在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T，重物的質(zhì)量為m。設(shè)重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，重力勢(shì)能減少量ΔEp=______，動(dòng)能增加量ΔEk=______。（用題中所給字母表示）A.mghB；\(\frac{1}{2}m(\frac{hC-hA}{2T})^2\)B.mghB-mghA；\(\frac{1}{2}m(\frac{hC-hA}{2T})^2\)C.mghB；\(\frac{1}{2}m(\frac{hC-hB}{T})^2\)D.mghB-mghA；\(\frac{1}{2}m(\frac{hC-hB}{T})^2\)二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題5分，每題有多個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填入括號(hào)內(nèi)，漏選得3分，錯(cuò)選不得分）1.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，以下關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的說(shuō)法正確的是（）A.平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將小盤用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上B.每次改變小車質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力C.實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，再釋放小車D.小車運(yùn)動(dòng)的加速度可用天平測(cè)出小盤和砝碼的質(zhì)量m以及小車質(zhì)量M，直接用公式\(a=\frac{mg}{M}\)求出E.實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)小車質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力成正比；當(dāng)力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比2.在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于實(shí)驗(yàn)器材的選擇，下列說(shuō)法正確的是（）A.彈簧應(yīng)選擇勁度系數(shù)較小的，以便于測(cè)量B.彈簧的長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，以免超出彈性限度C.所掛鉤碼的質(zhì)量不宜過(guò)大，以免超出彈簧的彈性限度D.可以用毫米刻度尺測(cè)量彈簧的原長(zhǎng)和伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度E.可以用游標(biāo)卡尺測(cè)量彈簧的原長(zhǎng)和伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度3.在“探究動(dòng)能定理”實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于實(shí)驗(yàn)裝置和操作的說(shuō)法正確的是（）A.實(shí)驗(yàn)中橡皮筋應(yīng)與小車運(yùn)動(dòng)方向平行B.實(shí)驗(yàn)中需要平衡摩擦力C.實(shí)驗(yàn)中通過(guò)改變橡皮筋的長(zhǎng)度來(lái)改變拉力做功的數(shù)值D.實(shí)驗(yàn)中通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算小車的速度E.實(shí)驗(yàn)中可以用鉤碼的重力代替小車受到的拉力4.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于實(shí)驗(yàn)誤差的分析，下列說(shuō)法正確的是（）A.重錘質(zhì)量的稱量不準(zhǔn)會(huì)造成較大誤差B.紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦?xí)绊憣?shí)驗(yàn)結(jié)果C.選用質(zhì)量較大的重錘，有利于減小誤差D.測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)，讀數(shù)的誤差會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果E.實(shí)驗(yàn)中只要計(jì)算出動(dòng)能增加量和重力勢(shì)能減少量相等，就驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律5.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到了一條紙帶，如圖所示，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T。由紙帶數(shù)據(jù)可求得小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_(kāi)_____，打下計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)小車的速度大小為_(kāi)_____。（用題中所給字母表示）A.\(\frac{x_4+x_5-x_2-x_3}{4T^2}\)；\(\frac{x_3+x_4}{2T}\)B.\(\frac{x_5-x_2}{3T^2}\)；\(\frac{x_3+x_4}{2T}\)C.\(\frac{x_4+x_5-x_2-x_3}{4T^2}\)；\(\frac{x_2+x_3+x_4+x_5}{4T}\)D.\(\frac{x_5-x_2}{3T^2}\)；\(\frac{x_2+x_3+x_4+x_5}{4T}\)E.\(\frac{x_4+x_5-x_1-x_2}{4T^2}\)；\(\frac{x_3+x_4}{2T}\)三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題（15分）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量一個(gè)小滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。要求：1.畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟。2.寫出需要測(cè)量的物理量以及動(dòng)摩擦因數(shù)μ的表達(dá)式。四、實(shí)驗(yàn)分析題（20分）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)得到了一條紙帶，如圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出。1.請(qǐng)根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)計(jì)算小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小。（10分）2.該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)他保持小車質(zhì)量不變，增加所掛鉤碼的質(zhì)量時(shí)，小車的加速度并沒(méi)有按照預(yù)期的比例增加。請(qǐng)分析可能的原因。（10分）五、實(shí)驗(yàn)拓展題（20分）在“探究動(dòng)能定理”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)采用了如圖所示的裝置。他將一質(zhì)量為m的小車放在水平長(zhǎng)木板上，小車前端系上不可伸長(zhǎng)的細(xì)線，跨過(guò)固定在木板邊緣的滑輪與重物相連。重物的質(zhì)量為M，小車后面與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。1.請(qǐng)分析該實(shí)驗(yàn)裝置中存在的問(wèn)題，并提出改進(jìn)措施。（10分）2.若該同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到了小車的速度v和對(duì)應(yīng)的拉力做功W的數(shù)據(jù)，他想通過(guò)圖像來(lái)驗(yàn)證動(dòng)能定理。請(qǐng)說(shuō)明如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出W-v2圖像，并分析如何通過(guò)該圖像驗(yàn)證動(dòng)能定理。（10分）答案：一、選擇題1.ACD2.A3.CD4.A5.B6.C7.BC8.A9.C10.A二、多項(xiàng)選擇題1.BCE2.BCD3.ABD4.BCD5.A三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題1.實(shí)驗(yàn)裝置圖：-將一帶有定滑輪的長(zhǎng)木板水平放置在桌面上，小滑塊放在長(zhǎng)木板上，用細(xì)繩一端系住小滑塊，另一端繞過(guò)定滑輪懸掛一鉤碼。-在小滑塊上安裝一個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與小滑塊相連。-實(shí)驗(yàn)步驟：-用天平測(cè)量小滑塊的質(zhì)量m和鉤碼的質(zhì)量M。-調(diào)整長(zhǎng)木板的傾斜程度，使小滑塊在長(zhǎng)木板上勻速下滑，此時(shí)小滑塊所受摩擦力與重力沿斜面方向的分力平衡。-接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小滑塊，讓小滑塊在鉤碼的拉力作用下加速下滑，同時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)。-測(cè)量紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的距離，計(jì)算小滑塊的加速度a。2.需要測(cè)量的物理量：小滑塊的質(zhì)量m、鉤碼的質(zhì)量M、紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的距離x、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的周期T。動(dòng)摩擦因數(shù)μ的表達(dá)式：\(\mu=\frac{M}{m+M}g-\frac{2x}{T^2}\)四、實(shí)驗(yàn)分析題1.根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)計(jì)算小車運(yùn)動(dòng)的加速度大?。?設(shè)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為x?、x?、x?、x?、x?。-由逐差法可得加速度\(a=\frac{(x_4+x_5-x_2-x_3)}{4T^2}\)。2.小車加速度未按預(yù)期比例增加的可能原因：-未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠，導(dǎo)致小車受到的合力小于鉤碼的重力。-繩子與滑輪間存在摩擦，使得小車實(shí)際受到的拉力小于鉤碼的重力。-打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)不穩(wěn)定，導(dǎo)致測(cè)量的加速度誤差較大。五、實(shí)驗(yàn)拓展題1.實(shí)驗(yàn)裝置中存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施：-問(wèn)題：小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力較大，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。-改進(jìn)措施：在長(zhǎng)木板上鋪上毛巾或粗糙的布，通過(guò)調(diào)整木板的傾斜程度平衡摩擦力。-問(wèn)題：重物質(zhì)量M與小車質(zhì)量m相差不大，導(dǎo)致小車受到的拉力不等于重物的重力。-改進(jìn)措施：增大小車質(zhì)量m，使M遠(yuǎn)小于m。2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出W-v2圖像及驗(yàn)證動(dòng)能定理的方法：-計(jì)算拉力做功W：\(W=Mgx\)，其中x為小車在拉力作用下移動(dòng)的距離。-計(jì)算小車的速度v：