十年高考物理真题分类汇编专题18力学光学热学实验含解斩

十年高考物理真题分类汇编专题18力学光学热学实验含解斩

专题 18力学、光学、热学实验 ‎1.(2019•全国Ⅰ卷•T9)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在ABCDE五个点中，打点计时器最先打出的是______点，在打出C点时物块的速度大小为______m/s(保留3位有效数字)；物块下滑的加速度大小为_____m/s2(保留2位有效数字)。‎ ‎【答案】(1). A (2). 0.233 (3). 0.75‎ ‎【解析】‎ 分析可知，物块沿倾斜长木板最匀加速直线运动，纸带上的点迹，从A到E，间隔越来越大，可知，物块跟纸带的左端相连，纸带上最先打出的是A点；在打点计时器打C点瞬间，物块的速度；根据逐差法可知，物块下滑的加速度。‎ 故本题正确答案为：A；0.233；0.75。‎ ‎2.(2019•天津卷•T10)某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。‎ ‎①下列哪些措施能够提高实验准确程度______。‎ A.选用两光学表面间距大的玻璃砖 B.选用两光学表面平行的玻璃砖 C.选用粗的大头针完成实验 D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些 ‎②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是______。‎ 110‎ ‎③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN’的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n=______。(用图中线段的字母表示)‎ ‎【答案】(1). AD (2). D (3). ‎ ‎【解析】采用插针法测定光的折射率的时候，应选定光学表面间距大一些的玻璃砖，这样光路图会更加清晰，减小误差，同时两枚大头针的距离尽量大一些，保证光线的直线度，因此AD正确，光学表面是否平行不影响该实验的准确度，因此B错误，应选用细一点的大头针因此C错误。‎ 根据光的折射定律可知当选用平行的玻璃砖时出射光和入射光应是平行光，又因发生了折射因此出射光的出射点应相比入射光的延长线向左平移，因此D正确，ABC错误 由折射定律可知折射率，，，联立解得 ‎3.(2019•全国Ⅱ卷•T9)如图(a)，某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源，纸带等。回答下列问题：‎ ‎(1)铁块与木板间动摩擦因数μ=______(用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示)‎ 110‎ ‎(2)某次实验时，调整木板与水平面的夹角θ=30°。接通电源。开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图(b)所示。图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)。重力加速度为9.8 m/s2。可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为_____________(结果保留2位小数)。‎ ‎【答案】(1). (2). 0.35‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由mgsinθ-μmgcosθ=ma，解得：μ=……①‎ ‎(2)由逐差法a= 得：SII=(76.39-31.83)×10-2m，T=0.15s，SI=(31.83-5.00)×10-2m，故a= m/s2=1.97 m/s2，代入①式，得：μ= =0.35‎ ‎4.(2019•全国Ⅱ卷•T16)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：‎ 110‎ ‎(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可__________；‎ A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向靠近双缝的方向移动 C.将屏向远离双缝的方向移动 D.使用间距更小的双缝 ‎(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ=_________；‎ ‎(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm。则所测单色光的波长为______________nm(结果保留3位有效数字)。‎ ‎【答案】(1). B (2). (3). 630‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(i)由Δx= ，因Δx越小，目镜中观察得条纹数越多，故B符合题意；‎ ‎(ii)由，λ=‎ ‎(iii)λ==‎ ‎5.(2019•全国Ⅲ卷•T9)甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔0.1s拍1幅照片。‎ ‎(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是_______。(填正确答案标号)‎ A.米尺 B.秒表 C.光电门 D.天平 ‎(2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。‎ 110‎ 答：________________________________________________‎ ‎(3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm，则该地的重力加速度大小为g=___m/s2。(保留2位有效数字)‎ ‎【答案】(1). A (2). 将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺。 (3). 9.7‎ ‎【解析】‎ 此实验用数码相机替代打点计时器,故实验原理是相同的,仍然需要米尺来测量点与点之间的距离;就本实验而言,因为是不同照片,所以是测量连续几张照片上小球位置之间的距离;加速度求解仍然用逐差法计算,注意是bc与ab之间的距离差.‎ ‎6.(2019•全国Ⅲ卷•T13)用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是_______________________________________________。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以_____________________________________________________________。为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是_________________________________。‎ ‎【答案】(1). 使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 (2). 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积 (3). 油膜稳定后得表面积S。‎ ‎【解析】‎ 油膜法测量分子大小需要形成单分子油膜，故而需要减少油酸浓度；一滴油酸的体积非常微小不易准确测量，故而使用累积法，测出N滴油酸溶液的体积V，用V与N的比值计算一滴油酸的体积；由于形成单分子油膜，油膜的厚度h可以认为是分子直径，故而还需要测量出油膜的面积S，以计算厚度.‎ ‎7.(2019•北京卷•T9)用如图1所示装置研究平地运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN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，白纸上将留下一系列痕迹点。‎ 110‎ ‎(1)下列实验条件必须满足的有____________。‎ A.斜槽轨道光滑 B.斜槽轨道末段水平 C.挡板高度等间距变化 D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 ‎(2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。‎ a.取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________(选填“最上端”、“最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时______(选填“需要”或者“不需要”)y轴与重锤线平行。‎ b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则______(选填“大于”、“等于”或者“小于”)。可求得钢球平抛的初速度大小为____________(已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示)。‎ ‎(3)为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是____________。‎ 110‎ A.从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹 B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹 C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹 ‎(4)伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体_________。‎ A.在水平方向上做匀速直线运动 B.在竖直方向上做自由落体运动 C.在下落过程中机械能守恒 ‎(5)牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。‎ 同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因。‎ ‎___________________________‎ ‎【答案】(1). BD (2). 球心 (3). 需要 (4). 大于 (5). ‎ ‎(6). B (7). B (8). 利用平抛运动的轨迹的抛物线和圆周运动知识证明即可 ‎【解析】‎ 根据平抛运动的规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动解答。‎ ‎(1)本实验中要保证小球飞出斜槽末端时的速度为水平，即小球做平抛运动，且每次飞出时的速度应相同，所以只要每次将小球从斜槽上同一位置由静止释放即可，故BD正确；‎ ‎(2)a.平抛运动的起始点应为钢球静置于Q点时，钢球的球心对应纸上的位置，由于平抛运动在竖直方向做自由落体运动，所以在确定y轴时需要y轴与重锤线平行；‎ b.由初速度为零的匀加速直线运动规律即在相等时间间隔内所通过的位移之比为可知，由于A点不是抛出点，所以；设AB，BC间所用的时间为T，竖直方向有：，水平方向有：，联立解得：；‎ 110‎ ‎(3)A项：从细管水平喷出稳定的细水柱，由于细水柱射出后受到空气阻力的作用，所以此方案不可行；‎ B项：用频闪照相在同一底片上记录小球不同时刻位置即平抛运动的轨迹上的点，平滑连接在一起即为平抛运动轨迹，所以此方案可行；‎ C项：将铅笔垂直于竖直的白板放轩，以一定初速度水平抛出，笔尖与白纸间有摩擦阻力的作用，所以铅笔作的不是平抛运动，故此方案不可行；‎ ‎(4)由平抛运动竖直方向运动可知，，时间，所以只要高度相同，时间相同，故B正确；‎ ‎(5)由平抛运动可知，竖直方向：，水平方向：，联立解得：，即抛出物体的轨迹为抛物线，当抛出的速度越大，在抛物线上某点的速度足以提供该点做圆周运动的向心力时，物体的轨迹从抛物线变为圆。‎ ‎8.(2019•江苏卷•T10)某兴趣小组用如题1图所示装置验证动能定理.‎ ‎(1)有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用：‎ A.电磁打点计时器 B.电火花打点计时器 为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择_______(选填“A”或“B”).‎ ‎(2)保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔.实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动.同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除.同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动.看法正确的同学是_____(选填“甲”或“乙”).‎ ‎(3)消除摩擦力影响后，在砝码盘中加入砝码.接通打点计时器电源，松开小车，小车运动.纸带被打出一系列点，其中的一段如题2图所示.图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A点的速度vA=______m/s.‎ 110‎ ‎(4)测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L.小车动能的变化量可用ΔEk=算出.砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g；实验中，小车的质量应______(选填“远大于”“远小于”或“接近”)砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W=mgL算出.多次测量，若W与ΔEk均基本相等则验证了动能定理.‎ ‎【答案】(1).B (2).乙 (3).0.31(0.30~0.33都算对) (4).远大于 ‎【解析】‎ ‎(1)为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选电火花打点计时器即B；‎ ‎(2)当小车开始运动时有小车与木板间的摩擦为最大静摩擦力，由于最大静摩擦力大于滑动摩擦力，所以甲同学的看法错误，乙同学的看法正确；‎ ‎(3)由图可知，相邻两点间的距离约为0.62cm，打点时间间隔为0.02s，所以速度为 ‎ ；‎ ‎(4)对小车由牛顿第二定律有：，对砝码盘由牛顿第二定律有： 联立解得：，当时有：，所以应满足：。‎ ‎9.(2019•海南卷•T12)某同学利用图(a)的装置测量轻弹簧的劲度系数。图中，光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂砝码(实验中，每个砝码的质量均为m=50.0g)。弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出。实验步骤如下：‎ 110‎ ‎①在绳下端挂上一个硅码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；‎ ‎②系统静止后，记录砝码的个数及指针的位置；‎ ‎③逐次增加砝码个数，并重复步骤②(保持弹簧在弹性限度内)：‎ ‎④用n表示砝码的个数，l表示相应的指针位置，将获得的数据记录在表格内。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)根据下表的实验数据在图(b)中补齐数据点并做出图像__________。‎ l ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎10.48‎ ‎10.96‎ ‎11.45‎ ‎11.95‎ ‎12.40‎ ‎(2)弹簧的劲度系数k可用砝码质量m、重力加速度大小g及图线的斜率α表示，表达式为k=________。若g取，则本实验中k=________(结果保留3位有效数字)。‎ ‎【答案】(1)图线如图所示：‎ 110‎ ‎(2)，(3)109‎ ‎【解析】‎ ‎(1)描出点后，作出图线如图所示：‎ ‎(2)L－n图线的斜率为 由胡克定律有：△F=k△l即△nmg=k△l 联立以上各式可得：‎ 由图可得斜率约为α=0.45×10－2m 所以可得劲度系数为：k＝(50×10−3×9.8)/(0.45×10−2)＝109N/m ‎10.(2018·北京卷)用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。‎ 主要实验步骤如下：‎ a.安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。‎ b.选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O(t=0)，然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F……所示。‎ c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、‎ 110‎ v4、v5……‎ d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示。‎ 结合上述实验步骤，请你完成下列任务：‎ ‎(1)在下列仪器和器材中，还需要使用的有____________和___________(填选项前的字母)。‎ A.电压合适的50 Hz交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平(含砝码)‎ ‎(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v-t图像_____________。‎ ‎(3)观察v-t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是___________。v-t图像斜率的物理意义是______________________。‎ ‎(4)描绘v-t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对△t的要求是______(选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的△x大小与速度测量的误差______(选填“有关”或“无关”)。‎ ‎(5)早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图4所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的_____________________。‎ 110‎ ‎【答案】A C 如图所示：‎ 小车的速度随时间均匀变化 加速度 越小越好 有关 如果小球的初速度为0，其速度，那么它通过的位移x∝t2。因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。‎ ‎【解析】(1)打点计时器需用交流电源；为了计算速度需要利用刻度尺测量长度。故需要的仪器选AC ‎(2)利用所给点迹描点连线，得图像 其中C点的横坐标为3T，纵坐标为 ‎(3)结合图像可以看出小球速度随时间均匀变化，所以小球做匀加速运动，图像的斜率代表了运动时的加速度 ‎(4)△t越小，越接近计数点瞬时速度，所以△t越小越好，计算速度需要用到△t的测量值，所以△t大小与速度测量的误差有关。‎ 110‎ ‎(5)如果小球的初速度为0，其速度v∝t,那么它通过的位移x∝t2。因此，只要测量小球通过不同位移所用时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。(要检验小球的速度是随时间均匀变化的，可以检验小球运动位移与时间的平方成正比，利用滴水可以得到小球的运动时间，并测出小球在相应时间内的位移，则可以验证。)‎ 点睛：本题考查了速度与与时间得关系，速度没有办法直接测量，所以要利用物理关系转化，转换成我们能够测量的量，然后在来验证速度与时间得关系。‎ ‎11.(2018·北京卷全国III卷)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下：‎ ‎(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L刻度处，但未碰到尺)，准备用手指夹住下落的尺。‎ ‎(2)甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为L1，重力加速度大小为g，则乙的反应时间为________(用L、L1和g表示)。‎ ‎(3)已知当地的重力加速度大小为g=9.80 m/s2，L=30.0 cm，L1=10.4 cm，乙的反应时间为__________s。(结果保留2位有效数字)‎ ‎(4)写出一条提高测量结果准确程度的建议：___________。‎ ‎【答案】 0.20 多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子 ‎【解析】试题分析 本题主要考查自由落体运动及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用教材知识解决实际问题的能力。‎ 解析 根据题述，在乙的反应时间t内，尺子下落高度h=L-L1，由自由落体运动规律，h=gt2，解得t=。代入数据得：t=0.20s。‎ 点睛 测量反应时间是教材上的小实验，此题以教材小实验切入，难度不大。‎ ‎12.(2011·天津卷)用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。该金属丝的直径是_______mm ‎【答案】1.706‎ ‎【解析】注意副尺一定要有估读。读数为1.5+20.6×0.01mm=1.‎ 110‎ ‎706mm。因为个人情况不同，估读不一定一致，本题读数1.704～1.708都算正确。‎ ‎【考点定位】螺旋测微器的读数 ‎13.(2012·新课标卷)某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示。图(a)所示读数为_________mm，图(b)所示读数为_________mm，所测金属板的厚度为_________mm。‎ ‎【答案】0.010 6.870 6.860‎ ‎【解析】该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示，螺旋测微器的固定刻度为0mm，可动刻度为，所以最终读数为0.010mm；测量金属板厚度时的示数如图(b)所示，螺旋测微器的固定刻度为6.5mm，可动刻度为，所以最终读数为6.870mm。所测金属板的厚度为。‎ ‎【考点定位】本题考查螺旋测微器的读数及其相关知识 ‎14.(2014·福建卷)某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为 cm和 mm。‎ ‎【答案】60.10 4.20‎ ‎【解析】由图知测量值为60.10cm；游标卡尺主尺读数为4mm，游标尺10×0.02mm=0.20mm，故测量值为4.20mm。‎ ‎【考点定位】本题考查刻度尺与游标卡尺的读数 ‎15.(2015·海南卷·T11)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图(a)和(b)所示。该工件的直径为______cm，高度为________mm。‎ 110‎ ‎【答案】1.220cm，6.861mm ‎【解析】游标卡尺读数为 螺旋测微器的读数为：‎ ‎【考点定位】螺旋测微器，游标卡尺读数 ‎【方法技巧】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读.螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。‎ ‎16.(2016·海南卷)某同学利用图(a)所示的实验装置探究物块速度随时间的变化。物块放在桌面上，细绳的一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码。打点计时器固定在桌面左端，所用交流电源频率为50 Hz。纸带穿过打点计时器连接在物块上。启动打点计时器，释放物块，物块在钩码的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图(b)所示(图中相邻两点间有4个点未画出)。‎ 根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为匀加速运动。回答下列问题：‎ ‎(1)在打点计时器打出B点时，物块的速度大小为_______m/s。在打出D点时，物块的速度大小为_______m/s；(保留两位有效数字)‎ ‎(2)物块的加速度大小为_______m/s2。(保留两位有效数字)‎ ‎【答案】(1)0.56 0.96 (2)2.0‎ ‎【解析】(1)根据匀变速直线运动的中间时刻的速度等于该过程的平均速度，可知vB==×10–2 m/s=0.56 m/s，vB==×10–2 m/s=0.96 m/s；‎ 110‎ ‎(2)由逐差法可得加速度a==×10–2 m/s2=2.0 m/s2。‎ ‎【考点定位】探究小车速度随时间变化的规律 ‎【名师点睛】根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上小车的瞬时速度大小，然后在速度公式求加速度即可。‎ ‎17.(2016·天津卷)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。‎ ‎(1)实验中必要的措施是______。‎ A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车 C.小车的质量远大于钩码的质量 D.平衡小车与长木板间的摩擦力 ‎(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)。s1=3.59 cm，s2=4.41 cm，s3=5.19 cm，s4=5.97 cm，s5=6.78 cm，s6=7.64 cm。则小车的加速度a=______m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小车的速度vB=_______m/s。(结果均保留两位有效数字)‎ ‎【答案】(1)AB (2)0.80 0.40‎ ‎【解析】(1)实验时，细线必须与长木板平行，以减小实验的误差，选项A正确；实验时要先接通电源再释放小车，选项B正确；此实验中没必要使小车的质量远大于钩码的质量，选项C错误；此实验中不需平衡小车与长木板间的摩擦力，选项D错误。‎ ‎(2)两相邻计数点间的时间间隔T=0.1 s；由逐差法可得a==0.80 m/s2，打点计时器在打B点时小车的速度vB==0.40 m/s。‎ ‎【考点定位】研究小车的匀变速直线运动实验 110‎ ‎【名师点睛】此题是一道考查研究小车的匀变速直线运动的常规实验题；注意不要把此实验与验证牛顿第二定律的实验相混淆；在验证牛顿第二定律的实验中，要求小车的质量远大于钩码的质量和平衡小车与长木板间的摩擦力，但在此实验中是不必要的；此题考查学生对力学基本实验的掌握情况。‎ ‎18.(2011·广东卷)图1是“研究匀变数直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点。加速度大小用a表示.‎ ‎(1)OD间的距离为 cm.‎ ‎(2)图2是根据实验数据绘出的s—t2图线(s为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示 ，其大小为 m/s2(保留三位有效数字)。‎ ‎【答案】(1)1.20 (2)a/2 0.933‎ ‎【解析】(1)最小刻度是毫米的刻度尺读数要估读到最小刻度的下一位，故拿零来补充估测值位置，所以OD间的距离为1.20cm.‎ ‎(2)由公式知图象的斜率表示，即加速度的二分之一，计算斜率得.‎ ‎【考点定位】“研究匀变数直线运动”实验 ‎19.(2011·辽宁卷)利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示。‎ 110‎ ‎(1)根据表中给出的数据，在图乙给出的坐标纸上画出图线；‎ ‎(2)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是_______________；‎ ‎(3)由所画出的图线，得出滑块加速度的大小为a=____________m/s2(保留2位有效数字).‎ ‎【答案】(1)如图所示；(2)；(3)2.0‎ ‎【解析】(1)根据表中给出的数据，在图乙给出的坐标纸上画出图线；‎ 110‎ ‎(2)已知滑块沿斜面下滑时做匀加速运动，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v、测量值s和t四个物理量。因为时速度v1是下滑的末速度，所以我们可以看下滑的逆过程，所以满足的关系式是。‎ ‎(3)由整理得：，由表达式可知，加速度等于斜率大小的两倍.所以由图象得出滑块加速度的大小为a=2.0m/s2。‎ ‎【考点定位】测定匀变速直线运动的加速度 ‎20.(2013·浙江卷·T21)如图所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上；装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上。一同学用装置甲和乙分别进行实验，经正确操作获得两条纸带①和②，纸带上的a、b、c……均为打点计时器打出的点。‎ ‎(1)任选一条纸带读出b、c两点间的距离为 ；‎ ‎(2)任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为 ，纸带①和②上c、e两点间的平均速度① ②(填“大于”“等于”或“小于”)。‎ ‎(3)图中 (填选项) A.‎ 110‎ 两条纸带均为用装置甲实验所得 B.两条纸带均为用装置乙实验所得 C.纸带①为用装置甲实验所得，纸带②为用装置乙实验所得 D.纸带①为用装置乙实验所得，纸带②为用装置甲实验所得.‎ ‎【答案】(1)2.10cm或2.40cm(cm，有效数字位数正确) (2)1.13m/s或1.25m/s(m/s，有效数字位数不作要求) 小于 (3)C ‎【解析】(1)选②纸带读出b、c两点间的距离为6.50-4.10cm=2.40cm ‎(2)选②纸带读出c、e两点间的距离为5cm，相对应的平均速度选①纸带读出c、e两点间的距离为4.5cm，所以平均速度①小于②。‎ ‎(3)装置甲实验中小车做匀加速直线运动，所以相邻的计时点的间距之差相等，装置乙实验中小车受橡皮筋的弹力越来越小，所以做加速度减小的变加速直线运动，以相邻的计时点的间距之差减小，所以带①为用装置甲实验所得，纸带②为用装置乙实验所得。故选C.‎ ‎【考点定位】打点计时器；纸带处理。‎ ‎21.(2013·广东卷·T34)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图(b)所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。‎ ‎(1)部分实验步骤如下：‎ A.测量完毕，关闭电源，取出纸带 B.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C.将小车依靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D.把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是： (用字母填写)。‎ ‎(2)图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔T= s。‎ ‎(3)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5= 。‎ ‎(4)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a= 。‎ 110‎ ‎【答案】(1)DCBA (2)0.1 (3) (4)‎ ‎【解析】① (1)实验步骤应是先安装仪器，做好实验前时佳备工作，开始实验，然后处理数据，因此实验步骤为DCBA。 ‎ ‎②时间T=nT0=5*0.02s=0.1s(n为相邻两个计数的间隔数)‎ ‎③用在匀变速直线运动中：中时刻速度的等于平均速度计算 ‎④取 则：就可用求a ‎【考点定位】在研究小车匀变速运动的实验 ‎22.(2014·山东卷)某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度。‎ 实验步骤：‎ ①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作；‎ ②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示。在端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作；‎ ③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②；‎ 实验数据如下表所示：‎ ④如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物连接，保持滑块静止，测量重物离地面的高度；‎ ⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的点(未与滑轮碰撞)，测量间的距离。‎ 完成下列作图和填空：‎ ‎ ‎ 110‎ 图甲 图乙 (1)根据表中数据在给定坐标纸上作出图线。‎ (2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ= (保留2位有效数字)。‎ (3)滑块最大速度的大小v= (用h、s、μ和重力加速度g表示)。‎ ‎【答案】(1)如图所示 (2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.42均正确)；(3)‎ ‎【解析】(1)在坐标纸上，描出各点，然后用直线将各点连接起来，得到图象，见答案。‎ ‎(2)弹簧称的示数就是物体受到的摩擦力，根据，可知图象的斜率就是动摩擦因数，找特殊点代入可得μ=0.4。‎ ‎(3)P落地后，滑块又前进了的距离才停止运动，在这段时间内，滑块做减速运动，根据，而滑块的加速度，代入数据整理得，最大速度为。‎ ‎【考点定位】滑动摩擦力，匀变速直线运动位移与速度的关系.‎ ‎23.(2014·全国大纲卷)现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示。拍摄时频闪频率是10Hz；通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4。已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s。数据如下表所示。重力加速度大小g=9.80m/s2。‎ 110‎ 根据表中数据，完成下列填空：‎ ‎(1)物块的加速度a＝ m/s2(保留3位有效数字)。‎ ‎(2)因为 ，可知斜面是粗糙的。‎ ‎【答案】(1)4.30(或4.29或4.31)；(2)物块加速度小于＝5.88m/s2(或物块加速度小于物块沿光滑斜面下滑的加速度)‎ ‎【解析】(1)根据逐差法可求得物块的加速度为：；若斜面是光滑的，小物块下滑的加速度应该为：，由于物块加速度小于物块沿光滑斜面下滑的加速度，所以说明斜面是粗糙的。‎ ‎【考点定位】本题主要考查了研究匀变速直线运动的实验、牛顿第二定律的应用等问题，属于中档题。‎ ‎24.(2015·江苏卷·T11)某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律，实验装置如图所示，打点计时器的电源为50Hz的交流电。‎ ‎(1)下列实验操作中，不正确的有________。‎ 110‎ A.将铜管竖直地固定在限位孔的正下方 B.纸带穿过限位孔，压在复写纸下面 C.用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落 D.在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源 ‎(2)该同学按照正确的步骤进行试验(记为“实验①”)，将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为O点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1、2、3…….8，用刻度尺量出各计数点的相邻计时点到O点的距离，记录在纸带上，如图所示 计算相邻计时点间的平均速度，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表，请将表中的数据补充完整 ‎(3)分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是________;磁铁受到阻尼作用的变化情况是____________.‎ ‎(4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作(记为实验②)，结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同，请问实验②是为了说明说明？对比实验①和②的结果得到什么结论？‎ ‎【答案】(1)CD(2)39.0 (3)逐渐增大到39.8 cm/ s 逐渐增大到等于重力(4)为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用，磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用。‎ ‎【解析】(1)在实验时，应用手拿着纸带释放，而不是拿着磁铁，应先接通电源，让打点计时器工作，然后释放磁铁，所以不正确的是CD；‎ ‎(2)由可求v4＝39.0m/s；‎ ‎(3)由纸带上的测量数据知，磁铁的速度逐渐增大，最后匀速下落，阻力逐渐增大到等于重力；‎ ‎(4)为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用，磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用。‎ ‎【考点】研究电磁阻尼 110‎ ‎25.(2017·新课标Ⅰ卷)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)‎ ‎(1)由图(b)可知，小车在桌面上是____________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的。‎ ‎(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为___________m/s，加速度大小为____________m/s2。(结果均保留2位有效数字)‎ ‎【答案】(1)从右向左 (2)0.19 0.037‎ ‎【解析】(1)小车在阻力的作用下，做减速运动，由图(b)知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动；(2)已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔为：，所以A点位置的速度为：，‎ 根据逐差法可求加速度：，解得a=0.037 m/s2。‎ ‎【考点定位】匀变速直线运动的研究 ‎【名师点睛】注意相邻水滴间的时间间隔的计算，46滴水有45个间隔；速度加速度的计算，注意单位、有效数字的要求。‎ ‎26.(2017·新课标Ⅱ卷)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。‎ 110‎ 实验步骤如下：‎ ‎①如图(a)，将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；‎ ‎②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间∆t；‎ ‎③用∆s表示挡光片沿运动方向的长度，如图(b)所示，表示滑块在挡光片遮住光线的∆t时间内的平均速度大小，求出；‎ ‎④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；‎ ‎⑤多次重复步骤④；‎ ‎⑥利用实验中得到的数据作出–∆t图，如图(c)所示。‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则与vA、a和∆t的关系式为= 。‎ ‎(2)由图(c)可求得，vA= cm/s，a= cm/s2。(结果保留3位有效数字)‎ ‎【答案】(1) (2)52.1 16.3(15.8~16.8)‎ ‎【解析】(1)设挡光片末端到达光电门的速度为v，则由速度时间关系可知：，且 联立解得：；‎ ‎(2)由图(c)可求得vA=52.1 cm/s，，即a=16.6 cm/s2。‎ 110‎ ‎【考点定位】匀变速直线运动的规律 ‎【名师点睛】此题主要考查学生对匀变速直线运动的基本规律的运用能力；解题时要搞清实验的原理，能通过运动公式找到图象的函数关系，结合图象的截距和斜率求解未知量。‎ ‎27.(2018·天津卷)某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，所有器材有：方木板一块，白纸，量程为5 N的弹簧测力计两个，橡皮条(带两个较长的细绳套)，刻度尺，图钉(若干个)。‎ ‎①具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的是______。‎ A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上 B.重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同 C.使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度 D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力 ‎②该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O，力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示。其中对于提高实验精度最有利的是_____。‎ ‎【答案】BC B ‎【解析】①为了使实验结果更具有普遍性，在实验过程中不应让橡皮条的拉力方向具有特殊的角度或位置，A错误；‎ 只有每一次实验时用一个力和用两个力拉的效果相同即可，即O点位置相同，不需要每次实验的O点位置都相同，B正确；‎ 使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线，读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度，C正确；‎ 合力可以大于任一个分力，也可以等于分力，还可以小于任一分力，D错误。‎ ‎②AD实验中选取的力的标度过大，导致画力时，线段太短，不利于实验精确度；B图和C图选用的标度相同，但C中力太小，不利于作平行四边形，故B符合题意；‎ ‎28.(2012·浙江卷·T22)‎ 110‎ 在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤。‎ ‎(1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表 用作图法求得该弹簧的劲度系数k =_________________N/m；‎ ‎(2)某次实验中，弹簧的指针位置如图所示，其读数为_____________N，同时利用(3)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N，请在答题纸上画出这两个共点力的合力F合；‎ ‎(3)由图得到F合=__________N。‎ ‎【答案】(1)如图所示 55 (2)2.10 如图所示 (3)3.3‎ ‎ ‎ ‎(1)根据图线斜率求得弹簧的劲度系数k=55N/m；‎ ‎(2)读数时估读一位，F=2.10N； ‎ ‎(3)作图，在同一力的图示中使用相同的比例标尺，做平行四边形，量出如图对角线的长度，根据比例标尺换算出合力，F合=3.3N。‎ ‎【考点定位】本题考查“探究求合力的方法”实验及其相关知识。‎ ‎29.(2014·江苏卷)小明通过实验验证力的平行四边形定则。‎ ‎(1)实验记录纸如图1所示，O 110‎ 点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点。三个力的大小分别为：F1＝3.30 N、F2＝3.85 N和F3＝4.25 N。请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力。‎ ‎(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响。‎ 实验装置如图2所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O点，下端N挂一重物。用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹。重复上述过程，再次记录下N的轨迹。‎ 两次实验记录的轨迹如图3所示，过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为 。‎ ‎(3)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果有哪些? (填写选项前的字母)‎ A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比 B.两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长 C.两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大 D.两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大 ‎(4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项。‎ ‎【答案】(1)如图所示 4.7N(4.6～4.9N均可)；(2)Fa＝Fb；(3)BD；(4)选用新橡皮筋；橡皮筋拉伸不宜过长 110‎ ‎【解析】(1)根据力的图示法作出力F1和F2的图示，如答案图所示，并根据力的平行四边形定则作出两者的合力，用刻度尺量得其长度为单位长度的4.7倍，即合力大小为4.7N(4.6～4.9N均可)。‎ ‎(2)设Oab与竖直方向的夹角为θ，根据共点力平衡条件解得：F＝mgtanθ，因此有：Fa＝Fb ‎(3)由中分析可知，橡皮筋上的拉力大小为：T＝，因此有Ta＝Tb，显然图中Ob＞Oa，故选项A错误；选项B正确；橡皮筋因老化，每次被拉后，形变已经不能完全恢复，因此两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大故选项D正确；两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较小，故选项C错误。‎ ‎(4)有上述分析可知，要确保橡皮筋发生弹性形变，因此应注意选用新的弹性较好的橡皮筋，每次橡皮筋的形变要在弹性限度内，即拉伸不宜过长。‎ ‎【考点定位】本题主要考查了验证力的平行四边形定则实验和探究弹簧伸长量与弹力的关系实验问题，属于中档题。‎ ‎30.(2014·重庆卷)为了研究人们用绳索跨山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如题6图3所示的实验装置，他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计(不及质量及长度)固定在相距为D的两立柱上，固定点分别为P和Q，P低于Q，绳长为()。他们首先在绳上距离P点10cm处(标记为C)系上质量为的重物(不滑动)，由测力计读出绳PC、QC的拉力大小和，随后改变重物悬挂点的位置，每次将P到C点的距离增加10cm，并读出测力计的示数，最后得到、与绳长之间的关系曲线如题6图4所示，由实验可知：‎ 110‎ ‎(1)曲线II中拉力最大时，C与P点的距离为______cm，该曲线为_______(选填：或)的曲线.‎ ‎(2)在重物从P移动到Q的整个过程中受到最大拉力的是______(选填：P或Q)点所在的立柱。‎ ‎(3)在曲线I、II相交处，可读出绳的拉力= N，它与、、和重力加速度的关系为= 。‎ ‎【答案】(1)60(56～64) (2) (3) 4.30(4.25～4.35) ‎ ‎【解析】(1)由曲线II的最高点拉力最大，对应的横坐标，设PC和QC与水平的夹角为α和β，对C点的平衡可知，开始C点靠近P点，因，则，即，结合两曲线左侧部分，II曲线靠上则为的曲线。‎ ‎(2)比较两图象的顶点大小可知，I曲线的最高点更大，代表Q有最大拉力。‎ ‎(3)两曲线的交点表示左右的绳拉力大小相等，读出纵坐标为TP=TQ=4.30N，设CQ绳与立柱的夹角为θ，延长CQ线交另立柱上，构成直角三角形，则cosθ=‎ 110‎ ‎，两拉力相等构成菱形由力的平衡可知2TQcosθ=mg，则 ‎ ‎【考点定位】本题考查了平行四边形法则、力的平衡条件及其应用.‎ ‎31.(2015·山东卷·T21)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。实验步骤：‎ ‎①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。‎ ‎②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)。每次将弹簧秤示数改变0.50N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：‎ F(N)‎ ‎0‎ ‎0.50‎ ‎1.00‎ ‎1.05‎ ‎2.00‎ ‎2.50‎ l (cm)‎ l0‎ ‎10.97‎ ‎12.02‎ ‎13.00‎ ‎13.98‎ ‎15.05‎ ‎③找出②中F=2.50N时橡皮筋两端的位置，重新记为、，橡皮筋的拉力记为。‎ ‎④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FOB。‎ 完成下列作图和填空：‎ 110‎ ‎(1)利用表中数据在给出的坐标纸上(图丙)画出F—l图线，根据图线求得l0=_____cm。‎ ‎(2)测得OA=6.00cm，OB=7.60cm，则FOA的大小为________N。‎ ‎(3)根据给出的标度，在图丁上作出FOA和FOB的合力的图示。‎ ‎(4)通过比较与________的大小和方向，即可得出实验结论。‎ ‎【答案】(1)如图甲所示 10.00 (2)1.80 (3)如图乙所示 (4)FOO’‎ ‎【解析】(1)做出F-l图像，求得直线的截距即为l0，可得l0=10.00cm；‎ ‎(2)可计算弹簧的劲度系数为；若OA=6.00cm，OB=7.60cm，则弹簧的弹力；则此时。‎ ‎(4)通过比较F’和FOO’的大小和方向，可得出实验结论.‎ ‎【考点定位】验证力的平行四边形法则.‎ ‎32.(2015·安徽卷·T21I)在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在木板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端，用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使得橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图所示，请将以下的实验操作和处理补充完整：‎ ‎(1)用铅笔描下结点位置，记为O；‎ ‎(2)记录两个弹簧测力计的示数F1和F2，沿每条细绳的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线；‎ ‎(3)只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O，记录测力计的示数F3，_________；‎ ‎(4)按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3；‎ ‎(5)根据力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F；‎ ‎(6)‎ 110‎ 比较________________的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再进行试验。‎ ‎【答案】(3)沿此时细绳的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线 (6)F和F3‎ ‎【解析】(3)需要记录拉力的方向。(6)应该比较用平行四边形定则做出的合力F和实际值F3的大小和方向是否一样。‎ 考点：考查了验证力的平行四边形实验 ‎33.(2017·新课标Ⅲ卷)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上，如图(a)所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外)，另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长。‎ ‎(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图(b)所示，F的大小为_______N。‎ ‎(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。‎ ‎(i)用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O为作用点，在图(a)中画出力F1、F2的图示，然后按平形四边形定则画出它们的合力F合；‎ ‎(ii)F合的大小为_______N，F合与拉力F的夹角的正切值为________。‎ 若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。‎ ‎【答案】(1)4.0 (2)(i)如图 (ii)4.0 0.05‎ 110‎ ‎【解析】(1)由图可知，F的大小为4.0 N。‎ ‎(2)作力F1、F2的图示，作出合力F合，F合长为20 mm，所以F合大小为4.0 N，F合与拉力F的夹角的正切值为0.05。‎ ‎【考点定位】验证力的平行四边形定则 ‎【名师点睛】验证力的平行四边形定则中的作图法要注意标明：力的标度、刻度、方向箭头、大小和物理量名称。‎ ‎34.(2018·新课标I卷·T9)如图(a)，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。现要测量图(a)中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)所示，其读数为_______cm。当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为________N/m(保留3位有效数字)。‎ ‎【答案】3.775 53.7‎ 110‎ ‎【解析】实验所用的游标卡尺精度为0.05mm，游标卡尺上游标第15条刻度线与主尺刻度线对齐，根据游标卡尺的读数规则，图(b)所示的游标卡尺读数为3.7cm+15×0.05mm=3.7cm+0.075cm=3.775cm。‎ 托盘中放有质量为m=0.100kg的砝码时，弹簧受到的拉力F=mg=0.100×9.8N=0.980N，弹簧伸长x=3.775cm-1.950cm=1.825cm=0.01825m，根据胡克定律，F=kx，解得此弹簧的劲度系数k=F/x=53.7N/m。‎ ‎【点睛】解答此题常见错误主要有：一是游标卡尺读数误差，或单位搞错导致错写成37.70；二是把重力加速度按照习惯用g=10m/s2代入计算导致错误；三是考虑采用图象法处理实验数据计算劲度系数耽误时间。‎ ‎35.(2016·浙江卷·T21)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m。如图1 所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下，‎ ‎(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是 N(图2中所示)，则弹簧秤b的读数可能为 N。‎ ‎(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b 与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数 、弹簧秤b的读数 (填“变大”、“变小”或“不变”)。‎ ‎【答案】(1)3.00~3.02 3.09~4.1(有效数不作要求) (2)变大 变大 ‎【解析】(1)由题图2可知弹簧秤a的读数是F1＝3.0N；因合力为F＝kx＝500×0.01N=5N，两分力的夹角为90°，则另一个分力的大小为。‎ ‎(2)若弹簧秤a、b间的夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b 与弹簧OC的夹角，根据力的平行四边形法则可知，弹簧秤a的读数变大，弹簧秤b的读数变大。‎ 110‎ ‎【考点定位】探究求合力的方法 ‎【名师点睛】此题考查力的平行四边形法则问题。解题的关键是弄清实验的原理，熟练掌握力的平行四边形定则；第二问是力的动态分析，要会用“图解法”画图分析解答试题。‎ ‎36.(2011·安徽卷)为了测量某一弹簧的劲度系数，降该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码。实验册除了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据，七对应点已在图上标出。(g=9.8m/s2)‎ ‎(1)作出m-l的关系图线；‎ ‎(2)弹簧的劲度系数为 N/m.‎ ‎【答案】(1)如图所示(2)0.248~0.262‎ ‎【解析】(1)如图所示 110‎ ‎(2)在图线选取相距较远的两点，读出坐标为(19.0cm，2.75g)，(9.5cm，0.25g)，求出图线的斜率，则劲度系数。‎ ‎【考点定位】胡克定律 ‎37.(2012·广东卷·T34(2))某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。‎ ‎(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在 方向(填“水平”或“竖直”)。‎ ‎(2)弹簧自然悬挂，待弹簧 时，长度记为L0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表表：‎ 代表符号 L0‎ Lx L1‎ L2‎ L3‎ L4‎ L5‎ L6‎ 数值(cm)‎ ‎25.35‎ ‎27.35‎ ‎29.35‎ ‎31.30‎ ‎33.4‎ ‎35.35‎ ‎37.40‎ ‎39.30‎ 表中有一个数值记录不规范，代表符号为_______。由表可知所用刻度尺的最小分度为______。‎ ‎(3)如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与____的差值(填“或”)。‎ ‎(4)由图可知弹簧的劲度系数为_________N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为_________g(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/s2)。‎ ‎【答案】(1)竖直，(2)稳定，，；(3)，(4)4.9，10.‎ ‎【解析】(1)用铁架台，一定是竖直悬挂；‎ ‎(2)弹簧晃动时测量无意义；‎ 110‎ ‎(3)用毫米刻度尺测量长度是要估读到分度值的下一位，记录数据的最后一位是估读位，故数据L3记录不规范，由表可知所用刻度尺的最小刻度为1mm；‎ ‎(4)根据胡克定律公式△F＝k△x，有：k＝4.9N/kg 由表格得到，弹普原长为：L0=23.35cm；挂砝码盘时：Lx＝27.35cm；‎ 根据胡克定律，砝码盘质量为：M＝10g。‎ ‎【考点定位】本题考查了“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验 ‎38.(2014·浙江卷)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究。‎ ‎(1)某次测量如图2所示，指针示数为___________cm。‎ ‎(2)在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如表1。用表1数据计算弹簧1的劲度系数为_________N/m(重力加速度g=10m/s2)。由表1数据____________(填“能”或“不能”)计算出弹簧2的劲度系数。‎ ‎【答案】(1)15.95cm--16.05cm (2)12.2—12.8 N/m 能 ‎【解析】(1)由图2可得读数为15.95cm～16.05cm；(2)由表1的数据结合胡可定律可得2mg－mg=k1(LA2－LA1)、3mg－2mg=k1(LA3－LA2)、4mg－3mg=k1(LA4－LA3)，再对三个k1求平均可得弹簧1的劲度系数约为12.2～12.8N/m，由挂1个钩码到挂2个钩码弹簧2的形变量为x2=(LB2－LA2)－(LB1－LA1)，所以同样可求弹簧2的劲度系数。‎ ‎【考点定位】刻度尺读数、胡可定律 ‎39.(2014·新课标全国卷Ⅱ)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系；实验装置如图(a)所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度；设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100kg砝码时，各指针的位置记为x；测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80m/s2).‎ 110‎ 已知实验所用弹簧的总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88cm.‎ P1‎ P2‎ P3‎ P4‎ P5‎ P6‎ x0 (cm)‎ ‎2.04‎ ‎4.06‎ ‎6.06‎ ‎8.05‎ ‎10.03‎ ‎12.01‎ x (cm)‎ ‎2.64‎ ‎5.26‎ ‎7.81‎ ‎10.30‎ ‎12.93‎ ‎15.41‎ n ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎60‎ k(N/m)‎ ‎163‎ ‎①‎ ‎56.0‎ ‎43.6‎ ‎33.8‎ ‎28.8‎ ‎1/k(m/N)‎ ‎0.0061‎ ‎②‎ ‎0.0179‎ ‎0.0229‎ ‎0.0296‎ ‎0.0347‎ ‎(1)将表中数据补充完整： ① ， ② ；‎ ‎(2)以n为横坐标，1/k为纵坐标，在图(b)给出的坐标纸上画出1/k-n图。‎ ‎(3)图(b)中画出的直线可以近似认为通过原点；若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k= ③ N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的表达式为k= ④ N/m.‎ ‎【答案】(1)①81.7 ②0.0122 (2)如图所示 (3)③(N/m)(在之间均可) ④。(在之间均可)‎ 110‎ ‎【解析】(1)①中；‎ ‎②‎ ‎(3)③由图线可知直线的斜率为，故直线方程满足，即(N/m)(在之间均可)‎ ‎④由于60匝弹簧的总长度为11.88cm；则n匝弹簧的原长满足，代入可得：。(在之间均可)‎ ‎【考点定位】测量弹簧的劲度系数实验；‎ ‎40.(2015·福建卷·T19(1))某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。‎ ‎(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73cm，图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量△l为 cm;‎ ‎(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是 ；(填选项前的字母)‎ A.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 B.随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 ‎(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量△l与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线 110‎ OA，造成这种现象的主要原因是 。‎ ‎【答案】(1)6.93cm(2)A (3)钩码重力超过弹簧弹力范围 ‎【解析】(1)由乙图知，读数为14.66cm，所以弹簧伸长14.66－7.73=6.93cm；‎ ‎(2)若随意增减珐码，会作图不方便，有可能会超出弹簧形变范围，所以应逐一增挂钩码；‎ ‎(3)由图知AB段伸长量与弹力不成线性关系，是因为钩码重力超过弹簧弹力范围。‎ ‎【考点】：探究弹力和弹簧伸长量的关系 ‎41.(2015·四川卷·T8(1))某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图1所示，图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图，示数l1＝ cm.。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5。已知每个钩码质量是50g，挂2个钩码时，弹簧弹力F2＝ N(当地重力加速度g＝9.8m/s2)。要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是 。作出F-x曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系。‎ ‎【答案】25.85，0.98，弹簧的原长l0。‎ ‎【解析】根据图2指针指示可知，l1＝25.85cm，挂2个钩码时，以2个钩码整体为对象，受重力mg和弹簧的拉力F2作用而处于平衡，根据共点力平衡条件有：F2=mg=2×50×10-3×9.8N=0.98N，弹簧的伸长(或缩短)量x=|l-l0|，其中l为弹簧形变以后的长度，l0为弹簧的原长，因此要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是弹簧的原长l0。‎ ‎【考点定位】“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验 ‎42.(2016·四川卷)用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能。将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)‎ 110‎ 与两个光电门相连。先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x。‎ ‎(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_______。‎ ‎(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量_______。‎ A.弹簧原长 B.当地重力加速度 C.滑块(含遮光片)的质量 ‎(3)增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将_____。‎ A.增大 B.减小 C.不变 ‎【答案】(1) (2)C (3)B ‎【解析】(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是。(2)弹簧的弹性势能等于滑块得到的动能，则为求出弹簧的弹性势能，还需要测量滑块(含遮光片)的质量，故选C。(3)增大A、O之间的距离x，弹簧压缩量变大，滑块得到的速度变大，则滑块经过计时器显示的时间t将减小，故选B。‎ 考点：测量弹簧的弹性势能 ‎【名师点睛】此实验比较简单，实验的原理及步骤都很清楚；实验中引入的计时器装置可与刻度尺结合测量速度；首先要知道测量的物理量的表达式，然后才能知道要测量的物理量.‎ ‎43.(2018·全国II卷)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块之间的细线保持水平，在木块上放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在下表中给出，其中的值从图(b)中弹簧秤的示数读出。‎ 砝码的质量m/kg ‎0.05‎ ‎0.10‎ ‎0.15‎ ‎0.20‎ ‎0.25‎ 滑动摩擦力f/N ‎2.15‎ ‎2.36‎ ‎2.55‎ ‎2.93‎ 110‎ 回答下列问题 ‎(1)=__________N ‎(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点_______并绘出f-m图线_________；‎ ‎(3)f与m、木块质量M、木板和木块之间的滑动摩擦因数及重力加速度大小g之间的关系式f=__________，f-m图线(直线)的斜率的表达式k=____________;‎ ‎(4)取g=9.80 m/，由绘出的f-m图线求得(保留2位有效数字)‎ ‎【答案】(1)2.75 (2)如图所示 ‎(3)μ(M+m)g μg (4)0.40‎ ‎【解析】试题分析：①描点连线时要注意让所有点均匀分布在线上或线的两边 ‎②要结合图像坐标整理出相应的数学函数，然后观测斜率和截距分别代表什么。‎ ‎(1)指针在2.7与2.8之间，估读为 ‎(2)描点画线注意让所有点均匀分布在线上或线的两边，作图如下：‎ ‎(3)木块受到的是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力的定义知 ‎ 把公式化简可得： ‎ 所以图像的斜率 ‎ 110‎ ‎(4)取g=9.80 m/，取图像上相距较远的两点求斜率 ‎ 则 ‎ 点睛：在描点连线时要注意尽可能让点在直线上，如果没法在直线上也要均匀分布在直线的两侧，来减小误差。‎ ‎44.(2015·全国新课标Ⅱ卷·T22)某学生用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中所得到的只带的一部分如图(b)所示，图中标出了5个连续点之间的距离。‎ ‎(1)物块下滑是的加速度a= m/s2；打点C点时物块的速度v= m/s；‎ ‎(2)已知重力加速度大小为g，求出动摩擦因数，还需测量的物理量是 (填正确答案标号)。‎ A.物块的质量 B.斜面的高度 C.斜面的倾角 ‎【答案】(1)3.25 1.79 (2)C ‎【解析】试题分析：(1)根据纸带数据可知：加速度；打点C点时物块的速度 ‎(2)由牛顿第二定律得：加速度，所以求出动摩擦因数，还需测量的物理量是斜面的倾角。‎ ‎【考点定位】测量物块与斜面的动摩擦因数 ‎45.(2011·山东卷)‎ 110‎ 某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移。(空气阻力对本实验的影响可以忽略)‎ ‎(1)滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________。‎ ‎(2)滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________。‎ ‎(3)以下能引起实验误差的是________。‎ a.滑块的质量 b.当地重力加速度的大小 c.长度测量时的读数误差 d.小球落地和滑块撞击挡板不同时 ‎【答案】(1)(2)(3)CD ‎【解析】(1)由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块的运动时间相同， 由和得：‎ ‎(2)根据几何关系可知：‎ 对滑块由牛顿第二定律得：，且， 联立方程解得 ‎(3)由μ得表达式可知，能引起实验误差的是长度x、h、H测量时的读数误差，同时要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差，故选cd.‎ ‎【考点定位】“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验 ‎46.(2012·江苏卷·T11)为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了如图所示的装置进行实验. 实验中，当木块A位于水平桌面上的O点时，重物B 刚好接触地面。将A拉到P 110‎ 点，待B稳定后静止释放，A 最终滑到Q点。分别测量OP、OQ的长度h和s。改变h，重复上述实验，分别记录几组实验数据.‎ ‎(1)实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮. 请提出两个解决方法。‎ ‎(2)请根据下表的实验数作出s-h 关系的图象。‎ ‎(3)实验测得A、B的质量分别为m= 0. 40 kg、M=0. 50 kg. 根据s -h 图象可计算出A块与桌面间的动摩擦因数μ= _________. (结果保留一位有效数字)‎ ‎(4)实验中，滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果_________(选填“偏大”或“偏小”).‎ ‎【答案】(1)减小B的质量;增加细线的长度 (或增大A 的质量;降低B的起始高度) (2)如图所示 (3)0. 4 (4)偏大 ‎【解析】(1)B减少的重力势能转化成系统的内能和AB的动能，A 释放后会撞到滑轮，说明B减少的势能太多，转化成系统的内能太少，可以通过减小B的质量;增加细线的长度(或增大A 的质量；降低B的起始高度)解决。‎ 110‎ ‎(3)由能的转化和守恒定律可得：，又A、B 的质量分别为，可知，在s -h 图象上任取一组数据代入可以求得。‎ ‎(4)若考虑滑轮轴的摩擦，有一部分机械能转化成滑轮轴的内能，实际计算时忽略了这部分能量，由于摩擦产生是内能比实际变大，所以测量结果偏大。‎ ‎【考点定位】本题考查探究性实验及其相关知识 ‎47.(2013·新课标全国卷Ⅰ卷)图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。‎ 实验步骤如下：‎ ‎①用天平测量物块和遮光片的总质量M，重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离s；‎ ‎②调整轻滑轮，使细线水平；‎ ‎③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间△tA和△tB，求出加速度a；‎ ‎④多次重复步骤③，求a的平均；‎ ‎⑤根据上述实验数据求出动擦因数μ。‎ 回答下列为题：‎ ‎(1)测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示如图(b)所示。其读数为 cm。‎ ‎(2)物块的加速度a可用d、s、△tA和△tB表示为a=_________。‎ ‎(3)动摩擦因数μ可用M、m、和重力加速度g表示为μ=__________。‎ ‎(4)如果细线没有调整到水平.由此引起的误差属于 (填“偶然误差”或”系统误差”)。‎ ‎【答案】(1)0.960 (2)(3)(4)系统误差 ‎【解析】(1)由游标卡尺的读数规则可得：9mm+120.05mm=9.560mm=0.960cm。‎ 110‎ ‎(2)， ，由解得 ‎(3)由牛顿第二定律可知解得：.‎ ‎(4)由原理可知属于系统误差。难度中等。‎ ‎【考点定位】游标卡尺的读数、瞬时速度、匀加速直线运动规律、牛顿第二定律。‎ ‎48.(2012·四川卷·T22(1))某物理兴趣小组采用如图所示装置深入研究平抛运动。质量分别为mA和mB的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影。用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落。A球落到地面N点处，B球落到地面P点处。测得mA = 0.04kg，mB= 0.05kg，B球距地面的高度是1.225m，M、N间距离为1.500m，则B落到了P点的时间是 s，A球落地时的动能是 J(忽略空气阻力，g取9.8m/s2)。‎ ‎【答案】0.5； 0.66‎ 由h=gt2/2可知B球落到P点的时间是0.5s；A球初速度为v0=1.500/0.5m/s=7.5m/s,则A球落地时的动能为mAv02/2+mAgh=0.66J。‎ ‎【考点定位】本题考查自由落体运动，平抛运动，机械能守恒定律及其相关知识 ‎49.(2014·安徽卷·T21)图1是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。‎ ‎(1)以下实验过程的一些做法，其中合理的有________.‎ a.安装斜槽轨道，使其末端保持水平 b.每次小球释放的初始位置可以任意选择 c.每次小球应从同一高度由静止释放 110‎ d.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接 ‎(2)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中y-x图象能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是_________.‎ ‎(3)图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点水平距离Δx为40.0cm，则平抛小球的初速度v0为______m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度为vC=______m/s(结果保留两位有效数字，g取10m/s2)。‎ ‎【答案】(1)a、c；(2)c(3)2.0；4.0‎ ‎【解析】(1)斜槽末端水平，才能保证小球离开斜槽末端时速度为水平方向，故a对；‎ 为保证小球多次运动是同一条轨迹，每次小球的释放点都应该相同，b错c对；‎ 小球的运动轨迹是平滑曲线，故连线时不能用折线，d错。‎ ‎(2)平抛运动水平位移与竖直位移联立可得，可知y－x2图象是直线时，说明小球运动轨迹是抛物线。‎ ‎(3)由竖直方向的分运动可知，，，即，‎ 水平初速度为 C点的竖直分速度为 110‎ 由运动合成可知 ‎【考点定位】实验：平抛物体的运动 ‎50.(2015·全国新课标Ⅰ卷·T22)某物理小组的同学设计了一个粗制玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R=0.20m)。‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图(a)所示，托盘秤的示数为1.00kg；‎ ‎(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该示数为_____kg;‎ ‎(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：‎ 序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ m(kg)‎ ‎1.80‎ ‎1.75‎ ‎1.85‎ ‎1.75‎ ‎1.90‎ ‎(4)根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为_____N；小车通过最低点时的速度大小为_______m/s。(重力加速度大小取9.80m/s2 ，计算结果保留2位有效数字)‎ ‎【答案】(2)1.4 (4)；‎ ‎【解析】(2)根据秤盘指针可知量程是10kg，指针所指示数为1.4kg .(4)记录的托盘称各次示数并不相同，为减小误差，取平均值，即。而模拟器的重力为，所以小车经过凹形桥最低点的压力为。根据径向合力提供向心力即，整理可得 ‎【考点定位】圆周运动 110‎ ‎【规律总结】由于小车过程不是平衡状态，所以托盘称的示数并不等于二者的质量之和，而且要把质量和受力相互转化。其实就是一个圆周运动向心力的分析.‎ 掌握匀变速直线运动的运动(位移、速度、加速度、时间)规律，初速度为零的匀变速直线运动的推论(比例式)。‎ ‎51.(2015·上海卷·T28)改进后的“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验装置如图所示，力传感器、定滑轮固定在横杆上，替代原装置中的弹簧秤，已知力矩盘上各同心圆的间距均为5cm ‎(1)(多选题)做这样改进的有点是 A.力传感器既可测拉力又可测压力 B.力传感器测力时不受主观判断影响，精确度高 C.能消除转轴摩擦力引起的实验误差 D.保证力传感器所受拉力方向不变 ‎(2)某同学用该装置做实验，检验时发现盘停止转动时G点始终在最低处，他仍用该盘做实验。在对力传感器进行调零后，用力传感器将力矩盘的G点拉到图示位置，此时力传感器读数为3N。再对力传感器进行调零，然后悬挂钩码进行实验，此方法________(选填“能”、“不能”)消除力矩盘偏心引起的实验误差，已知每个钩码所受重力为1N，力矩盘按图示方式悬挂钩码后，力矩盘所受顺时针方向的合力矩为_________Nm。力传感器的读数为_______N.‎ ‎【答案】(1)BD (2)能，0.7、-0.5‎ ‎【解析】(1)力传感器、定滑轮固定在横杆上，替代原装置中的弹簧秤主要好处是：力传感器测力时不受主观判断影响，精确度高和保证力传感器所受拉力方向不变，所以B、D正确；弹射也可以测拉力和压力的，所以A错误；不能消除转轴摩擦力引起的实验误差，故C错误。‎ ‎(2)某同学用该装置做实验，检验时发现盘停止转动时G点始终在最低处，他仍用该盘做实验。在对力传感器进行调零后，用力传感器将力矩盘的G点拉到图示位置，此时力传感器读数为3N。说明此时偏心的顺时针力矩M0=3×2×0.05Nm=0.‎ 110‎ ‎3Nm，再对力传感器进行调零，这时就可以消除力矩盘偏心引起的实验误差；力矩盘所受顺时针方向的合力矩M1=(2×1×0.05+2×1×3×0.05+0.3)N·m=0.7N·m；根据有固定转动轴物体平衡条件：F×2×0.05+3×1×3×0.05+0.3=2×1×0.05+2×1×3×0.05+0.3，解得：F＝－0.5N。‎ ‎【考点定位】研究有固定转动轴物体平衡条件 ‎52.(2016·上海卷·T26)在“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，用到的传感器是 传感器。若摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏 。(选填：“大”或“小”)。‎ ‎【答案】光电门；大 ‎【解析】在实验中，摆锤的速度通过光电门进行测量，测量的速度是通过小球直径d与挡光时间的比值进行计算，为：v=d/△t，当摆锤直径测量值大于真实值时，小球直径d会变大，导致计算出的小球速度变大，故小球动能也会变大。‎ ‎【考点定位】机械能守恒定律的验证 ‎【方法技巧】要熟悉实验“机械能守恒定律的验证”，会计算摆球通过光电门时的速度，根据动能的公式就可以分析小球动能的变化情况。‎ ‎53.(2016·全国新课标Ⅱ卷·T22)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图(a)所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接。向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物快，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。‎ ‎(1)试验中涉及下列操作步骤：‎ ‎①把纸带向左拉直 ‎②松手释放物块 ‎③接通打点计时器电源 ④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量 上述步骤正确的操作顺序是__________(填入代表步骤的序号)。‎ ‎(2)图(b)中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果。打点计时器所用交流电的频率为50 Hz。由M 110‎ 纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的试验中物块脱离弹簧时的速度为_______m/s。比较两纸带可知，_______(填“M”或“L”)纸带对应的试验中弹簧被压缩后的弹性势能大。‎ ‎【答案】(1)④①③② (2)1.29 M ‎【解析】(1)打点计时器应先通电后释放物块，正确的顺序④①③②‎ ‎(2)物块脱离弹簧时速度最大，v＝＝1.29m/s；由动能定理，根据纸带知M纸带获得的最大速度较大，则弹性势能较大。‎ ‎【考点定位】探究弹簧的弹性势能 ‎【名师点睛】此题是创新实验，考查探究弹簧的弹性势能实验；关键是弄懂装置的原理，并能正确地处理实验数据；题目比较简单，考查考生处理基本实验的能力。‎ ‎54.(2016·全国新课标Ⅰ卷)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。打出纸带的一部分如图(b)所示。‎ 该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其它题给条件进行推算。‎ ‎(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度大小为________.‎ ‎(2)已测得s1=8.89 cm，s2=9.50 cm，s3=10.10 cm；当重力加速度大小为9.80 m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出f为________ Hz。‎ ‎【答案】(1)(s1+s2)f (s2+s3)f (s3–s1)f2 (2)40‎ 110‎ ‎【解析】(1)打B点时，重物下落的速度等于AC段的平均速度，所以；同理打出C点时，重物下落的速度；由加速度的定义式得。‎ ‎(2)由牛顿第二定律得：，解得：，代入数值解得：f=40Hz。‎ ‎【考点定位】验证机械能守恒定律、纸带数据分析 ‎【名师点睛】本题主要考查验证机械能守恒定律实验、纸带数据分析。解决这类问题的关键是会根据纸带数据求出打某一点的瞬时速度、整个过程的加速度；解决本题要特别注意的是打点计时器的频率不是经常用的50 Hz。‎ ‎55.(2016·北京卷·T21(2))利用图2装置做“验证机械能守恒定律”实验。‎ ‎(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的 。‎ A.动能变化量与势能变化量 B.速度变化量和势能变化量 C.速度变化量和高度变化量 ‎(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是 。‎ A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码)‎ ‎(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图3所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。‎ 已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打Ｏ点到打Ｂ点的过程中，重物的重力势能变化量＝　　　　　，动能变化量＝　　　　　。‎ ‎(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是 。‎ 110‎ A.利用公式计算重物速度 B.利用公式计算重物速度 C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D.没有采用多次实验取平均值的方法 ‎(5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据是否正确。‎ ‎【答案】(1)A ②AB ③ ④C ⑤该同学的判断依据不正确。在重物下落h的过程中，若阻力f恒定，根据可知，v2-h图像就是过原点的一条直线。要向通过v2-h图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近2g。‎ ‎【解析】①根据机械能守恒定律可得，故需要比较动能变化量与势能变化量，A正确；‎ ‎②电磁打点计时器使用的是交流电源，故A正确；‎ 因为在计算重力势能变化量时，需要用到纸带上两点之间的距离，所以还需要刻度尺，故B正确；‎ 根据可得等式两边的质量抵消，故不需要天平，C错误。‎ ‎③重力势能改变两为，由于下落过程中是匀变速直线运动，所以根据中间时刻规律可得B点的速度为，所以 ‎④实验过程中存在空气阻力，纸带运动过程中存在摩擦力，C正确；‎ ‎⑤该同学的判断依据不正确，在重物下落h的过程中，若阻力f恒定，根据可知，图像就是过原点的一条直线。要向通过图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近2g ‎【考点定位】验证机械能守恒定律实验。‎ ‎【方法技巧】解决本题的关键掌握实验的原理，会通过原理确定器材，以及掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度的大小，‎ 110‎ 做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便地解决问题，一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即，二、在选定的某一过程中，中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度。‎ ‎56.(2016·江苏卷·T11)某同学用如题11–1图所示的装置验证机械能守恒定律.一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方.在钢球底部竖直地粘住一片宽带为d的遮光条.将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取作为钢球经过A点时的速度.记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒.‎ ‎(1)用ΔEp=mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到 之间的竖直距离.‎ ‎(A)钢球在A点时的顶端 (B)钢球在A点时的球心 (C)钢球在A点时的底端 （2） 用ΔEk=计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如题11–2图所示，其读数为 cm.某次测量中，计时器的示数为0.0100 s，则钢球的速度为v= m/s.‎ （3） 下表为该同学的实验结果：‎ 他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的.你是否同意他的观点？请说明理由.‎ ‎(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议.‎ ‎【答案】(1)B (2)1.50(1.49~1.51都算对) 1.50(1.49~1.51都算对)(3)不同意，因为空气阻力会造成ΔEk小于ΔEp，但表中ΔEk大于ΔEp.(4)分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l，计算ΔEk时，将v折算成钢球的速度.‎ 110‎ ‎【解析】‎ 试题分析：(1)小球下落的高度为初末位置球心间的距离，所以选B；(2)由图知读数为1.50cm，小球的速度为，带入解得v=1.50m/s；(3)若是空气阻力造成的，则ΔEk小于ΔEp，根据表格数据知不是空气阻力造成的；(4)分别测出光电门和球心到悬点的长度为L和l，计算ΔEk时，将v折算成钢球的速度.‎ ‎【考点定位】验证机械能守恒 ‎【方法技巧】本题重在考查实验的误差分析，空气阻力的影响是使得一部分势能转化为内能，势能的减少量大于动能的增加量。‎ ‎57.(2013·海南卷)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地重力加速度为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图(b)所示。纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。回答下列问题(计算结果保留3位有效数字)‎ ‎(1)打点计时器打B点时，重物速度的大小vB= m/s；‎ ‎(2)通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律？简要说明分析的依据。‎ ‎【答案】(1)3.90(2)vB2/2=7.61(m/s)2 ，因为mvB2/2≈mghB，近似验证机械能守恒定律 ‎【解析】(1)由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知，由电源频率为50Hz可知T=0.02s，代入其他数据可解得3.90m/s.‎ ‎(2)本实验是利用自由落体运动验证机械能守恒定律，只要在误差允许范围内，重物重力势能的减少等于其动能的增加，即可验证机械能守恒定律。选B点分析，由于，故该同学的实验结果近似验证了机械能守恒定律。‎ ‎【考点定位】考查验证机械能守恒定律的原理及数据处理。‎ 110‎ ‎58.(2015·浙江卷·T21)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验 ‎(1)图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材_____________，乙同学需在图中选用的器材___________。(用字母表示)‎ ‎(2)乙同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图2所示的两条纸带①和②。纸带__________的加速度大(填①或者②)，其加速度大小为____________。‎ ‎【答案】(1)AB；BDE(2)①，2.5 m/s2()‎ ‎【解析】(1)“验证机械能守恒定律”实验，需要在竖直面上打出一条重锤下落的纸带，即可验证，故选仪器AB；“探究加速度与力、质量的关系”实验需要钩码拉动小车打出一条纸带，故选BDE ‎(2)纸带①中前第1、2点与第2、3点的位移差为三个点的位移差为 ‎△x1=(32.40－30.70)cm－(30.70－29.10)cm=0.1cm 纸带②中前第1、2点与第2、3点的位移差为三个点的位移差为 ‎△x2=(31.65－29.00)cm－(29.00－27.40)cm=0.05cm 根据逐差法△x=aT2可得纸带①的加速度大，大小为 ‎ ‎【考点定位】“验证机械能守恒定律”实验；“探究加速度与力、质量的关系”实验 110‎ ‎【方法技巧】此类实验，一般都会运用到匀变速直线运动规律的两个推导公式，即做匀变速直线运动过程中一段位移中间时刻速度等于过程中的平均速度和做匀变速直线运动过程中，在相等时间内走过的位移差是一个定值，即 ‎59.(2014·广东卷)某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧弹性势能与压缩量的关系 ‎(1)如图(a)，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲度系数k= N/m。(g取9. 80m/s2)‎ 砝码质量(g)‎ ‎50‎ ‎100‎ ‎150‎ 弹簧长度(cm)‎ ‎8.62‎ ‎7.63‎ ‎6.66‎ ‎(2)取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图(b)所示：调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小 。‎ ‎(3)用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为 。‎ ‎(4)重复(3)中操作，得到v与x的关系如图(c)。由图可知，v与x成 关系。由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的 成正比。‎ ‎【答案】(1)50N/m(49.5～50.5) (2)相等 (3)动能 (4)正比；x2(或压缩量的平方)‎ ‎【解析】(1)据，，有：，则，同理可以求得：，则劲度系数为：。(2)使滑块通过两个光电门时的速度相等，则可以认为滑块离开弹簧后做匀速直线运动；(3)弹性势能转化为滑块的动能；(4)图线是过原点的倾斜直线，所以v 110‎ 与x成正比；弹性势能转化为动能，即，即弹性势能与速度平方成正比，又由v与x成正比，则弹性势能与压缩量的平方成正比。‎ ‎【考点定位】本题考查胡克定律和能量转化 ‎60.(2013·福建卷·T19(1))在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲)：‎ ‎(1)下列说法哪一项是正确的 。(填选项前字母)‎ A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上 B.为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量 C.实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放 ‎(2)图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为 m/s(保留三位有效数字)。‎ ‎【答案】(1)C (2)0.653‎ ‎【解析】(1)在本实验中进行平衡摩擦力操作时，是使小车重力沿木板方向的分量等于小车运动过程中小车受到的木板的摩擦力与纸带与打点计时器之间的摩擦等阻力，因此不要挂钩码，故选项A错误；本实验的目的是探究恒力做功与小车动能改变的关系，本实验中，在平衡摩擦完成后，是用钩码的重力代替了细线的拉力即小车受到的合力，因此在钩码质量远远小于小车质量的情况下，实验的系统误差才较小，故选项B错误；本实验是通过纸带上留下的打点来计算小车的速度(动能)，因此实验时让小车从靠近打点计时器处由静止释放，是为了尽可能多的纸带能打上点，即纸带上留下的打点尽可能多，以减小实验偶然误差，故选项C正确。‎ ‎②打B点时小车的瞬时速度大小 110‎ ‎【考点定位】考查了“探究恒力做功与动能变化的关系”实验。‎ ‎61.(2014·天津卷·T9(2))某同学把附有滑轮的长木板放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系，此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等。组装的实验装置如图所示。‎ ‎(1)若要完成该实验，必需的实验器材还有哪 。‎ ‎(2)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，他这样做的目的是下列的哪个 (填字母代号)‎ A． 避免小车在运动过程中发生抖动 B． 可使打点计时器在纸带上打出的点清晰 C． 可以保证小车最终能够实现匀速直线运动 D． 可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力 ‎(3)平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度，在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法： 。‎ ‎(4)他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，这一情况可能是下列哪些原因造成的 (填字母代号)。‎ A． 在接通电源的同时释放了小车 B． 小车释放时离打点计时器太近 C． 阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉 D． 钩码匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力 ‎【答案】(1) 刻度尺、天平(包括砝码)；(2) D；(3)可在小车上加适量的砝码(或钩码)；(4) CD；‎ ‎【解析】①本实验要测量钩码重力当拉力，测量小车的质量，所以需要天平，另外纸带长度测量需要刻度尺；‎ ‎②当绳子拉力平行木板并平衡摩擦后，可以让拉力提供小车的加速度，所以选择D ‎③要减小小车的加速度，再拉力一定的情况下，根据牛顿第二定律，可以增加车的质量。‎ 110‎ ‎④钩码重力做功转化为钩码动能，小车动能，在没有完全平衡摩擦的情况下，还会增加摩擦生热。所以当重力做功大于小车动能增量时，可能是因为摩擦，也能是因为没有满足钩码重力远小于车这个条件。所以选CD ‎【考点定位】力学实验：探究功与动能变化的关系 ‎62.(2013·重庆卷)我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后，某课外活动小组以舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣。他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水，制作了如图图所示的装置，准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系。要达到实验目的，需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的 和在橡皮条阻拦下前进的距离，还必须增加的一种实验器材是 。忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力，重力加速度已知，根据 定律(定理)，可得到钢球被阻拦前的速率。‎ ‎【答案】高度(距水平木板的高度) 刻度尺 机械能守恒(动能)‎ ‎【解析】在该实验中，量出钢球由静止释放时距水平木板的高度，以及在橡皮条阻拦下前进的距离，根据机械能守恒定律得出被橡皮条阻拦前的速度，从而定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系。‎ ‎【考点定位】考查考生利用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理实际问题，包括简单的设计性实验的能力。‎ ‎63.(2012·海南卷·T14)水平放置的轻弹簧，一端固定，另一端与小滑块接触，但不粘连；初始时滑块静止于水平气垫导轨上的O点，如图(a)所示。现利用此装置探究弹簧的弹性势能Ep与其压缩时长度的改变量x的关系。先推动小滑块压缩弹簧，用米尺测出x的数值；然后将小滑块从静止释放。用计时器测出小滑块从O点运动至气垫导轨上另一固定点A所用的时间t。多次改变x，测得的x值及其对应的t值如下表所示。(表中的值是根据t值计算得出的)‎ 110‎ ‎(1)根据表中数据，在图(b)中的方格纸上作—x图线。‎ ‎(2)回答下列问题：(不要求写出计算或推导过程)‎ ‎①已知点(0，0)在—x图线上，从—x图线看，与x是什么关系？‎ ‎②从理论上分析，小滑块刚脱离弹簧时的动能Ek与是什么关系？‎ ‎③当弹簧长度改变量为x时，弹性势能与相应的Ek是什么关系？‎ ‎④综合以上分析，Ep与x是什么关系？‎ ‎【答案】(1)如图所示(2)①与x成正比；②Ek与成正比；③Ep=Ek；④Ep与成正比 ‎【解析】①图线为经坐标原点的直线，因此与x成正比；‎ ‎②OA距离l一定，滑块离开弹簧时的速度，则动能，即与成正比；‎ 110‎ ‎③弹簧与滑块系统机械能守恒，因此=；‎ ‎④由于与x成正比，即滑块离开弹簧时的速度与x成正比，动能EK则与x2成正比，EP=EK，故EP与x2成正比.‎ ‎【考点定位】本题考查力学实验及其相关知识 ‎64.(2011·海南卷)现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；‎ ‎(1)若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_____。动能的增加量可表示为_________。若在运动过程中机械能守恒，与s的关系式为= ________.‎ ‎(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点(A点)下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：‎ 以s为横坐标，为纵坐标，在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=___________(保留3位有效数字)。‎ 110‎ 由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出直线的斜率，将k和进行比较，若其差值在试验允许的范围内，则可认为此试验验证了机械能守恒定律。‎ ‎【答案】(1) (2)描点画图如图 2.388‎ ‎【解析】(1)滑块、遮光片下降重力势能减小，砝码上升重力势能增大.所以滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量 光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法.由于光电门的宽度b很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度.‎ 根据动能的定义式得出：，若在运动过程中机械能守恒，，与s的关系式为 110‎ 由图可知：k=‎ ‎【考点定位】验证机械能守恒定律。‎ ‎65.(2017·天津卷)如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。‎ ‎①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______________。‎ A.重物选用质量和密度较大的金属锤 B.两限位孔在同一竖直面内上下对正 C.精确测量出重物的质量 D.用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物 ‎②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有____________。‎ A.OA、AD和EG的长度 B.OC、BC和CD的长度 C.BD、CF和EG的长度 D.AC、BD和EG的长度 110‎ ‎【答案】①AB ②BC ‎【解析】重物选用质量和密度较大的金属锤，减小空气阻力，以减小误差，故A正确；‎ 两限位孔在同一竖直面内上下对正，减小纸带和打点计时器之间的阻力，以减小误差，故B正确；‎ 验证机械能守恒定律的原理是：，重物质量可以消掉，无需精确测量出重物的质量，故C错误；‎ 用手拉稳纸而不是托住重物，接通电源后，撒手释放纸带，故D错误。‎ 由EG的长度长度可求出打F点的速度vF，打O点的速度v1=0，但求不出OF之间的距离h，故A错误；由BC和CD的长度长度可求出打C点的速度vC，打O点的速度v1=0，有OC之间的距离h，可以用来验证机械能守恒定律，故B正确；由BD和EG的长度可分别求出打C点的速度v1和打F点的速度v2，有CF之间的距离h，可以来验证机械能守恒定律，故C正确；AC、BD和EG的长度可分别求出打BCF三点的速度，但BC、CF、BF之间的距离都无法求出，无法验证机械能守恒定律，故D错误。‎ ‎【考点定位】实验——验证机械能守恒定律 ‎【名师点睛】本题的难点是对实验原理的理解。‎ ‎66.(2017·北京卷)(18分)如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。‎ ‎(1)打点计时器使用的电源是_______(选填选项前的字母)。‎ A.直流电源 B.交流电源 ‎(2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是_______(选填选项前的字母)。‎ 110‎ A.把长木板右端垫高 B.改变小车的质量 在不挂重物且_______(选填选项前的字母)的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。‎ A.计时器不打点 B.计时器打点 ‎(3)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……，如图2所示。‎ 实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_________，打B点时小车的速度v=_________。‎ ‎(4)以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的v2–W图象。由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是_________。‎ ‎(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2–W关系的是________。‎ 110‎ ‎【答案】(1)B (2)A B (3)mgx2 ‎ ‎(4)v2=kW，k=(4.5~5.0) kg–1 质量 (5)A ‎【解析】(1)打点计时器均使用交流电源，选B。‎ ‎(2)平衡摩擦和其他阻力，是通过垫高木板右端，构成斜面，使重力沿斜面向下的分力跟它们平衡，选A；平衡摩擦力时需要让打点计时器工作，纸带跟打点计时器限位孔间会有摩擦力，且可以通过纸带上打出的点迹判断小车的运动是否为匀速直线运动，选B。‎ ‎(3)小车拖动纸带移动的距离等于重物下落的距离，又小车所受拉力约等于重物重力，因此W=mgx2；小车做匀变速直线运动，因此打B点时小车的速度为打AC段的平均速度，则。‎ ‎(4)由图3可知，图线斜率k≈4.7 kg–1，即v2=4.7 kg–1·W；设小车质量为M，根据动能定理有，变形得，即k=，因此与图线斜率有关的物理量为质量。‎ ‎(5)若m不满足远小于M，则由动能定理有，可得，v2与W仍然成正比关系，选A。‎ ‎【考点定位】探究动能定理实验 ‎【名师点睛】实验总存在一定的误差，数据处理过程中，图象读数一样存在误差，因此所写函数表达式的比例系数在一定范围内即可；第(5)问有一定的迷惑性，应明确写出函数关系，再进行判断。‎ ‎67.(2017·江苏卷)利用如题10–1图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系.小车的质量为M=200.0 g，钩码的质量为m=10.0 g，打点计时器的电源为50 Hz的交流电.‎ ‎(1)挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到_____________________.‎ ‎(2)挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如题10–2图所示.选择某一点为O 110‎ ‎，依次每隔4个计时点取一个计数点.用刻度尺量出相邻计数点间的距离，记录在纸带上.计算打出各计数点时小车的速度v，其中打出计数点“1”时小车的速度v1=______m/s.‎ ‎(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力，取g=9.80 m/s，利用W=mg算出拉力对小车做的功W.利用算出小车动能，并求出动能的变化量.计算结果见下表.‎ ‎2.45‎ ‎2.92‎ ‎3.35‎ ‎3.81‎ ‎4.26‎ ‎2.31‎ ‎2.73‎ ‎3.12‎ ‎3.61‎ ‎4.00‎ 请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出图象.‎ ‎(4)实验结果表明，总是略小于W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的.用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=__________N.‎ ‎【答案】(1)小车做匀速运动 (2)0.228 (3)如图所示 (4)0.093‎ ‎【解析】(1)小车能够做匀速运动，纸带上打出间距均匀的点，则表明已平衡摩擦；(2)相临计数点间时间间隔为T=0.1 s，；(3)描点画图，如图所示。‎ 110‎ ‎；(4)对整体，根据牛顿第二定律有：mg=(m+M)a，钩码：mg–FT=ma，联立解得绳上的拉力：.‎ ‎【考点定位】探究恒力做功与物体动能变化的关系 ‎【名师点睛】本题中的计算，要当心数据的单位、有效数字的要求.用整体法、隔离法，根据牛顿第二定律求绳上的拉力，题目比较常规，难度不大.‎ ‎68.(2018·江苏卷)某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g.细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M的重锤.实验操作如下：‎ ‎①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H；‎ ‎②在重锤1上加上质量为m的小钩码；‎ ‎③左手将重锤2压在地面上，保持系统静止.释放重锤2，同时右手开启秒表，在重锤1落地时停止计时，记录下落时间；‎ ‎④重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值t.‎ 请回答下列问题 ‎(1)步骤④可以减小对下落时间t测量的______(选填“偶然”或“系统”)误差.‎ ‎(2)实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多，主要是为了______.‎ A、使H测得更准确 B、使重锤1下落的时间长一些 C、使系统的总质量近似等于2M D、使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等 ‎(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差.‎ 110‎ 现提供一些橡皮泥用于减小该误差，可以怎么做_________________?‎ ‎(4)使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为m0.用实验中的测量量和已知量表示g，得g=______.‎ ‎【答案】(1)偶然 (2)B (3)在重锤1上粘上橡皮泥，调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1能观察到其匀速下落 (4)‎ ‎【解析】本题考查重力加速度的测量，意在考查考生的实验探究能力。(1)时间测量是人为操作快慢和读数问题带来的误差，所以属于偶然误差。(2)由于自由落体的加速度较大，下落H高度的时间较短，为了减小测量时间的实验误差，就要使重锤下落的时间长一些，因此系统下降的加速度要小，所以小钩码的质量要比重锤的质量小很多。(3)为了消除滑轮的摩擦阻力，可用橡皮泥粘在重锤1上，轻拉重锤放手后若系统做匀速运动，则表示平衡了阻力。(3)根据牛顿第二定律有，又，解得。‎ 点睛：本题以连接体运动为背景考查重力加速度的测量，解题的关键是要弄清该实验的原理，再运用所学的知识分析得出减小误差的方法。‎ ‎69.(2011·浙江卷)在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车，一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。为了完成实验，还须从下图中选取实验器材，其名称是 ① (漏选或全选得零分)；并分别写出所选器材的作用 ② 。‎ ‎【答案】①学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码或电火花计时器、钩码、砝码 ‎②学生电源为电磁打点计时器提供交流电源；电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动的位置和时间；钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到的拉力的大小，还可以用于测量小车的质量。‎ 110‎ ‎【解析】电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动的位置和时间；钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到的拉力的大小，还可以用于测量小车的质量。如果选电磁打点计时器，则需要学生电源，如果选电火花计时器，则不需要学生电源。‎ ‎【考点定位】“探究加速度与力、质量的关系”实验 ‎70.(2012·安徽卷)图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为，小车和砝码的总质量为M。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。‎ ‎(1)试验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一滑轮的高度，使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是 A.将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。‎ B.将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。‎ C.将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动.‎ ‎(2)实验中要进行质量和M的选取，以下最合理的一组是 A.M=20 g，m=10g、15 g、20、25 g、30 g、40 g B.M =200 g，m=20 g、40 g、60、80 g、100 g、120 g C.M =400 g，m=10 g、15 g、20、25 g、30 g、40 g D.M =400 g，m=20 g、40 g、60、80 g、100 g、120 g ‎(3)图2是实验中得到的一条纸带，、、、、、、为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为=4.22 cm、=4.65 cm、=5.08 cm、=5.49 cm、=5.91 cm、=6.34 cm 。已知打点计时器的工作频率为50 Hz，，则小车的加速度a= m/s2 (结果保留2位有效数字)。‎ 110‎ ‎【答案】(1)B    (2)C    (3)0.42‎ ‎【解析】(1)将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂沙和沙桶的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力。要判断是否是匀速运动，我们可以从打出的纸带相邻的点的间距来判断小车是否做匀速运动，故选B；‎ ‎(2)当m<

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