2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)經(jīng)典題匯編35力學(xué)實驗含解析

力學(xué)實驗

一.填空題(共1小題)

1.某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關(guān)系"的實驗.

(1)在安裝刻度尺時，必須使刻度尺保持狀態(tài).

(2)他通過實驗得到如圖乙所示的彈力大小F與彈簧長度x的關(guān)系圖線.由此圖線可得該

彈簧的原長xo=cm,勁度系數(shù)k=N/m.

實驗題(共5小題)

2.如下圖，質(zhì)量為M的滑塊A放在一端帶有滑輪的粗糙長木板上，平衡摩擦后，安裝在水

平桌邊緣，1、2是固定在木板上的兩個光電門，中心間的距離為L.滑塊A上固定一寬度為

d的遮光長，在質(zhì)量為m的重物B牽引下從木板的頂端由靜止滑下，光電門1、2記錄的遮

光時間分別為和atz.

(1)用此裝置驗證牛頓第二定律，且認(rèn)為A受到外力的合力等于B的重力，那么實驗必須

滿足的條件還有；實驗測得的加速度為(用上述字母表示)；

(2)用此裝置研究外力做功與物體動能的改變，以A為研究對象，外力做功的表達(dá)式是，

動能改變量是.

3.某實驗小組用一只彈簧秤和一個量角器等器材驗證力的平行四邊形定那么，設(shè)計了如下

圖的實驗裝置，固定在豎直木板上的量角器的直邊水平，橡皮筋的一端固定于量角器的圓心

0的正上方A處，另一端系繩套1和繩套2,主要實驗步驟如下：

I、彈簧秤掛在繩套1上豎直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點到達(dá)0點處，記下彈簧秤的示

數(shù)F；

II、彈簧秤掛在繩套1上，手拉著繩套2,緩慢拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點到達(dá)0處，此時

繩套1沿0°方向，繩套2沿120。方向，記下彈簧秤的示數(shù)R；

IIL根據(jù)力的平行四邊形定那么計算繩套1的拉力F'產(chǎn)

IV、比擬即可初步驗證

V、只改變繩套2的方向，重復(fù)上述試驗步驟.

答復(fù)以下問題：

(1)完成實驗步驟：①；②；

(2)將繩套1由0°方向緩慢轉(zhuǎn)動到60°方向，同時繩套2由120°方向緩慢轉(zhuǎn)動到180°

方向，此過程中保持橡皮筋的結(jié)點在。處不動，保持繩套1和繩套2的夾角120。不變，關(guān)

于繩套1的拉力大小的變化，以下結(jié)論正確的選項是（填選項前的序號）

A、逐漸增大B、先增大后減小C、逐漸減小D、先減小后增大.

4.橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內(nèi)，伸長量x與彈力F成正比，即尸=1?,k的值與橡

皮筋未受到拉力時的長度L、橫截面積S有關(guān)，理論與實踐都說明k=①，其中Y是一個由

L

材料決定的常數(shù)，材料力學(xué)中稱之為楊氏模量.

①有一段橫截面是圓形的橡皮筋，應(yīng)用如圖甲所示的實驗裝置可以測量出它的楊氏模量Y

的值.下表為橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的實驗記錄，請在圖乙中作出Fx圖象.

拉力F/N5.010.015.020.025.0

伸長量x/cm1.603.204.806.408.00

②由以上實驗可求出該橡皮筋的k值為N/m（保存兩位有效數(shù)字）.

③某同學(xué)在家中用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）來探究合力的方法，如圖丙所示，三

根橡皮筋在0點相互連接，拉長后三個端點用圖釘固定在A、B、C三點.在實驗中，可以通

過刻度尺測量橡皮筋的長度來得到橡皮筋的拉力大小，并通過OA、OB、0C的方向確定三個

拉力的方向，從而探究求其中任意兩個拉力的合力的方法.在實驗過程中，以下說法正確的

選項是

A.只需要測量橡皮筋的長度，不需要測出橡皮筋的原長

B.為減小誤差，應(yīng)選擇勁度系數(shù)盡量大的橡皮筋

C.以O(shè)B、0C為兩鄰邊作平行四邊形，其對角線必與0A在一條直線上且長度與0A相等

D.屢次實驗中即使0點不固定，也可以探究求合力的方法.

5.用如圖1所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律.

（1）以下做法正確的選項是（填字母代碼）

A.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長木板保持平行

B.在調(diào)節(jié)木板傾斜程度平衡小車受到的滑動摩擦力時，將裝有砂的砂桶通過定滑輪拴在小

車上

C.實驗時，先放開小車再接通打點計時器的電源

D.通過增減小車上的祛碼改變質(zhì)量時，需要再次調(diào)節(jié)木板傾斜度

E.為取繩子拉力近似等于砂和砂桶總重力，應(yīng)保證砂和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

（2）如圖2所示為某次實驗得到的紙帶，紙帶中相鄰計數(shù)點間的距離已標(biāo)出，相鄰計數(shù)點

間還有四個點沒有畫出.由此可求得小車的加速度大小m/s2.

（3）保持小車的質(zhì)量M不變，改變砂桶與砂的總重力F,屢次實驗，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，在a

-F圖象中描點（如圖3所示）.結(jié)果發(fā)現(xiàn)右側(cè)假設(shè)干個點明顯偏離直線，造成此誤差的主

要原因是.假設(shè)不斷增加砂桶中砂的質(zhì)量，a-F圖象中各點連成的曲線將不斷延伸，加速

度的趨向值為.

6.某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究，實驗裝置如圖（a）所示：輕彈簧放置在光滑

水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過打點計時器并與物塊連

接。向左推物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過測量和計算，可求得彈簧被壓

縮后的彈性勢能。

（1）實驗中涉及到以下操作步驟：

①把紙帶向左拉直

②松手釋放物塊

③接通打點計時器電源

④向左推物塊使彈簧壓縮，并測量彈簧壓縮量

上述步驟正確的操作順序是（填入代表步驟的序號）。

12）圖（b）中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結(jié)果。打點計

時器所用交流電的頻率為50Hz.由M紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出在該紙帶對應(yīng)的實驗中物塊

脫離彈簧時的速度為m/s.比擬兩紙帶可知，（填或"L"）紙帶對應(yīng)的實驗中彈簧被

壓縮后的彈性勢能大。

三.解答題（共11小題）

7.在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，某同學(xué)得到一條用打點計時器打下的紙帶，如

下圖，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點

圖中沒有畫出.打點計時器接頻率為f=50Hz的交流電源.

（1）打下E點時紙帶的速度VE=（用給定字母表示）；

⑵假設(shè)測得de=65.00cm,d3=19.00cm,物體的加速度a=m/s2；

（3）如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率f>50Hz,但當(dāng)時做實驗的同學(xué)并不知道，那么測得

的加速度值比真實值.（填“偏大〃或"偏小”）

8.某物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù).實驗裝置如圖1,一

外表粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點

計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與托盤連接.打點計時器使用的交流電源

的頻率為50Hz.開始實驗時，在托盤中放入適量祛碼，滑塊開始做勻加速運動，在紙帶上

打出一系列小點.

（1）圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一局部：0,1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點，

每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點（圖中未標(biāo)出），計數(shù)點間的距離如下圖.根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計

算的加速度a=（保存三位有效數(shù)字）.

（2）答復(fù)以下兩個問題：

a.為測量動摩擦因數(shù)，以下物理量中還應(yīng)測量的有.（填入所選物理量前的字母）

A、木板的長度LB、木板的質(zhì)量miC、滑塊的質(zhì)量I）、托盤和祛碼的總質(zhì)量nuE、

滑塊運動的時間t

b.滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)口=（用被測物理量的字母表示，重力加速度為g）,與真實

值相比，測量的動摩擦因數(shù)（填“偏大”或"偏小”）.

9.在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，某同學(xué)得到一條用電火花計時器打下的紙帶如

圖甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個

點圖中沒有畫出，電火花計時器接220V、50Hz交流電源.該同學(xué)經(jīng)過測量并計算得到電火

花計時器在打B、C、D、E、F各點時紙帶的瞬時速度大小如表：

對應(yīng)點BCDEF

瞬時速度（m/s）0.1410.1800.2180.2620.301

（1）電火花計時器在打點G時紙帶的瞬時速度大小為v.=；

（2）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，以A點對應(yīng)的時刻為t=0,試在圖乙所示坐標(biāo)系中合理地確定標(biāo)

度，作出v-t圖象，并利用該圖象求出紙帶的加速度a=m/s2；（結(jié)果保存兩位有效數(shù)字）

（3）如果當(dāng)時電網(wǎng)中交流電的電壓變成215V,而頻率保持不變，這一因素將使加速度的測

量值與實際值相比（選填："偏大"、"偏小”或"相同”）.

10.如圖1所示，為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系"實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小

車加速度a與鉤碼的質(zhì)量及小車和祛碼的質(zhì)量對應(yīng)關(guān)系圖.鉤碼的質(zhì)量為加，小車和祛碼的

質(zhì)量為叱，重力加速度為g.

m以下說法正確的選項是.

A.每次在小車上加減祛碼時，應(yīng)重新平衡摩擦力

B.實驗時假設(shè)用打點計時器應(yīng)先釋放小車后接通電源

C.本實驗m?應(yīng)遠(yuǎn)小于mi

D.在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)作a-2一圖象

ID2

(2)實驗時，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，測得F=nhg,作出a-F圖象,

他可能作出圖2中(選填“甲"、"乙"、"丙”)圖線.此圖線的AB段明顯偏離直線，

造成此誤差的主要原因是.

A.小車與軌道之間存在摩擦B.導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)

C.祛碼盤和祛碼的總質(zhì)量太大D.所用小車的質(zhì)量太大

(3)實驗時，某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟，假設(shè)軌道水平，他測量得到的」。-a圖

IB2

象如圖3.設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,那么小車與木板間的動摩擦因數(shù)

u=,鉤碼的質(zhì)量m=.

(4)實驗中打出的紙帶如圖4所示.相鄰計數(shù)點間的時間是0.1s,圖中長度單位是cm,由

此可以算出小車運動的加速度是m/J.(保存兩位有效數(shù)字)

11.用圖甲所示的實驗裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗.

小車放在木板上，小車前端系一條細(xì)繩，繩的一端跨過定滑輪掛一個小盤，盤中可放重物，

在實驗中認(rèn)為小盤和重物所受的重力等于小車做勻加速運動的力.

(1)實驗中把木板一側(cè)墊高的目的是，為到達(dá)上述目的需調(diào)節(jié)木板傾斜度，使小車在不受

牽引時能拖動紙帶沿木板做運動.

(2)在探究加速度與力的關(guān)系時，圖乙為某次實驗中打出的紙帶，打點計時器的電源頻率

為50Hz,那么加速度aF/T

(3)在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，某同學(xué)把實驗得到的幾組數(shù)據(jù)描點并畫出如圖丙所示

曲線.為了更直觀描述物體的加速度跟其質(zhì)量的關(guān)系，請你根據(jù)圖丙數(shù)據(jù)在圖丁中建立合理

坐標(biāo)，并描點畫線.

12.如圖1所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利

用此裝置可以測定重力加速度.答復(fù)以下問題：(計算結(jié)果保存3為有效數(shù)字〕

(1)實驗中除用到適宜的電源、打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的

重物，此外還必須用到的測量工具是：

(2)圖2是實驗打出的一條紙帶，由打出的點可以判斷，紙帶的(選填“左"或"右")

端與重物上的夾子相連接：

(3)A、B、C、D、E、F、G是紙帶上連續(xù)的點，相鄰兩點間的時間間隔T=0.02s,由圖2

可知，打下D點時重物下落的速度v°=m/s；

[4)以打下A點時為0時刻，將D點對應(yīng)的速度描在圖3的v-t圖中(圖中已描出其余各

點的速度)，并在圖3中作出v-t圖象；

(5)根據(jù)作出的v-t圖象，可求得vFm/s；重力加速度g=m/s二

13.如圖1所示的裝置，可用于探究恒力做功與速度變化的關(guān)系.水平軌道上安裝兩個光電

門，小車上固定有力傳感器和擋光板，細(xì)線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上祛

碼盤.實驗首先保持軌道水平，通過調(diào)整祛碼盤里祛碼的質(zhì)量讓小車做勻速運動以實現(xiàn)平衡

摩擦力，再進(jìn)行后面的操作，并在實驗中獲得以下測量數(shù)據(jù)：小車、力傳感器和擋光板的總

質(zhì)量M,平衡摩擦力祛碼和祛碼盤的總質(zhì)量mo,擋光板的寬度d,光電門1和2的2中心距

離s

(1)該實驗(填“需要”或"不需要”〕滿足祛碼和祛碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？

(2)實驗用20分度的游標(biāo)卡尺測量擋光板的寬度d,如圖2所示，那么d=mm；

(3)某次實驗過程：力傳感器的讀數(shù)為F,小車通過光電門1和2的擋光時間分別為如、

t?(小車通過光電門2后，祛碼盤才落地)，祛碼盤和祛碼的質(zhì)量為m,重力加速度為g,那

么對該小車，實驗要驗證的表達(dá)式是

A.mgs二二1(W)2

2-IM

2t22修

B.(m-mo)gs=—M(J_)2-—M

2t22tl

C.(F-mog)s=l-M2-1,M

2t22tl

D.Fs』(-A.)2.

212211

14.一個有一定厚度的圓盤，可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動，圓盤加速轉(zhuǎn)動時，

角速度的增加量與對應(yīng)時間At的比值定義為角加速度B(即P=A^_).我們用電

磁打點計時器、米尺、游標(biāo)卡尺、紙帶、復(fù)寫紙來完成下述實驗：(打點計時器所接交流電

的頻率為50Hz,A、B、C、D…為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出)

①如圖甲所示，將打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔，然后

固定在圓盤的側(cè)面，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動時，紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上；

②接通電源，打點計時器開始打點，啟動控制裝置使圓盤勻加速轉(zhuǎn)動；

③經(jīng)過一段時間，停止轉(zhuǎn)動和打點，取下紙帶，進(jìn)行測量.

(1)用20分度的游標(biāo)卡尺測得圓盤的直徑如圖乙所示，圓盤的半徑r為cm；

(2)由圖丙可知，打下計數(shù)點B時，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為rad/s；

(3)圓盤轉(zhuǎn)動的角加速度大小為rad/s*(12),(3)問中計算結(jié)果保存三位有效數(shù)字)

15.如圖1所示為“探究加速度與物體所受合外力的關(guān)系〃的實驗裝置圖.圖中A為小車，

質(zhì)量為皿，連接在小車后面的紙帶穿過打點計時器B,它們均置于一端帶有定滑輪的足夠長

的木板上，p的質(zhì)量為叱，C為彈簧測力計,實驗時改變p的質(zhì)量，讀出測力計不同讀數(shù)F,

不計繩與滑輪之間的摩擦.

(1)以下說法正確的選項是

A.一端帶有定滑輪的長木板必須保持水平

B.實驗時應(yīng)先接通電源后釋放小車

C.實驗中n)2應(yīng)遠(yuǎn)小于mi

I).測力計的讀數(shù)始終為同2g

(2)圖2為某次實驗得到的紙帶，紙帶上標(biāo)出了所選的四個計數(shù)點之間的距離，相鄰計數(shù)

點間還有四個點沒有畫出.由此可求得小車的加速度的大小是m/J.(交流電的頻率為50Hz,

結(jié)果保存一位小數(shù).)

16.某實驗小組要探究力對物體做功與物體獲得速度的關(guān)系,選取的實驗裝置如圖甲所示.實

驗主要步驟如下：

①實驗時,在未連接橡皮筋時將木板的左端用小木塊墊起,不斷調(diào)整使木板傾斜適宜的角度，

輕推小車，使小車勻速下滑，這樣做的目的是；

②使小車在一條橡皮筋的作用下由某位置靜止彈出沿木板滑行，橡皮筋對小車做功為W；再

用完全相同的2條、3條…橡皮筋同時作用于小車，每次均由靜止在(填“相同"或"不同")

位置釋放小車，使橡皮筋對小車做的功分別為2W、3W、…

③分析打點計時器打出的紙帶，分別求出小車每次獲得的最大速度打、V2、V3、…，作出W

-v圖象，那么圖乙中符合實際的圖象是(填字母序號)

17.某學(xué)習(xí)小組利用如下圖的裝置驗證動能定理，圖中光電門能記錄擋光條通過該光電門所

用的時間，請按照要求答復(fù)下面的問題.

(1)將氣墊導(dǎo)軌接通氣泵，通過調(diào)平螺絲調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使之水平，那么檢查是否調(diào)平的方

法是.

在本實驗中是否要滿足祛碼盤和祛碼兩者的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器三

者的總質(zhì)量M(填"是"或"否"

(2)在某次實驗中，該學(xué)習(xí)小組記錄了擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間分別為

△3和并從拉力傳感器中讀出滑塊受到的拉力的大小F,并用天平測出滑塊、擋光條

和拉力傳感器的總質(zhì)量M實驗過程中，滑塊與定滑輪間的細(xì)繩一直處于水平狀態(tài)，該小組的

操作標(biāo)準(zhǔn)，那么為了驗證動能定理，還需要測定的物理量有：（寫出對應(yīng)物理量的名稱及其

物理量符號），要驗證的方程是（請用題中和所測定的物理量的符號表示）.

力學(xué)實驗

參考答案與試題解析

—.填空題（共1小題）

1.某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關(guān)系〃的實驗.

（1）在安裝刻度尺時，必須使刻度尺保持豎直狀態(tài).

（2）他通過實驗得到如圖乙所示的彈力大小F與彈簧長度x的關(guān)系圖線.由此圖線可得該

彈簧的原長xo=4cm,勁度系數(shù)k=50N/m.

【解答】解：（1）彈簧是豎直的，要減小誤差，刻度尺必須與彈簧平行，故刻度尺要保持豎

直狀態(tài)；

（2）彈簧處于原長時，彈力為零，故原長為4cm；彈簧彈力為2N時，彈簧的長度為8cm,

伸長量為4cm；根據(jù)胡克定律F=kZ\x,有：k=__2__-gQN/m-

故答案為：（1）豎直；（2）4,50.

二.實驗題（共5小題）

2.如下圖，質(zhì)量為M的滑塊A放在一端帶有滑輪的粗糙長木板上，平衡摩擦后，安裝在水

平桌邊緣，1、2是固定在木板上的兩個光電門，中心間的距離為L.滑塊A上固定一寬度為

d的遮光長，在質(zhì)量為m的重物B牽引下從木板的頂端由靜止滑下，光電門1、2記錄的遮

光時間分別為43和atz.

（1）用此裝置驗證牛頓第二定律，且認(rèn)為A受到外力的合力等于B的重力，那么實驗必須

（dd）2

滿足的條件還有m?M；實驗測得的加速度為------?----------1_（用上述字母表

2L

示）；

（2）用此裝置研究外力做功與物體動能的改變，以A為研究對象，外力做功的表達(dá)式是

心，動能改變量是梟足小一產(chǎn)-七^一產(chǎn)］.

【解答】解：（1）對整體分析，加速度a二口支，隔離對A分析，根據(jù)牛頓第二定律得，繩

M+m

子的拉力F=Ma4^=i-,當(dāng)m<<M時，A受到的外力的合力等于B的重力.

滑塊通過光電門1和2的瞬時速度分別為dd

22（?zV）2-（Z^）2

根據(jù)速度位移公式得，加速度a=上——1一=-----2---------J—

2L2L

（2）外力做功的表達(dá)式W=mgL,動能該變量為△

E22-1「,d\2/d\2-i

-|mv2^-mv12nl[(三)一百)

(d)2_(d)2

<22

故答案為：（1）m<<M,⑵mgL,yin[(--r^—)-(~;-)1-

2LZZAT2T]

3.某實驗小組用一只彈簧秤和一個量角器等器材驗證力的平行四邊形定那么，設(shè)計了如下

圖的實驗裝置，固定在豎直木板上的量角器的直邊水平，橡皮筋的一端固定于量角器的圓心

0的正上方A處，另一端系繩套1和繩套2,主要實驗步驟如下：

I、彈簧秤掛在繩套1上豎直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點到達(dá)0點處，記下彈簧秤的示

數(shù)F；

II、彈簧秤掛在繩套1上，手拉著繩套2,緩慢拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點到達(dá)。處，此時

繩套1沿0°方向，繩套2沿120°方向，記下彈簧秤的示數(shù)以；

III、根據(jù)力的平行四邊形定那么計算繩套1的拉力F'尸①

IV、比擬②即可初步驗證

V、只改變繩套2的方向，重復(fù)上述試驗步驟.

答復(fù)以下問題：

（1）完成實驗步驟：①旦；②F、和R；

V3

（2）將繩套1由0°方向緩慢轉(zhuǎn)動到60°方向，同時繩套2由120°方向緩慢轉(zhuǎn)動到180°

方向，此過程中保持橡皮筋的結(jié)點在0處不動，保持繩套1和繩套2的夾角120。不變，關(guān)

于繩套1的拉力大小的變化，以下結(jié)論正確的選項是A（填選項前的序號）

A、逐漸增大B、先增大后減小C、逐漸減小D、先減小后增大.

【解答】解：（1）根據(jù)的平行四邊形定那么計算繩套1的拉力F'i=Ftan30。=F

市’

通過比擬國和F'”在誤差范圍內(nèi)相同，那么可初步驗證,

（2）兩個繩套在轉(zhuǎn)動過程中，合力保持不變，根據(jù)平行四邊形定那么畫出圖象，如下圖:

根據(jù)圖象可知，繩套1的拉力大小逐漸增大，故A正確.

應(yīng)選：A

故答案為：（1）FF'」和F；⑵A

4.橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內(nèi)，伸長量x與彈力F成正比，即F=kx,k的值與橡

皮筋未受到拉力時的長度L、橫截面積S有關(guān)，理論與實踐都說明k=』S,其中Y是一個由

L

材料決定的常數(shù)，材料力學(xué)中稱之為楊氏模量.

①有一段橫截面是圓形的橡皮筋，應(yīng)用如圖甲所示的實驗裝置可以測量出它的楊氏模量丫

的值.下表為橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的實驗記錄，請在圖乙中作出Fx圖象.

拉力F/N5.010.015.020.025.0

伸長量x/cm1.603.204.806.408.00

②由以上實驗可求出該橡皮筋的k值為3.N/m（保存兩位有效數(shù)字）.

③某同學(xué)在家中用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）來探究合力的方法，如圖丙所示，三

根橡皮筋在0點相互連接，拉長后三個端點用圖釘固定在A、B、C三點.在實驗中，可以通

過刻度尺測量橡皮筋的長度來得到橡皮筋的拉力大小，并通過OA、OB、OC的方向確定三個

拉力的方向，從而探究求其中任意兩個拉力的合力的方法.在實驗過程中，以下說法正確的

選項是D

A.只需要測量橡皮筋的長度，不需要測出橡皮筋的原長

B.為減小誤差，應(yīng)選擇勁度系數(shù)盡量大的橡皮筋

C.以O(shè)B、0C為兩鄰邊作平行四邊形，其對角線必與0A在一條直線上且長度與0A相等

D.屢次實驗中即使。點不固定，也可以探究求合力的方法.

【解答】解：①根據(jù)題中表格的數(shù)據(jù)，做出其Fx圖象，根據(jù)描點法得出對應(yīng)的圖象如下圖；

2

②其斜率就是k值為k=L-_25_N/ir=3.1X10N/m,

x0.08

③A、由胡克定律F=kx可得x為形變量，即壓縮或伸長量，所以A錯；

B、為了減小誤差，橡皮筋的伸長量應(yīng)該大些，故應(yīng)選擇勁度系數(shù)稍小的橡皮筋，故B錯誤;

C、由于橡皮筋的彈力與它的長度不成正比，所以O(shè)B、OC彈力的合力方向與以O(shè)B、OC為兩

鄰邊做平行四邊形的對角線不重合，故C錯誤；

D、不同的0點依然滿足任意兩個橡皮筋彈力的合力與第三個橡皮筋彈力等大反向的特點,

所以即使0點不固定，也可以探究求合力的方法，故D正確.

故答案為：①如下圖②3.1X10?③D

5.用如圖1所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律.

(1)以下做法正確的選項是3(填字母代碼)

A.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長木板保持平行

B.在調(diào)節(jié)木板傾斜程度平衡小車受到的滑動摩擦力時，將裝有砂的砂桶通過定滑輪拴在小

車上

C.實驗時，先放開小車再接通打點計時器的電源

D.通過增減小車上的祛碼改變質(zhì)量時，需要再次調(diào)節(jié)木板傾斜度

E.為取繩子拉力近似等于砂和砂桶總重力，應(yīng)保證砂和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

(2)如圖2所示為某次實驗得到的紙帶，紙帶中相鄰計數(shù)點間的距離已標(biāo)出，相鄰計數(shù)點

間還有四個點沒有畫出.由此可求得小車的加速度大小1.5m/1.

(3)保持小車的質(zhì)量M不變，改變砂桶與砂的總重力F,屢次實驗，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，在a

-F圖象中描點(如圖3所示).結(jié)果發(fā)現(xiàn)右側(cè)假設(shè)干個點明顯偏離直線，造成此誤差的主

要原因是砂和小桶的質(zhì)量太大.假設(shè)不斷增加砂桶中砂的質(zhì)量，a-F圖象中各點連成

的曲線將不斷延伸，加速度的趨向值為

M+m

【解答】解：11)A.在實驗的過程中要注意調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長木板

保持平行，才能使繩子的拉力平行于運動的方向.故A正確；

B.在調(diào)節(jié)木板傾斜程度平衡小車受到的滑動摩擦力時，需要將裝有砂的砂桶摘下.故B錯

誤；

C.實驗時，先接通打點計時器的電源.故C錯誤；

D.通過增減小車上的祛碼改變質(zhì)量時，不需要再次調(diào)節(jié)木板傾斜度.故D錯誤：

E.為取繩子拉力近似等于砂和砂桶總重力，應(yīng)保證砂和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量.故

E正確.

應(yīng)選：AE

(2)相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出，那么計數(shù)點間的時間間隔：t=0.02X5=0.1s,

由勻變速直線運動的推論△x=at;!可知，加速度為：a=6?2°Xl°2-3?2°義1°Ll.Sm/s，

2X0.I2

(3)以小車與砂和小桶碼組成的系統(tǒng)為研究對象，系統(tǒng)所受的合外力等于鉤碼的重力mg,

由牛頓第二定律得：mg=(m+M)a,小車的加速度a二一1ng，

M+m

小車受到的拉力F=m小卡a=-5虹g,當(dāng)m<VM時,

M+m

可以認(rèn)為小車受到的合力等于砂和小桶的重力，如果砂和小桶的質(zhì)量太大，那么小車受到的

合力小于鉤碼的重力，實驗誤差較大，a-F圖象偏離直線.

因為砂和小桶的重力在這個實驗中充當(dāng)小車所收到的合外力，假設(shè)不斷增加砂桶中砂的質(zhì)

量，a-F圖象中各點連成的曲線將不斷延伸，加速度的趨向值為」-g.

M+m

故答案為：（1）AE；（2）1.5；（3）砂和小桶的質(zhì)量太大，」-g

M+m

6.某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究，實驗裝置如圖（a）所示：輕彈簧放置在光滑

水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過打點計時器并與物塊連

接。向左推物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過測量和計算，可求得彈簧被壓

縮后的彈性勢能。

（1）實驗中涉及到以下操作步驟：

①把紙帶向左拉直

②松手釋放物塊

③接通打點計時器電源

④向左推物塊使彈簧壓縮，并測量彈簧壓縮量

上述步驟正確的操作順序是④①③②（填入代表步驟的序號）。

（2）圖（b）中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結(jié)果。打點計

時器所用交流電的頻率為50Hz.由M紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出在該紙帶對應(yīng)的實驗中物塊

脫離彈簧時的速度為129m/s.比擬兩紙帶可知，（填"M"或"L"）紙帶對應(yīng)的

實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大。

【解答】解：（1）實驗中應(yīng)先將物塊推到最左側(cè)，測量壓縮量，再把紙帶向左拉直；先接通

電源，穩(wěn)定后再釋放紙帶；故步驟為④①③②；

（2）由M紙帶可知，左側(cè)應(yīng)為與物塊相連的位置；由圖可知，兩點間的距離先增大后減小;

故2.58段時物體應(yīng)脫離彈簧；那么由平均速度可求得，其速度v=2幽X10-2=1.29m/s；

0.02

因彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為物體的動能，那么可知離開時速度越大，那么彈簧的彈性勢能越大;

由圖可知，M中的速度要大于L中速度；故說明M紙帶對應(yīng)的彈性勢能大；

故答案為：（1）④①③②；（2）1.29；Mo

三.解答題（共11小題）

7.在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，某同學(xué)得到一條用打點計時器打下的紙帶，如

下圖，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點

圖中沒有畫出.打點計時器接頻率為f=50Hz的交流電源.

(d5-d)f

(1)打下E點時紙帶的速度VE=--------------1—1用給定字母表示)；

10

(2)假設(shè)測得de=65.00cm,d3=19.00cm,物體的加速度a=3.0m/s；

(3)如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率f>50Hz,但當(dāng)時做實驗的同學(xué)并不知道，那么測得

的加速度值比真實值」.(填“偏大"或"偏小”)

【解答】解：(1)每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，圖中沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點之間

的時間間隔為T="=0.1s.

f

利用勻變速直線運動的推論得：

(2)根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aF可得

dg-d

a=-------3.Om/sl

3T2

13)如果在某次實驗中，交流電的頻率51Hz,f>50Hz,那么實際打點周期變小，

根據(jù)運動學(xué)公式得：真實的加速度值就會偏大，

所以測量的加速度值與真實的加速度值相比是偏小.

(d5-d)f

故答案為：(1)-------—;(2)3.0；(3)偏小.

10

8.某物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù).實驗裝置如圖1,一

外表粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點

計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與托盤連接.打點計時器使用的交流電源

的頻率為50Hz.開始實驗時，在托盤中放入適量祛碼，滑塊開始做勻加速運動，在紙帶上

打出一系列小點.

(1)圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一局部：0、1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點，

每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點(圖中未標(biāo)出)，計數(shù)點間的距離如下圖.根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計

算的加速度a=0.497m/s2(保存三位有效數(shù)字).

(2)答復(fù)以下兩個問題:

a.為測量動摩擦因數(shù)，以下物理量中還應(yīng)測量的有q.1填入所選物理量前的字母)

A、木板的長度LB、木板的質(zhì)量miC、滑塊的質(zhì)量m2I)、托盤和祛碼的總質(zhì)量m,E、

滑塊運動的時間t

b.滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)口「史二？士心」(用被測物理量的字母表示，重力加

m2g

速度為g),與真實值相比，測量的動摩擦因數(shù)偏大(填“偏大”或"偏小").

【解答】解：(1)每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點，說明相鄰的計數(shù)點時間間隔為0.1s.將

第一段位移舍掉，設(shè)1、2兩計數(shù)點之間的距離為X,,那么第6、7之間的距離為xe,利用勻

變速直線運動的推論△x=at2,即逐差法可以求物體的加速度大?。?/p>

_a|+a2+a3_x4+x5+x6-^xl+x2'*'x3^

a二---------------------------------------,

39T2

代入數(shù)據(jù)解得：a=0.497m/s2.

由于取舍的位移不一樣，因此在答案在：0.495?0.497m/J范圍內(nèi).

(2)根據(jù)牛頓第二定律有：img-m2gu=(叱+小3)a,

lfiDog-(m9+in^)a

故解得：-----2_.

m2g

由于根據(jù)牛頓第二定律列方程的過程中，考慮了木塊和木板之間的摩擦，但沒有考慮細(xì)線和

滑輪以及空氣阻力等，故導(dǎo)致摩擦因數(shù)的測量會偏大.

故答案為：(1)0.497m/s2；(2)a、CD；b、及產(chǎn)'”的,'偏大.

m2g

9.在做“研究勻變速直線運動"的實驗時，某同學(xué)得到一條用電火花計時器打下的紙帶如

圖甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個

點圖中沒有畫出，電火花計時器接220V、50Hz交流電源.該同學(xué)經(jīng)過測量并計算得到電火

花計時器在打B、C、D、E、F各點時紙帶的瞬時速度大小如表：

對應(yīng)點BCDEF

瞬時速度(m/s)0.1410.1800.2180.2620.301

(1)電火花計時器在打點G時紙帶的瞬時速度大小為va=0.34；

(2〕根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，以A點對應(yīng)的時刻為t=0,試在圖乙所示坐標(biāo)系中合理地確定標(biāo)

度，作出v-t圖象，并利用該圖象求出紙帶的加速度a=0.4m/s*(結(jié)果保存兩位有效

數(shù)字)

(3)如果當(dāng)時電網(wǎng)中交流電的電壓變成215V,而頻率保持不變，這一因素將使加速度的測

量值與實際值相比相同1選填：“偏大”、"偏小”或"相同”).

【解答】解：(1)每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點圖中沒有畫出，所以相鄰兩個計數(shù)點間的

時間間隔T=5T,

根據(jù)勻變速直線運動中，相等的時間，速度的變化量相等，那么由vc-VF=aT',

,

解得：vc=vf+aT=VF+AV=O.301+(0.301-0.262)=0.301+0.039=0.34m/s；

(2)作出v-t圖象如下圖，注意盡量使描出的點落到直線上，不能落到直線上的點盡量讓

其分布在直線兩側(cè).

由速度-時間圖象的斜率表示加速度，得：a=△V=0L3Z0Jm/s2=04m/s2

At0.5

(3)電網(wǎng)電壓變化，并不改變打點的周期，故測量值與實際值相比不變.

故答案為：(1)0.34；(2)0.4；(3)相同.

10.如圖1所示，為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系"實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小

車加速度a與鉤碼的質(zhì)量及小車和祛碼的質(zhì)量對應(yīng)關(guān)系圖.鉤碼的質(zhì)量為小車和祛碼的

質(zhì)量為3,重力加速度為g.

(1)以下說法正確的選項是D.

A.每次在小車上加減祛碼時，應(yīng)重新平衡摩擦力

B.實驗時假設(shè)用打點計時器應(yīng)先釋放小車后接通電源

C.本實驗m2應(yīng)遠(yuǎn)小于im

I).在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)作a-」-圖象

(2)實驗時，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，測得F=mig,作出a-F圖象,

他可能作出圖2中丙(選填“甲"、"乙"、"丙")圖線.此圖線的AB段明顯偏離

直線，造成此誤差的主要原因是C.

A.小車與軌道之間存在摩擦B.導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)

C.祛碼盤和祛碼的總質(zhì)量太大D.所用小車的質(zhì)量太大

(3)實驗時，某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟，假設(shè)軌道水平，他測量得到的」--a圖

n)2

象如圖3.設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,那么小車與木板間的動摩擦因數(shù)

,鉤碼的質(zhì)量小尸」-.

gkgk

(4)實驗中打出的紙帶如圖4所示.相鄰計數(shù)點間的時間是0.1s,圖中長度單位是cm,由

此可以算出小車運動的加速度是0.46m/一.(保存兩位有效數(shù)字)

【解答】解：(1)A、每次在小車上加減祛碼時，不需要重新平衡摩擦力，故A錯誤.

B、實驗時應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故B錯誤.

C、為了使鉤碼的重力表示繩子的拉力，應(yīng)滿足皿應(yīng)遠(yuǎn)小于oh,故C錯誤.

D、在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，假設(shè)作a-m圖線，圖線為曲線，無法得出a與m

的定量關(guān)系，所以應(yīng)作a-」-圖象，故D正確.

1^2

(2)漏了平衡摩擦力這一步驟，就會出現(xiàn)當(dāng)有拉力時，物體不動的情況.故圖線為丙.

當(dāng)不滿足m<<ni2時，隨電的增大物體的加速度a逐漸減小，故圖象彎曲的原因是：所掛鉤

碼的總質(zhì)量太大，不滿足沙和沙桶質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量.應(yīng)選：C.

(3)根據(jù)牛頓第二定律可知，mig-um2g=ni2a；

結(jié)合」--a圖象，可得：

ID2102m]ID?g

設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,因此鉤碼的質(zhì)量nn=_L,小車與木板間的動

gk

摩擦因數(shù)口二旦.

gk

_2

(4)根據(jù)x-V=3aT2得，加速度a=*~~*=.(2.62T.24)X10_46m/s2.

x4X1w3T23X0.01

故答案為：(1)D(2)丙、C(3)旦，-L,(4)0.46m/s2；

gkgk

11.用圖甲所示的實驗裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗.

小車放在木板上，小車前端系一條細(xì)繩，繩的一端跨過定滑輪掛一個小盤，盤中可放重物，

在實驗中認(rèn)為小盤和重物所受的重力等于小車做勻加速運動的力.

(1)實驗中把木板一側(cè)墊高的目的是平衡摩擦力，為到達(dá)上述目的需調(diào)節(jié)木板傾斜度，

使小車在不受牽引時能拖動紙帶沿木板做勻速直線運動.

(2)在探究加速度與力的關(guān)系時，圖乙為某次實驗中打出的紙帶，打點計時器的電源頻率

為50Hz,那么加速度a=0.79m/s，

(3)在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，某同學(xué)把實驗得到的幾組數(shù)據(jù)描點并畫出如圖丙所示

曲線.為了更直觀描述物體的加速度跟其質(zhì)量的關(guān)系，請你根據(jù)圖丙數(shù)據(jù)在圖丁中建立合理

坐標(biāo)，并描點畫線.

【解答】解：(1)為了平衡摩擦力，必須在長木板遠(yuǎn)離滑輪的一端下面墊一塊木板，反復(fù)移

動木板的位置，直至小車在不受牽引時能拖動紙帶沿木板做勻速運動.

(2)由圖二乙圖所示紙帶可知，計數(shù)點間的時間間隔為：t=0.02sX5=0.1s,

加速度為：

0263-0-0105/sS

2t20.0253

(3)根據(jù)圖二丙圖所示圖象實驗數(shù)據(jù)，在圖二丁圖所示坐標(biāo)系中描出對應(yīng)點，然后作出a

-上圖象，圖象如下圖.

ID

故答案為：(1)平衡摩擦力、勻速直線；

(2)0.79；

(3)如下圖.

12.如圖1所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利

用此裝置可以測定重力加速度.答復(fù)以下問題：1計算結(jié)果保存3為有效數(shù)字)

(1)實驗中除用到適宜的電源、打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的

重物，此外還必須用到的測量工具是刻度尺；

(2)圖2是實驗打出的一條紙帶，由打出的點可以判斷，紙帶的左(選填“左”或

“右”)端與重物上的夾子相連接：

(3)A、B、C、D、E、F、G是紙帶上連續(xù)的點，相鄰兩點間的時間間隔T=0.02s,由圖2

可知，打下I)點時重物下落的速度v°=2.33m/s；

(4)以打下A點時為0時刻，將D點對應(yīng)的速度描在圖3的v-t圖中(圖中已描出其余各

點的速度)，并在圖3中作出v-t圖象；

⑸根據(jù)作出的v-t圖象，可求得VF1.75m/s；重力加速度所9.60m/P

【解答】解：(1)紙帶處理時需刻度尺；

(2)重物下落時做勻加速運動，故紙帶上的點應(yīng)越來越遠(yuǎn)，故應(yīng)該是左端連接重物；

(3)根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，為：

Vo=0.3310-0.2380=2.33m/s

2X0.02

14)將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標(biāo)在直角坐標(biāo)系中，畫出小車的瞬時速度隨時

間變化的關(guān)系圖線.

(5)速度時間圖象的斜率表示加速度，那么有：

a=k=9.6m/s2

通過v-t圖象得打A點時重物下落的速度為1.76m/s.

故答案為:

⑴刻度尺；

⑵左；

⑶2.33；

(4)如下圖；

(5)1.75,9.60.

13.如圖1所示的裝置，可用于探究恒力做功與速度變化的關(guān)系.水平軌道上安裝兩個光電

門，小車上固定有力傳感器和擋光板，細(xì)線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上祛

碼盤.實驗首先保持軌道水平，通過調(diào)整祛碼盤里祛碼的質(zhì)量讓小車做勻速運動以實現(xiàn)平衡

摩擦力，再進(jìn)行后面的操作，并在實驗中獲得以下測量數(shù)據(jù)：小車、力傳感器和擋光板的總

質(zhì)量M,平衡摩擦力祛碼和祛碼盤的總質(zhì)量m。，擋光板的寬度d,光電門1和2的2中心距

離s

(1)該實驗不需要(填"需要”或"不需要")滿足祛碼和祛碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小

車的質(zhì)量？

(2)實驗用20分度的游標(biāo)卡尺測量擋光板的寬度d,如圖2所示，那么d=5.50nun：

(3)某次實驗過程：力傳感器的讀數(shù)為F,小車通過光電門1和2的擋光時間分別為匕、

t2(小車通過光電門2后，祛碼盤才落地)，祛碼盤和祛碼的質(zhì)量為m,重力加速度為g,那

么對該小車，實驗要驗證的表達(dá)式是C

A.(工-)2-IAIa2

2122修

B.(m-mo)gs=—Mq"--M('J_)2

2t22J

2

C.(F-mog)s=—Mq2-41J_)

2七22J

I).FS=L(f-)2-XM(a2.

2

2t2

【解答】解：(1)該實驗中由于已經(jīng)用傳感器測出繩子拉力大小，不是將祛碼和祛碼盤的重

力作為小車的拉力，故不需要滿足祛碼和祛碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量.

12)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為5mm,游標(biāo)讀數(shù)等于0.05X10mm=0.50mm,

所以最終讀數(shù)為：5mm+0.50mm=5.50mm.

(3)由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度.

滑塊通過光電門1速度為:

V1

滑塊通過光電門2速度為:

22

根據(jù)功能關(guān)系需要驗證的關(guān)系式為：(F-m°g)S=1M(d)-1M(且).故C正確.

212211

應(yīng)選：c

故答案為：(1)不需要；(2)5.50；(3)C

14.一個有一定厚度的圓盤，可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動，圓盤加速轉(zhuǎn)動時，

角速度的增加量43與對應(yīng)時間的比值定義為角加速度B(即B=AL).我們用電