力學(xué)實(shí)驗(yàn)（解析版）-2021年高考物理沖刺必刷

14力學(xué)實(shí)驗(yàn)

i.實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示裝置驗(yàn)證外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)選用的鉤碼的質(zhì)量〃?=100g,滑塊

(含遮光條)的質(zhì)量M=200g,開始時(shí)，輕繩下端不掛鉤碼，調(diào)節(jié)旋鈕尸、。的高度，使滑塊在氣墊導(dǎo)軌

上做勻速運(yùn)動(dòng)；然后在輕繩下端掛上鉤碼，用鉤碼的重力表示外力F,重力加速度g取9.8m/s2,滑塊在

輕繩的拉動(dòng)下先后通過(guò)光電門1和2,與之相連的光電計(jì)時(shí)器可以記錄遮光條擋光的時(shí)間，回答下列問(wèn)

題：

(1)判斷滑塊在導(dǎo)軌上做勻速運(yùn)動(dòng)的依據(jù)是o用螺旋測(cè)微器測(cè)量遮光條的寬度d,如圖乙所示,

讀數(shù)為d=mm.

(2)一次實(shí)驗(yàn)中，滑塊通過(guò)光電門1、2,光電計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間為A=0.00671s,r2=0.00188s,則可以

求得滑塊通過(guò)光電門1、2時(shí)的速度大小分別為匕=m/s,v2=m/s。(結(jié)果均保留3位小

數(shù))

(3)若測(cè)得兩個(gè)光電門之間的距離L=90.(X)cm,則根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮退脤?shí)驗(yàn)裝置、器材可知，計(jì)算物體

動(dòng)能變化量時(shí)，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，研究對(duì)象應(yīng)選,動(dòng)能的變化量為J,外力尸做的功

為______J,可以得出的結(jié)論是一。(結(jié)果均保留3位小數(shù))

【答案】滑塊通過(guò)光電門1和2所用的時(shí)間相等4.7000.7002.500滑塊和鉤碼組成的系

統(tǒng)0.8640.882在誤差允許的范圍內(nèi)，外力做的功等于物體動(dòng)能的變化量

【詳解】

(1)口1當(dāng)滑塊通過(guò)兩個(gè)光電門所用的時(shí)間相等時(shí)說(shuō)明滑塊運(yùn)動(dòng)的速度恒定，即做勻速運(yùn)動(dòng)。

⑵由題圖乙可知固定刻度讀數(shù)為4.5mm,可動(dòng)部分20.0個(gè)格對(duì)齊，所以讀數(shù)為

(4.5+0.()1x20.0)mm=4.700mm

(2)[3][4]根據(jù)速度關(guān)系v=一，代入數(shù)據(jù)可得

V1=0.700m/s

v2=2.500m/s

(3)[5]由題可知本實(shí)驗(yàn)中鉤碼的質(zhì)量不是遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，如果用鉤碼的重力表示輕繩的拉力，研

究滑塊動(dòng)能的變化量，誤差就一定會(huì)很大，故研究對(duì)象選鉤碼和滑塊組成的系統(tǒng)；

[6]動(dòng)能的變化量等于

1(m+M)(v^-v,2)=0.864J

[7]外力做的功等于

/ngL=0.882J

[8]可見(jiàn)誤差很小，所以可以得出結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，外力做的功等于物體動(dòng)能的變化量。

2.某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)要驗(yàn)證“牛頓第二定律“，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，水平軌道上

安裝兩個(gè)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(guò)定滑輪掛上

祛碼盤.實(shí)驗(yàn)首先保持軌道水平，通過(guò)調(diào)整祛碼盤里祛碼的質(zhì)量讓小車做勻速運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)平衡摩擦力，

再進(jìn)行后面的操作，并在實(shí)驗(yàn)中獲得以下測(cè)量數(shù)據(jù)：小車、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量仍，平衡摩擦力

時(shí)祛碼和祛碼盤的總質(zhì)量〃?o,擋光板的寬度d,光電門1和2的中心距離s.

光電m光電02

氣光

輪

PI■線2懵

小車

M

力傳舞MlsttS

ftB

tt

(1)該實(shí)驗(yàn)是否需要滿足祛碼和祛碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量___________(選填“需要”或“不需要”).

(2)實(shí)驗(yàn)需用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光板的寬度d,如圖所示，d=mm

(3)某次實(shí)驗(yàn)過(guò)程：力傳感器的讀數(shù)為F,小車通過(guò)光電門1和2的擋光時(shí)間分別為小小車通過(guò)光

電門2后，祛碼盤才落地)己知重力加速度為g,則該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式是.

LMr/d、2/d、”

【答案】不需要5.50—

2st2tl

【詳解】

(1)"].該實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測(cè)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；

(2)[2].擋光板的寬度:d=5mm+。05mmxlO=5.5Omm；

(3)[3].由于光電門的寬度4很小，所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度.滑塊通過(guò)光電門1

速度為：

d

"-大

滑塊通過(guò)光電門2速度為：

d

畤=7

12

根據(jù)功能關(guān)系需要驗(yàn)證的關(guān)系式為：

(F-mng)s=^Mv[

即：

Mld2,d、2、

2st24

3.為了探究動(dòng)能變化與合外力做功的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：

第一步：把長(zhǎng)木板附有滑輪的一端墊起，把質(zhì)量為M的滑塊通過(guò)細(xì)繩與質(zhì)量為〃，的帶夾子的重錘跨過(guò)定

滑輪相連，重錘后連一穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，調(diào)節(jié)滑輪使連接M部分細(xì)繩與木板平行，調(diào)整木板傾角，

直到輕推滑塊后，滑塊沿木板向下勻速運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示；

第二步：保持長(zhǎng)木板的傾角不變，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在長(zhǎng)木板靠近滑輪處，取下細(xì)繩和重錘，將滑塊與

紙帶相連，使紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后接通電源，釋放滑塊，使之從靜止開始向下加速運(yùn)動(dòng)，打出紙

帶，如圖乙所示。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)已知0、4、B、C、D、E、尸相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為Af,。點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一點(diǎn)，根據(jù)

紙帶求滑塊運(yùn)動(dòng)的速度，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)滑塊運(yùn)動(dòng)的速度%=；

(2)已知重錘質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,要測(cè)出某一過(guò)程合外力對(duì)滑塊做的功還必須測(cè)出這一過(guò)

程滑塊(寫出物理量名稱及符號(hào)，只寫一個(gè)物理量)，合外力對(duì)滑塊做功的表達(dá)式卬合=;

(3)算出滑塊運(yùn)動(dòng)。4、OB、0C、0D、0E段合外力對(duì)滑塊所做的功W以及在A、B、C、。、E各點(diǎn)的速

度丫，以v2為縱軸、W為橫軸建立直角坐標(biāo)系，描點(diǎn)作出V2—W圖象，可知該圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜

直線，根據(jù)圖斜率可求得O

【答案】蓼4下滑的位移xmgx滑塊的質(zhì)量M

2Ar

【詳解】

(1)”］由直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的推論可得，B點(diǎn)時(shí)滑塊運(yùn)動(dòng)的速度等于滑塊從A點(diǎn)到C點(diǎn)過(guò)程的平均速度，即

X

v_AC_%3

B~1T~2\t

(2)［2］要測(cè)出某-過(guò)程合外力對(duì)滑塊做的功還必須測(cè)出這一過(guò)程滑塊下滑的位移依

［3］由于滑塊沿木板向下勻速運(yùn)動(dòng)，取下細(xì)繩和重錘后，滑塊所受的合外力等于重錘的重力，即

W^=mgx

(3)［4］對(duì)滑塊用由動(dòng)能定理可得

W=-Mv2

2

解得

v2=—W

M

可知該圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，斜率攵=三2，根據(jù)圖斜率可求得滑塊的質(zhì)量M；

M

4.某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究動(dòng)能定理。他通過(guò)測(cè)量小車所受合外力(近似等于懸掛鉤碼的重力)

做的功和小車動(dòng)能的增量進(jìn)行探究，所用小車質(zhì)量為M,重力加速度為g。實(shí)驗(yàn)操作如下：

①用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光片的寬度

②安裝好實(shí)驗(yàn)器材，調(diào)整墊塊位置使木板的傾角合適.將小車放在木板上某一位置A,用刻度尺量出小

車上的遮光片到光電門的距離L；

③在細(xì)線左端掛一個(gè)質(zhì)量為，加的鉤碼，將小車從A位置由靜止釋放，記錄下遮光片通過(guò)光電門的時(shí)間心

④保持小車質(zhì)量不變，逐次增加懸掛鉤碼個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟③，并將各次實(shí)驗(yàn)中遮光片通過(guò)光電門的時(shí)間

記錄到下表中：

懸掛鉤碼個(gè)數(shù)

12345

n

r/ms11.798.166.715.775.14

--(X104S-2)0.721.502.223.003.78

回答下列問(wèn)題：

⑴關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作，下列說(shuō)法塔送的是

A.要將小車從同一位置由靜止釋放

B.改變懸掛鉤碼的數(shù)量后，要重新平衡摩擦力

C.實(shí)驗(yàn)中需保證懸掛鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

D.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該調(diào)整滑輪的高度，使細(xì)線與木板平行

(2)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條寬度如圖乙所示，則遮光條的寬度d=mm；

(3)請(qǐng)根據(jù)表中測(cè)量數(shù)據(jù)，以懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)”為橫軸，以I為縱軸，在坐標(biāo)紙上作出I-〃圖象

結(jié)論？(選填“能”或“不能”)。

【答案】B10.0不能

【詳解】

保證小車的位移一定，所以要將小車從同一位置由靜止釋放，故A正確；

B.由于平衡摩擦力之后，小車所受的滑動(dòng)摩擦力都等于小車的重力沿斜面的分力，所以改變懸掛鉤碼

的數(shù)量后，不需要重新平衡摩擦力，故B錯(cuò)誤；

C.實(shí)驗(yàn)中需保證懸掛鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，這樣才能近似認(rèn)為小車所受的合力等于懸掛鉤碼

的重力，故C正確；

D.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該調(diào)整滑輪的高度，使細(xì)線與木板平行。這樣才能認(rèn)為小車所受的合力等于懸掛鉤碼的重

力，同時(shí)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拉力不變，故D正確；

本題選擇錯(cuò)誤的，故選B。

⑵［2］游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為10mm,游標(biāo)讀數(shù)為0.1X0mm=0.0mm；所以最終讀數(shù)為10mm+0.

0mm=10.0mm：

(3)13］根據(jù)表中測(cè)量數(shù)據(jù)，以懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)〃為橫軸，以齊為縱軸，在坐標(biāo)紙上作出十-〃圖象，如圖

所示

4

（4）［4］若動(dòng)能定理成立。則有

22

nmogL=|MV(y)

變形得

1=2%gL〃

t1Md2

故只有當(dāng)所作出的直線的斜率

In^gL

Md1

才能得出“合外力對(duì)小車做的功等于小車動(dòng)能增量”的結(jié)論

所以僅依據(jù)“"f圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線”不能得出“合外力對(duì)小車做的功等于小車動(dòng)能增量”的

結(jié)論

5.課外學(xué)習(xí)興趣小組要驗(yàn)證“動(dòng)能定理”的正確性，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置水平軌道上

安裝兩個(gè)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(guò)定滑輪掛上祛

碼盤，實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)整軌道的傾角正好能平衡小車所受的摩擦力（圖中未畫出）。

（1）該實(shí)驗(yàn)中小車實(shí)際所受的合力（填“等于”或“不等于”）力傳感器的示數(shù);

（2）實(shí)驗(yàn)獲得以下測(cè)量數(shù)據(jù)：小車、傳感器和擋光板的總質(zhì)量M,擋光板的寬度/,光電門1、2的中

心距離為s。某次實(shí)驗(yàn)過(guò)程：力傳感器的讀數(shù)為F,小車通過(guò)光電門1和2的當(dāng)光時(shí)間分別為小t2（小

車通過(guò)光電門2后，祛碼盤才落地），小車通過(guò)光電門2時(shí)速度也-已知重力加速度為g,則該實(shí)

驗(yàn)要驗(yàn)證的式子是（用題中所給已知量符號(hào)表示）。

/7\2

【答案】等于Fs=-M

’222

V27

【詳解】

(1)[I]由于題中己經(jīng)平衡摩擦力了，則繩子的拉力即為小車的合力，而且傳感器能夠測(cè)出繩子拉力大

小，即小車實(shí)際所受的合力等于力傳感器的示數(shù)；

(2)[2][3]由于光電門的寬度/很小，所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度，則小車通過(guò)光

電門2的瞬時(shí)速度為：

I

彩工

小車通過(guò)光電門1的瞬時(shí)速度為：

/

根據(jù)動(dòng)能定理可以得到：

帶入整理可以得到該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的式子是：

]1PY

Fs=&M---M

\t2)\t\)

6.某同學(xué)用如圖(a)所示的裝置測(cè)量滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)以及彈簧壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能。將彈

簧放置在水平長(zhǎng)木板上，左端固定，右端在。點(diǎn)。在。點(diǎn)右側(cè)的8位置安裝一個(gè)光電門，計(jì)時(shí)器(圖中

未畫出)與光電門相連。

012cm

山叫州固葉卅卅卅皿~

05101520

圖(b)

⑴用游標(biāo)卡尺測(cè)出滑塊上擋光片的寬度，讀數(shù)如圖(b)所示，則寬度d=cm。

(2)用力將滑塊和彈簧壓緊到A點(diǎn)，釋放后，滑塊上的擋光片通過(guò)光電門的時(shí)間為f,用米尺測(cè)量A、B之

間的距離x；改變光電門的位置，仍將滑塊由A點(diǎn)釋放，測(cè)出多組，和x的值，做出X-!圖像，如圖（c）

所示。已知圖像斜率的絕對(duì)值為3截距為b,重力加速度為g,則滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)"=

（用題中所給物理量的字母表示）。

（3）若滑塊（含遮光片）的質(zhì)量為機(jī)，彈簧壓縮至A點(diǎn)時(shí)的彈性勢(shì)能與“（用題中所給物理量的

字母表示）。

12mbd1

【答案】0.550--

2gk2k

【詳解】

（1）[II擋光片的寬度

5mm+10x0.05mm=0.550cm

（2）[2]滑塊通過(guò)光電門已經(jīng)是勻速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)時(shí)間為其速度為

d

V=-

每次都由A釋放，則每次彈簧彈性勢(shì)能都相同，設(shè)為EpA,則由機(jī)械能守恒可得,滑塊獲得的初動(dòng)能為EpA,

在滑塊滑過(guò)的過(guò)程中，根據(jù)能量守恒得

2

E￡7pA^JJingx+-1mv

則得

d21+冬

“F7"mg

根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知

d2

2〃g

則得

屋

〃二---

2gk

（3）[3|圖像的截距為6,則有

也F=匕

解得

_mbd2

PA=f

7.在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)得到一條用電火花計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖6甲

所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)圖中沒(méi)有

畫出，電火花計(jì)時(shí)器接220V、50Hz交變電源。他經(jīng)過(guò)測(cè)量并計(jì)算得到電火花計(jì)時(shí)器在打B、C、D、E、

尸各點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度如下表：

對(duì)應(yīng)點(diǎn)BCDEF

速度(m/s)0.1410.1850.2200.2540.301

甲

y/(m-s-|)

0

乙

⑴設(shè)電火花計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T,計(jì)算UF的公式為VF=；

(2)根據(jù)(1)中得到的數(shù)據(jù)，以A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為，=0,試在圖乙所示坐標(biāo)系中合理地選擇標(biāo)度，作出V-

f圖像。()

⑶利用該圖像求得小車的加速度“=m/s2；(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

(4)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210V,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么加速度的測(cè)量值與實(shí)際

值相比(選填“偏大”“偏小”或“不變

【答案】0.40不變

10T

【詳解】

⑴兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔

t=5T=0.Is

VF的公式為

_d-d

VL-=64

10T

⑵根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，利用描點(diǎn)法做出圖像如圖

圖像斜率大小等于加速度大小，故有

Av0.296-0.800cc,

a=——=-------------0.4zi0m/s2

△t0.5

[4]如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210V,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，但頻率不變，故打點(diǎn)的周期

不變，故不影響測(cè)量情況，故加速度的測(cè)量值與實(shí)際值相比不變。

8.在“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中:

小車紙帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

(1)下列操作中正確的有(多選);

A.在釋放小車前，小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)放在遠(yuǎn)離滑輪的一端

C.應(yīng)先釋放小車，后接通電源

D.電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓直流電源

(2)圖中的實(shí)驗(yàn)器材外，必需的器材還有填字母序號(hào)：

A.天平B.秒表C.刻度尺

(3)如圖為小車帶動(dòng)紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，選出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)分別記為0、A、B、C、D、E、

F,每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是50Hz的低壓交流電，則：

①?gòu)拇騉點(diǎn)到打尸點(diǎn)所經(jīng)歷時(shí)間為s；

②計(jì)數(shù)點(diǎn)“C”處的速度為匕=m/s結(jié)果保留兩位有效數(shù)字;

③小車的加速度大小為m/s?結(jié)果保留三位有效數(shù)字。

【答案】ABC0.60.681.60

【詳解】

(1)[1]A.為了提高紙帶的利用率，在釋放小車前，小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，A正確；

B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)放在長(zhǎng)木板的沒(méi)有滑輪一端，B正確；

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，后釋放小車，打點(diǎn)完畢關(guān)閉電源，C錯(cuò)誤；

D.電火花計(jì)時(shí)器使用的是220V的交流電源，D錯(cuò)誤。

故選AB。

(2)[2]本實(shí)驗(yàn)不必測(cè)量祛碼及小車質(zhì)量，因此不選天平，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就是計(jì)時(shí)，故不選秒表，除儀器圖中

的實(shí)驗(yàn)器材外，必需的器材還有刻度尺，故選C。

(3)①⑶應(yīng)為每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出來(lái)，可知任意兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔

T=0.1s

則從打。點(diǎn)到打尸點(diǎn)所經(jīng)歷時(shí)間為

t-6T-0.6s

②⑷打“C”點(diǎn)的速度等于BD段的平均速度，故打計(jì)數(shù)點(diǎn)“C”時(shí)的速度為

=_^BD_=6.00+7.60*10-2m/s=o.68m/s

02T2x0.1

③⑸根據(jù)

由數(shù)據(jù)可知

Ar=1.6cm=0.016m

因此加速度

Ax0.016/2…，

a=r=-----m/s=1.60m/s-

T20.12

9.某探究小組同學(xué)為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間。實(shí)驗(yàn)前，將該計(jì)

時(shí)器固定在小車旁，如圖(a)所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用手輕推一下小車，在小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，

滴水計(jì)時(shí)器滴下小水滴的時(shí)間間隔相等，圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的7個(gè)水滴的位置。(已知滴水計(jì)時(shí)

器滴水的時(shí)間間隔為0.5s)

(1)由圖(b)可知，小車在桌面上是運(yùn)動(dòng)的。

A.從右向左B.從左向右

圖（。）右

（2）該小組同學(xué)根據(jù)圖（b）的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，小車運(yùn)動(dòng)到圖（b）中8點(diǎn)位置時(shí)的

速度大小為m/s,加速度大小為m/s2（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）。

【答案】A0.0800.032

【詳解】

（1）"］小車運(yùn)動(dòng)時(shí)由于摩擦力的作用，速度逐漸減小，滴水計(jì)時(shí)器滴下水滴的間距逐漸變小，因此小車從

右向左運(yùn)動(dòng)，故選A；

（2）⑵滴水的時(shí)間間隔T=0.5s

小車運(yùn)動(dòng)到8點(diǎn)位置時(shí)的瞬時(shí)速度

（3.62+4.38）x10-2

以=口=----------1-----m/s=0.080m/s

82T2x0.5

［3］根據(jù)逐差法，則加速度

+s,+1v）—（S3+&+M）（7.62+6.80+5.99—5.20—4.38—3.62）x107八八cc2

a--2——2——4-——2---=------------------------：------------------m/s=0.032m/s

9T29x0.52

因此加速度的大小為0.032m/s2?

10.某物理興趣實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼以及刻度尺探究

彈簧彈力F與彈簧長(zhǎng)度/的關(guān)系（每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g,重力加速度g=9.8m/s2）。實(shí)驗(yàn)中記錄的數(shù)

據(jù)如下表：

鉤碼個(gè)數(shù)”24681012141618202224

彈簧長(zhǎng)度Z/cm2.94.76.58.310.111.913.715.517.520.023.532.0

(1)實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)已經(jīng)將表中數(shù)據(jù)描在了圖乙的尸-/坐標(biāo)系中，請(qǐng)?jiān)趫D乙中幫助他們畫出尸-/圖線

4

甲

(2)根據(jù)所作圖線及題中所給數(shù)據(jù)，可求得彈簧的勁度系數(shù)為N/m；(保留3位有效數(shù)字)

(3)圖線與橫軸交點(diǎn)的物理意義是：,其值為：；(保留2位有效數(shù)字)

(4)圖線后段明顯彎曲的原因是：o

【答案】見(jiàn)解析54.4(54-55)彈簧的原長(zhǎng)1.1cm形變超過(guò)了彈簧的彈性限度

【詳解】

通過(guò)平滑的曲線連接，圖像如下

(2)[2]根據(jù)圖像的斜率得

k=——=54.4N/m

△/

(3)⑶圖線與橫軸交點(diǎn)表示，彈力為零時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度，即彈簧的原長(zhǎng)。

⑷通過(guò)(1)圖像可知，彈簧的原長(zhǎng)為1.1cm。

(4)[5]圖線后段明顯彎曲，主要是因?yàn)殡S著鉤碼的增加，使彈簧的形變超過(guò)了彈簧的彈性限度。導(dǎo)致彈力

與彈簧的形變量不在是線性關(guān)系。

II.實(shí)驗(yàn)室中有5根一模一樣的彈簧，小明想測(cè)量這批彈簧的勁度系數(shù)，將彈簧等間距懸掛在水平鐵架臺(tái)上，

如圖甲所示，1號(hào)彈簧不掛鉤碼，2號(hào)掛1個(gè)鉤碼，3號(hào)掛2個(gè)鉤碼，依此類推，鉤碼均相同。計(jì)算結(jié)果

保留3位有效數(shù)字。

(1)為了更直觀地呈現(xiàn)出彈力大小尸與伸長(zhǎng)量心的關(guān)系，小明以1號(hào)彈簧末端指針中點(diǎn)為原點(diǎn)，做出豎

直的)，軸及水平的x軸，其中y軸代表，x軸代表____________(選填“尸'或"Ar”)。

(2)為測(cè)量彈簧的伸長(zhǎng)量，小明取來(lái)一把米尺，豎直放置在地上，米尺的100cm刻度剛好與1號(hào)彈簧末端

指針中點(diǎn)在同一水平線上，測(cè)量2號(hào)彈簧末端指針中點(diǎn)位置時(shí)，如圖乙所示，則此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為

(3)小明更換質(zhì)量已知的鉤碼重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)做出凡Ar圖像，如圖丙，則這些彈簧的勁

度系數(shù)為N/m。

(4)本實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚝苤庇^的呈現(xiàn)出彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系，但也存在不足，例如。

【答案】AxF4.50200不同彈簧勁度系數(shù)不一定相同

【詳解】

由圖甲知，)，軸代表彈簧的伸長(zhǎng)量Ac,x軸代表彈力大小凡

(2)[3]由圖乙知，2號(hào)彈簧末端指針中點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的刻度為95.5cm,故彈簧伸長(zhǎng)量為

Ar=100cm-95.5cm=4.50cm

(3)[4]由圖內(nèi)得，彈簧的勁度系數(shù)為

F4N

k=——=--------=200N/m

Ax0.02m

(4)[5]本實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚝苤庇^的呈現(xiàn)出彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系，但也存在不足，例如不同彈簧勁度系數(shù)不一定相

同。

12.某同學(xué)進(jìn)行“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)，試完成主要步驟:

甲乙丙

(1)如圖甲，將木板水平放好，用兩只彈簧測(cè)力計(jì)B、C分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮

條伸長(zhǎng)，記下結(jié)點(diǎn)的位置0點(diǎn)、兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)Fi=4.00N和凡=5.40N以及。

(2)用一只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套把橡皮條與細(xì)繩套的結(jié)點(diǎn)拉到,記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F(如

圖乙所示)=N,記下細(xì)繩套的方向。

⑶圖丙中記錄了Q、我、F的方向，請(qǐng)選定合適的標(biāo)度，以。為作用點(diǎn)，畫出力乃、F2的圖示，然后按

平行四邊形定則畫出它們的合力小,并量出F行N；

(4)比較F與尸方的一致程度，若有較大差異，對(duì)其原因進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(5)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，下列說(shuō)法中正確的是()

A.對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零時(shí)應(yīng)將測(cè)力計(jì)豎直放置

B.Fi、F2彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)最好接近滿量程

C.彈簧測(cè)力計(jì)的拉力方向必須與木板平行

D.每次實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)分力間的夾角必須大于90。

【答案】?jī)杉?xì)繩套的方向。點(diǎn)3.904.30C

IN

【詳解】

(1)[1|實(shí)驗(yàn)需要記下結(jié)點(diǎn)的位置。點(diǎn)、兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)Q=4.00N和尸2=5.40N以及兩細(xì)繩套的方

向。

(2)[2]為使拉力作用效果相同，用一只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套把橡皮條與細(xì)繩套的結(jié)點(diǎn)拉到。點(diǎn)。

[3]彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)

3.9x0.1N=3.90N

(3)[4]以5mm表示IN,做出兩拉力的圖示，然后由平行四邊形定則做出兩拉力的合力如圖所示

標(biāo)段昉囤定點(diǎn)A

!

[5]用刻度尺測(cè)出表示合力的線段長(zhǎng)度為為21.5mm,合力大小

K=-x21.5N=4.30N

“5

(4)[6JA.應(yīng)木板水平方向，用彈簧測(cè)力計(jì)在水平方向拉橡皮條，應(yīng)在水平方向?qū)椈蓽y(cè)力計(jì)調(diào)零，A

錯(cuò)誤：

B.Q、B彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)應(yīng)適當(dāng)大些，但不能接近滿量程，如果接近滿量程，合力可能大于彈簧測(cè)

力計(jì)的量程，用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)會(huì)超出其量程，損壞彈簧測(cè)力計(jì)，B錯(cuò)誤；

C.為減小實(shí)驗(yàn)誤差，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力方向必須與木板平行，C正確；

D.每次實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)分力間的夾角應(yīng)適當(dāng)大些，但不一定必須大于90。，D錯(cuò)誤。

故選C。

13.某同學(xué)做''驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘.，。為橡

皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩，圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。

(1)如果沒(méi)有操作失誤，圖乙中的尸與尸兩力中，方向一定沿4。方向的是

(2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是(填正確答案標(biāo)號(hào))；

A.理想實(shí)驗(yàn)法

B.等效替代法

C.控制變量法

D.建立物理模型法

(3)下列說(shuō)法正確的是(填正確答案標(biāo)號(hào))。

A.拉力n和B的大小必須相等

B.拉力Q和B的夾角必須為90。

C.拉橡皮條時(shí)，彈簧秤、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)靠近木板且與木板面平行

D.同一次驗(yàn)證過(guò)程中。點(diǎn)位置應(yīng)相同

【答案】尸BCD

【詳解】

(1)”]實(shí)驗(yàn)中F'是由平行四邊形得出的，而F是通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法得出的，其方向一定與橡皮筋的方向相同，

印方向一定沿A。方向的是產(chǎn)；

(2)[2|本實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)拉力的作用效果和一個(gè)拉力的作用效果相同，采用的科學(xué)方法是等效替代法，故選B；

(3)[3]A.拉力Fi和乃的大小需要適中，但是不一定需要相等，故A錯(cuò)誤；

B.用兩個(gè)測(cè)力計(jì)同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)，夾角應(yīng)適當(dāng)大些，并不必等于90。，故B錯(cuò)誤；

C.為減小實(shí)驗(yàn)誤差，測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行，故C正確：

D.在同一次實(shí)驗(yàn)中，為了保證一個(gè)力的作用效果與兩個(gè)力的作用效果相同，必須讓結(jié)點(diǎn)。拉到同一位

置，D正確。

14.“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，。為橡皮筋與細(xì)繩

的結(jié)點(diǎn)，08和OC為細(xì)繩。

如圖是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。

(1)上圖中的尸與F'兩力中，方向一定沿A0方向的是；

(2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是；

A.理想實(shí)驗(yàn)法B.控制變量法C.等效替代法D.建立物理模型法

(3)某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)為：

A.拉橡皮條的細(xì)繩稍長(zhǎng)一些，實(shí)驗(yàn)效果較好

B.拉橡皮條時(shí)，彈簧秤、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行

C.橡皮條彈性要好，拉結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置。時(shí)，拉力要適當(dāng)大些

D.拉力耳和F2的夾角越大越好

其中不正確的是(填入相應(yīng)的字母)；

(4)合力與尸大小相等，方向略有偏差，如果此偏差僅由々引起，則原因是6的大小比真實(shí)值偏.

士與尸2的夾角比真實(shí)夾角偏。(填“大”或“小”)

【答案】尸'cD大大

【詳解】

⑴⑴上圖中的尸與F'兩力中，尸’是兩個(gè)分力的合力的實(shí)際值，則方向一定沿方向的是尸

(2)⑵本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是等效替代法，故選C：

(3)[3]A.拉橡皮條的細(xì)繩稍長(zhǎng)一些，可減小記錄拉力方向時(shí)產(chǎn)生的誤差，選項(xiàng)A正確；

B.拉橡皮條時(shí)，彈簧秤、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行，選項(xiàng)B正確：

C.橡皮條彈性要好，拉結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置。時(shí)，拉力要適當(dāng)大些，選項(xiàng)C正確：

D.拉力6和工的夾角大小要適當(dāng)，并非越大越好，選項(xiàng)D錯(cuò)誤;

則不正確的是D；

⑷⑷⑸合力與尸大小相等，方向略有偏差，如果此偏差僅由K引起，則原因是"的大小比真實(shí)值偏大、

月與尸2的夾角比真實(shí)夾角偏大。

15.有同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理。一個(gè)電磁鐵吸住一個(gè)質(zhì)量為用的小鋼球，當(dāng)將電磁

鐵斷電后，小球由靜止開始向下加速運(yùn)動(dòng)。小鋼球經(jīng)過(guò)光電門時(shí)，計(jì)時(shí)裝置將記錄小鋼球通過(guò)光電門所

用的時(shí)間f,用直尺測(cè)量出小鋼球由靜止開始下降到光電門時(shí)的高度力，用游標(biāo)卡尺測(cè)量了小鋼球的直徑

d,設(shè)重力加速度為g。

n中電磁鐵

一飛小鋼球

光電門

計(jì)時(shí)

裝置

012347

IIIIII!1田片小甲lll|山1|山|1坤”忖1

主尺單位:03101234s6

源標(biāo)尺

①忽略空氣阻力的影響，需要驗(yàn)證的小鋼球重力做功與其動(dòng)能關(guān)系的表達(dá)式為

②這名同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量了小鋼球的直徑，結(jié)果如圖所示，他記錄下來(lái)小鋼球的直徑4=cm。

③這名同學(xué)在驗(yàn)證“動(dòng)能定理”的過(guò)程中，除了上述的數(shù)據(jù)之外是否需要測(cè)量小鋼球的質(zhì)量？（填

“需要”或“不需要”）

【答案】8〃=上區(qū)1.326cm不需要

211,

【詳解】

①[1]小鋼球的速度

d

v=—

重力做功

W=mgh

小鋼球的動(dòng)能為

2

EK=^mv

忽略空氣阻力影響

W=EK

即

則需要驗(yàn)證的表達(dá)式為

②⑵由圖示游標(biāo)卡尺可知，其示數(shù)為13mm+13x().02mm=13.26mm=1.326cm；

③⑶根據(jù)表達(dá)式

、2

,\d

7

可知，實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)量小鋼球的質(zhì)量。

16.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用如圖所示的裝置測(cè)量滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)每次滑塊都從斜面上由靜止

開始下滑，測(cè)出滑塊每次下滑時(shí)遮光板到光電門所在位置的距離L及相應(yīng)遮光時(shí)間r的值，已知遮光板

的寬度為

(1)為測(cè)出滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃，本實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)出或知道的物理量是(填下列字母序號(hào));

A.斜面的傾角。

B.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭

C.滑塊和遮光板的總質(zhì)量〃？

(2)實(shí)驗(yàn)中測(cè)出了多組L和f的值，若要通過(guò)線性圖象來(lái)處理數(shù)據(jù)求〃值，則應(yīng)作出的圖象為；(填

下字母列序號(hào))；

A.產(chǎn)一L圖象B.乃一,圖象C.二一小圖象D.L2T圖象

tt

(3)在(2)作出的線性圖象中，若直線的斜率為則關(guān)于〃值的表達(dá)式為〃=(可用以上物理量的

符號(hào)表示，且忽略空氣阻力)；

(4)若考慮空氣阻力，則他們利用第(3)題得到的表達(dá)式求出的動(dòng)摩擦因數(shù)(選填“偏大”“偏小”

或“沒(méi)有影響”)。

【答案】ABC/J=tan0----.....—偏小

2kgcos0

【詳解】

滑塊沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)，受重力、支持力和摩擦力作用，根據(jù)動(dòng)能定理，有

12

(mgsin0-/jmgcos0}L=—mv~

其中

d

v=—

聯(lián)立解得

.笛

u-tan0----：--------

2廠Lgcos。

故還需要測(cè)出或知道的物理量有斜面的傾角e和重力加速度g。

⑵0由

(mgsin0-/.imgcos0)L=-^mv2,v--

可變形為

,d21

2g(sine-〃cos6)r

故乙和L成線性關(guān)系，故應(yīng)作出圖象。

rr

(3)[3]由上式可知，斜率

2g（sin。一〃cos。）

可得

〃=tan。----------

2kgcos6

(4)[4]若考慮空氣阻力，由(3)中推出的斜率k比實(shí)際值偏小，故求出的動(dòng)摩擦因數(shù)比實(shí)際值偏小。

17.某實(shí)驗(yàn)小組用圖1實(shí)驗(yàn)裝置探究合力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系。鐵架臺(tái)豎直固定放置在水平桌面上，將

長(zhǎng)木板傾斜放置，一端固定在水平桌面邊緣P處，另一位置放置在鐵架臺(tái)的鐵桿上，忽略鐵桿粗細(xì)，木

板與鐵桿接觸處記為Q,P處放置一光電門。

實(shí)驗(yàn)步驟是：

①用游標(biāo)卡尺測(cè)出滑塊的擋光片寬度L,用天平測(cè)出滑塊的質(zhì)量加

②平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P處為軸，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板在鐵架臺(tái)上的放置位置，使滑塊恰好

沿木板向下做勻速運(yùn)動(dòng)。在鐵架臺(tái)豎直桿上記下此位置Q,用刻度尺測(cè)出。到水平面的高度”；

③保持「位置不變，長(zhǎng)木板一端放置在鐵架臺(tái)豎直桿Q上。用刻度尺量出的距離加，將滑塊從木

板上的Q位置由靜止釋放，由光電門計(jì)時(shí)器讀出滑塊的擋光時(shí)間n；

④保持P位置不變，重新調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端在鐵架臺(tái)上的放置位置，重復(fù)步驟③數(shù)次。

(1)滑塊沿長(zhǎng)木板由運(yùn)動(dòng)到P的過(guò)程中，用測(cè)量的物理量回答下列問(wèn)題(已知重力加速度為g)：

①滑塊動(dòng)能的變化量△&=；

②滑塊克服摩擦力做的功叼=；

③合力對(duì)滑塊做的功卬合=______。

(2)某學(xué)生以鐵架臺(tái)豎直桿上的放置位置到Qi的距離/?為橫坐標(biāo)，以滑塊通過(guò)光電門的擋光時(shí)間的平

方倒數(shù):為縱坐標(biāo)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)中描點(diǎn)畫出如圖2所示直線，若圖線過(guò)原點(diǎn)，且圖線斜率

k=,則能證明合外力做的功等于物體動(dòng)能增量。

【答案】竺?mgHmghy終

【詳解】

(1)［1］滑塊通過(guò)光電門的速度為

L

V--

4

則滑塊的動(dòng)能的變化量為

12mE

\E—mv~---

k2

⑵設(shè)P點(diǎn)到鐵架臺(tái)的水平長(zhǎng)度為d,滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由動(dòng)能定理可得

mgH-/.imgcos0?---=0

cos。

解得：f.imgd=mgH-

改變傾角后，克服摩擦力做的功為