期末精确押题之必刷实验题(28题）-2024-2025学年高一上学期物理《考点·题型·难点》期末高效复习（人教版2019必修第一册）

期末精确押题之必刷实验题(28题） 1．（23-24高一上·安徽马鞍山·期末）如图所示，“验证力的平行四边形定则”的实验步骤如下： ①用两个相同的弹簧测力计沿细绳互成角度拉套在橡皮筋结点的细绳套，使橡皮绳伸长，结点到达纸面上某一位置静止，记为O； ②记录两个弹簧测力计的拉力和的大小和方向； ③只用一个弹簧测力计，使其单独作用效果与和共同作用的效果相同，记录弹簧测力计的拉力F的大小和方向； ④按照力的图示要求，作出拉力、和F； ⑤根据力的平行四边形定则作出和的合力； ⑥比较F与的大小、方向的一致程度。 （1）实验中，要求同一组实验中和共同作用的效果与F单独作用的效果相同，指的是 。 A．橡皮绳沿同一方向伸长 B．橡皮绳伸长到同一长度 C．橡皮绳沿同一方向伸长同一长度 D．两个弹簧测力计拉力和的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小 （2）某同学认为在实验操作过程中必须注意以下几项，其中正确的是 。 A．两根细绳必须等长 B．橡皮绳AO应与细绳OP、OQ的夹角的平分线在同一直线上 C．使弹簧测力计、橡皮筋、细绳都贴近木板且与木板平面平行 D．拉橡皮筋结点到某一位置O时，细绳OP、OQ的夹角应取90°，以便于算出合力大小 （3）以下为四位同学提交的实验报告中的实验记录，符合实验事实的是 ． 2．（23-24高一上·河南濮阳·期末）某物理兴趣小组的同学用如图1所示的装置完成“探究加速度与力、质量的关系”的实验。实验中，细绳通过力传感器与小车相连，可以从传感器的电子显示屏上读出拉力的大小。 （1）实验室提供了电磁打点计时器和电火花打点计时器，从减小纸带所受阻力的角度思考，应选择 （填“电磁”或“电火花”）打点计时器。 （2）下列实验要求正确的是( )（填选项序号）。 A．定滑轮与小车之间的细线必须与木板平行 B．实验中需要测出砂桶（连同砂粒）的质量 C．木板的一侧垫高，是为了补偿摩擦力以及其他阻力 D．实验中应该先释放小车，然后再接通打点计时器的电源 （3）实验中 （填“需要”或“不需要”）满足砂桶连同砂粒的总质量远小于小车连同车内砝码的总质量。 （4）实验中使用频率为的交流电源，通过打点计时器打出的纸带测量小车的加速度大小，其中一条清晰的纸带如图2所示，在纸带上确定了五个计数点，相邻计数点间的距离已标在图上，每两个相邻的计数点之间还有两个计时点未画出，则小车的加速度为 （结果保留3位有效数字）。 （5）实验中先保持小车的总质量不变，改变砂桶的质量，通过拉力传感器测出绳的拉力的大小与对应加速度的大小，作出图像，发现与成正比。再保持绳的拉力大小不变，改变小车内砝码的数量，从而改变小车的质量，测出小车的质量与对应加速度的大小，作出图像如图3所示，通过图线 （填“能”或“不能”）直接判断出与的关系，原因是 。 3．（23-24高一下·广东揭阳·期末）填空 (1)某兴趣小组先借助光电门，利用如图甲所示的装置来测量物体的速度，具体操作如下。 ①将铁架台竖直放置在水平桌面上，上端固定电磁铁M，在电磁铁下方固定一个位置可上下调节的光电门； ②先用刻度尺测量小球的直径d，测量结果如图乙所示，则d= mm； ③闭合控制电磁铁M的开关S，吸住小球，测出小球与光电门之间的高度差；断开开关S，小球自由下落，记录小球通过光电门的挡光时间。则小球通过光电门时的速度大小 （用题中所给物理量的符号表示）。 (2)该兴趣小组再借助打点计时器，利用如图丙所示的实验装置测量当地重力加速度的大小。先将打点计时器固定在铁架台上，接通打点计时器电源开关，待打点稳定后，使质量的重锤带动纸带由静止开始自由下落，得到的一条清晰的纸带如图丁所示，请完成以下内容： ①纸带的 （选填“左端”或“右端”）与重锤相连； ②在如图丁所示的纸带中，每间隔一个点选取一个计数点，相邻计数点间的距离，，，，，。已知打点计时器的频率，则当地的重力加速度g= （计算结果保留三位有效数字），试分析实验中产生的误差可能来源于 （至少写一条原因）。 4．（23-24高一上·山西太原·期末）某学习小组“探究两个互成角度的力的合成规律”。图甲中，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE。图乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，使小圆环处于O点。图丙中，用一个力F拉动小圆环，仍使它处于O点。 （1）该实验主要采用的科学方法是 A．等效替代法 B．理想实验法 C．类比法 D．控制变量法 （2）关于该实验，下列说法正确的是 A．与弹簧测力计相连的细绳应尽量短 B．乙图中，实验时两弹簧测力计夹角越大越好 C．应在细绳上用笔尖记录间距较远的两点来确定细绳的方向 （3）作该实验力的图示，合力的理论值 是（选填“F”或“”）； （4）如果开始两弹簧测力计的夹角小于90°，保持弹簧测力计的方向以及节点O的位置不变，将弹簧测力计沿着逆时针缓慢转动，关于两弹簧测力计读数的变化，正确的是 。 A．弹簧测力计的读数先增大后减小，弹簧测力计的读数减小 B．弹簧测力计的读数增大，弹簧测力计的读数先减小后增大 5．（23-24高一上·广东汕头·期末）某同学采用铁架台、下端带挂钩的不同弹簧、相同质量的钩码若干、刻度尺等，安装如图甲所示的装置，探究弹簧弹力F的大小与伸长量x之间的关系。                 （1）未挂钩码时，弹簧原长放大如图甲所示，可读得原长L0= cm。 （2）由图乙可知劲度系数较大的是 弹簧（选填“A”或“B”）；还可算出A弹簧的劲度系数为 N/m。若把两个弹簧分别制作成弹簧秤， （选填“A”或“B”）的灵敏度更高。 6．（23-24高一上·福建莆田·期末）某同学用图（a）所示的实验装置图做“验证牛顿第二定律”的实验。 （1）下列属于本实验必要的操作有 。 A．调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行 B．取下悬挂的钩码，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，平衡摩擦力 C．每次改变悬挂钩码质量后，需要重新平衡摩擦力 D．改变小车中砝码的质量，进行多次实验 （2）某次实验，打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带如图（b）所示，从清晰的点开始，每隔4个点取一计数点（中间4个点没画出），分别记为、、、、、，各计数点到点的距离为，，，，，，打点计时器打点频率为，则由此纸带可得到打点时小车的速度 ，此次实验小车的加速度 。（结果均保留2位有效数字） （3）该同学保持小车质量不变，不断改变悬挂砝码的质量，根据实验数据，作出小车加速度与砝码质量的图像如图（c）所示，图线不过坐标原点的原因是 。 7．（23-24高一上·江苏盐城·期末）甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图（甲）、（乙）、（丙）所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。试回答下列问题： (1)小刘同学在实验中采用图（甲）所示实验装置，得到如下图a所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为 （结果保留3位有效数字）； (2)小张同学在实验中采用图（乙）所示实验装置，以弹簧测力计的示数F为横轴，加速度a为纵轴，画出的图线是一条直线，如上图b所示，已知图线的斜率为k，则小车的质量 。 (3)小仓同学在实验中采用图（丙）所示实验装置，步骤如下： ①挂上托盘和砝码，调整木板的倾角，使质量为M的小车沿木板匀速下滑； ②取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑。设小车受到的合外力为F，通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的图像，并求出小车的加速度a； ③改变砝码质量和木板的倾角，重复步骤①②，可得到多组a、F的数据，并绘制图像。 若测量质量时未考虑托盘的质量，仅将砝码质量记为m，则绘制出的图像应该是图c中的 （填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）； (4)甲、乙、丙实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是___________； A．甲、乙、丙 B．甲、乙 C．甲、丙 (5)实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是 （填“甲”、“乙”或“丙”）。 8．（2024·江西·模拟预测）如图甲所示为“探究小车加速度a与受力F、质量M的关系”的实验装置图，槽码的质量为m，小车的质量为M，重力加速度为g。 (1)实验开始时首先平衡了摩擦力。若不计细线的质量和滑轮的摩擦，且没有满足，增加槽码的个数，使槽码的总质量变为原来的2倍，则细线上的拉力 （填“大于”“等于”或“小于”）原来的2倍。 (2)如图乙所示为某同学通过正确操作获得的一条纸带。已知所用交流电源的频率为，相邻两个计数点之间还有4个点没有标出，根据图乙中的数据可得小车的加速度大小为 。（结果保留三位有效数字） (3)保持槽码的质量m一定，改变小车的质量M，某同学在处理数据时，以小车加速度的倒数为纵轴、以小车的质量M为横轴，作出的图像如图丙所示，图中纵截距 。（用题中所给字母表示） 9．（23-24高二下·北京西城·期末）图甲所示为某同学研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”的实验装置示意图。 (1)下面列出了一些实验器材：打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂桶和砂、刻度尺。除以上器材外，还需要的实验器材有（　　） A．秒表 B．天平（附砝码） C．低压交流电流 D．低压直流电源 (2)实验中，需要补偿打点计时器对小车的阻力及其它阻力：请简要说明实验操作步骤： ；以及判断恰好补偿了上述阻力的实验现象依据： 。 (3)实验中，为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是 ，这样，在改变小车上砝码的质量时，只要砂和砂桶质量不变，就可以变为小车所受拉力几乎不变。 (4)如图乙所示，A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的间隔为T，A、B间的距离为x1、B、C间的距离为x2，则小车的加速度a= ，已知，，，则a= m/s2（结果保留2位有效数字）。 (5)在做该实验时，另一位同学以小车的加速度的倒数为纵轴，以上车和车上砝码的总质量M为横轴，描绘出图像，假设实验中他已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响，但m与M并没满足本实验所需的条件；则从理论上分析，图丙中能够正确反映他所得到的关系的示意图是（　　） A． B． C． D． 10．（23-24高一上·广东汕头·期末）某同学利用三根完全相同、满足胡克定律的橡皮筋进行“验证力的平行四边形定则”实验（橡皮筋的形变均在弹性限度内）。在水平木板上固定一张白纸，将绳子打一个结点，用这三根橡皮筋在水平面内沿三个不同方向拉结点，当结点处于静止时，在白纸上标记结点位置为点，如图所示，记录三根橡皮筋方向并测量出它们此时长度分别为、、。请完成下列问题： （1）进行不同次实验时， （填“需要”或“不需要”）使O点始终在同一位置。 （2）在本实验中，测得橡皮筋原长均为。当结点静止时，三根橡皮筋的长度可能是 。 A． B． （3）在某次实验，三根橡皮筋的方向如图所示，保持结点位置与段橡皮筋长度、方向不变，保持段橡皮筋的方向不变，将段橡皮筋缓慢顺时针旋转，则在此过程中段与段橡皮筋的弹力大小变化正确的是 。 A．段橡皮筋弹力先减小后增大 B．段橡皮筋弹力一直减小 C．段橡皮筋弹力先增大后减小 D．段橡皮筋弹力一直减小 11．（23-24高一上·山东威海·期末）某同学做“探究力的分解规律”实验步骤如下： A．如图甲所示，橡皮条的一端连接轻质小圆环，另一端固定，橡皮条的长度为GE； B．如图乙所示，用一个弹簧测力计拉动小圆环，使其处于O点，橡皮条伸长的长度为EO，读出弹簧测力计的示数F并记录其方向； C．如图丙所示，用两个弹簧测力计共同拉动小圆环，________，读出两弹簧测力计的示数、并记录二者方向； D．画出F、和的图示，猜想并验证三者之间的关系； F．改变和的方向重复实验。 请回答下列问题： （1）请将步骤C补充完整 ； （2）下列说法正确的是 ； A．实验中采用了等效替代的方法 B．实验中应测量GE的长度 C．实验中和的夹角尽量接近90° D．实验中和的数值一定小于F （3）如图丁所示，画出F、和的图示 ，请根据你的猜想验证三者的关系（保留验证过程），并写出实验结论 。 12．（23-24高一上·河南驻马店·期末）某同学做“验证力的平行四边形定则”实验，将橡皮条一端固定在点，另一端系上两根细绳及绳套，用两个弹簧测力计通过细绳套互成角度的拉动橡皮条，将结点拉到点，如图甲所示。 （1）如果没有操作失误，图乙中是用一个弹簧测力计拉细绳套时，在白纸上根据实验结果画出的图示，则图乙中的与两力中，方向一定沿方向的是 。 （2）本实验采用的科学方法是 。 A．理想实验法    B．等效替代法    C．控制变量法    D．建立物理模型法 （3）在同一组对比实验的两次操作中，点位置 （选填“可以”或“不可以”）变动。 （4）另一小组在研究两个大小不变的共点力合成的实验中，两个分力的夹角为，合力为，与的关系图像如图丙所示。两个分力的大小分别为 、 。若任意改变它们的夹角，能得到的合力大小的变化范围是 。 13．（23-24高一上·安徽合肥·期末）课堂上，物理老师演示了“等效代替法探究力的合成法则”的实验，如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳套，图乙是在白纸上画出的图。 (1)本实验中“等效代替”的含义是（    ） A．橡皮筋可以用细绳替代 B．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果 C．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果 D．两弹簧测力计的共同作用效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代 (2)完成该实验的下列措施中，能够减小实验误差的是（    ） A．拉橡皮筋的绳要细一些且长一些 B．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行 C．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要近些 D．使拉力F1和F2的夹角很小 (3)实验中某次拉力的示意图如图丙所示，图中α=β<45°。若保证O点位置不变，且拉力F1的大小不变，现将角α减少少许，则下列操作正确的是（    ） A．角β应增大，F2的大小应增大 B．角β应增大，F2的大小应减小 C．角β应减小，F2 的大小应减小 D．角β应减小，F2的大小应增大 14．（23-24高一上·安徽黄山·期末）下图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源频率为的交流电源，打点的时间间隔用表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。 （1）完成下列实验步骤中的空格部分： ①补偿小车所受的阻力：撤去小吊盘，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列 的点。（填“均匀”或“不均匀”） ②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块（小吊盘和物块的总质量比小车的质量小得多），在小车中放入砝码。 ③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量。 ④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③． ⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距…。求出与不同相对应的加速度。 ⑥以砝码的质量为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与应成 关系（填“线性”或“非线性”）。 （2）完成下列的问题： （i）上图为实验过程中的某一条纸带，由此可知小车的加速度 （结果保留2位有效数字）。 （ii）下图为根据实验测得数据绘制的图像。设图中直线的斜率为，在纵轴上的截距为，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为 ，小车的质量为 。 15．（23-24高一上·山西运城·期末）某学习小组用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验： （1）实验可能用到的两种打点计时器构造如图甲、乙所示，以下说法正确的是 A．甲图是电磁打点计时器，乙图是电火花计时器 B．甲图使用的电源是直流8V左右，乙图使用的电源是交流220V C．利用打点计时器可以直接测量计数点的瞬时速度 D．电磁打点计时器和电火花计时器在本实验中的作用是相同的 （2）下图是实验时平衡阻力的情形，其中正确的是 （选填字母）。 （3）如图为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间的时间间隔为，现测出各计数点到A点之间的距离，如图所示。根据纸带可求得，此次实验中小车的加速度测量值 。（结果保留两位有效数字） （4）该小组多次实验后根据实验数据作出了小车的加速度a随合力F的变化图线如图所示，图丙中的图线上部出现了弯曲偏离了原来的直线，其主要原因是 。 A．该小组做实验时不满足盘和重物质量m远小于小车和车上砝码总质量M B．该小组未将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡阻力 C．该小组平衡阻力时长木板右端垫高倾角太大 （5）该小组利用所作的加速度a随合力F的变化图线求得了小车及砝码的总质量 kg。 16．（23-24高一上·北京西城·期末）图甲所示的装置可以用来“探究加速度与力、质量的关系”，其中小车与车中砝码的总质量记为M，砂与砂桶的总质量记为m，重力加速度为g。 （1）除了图甲中器材外，在下列器材中还必须使用的有 （选填选项前的字母）。 A．220V、50Hz的交流电源    B．低压直流电源    C．天平（或电子秤）    D．刻度尺 （2）宇恒同学在保持m一定时，探究小车的加速度a与M的关系。 ①关于该实验，下列说法正确的是 。 A．平衡摩擦力时，砂桶应用细线通过定滑轮系在小车上且小车后面的纸带也应连好 B．平衡摩擦力时，如果纸带上打出的点距是均匀的，说明重力沿斜面方向的分力刚好平衡了小车所受的摩擦力 C．实验中应改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带 D．实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车 ②图乙是某次实验打点计时器打出的一条纸带（部分）。若B，C，D计数点间的时间间隔均为0.10s，从图中给定的数据，可求出小车的加速度大小是 m/s²，打下C点时小车的瞬时速度大小是 m/s。（计算结果均保留两位有效数字） ③该实验中“细线对小车的拉力F的大小等于砂和桶所受的总重力的大小”是有条件的。若实验前已经补偿了阻力，根据牛顿第二定律可计算出细线作用于小车的拉力F的大小为 （用题中的M、m以及重力加速度g表示）。 ④该同学根据测得的多组数据画出关系图像，如图丙所示，发现该图线既不通过坐标原点且AB段明显偏离直线，分析其产生原因，下列说法正确的是 。 A．不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力不足 B．不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力过度 C．图线AB段弯曲可能是砂与砂桶总质量未满足远小于小车与车内砝码总质量的条件 （3）小王同学在保持M一定时，探究小车的加速度a与受力F的关系时，根据实验数据做出a-F图像，如图丁所示（若实验前已经补偿了阻力）。小傅同学利用最初的几组数据拟合了一条直线OAP。一条与纵轴平行的直线和这两条图线以及横轴的交点分别为P、Q、N。求 （用题中的M、m表示）。 17．（23-24高一上·山东济南·期末）某实验小组用图所示的实验装置图科学探究“加速度与力、质量的关系”。 （1）实验小组在某次实验中得到一条记录小车运动的纸带，如下图所示。取计数点A、B、C、D、E（相邻两计数点间还有四个点未画出），，已知打点计时器使用的交流电源频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度为 （结果保留2位有效数字）； （2）保持悬挂钩码的质量不变，改变小车中砝码质量，进行多次测量，得到小车加速度a、小车和砝码质量M及其对应的的数据如表中所示： 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 小车加速度 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 小车和砝码质量 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60 请在下图所示的坐标纸中画出图像， 根据做出的图像得到的结论是 。 （3）若通过某组数据得到如图的图像，请分析可能的原因 A．实验操作时平衡摩擦力过度 B．实验操作时未平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足 C．实验过程中没有使悬挂钩码的质量远小于小车和砝码的总质量 18．（23-24高一上·甘肃白银·期末）某物理兴趣小组为获得当地重力加速度的数值，设计了如下实验，并进行了一系列的探究过程，假设你也是其中一员，请补充完整横线部分内容。    （1）操作过程如下：①将打点计时器固定在铁架台上，如图甲所示；②将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔；③先 ，再释放纸带；④重复步骤①②③，获得点迹清晰的几条纸带。 （2）探究过程：其中一条纸带的点迹及数据如图乙所示。图中直尺上刻度的单位为，A、B、C、D、…依次表示连续打下的点。已知打点计时器所接交流电源的频率为。 ①打点计时器打下相邻两点的时间间隔 ；A点 （选填“是”或“不是”）打点计时器打下的第一个点。 ②小明同学量出A、C间的距离为，则可算出打点计时器打下点B时的速度 ，小强同学量出E、G间的距离为，则可算出打点计时器打下点F时的速度 。 ③利用可求得重力加速度 ；若已知当地的重力加速度为，则测量值与真实值的差距可能是由实验所用交流电源的实际频率 （选填“大于”或“小于”）所导致的。 19．（23-24高一上·云南昆明·期末）某学习小组用如图甲所示的实验装置在某地测自由落体的加速度。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过电磁打点计时器，打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可求出自由落体加速度。    （1）除图甲中所示的装置之外，还必须使用的器材是 A．直流电源、秒表、刻度尺     B．直流电源、刻度尺 C．交流电源、秒表、刻度尺     D．交流电源、刻度尺 （2）小娜同学选取一条符合要求的纸带从中截取一段，O、A、B、C、D为纸带上选取的五个连续点。用刻度尺测量出各点的间距如图乙所示。已知电磁打点计时器的工作频率为，根据纸带可求出重锤下落到C点的速度= ，重锤下落的加速度 。（以上结果均保留两位有效数字）    （3）若小强同学选择用光电门测量自由落体加速度，装置如图丙所示，直径为d的小球从与图中试管夹等高的地方由静止下落，光电计时器记录下小球通过光电门A、B所用的时间分别为和，小球通过光电门A、B间的时间为t，则小球经过光电门A时的速度表达式 ，小球的加速度表达式 （以上表达式均用已知字母表示）。    20．（23-24高一上·广东广州·期末）用图甲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，如图乙中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、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，如图丙所示。 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50Hz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）在图丙中已标出计数点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 ，v-t图像与纵轴交点的物理意义是 。 （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，对的要求是 （填“越小越好”、“越大越好”或“与大小无关”）； 从实验的角度看，选取的大小与速度测量的误差 （填“有关”或“无关”）。 21．（23-24高一上·广东惠州·期末）图为某同学利用电火花打点计时器得到表示小车运动过程的一条纸带，通过数据处理和分析判断小车的运动性质，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的频率，其中：、、、、、。 （1）电火花打点计时器所用电源为 。 A．直流    B．直流    C．交流    D．交流 （2）通过分析纸带，在表中列出了打点计时器打下、、、时小车的瞬时速度大小，则打点计时器打下点时小车的瞬时速度大小为 （结果保留三位有效数字）。 位置 速度 0.792 0.833 0.915 0.956 （3）根据表中的实验数据，以点为计时起点，在图中画出小车的速度—时间图像。 （4）通过分析图中纸带的测量数据或者图中的速度一时间图像均可以判断出小车做匀变速直线运动，理由是 （说出一条理由即可）。 （5）请直接用、、、、、和打点计时器打点的频率来计算小车的加速度，得 （用所给字母符号表示）。 22．（23-24高一上·山东威海·期末）某同学利用图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动规律，通过实验得到一条图乙所示的纸带，并在纸带上取了A、B、C、D、E、F、G七个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点没画出，D、E、G到A点的距离分别为、和，打点计时器所用电源的频率为f。请回答下列问题： （1）实验中，下列措施必要的是 。 A．细线必须与长木板平行 B．先接通电源再释放小车 C．保证小车的质量远大于钩码的质量 D．抬高长木板不带定滑轮的一端，平衡小车与长木板间的摩擦力 （2）计算F点速度大小的表达式为 （用题中字母表示）。 （3）若测得，，则纸带运动的加速度 （已知）。 （4）若实验时交流电的频率大于50Hz，则加速度的测量值 （选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 23．（23-24高一上·山东临沂·期末）某同学用如图所示的装置验证“力的平行四边形定则”，每个钩码的质量为50g，其部分实验操作知下。（重力加速度为g取，结果保留两位有效数字） （1）请完成下列相关内容： a．在竖直放置的木板上的白纸上记下悬挂两个钩码静止时弹簧末端的位置О，如图一所示（木板未画出）。 b．卸下钩码，然后将两绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将弹簧末端拉到位置О保持静止，此时绳AO沿水平方向，B弹簧测力计读数如图二所示，则此时A弹簧测力计的示数应为 N。 （2）实验中保持О点的位置不变，绳AO的方向不变，绳B的方向由初始位置顺时针旋转至竖直方向。则此过程中，有关两弹簧测力计示数、，的变化，下列说法正确的是 。 A．减小、减小 B．增大、增大 C．减小，先减小后增大 D．的最小值为零 （3）若弹簧末端拉至О位置时，弹簧的伸长量为2cm，则该弹簧的劲度系数为 。 24．（23-24高二上·湖南娄底·期末）“探究加速度与力、质量的关系”实验装置如图甲所示，细绳一端与力传感器相连，另一端与砂桶相连，细绳与长木板平行，小车的质量为，砂和砂桶的总质量为，固定在小车前端的滑轮的质量为，打点计时器所接交流电源的频率为，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。 （1）实验时， （填“需要”或"不需要”）平衡小车受到的阻力； （填“需要”或“不需要”）满足“小车和滑轮总质量远大于砂和砂桶的总质量”这一条件。 （2）将小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，得到一条纸带如图乙，从O点开始每隔4个点取一个计数点，分别标记为O、A、B、C、D，小车的加速度大小为 （结果保留2位有效数字），同时记录力传感器的示数。 （3）某同学在正确操作实验后以加速度为纵坐标，力传感器的示数为横坐标，画出的图像是一条直线，如图丙所示，图像的斜率为，则小车的质量 。 A．    B．    C．    D． 25．（23-24高一上·广西百色·期末）某校高一年级实验小组利用如图甲所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz。 （1）若小车的总质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m，则当满足 条件时，可认为小车受到合外力大小等于砝码和砝码盘的总重力大小； （2）在探究小车加速度与质量的关系实验中，下列做法中正确的是 。 A．平衡小车摩擦力时，将装砝码的砝码盘用细线通过定滑轮系在小车上 B．平衡小车摩擦力时，将纸带连接在小车上 C．做实验时，使木板上方的细线与木板平行 D．小车运动的加速度可由牛顿第二定律直接求出 （3）甲同学通过对小车牵引纸带所打出的点进行测量，可以求出小车的加速度。如图乙是他在某次实验打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，则打计数点“3”时小车的速度大小为 ，小车的加速度为 。（本小题计算结果均保留两位有效数字） （4）实验中乙同学通过给小车上增减砝码来改变小车的总质量，得到小车的加速度与其质量的数据，画出图线后，发现当较大时，图线发生弯曲，该同学思考后对实验设计方案进行了修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象，则下列修正方案正确的是 。 A．改画与的关系图线    B．改画与的关系图线 C．改画与的关系图线        D．改画与的关系图线 26．（23-24高一上·安徽宣城·期末）“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。小车后面固定一条纸带，穿过电火花计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。 （1）在安装器材时，要调整定滑轮的高度，使拴小车的细绳与木板平行。请选出你认为这样做的目的是 （填字母代号） A．防止打点计时器在纸带上打出的点痕不清晰 B．为达到在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力 C．防止小车在木板上运动过程中发生抖动 D．为保证小车最终能够实现匀速直线运动 （2）实验中 （选填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码质量远小于小车质量。 （3）某小组在实验中打出的纸带一部分如图乙所示。用毫米刻度尺测量并在纸带上标出了部分段的长度。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。由图数据可求得：打点计时器在打点时小车的瞬时速度大小为 m/s；小车做匀加速运动的加速度大小为 m/s2。（计算结果均保留三位有效数字） （4）某同学根据实验数据作了加速度与力的关系图像如图丙所示，图线不过原点的原因是 A．钩码质量没有远小于小车质量 B．平衡摩擦力时木板倾角过大 C．平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力 27．（23-24高一上·浙江·期末）物理实验小组用如图（a）所示的装置，探究加速度与力、质量的关系。现研究质量不变的情况下，加速度与力的关系。 图（a） (1)关于本实验，下列说法正确的是______。 A．必须平衡摩擦力 B．必须控制槽码质量不变 C．必须控制小车质量不变 D．必须保证槽码的质量远小于小车的质量 (2)若采用电磁打点计时器，则需要学生电源提供 （填“交流电”或“直流电”），若采用电火花打点计时器，则所用电源提供 （填“交流电”或“直流电”）。 (3)某同学在实验中得到如图（b）所示的一条纸带（两计数点间还有四个计时点没有画出），已知打点频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度大小为 （结果保留三位有效数字）。 (4)按正确操作完成实验，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图像是一条过原点的直线，如图（c）所示，若直线斜率为k，则小车（包含定滑轮）的质量为 （用k表示）。 28．（23-24高一上·江苏常州·期末）某同学用如图甲所示装置探究“加速度与合外力的关系”实验，按要求完成下列问题： (1)关于本实验的一些说法，正确的是 。 A．小车靠近定滑轮，先接通电源再释放小车 B．钩码质量要远小于小车质量 C．补偿阻力时，将无滑轮端适当垫高，并在小车前端连接轻绳且悬挂钩码 D．补偿阻力时，将无滑轮端适当垫高，并在小车后端连纸带且穿过打点计时器，但前端不需要连接轻绳悬挂钩码 (2)调节完毕后，如图乙是某次实验打出的一条纸带，纸带上每五个计时点取一个计数点，测得相邻计数点间的间距。已知所用交流电的周期为T，则相邻计数点间的时间间隔为 ，小车加速度的表达式 （用题及图中所给字母表示） (3)如果某次实验所用的钩码重力为G，弹簧测力计的示数为F，不计动滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦，则下列关系正确的是 。 A．　　B．　　C．　　D． (4)改变悬挂钩码的质量重复实验，测得多组加速度a与弹簧测力计的示数F，作出图像为一过原点的倾斜直线，其斜率为k，则小车质量 。若实验中所用交流电的实际周期小于T，则根据图像求得的小车质量将 （填“偏大”“偏小”或“不变”） 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 期末精确押题之必刷实验题(28题） 1．（23-24高一上·安徽马鞍山·期末）如图所示，“验证力的平行四边形定则”的实验步骤如下： ①用两个相同的弹簧测力计沿细绳互成角度拉套在橡皮筋结点的细绳套，使橡皮绳伸长，结点到达纸面上某一位置静止，记为O； ②记录两个弹簧测力计的拉力和的大小和方向； ③只用一个弹簧测力计，使其单独作用效果与和共同作用的效果相同，记录弹簧测力计的拉力F的大小和方向； ④按照力的图示要求，作出拉力、和F； ⑤根据力的平行四边形定则作出和的合力； ⑥比较F与的大小、方向的一致程度。 （1）实验中，要求同一组实验中和共同作用的效果与F单独作用的效果相同，指的是 。 A．橡皮绳沿同一方向伸长 B．橡皮绳伸长到同一长度 C．橡皮绳沿同一方向伸长同一长度 D．两个弹簧测力计拉力和的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小 （2）某同学认为在实验操作过程中必须注意以下几项，其中正确的是 。 A．两根细绳必须等长 B．橡皮绳AO应与细绳OP、OQ的夹角的平分线在同一直线上 C．使弹簧测力计、橡皮筋、细绳都贴近木板且与木板平面平行 D．拉橡皮筋结点到某一位置O时，细绳OP、OQ的夹角应取90°，以便于算出合力大小 （3）以下为四位同学提交的实验报告中的实验记录，符合实验事实的是 ． 【答案】 C C A 【详解】（1）实验中，要求同一组实验中和共同作用的效果与F单独作用的效果相同，指的是橡皮绳沿同一方向伸长同一长度。故选C。 （2）[2]A．两根细绳只需要适当长一些，但不需要等长，故A错误； B．两弹簧测力计拉力大小不需要相等，则橡皮绳AO不需要与细绳OP、OQ的夹角的平分线在同一直线上，故B错误 C．为了减小误差，应使弹簧测力计、橡皮筋、细绳都贴近木板且与木板平面平行，故C正确； D．拉橡皮筋结点到某一位置O时，细绳OP、OQ的夹角适当就好，不需要取90°，故D错误。 故选C。 （3）[3]图中是根据力的平行四边形定则作出和的合力，由于存在误差，所以与AO不一定在同一直线上，F是一个弹簧测力计拉橡皮筋得到的合力实验值，根据二力平衡可知，F与AO一定在同一直线上。 故选A。 2．（23-24高一上·河南濮阳·期末）某物理兴趣小组的同学用如图1所示的装置完成“探究加速度与力、质量的关系”的实验。实验中，细绳通过力传感器与小车相连，可以从传感器的电子显示屏上读出拉力的大小。 （1）实验室提供了电磁打点计时器和电火花打点计时器，从减小纸带所受阻力的角度思考，应选择 （填“电磁”或“电火花”）打点计时器。 （2）下列实验要求正确的是( )（填选项序号）。 A．定滑轮与小车之间的细线必须与木板平行 B．实验中需要测出砂桶（连同砂粒）的质量 C．木板的一侧垫高，是为了补偿摩擦力以及其他阻力 D．实验中应该先释放小车，然后再接通打点计时器的电源 （3）实验中 （填“需要”或“不需要”）满足砂桶连同砂粒的总质量远小于小车连同车内砝码的总质量。 （4）实验中使用频率为的交流电源，通过打点计时器打出的纸带测量小车的加速度大小，其中一条清晰的纸带如图2所示，在纸带上确定了五个计数点，相邻计数点间的距离已标在图上，每两个相邻的计数点之间还有两个计时点未画出，则小车的加速度为 （结果保留3位有效数字）。 （5）实验中先保持小车的总质量不变，改变砂桶的质量，通过拉力传感器测出绳的拉力的大小与对应加速度的大小，作出图像，发现与成正比。再保持绳的拉力大小不变，改变小车内砝码的数量，从而改变小车的质量，测出小车的质量与对应加速度的大小，作出图像如图3所示，通过图线 （填“能”或“不能”）直接判断出与的关系，原因是 。 【答案】 电火花 AC/CA 不需要 1.97 不能 通过图像中的曲线无法判断是反比例函数曲线 【详解】（1）[1]电磁打点计时器打点时纸带与限位孔之间、纸带与振针之间不可避免的存在摩擦，而电火花打点计时器是利用接正极的放电针和墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，实验误差小，所以选用电火花打点计时器实验误差小，故应选择电火花打点计时器； （2）[2]A．为保证小车在运动过程中受到的合力不变，细线与木板需要平行，故A正确； B．实验中绳的拉力可由拉力传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的总质量，故B错误； C．为了使小车所受合力为绳子的拉力，应将木板的一侧垫高，以补偿摩擦力以及其他阻力，故C正确； D．实验中应先接通打点计时器的电源，然后再释放小车，故D错误。 故选AC。 （3）[3]实验中绳的拉力可由拉力传感器测出，不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量； （4）[4]相邻计数点间的时间间隔为 小车的加速度为 （5）[5]通过图像中的曲线无法判断是反比例函数曲线，故无法准确得到加速度与质量成反比的关系。 3．（23-24高一下·广东揭阳·期末）填空 (1)某兴趣小组先借助光电门，利用如图甲所示的装置来测量物体的速度，具体操作如下。 ①将铁架台竖直放置在水平桌面上，上端固定电磁铁M，在电磁铁下方固定一个位置可上下调节的光电门； ②先用刻度尺测量小球的直径d，测量结果如图乙所示，则d= mm； ③闭合控制电磁铁M的开关S，吸住小球，测出小球与光电门之间的高度差；断开开关S，小球自由下落，记录小球通过光电门的挡光时间。则小球通过光电门时的速度大小 （用题中所给物理量的符号表示）。 (2)该兴趣小组再借助打点计时器，利用如图丙所示的实验装置测量当地重力加速度的大小。先将打点计时器固定在铁架台上，接通打点计时器电源开关，待打点稳定后，使质量的重锤带动纸带由静止开始自由下落，得到的一条清晰的纸带如图丁所示，请完成以下内容： ①纸带的 （选填“左端”或“右端”）与重锤相连； ②在如图丁所示的纸带中，每间隔一个点选取一个计数点，相邻计数点间的距离，，，，，。已知打点计时器的频率，则当地的重力加速度g= （计算结果保留三位有效数字），试分析实验中产生的误差可能来源于 （至少写一条原因）。 【答案】(1) 12.5(12.4~12.6) (2) 左端 9.62 空气阻力、纸带摩擦等 【详解】（1）②[1] 考虑到系统误差，小球的直径为 ③[2] 断开开关S，小球自由下落，记录小球通过光电门的挡光时间，小球通过光电门时的时间极短，可视为匀速直线运动，则小球通过光电门时的速度大小为 （2）①[1] 重锤做自由落体运动，下落的越来越快，相同时间内的距离越来越大，则纸带的左端与重锤相连。 ②[2] 相邻计数点时间间隔为 则由匀变速直线运动在相等时间间隔内的位移之差是定值可得 代入数据解得当地的重力加速度为 [3] 实验中可能产生误差的来源为空气阻力、纸带摩擦等影响。 4．（23-24高一上·山西太原·期末）某学习小组“探究两个互成角度的力的合成规律”。图甲中，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE。图乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，使小圆环处于O点。图丙中，用一个力F拉动小圆环，仍使它处于O点。 （1）该实验主要采用的科学方法是 A．等效替代法 B．理想实验法 C．类比法 D．控制变量法 （2）关于该实验，下列说法正确的是 A．与弹簧测力计相连的细绳应尽量短 B．乙图中，实验时两弹簧测力计夹角越大越好 C．应在细绳上用笔尖记录间距较远的两点来确定细绳的方向 （3）作该实验力的图示，合力的理论值 是（选填“F”或“”）； （4）如果开始两弹簧测力计的夹角小于90°，保持弹簧测力计的方向以及节点O的位置不变，将弹簧测力计沿着逆时针缓慢转动，关于两弹簧测力计读数的变化，正确的是 。 A．弹簧测力计的读数先增大后减小，弹簧测力计的读数减小 B．弹簧测力计的读数增大，弹簧测力计的读数先减小后增大 【答案】 A C B 【详解】（1）[1]该实验两次拉橡皮条的效果相同，主要采用的科学方法是等效替代法。 故选A。 （2）[2] AC．为了减小拉力方向的误差，与弹簧测力计相连的细绳应适当长一些，应在细绳上用笔尖记录间距较远的两点来确定细绳的方向，故A错误，C正确； B．实验时两弹簧测力计夹角不能太大，也不能太小，适当就好，故B错误。 故选C。 （3）[3]由图可知，是通过、的图示做平行四边形得到的合力的理论值。 （4）[4]如果开始两弹簧测力计的夹角小于90°，保持弹簧测力计的方向以及节点O的位置不变，将弹簧测力计沿着逆时针缓慢转动，如图所示 可知弹簧测力计的读数增大，弹簧测力计的读数先减小后增大。 故选B。 5．（23-24高一上·广东汕头·期末）某同学采用铁架台、下端带挂钩的不同弹簧、相同质量的钩码若干、刻度尺等，安装如图甲所示的装置，探究弹簧弹力F的大小与伸长量x之间的关系。                 （1）未挂钩码时，弹簧原长放大如图甲所示，可读得原长L0= cm。 （2）由图乙可知劲度系数较大的是 弹簧（选填“A”或“B”）；还可算出A弹簧的劲度系数为 N/m。若把两个弹簧分别制作成弹簧秤， （选填“A”或“B”）的灵敏度更高。 【答案】 2.80/2.78/2.79/2.81/2.82 A 25/ 25.0 B 【详解】（1）[1]未挂钩码时，弹簧原长放大如图甲所示，可读得原长为 （2）[2]根据胡克定律可得 可知图像的斜率等于弹簧的劲度系数，由图乙可知劲度系数较大的是A弹簧； [3]由图可知A弹簧的劲度系数为 [4]若把两个弹簧分别制作成弹簧秤，由于弹簧B的劲度系数更小，弹簧B的形变量更明显，即B的灵敏度更高。 6．（23-24高一上·福建莆田·期末）某同学用图（a）所示的实验装置图做“验证牛顿第二定律”的实验。 （1）下列属于本实验必要的操作有 。 A．调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行 B．取下悬挂的钩码，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，平衡摩擦力 C．每次改变悬挂钩码质量后，需要重新平衡摩擦力 D．改变小车中砝码的质量，进行多次实验 （2）某次实验，打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带如图（b）所示，从清晰的点开始，每隔4个点取一计数点（中间4个点没画出），分别记为、、、、、，各计数点到点的距离为，，，，，，打点计时器打点频率为，则由此纸带可得到打点时小车的速度 ，此次实验小车的加速度 。（结果均保留2位有效数字） （3）该同学保持小车质量不变，不断改变悬挂砝码的质量，根据实验数据，作出小车加速度与砝码质量的图像如图（c）所示，图线不过坐标原点的原因是 。 【答案】 AB/BA 0.53 0.81 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足（斜面倾角过小） 【详解】（1）[1]AB．平衡摩擦力时，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行，再取下悬挂的钩码，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，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，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动。A、B正确； C．每次改变悬挂钩码质量后，不需要重新平衡摩擦力。故C错误； D．在研究小车加速度与合外力大小关系时，需要控制小车质量不变，所以不能改变小车中砝码的质量。故D错误。 故选AB。 （2）[2]打点时小车的速度 [3]根据匀变速直线运动规律，采用逐差法求解加速度 （3）[4]由题图（c）发现图线不过坐标原点，说明施加拉力时加速度仍为0，其原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足（斜面倾角过小）。 7．（23-24高一上·江苏盐城·期末）甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图（甲）、（乙）、（丙）所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。试回答下列问题： (1)小刘同学在实验中采用图（甲）所示实验装置，得到如下图a所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为 （结果保留3位有效数字）； (2)小张同学在实验中采用图（乙）所示实验装置，以弹簧测力计的示数F为横轴，加速度a为纵轴，画出的图线是一条直线，如上图b所示，已知图线的斜率为k，则小车的质量 。 (3)小仓同学在实验中采用图（丙）所示实验装置，步骤如下： ①挂上托盘和砝码，调整木板的倾角，使质量为M的小车沿木板匀速下滑； ②取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑。设小车受到的合外力为F，通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的图像，并求出小车的加速度a； ③改变砝码质量和木板的倾角，重复步骤①②，可得到多组a、F的数据，并绘制图像。 若测量质量时未考虑托盘的质量，仅将砝码质量记为m，则绘制出的图像应该是图c中的 （填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）； (4)甲、乙、丙实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是___________； A．甲、乙、丙 B．甲、乙 C．甲、丙 (5)实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是 （填“甲”、“乙”或“丙”）。 【答案】(1)2.00 (2) (3)Ⅰ (4)B (5)甲 【详解】（1）根据题意，相邻计数点时间间隔 由逐差法计算加速度为 （2）根据牛顿第二定律可得 即 则图像的斜率为 则小车的质量为 （3）根据牛顿第二定律可得 即 设托盘质量为，根据实验原理可得 可知仅将砝码质量记为m，则绘制出的图像斜率不变，但当拉力为零时，应该有一定的加速度，故应该是题图中的Ⅰ。 （4）甲和乙实验中，需要确保小车受到的拉力等于小车受到的合力，所以必须平衡小车和长木板之间的摩擦力；丙实验中，挂上托盘和砝码，调整木板的倾角，使质量为M的小车沿木板匀速下滑，此时细线的拉力等于托盘和砝码的总重力，当取下托盘和砝码，让小车沿木板下滑时，小车受到的合力即为托盘和砝码的总重力，不需要平衡摩擦力。 故选B。 （5）甲实验中，细线的拉力实际上是不等于重物的重力，但实验需要将重物的重力近似等于细线的拉力，所以必须满足“M远大于m”；乙实验中，细线的拉力可通过弹簧测力计直接获得，所以不必满足“M远大于m”；丙实验中，挂上托盘和砝码，调整木板的倾角，使质量为M的小车沿木板匀速下滑，此时细线的拉力等于托盘和砝码的总重力，当取下托盘和砝码，让小车沿木板下滑时，小车受到的合力即为托盘和砝码的总重力，所以也不必满足“M远大于m”。 8．（2024·江西·模拟预测）如图甲所示为“探究小车加速度a与受力F、质量M的关系”的实验装置图，槽码的质量为m，小车的质量为M，重力加速度为g。 (1)实验开始时首先平衡了摩擦力。若不计细线的质量和滑轮的摩擦，且没有满足，增加槽码的个数，使槽码的总质量变为原来的2倍，则细线上的拉力 （填“大于”“等于”或“小于”）原来的2倍。 (2)如图乙所示为某同学通过正确操作获得的一条纸带。已知所用交流电源的频率为，相邻两个计数点之间还有4个点没有标出，根据图乙中的数据可得小车的加速度大小为 。（结果保留三位有效数字） (3)保持槽码的质量m一定，改变小车的质量M，某同学在处理数据时，以小车加速度的倒数为纵轴、以小车的质量M为横轴，作出的图像如图丙所示，图中纵截距 。（用题中所给字母表示） 【答案】(1)小于 (2)1.25 (3) 【详解】（1）以小车为研究对象，根据牛顿第二定律可得 以槽码为研究对象，根据牛顿第二定律可得 联立可得 若保持小车的质量M不变，将槽码的质量m增大为原来的2倍，则有 （2）相邻两个计数点之间还有4个点没有标出，所以相邻计数点间的时间间隔 根据 可得 （3）对槽码和小车整体有 可得 可知图像的纵截距等于重力加速度的倒数,即 9．（23-24高二下·北京西城·期末）图甲所示为某同学研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”的实验装置示意图。 (1)下面列出了一些实验器材：打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂桶和砂、刻度尺。除以上器材外，还需要的实验器材有（　　） A．秒表 B．天平（附砝码） C．低压交流电流 D．低压直流电源 (2)实验中，需要补偿打点计时器对小车的阻力及其它阻力：请简要说明实验操作步骤： ；以及判断恰好补偿了上述阻力的实验现象依据： 。 (3)实验中，为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是 ，这样，在改变小车上砝码的质量时，只要砂和砂桶质量不变，就可以变为小车所受拉力几乎不变。 (4)如图乙所示，A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的间隔为T，A、B间的距离为x1、B、C间的距离为x2，则小车的加速度a= ，已知，，，则a= m/s2（结果保留2位有效数字）。 (5)在做该实验时，另一位同学以小车的加速度的倒数为纵轴，以上车和车上砝码的总质量M为横轴，描绘出图像，假设实验中他已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响，但m与M并没满足本实验所需的条件；则从理论上分析，图丙中能够正确反映他所得到的关系的示意图是（　　） A． B． C． D． 【答案】(1)BC (2) 见解析 见解析 (3) (4) 0.56 (5)C 【详解】（1）打点计时器需要连接低压交流电流；需要用天平测量小车的质量；通过打点计时器可以知道纸带上计数点间的时间间隔，所以不需要秒表。 故选BC。 （2）[1]实验中，需要补偿打点计时器对小车的阻力及其它阻力，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器．把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动； [2]判断恰好补偿了上述阻力的实验现象依据是：纸带上相邻的点迹间距相等，则说明小车做匀速直线运动，恰好补偿了阻力。 （3）以为对象，根据牛顿第二定律可得 以为对象，根据牛顿第二定律可得 联立可得 可知为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是：。 （4）[1]根据 可得小车的加速度为 [2]代入数据可得 （5）实验中他已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响，但m与M并没满足本实验所需的条件；以为对象，根据牛顿第二定律可得 以为对象，根据牛顿第二定律可得 联立可得 故选C。 10．（23-24高一上·广东汕头·期末）某同学利用三根完全相同、满足胡克定律的橡皮筋进行“验证力的平行四边形定则”实验（橡皮筋的形变均在弹性限度内）。在水平木板上固定一张白纸，将绳子打一个结点，用这三根橡皮筋在水平面内沿三个不同方向拉结点，当结点处于静止时，在白纸上标记结点位置为点，如图所示，记录三根橡皮筋方向并测量出它们此时长度分别为、、。请完成下列问题： （1）进行不同次实验时， （填“需要”或“不需要”）使O点始终在同一位置。 （2）在本实验中，测得橡皮筋原长均为。当结点静止时，三根橡皮筋的长度可能是 。 A． B． （3）在某次实验，三根橡皮筋的方向如图所示，保持结点位置与段橡皮筋长度、方向不变，保持段橡皮筋的方向不变，将段橡皮筋缓慢顺时针旋转，则在此过程中段与段橡皮筋的弹力大小变化正确的是 。 A．段橡皮筋弹力先减小后增大 B．段橡皮筋弹力一直减小 C．段橡皮筋弹力先增大后减小 D．段橡皮筋弹力一直减小 【答案】 不需要 A AD/DA 【详解】（1）[1]在进行不同次实验操作时，不需要每次将结点拉至同一位置。 （2）[2]三力平衡时，三个力能合成封闭三角形，根据胡克定律 可知，弹力与弹簧伸长量成正比，所以弹簧伸长量也能合成封闭三角形。 故选A。 （3）[3]保持结点位置与OA段橡皮筋长度、方向不变，保持OB段橡皮筋的方向不变，将OC段橡皮筋缓慢顺时针旋转90°，如图所示 可知，OC段橡皮筋弹力先减小后增大，.OB段橡皮筋弹力一直减小。 故选AD。 11．（23-24高一上·山东威海·期末）某同学做“探究力的分解规律”实验步骤如下： A．如图甲所示，橡皮条的一端连接轻质小圆环，另一端固定，橡皮条的长度为GE； B．如图乙所示，用一个弹簧测力计拉动小圆环，使其处于O点，橡皮条伸长的长度为EO，读出弹簧测力计的示数F并记录其方向； C．如图丙所示，用两个弹簧测力计共同拉动小圆环，________，读出两弹簧测力计的示数、并记录二者方向； D．画出F、和的图示，猜想并验证三者之间的关系； F．改变和的方向重复实验。 请回答下列问题： （1）请将步骤C补充完整 ； （2）下列说法正确的是 ； A．实验中采用了等效替代的方法 B．实验中应测量GE的长度 C．实验中和的夹角尽量接近90° D．实验中和的数值一定小于F （3）如图丁所示，画出F、和的图示 ，请根据你的猜想验证三者的关系（保留验证过程），并写出实验结论 。 【答案】 仍使其处于O点 A 在误差允许的范围内，力的分解满足平行四边定则 【详解】（1）[1] 用两个弹簧测力计共同拉动小圆环， 仍使其处于O点； （2）[2] 实验中采用了等效替代的方法，两次实验力的效果一样； （3）[3] [4] 连接3个力的末端，与O点构成了平行四边形，且F在对角线上。得出结论：在误差允许的范围内，力的分解满足平行四边定则。 12．（23-24高一上·河南驻马店·期末）某同学做“验证力的平行四边形定则”实验，将橡皮条一端固定在点，另一端系上两根细绳及绳套，用两个弹簧测力计通过细绳套互成角度的拉动橡皮条，将结点拉到点，如图甲所示。 （1）如果没有操作失误，图乙中是用一个弹簧测力计拉细绳套时，在白纸上根据实验结果画出的图示，则图乙中的与两力中，方向一定沿方向的是 。 （2）本实验采用的科学方法是 。 A．理想实验法    B．等效替代法    C．控制变量法    D．建立物理模型法 （3）在同一组对比实验的两次操作中，点位置 （选填“可以”或“不可以”）变动。 （4）另一小组在研究两个大小不变的共点力合成的实验中，两个分力的夹角为，合力为，与的关系图像如图丙所示。两个分力的大小分别为 、 。若任意改变它们的夹角，能得到的合力大小的变化范围是 。 【答案】 不可以 【详解】（1）[1]F是通过作图的方法得到合力的理论值，而是通过一个弹簧称沿方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力，故方向一定沿方向的是； （2）[2]合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法。 故选B。 （3）[3]在同一对比实验的两次操作中，作用效果要相同，所以O点位置不可以变动。 （4）[4][5]根据图丙可得 解得 ，（或，） [6]若任意改变它们的夹角，能得到的合力大小的变化范围是 13．（23-24高一上·安徽合肥·期末）课堂上，物理老师演示了“等效代替法探究力的合成法则”的实验，如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳套，图乙是在白纸上画出的图。 (1)本实验中“等效代替”的含义是（    ） A．橡皮筋可以用细绳替代 B．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果 C．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果 D．两弹簧测力计的共同作用效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代 (2)完成该实验的下列措施中，能够减小实验误差的是（    ） A．拉橡皮筋的绳要细一些且长一些 B．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行 C．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要近些 D．使拉力F1和F2的夹角很小 (3)实验中某次拉力的示意图如图丙所示，图中α=β<45°。若保证O点位置不变，且拉力F1的大小不变，现将角α减少少许，则下列操作正确的是（    ） A．角β应增大，F2的大小应增大 B．角β应增大，F2的大小应减小 C．角β应减小，F2 的大小应减小 D．角β应减小，F2的大小应增大 【答案】(1)D (2)AB (3)C 【详解】（1）本实验中“等效代替”的含义是：两弹簧测力计的共同作用效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代，故选D； （2）A．拉橡皮筋的绳要细一些且长一些，这样可以减小记录力的方向时产生的误差，选项A正确； B．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行，选项B正确； C．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，选项C错误； D．使拉力F1和F2的夹角大小要适当，选项D错误。 故选AB。 （3）该题是物体的动态平衡，由题意可知：保持O点位置不动，即合力大小方向不变，弹簧测力计F1的读数不变，因此根据要求作出力的平行四边形定则，画出受力分析图如下： 所以由图可知α角逐渐变大时，F2的示数变小，同时β角变小，故选C。 14．（23-24高一上·安徽黄山·期末）下图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源频率为的交流电源，打点的时间间隔用表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。 （1）完成下列实验步骤中的空格部分： ①补偿小车所受的阻力：撤去小吊盘，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列 的点。（填“均匀”或“不均匀”） ②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块（小吊盘和物块的总质量比小车的质量小得多），在小车中放入砝码。 ③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量。 ④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③． ⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距…。求出与不同相对应的加速度。 ⑥以砝码的质量为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与应成 关系（填“线性”或“非线性”）。 （2）完成下列的问题： （i）上图为实验过程中的某一条纸带，由此可知小车的加速度 （结果保留2位有效数字）。 （ii）下图为根据实验测得数据绘制的图像。设图中直线的斜率为，在纵轴上的截距为，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为 ，小车的质量为 。 【答案】 均匀 线性 0.50 【详解】（1）①[1]补偿小车所受的阻力：撤去小吊盘，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列均匀的点。 ⑥[2]若加速度与小车和砝码的总质量成反比，即 可得 则与应成线性关系。 （i）[3]可知小车的加速度 （ii）[4][5]根据 结合图像可知 解得 15．（23-24高一上·山西运城·期末）某学习小组用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验： （1）实验可能用到的两种打点计时器构造如图甲、乙所示，以下说法正确的是 A．甲图是电磁打点计时器，乙图是电火花计时器 B．甲图使用的电源是直流8V左右，乙图使用的电源是交流220V C．利用打点计时器可以直接测量计数点的瞬时速度 D．电磁打点计时器和电火花计时器在本实验中的作用是相同的 （2）下图是实验时平衡阻力的情形，其中正确的是 （选填字母）。 （3）如图为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间的时间间隔为，现测出各计数点到A点之间的距离，如图所示。根据纸带可求得，此次实验中小车的加速度测量值 。（结果保留两位有效数字） （4）该小组多次实验后根据实验数据作出了小车的加速度a随合力F的变化图线如图所示，图丙中的图线上部出现了弯曲偏离了原来的直线，其主要原因是 。 A．该小组做实验时不满足盘和重物质量m远小于小车和车上砝码总质量M B．该小组未将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡阻力 C．该小组平衡阻力时长木板右端垫高倾角太大 （5）该小组利用所作的加速度a随合力F的变化图线求得了小车及砝码的总质量 kg。 【答案】 D B A 【详解】（1）[1]AB．甲图是电火花打点计时器，使用的是220V的交流电，乙图是电磁打点计时器，使用的是6V~8V的交流电，故AB错误； C．利用打点计时器不能直接测量计数点的瞬时速度，而是间接的通过极短时间内的平均速度来代替瞬时速度，故C错误； D．电磁打点计时器和电火花计时器在本实验中的作用是相同的，都具有计时功能，故D正确。 故选D。 （2）[2]平衡阻力时，将木板装有打点计时器的一端垫高一定的角度，在不挂托盘及砝码的情况下，让小车连接纸带，接通电源后轻推小车，让小车拖动纸带运动，打出来的纸带舍掉前端不清晰部分，若纸带上的点迹是均匀的，则说明平衡了摩擦力。 故选B。 （3）[3]根据逐差相等公式 可得加速度 （4）[4]本实验中，用盘和重物的重力代替小车和车上砝码所受到的合外力，根据 ， 联立可得 可知只有当盘和重物质量m远小于小车和车上砝码总质量M时，盘和重物的重力才近似等于小车和车上砝码受到的合外力，因此可知，小车的加速度a随合力F的变化图线上部出现了弯曲偏离了原来的直线，其主要原因是该小组做实验时不满足盘和重物质量m远小于小车和车上砝码总质量M。 故选A。 （5）[5]根据 变式可得 可知图像的斜率表示小车及砝码的总质量的倒数，由图线可得斜率 由此可知小车及砝码的总质量 16．（23-24高一上·北京西城·期末）图甲所示的装置可以用来“探究加速度与力、质量的关系”，其中小车与车中砝码的总质量记为M，砂与砂桶的总质量记为m，重力加速度为g。 （1）除了图甲中器材外，在下列器材中还必须使用的有 （选填选项前的字母）。 A．220V、50Hz的交流电源    B．低压直流电源    C．天平（或电子秤）    D．刻度尺 （2）宇恒同学在保持m一定时，探究小车的加速度a与M的关系。 ①关于该实验，下列说法正确的是 。 A．平衡摩擦力时，砂桶应用细线通过定滑轮系在小车上且小车后面的纸带也应连好 B．平衡摩擦力时，如果纸带上打出的点距是均匀的，说明重力沿斜面方向的分力刚好平衡了小车所受的摩擦力 C．实验中应改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带 D．实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车 ②图乙是某次实验打点计时器打出的一条纸带（部分）。若B，C，D计数点间的时间间隔均为0.10s，从图中给定的数据，可求出小车的加速度大小是 m/s²，打下C点时小车的瞬时速度大小是 m/s。（计算结果均保留两位有效数字） ③该实验中“细线对小车的拉力F的大小等于砂和桶所受的总重力的大小”是有条件的。若实验前已经补偿了阻力，根据牛顿第二定律可计算出细线作用于小车的拉力F的大小为 （用题中的M、m以及重力加速度g表示）。 ④该同学根据测得的多组数据画出关系图像，如图丙所示，发现该图线既不通过坐标原点且AB段明显偏离直线，分析其产生原因，下列说法正确的是 。 A．不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力不足 B．不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力过度 C．图线AB段弯曲可能是砂与砂桶总质量未满足远小于小车与车内砝码总质量的条件 （3）小王同学在保持M一定时，探究小车的加速度a与受力F的关系时，根据实验数据做出a-F图像，如图丁所示（若实验前已经补偿了阻力）。小傅同学利用最初的几组数据拟合了一条直线OAP。一条与纵轴平行的直线和这两条图线以及横轴的交点分别为P、Q、N。求 （用题中的M、m表示）。 【答案】 ACD BD 1.0 0.44 AC 【详解】（1）[1] 探究牛顿第二定律实验中，电火花打点计时器需要连接220V、50Hz的交流电压，用天平秤小车的质量M和砂与砂桶的总质量记为m，还需要刻度尺量位移从而求出加速度，故需要的器材选ACD。 （2）[2] ①AB．平衡摩擦力时，小车后面的纸带也应连好,即平衡了纸带的摩擦，同时纸带上打点是否均匀可判断平衡摩擦力是否合适；但小车的前端不能挂砂桶，是利用小车自身的重力分力去平衡摩擦力；故A错误，B正确； C．实验中应控制变量法，但实验目的是保持m一定时探究小车的加速度a与M的关系，故不能要改变砂和砂桶的质量，应改变小车的质量，打出几条纸带，故C错误； D．实验时，先接通打点计时器的电源，使得打点稳定后再放开小车，故D正确。 故选BD。 ②[3]纸带上有连续相等时间的两段位移，由判别式可得 [4]C点是BD段的中间时刻点，其速度等于BD段的平均速度，有 ③[5] 实验前已经补偿了阻力，则对小车和砝码由牛顿第二定律有 解得 ， ④[6]AB．图像不过坐标原点而有横截距，表示合外力不等于零时而加速度等于零，即平衡摩擦力不够，故A正确，B错误； C．只有满足时，细绳的拉力才能近似用砝码的重力代替，图像才是倾斜直线，故图线AB段弯曲可能是砂与砂桶总质量未满足远小于小车与车内砝码总质量的条件，故C正确。 故选AC。 （3）[7] 图中PN对应小车合力为悬挂物的重力mg时的加速度a1，即 图中QN对应小车的真实加速度a2，设此时细线的拉力为F，则对小车有 对悬挂物有 联立解得 即 17．（23-24高一上·山东济南·期末）某实验小组用图所示的实验装置图科学探究“加速度与力、质量的关系”。 （1）实验小组在某次实验中得到一条记录小车运动的纸带，如下图所示。取计数点A、B、C、D、E（相邻两计数点间还有四个点未画出），，已知打点计时器使用的交流电源频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度为 （结果保留2位有效数字）； （2）保持悬挂钩码的质量不变，改变小车中砝码质量，进行多次测量，得到小车加速度a、小车和砝码质量M及其对应的的数据如表中所示： 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 小车加速度 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 小车和砝码质量 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60 请在下图所示的坐标纸中画出图像， 根据做出的图像得到的结论是 。 （3）若通过某组数据得到如图的图像，请分析可能的原因 A．实验操作时平衡摩擦力过度 B．实验操作时未平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足 C．实验过程中没有使悬挂钩码的质量远小于小车和砝码的总质量 【答案】 0.42 合力一定时，加速度a大小与小车和砝码总质量M成反比 B 【详解】（1）[1]相邻两计数点的时间间隔为 根据逐差法求出小车的加速度为 （2）[2]根据描点法画出图像如图所示。 [3]根据做出的图像得到的结论是：合力一定时，加速度a大小与小车和砝码总质量M成反比。 （3）[4]根据牛顿第二定律 整理得 可知通过某组数据得到如图的图像，请分析可能的原因是实验操作时未平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足。 故选B。 18．（23-24高一上·甘肃白银·期末）某物理兴趣小组为获得当地重力加速度的数值，设计了如下实验，并进行了一系列的探究过程，假设你也是其中一员，请补充完整横线部分内容。    （1）操作过程如下：①将打点计时器固定在铁架台上，如图甲所示；②将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔；③先 ，再释放纸带；④重复步骤①②③，获得点迹清晰的几条纸带。 （2）探究过程：其中一条纸带的点迹及数据如图乙所示。图中直尺上刻度的单位为，A、B、C、D、…依次表示连续打下的点。已知打点计时器所接交流电源的频率为。 ①打点计时器打下相邻两点的时间间隔 ；A点 （选填“是”或“不是”）打点计时器打下的第一个点。 ②小明同学量出A、C间的距离为，则可算出打点计时器打下点B时的速度 ，小强同学量出E、G间的距离为，则可算出打点计时器打下点F时的速度 。 ③利用可求得重力加速度 ；若已知当地的重力加速度为，则测量值与真实值的差距可能是由实验所用交流电源的实际频率 （选填“大于”或“小于”）所导致的。 【答案】 接通电源 0.02 不是 0.60 1.40 10.0 小于 【详解】（1）③[1]打点计时器在纸带上打点时应先接通电源，打点稳定后再释放纸带； （2）①[2]打点计时器的打点周期 [3]由图乙可知A、B的距离远大于，故A点不可能是打点计时器打下的第一个点； ②[4][5]根据平均速度等于中间时刻瞬时速度有 ③[6]根据加速度的定义式，可得 [7]由以上分析可知，重力加速度的测量值大于真实值，可能是实际打点周期大于，也就是实验所用交流电源的实际频率小于。 19．（23-24高一上·云南昆明·期末）某学习小组用如图甲所示的实验装置在某地测自由落体的加速度。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过电磁打点计时器，打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可求出自由落体加速度。    （1）除图甲中所示的装置之外，还必须使用的器材是 A．直流电源、秒表、刻度尺     B．直流电源、刻度尺 C．交流电源、秒表、刻度尺     D．交流电源、刻度尺 （2）小娜同学选取一条符合要求的纸带从中截取一段，O、A、B、C、D为纸带上选取的五个连续点。用刻度尺测量出各点的间距如图乙所示。已知电磁打点计时器的工作频率为，根据纸带可求出重锤下落到C点的速度= ，重锤下落的加速度 。（以上结果均保留两位有效数字）    （3）若小强同学选择用光电门测量自由落体加速度，装置如图丙所示，直径为d的小球从与图中试管夹等高的地方由静止下落，光电计时器记录下小球通过光电门A、B所用的时间分别为和，小球通过光电门A、B间的时间为t，则小球经过光电门A时的速度表达式 ，小球的加速度表达式 （以上表达式均用已知字母表示）。    【答案】 D 【详解】（1）[1]电磁打点计时器会用到交流电源，且打点计时器可直接确定运动时间，所以不需要秒表。测量两点之间的距离会用到刻度尺。 故选D。 （2）[2] 电磁打点计时器的工作频率为，所以打点时间间隔为，利用中间时刻的速度等于平均速度可知 [3]利用逐差法可知加速度为 （3）[4]小球经过光电门A时的速度表达式 [5]小球经过光电门B时的速度为 小球的加速度表达式 20．（23-24高一上·广东广州·期末）用图甲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，如图乙中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、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，如图丙所示。 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50Hz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）在图丙中已标出计数点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 ，v-t图像与纵轴交点的物理意义是 。 （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，对的要求是 （填“越小越好”、“越大越好”或“与大小无关”）； 从实验的角度看，选取的大小与速度测量的误差 （填“有关”或“无关”）。 【答案】 A C 小车的速度随时间均匀变化 加速度 O点的速度 越小越好 有关 【详解】（1）[1][2]打点计时器需要电压合适的50Hz交流电源，需要刻度尺测量纸带，故选AC； （2）[3] 在该图中标出计数点C对应的坐标点，画出图像如图 （3）[4]观察图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是小车的速度随时间均匀变化，且图像是一条倾斜的直线。 [5]图像斜率的物理意义是小车的加速度； [6] v-t图像与纵轴交点的物理意义是初速度，即O点的速度； （4）[7][8]越小，则越接近打计数点时小车的瞬时速度，所以越小越好。计算速度需要用到的测量值，所以大小与速度测量的误差有关。 21．（23-24高一上·广东惠州·期末）图为某同学利用电火花打点计时器得到表示小车运动过程的一条纸带，通过数据处理和分析判断小车的运动性质，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的频率，其中：、、、、、。 （1）电火花打点计时器所用电源为 。 A．直流    B．直流    C．交流    D．交流 （2）通过分析纸带，在表中列出了打点计时器打下、、、时小车的瞬时速度大小，则打点计时器打下点时小车的瞬时速度大小为 （结果保留三位有效数字）。 位置 速度 0.792 0.833 0.915 0.956 （3）根据表中的实验数据，以点为计时起点，在图中画出小车的速度—时间图像。 （4）通过分析图中纸带的测量数据或者图中的速度一时间图像均可以判断出小车做匀变速直线运动，理由是 （说出一条理由即可）。 （5）请直接用、、、、、和打点计时器打点的频率来计算小车的加速度，得 （用所给字母符号表示）。 【答案】 C 连续相邻相等时间内位移之差相等或不变或恒定；或速度图像是一条倾斜的直线 【详解】（1）[1]电火花打点计时器所用电源为交流220V，故选C。 （2）[2]打点计时器打下点时小车的瞬时速度大小为 （3）[3]画出小车的速度一时间图像； （4）[4]连续相邻相等时间内位移之差相等或不变或恒定；或速度图像是一条倾斜的直线 （5）[5]由逐差法可得小车的加速度 22．（23-24高一上·山东威海·期末）某同学利用图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动规律，通过实验得到一条图乙所示的纸带，并在纸带上取了A、B、C、D、E、F、G七个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点没画出，D、E、G到A点的距离分别为、和，打点计时器所用电源的频率为f。请回答下列问题： （1）实验中，下列措施必要的是 。 A．细线必须与长木板平行 B．先接通电源再释放小车 C．保证小车的质量远大于钩码的质量 D．抬高长木板不带定滑轮的一端，平衡小车与长木板间的摩擦力 （2）计算F点速度大小的表达式为 （用题中字母表示）。 （3）若测得，，则纸带运动的加速度 （已知）。 （4）若实验时交流电的频率大于50Hz，则加速度的测量值 （选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】 AB/ BA 1.5 小于 【详解】（1）[1] A B．为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平；同时为了打点稳定，应先开电源再放纸带，AB正确； CD．本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量，不需要平衡摩擦力，只要能让小车做匀加速运动即可，只要摩擦力恒定即可，CD错误； 故选AB。 （2）[2] 相邻两个计数点间时间间隔 计算F点速度大小的表达式为 （3）[3] 由逐差法，纸带运动的加速度 （4）[4] 若实验时交流电的频率大于50Hz，打点周期小于，实际周期算大了，故加速度的测量值小于真实值。 23．（23-24高一上·山东临沂·期末）某同学用如图所示的装置验证“力的平行四边形定则”，每个钩码的质量为50g，其部分实验操作知下。（重力加速度为g取，结果保留两位有效数字） （1）请完成下列相关内容： a．在竖直放置的木板上的白纸上记下悬挂两个钩码静止时弹簧末端的位置О，如图一所示（木板未画出）。 b．卸下钩码，然后将两绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将弹簧末端拉到位置О保持静止，此时绳AO沿水平方向，B弹簧测力计读数如图二所示，则此时A弹簧测力计的示数应为 N。 （2）实验中保持О点的位置不变，绳AO的方向不变，绳B的方向由初始位置顺时针旋转至竖直方向。则此过程中，有关两弹簧测力计示数、，的变化，下列说法正确的是 。 A．减小、减小 B．增大、增大 C．减小，先减小后增大 D．的最小值为零 （3）若弹簧末端拉至О位置时，弹簧的伸长量为2cm，则该弹簧的劲度系数为 。 【答案】 2.8 AD/DA 50N/m 【详解】（1）b[1]以O点为对象，根据受力平衡可得 其中B弹簧测力计的读数为 悬挂两个钩码时，弹簧弹力为 联立解得此时A弹簧测力计的示数为 （2）[2]实验中保持О点的位置不变，绳AO的方向不变，绳B的方向由初始位置顺时针旋转至竖直方向，以O点为对象，如图所示 由图可知，减小、减小，的最小值为零。 故选AD。 （3）[3]若弹簧末端拉至О位置时，弹簧的伸长量为2cm，根据胡克定律可得 可得该弹簧的劲度系数为 24．（23-24高二上·湖南娄底·期末）“探究加速度与力、质量的关系”实验装置如图甲所示，细绳一端与力传感器相连，另一端与砂桶相连，细绳与长木板平行，小车的质量为，砂和砂桶的总质量为，固定在小车前端的滑轮的质量为，打点计时器所接交流电源的频率为，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。 （1）实验时， （填“需要”或"不需要”）平衡小车受到的阻力； （填“需要”或“不需要”）满足“小车和滑轮总质量远大于砂和砂桶的总质量”这一条件。 （2）将小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，得到一条纸带如图乙，从O点开始每隔4个点取一个计数点，分别标记为O、A、B、C、D，小车的加速度大小为 （结果保留2位有效数字），同时记录力传感器的示数。 （3）某同学在正确操作实验后以加速度为纵坐标，力传感器的示数为横坐标，画出的图像是一条直线，如图丙所示，图像的斜率为，则小车的质量 。 A．    B．    C．    D． 【答案】 需要 不需要 1.6 C 【详解】（1）[1][2]小车所受合力由传感器测量，需要平衡摩擦力，但不需要满足“小车和滑轮总质量远大于砂和砂桶的总质量”这一条件。 （2）[3]相邻计数点的时间间隔为 小车加速度为 （3）[4]根据牛顿第二定律 得 斜率为 得 故选C。 25．（23-24高一上·广西百色·期末）某校高一年级实验小组利用如图甲所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz。 （1）若小车的总质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m，则当满足 条件时，可认为小车受到合外力大小等于砝码和砝码盘的总重力大小； （2）在探究小车加速度与质量的关系实验中，下列做法中正确的是 。 A．平衡小车摩擦力时，将装砝码的砝码盘用细线通过定滑轮系在小车上 B．平衡小车摩擦力时，将纸带连接在小车上 C．做实验时，使木板上方的细线与木板平行 D．小车运动的加速度可由牛顿第二定律直接求出 （3）甲同学通过对小车牵引纸带所打出的点进行测量，可以求出小车的加速度。如图乙是他在某次实验打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，则打计数点“3”时小车的速度大小为 ，小车的加速度为 。（本小题计算结果均保留两位有效数字） （4）实验中乙同学通过给小车上增减砝码来改变小车的总质量，得到小车的加速度与其质量的数据，画出图线后，发现当较大时，图线发生弯曲，该同学思考后对实验设计方案进行了修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象，则下列修正方案正确的是 。 A．改画与的关系图线    B．改画与的关系图线 C．改画与的关系图线        D．改画与的关系图线 【答案】 BC/CB 0.49 0.45 A 【详解】（1）[1]小车在沿斜板平行方向受到绳子的拉力T，砝码和砝码盘受到重力和绳子拉力，当小车做加速运动时，对小车，由牛顿第二定律有 对砝码和砝码盘，同理有 解得 当，可认为小车受到合外力大小等于砝码和砝码盘的总重力大小； （2）[2]A．平衡摩擦力时，即小车在木板上做匀速直线运动，不应将装砝码的砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上，故选项A错误； B．平衡摩擦力时，将纸带连接在小车上，打出点迹，用来判断小车是否做匀速运动，故B正确； C．实验时，应使斜板上的细线与木板平行，确保细线拉力沿小车运动方向，故选项C正确； D．本实验是探究加速度与力、质量的关系，小车运动的加速度不应该由牛顿第二定律直接求出，故选项D错误。 故选BC。 （3）[3]计数点“3”时小车的速度大小为 [4]小车的加速度为 （4）[5]根据第（1）问分析可知 与成正比，该同学的修正方案是改画与的关系图线，故选项A正确。 26．（23-24高一上·安徽宣城·期末）“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。小车后面固定一条纸带，穿过电火花计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。 （1）在安装器材时，要调整定滑轮的高度，使拴小车的细绳与木板平行。请选出你认为这样做的目的是 （填字母代号） A．防止打点计时器在纸带上打出的点痕不清晰 B．为达到在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力 C．防止小车在木板上运动过程中发生抖动 D．为保证小车最终能够实现匀速直线运动 （2）实验中 （选填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码质量远小于小车质量。 （3）某小组在实验中打出的纸带一部分如图乙所示。用毫米刻度尺测量并在纸带上标出了部分段的长度。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。由图数据可求得：打点计时器在打点时小车的瞬时速度大小为 m/s；小车做匀加速运动的加速度大小为 m/s2。（计算结果均保留三位有效数字） （4）某同学根据实验数据作了加速度与力的关系图像如图丙所示，图线不过原点的原因是 A．钩码质量没有远小于小车质量 B．平衡摩擦力时木板倾角过大 C．平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力 【答案】 B 不需要 2.32 4.00 B 【详解】（1）[1]实验中调节定滑轮高度，使细绳与木板平行，可在平衡摩擦力后使细绳的拉力等于小车所受的合力，如果不平行，细绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力。 故选B。 （2）[2]由于本实验中的力传感器可以读出绳的拉力，所以不需要满足所挂钩码质量远小于小车质量。 （3）[3]打点计时器在打A点时小车的瞬时速度大小为 [4]小车做匀加速运动的加速度大小为 （4）[5]由图像丙可知，当没有挂钩码时小车具有加速度，说明平衡摩擦力时木板倾角过大。 故选B。 27．（23-24高一上·浙江·期末）物理实验小组用如图（a）所示的装置，探究加速度与力、质量的关系。现研究质量不变的情况下，加速度与力的关系。 图（a） (1)关于本实验，下列说法正确的是______。 A．必须平衡摩擦力 B．必须控制槽码质量不变 C．必须控制小车质量不变 D．必须保证槽码的质量远小于小车的质量 (2)若采用电磁打点计时器，则需要学生电源提供 （填“交流电”或“直流电”），若采用电火花打点计时器，则所用电源提供 （填“交流电”或“直流电”）。 (3)某同学在实验中得到如图（b）所示的一条纸带（两计数点间还有四个计时点没有画出），已知打点频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度大小为 （结果保留三位有效数字）。 (4)按正确操作完成实验，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图像是一条过原点的直线，如图（c）所示，若直线斜率为k，则小车（包含定滑轮）的质量为 （用k表示）。 【答案】(1)AC (2) 交流电 交流电 (3)2.00 (4) 【详解】（1）A．为了使小车受到的合力等于弹簧测力计测量值的2倍，故该实验必须平衡摩擦力，故A正确； BC．根据控制变量法，探究小车运动的加速度与力的关系，故要保证小车的质量不变，而要改变槽码的质量改变拉力，故B错误，C正确； D．因为拉小车的力可以用弹簧测力计示数的2倍来表示，所以不需要保证槽码的质量远小于小车的质量，故D错误。 故选AC。 （2）[1][2]若采用电磁打点计时器，则需要学生电源提供交流电；若采用电火花打点计时器，则所用电源提供交流电。 （3）相邻两计数点间的时间间隔为 由逐差法可知小车的加速度大小为 （4）对小车（包含定滑轮）整体由牛顿第二定律 变形可得 根据图像的斜率可知 所以小车（包含定滑轮）的质量为 28．（23-24高一上·江苏常州·期末）某同学用如图甲所示装置探究“加速度与合外力的关系”实验，按要求完成下列问题： (1)关于本实验的一些说法，正确的是 。 A．小车靠近定滑轮，先接通电源再释放小车 B．钩码质量要远小于小车质量 C．补偿阻力时，将无滑轮端适当垫高，并在小车前端连接轻绳且悬挂钩码 D．补偿阻力时，将无滑轮端适当垫高，并在小车后端连纸带且穿过打点计时器，但前端不需要连接轻绳悬挂钩码 (2)调节完毕后，如图乙是某次实验打出的一条纸带，纸带上每五个计时点取一个计数点，测得相邻计数点间的间距。已知所用交流电的周期为T，则相邻计数点间的时间间隔为 ，小车加速度的表达式 （用题及图中所给字母表示） (3)如果某次实验所用的钩码重力为G，弹簧测力计的示数为F，不计动滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦，则下列关系正确的是 。 A．　　B．　　C．　　D． (4)改变悬挂钩码的质量重复实验，测得多组加速度a与弹簧测力计的示数F，作出图像为一过原点的倾斜直线，其斜率为k，则小车质量 。若实验中所用交流电的实际周期小于T，则根据图像求得的小车质量将 （填“偏大”“偏小”或“不变”） 【答案】(1)D (2) (3)C (4) 偏大 【详解】（1）A．为充分利用纸带，小车应放置在长木板左端，为打点稳定，应先接通电源再释放小车，故A错误； B．弹簧测力计可直接测出绳上拉力，故不需要满足钩码质量远小于小车质量的条件，故B错误； CD．补偿阻力时，将无滑轮端适当垫高，并在小车后端连纸带且穿过打点计时器，但前端不需要连接轻绳悬挂钩码，故C错误，D正确。 故选D。 （2）[1]纸带上每五个计时点取一个计数点，共五个间隔，相邻计数点间的时间间隔为 [2]根据匀变速直线运动的规律 小车加速度的表达式为 （3）由于钩码加速下落，设钩码质量为m，加速度为a，则由牛顿第二定律可得 解得 故选C。 （4）[1]由牛顿第二定律可得 整理得 图像的斜率为 小车质量 [2]若实验中所用交流电的实际周期小于T，则测算所得的加速度偏小，则斜率偏小，则所得质量偏大。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$