专题05 力学实验（期末真题汇编，广东专用）高一物理上学期

专题05 力学实验 4大高频考点概览 考点01 测量速度和加速度 考点02 探究弹力与形变量的关系 考点03 探究两个互成角度的力的合成规律 考点04 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 地 城 考点01 测量速度和加速度 1．(24-25高一上·广东梅州·期末)某同学进行“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。 (1)图中的甲、乙是实验室常用的两种打点计时器，图________（选填“甲”或“乙”）是电磁打点计时器。 (2)图所示关于轨道末端滑轮高度的调节正确的是（　　） A． B． C． (3)某次实验用频率为的打点计时器获得如图所示的纸带，计数点、、、、间均有4个点未画出，则小车的加速度大小为________。（计算结果保留2位有效数字） (4)如果当时电网中交变电流的电压变成，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 2．(24-25高一上·广东佛山·期末)感光变色PU皮革在紫色激光的照射下会短时间变深色，小迪利用这一特性制作了一个激光打点计时器（图b）用于探究物体自由下落的运动规律。激光打点计时器内部含有电池和微控制器，微控制器控制激光头通电图像如图a所示，其通电周期，在一个通电周期内发射激光时长。 小迪用激光打点计时器探究该计时器自由下落的运动情况，他把计时器水平放置在竖直悬挂并固定的感光变色PU皮革前，如图b；静止释放计时器，最后在PU皮革上留下一串小短线，如图d所示。 (1)若测得某条小短线的长度如图c所示，该短线长度______cm。计时器打这条线过程中的平均速度_____m/s（结果保留3位有效数字）。 (2)若相邻小短线上侧端点间的距离分别为，，，（如图d），可求得重力加速度大小______。（结果保留3位有效数字） (3)小短线的长度增加______（填“是”或“不是”）均匀的。请说明理由____________。 3．(24-25高一上·广东汕头潮阳区·期末)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是_______。    (2)图乙是“测量做直线运动物体的瞬时速度”实验装置示意图。其实验操作步骤如下，请将缺少的部分补全： a．按照实验装置，把打点计时器固定在长木板_______（选填“远离”或“靠近”）滑轮的一端，接好电源（电压220V，频率50Hz）； b．把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面； c．把小车停在_______（选填“远离”或“靠近”）打点计时器处，先接通电源后释放小车； d．小车运动一段时间后，关闭打点计时器，取下纸带； e．更换纸带重复实验三次，选择 如上图所示的一条比较理想的纸带（两相邻计数点间还有4个点未画出）测得，经过分析计算得知打A点时小车的瞬时速度大小是_______（计算结果保留两位有效数字）。    (3)下图是用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，去“探究弹力与弹簧形变量的关系”的实验装置示意图，为完成实验，还必需增补的一件实验器材是_______。    4．(24-25高一上·广东深圳罗湖区·期末)某同学利用如图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动，某次得到的纸带如图乙所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G、7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个计时点（图中没有画出），打点计时器接频率为的交流电源； (1)关于打点计时器的使用说法正确的是___________。 A．电磁打点计时器使用的是直流电源 B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源 C．为了取尽可能多的数据，应截取纸带上所打点最密集的部分研究 D．纸带上打的点越疏，说明物体运动的越快 (2)打下点时小车的速度__________；小车的加速度大小为__________；（结果均保留两位有效数字） (3)该同学在实验时未垫高木板平衡摩擦力，那么加速度的测量值__________（选填“大于”“小于”、或“等于”）实际值。 5．(24-25高一上·广东深圳光明区·期末)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)A同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，他用两个弹簧测力计把结点拉到位置O，如甲图所示，右侧弹簧测力计的读数为_______N。 (2)B同学用乙图所示的实验装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀变速直线运动，打出的纸带的一部分如丙图所示，其中A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点之间还有4个点未画出，已知打点计时器的电源电压周期为0.02s。 ①下列操作正确的有______（填选项代号）； A．在释放小车前，小车要远离打点计时器 B．沙和沙桶的总质量要远小于小车的总质量 C．电火花计时器应使用低压直流电源 D．此实验可以不用平衡摩擦力 ②打点计时器打下C点时小车的瞬时速度大小为_______m/s（结果保留两位有效数字）； ③小车运动的加速度大小为_______（结果保留两位有效数字）； ④若实验时电源的电压周期略低于0.02s，但该同学并不知道，得到的小车加速度_________（填“偏大”或“偏小”或“不变”）。 6．(24-25高一上·广东潮州潮安区·期末)某实验小组用如图1的装置“探究加速度与力、质量的关系”。所用交变电流的频率为50Hz。 (1)实验中可采用如图甲、乙所示的两种打点计时器，请回答下面的问题： 图乙是______（选填“电磁打点”或“电火花”）计时器，电源采用的是______（选填“交流8V”“交流220V”或“四节干电池”）。 (2)实验以小车为研究对象，为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，应把木板一侧垫高，调节木板的倾斜度，使小车在______（填“挂”或“不挂”）槽码时能拖动纸带沿木板做______直线运动。 (3)实验中打出的纸带如图2所示，由该纸带可求得小车的加速度______（计算结果保留2位有效数字）。 (4)某同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力F，由实验数据作出图像如图3所示，图线不过原点的原因是______。 7．(24-25高一上·广东清远·期末)某校物理兴趣小组采用摄像技术记录空心塑料小球的下落情况，然后在视频中每隔0.02秒截出一张照片，如下图所示。 (1)读出小球上边缘在刻度尺上的位置，，，，，将小球在开始下落后的相等时间间隔内下落的高度分别记为、、和，其中______cm； (2)小球下落的加速度______（计算结果保留三位有效数字）； (3)计算得到的小球下落的加速度______（填“大于”，“小于”或“等于”）当地的重力加速度，你觉得可能的原因是______（写出一个原因即可）。 8．(24-25高一上·广东深圳光明区·期末)如甲图所示是利用气垫导轨测量当地重力加速度g的实验装置。主要的实验操作如下： （1）将气垫导轨适当倾斜放置并固定。在气垫导轨上取相距较远的两点，测出这两点沿导轨方向的长度L和这两点在竖直方向的高度差H，计算气垫导轨与水平方向夹角的正弦值_________。 （2）用毫米刻度尺测量小滑块上的遮光条的宽度d如乙图所示，则d=________mm。 （3）接通气源，小滑块与气垫导轨间的摩擦力近似为零。让小滑块从气垫导轨上O点由静止释放。记录遮光条通过光电门的时间t，则小滑块通过光电门的速度大小v=________（用字母表示）。 （4）用毫米刻度尺测出O点处遮光条所在位置到光电门中心的距离s。 （5）改变小滑块静止释放的位置，重复以上操作。 （6）由测得的多组数据做出图像，如丙图所示。若图像的斜率为k，则当地重力加速度g=_______（用d、L、k、H表示）。 地 城 考点02 探究弹力与形变量的关系 1．(24-25高一上·广东佛山·期末)某同学利用如图所示装置探究弹簧弹力与伸长量的关系，弹簧自然悬挂时指针指在7.75cm处，挂上三个均为50g的钩码后，指针所指刻度如图所示，某时刻第3个钩码由于没有挂好突然掉落，重力加速度g取，则下列说法正确的是（　　） A．弹簧的劲度系数约为0.10N/cm B．钩码掉落的瞬间，铁架台对桌面的压力变小 C．钩码掉落的瞬间，剩余两个钩码的加速度大小为 D．钩码掉落的瞬间，第2个钩码对第1个钩码的作用力为0.75N 2．(24-25高一上·广东汕尾·期末)某同学使用图甲所示的实验装置、做探究弹簧弹力和弹簧伸长量关系的实验。 (1)在实验中，下列操作正确的是（　　） A．用刻度尺测得弹簧的长度减去自然下垂时的原长即为弹簧的伸长量 B．用是挂钩码的方法给弹簧施加拉力、读数时必须保证钩码处于静止状态 C．为减小误差，弹簧应放置在水平面测量原长 D．挂质量不同的钩码，最终得到的结论是弹簧的弹力与其长度成正比 (2)某次实验时，弹簧的长度如图甲所示，则弹簧长度为________。 (3)图乙是实验测得的某根弹簧悬挂的钩码质量与弹簧伸长量之间的关系，取，则该弹簧的劲度系数是________。 3．(24-25高一上·广东清远·期末)为探究弹簧的弹力与形变量之间的关系，某同学用铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码、铅笔等器材，按照如下实验步骤完成实验： a、如图甲，将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺； b、记下弹簧不挂钩码时其下端指针在毫米刻度尺上的读数； c、逐一将钩码挂在弹簧的钩子上； d、每添加一个钩码后，待弹簧静止，记录此时指针在毫米刻度尺上的读数； e、取下钩码、弹簧和毫米刻度尺，整理仪器。 请完成下列问题： (1)图乙为弹簧不挂钩码时其下端指针在毫米刻度尺上所对应的读数，则______cm； (2)关于本实验中的实验操作及实验结果，以下说法正确的是______（填标号）。 A．该实验前须先将弹簧水平放置测量其原长 B．在安装毫米刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态 C．不挂钩码时的读数为弹簧的原长 D．每次添加钩码后，应保证钩码处于静止状态再读数 4．(24-25高一上·广东湛江·期末)某实验小组要测量弹簧的劲度系数，他们利用智能手机中自带的定位传感器设计了如图所示的实验，手机软件中的“定位”功能可以测量手机竖直方向的位移（以打开定位传感器时手机的位置为初位置）。实验小组进行了如下主要的实验步骤，正确的顺序是______ A．按图安装实验器材，弹簧上端固定在横杆上，下端与手机连接，手机重心和弹簧在同一竖直线上 B．在手机下方悬挂一个钩码，缓慢释放，当手机和钩码静止时记录下手机下降的位移 C． 在坐标纸中描点作出图像，如图乙所示 D．改变钩码个数，重复上述操作，记录相应的位移 E. 手托着手机缓慢下移，手离开手机，手机静止时，打开手机中的定位传感器 5．(24-25高一上·广东广州九区·期末)某实验小组利用如图所示的实验装置来测量橡皮绳的劲度系数。将手机悬挂在橡皮绳下，利用手机内置传感器结合软件可获得手机运动的位移。 （1）该实验小组进行了如下主要的实验步骤： ①安装实验器材，橡皮绳分别与手机和铁架台连接，手机重心和橡皮绳在同一竖直线； ②手掌托着手机，使橡皮绳处于原长状态，打开手机软件； ③缓慢释放手机，当手机平衡时记录下手机下降的高度； ④在手机正下方悬挂不同个数的钩码，每个钩码的质量，缓慢释放，当钩码平衡时，记录下从橡皮绳原长开始下降的伸长量； ⑤重复上述第4步操作，数据记录如表所示； （2）根据表格中的数据，在答题纸图中描点作出钩码数量与手机位移图像______； 钩码数量 0 1 2 3 4 手机下落高度 1.50 2.01 2.51 2.99 3.50 （3）根据图像，可知不挂钩码时，橡皮绳的伸长量为_____cm； （4）已知每个钩码的质量为50g，重力加速度，由图像可以求得弹力绳的劲度系数为______，由此计算出手机的质量为______g。（结果保留三位有效数字） （5）某同学查阅相关资料得知当地重力加速度的值为，若考虑此因素的影响，实验测得的劲度系数结果______（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 6．(24-25高一上·广东惠州·期末)下列是《必修第一册》中的学生实验，请回答下列问题。 (1)“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，以弹簧弹力F为纵坐标，以弹簧的总长度L为横坐标，根据测量数据作图如图（a）所示，则图像在横轴上的截距表示弹簧的______，该弹簧的劲度系数是______N/m。（结果保留两位有效数字） (2)某实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验如图（b）所示，本实验采用______的物理实验方法。当该小组用两个弹簧测力计将小圆环拉至O点后，需要记录的数据有：______和两细绳套的方向，其中图（c）中一弹簧测力计的示数为______N。（结果保留三位有效数字） 地 城 考点03 探究两个互成角度的力的合成规律 1．(24-25高一上·广东深圳龙岗区·期末)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)如图1所示，某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，主要实验步骤如下： ①轻质光滑小圆环（可视为质点）连接橡皮条的一端，橡皮条另一端固定； ②用两个弹簧测力计通过互成角度的两根细绳将圆环拉至O点，记录O点的位置，并记录______； ③要求用一个弹簧测力计拉橡皮条与用两个弹簧测力计同时拉橡皮条的“作用效果相同”。为满足此要求，实验中应保证______。 (2)如图2所示，某同学探究“小车的加速度与小车受力、小车质量的关系”的实验。 ①补偿阻力时，小车______（填“需要”或“不需要”）连接纸带； ②实验中要求小车的质量比砝码盘和砝码的总质量大很多，这样做的目的是____________。 上述做法引起的误差为______（填“偶然误差”或“系统误差”）。 (3)如图3（a）所示，某同学“探究口罩两侧弹性绳的劲度系数”。 ①将两条弹性绳A、B端拆离口罩并如图3（b）在水平面自然平展，总长度为51cm； ②如图3（c）用两个弹簧测力计同时缓慢拉A、B端，当两个弹簧测力计示数均为1.5N时，总长度为81cm。 ③可知图3（c）中每条弹性绳的形变量为______cm，每条弹性绳的劲度系数为______N/m。 2．(24-25高一上·广东汕头潮南区·期末)在“探究合力与分力关系”实验中，小明用两只弹簧测力计钩住细绳套将橡皮筋拉到O点，记录两根弹簧测力计的大小及方向，再用一根弹簧测力计将橡皮筋拉到O点，记录下此时弹簧测力计的大小及方向，读数结果如图所示，实验结果如图所示，则以下说法中正确的是（　　） A．弹簧测力计的读数为3.60N B．图中F为实际的合力 C．画平行四边形时需采用力的图示方法 D．第二次实验只需要将橡皮筋拉动相同长度就好 3．(24-25高一上·广东广州九区·期末)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验的部分步骤： (1)某同学用图甲的实验装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，实验时将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套，实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使结点到达某一位置。 ①本实验用到的方法是______； A．控制变量法    B．等效替换法    C．理想模型法 ②图甲中沿方向拉的弹簧测力计的示数为______N； ③根据实验数据在白纸上作出如图乙所示的力的图示，、、、四个力中，一定沿方向的力是______。（填上述字母） (2)某同学用下图中的装置进行实验，探究小车的加速度与小车受力，小车质量的关系。 ①下列说法正确的是______ A．图中的电磁打点计时器应接直流电源 B．平衡摩擦力时，需要把砝码盘通过细绳系在小车上 C．改变小车质量后，需重新平衡摩擦力 D．需调节定滑轮的高度，使滑轮与小车间的细绳与木板平行 ②实验中要求小车的质量比砝码盘和砝码的总质量大很多，这样做的目的是______。 ③实验中获得一条纸带如图所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50Hz，小车运动的加速度大小______。（计算结果要求保留两位有效数字） 4．(24-25高一上·广东深圳高级中学·期末)某同学用橡皮筋与弹簧测力计验证“力的平行四边形定则”，实验装置如图甲所示。其中A为固定橡皮筋的图钉，OB和OC为细绳。 (1)本实验中两次拉橡皮筋的过程，主要体现的科学方法是__________。 A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 (2)某次实验时，左侧弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计的示数为__________N。 (3)如果没有操作失误，图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是__________（填“F”或“”）。 (4)实验中某次拉力的示意图如图丁所示，图中。若保证O点位置不变，且拉力的大小不变，现将角减少少许，则角应__________，的大小应__________。（填“增大”或“减小”） 5．(24-25高一上·广东东莞·期末)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，如图所示，桌上放一块木板，用图钉把一张白纸钉在木板上，再用图钉把橡皮条一端固定在木板上的点，橡皮条的另一端通过一个轻质小圆环连接了两根细绳套，先用两个弹簧测力计分别钩住细绳套互成角度地拉动小圆环；再用一个弹簧测力计通过细绳套拉动小圆环。 (1)实验中用两个弹簧测力计与只用一个弹簧测力计拉动小圆环时，两次效果相同的依据是_________。 A．两个弹簧测力计示数之和等于一个弹簧测力计的示数 B．橡皮条上的轻质小圆环处于同一位置 C．橡皮条伸长相同的长度 (2)如图（b）所示，用两个弹簧测力计分别钩住细绳套互成角度地拉动小圆环时，两弹簧的弹力分别为，利用平行四边形定则得到其合力为；用一个弹簧测力计拉动小圆环时，弹簧的弹力为，则________（选填“”或“”）的方向一定与在一条直线上。 (3)下列操作正确的是_________。 A．在不超出量程的前提下弹簧测力计示数应适当大一些 B．两根细绳套与方向的夹角必须相等 C．标记同一细绳套方向的两点要适当远些 D．用两个弹簧测力计拉动小圆环时两细绳套的夹角应为 (4)实验中仅将两细绳套换成两根橡皮条，则________（选填“能”或“不能”）完成本实验。 6．(24-25高一上·广东清远·期末)实验小组采用图甲装置验证“力的平行四边形定则”。 （1）如图乙所示，直接用一个弹簧测力计去拉细绳，使汇力圆环与平板上的定位圆重合，记录这个拉力的大小和方向；此时拉力大小如图丁所示，则拉力______N； （2）分别将弹簧测力计连接在两根细绳的末端，使汇力圆环与平板上的定位圆重合，调整两条细绳的方向如图丙所示，记录两个拉力的方向，此时左右两弹簧的读数分别为、； （3）在戊图中用力的图示法验证“力的平行四边形定则”_____（请在答题卡上作答，其他地方作答无效）； （4）关于本实验中的实验操作及实验结果，以下说法正确的是______（填标号）。 A．拉橡皮条时，为了操作方便，可以稍微斜向上拉弹簧测力计 B．用汇力圆环代替细绳结点是为了更便捷、更准确的拉到同一位置，减小误差 C．细绳的方向沿着射线方向进行实验是为了减少实验误差和方便操作 D．用两弹簧测力计拉橡皮筋时，由于汇力圆环有抖动，此时可用手轻轻按住圆环以便准确读数 7．(24-25高一上·广东深圳南山区·期末)某同学利用两只弹簧测力计和一个茶杯在家庭实验室做验证平行四边形定则的实验。实验步骤如下： （1）用弹簧测力计测量茶杯的重力，示数如图甲所示，则茶杯的重力G=______N； （2）在竖直墙面上贴一张坐标纸； （3）如图乙所示，三根细绳的一端系成一个结点，另一端分别与两只弹簧测力计和茶杯相连。调节弹簧测力计的位置，茶杯静止时，在坐标纸上记录______、三根细绳的方向、两只弹簧测力计的示数； （4）根据力的大小和方向在坐标纸上作出三个力的图示； （5）改变弹簧测力计的位置重复步骤（3）、（4），进行多次实验时，______（填“需要”或“不需要”）使结点始终在同一位置。 （6）根据记录的数据，该同学在坐标纸上作出G、FP和FQ三个力的图示，如图丙所示。若三根细绳方向、重力的方向和大小均在丙图中正确表示出来，则根据平行四边形定则，可以判断其中力的大小记录有误的是______（选填“FP”或“FQ”）。 8．(24-25高一上·广东肇庆·期末)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，和为细绳。请回答下列问题： (1)本实验采用的科学方法是______（填正确答案标号）。 A．逐差法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．理想实验法 (2)图乙为根据实验数据在白纸上作的图，图中、、F、四个力，其中力______（选填“”“”“F”或“”）不是由弹簧测力计直接测得的。 (3)如果没有操作失误，图乙中的两力F与，方向一定沿方向的是______（选填“F”或“”）。 9．(24-25高一上·广东广州越秀区·调研)小明要进行“探究求合力的方法”实验，现有木板、白纸、图钉、橡皮条、细绳套和弹簧测力计。 (1)本实验中，小明采用的科学方法是“等效替代法”，其含义是（　　） A．橡皮筋OA可以用细绳替代 B．细绳OB可以用橡皮筋替代 C．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 D．一个弹簧测力计的作用效果可以替代两只弹簧测力计共同作用的效果 (2)图甲中，右侧弹簧测力计的示数为________N。 (3)如图乙为两只弹簧测力计拉力的图示，方格每边的长度表示0.5N，O是橡皮条的一个端点，请在图中画出合力F，测出________N。 10．(24-25高一上·广东梅州·期末)某同学尝试用一根弹簧测力计做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。主要步骤如下： a．将方木板平放在水平桌面，并用图钉把白纸固定在方木板上。 b．用图钉把橡皮条的一端固定在木板的点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系上细绳套。 c．把两条细绳套中的其中一条与弹簧测力计连接，另一条细绳用手直接抓住，同时互成角度地拉这两条细绳，使结点至点，记下________，并记录________和弹簧测力计的示数（如图所示），则________。 d．放回橡皮条后，将弹簧测力计连接到另一条细绳上，再同时拉这两条细绳，使结点至点，并使这两条细绳的方向________（选填“不变”或“改变”），读出弹簧测力计的读数。 e．用铅笔从点沿两条细绳方向画直线，按一定的标度作出和的图示，并以它们为邻边作出平行四边形，过点的对角线即为合力。 f．用弹簧测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置，记下________，按同一标度从点作出这个力的图示。 g．比较与的大小和方向，看它们在实验误差允许范围内是否相同。在某次实验中，拉力和的图示已作出（如图所示），方格每边的长度表示，是橡皮条的一个端点。请在答题卡中作出其合力________，并读出其大小为________。（结果保留两位有效数字） 11．(24-25高一上·广东湛江·期末)用如图甲所示的装置做“验证力的平行四边形定则”实验，弹簧测力计B挂于竖直木板上的固定点，下端用细线挂一重物，手持弹簧测力计A拉结点，分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录点的位置和拉力的方向。 (1)下列关于实验的要求正确的是______。 A．与弹簧测力计相连的细线应尽量长些 B．用铅笔顺着细线描出拉力的方向 C．弹簧测力计外壳与木板之间的摩擦力对实验没有影响 (2)图丙是测量时某弹簧测力计的示数，其示数为______N。 (3)该同学改变两弹簧测力计的夹角做第二次实验时，结点的位置发生了变化，与第一次相比两弹簧测力计拉力的合力将______（选填“不变”或“改变”）。 12．(24-25高一上·广东广州天河区·期末)某研究小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，将白纸固定在水平放置的木板上，橡皮筋的A端用图钉固定在木板上，B端系上两根带有绳套的细绳。 （1）如图（a），用两个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的不同方向同时拉橡皮筋，将橡皮筋的B端拉至某点O，记下O点位置和两细绳的方向，并读出两个拉力的大小分别为F1=______N和F2=2.00N。 （2）如图（b），撤去（1）中的拉力，现只用一个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的方向拉橡皮筋，再次将B端拉至O点，记下________，并读出拉力的大小为F=2.20N。 （3）如图（c），某同学以O点为作用点，用图示标度画出了力F的图示，请你画出力F1、F2的图示并尝试按平行四边形定则画出它们的合力F合________。 （4）比较F合与F的关系，发现两个力合成规律遵从平行四边形定则。 13．(24-25高一上·广东汕头潮阳区·期末)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，其目的是探究两个力产生的效果和某一个力产生的效果是否相同。 (1)在做“互成角度的两个力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计通过细线把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，下列操作正确的是_______。 A．为使实验结果准确，实验过程中弹簧的拉力越大越好 B．弹簧测力计应与木板平行，读数时视线应正对弹簧测力计刻度 C．把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间夹角一定要取 D．应先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条的另一端拉到O点 (2)实验中，某次弹簧测力计的示数如图甲所示，则其示数为_______N。 (3)在正确操作的情况下，某同学得到的结果如图乙所示，在图上标出的和四个力中，不是由弹簧测力计直接测得的力是_______。 14．(24-25高一上·广东潮州潮安区·期末)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)某同学利用如图a装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。 ①在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持___________（选填“水平”或“竖直”）状态。 ②通过实验得到如图b所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可劲度系数k=___________N/m。 ③利用本实验研究的弹簧做成一把弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图c所示时，测力计的示数为___________N (2)探究“两个互成角度的力的合成规律”实验中，木板竖直放置，橡皮筋一端固定，另一端拴有细绳套，如图a所示。先用两个弹簧测力计把橡皮筋下端拉至A点，如图b所示。再改用一个弹簧测力计把橡皮筋下端拉至B点，如图c所示。 ①本实验需要用到带细绳套的橡皮筋，图甲中最合适的带细绳套的橡皮筋是___________； ②在实验中必须使B点位置与A点位置___________。 ③本实验采用的科学方法是___________（选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”）。 15．(24-25高一上·广东江门·期末)某同学利用如图所示的装置验证力的平行四边形定则。在竖直木板上贴有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将三根足够长的细线的一头打一个结，结点为O，另一头分别挂上不同数量的钩码，每个钩码的质量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根细线的拉力、和。 (1)下列钩码个数，能使实验完成的是_ A．钩码的个数，， B．钩码的个数， C．钩码的个数 D．钩码的个数， (2)在拆下钩码和细线前，需要做的步骤是_ A．标记C点的位置 B．记录OA、OB、OC三根细线的方向 C．量出OA、OB、OC三段细线的长度 D．用天平测出钩码的质量 (3)在作图时，你认为图_存在明显错误 A．甲 B．乙 15．(24-25高一上·广东十八校·期末)某个实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，实验装置如图甲所示。 (1)请将下列实验步骤补充完整： ①用两个弹簧测力计互成角度的拉细绳套，使橡皮筋伸长，结点达到纸面上某一位置，记为； 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，________，记录弹簧测力计的拉力的大小和方向； ④按照力的图示要求、作出拉力、、； ⑤根据力的平行四边形定则作出和的合力； ⑥比较和的一致程度。 (2)步骤②中某个弹簧测力计指针位置如图乙所示，其读数为________。 (3)如图丙所示，步骤⑥中，方向一定沿方向的是________（填“”或“”）。 (4)若该小组的同学在步骤③中还测出橡皮筋的拉长量，假设橡皮筋遵守胡克定律，则该橡皮筋的劲度系数为________。 地 城 考点04 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 1．(24-25高一上·广东广州越秀区·调研)一实验小组设计的一个实验装置，用于探究一定质量小车的加速度与合外力的关系，电火花打点计时器接220V、50Hz的交流电源，小车前端用轻杆连一质量不计的光滑滑轮，如图甲所示。 (1)实验时，下列操作正确的是（　　） A．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 B．小车应靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源 C．实验过程中保证细绳始终与木板平行 D．为减小系统误差，砂和砂桶的质量m应远小于小车的质量M (2)实验小组要测量小车的加速度，纸带打出的部分计数点如图乙所示（每相邻两个计量数点间还有4个点未画出），其中，，，，可得小车的加速度________（结果保留两位小数） (3)实验小组根据测量的数据，做出加速度a与力传感器示数F的图像，如图丙所示。发现图线不过坐标原点，可能的原因是木板的倾斜程度________（填“过大”或“过小”）。图丙中图像的斜率为k，与纵轴的截距为b，可求出小车的质量________（结果用本小题字母表示） (4)实验小组重新调整实验装置，得到图像如图丁所示，可得出实验结论为：________________。 2．(24-25高一上·广东东莞·期末)某研究性学习小组利用如图所示的装置探究小车的加速度与质量的关系。 (1)下列操作正确的是_______。 A．拉小车的细绳一定要始终保持与桌面平行 B．拉小车的细绳一定要始终保持与长木板平行 C．平衡摩擦力时，一定要将钩码通过细绳与小车相连 D．每次改变小车的质量时，都要重新移动垫木的位置以平衡摩擦力 (2)本实验中认为细绳对小车的拉力等于钩码的总重力，由此造成的误差________（选填“能”或“不能”）通过多次测量来减小误差。 (3)正确平衡摩擦力后，按住小车，在小车中放入砝码，挂上钩码，打开打点计时器电源，释放小车，得到一条带有清晰点迹的纸带，在保证小车和砝码质量之和远大于钩码质量条件下，改变小车中砝码的质量，重复操作，得到多条纸带，记下小车中的砝码质量，利用纸带测量计算小车加速度，如图是其中一条纸带，是计数点，相邻两个计数点间都有4个计时点没有标出，已知打点计时器所接交流电频率为，则这条纸带记录小车的加速度大小为______（结果保留三位有效数字）。 (4)已知某次小车和砝码的质量之和为，钩码的总质量为，细绳中拉力的真实值为，实验要求相对误差不超过，即，则实验中选取钩码的总质量应该满足：________。 3．(24-25高一上·广东汕尾·期末)某兴趣小组使用如图甲所示的实验装置“探究小车加速度与合外力的关系”。小车后面用固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮与钩码相连，电源频率为。 (1)下列实验操作中，正确的是________（多选，填正确答案标号）。 A．实验时，先放开小车，再接通打点计时器 B．平衡摩擦力时，不能将钩码用组线通过定滑轮系在小车上 C．改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力 D．调节滑轮的高度，使牵引小车的组线与长木板保持平行 (2)在实验中得到一条如图乙所示的纸带，已知各相邻计数点之间有个点未标出，根据图中数据计算小车在打点时的瞬时速度大小为________，用逐差法计算小车的加速度大小________。（结果均保留位有效数字） (3)小组成员根据质量数据作出的图像，如图丙所示，由此可知该组同学做实验时可能存在的问题是________。 (4)在完成实验后，小组成员选用拉力传感器对实验方案进行改进，采用如图丁所示的实验装置重新进行探究，则新装置________（选填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。 4．(24-25高一上·广东肇庆·期末)某学习小组用如图甲所示的装置探究小车加速度与力、质量的关系。 步骤一：保持小车质量不变，通过改变沙桶中沙的质量来探究加速度与力的关系。（已知打点计时器的打点周期为0.02s） 步骤二：保持沙和沙桶质量不变，在小车上增加重物改变小车的质量，从而探究加速度与质量的关系。 (1)实验中，除打点计时器（含交流电源、纸带、复写纸）、小车、长木板、沙和沙桶外，在下面的器材中，必须使用的是______（填正确答案标号）。 A．刻度尺 B．停表 C．天平 (2)关于本实验，下列说法正确的是______（填正确答案标号）。 A．实验前需将小车轨道一端垫高，平衡摩擦力 B．需调节滑轮高度，使牵引小车的细线平行于长木板 C．步骤二中由于小车质量变化，则每次测量加速度时都需平衡摩擦力 D．若小车的质量远大于沙和沙桶的质量，则小车所受拉力可以近似等于沙和沙桶的重力 (3)实验中打出的其中一条纸带如图乙所示，每5个点取一个计数点。由该纸带上标示的测量数据可求得打B点时的速度______m/s，小车的加速度大小______。（结果均保留三位有效数字） (4)保持小车质量不变，学习小组又做了三组实验，在同一坐标纸中得到的a-F图像如图丙所示。 图线①产生的原因可能是______； 图线②产生的原因可能是______； 图线③产生的原因可能是______。 5．(24-25高一上·广东深圳高级中学·期末)某班第1学习小组用下图实验装置“探究加速度与力、质量的关系”。 (1)关于本实验，下列说法正确的是（　　） A．实验时，应先接通打点计时器的电源再释放小车 B．实验时，应先释放小车再接通打点计时器的电源 (2)下图是实验时平衡阻力的情形，其中正确的是__________（选填字母）。 A． B． C． (3)如图为实验中打出的某条纸带，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，测得数据如图所示，由此可以算出小车运动的加速度是__________。（保留三位有效数字） (4)利用测量数据可得到小车质量M一定时，小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图像（如图所示）。拉力F较大时，a-F图线明显弯曲，为避免a-F图线出现弯曲，可采取的措施是__________。 A．测小车的加速度时，利用速度传感器代替纸带和打点计时器 B．在增加桶内砂子质量的同时，在小车上增加砝码，确保砂和小桶的总质量始终远小于小车和砝码的总质量 C．将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替砂和小桶的重力 D．实验次数不变，每次增加桶内砂子的质量时，增幅小一点 6．(24-25高一上·广东惠州·期末)在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，进行了如下的操作： (1)平衡摩擦力，用如图1（a）所示的装置，反复调整木板的倾角，接通打点计时器电源，待打点稳定后轻推小车，若打出的三条纸带如图1（b）所示，打出纸带______（选填“A”、“B”或“C”），则说明摩擦力已经平衡好，此时小车所受摩擦力恰好与小车重力沿______方向的分力平衡。 (2)保持悬挂物质量不变，用如图2（a）所示的装置。改变小车的质量，得到多条纸带，其中一条纸带如图2（b）所示，0~6为计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，已知打点计时器所使用的交流电源的频率为50Hz，则打计数点2时小车的瞬时速度为______m/s，小车运动的加速度为______。（结果均保留两位有效数字） (3)保持小车质量不变，用如图2（a）所示的实验装置，______（选填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力，改变悬挂物的质量，同样得到多条纸带，计算并记录相关数据，以小车的加速度为纵坐标，以小车所受合力（即悬挂物的重力）为横坐标，描点作图如图3所示，图像中BC部分明显弯曲的原因是______。 7．(24-25高一上·广东汕头潮南区·期末)图（a）中是某小组同学利用自制器具探究小车的加速度和力、质量的关系，实验中用自制“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，小车前端细线跨过定滑轮挂上沙和沙桶。在小车运动过程中，滴水计时器每隔0.1s滴下小水滴，用纸带描绘水滴距离如图（b），记录下桌面上连续的6个水滴的位置。 (1)由图（b）可知，小车的运动情况是______（填“匀速直线运动”或“匀变速直线运动”或“变加速直线运动”） (2)除了题目中已出现的器材，下列器材中必须使用的有（　　） A．交流电源 B．秒表 C．天平（附砝码） (3)实验时应注意（　　） A．先释放小车，再打开计时器开关 B．先打开计时器开关，再释放小车 C．打开计时器开关并同时释放小车 (4)该小组同学根据图（b）的数据，计算小车运动到C点位置时的速度大小为______m/s，加速度大小为______m/s2。（计算结果均保留2位有效数字） (5)多次实验后，该小组同学得到一系列加速度a与合外力F的对应数据如图所示，从图像中可看出实验中存在的主要问题是下列哪些正确选项（　　） A．没有平衡摩擦力 B．平衡摩擦力过度 C．砝码增加到一定程度后无法满足小车的质量远小于沙和沙桶的总质量这一条件 8．(24-25高一上·广东十八校·期末)在某次探究小车的加速度与力、质量的关系的实验中，同学设计了如图甲所示的实验装置，小车的总质量为，重物的质量为。 (1)进行实验时，需要先将长木板倾斜适当的角度，这样做的目的是________，还要求重物的质量远小于小车的总质量，这样做的目的是________。（均填正确答案标号） A．使小车获得较大的加速度     B．使细线的拉力等于小车受到的合外力 C．使小车最终能匀速运动     D．使重物的重力近似等于细线的拉力 (2)进行实验时，打出的一条纸带的一部分如图乙所示。纸带上标出了连续的5个计数点、、、、，相邻计数点之间还有4个点没有标出，打点计时器接在频率为的交流电源上，小车运动的加速度大小为________（结果保留两位有效数字）。 (3)研究加速度与质量的关系时，若已经平衡了阻力，但重物的质量与小车的总质量间的关系不满足，由实验数据做出图线，则图线应是________（填正确答案标号）。 A． B． C． D． 9．(24-25高一上·广东广州天河区·期末)某实验小组采用如图甲所示的实验装置，探究“小车质量一定时，小车的加速度与它所受的合力的关系”。 试回答下列问题： (1)以下操作正确的是______。 A．使小车质量远小于砝码质量 B．调整垫块位置以补偿阻力 C．补偿阻力时移去打点计时器和纸带 D．释放小车后再接通打点计时器电源 (2)在实验过程中，打出了一条纸带如图乙所示，计时器打点的时间间隔为0.02s，选取A、B、C、D四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图乙中读出A、B两点间距s=________cm；C点对应的速度是________m/s，该小车的加速度大小a＝________m/s2（结果保留两位有效数字）。 (3)在满足实验条件时，研究小车质量一定的情况下其加速度a与砝码重力F（忘记测量砝码盘的质量，但其他操作均正确）的关系，得到a与F的关系应该是图丙中的______（填“①”、“②”或“③”）。 10．(24-25高一上·广东广雅中学·期末)某实验小组用如图所示的实验装置来“探究加速度与力、质量的关系”。 (1)某次实验时，测得小车的质量为，则细线所挂钩码的总质量较为合理的是________。 A．50g B．500g C．5kg D．50kg (2)如图是实验中得到的一条纸带，图中的数字为相邻两个计数点间的距离（每两个计数点间还有4个点没有画出来），打点计时器所用电源频率为。由这些已知数据计算： 该小车匀变速直线运动的加速度a=________m/s2（保留3位有效数字）； (3)如果实验中长木板的右端垫得过高，木板倾角过大，用表示小车的加速度，表示细线作用于小车的拉力，他绘出的关系图像可能是_。 A． B． C． D． (4)如果不断增加钩码的数量，则小车的加速度大小将趋近于某一极限值，此极限值为________。 11．(24-25高一上·广东佛山·期末)利用手机传感器可测量出手机运动时的加速度。某同学设计了如图甲所示的实验装置，开展“探究加速度与力的关系”的实验，步骤如下： （1）将手机固定在小车上，小车置于一端有定滑轮的长木板上，细线一端连接小车； （2）把长木板放在水平桌面上，细线另一端挂上小钩码，调节定滑轮，使细线与长木板平行，静止释放小车，通过手机测量出小车的加速度； （3）改变钩码的质量m，重复上述步骤，测得相应的加速度a； （4）作出小车加速度a与钩码质量m的图像。 根据实验步骤，回答以下问题： ①若小车和手机的总质量约为500g，则所挂钩码的总质量最合适的是( ) A.400g    B．200g    C．50g ②若实验中画出了的图像如乙图所示，根据图像指出实验操作中存在的问题： _____________________________________________________________（写出一点即可）。 ③已知重力加速度为g，根据乙图可求出小车在运动时受到的阻力______。（用题中和图中字母表示） 12．(24-25高一上·广东揭阳揭西县·期末)图甲是某同学探究小车的加速度和力、质量的关系时安装的器材。 (1)该同学在器材安装时不妥的有________； A．未调节滑轮高度使细线与轨道平行 B．接通打点计时器前，小车应置于轨道右侧 C．未把轨道左侧垫高以平衡摩擦力 (2)改进装置后，该同学在小车运动时打出一条纸带，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，图乙中，，_______cm（从图中读出），。打点计时器在打下计数点3时小车的速度为_______m/s（结果保留两位有效数字）。 (3)某同学在实验时，得到一系列加速度a与合外力F的对应数据如图丙所示，请在图丙中作出关系图像_______ (4)由图丙可估算出小车的质量M=_______kg； (5)如果实验时，在和沙桶之间接一个不计质量的微型力传感器用来测量拉力F，如图内从理论上分析，该实验图线的斜率将_______（填“变大”、“变小”或“不变”） 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 力学实验 4大高频考点概览 考点01 测量速度和加速度 考点02 探究弹力与形变量的关系 考点03 探究两个互成角度的力的合成规律 考点04 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 地 城 考点01 测量速度和加速度 1．(24-25高一上·广东梅州·期末)某同学进行“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。 (1)图中的甲、乙是实验室常用的两种打点计时器，图________（选填“甲”或“乙”）是电磁打点计时器。 (2)图所示关于轨道末端滑轮高度的调节正确的是（　　） A． B． C． (3)某次实验用频率为的打点计时器获得如图所示的纸带，计数点、、、、间均有4个点未画出，则小车的加速度大小为________。（计算结果保留2位有效数字） (4)如果当时电网中交变电流的电压变成，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)甲 (2)B (3)0.20 (4)不变 【详解】（1）图甲为电磁打点计时器，工作电压范围为4-6V‌，通常使用交流电源， 电磁打点计时器是利用了电磁的相关原理实现打点计时的；图乙是电火花计时器，它采用的电源是交流220V。 （2）实验中，为减小误差，细线应与桌面平行。 故选B。 （3）纸带上相邻计数点的时间间隔为 由逐差法可知小车的加速度大小为 （4）打点计时器的打点时间间隔只和交变电流的频率有关，与电压无关，频率不变，打点的时间间隔不变，所以加速度的测量值与实际值相比不变。 2．(24-25高一上·广东佛山·期末)感光变色PU皮革在紫色激光的照射下会短时间变深色，小迪利用这一特性制作了一个激光打点计时器（图b）用于探究物体自由下落的运动规律。激光打点计时器内部含有电池和微控制器，微控制器控制激光头通电图像如图a所示，其通电周期，在一个通电周期内发射激光时长。 小迪用激光打点计时器探究该计时器自由下落的运动情况，他把计时器水平放置在竖直悬挂并固定的感光变色PU皮革前，如图b；静止释放计时器，最后在PU皮革上留下一串小短线，如图d所示。 (1)若测得某条小短线的长度如图c所示，该短线长度______cm。计时器打这条线过程中的平均速度_____m/s（结果保留3位有效数字）。 (2)若相邻小短线上侧端点间的距离分别为，，，（如图d），可求得重力加速度大小______。（结果保留3位有效数字） (3)小短线的长度增加______（填“是”或“不是”）均匀的。请说明理由____________。 【答案】(1) 2.20 2.20 (2)9.79 (3) 是 见解析 【详解】（1）[1]刻度尺最小刻度为1mm，则该短线长度2.20cm。 [2]计时器打这条线过程中的平均速度 （2）重力加速度大小 （3）[1][2]每条短线对应的时间均为，相邻短线的长度之差均为 则小短线的长度增加是均匀的。 3．(24-25高一上·广东汕头潮阳区·期末)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是_______。    (2)图乙是“测量做直线运动物体的瞬时速度”实验装置示意图。其实验操作步骤如下，请将缺少的部分补全： a．按照实验装置，把打点计时器固定在长木板_______（选填“远离”或“靠近”）滑轮的一端，接好电源（电压220V，频率50Hz）； b．把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面； c．把小车停在_______（选填“远离”或“靠近”）打点计时器处，先接通电源后释放小车； d．小车运动一段时间后，关闭打点计时器，取下纸带； e．更换纸带重复实验三次，选择 如上图所示的一条比较理想的纸带（两相邻计数点间还有4个点未画出）测得，经过分析计算得知打A点时小车的瞬时速度大小是_______（计算结果保留两位有效数字）。    (3)下图是用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，去“探究弹力与弹簧形变量的关系”的实验装置示意图，为完成实验，还必需增补的一件实验器材是_______。    【答案】(1)平衡摩擦力（或补偿阻力） (2) 远离 靠近 0.86 (3)毫米刻度尺（或刻度尺） 【详解】（1）将木板的右端垫高是为了平衡摩擦力。 （2）[1][2]小车应远离滑轮的一端，并把小车靠近打点计时器，使小车拖动纸带打出更多的点迹，便于分析小车的运动情况； [3]由题可知，相邻计数点之间的时间间隔 打A点时小车的瞬时速度大小则 （3）还需要用刻度尺测量弹簧的长度。 4．(24-25高一上·广东深圳罗湖区·期末)某同学利用如图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动，某次得到的纸带如图乙所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G、7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个计时点（图中没有画出），打点计时器接频率为的交流电源； (1)关于打点计时器的使用说法正确的是___________。 A．电磁打点计时器使用的是直流电源 B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源 C．为了取尽可能多的数据，应截取纸带上所打点最密集的部分研究 D．纸带上打的点越疏，说明物体运动的越快 (2)打下点时小车的速度__________；小车的加速度大小为__________；（结果均保留两位有效数字） (3)该同学在实验时未垫高木板平衡摩擦力，那么加速度的测量值__________（选填“大于”“小于”、或“等于”）实际值。 【答案】(1)D (2) 0.21 0.50 (3)等于 【详解】（1）A.电磁打点计时器使用的是交流电源，故A错误； B.在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，后让物体运动，故B错误； C.选取纸带上所打点最密集的部分进行研究往往误差较大，常舍弃，故C错误； D.纸带上打的点越疏，说明物体运动的越快，故D正确。 故选D。 （2）[1] 打下点时小车的速度 [2] 小车的加速度大小为 （3）该实验不需要平衡摩擦力，加速度的测量值等于实际值。 5．(24-25高一上·广东深圳光明区·期末)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)A同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，他用两个弹簧测力计把结点拉到位置O，如甲图所示，右侧弹簧测力计的读数为_______N。 (2)B同学用乙图所示的实验装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀变速直线运动，打出的纸带的一部分如丙图所示，其中A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点之间还有4个点未画出，已知打点计时器的电源电压周期为0.02s。 ①下列操作正确的有______（填选项代号）； A．在释放小车前，小车要远离打点计时器 B．沙和沙桶的总质量要远小于小车的总质量 C．电火花计时器应使用低压直流电源 D．此实验可以不用平衡摩擦力 ②打点计时器打下C点时小车的瞬时速度大小为_______m/s（结果保留两位有效数字）； ③小车运动的加速度大小为_______（结果保留两位有效数字）； ④若实验时电源的电压周期略低于0.02s，但该同学并不知道，得到的小车加速度_________（填“偏大”或“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)2.10 (2) D 0.30 0.40 偏小 【详解】（1）弹簧测力计的分度值为0.1N，读数为2.10N。 （2）①[1]A．为获得更多的点迹，在释放小车前，小车要靠近打点计时器，故A错误； B．实验无需满足沙和沙桶的总质量要远小于小车的总质量，故B错误； C．电火花计时器应使用220V交流电源，故C错误； D．实验是探究速度随时间变化关系，可以不用平衡摩擦力，故D正确。 故选D。 ②[2] 相邻两个计数点之间还有4个点未画出，则相邻两计数点时间为s=0.1s 打点计时器打下C点时小车的瞬时速度大小为 ③[3]根据逐差法可知，小车运动的加速度大小为 ④[4]若实验时电源的电压周期略低于0.02s，可知纸带上相邻点的间距减小，但该同学并不知道，计算所用时间较大，则得到的小车加速度偏小。 6．(24-25高一上·广东潮州潮安区·期末)某实验小组用如图1的装置“探究加速度与力、质量的关系”。所用交变电流的频率为50Hz。 (1)实验中可采用如图甲、乙所示的两种打点计时器，请回答下面的问题： 图乙是______（选填“电磁打点”或“电火花”）计时器，电源采用的是______（选填“交流8V”“交流220V”或“四节干电池”）。 (2)实验以小车为研究对象，为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，应把木板一侧垫高，调节木板的倾斜度，使小车在______（填“挂”或“不挂”）槽码时能拖动纸带沿木板做______直线运动。 (3)实验中打出的纸带如图2所示，由该纸带可求得小车的加速度______（计算结果保留2位有效数字）。 (4)某同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力F，由实验数据作出图像如图3所示，图线不过原点的原因是______。 【答案】(1) 电火花 交流220V (2) 不挂 匀速 (3)0.88 (4)平衡摩擦力时，木板倾斜过大 【详解】（1）[1]2[图乙中利用了墨粉盒，可知，图乙是电火花计时器，其电源采用的是交流220V。 （2）[1][2]实验以小车为研究对象，为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，应把木板一侧垫高，调节木板的倾斜度，由于使小车重力沿斜面的分力与小车所受阻力平衡，可知，平衡摩擦力时，应使小车在不挂槽码时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。 （3）交流电源的频率为50Hz，则打点周期为0.02s，纸带上选择的相邻计数点之间的时间间隔为 根据逐差法可知，小车的加速度 （4）根据图像可知，当拉力为0时，小车已经有一定的加速度，表明平衡摩擦力时，木板倾斜过大。 7．(24-25高一上·广东清远·期末)某校物理兴趣小组采用摄像技术记录空心塑料小球的下落情况，然后在视频中每隔0.02秒截出一张照片，如下图所示。 (1)读出小球上边缘在刻度尺上的位置，，，，，将小球在开始下落后的相等时间间隔内下落的高度分别记为、、和，其中______cm； (2)小球下落的加速度______（计算结果保留三位有效数字）； (3)计算得到的小球下落的加速度______（填“大于”，“小于”或“等于”）当地的重力加速度，你觉得可能的原因是______（写出一个原因即可）。 【答案】(1)2.80 (2)9.38 (3) 小于 存在空气阻力 【详解】（1）根据题意 （2）根据逐差法可得 （3）[1]计算得到的小球下落的加速度小于当地的重力加速度； [2]可能存在空气阻力，导致测量加速度偏小。 8．(24-25高一上·广东深圳光明区·期末)如甲图所示是利用气垫导轨测量当地重力加速度g的实验装置。主要的实验操作如下： （1）将气垫导轨适当倾斜放置并固定。在气垫导轨上取相距较远的两点，测出这两点沿导轨方向的长度L和这两点在竖直方向的高度差H，计算气垫导轨与水平方向夹角的正弦值_________。 （2）用毫米刻度尺测量小滑块上的遮光条的宽度d如乙图所示，则d=________mm。 （3）接通气源，小滑块与气垫导轨间的摩擦力近似为零。让小滑块从气垫导轨上O点由静止释放。记录遮光条通过光电门的时间t，则小滑块通过光电门的速度大小v=________（用字母表示）。 （4）用毫米刻度尺测出O点处遮光条所在位置到光电门中心的距离s。 （5）改变小滑块静止释放的位置，重复以上操作。 （6）由测得的多组数据做出图像，如丙图所示。若图像的斜率为k，则当地重力加速度g=_______（用d、L、k、H表示）。 【答案】 3.0 【详解】（1）[1]根据几何关系可知 （2）[2]毫米刻度尺分度值为1mm，则d=3.0mm。 （3）[3]小滑块通过光电门的速度大小v= （6）[4]根据速度—位移公式有 则有 根据图像斜率可知 解得 根据牛顿第二定律有 解得 地 城 考点02 探究弹力与形变量的关系 1．(24-25高一上·广东佛山·期末)某同学利用如图所示装置探究弹簧弹力与伸长量的关系，弹簧自然悬挂时指针指在7.75cm处，挂上三个均为50g的钩码后，指针所指刻度如图所示，某时刻第3个钩码由于没有挂好突然掉落，重力加速度g取，则下列说法正确的是（　　） A．弹簧的劲度系数约为0.10N/cm B．钩码掉落的瞬间，铁架台对桌面的压力变小 C．钩码掉落的瞬间，剩余两个钩码的加速度大小为 D．钩码掉落的瞬间，第2个钩码对第1个钩码的作用力为0.75N 【答案】D 【详解】A．挂上三个均为50g的钩码后，指针所指刻度为14.75cm，根据胡克定律可得弹簧的劲度系数为 故A错误； B．钩码掉落的瞬间，由于弹簧弹力保持不变，则铁架台台对桌面的压力不变，故B错误； CD．钩码掉落的瞬间，由于弹簧弹力保持不变，以剩余两个钩码为整体，根据牛顿第二定律可得加速度大小为 以第2个钩码为对象，根据牛顿第二定律可得 可得 可知第2个钩码对第1个钩码的作用力为0.75N，故C错误，D正确。 故选D。 2．(24-25高一上·广东汕尾·期末)某同学使用图甲所示的实验装置、做探究弹簧弹力和弹簧伸长量关系的实验。 (1)在实验中，下列操作正确的是（　　） A．用刻度尺测得弹簧的长度减去自然下垂时的原长即为弹簧的伸长量 B．用是挂钩码的方法给弹簧施加拉力、读数时必须保证钩码处于静止状态 C．为减小误差，弹簧应放置在水平面测量原长 D．挂质量不同的钩码，最终得到的结论是弹簧的弹力与其长度成正比 (2)某次实验时，弹簧的长度如图甲所示，则弹簧长度为________。 (3)图乙是实验测得的某根弹簧悬挂的钩码质量与弹簧伸长量之间的关系，取，则该弹簧的劲度系数是________。 【答案】(1)AB (2)/// (3) 【详解】（1）A．弹簧的伸长量等于弹簧的实际长度减去弹簧原长，故A正确； B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要保证弹簧位于竖直位置，使钩码的重力等于弹簧的弹力，要待钩码平衡时再读数，故B正确； C．由于弹簧自身有重力，应该悬挂后再测量原长，在水平面上测量原长会有误差，故C错误； D．挂数量不同的钩码，改变弹簧上的弹力，分别测出几组拉力与伸长量，得出弹力与形变量成正比，不是与弹簧长度成正比，故D错误。 故选AB。 （2）由题图甲可知，该刻度尺的分度值为，应估读到分度值的下一位，因此弹簧长度为 （3）根据胡克定律 解得弹簧的劲度系数是 3．(24-25高一上·广东清远·期末)为探究弹簧的弹力与形变量之间的关系，某同学用铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码、铅笔等器材，按照如下实验步骤完成实验： a、如图甲，将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺； b、记下弹簧不挂钩码时其下端指针在毫米刻度尺上的读数； c、逐一将钩码挂在弹簧的钩子上； d、每添加一个钩码后，待弹簧静止，记录此时指针在毫米刻度尺上的读数； e、取下钩码、弹簧和毫米刻度尺，整理仪器。 请完成下列问题： (1)图乙为弹簧不挂钩码时其下端指针在毫米刻度尺上所对应的读数，则______cm； (2)关于本实验中的实验操作及实验结果，以下说法正确的是______（填标号）。 A．该实验前须先将弹簧水平放置测量其原长 B．在安装毫米刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态 C．不挂钩码时的读数为弹簧的原长 D．每次添加钩码后，应保证钩码处于静止状态再读数 【答案】(1)6.00 (2)BD 【详解】（1）由图读出读数为6.00cm； （2）A． 在测量弹簧原长时，应将弹簧竖直悬挂，待静止时测出其长度，故A错误； B．在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态，故B正确； C．弹簧上端的读数未知，不挂钩码时，上下两端的读数之差为弹簧原长，故C错误； D．悬挂钩码时，为减小误差，应在钩码静止后再读数，故D正确。 故选BD。 4．(24-25高一上·广东湛江·期末)某实验小组要测量弹簧的劲度系数，他们利用智能手机中自带的定位传感器设计了如图所示的实验，手机软件中的“定位”功能可以测量手机竖直方向的位移（以打开定位传感器时手机的位置为初位置）。实验小组进行了如下主要的实验步骤，正确的顺序是______ A．按图安装实验器材，弹簧上端固定在横杆上，下端与手机连接，手机重心和弹簧在同一竖直线上 B．在手机下方悬挂一个钩码，缓慢释放，当手机和钩码静止时记录下手机下降的位移 C． 在坐标纸中描点作出图像，如图乙所示 D．改变钩码个数，重复上述操作，记录相应的位移 E. 手托着手机缓慢下移，手离开手机，手机静止时，打开手机中的定位传感器 【答案】AEBDC 【详解】由实验原理可知，本实验通过改变钩码的数量来改变弹簧的弹力，通过手机的定位传感器确定弹簧的形变量，通过作图的方法得到弹簧的劲度系数，则正确的实验步骤顺序是：AEBDC。 5．(24-25高一上·广东广州九区·期末)某实验小组利用如图所示的实验装置来测量橡皮绳的劲度系数。将手机悬挂在橡皮绳下，利用手机内置传感器结合软件可获得手机运动的位移。 （1）该实验小组进行了如下主要的实验步骤： ①安装实验器材，橡皮绳分别与手机和铁架台连接，手机重心和橡皮绳在同一竖直线； ②手掌托着手机，使橡皮绳处于原长状态，打开手机软件； ③缓慢释放手机，当手机平衡时记录下手机下降的高度； ④在手机正下方悬挂不同个数的钩码，每个钩码的质量，缓慢释放，当钩码平衡时，记录下从橡皮绳原长开始下降的伸长量； ⑤重复上述第4步操作，数据记录如表所示； （2）根据表格中的数据，在答题纸图中描点作出钩码数量与手机位移图像______； 钩码数量 0 1 2 3 4 手机下落高度 1.50 2.01 2.51 2.99 3.50 （3）根据图像，可知不挂钩码时，橡皮绳的伸长量为_____cm； （4）已知每个钩码的质量为50g，重力加速度，由图像可以求得弹力绳的劲度系数为______，由此计算出手机的质量为______g。（结果保留三位有效数字） （5）某同学查阅相关资料得知当地重力加速度的值为，若考虑此因素的影响，实验测得的劲度系数结果______（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 【答案】 见解析 1.50 100 0.150 大于 【详解】（2）[1]将表格中的数据在图中描点作出钩码数量与手机位移图像如图所示 （3）[2]当手机平衡时记录下手机下降的高度，根据胡克定律与平衡条件有 钩码平衡时，记录下从橡皮绳原长开始下降的伸长量，根据胡克定律与平衡条件有 解得 将坐标（1.5cm，0）代入上式解得 （4）[3]结合上述有 解得 [4]由于 结合上述解得 （5）[5]结合上述，劲度系数是根据图像的斜率求解，即有 解得 由于当地重力加速度的值为，而实验中重力加速度取，可知，实验测得的劲度系数结果大于真实值。 6．(24-25高一上·广东惠州·期末)下列是《必修第一册》中的学生实验，请回答下列问题。 (1)“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，以弹簧弹力F为纵坐标，以弹簧的总长度L为横坐标，根据测量数据作图如图（a）所示，则图像在横轴上的截距表示弹簧的______，该弹簧的劲度系数是______N/m。（结果保留两位有效数字） (2)某实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验如图（b）所示，本实验采用______的物理实验方法。当该小组用两个弹簧测力计将小圆环拉至O点后，需要记录的数据有：______和两细绳套的方向，其中图（c）中一弹簧测力计的示数为______N。（结果保留三位有效数字） 【答案】(1) 原长（或原始长度、原来的长度） 20 (2) 等效替代 两弹簧测力计的示数（或读数）（或两拉力的大小） 2.10 【详解】（1）[1][2]根据胡克定律可得 则图像在横轴上的截距表示弹簧的原长；该弹簧的劲度系数为 （2）[1]本实验两个力拉橡皮筋和一个力拉橡皮筋的作用效果相同，采用等效替代的物理实验方法。 [2]当该小组用两个弹簧测力计将小圆环拉至O点后，需要记录的数据有：两弹簧测力计的示数和两细绳套的方向； [3]图（c）中弹簧测力计的分度值为，示数为。 地 城 考点03 探究两个互成角度的力的合成规律 1．(24-25高一上·广东深圳龙岗区·期末)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)如图1所示，某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，主要实验步骤如下： ①轻质光滑小圆环（可视为质点）连接橡皮条的一端，橡皮条另一端固定； ②用两个弹簧测力计通过互成角度的两根细绳将圆环拉至O点，记录O点的位置，并记录______； ③要求用一个弹簧测力计拉橡皮条与用两个弹簧测力计同时拉橡皮条的“作用效果相同”。为满足此要求，实验中应保证______。 (2)如图2所示，某同学探究“小车的加速度与小车受力、小车质量的关系”的实验。 ①补偿阻力时，小车______（填“需要”或“不需要”）连接纸带； ②实验中要求小车的质量比砝码盘和砝码的总质量大很多，这样做的目的是____________。 上述做法引起的误差为______（填“偶然误差”或“系统误差”）。 (3)如图3（a）所示，某同学“探究口罩两侧弹性绳的劲度系数”。 ①将两条弹性绳A、B端拆离口罩并如图3（b）在水平面自然平展，总长度为51cm； ②如图3（c）用两个弹簧测力计同时缓慢拉A、B端，当两个弹簧测力计示数均为1.5N时，总长度为81cm。 ③可知图3（c）中每条弹性绳的形变量为______cm，每条弹性绳的劲度系数为______N/m。 【答案】(1) 两个弹簧测力计的示数和两个细绳的方向 两次将结点O拉至同一位置 (2) 需要 使细绳拉力大小约等于砝码盘和砝码的重力大小 系统误差 (3) 15 10 【详解】（1）[1]将圆环拉至O点时，记录O点的位置，并记录两个弹簧测力计的示数和两个细绳的方向，然后才能进行下一步实验。 [2]只有两次将结点O拉至同一位置，才能说明两次拉橡皮条的“作用效果相同”。 （2）[1]小车需要连接纸带，适当抬高木板一端，轻推小车直至其能做匀速直线运动，在纸带上观察到均匀分布的点迹，才能说明补偿吧阻力完成。 [2][3]只有当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能认为细绳拉力大小约等于砝码盘和砝码的重力大小，但这样做会引起误差，是实验原理中的误差，属于系统误差。 （3）[1]每条弹性绳的形变量 [2]每条弹性绳的劲度系数 2．(24-25高一上·广东汕头潮南区·期末)在“探究合力与分力关系”实验中，小明用两只弹簧测力计钩住细绳套将橡皮筋拉到O点，记录两根弹簧测力计的大小及方向，再用一根弹簧测力计将橡皮筋拉到O点，记录下此时弹簧测力计的大小及方向，读数结果如图所示，实验结果如图所示，则以下说法中正确的是（　　） A．弹簧测力计的读数为3.60N B．图中F为实际的合力 C．画平行四边形时需采用力的图示方法 D．第二次实验只需要将橡皮筋拉动相同长度就好 【答案】C 【详解】A．题图可知弹簧测力计最小分度值为0.2N，故读数保留到十分位，故读数为3.6N，故A错误； B．用一只弹簧测力计将橡皮筋拉到 O 点时的力 F′ 是实际的合力，而根据平行四边形定则作出的 F是理论上的合力，故B错误； C．画平行四边形时，需要按照力的图示方法，先确定标度，再根据分力的大小和方向作出分力，最后根据平行四边形定则作出合力，故C正确； D．第二次实验需要将橡皮筋拉到与第一次相同的 O 点，保证力的作用效果相同，不仅仅是拉动相同长度，故D错误。 故选C。 3．(24-25高一上·广东广州九区·期末)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验的部分步骤： (1)某同学用图甲的实验装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，实验时将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套，实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使结点到达某一位置。 ①本实验用到的方法是______； A．控制变量法    B．等效替换法    C．理想模型法 ②图甲中沿方向拉的弹簧测力计的示数为______N； ③根据实验数据在白纸上作出如图乙所示的力的图示，、、、四个力中，一定沿方向的力是______。（填上述字母） (2)某同学用下图中的装置进行实验，探究小车的加速度与小车受力，小车质量的关系。 ①下列说法正确的是______ A．图中的电磁打点计时器应接直流电源 B．平衡摩擦力时，需要把砝码盘通过细绳系在小车上 C．改变小车质量后，需重新平衡摩擦力 D．需调节定滑轮的高度，使滑轮与小车间的细绳与木板平行 ②实验中要求小车的质量比砝码盘和砝码的总质量大很多，这样做的目的是______。 ③实验中获得一条纸带如图所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50Hz，小车运动的加速度大小______。（计算结果要求保留两位有效数字） 【答案】(1) B 3.70 (2) D 使细绳拉力大小近似等于砝码盘和砝码的重力 0.39 【详解】（1）①[1]实验中用一根弹簧测力计拉橡皮条与用两根弹簧测力计拉橡皮条时，均将橡皮条末端拉至同一位置，可知，实验采用了等效替代法。 故选B。 ②[2]根据弹簧测力计的读数规律，该读数为3.70N。 ③[3]AO方向是橡皮条拉伸方向，即为一根弹簧测力计拉橡皮条时拉力的反向，可知，、、、四个力中，一定沿方向的力是。 （2）①[1]A．图中的电磁打点计时器应接交流电源，故A错误； B．平衡摩擦力时，需要把砝码盘取下，故B错误； C．令木板倾角为θ，则有 小车质量可以消去，可知，改变小车质量后，不需重新平衡摩擦力，故C错误； D．为了使细绳拉力等于小车所受外力的合力，实验中需调节定滑轮的高度，使滑轮与小车间的细绳与木板平行，故D正确。 故选D。 ②[2]对小车进行分析有 对砝码盘和砝码进行分析有 解得 为了使细绳拉力大小近似等于砝码盘和砝码的重力，实验中需要使小车的质量比砝码盘和砝码的总质量大很多。 ③[3]由于相邻计数点间有四个点未画出，则相邻计数点之间的时间间隔为 根据逐差法可知，加速度 4．(24-25高一上·广东深圳高级中学·期末)某同学用橡皮筋与弹簧测力计验证“力的平行四边形定则”，实验装置如图甲所示。其中A为固定橡皮筋的图钉，OB和OC为细绳。 (1)本实验中两次拉橡皮筋的过程，主要体现的科学方法是__________。 A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 (2)某次实验时，左侧弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计的示数为__________N。 (3)如果没有操作失误，图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是__________（填“F”或“”）。 (4)实验中某次拉力的示意图如图丁所示，图中。若保证O点位置不变，且拉力的大小不变，现将角减少少许，则角应__________，的大小应__________。（填“增大”或“减小”） 【答案】(1)B (2)3.6 (3) (4) 减小 减小 【详解】（1）本实验中两次拉橡皮筋的过程都把结点拉到同一点，主要体现的科学方法是等效替代法，故选B。 （2）弹簧测力计的最小刻度为0.2N，则示数为3.6N； （3）图中的F是两个分力合力的理论值；F＇是两个分力合力的实验值，则方向一定沿AO方向的是F＇； （4）[1][2]若保证O点位置不变，即F1和F2合力不变，且拉力F1的大小不变，现将角α减少少许，如图所示 由图可知，角β应减小，F2的大小应减小。 5．(24-25高一上·广东东莞·期末)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，如图所示，桌上放一块木板，用图钉把一张白纸钉在木板上，再用图钉把橡皮条一端固定在木板上的点，橡皮条的另一端通过一个轻质小圆环连接了两根细绳套，先用两个弹簧测力计分别钩住细绳套互成角度地拉动小圆环；再用一个弹簧测力计通过细绳套拉动小圆环。 (1)实验中用两个弹簧测力计与只用一个弹簧测力计拉动小圆环时，两次效果相同的依据是_________。 A．两个弹簧测力计示数之和等于一个弹簧测力计的示数 B．橡皮条上的轻质小圆环处于同一位置 C．橡皮条伸长相同的长度 (2)如图（b）所示，用两个弹簧测力计分别钩住细绳套互成角度地拉动小圆环时，两弹簧的弹力分别为，利用平行四边形定则得到其合力为；用一个弹簧测力计拉动小圆环时，弹簧的弹力为，则________（选填“”或“”）的方向一定与在一条直线上。 (3)下列操作正确的是_________。 A．在不超出量程的前提下弹簧测力计示数应适当大一些 B．两根细绳套与方向的夹角必须相等 C．标记同一细绳套方向的两点要适当远些 D．用两个弹簧测力计拉动小圆环时两细绳套的夹角应为 (4)实验中仅将两细绳套换成两根橡皮条，则________（选填“能”或“不能”）完成本实验。 【答案】(1)B (2) (3)AC (4)能 【详解】（1）实验中用两个弹簧测力计与只用一个弹簧测力计均将橡皮条上的轻质小圆环拉到同一位置，所以作用效果相同。 故选B。 （2）由于是根据平行四边形定则做出的F1与F2的合力，是用一个弹簧秤拉小圆环的拉力，所以F的方向一定与AO在一条直线上。 （3）A．在不超出量程的前提下弹簧测力计读数应适当大一些，可以减小弹力的测量误差，A正确； BD．两根细绳套与方向的夹角可以相等，也可以不相等，两细绳的夹角任意选取，适当即可，BD错误； C．标记同一细绳方向的两点适当远些，可以减小画出力的方向时的误差，C正确； 故选AC。 （4）实验中只要点的作用效果相同，将两细绳套换成两根橡皮条，对实验没有影响，也能完成实验。 6．(24-25高一上·广东清远·期末)实验小组采用图甲装置验证“力的平行四边形定则”。 （1）如图乙所示，直接用一个弹簧测力计去拉细绳，使汇力圆环与平板上的定位圆重合，记录这个拉力的大小和方向；此时拉力大小如图丁所示，则拉力______N； （2）分别将弹簧测力计连接在两根细绳的末端，使汇力圆环与平板上的定位圆重合，调整两条细绳的方向如图丙所示，记录两个拉力的方向，此时左右两弹簧的读数分别为、； （3）在戊图中用力的图示法验证“力的平行四边形定则”_____（请在答题卡上作答，其他地方作答无效）； （4）关于本实验中的实验操作及实验结果，以下说法正确的是______（填标号）。 A．拉橡皮条时，为了操作方便，可以稍微斜向上拉弹簧测力计 B．用汇力圆环代替细绳结点是为了更便捷、更准确的拉到同一位置，减小误差 C．细绳的方向沿着射线方向进行实验是为了减少实验误差和方便操作 D．用两弹簧测力计拉橡皮筋时，由于汇力圆环有抖动，此时可用手轻轻按住圆环以便准确读数 【答案】 4.05/4.04/4.06； BC 【详解】[1]弹簧测力计读数F=4.05N [2]用力的图示法验证“力的平行四边形定则”，注意选取适当的标度，如图 [3] A．拉橡皮条时，不可以斜向上拉弹簧测力计，需要与平板保持平行，故A错误； B．为减小误差，用汇力圆环代替细绳结点拉到定位圆的位置，使得实验更便捷、更准确，故B正确； C．细绳的方向沿着射线方向进行实验能方便操作且减少实验误差，故C正确； D．用手轻轻按住圆环会使得细绳不在同一平面上，弹簧测力计读数会发生变化，导致误差增大，故D错误。 故选BC。 7．(24-25高一上·广东深圳南山区·期末)某同学利用两只弹簧测力计和一个茶杯在家庭实验室做验证平行四边形定则的实验。实验步骤如下： （1）用弹簧测力计测量茶杯的重力，示数如图甲所示，则茶杯的重力G=______N； （2）在竖直墙面上贴一张坐标纸； （3）如图乙所示，三根细绳的一端系成一个结点，另一端分别与两只弹簧测力计和茶杯相连。调节弹簧测力计的位置，茶杯静止时，在坐标纸上记录______、三根细绳的方向、两只弹簧测力计的示数； （4）根据力的大小和方向在坐标纸上作出三个力的图示； （5）改变弹簧测力计的位置重复步骤（3）、（4），进行多次实验时，______（填“需要”或“不需要”）使结点始终在同一位置。 （6）根据记录的数据，该同学在坐标纸上作出G、FP和FQ三个力的图示，如图丙所示。若三根细绳方向、重力的方向和大小均在丙图中正确表示出来，则根据平行四边形定则，可以判断其中力的大小记录有误的是______（选填“FP”或“FQ”）。 【答案】 3.65 结点O的位置 不需要 FQ 【详解】（1）[1]弹簧测力计示数为3.65N，根据二力平衡，茶杯的重力 （2）[2]为了作力的图示，需要记录力的作用点，即结点O的位置。 （5）[3]改变弹簧测力计的位置重复步骤（3）、（4），进行多次实验时，即使结点不在同一位置，拉力和的合力也是竖直向上，与茶杯的重力等大反向，使茶杯平衡，作用效果相同，所以不需要使结点始终在同一位置。 （6）[4]拉力水平向右，竖直方向拉力的竖直分力与重力等大反向，与事实一致；但水平方向，拉力与拉力的水平分力不相等，故可以判断其中力的大小记录有误的是。 8．(24-25高一上·广东肇庆·期末)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，和为细绳。请回答下列问题： (1)本实验采用的科学方法是______（填正确答案标号）。 A．逐差法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．理想实验法 (2)图乙为根据实验数据在白纸上作的图，图中、、F、四个力，其中力______（选填“”“”“F”或“”）不是由弹簧测力计直接测得的。 (3)如果没有操作失误，图乙中的两力F与，方向一定沿方向的是______（选填“F”或“”）。 【答案】(1)B (2)F (3) 【详解】（1）探究互成角度的二力合成规律，用的是等效替代法。故选B。 （2）F为，的合力的理论值，是由平行四边形定则得出的，不是直接测得的。 （3）用一个弹簧测力计拉结点O时，由二力平衡条件可知弹簧测力计的方向与方向相同，故为。 9．(24-25高一上·广东广州越秀区·调研)小明要进行“探究求合力的方法”实验，现有木板、白纸、图钉、橡皮条、细绳套和弹簧测力计。 (1)本实验中，小明采用的科学方法是“等效替代法”，其含义是（　　） A．橡皮筋OA可以用细绳替代 B．细绳OB可以用橡皮筋替代 C．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 D．一个弹簧测力计的作用效果可以替代两只弹簧测力计共同作用的效果 (2)图甲中，右侧弹簧测力计的示数为________N。 (3)如图乙为两只弹簧测力计拉力的图示，方格每边的长度表示0.5N，O是橡皮条的一个端点，请在图中画出合力F，测出________N。 【答案】(1)D (2)2.10 (3)3.5 【详解】（1）根据实验原理和等效替代法的含义可知，实验中一个弹簧测力计的作用效果可以替代两只弹簧测力计共同作用的效果。 故选D。 （2）弹簧测力计的分度值为0.1N，弹簧测力计的示数为2.10N； （3）根据力的图示（方格每边的长度表示0.5N），作出的平行四边形如图所示： 合力F=7×0.5N=3.5N 10．(24-25高一上·广东梅州·期末)某同学尝试用一根弹簧测力计做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。主要步骤如下： a．将方木板平放在水平桌面，并用图钉把白纸固定在方木板上。 b．用图钉把橡皮条的一端固定在木板的点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系上细绳套。 c．把两条细绳套中的其中一条与弹簧测力计连接，另一条细绳用手直接抓住，同时互成角度地拉这两条细绳，使结点至点，记下________，并记录________和弹簧测力计的示数（如图所示），则________。 d．放回橡皮条后，将弹簧测力计连接到另一条细绳上，再同时拉这两条细绳，使结点至点，并使这两条细绳的方向________（选填“不变”或“改变”），读出弹簧测力计的读数。 e．用铅笔从点沿两条细绳方向画直线，按一定的标度作出和的图示，并以它们为邻边作出平行四边形，过点的对角线即为合力。 f．用弹簧测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置，记下________，按同一标度从点作出这个力的图示。 g．比较与的大小和方向，看它们在实验误差允许范围内是否相同。在某次实验中，拉力和的图示已作出（如图所示），方格每边的长度表示，是橡皮条的一个端点。请在答题卡中作出其合力________，并读出其大小为________。（结果保留两位有效数字） 【答案】 点位置 两条细绳方向 2.09/2.10/2.11 不变 弹簧测力计的读数和细绳的方向 6.8/6.9/7.0/7.1/7.2 【详解】c．[1][2][3]把两条细绳套中的其中一条与弹簧测力计连接，另一条细绳用手直接抓住，同时互成角度地拉这两条细绳，使结点至点，记下点位置，并记录两条细绳方向和弹簧测力计的示数（如图所示），弹簧测力计上最小分度为0.1N，读数时需要估读到下一位，则2.10。 d．[4]放回橡皮条后，将弹簧测力计连接到另一条细绳上，再同时拉这两条细绳，使结点至点，并使这两条细绳的方向不变，读出弹簧测力计的读数。 f．[5]用弹簧测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向，按同一标度从点作出这个力的图示。 g．[6]比较与的大小和方向，看它们在实验误差允许范围内是否相同。在某次实验中，拉力和的图示已作出（如图所示），方格每边的长度表示，是橡皮条的一个端点。由平行四边形定则作出其合力，如图所示 [7]根据力的平行四边形中，表示合力的对角线长度为7个小格的边长，可知其大小为7.0。 11．(24-25高一上·广东湛江·期末)用如图甲所示的装置做“验证力的平行四边形定则”实验，弹簧测力计B挂于竖直木板上的固定点，下端用细线挂一重物，手持弹簧测力计A拉结点，分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录点的位置和拉力的方向。 (1)下列关于实验的要求正确的是______。 A．与弹簧测力计相连的细线应尽量长些 B．用铅笔顺着细线描出拉力的方向 C．弹簧测力计外壳与木板之间的摩擦力对实验没有影响 (2)图丙是测量时某弹簧测力计的示数，其示数为______N。 (3)该同学改变两弹簧测力计的夹角做第二次实验时，结点的位置发生了变化，与第一次相比两弹簧测力计拉力的合力将______（选填“不变”或“改变”）。 【答案】(1)AC (2)3.8 (3)不变 【详解】（1）A．与弹簧测力计相连的细线应尽量长些，这样可减小记录力的方向时产生的误差，选项A正确； B．确定一个拉力的方向时，需要选择结点O和相距较远的一个点，利用刻度尺连结两点，而不是用铅笔顺着描线，选项B错误； C．弹簧测力计外壳与木板之间的摩擦力对实验没有影响，选项C正确。 故选AC。 （2）弹簧测力计的最小刻度为0.2N，则其示数为3.8N。 （3）两弹簧测力计拉力的合力总等于重物的重力，可知该同学改变两弹簧测力计的夹角做第二次实验时，虽然结点的位置发生了变化，但与第一次相比两弹簧测力计拉力的合力不变。 12．(24-25高一上·广东广州天河区·期末)某研究小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，将白纸固定在水平放置的木板上，橡皮筋的A端用图钉固定在木板上，B端系上两根带有绳套的细绳。 （1）如图（a），用两个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的不同方向同时拉橡皮筋，将橡皮筋的B端拉至某点O，记下O点位置和两细绳的方向，并读出两个拉力的大小分别为F1=______N和F2=2.00N。 （2）如图（b），撤去（1）中的拉力，现只用一个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的方向拉橡皮筋，再次将B端拉至O点，记下________，并读出拉力的大小为F=2.20N。 （3）如图（c），某同学以O点为作用点，用图示标度画出了力F的图示，请你画出力F1、F2的图示并尝试按平行四边形定则画出它们的合力F合________。 （4）比较F合与F的关系，发现两个力合成规律遵从平行四边形定则。 【答案】 1.80 细绳方向 【详解】（1）弹簧秤的最小刻度为0.1N，则读出拉力的大小为F1=1.80N （2）只用一个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的方向拉橡皮筋，再次将B端拉至O点，记下细绳的方向。 （3）画出力F1、F2的图示，按平行四边形定则画出它们的合力F合如图 13．(24-25高一上·广东汕头潮阳区·期末)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，其目的是探究两个力产生的效果和某一个力产生的效果是否相同。 (1)在做“互成角度的两个力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计通过细线把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，下列操作正确的是_______。 A．为使实验结果准确，实验过程中弹簧的拉力越大越好 B．弹簧测力计应与木板平行，读数时视线应正对弹簧测力计刻度 C．把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间夹角一定要取 D．应先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条的另一端拉到O点 (2)实验中，某次弹簧测力计的示数如图甲所示，则其示数为_______N。 (3)在正确操作的情况下，某同学得到的结果如图乙所示，在图上标出的和四个力中，不是由弹簧测力计直接测得的力是_______。 【答案】(1)B (2)4.60 (3) 【来源】广东省汕头市潮阳区2024-2025学年高一上学期期末考试物理试题 【详解】（1）A．实验过程中弹簧的拉力大小要适当，并非越大越好，选项A错误； B．弹簧测力计应与木板平行，读数时视线应正对弹簧测力计刻度，选项B正确； C．把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间夹角大小要适当，不一定要取，选项C错误； D．若先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条的另一端拉到O点，则另一个弹簧秤可能会超程，选项D错误。 故选B。 （2）弹簧测力计的最小刻度为0.1N，则示数为4.60N。 （3）图中的是根据力的平行四边形定则得到的两个分力合力的理论值，不是由弹簧测力计直接测得的力。 14．(24-25高一上·广东潮州潮安区·期末)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)某同学利用如图a装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。 ①在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持___________（选填“水平”或“竖直”）状态。 ②通过实验得到如图b所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可劲度系数k=___________N/m。 ③利用本实验研究的弹簧做成一把弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图c所示时，测力计的示数为___________N (2)探究“两个互成角度的力的合成规律”实验中，木板竖直放置，橡皮筋一端固定，另一端拴有细绳套，如图a所示。先用两个弹簧测力计把橡皮筋下端拉至A点，如图b所示。再改用一个弹簧测力计把橡皮筋下端拉至B点，如图c所示。 ①本实验需要用到带细绳套的橡皮筋，图甲中最合适的带细绳套的橡皮筋是___________； ②在实验中必须使B点位置与A点位置___________。 ③本实验采用的科学方法是___________（选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”）。 【答案】(1) 竖直 50 3.0 (2) C 相同 等效替代法 【详解】（1）[1]由于弹簧竖直悬挂，所以在安装刻度尺时必须使刻度尺保持竖直； [2]弹簧的劲度系数为； [3]图c中测力计的示数为。 （2）[1]因需要用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮筋的结点，所以图甲中最合适的带细绳套的橡皮筋是C； [2][3]本实验采用的科学方法是等效替代法，故在实验中必须使B点位置与A点位置相同。 15．(24-25高一上·广东江门·期末)某同学利用如图所示的装置验证力的平行四边形定则。在竖直木板上贴有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将三根足够长的细线的一头打一个结，结点为O，另一头分别挂上不同数量的钩码，每个钩码的质量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根细线的拉力、和。 (1)下列钩码个数，能使实验完成的是_ A．钩码的个数，， B．钩码的个数， C．钩码的个数 D．钩码的个数， (2)在拆下钩码和细线前，需要做的步骤是_ A．标记C点的位置 B．记录OA、OB、OC三根细线的方向 C．量出OA、OB、OC三段细线的长度 D．用天平测出钩码的质量 (3)在作图时，你认为图_存在明显错误 A．甲 B．乙 【答案】(1)C (2)B (3)B 【详解】（1）对O点受力分析OA、OB、OC分别表示三个力的大小，因为三共点力处于平衡，所以OC等于OD，因此三个力的大小构成一个三角形。 钩码均相同，则钩码个数就代表力的大小，三角形的三个边表示三个力的大小，三力应能构成三角形； A．钩码的个数，，时，不能构成三角形，故A错误； B．钩码的个数，时，由于间必定有夹角，不可能平衡，故B错误； C．钩码的个数时，若满足两力夹角，可以平衡，故C正确； D．钩码的个数，时，不满足力的三角形条件，故D错误。 故选C。 （2）达到平衡后，需要标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向，绳子的长度没有意义，需要的是方向，钩码均相同，则钩码个数就代表力的大小，无需用天平测出钩码的质量。 故选B。 （3）以O点为研究对象，是实际作用效果在OC这条线上，由于误差的存在，、的合力理论值与实际值有一定偏差，故甲图符合实际，乙图不符合实际。故选B。 15．(24-25高一上·广东十八校·期末)某个实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，实验装置如图甲所示。 (1)请将下列实验步骤补充完整： ①用两个弹簧测力计互成角度的拉细绳套，使橡皮筋伸长，结点达到纸面上某一位置，记为； 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，________，记录弹簧测力计的拉力的大小和方向； ④按照力的图示要求、作出拉力、、； ⑤根据力的平行四边形定则作出和的合力； ⑥比较和的一致程度。 (2)步骤②中某个弹簧测力计指针位置如图乙所示，其读数为________。 (3)如图丙所示，步骤⑥中，方向一定沿方向的是________（填“”或“”）。 (4)若该小组的同学在步骤③中还测出橡皮筋的拉长量，假设橡皮筋遵守胡克定律，则该橡皮筋的劲度系数为________。 【答案】(1)仍将结点拉到位置 (2)2.10 (3) (4) 【详解】（1）③结合该实验的实验原理（力的等效替代思想）可知，只用一个弹簧测力计拉细绳套时也要拉到相同的位置，故操作步骤为：仍将结点拉到位置。 （2）弹簧测力计的分度值为，由图乙可知其读数为。 （3）由图丙可知是通过平行四边形定则作图得到的，存在一定误差，方向不一定沿方向；是由一个弹簧测力计拉橡皮筋时得到的，根据二力平衡可知，其方向一定沿方向。 （4）将橡皮筋看成弹簧，由胡克定律可得。 地 城 考点04 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 1．(24-25高一上·广东广州越秀区·调研)一实验小组设计的一个实验装置，用于探究一定质量小车的加速度与合外力的关系，电火花打点计时器接220V、50Hz的交流电源，小车前端用轻杆连一质量不计的光滑滑轮，如图甲所示。 (1)实验时，下列操作正确的是（　　） A．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 B．小车应靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源 C．实验过程中保证细绳始终与木板平行 D．为减小系统误差，砂和砂桶的质量m应远小于小车的质量M (2)实验小组要测量小车的加速度，纸带打出的部分计数点如图乙所示（每相邻两个计量数点间还有4个点未画出），其中，，，，可得小车的加速度________（结果保留两位小数） (3)实验小组根据测量的数据，做出加速度a与力传感器示数F的图像，如图丙所示。发现图线不过坐标原点，可能的原因是木板的倾斜程度________（填“过大”或“过小”）。图丙中图像的斜率为k，与纵轴的截距为b，可求出小车的质量________（结果用本小题字母表示） (4)实验小组重新调整实验装置，得到图像如图丁所示，可得出实验结论为：________________。 【答案】(1)AC (2)0.91 (3) 过小 (4)当小车质量不变时，加速度与合外力成正比。 【详解】（1）A．为了使细杆对小车的拉力等于小车所受外力的合力，实验前需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故A正确； B．小车靠近打点计时器，为了避免纸带上出现大量的空白段落，应先接通电源，再释放小车，故B错误； C．为保证绳子拉力不变，实验过程中保证细绳始终与木板平行，故C正确； D．平衡好摩擦力后，小车所受合力等于力传感器读数两倍，可以精准测量出来，则实验中不需要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M，故D错误。 故选AC。 （2）计数点之间的时间间隔T=5×0.02s=0.1s 根据逐差法可知加速度为 （3）[1]当a=0时，F＞0，说明摩擦力未平衡或平衡不足，即木板的倾斜程度过小。 [2]设小车加速过程的加速度大小为a，对小车，根据牛顿第二定律有2F-μMg=Ma 可得 结合图像可知 解得 （4）由图丁可知，当小车质量不变时，加速度与合外力成正比。 2．(24-25高一上·广东东莞·期末)某研究性学习小组利用如图所示的装置探究小车的加速度与质量的关系。 (1)下列操作正确的是_______。 A．拉小车的细绳一定要始终保持与桌面平行 B．拉小车的细绳一定要始终保持与长木板平行 C．平衡摩擦力时，一定要将钩码通过细绳与小车相连 D．每次改变小车的质量时，都要重新移动垫木的位置以平衡摩擦力 (2)本实验中认为细绳对小车的拉力等于钩码的总重力，由此造成的误差________（选填“能”或“不能”）通过多次测量来减小误差。 (3)正确平衡摩擦力后，按住小车，在小车中放入砝码，挂上钩码，打开打点计时器电源，释放小车，得到一条带有清晰点迹的纸带，在保证小车和砝码质量之和远大于钩码质量条件下，改变小车中砝码的质量，重复操作，得到多条纸带，记下小车中的砝码质量，利用纸带测量计算小车加速度，如图是其中一条纸带，是计数点，相邻两个计数点间都有4个计时点没有标出，已知打点计时器所接交流电频率为，则这条纸带记录小车的加速度大小为______（结果保留三位有效数字）。 (4)已知某次小车和砝码的质量之和为，钩码的总质量为，细绳中拉力的真实值为，实验要求相对误差不超过，即，则实验中选取钩码的总质量应该满足：________。 【答案】(1)B (2)不能 (3)1.72 (4)0.1 【详解】（1）AB．为了保证小车所受的拉力方向不变，拉小车的细线一定要始终保持与长木板平行，即与平面轨道平行，故A错误，B正确； C．平衡摩擦力时，小车前面一定不要将钩码通过细线与小车相连，故C错误； D．根据平衡摩擦力的原理，只平衡一次摩擦力，每次改变小车的质量时，不需要重新移动垫木的位置以平衡摩擦力，故D错误。 故选B。 （2）根据牛顿第二定律，对整体 对小车 解得 当满足时 由此可见，本实验中认为细线对小车的拉力等于钩码的总重力，是由实验方法所致，不能采用多次测量取平均值来减小误差；若要减小误差，则钩码的总重力应 远小于小车的总重力。 （3）两计数点之间的时间间隔 根据逐差法，求加速度 （4）由小车受到的拉力，又，解得 3．(24-25高一上·广东汕尾·期末)某兴趣小组使用如图甲所示的实验装置“探究小车加速度与合外力的关系”。小车后面用固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮与钩码相连，电源频率为。 (1)下列实验操作中，正确的是________（多选，填正确答案标号）。 A．实验时，先放开小车，再接通打点计时器 B．平衡摩擦力时，不能将钩码用组线通过定滑轮系在小车上 C．改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力 D．调节滑轮的高度，使牵引小车的组线与长木板保持平行 (2)在实验中得到一条如图乙所示的纸带，已知各相邻计数点之间有个点未标出，根据图中数据计算小车在打点时的瞬时速度大小为________，用逐差法计算小车的加速度大小________。（结果均保留位有效数字） (3)小组成员根据质量数据作出的图像，如图丙所示，由此可知该组同学做实验时可能存在的问题是________。 (4)在完成实验后，小组成员选用拉力传感器对实验方案进行改进，采用如图丁所示的实验装置重新进行探究，则新装置________（选填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。 【答案】(1)BD (2) 0.43 0.33 (3)平衡摩擦力过度（或长木板倾角偏大；或补偿阻力过度） (4)需要 【详解】（1）A．应先接通电源再释放小车，目的是在电压稳定后，在纸带上打出足够多的点，故A错误； B．摩擦力是通过小车重力沿木板方向的分力来平衡的，所以平衡摩擦力时不能将钩码用细线通过定滑轮系在小车上，故B正确； C．设平衡摩擦力时木板抬高的倾角为，在沿木板方向根据平衡条件有 两边可以约掉，即与小车质量无关，每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故C错误； D．平衡摩擦力后，连接钩码和小车的细线跟长木板保持平行时，细线的拉力等于小车所受合力，故D正确。 故选BD。 （2）[1]已知相邻计数点之间有个点未标出，故 根据匀变速运动物体中间时刻的瞬时速度等于相应的平均速度，则点的瞬时速度为 [2]根据逐差法可知加速度为 （3）由题图丙可知，当合外力为零时，小车加速度不为零，因此实验中可能存在的问题是平衡摩擦力过度（或长木板的倾角过大；或补偿阻力过度）。 （4）由题图丁可知，力传感器可以直接测出小车所受的合外力，不需要满足小车的质量远大于钩码的质量，但为了使绳子拉力为小车所受的合力，仍然需要平衡摩擦力。 4．(24-25高一上·广东肇庆·期末)某学习小组用如图甲所示的装置探究小车加速度与力、质量的关系。 步骤一：保持小车质量不变，通过改变沙桶中沙的质量来探究加速度与力的关系。（已知打点计时器的打点周期为0.02s） 步骤二：保持沙和沙桶质量不变，在小车上增加重物改变小车的质量，从而探究加速度与质量的关系。 (1)实验中，除打点计时器（含交流电源、纸带、复写纸）、小车、长木板、沙和沙桶外，在下面的器材中，必须使用的是______（填正确答案标号）。 A．刻度尺 B．停表 C．天平 (2)关于本实验，下列说法正确的是______（填正确答案标号）。 A．实验前需将小车轨道一端垫高，平衡摩擦力 B．需调节滑轮高度，使牵引小车的细线平行于长木板 C．步骤二中由于小车质量变化，则每次测量加速度时都需平衡摩擦力 D．若小车的质量远大于沙和沙桶的质量，则小车所受拉力可以近似等于沙和沙桶的重力 (3)实验中打出的其中一条纸带如图乙所示，每5个点取一个计数点。由该纸带上标示的测量数据可求得打B点时的速度______m/s，小车的加速度大小______。（结果均保留三位有效数字） (4)保持小车质量不变，学习小组又做了三组实验，在同一坐标纸中得到的a-F图像如图丙所示。 图线①产生的原因可能是______； 图线②产生的原因可能是______； 图线③产生的原因可能是______。 【答案】(1)AC (2)ABD (3) 0.565 1.10 (4) 不满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量 平衡摩擦力时长木板的倾角过大（或平衡摩擦力过度） 平衡摩擦力时长木板的倾角过小（或平衡摩擦力不足），或未平衡摩擦力 【详解】（1）下面的器材中，必须使用的是刻度尺用来测量纸带；用天平测量质量；但不需要秒表。故选AC。 （2）A．实验前需将小车轨道一端垫高，平衡摩擦力，选项A正确； B．需调节滑轮高度，使牵引小车的细线平行于长木板，使得细线的拉力等于小车的合力，选项B正确； C．平衡摩擦力时满足 两边消掉了质量M，则步骤二中小车质量变化，每次测量加速度时不需平衡摩擦力，选项C错误； D．因T=Mg，mg-T=ma 解得 则若小车的质量远大于沙和沙桶的质量，则小车所受拉力可以近似等于沙和沙桶的重力，选项D正确。 故选ABD。 （3）[1]根据， 得 [2]根据 得 （4）①[1]图线“①”发生了弯曲，原因是，当沙和沙桶的总质量逐渐增大时，加速度增加，且逐渐趋近于g； ②[2]图线“②”表示绳子拉力为零时已经有加速度了，可能是因为木板一端垫得太高，即平衡摩擦力过度； ③[3]图线“③”表示绳子已经有拉力了，但小车还没有加速度，可能因为没有平衡摩擦力或者摩擦力平衡不足。 5．(24-25高一上·广东深圳高级中学·期末)某班第1学习小组用下图实验装置“探究加速度与力、质量的关系”。 (1)关于本实验，下列说法正确的是（　　） A．实验时，应先接通打点计时器的电源再释放小车 B．实验时，应先释放小车再接通打点计时器的电源 (2)下图是实验时平衡阻力的情形，其中正确的是__________（选填字母）。 A． B． C． (3)如图为实验中打出的某条纸带，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，测得数据如图所示，由此可以算出小车运动的加速度是__________。（保留三位有效数字） (4)利用测量数据可得到小车质量M一定时，小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图像（如图所示）。拉力F较大时，a-F图线明显弯曲，为避免a-F图线出现弯曲，可采取的措施是__________。 A．测小车的加速度时，利用速度传感器代替纸带和打点计时器 B．在增加桶内砂子质量的同时，在小车上增加砝码，确保砂和小桶的总质量始终远小于小车和砝码的总质量 C．将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替砂和小桶的重力 D．实验次数不变，每次增加桶内砂子的质量时，增幅小一点 【答案】(1)A (2)B (3)1.20 (4)C 【详解】（1）实验时，应先接通打点计时器的电源再释放小车，故选A； （2）平衡摩擦力时应不挂砂桶，只让小车拖着纸带在木板上匀速下滑，故选B； （3）小车运动的加速度是 （4）C．根据牛顿第二定律可知mg=（M+m）a 解得 当m≫M时，加速度a=g 随着钩码的数量增大到一定程度时丙图的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂槽码的总质量太大，而我们把用槽码所受重力作为小车所受的拉力，所以消除此误差可采取的简便且有效的措施应该测量出小车所受的拉力，即在槽码与细绳之间放置一力传感器，得到力F的数值，在作出小车运动的加速度a和力传感器读数F的关系图像，故C正确； A．测小车的加速度时，利用速度传感器和打点计时器只是求解小车加速度的两种方法，并没有改变槽码所受重力与小车所受的拉力的关系，因此利用速度传感器代替纸带和打点计时器不能避免F增大时，a-F图线出现弯曲，故A错误。 B．实验要保证实验条件，即小车的质量一定，则在增加桶内砂子质量的同时，在小车上增加砝码，就不能保证实验条件了，选项B错误； D．实验次数不变，每次增加桶内砂子的质量时，即使增幅小一点，也会使得槽码的重力与小车的拉力之间出现误差，选项D错误。 故选C。 6．(24-25高一上·广东惠州·期末)在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，进行了如下的操作： (1)平衡摩擦力，用如图1（a）所示的装置，反复调整木板的倾角，接通打点计时器电源，待打点稳定后轻推小车，若打出的三条纸带如图1（b）所示，打出纸带______（选填“A”、“B”或“C”），则说明摩擦力已经平衡好，此时小车所受摩擦力恰好与小车重力沿______方向的分力平衡。 (2)保持悬挂物质量不变，用如图2（a）所示的装置。改变小车的质量，得到多条纸带，其中一条纸带如图2（b）所示，0~6为计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，已知打点计时器所使用的交流电源的频率为50Hz，则打计数点2时小车的瞬时速度为______m/s，小车运动的加速度为______。（结果均保留两位有效数字） (3)保持小车质量不变，用如图2（a）所示的实验装置，______（选填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力，改变悬挂物的质量，同样得到多条纸带，计算并记录相关数据，以小车的加速度为纵坐标，以小车所受合力（即悬挂物的重力）为横坐标，描点作图如图3所示，图像中BC部分明显弯曲的原因是______。 【答案】(1) B 木板或斜面或木板面 (2) 0.81 1.9 (3) 不需要 小车的质量没有远大于悬挂物的质量或悬挂物的质量没有远小于小车的质量或二者质量接近 【详解】（1）[1]平衡摩擦力时，应不挂钩码，接通打点计时器电源，待打点稳定后轻推小车，直到纸带上打出的点迹间隔相等的点为止，故选B。 [2]平衡摩擦力时，根据平衡条件可知小车所受摩擦力恰好与小车重力沿木板方向的分力平衡。 （2）[1]相邻的两计数点之间还有4个点未画出，则 由中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度可得打计数点2时纸带的速度 [2]根据逐差法可得该小车运动的加速度大小为 （3）[1]保持小车质量不变,每次改变拉小车的拉力后不需要重新平衡摩擦力； [2]满足小车的质量远远大于悬挂物质量，才能近似认为小车合力等于悬挂物的重力，若悬挂物质量不满足这个条件时，图像斜率将减小向下弯曲，所以图线在末端弯曲的原因是没有满足小车的质量远远大于悬挂物质量； 7．(24-25高一上·广东汕头潮南区·期末)图（a）中是某小组同学利用自制器具探究小车的加速度和力、质量的关系，实验中用自制“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，小车前端细线跨过定滑轮挂上沙和沙桶。在小车运动过程中，滴水计时器每隔0.1s滴下小水滴，用纸带描绘水滴距离如图（b），记录下桌面上连续的6个水滴的位置。 (1)由图（b）可知，小车的运动情况是______（填“匀速直线运动”或“匀变速直线运动”或“变加速直线运动”） (2)除了题目中已出现的器材，下列器材中必须使用的有（　　） A．交流电源 B．秒表 C．天平（附砝码） (3)实验时应注意（　　） A．先释放小车，再打开计时器开关 B．先打开计时器开关，再释放小车 C．打开计时器开关并同时释放小车 (4)该小组同学根据图（b）的数据，计算小车运动到C点位置时的速度大小为______m/s，加速度大小为______m/s2。（计算结果均保留2位有效数字） (5)多次实验后，该小组同学得到一系列加速度a与合外力F的对应数据如图所示，从图像中可看出实验中存在的主要问题是下列哪些正确选项（　　） A．没有平衡摩擦力 B．平衡摩擦力过度 C．砝码增加到一定程度后无法满足小车的质量远小于沙和沙桶的总质量这一条件 【答案】(1)匀速直线运动 (2)C (3)B (4) 0.10 0.20 (5)AC 【详解】（1）相邻水滴间的时间间隔，根据匀变速直线运动的特点，在连续相等时间间隔内的位移差为恒量。由图（b）可知，相邻水滴间的位移差相等，均为0.20cm，所以小车做匀变速直线运动。 （2）A．“滴水计时器”不需要交流电源，它每隔固定时间滴水，故A 错误； B．滴水计时器本身可以计时，不需要秒表，故B错误； C．探究加速度和力、质量的关系，需要测量小车的质量，所以需要天平（附砝码），故C正确。 故选C。 （3）实验时应先打开计时器开关，待打点稳定后，再释放小车，这样可以保证数据的完整性和准确性。若先释放小车再打开开关，可能会导致开始一段运动的数据无法记录。 故选B。 （4）[1]根据匀变速直线运动中，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，C点是BD的中间时刻，则C点速度 [2]逐差法可得加速度大小 （5）AB．题图可知拉力达到一定值时才产生加速度，说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够，故A正确，B错误； C．图像可知当F增大到一定程度后，a−F图像发生弯曲，原因是当砝码增加到一定程度后，不能满足小车的质量远大于沙和沙桶的总质量这一条件，此时沙和沙桶的总重力不能再近似等于小车所受的合外力，故C正确。 故选AC。 8．(24-25高一上·广东十八校·期末)在某次探究小车的加速度与力、质量的关系的实验中，同学设计了如图甲所示的实验装置，小车的总质量为，重物的质量为。 (1)进行实验时，需要先将长木板倾斜适当的角度，这样做的目的是________，还要求重物的质量远小于小车的总质量，这样做的目的是________。（均填正确答案标号） A．使小车获得较大的加速度     B．使细线的拉力等于小车受到的合外力 C．使小车最终能匀速运动     D．使重物的重力近似等于细线的拉力 (2)进行实验时，打出的一条纸带的一部分如图乙所示。纸带上标出了连续的5个计数点、、、、，相邻计数点之间还有4个点没有标出，打点计时器接在频率为的交流电源上，小车运动的加速度大小为________（结果保留两位有效数字）。 (3)研究加速度与质量的关系时，若已经平衡了阻力，但重物的质量与小车的总质量间的关系不满足，由实验数据做出图线，则图线应是________（填正确答案标号）。 A． B． C． D． 【答案】(1) B D (2)0.39 (3)C 【详解】（1）[1]在进行实验时，需要先将长木板倾斜适当的角度，这样做的目的是平衡阻力，使细线的拉力等于小车受到的合外力。 [2]根据牛顿第二定律可得， 可得 还要求重物的质量远小于小车的质量，这样做的目的是使重物的重力近似等于细线的拉力。 （2）相邻点迹间的时间间隔为 根据逐差法可得小车的加速度为 （3）以小车为研究对象，根据牛顿第二定律有 以重物为研究对象，根据牛顿第二定律有 联立可得 可知图像是过原点的倾斜直线。 故选C。 9．(24-25高一上·广东广州天河区·期末)某实验小组采用如图甲所示的实验装置，探究“小车质量一定时，小车的加速度与它所受的合力的关系”。 试回答下列问题： (1)以下操作正确的是______。 A．使小车质量远小于砝码质量 B．调整垫块位置以补偿阻力 C．补偿阻力时移去打点计时器和纸带 D．释放小车后再接通打点计时器电源 (2)在实验过程中，打出了一条纸带如图乙所示，计时器打点的时间间隔为0.02s，选取A、B、C、D四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图乙中读出A、B两点间距s=________cm；C点对应的速度是________m/s，该小车的加速度大小a＝________m/s2（结果保留两位有效数字）。 (3)在满足实验条件时，研究小车质量一定的情况下其加速度a与砝码重力F（忘记测量砝码盘的质量，但其他操作均正确）的关系，得到a与F的关系应该是图丙中的______（填“①”、“②”或“③”）。 【答案】(1)B (2) 0.70 0.10 0.20 (3)① 【详解】（1）A．使砝码质量远小于小车质量，这样可认为小车的牵引力近似等于砝码的重力，选项A错误； B．调整垫块位置以补偿阻力，这样可认为细线的拉力等于小车受的合力，选项B正确； C．补偿阻力时移去砝码，连接打点计时器和纸带，选项C错误； D．接通打点计时器电源后再释放小车，选项D错误。 故选B。 （2）[1]每两个相邻计数点间有四个点没有画出可知T=0.1s。 从图乙中读出A、B两点间距s=1.70-1.00=0.70cm； [2]C点对应的速度是 [3]该小车的加速度大小 （3）设砝码盘的重力为F0，则由题意可知 即 则a-F图像为①。 10．(24-25高一上·广东广雅中学·期末)某实验小组用如图所示的实验装置来“探究加速度与力、质量的关系”。 (1)某次实验时，测得小车的质量为，则细线所挂钩码的总质量较为合理的是________。 A．50g B．500g C．5kg D．50kg (2)如图是实验中得到的一条纸带，图中的数字为相邻两个计数点间的距离（每两个计数点间还有4个点没有画出来），打点计时器所用电源频率为。由这些已知数据计算： 该小车匀变速直线运动的加速度a=________m/s2（保留3位有效数字）； (3)如果实验中长木板的右端垫得过高，木板倾角过大，用表示小车的加速度，表示细线作用于小车的拉力，他绘出的关系图像可能是_。 A． B． C． D． (4)如果不断增加钩码的数量，则小车的加速度大小将趋近于某一极限值，此极限值为________。 【答案】(1)A (2)0.800 (3)A (4)g 【详解】（1）当时，即当细线所挂钩码的总质量远小于小车的质量时，绳子的拉力近似等于钩码的总重力，由题意可知要选钩码的总质量最轻的。 故选A。 （2）每两个计数点间还有4个点没有画出来，则计数点间的时间间隔为 连续相等时间的四段位移，由逐差法可得加速度为 （3）平衡摩擦力时把木板的右端垫的过高，使得倾角过大，在不挂钩码时，小车所受的合力不为零，小车已经具有加速度，即图像不过原点，在轴上有截距；表示细线作用于小车的拉力为准确的合力，则图像为倾斜直线而不会弯曲。 故选A。 （4）分别以小车和钩码为对象，由牛顿第二定律有， 联立可得 若不断增加钩码的数量，则，小车的加速度大小将趋近于极限值为。 11．(24-25高一上·广东佛山·期末)利用手机传感器可测量出手机运动时的加速度。某同学设计了如图甲所示的实验装置，开展“探究加速度与力的关系”的实验，步骤如下： （1）将手机固定在小车上，小车置于一端有定滑轮的长木板上，细线一端连接小车； （2）把长木板放在水平桌面上，细线另一端挂上小钩码，调节定滑轮，使细线与长木板平行，静止释放小车，通过手机测量出小车的加速度； （3）改变钩码的质量m，重复上述步骤，测得相应的加速度a； （4）作出小车加速度a与钩码质量m的图像。 根据实验步骤，回答以下问题： ①若小车和手机的总质量约为500g，则所挂钩码的总质量最合适的是( ) A.400g    B．200g    C．50g ②若实验中画出了的图像如乙图所示，根据图像指出实验操作中存在的问题： _____________________________________________________________（写出一点即可）。 ③已知重力加速度为g，根据乙图可求出小车在运动时受到的阻力______。（用题中和图中字母表示） 【答案】 C 见解析 【详解】①[1]为了使细线拉力近似等于所挂钩码的重力，需要满足钩码的质量远小于小车和手机的总质量；若小车和手机的总质量约为500g，则所挂钩码的总质量最合适的是50g。 故选C。 ②[2]根据图像指出实验操作中存在的问题：图像不过坐标原点O，没有平衡摩擦力或平衡摩擦力时长木板倾角过小；图像末端弯曲，悬挂钩码的总质量没有远小于小车和手机的总质量。 ③[3]设小车在运动时受到的阻力为，根据牛顿第二定律可得 可得 可知图像的横轴截距为 可得 12．(24-25高一上·广东揭阳揭西县·期末)图甲是某同学探究小车的加速度和力、质量的关系时安装的器材。 (1)该同学在器材安装时不妥的有________； A．未调节滑轮高度使细线与轨道平行 B．接通打点计时器前，小车应置于轨道右侧 C．未把轨道左侧垫高以平衡摩擦力 (2)改进装置后，该同学在小车运动时打出一条纸带，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，图乙中，，_______cm（从图中读出），。打点计时器在打下计数点3时小车的速度为_______m/s（结果保留两位有效数字）。 (3)某同学在实验时，得到一系列加速度a与合外力F的对应数据如图丙所示，请在图丙中作出关系图像_______ (4)由图丙可估算出小车的质量M=_______kg； (5)如果实验时，在和沙桶之间接一个不计质量的微型力传感器用来测量拉力F，如图内从理论上分析，该实验图线的斜率将_______（填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】(1)AC (2) 19.00 0.95 (3) (4)0.625 (5)变大 【详解】（1）A. 由图可知，实验前未调节滑轮高度使细线与轨道平行，选项A正确； B. 接通打点计时器前，小车应置于轨道靠近打点计时器的一侧，即左侧，选项B错误； C. 未把轨道左侧垫高以平衡摩擦力，选项C正确。 故选AC。 （2）[1]图乙中19.00cm [2]打点计时器在打下计数点3时小车的速度为 （3）根据“描点法”作图，作图时使尽量多的点落在直线上，不能落在直线上的要均匀分布在直线两侧，舍弃个别相差较远的点，所作图像如图所示 （4）根据 (G＇是小车重力沿斜面向下的分量) 由图丙可估算出小车的质量 解得M=0.625kg （5）根据牛顿第二定律得挂重物时 图线的斜率表示系统质量的倒数，用力传感器时，加速度 图线的斜率表示小车质量M的倒数，可知图线的斜率变大。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $