专题06 实验专题（期末真题汇编，福建专用）高一物理上学期

专题06 实验专题 3大高频考点概览 考点01加速度的测量 考点02 弹簧弹力的大小与弹簧伸长量的关系 考点03 验证力的平行四边形定则 考点04 加速度与力、质量的关系 地 城 考点01 加速度的测量 一、实验题 1．(24-25高一上·河南洛阳·期中)某学生采用如图甲所示的实验装置，让槽码通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。小王同学挑选了一条点迹清晰的纸带，并选取了部分点为计数点(计数点间的距离如图乙)。由于不小心，纸带被撕断了，如下图所示。已知打点计时器打点的时间间隔T= 0.02s，图中标注的长度是指相邻两计数点间距离(单位 cm)。 (1)在A、B、C、D四段纸带中选出从图乙纸带上撕下的那段应是 ； A．B．C． D． (2)打纸带时，小车的加速度大小是 m/s²(保留两位有效数字)。 2．(24-25高一上·福建厦门·)某小组用如图甲所示装置测量当地的重力加速度。实验中打出了一条较为理想的纸带如图乙所示，A、B、C、D、E为连续的五个点迹，相邻两点之间的距离已标在纸带上。 (1)该条纸带的 （选填“左”或“右”）端和重物相连接。 (2)若打点计时器所用交流电源的频率为，则打下点C时重物的瞬时速度大小为 ，当地的重力加速度大小为 。（计算结果均保留三位有效数字） (3)查阅资料后发现，实验测出的重力加速度值小于当地的实际值，可能的原因是___________（填正确答案标号）。 A．重物下落过程受到空气阻力作用 B．纸带与限位孔间存在摩擦力 C．电源实际频率小于 D．实验中先释放纸带，后接通打点计时器电源 3．(24-25高一上·福建福州福建师范大学附属中学·期末)某兴趣小组决定用如图实验装置研究滑块在斜面上的运动。滑块刚被释放时，打开水箱的阀门，让水流入量筒，滑块与挡板碰撞时关闭阀门。调整并记录滑块与挡板之间的距离x，然后研究x与运动时间t的关系，并判断滑块的运动状况，水箱中水面下降高度可忽略不计。回答下列问题： (1)当滑块开始运动时，水箱中的水开始稳定均匀地流入量筒，滑块下滑过程所用的时间t与量筒中的水的体积V成 （填“正比”或“反比”）。 (2)通过图像来研究时，若横坐标取x，纵坐标应取 （填“V”或“V2”）更方便分析滑块的运动性质，改变斜面的倾角，当斜面的倾角越大，上述图像的斜率 （填“越大”或“越小”）。 地 城 考点02 弹簧弹力的大小与弹簧伸长量的关系 一、实验题 1．(24-25高一上·福建南平·期末)某同学在探究“弹簧弹力的大小与弹簧伸长量的关系”实验中，选用铁架台、弹簧和多个质量已知的钩码组成图（a）的实验装置。 (1)实验中还需要的器材有_______ A．刻度尺 B．秒表 C．温度计 D．打点计时器 (2)以钩码总质量m为纵轴，弹簧形变量x为横轴，建立直角坐标系，根据实验数据得到图（b）所示图像，根据图像可知该弹簧的劲度系数 （重力加速度g取）。 (3)改用两条不同的轻质弹簧甲和乙重复实验，得到弹力与弹簧长度的关系图像如图（c）所示，则可知原长较长的是 （填“甲”或“乙”），劲度系数较大的是 （填“甲”或“乙”）。 2．(24-25高一上·福建漳州·期末)某同学将两根轻质弹簧按图甲方式连接起来挂在铁架台上测量弹簧的劲度系数，在两弹簧下侧固定指针A、B，左侧固定一毫米刻度尺，如图甲所示。 钩码数 1 2 3 4 15.80 20.81 25.81 30.80 28.96 34.76 40.56 46.36 (1)不挂钩码时，指针A位置如图乙所示，则指针所指示数为 cm； (2)在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧Ⅱ的下端，指针A、B的示数和如上表。由表中数据可得，每挂1个钩码，弹簧I的平均形变量为 cm（结果保留2位小数），弹簧I的劲度系数 （填“大于”“小于”或“等于”）弹簧Ⅱ的劲度系数。 3．(24-25高一上·福建福州·期末)在“探究弹簧弹力大小与弹簧长度的关系”的实验中，实验装置如图1甲所示。 (1)本实验中正确的操作是（　　） A．随意增加悬挂的钩码，多测量几组数据 B．悬挂钩码待其静止后，读出弹簧的长度 (2)根据实验数据在如图1乙中作出弹簧弹力大小F与弹簧长度L关系的图像，可得弹簧的劲度系数k= N/m。 (3)接着使用该弹簧，按照如图2甲所示方案进行“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。按照正确步骤获得测量数据，此时弹簧的长度为13cm，由如图1乙可知弹力大小F2= N。图2乙方框中已经画出了F1和F的图示，请画出：①F2的图示 ；②以F1、F2为邻边的平行四边形的对角线F′。对比F与F′，在误差允许范围内，如果他们 ，可以得到实验结论：F是F1、F2的合力，共点力的合成遵循平行四边形定则。 地 城 考点03 验证力的平行四边形定则 一、实验题 1．(24-25高一上·福建三明·期末)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧测力计。 (1)为完成实验，某同学找来一根弹簧B，先测量其劲度系数，实验测出了弹力F与弹簧伸长量x的相应数据，记录如下： 弹力 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 伸长量 0.74 1.80 2.80 3.72 4.60 5.58 6.42 甲图中有一数据点未标出，请在答题卡坐标纸上补全数据点并作出的关系图像 ，求得该弹簧的劲度系数 （计算结果保留3位有效数字）。 (2)某次实验中，测力计C的指针位置如图乙所示，其读数 N；已知B弹簧弹力，在丙图上作出这两个共点力的合力，由图得到 N（保留3位有效数字）。 2．(24-25高三上·辽宁葫芦岛东北师范大学连山实验高中·月考)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图的图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，О为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是白纸上根据实验结论画出的图。 (1)本实验中“等效代替”的含义是（　　） A．橡皮筋可以用弹簧替代 B．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 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．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代 (2)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是 。 (3)如图所示，用a、b弹簧秤拉橡皮条使结点到О点，当保持弹簧秤a的示数不变，而在角α逐渐减小到0的过程中，要使结点始终在О点，可以__________。 A．增大b的示数，增大β角度 B．增大b的示数，减小β角度 C．增大b的示数，先减小β角度，后增大β角度 D．减小b的示数，先增大β角度，后减小β角度 3．(24-25高一上·福建龙岩·期末)如图甲所示是“验证力的平行四边形定则”的实验装置，在铺有白纸的木板上，将橡皮筋一端用图钉固定于点，另一端与两细线打一个结点。第一次，两细线分别挂上弹簧测力计，并互成角度地拉橡皮筋，使结点到达某一位置。记下此时两只测力计的示数、，并沿两细线标记出力的方向。第二次，用力拉一只测力计，同样将结点拉到处，记下此时测力计的示数，并沿细线标出力的方向。用力的图示画出、及。请回答下列问题： (1)本实验所采用的是________； A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．物理模型法 (2)实验中，用力的图示在白纸上画出、、、，其中一定沿AO方向的力是 。 (3)若平行于木板的两个拉力、读数分别为、，且夹角为锐角时，则 （填“能”或“不能”）用一个量程为的弹簧测力计测量出它们的合力。 4．(24-25高一上·福建厦门·)某小组在做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，按照如下步骤进行操作： ①在水平桌面上放置一块木板，在木板上放一张白纸，用图钉固定； ②将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端拴上两条细绳，细绳的另一端分别系着绳套； ③用一只弹簧测力计通过一条细绳套将橡皮条的另一端拉到某一确定的点“O”，此时拉力F的方向沿图甲中方向，测力计的示数如图乙所示，则F的大小为 N； ④撤去③中的拉力，现使用两只弹簧测力计分别勾住绳套，互成角度同时拉橡皮条，再次将橡皮条的另一端拉到同一点“O”时，两个拉力的方向沿如图甲中方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为和。 ⑤在图甲中按规定标度画出力及F的图示，然后按平行四边形定则画出的合力 ； ⑥若在误差允许的范围内F和大小和方向相同，则该实验说明力的合成满足平行四边·形定则．关于实验结果，下列说法正确的是 （填正确答案标号） A．与橡皮条一定在同一直线上 B．F与橡皮条一定在同一直线上 C．一定在以和为邻边的平行四边形的对角线上 D．F一定在以和为邻边的平行四边形的对角线上 5．(24-25高一上·福建宁德·期末)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，装置如图所示。在铺有白纸的竖直木板上将弹簧测力计一端固定于P点，另一端用细线挂一重物。弹簧测力计的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计和的示数，并在白纸上记录O点的位置和拉力的方向。做出两弹簧测力计拉力的合力，并与重物的拉力进行比较。 (1)该实验运用的思想方法是__________； A．控制变量法 B．理想模型法 C．等效替代法 (2)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中弹簧测力计的示数为 N； (3)下列的实验要求必要的是__________。 A．细线方向应与木板平面平行 B．弹簧测力计的方向应保持水平 C．改变拉力，进行多次实验，每次都要保证O点在同一位置 6．(24-25高一上·福建泉州·期末)为探究两个互成角度的力的合成规律，某同学操作如下： （1）如图甲，在铺有白纸的木板上，将橡皮筋一端用图钉固定于A点，另一端与两细线打一个结点B。两细线分别挂上测力计。 （2）如图乙，分别用力拉两只测力计，用铅笔标出结点B被拉伸到的位置，记为O点。记下此时两只测力计的示数，并沿两细线标记出两个力的 。 （3）如图丙，用力拉一只测力计，将结点B拉到 ，记下此时测力计的示数F，并沿细线标记出力的方向。 （4）用力的图示画出及F。 （5）比较的大小和方向，可以探究三者之间的关系。 （6）以为邻边，作平行四边形的对角线，记为，则 A．一定沿AO方向    B．不一定沿AO方向 7．(24-25高一上·河南实验中学·月考)某同学设计了实验验证力的平行四边形定则，实验步骤如下：①用天平测得物块A的质量为m，②如图甲两根竖直杆相距为D，用长为L的不可伸长的轻绳，穿过光滑的轻质动滑轮，动滑轮下端连接物体A，轻绳两端分别固定在杆上P、Q两点，在轻绳的左端连接力传感器，力传感器的重力忽略不计。改变物块A的质量m，记录力传感器的示数F，重力加速度为g。 (1)要验证力的平行四边形定则，力传感器的示数F与物块A的质量m满足关系式 （用题中给出的物理量表示）。 (2)轻绳的Q端沿杆向上移动到Qʹ，力传感器的示数 （填“变大”“变小”或“不变”）。 (3)某同学改变物块A的质量，作F-m的图像，如图乙，图像的斜率为k，但是他忘记了记录间距D的大小， （填“可以”或者“不可以”）利用图乙和已知物理量求出D（L，k，g已知）。 8．(24-25高一上·福建泉州第五中学·期末)某实验小组利用如图甲所示的实验器材探究“两个互成角度的力的合成规律”，在水平圆形桌面上平铺固定一张白纸，在桌子边缘同一高度安装三个不计摩擦的滑轮，其中，滑轮固定在桌边，滑轮 可沿桌边移动。三根绳子的结点为，每根绳子另一端可挂一定数量的钩码，使系统达到平衡，回答下列问题： (1)为验证力的平行四边形定则，不必要的步骤有（　　） A．标记结点的位置 B．用刻度尺测量三根绳子的长度 C．记录三根绳子的方向 D．记录三根绳子所挂钩码数量 (2)实验过程中，改变钩码数量，使系统再次达到平衡，绳子的结点的位置 （填“必须”或“不必”）保持不变。 (3)改变桌面倾角，如图乙所示，系统平衡后，增加所挂钩码个数，改变所挂钩码个数并将 （填“逆时针”或“顺时针”）移动（俯视），可使结点位置不动。 地 城 考点04 加速度与力、质量的关系 一、实验题 1．(24-25高一上·福建三明·期末)如图甲，在“科学探究：加速度与力、质量的关系”实验中： (1)关于实验设计，下列说法正确的是______。 A．不挂重物小车匀速运动时，小车重力沿斜面的分力恰好抵消所受阻力 B．所挂重物的质量等于小车质量，则此时小车所受拉力等于重物重力 (2)实验中每5个间隔标注一个计数点，得到的纸带如图乙所示。若相邻计数点的时间间隔为T，则打计数点5时小车的速度 （请用题中所给符号表示）。若交流电源频率为，测得，，，，，，则小车运动的加速度 （计算结果保留3位有效数字）。 (3)关于实验误差分析，下列说法正确的是______。 A．若电源频率变小，则加速度的测量值偏大 B．若电源电压变小，则加速度的测量值偏小 (4)采用如图丙实验装置，测得滑块水平运动的加速度a和所受拉力F的关系图像如图丁所示，则滑块和轨道间的动摩擦因数 。 2．(24-25高一上·福建泉州·期末)某小组用如图甲所示的器材，探究小车质量不变时，加速度与力的关系。 （1）将小车置于带有定滑轮的木板上，将纸带穿过打点计时器后挂在小车尾部。 （2）用薄垫块将木板一端垫高，调整其倾斜程度，直至小车运动时打点计时器在纸带上打出的点间距分布 为止。 （3）在细绳一端挂上塑料桶，另一端通过定滑轮系在小车前端。调节定滑轮的高度，使细绳与木板 。 （4）将小车靠近打点计时器后开启打点计时器，稍后再将小车由静止释放。打点计时器在纸带上打出一系列点，据此计算出小车的加速度。某次操作打出的纸带如图乙所示，已知交流电源的频率为50Hz，图中相邻两计数点间还有4个点未画出，则小车的加速度是 （结果保留2位有效数字）。 （5）往塑料桶里添加沙子，重复实验，将小车所受的不同拉力与相应计算出的加速度记录下来，画出图像如图丙所示，发现图线未过坐标原点，那么实验中出现的问题可能是 。 A．长木板的倾角过大 B．没有平衡摩擦力 C．沙子和桶的总质量没有远小于小车的质量 3．(24-25高三上·山东潍坊·调研)某同学利用如图甲所示实验装置探究小车加速度与其质量的关系，已知打点计时器所用电源频率为50Hz。 (1)下列说法正确的是___________ A．图甲中的电磁打点计时器应接8V左右交流电源 B．平衡阻力时，需要把钩码通过细绳系在小车上 C．需调节定滑轮的高度，使滑轮与小车间的细绳与木板平行 D．改变小车质量后，需重新平衡阻力 (2)某次实验中获得的纸带如图乙所示，A、B、C、D、E、F、G为选出的计数点，每相邻两个计数点之间有4个点未画出，则打点C时小车的速度大小为 m/s，小车的加速度大小为 （结果均保留2位有效数字）。 (3)平衡阻力后，保持钩码的质量m不变，改变小车的质量M，测出对应的加速度a，并做出图像，实验操作无误，下列图像最符合实际的是___________ A． B． C． D． 4．(24-25高一上·福建宁德·期末)用如图（a）所示实验装置探究质量一定时，加速度与力的关系。 (1)打点计时器的工作电源为 （选填“直流”或“交流”）电源； (2)在本实验中，下列操作正确的是__________； A．补偿阻力时应移去打点计时器和纸带 B．小车靠近打点计时器，应先释放小车，再接通电源 C．为使砂和砂桶的重力近似等于小车受到的拉力，应保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量 (3)实验中，打出的一条纸带的部分计数点如图（b）所示，每相邻两个计数点间的时间间隔为，其中，，，，，，则小车的加速度 ；（结果保留2位有效数字） (4)某同学在实验中测得多组数据，并以小车的加速度为纵坐标，小车所受拉力为横坐标，画出的图线如图（c）。由图可知，一定质量的小车，其加速度与所受的合力成正比。若图线斜率为，则小车的质量为 。 5．(24-25高一上·福建漳州·期末)某兴趣小组为了探究加速度与力、质量的关系，按图甲实验装置进行实验。 (1)关于本实验，下列说法正确的是（　　） A．应适当调节滑轮高度，使细绳与桌面平行 B．实验时，应先释放小车，后打开电源 C．在探究加速度和力关系时，应保持小车质量不变 D．为减小实验误差，槽码总质量要远大于小车质量 (2)图乙为某次实验中得到的一条纸带，相邻两计数点间的时间间隔，根据实验数据，小车的加速度大小为 （结果保留3位有效数字）； (3)在探究加速度和质量关系时，保持槽码的总质量m不变，平衡摩擦力后，以小车和槽码整体为研究对象，以加速度的倒数为纵坐标，小车的质量M为横坐标，某同学根据自己实验结果绘制的图像如图丙所示，重力加速度大小为g。 ①以小车和槽码整体为研究对象，系统所受到的合外力为 （填正确答案标号） A．    B．    C． ②若图丙中的图线斜率为k，则所用槽码的总质量 （用k，g表示）。 6．(24-25高一上·福建龙岩·期末)某学习小组利用如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。 (1)下列说法正确的是________ A．图甲中的打点计时器应接直流电源 B．实验前需调节定滑轮的高度，使滑轮与小车间的细绳与木板平行 C．实验时小车应靠近打点计时器，先接通打点计时器电源，再释放小车 D．改变小车质量后，需重新平衡摩擦力 (2)平衡摩擦力时，某同学将小车放在水平静止的长木板上，将木板不带滑轮的一端缓慢垫高，直到小车拖着纸带沿木板向下匀速运动，该同学的操作 （填“正确”或“错误”）； (3)该小组实验时得到的一条纸带如图乙所示，已知相邻计数点的时间间隔为，则小车的加速度大小为 （结果保留三位有效数字）； (4)探究加速度与力的关系时，该小组在满足实验条件下多次改变钩码的质量进行实验，得到钩码的质量及对应的小车运动的加速度，作图像，则作出的图像可能是________。 A． B． C． D． 7．(24-25高一上·福建福州·期末)在“探究小车的加速度与受力的关系”的实验中，实验装置如图甲所示，实验中打点计时器的工作周期为0.02s。    (1)下列器材中，本实验需要的是（　　） A．秒表 B．刻度尺 (2)使用打点计时器时应（　　） A．先接通电源后释放小车 B．先释放小车后接通电源 (3)如图乙是按正确的实验步骤得到的一条纸带，每相邻的两个计数点之间都有4个点未画出，则小车的加速度为 m/s2。（结果保留三位有效数字） (4)根据测得的数据作出如图所示的a-F图像，明显超出了误差范围，下列可用于改进的措施是（　　）    A．多加些砝码，使拉力增大 B．木板右端的垫块向左移动，使木板的倾角增大些 8．(24-25高一上·福建南平·期末)某学习小组利用如图（a）中的实验装置探究“加速度与力、质量的关系”。 (1)在实验过程中，下列操作正确的是_______ A．选择4~6V的直流电 B．先接通电源，再释放小车 C．实验开始时小车应尽量远离打点计时器 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)图（b）为实验中打出的一条纸带，相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，已知所用电源的频率为50Hz。B点的速度 ，小车的加速度 。（以上结果均保留2位有效数字） (3)小组同学进行正确操作之后，保持小车质量不变，不断往桶里加砂，重复实验，直至砂和砂桶的质量接近小车质量。以砂和砂桶的质量m为横轴，小车加速度a为纵轴，根据实验结果作出的a-m图像可能是。 A． B． C． D． 9．(23-24高二下·辽宁县级重点高中协作体·期末)在探究“加速度与力的关系”实验中，某同学设计了甲、乙、丙三种实验方案，试回答下列问题： (1)关于本实验的要求，下列说法正确的是________； A．甲、乙、丙方案都需要补偿阻力 B．只有甲方案需要补偿阻力 C．只有甲方案必须满足小车的质量远大于重物的质量 D．乙方案中弹簧测力计的示数和丙方案中力传感器的示数均等于小车所受合力的大小 (2)该同学根据乙方案，作出加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图线如图丁所示，若小车质量为m，则该图线斜率k应为 ； (3)根据甲方案得到的一条纸带如图戊所示，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，相邻的计数点之间的距离分别为，，、、、，已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小车的加速度大小为 ，打下A点时小车的速度大小为 m/s。（结果均保留2位小数） 10．义乌某中学的学生准备选用以下四种方案来完成“探究加速度与合外力的关系”的实验，绳子和滑轮均为轻质，请回答下列问题： （1）四种方案中，需要进行“补偿阻力”的方案是 。（选填甲、乙、丙、丁） （2）四种方案中，需要满足重物或钩码质量远小于小车的质量的方案是 。（选填甲、乙、丙、丁） （3）某一小组同学用图乙的装置进行实验，得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电。根据纸带可求出小车在E点的瞬时速度为 ，加速度为 。（计算结果保留三位有效数字） （4）另一组学生用图乙的装置测量小车的质量，及小车与木板的动摩擦因数，通过增减悬挂钩码的数目进行多次实验，通过分析纸带求出相应实验时小车的加速度，得到多组拉力传感器示数和小车加速度的数据，作出如图所示的图像。由图像可求得小车的质量 kg，小车与长木板间的动摩擦因数 。（计算结果保留2位有效数字） 11．(24-25高一上·福建莆田第一中学·期末)为了探究质量一定时加速度与力的关系，一位同学设计了如图甲所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。如图乙所示为实验中得到的一条纸带，相邻计数点间有四个点未标出，打点计时器所接电源的频率为50Hz，算出小车的加速度大小为a=1.48m/s2。（滑轮质量不计） (1)关于平衡摩擦力，下列说法正确的是（　　） A．平衡摩擦力时，需要在动滑轮上挂上砂和砂桶 B．改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力 C．改变小车拉力时，不需要重新平衡摩擦力 (2)实验中 （选填“需要”或“不需要”）满足m远小于M。 (3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的如图丙所示的a-F图像是一条直线，求得图线的斜率为k，则小车的质量为 。 1 / 25 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 实验专题 3大高频考点概览 考点01加速度的测量 考点02 弹簧弹力的大小与弹簧伸长量的关系 考点03 验证力的平行四边形定则 考点04 加速度与力、质量的关系 地 城 考点01 加速度的测量 一、实验题 1．(24-25高一上·河南洛阳·期中)某学生采用如图甲所示的实验装置，让槽码通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。小王同学挑选了一条点迹清晰的纸带，并选取了部分点为计数点(计数点间的距离如图乙)。由于不小心，纸带被撕断了，如下图所示。已知打点计时器打点的时间间隔T= 0.02s，图中标注的长度是指相邻两计数点间距离(单位 cm)。 (1)在A、B、C、D四段纸带中选出从图乙纸带上撕下的那段应是 ； A．B．C． D． (2)打纸带时，小车的加速度大小是 m/s²(保留两位有效数字)。 【答案】(1)A (2) 【详解】（1）根据图乙可知 根据匀变速直线运动的规律可知，相邻两计数点之间的距离应依次增加，由于 所以，从图乙纸带上撕下的那段相邻两计数点之间的距离应为。 故选A。 （2）打纸带时，小车的加速度大小为 2．(24-25高一上·福建厦门·)某小组用如图甲所示装置测量当地的重力加速度。实验中打出了一条较为理想的纸带如图乙所示，A、B、C、D、E为连续的五个点迹，相邻两点之间的距离已标在纸带上。 (1)该条纸带的 （选填“左”或“右”）端和重物相连接。 (2)若打点计时器所用交流电源的频率为，则打下点C时重物的瞬时速度大小为 ，当地的重力加速度大小为 。（计算结果均保留三位有效数字） (3)查阅资料后发现，实验测出的重力加速度值小于当地的实际值，可能的原因是___________（填正确答案标号）。 A．重物下落过程受到空气阻力作用 B．纸带与限位孔间存在摩擦力 C．电源实际频率小于 D．实验中先释放纸带，后接通打点计时器电源 【答案】(1)左 (2) 9.75 (3)AB 【详解】（1）与重物相连的纸带端经过打点计时器时的速度更小，对应的点迹间距更小，故左端与重物相连。 （2）[1] 由 代入数据得 [2] 由 代入数据得 （3）A B．根据 可得存在阻力测得加速度值偏小，故AB正确； C．根据 可得 若实际频率小于，则实验代入数值大于实际值，测得的值会偏大，故C错误； D．由逐差法公式得，操作D不影响，故不影响g测量值，故D错误。 故选AB。 3．(24-25高一上·福建福州福建师范大学附属中学·期末)某兴趣小组决定用如图实验装置研究滑块在斜面上的运动。滑块刚被释放时，打开水箱的阀门，让水流入量筒，滑块与挡板碰撞时关闭阀门。调整并记录滑块与挡板之间的距离x，然后研究x与运动时间t的关系，并判断滑块的运动状况，水箱中水面下降高度可忽略不计。回答下列问题： (1)当滑块开始运动时，水箱中的水开始稳定均匀地流入量筒，滑块下滑过程所用的时间t与量筒中的水的体积V成 （填“正比”或“反比”）。 (2)通过图像来研究时，若横坐标取x，纵坐标应取 （填“V”或“V2”）更方便分析滑块的运动性质，改变斜面的倾角，当斜面的倾角越大，上述图像的斜率 （填“越大”或“越小”）。 【答案】(1)正比 (2) V2 越小 【详解】（1）当滑块开始运动时，水箱中的水开始稳定均匀地流入量筒，滑块下滑过程所用的时间t与量筒中的水的体积V成正比。 （2）[1][2]当滑块做匀加速直线运动时，由，可得x与成正比，与成正比，则x与V2成正比。斜面的倾角越大，滑块的加速度越大，由可得图像的斜率越大，则x﹣V2图像的斜率越大，所以V2-x图像的斜率越小。 地 城 考点02 弹簧弹力的大小与弹簧伸长量的关系 一、实验题 1．(24-25高一上·福建南平·期末)某同学在探究“弹簧弹力的大小与弹簧伸长量的关系”实验中，选用铁架台、弹簧和多个质量已知的钩码组成图（a）的实验装置。 (1)实验中还需要的器材有_______ A．刻度尺 B．秒表 C．温度计 D．打点计时器 (2)以钩码总质量m为纵轴，弹簧形变量x为横轴，建立直角坐标系，根据实验数据得到图（b）所示图像，根据图像可知该弹簧的劲度系数 （重力加速度g取）。 (3)改用两条不同的轻质弹簧甲和乙重复实验，得到弹力与弹簧长度的关系图像如图（c）所示，则可知原长较长的是 （填“甲”或“乙”），劲度系数较大的是 （填“甲”或“乙”）。 【答案】(1)A (2)24.5 (3) 乙 甲 【详解】（1）实验中还需要的器材有刻度尺，故选A。 （2）该弹簧的劲度系数 （3）[1][2]根据F=k(L-L0)，由图像可知，图像与L轴的截距为弹簧原长，图像的斜率等于劲度系数，则原长较长的是乙，劲度系数较大的是甲。 2．(24-25高一上·福建漳州·期末)某同学将两根轻质弹簧按图甲方式连接起来挂在铁架台上测量弹簧的劲度系数，在两弹簧下侧固定指针A、B，左侧固定一毫米刻度尺，如图甲所示。 钩码数 1 2 3 4 15.80 20.81 25.81 30.80 28.96 34.76 40.56 46.36 (1)不挂钩码时，指针A位置如图乙所示，则指针所指示数为 cm； (2)在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧Ⅱ的下端，指针A、B的示数和如上表。由表中数据可得，每挂1个钩码，弹簧I的平均形变量为 cm（结果保留2位小数），弹簧I的劲度系数 （填“大于”“小于”或“等于”）弹簧Ⅱ的劲度系数。 【答案】(1)10.80（10.78~10.82） (2) 5.00 小于 【详解】（1）由图乙可知刻度尺的分度值为0.1cm，由图乙可知指针示数为10.80cm。 （2）[1]由表中数据可得，每挂1个钩码，弹簧I的平均形变量为 [2]由表中数据可得，每挂1个钩码，弹簧Ⅱ的平均形变量为 根据胡克定律，由于相同弹力下，弹簧I的形变量大于弹簧Ⅱ的形变量，则弹簧I的劲度系数小于弹簧Ⅱ的劲度系数。 3．(24-25高一上·福建福州·期末)在“探究弹簧弹力大小与弹簧长度的关系”的实验中，实验装置如图1甲所示。 (1)本实验中正确的操作是（　　） A．随意增加悬挂的钩码，多测量几组数据 B．悬挂钩码待其静止后，读出弹簧的长度 (2)根据实验数据在如图1乙中作出弹簧弹力大小F与弹簧长度L关系的图像，可得弹簧的劲度系数k= N/m。 (3)接着使用该弹簧，按照如图2甲所示方案进行“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。按照正确步骤获得测量数据，此时弹簧的长度为13cm，由如图1乙可知弹力大小F2= N。图2乙方框中已经画出了F1和F的图示，请画出：①F2的图示 ；②以F1、F2为邻边的平行四边形的对角线F′。对比F与F′，在误差允许范围内，如果他们 ，可以得到实验结论：F是F1、F2的合力，共点力的合成遵循平行四边形定则。 【答案】(1)B (2)50 (3) 2.5 大致重合 【详解】（1）A．实验操作过程中不可以随意增加砝码，以免超出弹簧的弹性限度，故A错误； B．悬挂钩码待其静止后，读出弹簧的长度，故B正确。 故选B。 （2）设弹簧原长为L0，根据胡克定律可得 结合图像可得 （3）[1]根据图1乙图可知，当弹簧长度为13cm时，弹簧弹力为2.5N，所以 [2]F2的图示如图所示 [3]以F1、F2为邻边的平行四边形的对角线F′。对比F与F′，在误差允许范围内，如果他们大致重合，可以得到实验结论：F是F1、F2的合力，共点力的合成遵循平行四边形定则。 地 城 考点03 验证力的平行四边形定则 一、实验题 1．(24-25高一上·福建三明·期末)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧测力计。 (1)为完成实验，某同学找来一根弹簧B，先测量其劲度系数，实验测出了弹力F与弹簧伸长量x的相应数据，记录如下： 弹力 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 伸长量 0.74 1.80 2.80 3.72 4.60 5.58 6.42 甲图中有一数据点未标出，请在答题卡坐标纸上补全数据点并作出的关系图像 ，求得该弹簧的劲度系数 （计算结果保留3位有效数字）。 (2)某次实验中，测力计C的指针位置如图乙所示，其读数 N；已知B弹簧弹力，在丙图上作出这两个共点力的合力，由图得到 N（保留3位有效数字）。 【答案】(1) 见解析 54.7（53.0~56.0） (2) 2.70（2.68~2.72） 3.00（2.75~3.25） 【详解】（1）[1]根据表格中的数据，在坐标纸上描点，将点迹用直线连接，使点迹均匀分布在直线两侧，如图所示 [2]根据胡克定律有 结合上述图像有 （2）[1]根据弹簧测力计的读数规律，该读数为2.70N； [2]利用平行四边形定则，在丙图上作出这两个共点力的合力，如图所示 可知，由图得到 2．(24-25高三上·辽宁葫芦岛东北师范大学连山实验高中·月考)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图的图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，О为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是白纸上根据实验结论画出的图。 (1)本实验中“等效代替”的含义是（　　） A．橡皮筋可以用弹簧替代 B．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 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．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代 (2)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是 。 (3)如图所示，用a、b弹簧秤拉橡皮条使结点到О点，当保持弹簧秤a的示数不变，而在角α逐渐减小到0的过程中，要使结点始终在О点，可以__________。 A．增大b的示数，增大β角度 B．增大b的示数，减小β角度 C．增大b的示数，先减小β角度，后增大β角度 D．减小b的示数，先增大β角度，后减小β角度 【答案】(1)D (2) (3)D 【详解】（1）该实验采用了等效代替法，即用两个弹簧秤拉橡皮筋的效果和用一个弹簧秤拉橡皮筋的效果是相同的。 故选D。 （2）是通过一个弹簧秤沿AO方向拉橡皮筋，使橡皮筋伸长到点，根据二力平衡可知，方向一定沿着AO方向。 （3）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A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：第一种情况，原来α、β的值较小 所以由图可知α角逐渐变小时，b的示数减小，同时β角减小；第二种情况，原来α、β值较大 由图可以看出α角逐渐变小时，b的示数减小，同时β角增大； 或者 由图可以看出α角逐渐变小时，b的示数减小，同时β角先增大，后减小； 故选D。 3．(24-25高一上·福建龙岩·期末)如图甲所示是“验证力的平行四边形定则”的实验装置，在铺有白纸的木板上，将橡皮筋一端用图钉固定于点，另一端与两细线打一个结点。第一次，两细线分别挂上弹簧测力计，并互成角度地拉橡皮筋，使结点到达某一位置。记下此时两只测力计的示数、，并沿两细线标记出力的方向。第二次，用力拉一只测力计，同样将结点拉到处，记下此时测力计的示数，并沿细线标出力的方向。用力的图示画出、及。请回答下列问题： (1)本实验所采用的是________； A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．物理模型法 (2)实验中，用力的图示在白纸上画出、、、，其中一定沿AO方向的力是 。 (3)若平行于木板的两个拉力、读数分别为、，且夹角为锐角时，则 （填“能”或“不能”）用一个量程为的弹簧测力计测量出它们的合力。 【答案】(1)B (2) (3)不能 【详解】（1）本实验所采用的是等效替代法，故选B； （2）图中F是两个分力合力的理论值，F＇是两个分力合力的实验值，则一定沿AO方向的力是F＇。 （3）若平行于木板的两个拉力、读数分别为、，则当夹角为直角时两个力的合力为 则当夹角为锐角时，合力大于5N，则不能用一个量程为的弹簧测力计测量出它们的合力。 4．(24-25高一上·福建厦门·)某小组在做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，按照如下步骤进行操作： ①在水平桌面上放置一块木板，在木板上放一张白纸，用图钉固定； ②将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端拴上两条细绳，细绳的另一端分别系着绳套； ③用一只弹簧测力计通过一条细绳套将橡皮条的另一端拉到某一确定的点“O”，此时拉力F的方向沿图甲中方向，测力计的示数如图乙所示，则F的大小为 N； ④撤去③中的拉力，现使用两只弹簧测力计分别勾住绳套，互成角度同时拉橡皮条，再次将橡皮条的另一端拉到同一点“O”时，两个拉力的方向沿如图甲中方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为和。 ⑤在图甲中按规定标度画出力及F的图示，然后按平行四边形定则画出的合力 ； ⑥若在误差允许的范围内F和大小和方向相同，则该实验说明力的合成满足平行四边·形定则．关于实验结果，下列说法正确的是 （填正确答案标号） A．与橡皮条一定在同一直线上 B．F与橡皮条一定在同一直线上 C．一定在以和为邻边的平行四边形的对角线上 D．F一定在以和为邻边的平行四边形的对角线上 【答案】 BC 【详解】③弹簧测力计精度，故应估读到，故F读数为； ⑤如图所示； ⑥AB．由于F是一根弹簧测力计直接拉橡皮条，故拉力F与橡皮条共线，而由于实验误差，与F并不重合，则与与橡皮条不共线，选项B正确，A错误； CD．由于为平行四边形画出来的合外力，故在为邻边的对角线上，选项C正确，D错误。 故选BC。 5．(24-25高一上·福建宁德·期末)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，装置如图所示。在铺有白纸的竖直木板上将弹簧测力计一端固定于P点，另一端用细线挂一重物。弹簧测力计的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计和的示数，并在白纸上记录O点的位置和拉力的方向。做出两弹簧测力计拉力的合力，并与重物的拉力进行比较。 (1)该实验运用的思想方法是__________； A．控制变量法 B．理想模型法 C．等效替代法 (2)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中弹簧测力计的示数为 N； (3)下列的实验要求必要的是__________。 A．细线方向应与木板平面平行 B．弹簧测力计的方向应保持水平 C．改变拉力，进行多次实验，每次都要保证O点在同一位置 【答案】(1)C (2)3.8 (3)A 【详解】（1）根据实验原理可知该实验运用的思想方法是等效替代法。 故选C。 （2）弹簧测力计读数，分度值为0.2N，故由图可知，读数为3.8N。 （3）A．拉线方向必须与木板平面平行，这样才能使各力在同一平面内，故A正确； B．两个弹簧测力计的大小和方向可以任意，适当即可，B不一定水平，故B错误； C．改变拉力，进行多次实验，不需要每次都保证O点在同一位置，故C错误； 故选A。 6．(24-25高一上·福建泉州·期末)为探究两个互成角度的力的合成规律，某同学操作如下： （1）如图甲，在铺有白纸的木板上，将橡皮筋一端用图钉固定于A点，另一端与两细线打一个结点B。两细线分别挂上测力计。 （2）如图乙，分别用力拉两只测力计，用铅笔标出结点B被拉伸到的位置，记为O点。记下此时两只测力计的示数，并沿两细线标记出两个力的 。 （3）如图丙，用力拉一只测力计，将结点B拉到 ，记下此时测力计的示数F，并沿细线标记出力的方向。 （4）用力的图示画出及F。 （5）比较的大小和方向，可以探究三者之间的关系。 （6）以为邻边，作平行四边形的对角线，记为，则 A．一定沿AO方向    B．不一定沿AO方向 【答案】 方向 O点 B 【详解】（2）[1]应该沿两细线标记出两个力的方向； （3）[2]为保证等效性，则用力拉一只测力计时，应将结点B拉到O点，记下此时测力计的示数F，并沿细线标记出力的方向。 （6）[3]以为邻边，作平行四边形的对角线，记为，则由于实验有误差，则不一定沿AO方向，故选B。 7．(24-25高一上·河南实验中学·月考)某同学设计了实验验证力的平行四边形定则，实验步骤如下：①用天平测得物块A的质量为m，②如图甲两根竖直杆相距为D，用长为L的不可伸长的轻绳，穿过光滑的轻质动滑轮，动滑轮下端连接物体A，轻绳两端分别固定在杆上P、Q两点，在轻绳的左端连接力传感器，力传感器的重力忽略不计。改变物块A的质量m，记录力传感器的示数F，重力加速度为g。 (1)要验证力的平行四边形定则，力传感器的示数F与物块A的质量m满足关系式 （用题中给出的物理量表示）。 (2)轻绳的Q端沿杆向上移动到Qʹ，力传感器的示数 （填“变大”“变小”或“不变”）。 (3)某同学改变物块A的质量，作F-m的图像，如图乙，图像的斜率为k，但是他忘记了记录间距D的大小， （填“可以”或者“不可以”）利用图乙和已知物理量求出D（L，k，g已知）。 【答案】(1) (2)不变 (3)可以 【详解】（1）如图所示，设定滑轮处为点，段绳子长度为，设段绳子长度为，和与竖直方向的夹角为。 由几何关系可知 又 得 由平衡条件可得 又 得 （2）由[1]分析可知，轻绳的Q端沿杆向上移动到Q'，不变，不变，力传感器的示数不变。 （3）可利用图乙和已知物理量求出D。原因如下：由[1]可知 的图像斜率为，则 解得 8．(24-25高一上·福建泉州第五中学·期末)某实验小组利用如图甲所示的实验器材探究“两个互成角度的力的合成规律”，在水平圆形桌面上平铺固定一张白纸，在桌子边缘同一高度安装三个不计摩擦的滑轮，其中，滑轮固定在桌边，滑轮 可沿桌边移动。三根绳子的结点为，每根绳子另一端可挂一定数量的钩码，使系统达到平衡，回答下列问题： (1)为验证力的平行四边形定则，不必要的步骤有（　　） A．标记结点的位置 B．用刻度尺测量三根绳子的长度 C．记录三根绳子的方向 D．记录三根绳子所挂钩码数量 (2)实验过程中，改变钩码数量，使系统再次达到平衡，绳子的结点的位置 （填“必须”或“不必”）保持不变。 (3)改变桌面倾角，如图乙所示，系统平衡后，增加所挂钩码个数，改变所挂钩码个数并将 （填“逆时针”或“顺时针”）移动（俯视），可使结点位置不动。 【答案】(1)B (2)不必 (3)逆时针 【详解】（1）为了验证力的平行四边形定则，必要的步骤是标记结点的位置，并记录力的大小和方向，即记录三根绳子的方向和三根绳子所挂钩码数量，三根绳子的长度无需测量，故B错误，符合题意。 故选B。 （2）[1]实验时，改变钩码数量，使系统再次达到平衡，绳子的结点的位置不必保持不变，只要保证与两根绳子的拉力的合力与的拉力等大反向即可。 （3）[1]三力平衡，三力可构成一个闭合的三角形，结点位置不动及绳子拉力大小方向不变，绳子的拉力方向不变，大小增大，则绳子的拉力的变化如图所示，所以要使结点位置不动，应将逆时针转动。 地 城 考点04 加速度与力、质量的关系 一、实验题 1．(24-25高一上·福建三明·期末)如图甲，在“科学探究：加速度与力、质量的关系”实验中： (1)关于实验设计，下列说法正确的是______。 A．不挂重物小车匀速运动时，小车重力沿斜面的分力恰好抵消所受阻力 B．所挂重物的质量等于小车质量，则此时小车所受拉力等于重物重力 (2)实验中每5个间隔标注一个计数点，得到的纸带如图乙所示。若相邻计数点的时间间隔为T，则打计数点5时小车的速度 （请用题中所给符号表示）。若交流电源频率为，测得，，，，，，则小车运动的加速度 （计算结果保留3位有效数字）。 (3)关于实验误差分析，下列说法正确的是______。 A．若电源频率变小，则加速度的测量值偏大 B．若电源电压变小，则加速度的测量值偏小 (4)采用如图丙实验装置，测得滑块水平运动的加速度a和所受拉力F的关系图像如图丁所示，则滑块和轨道间的动摩擦因数 。 【答案】(1)A (2) 1.09 (3)A (4)0.2 【详解】（1）A．根据平衡摩擦力的原理可知，不挂重物小车匀速运动时，小车重力沿斜面的分力恰好抵消所受阻力，故A正确； B．所挂重物的质量等于小车质量，重物向下加速运动，则拉力小于重物重力，故B错误； 故选A。 （2）[1] 打计数点5时小车的速度 [2]相邻计数点之间还有4个计时点没有标出，则相邻两点的时间为s=0.1s 根据逐差法可知加速度为 （3）A．若电源频率变小，则测量时周期较大，计算时仍用原周期，加速度的测量值偏大，故A正确； B．若电源电压变小，则打点时间间隔不变，加速度的测量值不变，故B错误； 故选A。 （4）根据牛顿第二定律有 变形可得 根据图像截距可知 解得 2．(24-25高一上·福建泉州·期末)某小组用如图甲所示的器材，探究小车质量不变时，加速度与力的关系。 （1）将小车置于带有定滑轮的木板上，将纸带穿过打点计时器后挂在小车尾部。 （2）用薄垫块将木板一端垫高，调整其倾斜程度，直至小车运动时打点计时器在纸带上打出的点间距分布 为止。 （3）在细绳一端挂上塑料桶，另一端通过定滑轮系在小车前端。调节定滑轮的高度，使细绳与木板 。 （4）将小车靠近打点计时器后开启打点计时器，稍后再将小车由静止释放。打点计时器在纸带上打出一系列点，据此计算出小车的加速度。某次操作打出的纸带如图乙所示，已知交流电源的频率为50Hz，图中相邻两计数点间还有4个点未画出，则小车的加速度是 （结果保留2位有效数字）。 （5）往塑料桶里添加沙子，重复实验，将小车所受的不同拉力与相应计算出的加速度记录下来，画出图像如图丙所示，发现图线未过坐标原点，那么实验中出现的问题可能是 。 A．长木板的倾角过大 B．没有平衡摩擦力 C．沙子和桶的总质量没有远小于小车的质量 【答案】 均匀 平行 0.80 B 【详解】（2）[1]用薄垫块将木板一端垫高，调整其倾斜程度，直至小车运动时打点计时器在纸带上打出的点间距分布均匀为止，说明小车做匀速运动。 （3）[2]在细绳一端挂上塑料桶，另一端通过定滑轮系在小车前端。为了保证小车运动过程受到的细绳拉力恒定不变，应调节定滑轮的高度，使细绳与木板平行。 （4）[3]相邻两计数点间还有4个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为 根据逐差法可得小车的加速度为 （5）[4]由图像可知，当达到一定数值时，小车才开始有加速度，所以实验中出现的问题可能是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。 故选B。 3．(24-25高三上·山东潍坊·调研)某同学利用如图甲所示实验装置探究小车加速度与其质量的关系，已知打点计时器所用电源频率为50Hz。 (1)下列说法正确的是___________ A．图甲中的电磁打点计时器应接8V左右交流电源 B．平衡阻力时，需要把钩码通过细绳系在小车上 C．需调节定滑轮的高度，使滑轮与小车间的细绳与木板平行 D．改变小车质量后，需重新平衡阻力 (2)某次实验中获得的纸带如图乙所示，A、B、C、D、E、F、G为选出的计数点，每相邻两个计数点之间有4个点未画出，则打点C时小车的速度大小为 m/s，小车的加速度大小为 （结果均保留2位有效数字）。 (3)平衡阻力后，保持钩码的质量m不变，改变小车的质量M，测出对应的加速度a，并做出图像，实验操作无误，下列图像最符合实际的是___________ A． B． C． D． 【答案】(1)AC (2) (3)C 【详解】（1）A．图甲中的电磁打点计时器应接8V左右交流电源，故A正确； B．平衡阻力时，不能把钩码通过细绳系在小车上，故B错误； C．为给小车提供一个恒定的牵引力，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C正确； D．改变小车质量后，小车所受重力沿斜面向下的分力与摩擦力等倍率变化，仍保持相等，所以，不需要重新平衡阻力，故D错误。 故选AC。 （2）[1][2]相邻两计数点间的时间间隔为 由图乙可知，计数点B、C、D、E、F、G对应的刻度分别为、、、、、，所以打点C时小车的速度大小为 小车的加速度大小为 （3）设细线对小车的拉力大小为T，对小车和钩码，根据牛顿第二定律有 两式联立，得 所以，与M为线性关系，且图像与纵轴交于正半轴。 故选C。 4．(24-25高一上·福建宁德·期末)用如图（a）所示实验装置探究质量一定时，加速度与力的关系。 (1)打点计时器的工作电源为 （选填“直流”或“交流”）电源； (2)在本实验中，下列操作正确的是__________； A．补偿阻力时应移去打点计时器和纸带 B．小车靠近打点计时器，应先释放小车，再接通电源 C．为使砂和砂桶的重力近似等于小车受到的拉力，应保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量 (3)实验中，打出的一条纸带的部分计数点如图（b）所示，每相邻两个计数点间的时间间隔为，其中，，，，，，则小车的加速度 ；（结果保留2位有效数字） (4)某同学在实验中测得多组数据，并以小车的加速度为纵坐标，小车所受拉力为横坐标，画出的图线如图（c）。由图可知，一定质量的小车，其加速度与所受的合力成正比。若图线斜率为，则小车的质量为 。 【答案】(1)交流 (2)C (3)0.50 (4) 【详解】（1）打点计时器的工作电源为交流电源； （2）A．在补偿阻力时，要移去钩码，让小车带着纸带，让纸带穿过限位孔，一起匀速运动，故A错误； B．小车靠近打点计时器，应先接通电源，再释放小车，故B错误； C．小车的总质量应该远大于牵引小车的钩码质量，这样可以认为小车受到的拉力等于所挂钩码的重力，故C正确； 故选C。 （3）根据逐差法可知 （4）根据牛顿第二定律有 则 解得 5．(24-25高一上·福建漳州·期末)某兴趣小组为了探究加速度与力、质量的关系，按图甲实验装置进行实验。 (1)关于本实验，下列说法正确的是（　　） A．应适当调节滑轮高度，使细绳与桌面平行 B．实验时，应先释放小车，后打开电源 C．在探究加速度和力关系时，应保持小车质量不变 D．为减小实验误差，槽码总质量要远大于小车质量 (2)图乙为某次实验中得到的一条纸带，相邻两计数点间的时间间隔，根据实验数据，小车的加速度大小为 （结果保留3位有效数字）； (3)在探究加速度和质量关系时，保持槽码的总质量m不变，平衡摩擦力后，以小车和槽码整体为研究对象，以加速度的倒数为纵坐标，小车的质量M为横坐标，某同学根据自己实验结果绘制的图像如图丙所示，重力加速度大小为g。 ①以小车和槽码整体为研究对象，系统所受到的合外力为 （填正确答案标号） A．    B．    C． ②若图丙中的图线斜率为k，则所用槽码的总质量 （用k，g表示）。 【答案】(1)C (2)0.598 (3) A 【详解】（1）A．应适当调节滑轮高度，使细绳与木板平行，不是与桌面平行，故A错误； B．为了充分利用纸带，实验时，应先打开电源，后释放小车，故B错误； C．在探究加速度和力关系时，应保持小车质量不变，故C正确； D．实验将小车受到的细线拉力近似等于槽码的重力，为了减小实验误差，槽码总质量要远小于小车质量，故D错误。 故选C。 （2）根据逐差法可得小车的加速度大小为 （3）①[1]以小车和槽码整体为研究对象，系统所受到的合外力为 故选A。 ②[2]以小车和槽码整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得 整理可得 可知图像的斜率为 解得所用槽码的总质量为 6．(24-25高一上·福建龙岩·期末)某学习小组利用如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。 (1)下列说法正确的是________ A．图甲中的打点计时器应接直流电源 B．实验前需调节定滑轮的高度，使滑轮与小车间的细绳与木板平行 C．实验时小车应靠近打点计时器，先接通打点计时器电源，再释放小车 D．改变小车质量后，需重新平衡摩擦力 (2)平衡摩擦力时，某同学将小车放在水平静止的长木板上，将木板不带滑轮的一端缓慢垫高，直到小车拖着纸带沿木板向下匀速运动，该同学的操作 （填“正确”或“错误”）； (3)该小组实验时得到的一条纸带如图乙所示，已知相邻计数点的时间间隔为，则小车的加速度大小为 （结果保留三位有效数字）； (4)探究加速度与力的关系时，该小组在满足实验条件下多次改变钩码的质量进行实验，得到钩码的质量及对应的小车运动的加速度，作图像，则作出的图像可能是________。 A． B． C． D． 【答案】(1)BC (2)正确 (3)2.00 (4)B 【详解】（1）A．图甲中的打点计时器应接交流电源，故A错误； B．为了保持小车运动过程受到的细绳拉力恒定不变，实验前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B正确； C．为了充分利用纸带，实验时小车应靠近打点计时器，先接通打点计时器电源，再释放小车，故C正确； D．平衡摩擦力时，根据 可得 可知改变小车质量后，不需要重新平衡摩擦力，故D错误。 故选BC。 （2）平衡摩擦力时，某同学将小车放在水平静止的长木板上，将木板不带滑轮的一端缓慢垫高，直到小车拖着纸带沿木板向下匀速运动，该同学的操作正确。 （3）根据逐差法可得小车的加速度大小为 （4）以小车为对象，根据牛顿第二定律可得 以钩码为对象，根据牛顿第二定律可得 联立可得 整理可得 故选B。 7．(24-25高一上·福建福州·期末)在“探究小车的加速度与受力的关系”的实验中，实验装置如图甲所示，实验中打点计时器的工作周期为0.02s。    (1)下列器材中，本实验需要的是（　　） A．秒表 B．刻度尺 (2)使用打点计时器时应（　　） A．先接通电源后释放小车 B．先释放小车后接通电源 (3)如图乙是按正确的实验步骤得到的一条纸带，每相邻的两个计数点之间都有4个点未画出，则小车的加速度为 m/s2。（结果保留三位有效数字） (4)根据测得的数据作出如图所示的a-F图像，明显超出了误差范围，下列可用于改进的措施是（　　）    A．多加些砝码，使拉力增大 B．木板右端的垫块向左移动，使木板的倾角增大些 【答案】(1)B (2)A (3)2.36 (4)B 【详解】（1）本实验中需要用刻度尺测量计数点间的距离，而不需要秒表。 故选B。 （2）使用打点计时器时应先接通电源，后释放小车。 故选A。 （3）每相邻的两个计数点之间都有4个点未画出，则相邻两计数点间的时间间隔为 所以小车运动的加速度为 （4）由图可知，当对小车施加拉力时，但小车的加速度为零，说明实验中可能没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，所以应使木板右端的垫块向左移动，使木板的倾角增大些。 故选B。 8．(24-25高一上·福建南平·期末)某学习小组利用如图（a）中的实验装置探究“加速度与力、质量的关系”。 (1)在实验过程中，下列操作正确的是_______ A．选择4~6V的直流电 B．先接通电源，再释放小车 C．实验开始时小车应尽量远离打点计时器 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)图（b）为实验中打出的一条纸带，相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，已知所用电源的频率为50Hz。B点的速度 ，小车的加速度 。（以上结果均保留2位有效数字） (3)小组同学进行正确操作之后，保持小车质量不变，不断往桶里加砂，重复实验，直至砂和砂桶的质量接近小车质量。以砂和砂桶的质量m为横轴，小车加速度a为纵轴，根据实验结果作出的a-m图像可能是。 A． B． C． D． 【答案】(1)BD (2) 0.32 0.93 (3)C 【详解】（1）A. 打点计时器选择4~6V的交流电，选项A错误； B. 先接通电源，再释放小车，选项B正确； C. 实验开始时小车应尽量靠近打点计时器，以充分利用纸带，选项C错误； 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，选项D正确。 故选BD。 （2）[1][2]相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，可知T=0.1s。B点的速度 小车的加速度 （3）根据 开始时当砂和砂桶的质量远小于小车质量时F≈mg，此时，即a-m图像近似为过原点的直线；但是当往砂桶中增加砂子时，随着砂桶质量的增加，小车受到的拉力小于砂桶的重力，则实际的加速度的值偏小，图像向下偏转，则图像为C。 9．(23-24高二下·辽宁县级重点高中协作体·期末)在探究“加速度与力的关系”实验中，某同学设计了甲、乙、丙三种实验方案，试回答下列问题： (1)关于本实验的要求，下列说法正确的是________； A．甲、乙、丙方案都需要补偿阻力 B．只有甲方案需要补偿阻力 C．只有甲方案必须满足小车的质量远大于重物的质量 D．乙方案中弹簧测力计的示数和丙方案中力传感器的示数均等于小车所受合力的大小 (2)该同学根据乙方案，作出加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图线如图丁所示，若小车质量为m，则该图线斜率k应为 ； (3)根据甲方案得到的一条纸带如图戊所示，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，相邻的计数点之间的距离分别为，，、、、，已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小车的加速度大小为 ，打下A点时小车的速度大小为 m/s。（结果均保留2位小数） 【答案】(1)AC (2) (3) 0.80 0.80 【详解】（1）AB．甲、乙、丙方案都需要补偿阻力，故A正确，B错误； C．乙和丙分别有弹簧测力计和力传感器测量拉力，不需要必须满足小车的质量远大于重物的质量，只有甲方案必须满足小车的质量远大于重物的质量，故C正确； D．乙方案中弹簧测力计的示数的2倍等于小车受到的合力大小；丙方案中力传感器的示数等于小车所受合力的大小，故D错误。 故选AC。 （2）若该同学根据乙方案，则根据 根据关系图线可得 （3）[1] 打点周期 计数点之间的时间间隔 小车的加速度 [2] 打下B点时小车的速度大小 又 得 10．义乌某中学的学生准备选用以下四种方案来完成“探究加速度与合外力的关系”的实验，绳子和滑轮均为轻质，请回答下列问题： （1）四种方案中，需要进行“补偿阻力”的方案是 。（选填甲、乙、丙、丁） （2）四种方案中，需要满足重物或钩码质量远小于小车的质量的方案是 。（选填甲、乙、丙、丁） （3）某一小组同学用图乙的装置进行实验，得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电。根据纸带可求出小车在E点的瞬时速度为 ，加速度为 。（计算结果保留三位有效数字） （4）另一组学生用图乙的装置测量小车的质量，及小车与木板的动摩擦因数，通过增减悬挂钩码的数目进行多次实验，通过分析纸带求出相应实验时小车的加速度，得到多组拉力传感器示数和小车加速度的数据，作出如图所示的图像。由图像可求得小车的质量 kg，小车与长木板间的动摩擦因数 。（计算结果保留2位有效数字） 【答案】 甲、乙、丙 丙 1.01 2.00 0.29 0.14 【详解】（1）[1]四种方案中，甲、乙、丙三个方案中小车均受到比较大的摩擦阻力作用，都需要进行“补偿阻力”，丁方案中由于滑块与气垫导轨间的摩擦力可以忽略不计，则不需要进行“补偿阻力”。故四种方案中，需要进行“补偿阻力”的方案是：甲、乙、丙。 （2）[2]四种方案中，甲方案可以通过弹簧测力计测得绳子拉力，乙、丁方案都可以通过力传感器测得绳子拉力，而丙方案需要用重物的重力近似等于绳子拉力，为了减小误差，丙方案需要满足重物质量远小于小车的质量。 （3）[3]相邻两计数点间还有四个点没有画出，可知相邻计数点时间间隔为 根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则小车在E点的瞬时速度为 [4]根据逐差法可得，小车的加速度为 （4）[5][6]以小车为对象，根据牛顿第二定律可得 可得 可知图像的斜率为 解得小车的质量为 图像的纵轴截距为 解得小车与长木板间的动摩擦因数为 11．(24-25高一上·福建莆田第一中学·期末)为了探究质量一定时加速度与力的关系，一位同学设计了如图甲所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。如图乙所示为实验中得到的一条纸带，相邻计数点间有四个点未标出，打点计时器所接电源的频率为50Hz，算出小车的加速度大小为a=1.48m/s2。（滑轮质量不计） (1)关于平衡摩擦力，下列说法正确的是（　　） A．平衡摩擦力时，需要在动滑轮上挂上砂和砂桶 B．改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力 C．改变小车拉力时，不需要重新平衡摩擦力 (2)实验中 （选填“需要”或“不需要”）满足m远小于M。 (3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的如图丙所示的a-F图像是一条直线，求得图线的斜率为k，则小车的质量为 。 【答案】(1)C (2)不需要 (3) 【详解】（1）平衡摩擦力时，应该把细线、砂和砂桶撤去，利用小车自身的重力分力平衡摩擦力，改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力；改变小车拉力时，不需要重新平衡摩擦力。 故选C。 （2）根据题装置图可知，细线拉力可以通过弹簧测力计得到，所以不需要满足m远小于M。 （3）以小车为研究对象，根据牛顿第二定律可得 可得 可知a-F图像的斜率为 可得小车的质量为 1 / 25 学科网（北京）股份有限公司 $