专题05 实验专题（期末真题汇编，湖南专用）高一物理上学期

专题05 实验专题 ◎考点分类 考点01 测量匀变速直线运动的加速度 考点02 探究弹簧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 探究加速度与力、质量的关系 考点05 探究平抛运动的特点 考点06 探究向心力大小与小球质量、角速度和半径之间关系 地 城 考点01 测量匀变速直线运动的加速度 1．(24-25高一上·湖南长沙长郡梅溪湖中学·期末)如图所示，是某人练习使用电火花打点计时器得到的纸带，所用电源频率为50。 （1）电火花打点计时器采用的是 V的 电源 （2）图中直尺的单位为。从打下O点到打下H点，共9点，共历时 s，位移为 ， （3）内纸带运动的平均速度是 ，打下G点时的速度是 。（结果保留2位有效数字） 2．(24-25高一上·湖南长沙长郡梅溪湖中学·期末)某同学测定匀变速直线运动的加速度时，得到了在不同拉力下的A、B、C、D、…几条较为理想的纸带，并在纸带上每5个点取一个计数点，即相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5、…，如图所示甲、乙、丙三段纸带，分别是从三条不同纸带上撕下的。 (1)在甲、乙、丙三段纸带中，属于纸带A的是 （填“甲”、“乙”或“丙”）； (2)打纸带A时，小车的加速度大小为 m/s2； (3)打点计时器打计数点1时小车的速度为 m/s（结果保留三位有效数字）。 3．(24-25高一上·湖南娄底部分普通高中·期末)在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为，实验装置和记录小车运动的纸带如下图，在纸带上选取7个计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻两计数点之间还有四个点未画出，已知相邻两计数点的间距如图所示，问题（2）（3）（5）的答案保留二位有效数字） (1)相邻两计数点之间的时间间隔 s； (2)、两点之间的平均速度是 m/s； (3)点的瞬时速度为 m/s； (4)在本实验中，关于打点计时器和纸带下列说法正确的是_____。 A．释放纸带的同时，接通电源 B．先接通电源打点，后释放纸带运动 C．先释放纸带运动，后接通电源打点 D．纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越大 (5)小车的加速度 4．(23-24高一上·湖南株洲北大公学附属学校·期末)在探究小车加速度随时间变化规律的实验中。 (1)下列器材不需要的是 ， 。（填序号） ①220V交流电源 ②电火花计时器 ③秒表 ④小车 ⑤带滑轮的长木板 ⑥纸带 ⑦天平 ⑧刻度尺 (2)电磁打点计时器使用的电源电压是 V。若电源的频率是50Hz，每打两个点之间的时间间隔是 s。 5．(24-25高一上·湖南长沙第十五中学·期末)在做“研究匀变速直线运动”的实验中： （1）实验室提供了以下器材：打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、天平、交流电源、复写纸。其中在本实验中不需要的器材是 。 （2）如图所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔，其中、、、、、。 下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度。 位置 B C D E F 速度 0.737 0.801 0.994 （3）以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度-时间关系图线 地 城 考点02 探究弹簧弹力与形变量的关系 6．(24-25高一上·湖南联考·期末)某实验小组利用如图甲所示的装置测量弹簧的劲度系数。将弹簧竖直悬挂，先不挂钩码，记下弹簧下端指针指示的标尺刻度，然后在弹簧的下端悬挂钩码保持静止，并改变钩码个数，读出弹簧下端指针每次对应的标尺刻度，其中某次弹簧指针指示的标尺刻度如图乙所示。利用测得数据作出不同个数的钩码重力与对应弹簧伸长量之间的关系图像，如图丙所示。 (1)图乙所示的指针指示的刻度为 cm； (2)该弹簧的劲度系数为 N/m（保留3位有效数字）； (3)本实验中由于没考虑弹簧自重，劲度系数的测量值 （选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 7．(23-24高一上·湖南岳阳县第一中学·期末)某同学设计实验研究弹簧弹力与伸长量的关系。实验时，弹簧的一端固定在力的传感器上，挂钩每次增加质量的钩码，弹簧每次伸长量均增加1cm，力的传感器自动测量一次弹力，弹簧在每一个伸长量上停留2秒钟，最终得到的弹力和时间关系如图。      （1）从6s~26s时间内弹簧长度的变化量为 cm。 （2）实验发现，数据连线不过原点，我们依然可以用线性部分来定义该弹簧的劲度系数，由图可以求出该弹簧的劲度系数为 N/m（保留两位有效数字）；该种方法计算的弹簧劲度系数 （填“大于”、“等于”或“小于”）真实劲度系数。 8．(24-25高一上·湖南邵阳·期末)用铁架台、带挂钩的A弹簧和B弹簧、50g的钩码若干、刻度尺（分度值为1mm）“探究弹簧弹力与形变量的关系”，装置如图甲所示（g取）。 (1)若弹簧上端与刻度尺零刻度对齐，未挂钩码时，弹簧原长如图（a）所示，则弹簧的原长 。 (2)图（b）是根据实验数据作出弹力F与弹簧伸长量x之间的关系图像，由图（b）可知B弹簧的劲度系数为 。 (3)若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选 （选填“A”或“B”）弹簧。 地 城 考点03 探究两个互成角度的力的合成规律 9．(24-25高一上·湖南张家界·期末)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。具体操作如下： ①用图钉将白纸固定在木板上； ②取一根橡皮条，一端固定在木板上的A点，另一端连接轻质小圆环，将两细线系在小圆环上，细线另一端系在弹簧测力计上，用两个弹簧测力计共同拉动小圆环到某位置，标记小圆环圆心位置为O点，并记下拉力、的大小和方向OB、OC； ③改用一个弹簧测力计拉动小圆环，使其圆心到O点，记下拉力F的大小和方向； ④按照给定的标度画出、和F的图示，然后按平行四边形定则画出、的合力如图乙。 (1)图甲中沿OC方向的弹簧测力计的示数为 N； (2)图乙中，一定与AO在同一直线上的是 （选填F或） (3)下列措施中，能够减小实验误差的是______ A．拉橡皮筋的线要粗一些且长一些 B．标记同一细绳方向的两点应该近一些 C．用弹簧测力计拉两根细线时，两拉力夹角越大越好 D．实验时，弹簧秤、橡皮筋、细线应贴近木板且与木板面平行 (4)完成上述实验后，该同学继续探究，用弹簧测力计沿和方向拉，仍将小圆环圆心拉到O点，如图丙所示，现保持大小不变，并将逆时针旋转，使其与AO延长线的夹角逐渐减小，要保持小圆环圆心仍在O点，下列办法可行的是______ A．增大，并减小与AO延长线的夹角 B．增大，并增大与AO延长线的夹角 C．减小，并减小与AO延长线的夹角 D．减小，并增大与AO延长线的夹角 10．(24-25高一上·湖南益阳普通高中·期末)如图甲是“验证力的平行四边形定则”实验原理示意图。弹簧测力计的拉环端挂于固定点，挂钩端用细线挂一重物。弹簧测力计的挂钩端用细线系于点，用手捏住拉环向左拉，使结点静止在某位置。所用弹簧测力计的单位为。 (1)图甲中沿方向拉的弹簧测力计的示数为 N： (2)做实验时，根据测量结果在白纸上画出如图乙所示的示意图，其中为两弹簧测力计与悬挂重物的细线的结点，则图乙中一定与在同一直线上的是力 。 (3)若两个弹簧测力计的读数分为，且两弹簧测力计拉力方向的夹角为锐角，则 （选填“能”或“不能”）用一个量程为的弹簧测力计测量出它们的合力，理由是 。 11．(24-25高一上·湖南长沙长郡中学·期末)某研究小组用如图甲所示装置“探究两个互成角度的力的合成规律”。实验步骤如下： A．用图钉将白纸固定在水平木板上； B．将橡皮条的一端固定在木板上A点，另一端系在绳的结点上。将两细线也系在绳的结点上，另一端分别挂弹簧测力计B和C。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉两个弹簧测力计，使绳的结点静止在O点，用铅笔做标记，并沿细线标记两绳拉力的方向，读出弹簧测力计的示数分别为F1和F2； C．撤掉一个弹簧测力计，用一个弹簧测力计将绳的结点拉到相应位置，读出弹簧测力计的示数为，沿细线标记拉力的方向； D．选择合适标度，在白纸上以 F1和F2为邻边作平行四边形，作出合力 F的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力的图示； E、如图乙，比较和F的大小和方向，从而验证是否遵循力的平行四边形定则。 (1)本实验主要采用的科学方法是 。（填正确选项前的字母） A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法 D．建立物理模型法 (2)以下实验注意事项，其中正确的是 。（多选，填正确选项前的字母） A．步骤B、C中要将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 B．两细绳必须等长 C．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行 D．用两弹簧测力计同时拉细绳时，两弹簧测力计示数之差应尽可能大 (3)某同学在坐标纸上画出了如图丙所示的两个已知力F3和F4，图中小正方形的边长表示2N，请用作图法求得两力的合力大小为 N。 12．(24-25高一上·湖南怀化·期末)“验证力的平行四边形定则”的实验可以用橡皮条、弹簧测力计、细绳套等器材完成，回答下面的问题： (1)实验中，需要两次拉伸橡皮条：第一次通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条，拉力分别为；第二次用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条，拉力为。关于这两次拉伸，下列说法中正确的是______（选填字母代号）： A．两次拉伸只要求将橡皮条拉到相同的长度即可 B．两次必须将橡皮条和细绳的结点拉到相同位置 C．两次拉伸时都应同时记下弹簧测力计的读数和细绳伸长的方向 D．为减小实验误差，用一个弹簧测力计拉伸时应尽量把橡皮条往之前两弹簧测力计拉力的对角线方向拉 (2)实验中，在记下各次拉力的大小和方向后，应在白纸上画出各力的 （选填“力的图示”或“力的示意图”） (3)实验中，橡皮条的一端固定，另一端被A、B两个弹簧测力计拉伸至O点，、分别表示A、B两个弹簧测力计的读数，如图所示．使弹簧测力计B从图示位置开始顺时针缓慢转动至和A成角，在这一过程中保持O点位置不变且弹簧测力计A的拉伸方向不变，则在整个过程中两弹簧测力计的读数、的变化是______（选填字母代号）． A．减小，减小 B．增大，增大 C．减小，先增大后减小 D．减小，先减小后增大 13．(23-24高一上·湖南岳阳·期末)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，实验装置如图所示。其中G为固定橡皮条的图钉，弹簧测力计用细绳套勾住。 （1）关于本实验，下列说法正确的是（填正确答案标号） A．两个分力F1、F2的大小要适当大些 B．两个分力F1、F2的夹角最好取90°，容易计算 C．实验时弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对刻度线 D．为了方便实验记录，拉橡皮条的细绳越短越好 （2）实验结果如下图所示，如果没有操作失误则图中的F与两力中，方向一定沿GO方向的是 。 （3）实验中，若将细绳换成橡皮条，O点的位置和弹簧测力计的拉力大小方向均不变，则实验结果 （填“会”或“不会”）发生变化。 14．(24-25高一上·湖南郴州·期末)小郴同学通过实验的方法来“探究力的平行四边形定则”。如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳套的结点，OB和OC为细绳套。用手通过两个弹簧测力计共同拉动橡皮筋，记录相关信息；然后改用一个弹簧测力计单独拉动橡皮筋，记录相关信息。图乙是他在白纸上根据实验记录信息画出的图。 (1)西晋陈寿所著的《三国志》上记载的曹冲睿智的利用石块称出大象的重量是我们熟知的故事，该故事所体现的思想方法与本实验体现的思想方法 （选填“相同”或“不相同”）。 (2)某同学在做该实验时有下面的一些想法，其中正确的是_______（单选题） A．拉橡皮筋的细绳要长一些，且必须等长 B．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应与木板平行 C．两次橡皮筋伸长的长度可以不相同 D．拉力和的夹角越大越好 (3)如图乙，和的合力的实际测量值是 （选填“F”或“F'”）． 15．(24-25高一上·湖南长沙明德华兴中学·期末)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中： ①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 ②实验时的橡皮筋和细绳套如图所示，O点为橡皮筋原长的位置，点为橡皮筋拉长后达到的位置。在实验过程中需要记录的“结点”应该选择 （填“O”或“”）。 ③如图2所示，弹簧测力计的示数为 N； ④下列操作有利于减小实验误差的是 。 A．图1中两细绳必需等长 B．两个分力的夹角尽量大于150° C．拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板 D．确定拉力方向时，在细绳正下方描出的两个点要适当远些 地 城 考点04 探究加速度与力、质量的关系 16．(24-25高一上·湖南张家界·期末)如图甲所示为“探究滑块加速度与力、质量的关系”实验装置图。滑块置于一端带有定滑轮的长木板上，左端连接纸带，纸带穿过电磁打点计时器。滑块的质量为M，托盘（及砝码）的质量为m，重力加速度g已知。 (1)关于该实验，下列说法正确的是______。（填正确选项前的字母） A．为平衡滑块与木板之间的摩擦力，应将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂托盘（及砝码）但连接好纸带的情况下使滑块恰好做匀速直线运动 B．每次改变滑块质量时，应重新平衡摩擦力 C．本实验中不需要满足M远大于m的条件 D．实验时，应先释放滑块，再接通打点计时器的电源 (2)实验中得到一条如图乙所示的纸带，图中相邻两计数点间还有4个点未画出，打点计时器所用电源的频率为50Hz。由图中实验数据可知，滑块运动的加速度大小是 m/s2（结果保留两位有效数字）。 (3)在探究滑块加速度与质量的关系时，为了更直观地判断出加速度a与质量M的关系，应该作的是 （选填“”或“”）图像。 (4)若实验小组忘记平衡摩擦力，用F表示滑块所受绳子拉力，得到的滑块加速度a与F的图像如图丙所示，已知图线的斜率为k，横轴截距为b，则滑块的质量为 ，滑块与水平长木板间的动摩擦因数为 。（用物理量字母k、b、g表示） 17．(24-25高一上·湖南益阳普通高中·期末)某实验小组用图甲所示的装置做“探究小车加速度与小车质量、所受合外力关系”的实验。 (1)为了得到小车加速度与小车质量、所受合外力的关系，本实验采用的方法是_____法（选填下方选项前的字母） A．放大 B．理想实验 C．控制变量 D．重复实验 (2)某次实验中打出的一条纸带如图乙所示，电源的频率，其中每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，则由纸带可以求得小车的加速度大小为 （结果保留两位有效数字）。 (3)若利用力传感器将实验装置改成如图丙所示，探究小车质量一定时，加速度与合外力的关系，下列操作必要且正确的是_____。 A．实验时需要先用天平测出沙及沙桶的质量 B．平衡摩擦力时要挂上沙桶，接通打点计时器的电源，轻推小车，若打出的纸带点迹均匀表明小车做匀速直线运动，说明已经平衡好摩擦力 C．为了减小误差，实验中必须保证沙和沙桶的总质量远小于小车的总质量 D．实验时让小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，并要记录传感器的示数 18．(24-25高一上·湖南郴州·期末)为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的总质量，为小车上的滑轮的质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。 (1)实验时，下列说法及操作正确的有_______（单选题） A．将带滑轮的长木板右端适当垫高，以补偿阻力 B．需用停表测出小车运动的时间 C．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带 D．平衡摩擦力（即补偿阻力）时需将沙桶如图甲所示悬挂 (2)该兴趣小组在实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个计时点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带，可求出第2个计数点的速度为 m/s，小车的加速度为 ；（结果均保留两位有效数字） (3)该兴趣小组以力传感器的示数F为横坐标，小车加速度a为纵坐标，画出的图像（如图丙）是一条直线，图线与横坐标轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_______。（填写字母） A． B． C． D． 19．(24-25高一上·湖南株洲世纪星高级中学·期末)探究加速度与力、质量的关系的实验装置如图甲所示。 (1)下列说法正确的是__________。 A．为平衡摩擦力，垫木应放置在长木板带定滑轮的一端 B．实验时应先释放小车再接通电源 C．实验时，还需要的器材有秒表和刻度尺 D．实验时要确保重物的质量远小于小车的质量 (2)平衡摩擦力时细线上不挂重物，小车 （填“要”或“不要”）连着穿过打点计时器的纸带。改变重物或小车的质量时， （填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力。 (3)某次实验时得到如图乙所示的一条纸带，O、A、B、C、D为相邻的五个计数点，相邻两计数点间还有四个计时点没有画出。已知打点计时器的打点频率为50Hz，则小车的加速度大小a＝ 。（计算结果保留三位有效数字） (4)实验时控制小车的质量不变，改变重物的质量m，测得多组小车的加速度大小a，已知当地重力加速度大小为g，测得多组实验数据后处理得出图像，发现图线为经过坐标原点的倾斜直线，说明小车的质量不变时小车的加速度与其受到的合力成 （填“正比”或“反比”）。 20．(24-25高一上·湖南部分学校·期末)学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究小车加速度与合外力之间的关系。实验操作步骤如下： ①按图甲安装实验器材，平衡阻力； ②使小车靠近打点计时器，在砂桶中加入适量的砂，启动电源，释放小车，稳定时读出弹簧测力计的示数； ③改变砂桶中砂的质量，换用新纸带，重复实验； ④计算出不同纸带对应的加速度值； ⑤进行数据处理。 (1)关于本实验，下列说法正确的是___________。 A．平衡阻力时，应取下纸带，将木板的右端适当垫高 B．安装器材时，应调整滑轮高度，使木板上方绳子与木板平行 C．需要满足小车的质量远大于砂桶（含砂）的总质量 (2)某次实验中打出纸带的一部分如图乙所示，已知打点计时器所用交流电的频率为，纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有四个计时点未画出，则打点计时器打下第5个计数点时，小车的速度大小为 m/s；充分利用图乙所给数据，可求出小车的加速度大小为 。（计算结果均保留三位有效数字） (3)某次实验中，小李用滑块替代小车，调节木板水平，不平衡摩擦力，经数据处理得到了如图丙所示的图像。不计滑轮、轻绳的质量，不计轻绳与滑轮间的摩擦力，不计空气阻力。由图丙可知，滑块的质量为 ；若取重力加速度大小，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则滑块和木板间的动摩擦因数为 。（计算结果均保留一位有效数字） 21．(24-25高一上·湖南长沙第一中学·期末)某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮，轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为m=0.010kg。实验步骤如下： （1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板 （填“左下方”或“右下方”）垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑。 （2）将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车的速度v随时间t的变化图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。 （3）对应于不同的n的a值见下表。 n 1 2 3 4 5 a/(m∙s-2) 0.20 0.43 0.62 0.77 0.98 （4）利用表中的数据在图（b）中描点，并作出a-n图像。从图像可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比 。 （5）利用a-n图像求得小车（空载）的质量为 kg（保留2位有效数字，重力加速度取）。 （6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），同样实验作出图像，发现图像仍是直线，理论上该直线 （填“过”或“不过”）原点，该直线的斜率 （填“大于”“小于”或“等于”）步骤（4）中直线的斜率。 22．(23-24高一上·湖南·期末)某实验小组用图甲所示的实验装置来探究加速度与力、质量的关系。用不可伸长的细线将滑块(含遮光条)通过一个定滑轮和挂有重物的动滑轮与力传感器相连，细线与气垫 导轨平行，动滑轮上端的细线始终竖直。在水平气垫导轨上固定一个光电门，每次都将滑块从气垫导轨的同一位置由静止释放，测出滑块释放时遮光条到光电门的距离x、遮光条的宽度d，光电门连接的数字传感器(图中未画出)测出遮光条通过光电门的遮光时间t，由此可测出滑块的加速度大小。 （1）重物和动滑轮的总质量 (填“需要”或“不需要”)远小于滑块的质量。 （2）滑块经过光电门时的速度大小v= ，滑块的加速度大小a= 。(均用题目给定的物理量符号表示) （3）控制滑块的质量不变，改变重物的质量，测得多组遮光条的遮光时间t和力传感器的示数F，处理数据时通过描点法作出图像如图乙所示，若已知该图像的斜率为k，则滑块的质量M= (用k、x、d 表示)。 （4）某次实验时测得滑块的加速度大小为1.6m/s²，力传感器的示数为0.9N，则重物和动滑轮的总质量m= kg(不计滑轮处摩擦，取重力加速度大小g=9.8m/s²)。 23．(23-24高一上·湖南长沙明德中学·期末)某同学用如图1所示的装置探究“加速度与力和质量的关系”． （1）该实验开始前需要补偿阻力，在补偿阻力的时候 （选填“需要”或“不需要”）挂砂桶。 （2）在探究加速度与小车受力关系的实验中，为使小车受到的合力在数值上近似等于砂及砂桶受到的总重力，所采取的措施有 。 （3）在一次实验中，该同学得到如图2所示的纸带．已知打点计时器所用电源频率为。A、B、C、D、E、F、G是纸带上打出的7个连续的点．由此可算出小车的加速度 （结果保留两位有效数字）。 （4）该同学探究“小车的加速度与所受合外力的关系”时，通过测量和处理实验数据，得到如图3所示的图线，发现图线不过坐标原点，请分析其原因是： ；该图线斜率的物理意义是： 。 24．(23-24高一上·湖南长沙雅礼中学·期末)用如图甲所示的实验装置探究“加速度与力、质量的关系”，实验时将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌上，小车通过细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车后端与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f=50Hz。阻力补偿后，在保持小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为a，改变砂桶中砂子的质量，重复实验五次。（计算结果均保留两位有效数字） （1）在探究“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图像，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲，产生这两种现象的原因可能是 。 A．木板右端垫起的高度过小 B．木板右端垫起的高度过大 C．砂桶和砂子的总质量m远小于小车的质量M D．砂桶和砂子的总质量m没有远小于小车的质量M （2）实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个计时点未画出，则纸带上C点的速度= 小车运动的加速度a= m/s2。 （3）小车质量M一定，改变砂桶中砂子的质量，砂桶和砂子的总质量为m，根据实验数据描绘出的小车加速度a与砂桶和砂子的总质量m之间的关系图像如图丁所示，则小车的质量M= kg。 25．(24-25高三上·湖南长沙周南教育集团·期末)某同学利用如图甲所示的装置验证牛顿第二运动定律，装置如图所示，物块1质量为，物块2质量为；物块1、2由跨过轻质定滑轮的细绳连接，物块2下端与打点计时器纸带相连。初始时，托住物块1，两物块保持静止，且纸带竖直绷紧，接通打点计时器的电源，释放物块1，两物块开始运动，打点计时器打出的纸带如图所示，已知打点计时器所用的交流电源频率为，每相邻的两个点之间还有四个点未画出。回答下列问题： (1)对于该实验，下列哪些操作是正确的____________。（选填选项前的字母） A．物块1选用质量和密度较小的物体 B．两限位孔在同一竖直线上 C．实验时，先释放物块1，后接通电源 (2)根据图乙中的数据可知，物块1匀加速下落时的加速度大小 。（保留三位有效数字） (3)通过该实验可计算出当地的重力加速度大小 。（保留两位有效数字） (4)由于空气阻力及纸带的影响，重力加速度的测量值 （填“大于”或“小于”）真实值。 26．(24-25高一上·湖南名校大联考·期末)实验小组用如图甲所示实验装置，探究“加速度与力、质量的关系”实验。 （1）在实验过程中，体现的物理方法或思想是 （填正确选项标号）。 A．等效法        B．控制变量法        C．假设法            D．理想实验法 （2）实验过程相关要求正确的是 。（填正确选项标号） A．实验时，先释放小车再接通电源 B．实验过程需要小车质量远大于沙桶及沙子质量 C．补偿阻力时，要挂上沙桶，垫高木板右端，用小车拖着纸带打点 D．交流电频率为50Hz，相邻计数点间还有四个点，则相邻两计数点间的时间间隔为0.08s （3）某次实验打点计时器打出一条纸带，取计数点a、b、c、d、e、f、g等系列点，已知相邻计数点间的时间间隔T=0.1s，用刻度尺测出各相邻计数点间的距离如图乙所示，则小车运动的加速度大小a= m/s2；打下点c点时速度大小vc= m/s。（结果均保留两位有效数字） （4）根据实验数据，作出、图像如下图所示，实验中未补偿阻力的是 ；实验中未满足的是 。（均填正确选项标号） 27．(23-24高一上·湖南岳阳·期末)用如图甲所示的实验装置探究“物体的加速度与质量的关系”。完成实验，回答问题： （1）实验时，为平衡摩擦力，以下操作正确的是 A．连着槽码，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后带着纸带做匀速直线运动 B．连着槽码，适当调整木板右端的高度，使小车能静止在斜面上 C．取下槽码，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后带着纸带做匀速直线运动 D．取下槽码，适当调整木板右端的高度，使小车能静止在斜面上 （2）如图乙是其中一条纸带，A、B、C、D、E是计数点，相邻两个计数点间有4个点没有标出，已知交流电频率为50Hz，则这条纸带上D点的瞬时速度大小为 m/s，小车加速度大小为 m/s2。（结果均保留两位有效数字） （3）小车中的砝码质量m，利用纸带测量计算小车加速度a。在保证小车和砝码的质量之和远大于槽码质量条件下，多次测量后，以m为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸上作出关系如图丙。测得图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距绝对值为b。回答下列问题： ①小车受到的拉力为 （用题中已知字母表示）。 ②b值等于 （选填序号）。 A．小车质量                             B．槽码质量 C．小车与砝码质量之和 28．(23-24高一上·湖南长沙长郡中学·期末)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图甲所示的装置。 （1）本实验应用的实验方法是 。 A．控制变量法    B．假设法    C．理想实验法 （2）下列说法中正确的是 。 A．在探究加速度与质量的关系时，应改变小车所受拉力的大小 B．在探究加速度与外力的关系时，应改变小车的质量 C．在探究加速度a与质量m的关系时，作出图像容易更直观判断出二者间的关系 D．无论在什么条件下，细线对小车的拉力大小总等于砝码盘和砝码的总重力大小 （3）在探究加速度与力的关系时，若取车的质量M＝0.5kg，改变砝码质量m的值，进行多次实验，以下m的取值最不合适的一个是 。 A．    B．    C．    D． （4）在平衡小车与长木板之间摩擦力的过程中，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。从比较清晰的点起。每5个点取一个计数点，由纸带上打出的某一点开始，每5个间隔剪下一段纸带，如图所示，每一条纸带下端与x轴相重合，纸带左边与y轴平行，将纸带贴在坐标系中。量出相邻计数点之间的距离。根据图中给出的数据求出该小车的加速度a＝ （结果保留两位有效数字）。 （5）如图所示为甲同学在探究加速度a与力F的关系时。根据测量数据作出的图像，说明实验存在的问题是 。 29．(23-24高一上·湖南湖南师范大学附属中学·期末)某物理兴趣小组在实验室选择合适器材后，按如图甲所示安装好实验器材，探究“加速度与力的关系”。 请回答下列问题： （1）图甲中的沙桶和沙的总质量 （填“需要”或“不需要”）满足远小于滑块的质量，图中安装好的器材有一处不合理之处是 ； （2）物理小组仍利用图甲装置做实验，利用沙桶和沙提供拉力，拉动滑块及纸带运动，打出如图乙所示的一条纸带，已知电源频率为50Hz，纸带上每两个计数点间还有4个点未画出，则由图中数据可求得此时滑块的加速度大小 （保留2位有效数字）； （3）将力传感器的示数记为F，保持滑块质量不变，多次改变沙桶中沙的质量，测得多组数据，绘制出加速度a与F的关系图像，如图丙所示。小组同学经过讨论发现利用图丙可以求出滑块的质量以及滑块与长木板间的动摩擦因数，重力加速度，则由图丙可得，滑块质量 kg，滑块与长木板间的动摩擦因数 。 地 城 考点05 探究平抛运动的特点 30．(23-24高一上·湖南湖南师范大学附属中学·期末)小明学完平抛运动知识后，尝试利用平抛运动的知识测量家里的弹射器射出弹丸的速度。小明准备了白纸、米尺、复写纸、支架等材料。实验时，先将白纸和复写纸固定在墙上，并用支架将弹射器固定好，装置如图甲所示。接着压缩弹射器朝墙壁发射弹丸，弹丸通过碰撞复写纸片在白纸上留下落点位置。随后将弹射器沿垂直于墙面方向远离墙壁移动，每次移动的距离为。通过几次重复实验，挑了一张有4个连续落点痕迹的白纸，如图乙所示。取。    （1）下列实验步骤必要的是 （填正确答案标号）。 A．在安装时，必须确保弹射器水平放置 B．为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸 C．每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸 D．第一次实验时，需要测量弹射器开口到墙壁的距离 （2）根据测量的数据，可知弹丸离开弹射器的速度大小为 ，弹丸打到点时的速度大小为 。（结果均保留2位有效数字） 31．(23-24高一上·湖南长沙长郡中学·期末)用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）下列实验条件必须满足的有 。 A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末端水平 C．挡板高度等间距变化 D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 （2）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是 。 A．用细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹 B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹 C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹 （3）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，在确定y轴时 （选填“需要”或者“不需要”）y轴与重垂线平行。 32．(24-25高一上·湖南长沙湖南师范大学附属中学·期末)在“探究平抛运动的规律”的实验中，根据频闪照片得到小球的运动轨迹如图所示。a、b、c、d为连续拍照记录下的四个位置，其中a为抛出点。已知坐标纸上每个小正方形的边长为l，重力加速度为g，则 (1)小球在水平方向做 直线运动（选填“匀速”“匀加速”或“匀减速”）； (2)由匀变速直线运动的推论可得，则小球做平抛运动的初速度大小为 ；（用g、l表示） (3)在研究平抛运动实验中，为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用__________； A．实心小铁球 B．空心小铁球 C．实心小木球 D．以上三种小球都可以 (4)在做“探究平抛运动”的实验时，让小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上____________。 A．调节斜槽的末端保持水平 B．每次释放小球的位置必须不同 C．记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降 D．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触 地 城 考点06 探究向心力大小与小球质量、角速度和半径之间关系 33．(23-24高一上·湖南长沙雅礼中学·期末)探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动，小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1。 （1）在这个实验中，利用了 （填“理想实验法”或“控制变量法”）来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系。 （2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量 （填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与 （填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径相同的两个塔轮。 2 / 47 1 / 47 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 实验专题 ◎考点分类 考点01 测量匀变速直线运动的加速度 考点02 探究弹簧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 探究加速度与力、质量的关系 考点05 探究平抛运动的特点 考点06 探究向心力大小与小球质量、角速度和半径之间关系 地 城 考点01 测量匀变速直线运动的加速度 1．(24-25高一上·湖南长沙长郡梅溪湖中学·期末)如图所示，是某人练习使用电火花打点计时器得到的纸带，所用电源频率为50。 （1）电火花打点计时器采用的是 V的 电源 （2）图中直尺的单位为。从打下O点到打下H点，共9点，共历时 s，位移为 ， （3）内纸带运动的平均速度是 ，打下G点时的速度是 。（结果保留2位有效数字） 【答案】 220 交流 0.16 11.40/11.39/11.38 0.71 1.3 【详解】（1）[1][2] 电火花打点计时器采用的是的交流电源 （2）[3]由电源的频率是，可知打点计时器打点的时间间隔是，则从打下O点到打下H点共历时 [4]位移为 （3）[5] 内纸带运动的平均速度是 [6] G点的瞬时速度等于FH段的平均速度为 2．(24-25高一上·湖南长沙长郡梅溪湖中学·期末)某同学测定匀变速直线运动的加速度时，得到了在不同拉力下的A、B、C、D、…几条较为理想的纸带，并在纸带上每5个点取一个计数点，即相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5、…，如图所示甲、乙、丙三段纸带，分别是从三条不同纸带上撕下的。 (1)在甲、乙、丙三段纸带中，属于纸带A的是 （填“甲”、“乙”或“丙”）； (2)打纸带A时，小车的加速度大小为 m/s2； (3)打点计时器打计数点1时小车的速度为 m/s（结果保留三位有效数字）。 【答案】 乙 3.11 0.456 【详解】(1)[1]根据匀变速直线运动的特点（相邻的等长时间间隔位移之差相等）得出 x34－x23=x23－x12=x12－x01 所以属于纸带A的是乙。 (2)[2]根据运动学公式 Δx=aT2 得 (3)[3]利用匀变速直线运动的推论 3．(24-25高一上·湖南娄底部分普通高中·期末)在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为，实验装置和记录小车运动的纸带如下图，在纸带上选取7个计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻两计数点之间还有四个点未画出，已知相邻两计数点的间距如图所示，问题（2）（3）（5）的答案保留二位有效数字） (1)相邻两计数点之间的时间间隔 s； (2)、两点之间的平均速度是 m/s； (3)点的瞬时速度为 m/s； (4)在本实验中，关于打点计时器和纸带下列说法正确的是_____。 A．释放纸带的同时，接通电源 B．先接通电源打点，后释放纸带运动 C．先释放纸带运动，后接通电源打点 D．纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越大 (5)小车的加速度 【答案】(1)0.1 (2) (3) (4)B (5) 【详解】（1）相邻两计数点之间还有四个点未画出，故打相邻两计数点的时间间隔为 （2）、两点之间的平均速度是 （3）根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，可得 （4）ABC．应先接通电源打点，待打点稳定后，再释放纸带运动，这样纸带可以得到充分利用，记录更多的数据，以减小实验误差，故B正确，AC错误； D．纸带上相邻两计数点间的时间间隔相同，纸带上的点迹越密集，说明在相同时间内纸带通过的距离越小，因此说明纸带运动的速度越小，故D错误。 故选B。 （5）根据逐差公式可得，小车运动的加速度为 4．(23-24高一上·湖南株洲北大公学附属学校·期末)在探究小车加速度随时间变化规律的实验中。 (1)下列器材不需要的是 ， 。（填序号） ①220V交流电源 ②电火花计时器 ③秒表 ④小车 ⑤带滑轮的长木板 ⑥纸带 ⑦天平 ⑧刻度尺 (2)电磁打点计时器使用的电源电压是 V。若电源的频率是50Hz，每打两个点之间的时间间隔是 s。 【答案】(1) ③ ⑦ (2) 4V-8V都可 0.02 【详解】（1）[1][2]在探究小车加速度随时间变化规律的实验中，需要小车、带滑轮的长木板、纸带；需要电火花计时器在纸带上打点，而电火花计时器需要连接220V交流电源；需要用刻度尺测量纸带上计数点的时间间隔。由于通过打点计时器可以得到计数点间的时间间隔，所以不需要秒表，也不需要天平测质量。 故选不需要的器材是③，⑦。 （2）[1]电磁打点计时器使用的电源电压是。 [2]若电源的频率是50Hz，每打两个点之间的时间间隔是 5．(24-25高一上·湖南长沙第十五中学·期末)在做“研究匀变速直线运动”的实验中： （1）实验室提供了以下器材：打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、天平、交流电源、复写纸。其中在本实验中不需要的器材是 。 （2）如图所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔，其中、、、、、。 下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度。 位置 B C D E F 速度 0.737 0.801 0.994 （3）以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度-时间关系图线 【答案】 天平 【详解】（1）[1]在本实验中不需要测量物体的质量，因此不需要天平； （2）[2][3]根据匀变速直线运动某时刻的瞬时速度等于一段时间内的平均速度，所以有 （3）[4]利用描点法可画出速度时间图像 地 城 考点02 探究弹簧弹力与形变量的关系 6．(24-25高一上·湖南联考·期末)某实验小组利用如图甲所示的装置测量弹簧的劲度系数。将弹簧竖直悬挂，先不挂钩码，记下弹簧下端指针指示的标尺刻度，然后在弹簧的下端悬挂钩码保持静止，并改变钩码个数，读出弹簧下端指针每次对应的标尺刻度，其中某次弹簧指针指示的标尺刻度如图乙所示。利用测得数据作出不同个数的钩码重力与对应弹簧伸长量之间的关系图像，如图丙所示。 (1)图乙所示的指针指示的刻度为 cm； (2)该弹簧的劲度系数为 N/m（保留3位有效数字）； (3)本实验中由于没考虑弹簧自重，劲度系数的测量值 （选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 【答案】(1)14.60 (2)400 (3)等于 【详解】（1）根据刻度尺的读数规则可知，该读数为14.60cm。 （2）由图丙，根据胡克定律可知，斜率表示弹簧的劲度系数，故 （3）由胡克定律可知，劲度系数等于弹力的变化量除以对应的弹簧形变量的变化量，因此弹簧的自重不会对劲度系数的测量结果产生影响，故劲度系数的测量值等于真实值。 7．(23-24高一上·湖南岳阳县第一中学·期末)某同学设计实验研究弹簧弹力与伸长量的关系。实验时，弹簧的一端固定在力的传感器上，挂钩每次增加质量的钩码，弹簧每次伸长量均增加1cm，力的传感器自动测量一次弹力，弹簧在每一个伸长量上停留2秒钟，最终得到的弹力和时间关系如图。      （1）从6s~26s时间内弹簧长度的变化量为 cm。 （2）实验发现，数据连线不过原点，我们依然可以用线性部分来定义该弹簧的劲度系数，由图可以求出该弹簧的劲度系数为 N/m（保留两位有效数字）；该种方法计算的弹簧劲度系数 （填“大于”、“等于”或“小于”）真实劲度系数。 【答案】 10 50 等于 【详解】（1）[1] 弹簧每伸长1cm，通过传感器自动测量一次弹力，弹簧在每一个伸长量停留2秒钟，所以从6s-26s时间内弹簧长度的变化量为 （2）[2][3]该弹簧的劲度系数为 由于图像斜率不变，该种方法计算的弹簧劲度系数等于真实劲度系数。 8．(24-25高一上·湖南邵阳·期末)用铁架台、带挂钩的A弹簧和B弹簧、50g的钩码若干、刻度尺（分度值为1mm）“探究弹簧弹力与形变量的关系”，装置如图甲所示（g取）。 (1)若弹簧上端与刻度尺零刻度对齐，未挂钩码时，弹簧原长如图（a）所示，则弹簧的原长 。 (2)图（b）是根据实验数据作出弹力F与弹簧伸长量x之间的关系图像，由图（b）可知B弹簧的劲度系数为 。 (3)若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选 （选填“A”或“B”）弹簧。 【答案】(1)7.00 (2)12.5 (3)B 【详解】（1）图中刻度尺的分度值为，已知刻度尺的零刻度线与弹簧上端平齐，由图（a）可知弹簧的原长为 （2）根据胡克定律可知，B弹簧的劲度系数为 （3）根据胡克定律，可知图像的斜率表示弹簧的劲度系数，由图（b）可知A弹簧的劲度系数大于B弹簧的劲度系数，则相同弹力时，B弹簧的形变量更大，所以要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选B弹簧。 地 城 考点03 探究两个互成角度的力的合成规律 9．(24-25高一上·湖南张家界·期末)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。具体操作如下： ①用图钉将白纸固定在木板上； ②取一根橡皮条，一端固定在木板上的A点，另一端连接轻质小圆环，将两细线系在小圆环上，细线另一端系在弹簧测力计上，用两个弹簧测力计共同拉动小圆环到某位置，标记小圆环圆心位置为O点，并记下拉力、的大小和方向OB、OC； ③改用一个弹簧测力计拉动小圆环，使其圆心到O点，记下拉力F的大小和方向； ④按照给定的标度画出、和F的图示，然后按平行四边形定则画出、的合力如图乙。 (1)图甲中沿OC方向的弹簧测力计的示数为 N； (2)图乙中，一定与AO在同一直线上的是 （选填F或） (3)下列措施中，能够减小实验误差的是______ A．拉橡皮筋的线要粗一些且长一些 B．标记同一细绳方向的两点应该近一些 C．用弹簧测力计拉两根细线时，两拉力夹角越大越好 D．实验时，弹簧秤、橡皮筋、细线应贴近木板且与木板面平行 (4)完成上述实验后，该同学继续探究，用弹簧测力计沿和方向拉，仍将小圆环圆心拉到O点，如图丙所示，现保持大小不变，并将逆时针旋转，使其与AO延长线的夹角逐渐减小，要保持小圆环圆心仍在O点，下列办法可行的是______ A．增大，并减小与AO延长线的夹角 B．增大，并增大与AO延长线的夹角 C．减小，并减小与AO延长线的夹角 D．减小，并增大与AO延长线的夹角 【答案】(1)1.90 (2)F (3)D (4)C 【详解】（1）由图可知弹簧测力计的分度值为，则沿OC方向的弹簧测力计的示数为。 （2）由图乙可知，是通过做平行四边形得到的合力理论值，由于存在一定的误差，的方向不一定与AO在同一直线上；是通过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，的方向一定与AO在同一直线上。 （3）AB．为了减小拉力方向的误差，拉橡皮筋的线要细一些且长一些，标记同一细绳方向的两点应该远一些，故AB错误； C．用弹簧测力计拉两根细线时，两拉力夹角不能太大，也不能太小，适当就好，故C错误； D．为了减小误差，实验时，弹簧秤、橡皮筋、细线应贴近木板且与木板面平行，故D正确。 故选D。 （4）现保持大小不变，并将逆时针旋转，使其与AO延长线的夹角逐渐减小，要保持小圆环圆心仍在O点，如图所示 可行的办法是减小，并减小与AO延长线的夹角。 故选C。 10．(24-25高一上·湖南益阳普通高中·期末)如图甲是“验证力的平行四边形定则”实验原理示意图。弹簧测力计的拉环端挂于固定点，挂钩端用细线挂一重物。弹簧测力计的挂钩端用细线系于点，用手捏住拉环向左拉，使结点静止在某位置。所用弹簧测力计的单位为。 (1)图甲中沿方向拉的弹簧测力计的示数为 N： (2)做实验时，根据测量结果在白纸上画出如图乙所示的示意图，其中为两弹簧测力计与悬挂重物的细线的结点，则图乙中一定与在同一直线上的是力 。 (3)若两个弹簧测力计的读数分为，且两弹簧测力计拉力方向的夹角为锐角，则 （选填“能”或“不能”）用一个量程为的弹簧测力计测量出它们的合力，理由是 。 【答案】(1) (2) (3) 不能 合力的大小超过了弹簧测力计的量程 【详解】（1）图甲中沿方向拉的弹簧测力计的示数为 （2）F为用平行四边形法则得出的，F′是用一根弹簧实验得出的，方向一定与在同一直线上的是力F′。 （3）[1][2]若两个弹簧测力计的读数分为，且两弹簧测力计拉力方向的夹角为锐角，则两个弹簧的合力，超出了量程为的弹簧测力计的量程，故不能用一个量程为的弹簧测力计测量出它们的合力。 11．(24-25高一上·湖南长沙长郡中学·期末)某研究小组用如图甲所示装置“探究两个互成角度的力的合成规律”。实验步骤如下： A．用图钉将白纸固定在水平木板上； B．将橡皮条的一端固定在木板上A点，另一端系在绳的结点上。将两细线也系在绳的结点上，另一端分别挂弹簧测力计B和C。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉两个弹簧测力计，使绳的结点静止在O点，用铅笔做标记，并沿细线标记两绳拉力的方向，读出弹簧测力计的示数分别为F1和F2； C．撤掉一个弹簧测力计，用一个弹簧测力计将绳的结点拉到相应位置，读出弹簧测力计的示数为，沿细线标记拉力的方向； D．选择合适标度，在白纸上以 F1和F2为邻边作平行四边形，作出合力 F的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力的图示； E、如图乙，比较和F的大小和方向，从而验证是否遵循力的平行四边形定则。 (1)本实验主要采用的科学方法是 。（填正确选项前的字母） A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法 D．建立物理模型法 (2)以下实验注意事项，其中正确的是 。（多选，填正确选项前的字母） A．步骤B、C中要将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 B．两细绳必须等长 C．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行 D．用两弹簧测力计同时拉细绳时，两弹簧测力计示数之差应尽可能大 (3)某同学在坐标纸上画出了如图丙所示的两个已知力F3和F4，图中小正方形的边长表示2N，请用作图法求得两力的合力大小为 N。 【答案】(1)B (2)AC (3)12 【详解】（1）探究两个互成角度的力的合成规律实验中，用两个弹簧测力计拉橡皮条的作用效果和用一个弹簧测力计拉橡皮条的作用效果一样，即等效替代法。故选B。 （2）A．为保证两次橡皮条的作用效果相同，两次要将橡皮条和细绳的结点拉到相同位置，故A正确； B．实验中需要记录的是拉力的大小和方向，细绳是为了记录拉力方向，与长短是否一致无关，故B错误； C．在实验中，弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，若不与平面平行，弹簧测力计的拉力会有其他方向的分力，造成实验结果误差变大，故C正确； D．用两个弹簧测力计拉动橡皮条时，两个弹簧测力计的示数要适当即可，不是示数之差要大，故D错误。 故选AC。 （3）（3）由平行四边形定则作图，如图所示 图中小正方形的边长表示2N，故合力大小为F合=12N。 12．(24-25高一上·湖南怀化·期末)“验证力的平行四边形定则”的实验可以用橡皮条、弹簧测力计、细绳套等器材完成，回答下面的问题： (1)实验中，需要两次拉伸橡皮条：第一次通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条，拉力分别为；第二次用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条，拉力为。关于这两次拉伸，下列说法中正确的是______（选填字母代号）： A．两次拉伸只要求将橡皮条拉到相同的长度即可 B．两次必须将橡皮条和细绳的结点拉到相同位置 C．两次拉伸时都应同时记下弹簧测力计的读数和细绳伸长的方向 D．为减小实验误差，用一个弹簧测力计拉伸时应尽量把橡皮条往之前两弹簧测力计拉力的对角线方向拉 (2)实验中，在记下各次拉力的大小和方向后，应在白纸上画出各力的 （选填“力的图示”或“力的示意图”） (3)实验中，橡皮条的一端固定，另一端被A、B两个弹簧测力计拉伸至O点，、分别表示A、B两个弹簧测力计的读数，如图所示．使弹簧测力计B从图示位置开始顺时针缓慢转动至和A成角，在这一过程中保持O点位置不变且弹簧测力计A的拉伸方向不变，则在整个过程中两弹簧测力计的读数、的变化是______（选填字母代号）． A．减小，减小 B．增大，增大 C．减小，先增大后减小 D．减小，先减小后增大 【答案】(1)BC (2)力的图示 (3)A 【详解】（1）AB．要使每次合力与分力产生相同的效果，两次必须将橡皮条和细绳的结点拉到相同位置，故A错误，B正确； C．实验时要根据弹力的大小和方向作图，故两次拉伸时都应同时记下弹簧测力计的读数和细绳伸长的方向，故C正确； D．用两弹簧测力拉橡皮筋时，两个拉力大小不一定相等，所以橡皮筋不一定沿两弹簧测力计拉力的对角线方向，则用一个弹簧测力计拉伸时，橡皮条不一定沿两弹簧测力计拉力的对角线方向，故D错误。 故选BC。 （2）实验中，在记下各次拉力的大小和方向后，应在白纸上画出各力的力的图示。 （3）O点处于平衡状态，受力情况如图所示 拉力方向不变，方向和大小都改变，根据平行四边形定则可以看出，当从图示位置开始顺时针缓慢转动90°的过程中，减小，减小。 故选A。 13．(23-24高一上·湖南岳阳·期末)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，实验装置如图所示。其中G为固定橡皮条的图钉，弹簧测力计用细绳套勾住。 （1）关于本实验，下列说法正确的是（填正确答案标号） A．两个分力F1、F2的大小要适当大些 B．两个分力F1、F2的夹角最好取90°，容易计算 C．实验时弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对刻度线 D．为了方便实验记录，拉橡皮条的细绳越短越好 （2）实验结果如下图所示，如果没有操作失误则图中的F与两力中，方向一定沿GO方向的是 。 （3）实验中，若将细绳换成橡皮条，O点的位置和弹簧测力计的拉力大小方向均不变，则实验结果 （填“会”或“不会”）发生变化。 【答案】 AC/CA F 不会 【详解】（1）[1]A。两个分力F1、F2的大小要适当大些能，减小测量力的误差，A正确； B．实验时，对两个分力F1、F2的夹角无要求，适当即可，B错误； C．实验时弹簧测力计必须与木板平行，使力在同一平面内，读数时视线要正对刻度线，减小读数误差，C正确； D．拉橡皮条的细绳稍微长一些，画力的方向时两个点的距离能稍大些，能减小画力的方向的误差，D错误。 故选AC。 （2）[2]图中为用平行四边形定则作出的合力的理论值，为用一个弹簧秤拉橡皮筋的力，所以方向一定沿GO方向的是。 （3）[3] 实验中，若将细绳换成橡皮条，O点的位置和弹簧测力计的拉力大小方向均不变，则作用效果不变，实验结果不会发生改变。 14．(24-25高一上·湖南郴州·期末)小郴同学通过实验的方法来“探究力的平行四边形定则”。如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳套的结点，OB和OC为细绳套。用手通过两个弹簧测力计共同拉动橡皮筋，记录相关信息；然后改用一个弹簧测力计单独拉动橡皮筋，记录相关信息。图乙是他在白纸上根据实验记录信息画出的图。 (1)西晋陈寿所著的《三国志》上记载的曹冲睿智的利用石块称出大象的重量是我们熟知的故事，该故事所体现的思想方法与本实验体现的思想方法 （选填“相同”或“不相同”）。 (2)某同学在做该实验时有下面的一些想法，其中正确的是_______（单选题） A．拉橡皮筋的细绳要长一些，且必须等长 B．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应与木板平行 C．两次橡皮筋伸长的长度可以不相同 D．拉力和的夹角越大越好 (3)如图乙，和的合力的实际测量值是 （选填“F”或“F'”）． 【答案】(1)相同 (2)B (3) 【详解】（1）该故事所体现的思想方法与本实验体现的思想方法相同，都是等效替代法。 （2）A．拉橡皮筋的细绳要长一些，但是不一定必须等长，选项A错误； B．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应与木板平行，选项B正确； C．两次橡皮筋伸长的长度必须相同且把结点拉到同一点，以保证等效性，选项C错误； D．拉力和的夹角大小要适当，并非越大越好，选项D错误。 故选B。 （3）如图乙，F是用平行四边形法则得到的和的合力的理论值，是实际测量值。 15．(24-25高一上·湖南长沙明德华兴中学·期末)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中： ①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 ②实验时的橡皮筋和细绳套如图所示，O点为橡皮筋原长的位置，点为橡皮筋拉长后达到的位置。在实验过程中需要记录的“结点”应该选择 （填“O”或“”）。 ③如图2所示，弹簧测力计的示数为 N； ④下列操作有利于减小实验误差的是 。 A．图1中两细绳必需等长 B．两个分力的夹角尽量大于150° C．拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板 D．确定拉力方向时，在细绳正下方描出的两个点要适当远些 【答案】 B 3.00 CD 【详解】①[1]在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，采用的科学方法是等效替代法，B正确； ②[2]点为橡皮筋拉长后达到的位置，应记录点的位置以及拉力的大小与方向； ③[3]弹簧测力器的分度值为，读数应保留两位有效数字，弹簧测力计的示数为 ④[4]A．两细绳的主要目的是确定拉力的方向，不要求等长，A错误； B．两分力的夹角是当大一些，可以减小测量误差，但不必大于150°，B错误； C．贴近并平行于木板时，实际操作时测量的角度误差小，可以减小误差，C正确； D．两点确定一条直线，实际操作中，让两点适当远一些可以减小笔痕宽度等造成的误差，D正确。 故选CD。 地 城 考点04 探究加速度与力、质量的关系 16．(24-25高一上·湖南张家界·期末)如图甲所示为“探究滑块加速度与力、质量的关系”实验装置图。滑块置于一端带有定滑轮的长木板上，左端连接纸带，纸带穿过电磁打点计时器。滑块的质量为M，托盘（及砝码）的质量为m，重力加速度g已知。 (1)关于该实验，下列说法正确的是______。（填正确选项前的字母） A．为平衡滑块与木板之间的摩擦力，应将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂托盘（及砝码）但连接好纸带的情况下使滑块恰好做匀速直线运动 B．每次改变滑块质量时，应重新平衡摩擦力 C．本实验中不需要满足M远大于m的条件 D．实验时，应先释放滑块，再接通打点计时器的电源 (2)实验中得到一条如图乙所示的纸带，图中相邻两计数点间还有4个点未画出，打点计时器所用电源的频率为50Hz。由图中实验数据可知，滑块运动的加速度大小是 m/s2（结果保留两位有效数字）。 (3)在探究滑块加速度与质量的关系时，为了更直观地判断出加速度a与质量M的关系，应该作的是 （选填“”或“”）图像。 (4)若实验小组忘记平衡摩擦力，用F表示滑块所受绳子拉力，得到的滑块加速度a与F的图像如图丙所示，已知图线的斜率为k，横轴截距为b，则滑块的质量为 ，滑块与水平长木板间的动摩擦因数为 。（用物理量字母k、b、g表示） 【答案】(1)A (2)0.50 (3) (4) 【详解】（1）A．为平衡滑块与木板之间的摩擦力，应将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂托盘（及砝码）但连接好纸带的情况下使滑块恰好做匀速直线运动，故A正确； B．平衡摩擦力时，有 可得 可知每次改变滑块质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B错误； C．根据牛顿第二定律可得 ， 可得 为了使细线拉力近似等于托盘（及砝码）的总重力，本实验中需要满足M远大于m的条件，故C错误； D．为了充分利用纸带，实验时，应先接通打点计时器的电源，再释放滑块，故D错误。 故选A。 （2）图中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 根据逐差法可得滑块运动的加速度大小为 （3）在探究滑块加速度与质量的关系时，加速度与质量成反比，因此为了更直观地判断出加速度a与质量M的关系，应该作的是图像。 （4）[1][2]根据牛顿第二定律可得 可得 可知图像的斜率为 可得滑块的质量为 当刚要有加速度时，由图像可知 解得滑块与水平长木板间的动摩擦因数为 17．(24-25高一上·湖南益阳普通高中·期末)某实验小组用图甲所示的装置做“探究小车加速度与小车质量、所受合外力关系”的实验。 (1)为了得到小车加速度与小车质量、所受合外力的关系，本实验采用的方法是_____法（选填下方选项前的字母） A．放大 B．理想实验 C．控制变量 D．重复实验 (2)某次实验中打出的一条纸带如图乙所示，电源的频率，其中每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，则由纸带可以求得小车的加速度大小为 （结果保留两位有效数字）。 (3)若利用力传感器将实验装置改成如图丙所示，探究小车质量一定时，加速度与合外力的关系，下列操作必要且正确的是_____。 A．实验时需要先用天平测出沙及沙桶的质量 B．平衡摩擦力时要挂上沙桶，接通打点计时器的电源，轻推小车，若打出的纸带点迹均匀表明小车做匀速直线运动，说明已经平衡好摩擦力 C．为了减小误差，实验中必须保证沙和沙桶的总质量远小于小车的总质量 D．实验时让小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，并要记录传感器的示数 【答案】(1)C (2)0.42 (3)D 【详解】（1）为了得到小车加速度与小车质量、所受合外力的关系，本实验采用的是控制变量法。 （2）电源的频率，其中每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，则相邻两个计数点之间的时间间隔为 小车的加速度大小为 （3）AC．利用力传感器可以直接测量出细线的拉力，从而求出小车所受的合外力，不需要将沙和沙桶的总重力与细线的拉力近似相等，因此实验中不需要测出沙及沙桶的质量m，也不需要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的总质量，故A、C错误； B．平衡摩擦力时要取下细线和沙桶，接通打点计时器的电源，轻推小车，若打出的纸带点迹均匀表明小车做匀速直线运动，说明已经平衡好摩擦力，故B错误； D．实验时让小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，并要记录传感器的示数，故D正确。 故选D。 18．(24-25高一上·湖南郴州·期末)为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的总质量，为小车上的滑轮的质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。 (1)实验时，下列说法及操作正确的有_______（单选题） A．将带滑轮的长木板右端适当垫高，以补偿阻力 B．需用停表测出小车运动的时间 C．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带 D．平衡摩擦力（即补偿阻力）时需将沙桶如图甲所示悬挂 (2)该兴趣小组在实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个计时点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带，可求出第2个计数点的速度为 m/s，小车的加速度为 ；（结果均保留两位有效数字） (3)该兴趣小组以力传感器的示数F为横坐标，小车加速度a为纵坐标，画出的图像（如图丙）是一条直线，图线与横坐标轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_______。（填写字母） A． B． C． D． 【答案】(1)A (2) 0.20 0.40 (3)C 【详解】（1）A．用力传感器测出拉力，从而表示小车受到的合外力，故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．打点计时器是计时仪器，无需停表测出小车运动的时间，故B错误； C．使用打点计时器时，应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，打出一条纸带，故C错误； D．平衡摩擦力（即补偿阻力）时不悬挂沙桶，故D错误。 故选A。 （2）[1]纸带相邻两计数点间还有四个计时点没有画出，所以两计数点间时间为 根据匀变速直线运动中某段过程中间时刻的瞬时速度等于这段过程的平均速度，可得第2个计数点的速度为 [2]纸带根据逐差法，可知小车的加速度为 （3）根据题意，得 变形得 由图像得 所以 故选C。 19．(24-25高一上·湖南株洲世纪星高级中学·期末)探究加速度与力、质量的关系的实验装置如图甲所示。 (1)下列说法正确的是__________。 A．为平衡摩擦力，垫木应放置在长木板带定滑轮的一端 B．实验时应先释放小车再接通电源 C．实验时，还需要的器材有秒表和刻度尺 D．实验时要确保重物的质量远小于小车的质量 (2)平衡摩擦力时细线上不挂重物，小车 （填“要”或“不要”）连着穿过打点计时器的纸带。改变重物或小车的质量时， （填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力。 (3)某次实验时得到如图乙所示的一条纸带，O、A、B、C、D为相邻的五个计数点，相邻两计数点间还有四个计时点没有画出。已知打点计时器的打点频率为50Hz，则小车的加速度大小a＝ 。（计算结果保留三位有效数字） (4)实验时控制小车的质量不变，改变重物的质量m，测得多组小车的加速度大小a，已知当地重力加速度大小为g，测得多组实验数据后处理得出图像，发现图线为经过坐标原点的倾斜直线，说明小车的质量不变时小车的加速度与其受到的合力成 （填“正比”或“反比”）。 【答案】(1)D (2) 要 不需要 (3)1.97 (4)正比 【详解】（1）A．为平衡摩擦力，垫木应放置在长木板带定滑轮的另一端，故A错误； B．为了充分利用纸带，实验时应先接通电源后释放小车，故B错误； C．实验时，需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离，通过打点计时器可以知道计数点间的时间间隔，所以不需要秒表，故C错误； D．根据牛顿第二定律可得 ， 可得 实验时为了使细线拉力近似等于重物的重力，需要确保重物的质量远小于小车的质量，故D正确。 故选D。 （2）[1]平衡摩擦力时细线上不挂重物，小车要连着穿过打点计时器的纸带，通过纸带上的点迹判断小车是否做匀速运动； [2]平衡摩擦力时，根据 可得 可知改变重物或小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力。 （3）相邻两计数点间还有四个计时点没有画出，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大小为 （4）测得多组实验数据后处理得出图像，发现图线为经过坐标原点的倾斜直线，说明小车的质量不变时小车的加速度与其受到的合力成正比。 20．(24-25高一上·湖南部分学校·期末)学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究小车加速度与合外力之间的关系。实验操作步骤如下： ①按图甲安装实验器材，平衡阻力； ②使小车靠近打点计时器，在砂桶中加入适量的砂，启动电源，释放小车，稳定时读出弹簧测力计的示数； ③改变砂桶中砂的质量，换用新纸带，重复实验； ④计算出不同纸带对应的加速度值； ⑤进行数据处理。 (1)关于本实验，下列说法正确的是___________。 A．平衡阻力时，应取下纸带，将木板的右端适当垫高 B．安装器材时，应调整滑轮高度，使木板上方绳子与木板平行 C．需要满足小车的质量远大于砂桶（含砂）的总质量 (2)某次实验中打出纸带的一部分如图乙所示，已知打点计时器所用交流电的频率为，纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有四个计时点未画出，则打点计时器打下第5个计数点时，小车的速度大小为 m/s；充分利用图乙所给数据，可求出小车的加速度大小为 。（计算结果均保留三位有效数字） (3)某次实验中，小李用滑块替代小车，调节木板水平，不平衡摩擦力，经数据处理得到了如图丙所示的图像。不计滑轮、轻绳的质量，不计轻绳与滑轮间的摩擦力，不计空气阻力。由图丙可知，滑块的质量为 ；若取重力加速度大小，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则滑块和木板间的动摩擦因数为 。（计算结果均保留一位有效数字） 【答案】(1)B (2) (3) 【详解】（1）A．平衡阻力时，应取下砂桶不取下纸带，故A错误； B．安装器材时，应调整滑轮高度，使木板上方绳子与木板平行，这样小车受力会更稳定，故B正确； C．绳子拉力由弹簧测力计记录，所以不需要砂和沙桶的总质量远小于小车质量，故C错误。 故选B。 （2）[1]由题可知计数点间隔时间，故 [2]充分利用图乙所给数据，故使用逐差法得 （3）[1]对滑块受力分析 故图像斜率 [2]图像轴截距 21．(24-25高一上·湖南长沙第一中学·期末)某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮，轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为m=0.010kg。实验步骤如下： （1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板 （填“左下方”或“右下方”）垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑。 （2）将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车的速度v随时间t的变化图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。 （3）对应于不同的n的a值见下表。 n 1 2 3 4 5 a/(m∙s-2) 0.20 0.43 0.62 0.77 0.98 （4）利用表中的数据在图（b）中描点，并作出a-n图像。从图像可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比 。 （5）利用a-n图像求得小车（空载）的质量为 kg（保留2位有效数字，重力加速度取）。 （6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），同样实验作出图像，发现图像仍是直线，理论上该直线 （填“过”或“不过”）原点，该直线的斜率 （填“大于”“小于”或“等于”）步骤（4）中直线的斜率。 【答案】 左下方 0.45 不过 大于 【详解】[1]因为需要利用重力沿斜面向下的分力平衡摩擦力，所以需要将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑。 [2]利用表中的数据在图（b）中描点，并作出a-n图像如图所示 [3]设小车质量为，对于钩码和小车组成的整体有 即 结合图像可知，图像的斜率为 求得 [4][5]若保持木板水平，对钩码和小车组成的整体根据牛顿第二定律有 整理得 因此图像不过原点，由于 即该直线的斜率大于步骤（4）中直线的斜率。 22．(23-24高一上·湖南·期末)某实验小组用图甲所示的实验装置来探究加速度与力、质量的关系。用不可伸长的细线将滑块(含遮光条)通过一个定滑轮和挂有重物的动滑轮与力传感器相连，细线与气垫 导轨平行，动滑轮上端的细线始终竖直。在水平气垫导轨上固定一个光电门，每次都将滑块从气垫导轨的同一位置由静止释放，测出滑块释放时遮光条到光电门的距离x、遮光条的宽度d，光电门连接的数字传感器(图中未画出)测出遮光条通过光电门的遮光时间t，由此可测出滑块的加速度大小。 （1）重物和动滑轮的总质量 (填“需要”或“不需要”)远小于滑块的质量。 （2）滑块经过光电门时的速度大小v= ，滑块的加速度大小a= 。(均用题目给定的物理量符号表示) （3）控制滑块的质量不变，改变重物的质量，测得多组遮光条的遮光时间t和力传感器的示数F，处理数据时通过描点法作出图像如图乙所示，若已知该图像的斜率为k，则滑块的质量M= (用k、x、d 表示)。 （4）某次实验时测得滑块的加速度大小为1.6m/s²，力传感器的示数为0.9N，则重物和动滑轮的总质量m= kg(不计滑轮处摩擦，取重力加速度大小g=9.8m/s²)。 【答案】 不需要 0.2 【详解】（1）[1]因为有力传感器测量滑块受的拉力，则重物和动滑轮的总质量不需要远小于滑块的质量。 （2）[2][3]滑块经过光电门时的速度大小 滑块的加速度大小 （3）[4]由题意可得 即 由图像可知 可得 （4）[5]对重物和动滑轮根据牛顿第二定律 解得 m=0.2kg 23．(23-24高一上·湖南长沙明德中学·期末)某同学用如图1所示的装置探究“加速度与力和质量的关系”． （1）该实验开始前需要补偿阻力，在补偿阻力的时候 （选填“需要”或“不需要”）挂砂桶。 （2）在探究加速度与小车受力关系的实验中，为使小车受到的合力在数值上近似等于砂及砂桶受到的总重力，所采取的措施有 。 （3）在一次实验中，该同学得到如图2所示的纸带．已知打点计时器所用电源频率为。A、B、C、D、E、F、G是纸带上打出的7个连续的点．由此可算出小车的加速度 （结果保留两位有效数字）。 （4）该同学探究“小车的加速度与所受合外力的关系”时，通过测量和处理实验数据，得到如图3所示的图线，发现图线不过坐标原点，请分析其原因是： ；该图线斜率的物理意义是： 。 【答案】 不需要 砂和砂桶的总质量远小于小车的质量 5.0 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 图线的斜率是小车质量的倒数 【详解】（1）[1]该实验开始前需要补偿阻力，根据平衡关系可知小车受到的摩擦力与小车重力沿斜面的分力平衡，所以在补偿阻力的时候不需要挂砂桶。 （2）[2]根据 ， 可得 所以在探究加速度与小车受力关系的实验中，为使小车受到的合力在数值上近似等于砂及砂桶受到的总重力，所采取的措施是砂和砂桶的总质量远小于小车的质量。 （3）[3]根据逐差法可得小车的加速度为 （4）[4]由图像可知，当拉力达到一定数值时，小车才开始有加速度，所以图线不过坐标原点的原因是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够； [5]根据牛顿第二定律可得 可得 可知该图线斜率是小车质量的倒数。 24．(23-24高一上·湖南长沙雅礼中学·期末)用如图甲所示的实验装置探究“加速度与力、质量的关系”，实验时将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌上，小车通过细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车后端与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f=50Hz。阻力补偿后，在保持小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为a，改变砂桶中砂子的质量，重复实验五次。（计算结果均保留两位有效数字） （1）在探究“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图像，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲，产生这两种现象的原因可能是 。 A．木板右端垫起的高度过小 B．木板右端垫起的高度过大 C．砂桶和砂子的总质量m远小于小车的质量M D．砂桶和砂子的总质量m没有远小于小车的质量M （2）实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个计时点未画出，则纸带上C点的速度= 小车运动的加速度a= m/s2。 （3）小车质量M一定，改变砂桶中砂子的质量，砂桶和砂子的总质量为m，根据实验数据描绘出的小车加速度a与砂桶和砂子的总质量m之间的关系图像如图丁所示，则小车的质量M= kg。 【答案】 BD/DB 0.70 2.0 0.40 【详解】（1）[1]图线不过原点且力为零时小车加速度不为零，可能是由于木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度）造成的；图线末端发生了弯曲现象，是因为砂桶和沙子的总质量m未远小于小车的质量M造成的。 故选BD。 （2）[2][3]相邻两计数点间还有4个点未画出，则两计数点间时间间隔为 纸带上C点的速度为 根据逐差法可得小车的加速度为 。 （3）[4]对小车、砂桶与沙子组成的系统，由牛顿第二定律可得 整理得 由图像可知 解得 25．(24-25高三上·湖南长沙周南教育集团·期末)某同学利用如图甲所示的装置验证牛顿第二运动定律，装置如图所示，物块1质量为，物块2质量为；物块1、2由跨过轻质定滑轮的细绳连接，物块2下端与打点计时器纸带相连。初始时，托住物块1，两物块保持静止，且纸带竖直绷紧，接通打点计时器的电源，释放物块1，两物块开始运动，打点计时器打出的纸带如图所示，已知打点计时器所用的交流电源频率为，每相邻的两个点之间还有四个点未画出。回答下列问题： (1)对于该实验，下列哪些操作是正确的____________。（选填选项前的字母） A．物块1选用质量和密度较小的物体 B．两限位孔在同一竖直线上 C．实验时，先释放物块1，后接通电源 (2)根据图乙中的数据可知，物块1匀加速下落时的加速度大小 。（保留三位有效数字） (3)通过该实验可计算出当地的重力加速度大小 。（保留两位有效数字） (4)由于空气阻力及纸带的影响，重力加速度的测量值 （填“大于”或“小于”）真实值。 【答案】(1)B (2)2.00 (3)9.7 (4)小于 【详解】（1）A.为了减小空气阻力和摩擦阻力的影响，物块选用质量和密度较大的物体，故A错误； B.为了减小纸带与打点计时器间的摩擦，两限位孔应在同一竖直线上，故B正确； C.为了充分利用纸带，实验时，先接通电源后释放物块，故C错误。 故选B。 （2）打点计时器所用的交流电源频率为，每相邻的两个点之间还有四个点未画出，相邻计数点间的时间间隔为 根据逐差法有 （3）根据牛顿第二运动定律有 解得 （4）空气阻力及纸带的影响使得通过纸带得到的加速度比理想情况下的加速度小，从而使得重力加速度的测量值小于真实值。 26．(24-25高一上·湖南名校大联考·期末)实验小组用如图甲所示实验装置，探究“加速度与力、质量的关系”实验。 （1）在实验过程中，体现的物理方法或思想是 （填正确选项标号）。 A．等效法        B．控制变量法        C．假设法            D．理想实验法 （2）实验过程相关要求正确的是 。（填正确选项标号） A．实验时，先释放小车再接通电源 B．实验过程需要小车质量远大于沙桶及沙子质量 C．补偿阻力时，要挂上沙桶，垫高木板右端，用小车拖着纸带打点 D．交流电频率为50Hz，相邻计数点间还有四个点，则相邻两计数点间的时间间隔为0.08s （3）某次实验打点计时器打出一条纸带，取计数点a、b、c、d、e、f、g等系列点，已知相邻计数点间的时间间隔T=0.1s，用刻度尺测出各相邻计数点间的距离如图乙所示，则小车运动的加速度大小a= m/s2；打下点c点时速度大小vc= m/s。（结果均保留两位有效数字） （4）根据实验数据，作出、图像如下图所示，实验中未补偿阻力的是 ；实验中未满足的是 。（均填正确选项标号） 【答案】 B B 2.4 0.51 B D 【详解】（1）[1]本实验体现的物理方法是“控制变量”法。B正确。 （2）[2]A．实验时先接通电源然后释放小车。A错误； B．实验过程需要小车质量远大于沙桶及沙子质量，满足上述条件，小车拉力才近似等于沙桶及细沙的重力。B正确； C．补偿阻力时，不应该挂上沙桶。C错误； D．交流电频率为50Hz，相邻计数点间还有四个点，则相邻两计数点间的时间间隔。D错误。 故选B。 （3）[3]根据匀变速直线运动逐差法 小车加速度 [4]根据匀变速运动规律，则 （4）[5]在a—F图像中，有纵截距的原因是补偿阻力过大，有横截距原因是未补偿阻力。故选B。 [6]根据牛顿第二定律，对m有 对M有 代入得 当时，拉力才近似等于沙桶重力，其加速度为 在图像，增大时，即M减小，不满足，实际加速度 小于理论加速度 图线向下弯曲。故选D。 27．(23-24高一上·湖南岳阳·期末)用如图甲所示的实验装置探究“物体的加速度与质量的关系”。完成实验，回答问题： （1）实验时，为平衡摩擦力，以下操作正确的是 A．连着槽码，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后带着纸带做匀速直线运动 B．连着槽码，适当调整木板右端的高度，使小车能静止在斜面上 C．取下槽码，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后带着纸带做匀速直线运动 D．取下槽码，适当调整木板右端的高度，使小车能静止在斜面上 （2）如图乙是其中一条纸带，A、B、C、D、E是计数点，相邻两个计数点间有4个点没有标出，已知交流电频率为50Hz，则这条纸带上D点的瞬时速度大小为 m/s，小车加速度大小为 m/s2。（结果均保留两位有效数字） （3）小车中的砝码质量m，利用纸带测量计算小车加速度a。在保证小车和砝码的质量之和远大于槽码质量条件下，多次测量后，以m为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸上作出关系如图丙。测得图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距绝对值为b。回答下列问题： ①小车受到的拉力为 （用题中已知字母表示）。 ②b值等于 （选填序号）。 A．小车质量                             B．槽码质量 C．小车与砝码质量之和 【答案】 C 0.75 0.51 A 【详解】（1）[1]平衡摩擦力时应取下槽码，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后带着纸带做匀速直线运动。 故选C。 （2）[2] 相邻两个计数点间有4个点没有标出，则相邻计数点间的时间间隔为，D点的瞬时速度大小为 [3]根据逐差法求得加速度为 （3）[4][5]设槽码质量为，小车质量为，根据牛顿第二定律，有 解得 图中斜率表示槽码的重力，即 纵截距为 由于小车和砝码的质量之和远大于槽码质量，则小车受到的拉力为 所以b值等于小车质量。 故选A。 28．(23-24高一上·湖南长沙长郡中学·期末)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图甲所示的装置。 （1）本实验应用的实验方法是 。 A．控制变量法    B．假设法    C．理想实验法 （2）下列说法中正确的是 。 A．在探究加速度与质量的关系时，应改变小车所受拉力的大小 B．在探究加速度与外力的关系时，应改变小车的质量 C．在探究加速度a与质量m的关系时，作出图像容易更直观判断出二者间的关系 D．无论在什么条件下，细线对小车的拉力大小总等于砝码盘和砝码的总重力大小 （3）在探究加速度与力的关系时，若取车的质量M＝0.5kg，改变砝码质量m的值，进行多次实验，以下m的取值最不合适的一个是 。 A．    B．    C．    D． （4）在平衡小车与长木板之间摩擦力的过程中，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。从比较清晰的点起。每5个点取一个计数点，由纸带上打出的某一点开始，每5个间隔剪下一段纸带，如图所示，每一条纸带下端与x轴相重合，纸带左边与y轴平行，将纸带贴在坐标系中。量出相邻计数点之间的距离。根据图中给出的数据求出该小车的加速度a＝ （结果保留两位有效数字）。 （5）如图所示为甲同学在探究加速度a与力F的关系时。根据测量数据作出的图像，说明实验存在的问题是 。 【答案】 A C D 由于没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的 【详解】（1）[1]探究加速度与力、质量关系实验要采用控制变量法。 故选A。 （2）[2] A．在探究加速度与质量的关系时，应控制小车所受拉力的大小不变，故A错误； B．在探究加速度与外力的关系时，应控制小车的质量不变，故B错误； C．由牛顿第二定律得 在力一定时与成正比，为方便实验数据处理，在探究加速度与质量的关系时，作出图像更容易直观判断出二者间的关系，故C正确； D．小车与砝码和砝码盘一起做加速运动，砝码与砝码盘处于失重状态，细线的拉力小于砝码与砝码盘的重力，因此细线对小车的拉力大小小于砝码盘和砝码的总重力大小，故D错误。 故选C。 （3）[3]当小车质量远大于砝码与砝码盘质量时可以近似认为小车受到的拉力等于砝码与砝码盘的重力，在探究加速度与力的关系时，若取车的质量，改变砝码质量的值，的取值最不合适的一个是：D.。 故选D。 （4）[4]计时器打点的时间间隔为，每个点取一个计数点，相邻两计数点之间的时间为 由匀变速直线运动的推论可知，该小车的加速度 （5）[5] 由图所示 图像可知，图像在轴上有截距，当时，说明小车受到的合力小于拉力，这是由于没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的 29．(23-24高一上·湖南湖南师范大学附属中学·期末)某物理兴趣小组在实验室选择合适器材后，按如图甲所示安装好实验器材，探究“加速度与力的关系”。 请回答下列问题： （1）图甲中的沙桶和沙的总质量 （填“需要”或“不需要”）满足远小于滑块的质量，图中安装好的器材有一处不合理之处是 ； （2）物理小组仍利用图甲装置做实验，利用沙桶和沙提供拉力，拉动滑块及纸带运动，打出如图乙所示的一条纸带，已知电源频率为50Hz，纸带上每两个计数点间还有4个点未画出，则由图中数据可求得此时滑块的加速度大小 （保留2位有效数字）； （3）将力传感器的示数记为F，保持滑块质量不变，多次改变沙桶中沙的质量，测得多组数据，绘制出加速度a与F的关系图像，如图丙所示。小组同学经过讨论发现利用图丙可以求出滑块的质量以及滑块与长木板间的动摩擦因数，重力加速度，则由图丙可得，滑块质量 kg，滑块与长木板间的动摩擦因数 。 【答案】 不需要 没有平衡摩擦力 0.50 0.2 0.1 【详解】（1）[1][2]由于图中装置，可以通过力传感器得到细线拉力大小，所以沙桶和沙的总质量不需要满足远小于滑块的质量；图中安装好的器材有一处不合理之处是没有平衡摩擦力。 （2）[3]纸带上每两个计数点间还有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，滑块的加速度大小为 （3）[4][5]以滑块为对象，根据牛顿第二定律可得 可得 可知图像的斜率为 解得滑块的质量为 图像的横轴截距为 解得滑块与长木板间的动摩擦因数为 地 城 考点05 探究平抛运动的特点 30．(23-24高一上·湖南湖南师范大学附属中学·期末)小明学完平抛运动知识后，尝试利用平抛运动的知识测量家里的弹射器射出弹丸的速度。小明准备了白纸、米尺、复写纸、支架等材料。实验时，先将白纸和复写纸固定在墙上，并用支架将弹射器固定好，装置如图甲所示。接着压缩弹射器朝墙壁发射弹丸，弹丸通过碰撞复写纸片在白纸上留下落点位置。随后将弹射器沿垂直于墙面方向远离墙壁移动，每次移动的距离为。通过几次重复实验，挑了一张有4个连续落点痕迹的白纸，如图乙所示。取。    （1）下列实验步骤必要的是 （填正确答案标号）。 A．在安装时，必须确保弹射器水平放置 B．为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸 C．每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸 D．第一次实验时，需要测量弹射器开口到墙壁的距离 （2）根据测量的数据，可知弹丸离开弹射器的速度大小为 ，弹丸打到点时的速度大小为 。（结果均保留2位有效数字） 【答案】 ABC/ACB/BAC/BCA/CAB/CBA 2.0 2.8 【详解】（1）[1]A．要保证每次弹丸都做平抛运动，则必须确保弹射器水平放置，A正确； B．为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸，B正确； C．为保证弹丸的初速度相同，每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸，C正确； D．第一次实验时，不需要测量弹射器开口到墙壁的距离，D错误。 故选ABC。 （2）[2]由竖直方向上是自由落体运动，得 解得点迹间的时间间隔为 弹丸离开弹射器的速度大小为 [3]弹丸打到点时的竖直方向速度分量大小为 弹丸打到点时的速度大小为 31．(23-24高一上·湖南长沙长郡中学·期末)用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）下列实验条件必须满足的有 。 A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末端水平 C．挡板高度等间距变化 D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 （2）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是 。 A．用细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹 B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹 C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹 （3）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，在确定y轴时 （选填“需要”或者“不需要”）y轴与重垂线平行。 【答案】 BD/DB AB/BA 需要 【详解】（1）[1]AB．为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的，故A错误，B正确； C．挡板只要能记录下小球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化，故C错误； D．只有让小球每次从同一位置静止释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点，故D正确； 故选BD。 （2）[2]A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹，此方案是可行的； B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹，此方案是可行的； C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，由于铅笔和纸之间没有压力，故不会形成运动轨迹，故C不可行； 故选AB。 （3）[3] 小球在竖直方向为自由落体运动，故y轴必须保证与重锤线平行。 32．(24-25高一上·湖南长沙湖南师范大学附属中学·期末)在“探究平抛运动的规律”的实验中，根据频闪照片得到小球的运动轨迹如图所示。a、b、c、d为连续拍照记录下的四个位置，其中a为抛出点。已知坐标纸上每个小正方形的边长为l，重力加速度为g，则 (1)小球在水平方向做 直线运动（选填“匀速”“匀加速”或“匀减速”）； (2)由匀变速直线运动的推论可得，则小球做平抛运动的初速度大小为 ；（用g、l表示） (3)在研究平抛运动实验中，为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用__________； A．实心小铁球 B．空心小铁球 C．实心小木球 D．以上三种小球都可以 (4)在做“探究平抛运动”的实验时，让小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上____________。 A．调节斜槽的末端保持水平 B．每次释放小球的位置必须不同 C．记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降 D．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触 【答案】(1)匀速 (2) (3)A (4)AD 【详解】（1）由题图可知，小球在水平方向有 即在相等时间内通过的位移相等，因此小球在水平方向做匀速直线运动。 （2）由匀变速直线运动的推论可得 则小球做平抛运动的初速度大小为 （3）在研究平抛运动实验中，为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用实心小铁球，实心小铁球体积较小，质量较大，受空气阻力的影响相对较小。 故选A。 （4）AB．在做“探究平抛运动”的实验时，要确保小球的初速度水平，且每次抛出初速度要相同，则调节斜槽的末端保持水平，每次释放小球的位置必须相同，每次必须由静止释放小球，故A正确，B错误； C．记录小球位置用的木条（或凹槽）每次不必严格地等距离下降，故C错误； D．确保小球运动时不会受到摩擦力作用，则小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触，故D正确。 故选AD。 地 城 考点06 探究向心力大小与小球质量、角速度和半径之间关系 33．(23-24高一上·湖南长沙雅礼中学·期末)探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动，小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1。 （1）在这个实验中，利用了 （填“理想实验法”或“控制变量法”）来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系。 （2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量 （填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与 （填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径相同的两个塔轮。 【答案】 控制变量法 相同 挡板B 【详解】（1）[1]实验探究向心力的大小与小球质量m角速度和半径r之间的关系利用了控制变量法。 （2）[2][3]根据向心力公式 探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，需控制实验中小球质量、圆周运动角速度相同，只改变圆周运动半径，故应选择两个质量相同的小球，分别放在挡板C与挡板B。 2 / 47 1 / 47 学科网（北京）股份有限公司 $