专题02 实验专题（期末压轴题训练）高一物理上学期人教版

专题02 实验专题 1．(单选题)如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图，在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子，工作时小盒子B向匀速直线运动的被测物体发出短暂的超声波脉冲，超声波速度为，脉冲被运动的物体反射后又被小盒子B接收，从小盒子B发射超声波开始计时，经时间再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的位移—时间图像。则下列说法正确的是（    ） A．脉冲第一次被运动的物体反射时，物体距离B的距离 B．脉冲第二次被运动的物体反射时，物体距离B的距离 C．物体的平均速度为 D．从开始计时到第二次被B接收过程，物体通过的位移大小 【答案】C 【详解】A．由乙图可知，脉冲第一次被运动的物体反射时，物体距离B的距离为 故A错误； B．脉冲第二次被运动的物体反射时，物体距离B的距离 故B错误； C．由图乙可知物体通过的位移为时，所用时间为 物体的平均速度为 故C正确； D．由于物体做匀速运动，则从开始计时到第二次被B接收过程，物体通过的位移大小为 故D错误。 故选C。 2．在探究小车做匀变速直线运动的规律的实验中，用到如图甲、乙所示的两种打点计时器。 (1)图乙是 （填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”），其电源采用的是 （填“交流约”或“交流”）； (2)关于打点计时器的使用，下列说法正确的是___________； A．在测量物体速度时，应先让物体运动，后接通打点计时器的电源 B．电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用同样的电源 C．使用的电源频率越低，打点的时间间隔就越大 D．纸带上打的点越密，说明物体运动得越快 (3)某次实验中得到一条如图丙所示的纸带，纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来，用刻度尺测得间的距离分别为，，计时器打点频率为。则相邻两个计数点间的时间间隔为 s。从点到点纸带的平均速度大小为 m/s；打点时小车的速度大小 ；（结果保留两位有效数字） (4)如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使平均速度的测量值比实际值偏 。（选填“大”或“小”） 【答案】(1) 电火花打点计时器 交流220V(2)C(3) (4)大 【详解】（1）[1][2]图乙是电火花打点计时器，其电源采用的是交流220V。 （2）A．在测量物体速度时，为了充分利用纸带，应先接通打点计时器的电源，后让物体运动，故A错误； B．电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用的交流电源电压值不一样，故B错误； C．根据，可知使用的电源频率越低，打点的时间间隔就越大，故C正确； D．纸带上打的点越密，说明相同时间内位移越小，物体运动得越慢，故D错误。 故选C。 （3）[1]纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来，则相邻计数点的时间间隔为 [2]从点到点的位移为，时间为 可知从点到点纸带的平均速度大小为 [3]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，则打点B时小车的速度大小为 （4）如果当时电网中交变电流的频率是f＝49Hz，则实际打点周期变大，即打相邻两计数点的实际时间变大，而做实验的同学仍按原打点周期计算，可知由此引起的系统误差将使平均速度的测量值比实际值偏大。 3．“行知”学习小组用如图甲所示的装置探究滑块的瞬时速度。 (1)学习小组的同学用刻度尺测量遮光条的宽度时，刻度尺的示数如图乙所示，则遮光条的宽度 。 (2)接通气源，由静止释放滑块，数字计时器上显示出遮光条经过光电门的遮光时间为0.040s，则遮光条通过光电门时滑块的速度大小为 。（结果保留两位有效数字） (3)本实验利用光电门测滑块的速度，所应用的物理方法是_____。 A．理想实验法 B．极限思维法 C．控制变量法 (4)（多选）为使速度的测量值更接近瞬时速度，下列措施正确的是________． A．换用宽度更窄的遮光条 B．换用宽度更宽的遮光条 C．使滑块的释放点靠近光电门 D．使滑块的释放点远离光电门 【答案】(1)(2)0.30(3)B(4)AD 【详解】（1）根据题图乙可知，刻度尺的分度值为，读数时需要估读到分度值的下一位，所以遮光条的宽度。 （2）遮光条通过光电门时滑块的速度近似等于遮光条在遮光时间内的平均速度，此时滑块的速度大小。 （3）在极短时间内的平均速度近似等于该时刻的瞬时速度，采用的方法为极限思维法。 故选B。 （4）根据速度的定义式，可知遮光条越窄越接近瞬时速度，滑块的释放点即离光电门越远，滑块经过光电门的时间越短，那么遮光条在遮光时间里的平均速度越接近该位置的瞬时速度。 故选AD。 4．某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图甲所示。该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，在纸带上依次选出7个计数点，分别标上O、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50Hz。 (1)如果测得C、D两点间距，D、E两点间距，则打D 点时小车的速度 m/s（结果保留3位有效数字）； (2)该同学分别算出其他各点的速度：，以纸带上的“O”点为计时起点，请在如图丙所示的坐标系中作出小车运动的v-t图像 ； (3)根据图线求出小车运动的加速度 （结果保留两位有效数字）。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）打点计时器所用电源的频率是50Hz，则打点周期为，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，可知每相邻的两个计数点间的时间间隔为 D点时小车的速度为CE段平均速度，因此 （2）利用描点法，使所描点尽可能多地落在直线上，且不在直线上的点在直线两边的分布均匀，作出如下图象 （3）小车运动的v-t图像的斜率表示加速度，根据图像可得斜率为 可得加速度 5．小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的影像，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。 (1)下列主要操作步骤的正确顺序是 。（填写各步骤前的序号） ①捏住小球，从刻度尺旁静止释放 ②手机固定在三脚架上，调整好手机镜头的位置 ③把刻度尺竖直固定在墙上 ④打开手机摄像功能，开始摄像 (2)将小球顶部与刻度尺0刻度对齐，由静止释放，用手机连拍其下落过程；手机每隔0.1s拍摄一张照片，选取连续拍摄的3张照片如图乙所示，读出第一张和第二张照片中小球顶部对应的刻度分别为78.00cm、122.00cm，读得第三张照片中小球顶部对应的刻度为 cm。拍第二张照片时小球的速度为 m/s，计算得到当地的重力加速度g= （最后两空保留3位有效数字）。 (3)为了得到更精确的加速度值，该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h，绘制了图像，如图丙所示。其中P、Q分别为两个体积不同，质量相同的小球下落的图像，由图像可知（　　） A．图像的斜率表示小球下落的加速度 B．小球P的体积大于小球Q的体积 C．小球P的体积小于小球Q的体积 D．由图像可知小球P测出的加速度值更接近当地重力加速度 【答案】(1)③②④① (2) 175.70 4.89 9.70 (3)CD 【详解】（1）实验时应先把刻度尺竖直固定在墙上，再把手机固定在三脚架上，调整好手机镜头的位置，使镜头能垂直拍到刻度尺上尽可能大的范围，然后打开手机摄像功能并开始摄像，最后捏住小球，从刻度尺旁由静止释放。所以正确顺序是③②④①。 （2）[1]以小球顶部对齐刻度为准，读数为175.70cm。 [2]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知 [3]根据公式，可得 （3）A．由速度位移公式可得，图像的斜率表示小球下落加速度的2倍，故A错误； BCD．球的体积越小，阻力越小，合力越大，小球的加速度越大，越接近真实值。加速度越大图线的斜率越大。所以小球P的体积小于小球Q的体积。故B错误，CD正确； 故选CD。 6．某科学小组利用如图甲所示装置探究弹簧弹力与形变量的关系，设计的实验如下：质量为的物块置于压力传感器上，将待测弹簧拴接在上面，待测弹簧上端通过轻绳跨过定滑轮拴接带指针的挂钩，下方可以悬挂钩码B，装置左侧固定一个竖直的直尺，可以测出挂钩下移的距离。整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度取。 实验操作如下： ①挂钩下不悬挂钩码、让系统保持静止、上下调节刻度尺位置，使指针指向0刻度，并读出压力传感器的示数； ②每次挂上不同质量钩码，用手托住、缓慢释放，测出系统稳定时指针相对0刻度下移的距离，并读出相应的压力传感器的示数； ③以压力传感器示数为纵轴，指针下移的距离为横轴，根据每次测量的数据，描点作出图像如图乙所示。 回答下列问题： 其中一次指针位置如图丙所示，则对应的读数为 cm；在实验误差允许的范围内，可认为弹簧弹力与弹簧形变量成 （填“正比”“反比”或“不确定关系”）；弹簧劲度系数 （结果保留3位有效数字），带指针的挂钩的重力为 。 【答案】 11.00 正比 65.0 0.1 【详解】[1]由图丙可知，刻度尺的分度值为0.1cm，则读数为11.00cm； [2]由图像可知，F与x成线性关系，则F与x的函数式可写为 k为常数，设物体A的质量为，带指针的挂钩重力为，物体B的质量为，不悬挂物体B时，对物体A分析由 悬挂物体B时 则对应图像的函数式为 k为常数，所以可认为弹簧弹力与弹簧形变量成正比，其中k为弹簧的劲度系数； [3]结合上述分析和图像可知，图像斜率的绝对值表示弹簧的劲度系数，则有 [4]由以上分析可知 其中 解得 7．为探究摩擦力设计了如图所示的实验装置。细绳不可伸长且与足够长的桌面平行，不计绳与轻滑轮间的摩擦，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，g取。 (1)如图1，质量的木板静止，现往桶内加入沙，当桶和沙的总质量为时，轻推木板，发现木板恰好可以向右做匀速直线运动，求木板与桌面间动摩擦因数的数值； (2)在第（1）小题的装置上将质量的木块静置在木板上，并通过细绳a与力传感器连接，如图2所示。a、b两段不可伸长细绳均与足够长的桌面平行。当桶和沙的总质量为时，木块和木板在水平桌面上保持静止，力传感器示数为。 ①请按规范分别画出此状态下，木块和木板的受力分析图；并求出桌面对木板的摩擦力大小与方向； ②若往桶内加入沙，当桶和沙的总质量为时，轻推木板，发现木板恰好可以向右做匀速直线运动，求木板与木块间动摩擦因数的数值。 【答案】(1)0.2 (2)①；，方向向左；②0.3 【详解】（1）对沙桶分析可知T=M1g 对木板分析可知， 联立解得 （2）①木块和木板的受力分析图 对木块分析可知 对木板分析可知 其中， 解得桌面对木板的摩擦力大小，方向向左； ②当桶和沙的总质量为时，木板和桌面间的滑动摩擦力为 则由平衡可知木块与木板间的滑动摩擦力 木板与木块间动摩擦因数 8．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，实验装置及过程如图甲、乙、丙所示，为橡皮筋原长时小圆环的位置，为实验时小圆环被拉至的位置。 (1)图丁中弹簧测力计的示数为 ； (2)在实验过程中，必须记录的有________； A．甲图中的位置 B．乙图中的位置 C．、的方向 D．弹簧测力计的示数 (3)下列选项中，与本实验要求相符的是________； A．两细绳、夹角要尽量大一些 B．读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度 C．实验时，只需保证两次橡皮筋伸长量相同即可 D．多次实验时，均应将小圆环拉到点处 (4)某次实验记录纸如图戊所示，拉力和的方向分别过和点，拉力的方向过点；三个力的大小分别为：，和。得出正确实验结论后，请根据实验结论和图中给出的标度： ①在图中作出和的合力 ；②根据作图求出该合力为 。 (5)图己为小明与小华对本实验进行的探究方案，两人针对实验中是否需要记录点的位置持有不同观点：小明认为需要记录，而小华认为不需要。你赞同 （选填“小明”或“小华”）的观点，理由是 。 【答案】(1)2.35 (2)BCD (3)BD (4) 见解析图 3.99/3.98/4.00 (5) 小华 只要系统处于静止状态，两力的合力大小、方向就不变，所以不需要记录点位置 【详解】（1）弹簧测力计最小分度为，读数要读到，图中读数为。 （2）必须要记录的有两个分力和的大小和方向、合力的大小和方向，力的大小通过弹簧测力计读出，两次都要使小圆环被拉到点位置 故选BCD。 （3）A．两细绳、夹角要适当大一些，但不能太大，合力一定时，两分力夹角太大则两分力很大，导致测量误差变大，故A错误； B．读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度，规范操作，故B正确； C．实验时，不仅需保证两次橡皮筋伸长量相同，还必须都是沿竖直方向伸长至点才行，故C错误； D．多次实验时，都要保证弹簧测力计把小圆环拉到的位置相同，故D正确。 故选BD。 （4）[1]由于标度已经选定，作图时要保证表示、的线段长度为标度的2.7倍和2.3倍，作图如下 [2]量出作图法求出的合力长度约为标度的3.99倍，所以合力大小为。 （5）图己方案中两个弹簧测力计的共同作用效果是平衡点下方所悬挂重物的重量，所以即使点位置发生移动，只要系统处于静止状态，两力的合力大小方向就不变，所以不需要记录点位置的，故赞同小华的观点。 9．为探究加速度与物体受力、物体质量的关系，实验装置如图1所示： (1)以下实验操作正确的是______。 A．补偿阻力时，需将木板不带定滑轮一端适当垫高，使小车在钩码的牵引下恰好做匀速直线运动 B．调节定滑轮的高度，使细线与木板平行 C．补偿好阻力后，将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列点，断开电源 D．实验中为减小误差应保证车及车中砝码的总质量远小于钩码的总质量 (2)实验中得到如图2所示的一条纸带（相邻两计数点间还有4个点没有画出），已知打点计时器频率为，根据纸带可求出小车的加速度为 （结果保留两位有效数字）。 (3)某同学保持小车及车中砝码质量一定，探究加速度与所受外力的关系，他在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到两条-图线，如图3所示。图线 （选填“①”或“②”）是在轨道水平情况下得到的；小车及车中砝码的总质量 kg。 【答案】(1)BC (2)0.25 (3) ② 0.5 【详解】（1）A．实验前要补偿阻力，补偿阻力时小车不能与砝码和砝码盘相连，故A错误； B．为使小车受到的拉力等于细线拉力，应调节滑轮的高度，使细线与木板平行，故B正确； C．实验时要先接通电源后释放纸带，为充分利用纸带，将小车停在打点计时器附近，故C正确； D．实验中为减小误差应保证钩码的总质量远小于车及车中砝码的总质量，故D错误。 故选BC。 （2）打点周期为 两相邻计数点间还有4个计时点没有画出，则相邻计数点间的时间间隔为 由逐差法可得，小车的加速度为 （3）[1] 由图线①可知，当F=0时，a≠0。也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高。 所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的，那么图线②是轨道水平情况下得到的。 [2] 轨道水平时未平衡摩擦力，则会出力大于最大静摩擦力才会出现加速度，故②是在轨道水平情况下得到的，根据牛顿第二定律 ，所以 所以图像斜率为质量倒数，所以。 10．“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图（甲）所示，试回答下列问题 (1)实验中在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带。纸带上 AB、C、D、E、F、G这些点的间距如图中标示，其中每相邻两点间还有4个计时点未画出。根据测量结果计算：打C点时纸带的速度大小为 m/s；纸带运动的加速度大小为 。（结果保留3位有效数字） (2)平衡好摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上。挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。根据小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据作出的a—F图线如图乙所示，此图线不通过原点的主要原因是 。 (3)在某次利用上述已调整好的装置进行实验中，保持砝码盘和砝码个数不变，小车自身的质量为M且保持不变，在小车上加不同质量m的砝码的，并测出小车中不同砝码质量时所对应的加速度a，以m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出如图丙所示的关系图线，实验结果验证了牛顿第二定律。如果图中纵轴上的截距为b，直线的斜率为k则小车受到的拉力大小为 。小车的质量为 。 (4)在探究加速度和小车质量的关系时，由于没有能够始终满足≫（为砝码桶及桶内砝码的总质量）的条件，结果得到的——图像应该是图丁中的哪一个？ 【答案】(1) 1.18 1.50 (2)未计入砝码盘的重力 (3) (4)D 【详解】（1）[1] 因纸带上相邻计数点的时间间隔为。则C点的速度大小为 [2] 由逐差法可得 （2）由图丙可知，平衡摩擦力后，没有拉力时就产生了加速度，说明未计入砝码盘的重力； （3）[1] [2] 当小车上的砝码为零时，小车加速度为a0＝，设小车的质量为M，则小车受到的拉力为 F＝Ma0＝；图中直线的函数关系式为 ＝km＋b，根据牛顿第二定律 F＝（m＋M）a，可解得 M＝，F＝ （4）在本实验中，加速度。在探究加速度和小车质量的关系时，保持砂桶和砂的总质量不变，由上式可知，加速度和系统的总质量成反比。如果横坐标表示，-图像应该是过坐标原点的直线。现将前面的式子改写成，由此式可知，前面的系数和有关系，在改变时会发生变化，它不是一个常数，因此和不是正比关系，随着的增大，式子中的前面的系数会减小，因此图像要向下弯曲偏离直线。但在≫时，，即近似于正比于，所以在较大（即较小）时图像近似为直线。 故选D。 11．某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。 (1)以下实验操作，其中合理的有_____。 A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B．每次小球释放的初始位置可以任意选择 C．每次小球应从同一高度由静止释放 D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 (2)某同学在做平抛运动实验时得到了如图乙所示的运动轨迹，、、三点的位置在运动轨迹上已标出，取，则：小球做平抛运动的初速度大小为 m/s； 【答案】(1)AC (2)2 【详解】（1）A．为了使小球从斜槽末端抛出时速度沿水平方向，斜槽末端应保持水平，故A正确； BC．为了使小球每次从斜槽末端抛出时的速度大小相等，每次小球应从同一高度由静止释放，故B错误，C正确； D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点应用平滑曲线连接，故D错误。 故选AC。 （2）由题图乙可知、、三点中相邻两点的时间间隔相等，设为， 根据运动学公式有 解得 小球做平抛运动的初速度大小为 12．某兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置，来探究向心力大小与角速度大小的关系。将一个质量分布均匀，边长为的磁性正方体滑块放置在转台上，长为且不可伸长的绝缘细线与转台平行，一端连接磁性滑块内侧，另一端连到固定在转轴上的力传感器上，力传感器与计算机连接可以显示细线上拉力的大小。磁性滑块静止时，力传感器示数为零。转台左侧固定一智能手机，智能手机中的“磁传感器”能实时记录手机附近磁场的大小，磁体越靠近手机，“磁传感器”记录下的磁感应强度越大。当转台绕竖直轴水平匀速转动时，手机记录滑块多次经过时的磁场脉冲信号，如图乙所示。 (1)由图乙可得滑块做匀速圆周运动的角速度大小 （用、表示）。 (2)经多次实验后，以力传感器的示数为纵轴，对应的角速度平方为横轴，建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图丙所示，试分析图像不过原点的原因： 。 (3)该小组通过分析发现由丙图还可计算出滑块的质量，则 （用、、、表示）。 【答案】(1) (2)滑块与转台间存在摩擦力 (3) 【详解】（1）由图乙可知，滑块做匀速圆周运动的周期为 根据匀速圆周运动角速度与周期的关系 解得滑块做匀速圆周运动的角速度大小 （2）若滑块和转台之间存在摩擦力，则有 解得 不考虑摩擦力时，图像应恰好过原点，不过原点，可能是由于滑块与转台间存在摩擦力。 （3）由上述分析以及图丙可知，图像的斜率为 因为滑块做圆周运动的半径为滑块中心到力传感器的距离 代入上式解得滑块的质量 13．位移传感器由发射器和接收器组成，发射器A内装有红外线和超声波发射器；接收器B内装有红外线和超声波接收器。如图（a）所示，测量时，固定在被测运动物体上的发射器向接收器同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，由于红外线传播时间可以忽略，接收器收到红外线脉冲时刻即可认为是脉冲的发射时刻，记为，收到超声波脉冲时停止计时，记为。计算机可据此计算出发射器和接收器之间的距离。 (1)红外线传播时间可以忽略的原因是（    ） A．红外线与超声波传播速度差不多 B．红外线传播速度远大于超声波传播速度 (2)忽略红外线传播时间，若红外线传播速度为，超声波传播速度为，将收到红外线脉冲时刻记为，收到超声波脉冲时刻记为，则此时发射器与接收器相距 。 (3)如图（b）所示，若发射和接收装置都安装在C上，信号由C发出，经小车D反射后再由C接收，这样只利用超声波信号就可以测量小车的速度了。已知超声波的传播速度为，若待测小车正匀速运动，第一个信号发射时刻为0.3s末，经过0.04s接收到反馈信号。然后在第0.5s末发射了第二个信号，再经过0.06s接收到反馈信号，根据这4个数据计算小车的速度为 m/s（保留小数点后2位） 【答案】(1)B (2)(t2-t1) (3)16.19 【详解】（1）红外线是电磁波，超声波是机械波，则红外线传播速度远大于超声波传播速度，故选B。 （2）超声波是匀速运动，故发射器和接收器之间的距离为 s=v2∆t=(t2-t1) （3）第一次超声波运动的时间为 Δt1=0.04s 此时AB的距离为 第二次超声波运动的时间为 Δt2=0.06s 此时AB距离为 该过程中小车运动的时间 小车运动的速度 1（单选题）．利用超声波可测定物体运动的速度。如图所示仪器A和B通过电缆线连接，B为超声波发射与接收一体化装置，仪器A对B提供超声波信号而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示出波形。现固定装置B，并让它对准匀速行驶的小车C，使其每隔固定时间发射一短促的超声波脉冲（图2中幅度大的波形），而B接收到由小车C反射回的超声波由A处理后显示成图2中幅度较小的波形，反射滞后的时间在图2已标出，其中，，超声波在空气中的速度为。由所给信息可知小车速度为（　　）      A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据题意可知，从B发出第一个超声波开始计时，经被小车反射，则小车第一次反射超声波时与B的距离为 第二个超声波从发出到被反射的时间为，则小车第二次反射超声波时与B的距离为 则小车第一次反射超声波到小车第二次反射超声波移动的距离为 小车的运动时间为 则小车速度为 故选C。 2．如图所示，某同学用（数字化实验系统）和斜面，设计了一个测物体瞬时速度的实验，实验中使用的挡光片形状均为，其凸起端的部分用于挡光。第一次实验时，该同学在小车上固定挡光片时，使挡光片的凸起端对齐车头。依次更换四个挡光片，将小车从斜面轨道上同一位置P由静止释放，获得了4组实验数据如下表所示。第二次实验时，他将挡光片左右倒置，使挡光片的凸起端对齐车尾，仍将小车从斜面轨道上同一位置P由静止释放，又得到了4组实验数据（本题未给出）。 不同的挡光片 通过光电门的时间（s） 速度（m/s） A 0.15425 0.520 B 0.11209 0.515 C 0.07255 0.512 D 0.03510 0.506 (1)分析上面表格中的数据，可知：四个挡光片中，最宽的挡光片的宽度 m（结果保留到小数点后第三位）；表中与小车车头到达光电门时的瞬时速度最接近的是 m/s。 (2)第二次实验时，他将挡光片左右倒置，使挡光片的凸起端对齐车尾，仍将小车从轨道上同一位置P由静止释放，得到的4组实验数据分别与第一次实验数据比较，每组数据中测量的通过光电门的时间都应该 （选填“大于”、“小于”或“等于”）第一次实验的数据。 (3)在进行误差分析时，结合上面表格中的数据，该同学想到：第一问第二空的结果应该（选填“大于”、“小于”或“等于”） 真实值。 【答案】(1) 0.080 0.506 (2)小于 (3)大于 【详解】（1）[1]根据 可知各挡光片的宽度为，，， 则最宽的挡光片的宽度为0.080m； [2]挡光片的宽度越小，平均速度越接近瞬时速度，故根据[1]中的计算，最窄，则与小车车头到达光电门时的瞬时速度最接近的是0.506m/s。 （2）若挡光片倒装，则碰到光电门的位移变长，加速时间变长，则速度变大，通过光电门的时间变短，故每组数据中测量的通过光电门的时间都应该小于第一次实验的数据。 （3）小车的运动为加速运动，第一问第二空的结果等于挡光片通过光电门的平均速度，大于小车车头刚到达光电门时的速度，故第一问第二空的结果应该大于真实值。 3．某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，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，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴） (1)由图（b）可知，小车在桌面上是 运动的；（选填“A”或“B”） A．从右向左 B．从左向右 (2)该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为 m/s，加速度大小为 m/s2（结果均保留2位有效数字）。 【答案】(1)A (2) 0.21 0.038 【详解】（1）小车运动过程中减速，相同时间内位移逐渐减小，由图判断小车从右向左运动，故选A。 （2）[1]滴水计时器每30s滴落46个小水滴，则两水滴之间的时间间隔为 由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可解得A点的瞬时速度大小为 [2]设，，， 根据逐差公式可得， 解得加速度为 解得 可知加速度大小为 4．在“研究小车做匀变速直线运动”的实验中，某同学得到纸带如图，在相邻计数点之间还有4个点未画出，打点计时器电源的频率为50Hz。 （1）某同学进行了以下实验操作步骤，其中有错误的步骤是 。 A．将电火花打点计时器固定在长木板的一端，并接在6V交流电源上 B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重量的钩码 D．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，先放开纸带，再接通电源 （2）由所得纸带可知打C点时小车的瞬时速度vC= m/s，小车运动的加速度a= m/s2.（均保留两位有效数字） 【答案】 DA/AD 0.20 0.50 大于 【详解】（1）[1]A．将电火花计时器固定在长木板的一端，应接在220V交变电源上，故A错误，符合题意； B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔，故B正确，不符合题意； C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重量的钩码，故C正确，不符合题意； D．应先接通电源，后放开纸带，故D错误，符合题意。 故选AD。 （2）[2]相邻计数点间的时间间隔为 匀变速直线运动，中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，即 [3]利用匀变速直线运动的推论，由逐差法可得 5．晓宇同学利用图1所示的装置探究了“弹簧弹力大小与形变量的关系”，实验时将弹簧竖直固定在铁架台上，弹簧的左侧沿竖直方向固定一刻度尺，将砝码盘固定在弹簧的下端，静止时弹簧下端对应刻度尺的读数如图2所示，然后将质量已知的砝码逐一加在砝码盘中，并依次读出刻度尺的读数，重力加速度取。 (1)刻度尺的读数 cm。 (2)将得到的实验数据描绘在坐标系中，若以盘中砝码的质量为纵轴，以为横轴，拟合的图像为过原点的直线，如图3所示，则弹簧的劲度系数为 。 (3)由以上的条件 （选填“能”或“不能”）求出砝码盘的质量。 【答案】(1)7.19/7.20/7.21 (2)50/50.0 (3)不能 【详解】（1）刻度尺的最小刻度为1mm，应估计到下一位，即估读到0.1mm，所以 （2）设砝码盘的质量为，弹簧的原长为，砝码盘中不放砝码时，有 将质量为的砝码放在砝码盘中时，有 由以上整理得 结合图3可知图像的斜率为 则有 解得 （3）由于弹簧的原长未知，因此利用以上条件不能求出砝码盘的质量。 6．某同学用图（a）所示装置测量物块与长木板之间的动摩擦因数。实验中通过改变重物的质量来改变、之间的压力大小，在拉力作用下将木板拉出，实验中、始终保持相对静止。 (1)该同学先通过力传感器，测量出弹簧弹力和弹簧长度，描绘出图像，如图（b）所示。由图可知弹簧原长为 ，劲度系数为 （结果均保留位有效数字）。 (2)该同学随后测得物块、的总质量为，木板拉出过程中，物块、稳定时弹簧的长度为，描绘出图像如图（c）所示。由图像可知物块与长木板之间的动摩擦因数为 （取重力加速度，结果保留位有效数字）。 【答案】(1) 4.0 80 (2)0.57 【详解】（1）[1]根据胡克定律 当时， [2]图像斜率表示劲度系数 （2）以物块、的整体为研究对象，根据平衡条件有 可得 结合图像的斜率可知 可得 7．某实验小组做“验证力的平行四边形定则”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，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。 (1)该实验运用的思想方法是______； A．等效替代法 B．控制变量法 (2)按照正常实验操作，图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是 ； (3)某次实验中，弹簧秤的指针位置如图所示，其最小分度为： N，其读数为 N； (4)某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是______（填入相应的字母）； A．两根细绳必须等长 B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等 D．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 E．在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置 (5)该小组的同学用同套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O，力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如图。其中对于提高实验精度最有利的是______。 A． B． C． D． 【答案】(1)A (2) (3) 0.1 2.00 (4)DE (5)B 【详解】（1）该实验用一个弹簧测力计达到的效果，等效替代了以及达到的效果，用了等效替代法。 故选A。 （2）由于F表示用平行四边形定则作出的与的合力，则F必定沿平行四边形的对角线，表示用一只弹簧测力计拉橡皮筋时的力，则必定沿橡皮条拉伸的方向，故方向一定沿AO方向的是。 （3）[1][2]该弹簧秤的分度值为0.1N，根据读数规则可得读数为2.00N。 （4）A．通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮筋时，并非要求两细绳等长，故A错误； BC．拉橡皮筋的力不一定相等，故橡皮筋不一定与两绳夹角的平分线在同一直线上，故BC错误； D．测量力的实验要求尽量准确，操作中要求弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应贴近木板且与木板面平行，故D正确； E．为了保证作用效果相同，同一次实验用两把弹簧测力计和用一把弹簧测力计拉时应将橡皮筋结点拉至同一位置，但重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同，故E正确。 故选DE。 （5）AD．做力的图示时选取的标度要大小适当，AD图中选择的标度过大，故AD错误； BC．同时两个分力的夹角大小要适当，且不超过弹簧弹性限度的情况下，分力越大，误差越小，则B精确度更高，故C错误，B正确。 故选B。 8．实验小组用图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”的实验。将长木板置于水平桌面上，滑块置于木板上，滑块左侧与纸带连接，右侧与细线连接，细线跨过木板右侧的定滑轮后与力传感器连接。实验时保持滑块质量不变，在沙桶中添加细沙来改变滑块受到的拉力，同时利用打点计时器打出的纸带求出不同拉力对应的滑块的加速度大小。已知当地重力加速度为g，据此回答下列问题： (1)本实验中实验小组探究的是加速度与物体 （选填“受力”或“质量”） 的关系。 (2)关于本实验，下列操作正确的是______ A．保证沙桶和沙的总质量远远小于滑块的质量 B．定滑轮左侧细线与长木板平行 C．先放开滑块再接通打点计时器的电源 (3)某次实验得到一条点迹清晰的纸带，在纸带上选取相邻的3个计时点A、B、C，它们之间的距离如图乙所示，已知打点计时器所用交流电源的频率为f，则滑块的加速度大小a= (4)往沙桶中加入细沙，记录力传感器示数F，并计算对应的滑块加速度大小a，作出图像如图丙所示，已知图像的斜率为k，横轴截距为b。图像不过原点的原因是 ；由图丙可知滑块与长木板之间的动摩擦因数为 。（用k、b、g表示） 【答案】(1)受力 (2)B (3) (4) 没有平衡滑块与长木板之间的摩擦力 【详解】（1）本实验保持滑块质量不变，探究加速度与物体受力的关系。 （2）实验中利用力传感器直接测出滑块所受拉力大小，不需要保证沙桶和沙的总质量远远小于滑块的质量；当定滑轮左侧细线与长木板平行，才能保证滑块运动过程中加速度保持不变；实验时，应先接通电源后释放滑块。 故选B。 （3）由匀变速直线运动的规律得 化简得 （4）[1]图像不过原点的原因是没有平衡滑块与长木板之间的摩擦力； [2]对滑块由牛顿第二定律可得 整理得 根据图丙有， 解得 9．在“探究加速度与合外力、质量之间的关系”的实验中，某研究性学习小组设计了如图所示的实验装置。 (1)关于本实验，下列说法中正确的有（　　） A．平衡运动系统的摩擦力时，应把钩码用细绳通过定滑轮拴在小车上 B．连接钩码和小车的细绳应和长木板保持平行 C．为了让钩码的重力代替拉小车的拉力，应当使小车质量远小于所挂钩码质量 D．小车应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车 (2)如图是某次实验中得到的一条纸带，相邻两个计数点间还有四个点未画出，实验中交变电源的频率是50Hz，小车的加速度大小为 （结果保留三位有效数字）。 (3)甲同学根据实验数据画出的小车的加速度和小车所受拉力的图像为图所示中的直线Ⅰ，乙同学画出的图像为图中的直线Ⅱ。直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的有（　　） A．实验前甲同学没有平衡摩擦力 B．甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的打点计时器一端抬得过高了 C．实验前乙同学没有平衡摩擦力 D．乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的打点计时器一端抬得过高了 (4)丙同学改进了实验方案，装置如图。实验中，可以通过增加或减少钩码来改变细线拉力的大小，利用力传感器可以直接测量拉力的大小。按照丙同学的设计思路，实验中 （填“需要”或“不需要”）满足小车的质量远大于钩码的总质量。 (5)丁同学在研究小车的加速度和小车的质量的关系时，没有始终做到小车和车上砝码的总质量远大于钩码的总质量，其他实验操作均正确。他以小车加速度的倒数为纵坐标，以小车和车上砝码的总质量为横坐标，那么他得到的图像应是下图中的（　　） A． B． C． D． 【答案】(1)BD (2)1.36 (3)BC (4)不需要 (5)A 【详解】（1）A．平衡运动系统的摩擦力时，应把钩码撤去，故A错误； B．为了保持小车运动过程，绳子拉力恒定不变，连接钩码和小车的细绳应和长木板保持平行，故B正确； C．为了让钩码的重力代替拉小车的拉力，应当使小车质量远大于所挂钩码质量，故C错误； D．为了充分利用纸带，小车应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车，故D正确。 故选BD。 （2）相邻两个计数点间还有四个点未画出，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大小为 （3）AB．由直线Ⅰ可知，当时，小车已经具有一定的加速度，则甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的打点计时器一端抬得过高了，故A错误，B正确； CD．由直线Ⅱ可知，只有当达到一定数值时，小车才开始有加速度，则可能是实验前乙同学没有平衡摩擦力，或者平衡摩擦力不够，故C正确，D错误。 故选BC。 （4）由于细线拉力可以通过力传感器测得，所以实验中不需要满足小车的质量远大于钩码的总质量。 （5）根据牛顿第二可得， 联立可得 整理可得 故选A。 10．某小组在“研究平抛运动特点”的实验中，分别使用了图甲和图乙的实验装置。 (1)如图甲所示，小锤水平打击弹性金属片，A球水平抛出的同时B球自由下落。在不同的高度和打击力度时都发现两小球同时落地，则实验表明（　　） A．平抛运动竖直方向是自由落体运动 B．平抛运动水平方向是匀速直线运动 (2)为测量小球平抛的初速度，实验中除了用到如图乙所示的器材之外，还需要用到（　　） A．天平 B．秒表 C．刻度尺 (3)图丙是图乙实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置 （选填“较低”或“较高”）。 (4)如图丁所示，实验小组记录了小球在运动过程中经过A、B、C三个位置，每个正方形小格的边长为5.00cm，g取10m/s2，则该小球做平抛运动的初速度大小v0= m/s，小球的抛出点是否在O′点 ，请说明理由 。 【答案】(1)A (2)C (3)较低 (4) 1.5 不在 从竖直方向看O′、A、B、C间的时间间隔相等，因此水平方向它们距离应相等，抛出点在O′左侧一小格位置 【详解】（1）图甲所示实验中，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落，可观察到A、B同时落地，说明A、B两球在竖直方向有相同的运动情况，则实验表明平抛运动竖直方向是自由落体运动。 故选A。 （2）在图乙所示实验中，除了用到图中器材之外，下列器材还需要用到刻度尺，测量小球的坐标，才能求出小球的初速度。不需要天平和秒表。 故选C。 （3）两条平抛的轨迹，取相同的竖直高度，则平抛的时间相同，由可知，图线①的水平位移长，其初速度较大，需要从较高的位置滚下获得较大初速度，则图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置较低。 （4）[1]由题图，竖直方向有 解得 水平方向有 解得小球做平抛运动的初速度大小为 [2]小球在B点的竖直分速度大小为 则小球在B点的速度大小为 [3]从竖直方向看O′、A、B、C间的时间间隔相等，因此水平方向它们距离应相等，抛出点在O′左侧一小格位置。 11．如图甲所示是某同学设计的验证向心力大小表达式的实验装置图。力传感器下端用一刚性细绳悬挂一质量为m的小球，小球下方固定一宽度为d的轻质遮光片，重力加速度为g。光电门置于小球正下方最低点处。实验步骤如下： (1)当小球静止时，悬点与毫米刻度尺的零刻度线对齐，小球位置如图乙所示，则悬点到球心的距离 ； (2)将小球拉升到一定高度（细绳始终伸直）后释放，用光电门记录小球第一次经过最低点时的遮光时间为，则小球经过最低点的速度 （用题目中物理量符号表示）。用力传感器测得小球第一次通过最低点时细绳的拉力大小F，改变小球拉升的高度，重复步骤（2），测得多组数据，根据测量得到的数据在坐标纸上绘制的图像如图丙所示，其横坐标表示的物理量为 （填“”、“”或“”）； (3)图线与纵轴的截距为b，斜率为k；若满足 ， ，则能验证向心力表达式成立（选用m，d，g，L表示）； (4)向心力的实际值为，理论值为，实验中发现上明显大于，可能的原因是 。 【答案】(1)86.30/86.31/86.32/86.29/86.28 (2) (3) (4)小球速度测量偏大。 【详解】（1）刻度尺的最小刻度为1mm，则悬点到球心的距离L=86.30cm （2）[1]小球经过最低点的速度大小表达式为 [2]小球第一次过最低点时，有 联立可得 则拉力大小与成线性关系，可知横坐标表示的物理量为 （3）[1][2]根据，若斜率，图线与纵轴的截距为 则能验证向心力表达式成立。 （4）小球下方固定一宽度为d的轻质遮光片，可知遮光片的速度大于小球速度，即小球速度测量偏大，导致理论值明显大于。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 实验专题 1．(单选题)如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图，在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子，工作时小盒子B向匀速直线运动的被测物体发出短暂的超声波脉冲，超声波速度为，脉冲被运动的物体反射后又被小盒子B接收，从小盒子B发射超声波开始计时，经时间再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的位移—时间图像。则下列说法正确的是（    ） A．脉冲第一次被运动的物体反射时，物体距离B的距离 B．脉冲第二次被运动的物体反射时，物体距离B的距离 C．物体的平均速度为 D．从开始计时到第二次被B接收过程，物体通过的位移大小 2．在探究小车做匀变速直线运动的规律的实验中，用到如图甲、乙所示的两种打点计时器。 (1)图乙是 （填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”），其电源采用的是 （填“交流约”或“交流”）； (2)关于打点计时器的使用，下列说法正确的是___________； A．在测量物体速度时，应先让物体运动，后接通打点计时器的电源 B．电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用同样的电源 C．使用的电源频率越低，打点的时间间隔就越大 D．纸带上打的点越密，说明物体运动得越快 (3)某次实验中得到一条如图丙所示的纸带，纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来，用刻度尺测得间的距离分别为，，计时器打点频率为。则相邻两个计数点间的时间间隔为 s。从点到点纸带的平均速度大小为 m/s；打点时小车的速度大小 ；（结果保留两位有效数字） (4)如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使平均速度的测量值比实际值偏 。（选填“大”或“小”） 3．“行知”学习小组用如图甲所示的装置探究滑块的瞬时速度。 (1)学习小组的同学用刻度尺测量遮光条的宽度时，刻度尺的示数如图乙所示，则遮光条的宽度 。 (2)接通气源，由静止释放滑块，数字计时器上显示出遮光条经过光电门的遮光时间为0.040s，则遮光条通过光电门时滑块的速度大小为 。（结果保留两位有效数字） (3)本实验利用光电门测滑块的速度，所应用的物理方法是_____。 A．理想实验法 B．极限思维法 C．控制变量法 (4)（多选）为使速度的测量值更接近瞬时速度，下列措施正确的是________． A．换用宽度更窄的遮光条 B．换用宽度更宽的遮光条 C．使滑块的释放点靠近光电门 D．使滑块的释放点远离光电门 4．某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图甲所示。该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，在纸带上依次选出7个计数点，分别标上O、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50Hz。 (1)如果测得C、D两点间距，D、E两点间距，则打D 点时小车的速度 m/s（结果保留3位有效数字）； (2)该同学分别算出其他各点的速度：，以纸带上的“O”点为计时起点，请在如图丙所示的坐标系中作出小车运动的v-t图像 ； (3)根据图线求出小车运动的加速度 （结果保留两位有效数字）。 5．小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的影像，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。 (1)下列主要操作步骤的正确顺序是 。（填写各步骤前的序号） ①捏住小球，从刻度尺旁静止释放 ②手机固定在三脚架上，调整好手机镜头的位置 ③把刻度尺竖直固定在墙上 ④打开手机摄像功能，开始摄像 (2)将小球顶部与刻度尺0刻度对齐，由静止释放，用手机连拍其下落过程；手机每隔0.1s拍摄一张照片，选取连续拍摄的3张照片如图乙所示，读出第一张和第二张照片中小球顶部对应的刻度分别为78.00cm、122.00cm，读得第三张照片中小球顶部对应的刻度为 cm。拍第二张照片时小球的速度为 m/s，计算得到当地的重力加速度g= （最后两空保留3位有效数字）。 (3)为了得到更精确的加速度值，该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h，绘制了图像，如图丙所示。其中P、Q分别为两个体积不同，质量相同的小球下落的图像，由图像可知（　　） A．图像的斜率表示小球下落的加速度 B．小球P的体积大于小球Q的体积 C．小球P的体积小于小球Q的体积 D．由图像可知小球P测出的加速度值更接近当地重力加速度 6．某科学小组利用如图甲所示装置探究弹簧弹力与形变量的关系，设计的实验如下：质量为的物块置于压力传感器上，将待测弹簧拴接在上面，待测弹簧上端通过轻绳跨过定滑轮拴接带指针的挂钩，下方可以悬挂钩码B，装置左侧固定一个竖直的直尺，可以测出挂钩下移的距离。整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度取。 实验操作如下： ①挂钩下不悬挂钩码、让系统保持静止、上下调节刻度尺位置，使指针指向0刻度，并读出压力传感器的示数； ②每次挂上不同质量钩码，用手托住、缓慢释放，测出系统稳定时指针相对0刻度下移的距离，并读出相应的压力传感器的示数； ③以压力传感器示数为纵轴，指针下移的距离为横轴，根据每次测量的数据，描点作出图像如图乙所示。 回答下列问题： 其中一次指针位置如图丙所示，则对应的读数为 cm；在实验误差允许的范围内，可认为弹簧弹力与弹簧形变量成 （填“正比”“反比”或“不确定关系”）；弹簧劲度系数 （结果保留3位有效数字），带指针的挂钩的重力为 。 7．为探究摩擦力设计了如图所示的实验装置。细绳不可伸长且与足够长的桌面平行，不计绳与轻滑轮间的摩擦，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，g取。 (1)如图1，质量的木板静止，现往桶内加入沙，当桶和沙的总质量为时，轻推木板，发现木板恰好可以向右做匀速直线运动，求木板与桌面间动摩擦因数的数值； (2)在第（1）小题的装置上将质量的木块静置在木板上，并通过细绳a与力传感器连接，如图2所示。a、b两段不可伸长细绳均与足够长的桌面平行。当桶和沙的总质量为时，木块和木板在水平桌面上保持静止，力传感器示数为。 ①请按规范分别画出此状态下，木块和木板的受力分析图；并求出桌面对木板的摩擦力大小与方向； ②若往桶内加入沙，当桶和沙的总质量为时，轻推木板，发现木板恰好可以向右做匀速直线运动，求木板与木块间动摩擦因数的数值。 8．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，实验装置及过程如图甲、乙、丙所示，为橡皮筋原长时小圆环的位置，为实验时小圆环被拉至的位置。 (1)图丁中弹簧测力计的示数为 ； (2)在实验过程中，必须记录的有________； A．甲图中的位置 B．乙图中的位置 C．、的方向 D．弹簧测力计的示数 (3)下列选项中，与本实验要求相符的是________； A．两细绳、夹角要尽量大一些 B．读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度 C．实验时，只需保证两次橡皮筋伸长量相同即可 D．多次实验时，均应将小圆环拉到点处 (4)某次实验记录纸如图戊所示，拉力和的方向分别过和点，拉力的方向过点；三个力的大小分别为：，和。得出正确实验结论后，请根据实验结论和图中给出的标度： ①在图中作出和的合力 ；②根据作图求出该合力为 。 (5)图己为小明与小华对本实验进行的探究方案，两人针对实验中是否需要记录点的位置持有不同观点：小明认为需要记录，而小华认为不需要。你赞同 （选填“小明”或“小华”）的观点，理由是 。 9．为探究加速度与物体受力、物体质量的关系，实验装置如图1所示： (1)以下实验操作正确的是______。 A．补偿阻力时，需将木板不带定滑轮一端适当垫高，使小车在钩码的牵引下恰好做匀速直线运动 B．调节定滑轮的高度，使细线与木板平行 C．补偿好阻力后，将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列点，断开电源 D．实验中为减小误差应保证车及车中砝码的总质量远小于钩码的总质量 (2)实验中得到如图2所示的一条纸带（相邻两计数点间还有4个点没有画出），已知打点计时器频率为，根据纸带可求出小车的加速度为 （结果保留两位有效数字）。 (3)某同学保持小车及车中砝码质量一定，探究加速度与所受外力的关系，他在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到两条-图线，如图3所示。图线 （选填“①”或“②”）是在轨道水平情况下得到的；小车及车中砝码的总质量 kg。 10．“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图（甲）所示，试回答下列问题 (1)实验中在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带。纸带上 AB、C、D、E、F、G这些点的间距如图中标示，其中每相邻两点间还有4个计时点未画出。根据测量结果计算：打C点时纸带的速度大小为 m/s；纸带运动的加速度大小为 。（结果保留3位有效数字） (2)平衡好摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上。挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。根据小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据作出的a—F图线如图乙所示，此图线不通过原点的主要原因是 。 (3)在某次利用上述已调整好的装置进行实验中，保持砝码盘和砝码个数不变，小车自身的质量为M且保持不变，在小车上加不同质量m的砝码的，并测出小车中不同砝码质量时所对应的加速度a，以m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出如图丙所示的关系图线，实验结果验证了牛顿第二定律。如果图中纵轴上的截距为b，直线的斜率为k则小车受到的拉力大小为 。小车的质量为 。 (4)在探究加速度和小车质量的关系时，由于没有能够始终满足≫（为砝码桶及桶内砝码的总质量）的条件，结果得到的——图像应该是图丁中的哪一个？ 11．某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。 (1)以下实验操作，其中合理的有_____。 A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B．每次小球释放的初始位置可以任意选择 C．每次小球应从同一高度由静止释放 D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 (2)某同学在做平抛运动实验时得到了如图乙所示的运动轨迹，、、三点的位置在运动轨迹上已标出，取，则：小球做平抛运动的初速度大小为 m/s； 12．某兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置，来探究向心力大小与角速度大小的关系。将一个质量分布均匀，边长为的磁性正方体滑块放置在转台上，长为且不可伸长的绝缘细线与转台平行，一端连接磁性滑块内侧，另一端连到固定在转轴上的力传感器上，力传感器与计算机连接可以显示细线上拉力的大小。磁性滑块静止时，力传感器示数为零。转台左侧固定一智能手机，智能手机中的“磁传感器”能实时记录手机附近磁场的大小，磁体越靠近手机，“磁传感器”记录下的磁感应强度越大。当转台绕竖直轴水平匀速转动时，手机记录滑块多次经过时的磁场脉冲信号，如图乙所示。 (1)由图乙可得滑块做匀速圆周运动的角速度大小 （用、表示）。 (2)经多次实验后，以力传感器的示数为纵轴，对应的角速度平方为横轴，建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图丙所示，试分析图像不过原点的原因： 。 (3)该小组通过分析发现由丙图还可计算出滑块的质量，则 （用、、、表示）。 13．位移传感器由发射器和接收器组成，发射器A内装有红外线和超声波发射器；接收器B内装有红外线和超声波接收器。如图（a）所示，测量时，固定在被测运动物体上的发射器向接收器同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，由于红外线传播时间可以忽略，接收器收到红外线脉冲时刻即可认为是脉冲的发射时刻，记为，收到超声波脉冲时停止计时，记为。计算机可据此计算出发射器和接收器之间的距离。 (1)红外线传播时间可以忽略的原因是（    ） A．红外线与超声波传播速度差不多 B．红外线传播速度远大于超声波传播速度 (2)忽略红外线传播时间，若红外线传播速度为，超声波传播速度为，将收到红外线脉冲时刻记为，收到超声波脉冲时刻记为，则此时发射器与接收器相距 。 (3)如图（b）所示，若发射和接收装置都安装在C上，信号由C发出，经小车D反射后再由C接收，这样只利用超声波信号就可以测量小车的速度了。已知超声波的传播速度为，若待测小车正匀速运动，第一个信号发射时刻为0.3s末，经过0.04s接收到反馈信号。然后在第0.5s末发射了第二个信号，再经过0.06s接收到反馈信号，根据这4个数据计算小车的速度为 m/s（保留小数点后2位） 1（单选题）．利用超声波可测定物体运动的速度。如图所示仪器A和B通过电缆线连接，B为超声波发射与接收一体化装置，仪器A对B提供超声波信号而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示出波形。现固定装置B，并让它对准匀速行驶的小车C，使其每隔固定时间发射一短促的超声波脉冲（图2中幅度大的波形），而B接收到由小车C反射回的超声波由A处理后显示成图2中幅度较小的波形，反射滞后的时间在图2已标出，其中，，超声波在空气中的速度为。由所给信息可知小车速度为（　　）      A． B． C． D． 2．如图所示，某同学用（数字化实验系统）和斜面，设计了一个测物体瞬时速度的实验，实验中使用的挡光片形状均为，其凸起端的部分用于挡光。第一次实验时，该同学在小车上固定挡光片时，使挡光片的凸起端对齐车头。依次更换四个挡光片，将小车从斜面轨道上同一位置P由静止释放，获得了4组实验数据如下表所示。第二次实验时，他将挡光片左右倒置，使挡光片的凸起端对齐车尾，仍将小车从斜面轨道上同一位置P由静止释放，又得到了4组实验数据（本题未给出）。 不同的挡光片 通过光电门的时间（s） 速度（m/s） A 0.15425 0.520 B 0.11209 0.515 C 0.07255 0.512 D 0.03510 0.506 (1)分析上面表格中的数据，可知：四个挡光片中，最宽的挡光片的宽度 m（结果保留到小数点后第三位）；表中与小车车头到达光电门时的瞬时速度最接近的是 m/s。 (2)第二次实验时，他将挡光片左右倒置，使挡光片的凸起端对齐车尾，仍将小车从轨道上同一位置P由静止释放，得到的4组实验数据分别与第一次实验数据比较，每组数据中测量的通过光电门的时间都应该 （选填“大于”、“小于”或“等于”）第一次实验的数据。 (3)在进行误差分析时，结合上面表格中的数据，该同学想到：第一问第二空的结果应该（选填“大于”、“小于”或“等于”） 真实值。 3．某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，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，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴） (1)由图（b）可知，小车在桌面上是 运动的；（选填“A”或“B”） A．从右向左 B．从左向右 (2)该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为 m/s，加速度大小为 m/s2（结果均保留2位有效数字）。 4．在“研究小车做匀变速直线运动”的实验中，某同学得到纸带如图，在相邻计数点之间还有4个点未画出，打点计时器电源的频率为50Hz。 （1）某同学进行了以下实验操作步骤，其中有错误的步骤是 。 A．将电火花打点计时器固定在长木板的一端，并接在6V交流电源上 B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重量的钩码 D．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，先放开纸带，再接通电源 （2）由所得纸带可知打C点时小车的瞬时速度vC= m/s，小车运动的加速度a= m/s2.（均保留两位有效数字） 5．晓宇同学利用图1所示的装置探究了“弹簧弹力大小与形变量的关系”，实验时将弹簧竖直固定在铁架台上，弹簧的左侧沿竖直方向固定一刻度尺，将砝码盘固定在弹簧的下端，静止时弹簧下端对应刻度尺的读数如图2所示，然后将质量已知的砝码逐一加在砝码盘中，并依次读出刻度尺的读数，重力加速度取。 (1)刻度尺的读数 cm。 (2)将得到的实验数据描绘在坐标系中，若以盘中砝码的质量为纵轴，以为横轴，拟合的图像为过原点的直线，如图3所示，则弹簧的劲度系数为 。 (3)由以上的条件 （选填“能”或“不能”）求出砝码盘的质量。 6．某同学用图（a）所示装置测量物块与长木板之间的动摩擦因数。实验中通过改变重物的质量来改变、之间的压力大小，在拉力作用下将木板拉出，实验中、始终保持相对静止。 (1)该同学先通过力传感器，测量出弹簧弹力和弹簧长度，描绘出图像，如图（b）所示。由图可知弹簧原长为 ，劲度系数为 （结果均保留位有效数字）。 (2)该同学随后测得物块、的总质量为，木板拉出过程中，物块、稳定时弹簧的长度为，描绘出图像如图（c）所示。由图像可知物块与长木板之间的动摩擦因数为 （取重力加速度，结果保留位有效数字）。 7．某实验小组做“验证力的平行四边形定则”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，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。 (1)该实验运用的思想方法是______； A．等效替代法 B．控制变量法 (2)按照正常实验操作，图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是 ； (3)某次实验中，弹簧秤的指针位置如图所示，其最小分度为： N，其读数为 N； (4)某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是______（填入相应的字母）； A．两根细绳必须等长 B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等 D．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 E．在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置 (5)该小组的同学用同套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O，力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如图。其中对于提高实验精度最有利的是______。 A． B． C． D． 8．实验小组用图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”的实验。将长木板置于水平桌面上，滑块置于木板上，滑块左侧与纸带连接，右侧与细线连接，细线跨过木板右侧的定滑轮后与力传感器连接。实验时保持滑块质量不变，在沙桶中添加细沙来改变滑块受到的拉力，同时利用打点计时器打出的纸带求出不同拉力对应的滑块的加速度大小。已知当地重力加速度为g，据此回答下列问题： (1)本实验中实验小组探究的是加速度与物体 （选填“受力”或“质量”） 的关系。 (2)关于本实验，下列操作正确的是______ A．保证沙桶和沙的总质量远远小于滑块的质量 B．定滑轮左侧细线与长木板平行 C．先放开滑块再接通打点计时器的电源 (3)某次实验得到一条点迹清晰的纸带，在纸带上选取相邻的3个计时点A、B、C，它们之间的距离如图乙所示，已知打点计时器所用交流电源的频率为f，则滑块的加速度大小a= (4)往沙桶中加入细沙，记录力传感器示数F，并计算对应的滑块加速度大小a，作出图像如图丙所示，已知图像的斜率为k，横轴截距为b。图像不过原点的原因是 ；由图丙可知滑块与长木板之间的动摩擦因数为 。（用k、b、g表示） 9．在“探究加速度与合外力、质量之间的关系”的实验中，某研究性学习小组设计了如图所示的实验装置。 (1)关于本实验，下列说法中正确的有（　　） A．平衡运动系统的摩擦力时，应把钩码用细绳通过定滑轮拴在小车上 B．连接钩码和小车的细绳应和长木板保持平行 C．为了让钩码的重力代替拉小车的拉力，应当使小车质量远小于所挂钩码质量 D．小车应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车 (2)如图是某次实验中得到的一条纸带，相邻两个计数点间还有四个点未画出，实验中交变电源的频率是50Hz，小车的加速度大小为 （结果保留三位有效数字）。 (3)甲同学根据实验数据画出的小车的加速度和小车所受拉力的图像为图所示中的直线Ⅰ，乙同学画出的图像为图中的直线Ⅱ。直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的有（　　） A．实验前甲同学没有平衡摩擦力 B．甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的打点计时器一端抬得过高了 C．实验前乙同学没有平衡摩擦力 D．乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的打点计时器一端抬得过高了 (4)丙同学改进了实验方案，装置如图。实验中，可以通过增加或减少钩码来改变细线拉力的大小，利用力传感器可以直接测量拉力的大小。按照丙同学的设计思路，实验中 （填“需要”或“不需要”）满足小车的质量远大于钩码的总质量。 (5)丁同学在研究小车的加速度和小车的质量的关系时，没有始终做到小车和车上砝码的总质量远大于钩码的总质量，其他实验操作均正确。他以小车加速度的倒数为纵坐标，以小车和车上砝码的总质量为横坐标，那么他得到的图像应是下图中的（　　） A． B． C． D． 10．某小组在“研究平抛运动特点”的实验中，分别使用了图甲和图乙的实验装置。 (1)如图甲所示，小锤水平打击弹性金属片，A球水平抛出的同时B球自由下落。在不同的高度和打击力度时都发现两小球同时落地，则实验表明（　　） A．平抛运动竖直方向是自由落体运动 B．平抛运动水平方向是匀速直线运动 (2)为测量小球平抛的初速度，实验中除了用到如图乙所示的器材之外，还需要用到（　　） A．天平 B．秒表 C．刻度尺 (3)图丙是图乙实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置 （选填“较低”或“较高”）。 (4)如图丁所示，实验小组记录了小球在运动过程中经过A、B、C三个位置，每个正方形小格的边长为5.00cm，g取10m/s2，则该小球做平抛运动的初速度大小v0= m/s，小球的抛出点是否在O′点 ，请说明理由 。 11．如图甲所示是某同学设计的验证向心力大小表达式的实验装置图。力传感器下端用一刚性细绳悬挂一质量为m的小球，小球下方固定一宽度为d的轻质遮光片，重力加速度为g。光电门置于小球正下方最低点处。实验步骤如下： (1)当小球静止时，悬点与毫米刻度尺的零刻度线对齐，小球位置如图乙所示，则悬点到球心的距离 ； (2)将小球拉升到一定高度（细绳始终伸直）后释放，用光电门记录小球第一次经过最低点时的遮光时间为，则小球经过最低点的速度 （用题目中物理量符号表示）。用力传感器测得小球第一次通过最低点时细绳的拉力大小F，改变小球拉升的高度，重复步骤（2），测得多组数据，根据测量得到的数据在坐标纸上绘制的图像如图丙所示，其横坐标表示的物理量为 （填“”、“”或“”）； (3)图线与纵轴的截距为b，斜率为k；若满足 ， ，则能验证向心力表达式成立（选用m，d，g，L表示）； (4)向心力的实际值为，理论值为，实验中发现上明显大于，可能的原因是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $