专题2.5 实验题（5题型30题）【题型专训】-【鼎力期末】2025-2026学年高一上学期物理期末综合复习

鼎力物理 https://shop.xkw.com/650102 人教版(2019) 专题2.5 实验题题型专训 目录 题型一 探究小车速度随时间变化的规律 2 题型二 探究弹簧弹力与形变量的关系 6 题型三 验证平行四边形定则 13 题型四 探究加速度与力、质量的关系 22 题型五 探究平抛运动特点 29 题型一 探究小车速度随时间变化的规律 1．某同学用如图所示的气垫导轨和光电门做“测量直线运动的平均速度和瞬时速度”实验．请回答下面的问题： (1)已知遮光条的宽度为8.64 mm，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间，通过第二个光电门的时间。遮光条通过第一个光电门的速度大小为 m/s，遮光条通过第二个光电门的速度大小为 m/s；（均保留三位有效数字） (2)（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) 0.120 0.240 (2)AD 【详解】（1）[1] 遮光条通过第一个光电门的平均速度大小 这个速度就是通过第一个光电门中间时刻的速度，即计时0.036 s时的瞬时速度； [2]同理遮光条通过第二个光电门的速度大小 （2）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。 2．利用如图甲所示的装置测量重物做自由落体运动的加速度。 (1)注意事项如下： a.电磁打点计时器使用50Hz低压 （填“直流”或“交流”）电源； b.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上； c.开始时应使重物靠近打点计时器并保持静止； d.应先接通电源，再释放纸带。 (2)某同学在实验中得到的一条较为理想的纸带，取其中一段清晰的点，每隔一个点标出计数点，如图乙所示。测出相邻计数点间的距离分别为，，，，已知实验所用交流电的打点周期； a.打点计时器打下点时重物的瞬时速度为 （结果保留3位有效数字）； b.重物做自由落体的加速度大小为，可得加速度 （结果保留3位有效数字）。 (3)若计时器实际频率为48Hz，则加速度的计算结果 （选填“偏大”、“偏小”或“准确”）。 【答案】(1)交流 (2) 1.61 9.59 (3)偏大 【详解】（1）电磁打点计时器使用50Hz低压交流电源 （2）[1]打点计时器打下C点时重物的瞬时速度为 [2]根据逐差法可得重物做自由落体运动的加速度大小的表达式为代入数据可得加速度 （3）若计时器实际频率为48Hz，频率的测量值偏大，周期的测量值偏小，则加速度的测量值偏大。 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，用恒力拉着小车做匀加速直线运动。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，已知滴水计时器每隔0.5s滴下一滴小水滴，图（b）记录了桌面上连续5个水滴的位置。 (1)由图（b）可知，小车在桌面上是 （填“从右向左”或“从左向右”）运动的。 (2)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。 【答案】(1)从左向右 (2) 0.26 0.08 【详解】（1）用恒力拉着小车做匀加速直线运动，小车加速，因为纸带从左到右相等时间内位移逐渐增大，所以小车运动方向是从左向右。 （2）[1][2]根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于全程平均速度可知 根据逐差法可知 4．为精确测量我校重力加速度的大小，小陆和小谭设计了如甲图所示的实验装置。在同一竖直线上固定A、B两个光电门，保持光电门A的位置及小球静止释放的位置不变，移动光电门B改变两个光电门的距离，并进行多次测量，两个光电门的距离远大于小球直径。 (1)测得实验时所用小球的直径为d，小球通过光电门B的遮光时间，则小球通过光电门B的速度 。（用题中所给字母表示） (2)小谭多次记录小球从光电门A运动到光电门B所经历的时间t及对应的两光电门的间距x，作出了图像如图乙所示，并求得图像的斜率为k，纵轴截距为b。由小谭作出的图像与求得的数据可知，当地的重力加速度 ，小球经过光电门A时速度大小为 。（选用题中k、b表示） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）小球通过光电门B的速度大小为 （2）[1][2]小球从光电门A运动到光电门B，根据位移时间关系可得 变形可得 结合图乙，可得， 解得 5．某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动。 (1)选用电磁打点计时器，则此计时器应接 （填“交流8V”“直流8V”或“交流220V”）的工作电压。 (2)已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz时，则纸带上每隔 s打一个点； (3)其中一条纸带如图（b）所示，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 ，小车运动的加速度为 （结果均保留两位有效数字） 【答案】(1)交流8V (2)0.02 (3) 0.81 1.9 【详解】（1）选用电磁打点计时器，则此计时器应接交流8V的工作电压。 （2）已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz时，则有 可知纸带上每隔0.02 s打一个点。 （3）[1][2]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 打计数点2时小车的瞬时速度为 根据逐差法可得小车运动的加速度为 6．在探究小车做匀变速直线运动的规律的实验中 (1)甲同学的方案是采用打点计时器来记录小车的时间和位移。关于打点计时器的使用，下列说法正确的是___________。 A．在测量小车速度时，先让小车运动，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，说明小车运动得越快 (2)乙同学的方案是运用DIS实验的位移传感器测定小车运动规律，图甲为该实验装置图，固定在小车上的发射器不断地向接收器发出短暂的超声波脉冲和红外线脉冲，从而测量物体运动的一些物理量，图甲中轨道左低右高。 图乙是通过传感器、数据采集器，再经过计算机来绘制的小车运动的速度 − 时间图像。由该图像可以求出小车加速度的大小为a = m/s2（结果保留两位有效数字）；小车是 （选填“向左”或“向右”）运动。 【答案】(1)C (2) 1.2 向右 【详解】（1）A．为了更好地利用纸带，在测量物体速度时，应先接通打点计时器的电源，后让物体运动，故A错误； B．电磁打点计时器使用交流电的电压约为6 V，而电火花打点计时器使用220V交流电源，故B错误； C．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，说明物体运动的越慢，故D错误。 故选C。 （2）[1][2]利用图像的斜率可知 由于小车做减速运动，运动方向一定向右。 题型二 探究弹簧弹力与形变量的关系 7．如图甲，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究“弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”实验。 (1)实验中还需要的测量工具有 。 (2)如图乙所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x。由图像可得弹簧的劲度系数k= N/m（计算结果保留2位有效数字，重力加速度g取10m/s2）。 (3)如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，作出弹簧弹力F与弹簧长度L的图像，下列说法正确的有___________ A．a的原长比b的长 B．a的劲度系数比b的大 C．a的劲度系数比b的小 D．当两弹簧都伸长且长度相同时，弹簧a的弹力比弹簧b的大 【答案】(1)刻度尺（或者毫米刻度尺） (2)5.0 (3)BD 【详解】（1）实验需要知道弹簧伸长量，还需要的测量工具有刻度尺。 （2）根据受力平衡结合胡克定律可得 可得 则图像的斜率为 解得弹簧的劲度系数 （3）A．图像与横轴的交点表示弹簧的原长，由图丙可知a的原长比b的短，故A错误； BC．图像的斜率表示弹簧的劲度系数，由图丙可知a的劲度系数比b的大，故B正确，C错误； D．由图丙可知，当两弹簧都伸长且长度相同时，弹簧a的弹力比弹簧b的大，故D正确。 故选BD。 8．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 9．某实验小组在探究弹簧弹力和弹簧伸长量关系的实验中，设计了如图甲所示的实验装置，桌面水平，刻度尺也水平放置。 (1)关于本实验，下列操作正确的是（　　） A．每次增加的钩码数量必须相等 B．读数时，应保证弹簧水平且处于平衡状态 C．可以随意增加砝码个数，只要保持砝码静止再读数就不会有误差 (2)实验中，某同学以弹簧弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像如图乙所示。由图像可得出该弹簧的原长为 cm，弹簧的劲度系数为 N/m。（结果均保留三位有效数字） 【答案】(1)B (2) 10.0 20.0 【详解】（1）A．每次增加的钩码数量不必相等，只要不超出弹簧的弹性限度即可，故A错误； B．读数时，应保证弹簧水平且处于平衡状态，故B正确； C．不可以随意增加砝码个数，需要保证不超出弹簧的弹性限度，故C错误。 故选B。 （2）[1][2]设弹簧的原长为，根据胡克定律可得 由图像横轴截距可知该弹簧的原长为 由图像斜率可知弹簧的劲度系数为 10．小明探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系，在竖直木板上固定一张坐标纸，建立如图所示坐标系，横轴代表所挂钩码个数。实验时将弹簧挂一个钩码置于横轴为1的位置，待弹簧稳定后用笔在坐标纸上描出弹簧末端的位置；再将弹簧挂两个相同的钩码置于横轴坐标为2的位置，再次用笔在坐标纸上描出弹簧末端的位置；继续增加钩码，依次将弹簧置于3、4位置，再次描出两个点，如图中黑点所示。已知所挂钩码均相同，质量，重力加速度g取9.8m/s2，弹簧劲度系数为k。回答以下问题： (1)实验需要测定弹簧的原长，可将弹簧上端固定在铁架台的横杆上，用刻度尺测出弹簧 时的长度l0。 (2)离开实验室后小明才发现忘记记录原长的数据，只能根据实验坐标纸分析，弹簧原长为 cm。 (3)弹簧劲度系数为 。 (4)图中黑点连线的斜率 （用k、m、g表示）。 (5)以下结论正确的是 。 A．弹簧弹力与弹簧长度成正比 B．黑点连线越陡表示该弹簧抗拒形变的“本领”越小 C．换一组更“硬”的弹簧，直线的倾斜程度更平缓 D．按照上述规律不断增加钩码，弹簧末端一定都在此黑点连线附近 【答案】(1)自然下垂/竖直静止悬挂 (2)5.5 (3)19.6 (4) (5)BC 【详解】（1）实验需要测定弹簧的原长，可将弹簧上端固定在铁架台的横杆上，用刻度尺测出弹簧自然下垂时的长度。 （2）从坐标纸上可以看出，当弹簧悬挂一个钩码时，弹簧长度为 当弹簧悬挂两个钩码时，弹簧长度为 即一个钩码的重力使弹簧伸长 所以弹簧的原长为 （3）由坐标纸上的数据可得，弹簧的劲度系数为 （4）图像中黑点连线的斜率表示一个钩码重力与弹簧劲度系数的比值，即。 （5）A．由胡克定律可知，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比，故A错误。 B．黑点连线越陡，则表示挂一个钩码弹簧伸长量越大，弹簧越容易形变，所以弹簧抵抗形变的“本领”越小，故B正确。 C．弹簧越“硬”，说明弹簧的劲度系数越大，图中直线的斜率表示弹簧劲度系数的倒数成正比，即弹簧越“硬”，直线倾斜程度越平缓，故C正确。 D．不断加挂钩码，最后会导致弹簧超出弹簧的承受力，不再符合胡克定律，弹簧末端会偏离黑点连线，故D错误。 故选BC。 11．某同学利用如图甲所示装置探究了弹簧的形变量与弹力的关系，先将轻弹簧直立在水平面上，托盘固定在弹簧上端，弹簧的右侧沿竖直方向固定一刻度尺。 实验时进行了如下操作： ①托盘中不放砝码时，刻度尺显示弹簧的长度为； ②然后在托盘上放上砝码，标尺记录弹簧的长度； ③改变砝码个数，重复上述操作。 (1)下列操作和说法正确的是（　　）（填字母）； A．放砝码时，应使弹簧保持竖直 B．砝码重力不能超过某一限度 C．每次砝码盘中增加的砝码个数必须相等 (2)对测得的数据进行处理后画出弹簧长度随托盘中砝码的质量的变化图像如图乙所示，重力加速度取，则弹簧的劲度系数为 （结果保留3位有效数字）； (3)由以上条件分析 （填“能”或“不能”）求出砝码盘的质量。 【答案】(1)AB (2)18.4 (3)不能 【详解】（1）A．为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起，所以放砝码时，应使弹簧保持竖直，A正确； B．实验过程应在弹性限度内，故砝码重力不能超过某一限度，B正确； C．每次砝码盘中增加的砝码个数不一定相等，C错误。 故选AB。 （2）对砝码受力分析，由 整理有 由图像可知弹簧的劲度系数为 （3）因为没有弹簧原长，故无法求出托盘的质量。 12．某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，缓冲装置如图所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为，弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺，再将单个质量为的钢球（直径略小于玻璃管内径）逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数和弹簧上端对应的刻度尺示数，数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数。 1 2 3 4 5 6 8.04 10.03 12.05 14.07 16.11 18.09 (1)利用计算弹簧的压缩量：，， ，压缩量的平均值 。 (2)上述是管中增加 个钢球时产生的弹簧平均压缩量。 (3)忽略摩擦，重力加速度取，该弹簧的劲度系数为 ，（结果保留3位有效数字） 【答案】(1) 6.04 6.05 (2)3 (3)48.6 【详解】（1）[1]根据压缩量的变化量为 [2]压缩量的平均值为 （2）因是相差3个钢球的压缩量之差，则所求平均值为管中增加3个钢球时产生的弹簧平均压缩量。 （3）根据钢球的平衡条件有 解得 题型三 验证平行四边形定则 13．如图甲所示，在竖直平面内，将小圆环挂在橡皮条的下端，橡皮条长度为GE。用两根弹簧测力计拉动小圆环到O 点，小圆环受到作用力F1、F2和橡皮条的拉力F0，如图乙所示。 (1)本实验中“等效替代”的含义是（　　） A．橡皮条可以用细绳替代 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)实验中，必要的是（　　） A．橡皮条、弹簧测力计和细绳应位于与木板平行的同一平面内 B．弹簧测力计每次直接使用，不用校零 C．撤去F1、F2 ，改用一个力拉住小圆环，仍使它处于O点 D．用两根弹簧测力计拉动小圆环时，要保持两弹簧测力计相互垂直 (3)图丙中F′是用一个弹簧测力计拉小圆环时在白纸上根据实验结果画出的图示，F与F′中，方向一定沿GO 方向的是 ； (4)根据实验得出结论：互称角度的两个力的合成满足平行四边形定则。某一物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，若这三个共点力大小和方向如图丁所示（坐标纸中每格边长表示1N大小的力），则该物体受到合力为 N。 【答案】(1)D (2)AC (3) (4)5 【详解】（1）本实验中“等效替代”的含义是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。 故选D。 （2）A．为了减小误差橡皮条、弹簧测力计和细绳应位于与木板平行的同一平面内，故A正确； B．弹簧测力计使用前，需要先校零，故B错误； C．撤去F1、F2 ，为了保证效果相同，改用一个力拉住小圆环，仍使它处于O点，故C正确； D．用两根弹簧测力计拉动小圆环时，两弹簧测力计的夹角适当就好，不需要相互垂直，故D错误。 故选AC。 （3）由图丙可知F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，F的方向不一定沿GO方向；F′是通过一个力拉橡皮条得到的合力实验值，根据二力平衡可知，F′的方向一定沿GO方向。 （4）根据平行四边形定则作出、的合力，如图所示 由图可知该物体受到合力为 14．某同学用如图甲所示装置做“验证力的平行四边形”实验。 (1)关于该实验，下列说法正确的是________；（填选项前的字母） A．实验前，必须测量橡皮条原长 B．确定力的方向时，应该用铅笔沿着细绳划直线 C．同一次实验中结点位置不能改变，但进行多次重复实验时，结点的位置可以不同 D．在实验中，如果将细绳换成橡皮条，那么对实验结果有影响 (2)某次实验中，用一个弹簧测力计拉橡皮条时，使结点到达O点时，弹簧测力计的示数如图乙所示，则橡皮条的弹力大小为 N； (3)某次实验中，用两个弹簧测力计将橡皮条结点拉至O点，弹簧测力计的读数分别为，同时标记了这两个力的方向，如图丙所示，通过作图求得合力的大小为 N（保留两位有效数字）； (4)如图甲所示，用弹簧秤拉橡皮条使结点到O点，且（，当保持弹簧秤a的示数不变，角逐渐减小到0的过程中，要使结点始终在O点，下列操作可能正确的是________（填选项前的字母） A．增大b的示数，减小角度 B．减小b的示数，增大角度 C．减小b的示数，先增大角度，后减小角度 D．增大b的示数，先减小角度，后增大角度 【答案】(1)C (2)2.40 (3)4.3 (4)C 【详解】（1）A．实验只需保证橡皮条形变一致，无需测量原长，A错误； B．确定力的方向时，应沿绳用铅笔在纸上标记两点，再连线（直接沿绳画直线易受绳弯曲影响），B错误； C．同一次实验中结点位置不变（保证合力效果相同），多次实验结点位置可不同（改变力的大小、方向）。C正确； D．细绳仅传递力，换成橡皮条不影响力的方向与大小，对实验结果无影响，D错误。 故选C。 （2）弹簧测力计的指针指向左侧刻度 2N 下方第 4个小格，每个小格代表 0.1N，要估计到下一位，即0.01N，所以读数结果为：。 （3） 选择用1cm长的线段代表1N的作用力，作出Fa=3.30N，Fb=2.80N，两个力的图示，画出平行四边形如图，量得对角线长约为4.3cm，则合力的大小为4.3N。 （4）如图所示，F1大小不变，与合力方向夹角变小，根据题意初始时，小于90度，为保证合力不变，则F2一直减小，β先增大，后减小。 故选C。 15．已知力传感器仅能测量沿其中轴线方向作用力的大小，对侧向作用力不显示。某同学用图甲所示的装置探究两个互成角度的力的合成规律。先将力传感器安装在竖直圆盘上，使其中轴线沿圆盘径向固定，细绳OC竖直悬挂一质量的钩码，细绳OA、OB分别挂在力传感器1、2的挂钩上，点为绳的结点，测量前将结点调整至圆盘圆心处，重力加速度取。 (1)若保持结点的位置以及细绳OA的方向不变，调整细绳OB与竖直方向的夹角逐渐增大，则力传感器1、2的示数的变化情况可能是__________。（多选） A．增大，增大 B．增大，先减小后增大 C．减小，增大 D．减小，先减小后增大 (2)如图乙所示为某次实验过程记录的力传感器1、2的示数以及细绳OA、OB与竖直方向的夹角的数据。请在图乙所示的圆盘中作出力以及合力的图示 。 由图示得合力大小等于 N，方向 ，在误差允许范围内说明力的合成遵循平行四边形定则。 【答案】(1)AB (2) 2 竖直向上 【详解】（1）保持结点的位置不变，即的合力不变，细绳OA的方向不变，调整细绳OB与竖直方向的夹角逐渐增大，由图可知力传感器1、2的示数的变化情况是一定增大，可能先减小后增大，也可能一直增大。故选AB。 （2）[1]作出力以及合力的图示如图 [2][3]由图示得合力大小等于2N，方向竖直向上； 16．验证两个互成角度的力的合成规律，通常需要两个弹簧测力计、橡皮条、细绳套、木板、刻度尺、白纸、铅笔、细绳和图钉等器材，利用两力一起拉伸橡皮条和单独一个力拉伸橡皮条作用效果相同，继而作图验证平行四边形定则。本次实验中发现缺少橡皮条，某同学灵机一动，拿了一块奖牌（重力未超过弹簧测力计的最大量程）设计如下实验： （1）竖直固定好木板，并用图钉将白纸固定在木板上。 （2）如图甲中所示先将细绳套一端系住奖牌，细绳套另外两端分别套在弹簧测力计A和弹簧测力计B的挂钩上，贴于竖直木板，用手分别拉住两弹簧测力计，使细绳套结点O静止在某位置，分别读出弹簧测力计A和B的示数，大小分别为、，并在白纸上记录O点的位置和两细绳的方向及如图乙所示。 （3）如图甲中右图所示，用手拉一个弹簧测力计，其下端用细绳挂同一奖牌，贴近竖直木板的白纸上记录、使得细绳套结点O和步骤（2）的位置重合，并记录此时弹簧测力计读数及细绳的方向如图乙所示。 （4）以、为两邻边作出平行四边形，并画出两邻边所夹的对角线，沿方向作出第二次弹簧测力计读数的力的图示，其中表示合力的实验值的是 （填“F”或“”）。若F与的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的 定则。 （5）下列必要的实验要求是 （填字母序号，下同）。 A．实验前应测量重物的质量 B．弹簧测力计应在使用前调零 C．细绳方向应与木板平面平行 （6）若该实验小组测得，、的读数不可能的是 。 A．、  B．、 C．、  D．、 【答案】 F 平行四边形 BC D 【详解】（4）[1][2]按平行四边形定则画出力的图示，其中表示合力的实验值的是F，若与拉力的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。 （5）[3]实验前不需要测量重物的质量，但是弹簧测力计应在使用前校零，细绳方向应与木板平面平行，必要的实验要求是BC。 故选BC。 （6）[4]根据合力的范围可知，故可以判断D情况不可能。 故选D。 17．以下是某实验小组探究“两个互成角度的力的合成规律”的过程。首先进行如下操作： ①如图中的甲所示，两细绳套拴在橡皮条的一端，另一端固定在水平木板，橡皮条的原长为； ②如图中的乙所示，通过两个弹簧测力计共同拉动橡皮条，橡皮条和细绳套的连接点在拉力、的共同作用下，移动到点，橡皮条伸长的长度为； ③撤去、，改用一个力单独拉住其中一根细绳套，仍使橡皮条和细绳套的连接点移动到点，如图丙所示。 (1)同学们发现，力单独作用与、的共同作用的效果是一样的，由于两次橡皮条伸长的长度、方向相同，即橡皮条对细线套的拉力相同，所以等于、的合力。本实验采用的科学方法与下列哪个物理模型的建构或物理实验是一样的？（　　） A．质点 B．重心 C．通过平面镜观察桌面的微小形变 D．伽利略对自由落体运动的研究 (2)然后实验小组探究了合力与分力、的关系，测量流程如下： ①由纸上O点出发，用力的图示法画出、和（三个力的方向沿各自细绳方向，三个力大小由弹簧测力计读出）；某次用弹簧测力计拉橡皮筋时弹簧测力计的指针位置如图中的丁所示，则弹簧测力计示数为 ； ②将、进行合成，得到； ③多次改变拉力、的大小和方向，重做上述实验，通过画各力的图示，进一步检验所围成的图形。 (3)如图中的戊所示，一定沿方向的是 （选填“F”或“”） 【答案】(1)B (2)2.62/2.63/2.64/2.65 (3) 【详解】（1）此实验用一个力的作用效果代替两个力的作用效果，采用了等效替代法。 A．质点的建立用了理想模型法，故A错误，不符合题意； B．重心的建立用等效替代法，故B正确，符合题意； C．通过平面镜观察桌面的微小形变的实验用了微小放大法，故C错误，不符合题意； D．伽利略对自由落体运动的研究中用了合理外推的科学方法，故D错误，不符合题意。 故选B。 （2）弹簧测力计的分度值为，图中示数可估读为； （3）当一个力作用时，结点受及拉力的作用，根据二力平衡可知，与的拉力等大反向，故一定沿的方向。 18．某学习小组为了验证力的平行四边形定则，设计了如图甲所示的实验：在竖直放置的半圆形刻度盘上安装两个可以沿盘边缘移动的拉力传感器A、B，两传感器的挂钩分别系着轻绳，轻绳的另一端系在一起，形成结点O。使结点O位于半圆形刻度盘的圆心处，在O点用细线悬挂钩码，记录两传感器A、B的示数、及轻绳与竖直方向的夹角、，用力的图示法作图，即可验证力的平行四边形定则。 (1)本实验采用的科学方法是________ A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法。 (2)下列操作正确的是________。 A．两轻绳必须与刻度盘平行 B．实验中应使、尽量大 C．实验中要始终保证结点O与刻度盘的圆心重合 (3)当、，图乙中已经用力的图示法画出和，请在答题卡的图中根据平行四边形定则作出、的合力 ，并求得 。（结果保留2位有效数字） 【答案】(1)B (2)AC (3) 2.0/1.9/2.1 【详解】（1）本实验采用的科学方法是等效替代法，故选B。 （2）A．两轻绳必须与刻度盘平行，A正确； B．实验中应使、大小要适当，不能太大，B错误； C．实验中要始终保证结点O与刻度盘的圆心重合，这样可方便记录力的方向，C正确。 故选AC。 （3）[1]根据平行四边形定则作出、的合力如图 [2]由图求得2.0N。 题型四 探究加速度与力、质量的关系 19．用如图所示装置“验证牛顿第二定律”，保持小车质量一定，验证小车加速度a与合力F的关系。 (1)除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下列器材中必须使用的有（　　）（选填选项前的字母）。 A．220V、50Hz的交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．秒表 E．天平（附砝码） (2)某同学得到如图所示的纸带，每5个点取一个计数点，测得相邻计数点间的距离如图所示（单位cm）。由此可得小车加速度的大小 m/s2（保留三位有效数字）。 (3)在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，已知三位同学利用实验数据做出的图像如图中的1、2、3所示。下列分析正确的是（　　）（选填选项前的字母）。 A．出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力 B．出现图线2的原因可能是砝码和砝码盘的质量不合适 C．出现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大 (4)在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，由此造成的误差是 （选填“系统误差”或“偶然误差”）。若所有阻力完全被平衡，设拉力的真实值为，小车的质量为M，为了使，应当满足的条件是 。 【答案】(1)ACE (2)1.21 (3)B (4) 系统误差 5% 【详解】（1）AB．电火花计时器需要220V、50Hz的交流电源，故A正确，B错误； C．用刻度尺测量纸带上点迹的距离，故C正确； D．纸带上点迹间的时间可以由打点间隔计算不需要秒表，故D错误； E．实验中需要用天平测量小车的质量，故E正确。 故选ACE。 （2）相邻计数点间的时间间隔为 根据逐差法，可得 （3）A．根据图像1可知，当没有挂砝码、砝码盘时，小车产生了加速度，因此说明平衡摩擦力时木板倾角太大，故A错误； B．根据图像2可知，随着F的增大，即砝码、砝码盘的质量增大，不再满足砝码、砝码盘质量远小于小车的质量，因此曲线上部出现弯曲现象，故B正确； C．根据图像3可知，当挂上砝码、砝码盘时，小车的加速度还是为零，说明没有平衡摩擦力或平衡的不够，故C错误。 故选B。 （4）[1]在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，由此造成的误差是系统误差； [2]对小车，根据牛顿第二定律得 对整体，根据牛顿第二定律得 又 解得 20．某同学采用图甲所示的实验装置，验证“物体质量一定时，加速度与它所受合力成正比”这一规律，试回答下列问题： (1)下列操作正确的是______ A．重物的质量应远小于小车的质量 B．连接小车和重物的细线要与长木板保持平行 C．补偿小车受到的阻力时，应连接好纸带 D．应当先释放小车，再接通电源 (2)该同学做实验时，没有补偿小车受到的阻力，作出的小车加速度a与力传感器示数F的图像如图乙所示，图中a1、F0、F1已知，则实验中小车受到的阻力大小为 。 (3)该同学在实验中撤去了力传感器，将细绳一端直接连在墙上，并正确补偿了阻力，其他操作正确，多次改变重物的质量m，测出小车加速度a，并作的图像，图像的斜率为k，纵截距为b，则当地的重力加速度为 ，此时使用的小车质量为 ，若动滑轮的质量不可以忽略，则重力加速度的测量值 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)BC (2) (3) 不变 【详解】（1）A．实验中使用了力传感器，可直接测量细线拉力，因此无需满足 “重物质量远小于小车质量”，故A错误； B．为保证小车所受合力为绳子拉力，细线与长木板需保持平行，故B正确； C．补偿小车受到的阻力（即 “平衡摩擦力”）时，需要考虑纸带与打点计时器之间的摩擦。连接好纸带后补偿阻力，才能使小车所受的合力准确等于细线的拉力（消除纸带摩擦的影响），故C正确； D．实验操作应 “先接通电源，再释放小车”，以保证纸带得到充分利用和得到完整的实验数据，故D错误。 故选BC。 （2）设小车质量为M，对小车有 图乙可知a=0时，可得实验中小车受到的阻力大小。 （3）[1][2]对小车有 对重物有 整理得 可知 联立解得 [3]若考虑滑轮质量，由以上分析有 可知滑轮质量不影响图像纵截距，故重力加速度的测量值不变。 21．下图为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置示意图。图中打点计时器的电源为的交变电源。在小车质量一定的情况下探究加速度与力的关系。 (1)为使轻绳对小车的拉力为小车所受的合外力，故在组装器材完毕后需平衡阻力，平衡阻力时 （选填“需要”或“不需要”）挂上砂桶；正确操作后，在长木板右端下放一块垫木，以调整长木板右端的高度，放上小车后，轻推小车使之运动，打点计时器在纸带上打出如图所示的纸带（纸带上打点方向为由到），则需要将垫木向 （选填“左”或“右”）移动。 (2)本实验操作过程中， （选填“需要”或“不需要”）满足砂桶及砂的质量远小于小车质量。 (3)下图是某同学实验过程中得到的一条点迹清晰的纸带，已知相邻两点间还有4个点未画出，则根据纸带可得此次小车的加速度 。（结果保留3位有效数字） (4)若某次实验过程中，求得小车加速度的大小为，则砂桶的加速度为 。 (5)如图是甲、乙、丙三位同学作出的加速度与弹簧测力计示数的关系图像，其中符合实验事实的是 （选填“甲”“乙”或“丙”）。 【答案】(1) 不需要 左 (2)不需要 (3)1.93 (4) (5)乙 【详解】（1）[1][2]为使轻绳拉力作为合力，即使除拉力以外的合力为零，故不能将拉力算进去，即平衡阻力时不需要挂上砂桶；由纸带可以看出小车点迹分布越来越密集，说明小车在做减速运动，平衡阻力不足，需增大倾角，故需向左移动垫木； （2）小车所受拉力可由力传感器直接读取，故不再需要砂桶及砂的质量远小于小车质量； （3）根据逐差法，则有 （4）两股轻绳拉小车，所以砂桶的加速度是小车加速度的2倍，即砂桶的加速度是； （5）本实验中作用在小车上的力可以准确测量，加速度与力成正比，可知乙正确。 22．某小组同学利用如图甲所示的装置探究加速度与力的关系，图中力传感器可以测出物块所受细线的拉力F，物块质量用M表示，重物质量用m表示，利用打出的纸带可求出物块的加速度a。忽略空气阻力以及打点计时器对纸带的阻力，重力加速度大小为g。 (1)利用该实验装置进行实验 （填“需要”或“不需要”）满足。 (2)第一次实验中，小组同学根据纸带和力传感器测出的数据，作出了如图乙所示的图像，图像不过坐标原点的原因可能是 。 (3)通过小组讨论，在第一次实验的基础上作出了调整：把木板水平放置进行实验，根据纸带和力传感器测出的数据，作出了如图丙所示的图像。由图像可知，物块质量M= ，物块与长木板间的动摩擦因数μ= 。（均用a0、F0、g表示） 【答案】(1)不需要 (2)平衡摩擦力过度，长木板左端抬得过高 (3) 【详解】（1）由图甲可知，细线拉力可以通过力传感器测得，所以利用该实验装置进行实验不需要足。 （2）由图乙可知，当细线拉力时，物块已经有了一定的加速度，所以图像不过坐标原点的原因可能是平衡摩擦力过度，长木板左端抬得过高。 （3）[1][2]把木板水平放置进行实验，根据牛顿第二定律可得 可得 由图丙可得， 解得， 23．某学习小组利用图甲中装置探究滑块的加速度与其所受合外力之间的关系。轻绳跨过滑轮，一端与滑块相连，另一端可悬挂钩码。已知每个钩码的质量为m0，滑块的质量为M，遮光条的质量为m0，宽度为d，重力加速度取g。实验要点如下： （1）实验开始时需调节气垫导轨水平。调节后需打开气泵，取下细线及钩码，轻推滑块观察 以此来判断导轨是否已调节水平； （2）将细线的一端系在滑块上，另一端绕过定滑轮系在挂钩上； （3）将n（依次取n=1，2，3，4…）个钩码挂在左端，由静止释放滑块，记录遮光条先后经过两光电门的遮光时间t1、t2，经数据处理后可得到相应的加速度a． （4）本次实验中，小段同学认为：不需要满足“滑块质量远大于所挂钩码质量”这样的条件。他的观点正确吗？答： （填“正确”或“不正确”）。 （5）图乙是利用a和对应的n作出的 （填“a—n”或“”图象，图线斜率k的表达式应为k= 。（用题中字母表示） 【答案】 两光电门记录的时间是否相等 不正确 a-n 【详解】（1）[1]反复调节气垫导轨水平，使滑块恰好做匀速直线运动，所以两光电门记录的时间应该是相等的； （4）[2]观点不正确。由于研究对象是滑块，在加速向下的过程中，细线拉力小于钩码重力，所以需要满足钩码的质量远小于滑块的质量，因此小段同学的观点不正确。 （5）[3][4]根据牛顿第二定律nm0g=Ma 整理得 可以看出，a-n图象为经过原点一条直线，由于图象斜率 24．某同学用如图甲所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验，调节好装置，做“探究加速度与合外力的关系”实验时，将打点计时器接在频率为f的交流电源上，打出的一条纸带如图乙所示，图中的1、2、5、6是计数点，每两个相邻计数点间有一个计时点，但第3、4个计数点没有画出，其中第1、2计数点间的距离为x1，第5、6计数点间的距离为x2， (1)关于实验的要点，下列说法正确的是___________。 A．重物的质量应远小于小车的质量 B．平衡摩擦力时重物应挂在小车上 C．先释放小车，再接通打点计时器的电源 D．调节定滑轮的高度使滑轮与小车间的细线与长木板平行 (2)小车的加速度为 。（用x1、x2，f表示） (3)做“探究加速度与质量的关系”实验时，正确平衡摩擦力，保持悬挂的重物不变，改变小车上砝码的质量m，多次实验，测出多组加速度a及小车上砝码的质量m，作出-m图像如图丙所示，若图丙中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，实验过程中小车受到的拉力可以看成保持不变，则小车受到的拉力为 ，小车的质量为 。（用相关物理量符号表示） 【答案】(1)D (2) (3) 【详解】（1）A．由于绳子拉力可以通过力传感器测得，所以重物的质量不需要远小于小车的质量，故A错误； B．平衡摩擦力时应把挂重物的细线和重物去掉，利用小车自身重力沿木板向下的分力平衡摩擦力，故B错误； C．为了充分利用纸带，应先接通打点计时器的电源，再释放小车，故C错误； D．为了小车运动过程受到的细线拉力恒定不变，需要调节定滑轮的高度使滑轮与小车间的细线与长木板平行，故D正确。 故选D。 （2）每两个相邻计数点间有一个计时点，可知相邻计数点的时间间隔为 根据逐差法可得 联立可得小车的加速度为 （3）[1][2]设小车受到的拉力为，小车的质量为，根据牛顿第二定律可得 可得 可知的斜率和纵轴截距分别为， 解得， 题型五 探究平抛运动特点 25．实验小组的同学探究平抛运动的规律。 (1)如图甲所示，在竖直板上不同高度处各固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平。在两轨道上与轨道末端高度相同处各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B，断开开关，两个小球同时开始运动，以相同的速度同时到达圆弧轨道的末端，A球离开轨道在空中运动，B球则进入与轨道末端相连接的光滑水平轨道运动。则离开圆弧轨道后，A球做 运动，B球在进入光滑的水平轨道后做 运动；实验过程中观察到A球正好砸在B球上，由此现象可以得出结论： 。 (2)安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是_______。 A．保持小球飞出时，速度既不太大，也不太小 B．保证小球飞出时，初速度水平 C．保证小球在空中运动的时间每次都相等 D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线 (3)图乙中C为弹性铁片，它位于B球的左面并夹紧A球，开始时两球均静止，当小锤D下摆时打击铁片C，使B球做平抛运动，同时使A球自由下落，对该实验出现的现象或应得出的结论是：______ A．两球在空中运动时，两者高度始终相同 B．两球必定同时落地 C．实验表明，平抛运动就是自由落体运动 D．实验表明，平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 【答案】(1) 平抛 匀速直线 平抛运动在水平方向做匀速直线运动 (2)B (3)AB 【详解】（1）[1][2][3] A球离开圆弧轨道后做平抛运动，B球进入光滑的水平轨道后做匀速直线运动，实验过程中观察到A球正好砸在B球上，由此现象可以得出：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动 （2）安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是保证小球飞出时，初速度水平。 故选B。 （3）当小锤D下摆时打击铁片C，使B球做平抛运动，同时使A球自由下落，可知两球下降的高度相同，同时落地，说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。 故选AB。 26．图甲为“研究平抛物体的运动”实验装置示意图，小球抛出后砸在横梁（图中未画出）上时会挤压复写纸，进而在白纸上留下点迹，小球多次落下后，会在纸上留下多个点迹，将这些点迹连成光滑的曲线就是小球的运动轨迹。图乙是实验后在白纸上描出的轨迹和所测得的数据。 (1)有关实验的一些操作，下列说法正确的有___________。 A．安装斜槽时必须使其末端切线水平 B．固定木板在竖直平面内，且斜槽应尽可能光滑 C．每次都要从斜槽上不同位置释放小球，才能更好地描出运动轨迹 D．每次都要由静止释放小球 (2)图甲中的重垂线、小球平抛运动的起始点O及Ox、Oy轴，应为 。 (3)根据图乙中的数据，求出此平抛运动的初速度v0= m/s。（结果保留2位有效数字，取重力加速度g=9.8m/s2） 【答案】(1)AD (2)A (3)1.6 【详解】（1）A．斜槽末端切线水平是保证小球做平抛运动的关键，故A正确； B．斜槽不需要绝对光滑，只要每次小球从同一位置由静止释放，初速度就相同，故B错误； C．每次应从斜槽上同一位置由静止释放小球，保证初速度一致，故C错误； D．每次由静止释放小球，能确保初速度相同，故D正确。 故选AD。 （2）小球平抛运动的起始点O应在斜槽末端小球球心处，Ox轴沿水平方向，Oy轴沿竖直方向（与重垂线重合），可知A选项符合。 故选A。 （3）结合图乙，由平抛规律可知 解得 27．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。 28．用如图甲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M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______（多选，填正确选项前的标号）； A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末段水平 C．挡板高度等间距变化 D．每次从斜槽上相同的位置由静止释放钢球 E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来 (2)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，钢球的 （选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时 （选填“需要”或“不需要”）y轴与重垂线平行； (3)某同学从实验得到的平抛小球的运动轨迹上取出一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，并作出y-x2图像。某同学认为若图像为正比例图像（如图乙所示），则可说明平抛运动在水平方向为匀速直线运动、竖直方向为自由落体运动。你认为该同学的观点是否正确（选填“是”或者“否”） ？ (4)在确认平抛运动的规律后，另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5cm，通过频闪照相机，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则与照相机的闪光频率对应的周期为 s，该小球做平抛运动的初速度为 m/s；（g=10m/s2）（均保留两位有效数字） 【答案】(1)BD (2) 球心 需要 (3)否 (4) 0.10 1.5 【详解】（1）ABD．实验过程应保证钢球每次平抛运动的初速度相同，故每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，且斜槽末段水平。斜槽不需要光滑，故A错误，BD正确； C．挡板高度不需要等距变化，故C错误。 E．为了比较准确地描出小球的运动轨迹，应用平滑的曲线连接尽可能多的点，不在曲线上的点相对均匀分布在曲线两侧即可，故E错误。 故选BD。 （2）[1]小球在运动中记录下的是球心的位置，故抛点应是小球静置于Q点时球心的位置，即应以球心的位置为坐标原点； [2]小球在竖直方向上做自由落体运动，故y轴必须保证与重垂线平行。 （3）根据抛体运动规律可知，水平方向 竖直方向 整理可得 显然，若能进一步说明在误差允许的范围内，图像的斜率等于，方可说明平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。 （4）[1]根据平抛运动竖直方向为自由落体运动，则有 解得照相机的闪光频率对应的周期为 [2]小球平抛运动的初速度 29．如图甲为研究平抛运动的实验装置，其中装置由固定的铁架台，圆弧轨道（半径R=0.5m）组成，位移传感器与计算机连接。实验时小球从圆弧轨道上某位置由静止释放，沿着轨道向下运动，离开轨道时，位移传感器开始实时探测小球的位置。测得不同时刻位置坐标，相邻点时间间隔∆t=0.02s。其中O点为抛出点，标记为n=0，其他点依次标记为n=1，2，3……。 (1)为确保小球离开轨道后做平抛运动，必须进行的关键操作是（　　） A．测量圆弧轨道的半径R B．用水平仪校准轨道末端切线水平 C．调整轨道高度使小球落地点在传感器中心 D．保证小球每次从轨道最高点释放 (2)如果竖直方向为自由落体运动，计算重力加速度g需测量的物理量是 （填“yn”“xn”或“sn”，其中yn为第n点到O点的竖直距离，xn为第n点到O点的水平距离，sn为第n点到O点的直线距离），g的表达式为 （用所测物理量和∆t、n表示）。 (3)在（2）问实验测得的g值比真实值偏小，可能的原因是（　　） A．轨道末端切线略微向上倾斜 B．小球释放点低于预定位置 C．实验时位移传感器数据中∆t略大于0.02s (4)经正确操作，该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，将其坐标在直角坐标系内描绘出y-x2图像，如图乙所示。由此可计算出小球从轨道上水平抛出的初速度v0= m/s（重力加速度g取9.8m/s2）。 【答案】(1)B (2) yn (3)A (4)1 【详解】（1）平抛运动要求初速度水平，需用水平仪校准轨道末端切线水平；半径、轨道高度、释放位置不直接影响“平抛”的前提条件。 故选B。 （2）竖直方向做自由落体运动，有 解得 故需测量。 （3）A．末端向上倾斜会使小球获得竖直向上的初速度，导致yn偏小，由可知，g偏小，故A正确； B．小球释放点低于预定位置，不影响g的测量，故B错误； C．实验时间∆t略大，导致yn偏大，会使g偏大，故C错误。 故选A。 （4）平抛运动中，水平方向位移 竖直方向位移 联立得 故斜率 由图像数据解得 30．某同学设计了一个研究平抛运动的实验，实验装置示意图如图（a）所示，A是一块水平木板，P0为水平轨道末端在A板上的投影，P0、P1的间距为x0，从P1开始，在A上等间距地开凿出一组平行的插槽（图中、、……），相邻槽间距离均为40cm。把覆盖复写纸的白纸铺贴在平面硬板B上，实验时依次将B板竖直插入A板的、、……各插槽中，从斜槽轨道上释放小球打到B板，每打完一点后，把B板插入后一槽中，对应点依次标记为P1y、P2y、P3y……。将白纸取下，测得B板在插槽、记录的点到P1y点的距离分别为y1=15cm、y2=40cm，如图（b）所示，重力加速度g=10m/s2。则： (1)现有以下材质的小球，实验中应当选用 。 A．乒乓球 B．钢球 C．泡沫球 (2)小球离开轨道时的速度大小为 m/s。 (3)小球撞击P3y时的速度大小为 m/s。 (4)P0和的间距x0为 m。 (5)若因操作不当，把B板从处平移到时，B板没有竖直，向左倾斜一较小角度，其他操作无误，则求出的小球离开轨道时的初速度比实际值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)B (2)4 (3)5 (4)0.4 (5)偏大 【详解】（1）为了减小空气阻力的影响，实验中应当选用钢球。 故选B。 （2）在竖直方向上根据 可得 水平方向做匀速运动，则小球离开轨道时的速度大小为 （3）P2y点的竖直分速度为 则P3y点的竖直分速度为 小球撞击P3y时的速度大小为 （4）由 可得从抛出点到P2y点时间间隔为 则P0和的间距为 （5）若因操作不当，把B板从处平移到时，B板没有竖直，向左倾斜一较小角度，导致y2的值变小，由 可知时间变小，因此求出的小球离开轨道时的初速度比实际值偏大。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $鼎力物理 https://shop.xkw.com/650102 人教版(2019) 专题2.5 实验题题型专训 目录 题型一 探究小车速度随时间变化的规律 2 题型二 探究弹簧弹力与形变量的关系 4 题型三 验证平行四边形定则 8 题型四 探究加速度与力、质量的关系 14 题型五 探究平抛运动特点 18 题型一 探究小车速度随时间变化的规律 1．某同学用如图所示的气垫导轨和光电门做“测量直线运动的平均速度和瞬时速度”实验．请回答下面的问题： (1)已知遮光条的宽度为8.64 mm，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间，通过第二个光电门的时间。遮光条通过第一个光电门的速度大小为 m/s，遮光条通过第二个光电门的速度大小为 m/s；（均保留三位有效数字） (2)（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 2．利用如图甲所示的装置测量重物做自由落体运动的加速度。 (1)注意事项如下： a.电磁打点计时器使用50Hz低压 （填“直流”或“交流”）电源； b.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上； c.开始时应使重物靠近打点计时器并保持静止； d.应先接通电源，再释放纸带。 (2)某同学在实验中得到的一条较为理想的纸带，取其中一段清晰的点，每隔一个点标出计数点，如图乙所示。测出相邻计数点间的距离分别为，，，，已知实验所用交流电的打点周期； a.打点计时器打下点时重物的瞬时速度为 （结果保留3位有效数字）； b.重物做自由落体的加速度大小为，可得加速度 （结果保留3位有效数字）。 (3)若计时器实际频率为48Hz，则加速度的计算结果 （选填“偏大”、“偏小”或“准确”）。 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，用恒力拉着小车做匀加速直线运动。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，已知滴水计时器每隔0.5s滴下一滴小水滴，图（b）记录了桌面上连续5个水滴的位置。 (1)由图（b）可知，小车在桌面上是 （填“从右向左”或“从左向右”）运动的。 (2)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。 4．为精确测量我校重力加速度的大小，小陆和小谭设计了如甲图所示的实验装置。在同一竖直线上固定A、B两个光电门，保持光电门A的位置及小球静止释放的位置不变，移动光电门B改变两个光电门的距离，并进行多次测量，两个光电门的距离远大于小球直径。 (1)测得实验时所用小球的直径为d，小球通过光电门B的遮光时间，则小球通过光电门B的速度 。（用题中所给字母表示） (2)小谭多次记录小球从光电门A运动到光电门B所经历的时间t及对应的两光电门的间距x，作出了图像如图乙所示，并求得图像的斜率为k，纵轴截距为b。由小谭作出的图像与求得的数据可知，当地的重力加速度 ，小球经过光电门A时速度大小为 。（选用题中k、b表示） 5．某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动。 (1)选用电磁打点计时器，则此计时器应接 （填“交流8V”“直流8V”或“交流220V”）的工作电压。 (2)已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz时，则纸带上每隔 s打一个点； (3)其中一条纸带如图（b）所示，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 ，小车运动的加速度为 （结果均保留两位有效数字） 6．在探究小车做匀变速直线运动的规律的实验中 (1)甲同学的方案是采用打点计时器来记录小车的时间和位移。关于打点计时器的使用，下列说法正确的是___________。 A．在测量小车速度时，先让小车运动，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，说明小车运动得越快 (2)乙同学的方案是运用DIS实验的位移传感器测定小车运动规律，图甲为该实验装置图，固定在小车上的发射器不断地向接收器发出短暂的超声波脉冲和红外线脉冲，从而测量物体运动的一些物理量，图甲中轨道左低右高。 图乙是通过传感器、数据采集器，再经过计算机来绘制的小车运动的速度 − 时间图像。由该图像可以求出小车加速度的大小为a = m/s2（结果保留两位有效数字）；小车是 （选填“向左”或“向右”）运动。 题型二 探究弹簧弹力与形变量的关系 7．如图甲，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究“弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”实验。 (1)实验中还需要的测量工具有 。 (2)如图乙所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x。由图像可得弹簧的劲度系数k= N/m（计算结果保留2位有效数字，重力加速度g取10m/s2）。 (3)如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，作出弹簧弹力F与弹簧长度L的图像，下列说法正确的有___________ A．a的原长比b的长 B．a的劲度系数比b的大 C．a的劲度系数比b的小 D．当两弹簧都伸长且长度相同时，弹簧a的弹力比弹簧b的大 8．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 。 9．某实验小组在探究弹簧弹力和弹簧伸长量关系的实验中，设计了如图甲所示的实验装置，桌面水平，刻度尺也水平放置。 (1)关于本实验，下列操作正确的是（　　） A．每次增加的钩码数量必须相等 B．读数时，应保证弹簧水平且处于平衡状态 C．可以随意增加砝码个数，只要保持砝码静止再读数就不会有误差 (2)实验中，某同学以弹簧弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像如图乙所示。由图像可得出该弹簧的原长为 cm，弹簧的劲度系数为 N/m。（结果均保留三位有效数字） 10．小明探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系，在竖直木板上固定一张坐标纸，建立如图所示坐标系，横轴代表所挂钩码个数。实验时将弹簧挂一个钩码置于横轴为1的位置，待弹簧稳定后用笔在坐标纸上描出弹簧末端的位置；再将弹簧挂两个相同的钩码置于横轴坐标为2的位置，再次用笔在坐标纸上描出弹簧末端的位置；继续增加钩码，依次将弹簧置于3、4位置，再次描出两个点，如图中黑点所示。已知所挂钩码均相同，质量，重力加速度g取9.8m/s2，弹簧劲度系数为k。回答以下问题： (1)实验需要测定弹簧的原长，可将弹簧上端固定在铁架台的横杆上，用刻度尺测出弹簧 时的长度l0。 (2)离开实验室后小明才发现忘记记录原长的数据，只能根据实验坐标纸分析，弹簧原长为 cm。 (3)弹簧劲度系数为 。 (4)图中黑点连线的斜率 （用k、m、g表示）。 (5)以下结论正确的是 。 A．弹簧弹力与弹簧长度成正比 B．黑点连线越陡表示该弹簧抗拒形变的“本领”越小 C．换一组更“硬”的弹簧，直线的倾斜程度更平缓 D．按照上述规律不断增加钩码，弹簧末端一定都在此黑点连线附近 11．某同学利用如图甲所示装置探究了弹簧的形变量与弹力的关系，先将轻弹簧直立在水平面上，托盘固定在弹簧上端，弹簧的右侧沿竖直方向固定一刻度尺。 实验时进行了如下操作： ①托盘中不放砝码时，刻度尺显示弹簧的长度为； ②然后在托盘上放上砝码，标尺记录弹簧的长度； ③改变砝码个数，重复上述操作。 (1)下列操作和说法正确的是（　　）（填字母）； A．放砝码时，应使弹簧保持竖直 B．砝码重力不能超过某一限度 C．每次砝码盘中增加的砝码个数必须相等 (2)对测得的数据进行处理后画出弹簧长度随托盘中砝码的质量的变化图像如图乙所示，重力加速度取，则弹簧的劲度系数为 （结果保留3位有效数字）； (3)由以上条件分析 （填“能”或“不能”）求出砝码盘的质量。 12．某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，缓冲装置如图所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为，弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺，再将单个质量为的钢球（直径略小于玻璃管内径）逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数和弹簧上端对应的刻度尺示数，数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数。 1 2 3 4 5 6 8.04 10.03 12.05 14.07 16.11 18.09 (1)利用计算弹簧的压缩量：，， ，压缩量的平均值 。 (2)上述是管中增加 个钢球时产生的弹簧平均压缩量。 (3)忽略摩擦，重力加速度取，该弹簧的劲度系数为 ，（结果保留3位有效数字） 题型三 验证平行四边形定则 13．如图甲所示，在竖直平面内，将小圆环挂在橡皮条的下端，橡皮条长度为GE。用两根弹簧测力计拉动小圆环到O 点，小圆环受到作用力F1、F2和橡皮条的拉力F0，如图乙所示。 (1)本实验中“等效替代”的含义是（　　） A．橡皮条可以用细绳替代 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)实验中，必要的是（　　） A．橡皮条、弹簧测力计和细绳应位于与木板平行的同一平面内 B．弹簧测力计每次直接使用，不用校零 C．撤去F1、F2 ，改用一个力拉住小圆环，仍使它处于O点 D．用两根弹簧测力计拉动小圆环时，要保持两弹簧测力计相互垂直 (3)图丙中F′是用一个弹簧测力计拉小圆环时在白纸上根据实验结果画出的图示，F与F′中，方向一定沿GO 方向的是 ； (4)根据实验得出结论：互称角度的两个力的合成满足平行四边形定则。某一物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，若这三个共点力大小和方向如图丁所示（坐标纸中每格边长表示1N大小的力），则该物体受到合力为 N。 14．某同学用如图甲所示装置做“验证力的平行四边形”实验。 (1)关于该实验，下列说法正确的是________；（填选项前的字母） A．实验前，必须测量橡皮条原长 B．确定力的方向时，应该用铅笔沿着细绳划直线 C．同一次实验中结点位置不能改变，但进行多次重复实验时，结点的位置可以不同 D．在实验中，如果将细绳换成橡皮条，那么对实验结果有影响 (2)某次实验中，用一个弹簧测力计拉橡皮条时，使结点到达O点时，弹簧测力计的示数如图乙所示，则橡皮条的弹力大小为 N； (3)某次实验中，用两个弹簧测力计将橡皮条结点拉至O点，弹簧测力计的读数分别为，同时标记了这两个力的方向，如图丙所示，通过作图求得合力的大小为 N（保留两位有效数字）； (4)如图甲所示，用弹簧秤拉橡皮条使结点到O点，且（，当保持弹簧秤a的示数不变，角逐渐减小到0的过程中，要使结点始终在O点，下列操作可能正确的是________（填选项前的字母） A．增大b的示数，减小角度 B．减小b的示数，增大角度 C．减小b的示数，先增大角度，后减小角度 D．增大b的示数，先减小角度，后增大角度 15．已知力传感器仅能测量沿其中轴线方向作用力的大小，对侧向作用力不显示。某同学用图甲所示的装置探究两个互成角度的力的合成规律。先将力传感器安装在竖直圆盘上，使其中轴线沿圆盘径向固定，细绳OC竖直悬挂一质量的钩码，细绳OA、OB分别挂在力传感器1、2的挂钩上，点为绳的结点，测量前将结点调整至圆盘圆心处，重力加速度取。 (1)若保持结点的位置以及细绳OA的方向不变，调整细绳OB与竖直方向的夹角逐渐增大，则力传感器1、2的示数的变化情况可能是__________。（多选） A．增大，增大 B．增大，先减小后增大 C．减小，增大 D．减小，先减小后增大 (2)如图乙所示为某次实验过程记录的力传感器1、2的示数以及细绳OA、OB与竖直方向的夹角的数据。请在图乙所示的圆盘中作出力以及合力的图示 。 由图示得合力大小等于 N，方向 ，在误差允许范围内说明力的合成遵循平行四边形定则。 16．验证两个互成角度的力的合成规律，通常需要两个弹簧测力计、橡皮条、细绳套、木板、刻度尺、白纸、铅笔、细绳和图钉等器材，利用两力一起拉伸橡皮条和单独一个力拉伸橡皮条作用效果相同，继而作图验证平行四边形定则。本次实验中发现缺少橡皮条，某同学灵机一动，拿了一块奖牌（重力未超过弹簧测力计的最大量程）设计如下实验： （1）竖直固定好木板，并用图钉将白纸固定在木板上。 （2）如图甲中所示先将细绳套一端系住奖牌，细绳套另外两端分别套在弹簧测力计A和弹簧测力计B的挂钩上，贴于竖直木板，用手分别拉住两弹簧测力计，使细绳套结点O静止在某位置，分别读出弹簧测力计A和B的示数，大小分别为、，并在白纸上记录O点的位置和两细绳的方向及如图乙所示。 （3）如图甲中右图所示，用手拉一个弹簧测力计，其下端用细绳挂同一奖牌，贴近竖直木板的白纸上记录、使得细绳套结点O和步骤（2）的位置重合，并记录此时弹簧测力计读数及细绳的方向如图乙所示。 （4）以、为两邻边作出平行四边形，并画出两邻边所夹的对角线，沿方向作出第二次弹簧测力计读数的力的图示，其中表示合力的实验值的是 （填“F”或“”）。若F与的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的 定则。 （5）下列必要的实验要求是 （填字母序号，下同）。 A．实验前应测量重物的质量 B．弹簧测力计应在使用前调零 C．细绳方向应与木板平面平行 （6）若该实验小组测得，、的读数不可能的是 。 A．、  B．、 C．、  D．、 17．以下是某实验小组探究“两个互成角度的力的合成规律”的过程。首先进行如下操作： ①如图中的甲所示，两细绳套拴在橡皮条的一端，另一端固定在水平木板，橡皮条的原长为； ②如图中的乙所示，通过两个弹簧测力计共同拉动橡皮条，橡皮条和细绳套的连接点在拉力、的共同作用下，移动到点，橡皮条伸长的长度为； ③撤去、，改用一个力单独拉住其中一根细绳套，仍使橡皮条和细绳套的连接点移动到点，如图丙所示。 (1)同学们发现，力单独作用与、的共同作用的效果是一样的，由于两次橡皮条伸长的长度、方向相同，即橡皮条对细线套的拉力相同，所以等于、的合力。本实验采用的科学方法与下列哪个物理模型的建构或物理实验是一样的？（　　） A．质点 B．重心 C．通过平面镜观察桌面的微小形变 D．伽利略对自由落体运动的研究 (2)然后实验小组探究了合力与分力、的关系，测量流程如下： ①由纸上O点出发，用力的图示法画出、和（三个力的方向沿各自细绳方向，三个力大小由弹簧测力计读出）；某次用弹簧测力计拉橡皮筋时弹簧测力计的指针位置如图中的丁所示，则弹簧测力计示数为 ； ②将、进行合成，得到； ③多次改变拉力、的大小和方向，重做上述实验，通过画各力的图示，进一步检验所围成的图形。 (3)如图中的戊所示，一定沿方向的是 （选填“F”或“”） 18．某学习小组为了验证力的平行四边形定则，设计了如图甲所示的实验：在竖直放置的半圆形刻度盘上安装两个可以沿盘边缘移动的拉力传感器A、B，两传感器的挂钩分别系着轻绳，轻绳的另一端系在一起，形成结点O。使结点O位于半圆形刻度盘的圆心处，在O点用细线悬挂钩码，记录两传感器A、B的示数、及轻绳与竖直方向的夹角、，用力的图示法作图，即可验证力的平行四边形定则。 (1)本实验采用的科学方法是________ A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法。 (2)下列操作正确的是________。 A．两轻绳必须与刻度盘平行 B．实验中应使、尽量大 C．实验中要始终保证结点O与刻度盘的圆心重合 (3)当、，图乙中已经用力的图示法画出和，请在答题卡的图中根据平行四边形定则作出、的合力 ，并求得 。（结果保留2位有效数字） 题型四 探究加速度与力、质量的关系 19．用如图所示装置“验证牛顿第二定律”，保持小车质量一定，验证小车加速度a与合力F的关系。 (1)除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下列器材中必须使用的有（　　）（选填选项前的字母）。 A．220V、50Hz的交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．秒表 E．天平（附砝码） (2)某同学得到如图所示的纸带，每5个点取一个计数点，测得相邻计数点间的距离如图所示（单位cm）。由此可得小车加速度的大小 m/s2（保留三位有效数字）。 (3)在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，已知三位同学利用实验数据做出的图像如图中的1、2、3所示。下列分析正确的是（　　）（选填选项前的字母）。 A．出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力 B．出现图线2的原因可能是砝码和砝码盘的质量不合适 C．出现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大 (4)在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，由此造成的误差是 （选填“系统误差”或“偶然误差”）。若所有阻力完全被平衡，设拉力的真实值为，小车的质量为M，为了使，应当满足的条件是 。 20．某同学采用图甲所示的实验装置，验证“物体质量一定时，加速度与它所受合力成正比”这一规律，试回答下列问题： (1)下列操作正确的是______ A．重物的质量应远小于小车的质量 B．连接小车和重物的细线要与长木板保持平行 C．补偿小车受到的阻力时，应连接好纸带 D．应当先释放小车，再接通电源 (2)该同学做实验时，没有补偿小车受到的阻力，作出的小车加速度a与力传感器示数F的图像如图乙所示，图中a1、F0、F1已知，则实验中小车受到的阻力大小为 。 (3)该同学在实验中撤去了力传感器，将细绳一端直接连在墙上，并正确补偿了阻力，其他操作正确，多次改变重物的质量m，测出小车加速度a，并作的图像，图像的斜率为k，纵截距为b，则当地的重力加速度为 ，此时使用的小车质量为 ，若动滑轮的质量不可以忽略，则重力加速度的测量值 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 21．下图为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置示意图。图中打点计时器的电源为的交变电源。在小车质量一定的情况下探究加速度与力的关系。 (1)为使轻绳对小车的拉力为小车所受的合外力，故在组装器材完毕后需平衡阻力，平衡阻力时 （选填“需要”或“不需要”）挂上砂桶；正确操作后，在长木板右端下放一块垫木，以调整长木板右端的高度，放上小车后，轻推小车使之运动，打点计时器在纸带上打出如图所示的纸带（纸带上打点方向为由到），则需要将垫木向 （选填“左”或“右”）移动。 (2)本实验操作过程中， （选填“需要”或“不需要”）满足砂桶及砂的质量远小于小车质量。 (3)下图是某同学实验过程中得到的一条点迹清晰的纸带，已知相邻两点间还有4个点未画出，则根据纸带可得此次小车的加速度 。（结果保留3位有效数字） (4)若某次实验过程中，求得小车加速度的大小为，则砂桶的加速度为 。 (5)如图是甲、乙、丙三位同学作出的加速度与弹簧测力计示数的关系图像，其中符合实验事实的是 （选填“甲”“乙”或“丙”）。 22．某小组同学利用如图甲所示的装置探究加速度与力的关系，图中力传感器可以测出物块所受细线的拉力F，物块质量用M表示，重物质量用m表示，利用打出的纸带可求出物块的加速度a。忽略空气阻力以及打点计时器对纸带的阻力，重力加速度大小为g。 (1)利用该实验装置进行实验 （填“需要”或“不需要”）满足。 (2)第一次实验中，小组同学根据纸带和力传感器测出的数据，作出了如图乙所示的图像，图像不过坐标原点的原因可能是 。 (3)通过小组讨论，在第一次实验的基础上作出了调整：把木板水平放置进行实验，根据纸带和力传感器测出的数据，作出了如图丙所示的图像。由图像可知，物块质量M= ，物块与长木板间的动摩擦因数μ= 。（均用a0、F0、g表示） 23．某学习小组利用图甲中装置探究滑块的加速度与其所受合外力之间的关系。轻绳跨过滑轮，一端与滑块相连，另一端可悬挂钩码。已知每个钩码的质量为m0，滑块的质量为M，遮光条的质量为m0，宽度为d，重力加速度取g。实验要点如下： （1）实验开始时需调节气垫导轨水平。调节后需打开气泵，取下细线及钩码，轻推滑块观察 以此来判断导轨是否已调节水平； （2）将细线的一端系在滑块上，另一端绕过定滑轮系在挂钩上； （3）将n（依次取n=1，2，3，4…）个钩码挂在左端，由静止释放滑块，记录遮光条先后经过两光电门的遮光时间t1、t2，经数据处理后可得到相应的加速度a． （4）本次实验中，小段同学认为：不需要满足“滑块质量远大于所挂钩码质量”这样的条件。他的观点正确吗？答： （填“正确”或“不正确”）。 （5）图乙是利用a和对应的n作出的 （填“a—n”或“”图象，图线斜率k的表达式应为k= 。（用题中字母表示） 24．某同学用如图甲所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验，调节好装置，做“探究加速度与合外力的关系”实验时，将打点计时器接在频率为f的交流电源上，打出的一条纸带如图乙所示，图中的1、2、5、6是计数点，每两个相邻计数点间有一个计时点，但第3、4个计数点没有画出，其中第1、2计数点间的距离为x1，第5、6计数点间的距离为x2， (1)关于实验的要点，下列说法正确的是___________。 A．重物的质量应远小于小车的质量 B．平衡摩擦力时重物应挂在小车上 C．先释放小车，再接通打点计时器的电源 D．调节定滑轮的高度使滑轮与小车间的细线与长木板平行 (2)小车的加速度为 。（用x1、x2，f表示） (3)做“探究加速度与质量的关系”实验时，正确平衡摩擦力，保持悬挂的重物不变，改变小车上砝码的质量m，多次实验，测出多组加速度a及小车上砝码的质量m，作出-m图像如图丙所示，若图丙中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，实验过程中小车受到的拉力可以看成保持不变，则小车受到的拉力为 ，小车的质量为 。（用相关物理量符号表示） 题型五 探究平抛运动特点 25．实验小组的同学探究平抛运动的规律。 (1)如图甲所示，在竖直板上不同高度处各固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平。在两轨道上与轨道末端高度相同处各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B，断开开关，两个小球同时开始运动，以相同的速度同时到达圆弧轨道的末端，A球离开轨道在空中运动，B球则进入与轨道末端相连接的光滑水平轨道运动。则离开圆弧轨道后，A球做 运动，B球在进入光滑的水平轨道后做 运动；实验过程中观察到A球正好砸在B球上，由此现象可以得出结论： 。 (2)安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是_______。 A．保持小球飞出时，速度既不太大，也不太小 B．保证小球飞出时，初速度水平 C．保证小球在空中运动的时间每次都相等 D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线 (3)图乙中C为弹性铁片，它位于B球的左面并夹紧A球，开始时两球均静止，当小锤D下摆时打击铁片C，使B球做平抛运动，同时使A球自由下落，对该实验出现的现象或应得出的结论是：______ A．两球在空中运动时，两者高度始终相同 B．两球必定同时落地 C．实验表明，平抛运动就是自由落体运动 D．实验表明，平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 26．图甲为“研究平抛物体的运动”实验装置示意图，小球抛出后砸在横梁（图中未画出）上时会挤压复写纸，进而在白纸上留下点迹，小球多次落下后，会在纸上留下多个点迹，将这些点迹连成光滑的曲线就是小球的运动轨迹。图乙是实验后在白纸上描出的轨迹和所测得的数据。 (1)有关实验的一些操作，下列说法正确的有___________。 A．安装斜槽时必须使其末端切线水平 B．固定木板在竖直平面内，且斜槽应尽可能光滑 C．每次都要从斜槽上不同位置释放小球，才能更好地描出运动轨迹 D．每次都要由静止释放小球 (2)图甲中的重垂线、小球平抛运动的起始点O及Ox、Oy轴，应为 。 (3)根据图乙中的数据，求出此平抛运动的初速度v0= m/s。（结果保留2位有效数字，取重力加速度g=9.8m/s2） 27．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 。 28．用如图甲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M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______（多选，填正确选项前的标号）； A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末段水平 C．挡板高度等间距变化 D．每次从斜槽上相同的位置由静止释放钢球 E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来 (2)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，钢球的 （选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时 （选填“需要”或“不需要”）y轴与重垂线平行； (3)某同学从实验得到的平抛小球的运动轨迹上取出一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，并作出y-x2图像。某同学认为若图像为正比例图像（如图乙所示），则可说明平抛运动在水平方向为匀速直线运动、竖直方向为自由落体运动。你认为该同学的观点是否正确（选填“是”或者“否”） ？ (4)在确认平抛运动的规律后，另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5cm，通过频闪照相机，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则与照相机的闪光频率对应的周期为 s，该小球做平抛运动的初速度为 m/s；（g=10m/s2）（均保留两位有效数字） 29．如图甲为研究平抛运动的实验装置，其中装置由固定的铁架台，圆弧轨道（半径R=0.5m）组成，位移传感器与计算机连接。实验时小球从圆弧轨道上某位置由静止释放，沿着轨道向下运动，离开轨道时，位移传感器开始实时探测小球的位置。测得不同时刻位置坐标，相邻点时间间隔∆t=0.02s。其中O点为抛出点，标记为n=0，其他点依次标记为n=1，2，3……。 (1)为确保小球离开轨道后做平抛运动，必须进行的关键操作是（　　） A．测量圆弧轨道的半径R B．用水平仪校准轨道末端切线水平 C．调整轨道高度使小球落地点在传感器中心 D．保证小球每次从轨道最高点释放 (2)如果竖直方向为自由落体运动，计算重力加速度g需测量的物理量是 （填“yn”“xn”或“sn”，其中yn为第n点到O点的竖直距离，xn为第n点到O点的水平距离，sn为第n点到O点的直线距离），g的表达式为 （用所测物理量和∆t、n表示）。 (3)在（2）问实验测得的g值比真实值偏小，可能的原因是（　　） A．轨道末端切线略微向上倾斜 B．小球释放点低于预定位置 C．实验时位移传感器数据中∆t略大于0.02s (4)经正确操作，该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，将其坐标在直角坐标系内描绘出y-x2图像，如图乙所示。由此可计算出小球从轨道上水平抛出的初速度v0= m/s（重力加速度g取9.8m/s2）。 30．某同学设计了一个研究平抛运动的实验，实验装置示意图如图（a）所示，A是一块水平木板，P0为水平轨道末端在A板上的投影，P0、P1的间距为x0，从P1开始，在A上等间距地开凿出一组平行的插槽（图中、、……），相邻槽间距离均为40cm。把覆盖复写纸的白纸铺贴在平面硬板B上，实验时依次将B板竖直插入A板的、、……各插槽中，从斜槽轨道上释放小球打到B板，每打完一点后，把B板插入后一槽中，对应点依次标记为P1y、P2y、P3y……。将白纸取下，测得B板在插槽、记录的点到P1y点的距离分别为y1=15cm、y2=40cm，如图（b）所示，重力加速度g=10m/s2。则： (1)现有以下材质的小球，实验中应当选用 。 A．乒乓球 B．钢球 C．泡沫球 (2)小球离开轨道时的速度大小为 m/s。 (3)小球撞击P3y时的速度大小为 m/s。 (4)P0和的间距x0为 m。 (5)若因操作不当，把B板从处平移到时，B板没有竖直，向左倾斜一较小角度，其他操作无误，则求出的小球离开轨道时的初速度比实际值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $