专题05 力学和机械能实验（期末真题汇编-云南专用）高一物理下学期

**基本信息** 力学和机械能实验专题汇编，涵盖5大高频考点，精选云南多地期末真题，聚焦实验操作、数据处理与科学方法考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |非选择题|15题|探究弹簧弹力与形变量、力的合成规律、加速度与受力和质量关系、平抛运动特点、验证机械能守恒定律|注重科学方法（如等效替代法、控制变量法），结合实验误差分析（如弹簧劲度系数变化、a-F图像弯曲原因），强调图像数据处理（如F-x图像、纸带加速度计算），与高考实验题命题趋势一致。|

专题05 力学和机械能实验 5大高频考点概览 考点 01 探究弹簧弹力与形变量的关系 考点 02 探究两个互成角度的力的合成规律 考点 03 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 考点 04 探究平抛运动的特点 考点 05 验证机械能守恒定律 地 城 考点01 探究弹簧弹力与形变量的关系 1．（25-26高一下·云南昆明·期末）某实验小组探究“弹簧被截去一部分后，弹簧的劲度系数如何变化”，实验装置如图甲所示，忽略弹簧自身重力的影响，请回答下列问题： (1)测量弹簧被截前的劲度系数：①刻度尺保持竖直，不挂钩码时，刻度尺的零刻度与弹簧上端对齐，某次挂钩码时，指针所指刻度尺的位置如图乙所示，则此时弹簧的长度为___________cm； ②多次改变悬挂钩码的数量，得到弹簧受到的拉力F与弹簧伸长量x之间的关系图像（图丙中直线a），则劲度系数为___________N/m。 (2)测量弹簧被截后的劲度系数：将该弹簧截去一部分，重复上述实验步骤，得到弹簧受到的拉力F与弹簧伸长量x之间的关系图像（图丙中直线b），则可以判断，弹簧被截后其劲度系数___________（选填“增大”或“减小”）了。 地 城 考点02 探究两个互成角度的力的合成规律 2．（25-26高一下·云南昆明·期末）在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，某组同学用合适的器材，经过正确的实验操作得到如图甲和乙所示的两图。完成以下问题： (1)本实验主要体现了下列哪种科学方法 ； 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)某实验小组的弹簧测力计示数如图甲所示，该弹簧测力计读数是__________ N； (3)比较F和，它们没有完全重合，可能产生误差的原因是__________（写出一条即可）。 3．（25-26高一下·云南大理·期末）如图甲所示，在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，橡皮条的另一端系两根细绳，细绳另一端带有绳套。先用两个弹簧秤分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点达到某一位置O，并记下该点的位置O；再用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O点。 (1)如图乙所示，用一个弹簧秤拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点达到O点，弹簧秤的示数F'=________N。读数时产生的误差为________（选填“相对”“偶然”或“系统”）误差。 (2)做实验时，根据测量结果在白纸上画出如图丙所示，其中O处为节点位置。图中的F与F'两力中，方向一定沿橡皮筋方向的是________。 (3)本实验采用的科学方法是 。 A．理想实验 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 (4)用两个弹簧秤分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条时，除了记下结点的位置O外，还要记录两只弹簧秤的示数，两细绳的方向。记录力的方向时，下列操作可取的是 。 A．由结点位置O开始，沿着细线用铅笔将拉力的方向描出 B．沿细线选择与O点相距较远的位置再确定一点，连接点O与该点，即为力所在的方向 C．沿细线选择与O点相距较近的位置再确定一点，连接点O与该点，即为力所在的方向 4．（25-26高一下·云南文山·期末）实验小组尝试用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。将木板放在水平桌面上，橡皮筋一端固定在木板上，另一端通过细绳套用两个弹簧测力计互成角度的拉橡皮筋，实验情况如图甲所示，其中为固定橡皮筋的图钉，为橡皮筋与细绳的结点，和为细绳。 (1)本实验主要采用的实验方法是_____（选填“控制变量法”或“等效替代法”）。 (2)结点静止时，记录两个弹簧测力计的示数和，此外还必须_____。 A．记录结点的位置 B．测量两细绳的夹角 C．记录两细绳的方向 D．测量橡皮筋的伸长量 (3)图乙是该同学在白纸上根据实验结果画出的图，图中的与两力中，方向一定沿方向的是_____（选填、或“无法确定”）。与不重合的原因是_____。 地 城 考点03 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 5．（25-26高一下·云南昆明·期末）某实验小组用如图所示装置“探究加速度与力的关系”。将气垫导轨置于水平台上，并调整导轨水平，不计一切摩擦。滑块和挡光条的总质量为，每个钩码的质量为。 (1)实验时，细线________（选填“一定”或“不一定”）要与导轨保持平行； (2)实验中利用光电门连接数字计时器，并记录挡光条通过光电门1的挡光时间为，通过光电门2的挡光时间为，从光电门1到2的时间为，已知挡光条的宽度为（足够小），则挡光条通过光电门1的速度大小________，滑块在导轨上运动的加速度大小________；（均用、、和表示） (3)实验中保持滑块与挡光条总质量不变，通过改变悬挂钩码个数来改变滑块所受拉力，收集相应的数据后，以加速度为纵轴，钩码总质量为横轴，绘制图像如下图所示。重力加速度取，根据图像信息可得________； (4)在上图中图线出现弯曲的原因为________。 A．所悬挂钩码的总质量过大 B．滑块和挡光条的总质量过大 C．远远大于 6．（25-26高一下·云南昆明·期末）某实验小组的同学利用如图甲的装置进行实验，探究加速度与物体受力的关系。 他们提出了如下实验方案：用钩码通过跨过定滑轮的细绳拉小车，使小车产生加速度，研究小车、细绳和钩码这一系统。第一次用质量为10克的钩码拉小车，小车上放质量为50克的砝码；第二次用质量为20克的钩码拉小车，小车上放质量为40克的砝码；第三次用质量为30克的钩码拉小车，小车上放质量为30克的砝码。每次实验都保证小车与砝码总质量M和钩码质量m之和不变。 (1)在第二次实验前，__________重新平衡摩擦力（选填“需要”或“不需要”）。 (2)如图乙是某次实验获得的纸带，在纸带上取五个计数点A、B、C、D、E，每相邻两个计数点间有4个点未画出。量得计数点之间的距离有d1=3.99cm，d2=9.00cm，d3=15.01cm，d4=22.00cm。已知交变电源频率为50Hz，则小车的加速度a=__________m/s2（保留两位有效数字）。若已知实验中所用钩码质量为20g，车上放入的砝码质量为40g，g取10m/s2，则此次实验中所用小车质量为__________ g。 (3)如图丙是实验小组的同学根据自己所测数据作出的a-F图像。实验小组的同学所作图线不过坐标原点的原因可能是__________。 7．（25-26高一下·云南普洱·期末）某学习小组利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。 请回答下列问题： (1)调整垫块位置，进行平衡摩擦力的操作时，小车_________（选填“是”或“否”）要拴上纸带。 (2)某次实验获得的纸带如图乙所示，相邻计数点间均有4个点未画出，打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为_________（保留2位有效数字）。 (3)实验时，得到表格中数据，请在图丙中作出小车加速度a与所受合外力F关系的图像______。 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 M/kg 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 F/N 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.09 0.17 0.26 0.35 0.42 0.49 0.54 0.60 (4)丙图中，图线不经过坐标原点的原因可能是__________________。 地 城 考点04 探究平抛运动的特点 8．（25-26高一下·云南昆明·期末）某实验小组用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。他们将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，让钢球沿斜槽轨道滑下后从点水平飞出，落在水平挡板上。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，从而可以得到平抛运动的轨迹。不计空气阻力，重力加速度取。 回答下列问题： (1)实验中应让钢球每次从________（选填“同一”或“不同”）位置由静止滚下； (2)若某次测得小钢球下落的高度，水平方向运动的距离，则钢球做平抛运动的初速度大小为________m/s； (3)如图乙所示，在轨迹上取相邻且时间间隔相等均为的三点、、，竖直方向位移分别为、、，若平抛运动竖直方向为自由落体运动，则应满足与的差值为________（用、表示）。 9．（25-26高一下·云南昆明·期末）平抛运动是研究曲线运动的理想模型，它揭示了运动的独立性原理，某学校物理科研创新小组通过以下装置探究平抛运动的特点。 (1)用图1装置探究时，以下说法正确的是___________。 A．小锤击打力度越大，小球落地时间越短 B．该装置可以证明平抛运动水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动 C．改变高度，A、B两球总能同时落地 (2)用图2装置描绘平抛运动轨迹进行研究时，下列说法正确的是___________。 A．每次实验小球必须由静止释放，并且释放位置必须相同 B．该实验需要用秒表测时间，用刻度尺测量记录点间的距离 C．斜槽末端一定要水平，斜槽轨道不必光滑 (3)某同学用相机以100次/秒拍摄照片，处理后得到如图3所示的运动轨迹，图中两相邻小球像点间还有N个未显示，每一小格边长对应的实际距离为L=8mm，重力加速度，由图3数据可得N=___________，平抛运动初速度大小v0=__________m/s。 地 城 考点05 验证机械能守恒定律 10．（25-26高一下·云南昆明·期末）某兴趣小组利用图甲所示的装置验证“机械能守恒定律”。实验步骤如下：在圆弧挡板边缘每隔相同高度安装一个挡光片，将带有光电门传感器的摆锤从高处无初速度释放，摆锤经过挡光片时，光电门传感器自动记录挡光时间，使用专用软件，可自动计算机械能、动能和重力势能，并自动生成三条线性图像，每条线性图像代表一种能量随高度变化的规律，如图乙所示。 (1)图中代表重力势能随高度h变化的图像是_________，代表动能随高度h变化的图像是_________（选填图像前的字母“A”、“B”或“C”）； (2)若挡光片的宽度为d，摆锤经过挡光片时，光电门传感器记录挡光时间为，则此时摆锤的速度大小为_________。为减小测量速度的误差，挡光片摆放位置应尽量_________（选填“靠上”或“靠下”）。 11．（25-26高一下·云南曲靖·期末）某兴趣小组用如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律，所用器材包括气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、光电门A和B、天平、刻度尺等。实验步骤如下∶ （1）用天平测得滑块（含遮光片）的质量为m。 （2）用刻度尺测得气垫导轨的长度为s，气垫导轨两端的高度差为h，光电门A、B之间的距离为L。 （3）将滑块从斜面顶端由静止释放，分别记录滑块经过光电门A、B的时间Δt1、Δt2，则滑块通过光电门B的速度vB=____。 （4）已知当地的重力加速度为g，则滑块从光电门A到B动能的改变量ΔEk=____，重力势能的改变量ΔEp=____，若ΔEp=ΔEk，则可以验证滑块在下滑过程中机械能守恒。 12．（25-26高一下·云南玉溪·期末）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为。 (1)下列实验器材中不必要的是_____（选填字母序号）。 A．秒表 B．交流电源 C．刻度尺 D．弹簧秤 (2)某次实验时，得到一条纸带如图乙所示。在纸带上选取连续的三个点、、和另外连续的三个点、、，测得、之间的距离为，、之间的距离为，、之间的距离为。若重物的质量为，交流电源频率为，可得从到的过程中，重物的重力势能减少量_____，重物的动能增加量_____。（均用题中所给相关物理量的字母表示） 13．（25-26高一下·云南文山·期末）在“验证机械能守恒定律”的实验中 (1)下列操作正确的是_________。 A． B． C． (2)实验获得一条纸带，截取点迹清晰的一段并测得如图所示的数据，已知打点的频率为50Hz，则打点“13”时，重锤下落的速度大小为_________m/s（保留三位有效数字）。 (3)已知重锤的质量，当地重力加速度g取，选取点“1”到点“13”的过程，计算得重锤的重力势能减少量为_________J，另计算得重锤的动能增加量为0.508J。（保留三位有效数字）。 (4)观察实验结果发现，重锤的重力势能的减少量略大于动能的增加量，导致这个误差的原因可能是：__________________。 14．（25-26高一下·云南迪庆·期末）如图所示，托盘通过绕过光滑定滑轮的细线牵连静止放在气垫导轨上的滑块，将气垫导轨左端垫高与水平面夹角为（已知角，但图中未画出且不能忽略），将滑块移至光电门1左侧某处，从静止释放，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2，从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和；用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m；测出挡光条的宽度d；由导轨标尺读出两光电门中心间的距离s；重力加速度为g。 (1)滑块通过光电门1的速度为________； (2)m和M构成的系统增加的动能为________； (3)在误差允许范围内，若满足关系式________则可认为验证了机械能守恒定律。 15．（25-26高一下·云南昆明·期末）某物理兴趣小组设计了一个如图所示的验证机械能守恒定律的实验装置，实验主要步骤如下： A．测出小钢球的直径d=10.50mm； B．用一根轻质细线将质量m=60g的小钢球栓接起来，细线的另一端固定于悬点O，让小钢球静止在最低点，用毫米刻度尺量出悬点到球心的长度； C． 在小钢球运动的最低点前后放置一组光电门，然后将细线拉至水平位置后，由静止释放小钢球，同时启动数字毫秒计时器，小钢球通过光电门的挡光时间 （1）小球运动到最低点的速度为__________m/s．（结果保留三位有效数字） （2）上述过程中小钢球减少的重力势能__________J，小钢球增加的动能___________J．（，结果均保留三位有效数字） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 力学和机械能实验 5大高频考点概览 考点 01 探究弹簧弹力与形变量的关系 考点 02 探究两个互成角度的力的合成规律 考点 03 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 考点 04 探究平抛运动的特点 考点 05 验证机械能守恒定律 地 城 考点01 探究弹簧弹力与形变量的关系 1．（25-26高一下·云南昆明·期末）某实验小组探究“弹簧被截去一部分后，弹簧的劲度系数如何变化”，实验装置如图甲所示，忽略弹簧自身重力的影响，请回答下列问题： (1)测量弹簧被截前的劲度系数：①刻度尺保持竖直，不挂钩码时，刻度尺的零刻度与弹簧上端对齐，某次挂钩码时，指针所指刻度尺的位置如图乙所示，则此时弹簧的长度为___________cm； ②多次改变悬挂钩码的数量，得到弹簧受到的拉力F与弹簧伸长量x之间的关系图像（图丙中直线a），则劲度系数为___________N/m。 (2)测量弹簧被截后的劲度系数：将该弹簧截去一部分，重复上述实验步骤，得到弹簧受到的拉力F与弹簧伸长量x之间的关系图像（图丙中直线b），则可以判断，弹簧被截后其劲度系数___________（选填“增大”或“减小”）了。 【答案】(1) 14.45/14.44/14.46 50 (2)增大 【详解】（1）①[1]图中刻度尺的分度值为，由图乙可知此时弹簧的长度为。 ②[2]根据胡克定律可得劲度系数为 （2）将该弹簧截去一部分，重复上述实验步骤，得到弹簧受到的拉力F与弹簧伸长量x之间的关系图像（图丙中直线b），由于图像的斜率表示劲度系数，由图丙可知，弹簧被截后其劲度系数增大了。 地 城 考点02 探究两个互成角度的力的合成规律 2．（25-26高一下·云南昆明·期末）在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，某组同学用合适的器材，经过正确的实验操作得到如图甲和乙所示的两图。完成以下问题： (1)本实验主要体现了下列哪种科学方法 ； 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)某实验小组的弹簧测力计示数如图甲所示，该弹簧测力计读数是__________ N； (3)比较F和，它们没有完全重合，可能产生误差的原因是__________（写出一条即可）。 【答案】(1)B (2)3.8 (3)作图过程中选用加粗的笔描点 【详解】（1）本实验的基本原理是：一个力的作用效果和两个力的作用效果相同，所以采用的是等效替代法。 故选B。 （2）弹簧测力计的分度值为0.2N，读数为3.8N。 （3）作图过程中选用加粗的笔描点。 3．（25-26高一下·云南大理·期末）如图甲所示，在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，橡皮条的另一端系两根细绳，细绳另一端带有绳套。先用两个弹簧秤分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点达到某一位置O，并记下该点的位置O；再用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O点。 (1)如图乙所示，用一个弹簧秤拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点达到O点，弹簧秤的示数F'=________N。读数时产生的误差为________（选填“相对”“偶然”或“系统”）误差。 (2)做实验时，根据测量结果在白纸上画出如图丙所示，其中O处为节点位置。图中的F与F'两力中，方向一定沿橡皮筋方向的是________。 (3)本实验采用的科学方法是 。 A．理想实验 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 (4)用两个弹簧秤分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条时，除了记下结点的位置O外，还要记录两只弹簧秤的示数，两细绳的方向。记录力的方向时，下列操作可取的是 。 A．由结点位置O开始，沿着细线用铅笔将拉力的方向描出 B．沿细线选择与O点相距较远的位置再确定一点，连接点O与该点，即为力所在的方向 C．沿细线选择与O点相距较近的位置再确定一点，连接点O与该点，即为力所在的方向 【答案】(1) 3.00 偶然 (2)F' (3)B (4)B 【详解】（1）[1]弹簧秤最小一格表示0.1N，根据读数规则，力的大小应为3.00N。 [2]读数带来的误差是偶然误差。 （2）图中F是利用平行四边形定则画出的合力方向，而是实验中利用一个弹簧测力计拉动橡皮条时的拉力，根据二力平衡的原则，一定沿着橡皮条方向。 （3）本实验用一根弹簧测力计拉橡皮条的效果替代两根弹簧测力计拉橡皮条的效果，应用了等效替代方法。 故选B。 （4）沿着细线描出方向时，若笔与细线接触，误差会太大，所以利用两点确定一条线的方法，选择相距较远的两点来确定方向。合理的操作为：在记录结点位置O的情况下，选择与O点相距较远的位置再确定一点，连接该点与结点O。 故选B。 4．（25-26高一下·云南文山·期末）实验小组尝试用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。将木板放在水平桌面上，橡皮筋一端固定在木板上，另一端通过细绳套用两个弹簧测力计互成角度的拉橡皮筋，实验情况如图甲所示，其中为固定橡皮筋的图钉，为橡皮筋与细绳的结点，和为细绳。 (1)本实验主要采用的实验方法是_____（选填“控制变量法”或“等效替代法”）。 (2)结点静止时，记录两个弹簧测力计的示数和，此外还必须_____。 A．记录结点的位置 B．测量两细绳的夹角 C．记录两细绳的方向 D．测量橡皮筋的伸长量 (3)图乙是该同学在白纸上根据实验结果画出的图，图中的与两力中，方向一定沿方向的是_____（选填、或“无法确定”）。与不重合的原因是_____。 【答案】(1)等效替代法 (2)AC (3) 实验过程中因为操作不规范或测量读数导致存在误差 【详解】（1）本实验主要采用的实验方法是等效替代法 （2）此外还必须记录两个弹簧测力计的拉力和的方向，弹簧测力计的拉力方向沿细绳的方向，就是结点和细绳（套）末端的连线的方向，故要记录结点的位置和记录两细绳的方向，故选AC。 （3）[1]方向一定沿方向的是，因为只用一个力拉时，结点受二力平衡，二力方向共线，即这一个拉力的方向一定沿方向 [2]与不重合的原因是实验过程中因为操作不规范或测量读数导致存在误差。 地 城 考点03 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 5．（25-26高一下·云南昆明·期末）某实验小组用如图所示装置“探究加速度与力的关系”。将气垫导轨置于水平台上，并调整导轨水平，不计一切摩擦。滑块和挡光条的总质量为，每个钩码的质量为。 (1)实验时，细线________（选填“一定”或“不一定”）要与导轨保持平行； (2)实验中利用光电门连接数字计时器，并记录挡光条通过光电门1的挡光时间为，通过光电门2的挡光时间为，从光电门1到2的时间为，已知挡光条的宽度为（足够小），则挡光条通过光电门1的速度大小________，滑块在导轨上运动的加速度大小________；（均用、、和表示） (3)实验中保持滑块与挡光条总质量不变，通过改变悬挂钩码个数来改变滑块所受拉力，收集相应的数据后，以加速度为纵轴，钩码总质量为横轴，绘制图像如下图所示。重力加速度取，根据图像信息可得________； (4)在上图中图线出现弯曲的原因为________。 A．所悬挂钩码的总质量过大 B．滑块和挡光条的总质量过大 C．远远大于 【答案】(1)一定 (2) (3)0.7 (4)A 【详解】（1）（1）[1] 为了保证滑块运动过程受到的细线拉力保持不变，实验过程中一定要与导轨保持平行。 （2）（2）[2][3] 挡光条通过光电门1的速度大小 挡光条通过光电门2的速度大小 滑块在导轨上运动的加速度大小 （3）（3）[4]绳子的拉力近似等于钩码的重力，由牛顿第二定律有 可得 根据图像，当加速度为时，钩码总质量 代入数据解得 （4）（4）[5]对和整体，由牛顿第二定律有 可得 所以当所悬挂钩码的总质量过大时， 不再远大于，图像末端发生弯曲，正确。 故选A。 6．（25-26高一下·云南昆明·期末）某实验小组的同学利用如图甲的装置进行实验，探究加速度与物体受力的关系。 他们提出了如下实验方案：用钩码通过跨过定滑轮的细绳拉小车，使小车产生加速度，研究小车、细绳和钩码这一系统。第一次用质量为10克的钩码拉小车，小车上放质量为50克的砝码；第二次用质量为20克的钩码拉小车，小车上放质量为40克的砝码；第三次用质量为30克的钩码拉小车，小车上放质量为30克的砝码。每次实验都保证小车与砝码总质量M和钩码质量m之和不变。 (1)在第二次实验前，__________重新平衡摩擦力（选填“需要”或“不需要”）。 (2)如图乙是某次实验获得的纸带，在纸带上取五个计数点A、B、C、D、E，每相邻两个计数点间有4个点未画出。量得计数点之间的距离有d1=3.99cm，d2=9.00cm，d3=15.01cm，d4=22.00cm。已知交变电源频率为50Hz，则小车的加速度a=__________m/s2（保留两位有效数字）。若已知实验中所用钩码质量为20g，车上放入的砝码质量为40g，g取10m/s2，则此次实验中所用小车质量为__________ g。 (3)如图丙是实验小组的同学根据自己所测数据作出的a-F图像。实验小组的同学所作图线不过坐标原点的原因可能是__________。 【答案】(1)不需要 (2) 1.0 140 (3)平衡摩擦力过大或斜面倾角过大 【详解】（1）根据平衡摩擦力的原理 解得 只平衡一次摩擦力，在第二次实验前，不需要重新移动垫木的位置以平衡摩擦力。 （2）[1] 两计数点之间的时间间隔 根据逐差法可知加速度为 [2]根据牛顿第二定律有 解得 （3）不加钩码时，小车已有加速度，说明平衡摩擦力过大或斜面倾角过大。 7．（25-26高一下·云南普洱·期末）某学习小组利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。 请回答下列问题： (1)调整垫块位置，进行平衡摩擦力的操作时，小车_________（选填“是”或“否”）要拴上纸带。 (2)某次实验获得的纸带如图乙所示，相邻计数点间均有4个点未画出，打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为_________（保留2位有效数字）。 (3)实验时，得到表格中数据，请在图丙中作出小车加速度a与所受合外力F关系的图像______。 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 M/kg 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 F/N 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.09 0.17 0.26 0.35 0.42 0.49 0.54 0.60 (4)丙图中，图线不经过坐标原点的原因可能是__________________。 【答案】(1)是 (2)0.42 (3) (4)平衡摩擦力不足 【详解】（1）由于后续实验时小车是要拉着纸带运动的，所以平衡摩擦力时，也应拴着纸带。 （2）相邻计数点间均有4个点未画出，则时间为 由逐差法可知 解得 （3）如图所示 （4）由图可知拉力达到一定值时才有加速度可知，图线不经过坐标原点，原因可能是平衡摩擦力不足。 地 城 考点04 探究平抛运动的特点 8．（25-26高一下·云南昆明·期末）某实验小组用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。他们将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，让钢球沿斜槽轨道滑下后从点水平飞出，落在水平挡板上。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，从而可以得到平抛运动的轨迹。不计空气阻力，重力加速度取。 回答下列问题： (1)实验中应让钢球每次从________（选填“同一”或“不同”）位置由静止滚下； (2)若某次测得小钢球下落的高度，水平方向运动的距离，则钢球做平抛运动的初速度大小为________m/s； (3)如图乙所示，在轨迹上取相邻且时间间隔相等均为的三点、、，竖直方向位移分别为、、，若平抛运动竖直方向为自由落体运动，则应满足与的差值为________（用、表示）。 【答案】(1)同一 (2)3 (3) 【详解】（1）为了获得相同的初速度，实验中应让钢球每次从同一位置由静止滚下。 （2）由平抛运动的规律可知 解得 水平方向有 解得 （3）若平抛运动竖直方向为自由落体运动，根据匀变速直线运动的推论有 可得 9．（25-26高一下·云南昆明·期末）平抛运动是研究曲线运动的理想模型，它揭示了运动的独立性原理，某学校物理科研创新小组通过以下装置探究平抛运动的特点。 (1)用图1装置探究时，以下说法正确的是___________。 A．小锤击打力度越大，小球落地时间越短 B．该装置可以证明平抛运动水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动 C．改变高度，A、B两球总能同时落地 (2)用图2装置描绘平抛运动轨迹进行研究时，下列说法正确的是___________。 A．每次实验小球必须由静止释放，并且释放位置必须相同 B．该实验需要用秒表测时间，用刻度尺测量记录点间的距离 C．斜槽末端一定要水平，斜槽轨道不必光滑 (3)某同学用相机以100次/秒拍摄照片，处理后得到如图3所示的运动轨迹，图中两相邻小球像点间还有N个未显示，每一小格边长对应的实际距离为L=8mm，重力加速度，由图3数据可得N=___________，平抛运动初速度大小v0=__________m/s。 【答案】(1)C (2)AC (3) 3 0.6 【详解】（1）A．小球落地时间与初速度大小无关，与下落高度有关，高度不变，落地时间不变，A错误； B．该装置只能探究平抛运动竖直方向是自由落体运动，B错误； C．两个小球在竖直方向上总是从同一高度同时开始做自由落体运动，改变高度，也能同时落地，C正确。 故选C。 （2）A．每次实验小球必须由静止释放，并且释放位置必须相同，保证每次小球做平抛运动的初速度相同，A正确； B．该实验不需要用秒表测时间，不用刻度尺测量记录点间的距离，只描绘小球做平抛运动的轨迹，B错误； C．斜槽末端一定要水平，保证小球离开斜槽末端后做平抛运动，斜槽轨道光滑、粗糙不影响实验结果，C正确。 故选AC。 （3）[1]相机拍照的时间间隔为 竖直方向 解得 根据题意 [2]平抛运动初速度大小 地 城 考点05 验证机械能守恒定律 10．（25-26高一下·云南昆明·期末）某兴趣小组利用图甲所示的装置验证“机械能守恒定律”。实验步骤如下：在圆弧挡板边缘每隔相同高度安装一个挡光片，将带有光电门传感器的摆锤从高处无初速度释放，摆锤经过挡光片时，光电门传感器自动记录挡光时间，使用专用软件，可自动计算机械能、动能和重力势能，并自动生成三条线性图像，每条线性图像代表一种能量随高度变化的规律，如图乙所示。 (1)图中代表重力势能随高度h变化的图像是_________，代表动能随高度h变化的图像是_________（选填图像前的字母“A”、“B”或“C”）； (2)若挡光片的宽度为d，摆锤经过挡光片时，光电门传感器记录挡光时间为，则此时摆锤的速度大小为_________。为减小测量速度的误差，挡光片摆放位置应尽量_________（选填“靠上”或“靠下”）。 【答案】(1) B C (2) 靠下 【详解】（1）[1]重力势能，高度减小时，重力势能减小，对应图像B。 [2] 摆锤在下落过程中，重力做正功，动能增大，对应图像C。 （2）[1]当很小时，可用这段时间内的平均速度来代替瞬时速度 [2]为减小误差，越小越好，因确定，应选取速度大的位置测量，所以挡光片的摆放位置应靠下。 11．（25-26高一下·云南曲靖·期末）某兴趣小组用如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律，所用器材包括气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、光电门A和B、天平、刻度尺等。实验步骤如下∶ （1）用天平测得滑块（含遮光片）的质量为m。 （2）用刻度尺测得气垫导轨的长度为s，气垫导轨两端的高度差为h，光电门A、B之间的距离为L。 （3）将滑块从斜面顶端由静止释放，分别记录滑块经过光电门A、B的时间Δt1、Δt2，则滑块通过光电门B的速度vB=____。 （4）已知当地的重力加速度为g，则滑块从光电门A到B动能的改变量ΔEk=____，重力势能的改变量ΔEp=____，若ΔEp=ΔEk，则可以验证滑块在下滑过程中机械能守恒。 【答案】 mm 【详解】[1]滑块通过光电门B的速度 [2]滑块通过光电门A的速度，滑块从A到B过程动能的改变量 [3]设气垫导轨斜面的倾角为θ，由几何关系得，滑块从A到B过程重力势能的改变量，联立可得 12．（25-26高一下·云南玉溪·期末）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为。 (1)下列实验器材中不必要的是_____（选填字母序号）。 A．秒表 B．交流电源 C．刻度尺 D．弹簧秤 (2)某次实验时，得到一条纸带如图乙所示。在纸带上选取连续的三个点、、和另外连续的三个点、、，测得、之间的距离为，、之间的距离为，、之间的距离为。若重物的质量为，交流电源频率为，可得从到的过程中，重物的重力势能减少量_____，重物的动能增加量_____。（均用题中所给相关物理量的字母表示） 【答案】(1)AD (2) 【详解】（1）此实验中不需要秒表和弹簧秤，需要刻度尺和交流电源。 故选AD。 （2）[1]从到重物重力势能减少量为 [2]打点时重物的速度大小为 同理可得打点时重物的速度大小为 从到重物的动能增加量为 13．（25-26高一下·云南文山·期末）在“验证机械能守恒定律”的实验中 (1)下列操作正确的是_________。 A． B． C． (2)实验获得一条纸带，截取点迹清晰的一段并测得如图所示的数据，已知打点的频率为50Hz，则打点“13”时，重锤下落的速度大小为_________m/s（保留三位有效数字）。 (3)已知重锤的质量，当地重力加速度g取，选取点“1”到点“13”的过程，计算得重锤的重力势能减少量为_________J，另计算得重锤的动能增加量为0.508J。（保留三位有效数字）。 (4)观察实验结果发现，重锤的重力势能的减少量略大于动能的增加量，导致这个误差的原因可能是：__________________。 【答案】(1)B (2)3.34 (3)0.510 (4)重锤下落过程中受到空气阻力或纸带和限位孔之间存在摩擦阻力 【详解】（1）正确的操作为手提纸带上端使纸带竖直，同时使重物靠近打点计时器，由静止释放。 故选B。 （2）根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，可得打点“13”时，重锤下落的速度大小 （3）重力势能的减小量 （4）由实验原理可知，重力势能的减少量略大于动能的增加量的原因可能是重锤下落过程中受到空气阻力、纸带和限位孔之间存在摩擦阻力。 14．（25-26高一下·云南迪庆·期末）如图所示，托盘通过绕过光滑定滑轮的细线牵连静止放在气垫导轨上的滑块，将气垫导轨左端垫高与水平面夹角为（已知角，但图中未画出且不能忽略），将滑块移至光电门1左侧某处，从静止释放，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2，从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和；用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m；测出挡光条的宽度d；由导轨标尺读出两光电门中心间的距离s；重力加速度为g。 (1)滑块通过光电门1的速度为________； (2)m和M构成的系统增加的动能为________； (3)在误差允许范围内，若满足关系式________则可认为验证了机械能守恒定律。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）滑块通过光电门1的速度为 （2）滑块通过光电门2的速度为 m和M构成的系统增加的动能为 （3）若m和M构成的系统机械能守恒，则系统减少的重力势能等于系统增加的动能，则有 15．（25-26高一下·云南昆明·期末）某物理兴趣小组设计了一个如图所示的验证机械能守恒定律的实验装置，实验主要步骤如下： A．测出小钢球的直径d=10.50mm； B．用一根轻质细线将质量m=60g的小钢球栓接起来，细线的另一端固定于悬点O，让小钢球静止在最低点，用毫米刻度尺量出悬点到球心的长度； C． 在小钢球运动的最低点前后放置一组光电门，然后将细线拉至水平位置后，由静止释放小钢球，同时启动数字毫秒计时器，小钢球通过光电门的挡光时间 （1）小球运动到最低点的速度为__________m/s．（结果保留三位有效数字） （2）上述过程中小钢球减少的重力势能__________J，小钢球增加的动能___________J．（，结果均保留三位有效数字） 【答案】 (1)4.20 (2)0.588 0.529 【详解】（1）最低点小球的速度为： （2）小钢球减少的重力势能；小球增加的动能为； 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题05力学和机械能实验 目目 考点01 探究弹簧弹力与形变量的关系 1.(1) 14.45/14.44/14.46 50 (2)增大 目目 考点02 探究两个互成角度的力的合成规律 2.(1)B (2)3.8 (3)作图过程中选用加粗的笔描点 3.(1) 3.00 偶然 (2)F' (3)B (4)B 4.(1)等效替代法 (2)AC (3) F 实验过程中因为操作不规范或测量读数导致存在误差 目目 考点03 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 5.(1)一定 (2) t△t2△t (3)0.7 (4)A 6.(1)不需要 (2) 1.0 140 (3)平衡摩擦力过大或斜面倾角过大 7.(1)是 (2)0.42 试卷第1页，共3页 ↑a/(ms*2) 0.6 0.5 0.4 3)0.3 0.2 0.1 FN 00.10.20.30.40.50.6 (④)平衡摩擦力不足 目目 考点04 验证机械能守恒定律 8.(1)同一 (2)3 (3)gT2 9.(1)C (2)AC (3) 3 0.6 目目 考点05 自感现象与涡流 10.(1) B C (2) d 靠下 △M 11. 1d21（d2 mghL △t2 12.(1)AD (2) mgs g可-) 13.(1)B (2)3.34 (3)0.510 (④)重锤下落过程中受到空气阻力或纸带和限位孔之间存在摩擦阻力 d 14.(0) a时w品w】 试卷第1页，共3页 命学科网 www zxxk.com 让教与学更高效 15. (1)4.20 (2)0.588 0.529 试卷第1页，共3页