牛顿运动定律相关实验 实验题专项强化练习 - 2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦牛顿运动定律实验，通过基础操作与创新装置结合，系统训练实验探究能力，培养科学思维与科学探究素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |探究加速度与力、质量的关系|2题|实验操作判断、纸带数据处理、图像分析|从基础实验原理（控制变量法）到创新装置（压力传感器、光电门），构建“原理-操作-数据-结论”探究链条| |测量动摩擦因数|3题|弹簧弹力分析、滑动摩擦力测量、图像法处理数据|基于摩擦力概念，通过不同实验方案（弹簧测力计、纸带加速度）实现动摩擦因数定量测量，体现知识应用拓展|

2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 实验题专项强化练习 牛顿运动定律相关实验 板块 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 小专题1　探究加速度与力、质量的关系 1．用图1所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系 (1)以下操作正确的是_____。 A．使小车质量远小于槽码质量 B．调整垫块位置以平衡摩擦力 C．平衡摩擦力时移去打点计时器和纸带 D．释放小车后立即打开打点计时器 (2)保持槽码质量不变，改变小车上砝码的质量后，_____（填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力。 (3)保持槽码质量不变，改变小车上砝码的质量，得到一系列打点纸带。其中一条纸带的计数点如图2所示，相邻两点之间的距离分别为，时间间隔均为。下列加速度算式中，最优的是_____。      A． B． C． D． (4)以小车和砝码的总质量为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的图像如图3所示。由图可知，在所受外力一定的条件下，与成_____（填“正比”或“反比”）；甲组所用的_____（填“小车”、“砝码”或“槽码”）质量比乙组的更大。    2．实验小组探究“加速度与力、质量的关系”的装置如图所示。小钢球置于一小车内，车内后壁装有压力传感器，车顶安装有遮光条。细绳一端系于小车上，另一端跨过固定在长木板上的定滑轮，挂上钩码。 (1)若将压力传感器的示数视为小球所受合力的大小，则在实验过程中，______（选填“需要”或“不需要”）满足钩码质量远小于小车质量，细线______（选填“需要”或“不需要”）调节至与长木板平行，长木板要调节至下列选项中的______（填选项字母）状态。 A．保持水平　　B．倾斜一特定角度 C．倾斜任意一小角度　　D．倾斜任意一大角度 (2)光电门安装在长木板的位置A，在长木板上标记另一位置B。改变钩码个数，让小车每次都从位置B开始运动，记录多组压力传感器示数F和光电门测量的遮光时间t。某同学猜想小球的加速度与F成正比，若用图像法验证他的猜想，则最直观、合理的关系图像是下列选项中的______（填选项符号）。 A． B． C． D． (3)若作出（2）中正确选项的图像为一条过原点的直线，图像斜率为k，并测出遮光条的宽度为d，AB间距为x，则小钢球的质量m=______（用字母k、d、x表示）。 小专题2　测量动摩擦因数 1．某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度l的关系如图甲所示，则由图线可知： (1)弹簧的劲度系数为__________。 (2)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数，两位同学分别设计了如图乙、丙所示的两种方案。 ①为了用某一弹簧测力计的示数表示两木块A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案__________（填“乙”或“丙”）更合理。 ②若两木块A和B的重力分别为10.0N和30.0N，当木块A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0N，弹簧测力计b的示数为11.0N，弹簧测力计c的示数为4.0N，则两木块A和B间的动摩擦因数为__________。 2．某同学用图（a）所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连，滑轮和木块之间的细线保持水平，在木块上放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧测力计的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在下表中给出，其中Ff的值可从图（b）中弹簧测力计的示数读出。 砝码的质量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 滑动摩擦力Ff/N 2.15 2.36 2.55 Ff4 2.9 回答下列问题： (1)Ff4=______N； (2)Ff与m、木块质量M、木板和木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为Ff=______； (3)绘出Ff-m图线，求得μ=______。（取g=9.80m/s2，保留2位有效数字） 3．某同学利用图1甲实验装置探究滑块加速度与木板间动摩擦因数的关系。实验过程中选取上表面粗糙程度不同的长木板，通过纸带测出滑块加速度a及对应动摩擦因数数值，作出图像如图乙所示，作图时忘记标明纵、横截距数据，重力加速度g取。 (1)为尽可能准确地完成实验，下列说法正确的是__________。 A．长木板需调整为水平 B．实验前需补偿阻力 C．实验过程需保持小桶及沙子质量m滑块质量M D．连接滑块的细线需要与长木板平行 (2)已知滑块质量为，当换用动摩擦因数的长木板时，实验得到的纸带如图2所示，已知交流电频率，相邻计数点间还有四个点未画出，则滑块加速度大小__________（保留2位有效数字）。 (3)结合以上信息，则小桶及沙子质量__________kg；图乙中横截距__________。 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 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 实验题专项强化练习 牛顿运动定律相关实验 板块 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 小专题1　探究加速度与力、质量的关系 1．(1)B (2)不需要 (3)D (4) 反比 槽码 【详解】（1）A．为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力，故应使小车质量远大于槽码质量，故A错误； B．为了保证小车所受细线拉力等于小车所受合力，则需要调整垫块位置以补偿阻力，也要保持细线和长木板平行，故B正确； C．平衡摩擦力时不能移去打点计时器和纸带，需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动，故C错误； D．根据操作要求，应先打开打点计时器再释放小车，故D错误。 故选B。 （2）平衡摩擦力时满足 可得 可见上式与小车质量无关，所以保持槽码质量不变，改变小车上砝码的质量后，不需要重新平衡摩擦力。 （3）根据逐差法可知，，， 联立可得小车加速度表达式为 故选D。 （4）[1]根据图像可知与M成正比，故在所受外力一定的条件下，a与M成反比； [2]设槽码的质量为m，则由牛顿第二定律 化简可得 故斜率越小，槽码的质量m越大，由图可知甲组所用的槽码质量比乙组的更大。 2．(1) 不需要 需要 A (2)D (3) 【详解】（1）[1]由于本实验采用了压力传感器，不需要用钩码的总重力代替绳子的拉力，因此不需要满足钩码质量远小于小车质量； [2]为了保证小车所受拉力的方向不变，因此细线需要调节至与长木板平行； [3]为了使小球所受压力传感器的力在水平方向，因此长木板要调至水平状态，故选A。 （2）遮光条通过光电门的瞬时速度 AB间距为x，根据运动学公式v2=2ax 对小球，根据牛顿第二定律F=ma 联立解得 因此为了直观第反映小球的加速度与F成正比，需要建立图像。 故选D。 （3）根据上述（2）图像的斜率 解得小钢球的质量 小专题2　测量动摩擦因数 1．(1)200 (2) 乙 0.2 【详解】（1）根据图像斜率可知，弹簧的劲度系数为 =200 （2）①[1] 在拉着物体A运动的过程中，拉物体A的弹簧测力计b、c由于在不断地运动，示数可能会变化，读数不是很准，弹簧测力计a是静止的，指针稳定，便于读数，故方案乙更合理。 ②[2] 弹簧测力计a测的是木块A和B间的滑动摩擦力，两木块A和B间的动摩擦因数为 2．(1)2.75N (2) (3)0.41 【详解】（1）从图中可读出 （2）木块受到的摩擦力可表达为 （3）由以上分析可得 根据数据描点连线有 从图表中可以观察当m每增加0.05kg，摩擦力Ff增加0.2N，则 所以 3．(1)ACD (2)2.0 (3) 0.75 0.375 【详解】（1）A．本实验中，滑块摩擦力，只有长木板水平，才能保证支持力，因此长木板必须水平，故A正确； B．本实验要探究加速度与动摩擦因数的关系，摩擦力是研究对象，不能补偿摩擦力，故B错误； C．本实验近似认为滑块拉力等于小桶和沙子的重力，只有满足，该近似才成立，故C正确； D．细线与长木板平行，才能保证拉力沿滑块运动方向，使合力测量准确，故D正确。 故选ACD （2）交流电频率，相邻计数点间有4个点未画出，因此相邻计数点时间间隔。 由逐差法： （3）[1]对滑块、小桶和沙子整体由牛顿第二定律： 整理得与的关系： 已知，时， 代入得： 解得 [2]横截距是时对应的值，令，得 因此： 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $