2027届高考物理一轮复习 专项训练-必修第一册实验常考题型合集

训练一 测量做直线运动物体的瞬时速度 一、匀变速直线运动规律（本大题共3小题） 1．在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中： （1）乙图的打点计时器工作电压为 （填“交流”或“直流”） V。 （2）下列操作中正确的有___________； A．打点计时器应安装在长木板的有滑轮一端 B．在释放小车前，小车要靠近打点计时器 C．应先接通电源，后释放小车 D．两相邻测量点间的时间间隔必须是0.1s E．用图像处理数据时，必须用平滑的曲线连接所有的点 （3）小兰同学打出的一条纸带如图所示，A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s。则打点计时器打下D点时小车的速度大小为 m/s。 2．（1）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：要用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是___________（直流电，交流电），它们是每隔___________s打一个点。 （2）在“用打点计时器测速度”的实验中：除电磁打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面仪器和器材中，必须使用的有 （填选项代号） A．电压合适的50Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．秒表 E．天平 （3）实验过程中，下列做法正确的是 A．先释放小车，再接通电源 B．先接通电源，再释放小车 C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 （4）某同学用如图1所示的装置，打出的一条纸带如图2所示，其中ABCDE为计数点，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。 ①打点计时器打下C点时小车的瞬时速度大小为____________； ②由纸带上所示数据可算得小车运动的加速度大小为____________。 3．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学得到如图所示的纸带（图中相邻两计数点间有四个计时点未画出）。已知打点计时器所用电源频率为50Hz，OA=1.20cm，OB=2.78cm，OC=4.68cm，OD=6.96cm。 （1）打点计时器使用的是 （填“直流”或“交流”）电源，打点计时器打下纸带上相邻两计数点的时间间隔 s（结果保留两位有效数字）。 （2）当打点计时器打下点时，小车的速度大小 m/s（结果保留两位有效数字）。 （3）小车的加速度大小 m/s2（结果保留两位有效数字）。 二、匀变速直线运动规律的应用（本大题共1小题） 4．如图所示是研究物体做匀变速直线运动规律时得到的一条纸带（实验中打点计时器所接低压交流电源的频率为），取较清晰的部分来研究；相邻两计数点间有4个计时点未画出，依照打点的先后顺序依次编号为1、2、3、4、5、6、7都为计数点。测得：，，，，，。 （1）实验过程中应 。 A．先接通电源再释放纸带 B．先释放纸带再接通电源 C．哪个先，哪个后都可以 （2）相邻两计数点间的时间间隔为 。 （3）打点计时器打计数点6时，物体的速度大小为 。（计算结果保留三位有效数字） （4）利用逐差法求物体的加速度的表达式 （用题中所给的字母、、、、、及题（2）中的表示）物体的加速度大小 。（计算结果保留三位有效数字） 三、电磁打点计时器、电火花打点计时器（本大题共1小题，共6分） 5．[6分]目前实验室用的打点计时器有 计时器和 计时器两种，它们所接电源均为频率为50Hz的交变电流，所以都是每隔 s打一个点．但前者所接交流电压为 V，后者所接交流电压为 V. 四、速度随时间变化规律及加速度的测量（本大题共9小题） 6．某同学利用自由落体运动测量当地的重力加速度，实验装置如图1所示，打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。使重物自由下落，打点计时器在随重物下落的纸带上打下一系列点迹。（计算结果均保留三位有效数字） （1）关于本实验，下列说法正确的是 （填选项前的字母） A．释放纸带的同时，接通电源 B．纸带上打的点越密集说明纸带运动速度越大 C．先接通电源，待打点计时器正常工作时，再释放纸带 D．实验中打点计时器使用的电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两计时点的时间间隔为0.02s （2）①打出的纸带如图2所示，实验时纸带的 端和重物相连接。（选填“甲”或“乙”）； ②纸带上依次取0至4五个计数点，每相邻两计数点间还有四个计时点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，则打点3时重物的下落速度v3= m/s； ③由纸带上所给的数据可计算出实验时的加速度为 m/s2。 7．在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中： (1)下列操作中正确的有 （多选）； A．在释放小车前，小车要靠近打点计时器 B．打点计时器应放在远离滑轮的一端 C．应先释放小车，后接通电源 D．电火花计时器应使用低压直流电源 (2)图中的实验器材外，必需的器材还有 填字母序号； A．天平    B．秒表   C．刻度尺 (3)如图为小车带动纸带通过打点计时器打出的纸带，选出的部分计数点分别记为O、A、B、C、D、E、F，每相邻两计数点间还有四个点未画出，打点计时器使用的是50Hz的低压交流电，则： 从打O点到打F点所经历时间为 s； 计数点“C”处的速度为 结果保留两位有效数字； 小车的加速度大小为 结果保留三位有效数字。 8．某同学利用自由落体运动测量重力加速度，实验装置如图1所示，打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。使重锤自由下落，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带，依次标出计数点1、2、3…8，相邻计数点之间还有1个计时点。分别测出相邻计数点之间的距离x1、x2、x3…x7，并求出打点2、3、4…7时对应的重锤的速度。 （1）图2为纸带的一部分，则计数点2对应的刻度值为 cm；打下计数点3时，重锤下落的速度v3= m/s（计算结果保留2位小数） （2）除计数点3外，其余各计数点速度对应的坐标点已在图3坐标系中标出，请在图中标出速度v3对应的坐标点，并作出v-t图线 。 （3）根据图3，实验测得的重力加速度g = m/s2（计算结果保留2位小数）。 9．一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上加速滑下。如图是打出的纸带的一段，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。 （1）部分实验步骤如下： A．测量完毕，关闭电源，取出纸带 B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D．把打点计时器固定在斜面上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是： （用字母填写）； （2）小车连接在纸带的 （选填：左端、右端）； （3）图中标出的相邻两计数点的时间间隔T= s； （4）计算小车在AC之间运动的平均加速度为a= m/s2（加速度计算结果保留三位有效数字）。 10．某物理兴趣小组利用自由落体运动测量重力加速度的装置如图甲所示。装置竖直放置，通过电磁铁控制小球的下落，利用计时器可测出小球从光电门1到光电门2所用的时间，装置上的直尺可测出小球从自由下落的位置到光电门1的距离和从自由下落的位置到光电门2的距离，每改变一次光电门1和光电门2的位置，就会测出一个时间，多次测量后，若以为横轴，利用数据作出一条倾斜直线，如图乙所示，则纵轴代表的物理量为______（填“”或“”）。若图像的斜率为，则重力加速度大小为______（用表示）。由于电磁铁剩磁，断开电磁铁的电源后，小球并不会立即下落，设每次都会延缓一小段时间后再下落，的存在会使重力加速度的测量值______（填“变大”“变小”或“不变”）。    11．小明同学利用如图甲所示的实验装置测定当地的重力加速度，所接的交流电源的频率为50Hz。 （1）对于该实验，下列措施中对减小实验误差有利的是 。 A．重物体积要小，材料可以选择塑料球、木球、橡皮球或铁球 B．必须用天平测出重物的质量 C．调节打点计时器位置，减小纸带与限位孔之间的摩擦 D．电磁打点计时器需用220V的交流电源 E.实验时要先接通电源后释放纸带 （2）该同学实验时利用打点计时器打纸带，得到一条点迹清晰的纸带打出的部分计数点如图乙所示（每相邻两个计数点间还有个计时点未画出）。其中3.91cm、13.62cm、23.41cm、33.12cm、39.13cm，则打点计时器在打C点时重物的速度 m/s，重力加速度g= m/s2（计算结果均保留3位有效数字）。 （3）在实验中因交流电源的不稳定，若交流电源的实际频率比50Hz略微变小，但做实验的小明同学并不知道，那么重力加速度的测量值比实际值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 12．小明用如图所示装置测量重力加速度，用电磁打点计时器(频率为50Hz）打出纸带的一部分如图所示． （1）由打出的纸带可判断，实验时小明是用手拿着纸带的 （选填“A”或“B”）端由静止释放的． （2）本实验 （选填“需要”或“不需要”）用天平测重物的质量． （3）纸带上所打点1至9均为计时点，用刻度尺测得1、2两点之间的距离x12=4.56cm，7、8两点之间的距离x78=2.23cm，结合这两个数据可以算出当地重力加速度为 m/s2（保留三位有效数字）． 13．如图甲所示，用光电门研究小钢球下落的速度及当地的重力加速度。每次小钢球从 A 光电门上方同一位置无初速度释放，保持 A光电门位置不变，每次释放小钢球前降低一次 B 光电门的位置，多次试验，测得 A、B 光电门之间的距离为 h，数字计时器记录得到小钢球从 A 光电门运动到 B 光电门的时间为 t，得到小钢球的 的图像如图乙所示。 (1)用毫米刻度尺和两个小三角板测得小钢球的直径如图丙所示，小球的直径为 mm。若小球的直径为 d，小钢球经过光电门 A 的遮光时间为t ，小钢球经过光电门 A 的速度大小为 。 (2)由图乙可知小钢球经过 A 光电门的速度大小为 m/s，当地的重力加速度大小为 m/s2（此小问均保留三位有效数字） 14．对如图打出的一条纸带进行研究，从O点开始每5个点取一个计数点（中间4个点未画出），计数点分别为A、B、C、D、E，图中给出了相关数据，打点计时器使用的电源频率为50Hz，回答下列问题。 （1）电火花打点计时器的工作电源是 V的 （填“直流”或“交流”）电源，图中每相邻的两个计数点之间的时间是 s。 （2）B点的瞬时速度是 m/s。（保留两位小数） 五、实验：探究弹簧弹力和形变量的关系（本大题共1小题） 15．某实验小组利用图甲所示装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验。通过改变弹簧下面所挂钩码的个数，测出弹力和弹簧长度的几组数据，再根据所得数据在坐标纸上作出F—x图象如图乙所示，不计弹簧受到的重力。 (1)该弹簧处于竖直状态时的原长为 cm。 (2)实验得到的结论为 。 (3)该弹簧的劲度系数为 N/m（结果保留三位有效数字）。 六、实验：探究两个互成角度的力的合成规律（本大题共6小题，共36分） 16．[6分]在“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，E为橡皮筋原长时小圆环的位置，O为实验时小圆环被拉到的位置。 (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)某次实验中一弹簧测力计的指针位置如图丁所示，可知拉力的大小为 N； (3)在实验过程中，必须记录的有______； A．甲图中E的位置 B．乙图中O的位置 C．OB、OC的方向 D．弹簧测力计的示数 (4)若在图乙中，、夹角大于90°，现保持O点位置不变，拉力方向不变，增大与的夹角，将缓慢转至水平方向的过程中，两弹簧秤示数大小变化为______。 A．一直增大，一直增大 B．先减小后增大，一直增大 C．一直增大，一直减小 D．一直增大，先减小后增大 17．[6分]某课外兴趣小组做“探究求合力的方法”实验，步骤如下： (1)在弹簧测力计的下端悬挂一重物M，记下重物静止时弹簧测力计的示数F. (2)将贴有白纸的木板竖直放置，三个细线套一端共系于一个结点，另一端分别系于弹簧测力计A、B和重物M上，测力计A挂于固定点P，手持测力计B的端拉动细线，使结点静止于O点，如图所示。记录下O点位置、两个测力计示数、及 。本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中弹簧测力计B的示数只为 N. (3)在白纸上按一定标度作出F、、的图示，根据平行四边形定则作出、的合力F’的图示，若 ，则平行四边形定则得到验证。 (4)本实验中采用的科学方法是 . 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 (5)关于本实验，下列做法合理的是 . A．三根细线必须等长 B．要使两弹簧测力计的读数非常接近 C．每次实验时弹簧测力计B始终保持水平 D．使弹簧测力计、细线都位于竖直平面内 18．[6分]在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是用两个弹簧测力计通过两细绳互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条。 ①实验中，某同学认为必须注意以下几点，其中正确的是（选填选项前的字母）。 A．两根细绳必须等长 B．实验前将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择两个读数相同的测力计 C．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行 D．使用弹簧测力计时要注意弹簧测力计的外壳不能与木板发生摩擦 ②某同学经过初步实验猜想“合力是以两个分力为邻边所作平行四边形的一条对角线”，为了检验猜想进行了验证实验。在实验中和表示两个互成角度的力，F表示以和为邻边所作平行四边形的一条对角线，表示一个弹簧测力计拉橡皮条时的力，两次橡皮条的结点均被拉到同一位置，记下细绳的方向。则对实验数据处理正确的图是。 19．[6分]某实验小组用如图甲所示的装置进行“验证力的平行四边形定则”实验，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。 （1）为了完成实验，需要___________（多选）。 A．测量橡皮条的原长 B．记录结点O的位置 C．始终确保OB和OC细绳之间的夹角为 D．通过细绳记录拉力的方向 （2）某次实验时弹簧测力计的示数如图乙所示，则此时的示数为 N。 （3）某次实验完成后根据实验数据画出分力与合力的示意图如图丙所示，如果没有操作失误，那么图丙中的F（只用一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的力）的方向 （填“一定”或“不一定”）沿AO方向。 20．[6分]在“验证力的平行四边形定则”的实验中， 某同学第一步用一个弹簧测力计钩住细绳套拉橡皮条，使结点到达某一位置O；第二步用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套互成角度地拉橡皮条，使结点到达同一位置O．某同学的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。 （1）第二步中必须记录的是（ ） A．两细绳的长度和两细绳的方向 B．橡皮条伸长的长度和两细绳的方向 C．两弹簧测力计的读数和橡皮条伸长的长度 D．两细绳套的方向和两弹簧测力计的读数 （2）图乙是该同学在白纸上根据实验结果画出的图。 ①图乙中的___是力F1和F2的合力的理论值；___是力F1和F2的合力的实际测量值。 ②在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是否会发生变化？答：___．（选填“会”或“不会”） （3）下面列出的措施中，哪些是有利于改进本节实验以减小误差的（ ） A．橡皮条弹性要好，拉到O点时拉力适当小些 B．两个分力F1和F2间的夹角要尽量大些 C．拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计平行贴近木板面 D．拉橡皮条的绳要细，而且要稍长一些 21．[6分]如图是“验证力的合成的平行四边形定则”实验示意图。将橡皮条的一端固定于A点，图甲表示在两个拉力F1、F2的共同作用下，将橡皮条的结点拉长到O点；图乙表示准备用一个拉力F拉橡皮条，图丙是在白纸上根据实验结果画出的力的合成图示。 (1)有关此实验，下列叙述正确的是 。 A．将橡皮条拉伸相同长度即可 B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度 C．将弹簧都拉伸到相同刻度 D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 (2)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是 。 A．两细绳必须等长 B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行 C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数应尽可能小 D．用两个力一起拉时，两个力一定要互相垂直 (3)图丙中是以F1、F2为邻边构成的平行四边形的对角线，一定沿AO方向的是 。（填F’或者F） 七、实验：探究加速度与力、质量的关系（本大题共9小题） 22．为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，其中为小车和小车上的滑轮的总质量，为沙和沙桶的总质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。 （1）下列实验操作中，一定要进行的是______； A．用天平测出沙和沙桶的总质量 B．本实验不需要将带滑轮的长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力 C．调整力传感器和定滑轮的高度，使连接它们的轻绳与长木板平行 （2）实验中 （选填“需要”或“不需要”）满足所挂沙和沙桶的总质量远小于小车质量； （3）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个打印点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为 （结果保留三位有效数字）； （4）该同学以力传感器的示数为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图象是一条直线（图象没有画出），求得图线的斜率为，则小车和小车上的滑轮的总质量为 。 23．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=50 Hz。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。 24．图1为“用DIS（数字化信息系统）研究物体的加速度与力的关系”的实验装置图，A为带有位移传感器发射器的小车，B为若干规格相同的回形针。实验中，用回形针的重力大小替代小车所受拉力大小，改变回形针的个数 ，画出小车加速度 与回形针个数 的关系图线如图2所示。 （1）为了研究物体的加速度与力的关系，实验中应该保持 ___________不变。 （2）该实验装置 ___________（选填“需要”或“不需要”）满足小车质量远大于回形针总质量的条件。 （3）图3为计算机记录的小车每隔0.1s所处的位置，由此可求得小车加速度的大小是___________m/s2，在 点时，小车的速度大小为___________m/s。（计算结果均保留两位有效数字） （4）设一个回形针的重力为 ，小车加速度 与它所受拉力 的定量关系式_____________________。 25．在某次探究小车加速度与力、质量的关系的实验中，甲、乙、丙、丁四组同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M，重物质量用m表示。 （1）为便于测量合力的大小，并得到小车总质量（未知）一定时，小车的加速度与所受合力成正比的结论，下列说法正确的是 A．四组实验中只有甲需要平衡摩擦力 B．四组实验都需要平衡摩擦力 C．四组实验中只有乙需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件 D．四组实验都需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件 （2）某次实验中，利用甲图实验的甲组同学在正确操作后得到了一条纸带如下图所示（相邻两计数点间有四个点未画出），已知交流电源的频率为f，则可以计算出本次实验中小车的加速度表达式为 （3）后续实验中，甲组同学们发现弹簧测力计损坏，因此改变了实验方案，撤去弹簧测力计，仍利用甲装置进行了新的探究，步骤如下： ①垫高长木板左端，直到小车在不挂重物时，匀速下滑； ②测出重物的质量m，利用纸带计算出悬挂重物后小车运动时加速度a大小； ③改变m，重复步骤②，得到多组m、a的数据；’ ④以a为纵轴、m为横轴作出的图像，发现图像为曲线，为了得到两者的线性关系，同学们整理公式，发现以为纵轴，以 （选填“”或“m”）为横轴，便可得到线性图像。若该线性图像的斜率为k，纵截距为b，则小车的质量 （用字母k，b表示） 26．同学利用如图（a）所示的装置测量与长金属板之间的动摩擦因数和当地力加速度、金属板固定于水平实验台上，一轻跨过轻滑轮，左端与放在金属板上的滑块（滑块上固定有宽度为d=2.000cm的遮光条）相连，另一端可悬挂钩本实验中可用的钩码共有N=6个，每个质量均为m0=0.010kg。实验步骤如下： a：在金属板上适当的位置固定光电门A和B，两光电门通过数据采集器与计算机相连。 b：用电子秤称出滑块和光条的总质量为M=0.150kg。 c：将n（依次取n=1，2，3，4，5，6）个钩码挂在轻滑轮右端，其余N-n个钩码固定在滑块上。用手按住滑块，并使轻绳与金属板平行。接通光电门，释放滑块。计算机自动记录： i、遮光条通过光电门A的时间△t1； ii、遮光条通过光电门B的时间△t2； ⅲ、遮光条的后端从离开光电门A到离开光电门B的时间△t12； d：经数据处理后，可得到与n对应的加速度a并记录。 回答下列问题： （1）在n=3时，△t1=0.0289s，△t2=0.0160s，△t12=0.4040s。 ①忽略遮光条通过光电门时速度的变化，滑块加速度的表达式为a1=，其测量值为m/s2（计算结果保留3位有效数字。通过计算机处理得到，） ②考虑遮光条通过光电门时速度的变化，滑块加速度的测量值a2a1（填“大于”“等于”或“小于”） （2）利用记录的数据拟合得到a-n图像，如图（b）所示，该直线在横轴上的截距为p，用已知的物理量数值和测得的物理量p，表示μ与p之间的数学函数关系：μ=。 27．“探究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示。 （1）实验的五个步骤如下： A．将带有滑轮的长木板放在水平实验台上并安装打点计时器； B．将纸带一端固定在小车上另一端穿过打点计时器； C．把细线的一端固定在小车上，另一端通过定滑轮与小桶相连，把木板的一侧垫高，让小车做匀速直线运动，以补偿阻力； D．拉动纸带的自由端让小车靠近打点计时器，释放小车后接通电源打出纸带，测出小桶和沙的总重力，作为细线对小车的拉力F，利用纸带测量的数据算出小车的加速度a； E．更换纸带，改变小桶内沙的质量，重复几次操作。 以上操作中，错误的两步是： 。（用步骤前的字母表示） （2）纠正错误后，实验中打出的某条纸带，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，测得数据如图乙所示，由此可以算出小车运动的加速度是 m/s2。（保留三位有效数字） （3）小华同学对实验装置进行了改进，将系着沙桶的细线一端通过动滑轮与固定于长木板的力传感器相连，如图丙所示（滑轮的摩擦和质量不计），实验时小华没有补偿阻力，他以力传感器的示数F为横坐标，以加速度a为纵坐标，画出a-F的图像应是下图中的 图。进行该实验时 满足小桶和沙的总质量远小于小车质量。（填“需要”或者“不需要”） A．    B．     C．     D． （4）小华由a-F图像求得直线部分的斜率为k，则他实验所用小车的质量为 （用k表示）。 28．图甲为“探究加速度与物体所受合外力关系”的实验装置，实验中所用小车的质量为，重物的质量为，实验时改变重物的质量，记下测力计对应的读数。       （1）实验过程中， （填“需要”或“不需要”）满足。 （2）实验过程中得到如图乙所示的纸带，已知所用交流电的频率为。其中A、B、C、D、E为五个计数点，相邻两个计数点之间还有4个点没有标出，根据纸带提供的数据，可求出小车加速度的大小为 。（计算结果保留三位有效数字） （3）当重物质量合适时，小车做匀速运动，此时测力计的读数为。更换重物，用表示小车的加速度，表示弹簧测力计的示数，下列描绘的关系图像合理的为 。 A．    B．      C．    D．   29．为探究物体加速度a与外力F和物体质量M的关系，研究小组同学们在教材案例的基础上又设计了不同的方案，如图所示：方案甲中在小车前端固定了力传感器与细线相连，可以从传感器直接读出细线拉力；方案乙中拉动小车的细线通过滑轮与弹簧测力计相连，从测力计示数可读出细线拉力；方案丙中用带有光电门的气垫导轨和滑块代替木板和小车。打点计时器的供电频率。 （1）关于上述不同实验方案的操作，下列说法正确的是（） A．各方案都需要使拉动小车（滑块）的细线与轨道平行 B．甲、乙两方案必须使长木板处于水平位置 C．各方案通过作出图像即可直观得出加速度与质量的关系 （2）如图丁所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，两个计数点间还有四个点未画出，小车运动到D点瞬时速度为m/s，小车运动的加速度为（结果均保留两位有效数字）。 30．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。 （1）关于实验步骤，下列说法正确的是 。 A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力 B．实验时应先释放小车，后接通电源 C．本实验砝码及砝码盘B的质量应约等于小车A的质量 D．在探究加速度与质量的关系时，应作图像 （2）在实验中，某同学得到了一条纸带如图所示，选择了A、B、C、D、E作为计数点，相邻两个计数点间还有4个计时点没有标出，其中、、、，电源频率为50Hz，可以计算出小车的加速度大小是 。 （3）某同学将长木板右端适当垫高，其目的是 。如果长木板的右端垫得不够高，木板倾角过小，用a表示小车的加速度，F表示细线作用于小车的拉力，他绘出的关系图像可能是 。 A．    B．    C．    D． 参考答案 1．【答案】（1）交流；220；（2）BC；（3）1.7 【详解】（1）乙图的打点计时器工作电压为交流220V。 （2）打点计时器应安装在长木板的没有滑轮一端，故A错误；由于小车的速度较快，为了能够在长度有限的纸带上尽可能多地获得间距适当的数据点，便于数据处理，在释放小车前，小车要靠近打点计时器放置，且应先接通电源，后释放小车，故BC正确；两相邻测量点间的时间间隔可根据实际情况选取，不用必须是0.1s，故D错误；E．用图像处理数据时，误差较大的点应当舍去，故E错误。 （3）打点计时器打下D点时小车的速度大小为，代入数据，解得。 2．【答案】（1）交流电；0.02 （2）AC （3）BD （4）0.30；0.40 【详解】（1）常用的电磁打点计时器和电火花打点计时器使用的是交流电。 电源频率为50Hz，则每隔，打一个点。 （2）电压合适的50Hz交流电源，A正确，B错误；刻度尺用来测纸带上计数点间的距离，C正确；打点计时器就是计时仪器，不需要秒表，D错误；实验是“探究小车速度随时间变化的规律”的，因此不需要天平测小车和钩码的质量，E错误。 （3）先释放小车，再接通电源，这样纸带利用率很低，纸带上会得到很少的数据，会产生较大的实验误差，A错误；先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车，纸带会得到充分利用，纸带上会得到更多的数据，会减小实验误差，B正确；将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，小车会在长木板上运动更长的距离，纸带上会打出更多的计数点，从而得到更多的数据，C错误，D正确。 （4）①纸带上相邻两个计数点之间还有4个点未画出，由在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，打点计时器打下C点时小车的速度大小为。 ②由匀变速直线运动的推论和纸带所示数据算出小车的加速度大小为。 3．【答案】（1）交流；0.10；（2）0.21；（3）0.35 【详解】（1）打点计时器使用交流电源。打点计时器打下题图所示纸带上相邻两计数点的时间间隔。 （2）当打点计时器打下C点时，小车的速度大小。 （3）根据逐差法可得小车的加速度大小。 4．【答案】A；0.1；0.365；；0.503； 【详解】 （1）[1]为了提高纸带的利用率，在释放小车前，小车要靠近打点计时器，这样可以尽量在纸带上多打点，为了提高纸带的利用率，同时为了使打点更稳定，减小误差，要先接通电源，再释放纸带，故A正确，BC错误； （2）[2]相邻计数点间的时间间隔为 （3）[3]由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度得计数点6的瞬时速度为 （4）[4][5]根据匀变速直线运动的推论公式 可以求出加速度的大小，得 为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值，得 代入数据解得 5．【答案】电磁打点；电火花；0.02；4～6；220； 【详解】 目前高中阶段用的打点计时器有两种：一种是电磁打点计时器，另一种是电火花打点计时器．工作电压分别为4-6伏，和220伏交流电，频率都为50HZ,T=1/f=0.02s. 6．【答案】 CD/DC 乙 3.38 9.71 【详解】（1）[1]AC．实验中应该先接通电源，待打点计时器正常工作时再释放纸带，故A错误，C正确； B．纸带上相邻计时点间的时间相等，纸带运动越慢，纸带上的计时点越密集，故B错误； D．实验中打点计时器使用的电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为0.02s，故D正确。 故选CD。 （2）[2]根据题意，由纸带可知，从乙端到甲端连续相等时间的位移越来越大，说明从乙端到甲端速度越来越大，则乙端和重物相连接。 [3]根据题意可知，每相邻两计数点间还有四个计时点，则相邻计数点间的时间间隔为0.1s，由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可得打下点3时，重锤下落的速度为 [4]根据逐差法可得实验时重物的加速度为 7．【答案】 【详解】(1)[1]A．为了提高纸带的利用率，在释放小车前，小车要靠近打点计时器，A正确； B．打点计时器应放在长木板的没有滑轮一端，B正确； C．实验时，应先接通电源，后释放小车，打点完毕关闭电源，C错误； D．电火花计时器使用的是220V的交流电源，D错误。 故选AB。 (2)[2]本实验不必测量砝码及小车质量，因此不选天平，打点计时器就是计时，故不选秒表，除仪器图中的实验器材外，必需的器材还有刻度尺，故选C。 (3)①[3]应为每相邻两计数点间还有四个点未画出来，可知任意两点间的时间间隔 则从打O点到打F点所经历时间为 ②[4]打“C”点的速度等于BD段的平均速度，故打计数点“C”时的速度为 ③[5]根据 由数据可知 因此加速度 8．【答案】（1）；1.08/1.09/1.10；（2）；（3） 【详解】（1）由图2可知，计数点2对应的刻度值为2.22cm； 由图2可知，计数点4对应的刻度值为11.00cm；相邻计数点的时间间隔为，根据匀变速直线运动的规律，可知计数点3的速度等于计数点2到计数点4这段时间的平均速度，则有。 （2）作出的v-t图线，如图所示 （3）根据图3，可得实验测得的重力加速度。 9．【答案】DCBA；左端；0.10；0.393； 【详解】 （1）[1] 把打点计时器固定在斜面上，让纸带穿过限位孔，将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连，接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车，测量完毕，关闭电源，取出纸带，故正确顺序是DCBA。 （2）[2]小车在斜面上加速滑下，由纸带数据可知，小车连接在纸带的左端。 （3）[3] 由于相邻两个计数点之间还有4个点未画出，故图中标出的相邻两计数点的时间间隔为0.1s。 （4）[4]根据逐差法公式 10．【答案】；；不变 【详解】设小球自由下落到光电门1的时间为，自由下落到光电门2的时间为，有，， 联立解得 则纵轴表示的物理量为。 所以分析可知斜率 解得 以上可知g的值与、与和均无关，重力加速度的测量值不变。 11．【答案】CE/EC ；1.85；9.75；偏大 【详解】（1）[1] A．为了减小阻力的影响，重物体积要小，质量要大，所以应该选取铁球，A错误； B．该实验不需要用到m进行运算，所欲不需要用天平测量质量，B错误； C．为了减小纸带与限位孔之间的摩擦，保证重物尽可能自由下落，纸带要与限位孔平行，C正确； D．电磁打点计时器需用4～6V的交流电源，D错误； E．实验时要先接通电源，打点稳定后，再释放纸带，E正确。选CE。 （2）[2][3]每相邻两个计数点间还有个点未画出，所以计数点间时间间隔，打点计时器在打C点时重物的速度，根据逐差法可知，重力加速度 （3）[4] 交流电源的实际频率比50Hz略微变小，则实际打点周期变大，代入偏小，所以测量值大于真实值。 12．【答案】A；不需要；9.71； 【分析】 根据相等时间间隔内位移的变化判断哪一端与重锤相连． 根据连续相等时间间隔内的位移之差是一恒量，通过逐差法求出加速度． 【详解】 (1) 重物拉着纸带运动的过程中，相等时间间隔内位移越来越大，知实验纸带的B端与重物相连接，那么验时小明拿着纸带的A端； (2)由于本实验只通过纸带计算加速度，所以不需要测物体的质量； (3) 根据逐差法得： 13．【答案】4.8-5.2 均可（必须估读一位）；；4.90；9.82； 【详解】 (1)[1]小球的直径为5.0mm。 [2]若小球的直径为 d，小钢球经过光电门 A 的遮光时间为t ，小钢球经过光电门 A 的速度大小为 (2)[3][4]由图乙可知小钢球经过 A 光电门的速度大小为4.90m/s，根据 即 当地的重力加速度大小为 解得 g=9.82m/s2 14．【答案】（1）220；交流；0.10 （2）0.25 【详解】（1）电火花打点计时器的工作电源是220V的交流电源； 每5个点取一个计数点，则图中每相邻的两个计数点之间的时间为 （2）B点的瞬时速度为 15．【答案】6.0（或6）；在弹性限度内，弹簧的弹力与其形变（伸长）量成正比；26.7； 【详解】 (1)[1]设弹簧的劲度系数为，弹簧长度为，原长为，则有 由图象可知当 即弹簧处于竖直状态时的原长为。 (2)[2]由图象分析可知为一恒值，可知在弹性限度内，弹簧的弹力与其形变（伸长）量成正比。 (3)[3]将变形可得 16．【答案】(1)B (2) (3)BCD (4)A 【详解】（1）合力与分力是等效替代关系，所以本实验采用的科学方法是等效替代法。 选B。 （2）丁图中的弹簧测力计最小分度值为，读数为。 （3）在实验过程中，必须记录小圆环被拉到的位置O、弹簧测力计拉力的大小和方向。 选BCD。 （4）在图乙中，保持O点位置不变，即与的合力保持不变，拉力方向不变，增大与的夹角，将缓慢转至水平方向的过程中，与的变化情况如图所示 由图可知，一直增大，一直增大。 选A。 17．【答案】画出两细线的方向；2.70；F与在一条直线上；B；D 【详解】（2）[1]因要验证平行四边形法则，则需要知道力的方向，需画出两细线的方向； [2]由图可读出弹簧测力计为2.70N； （3）[3]由题可知，若符合平行四边形法则，则F与是一对相互作用力，F与在一条直线上； （4）[4]本实验中让两弹簧测力计的作用效果与重物的重力相同，采用的方法为等效替代法，B正确； （5）[5]A.本实验对三根细线长度没有要求，A错误； B. 本实验对两弹簧测力计示数没有要求，B错误； C.本实验中不需要弹簧测力计B始终保持水平，C错误； D. 本实验必须使弹簧测力计、细线都位于竖直平面内，这样才能保证力的准确性，D正确。选D。 18．【答案】 BC/CB B 【详解】①[1]A．两根细绳的作用是比较方便记录两个力的方向，因此两绳不必等长，A错误； B．实验前将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择两个读数相同的测力计，以减小实验误差，B正确； C．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，以减小实验误差，C正确； D．使用弹簧测力计时弹簧测力计的外壳与木板发生摩擦，不影响弹簧测力计对橡皮条的拉力及读数，D错误。选BC。 ②[2]由题意可知，该实验中F是由平行四边形定则得出的理论值合力，而是由实际实验得出的，则应与OA在同一直线上，ACD错误，B正确。选B。 19．【答案】（1）BD；（2）3.39/3.40/3.41；（3）一定 【详解】（1）每次实验必须将橡皮条的末端点拉至同一位置O，需记录O点的位置、OB和OC细绳的拉力大小及方向，不需要测量橡皮条的原长，A错误，BD正确；实验时为避免实验结果的偶然性，应尽可能改变OB和OC细绳的拉力大小及方向，不需要始终保持夹角为，C错误。 （2）弹簧测力计的分度值为 ，因此此时的示数为。 （3）题图中F为实际合力，即只用一个弹簧测力计拉伸橡皮条至O点的拉力，因此F的方向一定沿AO方向。 20．【答案】D；F；F'；不会；CD； 【详解】 （1）[1]力的合成与分解要满足平行四边形定则，必须要知道力的大小和方向，才能作出力的平行四边形，故A、B、C错误，D正确。 （2）①[2][3]F1与F2合成的理论值是通过平行四边形定则算出的值，而实际值是单独一个力拉O点的时的值，故F是F1与F2合成的理论值，F′是F1与F2合成的实际值。 ②[4]细绳换成橡皮筋后橡皮筋本身的张力还是会把实验用的橡皮筋拉到O点作用效果不变，所以绳子和橡皮筋张力一样，实验结果不会发生变化． （3）[5]A．拉力“适当”大些能减小误差，故A错误； B．两个分力F1和F2间的夹角要适当太大或太小，都会使作图误差变大，故B错误； CD．橡皮条等贴近木板，目的是使拉线水平，绳细且稍长便于确定力的方向，都可以减小实验误差，故CD正确。 21．【答案】BD；B；F； 【详解】 (1)[1]AB．本实验的目的是为了验证力的平行四边形定则，即研究合力与分力的关系。根据合力与分力是等效的关系，本实验橡皮条两次沿相同方向拉伸的长度要相同，A错误，B正确； CD．在白纸上标下第一次橡皮条和绳的结点的位置，第二次将橡皮条和绳的结点拉到相同位置，表明两次效果相同，即两个拉力和一个拉力效果相同，而弹簧称不必拉到相同刻度，C错误，D正确。 故选BD。 (2)[2]A．通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条时，并非要求两细绳等长，A错误； B．测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，B正确； C．用弹簧秤同时拉细绳时，拉力不能太太，也不能太小，两弹簧秤示数之差不能太大，C错误； D．用两个力一起拉时，两个力的夹角没有要求，方便作图即可，不需要垂直，D错误。 故选B。 (3)[3]以表示F1、F2的有向线段为邻边画平行四边形，以F1、F2交点为起点的对角线用表示，故是理论值，用一个弹簧拉橡皮筋时的值为实验值，其方向一定与OA共线，由于误差的存在，理论值与实验值并非完全重合，有一定的夹角，故该题中一定沿AO方向的是F。 22．【答案】（1）C；（2）不需要；（3）2.00；（4） 【详解】（1）小车受到的拉力通过力传感器直接读出，故不用天平测出沙和沙桶的总质量，A错误；为了使小车受到的合力等于细绳上的拉力，本实验需要将带滑轮的长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力，B错误；调整力传感器和定滑轮的高度，使连接它们的轻绳与长木板平行，以确保小车受到的合力等于细绳上的拉力，C正确。 （2）小车受到的拉力通过力传感器直接读出，不需要用所挂沙和沙桶的总重力代替，故实验中不需要满足所挂沙和沙桶的总质量远小于小车质量。 （3）纸带上有6组数据，采用逐差法可得，小车的加速度为，其中，代入数据可解得。 （4）力传感器的示数为时，小车受到的合力为，由牛顿第二定律可知图象对应的关系为，由题意可知，故小车和小车上的滑轮的总质量为。 23．【答案】（1）BD/DB （2）0.70；2.0 （3）0.40 【详解】（1）图线不过原点且合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，是因为砂桶和砂子的总质量m未远小于小车的质量M造成的。选BD。 （2）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）对小车、砂桶与砂子组成的系统，由牛顿第二定律可得，整理得，由图像可知，解得。 24．【答案】 （1）带有位移传感器发射器的小车质量 （2）需要 （3）2.0；0.56 （4） 【详解】 （1）[1]实验采用的方法是控制变量法，为了研究物体的加速度与力的关系，实验中应该保持带有位移传感器发射器的小车质量不变； （2）[2]实验中用回形针重力大小替代小车所受拉力大小，所以该实验装置需要满足小车质量远大于回形针总质量的条件； （3）[3]小车加速度的大小是 ；[4]由 ， ，联立可得在 点时，小车的速度大小为 （4）[5]由图-2可得 ，其中 ，联立可得小车加速度 与它所受拉力 的定量关系式 25．【答案】BC；；； 【详解】（1）AB．四组实验中长木板都是水平放置，都需要平衡摩擦力，A错误，B正确；四组实验中，乙、丁都能用弹簧测力计测量绳的拉力，丙用力的传感器测量绳的拉力，只有甲不能测量绳的拉力，用重物的重力替代绳的拉力，需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件，C正确，D错误。 （2）根据逐差法可知小车运动的加速度为，由于相邻两计数点间有四个点未画出，则，代入可得。 （3）由加速度和合力之间的关系，对m，轻绳拉力的大小为F，有，对M，可得，以为纵轴，以为横轴，便可得到线性图像。，若该线性图像的斜率为k，纵截距为b，则，，联立可得。 26．【答案】；1.38；小于； 【详解】（1）①[1]根据加速度的定义公式，通过光电门1时，滑块的速度为，通过光电门2时，滑块的速度为，联立解得，滑块加速度的表达式为；[2]代入数据可得，滑块加速度为 ②[3]考虑遮光条通过光电门时速度的变化，滑块加速度为，则 （2）[4]由牛顿第二定律可得，整理可得，则有 ，，该直线在横轴上的截距为p，则有，联立可得，解得 27．【答案】CD/DC；1.20；A ；不需要； 【详解】（1）[1]操作C中错误的是在平衡摩擦力时，把木板的一侧垫高，另一端不能连接小桶，让小车做匀速直线运动，以补偿阻力。操作D中错误的是为了充分利用纸带应先接通电源后释放小车。选CD。 （2）[2]根据匀变速直线运动规律可知相邻相等时间内位移之差为定值，即小车的加速度为 （3）[3]令小车受到的阻力为f，根据牛顿第二定律有，可得，则的图象是一条斜率为正，且纵轴截距为负值的倾斜的直线。选A。 [4]由上可知，小车所受的拉力可以通过力传感器直接得出，不需要满足小桶和沙的总质量远小于小车质量。 （4）[5]根据上述分析可知图象的斜率为，解得 28．【答案】 不需要 0.638 D 【详解】（1）[1]实验中，细线对滑轮和小车的作用力通过测力计测量，不需要满足； （2）[2]相邻计数点间的时间间隔为，根据逐差法可得小车的加速度为 （3）[3]小车匀速运动时有，当更换重物后，由牛顿第二定律有，解得，可知函数为一次函数，图像为一条倾斜直线，与横轴交于一点。选D。 29．【答案】（1）A （2）0.25；0.50 【详解】（1）各方案都需要使拉动小车（滑块）的细线与轨道平行，A正确；甲、乙两方案需要平衡摩擦力，长木板有一定的倾角，长木板不处于水平位置，B错误；各方案通过作出图像得到的是曲线，不能直观得出加速度与质量的关系，C错误。 （2）两个计数点间还有四个点未画出，所以相邻两计数点间的时间间隔为，根据匀变速直线运动的中间时刻速度等于这个过程的平均速度，小车运动到D点瞬时速度为，小车的加速度。 30．【答案】D；；平衡摩擦力；B 【详解】（1）[1]A．根据，每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项A错误； B．为了打点稳定，实验时应先接通电源，后释放小车，选项B错误； C．本实验中为了保证砝码及砝码盘的重力近似等于小车的牵引力，则砝码及砝码盘B的质量应远小于小车A的质量，选项C错误； D．在探究加速度与质量的关系时，应作图像，可以得到线性图像，选项D正确。选D。 （2）[2]相邻两个计数点间还有4个计时点没有标出，可知，则根据可得加速度 （3）[3][4]某同学将长木板右端适当垫高，其目的是平衡摩擦力；如果长木板的右端垫得不够高，木板倾角过小，则当力F增加到一定值时小车才会做加速运动，则他绘出的关系图像可能是B。 第 2 页 共 54 页 第 1 页 共 54 页 学科网（北京）股份有限公司 $