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尺测量完全可以,不必采用“计数点”法,故D正确. (1)由游标卡尺的读数方法d=主尺读数+游标尺的读
2.【答案】 (1)甲 (2)①打点计时器接了直流电源 数,注意分度,读得小球直径为1.020cm,小球通过光电门可
②重物离打点计时器太远 (3)4.8m/s2 乙 , d 1.02cm近似认为做匀速直线运动 所以vA= = =4m/s;
【解析】 由Δx=aT2,利用逐差法得到物体运动的加 tA 2.55ms
速度a=4.8m/s2.若用自由落体实验测得物体运动的加速 (2)在验证机械能守恒定律时,要看动能的减少量是否
2 2
度a 应该接近10m/s2,所以该纸带是采用乙实验 方 案 得 v v等于势能的增加量,即gh=
A B;
2-2
到的.
(3)小球通过 A 的时间越短,意味着小球的速度越大,
3.【答案】 (1)克服空气阻力做功,机械能减小 (2)
而速度越大受到的空气阻力就越大,损失的能量越多,动能
高于
的减少量和势能的增加量差值就越大.
【解析】 (1)从B 到C 到D,机械能逐渐减小,原因是由
3.【答案】 (1)0.97m/s (2)0.48J 0.47J (3)C
于克服空气阻力做功,使得一部分机械能转化为内能,导致
(4)A 实验过程先释放重物后通电
机械能减小.
() , 4.
【答案】 (1)17.6 (2)①D ②3.04 ③gh2 ④a
2 表中A 点的机械能数据明显偏小 原因是摆锤释放
10.0 ⑤4l(, h-l
)
器释放点高于A 点 A 点的机械能按A 点的高度计算.
【拓展题特训】 综合特训
【 】 () ()hF-hD h +h -2h1.答案 1C 2 F D E ()2T T2 3E 【母题特训】
9.79(9.75~9.83) (4)ABD 1.【答案】 (2)1.4 (4)7.94 1.4
【解析】 (1)测量某点到O 点距离h 的记录中不合理的 【解析】 (2)根据秤盘指针可知量程是10kg,指针所指
一组是C:12.4,因为该数据没有估读. 示数为1.4kg.(4)记录的托盘称各次示数并不相同,为减小
(2)根据某段时 间 的 平 均 速 度 等 于 中 点 时 刻 的 瞬 时 速 误差,取平均值,即m=1.81kg.而模拟器的重力为G=m'g
h -h =9.8N,所以小车经过凹形桥最低点的压力为 mg-mg'≈
度,vE=vDF=
F D;
2T 7.94N.根据径向合力提供向心力即7.94N-(1.4kg-1kg)
根据Δx=aT2得: v2
×9.8N/kg=(1.4kg-1kg) ,整理可得R v≈1.4m
/s.
Δx EF-DE (hF-hE)-(hE-hD)a = T2 = T2 = T2 f f f2
2.【答案】 (1) ( ) ( ) ( )
h +h -2h 2
s1+s2 2 s2+s3 2 s3-s1
= F D ET2 . (2)40
(3)由题图可以看出第5组数据(计数点E)偏离直线较 【解析】 (1)由于重物匀加速下落,A、B、C、D 各相邻
远,误差较大. 点之间时间间隔相同,因此B 点应是从A 运动到C 的过程
1 的中间时刻,由匀变速直线运动的推论可得:
若该过程机械能守恒,则有mgh= 2,2mv s1+s2
所以v2=2gh, B
点的速度vB 等于AC 段的平均速度,即vB= 2t
v2-h 图象中,图线的斜率为2g,即g 为斜率的一半, 1 f
由于t= ,故vB= (2 s1+s2
)
k f
由图线可知g= =9.79m/s22 . f
同理可得vC= (s2+s3)
(4)根据高中实验的要求,查阅当地重力加速度,由于实 2
验测得的g 值近似等于当地重力加速度,所以公式 mgh= Δv匀加速直线运动的加速度a=Δt
1
mv2成立,即验证了机械能守恒定律,A正确.由于空气阻2 f [(
v -v 2 s2+s3
)-(s1+s2)]
C B f2
力和摩擦阻力的存在,有一部分机械能转化为内能,测得的 故a= (t = 1 = 2 s3-
g 值应偏小,B正确.该误差使得测量结果总是偏小,不是操 f
作不当引起的,属系统误差,D正确. s1)①
2.【答案】 (1)1.020 4(4.0或4.00也对) (2)gh 和 (2)重物下落的过程中,由牛顿第二定律可得:
v2 v2A B m -F阻=ma②
2-2
(3)小球上升过程中受到空气阻力的作用,速度越 g
由已知条件F阻=0.01mg③
大,所受阻力越大 由②③得a=0.99g
【解析】 本题考查“验证机械能守恒定律”的实验,意在 2
代入 得: f ( ),代入数据得
考查学生对实验的掌握情况. ① a=2 s3-s1 f≈40Hz
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物理·实验专题
3.【答案】 (3)0.39 (4)图见解析 (5)0.45 (6)BC 时,橡皮筋拉力T 的方向相同,故水平拉力F 大小相等,即
【解析】 (3)因为小车做初速度为零的匀加速直线运 Fa=Fb.
动,故将( 12,0.78)代入s= at2 可得a=0.39m/2 s
2.
(4)根据描点法可得如图所示图线.
(3)根据题图可知,选项B、D正确,选项A、C错误.
(4)橡皮筋拉伸不宜过长,选用新橡皮筋等可减小误差.
2.【答案】 (1)BCD (2)标记结点O 的位置 钩码的
个数 N1、N2、N3 OA、OB、OC 三段绳子的方向
【解析】 (2)为验证平行四边形定则,必须通过作受力
图.所以先明确受力点,其次要作出力的方向并读出力的大
小,最后作出力的图示.因此要做好记录,需从力的三要素角
(5)根据牛顿第二定律可得nmg=[(5-n)m+M]a,变 度出发:需记录O 点的位置;钩码的个数 N1、N2、N3;拉力
nmg nmg
形可得a= ( ) = ,如 果 绳 子 的 拉 力 F
、F 、F 的方向.
M+ 5-n m M+5m-nm TOA TOB TOC
3.【答案】 (1)B (2)0.50 (3)C
mg
近似等于砝码的重力,则必须满足 M m,故a= n,M+5m 【解析】 (1)该实验要平衡摩擦力,故A错误;拉力可由
mg 测力计示数获得,故不要求重物质量远小于小车质量,故C
故斜率k= ,根据图象以及M+5m m=0.010kg
,可得 M=
错误;由于重物向下加速运动,由牛顿第二定律:m2g-2F=
0.45kg. m g-ma
m2a,
2 2
解得:F= ,故D错误;故选B.
(6)因为如果不平衡摩擦力,则满足F-f=ma 的形式, 2
mg f (2)根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT
2,有:a=
即a= n- ,故不过原点,但仍是直线, 错误M+5m M+5m A 0.50m/s2.
mg () , ,
B正确;因为f= (M+5m-nm)g,代入可得a= n 3
若没有平衡摩擦力 则当0f mg+μmg μ(M+5m)- = n- ,故直线的斜率变大, 的a-F 图象可能是选项C中的图象.M+5m M+5m M+5m
4.【答案】 (1)平衡摩擦力 (2)0.52 (3)BC (4)D
故C正确.
【解析】 (1)长木板右端垫一物块,调整后可以使小车【点评】 本题考查验证牛顿第二定律的应用.对于高中
的下滑分力与受到的摩擦力平衡
, .实验 要求能明确实验原理,认真分析各步骤,从而明确实验
()从游 标 卡 尺 读 出:
方法; 2 5mm+2×0.1mm=5.2mm同时注意掌握图象的性质,能根据图象进行分析,明确
=0.52cm.
对应规律的正确应用.
(3)应使拉力远小于小车的重力,这时拉力才接近重物【过关特训】
的重量,但如果选 A,【 】 () ( ) 由于拉力太小
,不容易观察,因此不能
1.答案 1 见解析图 F合=4.6~4.9N都算对
() 选A
,只能选B、C.
2Fa=Fb (3)BD
(4)橡皮筋拉伸不宜过长;选用新橡皮筋(或:拉力不宜 (
1 d
4)实际验证的是mgh= Mv2,而v= 2,由于作出2 Δt
过大;选用弹性好的橡皮筋;换用弹性好的弹簧).
1
【解析】 (1)作出的图示如图所示. 的图象为直线,因此应该作出m- 图象Δt2 .
5.【答案】 (1)刻度尺、天平(包括砝码) (2)D (3)可
在小车上加适量砝码(或钩码) (4)CD
【解析】 (1)本实验需要知道小车的动能,因此还需要
用天平测出小车的质量,用刻度尺测量纸带上点迹之间的长
度,求出小车的瞬时速度.
(2)牵引小车的细绳与木板平行的目的是在平衡摩擦力
后使细绳拉力等于小车受的合力,选项D正确.
(3)在保证所挂钩码数目不变的条件下要减小小车加速
(2)重物受力情况如图所示,由于重力不变,两 次 实 验 度可以增加 小 车 的 质 量,故 可 在 小 车 上 加 适 量 砝 码(或 钩
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码). 【解析】 (1)、(2)需要测量系统重力势能的变化量,则应
(4)当小车在运动过程中存在阻力时,拉力做正功和阻 该测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离,系统的末速
力做负功之和等于小车动能的增量,故拉力做功总是要比小 d度为v= ,则系统重力势能的减少量 ,系统动能Δt ΔEp=mgh
车动能增量大一些;当钩码加速运动时,钩码重力大于细绳
1 1 d
拉力,此同学将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,则拉 的增加量为ΔEk= (2 2M+m
)v2= (2 2M+m
)( )2,若系
Δt
力做功要比小车动能增量大,故只有C、D正确. 1
统机械能守恒,则有mgh= (2M+m)(
d)2
6.【答 案】 (1)间 距 相 等 (2)释 放 小 车 (3) 2 Δt
.
M(h -h )2 (3)系统机械能守恒的条件是只有重力做功,引起实验E C
2 F(hD-hA) (4)外力所做的功等于物体动8T 系统误差的原因可能有:绳子有一定的质量、滑轮与绳子之
能的变化量 间有摩擦、重物运动受到空气阻力等.
【解析】 (1)当打点计时器能在纸带上打出一系列间隔 (4)根据牛顿第二定律得,系统所受的合力为 mg,则系
均匀的点时,小车做匀速直线运动,受力平衡. : mg g统加速度为 a= ,当 不断增大,则 趋2M+m=2M m a
(2)在组装好实验装置的基础上,进行实验时应先接通 m +1
电源,再释放小车. 于g.
(3)D 点的瞬时速度等于CE 段的平均速 度,即vD = 9.【答案】 (1)L、l (2)见解析图 (3)0.2
hE-h 1 【解析】 (C 1)由题意可知,B 距地面的高度h,A 在木板,故 打 下 D 点 时 的 动 能 为2T EkD =
2
2 MvD = 上滑行的距离x,A、B 的质量mA、mB.从静止释放让它们运
M(hE-h )2 动到B 着地,根据动能定理得:C
2 ;拉力对小车做的功为 (8T W=F hD-hA
). 1
mBgh-μmAgh= (mA+mB)v2①
(4)因图线是一条过原点的直线且直线的倾角为45°,可 2
得出方程式ΔEk=W,故可得结论:
从 着地到 停在木板上,根据动能定理得:
外力所做的功等于物体 B A
1
动能的变化量. m v2A =μmAg(x-h)2 ②
7.【答案】 (1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的
: m①② = B
h
由 解得
平均速度 μ (m +m ③A B)x-mBh
(2)4.22 4.01M 4.02M 可知没有必要测量L 和l.
(3)在误差允许的范围内,重力势能的减少量等于动能 (2)作出x 随h 变化的图象如图所示.
的增加量
(4)C
【解析】 (1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平
均速度,故直尺上磁带通过光电门的瞬时速度可利用vi=
d
求出
Δt .i
() d 3.8×10
-3m
2 第5点速度为v5=Δt =0.90×10-3s≈4.22m
/s.
5 (
() : 1+μ
)m
3 B由③得 x=
1 (mA+mB)
h
从第5点到第1点间动能的增加量为ΔEk=2Mv
2
5- μ
根据数学知识得到图象中直线的斜率
1 ( )2 1 1+ mB
2Mv1=2×M×
(4.222-3.132)≈4.01M. k= μ
μ(mA+mB)
从第5点 到 第1点 间 重 力 势 能 的 减 少 量 为 ΔE = 由图得:p k≈1.5
MgΔh5=M×9.8×0.41≈4.02M. (1+ )×1代入数据得: μ( )=1.5
(3)从表中数据可知,
3+1
在误差允许的范围内,重力势能的 μ
解得μ=0.2
减少量等于动能的增加量. 【思维导图】
(4)根据动能定理可知:MgΔh=ΔEk,故 ΔEk-Δh 的
图象是一条过原点的直线,故C正确.
8.【答案】 (1)①挡光片中心
() 1 d2mgh= (2M+m)( )22 Δt
(3)绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运
动受到空气阻力等
() mg g4 ①a= = ②重力加速度2M+m 2M g
m +1
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物理·实验专题
10.【答案】 (1)50 (2)相等 (3)滑块的动能 (4)正 【解析】 (1)电火花计时器需接通220V交流电源,因
比 压缩量的二次方 此低压交流电源用不着;另外还需要用到天平测出小车的质
【解析】 (1)加50g砝码时,弹簧弹力F1=mg=k(l0 量 M.
-l1),加100g砝码时F2=2mg=k(l0-l2),ΔF=F2-F1 (2)打点2时的速度等于点1到点3之间的平均速度,
=k(l1-l2),则k≈49.5N/m,同理由加100g砝码和加150 d -d d
即v 3 1 42= 或 ;根据机械能守恒,整个系统减少的重
k+k' 2T 4T
g砝码的情况可求得k'≈50.5N/m,则劲度系数k= 2 1
力势能等于整个系统增加的动能,即 mg(d5-d1)= (M
=50N/m. 2
(2)使滑块通过两个光电门时的速度大小相等,就可以 +m)(v25-v21).
认为滑块离开弹簧后做匀速直线运动. v2(3)根据v2=2ad,因此 -d 图线的斜率就是加速度,
(3)弹性势能转化为滑块的动能. 2
(4)图线是过原点的直线,所以v 与x 成正比,整个过程 而对钩码进行受力分析可知:mg-FT=ma,而对小车FT=
1 m
弹性势能转化为动能,即E弹=Ek= mv2,弹性势能与速 Ma,因此可得a=2 M+m
g.
度的二次方成正比,则弹性势能与弹簧压缩量x 的二次方成 14.【答案】 (1)见解析图 (2)0.40(0.38~0.42均正
正比. 确) (3) 2μg(s-h)
【 h 【解析】 ()在坐标系中描点,用平滑的曲线(直线)将11.答案】 (1)4.30 (2)a【解析】 (1)根 据 匀 变 速 直 线 运 动 的 推 论,利 用 逐 差
法,得
x 23-x1=2a1T
x4-x2=2a2T2
a +a
a= 1 22
1
又知T= =0.1s
f
联立以上各式得a≈4.30m/s2
(2)如果斜面光滑,根据牛顿第二定律得,物体下滑的加
h
速度a'=gsinθ=g s =5.88m
/s2,因为a'>a,所以斜面 (2)根据F=μG,F—G 图线的斜率反映了滑块与木板
间的动摩擦因数,所以μ≈0.40.
是粗糙的. (3)根据牛顿第二定律,P 落地后,滑块运动的加速度的
12.【答案】 (1)M(重物)的重力 (2)细线Oa、Ob、Oc
mg
的方向(或三段细线的方向) (3)如图所示 (4)竖直 大小为a=μm =μg
,且P 落地后滑块的位移x=s-h,根
据速度和位移的关系得0-v2=-2ax.
所以滑块的最大速度v= 2ax= 2μg(s-h).
15.【答案】 (1)C D (2)①10.15 ②9 60
【解析】 (1)探究小车速度随时间的变化关系时,用平
均速度替代瞬时速度,体现了极限的思想;探究弹簧伸长与
弹力的关系时,采用了图象分析的方法;探究求合力的方法
时,采用了等效替代的方法;探究小车加速度与质量、力的关
【 】 () 系时,应用了控制变量法,故选C、D;(2)20分度的游标卡尺,解析 1 两个弹簧测力计的合力等于悬挂重物的重
其精 确 度 为 ,故 钢 球 的 直 径
力,需要先测量出悬挂重物 M 的质量,便于 求 出 该 重 物 的 0.05mm d=10 mm+3×
0.05mm=10.15 mm;当 测 量 结 果 为 51.45 mm 时,即重力.
(2) Oa、Ob、Oc 51.45mm=51mm+9×0.05mm
,故读数时游标尺上的第
记录下细线 的方向作为两个弹簧测力计 9
拉力和悬挂重物重力的方向. 格与主尺刻度对齐,主尺对齐的 刻 度=51mm+9mm =
(4)F'方向与悬挂重物的重力方向应该在同一直线上, 60mm.
即竖直方向. 16.【答案】 (1)B (2)1.88 1.84 (3)A (4)BD
d -d d 【解析】 (1)验证机械能守恒时,我们验证的是减少的
13.【答案】 (1)H 天平 (2) 3 1或 42T 4T 1重力势能ΔEp=mgh 和增加的动能ΔEk=2mv
2之间的关
mg(
1 m
d5-d 2 21)= ( )(2 M+m v5-v1
) (3)M+mg 系,由B 点能够测h 和v 的数据,而A、C 两点不方便测出速
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度v.故应取图中O 点到B 点来验证机械能守恒定律; 1 2 1mv 20- mvM
(2)减少的重 力 势 能 为:ΔEp=mgh=1×9.8×19.2× g 2 2vM=x2 , 所 以 μ = =
-2 2H mgL10 =1.88J.
1 1 1 1
利用匀变速直线运动的推论得:
2mv
2
0-4Hmgx
2 2 2
2 2v0-4Hgx2
xAC (23.23-15.55)×0.01 m L =
,由于斜面相同,所以每
v = /, g gLB 2T= 2×0.02 =1.93ms 次到达斜面底端的速度相等,因此 H、x2、以及L 的测量会
1
所以增加的动能为:ΔEk= mv2B=1.84J; 对实验结果带来误差,故选BCD.2
(3)从理论角度 物 体 自 由 下 落 过 程 中 机 械 能 守 恒 可 以 (3)
1
x =vt,H= gt2
g
1 0 v0=x1 ,将数据代入表2 2H
得出:
达式,解得
1 μ
=0.5.
mgh= mv2,即v2=2gh,2 20.【答案】 (1)AC (2)
k
1/b 2b
1
所以以
2v
2为纵轴,以h 为横轴画出的图线应是过原
21.【答案】 (1)C ()
2F-ma
2
, mg点的倾斜直线 也就是图中的A.
22.【答案】 (1)3.25 1.79 (2)C
故选:A;
() 23.
【答案】 (1)0.175 (2)A 位置(或遮光条)到光电
4A.开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后
1
再释放纸带,让它带着纸带一同落下,如果先放开纸带让重 门B 之间的距离x (3)C (4)t2-F
物下落,再接通打点计时器的电源,由于重物运动较快,不利
24.【答案】 (1)3.90 (2)7.70 7.61 阻力做负功
于数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差.故A错误, 【解析】 (1)打点计时器周期为0.02s,B 点的速度为:
B正确;
hAC 0.8659-0.7099
C.打点计 时 器 使 用 的 电 源 为 交 流 电 源,故 C错 误,D vB= / /;2T= 2×0.02 ms=3.90ms
正确. (2)重物由O 点运动到B 点的过程中,重力势能的减少
17.【解析】 (1)因为挡光框宽度很小l=3cm,而滑块 量为:
通过挡光框的时间极短,故可 认为滑块做匀速运动,则通过 ΔEp=mgh=1×9.8×0.7875=7.70J;
两挡光框时的平均速度就等于通过G1 和G2 两位置的瞬时 1 1
l h H H 增加的动能为
:ΔEk=2mv
2 2
B= ×1×3.90=7.61J;
速度v= ;由相似原理,可得 = ,便可求得Δt s L h=Ls
, 2
由于有阻力做功,故减少的重力势能大于增加的动能.
H、L、s都是事先设定的. 25.【答案】 (1)2.5 A 场景B变加速运动,场景C接
() l 3×10
-2
2v1= = m/s=0.6m/s, 近重力加速度 (2)A (3)橡皮筋恢复原长时的速度Δt1 5×10-2
x 2
l 3×10-2 26.【答案】 (1) ()(
x
2 h- )
1
(3)0.010
v2=Δt =2×10-2m
/s=1.5m/s, H H x2-h2
2
1 ±0.002 4.705±0.004
动能增长量ΔEp= m(v22-v21)
1
2 =2×0.5×
(1.52-0. 27.【答案】 (1)A (2)乙 ② (3)1.30或者1.50
62)J≈0.473J. 28.【答案】 (1)1.5×10-3 (2)7.0×10-3 (3)5.0
H 0.2 2h
h= s= ×0.5m=0.1m, 29.【答案】 (3)L 1 t2
(4)a-m' (5)3 1.5
重力势能减少量 【解析】 (3)根据匀变速直线运动的位移时间公式得,h
ΔEp=mgh=0.5×9.80×0.1J=0.490J. 1= gt2,
2h
解得a= 2 .
在误差允许的范围内可认为机械能守恒. 2 t
【 】 ( )gh
(d +d ) (d 2 (4)~(5)根据牛顿第二定律得:
18. 答 案 1 2 3 = 3
+d4)
L 8T2 - 对m1及砝码:(m1+m')g-T=(m1+m')a
(d +d )21 2 对 及砝码:() m2 T-
(m2+m-m')g=(m2+m-m')a
8T2 2AC
: m -m -m 2m'g联立解得 a= 1 2
g m1+m2+m
g+m1+m2+m.
19.【答案】 (1)x2 (2)BCD (3)2H 0.5 根据数学 知 识 得 知:作“a-m'”图 线,图 线 的 斜 率k
【解析】 (1)根 据 平 抛 运 动 的 规 律 有:x2=vMt,H= 2g
= ,
1 g m1+m2+m
2gt
2 vM=x2 2H . m -m -m图线的截距b= 1 2 g,
() , 1 1
m1+m2+m
2 根据动能定理 -μmgl= mv2M- mv20,又因为:2 2 将k、b、m 代入计算,解得m1=3kg,m2=1.5kg.
102
物理·实验专题
综合特训
1.(2022·全国卷Ⅰ)某物理小组的同学设计了一
个粗制玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验.
所用器材有:玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器
(圆弧部分的半径为R=0.20m).
完成下列填空:
(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图(a)所
示,托盘秤的示数为1.00kg;
( 图()2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托 a
盘秤的示数如图(b)所示,该示数为 kg;
(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经
过最低点后滑向另一侧,此过程中托盘秤的最大示数
为m;多次从同一位置释放小车,记录各次的 m 值如 图(b)
下表所示:
(2)已测得s1=8.89cm,s2=9.50cm,s3=10.10
cm,当地重力加速度大小为9.80m/s2,实验中重物受
到的平均阻力大小约为其重力的1%,由此推算出f
为 Hz.
3.(2022·全国卷Ⅲ)某物理课外小组利用图(a)
中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关
系.途中,置于实验台上的长木板水平放置,其右端固
定一轻滑轮:轻绳跨过滑轮,一端与放在木板上的小滑
序号 1 2 3 4 5
车相连,另一端可悬挂钩码.本实验中可用的钩码共有
m(kg) 1.80 1.75 1.85 1.75 1.90 N=5个,每个质量均为0.010kg.实验步骤如下:
(4)根据以上数据,可求出小车经过凹形桥最低点
时对桥的压力为 N;小车通过最低点时的速
度大 小 为 m/s.(重 力 加 速 度 大 小 取
9.80m/s2,计算结果保留两位有效数字)
2.(2022·全国卷Ⅰ)某同学用图(a)所示的实验
装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为 图(a)
交流电源,可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz.
(1)将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方
打出纸带的一部分如图(b)所示.该同学在实验中没有
垫上适当厚度的小物快,使小车(和钩码)可以在木板
记录交流电的频率f,需要用实验数据和其他题给条 上匀速下滑.
件进行推算. (2)将n(依次取n=1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳
(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用 右端,其余N-n个钩码仍留在小车内;用手按住小车
f 和图(b)中给出的物理量可以写出:在打点计时器打 并使轻绳与木板平行.释放小车,同时用传感器记录小
出B 点时,重物下落的速度大小为 ,打出C 车在时刻t相对于其起始位置的位移s,绘制s-t图
点时重物下落的速度大小为 ,重物下落的加 象,经数据处理后可得到相应的加速度a.
速度大小为 . (3)对应于不同的n的a值见下表.n=2时的s-t
31
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图象如图(b)所示,由图(b)求出此时小车的加速度(保 皮筋时,拉力F3的方向过P3点.三个力的大小分别为:
留2位有效数字),将结果填入下表. F1=3.30N、F2=3.85N和F3=4.25N.请根据图中给
n 1 2 3 4 5 出的标度作图求出F1和F2的合力.
a/m·s-2 0.20 0.58 0.78 1.00
(4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点,并作
出a-n图象.从图象可以看出:当物体质量一定时,物
体的加速度与其所受的合外力成正比.
图1
(2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多
次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果.他用弹簧测
力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相
同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响.
实验装置如图2所示,将一张白纸固定在竖直放置
的木板上,橡皮筋的上端固定于O 点,下端 N 挂一重
物.用与白纸平行的水平力缓慢地移动 N,在白纸上记
录下N 的轨迹.重复上述过程,再次记录下N 的轨迹.
图(b)
图2
两次实验记录的轨迹如图3所示.过O 点作一条
直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉
伸到a 和b 时所受拉力Fa、Fb 的 大 小 关 系 为
.
图(c)
(5)利用a-n图象求得小车(空载)的质量为
kg(保留2位有效数字,重力加速度取g=9.8
m·s-2).
(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1),下列说
法正确的是 .(多选)
A.a-n图线不再是直线 图3
B.a-n图线仍是直线,但该直线不过原点 (3)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有哪
C.a-n图线仍是直线,但该直线的斜率变大 些 .(多选)
A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比
B.两次受到的拉力相同时,橡皮筋第2次的长度
较长
1.(2022·江苏·11)小明通过实验验证力的平行 C.两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到
四边形定则. 的拉力较大
(1)实验记录纸如图1所示,O 点为橡皮筋被拉伸 D.两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两
后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F1 次的长度之差越大
和F2的方向分别过P1和P2点;一个弹簧测力计拉橡 (4)根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行
32
物理·实验专题
四边形定则实验提出两点注意事项. 个点没有画出.由此可求得小车的加速度的大小是
m/s2.(交流电的频率为50Hz,结果保留两位
有效数字)
2.有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四
边形定则:在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑
轮A 和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的质量相
等,当系统达到平衡时,根据钩码的个数读出三根绳子 图2
的拉力FTOA、FTOB和FTOC,回答下列问题: (3)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力
这一步骤,他测量得到的a—F 图象可能是 ( )
4.某同学利用如图甲所示装置来研究加速度与力
的关系.他将光电门1和2分别固定在长木板的A、B
(1)(多选)改变钩码个数,实验能完成的是 两处,换用不同的重物通过细线拉同一小车(小车质量
. 约为200克),每次小车都从同一位置由静止释放.
A.钩码的个数N1=N2=2,N3=4
B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4
C.钩码的个数N1=N2=N3=4
D.钩码的个数,N1=3,N2=4,N3=5
(2)在拆下钩码和绳子前,应该做好三个方面的
记录:
;
;
.
3.如图1所示为“探究加速度与物体所受合外力
的关系”的实验装置图.图中A 为小车,质量为 m1,连
接在小车后面的纸带穿过打点计时器B,它们均置于
, , (1)长木板右端垫一物块,其作用是用来一端带有定滑轮的足够长的木板上 P 的质量为m C 2
;
为弹簧测力计,实验时改变P 的质量,读出测力计不
, (2)用游标卡尺测得遮光条的宽度为 ;同读数F 不计绳与滑轮之间的摩擦. cm
(3)对于所挂重物的质量,以下取值有利于减小实
验误差的是 .(多选)
A.1克 B.5克
C.10克 D.40克
(4)现用该装置来探究功与速度变化的关系,关闭
光电门2,测出多组重物的质量 m 和对应遮光条通过
光电门1的时间Δt,通过描点作出线性图象,应作出
图1
图象.(填选项前字母)
(1)下列说法正确的是 ( ) A.Δt-m B.Δt2-m
A.一端带有定滑轮的长木板必须保持水平 1 1
C.m- D.m-
B.实验时应先接通电源后释放小车 Δt Δt2
C.实验中m2应远小于m 5.某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,1
m g 将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当
D.测力计的读数始终为
2
2 的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究绳
(2)如图2为某次实验得到的纸带,纸带上标出了 拉力做功与小车动能变化的关系.此外还准备了打点
所选的四个计数点之间的距离,相邻计数点间还有四 计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等.
33
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组装的实验装置如图所示. (3)在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如
图2所示,在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、
C、D、E 等多个计数点,各个计数点到O 点间的距离
分别用hA、hB、hC、hD、hE、……表示,则小车和拉力传
感器在计时器打下 D 点时的动能表达式为
,若拉力传感器的读数为F,计时器打下A 点
到打下D 点过程中,细绳拉力对小车所做功的表达式
为 .
(1)若要完成该实验,必需的实验器材还有
.
(2)实验开始时,他先调节木板上定滑轮的高度, 图2
使牵引小车的细绳与木板平行.他这样做的目的是 (4)某同学以A 点为起始点,以A 点到各个计数点
(填字母代号). 动能的增量ΔEk为纵坐标,以A 点到各个计数点拉力
A.避免小车在运动过程中发生抖动 对小车所做的功W 为横坐标,得到一条过原点的倾角
B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰 为45°的直线,由此可以得到的结论是 .
C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动 7.为了验证机械能守恒定律,某研究性学习小组
D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的 的同学利用透明直尺和光电计时器设计了一套实验装
合力 置,如图所示.当有不透光物体从光电门间通过时,光
(3)平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时, 电计时器就可以显示物体的挡光时间,所用的光电门
发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难 传感器可测的最短时间为0.01ms.将具有很好挡光效
以选到合适的点计算小车速度,在保证所挂钩码数目 果的宽度为d=3.8×10-3 m的黑色磁带贴在透明直
不变的条件下,请你利用本实验的器材提出一个解决 尺上.实验时,将直尺从一定高度由静止释放,并使其
办法: . 竖直通过光电门.某同学测得各段黑色磁带通过光电
(4)他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,经 门的时间Δti与图中所示的高度差Δhi,并将部分数据
多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一 进行了处理,结果如下表所示(表格中 M 为直尺质量,
些.这一情况可能是下列哪些原因造成的 取g=9.8m/s2).
(多选).
A.在接通电源的同时释放了小车
B.小车释放时离打点计时器太近
C.阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平
衡掉
D.钩码做匀加速运动,钩码重力大于细绳拉力
6.在探究动能定理的实验中,某实验小组组装了
一套如图1所示的装置,拉力传感器固定在小车上,一
端与细绳相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大
小.穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接,打点计
时器打点周期为T,实验的部分步骤如下:
1
Δt dv = ΔE
2
i=2Mvii i Δt Δhii M Δh
(10-3s) ( )
g i
(m·s-1)
1 m
-2Mv
2
1
1 1.21 3.13 / / /
图1 2 1.15 3.31 0.58M 0.06 0.58M
(1)平衡小车所受的阻力:不挂钩码,调整木板右 3 1.00 3.78 2.24M 0.23 2.25M
端的高度,用手轻推小车,直到打点计时器在纸带上打
出一系列 的点. 4 0.95 4.00 3.10M 0.32 3.14M
(2)测量小车和拉力传感器的总质量 M,按图组 5 0.90 0.41
装好仪器,并连接好所需电路,将小车停在打点计时器 (1)从表格中数据可知,直尺上磁带通过光电门的
附近,先 接 通 拉 力 传 感 器 和 打 点 计 时 器 的 电 源,然 d
, , 瞬时速度是利用 求出的,请你简要分析该同学后 打出一条纸带 关闭电源. vi=Δti
34
物理·实验专题
这样做的理由: . 个什么值 请你帮该同学解决:
(2)请将表格中的数据填写完整. ①写出a与m 之间的关系式:
(3)通过实验得出的结论是 . (还要用到 M 和g).
(4)根据该实验,请你判断下列ΔEk-Δh 图象中 ②a的值会趋于 .
正确的是 ( ) 9.用如图所示实验装置测量滑块A 与木板间的
动摩擦因数.长木板水平固定,细线跨过定滑轮与滑块
A、重锤B 相连.将细线拉直,测出B 离地面的高度h,
将重锤从h高处静止释放,B 落地后,测出A 在木板
上滑动的距离x;改变B 释放高度重复实验,实验数据
如下表所示.
8.如图甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数 实验次数 1 2 3 4 5 6
学家和物理学家阿特伍德(G·Atwood1746~1807) h/cm 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0
创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线
x/cm 14.7 22.4 30.3 37.6 44.9 52.4
运动的规律.某同学对该装置加以改进后用来验证机
械能守恒定律,如图乙所示. (1)若测得A 的质量mA=3kg,B 的质量mB=1
kg,A 和B 间细线的长度L=112.0cm,木板的长度l
=98.0cm,要达到实验目的,以上四个量中没有必要
测量的是 (用物理量的符号表示).
(2)作出x 随h变化的图象.
(1)实验时,该同学进行了如下操作:
①将质量均为 M(A 的含挡光片、B 的含挂钩)的 (3)由图象并结合(1)中所测数值求得滑块与木板
重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态.测 间的动摩擦因数为 .
量出 (填“A 的上表面”、“A 的下表面”或 10.某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹
“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h. 簧的弹性势能与压缩量的关系.
②在B 的下端挂上质量为m 的物块C,让系统 (1)如图(a)所示,将轻质弹簧下端固定于铁架台,
(重物A、B 以及物块C)中的物体由静止开始运动,光 在上端的托盘中依次增加砝码,测量相应的弹簧长度,
电门记录挡光片挡光的时间为Δt. 部分数据如下表,由数据算得劲度系数k=
③测出挡光片的宽度d,计算有关物理量,验证机 N/m.(g 取9.8m/s2)
械能守恒定律.
(2)如果系统(重物A、B 以及物块C)的机械能守
恒,应满足的关系式为 (已知
重力加速度为g).
(3)引起该实验系统误差的原因有
(写一条即可).
(4)验证实验结束后,该同学突发奇想:如果系统
(重物A、B 以及物块C)的机械能守恒,不断增大物块
C 的质量m,重物B 的加速度a也将不断增大,那么a
与m 之间有怎样的定量关系 a 随m 增大会趋于一
35
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(1)弹簧测力计A 挂于固定点P,下端用细线挂一
重物 M,测量 并记录为F.
(2)弹簧测力计B 的一端用细线系于O 点,手持
另一端水平向左拉,使结点 O 静止在某位置(如图
甲),此时需记下结点O 的位置和两测力计的示数F1、
F2以及 .
()
砝码质量/ 3 某同学已在图乙纸上作出F1、F2的图示,请根g 50 100 150
据力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F'.
弹簧长度/cm 8.62 7.63 6.66 (4)改变两细线的夹角,重复做几次实验.若F'的
(2)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如 方向近似在 方向上,且大小近似等于F,则平
图(b)所示,调整导轨使滑块自由滑动时,通过两个光 行四边形定则得以验证.
电门的速度大小 . 13.为了探究机械能守恒定律,岳口高中的金金设
(3)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放 计了如图1所示的实验装置,并提供了如下的实验
滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程 器材:
中,弹簧的弹性势能转化为 . A.小车 B.钩码 C.一端带滑轮的木板 D.细
(4)重复③中的操作,得到v与x的关系如图(c),由 线 E.电火花计时器 F.纸带 G.毫米刻度尺
图可知,v与x成 关系.由上述实验可得结论:对 H.低压交流电源 I.220V的交流电源
同一根弹簧,弹性势能与弹簧的 成正比.
11.现用频闪照相方法来研究物块的变速运动.在
一小物块沿斜面向下运动的过程中,用频闪相机拍摄
的不同时刻物块的位置如图所示.拍摄时频闪频率是
10Hz,通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像
间的距离依次为x1、x2、x3、x4.已知斜面顶端的高度h
和斜面的长度s.数据如下表所示.重力加速度大小g=
9.80m/s2. 图1
(1)根据上述实验装置和提供的实验器材,你认为
实验中不需要的器材是 (填写器材序号),还
应补充的器材是 .
(2)实验中得到了一条纸带如图2所示,选择点迹
清晰且便于测量的连续7个点(标号0~6),测出0到
1、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6,
单位:cm 打点周期为T.则打点2时小车的速度v2= ;
若测得小车质量为M、钩码质量为m,打点1和点5时
x1 x2 x3 x4 h s
小车的速度分别用v1、v5表示,已知重力加速度为g,
10.76 15.05 19.34 23.65 48.00 80.00 则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表
根据表中数据,完成下列填空: 示为 .
(1)物块的加速度a= m/s2(保留3位有
效数字)
(2)因为 ,可知斜面是粗糙的.
12.如图甲是“验证力的平行四边形定则”的实验
装置.实验操作如下:
图2
2
(3)
v
在实验数据处理时,如果以 为纵轴,以d 为2
2
横轴, v根据实验数据绘出 -d 图象,其图线的斜率表2
示的物理量的表达式为 .
14.某实验小组利用弹簧测力计和刻度尺,测量滑
块在木板上运动的最大速度.
实验步骤:
36
物理·实验专题
①用弹簧测力计测量橡皮泥和滑块的总重力,记 15.(2022·衡阳一中)(1)下列各个实验中,应用
作G; 了等效法的是 ,应用了控制变量法的是
②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平 .
细绳和固定弹簧测力计相连,如图1所示.在A 端向右 A.探究小车速度随时间的变化关系
拉动木板,待弹簧测力计示数稳定后,将读数记作F; B.探究弹簧伸长与弹力的关系
C.探究求合力的方法
D.探究小车加速度与质量、力的关系
(2)①用20分度的游标卡尺测量钢球的直径,示
数如图所示,则钢球直径为 mm.
图1 ②若某同学也是用这个游标卡尺测量另一物体的
③改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤①②; 长度,测量结果为51.45mm,则在读数时游标尺上的
实验数据如下表所示: 第 格与主尺上的第 毫米格对齐.
G/N 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 16.(2022·辽宁省抚顺市一模)在用打点计时器
验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=1.00kg
F/N 0.59 0.83 0.99 1.22 1.37 1.61
的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的
④如图2所示,将木板固定在水平桌面上,滑块置 点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示.O 为第一
于木板上左端C 处,细绳跨过定滑轮分别与滑块和重 个点,A、B、C 为从合适位置开始选取连续点中的三个
物P 连接,保持滑块静止,测量重物 P 离地面的高 点.已知打点计时器每隔0.02s打一个点,当地的重力
度h; 加速度为g=9.80m/s2,那么:
(1)根据图上所得的数据,应取图中O 点到
点来验证机械能守恒定律;
图2 (2)从O 点到(1)问中所取的点,重物重力势能的
⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上 减少量ΔEp= J,动能增加量ΔEk=
的D 点(未与滑轮碰撞),测量C、D 间的距离s. J(结果取三位有效数字);
完成下列作图和填空: (3)若测出纸带上所有各点到O 点之间的距离,
(1)根据表中数据在如图3给定坐标纸上作出 根据纸带算出各点的速度v 及物体下落的高度h,则
F—G 图线. v2
以 为纵轴,以h为横轴画出的图象是2 .
图3
(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ= (4)实验中对于使用打点计时器,下面说法正确的
(保留两位有效数字). 是 .(多选)
(3)滑块最大速度的大小v= (用h、s、μ A.应先释放纸带后接通电源
和重力加速度g 表示). B.应先接通电源后释放纸带
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C.打点计时器使用的电源为直流电源 在台阶上是为了平衡摩擦
D.打点计时器使用的电源为交流电源 C.由于阻力的存在,该实验中小车增加的动能一
17.(2022·四川成都市一模)用气垫导轨装置验 定小于小车减少的重力势能
证机械能守恒定律,先非常仔细地把导轨调成水平,然 D.在该实验中还需要用天平测量小车的质量
后用垫块把导轨一端垫高 H.滑块m 上面装l=3cm 19.(2022·怀化市一模)某研究小组设计了一种
的挡光框,使它由轨道上端任一处滑下,如图所示,测 “用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图所示,
出它通过光电门G 和G 时的速度v 和v ,就可以算 A 是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽(滑槽末端1 2 1 2
出它由 G 到 G 这 段 过 程 中 动 能 的 增 加 量 ΔE = 与桌面相切),B 是质量为m 的滑块(可视为质点).1 2 k
1 (
2m v
2
2-v21);再算出重力势能的减少ΔEp=mgh;比
较ΔEk与ΔEp的大小,便可验证机械能是否守恒.
第一次实验,如图(a)所示,将滑槽末端与桌面右
端 M 对齐并固定,让滑块从滑槽最高点由静止滑下,
最终落在水平地面上的P 点,测出滑槽最高点距离桌
面的高度h、M 距离地面的高度H、M 与P 间的水平
距离x1;
(1)滑块的速度v1、v2如何求出 滑块通过G1时 第二次实验,如图(b)所示,将滑槽沿桌面向左移
的高度h如何求出 动一段距离并固定,让滑块B 再次从滑槽最高点由静
(2)若测得图中L=1m,s=0.5m,H=20cm,m 止滑下,最终落在水平地面上的P'点,测出滑槽末端
=500g,滑块通过G1和G2的时间分别为5.0×10-2s 与桌面右端 M 的距离L、M 与P' 间的水平距离x2.
和2.0×10-2s,当地重力加速度g=9.80m/s2,试判断 (1)在第二次实验中,滑块到 M 点的速度大小为
机械能是否守恒. .(用实验中所测物理量的符号表示,已知重
力加速度为g)
(2)(多选)通过上述测量和进一步的计算,可求出
滑块与桌面间的动摩擦因数μ,下列能引起实验误差
18.(2022·广东省顺德李兆基中学一模)某小组 的是 .(选填序号)
同学用简易装置验证机械能守恒定律,他们找来一块 A.h的测量 B.H 的测量
的测量 的测量
平整且比较光滑的木板,从实验室借来打点计时器、刻 C.L D.x2
(3)、 若实验中测得h=15cm
、H=25cm、x1=30度尺 小车和纸带.他们把木板搭在台阶上.如图甲安装
cm、L=10cm、x2=20cm,则滑块与桌面间的动摩擦
好实验器材,得到如图乙所示的一条纸带. 因数μ= .(结果保留1位有效数字)
20.(2022·长春外国语学校一模)如图甲所示为
阿特武德机的示意图,它是早期测量重力加速度的器
械,由英国数学家和物理学家阿特武德于1784年制
成.他将质量同为 M(已知量)的重物用绳连接后,放在
光滑的轻质滑轮上,处于静止状态.再在一个重物上附
加一质量为 m 的小重物,这时,由于小重物的重力而
使系统做初速度为零的缓慢加速运动并测出加速度,
完成一次实验后,换用不同质量的小重物,重复实验,
测出不同m 时系统的加速度.
(1)在验证机械能是否守恒时,还需要测量台阶的
高度h和木板的长度L,已知纸带上相邻两计数点之
间的时间间隔为T,根据纸带上 MN 两点间的数据,
该组同学需要验证的机械能守恒的表达式为
(用题中所给物理量的字母表示).
(2)(多选)在该实验中下列说法正确的是 ( )
A.该实验中先接通电源,后释放小车
B.由于摩擦力对实验结果有影响,所以把木板搭
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物理·实验专题
(1)(多选)若选定如图甲左侧物块从静止开始下 (1)物块下滑时的加速度a= m/s2,打C
落的过程进行测量,则为了图乙需要直接测量的物理 点时物块的速度v= m/s;
量有 . (2)已知重力加速度大小为g,为求出动摩擦因
A.小重物的质量m 数,还必须测量的物理量是 (填正确答案标
B.大重物质量 M 号).
C.绳子的长度 A.物块的质量
D.重物下落的距离及下落这段距离所用的时间 B.斜面的高度
(2)经过多次重复实验,得到多组a、m 数据,作出 C.斜面的倾角
图象,如图乙所示,已知该图象斜率为k,纵轴截距为 23.(2022·东北三省四市一模)某同学利用如图
b,则可求出当地的重力加速度g= ,并可求 甲所示的实验装置探究加速度与力的关系.该同学在
出重物质量 M= . 气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光
21.(2022·山东省济南市一模)某同学利用“验证 条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感
牛顿第二定律”的实验器材,测量滑块和长木板之间的 器相连,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A 处由
动摩擦因数.如图所示,带滑轮的长木板水平放罝,力 静止释放.
传感器固定在墙上,轻绳分别跨过固定在滑块上和固
定在长木板末端的滑轮,一端与力传感器连接,另一端
竖直悬挂一沙桶,沙桶距地面足够远.调节两滑轮的位
置使轻绳与长木板平行,不计轻绳与各滑轮之间的
摩擦.
图甲
(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图
乙所示,则d= cm.
(1)实验时,一定要进行的操作是 (填选
项前的字母).
图乙
A.将长木板右端垫高以平衡摩擦力 (2)实验时,将滑块从A 位置由静止释放,由数字
B.使沙和沙桶的总质量远小于滑块质量 计时器读出遮光条通过光电门B 的时间t,若要得到
C.将打点计时器接交流电源
滑块的加速度,还需要测量的物理量是 .(写
D.用天平测沙和沙桶的总质量
出文字和相应字母)
(2)实验时,记录力传感器的示数F,用天平测出 ()下列不必要的一项实验要求是 (请
滑块质量m,
3 .
由纸带上的点求出加速度a.根据这些数
填写选项前对应的字母)
据,可以得出滑块和木板间的动摩擦因数的表达式μ A.应将气垫导轨调节水平
= .(重力加速度为g)
22.(2022·山东省潍坊市一模)某同学用图(a)所
B.应使细线与气垫导轨平行
应使滑块质量远大 于 钩 码 和 力 传 感 器 的 总
示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数.已 C.
质量
知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过
() , D.应使A 位置与光电门间的距离适当大些程中所得到的纸带的一部分如图 b 所示 图中标出了
(4)改变钩码质量,五个连续点之间的距离. 测出对应的力传感器的示数F
和遮光条通过光电门的时间t,通过描点作出线性图
象,研究滑块的加速度与力的关系,处理数据时应作出
1 1
图象.(选填“t2-F”、“t2-F
”或“
t-F
”)
24.(2022·陕西西安市一模)某同学用图甲所示
的实验装置验证机械能守恒定律.已知打点计时器所
用电源的频率为50Hz,重物质量m=1kg,当地重力
加速度大小为g=9.80m/s2.实验中该同学得到的一
条点迹清晰的完整纸带如图乙所示,纸带上的第一个
点记为O,另选连续的三个点A、B、C 进行测量,图中
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小题狂刷 高考专题特训
给出了这三个点到O 点的距离hA、hB 和hC 的值.回答 (3)三个实验都用到了纸带,场景B中通过纸带以
下列问题(以下计算结果均保留3位有效数字): 获取 .
26.(2022·银川一中二模)某小组设计了如图所
示的实验,用于测定滑块与斜面间的动摩擦因数.将一
个小球和待测滑块用细绳连接,跨在斜面上端,开始时
小球和滑块均静止,剪断细绳后,小球自由下落,滑块
沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的
声音,保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位
置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞
击挡板的声音,用刻度尺测出小球下落的高度 H,滑
(1)打点计时器打B 点时,重物速度的大小vB= 块释放点与挡板处的高度差h 和沿斜面运动的位移
m/s; x,不计空气阻力.
(2)根据以上数据,可知重物由O 点运动到B 点
的过程中,重力势能的减少量等于 J,动能的
增加量等于 J,重力势能的减少量大于动能的
增加量的原因是 .
25.(2022·浙江温州市一模)如图1,三个实验场
景A、B、C 分别是某同学按照课本中的要求所做的
“探究加速度与力、质量的关系”实验、“探究功与速度
变化的关系”实验、“验证机械能守恒定律”实验.该同
学正确操作获得了一系列纸带,但由于忘了标记,需要 (1)滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比
逐一对应分析.图2是该同学在实验中获得的一条纸 值为 .
带,图中纸带上各点是打点计时器连续打下的点.已知 (2)滑块与斜面间的动摩擦因数为 .
所用打点计时器频率为50Hz,完成以下问题. (3)某同学想要更精确的测量该实验中的数据,故
利用螺旋测微器对小球的直径进行测量,螺旋测微器
的结构如图甲所示.该同学在检查仪器时发现,由于该
螺旋测微器的不恰当使用,使得当转动旋钮A 使微测
螺杆B 旋至与砧台C 靠紧时,此时螺旋测微器的读数
应该为0.000mm,但该仪器的状态却如图甲中所示
(图中所示效果略有夸大),这说明使用该螺旋测微器
进行测量时,每次读数都会产生 mm的误差,
该同学仍然使用这个螺旋测微器进行测量.在进行了
正确的操作后,螺旋测微器的状态如图乙所示,则该小
球的直径的正确测量值应为 mm.
(1)由图2纸带可求出加速度大小为
m/s2(保留两位有效数字),该纸带所对应的实验场景
是 (填“A”、“B”或“C”),其理由是
;
(2)选用场景C的装置来“验证机械能守恒定律”
( ·浙江省杭州市萧山区一模)如图所示
的实验中,下列说法正确的是 ; 27.2022
是三个涉及纸带和打点计时器的实验装置图
A.应选择下端带橡胶垫的重物 .
B.本实验不能使用电火花计时器
C.本实验必须选用打第1、2两个点之间的距离
为2mm的纸带
D.根据v=gt计算重物在t时刻的速度从而获得
动能
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物理·实验专题
(1)这段时间液态金属球的加速度a=
m/s2;
(2)18s时液态金属球的速度vB= m/s;
(3)14s~16s液态金属球运动的距离x1=
mm.
29.(2022·陕西省咸阳市一模)要测量两个质量
不等的沙袋的质量,由于没有直接的测量工具,某实验
小组选用下列器材:轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略)、
砝码一套(总质量m=0.5kg)、细线、刻度尺、秒表.他
们根据已学过的物理学知识,改变实验条件进行多次
(1)三套实验装置中,不需要平衡摩擦力的是 测量,选择合适的变量得到线性关系,作出图线并根据
; 图线的斜率和截距求出沙袋的质量.请完成下列步骤.
A.甲 B.乙 C.丙 (1)实验装置如图所示,设右边沙袋 A 的质量为
(2)如果操作都正确,则通过装置 (选填 m1,左边沙袋B 的质量为m2;
“甲”、“乙”或者“丙”)可打出下图中的纸带 (2)取出质量为 m'的砝码放在右边沙袋中,剩余
(选填“①”或者“②”). 砝码都放在左边沙袋中,发现A 下降,B 上升;(左右
两侧砝码的总质量始终不变)
(3)用刻度尺测出A 从静止下降的距离h,用秒表
测出A 下降所用的时间t,则可知A 的加速度大小a
= ;
(4)改变m',测量相应的加速度a,得到多组m'及
(3)任选一条纸带求出e、f 两点间的平均速度大 1a的数据,作出 (选填“a-m'”或“a- ”)
小为 m/s. m'
28.(2022·宁夏银川二模)2015年中科院理化所 图线;
2
与清华大学医学院联合研究小组研发出世界首个自主 (5)若求得图线的斜率k=4m/(kg·s),截距b
2
运动的可变形液态金属机器.研究揭示:置于电解液中 =2m/s,则沙袋的质量m1= kg,m2=
的镓基液态合金可通过“摄入”铝作为食物或燃料提供 kg.
能量,实现高速、高效的长时运转,一小片铝即可驱动
直径约5mm的液态金属球实现长达1个多小时的持
续运动,速度高达每秒5厘米.
某人认真研究了下侧的合成照片,利用图象软件
分析小球在不同时刻位置,发现14s~20s这段时间
内液态金属球所做的运动可能是一种匀变速运动.将
14s、18s、20s时液态金属球的位置分别记为A、B、
C,测得14s到18s内小球沿玻璃管移动的位移是
16.0mm,在18s到20s内小球沿玻璃管移动的位移
是17.0mm.假设该段时间内液态金属球所做的运动
是一种匀变速直线运动,那么:(结果均保留两位有效
数字)
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