【物理】2020届一轮复习人教版力学实验学案

【物理】2020届一轮复习人教版力学实验学案

‎2020届一轮复习人教版 力学实验 学案 ‎【2019年高考考点定位】‎ 力学实验共涉及几个具体的实验操作，主要分布在必修一和必修二。依次为研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则、验证牛顿第二定律、探究动能定理和验证机械能守恒，这些实验的方案有共性，但数据处理又不尽相同。‎ ‎【考点pk】名师考点透析 考点一、研究匀变速直线运动 ‎【名师点睛】‎ 1、 打点计时器：打点计时器分为电磁打点计时器使用4～6v学生交流电源和电火花打点计时器使用220v的交流电源，打点计时器的原理是每个相同的时间段打下一个点，所以纸袋上面相邻点迹间隔都相等，若交流电频率为50hz，则相邻点迹间隔均为秒即0.02秒。‎ 使用打点计时器时，先接通电源，带打点稳定后再松开纸带，也就是先接通电源再释放纸带。若打出的点迹为短线或不清晰应调整振针和复写纸的距离。‎ 分析纸带时应该选取间隔较大的部分进行分析，这样可以减小误差。‎ 2、 数据处理：瞬时速度根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度即；我们在计算各个点的瞬时速度时可以以这个点为中间时刻，取相邻两个点之间的距离为路程，时间则为2个打点间隔0.04。如果每隔4个计时点或者每5个计时点取一个计数点，则一个打点间隔变为。‎ 如果分析的结果是相邻点迹的速度变化量都相等即，则说明运动为匀变速直线运动。也可以用横轴表示时间，纵轴表示速度做图像，若为倾斜的直线则为匀变速直线运动。‎ 3、 加速度的计算：根据图像，可得斜率即加速度即。若没有图像则根据得到的纸带处理如下：‎ 根据连续相等的时间间隔内通过的位移之差都相等即，可得，若分别求加速度最后再求平均值则会出现；最终仍然只用了2组数据，误差较大。所以选择使用，最终求得的加速度。‎ 考点二、探究弹力和弹簧伸长的关系 ‎【名师点睛】‎ ‎1、实验记录数据：如下图所示，首先测出弹簧下端没有挂钩码时自然伸长的长度即原长记做，依次增加所挂钩码数量，依次记录钩码数量和弹簧的长度 ‎2、数据处理：以弹力大小即钩码重力为纵轴，以弹簧长度为横轴，做图像，则图像与纵轴的焦点即原长，斜率即弹簧的劲度系数。也可以用弹力做纵轴，以弹簧伸长量为横轴，弹簧伸长量即弹簧长度减去原长；此时描点作图理论上应该过原点，若不经过原点，原因是弹簧自身重力导致测量的原长不准确。‎ ‎3、注意事项：不要超过弹簧的弹性限度测量长度一定要处于平衡状态 考点三、验证力的平行四边形 ‎【名师点睛】‎ ‎1、实验的关键是等效替代法，用两个弹簧测力计和一个弹簧测力计分别使得橡皮筋产生相同的效果，那么一个弹簧测力计的拉力就是原来2个力的合力。‎ ‎2、实验注意事项：记录力的方向时一定要记下细绳套的两个点，然后连线即为拉力的方向，为减小误差，细绳可以适当长些，力的大小根据弹簧测力计的读数严格按照相同比例转化为线段长度来表示。同一实验中，两次橡皮绳拉到节点位置O必须保证相同。为便于作图，两个力的夹角不宜过大也不易过小。‎ 平行四边形的对角线一定是按照平行四边形定则求出的合力，而稍有偏差的才是真正的合力即一个测力计的拉力，由于实验误差二者会稍有偏差。‎ 考点四、验证牛顿第二定律 ‎【名师点睛】‎ ‎1、研究方法为控制变量法，即先控制质量不变，验证，再控制合力不变，探究 ‎2、实验开始前，首先要平衡摩擦力的影响，木板左端适当垫高，不挂砝码时轻推小车能够自由滑动为宜。若没有平衡摩擦力或者摩擦力平衡不够，会导致做出的不过原点且与横轴力有交点，如果摩擦力平衡过头，则会导致做出的不过原点且与纵轴加速度有交点。‎ ‎3、本实验以钩码重力作为小车受到的合力，其实这个钩码重力是小车和钩码共同的合力，这样分析过程会出现,加速度会随钩码重力的增大而增大，而事实上，；如果钩码重力一直增加，我们绘出的图像斜率逐渐变为0，最终加速度无限趋近于重力加速度；为保证实验的成功，减小这一误差，我们要求钩码质量要远小于小车质量即。‎ 考点五、探究动能定理 ‎【名师点睛】‎ 1、 实验方案中，对功的大小并没有直接测量，而是根据一个橡皮筋伸长一定长度做功和多条同样的橡皮筋伸长同样长度做功的比例关系来确定的即 2、 测量速度时，应该选取最后橡皮筋恢复原长后匀速直线运动的速度，即选择点迹均匀的那一段来测量速度。‎ 3、 一定要平衡摩擦力，保证只有橡皮筋对小车做功即为合力做功。‎ 4、 根据动能定理，则有，所以描点作图一定以为纵轴以为横轴，若斜率恒定即图像为倾斜的直线则动能定理得以验证。其他非一次函数图像则无法判断无法验证动能定理。‎ 考点六、验证机械能守恒 ‎【名师点睛】‎ 1、 实验原理是根据自由落体运动只有重力做功，重力势能转化为动能，即，整理即可 ‎，所以实验中不需要测量质量。由于摩擦阻力的不可避免，实际减少的重力势能总是略大于增加的动能。‎ 1、 纸袋选取的第一个点应该是初速度为0的点，根据自由落体运动，释放后前0.02秒下降高度约为2毫米，所以应该选择第一个间隔接近2毫米的纸带。若不是从第一个点开始计算，则验证的公式转化为，仍然不需要测质量。只有速度的测量则参考匀变速直线运动瞬时速度的计算来求解。‎ ‎3、为减小阻力带来的误差，可以适当增大重物质量。‎ ‎【试题演练】‎ ‎1．物体从高处下落时，会受到空气的阻力，对于不同的物体，所受的阻力大小也不同。空气阻力与物体的速度、迎风面的大小及形状等因素有关。某实验小组设计了如图所示的用光电门测定钢球下落时受到的阻力的实验装置。直径为d、质量为m的小钢球从某高度下落的过程中先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度，测出两光电门间的距离为H，当地的重力加速度为g。‎ ‎(1)用游标卡尺测量钢球直径如图所示，读数为__________ mm；‎ ‎(2)钢球下落过程中受到空气的平均阻力Ff=_______用题中所给物理量符号来表示)；‎ ‎(3)本题“用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度”，但从严格意义上讲是不准确的，实际上钢球通过光电门的平均速度_______(选填“>”或“<”)钢球球心通过光电门的瞬时速度。‎ ‎【答案】 10.50 <‎ 解得阻力 ‎(3)由匀变速直线运动的规律，钢球通过光电门的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，而球心通过光电门的中间位移的速度大于中间时刻的瞬时速度，因此钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度。‎ ‎【点睛】考查加速度的公式，掌握牛顿第二定律，理解平均速度与瞬时速度的联系与区别，注意理解中时刻与中点位移速度大小关系是解题的关键。‎ ‎2．如图甲所示，质量为m的滑块A放在气垫导轨上，B为位移传感器，它能将滑块A到传感器B的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的速率-时间（）图象。整个装置置于高度h可调节的斜面上，斜面长度为。‎ ‎（1）现给滑块A沿气垫导轨向上的初速度，其图线如图乙所示。从图线可得滑块A上滑时的加速度大小_________（结果保留一位有效数字）。‎ ‎（2）若用此装置来验证牛顿第二定律，通过改变_______，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系；通过改变_________，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系（重力加速度g的值不变）。‎ ‎【答案】 调节滑块的质量及斜面的高度，且使mh不变 高度h ‎【点睛】解答本题关键是能够把v-t图象运用物理规律结合数学知识解决问题。对滑块进行运动和受力分析，运用牛顿第二定律结合运动学公式解决问题。‎ ‎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，先用功率恒定的电动马达牵引着小车由静止开始加速一段时间。再关闭马达，让小车在桌面上自由运动至静止。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（已知滴水计时器每内共滴下46个小水滴，且开始计时时滴下的小水滴计为第1滴。）‎ ‎（1）根据图（b）的数据可判断出此过程中滴下的水滴是小车在_________________时留下的（填“马达牵引着加速”或“关闭马达后在桌面上减速”）。还由图（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点时的速度大小约为__________。（结果均保留2位有效数字）‎ ‎【答案】 关闭马达后在桌面上减速； 从右向左； 0.24‎ ‎【解析】(1) 用功率恒定的电动马达牵引着小车由静止加速时，小车做变加速直线运动。关闭马达后，小车在水平桌面上做匀减速直线运动。滴水计时器类似于打点计时器，从图可以判断，相邻相等时间内的位移差恒定，则小车做匀变速直线运动，即匀减速直线运动。且从右向左，单位时间内小车的位移越来越小。‎ ‎，解得。‎ 点晴：注意相邻水滴的时间间隔的计算，46滴水有45个间隔，速度和加速度的计算，注意单位、有效数字的要求。‎ ‎ ‎ ‎【三年高考】 16、17、18年高考真题及其解析 ‎1．某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g．细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M的重锤．实验操作如下：‎ ‎①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H；‎ ‎②在重锤1上加上质量为m的小钩码；‎ ‎③左手将重锤2压在地面上，保持系统静止．释放重锤2，同时右手开启秒表，在重锤1落地时停止计时，记录下落时间；‎ ‎④重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值t．‎ 请回答下列问题 ‎（1）步骤④可以减小对下落时间t测量的______（选填“偶然”或“系统”）误差．‎ ‎（2）实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多，主要是为了______．‎ A、使H测得更准确 B、使重锤1下落的时间长一些 C、使系统的总质量近似等于2M D、使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等 ‎（3）滑轮的摩擦阻力会引起实验误差．现提供一些橡皮泥用于减小该误差，可以怎么做_________________?‎ ‎（4）使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为m0．用实验中的测量量和已知量表示g，得g=______．‎ ‎【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）‎ ‎【答案】 （1）偶然 （2）B （3）在重锤1上粘上橡皮泥，调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1能观察到其匀速下落 （4）‎ 点睛：本题以连接体运动为背景考查重力加速度的测量，解题的关键是要弄清该实验的原理，再运用所学的知识分析得出减小误差的方法。‎ ‎2．用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。‎ 主要实验步骤如下：‎ a．安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。‎ b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（t=0），然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F……所示。‎ c．通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5……‎ d．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示。‎ 结合上述实验步骤，请你完成下列任务：‎ ‎（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有____________和___________(填选项前的字母)。‎ A．电压合适的50 Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．秒表 E．天平(含砝码)‎ ‎（2）在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v-t图像_____________。‎ ‎（3）观察v-t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是___________。v-t图像斜率的物理意义是______________________。‎ ‎（4）描绘v-t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对△t的要求是______（选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的△x大小与速度测量的误差______(选填“有关”或“无关”)。‎ ‎（5）早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图4所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的_____________________。‎ ‎【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）‎ ‎【答案】 A C 如图所示：‎ 小车的速度随时间均匀变化 加速度 越小越好 有关 如果小球的初速度为0，其速度，那么它通过的位移x∝t2。因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。‎ ‎【解析】（1）打点计时器需用交流电源；为了计算速度需要利用刻度尺测量长度。故需要的仪器选AC ‎（2）利用所给点迹描点连线，得图像 点睛：本题考查了速度与与时间得关系，速度没有办法直接测量，所以要利用物理关系转化，转换成我们能够测量的量，然后在来验证速度与时间得关系。‎ ‎3．某同学用图（a）所示的装置测量木块与木板之间的摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，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，弹簧秤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，其中的值从图（b）中弹簧秤的示数读出。‎ 砝码的质量m/kg ‎0.05‎ ‎0.10‎ ‎0.15‎ ‎0.20‎ ‎0.25‎ 滑动摩擦力f/N ‎2.15‎ ‎2.36‎ ‎2.55‎ ‎2.93‎ 回答下列问题 ‎（1）=__________N ‎（2）在图（c）的坐标纸上补齐未画出的数据点_______并绘出f-m图线_________；‎ ‎（3）f与m、木块质量M、木板和木块之间的滑动摩擦因数及重力加速度大小g之间的关系式f=__________，f-m图线（直线）的斜率的表达式k=____________;‎ ‎（4）取g=9.80 m/，由绘出的f-m图线求得（保留2位有效数字）‎ ‎【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）‎ ‎【答案】 （1）2.75 （2）如图所示 ‎（3）μ（M+m）g μg （4）0.40‎ ‎（3）木块受到的是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力的定义知 把公式化简可得：‎ 所以图像的斜率 ‎（4）取g=9.80 m/，取图像上相距较远的两点求斜率 则 故本题答案是：‎ ‎（1）2.75 （2）如图所示 ‎（3）μ（M+m）g μg （4）0.40‎ 点睛：在描点连线时要注意尽可能让点在直线上，如果没法在直线上也要均匀分布在直线的两侧，来减小误差。‎ ‎4．某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，所有器材有：方木板一块，白纸，量程为5 N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个）。‎ ‎①具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的是______。‎ A．橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上 B．重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同 C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度 D．用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力 ‎②该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O，力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示。其中对于提高实验精度最有利的是_____。‎ ‎【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷）‎ ‎【答案】 BC B ‎【点睛】“验证力的平行四边形定则”的实验中需要注意：‎ ‎1．同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换，直至相同为止．‎ ‎2．在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要相同．‎ ‎3．用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之间为宜．‎ ‎4．实验时弹簧测力计应与木板平行，读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些．‎ ‎5‎ ‎．细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方向．‎ ‎6．在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些．‎ ‎5．甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下：‎ ‎（1）甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好处于L刻度处，但未碰到尺），准备用手指夹住下落的尺。‎ ‎（2）甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为L1，重力加速度大小为g，则乙的反应时间为________（用L、L1和g表示）。‎ ‎（3）已知当地的重力加速度大小为g=9.80 m/s2，L=30.0 cm，L1=10.4 cm，乙的反应时间为__________s。（结果保留2位有效数字）‎ ‎（4）写出一条提高测量结果准确程度的建议：___________。‎ ‎【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国III卷）‎ ‎【答案】 0.20 多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子 ‎【解析】试题分析 本题主要考查自由落体运动及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用教材知识解决实际问题的能力。‎ 解析 根据题述，在乙的反应时间t内，尺子下落高度h=L-L1，由自由落体运动规律，h=gt2，解得t=。代入数据得：t=0.20s。‎ 点睛 测量反应时间是教材上的小实验，此题以教材小实验切入，难度不大。‎ ‎6．如图（a），一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。现要测量图（a）中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b）所示，其读数为_______cm。当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为________N/m（保留3位有效数字）。‎ ‎【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）‎ ‎【答案】 3.775 53.7‎ ‎【点睛】解答此题常见错误主要有：一是游标卡尺读数误差，或单位搞错导致错写成37.70；二是把重力加速度按照习惯用g=10m/s2代入计算导致错误；三是考虑采用图象法处理实验数据计算劲度系数耽误时间。‎ ‎1．【2017·新课标Ⅰ卷】（5分）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，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴）‎ ‎（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）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。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。（结果均保留2位有效数字）‎ ‎【答案】（1）从右向左 （2）0.19 0.037‎ ‎【考点定位】匀变速直线运动的研究 ‎【名师点睛】注意相邻水滴间的时间间隔的计算，46滴水有45个间隔；速度加速度的计算，注意单位、有效数字的要求。‎ ‎2．【2017·新课标Ⅲ卷】（6分）某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴（横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm）的纸贴在水平桌面上，如图（a）所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点（位于图示部分之外），另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长。‎ ‎（1）用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图（b）所示，F的大小为_______N。‎ ‎（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图（a）中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。‎ ‎（i）用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O为作用点，在图（a）中画出力F1、F2的图示，然后按平形四边形定则画出它们的合力F合；‎ ‎（ii）F合的大小为_______N，F合与拉力F的夹角的正切值为________。‎ 若F合与拉力F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。‎ ‎【答案】（1）4.0 （2）（i）如图 （ii）4.0 0.05‎ ‎【考点定位】验证力的平行四边形定则 ‎【名师点睛】验证力的平行四边形定则中的作图法要注意标明：力的标度、刻度、方向箭头、大小和物理量名称。‎ ‎3．【2017·新课标Ⅱ卷】（6分）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。‎ 实验步骤如下：‎ ‎①如图（a），将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；‎ ‎②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间∆t；‎ ‎③用∆s表示挡光片沿运动方向的长度，如图（b）所示，表示滑块在挡光片遮住光线的∆t时间内的平均速度大小，求出；‎ ‎④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；‎ ‎⑤多次重复步骤④；‎ ‎⑥利用实验中得到的数据作出–∆t图，如图（c）所示。‎ 完成下列填空：‎ ‎（1）用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则与vA、a和∆t的关系式为= 。‎ ‎（2）由图（c）可求得，vA= cm/s，a= cm/s2。（结果保留3位有效数字）‎ ‎【答案】（1） （2）52.1 16.3（15.8~16.8）‎ ‎【考点定位】匀变速直线运动的规律 ‎【名师点睛】此题主要考查学生对匀变速直线运动的基本规律的运用能力；解题时要搞清实验的原理，能通过运动公式找到图象的函数关系，结合图象的截距和斜率求解未知量。‎ ‎4．【2017·天津卷】如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。‎ ‎①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______________。‎ A．重物选用质量和密度较大的金属锤 B．两限位孔在同一竖直面内上下对正 C．精确测量出重物的质量 D．用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物 ‎②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有____________。‎ A．OA、AD和EG的长度 B．OC、BC和CD的长度 C．BD、CF和EG的长度 D．AC、BD和EG的长度 ‎【答案】①AB ②BC 能守恒定律，故B正确；由BD和EG的长度可分别求出打C点的速度v1和打F点的速度v2，有CF之间的距离h，可以来验证机械能守恒定律，故C正确；AC、BD和EG的长度可分别求出打BCF三点的速度，但BC、CF、BF之间的距离都无法求出，无法验证机械能守恒定律，故D错误。‎ ‎【考点定位】实验——验证机械能守恒定律 ‎【名师点睛】本题的难点是对实验原理的理解。‎ ‎5．【2017·北京卷】（18分）如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。‎ ‎（1）打点计时器使用的电源是_______（选填选项前的字母）。‎ A．直流电源 B．交流电源 ‎（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是_______（选填选项前的字母）。‎ A．把长木板右端垫高 B．改变小车的质量 在不挂重物且_______（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。‎ A．计时器不打点 B．计时器打点 ‎（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……，如图2所示。‎ 实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_________，打B点时小车的速度v=_________。‎ ‎（4）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的v2–W图象。由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是_________。‎ ‎（5）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2–W关系的是________。‎ ‎【答案】（1）B （2）A B （3）mgx2 （4）v2=kW，k=（4.5~5.0） kg–1 质量 （5）A ‎【解析】（1）打点计时器均使用交流电源，选B。‎ ‎（2）平衡摩擦和其他阻力，是通过垫高木板右端，构成斜面，使重力沿斜面向下的分力跟它们平衡，选A；‎ ‎（5）若m不满足远小于M，则由动能定理有，可得，v2与W仍然成正比关系，选A。‎ ‎【考点定位】探究动能定理实验 ‎【名师点睛】实验总存在一定的误差，数据处理过程中，图象读数一样存在误差，因此所写函数表达式的比例系数在一定范围内即可；第（5）问有一定的迷惑性，应明确写出函数关系，再进行判断。‎ ‎6．【2017·江苏卷】（8分）利用如题10–1图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系．小车的质量为M=200.0 g，钩码的质量为m=10.0 g，打点计时器的电源为50 Hz的交流电．‎ ‎（1）挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到_____________________．‎ ‎（2）挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如题10–2图所示．选择某一点为O，依次每隔4个计时点取一个计数点．用刻度尺量出相邻计数点间的距离，记录在纸带上．计算打出各计数点时小车的速度v，其中打出计数点“1”时小车的速度v1=______m/s．‎ ‎（3）将钩码的重力视为小车受到的拉力，取g=9.80 m/s，利用W=mg算出拉力对小车做的功W．利用算出小车动能，并求出动能的变化量．计算结果见下表．‎ ‎2.45‎ ‎2.92‎ ‎3.35‎ ‎3.81‎ ‎4.26‎ ‎2.31‎ ‎2.73‎ ‎3.12‎ ‎3.61‎ ‎4.00‎ 请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出图象．‎ ‎（4）实验结果表明，总是略小于W．某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的．用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=__________N．‎ ‎【答案】（1）小车做匀速运动 （2）0.228 （3）如图所示 （4）0.093‎ ‎【解析】（1）小车能够做匀速运动，纸带上打出间距均匀的点，则表明已平衡摩擦；（2）相临计数点间时间间隔为T=0.1 s，；（3）描点画图，如图所示。‎ ‎；‎ ‎（4）对整体，根据牛顿第二定律有：mg=（m+M）a，钩码：mg–FT=ma，联立解得绳上的拉力：．‎ ‎【考点定位】探究恒力做功与物体动能变化的关系 ‎【名师点睛】本题中的计算，要当心数据的单位、有效数字的要求．用整体法、隔离法，根据牛顿第二定律求绳上的拉力，题目比较常规，难度不大．‎ ‎1．【2016·上海卷】（3分）在“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，用到的传感器是 传感器。若摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏 。（选填：“大”或“小”）。‎ ‎【答案】光电门；大 ‎【考点定位】机械能守恒定律的验证 ‎【方法技巧】要熟悉实验“机械能守恒定律的验证”，会计算摆球通过光电门时的速度，根据动能的公式就可以分析小球动能的变化情况。‎ ‎2．【2016·浙江卷】（10分）某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m。如图1 所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下，‎ ‎（1）若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是 N（图2中所示），则弹簧秤b的读数可能为 N。‎ ‎（2）若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b 与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数 、弹簧秤b的读数 （填“变大”、“变小”或“不变”）。‎ ‎【答案】（1）3.00~3.02 3.09~4.1（有效数不作要求） （2）变大 变大 ‎【解析】（1）由题图2可知弹簧秤a的读数是F1=3.0 N；因合力为F=kx=500×0.01 N=5 N，两分力的夹角为90°，则另一个分力的大小为：；‎ ‎（2）若弹簧秤a、b间的夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b 与弹簧OC的夹角，根据力的平行四边形法则可知，弹簧秤a的读数变大，弹簧秤b的读数变大。‎ ‎【考点定位】探究求合力的方法 ‎【名师点睛】此题考查力的平行四边形法则问题。解题的关键是弄清实验的原理，熟练掌握力的平行四边形定则；第二问是力的动态分析，要会用“图解法”画图分析解答试题。‎ ‎3．【2016·四川卷】（6分）用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能。将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器（图中未画出）与两个光电门相连。先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x。‎ ‎（1）计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_______。‎ ‎（2）为求出弹簧的弹性势能，还需要测量_______。‎ A．弹簧原长 B．当地重力加速度 C．滑块（含遮光片）的质量 ‎（3）增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将_____。‎ A．增大 B．减小 C．不变 ‎【答案】（1） （2）C （3）B 考点：测量弹簧的弹性势能 ‎【名师点睛】此实验比较简单，实验的原理及步骤都很清楚；实验中引入的计时器装置可与刻度尺结合测量速度；首先要知道测量的物理量的表达式，然后才能知道要测量的物理量.‎ ‎4．【2016·全国新课标Ⅲ卷】（10分）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。图中，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车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010 kg。实验步骤如下：‎ ‎（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑。‎ ‎（2）将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N－n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s-t图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。‎ ‎（3）对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图（b）所示；由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表。‎ n ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎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图像。从图像可以看出：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。‎ ‎（5）利用a–n图像求得小车（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_______（填入正确选项前的标号）‎ A．a–n图线不再是直线 B．a–n图线仍是直线，但该直线不过原点 C．a–n图线仍是直线，但该直线的斜率变大 ‎【答案】（3）0.39（4）如图所示（5）0.45（6）BC ‎【解析】（3）因为小车做初速度为零的匀加速直线运动，故将（2，0.78）代入可得。‎ ‎（4）根据描点法可得如图所示图线 ‎（5）根据牛顿第二定律可得，代入m=0.010 kg，n=1、2、3、4、5，以及相应的加速度求可得。‎ ‎（6）因为如果不平衡摩擦力，则满足的形式，所以故直线不过原点，但仍是直线，A错误B正确；随着n的增大，小车的总质量在减小，故直线的斜率变大，故C正确。‎ ‎【考点定位】验证牛顿第二定律的应用 ‎【方法技巧】对于高中实验，要求能明确实验原理，认真分析各步骤，从而明确实验方法；同时注意掌握图象的性质，能根据图象进行分析，明确对应规律的正确应用。‎ ‎5．【2016·天津卷】某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。‎ ‎①实验中必要的措施是______。‎ A．细线必须与长木板平行 B．先接通电源再释放小车 C．小车的质量远大于钩码的质量 D．平衡小车与长木板间的摩擦力 ‎②他实验时将打点计时器接到频率为50 HZ的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）。s1=3.59 cm，s2=4.41 cm，s3=5.19 cm，s4=5.97 cm，s5=6.78 cm，s6=7.64 cm。则小车的加速度a=______m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度vB=_______m/s。（结果均保留两位有效数字）‎ ‎【答案】①AB ②0.80 0.40‎ ‎【考点定位】研究小车的匀变速直线运动实验 ‎【名师点睛】此题是一道考查研究小车的匀变速直线运动的常规实验题；注意不要把此实验与验证牛顿第二定律的实验相混淆；在验证牛顿第二定律的实验中，要求小车的质量远大于钩码的质量和平衡小车与长木板间的摩擦力，但在此实验中是不必要的；此题考查学生对力学基本实验的掌握情况。‎ ‎6．【2016·全国新课标Ⅱ卷】（6分）某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a）所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接。向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物快，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。‎ ‎（1）试验中涉及下列操作步骤：‎ ‎①把纸带向左拉直 ‎②松手释放物块 ‎③接通打点计时器电源 ④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量 上述步骤正确的操作顺序是__________（填入代表步骤的序号）。‎ ‎（2）图（b）中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果。打点计时器所用交流电的频率为50 Hz。由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的试验中物块脱离弹簧时的速度为_______m/s。比较两纸带可知，_________（填“M”或“L”）纸带对应的试验中弹簧被压缩后的弹性势能大。‎ ‎【答案】（1）④①③② （2）1.29 M ‎【解析】（1）打点计时器应先通电后释放物块，正确的顺序④①③②‎ ‎（2）物块脱离弹簧时速度最大，；由动能定理，根据纸带知M纸带获得的最大速度较大，则弹性势能较大。‎ ‎【考点定位】探究弹簧的弹性势能 ‎【名师点睛】此题是创新实验，考查探究弹簧的弹性势能实验；关键是弄懂装置的原理，并能正确地处理实验数据；题目比较简单，考查考生处理基本实验的能力。‎ ‎7．【2016·全国新课标Ⅰ卷】（5分）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交流电源，可以使用的频率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。打出纸带的一部分如图（b）所示。‎ 该同学在实验中没有记录交流电的频率，需要用实验数据和其它题给条件进行推算。‎ ‎（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度大小为________．‎ ‎（2）已测得=8.89 cm，=9.50 cm，=10.10 cm；当重力加速度大小为9.80 m/，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出为________ Hz。‎ ‎【答案】（1）（s1+s2）f （s2+s3）f （s3–s1）f2 （2）40‎ ‎【考点定位】验证机械能守恒定律、纸带数据分析 ‎【名师点睛】本题主要考查验证机械能守恒定律实验、纸带数据分析。解决这类问题的关键是会根据纸带数据求出打某一点的瞬时速度、整个过程的加速度；解决本题要特别注意的是打点计时器的频率不是经常用的50 Hz。‎ ‎8．【2016·北京卷】利用图2装置做“验证机械能守恒定律”实验。‎ ‎①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的 。‎ A．动能变化量与势能变化量 B．速度变化量和势能变化量 C．速度变化量和高度变化量 ‎②除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是 。‎ A．交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码）‎ ③实验中，先接通电源，再释放重物，得到图3所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。‎ 已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打Ｏ点到打Ｂ点的过程中，重物的重力势能变化量＝　　　　　，动能变化量＝　　　　　。‎ ④大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是 。‎ A．利用公式计算重物速度 B．利用公式计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法 ‎⑤某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据是否正确。‎ ‎【答案】①A ②AB ③ ④C ⑤该同学的判断依据不正确。在重物下落h的过程中，若阻力f恒定，根据可知，v2-h图像就是过原点的一条直线。要向通过v2-h图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近2g。‎ 的规律可得B点的速度为，所以。④实验过程中存在空气阻力，纸带运动过程中存在摩擦力，C正确。⑤该同学的判断依据不正确。在重物下落h的过程中，若阻力f恒定，根据　　可知，v2-h图像就是过原点的一条直线。要向通过v2-h图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近2g。‎ ‎【考点定位】验证机械能守恒定律实验。‎ ‎【方法技巧】解决本题的关键掌握实验的原理，会通过原理确定器材，以及掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度的大小，做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便地解决问题，一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即，二、在选定的某一过程中，中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度。‎ ‎9．【2016·海南卷】某同学利用图（a）所示的实验装置探究物块速度随时间的变化。物块放在桌面上，细绳的一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码。打点计时器固定在桌面左端，所用交流电源频率为50 Hz。纸带穿过打点计时器连接在物块上。启动打点计时器，释放物块，物块在钩码的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图（b）所示（图中相邻两点间有4个点未画出）。‎ 根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为匀加速运动。回答下列问题：‎ ‎（1）在打点计时器打出B点时，物块的速度大小为_______m/s。在打出D点时，物块的速度大小为_______m/s；（保留两位有效数字）‎ ‎（2）物块的加速度大小为_______m/s2。（保留两位有效数字）‎ ‎【答案】（1）0.56 0.96 （2）2.0‎ ‎【考点定位】探究小车速度随时间变化的规律 ‎【名师点睛】根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上小车的瞬时速度大小，然后在速度公式求加速度即可。‎ ‎10．（10分）【2016·江苏卷】某同学用如题11–1图所示的装置验证机械能守恒定律．一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方．在钢球底部竖直地粘住一片宽带为d的遮光条．将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取作为钢球经过A点时的速度．记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒．‎ ‎（1）用ΔEp=mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到 之间的竖直距离．‎ ‎（A）钢球在A点时的顶端 （B）钢球在A点时的球心 （C）钢球在A点时的底端 （2） 用ΔEk=计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如题11–2图所示，其读数为 ‎ cm．某次测量中，计时器的示数为0.0100 s，则钢球的速度为v= m/s．‎ （3） 下表为该同学的实验结果：‎ 他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的．你是否同意他的观点？请说明理由．‎ ‎（4）请你提出一条减小上述差异的改进建议．‎ ‎【答案】（1）B （2）1.50（1.49~1.51都算对） 1.50（1.49~1.51都算对）（3）不同意，因为空气阻力会造成ΔEk小于ΔEp，但表中ΔEk大于ΔEp．（4）分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l，计算ΔEk时，将v折算成钢球的速度．‎ ‎【解析】（1）小球下落的高度为初末位置球心间的距离，所以选B；‎ ‎（2）由题图知读数为1.50cm，小球的速度为，代入数据解得v=1.50m/s；‎ ‎（3）若是空气阻力造成的，则ΔEk小于ΔEp，根据表格数据知ΔEk大于ΔEp，故不是空气阻力造成的．‎ ‎【考点定位】验证机械能守恒 ‎【方法技巧】本题重在考查实验的误差分析，空气阻力的影响是使得一部分势能转化为内能，势能的减少量大于动能的增加量。‎ ‎ ‎ ‎【两年模拟】17、18年名师模拟题及其解析 ‎1．如图甲为研究“转动动能与角速度关系”的实验装置示意图，现有的器材为：固定在竖直平面内的转盘(转轴水平)、带铁夹的铁架台、电磁打点计时器(接交流电的频率为50 Hz)、纸带、重锤、游标卡尺、天平。回答下列问题 ：‎ ‎(1)如图乙所示，用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径d为________ cm；‎ ‎(2)将悬挂铁锤的纸带穿过打点计时器后，绕在转盘边缘上，纸带一端固定在转盘上，使得转盘与纸带不打滑，设纸带厚度不计，接通电源，释放重锤，打点计时器打出的纸带如图丙所示，O、A、B、C…各点为连续打出的点迹，则由图丙中数据可得，打下点迹D时，圆盘转动的角速度为ωD＝____________ rad/s(保留三位有效数字)；‎ ‎(3)下表为各点对应的转动动能Ek和角速度ω值，请你猜想转动动能Ek和角速度ω满足的关系式为Ek＝____________(须填写定量表达式)。‎ 计数点 A B C ‎…‎ E 转动动能Ek(J)‎ ‎0.001 0‎ ‎0.003 9‎ ‎0.008 9‎ ‎…‎ ‎0.024‎ 角速度ω(rad/s)‎ ‎4.0‎ ‎7.9‎ ‎11.9‎ ‎…‎ ‎19.7‎ ‎【来源】【全国百强校】贵州省都匀市第一中学2018届高三高考最后一模物理试题 ‎【答案】 （1）5.030 （2）15.9 （3）6.25×10-5J ‎【解析】（1）游标卡尺主尺部分读数为5.0cm，游标读数为0.05×6=0.30mm=0.030cm，‎ 为：Ek=kω2．‎ k是比例系数．将任一组数据比如：ω=4rad/s，Ek=0.001J，代入得到：k=6.25×10-5 J•s/rad，‎ 所以砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式是：Ek=6.25×10-5ω2J；‎ 点睛：①解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．‎ ‎②解决本题的关键知道该实验的原理，通过纸带处理求出圆盘的线速度，根据线速度与角速度的关系，求出角速度的表达式．‎ ‎③本题考查应用动能定理解决实际问题的能力和应用数学知识处理物理问题的能力．‎ ‎2．测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图所示的装置，图中长木板水平固定，‎ ‎（1）实验过程中，电火花计时器应接在电压为_________（选填6V或220V）的交流电源上，并注意调整定滑轮高度，使_______________________。‎ ‎（2）已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数μ=________________。‎ ‎（3）如图为木块在水平木板上带动纸带打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出，所用交流电的频率为50Hz，从纸带上测出x1=3.20cm，x2=4.52cm，x5=8.42cm，x6=9.70cm。则木块加速度大小a=___m/s2（保留两位有效数字）；‎ ‎【来源】【全国百强校】江苏省盐城中学2018届高三全仿真模拟检测（最后一卷）物理试题 ‎【答案】 220V； 细线跟长木板平行； ； 1.3‎ ‎【解析】（1）实验过程中，电火花计时器应接在电压为220V的交流电源上，并注意调整定滑轮高度，使细 点睛：解决本题的关键掌握纸带的处理，会通过纸带，运用匀变速直线运动的运动学公式，结合逐差法求解加速度，注意有效数字的保留．‎ ‎3．某实验小组用如图所示的装置探究功和速度变化的关系：将小钢球从固定轨道倾斜部分不同位置由静止释放，经轨道末端水平飞出，落到铺着白纸和复写纸的水平地面上，在白纸上留下点迹．为了使问题简化，小钢球在轨道倾斜部分下滑的距离分别为L、2L、3L、4L…，这样在轨道倾斜部分合外力对小钢球做的功就可以分别记为W0、2W0、3W0、4W0…．‎ ‎（1）为了减小实验误差必须进行多次测量，在L、2L、3L、4L…处的每个释放点都要让小钢球重复释放多次，在白纸上留下多个点迹，那么，确定砸同一位置释放的小钢球在白纸上的平均落点位置的方法是___________________；‎ ‎（2）为了完成实验，除了测量小钢球离开轨道后的下落高度h和水平位移s，还需测量_____________．‎ A．小钢球释放位置离斜面底端的距离L的具体数值 B．小钢球的质量m C．小钢球离开轨道后的下落高度h D．小钢球离开轨道后的水平位移x ‎（3）请用上述必要的物理量写出探究动能定理的关系式：W=______；‎ ‎（4）该实验小组利用实验数据得到了如图所示的图象，则图象的横坐标表示_________‎ ‎（用实验中测量的物理量符号表示）．‎ ‎【来源】【全国百强校】河南省南阳市第一中学2018届高三第十九次考试理综物理试题 ‎【答案】 用尽可能小的圆圈圈住尽量多的落点， 圆心即为平均落点的位置 B ‎ ‎【解析】（1）确定砸同一位置释放的小钢球在白纸上的平均落点位置的方法是：用尽可能小的圆圈圈住尽 ‎（3）由解析（2）可知探究动能定理的关系式为：W=．‎ ‎（4）根据图象形状可知，W与横轴表示的物理量成正比例，又因为表达式为W=，所以图象的横坐标表示x2．‎ ‎4．图1是小明探究橡皮筋弹力做的功W与小车动能变化间的关系的装置图，长木板放在水平桌面上，橡皮筋的两端分别与小车和挡板相连.实验中，通过增加橡皮筋的根数来改变弹力所做的功。‎ ‎(1)下列实验操作正确的是_________。‎ A.实验时，应先释放小车，然后接通电源 B.增加橡皮筋根数时，应选取相同的橡皮筋 C.每次应将小车拉到相同的位量由静止释放 D.实验前应平衡小车在木板上所受的摩擦力 ‎(2)图2是实验中某条纸带的一部分，相邻计数点间时间间隔T=0.1s。为探究橡皮筋弹力做的功W与小车动能变化间的关系，小明用来计算小车的速度。你认为他的算法是否正确?_______(选填“正确“或“不正确“)，你的理由是_______________。‎ ‎(3)图3是根据实验数据所画出的图象，你认为根据此图象能否验证动能理_____(选填“能”或“不能”)，你的理由是________________。‎ ‎【来源】江苏镇江市2018届高三第一次模拟考试物理试题 ‎【答案】 (1)BCD； (2) 不正确； 此时小车仍处于加速阶段； (3) 不能； 由图象只能得出W与成线性关系，并不能得到两者相等关系；‎ ‎（3）图是根据实验数据所画出的图象，不能用此图像验证动能定理，因为由图象只能得出与成线性关系，而且实验中只知道橡皮筋的根数，并不能测出橡皮筋弹力所做功的具体数值，故不能得到两者相等关系。‎ 点睛：本题关键要明确该实验的实验原理、实验目的，即可了解具体操作的含义，以及如何进行数据处理，数据处理时注意数学知识的运用。‎ ‎5．在“验证机械能守恒定律”的实验中：‎ ‎（1）纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示，其中操作最规范的是______。‎ A． B． C．D．‎ ‎（2）已知所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s2，重锤质量为0.5kg，从所打纸带中选择一条合适的纸带，此纸带第1、2计时点间的距离应接近______mm。纸带连续的计时点A、B、C、D至第1点O的距离如图所示，则重锤从O点运动到C点，重力势能减少______J。重锤经过C点时的速度为______m/s，其动能增加______J。（保留三位有效数字）‎ ‎（3）若计时点E（计时点D后第一个计时点）至第1点O的距离为70.1cm，则重锤下落的加速度为______m/s2。（保留一位小数）‎ ‎【来源】【全国百强校】陕西省西安市长安区第一中学2018届高三上学期第八次质量检测物理试题 ‎【答案】 D 3.30 ‎ ‎6．用如图甲装置来验证机械能守恒定律。带有刻度的玻璃管竖直放置，光电门的光线沿管的直径并穿过玻璃管，小钢球直径略小于管的直径，该球从管口由静止释放。完成下列相关实验内容：‎ ‎（1）如图乙用螺旋测微器测得小球直径d=____________mm；如图丙某次读得光电门测量位置到管口的高度h=_________cm。‎ ‎（2）设小球通过光电门的挡光时间为，当地重力加速度为g，若小球下落过程机械能守恒，则h可用d、、g表示为h=______________。‎ ‎（3）实验中多次改变h并记录挡光时间，数据描点如图丁，请在图丁中作出图线_____。‎ ‎（4）根据图丁中图线及测得的小球直径，计算出当地重力加速度值g=_______ m/s2 (计算结果保留两位有效数字)。‎ ‎【来源】广东省广州市2018届高三一测理科综合物理试题 ‎【答案】 4.000 5.60 9.6‎ ‎(4)图象不过原点表明有初速度，由函数表达式，可得与的函数关系中斜率，代入数据解得.‎ ‎【点睛】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，正确使用这些基本仪器进行有关测量．要明确实验的原理，知道较短时间内平均速度能代替瞬时速度．由于存在空气阻力重力势能的减小量略大于动能的增加量．‎ ‎7．用如图所示装置可验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量相等的物体A、B，物体B上放一金属片C，铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物体B的正下方，金属片C与圆环间的高度差为h，将A、B、C组成的系统由静止释放。当物体B穿过圆环时，金属片C被搁置在圆环上，两个固定在铁架台P1、P2处的光电门，通过电子计时器可测出物体B通过P1、P2这段距离的时间。‎ ‎(1)若测得P1、P2之间的距离为d，物体B通过这段距离的时间为t，则物体B刚穿过圆环后的速度v＝________。‎ ‎(2)若物体A、B的质量均用M表示，金属片C的质量用m表示，重力加速度为g，该实验中验证了等式____________成立，即可验证机械能守恒定律．‎ ‎(3)本实验中的测量仪器除刻度尺、光电门、电子计时器外，还需要________。‎ ‎【来源】【全国百强校】江西省新余四中、鹰潭一中等重点中学盟校2018届高三第一次联考物理试题 ‎【答案】 d/t 天平 ‎【解析】(1)由于A、B两物体的质量相等，当物体B通过圆环，金属片C被搁置在圆环上后，A、B系统做匀速直线运动，故物体B刚穿过圆环后的速度。‎ ‎(2)A、B、C系统由初态至金属片C被搁置在贺环上的教程中，系统减少的重力势能为，系统增加的动能。若，则可验证机械能守恒定律。‎ ‎(3)从表达式可得：本实验中的测量仪器除刻度尺、光电门、电子计时器外，还需要天平来测量物体及金属片的质量。‎ ‎8．某实验小组利用如图甲所示的实验装置来探究做功与物体动能变化的关系，当地重力加速度为g。‎ ‎(1)该小组成员用游标卡尺测得遮光条(如图乙所示)的宽度d=_____________cm，用天平测得滑块与遮光条的总质量为M、钩码的质量为m。‎ ‎(2)实验前需要调节气垫导轨使之水平，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.2×10-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速v=_________m/s(结果保留两位有效数字).‎ ‎(3)在本次实验中为了确保细线拉力所做的功与钩码重力做的功近似相等，则滑块与遮光条的总质量M与钩码的质量m间应满足_________，本实验中还需要测量的物理量是___________________________(‎ 用文字说明并用相应的字母表示)。‎ ‎(4)本实验中可通过改变钩码的质量测得多组数据并作出-m图象来进行探究，则下列图象中符合真实实验情况的是__________________。‎ ‎【来源】宁夏回族自治区银川市2018届高三4月高中教学质量检测理科综物理试题 ‎【答案】 0.600; 0.55 ； 开始滑块静止时逆光条到光电门的距离S; C;‎ ‎（4）保持滑块与遮光条的总质量M不变，细线拉力做的功，滑块与遮光条的动能改变量，由运动学公式可得，由牛顿第二定律可得， ，联立解得，即图像为过原点的倾斜直线，但当钩码的质量不能远小于滑块与遮光条的总质量时，有，两式相比可知，图像斜率会变小，故直线末端将会发生完全，C正确；‎ ‎9．在探究弹簧伸长量与弹力的关系时，某同学先按图6对弹簧甲进行探究，然后把弹簧甲和原长与甲相等的弹算乙并联起来按图7进行探究。在弹簧弹性限度内，将质量为m=50g 的钩码逐个挂在弹簧下端，分别测得图6、图7中弹簧的长度L1、L2如下表所示。‎ ‎(1)已知重力加速度g=9.8m/s2，要求尽可能多地利用测量数据，计算弹簧甲的劲度系数k=___N/m (结果保留两位有效数字).‎ ‎(2)由表中数据_________(填“能”或“不能”)计算出弹簧乙的劲度系数。‎ ‎【来源】【全国百强校】四川省双流中学2018届高三考前第二次模拟考试理综物理试题 ‎【答案】 (1) 49 (2) 能 ‎10．某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，将橡皮筋改为劲度系数为400N/m的轻质弹簧AA'，将弹簧的一端A'固定在竖直墙面上。不可伸长的细线OA、OB、OC，分别固定在弹簧的A端和弹簧秤甲、乙的挂钩上，其中O为OA、OB、OC三段细线的结点，如图1所示。在实验过程中，保持弹簧AA'伸长1.00m不变。‎ ‎（1）若OA、OC间夹角为90°，弹簧秤乙的读数是______N。（如图2所示）．‎ ‎（2）在（1）问中若保持OA与OB的夹角不变：逐渐增大OA与OC的夹角，则弹簧秤甲的读数大小将_____，弹簧秤乙的读数大小将_____。‎ ‎【来源】【全国百强校】甘肃省天水市第一中学2018届高三第四次模拟考试理综物理试题 ‎【答案】 3.00； 一直变小； 先变小后变大；‎ ‎【解析】（1）根据弹簧秤的读数方法可知，弹簧秤乙的读数是3.00N；‎ ‎（2）在（1）问中若保持OA与OB的夹角不变，逐渐增大OA与OC的夹角，甲乙两个弹簧秤弹力的合力不变，如图所示，则可知弹簧秤甲的读数大小逐渐减小，弹簧秤乙的读数大小先变小后变大。‎ ‎1．有同学利用如图所示的装置来验证平行四边形定则：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，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题：‎ ‎（1）改变钩码个数，实验能完成的是___（填正确答案标号）。‎ 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＝8‎ ‎（2）在作图时，你认为下图中____是错误的。（填“甲”或“乙”）‎ ‎【来源】【全国百强校首发】山东省济南第一中学2017届高三10月阶段测试物理试题 ‎【答案】 BC 乙 ‎【解析】（1）对O点受力分析，OA OB OC分别表示三个力的大小，由于三共点力处于平衡，因此三个力的大小构成一个三角形。以钩码的个数表示力的大小，只能两分力沿直线时才能构成三角形，不符合实验方法，故A错误；以钩码的个数表示力的大小，则三力为边构成等腰三角形，故B正确；以钩码的个数表示力的大小，则三力为边构成等边三角形，故C正确；以钩码的个数表示力的大小，不能构成三角形，故D错误。所以选BC.‎ ‎（2）以O点为研究对象，F3的是实际作用效果在OC这条线上，由于误差的存在，F1、F2的理论值要与实际值有一定偏差，故甲图符合实际，乙图不符合实际，所以乙错误。‎ ‎2．DIS实验是利用现代信息技术进行的实验。某同学“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，小球下端挡光片的宽度用螺旋测微器测量情况如图（b）所示。在某次实验中，选择DIS以图像方式显示实验的结果，所显示的图像如图（c）所示。图像的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E。试回答下列问题：‎ ‎（1）小球下端挡光片的宽度为__________mm。‎ ‎（2）图（c）的图像中，表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是________________（按顺序填写相应图线所对应的文字）。‎ ‎（3）根据图（b）所示的实验图像，可以得出的结论是_________________。‎ ‎【来源】【全国百强校】宁夏银川一中2017届高三下学期第三次模拟考试理综-物理试题 ‎【答案】 （1）6.006~6.008mm （1）乙、丙、甲 （2）在实验误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球在摆动的的过程中机械能守恒。‎ 点睛：本题考查理解物理图象的能力．守恒定律关键要明确条件．验证性实验最后得出结论时，要强调在实验误差允许的范围内．‎ ‎3．两位同学用如图所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律．‎ ‎①实验中必须满足的条件是_____．‎ A．斜槽轨道尽量光滑以减小误差 B．斜槽轨道末端的切线必须水平 C．入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下 D．两球的质量必须相等 ‎②测量所得入射球A的质量为mA，被碰撞小球B的质量为mB，图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B相撞，分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为OM和ON．当所测物理量满足表达式___________________________时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果满足表达式______________________________时，则说明两球的碰撞为弹性碰撞．‎ ‎【来源】黑龙江省大庆实验中学2017届高三考前得分训练（一）理科综合物理试题 ‎【答案】 BC mAOP=mAOM+mBON mAOP2=mAOM2+mBON2‎ 若两球相碰前后的动量守恒,则mAv0=mAv1+mBv2,又OP=v0t,OM=v1t,ON=v2t,代入得：mAOP=mAOM+mBON，‎ 若碰撞是弹性碰撞,则机械能守恒,由机械能守恒定律得： ，‎ 将OP=v0t,OM=v1t,ON=v2t代入得：mAOP2=mAOM2+mBON2。‎ ‎4．用如图所示的装置“探究加速度与力的关系”，带滑轮的长木板水平固定，跨过小车上定滑轮的两根细绳均处于水平。利用图象分析、处理数据。请回答下列问题：‎ ‎(1)以下操作或措施不必要的是______。(填序号)‎ A．用天平测出砂和砂桶的质量 B．将小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数F0‎ C．改变砂和砂桶质量，打出几条纸带，为利用图象处理数据做准备 D．为减小误差，使砂和砂桶的总质量远小于小车的质量 ‎(2)根据本实验方案，以拉力传感器示数的二倍F(F＝2F0)为横坐标，以加速度a为纵坐标，画出的a－F直线在______ (填“F”或“a”)轴上有截距。‎ ‎(3)若计算得到a－F直线的斜率为k，则小车的质量为________‎ ‎【来源】【全国百强校】湖南师范大学附属中学2017届高三下学期高考模拟（二）理科综合-物理试题 ‎【答案】 AD F ‎ ‎5．某同学利用如图所示装置探究平抛运动中机械能是否守恒．在斜槽轨道的末端安装一个光电门B，调节激光束与球心等高，斜槽末端水平．地面上依次铺有白纸、复写纸，让小球从斜槽上固定位置A点无初速释放，通过光电门后落在地面的复写纸上，在白纸上留下打击印．重复实验多次，测得小球通过光电门的平均时间为2.50 ms.(当地重力加速度g=9.8 m/s2，计算结果保留三位有效数字)‎ ‎①用游标卡尺测得小球直径如图所示，则小球直径为d=________cm，由此可知小球通过光电门的速度vB=________m/s；‎ ‎②实验测得轨道离地面的高度h=0.441 m，小球的平均落点P到轨道末端正下方O点的距离x=0.591 m，则由平抛运动规律解得小球平抛的初速度v0=________m/s；‎ ‎③在误差允许范围内，实验结果满足小球通过光电门的速度vB与由平抛运动规律求解的平抛初速度v0满足__________关系，就可以认为平抛运动过程中机械能是守恒的．‎ ‎【来源】【全国百强校】山东省日照第一中学2017届高三4月“圆梦之旅”（九）理综-物理试题 ‎【答案】 0.50 2.00 1.97 v0=vB 守恒．‎ 点睛：该题从新的角度来验证机械能守恒，在原来问题上有所创新，无论怎么变化，明确实验原理是解答实验问题的根本．‎ ‎6．某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，打点计时器工作频率为50 Hz。‎ ‎（1）为了消除运动过程中所受摩擦的影响，调整时应将木板____（选填“左”或“右”）端适当垫高以平衡摩擦力。‎ ‎（2）实验中，某同学打出一段纸带如图乙所示，相邻两计时点距离依次为：AB=3.50cm、BC=3.80cm、CD=DE=EF=FG=GH=4.00cm，则匀速运动的速度v=______m/s。‎ ‎（3）根据多次测量的数据，画出橡皮筋对小车做功W与小车匀速运动速度v草图如图丙所示，根据图线形状猜想，W与v的关系可能为________。‎ A．W∝ B．W∝v-1     C．W∝v-2   D．W∝v2‎ ‎【来源】2017届四川省凉山州高中毕业班第三次诊断性检测理综物理试卷（带解析）‎ ‎【答案】 （1）左； (2) 2； (3)D；‎ ‎【解析】（1）平衡摩擦力时，将左端垫高形成斜面，使重力的下滑分力与摩擦力平衡；‎ ‎（2）由题给条件可知，小车自C点开始匀速运动，则匀速运动的速度： ；‎ ‎（3）根据图象结合数学知识可知，该图象形式和,形式相符合，故选D。‎ ‎7．实验室水平桌面上有如图甲所示的一套实验装置，一端固定的压缩弹簧连接一个带有遮光片的滑块(弹簧不拴接)，滑块被弹出后经过光电门并最终停在P点。‎ ‎(1)游标卡尺测得遮光片的宽度如图乙所示，则宽度d=_____cm。‎ ‎(2)若要探究滑块和水平面之间的动摩擦因数，需要测量的物理量除遮光片宽度d和经过光电门的时间t外，还需要测量哪个物理量__________，若这个物理量用字母N表示，则动摩擦因素的表达式μ=________。‎ ‎(3)若滑块质量为且弹簧到P点之间的水平面光滑，则压缩弹簧的弹性势能为______（用字母、、表示）‎ ‎【来源】【全国百强校】2017届宁夏石嘴山市第三中学高三下学期第三次模拟考试理综-物理试卷（带解析）‎ ‎【答案】 0.375 OP的距离 ‎ ‎【解析】（1）游标卡尺的主尺读数为：3mm，游标尺上第15个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以最 ‎（3）根据能量守恒，弹簧的弹性势能等于小滑块的动能：‎ ‎8．科考队在玛雅文化发祥地进行探索和研究，发现了一些散落在平整山坡上非常规则的不明圆柱体，有科学家认为是外星人带着玛雅人离开时留下的．于是对其力学性质进行研究，下表为其形变量x与所施加拉力F关系的实验数据 F/N ‎0.5‎ ‎2‎ ‎4.5‎ ‎8‎ ‎12.5‎ ‎18‎ X/mm ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎（1）试猜想此不明圆柱体施加拉力F与其形变量x的关系___________；‎ ‎（2）如果想要验证猜想是否正确，应该画出下列哪种图象最能直观准确的表示两者之间的关系______。‎ A．F﹣x图象 B．F﹣x2图象 C．F2﹣x图象 D．F2﹣x2图象．‎ ‎【来源】【全国百强校】2017届宁夏银川一中高三第二次模拟理综物理试卷（带解析）‎ ‎【答案】 （1）F与x的二次方成正比 （2）B ‎9．用如图所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2在高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点未标记，所用电源的频率为50 Hz，计数点间的距离如图所示。已知m1＝50 g、m2＝150 g，请计算：（当地重力加速度取10 m/s2，计算结果均保留两位有效数字）‎ ‎(1)计数点5的瞬时速度v5=____________m/s；‎ ‎(2)在计数点0到5的过程中，系统动能的增量ΔEk＝_________J；系统重力势能的减少量ΔEp＝______J。‎ ‎【来源】2017届广东省揭阳市高中毕业班高考第二次模拟考试理综物理试卷（带解析）‎ ‎【答案】 2.4 0.58 0.60‎ ‎【解析】 (1)根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为：‎ ‎。‎ ‎(2)物体的初速度为零，所以动能的增加量为： ‎ 重力势能的减小量等于物体重力做功，故：△EP=W=mgh=0.60J。‎ ‎10．图示为“探究合力功与物体动能变化的关系”的实验装置，只改变重物的质量进行多次实验，每次小车都从同一位置A由静止释放。请回答下列问题：‎ ‎（1）用螺旋测微器测量遮光条的宽度d，其示数如图所示，则d = __________mm。‎ ‎（2）平衡摩擦力时，________（填“要”或“不要”）挂上重物。‎ ‎（3）实验时，________（填“需要”或“不需要”）满足重物的总质量远小于小车的总质量（包括拉力传感器和遮光条）。‎ ‎（4）按正确实验操作后，为了尽可能减小实验误差，若传感器的示数为F，小车总质量为M，重物的总质量为m，A、B两点间的距离为L，遮光条通过光电门的时间为t，则需要测量的物理量是_________________________。‎ A．M、m、L B．F、M、L、t C．F、m、L、t D．F、M、L ‎（5）在实验误差允许范围内， 关系式 ______________________成立。（用测量的物理量表示）‎ ‎【来源】【全国百强校】宁夏银川一中2017届高三考前适应性训练（二）物理试题 ‎【答案】 1.750 不要 不需要 B ‎ 点睛：了解光电门测量瞬时速度的原理，实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面，同时明确实验原理是解答实验问题的前提．‎ ‎ ‎ ‎【一年原创】 2018年原创试题及其解析 ‎1．某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度。实验器材有：电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板，小车、纸带、细线、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸片等。‎ ‎(1)该同学在实验桌上安装好所需的器材后(如图所示)准备进行实验，下面操作必须要的是___________‎ A.把附有滑轮的长木板的一端适当垫高，以平衡小车运动过程中所受的摩擦力 B.调节拉小车的细线使细线与长木板板面平行 C.拉小车运动的钩码的质量远小于小车的质量 D.实验时，先释放小车，再接通电源 ‎(2)该同学在得到的纸带上选取七个计数点(相邻两个计数点之间还有四个点未画出)，如图所示，图中s1=4.81cm，s2=5.29cm，s3=5.76cm，s4=6.25cm，s5=6.71cm，s6=7.21cm。已知电源频率为50Hz，则加速度的大小为___________m/s2（结果保留两位有效数字）。‎ ‎【答案】 B 0.48‎ ‎2．物理小组在一次探究活动中，测量滑块做匀加速直线运动的加速度和某时刻的瞬时速度，实验装置如图1，一木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与穿过电火花打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做加速运动，在纸带上打出一系列小点．‎ ‎（1）结合本次实验，下列说法正确的是：__‎ A．电火花打点计时器使用220V交流电源 B．电火花打点计时器每隔0.02s打一个点 C．实验中应先释放滑块再打点 D．滑块应靠近打点计时器开始释放 E．纸带放在墨粉盘的上面 ‎（2）图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图2所示．根据图中数据确定滑块加速度a=__m/s2，纸带上“4”点的瞬时速度v4=__m/s（结果小数点后保留两位）．‎ ‎【答案】 ABD 0.49 0.31‎ ‎3．（）图是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下（轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是__________．（填选项代号）‎ A．加一磁场，磁场方向沿轴负方向 B．加一磁场，磁场方向沿轴正方向 C．加一电场，电场方向沿轴负方向 D．加一电场，电场方向沿轴正方向 ‎（）某同学用图所示的实验装置研究小车在斜面上的运动．实验步骤如下：‎ a．安装好实验器材．‎ b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次．选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图中、、、…点所示．‎ c．测量、、、…计数点到计数点的距离，分别记做：、、…．‎ d．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动．‎ e．分别计算出、、…与对应时间的比值、、…．‎ f．以为纵坐标、为横坐标，标出与对应时间的坐标点，画出图线．‎ 结合上述实验步骤，请你完成下列任务：‎ ‎①实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有__________和__________．（填选项代号）‎ A．电压合适的交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．秒表 E．天平 F．重锤 ‎②将最小刻度为的刻度尺的刻线与计数点对齐，、、、计数点所在的位置如图所示，则__________，__________．‎ ‎③该同学在图中已标出、、、计数点对应的坐标点，请你在该图中标出与、两个计数点对应的坐标点，并画出图线________________________．‎ ‎④根据图线判断，在打计数点时，小车的速度__________；它在斜面上运动的加速度__________．‎ ‎【答案】 B A C 2.98 13.20 0.2 4‎ ‎③如图；‎ ‎④由s＝v0t+at2得：＝v0+at，因此-t图线为倾斜的直线。根据-t图线与的交点，得出在打0计数点时，小车的速度v0=0.20m/s，在范围内0.16～0.20m/s内均正确；，则a=4.0 m/s2．‎ ‎4．某探究小组利用如图（甲）所示的气垫导轨和光电门计时器等装置验证“加速度与合外力的正比关系”。他们通过改变滑轮下端的钩码质量来改变滑块所受的外力；实验中，钩码的质量为m，滑块（带遮光条）的质量为M，滑块上装有宽为d的遮光条。计时器显示遮光条经过光电门1和2的时间分别为∆t1、∆t2，测出光电门1和光电门2的距离为L，重力加速度为g。‎ ‎（1）当满足条件_________时，可以认为滑块所受合外力等于mg。‎ ‎（2）本实验需用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图（乙）所示，d =______mm。‎ ‎（3）在满足（1）中条件的情况下，本实验要验证的表达式是__________________。（用题目中提供的物理量符号表示）‎ ‎【答案】 m«M 2.50 ‎ ‎【解析】（1）由于滑块在运动的过程中受到阻力，为了减小阻力的影响，需平衡摩擦力；‎ 设钩码的质量为m，滑块的质量为M，对系统运用牛顿第二定律得： ，‎ 根据可得： ‎ 根据牛顿第二定律，可以得到： ‎ 故需要验证的是： 即可。‎ ‎5．某同学在测定小车加速度的实验中，得到图甲所示的一条纸带，他在纸带上共取了A、B、C、D、E、F、G七个计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。已知打点计时器的打点周期为0.02s。该同学从每个计数点处将纸带剪开分成六条（分别标记为a、b、c、d、e、f），再将这六条纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，得到图乙所示的图形，最后将各纸带上端中心连起来，于是得到表示v-t关系的图象，图中x轴对应的物理量是时间t，y轴对应的物理量是速度v。‎ ‎（1）图中t3=_______s，若测得纸条c的长度为4.02cm，则v3=_____m/s（保留两位有效数字）。‎ ‎（2）若测得纸条a的长度为1.98cm，纸条f的长度为7.02cm，则可求出加速度的大小为_____m/s2（保留两位有效数字）。‎ ‎【答案】 0.25 0.40 1.0‎ ‎6．利用气垫导轨研究物体运动规律，求物体运动的加速度。实验装置如图甲所示。主要的实验步骤：‎ ‎(1)滑块放置在气垫导轨0刻度处，在拉力作用下由静止开始加速运动，测量滑块从光电门1到光电门2经历的时间t，测量两光电门之间的距离s；‎ ‎(2)只移动光电门1，改变s，多次实验，数据记录如下表所示；‎ ‎(3)根据实验数据计算、描点、作出图像，如图乙所示。‎ 根据数据分析，回答下列问题：‎ 导轨标尺的最小分度为_______cm，读出如图甲所示两光电门之间的距离s1，并计算=______m／s。假设图线的斜率大小为k，纵截距为b，则滑块运动的加速度大小为_______；作出图像，求出本次测量的加速度大小为__________m／s2。‎ ‎【答案】 1 1.36 2k 2.1(2.0-2.2)‎ 由图可知, ；‎ 因此测量的加速度大小为2.1m/s2.‎ ‎7．在“验证牛顿第二定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，砂和砂桶的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出。‎ ‎（1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行，接下来还需要进行的一项操作是________‎ A.将长木板水平放置，让小车连着已经传过打点计时器的纸带，给打点计时器通，改变砂桶中砂子的多少，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 B.将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 ‎ C.将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动 ‎（2）实验中要进行质量m和m的选取，以下最合理的一组是______‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎（3）已知打点计时器使用的交流电频率为，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用下图给出的数据可求出小车运动的加速度_______m/s2。（结果保留三位有效数字）‎ ‎【答案】 （1）B （2）C （3）‎ ‎（3）相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，相邻的计数点时间间隔为T=0.1s，利用匀变速直线运动的推论，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： ‎ ‎8．在探究弹簧伸长量与弹力的关系时，某同学先按图6对弹簧甲进行探究，然后把弹簧甲和原长与甲相等的弹算乙并联起来按图7进行探究。在弹簧弹性限度内，将质量为m=50g 的钩码逐个挂在弹簧下端，分别测得图6、图7中弹簧的长度L1、L2如下表所示。‎ ‎(1)已知重力加速度g=9.8m/s2，要求尽可能多地利用测量数据，计算弹簧甲的劲度系数k=___N/m (结果保留两位有效数字).‎ ‎(2)由表中数据_________(填“能”或“不能”)计算出弹簧乙的劲度系数。‎ ‎【答案】 (1) 49 (2) 能 ‎9．某探究实验小组在实验室运用如图所示的实验装置，验证非平衡状态下力的平行四边形定则，实验操作如下：‎ ‎（1）将三个力传感器固定在一个竖直放置的平板上，调整位置，让A、B、C三个传感器的支架方向与竖直方向的夹角分别为00、600、300，然后将三个传感器调零。‎ ‎（2）将两个完全相同的小球置于传感器A与BC的上端，稳定后启动传感器，用力将平板竖直向上提起，保持两小球不脱离支架，传感器将记录一系列相同时刻的力。‎ ‎（3）下列说法中正确的是______‎ A．传感器A的示数即为该时刻小球所受的合外力 B．传感器A的示数等于该时刻小球所受的支持力 C．相同时刻甲球所受的合外力大于乙球所受合外力 D．相同时刻甲球所受的合外力等于乙球所受合外力 ‎（4）传感器某时刻的数据为，，，请选择合适的标度，在方格中画出、、的图示，运用平行四边形定求与的合力。_______‎ ‎（5）经过比较，得出结论在非平衡状态下力的合成与分解_____（填“符合”或“不符合”）平行四边形定则。‎ ‎【答案】 BD 略 符合 运用平行四边形定则求出与的合力如图中的F所示，在误差允许范围内F与相等，即在非平衡状态下力的合成与分解符合平行四边形定则。‎ ‎10．如图为某同学用来“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置，实验时先让入射球从斜槽上滚下，经过斜槽末端做平抛运动，记下落地点；再让入射球从斜槽上滚下，在斜槽末端与静止靶球发生对心碰撞后均做平抛运动，记下落地点。由于小球做平抛运动的时间相等，所以可用平抛运动水平位移代替平抛初速度。实验中此同学用天平测得入射球质量为m1，靶球质量为m2。图中O点为轨道末端在记录纸上的竖直投影，M、P、N为两球平均落点位贸。则 ‎（1）下列说法正确的是________‎ A．m1

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