力學適應

1、（2021?T8高中名校八省市第一次新高考適應性考試）2020年12月8日，中尼兩國共同

宣布了珠穆朗瑪峰的最新高度為海拔8848.86米，此次珠峰高度測量實現了北斗衛星導航系

統首次應用、首次實測珠峰峰頂重力值等多項第一。同時，雪深探測雷達、重力儀、超長距

離測距儀等一大批國產現代測量設備紛紛亮相。重力儀的內部包含了由彈簧組成的靜力平衡

系統。

為測量某彈簧勁度系數，某探究小組設計了如下實驗，實驗裝置如下圖（1）圖（2）所示，角度

傳感器與可轉動"T”形螺桿相連，“T”形螺桿上套有螺母，螺母上固定有一個力傳感器，力

傳感器套在左右兩個固定的套桿（圖2中未畫出）上，彈簧的一端掛在力傳感器下端掛鉤上,

另一端與鐵架臺底座的固定點相連。當角度傳感器頂端轉盤帶動“V’形螺桿轉動時，力傳感

器會隨著“T”形螺桿旋轉而上下平移，彈簧長度也隨之發生變化。

（1）已知I"T”形螺桿的螺紋間距由4.0X10、，當其旋轉300。時，力傳感器在豎直方向移動

m?（結果保留2位有效數字）

（2）該探究小組操作步驟如下：

①旋轉螺桿使初狀態彈簧長度大于原長。

②記錄初狀態力傳感器示數片以及角度傳感器示數冊

③旋轉“1"形螺桿使彈簧長度增加，待穩定后，記錄力傳感器示數其增加值△/=；=￡-&；

角度傳感器示數氏，其增加值4%=e-%。

④多次旋轉“T”形螺桿，重復步驟③的操作，在表格中記錄多組△尺△&值：

序號△F（單位：N）△9（單位：°）

10.121499.7

20.247999.9

30.3731500.5

40.4982000.2

50.6232500.6

60.7473000.3

⑤用△尺△0（單位為度）、d三個量計算彈簧勁度系數/的表達式為;結合圖

線算出彈簧的勁度系數k=N/m。（結果保留2位有效數字）

2、（2021?八省聯考高三上學期1月考前猜題）用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定

律。輕桿兩端固定兩個大小相等但質量不等的小球A0,桿可以繞固定于中點。的水平軸在

豎直面內自由轉動。。點正下方有一光電門，小球球心可恰好通過光電門，已知重力加速度為

g。

（1）用游標卡尺測得小球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑為廬cm。

（2）只0從水平位置由靜止釋放，當小球產通過最低點時，與光電門連接的數字計時器顯示

的擋光時間為ALO.01s,則小球/經過最低點時的速度為-m/s?

（3）若兩小球久。球心間的距離為心，小球P的質量是小球。質量的4倍（4>1）,當滿足

F（用八d、Z、g表示）時，就表明驗證了機械能守恒定律。

3、某小組用打點計時器研究小車的勻變速直線運動，該打點計時器電源的頻率為50Hz,在打

好的紙帶上每5個點標記一個計數點，標記結果如圖所示4、B、C、。為連續選擇的計數點，

其位置分別為20.0mm、34.0mm、53.0mm和77.0mm。則：

(1)圖中相鄰兩計數點的時間間隔是_____s；

(2)打6點時小車的速度大小是_m/s；

(3)小車運動的加速度大小是m/s)

4、(2021?福建省三明市高三上學期1月期末)某同學用圖(甲)所示實驗裝置探究小車做

勻變速直線運動的規律。圖(乙)為得到的某條清晰紙帶的一部分。4、8…“是紙帶上標出的

計數點，每兩個相鄰的計數點之間還有4個打出的點未畫出，C、￡間的計數點〃未標出，交

流電源的頻率為50Hz。

(1)實驗時，必須進行的是(填選項字母)；

A.平衡摩擦力

B.調節滑輪高度，使細線與長木板平行

C.選擇所掛鉤碼的質量必遠小于小車的質量M

(2)打出〃點時小車的速度大小為m/s,加速度大小為m/s:(結果均保留2

位小數)

5、(2021?廣東省佛山市高三上學期1月期末)某同學采用如圖甲所示的裝置及電火花打點

計時器探究小車做勻變速直線運動的特點。

(1)為完成本實驗，下列器材中必須有的是(填編號);

①天平②4?6V低壓直流電源③刻度尺④秒表

(2)安裝好實驗裝置后開始實驗。實驗中以下操作必需的是；

A.托盤和祛碼的總質量要遠小于小車的總質量

B.調整滑輪的高度，使細線與長木板平行

C.將長木板遠離滑輪的一端用小木塊墊起

D.釋放小車前，小車應盡可能靠近打點計時器放置

E.選擇平直且各處粗糙程度相同的長木板做實驗

（3）實驗中獲得某條點跡清晰的紙帶如圖乙所示，已知打點計時器所用交流電頻率為f,若

（填寫表達式，用題及圖中物理量表示），則可認為勻變速直線運動具有

的特點（提示：填有關速度或位移的特點）。

打點計時器

圖甲

6、（2021?河北省邯鄲市高三上學期1月期末）某同學利用如圖所示的器材驗證“力的平行

四邊形定則”：在傾斜桌面上平鋪一張白紙，在桌子邊緣安裝三個光滑的滑輪，其中，滑輪R

固定在桌子邊，滑輪P?、P3可沿桌邊移動。將繩子打一個結點。，每個鉤碼的重量相等，當系

統達到平衡時，根據鉤碼個數讀出三根繩子的拉力吊、民和冗3,回答下列問題：

（1）在實驗中，若一根繩子掛的鉤碼質量為如另一根繩子掛的鉤碼質量為2m，則第三根繩

子所掛的鉤碼質量"應滿足關系：。

（2）在拆下鉤碼和繩子前，最必要的一個步驟是

A.標記結點。的位置，并記錄三段繩子的方向

B.量出三段繩子的長度

C.用量角器量出三段繩子之間的夾角

D.用天平測出鉤碼的質量

（3）若改變桌面的傾斜角度，（填"會”或“不會”）影響實驗的結論。

7、（2021?河北省張家口市高三上學期1月期末）某同學設計了如圖甲所示實驗裝置來“驗

證機械能守恒定律”，通過電磁鐵控制的小鐵球從1處自由下落，光電門連接計時器可記錄下

小鐵球的直徑經過光電門6時的擋光時間以小鐵球的質量獷4Xl（Tkg、直徑為4重力加速

度受9.8m/So

123cm

11

.卅卅H卅u卅

卻門

05101520

乙

（1）用游標卡尺測量小鐵球的直徑。如圖乙所示，其直徑廬mm；

⑵當光電門B與力間距為0.22m時，擋光時間Q5X10飛，則小球過光電門6時的動能

瓦=J,小鐵球由月到6減少的重力勢能跖______J,在誤差允許范圍內，小鐵球機械能

守恒。（計算結果保留三位有效數字）

8、（2021?湖南省永州市高三上學期1月一模）某興趣小組在學習了自由落體以后設計了一

個測量重力加速度的裝置，裝置如圖甲所示。（注意實驗時，將第一個光電門固定在靠近鋼球

開始下落的位置）

實驗步驟如下：

A.按照圖示安裝實驗器材

B.釋放小球，記錄小球從第一個光電門下落到第二個光電門之間的高度和所用時間人并

填入設計好的表格中

C.保持第一個光電門位置不變，改變第二個光電門的位置，多次重復實驗步驟B

h

D.根據實驗數據作出--/圖像，并由此圖像求解重力加速度

t

根據以上信息思考下面的問題：

h

（1）根據實驗數據得到的--1圖像如圖乙所示，寫出圖線的斜率％與重力加速度g之間的關系

t

為g=_________?

hh

(2)根據實驗中的數據以一為縱軸，t為橫軸建立坐標系，發現--f圖線不過原點，如圖丙所

tt

示，圖線與縱軸的截距的物理意義是

A.小球通過第一個光電門時的速度

B.小球通過第二個光電門時的速度

(3)從理論上利用圖丙計算的重力加速度g與利用圖乙計算的重力加速度i?_______(填“有”

或“無”)區別。

9、(2021?遼寧省葫蘆島市高三上學期1月期末)圖甲為在氣墊導軌上驗證機械能守恒定律

的實驗裝置，將導軌調至水平，滑塊裝有寬度為d的遮光條，滑塊包括遮光條總質量為M細

繩下端掛祛碼，鉤碼的質量為他滑塊在鉤碼作用下先后通過兩個光電門，用光電計時器記錄

遮光條通過光電門1和2各自的時間，可以計算出滑塊通過光電門的速度-和峰，用刻度尺

測出兩個光電門之間的距離x,重力加速度為g。

(1)用游標卡尺測量遮光條的寬度%示數如圖乙，則#cm。

(2)寫出滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，驗證機械能守恒定律的表達式

(用題中給出的物理量表示)。

⑶增加繩子下端祛碼的個數,滑塊每次都從同一位置由靜止釋放,作出訴1-5圖象,

如圖丙所示，其斜率為公（用題中給出的物理量表示）。

10、（2021?山東省濟寧市高三上學期1月期末）某同學設計如圖甲所示的實驗裝置來“驗證

機械能守恒定律”，讓小鐵球從力點自由下落，下落過程中經過月點正下方的光電門B時，光

電計時器記錄下小球通過光電門的時間t,當地的重力加速度為g。為了驗證機械能守恒定律,

該實驗準備了如下器材：鐵架臺、夾子、小鐵球，光電門、數字式計時器、游標卡尺（20分

4cm

丙

（1）用游標卡尺測量小鐵球的直徑，示數如圖丙所示，則其直徑為由cm；

（2）調整4?之間距離記錄下小鐵球通過光電門B的時間t,多次重復上述過程，作出能隨

力的變化圖像如圖乙所示。若小球下落過程中機械能守恒，則該直線斜率％=；

（3）在實驗中根據數據實際繪出二-/?圖像的直線斜率為在（KAb）,則實驗過程中所受的平均

r

阻力廣時與小球重力儂的比值上■=______（用k、表示）。

mg

11、（2021?“八省聯考”遼寧省普通高中學業水平選擇考適應性測試）某興趣小組利用如圖

所示的實驗裝置來測量重力加速度。鐵架臺豎直放置，上端固定電磁鐵M,A、B為位置可調

節的光電門，均與數字計時器N相連。

實驗步驟如下：

①接通M的開關，吸住小球；

②將A固定在小球下方某一位置，調節B的位置并固定，測出A和B之間的距離右；

③斷開M的開關，小球自由下落，記錄小球從A到B的時間，重復測量3次對應于A,的時間，

平均值為

④保持A位置不變而改變B的位置并固定，測出A和B之間的距離h2,重復測量3次對應于

%的時間，平均值為以

完成下列問題：

(1)本實驗所用器材有；鐵架臺、電源電磁鐵、光電門、數字計時器，小球和(填

入正確選項前的字母)。

A.天平B.刻度尺C.游標卡尺

(2)重力加速度大小可表示為茨(用力、力、小、友表示)。

(3)另一組同學也利用該裝置測量重力加速度，如果實驗過程中保持B的位置不變而改變A的

位置，那么該組同學(填“能”或“不能”)正確測得重力加速度。

12、用如圖1所示的實驗裝置測量木塊與長木板間的動摩擦因數〃。把左端帶有滑輪的長木

板平放在實驗桌上，載有祛碼的木塊右端連接穿過打點計時器的紙帶，左端連接細線，細線

繞過定滑輪掛有槽碼，木塊在槽碼的牽引下運動通過紙帶測量木塊的加速度，并測出木塊與

祛碼的總質量機槽碼的總質量以，計算木塊與木板之間的摩擦力九改變材和必進行多次實

驗。

(1)下列實驗操作步驟，正確順序是

①釋放木塊

②接通打點計時器電源

③將木板固定在水平桌面上

④調節滑輪高度使細線與木板平行

⑤將紙帶穿過打點計時器的限位孔并固定在木塊上

(2)實驗打出的一段紙帶如圖2所示打點計時器的工作頻率為50Hz,圖中紙帶按實際尺寸畫出,

則木塊的加速度為m/s2；

JOcm12345678910」

圖2

2.5

2.0

1.0

0

0.20.40.60.8M/kg

(4)已知重力加速度支9.80m/s2,可求得該木塊與木板的動摩擦因數〃=；

(5)乙同學用(3)問表中的數據逐一計算出每次測量的〃值，取其平均值作為測量結果。他發

現該值比甲同學在(4)問中得出的〃值大。你認為哪位同學的結果更準確，請簡要說明理由

13、(2021?“八省聯考”湖南省普通高中學業水平選擇考適應性測試)某同學利用滑塊在氣

墊導軌上的運動測量當地的重力加速度，如圖(a)所示，所用器材包括：氣墊導軌、滑塊(上

方安裝有寬度為d的遮光片)、數字計時器、光電門等。導軌下方兩支點間的距離為人實驗

步驟如下:

(1)開動氣泵，調節氣墊導軌，輕推滑塊，當光電門A記錄的遮光時間(填“大于”

“小于”或“等于")光電門B記錄的遮光時間時，認為氣墊導軌水平；

⑵用游標卡尺測量遮光片寬度4如圖⑺所示，戶cm；

(3)在導軌左支點下加一高度為力的墊塊，讓滑塊從導軌頂端滑下，記錄遮光片經過/、6兩

處光電門的光時間△小△&及遮光片從/運動到6所用的時間也，可求出重力加速度f一

(用題中給出的物理量符號表示)；

(4)分析實驗結果發現，重力加速度的測量值比該地的實際值偏小，寫出一條產生這一結果的

可能原因：o

14、為驗證力的平行四邊形定則，某同學準備了以下器材：支架，彈簧，直尺，量角器坐標

紙，細線，定滑輪(位置可調)兩個，鉤碼若干。支架帶有游標尺和主尺，游標尺(帶可滑

動的指針)固定在底座上，主尺可升降，如圖1所示。

實驗步驟如下：

(1)儀器調零.如圖1,將已測量好的勁度系數4為5.OON/m的彈簧懸掛在支架上，在彈簧掛

鉤上用細線懸掛小鉤碼做為鉛垂線，調節支架豎直。調整主尺高度，使主尺與游標尺的零刻

度對齊。滑動指針，對齊掛鉤上的。點，固定指針。

(2)搭建的實驗裝置示意圖如圖2.鉤碼組例=40g,鉤碼組偏=30g,調整定滑輪位置和支架的主

尺高度，使彈簧豎直且讓掛鉤上。點重新對準指針。實驗中保持定滑輪、彈簧和鉛垂線共面。

此時測得a=36.9°,￡=53.1°,由圖3可讀出游標卡尺示數為cm,由此計算出

彈簧拉力的增加量片N?當地重力加速度g為9.80m/s:

(3)請將第(2)步中的實驗數據用力的圖示的方法在圖框中做出，用平行四邊形定則做出合力

F_____。

(4)依次改變兩鉤碼質量，重復以上步驟，比較U和尸的大小和方向，得出結論。實驗中鉛

垂線上小鉤碼的重力對實驗結果(填寫“有”或“無”)影響。

15、為了驗證小球在豎直平面內擺動過程的機械能是否守恒，利用如圖(a)裝置，不可伸長

的輕繩一端系住一小球，另一端連接力傳感器，小球質量為如球心到懸掛點的距離為乙小

球釋放的位置到最低點的高度差為A,實驗記錄輕繩拉力大小隨時間的變化如圖(6),其中

先是實驗中測得的最大拉力值，重力加速度為g,請回答以下問題：

(a)(b)

(1)小球第一次運動至最低點的過程，重力勢能的減少量△耳=,動能的增加量△

瓦=。(均用題中所給字母表示)

(2)觀察圖(6)中拉力峰值隨時間變化規律，試分析造成這一結果的主要原因：。

(3)為減小實驗誤差，實驗時應選用密度(選填“較大”或“較小”)的小球。

力學適應（解析卷）

1、（2021?T8高中名校八省市第一次新高考適應性考試）2020年12月8日，中尼兩國共同

宣布了珠穆朗瑪峰的最新高度為海拔8848.86米，此次珠峰高度測量實現了北斗衛星導航系

統首次應用、首次實測珠峰峰頂重力值等多項第一。同時，雪深探測雷達、重力儀、超長距

離測距儀等一大批國產現代測量設備紛紛亮相。重力儀的內部包含了由彈簧組成的靜力平衡

系統。

為測量某彈簧勁度系數，某探究小組設計了如下實驗，實驗裝置如下圖（1）圖（2）所示，角度

傳感器與可轉動"T”形螺桿相連，“T”形螺桿上套有螺母，螺母上固定有一個力傳感器，力

傳感器套在左右兩個固定的套桿（圖2中未畫出）上，彈簧的一端掛在力傳感器下端掛鉤上,

另一端與鐵架臺底座的固定點相連。當角度傳感器頂端轉盤帶動“T”形螺桿轉動時，力傳感

器會隨著“V形螺桿旋轉而上下平移，彈簧長度也隨之發生變化。

（1）己知"T”形螺桿的螺紋間距曲4.0X101,當其旋轉300。時，力傳感器在豎直方向移動

m?（結果保留2位有效數字）

（2）該探究小組操作步驟如下：

①旋轉螺桿使初狀態彈簧長度大于原長。

②記錄初狀態力傳感器示數片以及角度傳感器示數名.

③旋轉“T”形螺桿使彈簧長度增加，待穩定后，記錄力傳感器示數其增加值△￡=￡-尻

角度傳感器示數出，其增加值△%=?「名。

④多次旋轉“T”形螺桿，重復步驟③的操作，在表格中記錄多組?值：

序號4F（單位：N）△0（單位：。）

10.121499.7

20.247999.9

30.3731500.5

40.4982000.2

50.6232500.6

60.7473000.3

⑤用△尺△e(單位為度)、d三個量計算彈簧勁度系數4的表達式為；結合圖

線算出彈簧的勁度系數k=N/m。(結果保留2位有效數字)

【答案】(1).3.3x10-3(2).(3).

AFx360°

k=(4).23

d\0

【解析】

(l)m當其旋轉360°時，力傳感器在豎直方向移動由4.0X10諱則當其旋轉300°,力傳

感器在豎直方向移動距離為

a理啜叱m告"&3.3XKT3m

(2)[2]描點作圖如下

AF

[3]角度增加A6時，彈簧形變量為以，則有

,Axd=x-e-----

360°

根據胡克定律得

AF=AAr

解得

,AFx360°

一d\e

[4]將上式變換得

kd、△

△AFr=------A6>

360°

圖像斜率為

0.747-0.121_kd

3000.3-499.7-360

解得

ka23N/m

2、(2021?八省聯考高三上學期1月考前猜題)用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定

律。輕桿兩端固定兩個大小相等但質量不等的小球R。，桿可以繞固定于中點。的水平軸在

豎直面內自由轉動。。點正下方有一光電門，小球球心可恰好通過光電門，已知重力加速度為

g。

123cm

Ii???iii_?il_?11111j?I!ii?

101020|

乙

(1)用游標卡尺測得小球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑為加cm。

(2)只0從水平位置由靜止釋放，當小球戶通過最低點時，與光電門連接的數字計時器顯示

的擋光時間為A/=0.01s,則小球〃經過最低點時的速度為片m/so

(3)若兩小球P、0球心間的距離為乙小球P的質量是小球。質量的4倍(A>1),當滿足

k(用￡、成Ang表示)時，就表明驗證了機械能守恒定律。

、+d2

【答案】(1)1.450(2分)(2)1.450(2分)(3)-——；——(2,

gL\t-d7

【解析】(1)小球的直徑d=14mm+0.05x10mm=14.50mm=1.450cm

(2)小球?經過最低點的速度v=己=1.450m/s；

(3)根據機械能守恒加ig2一mg'=’(%加+機)/,整理得k=+J

222

3、某小組用打點計時器研究小車的勻變速直線運動，該打點計時器電源的頻率為50Hz,在打

好的紙帶上每5個點標記一個計數點，標記結果如圖所示人B、a，為連續選擇的計數點，

其位置分別為20.0mm、34.0mm,53.0mm和77.0mm。則:

卜加州叫則岬曲Hip川叫而叫|刑|刑岫響叫j

01cm23456789t

(1)圖中相鄰兩計數點的時間間隔是S：

(2)打6點時小車的速度大小是m/s；

(3)小車運動的加速度大小是m/s)

【答案】(1).0.1(2).0.165(3).0.5

【解析】

(1)［口打點計時器的打點周期為

f50Hz

相鄰計數點之間的時間間隔

r=5T=0.1s

(2)［2］勻變速直線運動中，中間時刻速度等于平均速度，所以3點速度為

(3)［3］根據逐差法求解加速度

尤cL(2”14力1(尸

m/s2=0.5m/s

2x0.12

4、(2021?福建省三明市高三上學期1月期末)某同學用圖(甲)所示實驗裝置探究小車做

勻變速直線運動的規律。圖(乙)為得到的某條清晰紙帶的一部分。爾比??￡是紙帶上標出的

計數點，每兩個相鄰的計數點之間還有4個打出的點未畫出，G￡間的計數點。未標出，交

流電源的頻率為50Hz。

(1)實驗時，必須進行的是——一(填選項字母)；

A.平衡摩擦力

B.調節滑輪高度，使細線與長木板平行

C.選擇所掛鉤碼的質量)遠小于小車的質量M

(2)打出〃點時小車的速度大小為m/s,加速度大小為m/s2o(結果均保留2

位小數)

【答案】(1).B(2).0.96(3).2.00

【解析】

(1)[1]A.探究小車做勻變速直線運動的規律時不需要平衡摩擦力，A錯誤;

B.調節滑輪高度，使細線與長木板平行，B正確；

C.探究小車做勻變速直線運動的規律時，不需要選擇所掛鉤碼的質量加遠小于小車的質量M,

C錯誤。

故選B。

(2)[2]打出〃點時小車的速度大小為

19.22x12s=096m/s

D。-mz

0.2

[3]加速度大小為

19.22x10-2-(4.61+6.59)xIO-2,,

a=-------------J-------』--------m/s2=2.00m/s2

0.22

5、(2021?廣東省佛山市高三上學期1月期末)某同學采用如圖甲所示的裝置及電火花打點

計時器探究小車做勻變速直線運動的特點。

(1)為完成本實驗，下列器材中必須有的是(填編號);

①天平②4?6V低壓直流電源③刻度尺④秒表

(2)安裝好實驗裝置后開始實驗。實驗中以下操作必需的是；

A.托盤和跌碼的總質量要遠小于小車的總質量

B.調整滑輪的高度，使細線與長木板平行

C.將長木板遠離滑輪的一端用小木塊墊起

D.釋放小車前，小車應盡可能靠近打點計時器放置

E.選擇平直且各處粗糙程度相同的長木板做實驗

(3)實驗中獲得某條點跡清晰的紙帶如圖乙所示，已知打點計時器所用交流電頻率為f若

(填寫表達式，用題及圖中物理量表示)，則可認為勻變速直線運動具有

的特點(提示：填有關速度或位移的特點)。

打點計時器

II

圖甲

【答案】(1).③(2).BDE(3).$4一$3=$3一$2=$2-4(4).連續相等時

間內的位移之差相等

【解析】

(1)[口①.在處理紙帶求解速度與加速度的過程中，物體的質量不需要知道，所以不用天平

測物體的質量。故①錯誤；

②.實驗使用的電源必須是交流電源，故②錯誤；

③.刻度尺要用來測量紙帶的點之間的距離，所以必須要有刻度尺，故③正確；

④.打點計時器本身就是計時的儀器，所以不需要秒表，故④錯誤。

故選③。

(2)[2]A.不管托盤和祛碼的總質量與小車的總質量大小關系如何，只要小車做勻變速直線運

動即可，即托盤和祛碼的總質量不需耍遠小于小車的總質量。故A錯誤；

B.調整滑輪的高度，使細線與長木板平行，保證小車所受的合力在運動過程中不變。故B正

確；

C.將長木板遠離滑輪的一端用小木塊墊起是為了平衡摩擦力，但本實驗是探究小車做勻變速

直線運動的特點，不管平衡摩擦力與否，都是勻變速直線運動。因此不需要將長木板遠離滑

輪的一端用小木塊墊起。故C錯誤；

D.為了紙帶的利用率，釋放小車前，小車應盡可能靠近打點計時器放置。故D正確：

E.為了保證小車受力穩定，做勻變速直線運動，因此要選擇平直且各處粗糙程度相同的長木

板做實驗。故E正確。

故選BDEo

(3)[3][4]本實驗要探究小車做勻變速直線運動的特點，即

$4一$3=$3一$2=$2-M

可知，勻變速直線運動在連續相等時間內的位移差相等。

6、(2021?河北省邯鄲市高三上學期1月期末)某同學利用如圖所示的器材驗證“力的平行

四邊形定則”：在傾斜桌面上平鋪一張白紙，在桌子邊緣安裝三個光滑的滑輪，其中，滑輪匕

固定在桌子邊，滑輪3、P3可沿桌邊移動。將繩子打一個結點。，每個鉤碼的重量相等，當系

統達到平衡時，根據鉤碼個數讀出三根繩子的拉力昂、生和A3,回答下列問題：

(1)在實驗中，若一根繩子掛的鉤碼質量為如另一根繩子掛的鉤碼質量為20，則第三根繩

子所掛的鉤碼質量"應滿足關系：。

(2)在拆下鉤碼和繩子前，最必要的一個步驟是o

A.標記結點。的位置，并記錄三段繩子的方向

B.量出三段繩子的長度

C.用量角器量出三段繩子之間的夾角

D.用天平測出鉤碼的質量

(3)若改變桌面的傾斜角度，_______(填"會”或“不會”)影響實驗的結論。

【答案】(1).mWMW3加(2).A(3).不會

【解析】

(1)［1］根據三力平衡條件，第三根繩子所掛的鉤碼質量M應滿足關系為

2m-m<M<2m+m

即

WAfW3m

(2)［2］必須記下力的三要素，即大小、方向、作用點。大小可以通過鉤碼的個數來表示，方

向就是繩子的方向，作用點為。點，故選A。

(3)［3］繩子拉力即為鉤碼重力，若改變桌面的傾斜角度，拉力不變，所以不會影響實驗的結

論。

7、(2021?河北省張家口市高三上學期1月期末)某同學設計了如圖甲所示實驗裝置來“驗

證機械能守恒定律”，通過電磁鐵控制的小鐵球從4處自由下落，光電門連接計時器可記錄下

小鐵球的直徑經過光電門8時的擋光時間to小鐵球的質量〃尸4X10'kg、直徑為4重力加速

度5=9.8m/s2o

渭翳.畫

：'4；123cm

￡或電門05K)1520

甲乙

(1)用游標卡尺測量小鐵球的直徑。如圖乙所示，其直徑力mm；

⑵當光電門B與月間距為0.22m時,擋光時間《5X10%,則小球過光電門6時的動能

區=J,小鐵球由4到6減少的重力勢能￡=J,在誤差允許范圍內，小鐵球機械能

守恒。(計算結果保留三位有效數字)

【答案】(1).10.15(2).8.24X10-3(3).8.62X10：'

【解析】

(1)［口由圖示游標卡尺可知，游標尺為20分度，故精度為0.05,主尺讀數為10mm,游標尺

讀數為

0.05X3mm=0.15mm

其示數為

10mm+0.15mm=10.15mm

(2)［2］小球過光電門8時的動能為

1211〃-3flO.15xlO-3Y,

Er.=—mv；=—m\—\=—x4xl10nx------；-=8.24x110n3JT

卜2，2⑺2I5x10-3J

[3]小鐵球由4到8減少的重力勢能為

1==4X10-3X9.8X0.22=8.62X10-3J

8、(2021?湖南省永州市高三上學期1月一模)某興趣小組在學習了自由落體以后設計了一

個測量重力加速度的裝置，裝置如圖甲所示。(注意實驗時，將第一個光電門固定在靠近鋼球

開始下落的位置)

實驗步驟如下：

A.按照圖示安裝實驗器材

B.釋放小球，記錄小球從第一個光電門下落到第二個光電門之間的高度A和所用時間并

填入設計好的表格中

C.保持第一個光電門位置不變，改變第二個光電門的位置，多次重復實驗步驟B

I).根據實驗數據作出h,-r圖像，并由此圖像求解重力加速度

t

根據以上信息思考下面的問題：

h

(1)根據實驗數據得到的--r圖像如圖乙所示，寫出圖線的斜率〃與重力加速度g之間的關系

t

hh

(2)根據實驗中的數據以一為縱軸，匕為橫軸建立坐標系，發現--，圖線不過原點，如圖丙所

tt

示，圖線與縱軸的截距的物理意義是

A.小球通過第一個光電門時的速度

B.小球通過第二個光電門時的速度

(3)從理論上利用圖丙計算的重力加速度g與利用圖乙計算的重力加速度g—(填“有”

或“無”)區別。

【答案】(1).2k(2).A(3).無

【解析】

根據平均速度公式得

-h

u=一

t

而勻變速直線運動平均速度又可以表示為

-V+V

v=o----

2

根據勻變速直線運動速度公式得

v=v0+gt

聯立得

h1

-=v0+~gt

h

則」圖像的斜率k與重力加速度g之間滿足關系

t

,1

k=Qg

解得

g=2k

(2)[2]根據第(1)問推出的表達式

h1

-=v0+-gt

可知，圖線與縱軸的截距即為初速度的,是小球通過第?個光電門時的速度：

(3)[3]圖像與縱軸的交點僅表示初速度的不同，圖像的斜率不變，求得的重力加速度就相同。

9、(2021?遼寧省葫蘆島市高三上學期1月期末)圖甲為在氣墊導軌上驗證機械能守恒定律

的實驗裝置，將導軌調至水平，滑塊裝有寬度為"的遮光條，滑塊包括遮光條總質量為肌細

繩下端掛祛碼，鉤碼的質量為卬。滑塊在鉤碼作用下先后通過兩個光電門，用光電計時器記錄

遮光條通過光電門1和2各自的時間，可以計算出滑塊通過光電門的速度匕和心用刻度尺

測出兩個光電門之間的距離x,重力加速度為g。

氣墊導軌光電門2光電門1遮光條

(2)寫出滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，驗證機械能守恒定律的表達式—

(用題中給出的物理量表示)。

11

⑶增加繩子下端祛碼的個數，滑塊每次都從同一位置由靜止釋放，作出初獲圖象，

如圖丙所示，其斜率為斤(用題中給出的物理量表示)。

1,,M

【答案】(1).0660(2).mgx=—(M+~vi)(3).~~

22gx

【解析】

用游標卡尺測量遮光條的寬度cAO.6cm+0.05mmX12=0.660cm；

⑵⑵.系統重力勢能減小量為

b￡f=mgx

動能增加量為

空k=；("+㈤(年一片)

則要驗證的關系式為

mgx=g（M+m）（Vj—u；）

(3)[3].由表達式加gx==+附（4一匕2）可得

1M11

v；-v：2gxm2gx

11

則F-7一-圖像的斜率為

m

M

2gx

10、(2021?山東省濟寧市高三上學期1月期末)某同學設計如圖甲所示的實驗裝置來“驗證

機械能守恒定律”，讓小鐵球從4點自由下落，下落過程中經過4點正下方的光電門B時，光

電計時器記錄下小球通過光電門的時間t,當地的重力加速度為外為了驗證機械能守恒定律,

該實驗準備了如下器材：鐵架臺、夾子、小鐵球，光電門、數字式計時器、游標卡尺(20分

度)、毫米刻度尺。

(1)用游標卡尺測量小鐵球的直徑，示數如圖丙所示，則其直徑為廬cm；

(2)調整之間距離力，記錄下小鐵球通過光電門B的時間t,多次重復上述過程，作出《■隨

〃的變化圖像如圖乙所示。若小球下落過程中機械能守恒，則該直線斜率先=；

(3)在實驗中根據數據實際繪出《-力圖像的直線斜率為A(KA>),則實驗過程中所受的平均

阻力少削與小球重力儂的比值'"=______(用k、Ab表示)。

mg

【答案】(1).2.145(2).-24月(3).與一k

d-卜

【解析】

(1)[1]用游標卡尺測量小鐵球的直徑d=2.lcm+0.05mmX9=2.145cni.

(2)[2]已知經過光電門的時間和小球的直徑，由平均速度表示經過光電門時的速度

d

u=-

小球下落過程中，重力勢能減少量等于動能增加量時可以認為機械能守恒；則有

12

mghz=-mv4'

化簡可得

那么該直線斜率

(3)[3]因存在阻力，對小球下落過程運用動能定理可得

mgh—fh--mv

所以重物和紙帶下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值

于=k°-k

mg

Ik(2021?“八省聯考”遼寧省普通高中學業水平選擇考適應性測試)某興趣小組利用如圖

所示的實驗裝置來測量重力加速度。鐵架臺豎直放置，上端固定電磁鐵M,A、B為位置可調

節的光電門，均與數字計時器N相連。

實驗步驟如下：

①接通M的開關，吸住小球；

②將A固定在小球下方某一位置，調節B的位置并固定，測出A和B之間的距離A,；

③斷開M的開關，小球自由下落，記錄小球從A到B的時間，重復測量3次對應于力的時間,

平均值為

④保持A位置不變而改變B的位置并固定，測出A和B之間的距離灰，重復測量3次對應于

力z的時間，平均值為以

完成下列問題：

(1)本實驗所用器材有；鐵架臺、電源電磁鐵、光電門、數字計時器，小球和(填

入正確選項前的字母)。

A.天平B.刻度尺C.游標卡尺

⑵重力加速度大小可表示為爐(用力、力、th、&表示)。

(3)另一組同學也利用該裝置測量重力加速度，如果實驗過程中保持B的位置不變而改變A的

位置，那么該組同學(填“能”或“不能”)正確測得重力加速度。

【答案】(1).B(2).—^―(3—%)(3).能

【解析】

(1)口］實驗需要測量A和B之間的距離，所以需要用刻度尺。因為沒有記錄小球過光電門的

時間，所以不需要測量小球直徑，故不要游標卡尺。故選B。

(2)［2］設過A時的速度為%,從A運動到B,有

,12,12

解得

2_（左一生）

g=-

24’2

(3)［3］倒過來分析，小球以相同的速度從B點豎直上拋，同理亦可以測得。

12、用如圖1所示的實驗裝置測量木塊與長木板間的動摩擦因數〃。把左端帶有滑輪的長木

板平放在實驗桌上，載有祛碼的木塊右端連接穿過打點計時器的紙帶，左端連接細線，細線

繞過定滑輪掛有槽碼，木塊在槽碼的牽引下運動通過紙帶測量木塊的加速度，并測出木塊與

祛碼的總質量M槽碼的總質量如計算木塊與木板之間的摩擦力九改變M和"進行多次實

驗。

硅碼

柏科

圖i

(1)下列實驗操作步驟，正確順序是

①釋放木塊

②接通打點計時器電源

③將木板固定在水平桌面上

④調節滑輪高度使細線與木板平行

⑤將紙帶穿過打點計時器的限位孔并固定在木塊上

(2)實驗打出的一段紙帶如圖2所示打點計時器的工作頻率為50Hz,圖中紙帶按實際尺寸畫出,

則木塊的加速度為m/s2；

|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

Ocm12345678910

圖2

(3)甲同學測得的數據見下表。

物kg0.7000.6000.5000.4000.300

2.482.181.801.501.16

請根據表中的數據，在方格紙上作出廣〃圖像—

2

(4)已知重力加速度P9.80m/S,可求得該木塊與木板的動摩擦因數M=—

(5)乙同學用(3)問表中的數據逐一計算出每次測量的〃值，取其平均值作為測量結果。他發

現該值比甲同學在(4)問中得出的〃值大。你認為哪位同學的結果更準確，請簡要說明理由

【答案】(1).③⑤④②①(2).0.47(3).見解析(4).0.33(0.32^0.34)

(5).見解析

【解析】

(D口］實驗時，將木板固定在水平桌面上，接著將紙帶穿過打點計時器的限位孔并固定在木

塊上，然后把細線拴在小車上，使細線跨過定滑輪并掛上槽碼，調節滑輪高度使細線與木板

平行。再接通打點計時器電源，接著釋放木塊。最后關閉電源，取下紙帶。故正確順序是③

⑤④②①。

(2)[2]如圖所示

Ocm12345678910

圖2

每四個點選用一個計數點，標上字母。