物理高考專題復習-全部實驗練習題及答案解析

題型一、處理紙袋、驗證牛二定律、求摩擦因素綜合類

L（2019全國1）某小組利用打點計時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運動進行研究。物塊拖動紙帶

下滑，打出的紙帶一部分如圖所示。已知打點計時器所用交流電的頻率為50Hz,紙帶上標出的每兩個相鄰

點之間還有4個打出的點未畫出。在五個點中，打點計時器最先打出的是點，在打出C點時

物塊的速度大小為m/s（保留3位有效數字）；物塊下滑的加速度大小為m/s2（保留2位有效數

字）。

012345678910

ABCDE

【考向】刻度尺的讀數、平均速度的求法、逐差法求加速度

【答案】（D.A⑵.0.233⑶.0.75

【解析】從圖像觀察可知從點A到點E紙袋的上各點的間距逐漸增大，根據題意物體的運動為勻加速運動,

所以A點是最先打下的點；

根據運動學相關知識可知中間時刻的瞬時速度等于物體的平均速度，C點是BD段的中間時刻，所以只需

求得BD段的平均速度即為C點的瞬時速度得；v=y=氏"=385-1.2°）*10-=機/§

「BD2T2x0.1

設AB為S］、BC為S2、CD為S3、DE為根據逐差法可知物塊下滑的加速度：

a=$2）J2.70-1.20）+（3.45-1.97）X10,2=075M2

4T24x0.01

2.（2019全國2）如圖（a）,某同學設計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數的實驗。所用器材有：鐵架臺、

長木板、鐵塊、米尺、電磁打點計時器、頻率50Hz的交流電源，紙帶等。回答下列問題：

（1）鐵塊與木板間動摩擦因數〃=（用木板與水平面的夾角。、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度。

表示）

（2）某次實驗時，調整木板與水平面的夾角使敘30。。接通電源。開啟打點計時器，釋放鐵塊，鐵塊從靜

止開始沿木板滑下。多次重復后選擇點跡清晰的一條紙帶，如圖（b）所示。圖中的點為計數點（每兩個相

鄰的計數點間還有4個點未畫出）。重力加速度為9.8m/s2。可以計算出鐵塊與木板間的動摩擦因數為—

（結果保留2位小數）。

【考向】公式法求加速度、牛二定律、滑動摩擦力

ssm0-a

【答案】⑴.-----—⑵.0.35

geos，

【解析】對鐵塊受力分析結合牛二定律得：mgsin0-jumgCOS0=ma.....Q）

可求得解得：..…（2）,所以只需求得鐵塊運動的加速度大小即可求得摩擦因素;

分別假設第一個計數點與第二個計數點的間距為S1第二個計數點與第三個計數點的間距為S2依次類推第

六個計數點與第7個計數點之間的間距S7,結合公式法可求得物體的加速度:

9.8x--1.97

〃邑(16.82-5.00)

a-----------=--------——=1.97/〃/§2代入2式得：〃=--------廣一=0.35

(m-n)6T26x0.019.8x電

2

3.（2015全國2）某學生用圖（a）所示的實驗裝置測量物塊與斜面的動摩擦因數。已知打點計時器所用電

源的頻率為50Hz,物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖（b）所示，圖中標出了5個連續點之間的距

離。

紙帝打點計時器

EDCBA

??????(

I?I??

1.78+3.65-4-3.52-f-3.39*;cm

?????

圖（a）

（1）物塊下滑時的加速度a=-------------m/s2,打C點時物塊的速度v=--------------m/S;

（2）已知重力加速度大小g,為求出動摩擦因數，還必須測量的物理量是（填正確答案標號）

A物塊的質量B斜面的高度C斜面的傾角

【考向】逐差法求加速度、摩擦因素的求解、牛二定律

【答案】(1)3.25；1.79；(2)C

【解析】試題分析：（1）根據紙帶數據可知：加速度。=（*0+二匹）—/二十3=325mls；

4T2

打點C點時物塊的速度“若=1-

（2）由牛頓第二定律得：加速度a=gsin。-/cos。，所以求出動摩擦因數，還需測量的物理量是斜面

的傾角。

4.（2017全國2）某同學研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關系。使用的器

材有：斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器。

擋光片

圖（a）圖（b）

實驗步驟如下：

①如圖（a）,將光電門固定在斜面下端附近；將一擋光片安裝在滑塊上，記下擋光片前端相對于斜面的位

置，令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑；

②當滑塊上的擋光片經過光電門時，用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間加；

③用As表示擋光片沿運動方向的長度（如圖（b）所示），;表示滑塊在擋光片遮住光線的加時間內的平均

速度大小，求出了；

④將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與①中的位置相同，令滑塊由靜止開始下滑，重復步

驟②、③；

⑤多次重復步驟④；

⑥利用實驗中得到的數據作出「。圖，如圖（c）所示。

完成下列填空:

（1）用a表示滑塊下滑的加速度大小，用K4表示擋光片前端到達光電門時滑塊的瞬時速度大小，則：與V4、

a和加的關系式為3=。

（2）由圖（c）可求得，VA=cm/s,a=cm/s2o（結果保留3位有效數字）

【考向】利用光電門求瞬時速度、平均速度法的應用

【答案】（1）VA+-^aAt,16.6cm/s2

【解析】

（1）設擋光片末端到達光電門的速度為v,則由速度時間關系可知：v=

由于滑塊做勻變速直線運動，有：1=里把

2

-1

聯立解得：v=吟—abt

A2

-11

（2）根據v=j+5a加由圖（c）知，圖象得縱軸的截距為VA,可求得VA=52.1cm/s,圖象得斜率為耳。,

，…153.6-52.12o/21

有不a=~—rcm/s?8.3cm/5,B|J?=16.6cm/5

2180x103

5.（2011全國）利用圖1所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度。一斜面上安裝有兩個光電門，其

中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動，當一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時，

與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t。改變光電門甲的位置進行多

次測量，每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、乙之間的距離s,記下相應的t值；所

得數據如下表所示。

s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950

t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4

s/t(m/s)1.711.621.551.451.341.22

完成下列填空和作圖：

（1）若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小a、滑塊經過光電門乙時的瞬時速度vi測量值s和t

四個物理量之間所滿足的關系式是；

（2）根據表中給出的數據，在圖2給出的坐標紙上畫出--1圖線；

t

4f

0.50.60.70.80.9|0

由所畫出的圖線--得出滑塊加速度的大小為a=m/s2（保留2位有效數字）。

t

【考向】運動學基本公式的理解、圖像處理

V11

【答案】（1）—=—ut+V］或s=—cit~+v.t（2）如圖所示（3）2.0（或在1.8~2.2范圍內）

t22

【解析】沿斜面向下是勻加速運動，反過來也可以看成是初速度為v,的沿斜面向上的勻減速運動，由位移

QQ

公式有S=M——I。凡由于要畫v上—/圖像，所以可將上式變形得士V=—2/+V1,可知圖像的斜率”=—2,

2tt22

a=—2k求出a值.

6.（2018北京）用圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規律。

a.安裝好實驗器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運動，重復幾次。

b.選出一條點跡清晰的紙帶，找一個合適的點當作計時起點。（右0）,然后每隔相同的時間間隔T選取一

個計數點，如圖2中A、B、C、D、E、F……所示。

c

L）O?A??B??D?E?FS>

圖2

C.通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E...點時小車的速度，分別記作也、V2>V3>V4>V5

d.以速度v為縱軸、時間r為橫軸建立直角坐標系，在坐標紙上描點，如圖3所示。

結合上述實驗步驟，請你完成下列任務：

（1）在下列儀器和器材中，還需要使用的有和（填選項前的字母）。

A.電壓合適的50Hz交流電源

B.電壓可調的直流電源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平（含祛碼）

（2）在圖3中已標出計數點A、B、。、E對應的坐標點，請在該圖中標審計數點C對應的坐標點，并畫出

v-t圖像。

（3）觀察v-t圖像，可以判斷小車做勻變速直線運動，其依據是ov-t圖像斜率的物理意義是

（4）描繪3圖像前，還不知道小車是否做勻變速直線運動。用平均速度一表示各計數點的瞬時速度，從

Ar

理論上講，對的要求是（選填“越小越好”或“與大小無關”）;從實驗的角度看，選取的AX大小與

速度測量的誤差______（選填“有關”或“無關”）。

（5）早在16世紀末，伽利略就猜想落體運動的速度應該是均勻變化的。當時只能靠滴水計時，為此他設

計了如圖4所示的“斜面實驗”，反復做了上百次，驗證了他的猜想。請你結合勻變速直線運動的知識，分析

說明如何利用伽利略“斜面實驗”檢驗小球的速度是隨時間均勻變化的。

圖4

【考向】驗證牛二定律、處理圖像的能力

【答案】

(1)AC（2）如圖所示（3）小車的速度隨時間均勻變化加速度

（4）越小越好有關

（5）如果小球的初速度為0,其速度正比于時間，那么它通過的位移x正瓦?干兒因此，只要測量小球通

過不同位移所用的時間，就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化。

【解析】

（1）打點計時器工作時需要電源、電磁式打點計時器需要4V-6V的直流電源、電火花打點計時器需要

220V的交流電源；處理紙袋時需要用刻度尺測量計數點的間距；

（3）小車的速度隨時間均勻變化加速度

（4）小越小平均速度與瞬時速度越接近，Ax增大At就會增大，此時平均速度與瞬時速度相差變大；

（5）見答案;

7.（2018全國2）某同學用圖（a）所示的裝置測量木塊與木板之間的摩擦因數。跨過光滑定滑輪的細線兩

端分別與木塊和彈簧秤相連，滑輪和木塊之間的細線保持水平，在木塊上放置祛碼。緩慢向左拉動水平放

置的木板，當木塊和祛碼相對桌面靜止且木板仍在繼續滑動時，彈簧秤的示數即為木塊受到的滑動摩擦力

的大小。某次實驗所得數據在下表中給出，其中力的值從圖（b）中彈簧秤的示數讀出。

祛碼的質量m/kg0.050.100.150.200.25

滑動摩擦力加2.152.362.55A2.93

回答下列問題

（1）f,=N

（2）在圖（c）的坐標紙上補齊未畫出的數據點并繪出手機圖線；

（3）/與根、木塊質量M、木板和木塊之間的滑動摩擦因數〃及重力加速度大小g之間的關系式

戶,戶機圖線（直線）的斜率的表達式1<=;

（4）取g=9.80m/s2,由繪出的戶機圖線求得〃=（保留2位有效數字）

單位：N

【考向】受力分析、處理圖像

【答案】(1)2.75(2)如圖所示(3)〃(M+m)g〃g(4)0.40

【解析】從圖b讀出f4=2.75N,木塊受到木板給的的滑動摩擦力的大小/=〃+M)g,從圖表中可以觀

察當m每增加0.05kg,摩擦力f增加0.2N,故可見f與祛碼的質量成正比，故本題中木塊的質量為近似0；

木塊受到的摩擦力可表達為/=〃O+M)g="?g+〃Wg,所以圖像的斜率表示為所，圖像與縱軸的截

距為40g,圖像近似過原點，M近似為0，代入相關參數可得：〃=0.4

8.(2012江蘇)(10分)為測定木塊與桌面之間的動摩擦因數，小亮設計了如圖所示的裝置進行實驗.實驗中,

當木塊A位于水平桌面上的O點時，重物B剛好接觸地面.將A拉到P點，待B穩定后靜止釋放,A最終滑

到Q點.分別測量OP、OQ的長度h和s.改變h,重復上述實驗，分別記錄幾組實驗數據.

(1)實驗開始時，發現A釋放后會撞到滑輪.請提出兩個解決方法.

(2)請根據下表的實驗數據作出s-h關系的圖象.

(3)實驗測得A、B的質量分別為m=0.40kg、M=0.50kg.根據s-h圖象可計算出A塊與桌面間的動摩擦

因數〃=.(結果保留一位有效數字)

(4)實驗中，滑輪軸的摩擦會導致滋的測量結果

(選填"偏大冶或“偏小冶).

mI—A—$*1

萬°0—

/i(cm)20.030.040.050.060.0

s(cm)19.528.539.048.056.5

h/cm

【考向】動能定理、滑動摩擦力

【答案】（1）減0小;（B見的右質圖量）;增加細線的長度（或增大A的質量;降低B的起始高度）

（2）（見右圖）（3）0.4（4）偏大

【解析】（1）B減少的重力勢能轉化成系統的內能和AB的動能，A釋放后會撞到滑輪，說明B減少的勢能

太多，轉化成系統的內能太少，可以通過減小B的質量；增加細線的長度（或增大A的質量；降低B的起始

高度）解決.故解決方法有：可以通過減小B的質量；增加細線的長度（或增大A的質量；降低B的起始高

度）

（2）描點，連線，如圖所示：

一1,

（3）B下落至臨落地時根據動能定理有：Mgh-/jmgh=—（M+m）v...（I），

一1,

在B落地后，A運動到Q,有萬mv=jumgs...（2）

聯立1、2兩式可得:...........---------...(3)

(m+M)s+mh

又A、B的質量分別為m=0.40kg、M=0.50kg,在s-h圖象上任取一組數據代入可以求得：|i=0.4.

（4）由于滑輪軸的摩擦，會導致繩子的拉力相對偏小，A運動的加速度也就偏小，s也就偏小，

Mh

根據〃=(m+M)s+成’所以.偏大.

9.（2012山東）某同學利用圖甲所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規律。物塊在重物的牽引

下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上（尚未到達滑輪處）。從紙帶上便于測量的點

開始，每5個點取1個計數點，相鄰計數點間的距離如圖乙所示。打點計時器電源的頻率為50Hz

單位：cm

①通過分析紙帶數據，可判斷物塊在兩相鄰計數點和之間某時刻開始減速。

②計數點5對應的速度大小為m/s,計數點6對應的速度大小為m/So（保留三位有效數字）

a

③物塊減速運動過程中加速度的大小為斫"次2,若用一來計算物塊與桌面間的動摩擦因數（g為重力

g

加速度），則計算結果比動摩擦因數的真實值（填“偏大”或“偏小”）。

【考向】平均速度的應用，逐差法求加速度、誤差分析

【答案】（1）6；7（2）1.00；1.20（3）2.00；偏大

【解析】

（1）根據某段的平均速度等于中時刻的速度，則有：v9=。+=LOOM

IT0.2

（2）由紙帶可知，計數點7往后做減速運動，結合逐差法得：

（0.0660-0.0460）-（0.1060+0.0861）。m，2

a=------------------------------------=2.00m/s~

4x0.01

在減速階段產生的加速度的力是滑動摩擦力和紙帶受的阻力，所以計算結果比動摩擦因素的真實值偏大.

10.（2017全國1）某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器”計量時間。實驗前,

將該計時器固定在小車旁，如圖（a）所示。實驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運動過程

中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖（b）記錄了桌面上連續的6個水滴的位置。（已知滴水計時

器每30s內共滴下46個小水滴）

左83T100H7~133右

150mm

圖(4)

（1）由圖（b）可知，小車在桌面上是（填“從右向左”或“從左向右”）運動的。

（2）該小組同學根據圖（b）的數據判斷出小車做勻變速運動。小車運動到圖（b）中A點位置時的速度大

小為m/s,加速度大小為____________m/s2o（結果均保留2位有效數字）

【考向】平均速度法的應用、逐差法求加速度

【答案】（1）從右向左（2）0.19,0.037

302

【解析】滴水計時器每30s內共滴下46個小水滴減速運動，可知T=—s=-s

453

二（117+133）x10-3二

勻變速運動的物體某段位移平均速度等于中間時刻的瞬時速度一c2-

2x—

a=K133+15。)-儂+100)”1廠=0.0373

去掉中間一段利用逐差法可求得物體的加速度為:6x(—)2

3

11.（2011年山東）（1）某探究小組設計了“用一把尺子測定動摩擦因數”的實驗方案。如圖所示，將一個小

球和一個滑塊用細繩連接，跨在斜面上端。開始時小球和滑塊均靜止，剪斷細繩后，小球自由下落，滑塊

沿斜面下滑，可先后聽到小球落地利滑塊撞擊擋板的聲音，保持小球和滑塊釋放的位置不變，調整擋板位

置，重復以上操作，直到能同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。用刻度尺測出小球下落的高度H、

滑塊釋放點與擋板處的高度差h和沿斜面運動的位移工。（空氣阻力對本實驗的影響可以忽略）

①滑塊沿斜面運動的加速度與重力加速度的比值為o

②滑塊與斜面間的動摩擦因數為o

③以下能引起實驗誤差的是o

a.滑塊的質量

b.當地重力加速度的大小

c.長度測量時的讀數誤差

d.小球落地和滑塊撞擊擋板不同時

【考向】勻變速直線運動的規律、誤差定律、誤差分析

Y尤21

【答案】①77②（〃一二）,,,③Cd

HHv—h2

1,

【解析】①滑動沿斜面做初速度為零的勻加速直線運動，有x=—

2

1ax

小球做自由落體運動，有H=—9所以一=吉。

2gH

②對滑塊受力分析，根據牛頓第二定律得a=gsin6-〃gcos夕

即土ghG_/?2解得(h--)---—

H=g一X

③由①②分析知，c、d能引起實驗誤差。

題型二、驗證力的平行四邊形定則與彈簧勁度系數的測量

12.（2018天津）某研究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，所用器材有：方木板一塊，白紙，量程為

5N的彈簧測力計兩個，橡皮條（帶兩個較長的細繩套），刻度尺，圖釘（若干個）。

①具體操作前，同學們提出了如下關于實驗操作的建議，其中正確的有o

A.橡皮條應和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上

B.重復實驗再次進行驗證時，結點。的位置可以與前一次不同

C.使用測力計時，施力方向應沿測力計軸線；讀數時視線應正對測力計刻度

D.用兩個測力計互成角度拉橡皮條時的拉力必須都小于只用一個測力計時的拉力

②該小組的同學用同一套器材做了四次實驗，白紙上留下的標注信息有結點位置。，力的標度、分力和合

力的大小及表示力的作用線的點，如下圖所示。其中對于提高實驗精度最有利的是O

【考向】驗證力的平行四邊形定則

【答案】（2）①BC②B

【解析】驗證力的平行四邊形定則時用一個測力計拉橡皮筋與用兩個測力計拉橡皮筋時必須保證拉到同一

個結點O,如果想再進行驗證時就不一定非得保證結點拉至原來的O點了；

AD選項中結點單位標距太大，影響實驗精度；C選項拉力值太小；誤差較大；

13.（2017全國3）某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，將畫有坐標軸（橫軸為x軸，縱軸為y

軸，最小刻度表示1mm）的紙貼在桌面上，如圖（a）所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點（位

于圖示部分除外），另一端P位于y軸上的A點時，橡皮筋處于原長。

（1）用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標原點。，此時拉力廠的大小可由測力計讀出。測

力計的示數如圖（b）所示，尸的大小為No

（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A點；現使用兩個測力計同時拉橡皮筋，再次將P端拉至。點。

此時觀察到兩個拉力分別沿圖（a）中兩條虛線所示的方向，由測力計的示數讀出兩個拉力的大小分別為

尸i=4.2N和尸2=5.6No

（i）用5mm長度的線段表示1N的力，以。點為作用點，在圖（a）中畫出力6、B的圖示，然后按平

形四邊形定則畫出它們的合力

（ii）/合的大小為N,尸合與拉力廠的夾角的正切值為o

若歹合與拉力廠的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內，則該實驗驗證了力的平行四邊形定則。

【考向】驗證力的平行四邊形定則、彈簧稱的讀數；

【答案】（1）4。（2）（I）B、B和尸合如圖所示（II）4.0、0.05

【解析】按照（2）（i）的要求做出力的圖示，通過平移的手段將兩個分力和一個合力放在一個封閉的矢量

三角形中，結合三角函數的基本關系即可求得；

14.（2015四川）某同學在“探究彈力和彈簧伸長的關系”時，安裝好實驗裝置，讓刻度尺零刻度與彈簧上端

平齊，在彈簧下端掛1個鉤碼，靜止時彈簧長度為/1,如圖1所示，圖2是此時固定在彈簧掛鉤上的指針在

刻度尺（最小分度是1毫米）上位置的放大圖，示數6=cm.。在彈簧下端分別掛2個、3個、4個、

5個相同鉤碼，靜止時彈簧長度分別是/2、b、k、&已知每個鉤碼質量是50g,掛2個鉤碼時，彈簧彈力

F2=N（當地重力加速度g=9.8m/s2）。要得到彈簧伸長量x,還需要測量的是。作出?x

曲線，得到彈力與彈簧伸長量的關系。

a1s2

【考向】刻度尺的讀數、彈簧勁度系數的求解

【答案】25,850.98彈簧的原長/o

【解析】彈簧的進度系數左=——，刻度尺的指示為彈簧的總長，所以需要求得彈簧的原長才可計算Ax；

Ax

圖2顯示掛一個鉤碼時彈簧的總長為h為25.85cm,掛2個鉤碼時彈簧的彈力等于2個夠嗎的總重力，大小

為歹=2mg=2x50x107x9.8=0.98N

15.(2015山東)某同學通過下述實驗驗證力的平行四邊形定則。實驗步驟：

①將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向。

②如圖甲所示，將環形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧秤示數

為某一設定值時，將橡皮筋兩端的位置記為5、。2,記錄彈簧秤的示數E測量并記錄。1、。2間的距離(即

橡皮筋的長度/)。每次將彈簧秤示數改變0.50N,測出所對應的/,部分數據如下表所示：

F(N)00.501.001.052.002.50

I(cm)/o10.9712.0213.0013.9815.05

③找出②中F=2.50N時橡皮筋兩端的位置，重新記為。、。'，橡皮筋的拉力記為弊。，。

④在秤鉤上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖乙所示。用兩圓珠筆尖成適當角度同時拉橡皮筋

的兩端，使秤鉤的下端達到。點，將兩筆尖的位置標，記為A、B,橡皮筋OA段的拉力記為RM,OB段的

拉力記為FOB。

完成下列作圖和填空：

(1)利用表中數據在給出的坐標紙上(見答題卡)畫出產一/圖線，根據圖線求得/o=cm。

(2)測得。4=6.00cm,OB=7.60cm,則RM的大小為N?

(3)根據給出的標度，在答題卡上作出尸OA和FOB的合力尸'的圖示。

(4)通過比較尸與的大小和方向，即可得出實驗結論。

【考向】驗證力的平行四邊形定則、彈簧勁度系數的求解，活結的特點

【答案】(1)10.00；(2)1.80；(3)如圖；(4)Foo

【解析】(1)做出圖像，求得直線的截距即為/0,可得/o=10.00cm；

(2)可計算彈簧的勁度系數為左=￡=，N/M=50N/M；若。4=6.00cm,OB=7.60cm,則彈簧的彈

Ax0.02

tlF=kM=50(6.00+7.60-10.0)x10-2=1.8A^；則此時％=5=L8N

(3)如圖;

(4)通過比較廣和R)o'的大小和方向，可得出實驗結論.

16.(2014全國1)某同學利用圖(a)所示實驗裝置及數字化信息系統獲得了小車加速度a與鉤碼的質量m

的對應關系圖，如圖(b)所示.實驗中小車(含發射器)的質量為200g,實驗時選擇了不可伸長的輕質細繩和

輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到，回答下列問題：

A<z/(m-82)

5

4

3

位移傳感器(發射器'),位移傳感器(接收器)

圖(b)圖(a)

(1)根據該同學的結果，小車的加速度與鉤碼的質量成(選填“線性”或“非線性”)關系.

(2)由圖(b)可知，小機圖線不經過原點，可能的原因是

（3）若利用本實驗裝置來驗證“在小車質量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結論，并直接以

鉤碼所受重力根g作為小車受到的合外力，則實驗中應采取的改進措施是,鉤碼的質量應滿足的條

件是.

【考向】驗證牛二定律

【答案】（1）非線性（2）存在摩擦力（3）調節軌道的傾斜度以平衡摩擦力遠小于小車的質量

【解析】本題考查了驗證牛頓第二定律的實驗.（1）根據圖中描出的各點作出的圖像不是一條直線，故小車

的加速度和鉤碼的質量成非線性關系.（2）圖像不過原點，小車受到拉力但沒有加速度，原因是有摩擦力的

影響.（3）平衡摩擦力之后，在滿足鉤碼質量遠小于小車質量的條件下，可以得出在小車質量不變的情況下

拉力與加速度成正比的結論.

17.（2018全國1）如圖（a）,一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤；一標尺由游標和主尺構成，

主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標刻度線準確對齊的裝置，簡化為圖中的指針。

現要測量圖（a）中彈簧的勁度系數。當托盤內沒有祛碼時，移動游標，使其零刻度線對準指針，此時標

尺讀數為1.950cm；當托盤內放有質量為0.100kg的祛碼時，移動游標，再次使其零刻度線對準指針，標尺示

數如圖（b）所示,其讀數為cm。當地的重力加速度大小為9.80m/s2,此彈簧的勁度系數為N/m

（保留3位有效數字）。

3

4

5

圖（a）圖（b）

【考向】游標卡尺的讀數、彈簧進度系數的測量

【答案】3.77553.7

【解析】彈簧的勁度系數左=竺=°100*9.8=53.7N/W

Ax3.775-1.950

18.（2014?浙江）在“探究彈力和彈簧伸長的關系”時，某同學把兩根彈簧如圖1連接起來進行探究.

I

題圖1

鉤碼數1234

LA/CHI15.7119.7123.6627.76

Lfi/cm29.9635.7641.5147.36

表1

(1)某次測量如圖2所示，指針示數為cm.

⑵在彈性限度內，將50g的鉤碼逐個掛在彈簧下端，得到指針A、2的示數^和LB如表1.用表1數據計算

彈簧I的勁度系數為N/m(重力加速度g取10m/s2).由表I數據(選填“能”或“不能”)計算出彈

簧H的勁度系數.

題圖2

【考向】刻度尺的讀數、彈簧勁度系數的測量

【答案】(1)(15.95?16.05)cm,有效數字位數正確(2)(12.2-12.8)N/m能

【解析】

⑴由圖2可知刻度尺能精確到0.1cm,讀數時需要往后估讀一位.故指針示數為16.00+0.05cm.

(2)由表1中數據可知每掛一個鉤碼，彈簧I的平均伸長量Axi=4cm,彈簧II的總平均伸長量AX2=5.80cm,

根據胡克定律可求得彈簧I的勁度系數為12.5N/m,同理也能求出彈簧H的勁度系數.

19.(2014?新課標2)某實驗小組探究彈簧的勁度系數上與其長度(圈數)的關系.實驗裝置如圖(a)所示：一均

勻長彈簧豎直懸掛，7個指針Po、Pi、巳、尸3、尸4、尸5、尸6分別固定在彈簧上距懸點0、10、20、30、40、

50、60圈處；通過旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，Po指向0刻度.設彈簧下端未掛重物時,

各指針的位置記為抽；掛有質量為0.100kg的祛碼時，各指針的位置記為x.測量結果及部分計算結果如下

表所示("為彈簧的圈數，重力加速度取9.80m/s，已知實驗所用彈簧總圈數為60,整個彈簧的自由長度為

11.88cm.

(1)將表中數據補充完整：①;②

破■碼

圖(a)

Pi尸2ft尸4尸5P6

xo(cm)2.044.066.068.0510.0312.01

x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41

n102030405060

網N/m)163①56.043.633.828.8

1

工(m/N)0.0061②0.01790.02290.02960.0347

11

(2)以〃為橫坐標，工為縱坐標，在圖(b)給出的坐標紙上畫出工-〃圖像.

0.03

0.02

0.01

圖(b)

(3)圖(b)中畫出的直線可近似認為通過原點.若從實驗中所用的彈簧截取圈數為w的一段彈簧，該彈簧的勁

度系數k與其圈數n的關系的表達式為左=③N/m；該彈簧的勁度系數k與其自由長度/o(單位為m)

的關系的表達式為k=?N/m.

【考向】彈簧勁度系數的求解

【答案】

⑴①81.7②0.0122（2）略

1.75義1。31.67x1031.83x1033.473.313.62

⑶③"（在"?"之間均同樣給分）④10（在Zo~lo之間均同樣給分）

【解析】

mg0.100x9.80

（1）①左=Ax=（5.26-4,06）xl0-2==81.7N/m；

1_J_

②左=81.7m/N=0.0122m/N.

11.7X1O3

（3）由作出的圖像可知直線的斜率為5.8x10-4,故直線方程滿足1=5.8x10-4〃向此即k=一~N/m（在

1.67x103L83X1CP

w~w之間均正確）

n603.473.31

④由于60圈彈簧的原長為11.88cm,則n圈彈簧的原長滿足打=1i.88xl（F2,代入數值，得k=1（在lo?

3.62

1之間均正確）.

20.某同學做“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗。

①圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，其示數為7.73cm,圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針

所指的標尺刻度，此時彈簧的伸長量為cm;

②本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關于此■操作，下列選項中規范的做法

是;（填選項前的字母）

逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重

隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重

③圖丙是該同學描繪的彈簧的伸長量力/與彈力廠的關系圖線，圖線的段明顯?偏離直線。4,造成這種現

象的主要原因是o

【考向】彈簧進度系數的測量、刻度尺的讀數

【答案】6.93cm-；A；鉤碼重力超過彈簧彈力范圍

【解析】隨意增減祛碼的個數，可能會造成超出彈簧彈性限度的可能，所以要逐一增減祛碼；AB段彈簧的

伸長量與彈力不成線性關系可能正是彈簧超出彈性限度了；

21.(2015安徽)在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，某同學用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將

橡皮條的一端固定在木板上一點，兩個細繩套系在橡皮條的另一端，用兩個彈簧測力計分別拉住兩個細繩

套，互成角度地施加拉力，使得橡皮條伸長，結點到達紙面上某一位置，如圖所示，請將以下的實驗操作

和處理補充完整：

①用鉛筆描下結點位置，記為。；

②記錄兩個彈簧測力計的示數Fi和F2,沿每條細繩的方向用鉛■筆分別描出幾個點，用刻度尺把相應的點連

成線；

?③只用一個彈簧測力計，通過細繩套把橡皮條的結點仍拉到位置。，記錄測力計的示數八，；

④按照力的圖示要求