第1頁（共1頁）2025年高考備考高中物理個性化分層教輔中等生篇《力學實驗》一．選擇題（共10小題）1．（2024春?溧陽市期末）用如圖所示裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗，通過測量重物運動過程中下落高度h和相應的速度大小v等物理量，進行分析驗證。下列說法正確的是（）A．重物應在靠近打點計時器處由靜止釋放 B．應先釋放紙帶再打開打點計時器電源 C．可以利用公式v＝gt計算重物的速度 D．作v2～h圖像，只有當圖線是過原點的直線時，才能說明機械能守恒2．（2024春?河西區(qū)期末）在“驗證機械能守恒定律”實驗中，某同學通過實驗，獲得了一條比較理想的紙帶，以起點為計數點0，相隔一段距離后，取連續(xù)打點為計數點1、2、3、4、5、6，如圖為部分放大照片，則紙帶上打第3個計數點時重物的速度v3＝________m/s（結果保留兩位有效數字）（）A．1.0m/s B．1.8m/s C．2.0m/s D．2.2m/s3．（2024?甘肅）小杰想在離地表一定高度的天宮實驗室內，通過測量以下物理量得到天宮實驗室軌道處的重力加速度，可行的是（）A．用彈簧秤測出已知質量的砝碼所受的重力 B．測量單擺擺線長度、擺球半徑以及擺動周期 C．從高處釋放一個重物，測量其下落高度和時間 D．測量天宮實驗室繞地球做勻速圓周運動的周期和軌道半徑4．（2024春?浙江期末）在研究平拋運動的實驗中，某同學只在豎直板面上記下了重垂線Y的方向，但忘了記下平拋的初位置，在坐標紙上描出了一段曲線的軌跡，如圖所示，現在曲線上取A、B兩點，量出它們到y(tǒng)軸的距離，AA′＝x1，BB′＝x2，以及AB的豎直距離h，用這些可以求得小球平拋時初速度為（）A．g(x22?C．x1+x5．（2024?蘇州三模）用圖示器材探究質量、角速度一定時向心力與半徑之間的關系，兩小球放置的位置以及皮帶連接的兩塔輪半徑關系分別是（）A．擋板A與B前，塔輪半徑相同 B．擋板A與C前，塔輪半徑不同 C．擋板A與C前，塔輪半徑相同 D．擋板B與C前，塔輪半徑相同6．（2024?廣東模擬）如圖所示，在“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”實驗中，某同學在坐標紙上畫出兩個彈簧測力計拉力F1和F2的圖示，圖中每小格的邊長表示1.0N，則F1和F2合力大小為（）A．4.0N B．5.0N C．6.0N D．7.0N7．（2024?廣東模擬）在測量小車做勻變速直線運動加速度的實驗中，打點計時器所接電源頻率為50Hz，實驗得到如圖所示的紙帶，紙帶上相鄰兩個計數點間有4個點沒有畫出。用刻度尺測得AB、BC、CD和DE的距離分別為3.21cm、4.42cm、5.61cm和6.82cm，則小車加速度大小為（）A．1.00m/s2 B．1.10m/s2 C．1.20m/s2 D．1.30m/s28．（2024春?黃埔區(qū)校級期中）如圖所示，將兩個斜滑道固定在同一豎直平面內，最下端水平，把兩個質量相等的小鋼球，從滑道的同一高度由靜止同時釋放，滑道2與光滑水平板平滑連接，則他將觀察到1球擊中2球，這說明（）A．平拋運動在水平方向是勻速運動 B．平拋運動在豎直方向是自由落體運動 C．平拋運動在水平方向做勻加速直線運動 D．平拋運動在豎直方向做勻速運動9．（2024?廣東模擬）如圖所示，在“驗證機械能守恒定律”實驗中，下列選項中可使打點計時器減少實驗誤差的是（）A．選用密度較小的重物 B．兩限位孔不在同一豎直面內 C．多次測量重物的質量取平均值 D．多次測量同一下落高度取平均值10．（2024?廣東模擬）如圖所示，在“探究彈簧彈力與形變量的關系”實驗中，把彈簧上端固定在鐵架臺的橫桿上，下列實驗步驟正確的是（）A．彈簧上端必須與刻度尺的零刻度線對齊 B．實驗前，必須測量彈簧的質量 C．懸掛不同質量的鉤碼，記錄彈簧下端對應的刻度尺的讀數 D．計算彈簧的彈力與對應的彈簧長度的比值，即為彈簧的勁度系數二．多選題（共5小題）（多選）11．（2024春?黃埔區(qū)校級期中）圖是“探究平拋運動的特點”的實驗裝置，橫擋板在不同高度卡住平拋運動的小球來確定小球運動的軌跡，下列操作正確的有（）A．保持斜槽末端切線水平 B．調整硬木板使其與小球下落的豎直面平行 C．測量同一條軌跡時，小球每次可以從不同高度靜止釋放 D．用折線連接描繪的點得到小球的運動軌跡（多選）12．（2024?龍鳳區(qū)校級開學）如圖所示是用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置。關于這一實驗，下列說法中正確的是（）A．安裝打點計時器時，應使限位孔處于豎直方向 B．重物應選用密度大的物體 C．應先釋放紙帶，后接通電源 D．重物減少的重力勢能略小于增加的動能（多選）13．（2023秋?海淀區(qū)期末）用如圖所示裝置研究靜摩擦力的大小隨拉力的變化規(guī)律，把木塊放在固定的水平長木板上，在彈簧測力計的指針左側輕放一個小紙團，它可以隨指針移動。用彈簧測力計水平向右拉木塊，使拉力由零緩慢增大，直至木塊剛開始運動。下列說法正確的是（）A．指針左側小紙團的作用是標記滑動摩擦力的大小 B．指針左側小紙團的作用是標記最大靜摩擦力的大小 C．木塊上放置的砝碼的多少不影響小紙團標記的數值 D．木塊上放置的砝碼越多，小紙團標記的數值越大（多選）14．（2023秋?哈爾濱期末）如圖所示，用氣墊導軌和光電計時器研究物體的運動，滑塊沿氣墊導軌下滑時，光電計時器能分別記錄擋片（寬為L）擋住A、B光電門的時間ΔtA、ΔtB，根據氣墊導軌上的刻度尺，可以測量出A、B光電門的距離x。在實驗時，下列說法錯誤的是（）A．忽略光電門的大小，把它看作一個位置點，這是一種放大的思想方法 B．LΔtC．可以根據公式v=xD．可以根據公式a=(（多選）15．（2022秋?寶山區(qū)校級期末）在“用DIS研究質量一定時，加速度與力的關系”的實驗中，選用了位移傳感器測量加速度。為了減小誤差，下列說法正確的有（）A．實驗開始前調整滑輪高度，讓細繩與軌道平面平行 B．實驗開始前要調整軌道傾角，使小車輕推后、在不掛鉤碼時，能夠向上勻速運動 C．在增加鉤碼的同時要在小車上增加配重片，確保鉤碼質量始終遠小于小車的總質量 D．每次實驗時，需要使鉤碼從靜止開始釋放 E．每次實驗時，需要使小車從同一位置釋放三．填空題（共5小題）16．（2024春?道里區(qū)校級期末）如圖所示是某同學在研究勻變速直線運動時，打點計時器在紙帶上打出的一系列點．測出紙帶上點跡清晰的像鄰六個點中1、3兩點間的距離為x1，4、6兩點間的距離為x2．已知計時器的打點周期為T，則打下第2點時物體運動的速度大小為；打下第5點時物體運動的速度大小為；物體運動的加速度大小為．（均用x1、x2及T表示）17．（2024春?順義區(qū)期末）某同學采用如圖所示裝置探究平拋運動規(guī)律。用小錘擊打彈性金屬片，B球沿水平方向拋出，同時A球由靜止自由下落，可觀察到兩小球同時落地；改變小球距地面的高度和擊打的力度，多次實驗，都能觀察到兩小球同時落地。根據此實驗，（選填“能”或“不能”）判斷出B球在豎直方向做自由落體運動，（選填“能”或“不能”）判斷出B球在水平方向做勻速直線運動。18．（2024春?順義區(qū)期末）某學習小組利用如圖1所示的裝置做驗證機械能守恒定律的實驗。在紙帶上選取多個計數點，分別測量它們到起始點O的距離為h，并計算出各計數點對應的速度v，畫出如圖2所示v2﹣h圖像。若阻力作用不可忽略且大小不變，已知當地重力加速度為g，則畫出的圖像應為圖中的圖線（選填“1”“2”或“3”），其斜率2g（選填“小于”“大于”或“等于”）。19．（2024春?閔行區(qū)期末）某研究小組利用如圖（甲）所示的DIS實驗裝置進行驗證機械能守恒定律實驗，得到了如圖（乙）所示的實驗圖像。本實驗中所用到的傳感器的名稱為傳感器。觀察圖線A，可發(fā)現隨著擺錘高度的下降，能量值略有減少，造成這一現象的原因可能是。20．（2024?北京模擬）某同學做“探究加速度a與拉力F的關系”實驗。保持小車的質量不變，改變小車所受的拉力，得到拉力F和加速度a的數據，并在圖8坐標系中描出這些數據點。（1）請在圖中畫出a﹣F圖像。（2）由該圖像可知，小車的加速度a與它所受拉力F成（選填“正比”或“反比”）。四．解答題（共5小題）21．（2024春?浦東新區(qū)校級期末）單擺是一種重要的理想模型。小明使用質量為m的擺球、長度為L的擺繩開展實驗。（1）用單擺測定重力加速度，組裝了如下幾種實驗裝置。①下列最合理的裝置是。②實驗中沒有游標卡尺，無法測小球的直徑，小明將擺繩長計為擺長l，測得多組周期T和l的數據，作出l﹣T2圖象（圖1）。則實驗得到的l﹣T2圖象應是如圖中的（選填：A．a，B．b，C．c）。③實驗測得當地重力加速度大小是m/s2（保留3位有效數字）。（2）若單擺的懸點和擺球帶等量正電荷q，靜電力常量為k，重力加速度為g．忽略擺球大小，擺球靜止時，繩上拉力大小為。將擺球拉開一小角度由靜止釋放，單擺周期（選填：A．變大，B．變小，C．不變）。（3）擺球做簡諧運動經過平衡位置時正好遇到空中的一滴水，水滴的速度可以忽略，質量不能忽略。水滴均勻附著在擺球表面上，則擺球在以后的振動過程中。A．最大速度不變，周期不變B．最大速度變小，周期變小C．最大速度變小，周期不變D．最大速度變大，周期不變（4）圖2為該單擺調整擺長后的共振曲線，若該單擺的擺長變短，則此共振曲線振幅A最大值對應的橫坐標f的值將（選填：A．變大，B．變小，C．不變）。（5）如圖3（a），細繩一端系住一小球，另一端連接力傳感器，小球視作質點。實驗測得細繩拉力大小隨時間的變化如圖（b），Fm是實驗中測得的最大拉力值，重力加速度為g。小球第一次運動至最低點的過程中，動能增大了，運動過程中機械能（選填：A．一定守恒，B．一定不守恒，C．可能守恒）。（6）復擺（圖4）是由大小和形狀不發(fā)生變化的物體，繞固定水平軸在重力作用下做微小擺動的運動體系，轉動慣量J(J=imA．2πB．2πC．2πJD．2πmgl22．（2024春?石家莊期末）一組同學在做“探究加速度與力、質量的關系”的實驗，實驗裝置如圖甲所示。（1）在下列儀器和器材中，還需要使用的有。（多選）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（含砝碼）（2）下列說法正確的是。A．實驗時應先釋放小車后接通電源B．本實驗砂和砂桶B的質量應遠大于小車和砝碼A的質量C．在用圖像探究加速度與質量關系時，應作a?1（3）如圖乙所示為實驗中打出的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點跡開始，在紙帶上標出了連續(xù)的5個計數點A、B、C、D、E，相鄰兩個計數點間都有4個點跡沒有標出，測出各計數點到A點之間的距離。已知打點計時器打點周期為0.02s，則此次實驗中小車運動的加速度大小的測量值a＝m/s2。（結果保留兩位有效數字）（4）在某次利用上述已調整好的裝置進行實驗中，保持砂和砂桶的總質量不變，小車自身的質量為M且保持不變，改變小車中砝碼的質量m，并測出小車中放上不同質量的砝碼時所對應的加速度a，以m為橫坐標，1a為縱坐標，在坐標紙上作出1a?m23．（2024春?青浦區(qū)校級期末）某同學利用DIS驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖所示。保持擺錘釋放器在P點位置不變，由靜止釋放擺錘，分別利用傳感器（圖中未畫出）測出擺錘經過A、B、C、D四個位置的擋光時間t。已知擺錘的直徑d＝0.008m，質量m＝0.008kg。取D所在水平面為零勢能面，A、B、C三點相對于零勢能面的高度如圖所示，實驗獲取的數據如表：位置h/cmt/sv/m?s﹣1A150.0078261.022B100.0055981.429C50.004607▲D00.0039982.001（1）本實驗使用的是傳感器。（2）表格中“▲”所代表的物理量的值為m/s。（3）實驗中該同學發(fā)現傳感器所測的位置略低于A點，則他經過計算機獲得的速度數據與真實值比，。（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）（4）該同學認為，如果分析t與h的關系，也能驗證機械能守恒定律。所以該同學將數據進一步處理，作出“1t2??24．（2023秋?烏魯木齊期末）（1）打點計時器是一種使用電源的計時儀器，當電源的頻率為50Hz時，振針每隔秒打一個點，如圖所示為一次記錄小車勻變速直線運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數點，相鄰計數點間有四個點未畫出。（計算結果保留三位有效數字）（2）計算B點的瞬時速度大小m/s；（3）計算小車的加速度大小a＝m/s2。25．（2024春?海淀區(qū)校級期中）同學利用力傳感器測量當地的重力加速度大小，在單擺的懸點O處接一個力傳感器（未畫出），將小球（可視為質點）拉到A點后釋放。小球在豎直平面內的A、C之間來回擺動。由力傳感器測出細線對擺球的拉力大小隨時間t變化的曲線（如圖乙），已知B點為運動過程中的最低點，小球質量為m，擺長為L，擺角為α（α＜5°），F隨時間變化的周期為t0，求：（1）當地重力加速度g的大小；（2）力傳感器測出的細線對擺球的拉力F的最大值Fmax；（3）另一同學通過自制單擺測量重力加速度，他利用細線和和鐵鎖制成一個單擺，計劃利用手機的秒表計時功能和卷尺完成實驗。但鐵鎖的重心未知，不容易確定準確的擺長。請幫助該同學設計一個方案來測量當地的重力加速度，并寫出重力加速度的計算式（需要測量的物理量請加以說明）。

2025年高考備考高中物理個性化分層教輔中等生篇《力學實驗》參考答案與試題解析一．選擇題（共10小題）1．（2024春?溧陽市期末）用如圖所示裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗，通過測量重物運動過程中下落高度h和相應的速度大小v等物理量，進行分析驗證。下列說法正確的是（）A．重物應在靠近打點計時器處由靜止釋放 B．應先釋放紙帶再打開打點計時器電源 C．可以利用公式v＝gt計算重物的速度 D．作v2～h圖像，只有當圖線是過原點的直線時，才能說明機械能守恒【考點】驗證機械能守恒定律．【專題】定量思想；推理法；機械能守恒定律應用專題；推理能力．【答案】A【分析】根據實驗原理掌握正確的實驗操作，結合機械能守恒定律和圖像的物理意義完成分析。【解答】解：A、為了充分利用紙帶，則重物應在靠近打點計時器處由靜止釋放，故A正確；B、實驗中要先打開電源，再釋放紙帶，故B錯誤；C、利用公式v＝gt計算重物的速度，相當于默認物體做自由落體，則機械能一定守恒，失去了驗證的目的，故C錯誤；D、根據機械能守恒定律可得：mgh=化簡得：v2＝2gh則做v2～h圖像時，只有當圖線是過原點的直線且斜率為2g時，才能說明物體的機械能守恒，故D錯誤；故選：A。【點評】本題主要考查了機械能守恒定律的相關應用，熟悉機械能守恒定律，結合圖像的物理意義即可完成分析。2．（2024春?河西區(qū)期末）在“驗證機械能守恒定律”實驗中，某同學通過實驗，獲得了一條比較理想的紙帶，以起點為計數點0，相隔一段距離后，取連續(xù)打點為計數點1、2、3、4、5、6，如圖為部分放大照片，則紙帶上打第3個計數點時重物的速度v3＝________m/s（結果保留兩位有效數字）（）A．1.0m/s B．1.8m/s C．2.0m/s D．2.2m/s【考點】驗證機械能守恒定律．【專題】定量思想；推理法；機械能守恒定律應用專題．【答案】C【分析】根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點時小車的瞬時速度大小。【解答】解：根據勻變速直線運動紙帶的處理方法，某點的瞬時速度等于相鄰兩點間的平均速度，打下3點的瞬時速度，可以用2、4兩點的平均速度代替，所以：v3故選：C。【點評】本題考查瞬時速度的測量原理，理解瞬時速度的求解方法。3．（2024?甘肅）小杰想在離地表一定高度的天宮實驗室內，通過測量以下物理量得到天宮實驗室軌道處的重力加速度，可行的是（）A．用彈簧秤測出已知質量的砝碼所受的重力 B．測量單擺擺線長度、擺球半徑以及擺動周期 C．從高處釋放一個重物，測量其下落高度和時間 D．測量天宮實驗室繞地球做勻速圓周運動的周期和軌道半徑【考點】用單擺測定重力加速度；萬有引力與重力的關系（黃金代換）．【專題】定量思想；推理法；單擺問題；萬有引力定律在天體運動中的應用專題；推理能力．【答案】D【分析】離地表一定高度的天宮實驗室在繞地球做勻速圓周運動，天宮實驗室以及其內的物體均處于完全失重狀態(tài)。據此解答ABC選項；根據萬有引力等于重力，以及萬有引力提供向心力分析D選項。【解答】解：ABC、離地表一定高度的天宮實驗室在繞地球做勻速圓周運動，天宮實驗室以及其內的物體均處于完全失重狀態(tài)。用彈簧秤不能測出已知質量的砝碼所受的重力；單擺不會擺動，故不能測量擺動周期；從高處靜止釋放一個重物，重物不會運動，故不能測量其下落高度和時間，故ABC錯誤；D、測量天宮實驗室繞地球做勻速圓周運動的周期T和軌道半徑r，根據萬有引力等于重力，以及萬有引力提供向心力可得：GMmr2解得軌道處的重力加速度為：g=4故選：D。【點評】本題考查了萬有引力在天體運動中的應用，以及超失重現象。掌握物體環(huán)繞中心天體做圓周運動時，所需向心力由萬有引力提供。4．（2024春?浙江期末）在研究平拋運動的實驗中，某同學只在豎直板面上記下了重垂線Y的方向，但忘了記下平拋的初位置，在坐標紙上描出了一段曲線的軌跡，如圖所示，現在曲線上取A、B兩點，量出它們到y(tǒng)軸的距離，AA′＝x1，BB′＝x2，以及AB的豎直距離h，用這些可以求得小球平拋時初速度為（）A．g(x22?C．x1+x【考點】探究平拋運動的特點．【專題】實驗題；平拋運動專題．【答案】A【分析】正確應用平拋運動規(guī)律：水平方向勻速直線運動，豎直方向自由落體運動；根據平拋運動的分位移公式列式求解后聯(lián)立求解即可．【解答】解：設拋出點為O點，從拋出到A點過程，根據平拋運動的分位移公式，有：x1＝v0t1①?A=從拋出到B點過程，根據平拋運動的分位移公式，有：x2＝v0t2③?B=聯(lián)立解得v0故選：A。【點評】對于平拋運動問題，一定明確其水平和豎直方向運動特點，尤其是在豎直方向熟練應用勻變速直線運動的規(guī)律和推論解題．5．（2024?蘇州三模）用圖示器材探究質量、角速度一定時向心力與半徑之間的關系，兩小球放置的位置以及皮帶連接的兩塔輪半徑關系分別是（）A．擋板A與B前，塔輪半徑相同 B．擋板A與C前，塔輪半徑不同 C．擋板A與C前，塔輪半徑相同 D．擋板B與C前，塔輪半徑相同【考點】探究圓周運動的相關參數問題；牛頓第二定律的簡單應用；牛頓第二定律求解向心力．【專題】比較思想；實驗分析法；牛頓第二定律在圓周運動中的應用；實驗能力．【答案】D【分析】左右塔輪邊緣的線速度相等，結合ω=v【解答】解：探究向心力大小與半徑的關系時，要保證兩球質量、角速度相等，左右塔輪邊緣的線速度相等，結合ω=v故選：D。【點評】解決本題的關鍵是明確實驗原理，了解實驗器材的操作過程，知道各部分元件在試驗中的作用，熟記向心力公式。6．（2024?廣東模擬）如圖所示，在“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”實驗中，某同學在坐標紙上畫出兩個彈簧測力計拉力F1和F2的圖示，圖中每小格的邊長表示1.0N，則F1和F2合力大小為（）A．4.0N B．5.0N C．6.0N D．7.0N【考點】探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律．【專題】定量思想；圖析法；平行四邊形法則圖解法專題；推理能力．【答案】C【分析】根據平行四邊形定則作出F1和F2合力F的圖示，以據每小格的邊長表示1.0N讀出合力的大小。【解答】解：根據平行四邊形定則作出F1和F2合力F如下圖所示：圖中每小格的邊長表示1.0N，則可知F的大小為F＝1.0×6N＝6.0N，故C正確，ABD錯誤。故選：C。【點評】本題考查了平行四邊形定則的應用，利用平行四邊形定則作出力的圖示即可。7．（2024?廣東模擬）在測量小車做勻變速直線運動加速度的實驗中，打點計時器所接電源頻率為50Hz，實驗得到如圖所示的紙帶，紙帶上相鄰兩個計數點間有4個點沒有畫出。用刻度尺測得AB、BC、CD和DE的距離分別為3.21cm、4.42cm、5.61cm和6.82cm，則小車加速度大小為（）A．1.00m/s2 B．1.10m/s2 C．1.20m/s2 D．1.30m/s2【考點】探究小車速度隨時間變化的規(guī)律．【專題】定量思想；推理法；直線運動規(guī)律專題；實驗能力．【答案】C【分析】根據逐差法可計算小車加速度。【解答】解：根據逐差法可知加速度為a=CE?AC4T2故C正確，ABD錯誤；故選：C。【點評】本題考查加速度的計算，解題關鍵掌握逐差法計算加速度的方法。8．（2024春?黃埔區(qū)校級期中）如圖所示，將兩個斜滑道固定在同一豎直平面內，最下端水平，把兩個質量相等的小鋼球，從滑道的同一高度由靜止同時釋放，滑道2與光滑水平板平滑連接，則他將觀察到1球擊中2球，這說明（）A．平拋運動在水平方向是勻速運動 B．平拋運動在豎直方向是自由落體運動 C．平拋運動在水平方向做勻加速直線運動 D．平拋運動在豎直方向做勻速運動【考點】探究平拋運動的特點．【專題】比較思想；實驗分析法；平拋運動專題；實驗能力．【答案】A【分析】平拋運動水平方向勻速直線運動，從小球1擊中小球2可以知道兩小球在水平方向的運動是相同的。【解答】解：把兩個質量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放，滑道2與光滑水平板平滑連接，將觀察到的現象是球1落到水平木板上擊中球2，知1球在水平方向上的運動規(guī)律與2球相同，即平拋運動在水平方向上做勻速直線運動。故A正確，BCD錯誤。故選：A。【點評】解決本題的關鍵知道平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動。9．（2024?廣東模擬）如圖所示，在“驗證機械能守恒定律”實驗中，下列選項中可使打點計時器減少實驗誤差的是（）A．選用密度較小的重物 B．兩限位孔不在同一豎直面內 C．多次測量重物的質量取平均值 D．多次測量同一下落高度取平均值【考點】驗證機械能守恒定律．【專題】實驗題；定性思想；實驗分析法；機械能守恒定律應用專題；實驗能力．【答案】D【分析】選用密度較小的重物，空氣阻力的影響較大；兩限位孔不在同一豎直面內，會增大運動的紙帶受到摩擦阻力；重物的質量對實驗的誤差無影響；多次測量同一下落高度取平均值，會減小測量誤差。【解答】解：A、選用密度較小的重物，空氣阻力的影響較大，會增大實驗誤差，故A錯誤；B、兩限位孔不在同一豎直面內，會增大運動的紙帶受到摩擦阻力，會增大實驗誤差，故B錯誤；C、本實驗要驗證的關系式為：mgh=12mv2，或mghD、多次測量同一下落高度取平均值，會減小測量誤差，可減少實驗誤差，故D正確。故選：D。【點評】本題考查了“驗證機械能守恒定律”實驗，本實驗的關鍵就是要減小空氣阻力與摩擦阻力對實驗的影響，掌握減小空氣阻力與摩擦阻力的方法。10．（2024?廣東模擬）如圖所示，在“探究彈簧彈力與形變量的關系”實驗中，把彈簧上端固定在鐵架臺的橫桿上，下列實驗步驟正確的是（）A．彈簧上端必須與刻度尺的零刻度線對齊 B．實驗前，必須測量彈簧的質量 C．懸掛不同質量的鉤碼，記錄彈簧下端對應的刻度尺的讀數 D．計算彈簧的彈力與對應的彈簧長度的比值，即為彈簧的勁度系數【考點】探究彈簧彈力與形變量的關系．【專題】定量思想；推理法；彈力的存在及方向的判定專題；推理能力．【答案】C【分析】根據實驗原理、實驗正確操作和注意事項分析作答。【解答】解：A．實驗探究彈力與形變量的關系，根據F＝kΔx，可知彈簧上端可以不與刻度尺的零刻度線對齊，也不用測量彈簧的質量，故AB錯誤；C．懸掛不同質量的鉤碼，記錄彈簧下端對應的刻度尺的讀數，故C正確；D．計算彈簧的彈力與彈簧形變量的比值，即為彈簧的勁度系數，故D錯誤；故選：C。【點評】本題考查了探究“彈簧彈力與形變量的關系”實驗，屬于力學中的基本實驗；對于基本實驗，一定要讓學生親自操作，可以很好地培養(yǎng)學生的實驗能力。二．多選題（共5小題）（多選）11．（2024春?黃埔區(qū)校級期中）圖是“探究平拋運動的特點”的實驗裝置，橫擋板在不同高度卡住平拋運動的小球來確定小球運動的軌跡，下列操作正確的有（）A．保持斜槽末端切線水平 B．調整硬木板使其與小球下落的豎直面平行 C．測量同一條軌跡時，小球每次可以從不同高度靜止釋放 D．用折線連接描繪的點得到小球的運動軌跡【考點】探究平拋運動的特點．【專題】參照思想；實驗分析法；平拋運動專題；實驗能力．【答案】AB【分析】根據實驗原理和實驗的注意事項，分析各操作的正確與否。【解答】解：A、小球離開斜槽后做平拋運動，必須調整斜槽使其末端切線水平，故A正確；B、實驗過程中，應調整硬木板使其保持豎直，即與小球下落的豎直面平行，故B正確；C、測量同一次平拋的一條軌跡時，為使小球做平拋運動的初速度相等，每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放小球，故C錯誤；D、用光滑曲線連接描繪的點，得到小球的運動軌跡，不能用折線，故D錯誤。故選：AB。【點評】本題主要考查了平拋運動的相關應用，根據實驗原理掌握正確的實驗操作，結合平拋運動的特點和運動學公式即可完成分析。（多選）12．（2024?龍鳳區(qū)校級開學）如圖所示是用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置。關于這一實驗，下列說法中正確的是（）A．安裝打點計時器時，應使限位孔處于豎直方向 B．重物應選用密度大的物體 C．應先釋放紙帶，后接通電源 D．重物減少的重力勢能略小于增加的動能【考點】驗證機械能守恒定律．【專題】定性思想；實驗分析法；機械能守恒定律應用專題；實驗能力．【答案】AB【分析】理解該實驗的實驗原理，需要測量的數據等；明確打點計時器的使用；理解實驗中的注意事項以及如何進行數據處理；對于任何實驗注意從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數據處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚。【解答】解：A、為了減小摩擦阻力，限位孔應在同一豎直線上，故A正確B、重物最好選用密度較大的材料，來減小阻力的影響，故B正確。C、開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數據的采集和處理，會對實驗產生較大的誤差，故C錯誤；D、重物的重力勢能的減少量略大于動能的增加量，原因是紙帶與打點計時器間有摩擦阻力，或存在空氣阻力。故D錯誤；故選：AB。【點評】對于基礎實驗要從實驗原理出發(fā)去理解，要親自動手實驗，深刻體會實驗的具體操作，不能單憑記憶去理解實驗。（多選）13．（2023秋?海淀區(qū)期末）用如圖所示裝置研究靜摩擦力的大小隨拉力的變化規(guī)律，把木塊放在固定的水平長木板上，在彈簧測力計的指針左側輕放一個小紙團，它可以隨指針移動。用彈簧測力計水平向右拉木塊，使拉力由零緩慢增大，直至木塊剛開始運動。下列說法正確的是（）A．指針左側小紙團的作用是標記滑動摩擦力的大小 B．指針左側小紙團的作用是標記最大靜摩擦力的大小 C．木塊上放置的砝碼的多少不影響小紙團標記的數值 D．木塊上放置的砝碼越多，小紙團標記的數值越大【考點】探究影響滑動摩擦力的因素．【專題】定性思想；推理法；摩擦力專題；推理能力．【答案】BD【分析】木塊開始運動前，受到靜摩擦力，根據平衡條件判斷摩擦力與彈簧測力計示數關系，木塊開始滑動，木塊受滑動摩擦力作用，而滑動摩擦力小于靜摩擦力。【解答】解：AB.當拉力較小時，隨著拉力的增大，彈簧測力計示數增大，小紙團隨指針向左移動，木塊所受的拉力被木板的靜摩擦力平衡；當拉力達到一定值時，木塊剛開始相對木板運動，此時木塊受木板的摩擦力達到最大值，根據紙團的位置可記錄下最大靜摩擦力，木塊移動后，摩擦力變?yōu)榛瑒幽Σ亮Γ瑒幽Σ亮π∮谧畲箪o摩擦力，所以木塊剛開始移動時，紙團與指針分離，故A錯誤，B正確；CD.木塊上放置的砝碼越多，木塊對木板的正壓力就越大，木塊與木板間的最大靜摩擦力越大，小紙團標記的數值越大，故C錯誤，D正確。故選：BD。【點評】本題考查了靜摩擦力和最大靜摩擦力；解題關鍵掌握滑動摩擦力小于最大靜摩擦力。（多選）14．（2023秋?哈爾濱期末）如圖所示，用氣墊導軌和光電計時器研究物體的運動，滑塊沿氣墊導軌下滑時，光電計時器能分別記錄擋片（寬為L）擋住A、B光電門的時間ΔtA、ΔtB，根據氣墊導軌上的刻度尺，可以測量出A、B光電門的距離x。在實驗時，下列說法錯誤的是（）A．忽略光電門的大小，把它看作一個位置點，這是一種放大的思想方法 B．LΔtC．可以根據公式v=xD．可以根據公式a=(【考點】光電門測量物體速度．【專題】定性思想；等效替代法；直線運動規(guī)律專題；分析綜合能力．【答案】ABC【分析】根據平均速度、加速度的計算方法分析解答。【解答】解：A、忽略光電門大小，把它看作一個位置點，這是一種極限的思想方法，本題選說法錯誤的，符合題意，故A正確；B、LΔtAC、可根據公式v=D、根據v2?v故選：ABC。【點評】本題考查光電門測速中瞬時速度的計算方法，結合公式求解加速度，學生應重點掌握相關內容。（多選）15．（2022秋?寶山區(qū)校級期末）在“用DIS研究質量一定時，加速度與力的關系”的實驗中，選用了位移傳感器測量加速度。為了減小誤差，下列說法正確的有（）A．實驗開始前調整滑輪高度，讓細繩與軌道平面平行 B．實驗開始前要調整軌道傾角，使小車輕推后、在不掛鉤碼時，能夠向上勻速運動 C．在增加鉤碼的同時要在小車上增加配重片，確保鉤碼質量始終遠小于小車的總質量 D．每次實驗時，需要使鉤碼從靜止開始釋放 E．每次實驗時，需要使小車從同一位置釋放【考點】探究加速度與力、質量之間的關系．【專題】實驗題；信息給予題；定性思想；實驗分析法；牛頓運動定律綜合專題；實驗能力．【答案】ABD【分析】根據實驗原理、實驗步驟和實驗誤差分析判斷。【解答】解：A．實驗開始前調整滑輪高度，讓細繩與軌道平面平行，保證細線拉力等于對小車的拉力，故A正確；B．實驗開始前要調整軌道傾角，使小車輕推后、在不掛鉤碼時，能夠向上勻速運動，使小車的合力等于細線的拉力，故B正確；C．實驗是研究質量一定時，加速度與力的關系，在增加鉤碼的同時要保持小車的質量不變，故C錯誤；D．每次實驗時，需要使鉤碼從靜止開始釋放，使細線對小車的拉力近似等于鉤碼重力，故D正確；E．每次實驗時，都使小車從靠近打點計時釋放，使紙帶上打出更多的點，不需要從同一位置釋放，故E錯誤。故選：ABD。【點評】本題考查用DIS研究質量一定時，加速度與力的關系的實驗，要求掌握實驗原理、實驗步驟和誤差分析。三．填空題（共5小題）16．（2024春?道里區(qū)校級期末）如圖所示是某同學在研究勻變速直線運動時，打點計時器在紙帶上打出的一系列點．測出紙帶上點跡清晰的像鄰六個點中1、3兩點間的距離為x1，4、6兩點間的距離為x2．已知計時器的打點周期為T，則打下第2點時物體運動的速度大小為x12T；打下第5點時物體運動的速度大小為x22T；物體運動的加速度大小為x2?【考點】探究小車速度隨時間變化的規(guī)律．【專題】定量思想；推理法；直線運動規(guī)律專題；推理能力．【答案】x12T；x【分析】根據勻變速直線運動的規(guī)律得出物體的速度，結合加速度的定義完成分析。【解答】解：由勻變速直線運動規(guī)律可知打點計時器打下第2點時，物體的速度v2=x12T，打下第5點時物體的速度v故答案為：x12T；x【點評】本題主要考查了小車速度和加速度的測量，熟悉運動學公式的應用即可完成分析，屬于基礎題型。17．（2024春?順義區(qū)期末）某同學采用如圖所示裝置探究平拋運動規(guī)律。用小錘擊打彈性金屬片，B球沿水平方向拋出，同時A球由靜止自由下落，可觀察到兩小球同時落地；改變小球距地面的高度和擊打的力度，多次實驗，都能觀察到兩小球同時落地。根據此實驗，能（選填“能”或“不能”）判斷出B球在豎直方向做自由落體運動，不能（選填“能”或“不能”）判斷出B球在水平方向做勻速直線運動。【考點】探究平拋運動的特點．【專題】定性思想；推理法；平拋運動專題；推理能力．【答案】能；不能【分析】兩個小球都同時落地，說明兩個小球在豎直方向運動完全相同，而在水平方向上沒有任何比較，因此不能判斷出B球在水平方向做何種運動。【解答】解：改變小球距地面的高度和擊打的力度，多次實驗，兩個小球都同時落地，說明兩個小球在豎直方向運動完全相同，由于A小球做自由落體運動，因此可以判斷出B球在豎直方向做自由落體運動；而在水平方向上沒有任何比較，因此不能判斷出B球在水平方向做何種運動；故答案為：能；不能【點評】本題考查了平拋運動的實驗原理、步驟，還考察了由平拋運動實驗的結論分析方法。18．（2024春?順義區(qū)期末）某學習小組利用如圖1所示的裝置做驗證機械能守恒定律的實驗。在紙帶上選取多個計數點，分別測量它們到起始點O的距離為h，并計算出各計數點對應的速度v，畫出如圖2所示v2﹣h圖像。若阻力作用不可忽略且大小不變，已知當地重力加速度為g，則畫出的圖像應為圖中的圖線2（選填“1”“2”或“3”），其斜率小于2g（選填“小于”“大于”或“等于”）。【考點】驗證機械能守恒定律．【專題】定量思想；推理法；機械能守恒定律應用專題；實驗能力．【答案】2；小于【分析】根據能量守恒定律結合圖像的物理意義完成分析。【解答】解：設阻力大小恒為f，根據能量守恒定律有mgh=1整理得v2＝2（g?f所以畫出的圖像應為圖中的圖線2，且圖線的斜率k＝2（g?f故答案為：2；小于【點評】本題主要考查了機械能定律的驗證實驗，根據實驗原理掌握正確的實驗操作，結合運動學公式和機械能守恒定律即可完成分析。19．（2024春?閔行區(qū)期末）某研究小組利用如圖（甲）所示的DIS實驗裝置進行驗證機械能守恒定律實驗，得到了如圖（乙）所示的實驗圖像。本實驗中所用到的傳感器的名稱為光電門傳感器。觀察圖線A，可發(fā)現隨著擺錘高度的下降，能量值略有減少，造成這一現象的原因可能是擺錘在下降的過程中克服空氣阻力做功。【考點】驗證機械能守恒定律．【專題】實驗題；定性思想；實驗分析法；機械能守恒定律應用專題；實驗能力．【答案】光電門；擺錘在下降的過程中克服空氣阻力做功【分析】根據實驗的裝置圖與需要測量的物理量，可知所用到的傳感器的名稱。分析圖線A的物理意義，根據實驗可能存在誤差解答。【解答】解：根據實驗的裝置圖，本實驗需要測量擺錘在不同高度的速率，可知本實驗中所用到的傳感器名稱為光電門。分析圖乙可知圖線C是重力勢能的變化圖像，圖線B是動能的變化圖像，圖線A是機械能的變化圖像，對于圖線A，隨隨著擺錘高度的下降，能量值略有減少，造成這一現象的原因可能是擺錘在下降的過程中克服空氣阻力做功，使機械能略有減少。故答案為：光電門；擺錘在下降的過程中克服空氣阻力做功【點評】本題考查了驗證機械能守恒定律實驗，根據實驗原理與裝置分析測量方法與原理。根據動能、重力勢能、機械能的變化判斷三個圖像對應的物理意義。20．（2024?北京模擬）某同學做“探究加速度a與拉力F的關系”實驗。保持小車的質量不變，改變小車所受的拉力，得到拉力F和加速度a的數據，并在圖8坐標系中描出這些數據點。（1）請在圖中畫出a﹣F圖像。（2）由該圖像可知，小車的加速度a與它所受拉力F成正比（選填“正比”或“反比”）。【考點】探究加速度與力、質量之間的關系．【專題】定性思想；推理法；牛頓運動定律綜合專題；實驗能力．【答案】（1）見解析；（2）正比【分析】（1）根據作圖原理作圖；（2）根據圖像分析結論。【解答】解：（1）根據圖中點作圖，使更多的點在圖像上，不在圖像的點平均分布在圖像兩側，誤差太大的點舍去，如圖（2）由圖分析可知小車的加速度a與它所受拉力F成正比。故答案為：（1）見解析；（2）正比【點評】解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項，然后熟練應用物理規(guī)律來解決實驗問題．要學會應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用。四．解答題（共5小題）21．（2024春?浦東新區(qū)校級期末）單擺是一種重要的理想模型。小明使用質量為m的擺球、長度為L的擺繩開展實驗。（1）用單擺測定重力加速度，組裝了如下幾種實驗裝置。①下列最合理的裝置是B。②實驗中沒有游標卡尺，無法測小球的直徑，小明將擺繩長計為擺長l，測得多組周期T和l的數據，作出l﹣T2圖象（圖1）。則實驗得到的l﹣T2圖象應是如圖中的A（選填：A．a，B．b，C．c）。③實驗測得當地重力加速度大小是9.87m/s2（保留3位有效數字）。（2）若單擺的懸點和擺球帶等量正電荷q，靜電力常量為k，重力加速度為g．忽略擺球大小，擺球靜止時，繩上拉力大小為mg+kq2L（3）擺球做簡諧運動經過平衡位置時正好遇到空中的一滴水，水滴的速度可以忽略，質量不能忽略。水滴均勻附著在擺球表面上，則擺球在以后的振動過程中C。A．最大速度不變，周期不變B．最大速度變小，周期變小C．最大速度變小，周期不變D．最大速度變大，周期不變（4）圖2為該單擺調整擺長后的共振曲線，若該單擺的擺長變短，則此共振曲線振幅A最大值對應的橫坐標f的值將A（選填：A．變大，B．變小，C．不變）。（5）如圖3（a），細繩一端系住一小球，另一端連接力傳感器，小球視作質點。實驗測得細繩拉力大小隨時間的變化如圖（b），Fm是實驗中測得的最大拉力值，重力加速度為g。小球第一次運動至最低點的過程中，動能增大了(Fm?mg)L2（6）復擺（圖4）是由大小和形狀不發(fā)生變化的物體，繞固定水平軸在重力作用下做微小擺動的運動體系，轉動慣量J(J=imA．2πB．2πC．2πJD．2πmgl【考點】用單擺測定重力加速度；單擺的振動圖像和表達式．【專題】定量思想；推理法；單擺問題；分析綜合能力．【答案】（1）B；（2）A；9.87；mg+kq2【分析】（1）根據實驗原理選擇合適的實驗器材；（2）對擺球進行受力分析，結合單擺的周期公式完成分析；（3）根據題意分析出擺長的變化特點，結合題意完成分析；（4）共振曲線振幅A最大值所對應的頻率是單擺的固有頻率，根據擺長的變化趨勢和單擺的周期公式完成分析；（5）根據力的做功特點分析出物體機械能的變化趨勢；（6）根據物理量的單位分析出復擺可能的周期公式。【解答】解：（1）①該實驗中，擺長要固定，需要用鐵夾固定上端，選用細繩保證擺長不變，同時選質量大，體積小的小球，故B正確，ACD錯誤；故選：B。②設小球半徑為r，根據單擺的周期公式可得：T2整理可得：l=g故選：A。由圖像a求出直線的斜率，則k=g代入數據解得：g＝9.87m/s2（2）因懸掛點與擺球均帶正電荷，靜止時，擺球受到豎直向下的重力和庫侖力，豎直向上的拉力，根據受力平衡關系可得：F=mg+k因為庫侖力始終沿繩子方向，不產生回復力，所以對擺動周期沒有影響，故C正確，ABD錯誤；故選：C。（3）因單擺的周期與擺長跟當地重力加速度有關，水滴均勻包裹小球，重力位置不變，擺長不變，所以擺動周期不變，擺球與水滴相碰時有能量損失，所以最大速度將會減小，故C正確，ABD錯誤；故選：C。（4）共振曲線振幅A最大值所對應的頻率是單擺的固有頻率，當擺長變短時，根據周期公式T=2πl(wèi)單擺的周期變小，固有頻率變大，故A正確，BCD錯誤；故選：A。（5）最低點合外力提供向心力，則Fm所以動能增大了，則12根據圖b可知，最低點時的最大拉力逐漸減小，最低點時的最大速度逐漸減小，空氣阻力做負功，機械能逐漸減小，故B正確，ACD錯誤；故選：B。（6）周期的單位是秒，根據單位將轉動慣量J的單位代入，則2πJmgl→故選：A。故答案為：（1）B；（2）A；9.87；mg+kq2【點評】本題主要考查了單擺測量重力加速度的實驗，根據實驗原理掌握正確的實驗操作，結合圖像的物理意義和單擺的周期公式即可完成分析。22．（2024春?石家莊期末）一組同學在做“探究加速度與力、質量的關系”的實驗，實驗裝置如圖甲所示。（1）在下列儀器和器材中，還需要使用的有ACE。（多選）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（含砝碼）（2）下列說法正確的是C。A．實驗時應先釋放小車后接通電源B．本實驗砂和砂桶B的質量應遠大于小車和砝碼A的質量C．在用圖像探究加速度與質量關系時，應作a?1（3）如圖乙所示為實驗中打出的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點跡開始，在紙帶上標出了連續(xù)的5個計數點A、B、C、D、E，相鄰兩個計數點間都有4個點跡沒有標出，測出各計數點到A點之間的距離。已知打點計時器打點周期為0.02s，則此次實驗中小車運動的加速度大小的測量值a＝1.0m/s2。（結果保留兩位有效數字）（4）在某次利用上述已調整好的裝置進行實驗中，保持砂和砂桶的總質量不變，小車自身的質量為M且保持不變，改變小車中砝碼的質量m，并測出小車中放上不同質量的砝碼時所對應的加速度a，以m為橫坐標，1a為縱坐標，在坐標紙上作出1a?m【考點】探究加速度與力、質量之間的關系．【專題】比較思想；控制變量法；牛頓運動定律綜合專題；分析綜合能力．【答案】（1）ACE；（2）C；（3）1.0；（4）B。【分析】（1）該實驗需要用到打點計時器要選交流電源，需要測量位移，要用到刻度尺，要測量小車和砂桶的質量，需要天平；（2）要通過將長木板左端墊高來平衡摩擦力和使小車質量遠大于小盤（包括盤中的砝碼）質量來減小實驗的誤差，砂和砂桶的總質量不變，為一條傾斜的過原點的直線；（3）根據紙帶數據，由逐差法可求小車的加速度；（4）考慮各種質量，寫出1a【解答】解：（1）還需要電壓合適的50Hz交流電源，以使打點計時器能正常工作；還需要刻度尺進行測量紙帶上計數點間的距離；還需要天平（含砝碼）來測量小車以及砂和砂桶的質量，打點計時器自動記錄時間，所以不需要秒表；故選：ACE。（2）A、凡涉打點計時器的操作，均應先通電再釋放小車，故A錯誤；B、平衡好摩擦力，則繩子拉力T等于小車所受的合外力；小車（質量M）掛上砂和砂桶（質量m）后，二者都做勻加速運動，對二者，由牛頓第二定律分別有：mg﹣T＝ma，T＝Ma聯(lián)立可得：T=MmgC、為了使圖像直觀，在探究加速度與質量關系時，應作a?1故選：C。（3）根據勻變速直線運動規(guī)律，采用逐差法求解加速度。打點計時器打點周期為0.02s，相鄰兩個計數點間都有4個點跡沒有標出，則相鄰兩計數點之間的時間：T＝0.02×5s＝0.1s加速度：a=xCE?xAC(2T（4）用m0表示砂和砂桶的總質量，由（3）中分析可知m0g﹣T＝m0aT＝（M+m）a聯(lián)立可得：a=變形可得：1則1a故選：B。故答案為：（1）ACE；（2）C；（3）1.0；（4）B。【點評】對牛頓第二定律實驗中關鍵明確平衡摩擦力的原因和要求滿足砝碼總質量遠小于小車質量的理由，速度的計算以及加速度的測量是處理紙帶的兩個主要應用，要牢牢掌握住。實驗的一些擴展應用，要找好各物理量的聯(lián)系，寫出必要的公式即可。23．（2024春?青浦區(qū)校級期末）某同學利用DIS驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖所示。保持擺錘釋放器在P點位置不變，由靜止釋放擺錘，分別利用傳感器（圖中未畫出）測出擺錘經過A、B、C、D四個位置的擋光時間t。已知擺錘的直徑d＝0.008m，質量m＝0.008kg。取D所在水平面為零勢能面，A、B、C三點相對于零勢能面的高度如圖所示，實驗獲取的數據如表：位置h/cmt/sv/m?s﹣1A150.0078261.022B100.0055981.429C50.004607▲D00.0039982.001（1）本實驗使用的是光電門傳感器。（2）表格中“▲”所代表的物理量的值為1.736m/s。（3）實驗中該同學發(fā)現傳感器所測的位置略低于A點，則他經過計算機獲得的速度數據與真實值比，偏大。（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）（4）該同學認為，如果分析t與h的關系，也能驗證機械能守恒定律。所以該同學將數據進一步處理，作出“1t2??【考點】驗證機械能守恒定律．【專題】定量思想；推理法；機械能守恒定律應用專題；推理能力．【答案】（1）光電門；（2）1.736；（3）偏大；（4）0.016。【分析】（1）根據光電門傳感器來測量瞬時速度的特點分析求解；（2）根據電門測速原理，結合速度v=d（3）根據重力勢能減小量變大，動能增加量變大分析求解；（4）根據當h＝0時，重物重力勢能為零，只有動能分析求解。【解答】解：（1）本實驗，采用光電門傳感器來測量瞬時速度；（2）根據光電門測速原理可知，表格中“▲”所代表的物理量的值為v=d（3）該同學發(fā)現傳感器所測的位置略低于A點，則重力勢能減小量變大，動能增加量變大，則經過計算機獲得的速度數據比真實值偏大。（4）根據圖像可知，當h＝0時，重物重力勢能為零，只有動能，則機械能E=1故答案為：（1）光電門；（2）1.736；（3）偏大；（4）0.016。【點評】本題考查了機械能守恒定律實驗，理解動能和重力勢能的轉換關系是解決此類問題的關鍵。24．（2023秋?烏魯木齊期末）（1）打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，當電源的頻率為50Hz時，振針每隔0.02秒打一個點，如圖所示為一次記錄小車勻變速直線運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數點，相鄰計數點間有四個點未畫出。（計算結果保留三位有效數字）（2）計算B點的瞬時速度大小4.38m/s；（3）計算小車的加速度大小a＝3.50m/s2。【考點】探究小車速度隨時間變化的規(guī)律．【專題】定量思想；推理法；直線運動規(guī)律專題；分析綜合能力．【答案】（1）交流，0.02（2）0.875（3）3.50【分析】解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項；根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上B點時小車的瞬時速度大小；根據勻變速直線運動的推論公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小。【解答】解：（1）根據打點計時器的工作原理可知，打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，根據t=1（2）由于相鄰計數點間有四個點未畫出可知，兩個相鄰的計數點之間的時間間隔T＝5×0.02s＝0.1s，根據中間時刻的瞬時速度等于該段時間的平均速度可知，vB（3）根據逐差法公式可知，a=xCE?xAC故答案為：（1）交流，0.02（2）0.875（3）3.50【點評】對于實驗裝置和工作原理，我們不僅從理論上學習它，還用從實踐上去了解它，自己動手去做做。25．（2024春?海淀區(qū)校級期中）同學利用力傳感器測量當地的重力加速度大小，在單擺的懸點O處接一個力傳感器（未畫出），將小球（可視為質點）拉到A點后釋放。小球在豎直平面內的A、C之間來回擺動。由力傳感器測出細線對擺球的拉力大小隨時間t變化的曲線（如圖乙），已知B點為運動過程中的最低點，小球質量為m，擺長為L，擺角為α（α＜5°），F隨時間變化的周期為t0，求：（1）當地重力加速度g的大小；（2）力傳感器測出的細線對擺球的拉力F的最大值Fmax；（3）另一同學通過自制單擺測量重力加速度，他利用細線和和鐵鎖制成一個單擺，計劃利用手機的秒表計時功能和卷尺完成實驗。但鐵鎖的重心未知，不容易確定準確的擺長。請幫助該同學設計一個方案來測量當地的重力加速度，并寫出重力加速度的計算式（需要測量的物理量請加以說明）。【考點】用單擺測定重力加速度．【專題】參照思想；實驗分析法；單擺問題；實驗能力．【答案】（1）當地重力加速度g的大小為π2（2）力傳感器測出的細線對擺球的拉力F的最大值Fmax為（3﹣2cosα）mg；（3）方法和步驟見解析。【分析】（1）根據圖像拉力的周期性變化得出單擺的周期，結合單擺的周期公式計算出重力加速度的大小；（2）根據機械能守恒定律得出最低點的速度，再根據牛頓第二定律求拉力最大值；（3）由題設條件，根據單擺的周期公式，測出兩次不同擺長下的兩次周期，聯(lián)立解方程求重力加速度。【解答】解：（1）平衡位置處，細線對擺球的拉力最大，單擺一周期內經過兩次平衡位置所以單擺的周期為：T＝2t0根據單擺周期公式：T=2π解得當地重力加速度的大小為：g=（2）擺球在最低點，根據牛頓第二定律有：F從最高點到最低點，根據機械能守恒定律有：mgL(1?cosα)=力傳感器測出的細線對擺球的拉力F的最大值為：Fmax＝（3﹣2cosα）mg（3）不容易確定準確的擺長，但可以通過多次改變擺線的長度，測量對應的周期，獲得較準確的重力加速度。具體做法：設擺線下端距重心x，第一次測出擺線長l1，則擺長為：L1＝l1+x測出對應的周期T1，僅改變擺線長，第二次測出擺線長l2，則擺長為：L2＝l2+x測出對應的周期T2，根據：T1=2π測得的重力加速度為：g=答：（1）當地重力加速度g的大小為π2（2）力傳感器測出的細線對擺球的拉力F的最大值Fmax為（3﹣2cosα）mg；（3）方法和步驟見解析。【點評】本題主要考查了單擺的相關應用，熟練掌握單擺的周期公式計算出重力加速度的大小，結合機械能守恒定律和牛頓第二定律完成分析。

考點卡片1．牛頓第二定律的簡單應用【知識點的認識】牛頓第二定律的表達式是F＝ma，已知物體的受力和質量，可以計算物體的加速度；已知物體的質量和加速度，可以計算物體的合外力；已知物體的合外力和加速度，可以計算物體的質量。【命題方向】一質量為m的人站在電梯中，電梯加速上升，加速度大小為13A、43mg分析：對人受力分析，受重力和電梯的支持力，加速度向上，根據牛頓第二定律列式求解即可。解答：對人受力分析，受重力和電梯的支持力，加速度向上，根據牛頓第二定律N﹣mg＝ma故N＝mg+ma=4根據牛頓第三定律，人對電梯的壓力等于電梯對人的支持力，故人對電梯的壓力等于43故選：A。點評：本題關鍵對人受力分析，然后根據牛頓第二定律列式求解。【解題方法點撥】在應用牛頓第二定律解決簡單問題時，要先明確物體的受力情況，然后列出牛頓第二定律的表達式，再根據需要求出相關物理量。2．牛頓第二定律求解向心力3．萬有引力與重力的關系（黃金代換）【知識點的認識】對地球上的物體而言，受到的萬有引力要比地球自轉引起的物體做圓周運動所需的向心力大的多，所以通常可以忽略地球自轉帶來的影響，近似認為萬有引力完全等于重力。即GMmR化簡得到：GM＝gR2其中g是地球表面的重力加速度，R表示地球半徑，M表示地球的質量，這個式子的應用非常廣泛，被稱為黃金代換公式。【命題方向】火星探測器著陸器降落到火星表面上時，經過多次彈跳才停下．假設著陸器最后一次彈跳過程，在最高點的速度方向是水平的，大小為v0，從最高點至著陸點之間的距離為s，下落的高度為h，如圖所示，不計一切阻力．（1）求火星表面的重力加速度g0．（2）已知萬有引力恒量為G，火星可視為半徑為R的均勻球體，忽略火星自轉的影響，求火星的質量M．分析：根據平拋運動規(guī)律求出星球表面重力加速度．運用黃金代換式GM＝gR2求出問題．解答：（1）著陸器從最高點落至火星表面過程做平拋運動，由平拋規(guī)律得：水平方向上，有x＝v0t①豎直方向上，有h=12g0t2著陸點與最高點之間的距離s滿足s2＝x2+h2③由上3式解得火星表面的重力加速度g0=2?v（2）在火星表面的物體，重力等于火星對物體的萬有引力，得mg0＝GMmR2把④代入⑤解得火星的質量M=答：（1）火星表面的重力加速度g0是2?v（2）火星的質量M是2?v點評：重力加速度g是天體運動研究和天體表面宏觀物體運動研究聯(lián)系的物理量．把星球表面的物體運動和天體運動結合起來是考試中常見的問題．【解題思路點撥】1.黃金代換式不止適用于地球，也試用于其他一切天體，其中g表示天體表面的重力加速度、R表示天體半徑、M表示天體質量。2.應用黃金代換時要注意抓住如“忽略天體自轉”、“萬有引力近似等于重力”、“天體表面附近”等關鍵字。4．單擺的振動圖像和表達式【知識點的認識】本知識點以單擺為模型考查簡諧運動的圖像和表達式問題。解決方案與簡諧運動一致。【命題方向】如圖甲所示，一個單擺做小角度擺動．從某次擺球由左向右通過平衡位置時開始計時，相對平衡位置的位移x隨時間t變化的圖象如圖乙所示．不計空氣阻力，g＝10m/s2，取π2＝10．對于這個單擺的振動過程，單擺的位移x隨時間t變化的關系式為cm，單擺的擺長為m，從t＝2.5s到t＝3.0s的過程中，擺球所受回復力逐漸（填“增大”或“減小”）．分析：由振動圖象讀出周期T和振幅A，由ω=2πT求出角頻率ω，單擺位移x的表達式x＝Asinωt．由公式T解答：由振動圖象讀出周期T＝2s，振幅A＝8cm，由ω=2πT得到角頻率ω＝πrad/s，則單擺的位移x隨時間t變化的關系式為Asinωt＝8sin（由公式T=2πL故答案為：x＝8sin（πt），1，減小點評：本題是振動圖象問題，考查基本的讀圖能力．根據振動圖象，分析質點的振動情況及各個量的變化是基本功．【解題思路點撥】簡諧運動的圖象的應用1．圖象特征（1）簡諧運動的圖象是一條正弦或余弦曲線，是正弦曲線還是余弦曲線取決于質點初始時刻的位置．（2）圖象反映的是位移隨時間的變化規(guī)律，并非質點運動的軌跡．（3）任一時刻圖線上過該點切線的斜率數值表示該時刻振子的速度大小．正負表示速度的方向，正時沿x正方向，負時沿x負方向．2．圖象信息（1）由圖象可以看出振幅、周期．（2）可以確定某時刻質點離開平衡位置的位移．（3）可以根據圖象確定某時刻質點回復力、加速度和速度的方向．①回復力和加速度的方向：因回復力總是指向平衡位置，故回復力和加速度在圖象上總是指向t軸．②速度的方向：速度的方向可以通過下一時刻位移的變化來判斷，下一時刻位移如增加，振動質點的速度方向就是遠離t軸，下一時刻位移如減小，振動質點的速度方向就是指向t軸．5．光電門測量物體速度6．探究小車速度隨時間變化的規(guī)律【知識點的認識】一、實驗目的用打點計時器研究小車在重物牽引下的運動，探究小車速度隨時間的變化規(guī)律．二、實驗原理1．打點計時器打出的紙帶能記錄運動物體在不同時刻的位置．2．求紙帶上某點的瞬時速度一般用一小段時間內的平均速度代替．3．用描點法畫出小車的vt圖象，圖線的傾斜程度表示加速度的大小，如果vt圖象是一條傾斜的直線，說明物體的速度是均勻變化的．三、實驗器材打點計時器，一端附有滑輪的長木板，小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、交流電源．四、實驗步驟1．如圖所示，把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路．2．把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行，然后把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的一端固定在小車的后面．3．把小車停在靠近打點計時器的位置，先接通電源，后釋放小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列小點．4．更換紙帶，重復操作兩次．5．增減鉤碼個數，再做兩次實驗．五、數據處理1．表格法（1）從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集的點，在后面便于測量的地方找一個開始點，作為計數始點，以后依次每五個點取一個計數點，并標明0、1、2、3、4…，測量各計數點到0點的距離x，并記錄填入表中．位置編號012345時間t/sx/mv/（m?s﹣1）（2）分別計算出與所求點相鄰的兩計數點之間的距離△x1、△x2、△x3…．（3）利用一段時間內的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度求得各計數點1、2、3、4、5的瞬時速度，填入表格中．2．圖象法（1）在坐標紙上建立直角坐標系，橫軸表示時間，縱軸表示速度，并根據表格中的數據在坐標系中描點．（2）畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點，不在線上的點均勻分布在直線的兩側，偏差比較大的點忽略不計．（3）觀察所得到的直線，分析物體的速度隨時間的變化規(guī)律．六、誤差分析產生原因減小方法偶然誤差根據紙帶測量的位移有誤差，從而使根據位移計算的瞬時速度有誤差測量各計數點到起始點的距離而不是直接測量相鄰計數點間距離系統(tǒng)誤差木板的粗糙程度不完全相同盡量選用各處粗糙程度均勻的木板七、注意事項1．開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器．2．先接通電源，等打點穩(wěn)定后，再釋放小車．3．取下紙帶前，先斷開電源．4．要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當小車到達滑輪前及時用手按住它．5．牽引小車的鉤碼個數要適當，以免加速度過大而使紙帶上的點太少，或者加速度太小，而使各段位移無多大差別，從而使測量誤差增大，加速度的大小以能在50cm長的紙帶上清楚地取得六、七個計數點為宜．6．要區(qū)別打點計時器打出的點與人為選取的計數點，一般在紙帶上每五個點取一個計數點，即時間間隔為T＝0.02×5s＝0.1s．要舍掉開頭過于密集的點，這樣誤差小．7．在坐標紙上畫vt圖象時，注意坐標軸單位長度的選取要適當，應使圖線盡量分布在較大的坐標平面內．7．探究彈簧彈力與形變量的關系【知識點的認識】一、探究彈力和彈簧伸長的關系1．實驗目的知道彈力與彈簧伸長的定量關系，學會利用列表法、圖象法、函數法處理實驗數據．2．實驗原理彈簧受力會發(fā)生形變，形變的大小與受到的外力有關，沿彈簧的方向拉彈簧，當形變穩(wěn)定時，彈簧產生的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數值上是相等的，用懸掛法測量彈簧的彈力，運用的正是彈簧的彈力與掛在彈簧下面的砝碼的重力相等．彈簧的長度可用刻度尺直接測出，伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進行計算．這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關系．3．實驗器材彈簧、毫米刻度尺、鐵架臺、鉤碼若干、坐標紙．4．實驗步驟（1）將彈簧的一端掛在鐵架臺上，讓其自然下垂，用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時的長度L0，即原長．（2）如圖所示，將已知質量的鉤碼掛在彈簧的下端，在平衡時測量彈簧的總長并計算鉤碼的重力，填寫在記錄表格里．1234567F/NL/cmx/cm（3）改變所掛鉤碼的質量，重復前面的實驗過程多次．（4）以彈力F（大小等于所掛鉤碼的重力）為縱坐標，以彈簧的伸長量x為橫坐標，用描點法作圖．連接各點，得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線．（5）以彈簧的伸長量為自變量，寫出曲線所代表的函數．首先嘗試一次函數，如果不行則考慮二次函數．（6）得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關系，解釋函數表達式中常數的物理意義．五．“探究彈力與彈簧伸長的關系”實驗注意事項：1．所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸而超出它的彈性限度，要注意觀察，適可而止．2．每次所掛鉤碼的質量差盡量大一些，從而使坐標上描的點的間距盡可能大，這樣作出的圖線更精確．3．測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量，以免增大誤差．4．描點畫線時，所描的點不一定都落在一條直線上，但應注意一定要使各點均勻分布在直線的兩側．5．記錄數據時要注意彈力及彈簧伸長量的對應關系及單位．【命題方向】題型一：對實驗數據的處理和誤差分析某實驗小組做“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗．實驗時，先把彈簧平放在桌面上，用刻度尺測出彈簧的原長L0＝4.6cm，再把彈簧豎直懸掛起來，在下端掛鉤碼，每增加一只鉤碼均記下對應的彈簧的長度x，數據記錄如表所示．鉤碼個數12345彈力F/N1.02.03.04.05.0彈簧的長度x/cm7.09.011.013.015.0（1）根據表中數據在圖中作出F﹣X圖象；（2）由此圖線可得，該彈簧勁度系數k＝50N/m；（結果保留2位有效數字）（3）圖線與x軸的交點坐標大于L0的原因是豎直懸掛時，它自身的重力作用．分析：（1）通過描點法作圖即可；（2）根據胡克定律可得：k=△F（3）彈簧自身有重力會導致彈簧豎直放置時長度變長．解答：（1）描點作圖，如圖所示：如圖所示（2）圖象的斜率表示勁度系數，故有：k=△F（3）圖線與x軸的交點坐標表示彈簧不掛鉤碼時的長度，其數值大于彈簧原長，因為彈簧自身重力的影響．故答案為：（1）如圖所示；（2）50；（3）豎直懸掛時，彈簧自身重力的影響點評：本題關鍵明確胡克定律F＝kx中x為伸長量，不是長度，同時題目中彈簧自身的重力不能忽略不計．【解題方法點撥】在物理學中經常用圖象處理物理問題，應用圖象的好處是直觀、方便，根據已知數據選擇坐標軸的標度是作好圖象的關鍵．作圖象的方法是：用平滑的曲線（或直線）將坐標紙上的各點連結起來，若是直線，應使各點均勻分布于直線上或直線兩側，偏離直線太大的點應舍棄，有時可以通過改變坐標軸所表示的物理量的方法，把曲線變?yōu)橹本€，使圖象更直觀．8．探究影響滑動摩擦力的因素【知識點的認識】一、實驗目的：找出影響滑動摩擦力大小的因素二、實驗原理：使物體靜止在做勻速直線運動水平面上，根據二力平衡，得出摩擦力＝拉力三、實驗類型：探究型四、實驗流程：假設?設計?實驗?結論．五、實驗器材：彈簧秤、帶鉤的盒子、一個50克的砝碼、一塊表面光滑的玻璃、表面粗糙的木板．六、實驗步驟：1、通過日常生活中碰到的情況加以分析，假設問題的結論與物體對接觸面的壓力有關，然后設計實驗：（1）用彈簧秤鉤住盒子分別放在玻璃和粗糙的木板上，拉著玻璃或木板緩慢的做勻速直線運動，記下彈簧秤的讀數．（2）盒子上再放上砝碼，再用彈簧秤鉤住盒子分別放在玻璃和粗糙的木板上，拉著玻璃或木板和前面同樣的速度緩慢的做勻速直線運動，記下彈簧秤上的讀數．（3）把記下的讀數填入下表：試驗次數接觸面材料壓力（N）摩擦力（N）1玻璃0.50.112玻璃1.230.363木材0.490.24木材1.470.6（4）分析比較數據得出結論：比較試驗次數（1）和（2）；（3）和（4），可以得出，滑動摩擦力的大小和滑動物體對接觸面的壓力大小有關，物體材質一樣的情況下，物體對接觸面壓力大的摩擦力大．2、假設問題的結論與拉動物體的速度有關，然后設計實驗：（1）用彈簧秤鉤住盒子放在玻璃和粗糙的木板上，拉著玻璃或木板以0.5m/s的速度做勻速直線運動，記下彈簧秤的讀數．（2）用彈簧秤鉤住盒子放在玻璃和粗糙的木板上，拉著玻璃或木板以1m/s的速度做勻速直線運動，記下彈簧秤的讀數．（3）把記下的讀數填入下表：試驗次數接觸面材料速度（m/s）摩擦力（N）1玻璃0.50.112玻璃1.00.113木材0.50.24木材1.00.2（4）分析比較數據得出結論：比較試驗次數（1）和（2）；（3）和（4），可以得出，在壓力和物體材質一樣的情況下，滑動摩擦力的大小和拉動滑動物體的速度大小沒有關系．3、假設問題的結論與物體與接觸面的材質有關，然后設計實驗：（1）彈簧秤鉤住盒子放在玻璃和粗糙的木板上，拉著玻璃或木板做勻速直線運動，記下彈簧秤的讀數．（2）在盒子上加上一個砝碼，用彈簧秤鉤住盒子放在玻璃和粗糙的木板上，拉著玻璃或木板勻速直線運動，記下彈簧秤的讀數．（3）把記下的讀數填入下表：試驗次數接觸面材料壓力（N）摩擦力（N）1玻璃0.50.112木材0.50.23玻璃1.470.474木材1.470.6（4）分析比較數據得出結論：比較試驗次數（1）和（2）；（3）和（4），可以得出，物體對接觸面的壓力一定時，滑動摩擦力的大小和滑動物體與接觸面的粗糙程度有關，接觸面越粗糙，滑動摩擦力就越大．4、假設問題的結論與物體與接觸面的面積有關，然后設計實驗：（1）把盒子面積小的一面（2CM2）分別水平放在光滑的玻璃和粗糙的木板上，再用彈簧秤鉤住盒子，拉著玻璃或木板做勻速直線運動，記下彈簧秤的讀數．（2）把盒子面積大的一面（3CM2）分別水平放在光滑的玻璃和粗糙的木板上，用彈簧秤鉤住盒子，拉著玻璃或木板做勻速直線運動，記下彈簧秤的讀數．（3）把記下的讀數填入下表：試驗次數接觸面材料接觸面積（CM2）摩擦力（N）1玻璃2.00.112玻璃3.00.113木材2.00.24木材3.00.2（4）分析比較數據得出結論：比較試驗（1）和（2）；（3）和（4）可以得出，在壓力和物體與接觸面的材質一樣的情況下，滑動摩擦力的大小和滑動物體與接觸面的接觸面積沒有關系．七、實驗結論：綜上所述，最后的結論是：