2023年高考物理试题分项版汇编系列专题18力学实验（含解析）

专题18力学实验一、直线运动1．〔1〕用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。测量方法正确的选项是_____〔选填“甲〞或“乙〞〕。〔2〕用螺旋测微器测量金属丝的直径，此示数为_______mm。〔3〕在“用打点计时器测速度〞的实验中，交流电源频率为50Hz，打出一段纸带如下图。纸带经过2号计数点时，测得的瞬时速度v=____m/s。【答案】甲2．在做“研究匀变速直线运动〞的实验中：(1)如下图，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔T＝0.02s，其中x1＝7.05cm、x2＝7.68cm、x3＝8.33cm、x4＝8.95cm、x5＝9.61cm、x6＝10.26cm.下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度_______;_______.位置BCDEF速度(m·s－1)0.7370.8010.994(2)以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线_________．(3)根据你画出的小车的速度—时间关系图线计算出的小车的加速度a＝________m/s2.【答案】0.864m/s0.928m/s图像：0.65m/s2.【解析】〔1〕根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知〔2〕以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线〔3〕小车的加速度3．一小球在桌面上从静止开始做加速运动，现用高速摄影机在同一底片屡次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号．如下图，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻．摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5s，小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v1＝0，v2＝0.06m/s，v4＝________m/s，小球运动的加速度a=________m/s2(结果保存小数点后面两位有效数字〕【答案】〔0.18m/s〕、【解析】利用中点时刻的速度等于平均速度，那么由加速度公式综上所述此题答案是：4．如下图为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔T＝0.1s.(1)在图所示的坐标系中作出小车的v－t图线__________．(2)将图线延长与纵轴相交，交点的速度大小是______cm/s，此速度的物理意义是_______________．(3)小车的加速度为______________〔保存有效数字3位〕【答案】11.60表示A点的瞬时速度0.496【解析】根据图中数据计算出各点的速度，建立坐标系，然后利用描点连线做出图像，如以下图所示：从图像上可以看出：将图线延长与纵轴相交，交点的速度大小是11.60cm/s，此速度的物理意义是表示A点的瞬时速度，在图像中斜率表示加速度的大小，求得加速度5．某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律．实验装置如下图，打点计时器的电源为50Hz的交流电．(1)以下实验操作中，不正确的有________．A．将铜管竖直地固定在限位孔的正下方B．纸带穿过限位孔，压在复写纸下面C．用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落D．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源(2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“实验①〞)，将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一适宜的点为O点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1,2，…，8.用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离，记录在纸带上，如下图．计算相邻计时点间的平均速度，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表．请将表中的数据补充完整.(3)分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是_______________；磁铁受到阻尼作用的变化情况是____________．【答案】(1)CD(2)39.0(3)逐渐增大到39.8cm/s且增加的越来越慢；逐渐增大到等于重力6．〔1〕在“用打点计时器测速度〞的实验中，以下器材中必须要用的是〔多项选择〕_______A.B.C.D.〔2〕在探究加速度与力、质量的关系的实验时，打出一条纸带如下图，A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点间还有4个打点，每相邻两个计数点间的时间间隔为0.1s，那么小车在C点的速度v＝________m/s，小车运动的加速度a＝________m/s2.(结果保存三位有效数字)【答案】〔1〕AC〔2〕【解析】〔1〕“用打点计时器测速度〞的实验需要用到的器材是：打点计时器、纸带、刻度尺、交流电源等，打点计时器本身具有计时功能，无需秒表，也不用弹簧测力计测什么力，应选AC。〔2〕根据一段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得：v=AE4t7．关于打点计时器的使用，以下说法中正确的选项是〔〕A.电磁打点计时器使用的是4V～6V的直流电源B.电火花打点计时器使用的是220V交流电源C.使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小D.纸带上打的点越密，说明物体运动的越快【答案】BC【解析】A、电磁打点计时器使用的是4V∼6V的交流电源，故A错误；B、电火花打点计时器使用的是220V的交流电源，故B正确；C、打点的时间间隔与交流电频率的关系为：T=1/f，因此频率越高，打点的时间间隔就越小，故C正确；D、纸带上打的点越密，说明相等的时间间隔位移越小，即物体运动的越慢，故D错误。应选：BC。8．某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上〔尚未到达滑轮处〕。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50Hz〔1〕计数点5对应的速度大小为v5=___m/s，计数点6对应的速度大小为v6〔2〕物块减速运动过程中加速度的大小为a=__m/s2【解析】计数点5对应的速度大小为v5=a计数点6对应的速度大小为v6物块减速运动过程中加速度的大小为a9．在实验中，某同学得到一张打点清晰的纸带如下图，要求测出D点的瞬时速度．本实验采用包含D点在内的一段间隔中的平均速度来粗略地代表D点的瞬时速度，以下几种方法中最准确的是〔〕A.，Δt1＝0.14sB.，Δt2＝0.06sC.，Δt3＝0.1sD.，Δt4＝0.04s【答案】D【解析】匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，由此可求出某点的瞬时速度大小，因此有：；打点计时器的打点周期为0.02s，由此可求出打点的时间间隔△t4=0.04s，故ABC错误，D正确．应选D．10．在某次实验中，图1所示为一次记录小车运动情况的纸带，其中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1s。(1)根据纸带上相等时间间隔位移差为________，可判定小车做____________运动。(2)计算各点瞬时速度，vB＝______m/s，vC＝______m/s，vD＝________m/s。(3)以打A点为计时起点，在图2所示坐标中作出小车的v­t图线_______，并根据图线求出a＝_____。(4)图线与纵轴交点的物理意义是________________。【答案】定值计数点间距依次增大匀加速直线12.6m/s2【解析】(1)由图示纸带可知：BC-AB=CD-BC=DE-CD=12.6cm，由此可知，物体在相邻相等时间间隔内的位移之差是一个定值，且随时间增加，物体在相等时间内的位移变大，故物体做匀加速直线运动．(2)计数点间的时间间隔T=0.1s，物体的瞬时速度：vBvv(3)应用描点法作图，v-t图象如下图，a=(4)v-t图线延长与纵轴相交，交点速度表示计数点A对应的速度．【点睛】熟练应用匀变速运动规律，即可正确求出物体的瞬时速度；此题的难点是作v-t图象，求加速度，一定要掌握描点法作图的方法．11．某同学为了测量木质材料与金属材料间的动摩擦因数，设计了一个实验方案：实验装置如图甲所示，金属板放在水平桌面上，且始终静止。他先用打点计时器测出木块运动的加速度，再利用牛顿第二定律计算出动摩擦因数。〔1〕实验时_________〔填“需要〞或“不需要〞〕使砝码和砝码盘的质量m远小于木块的质量M；_______〔填“需要〞或“不需要〞〕把金属板的一端适当垫高来平衡摩擦力。〔2〕图乙是某次实验时打点计时器所打出的纸带的一局部，纸带上计数点间的距离如下图，那么打点计时器打A点时木块的速度为___________m/s；木块运动的加速度为______。〔打点计时器所用电源的频率为50Hz，结果均保存两位小数〕。〔3〕假设打图乙纸带时砝码和砝码盘的总质量为50g，木块的质量为200g，那么测得木质材料与金属材料间的动摩擦因数为__________〔重力加速度g=10m/s2，结果保存两位有效数字〕【答案】不需要；不需要〔2〕1.58；0.75〔3〕0.16【解析】(1)本实验是测量摩擦因数,故不需要平衡摩擦力,根据逐差法求得木块的加速度,把木块和砝码及砝码盘作为整体利用牛顿第二定律求得摩擦因数,故不需要使砝码和砝码盘的质量m远小于木块的质量M

(2)A点的瞬时速度为:

B点的瞬时速度为:

加速度为:(3)根据牛顿第二定律可以知道:,

代入数据计算得出:综上所述此题答案是：(1).不需要；不需要〔2〕1.58；0.75〔3〕0.1612．光电计时器是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，每个光电门都由光发射和接收装置组成．当有物体从光电门中间通过时，与之相连的计时器就可以显示物体的挡光时间．如图甲所示，图甲中NM是水平桌面、PM是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上相距为L的两个光电门〔与之连接的计时器没有画出〕．滑块A上固定着用于挡光的窄片K，让滑块A在重物B的牵引下从木板的顶端滑下，计时器分别显示窄片K通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为和；〔1〕用游标卡尺测量窄片K的宽度〔如图乙〕d=_________m〔〕；〔2〕用刻度尺测量两光电门的间距为L，那么滑块的加速度表达式为a=_______〔用字母表示〕；〔3〕利用该装置还可以完成的实验有：______A．验证牛顿第二定律B．验证A、B组成的系统机械能守恒C．测定滑块与木板之间的动摩擦因数D．只有木板光滑，才可以验证牛顿第二定律E．只有木板光滑，才可以验证A、B组成的系统机械守恒定律．【答案】ACE律，至于木板是否光滑对实验没有影响，A正确，D错误；要验证系统机械能守恒，木板必须光滑，B错误，E正确；根据该实验装置可知，将木板平放，通过纸带求出A、B运动的加速度大小，因此根据牛顿第二定律有：，由此可知可以求出测定滑块与木板之间的动摩擦因数，C正确．选ACE．13．某物理兴趣小组利用学校的数字实验室设计了一个测量小车瞬时速度的实验。设计的实验装置如下图。将长直木板B支成斜面，小车C的前端固定挡光片P，光电门G固定在木板的侧面A处，让小车在斜面上的同一位置O由静止释放，用光电计时器(未画出)记录挡光片通过光电门时挡光的时间Δt。兴趣小组共准备了宽度Δx不同的五块挡光片，分别做了五次实验(每次实验时挡光片的前沿均与小车的前端对齐)，并计算出各次挡光片通过光电门的平均速度()。根据记录的数据，在给出的坐标纸上画出了图线，图线的斜率为k，纵轴截距为b，根据图线答复如下问题：〔1〕由图线，得出小车的加速度大小为________。〔2〕由图线，得出小车前端过A处的瞬时速度大小为________。【答案】2kb【解析】〔1〕在的图象中，图象的斜率大小等于物体加速度的一半，那么有：，解得：；〔2〕图象与纵坐标的交点为A点的速度大小，由图象得：.【点睛】图象的斜率表示物体加速度的大小，由此可得出图象的加速度；图象与纵坐标的交点即为小车前端过A处的瞬时速度．14．“探究加速度与力、质量的关系〞的实验装置如下图．〔1〕以下说法正确的选项是_____．A．实验时应先接通电源后释放小车B．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力C．本实验砝码及砝码盘的质量应远大于小车A的质量D．在探究加速度与质量关系时，应保持小车质量不变〔2〕某同学在实验中，打出的一条纸带如下图，他选择了几个计时点作为计数点，相邻两计数点间还有4个计时点没有标出，其中Sab=7.06cm、Sbc=7.68cm、Scd=8.30cm、Sde=8.92cm，电磁打点计时器电源频率为50Hz，那么纸带加速度的大小是_____m/s2．【答案】〔1〕A〔2〕0.62【解析】解：〔1〕A、实验时应先接通电源后释放小车，故A正确；B、平衡摩擦力，假设木板倾角为θ，那么有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m约掉了，故不需要重新平衡摩擦力．故B错误；C、让小车的质量M远远大于钩码的质量m，因为：实际上绳子的拉力F=Ma=，故应该是m＜＜M，故C错误；D、在探究加速度与质量关系时，应保持砝码和砝码盘的总质量不变，故D错误；应选：A〔2〕根据△x=aT2得=0.62m/s215．在做“研究匀变速直线运动〞的实验中：〔1〕实验室提供了以下器材：打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、纸带、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计．其中在本实验中不需要的器材是_________．还缺的器材是_________________。〔2〕如下图，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔，其中.表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下E点时小车的瞬时速度._________〔3〕以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线．_______〔4〕根据你画出的小车的速度—时间关系图线计算出的小车的加速度a＝____〔结果保存两位有效数字〕.【答案】弹簧测力计毫米刻度尺0.928【解析】试题分析：〔1〕本实验中不需要测量力的大小，因此不需要的器材是弹簧测力计；因为要测量两个计数点之间的距离，故还需要毫米刻度尺.〔2〕根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知：；〔3〕小车的速度-时间关系图线如下图．〔4〕在v-t图象中，图线的斜率表示加速度的大小，那么.【点睛】对于实验器材的选取一是根据实验目的进行，二是要进行动手实验，体会每种器材的作用．考查了有关纸带处理的根本知识和利用图象来解决问题的能力．16．某同学用图(a)所示的试验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一局部如图(b)所示，图中标出了五个连续点之间的距离。(1)物块下滑时的加速度a=________m/s2,打C点时物块的速度v=________m/s;(2)重力的速度带下为g，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是____(填正确答案标号)。A．物块的质量B．斜面的倾角C．斜面的高度【答案】〔1〕〔2〕B【解析】〔1〕根据△x=aT2，有：xEC-xCA=a〔2T〕2解得：打C点时物块的速度为：〔2〕对滑块，根据牛顿第二定律，有：mgsinθ-μmgcosθ=ma解得：故还需要测量斜面的倾角，应选B；17．如下图为“DIS测变速直线运动的瞬时速度〞实验的装置图。(1)图中①所示的器材为：___________传感器。(2)假设实验过程中挡光片紧贴小车前沿放置，那么随着挡光片宽度不断减小，速度栏中的数据__________(填“不断增大〞、“不变〞或“不断减小〞)。【答案】光电门；不断减小【解析】〔1〕根据实验装置和实验原理可知器材叫做光电门传感器；〔2〕小车向上做减速运动，挡光片的宽度不断减小时，测量的瞬时速度越接近小车小车尾部经过光电门的速度，所以速度栏中的数据逐渐减小。18．研究小车匀变速直线运动的实验装置如图〔a〕所示，其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50HZ，纸带上计数点的间距如图〔b〕所示，图中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。〔1〕局部实验步骤如下：A．测量完毕，关闭电源，取出纸带B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C．将小车依靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D．把打点计时器固定在平板上，让纸穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：__________〔用字母填写〕。〔2〕图〔b〕中标出的相邻两计数点的时间间隔T=_________s。〔3〕为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=__________〔用T、s1、s2、s3、s4、s5、s6表示〕。【答案】DCBA0.1s点睛：“逐差法〞可充分利用数据，减小误差。19．某同学利用图甲所示装置测量木块与水平木板间的动摩擦因数。(1)图乙为某次实验打出的一条纸带的一局部,用刻度尺量出A、C两点间的距离为x1,B、D两点间的距离为x2电火花计时器的打点周期为T，那么木块运动的加速度大小为_____(2)已测得木块的加速度大小为a,砝码和砝码盘的总质量为m1、木块的质量为m2,那么木块与木板间动摩擦因数的表达式为μ=______。〔重力加速度大小为g)【答案】【解析】试题分析：根据逐差法求解加速度；根据牛顿第二定律列式计算动摩擦因数的表达式．〔1〕根据逐差法可得，两式相加可得，即，解得．〔2〕根据牛顿第二定律可得，故解得．20．用如下图的实验装置可以测量物块与水平桌面之间动摩擦因数，钩码质量为m，滑块质量是钩码质量的n倍，重力加速度为g．①用游标卡尺测量遮光片的宽度d.用米尺测量出滑块起始位置到光电门之间的距离s.(钩码不会触击到地面)②调整轻滑轮，使细线水平．释放物块，记录数字毫秒计测出的遮光片经过光电门时间Δt.③改变物块与光电门之间的距离s，重复屡次，得到多组数据.④根据上述实验数据求出动摩擦因数μ.答复下面的问题：⑴物块经过光电门时的速度v＝________.物块的加速度a________.⑵如果采用图像法处理数据，以起始位置到光电门之间的距离s为横坐标，选用______为纵坐标，才能得到一条直线．⑶如果这条直线的斜率斜率为k，由图像可知，物体与水平桌面间的动摩擦因数为μ＝_____【答案】【解析】〔1〕经过光电门时的瞬时速度大小为v＝，由v2＝2as解得.〔2〕〔3〕对物块由牛顿第二定律可得mg－μMg＝Ma，由运动学规律可得2as＝，由以上两式可得，那么以起始位置到光电门之间的距离s为横坐标，选用为纵坐标，才能得到一条直线．图象的斜率为，由此可得21．某实验小组采用如图甲所示的实验装置探究小车做匀变速直线运动的规律，打点计时器工作频率为50Hz．图乙是实验中得到的一条较理想的纸带，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s．通过计算已经得出了打下B、C、D四个点时小车的瞬时速度，以A点为计时起点，通过描点连线得到了如图丙所示的图象．试分析以下问题：〔1〕打点计时器打E点时小车的瞬时速度vE=_____m/s．〔保存三位有效数字〕〔2〕小车运动的加速度为a=_____m/s2．〔保存两位有效数字〕〔3〕打点计时器打下A点时的速度为vA=_____m/s．【解析】〔1〕根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知：〔2〕在v﹣t图象中，图线的斜率表示加速度的大小：那么．〔3〕根据速度公式vE=vA+at；解得：vA=vE﹣at=0.640﹣0.80×0.4=0.320m/s；22．如下图为小车由静止开始沿斜面匀加速下滑的频闪照片示意图，闪光频率为每秒次，且第一次闪光时小车恰好从点开始运动．根据照片测得各闪光时刻小车位置间的实际距离分别为，，，．由此可知，小车运动的加速度大小为_______，小车运动到点时的速度大小为_______．〔结果均保存位有效数字〕【答案】【解析】小车运动的加速度大小为．那么小车运动到D点速度为：．23．在“探究小车速度随时间变化的规律〞的实验中：〔1〕除打点计时器〔含纸带、复写纸〕、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有_____．〔填选项代号〕A．电压适宜的50Hz交流电源B．电压可调的直流电源C．刻度尺D．秒表E．天平〔2〕实验过程中，以下做法正确的选项是_____．A．先接通电源，再使纸带运动B．先使纸带运动，再接通电源C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处〔3〕在实验中：某同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E共5个计数点．测得计数点间的距离如下图，每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出来．①每两个相邻的计数点的时间间隔为_____s．②试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度，那么vD=_______m/s，vC=________m/s，vB=________m/s．选择适宜的单位长度，在以下图所示的坐标系中作出小车的v﹣t图线_________，并根据图线求出a=_____m/s2．〔所有结果保存3位有效数字〕③将图线延长与纵轴相交，交点的物理意义是______________．1.26m/s2零时刻经过A点的速度大小．〔3〕①由于相邻计数点间还有四个点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，得：，同理：，②作图时注意，尽量使描绘的点落在直线上，假设不能落地直线上，尽量让其分布在直线两侧．利用求得的数值作出小车的v-t图线〔以打A点时开始记时〕，并根据图线求出小车运动的加速度③将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是零时刻的速度大小是，此速度的物理意义是零时刻经过A点的速度大小．24．如下图是三个涉及纸带和打点计时器(所接电源皆为50Hz交流电)的实验装置图。〔1〕三个实验装置中，摩擦力对实验结果没有影响的是________；A．甲B．乙C．丙〔2〕如果操作都正确，那么通过装置________(填“甲〞、“乙〞或“丙〞)可打出图中的纸带________(填“①〞或“②〞)；〔3〕任选一条纸带求出e、f两点间的平均速度大小为________m/s。【答案】A2乙1.30【解析】试题分析：在研究匀变速直线运动的实验中，只要受到恒定的力的作用，得到的加速度的大小就是恒定的，没错实验受到的摩擦力大小恒定，对结果没有影响，但是在另外的两个实验中没次实验的时候作用力变化，摩擦力的影响不能消除．在研究功和速度的关系的实验中，得到的纸带是先加速后匀速的，根据纸带的特点可以判断．根据平均速度等于距离除以时间计算平均速度的大小．〔1〕在匀变速直线运动的实验中，受到的拉力恒定，摩擦力也恒定，那么物体受到的合力恒定，对实验没有影响，在研究功和速度的关系的实验中，每次实验时受到的拉力加倍，但是摩擦力不加倍，对实验会产生影响，在研究加速度与力质量的关系的实验中，改变车的拉力的时候，摩擦力不变，对实验的计算会产生影响．所以没有影响的是甲，A正确．〔2〕分析纸带可以得到，纸带①中两端间的距离逐渐增大，说明是加速运动，纸带②中两点间的距离相等，说明是匀速运动，实验纸带②应该是研究功和速度的关系的实验中得到的．所以通过装置乙可以得到纸带②．〔3〕纸带是ef间的距离为2.7cm=0.026m，时间为0.02s，所以平均速度大小为v=0.02625．我校高一同学在做“练习使用打点计时器〞实验中使用的打点计时器电火花打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz．(1)使用的电压是________V的_________〔选填“直流电〞或“交流电〞〕，它每隔______s打一个点．(2)接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是________A.先接通电源，再让纸带运动B.先让纸带运动，再接通电源C.让纸带运动的同时接通电源D.先让纸带运动或先接通电源都可以(3)实验时某位同学利用小车做匀加速运动打出的纸带如下图，每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，图中上面的数字为相邻两个计数点间的距离．①小车做匀加速直线运动的加速度a=_______m/s2．〔保存三位有效数字〕②打第4个计数点时纸带的速度v4=________m/s．〔保存三位有效数字〕【答案】220V交流电0.02sA2.02m/s21.21m【解析】〔1〕常用的电火花计时器使用的是交流电220V，其电源频率为50Hz，它们是每隔0.02s打一个点．〔2〕开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带〔随物体〕开始运动，如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点，故BCD错误，A正确．应选A.〔3〕每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，因此相邻计数点的周期为T=0.1s；根据△x=aT2，结合作差法，解得：a=0.111+0.131+0.151-0.05-0.0705-0.0914点的瞬时速度等于35段的平均速度，那么有：v4点睛:对于根本仪器的使用和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做，以加强根本仪器的了解和使用．解决此题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动两个重要推论的运用．注意有效数字的保存．26．如下图，是某同学在做“研究匀变速直线运动〞实验中，用打点计时器得到的一条清晰纸带，纸带上相邻计数点的时间间隔为T＝0.1s，其中X1＝7.05cm、X2＝7.68cm、X3＝8.31cm、X4＝8.94cm、X5＝9.57cm、X6＝10.20cm，那么A点处瞬时速度的大小是______m/s；加速度的大小是______m/s2(计算结果保存两位有效数字)【答案】0.86

0.63【解析】根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得：，根据逐差法得：代入数据得：。点晴：根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出A点的瞬时速度，通过连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度的大小。27．物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图1，一外表粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁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，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．〔1〕图2给出的是实验中获取的一条纸带的一局部：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．根据图中数据计算的加速度a=_____〔保存三位有效数字〕．〔2〕为测量动摩擦因数，以下物理量中还应测量的有_____．A．木板的长度lB．木板的质量m1C．滑块的质量m2D．托盘和砝码的总质量m3E．滑块运动的时间〔3〕滑块与木板间的动摩擦因数μ=_____〔用被测物理量的字母表示，重力加速度为g〕．与真实值相比，测量的动摩擦因数_____〔填“偏大〞或“偏小〞〕．写出支持你的看法的一个论据：_____．【答案】0.496m/s2CD偏大没有考虑打点计时器给纸带的阻力、细线和滑轮间、以及空气等阻力〔3〕由〔2〕可知，动摩擦因数的表达式为，由牛顿第二定律列方程的过程中，考虑了木块和木板之间的摩擦，但没有考虑打点计时器给纸带的阻力、细线和滑轮间、以及空气等阻力，因此导致摩擦因数的测量值偏大．28．图示为一小球做匀变速直线运动的频闪照片，已按时间先后顺序标注照片上小球的七个位置分别为O、A、B、C、D、E、F．频闪周期T=0.1s，小球各位置与O点间的距离分别为OA=5.66cm，OB=10.52cm，OC=14.57cm，OD=17.79cm，OE=20.19cm，OF=21.79cm．〔1〕小球做____________〔填“匀加速〞、“匀速〞或“匀减速〞〕直线运动．〔2〕小球到达位置A时的速度大小vA=_________m/s，小球运动的加速度大小a=________m/s2〔结果保存两位有效数字〕．【答案】匀减速；0.53，0.82【解析】〔1〕从上面数据可以得到：s1=5.66s3=14.57cm-10.52cm=4.05cm；Δs=从数据上可以看出相邻相等时间内的位移差是一定值并且在减小，所以小球做的匀减速运动；〔2〕根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度va=Δs故a=0.82综上所述此题答案是：〔1〕匀减速；〔2〕.0.53，〔3〕0.8229．某同学用如下图装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50Hz。在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所以测量数据及其标记符号如下所示。该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点的时间间隔)：方法A：由……，取平均值g=8.667m/s2;方法B：由取平均值g=8.673m/s2。从数据处理方法看，选择方法________〔A或B〕更合理，这样可以减少实验的________(系统或偶然)误差。本实验误差的主要来源_________________________〔试举出两条〕。【答案】B偶然阻力、测量【解析】按照方法A：

×

=，只利用上了两个数据和；方法B：

×利用上了六个数据，S

1、S

2、S

3、S

4、S

5、S

6利用数据越多，可以尽量防止偶然误差，合理的是方法B；本实验误差的主要来源空气的阻力，打点计时器与纸带的摩擦，测量等等。30．某同学利用右图所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)．从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如以下图所示．打点计时器电源的频率为50Hz.(1)通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点________和________之间某时刻开始减速．(2)计数点5对应的速度大小为________m/s，计数点6对应的速度大小为________m/s.(保存三位有效数字)(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a＝________m/s2，假设用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度)，那么计算结果比动摩擦因数的真实值________(填“偏大〞或“偏小〞或“一样大〞)．偏大【解析】：在减速阶段，物体减速受到的阻力包括滑动摩擦力和限位孔摩擦以及空气阻力，所以假设用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度)，那么计算结果比动摩擦因数的真实值偏大综上所述此题答案是：(1).6；.7〔2〕1.00；1.20〔3〕2.00；偏大31．某人用如图(甲)所示的实验装置研究匀变速直线运动。安装调整好实验器材后，让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次，选出一条点迹比拟清晰的纸带，从便于测量的点开始，取几个计数点，如图(乙)中a，b，c，d等点。测出…结合上述实验步骤，请你继续完成以下任务：〔1〕实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在以下器材中，必须使用的有______(填选项前字母)。A.电压适宜的50Hz交流电源B.电压可调的直流电源C.秒表D.刻度尺E.天平F.重锤G.弹簧测力计〔2〕实验操作中，以下合理选项是：〔______〕A.先通电，后释放小车B.先释放小车，后通电C.本实验需要垫高长木板一端以平衡摩擦力D.本实验不需要垫高长木板一端以平衡摩擦力〔3〕如果小车做匀加速运动，所得纸带如图(乙)所示，那么的关系是_________，打点计时器所用交流电频率为50Hz，刻度尺测得相邻各点间的距离为=3.62cm，=4.75cm，=5.88cm，=7.01cm，小车的加速度是_______m/s2〔计算结果保存三位有效数字〕。〔4〕如果实际电源频率低于50Hz，那么加速度的计算结果比实际___________(填“偏大〞“不影响〞“偏小〞)【答案】ADAD1.13m/s2偏大【解析】〔1〕本实验用到了打点计时器，那么就应该配备交流电源，这样才可以在纸带上周期性的打点，又因为要测量两点之间的距离，所以还会用到测量工具即刻度尺，所以选AD；〔2〕为了充分合理利用纸带，应该先翻开电源，然后在释放小车，因为本实验是研究匀变速直线运动，只要运动中加速度恒定即可，所以没有必要平衡摩擦力，应选AD〔3〕由于小车做匀加速运动，所以相邻相等时间内的位移差是恒定的，由得，代入数据可得：〔4〕如果实际电源频率低于50Hz，那么表示在测量时间的时候把时间测小了，由，得测得的加速度偏大。综上所述此题答案是：(1).AD(2).AD(3).(4).1.13m/s2(5).偏大32．如下图，为某组同学做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器，打出的局部计数点如下图．每相邻两计数点间还有四个点未画出来，打点计时器使用的是50Hz的低压交流电．〔结果均保存两位小数〕①求打点计时器打“2”时，小车的速度v2=______m/s．②请你依据本实验原理推断第7计数点和第8计数点之间的距离大约是______cm．③小车的加速度大小为______m/s2【答案】0.49m/s9.74cm0.88m/s【解析】①由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可得纸带上打“2〞点时小车的瞬时速度大小为：v2③根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以得：a=S②相邻的相等时间内的位移差大约为：△x=aT2=0.88cm，因此x78=x67+△x=9.74cm。33．某实验小组欲以图甲所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系〞.图中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与打点计时器相连，小车的质量为，小盘(及砝码)的质量为.〔1〕以下说法正确的选项是〔______〕A．实验时先放开小车，再接通打点计时器的电源B．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力C．本实验中应满足远小于的条件D．在用图象探究小车加速度与质量的关系时，应作图象〔2〕实验中，得到一条打点的纸带，如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔为T，且间距、、、、、已量出，那么小车加速度的计算式a=________________________.〔3〕某同学平衡好摩擦阻力后，在保持小车质量不变的情况下，通过屡次改变砝码重力，作出小车加速度a与砝码重力F的图象如图丙所示.假设牛顿第二定律成立，重力加速度，那么小车的质量为__________，小盘的质量为__________.(保存2位有效数字)〔4〕实际上，在砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增大，将趋近于某一极限值，此极限值为___________.()【答案】C【解析】解:(1)A．实验时先接通打点计时器的电源，再放开小车,A错误B．每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力B错误C．只有满足m2应远小于m1的条件,才能认为托盘和砝码的重力等于小车的拉力,故C正确。D、“探究加速度与质量的关系〞时拉力不变,即m1不变,应作图象,故D错误(2)根据匀变速直线运动的推论公式,六组数据应该用逐差法求平均加速度,因此在此题中有:(3)对图象来说,图象的斜率表示小车质量的倒数,图象的斜率为:,故小车质量为:,F=0时,产生的加速度是由于托盘作用产生的,故有:,解得:(对图中的数据读取不一样,可有一定范围).(4)当钩码的质量远小于小车的总质量时,钩码所受的重力才能作为小车所受外力,如果增大钩码的质量,那么外力增大,曲线不断延伸,那么加速度趋向为g=10m/s2。34．如下图为接在50Hz低压交流电源上的打点计时器在一物体拖动纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的计数点，但第3个计数点没有画出．由图中数据可求得：(1)该物体的加速度大小为________m/s2.(2)打第2个计数点时该物体的速度大小为________m/s.(3)如果当时电网中交变电流的频率是f＝52Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________(填“偏大〞“偏小〞或“不变〞)．【答案】0.740.399偏小【解析】〔1〕，每打5个点所取的计数点那么，代入数据解得：；〔2〕，代入数据解得：，代入数据解得：〔3〕，；当时电网中交变电流的频率是f＝52Hz，而做实验的同学并不知道，据，可得，代入得，故填偏小。35．某校研究性学习小组的同学用如图甲所示的滴水法测量一小车在斜面上的运动时的加速度。实验过程如下：在斜面上铺上白纸,用图钉钉住；把滴水计时器固定在小车的末端，在上车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度，使其每滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准)；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；随即在撤去浅盘的同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开。图乙为实验得到的一条纸带,用刻度尺量出相邻点之间的距离是：、、、、、，试问：〔1〕滴水计时器的原理与课本上介绍的___________原理类似。〔2〕由纸带数据计算可得计数点4所代表时间的瞬时速度v4=_______m/s,计算小车的加速度a的表达式为______________,计算结果为________m/s2.(结果均保存两位有效数字)【答案】打点计时器0.200.19【解析】〔1〕滴水计时器的原理与课本上介绍的打点计时器原理类似.〔2〕计数点4所代表时间的瞬时速度算小车的加速度a的表达式为：代入数据可得：点晴：注意题目对有效数字位数的要求。36．某物体牵引穿过打点计时器的纸带运动，计时器每隔T=0.02s打出一点，从纸带上已测得连续8个时间间隔T内的位移，如下图AB=5.62cmBC=5.23cmCD=4.85cmDE=4.47cmEF=4.08cmFG=3.70cmGH=3.31cmHI=2.92cm〔1〕这是不是匀变速运动？__，根据何在？__．〔2〕假设是匀变速直线运动，那么物体的加速度a=__m/s2〔保存三位有效数字〕．【答案】是匀变速运动而连续两个T内位移差为常数﹣9.64负号表示加速度方向与速度方向相反。点睛：要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强根底知识的理解与应用。37．某同学用如“实验图示记心中〞所示的实验装置研究匀变速直线运动，实验步骤如下：A．安装好实验器材；B．让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次，选出一条点迹比拟清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等点；C．测出x1、x2、x3、…结合上述实验步骤，请你继续完成以下任务：〔1〕实验中，除打点计时器〔含纸带、复写纸〕、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在以下的仪器和器材中，必须使用的有______．〔填选项代号〕A.电压适宜的50Hz交流电源B.电压可调的直流电源C.秒表D.刻度尺E.天平F.重锤G.弹簧测力计I.滑动变阻器〔2〕如果小车做匀加速运动，所得纸带如下图，那么x1、x2、x3的关系是________，打点计时器打点的时间间隔是t，那么打c点时小车的速度大小是________．〔3〕如果小车做匀加速直线运动，测出前六段相等时间内的位移分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6，打点计时器打点的时间间隔是t，那么小车的加速度a的表达式为：________．【答案】ADx3﹣x2=x2﹣x1【解析】〔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，在以下的器材中，必须使用的有电压适宜的50Hz交流电源给打点计时器供电，需要用刻度尺测量计数点之间的距离处理数据，应选AD正确；〔2〕根据匀变速直线运动的推论相邻的相等时间内的位移之差是个定值得：，解得：根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得：；〔3〕根据式，有：故：。点睛：对于根本仪器的使用和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做，以加强根本仪器的了解和使用，同时要加强利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强根底知识的理解与应用，提高解决问题能力。38．如图甲所示，是研究小车做匀变速直线运动根本公式应用的实验装置，打点计时器的工作周期为T(1)实验中，必要的措施是〔____〕．A、细线必须与长木板平行B、小车必须具有一定的初速度C、小车质量远大于钩码质量D、平衡小车与长木板间的摩擦力(2)如图乙所示，A、B、C、D、E、F、G是打好的纸带上7个连续的点．从图乙中可读得s6=________

cm，计算F点对应的瞬时速度大小的计算式为vF=________

〔用题目中所给量的字母表示〕(3)如图丙所示，是根据实验数据画出的v2﹣2s图线〔s为各打点至同一起点的距离〕，由图线可知：该图线的斜率表示________

，其大小为________

〔保存2位有效数字〕．【答案】〔1〕A〔2〕6.00；〔3〕小车加速度的大小；0.50m/s2【解析】〔1〕该实验目的是研究小车做匀变速直线运动，只要小车做匀加速运动即可，对于初速度、小车质量与钩码质量关系、是否平衡摩擦力没有要求。为保证小车做匀加速直线运动，小车受到的合力不变，细线必须与长木板平行，故BCD错误，A正确。〔2〕刻度尺的最小刻度为mm，需要进行故读到下一位，因此读出s6=6.00cm根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上F点时小车的瞬时速度为：v〔3〕根据匀变速直线运动的速度位移公式有：v2-v02=2as得：v2=因此有：a=k=Δ点睛：①根据实验原理可知该实验只是研究小车的匀变速直线运动，不是验证牛顿第二定律，由此可正确解答；②根据刻度尺的读数要求得出G点读数，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上F点时小车的瞬时速度大小；③根据运动学规律得出v2与2s的关系式，结合数学知识，便知斜率的含义。39．实验中，如下图为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1s.(1)根据纸带可判定小车做______运动．(2)根据纸带计算各点瞬时速度：vD＝________m/s，vC＝________m/s，vB＝________m/s.在如下图坐标中作出小车的v－t图线____，并根据图线求出a＝________.(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度的物理意义是________________________________________________________________________.【答案】匀加速直线画图12.60m/s2零时刻小车经过A点的速度【解析】〔1〕根据纸带数据得出：△x1=xBC-xAB=12.60cm，、△x2=xCD-xBC=12.60cm，△x3=xDE-xCD=12.60cm，知在相邻的相等时间间隔内的位移增量都相等，做匀加速直线运动．〔2〕根据一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度打D点时小车的瞬时速度：．打C点时小车的瞬时速度：vC=m/s=2.64m/s打B点时小车的瞬时速度：vB=〔2〕由上述数据作出小车的v-t图象如下图：由图象斜率可求得小车的加速度为：〔3〕将图线延长与纵轴相交，交点意义是零时刻小车经过A点的速度．点睛：解决此题的关键掌握纸带的处理，会通过纸带求解瞬时速度，以及知道速度时间图线的斜率表示加速度，最后注意长度的单位统一．40．如图为“研究匀变速直线运动〞的实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，距离如下图，单位是cm，C点的瞬时速度大小为_______m/s，小车的加速度是________m/s2(保存两位有效数字)。【答案】0.52m/s1.59m/s2【解析】根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：加速度：41．采用图示的装置测量滑块与长木板间的滑动摩擦系数，图中小车中可放置砝码，实验中，滑块碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50Hz．〔1〕实验的局部步骤如下:①用天平称出滑块质量M和钩码质量m。②将纸带穿过打点计时器，连在滑块后端，用细线连接滑块和钩码；③将滑块停在打点计时器附近，放开滑块，接通电源，滑块拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列点，断开开关；④改变钩码的数量，更换纸带，重复③的操作。请指出以上实验步骤的重要遗漏与错误：遗漏的步骤是：_____________________________________错误的步骤是：_______________________________________〔2〕以下图是钩码质量为m=0.05kg，滑块质量为M=0.06kg时得到的一条纸带。如下图为用刻度尺测量某一纸带上的S1、S2的情况，从图中可读出S1=3.10cm，S2=______cm。假设滑块运动的加速度大小为a，重力加速度大小为g=9.8m/s2。根据以上相关物理量写出滑动摩擦系数的表达式µ=___，由纸带上数据可得出µ=_____。〔计算结果保存2位有效数字〕【答案】步骤②中应调整细绳、长木板水平；步骤①中应该先接通电源后释放小车；〔2〕5.50〔4.48-5.52均可〕0.38〔0.37-0.40均可〕42．某活动小组利用图甲装置测当地的重力加速度g，直径为D的小钢球每次从同一位置O自由下落，O点下方光电门A能测出钢球通过光电门的时间tA,光电门可以上下移动，每移动一次光电门，用刻度尺测出OA的距离h.(1).用20分度的游标卡尺测钢球的直径读数如图乙所示，D=__________mm。(2).小球通过光电门A的速度表达式是____________(用上述字母符号表示)。(3).当地的重力加速度g的表达式是______________(用上述字母符号表示)。【答案】〔1〕6.75；〔2〕〔3〕【解析】〔1〕游标卡尺的主尺读数为6mm，游标读数为0.05×15mm=0.75mm，那么最终读数为6.75m．〔2〕根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球通过光电门A的速度表达式．〔3〕根据速度位移公式得，v2=2gh，解得．43．如图甲所示，是研究小车做匀变速直线运动规律的实验装置，打点计时器所接的交流电源的频率为f=50Hz，试问：〔1〕实验中，必要的措施是________.A．细线必须与长木板平行B．小车必须具有一定的初速度C．小车质量远大于钩码质量D．必须平衡小车与长木板间的摩擦力〔2〕如图乙所示，A、B、C、D、E、F、G是刚打好的纸带上7个连续的点.从图乙中可读得s6=________cm，计算F点对应的瞬时速度的表达式为vF=_________.〔3〕如图丙所示，是根据实验数据画出的v2-2s图线〔v为各点的速度大小〕，由图线可知小车运动的加速度为_________.〔保存2位有效数字〕【答案】〔1〕A〔2〕6.00cm〔3〕0.50±0.02m/s2【解析】〔1〕实验中，细线必须与长木板平行，以减小实验的误差，选项A正确；实验中让小车由静止释放，不需要初速度，选项B错误；此实验不需要使得小车质量远大于钩码质量，选项C错误；此实验没必要平衡小车与长木板间的摩擦力，选项D错误；应选A.〔2〕从图乙中可读得s6=6.00cm，计算F点对应的瞬时速度的表达式为.〔3〕由图线可知小车运动的加速度为44．小明同学用如下图的实验装置验证牛顿第二定律。(1)该实验装置中有两处错误，分别是：____________和________________________。〔2〕小明同学在老师的指导下改正了实验装置中的错误后，将细绳对小车的拉力当作小车及车上砝码受到的合外力，来验证“合外力一定时加速度与质量成反比〞。①小明同学在实验时用电磁打点计时器打了一条理想的纸带，他按要求选取计数点后，在测量各相邻两计数点间的距离时不慎将纸带撕成了几段，如下图，但他知道甲、乙属于同一纸带，那么丙、丁、戊中属于上述纸带的是__________。②打点计时器所用电源频率为50Hz，那么由甲、乙纸带可求得小车的加速度大小为__________m/s2(结果保存两位小数)。【答案】滑轮太高(或细绳与长木板不平行打点计时器接到直流电源上(或打点计时器未接交流电源)戊1.13【解析】〔1〕电磁打点计时器工作电压是６V以下的交流电源，该实验装置使用的是直流电源，故错误之处是打点计时器接到直流电源上(或打点计时器未接交流电源)，为了减小误差，拉小车的拉力方向与长木板平行，即拉小车的细绳与长木板平行，该实验装置中细绳与长木板不平行，故错误之处是滑轮太高(或细绳与长木板不平行。(2)从甲乙两图中可读1与2的间距为3.65cm，2与3的间距为4.72cm，而小车在长木板上做匀加速运动，以此类推，3与4的间距为5.79cm，3与4的间距为6.86cm，接近6.99cm，应选戊。〔3〕打点计时器所用电源频率为50Hz，每相邻计数点时间为0.1s，45．某同学用图甲所示的实验装置测量重力加速度，将电火花计时器固定在铁架台上，把纸带的下端固定在重锤上，纸带穿过电火花计时器，上端用纸带夹夹住，接通电源后释放纸带，纸带上打出一系列的点，所用电源的频率为50Hz，实验中该同学得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，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，图乙中给出了这三个点到O点的距离．〔1〕重力加速度的测量值为g=___________m/s2〔结果保存3位有效数字〕；〔2〕实验中该同学选择电火花计时器，而不选择电磁打点计时器，请从误差分析的角度说明选择电火花计时器的主要理由_________________________________________________________．【答案】9.75电火花打点计时器与纸带间的摩擦阻力较小【解析】〔1〕由纸带可知，，根据得重力加速度为．〔2〕实验中该同学选择电火花计时器，而不选择电磁打点计时器，请从误差分析的角度说明选择电火花计时器的主要理由是电火花打点计时器与纸带间的摩擦阻力较小．46．在做“研究匀变速直线运动〞的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220V、50Hz交流电源．他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：对应点BCDEF速度〔m/s〕0.1410.1850.2200.2540.301〔1〕设电火花计时器的周期为T，计算vF的公式为vF=___________；〔2〕根据〔1〕中得到的数据，以A点对应的时刻为t=0，试在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v﹣t图象______________．〔3〕利用该图象求物体的加速度a=___________m/s2；〔结果保存2位有效数字〕〔4〕如果当时电网中交变电流的电压变成210V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比___________〔选填：“偏大〞、“偏小〞或“不变〞〕．【答案】0.40不变【解析】试题分析：根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出F点的瞬时速度；根据描点法作出图象．根据v-t图象的物理意义可知，图象的斜率表示加速度的大小，因此根据图象求出其斜率大小，即可求出其加速度大小．打点计时器的打点频率是与交流电源的频率相同，所以即使电源电压降低也不改变打点计时器打点周期．〔1〕根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，电火花计时器的周期为T，所以从E点到G点时间为10T，有：〔2〕根据图中数据，利用描点法做出图象如下；〔3〕图象斜率大小等于加速度大小，故．〔4〕电网电压变化，并不改变打点的周期，故测量值与实际值相比不变．47．某小组探究伽利略理想斜面实验，其实验器材有：滑块、斜面及粗糙程度可以改变的水平长直木板，如图甲所示．实验时，在水平长直木板旁边放上刻度尺，滑块可以从斜面平稳地滑行到水平长直木板上．重力加速度为g，请完成以下填空：〔1〕实验时应使滑块从同一位置由_____状态滑下，研究滑块在长直木板上运动的距离．〔2〕由实验现象发现：长直木板越光滑，滑块在长直木板上运动得越远．由此可得出的实验推论是当长直木板完全光滑时，滑块将在长直木板上做____运动．〔3〕图乙是每隔△t时间曝光一次得到滑块在某长直木板上运动过程中的照片，测得滑块之间的距离分别是s1、s2、s3、s4，由此可估算出滑块与该长直木板间的动摩擦因数μ=__〔需要用s1、s2、s3、s4字符表示〕．【答案】静止匀速直线根据牛顿第二定律可知：a==μg所以水平面的动摩擦因数：μ=故答案为：〔1〕静止；〔2〕匀速直线；〔3〕．二、相互作用1．某学习小组利用如图1所示的装置做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验．实验中，先测出不挂钩码时弹簧的长度，再将5个钩码逐个加挂在弹簧下端，稳定后测出相应的弹簧总长度，将数据填在表中．〔弹力始终未超过弹性限度，取〕〔1〕上表记录数据中有一组数据在测量或记录时有错误，它是第______组数据．〔2〕根据实验数据将对应的弹力大小计算出来并填入表内相应的空格内〔保存3位有效数字〕．_____〔3〕在坐标纸中作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度L之间的关系图线．_____〔4〕根据图线求得该弹簧的劲度k=______N/m．〔保存2位有效数字〕〔5〕假设考虑弹簧自重对第一组数据的影响，弹簧劲度系数k的实验值_______真实值．〔填“大于〞、“小于〞或“等于〞〕【答案】50，0.294，0.588，0.882，1.18，1.478.9相等【解析】〔1〕表格中的数据小数点后面的位数应相同，所以第5组弹簧总长的数据不标准，应为31.20；〔2〕弹簧的弹力等于钩码的重力，即F=mg，所以弹力大小依次为：0，0.294，0.588，0.882，1.18，1.47；〔3〕在误差允许的范围内，从18cm开始的一次函数〔4〕图线的斜率表示弹簧的劲度系数．〔5〕由胡克定律可知，弹簧弹力的增加量与弹簧的形变量成正比，即：，因此弹簧的自重不会对劲度系数产生影响，故劲度系数的测量值与真实值相比相等.【点睛】根据数据记录规律可明确数据是否准确；根据重力公式求解重力；根据描点法可得出对应的图象；根据表格中弹力的大小和弹簧总长，作出F与x之间的关系图线，根据图线的斜率求出劲度系数．根据胡克定律可知：，因此弹簧的自重不会对劲度系数产生影响．2．在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。〔1〕实验对两次拉抻橡皮条的要求中，以下哪些说法是正确的_________________〔填字母代号〕。A.将橡皮条拉伸相同长度即可B.将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置〔2〕同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是_______〔填字母代号〕。A.两细绳必须等长B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D.拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要近些【答案】BDB【解析】(1)本实验的目的是为了验证力的平行四边形定那么,即研究合力与分力的关系.根据合力与分力是等效的,本实验橡皮条两次沿相同方向拉伸的长度要相同,橡皮条和绳的结点拉到相同位置,说明两次效果相同,即两个拉力和一个拉力等效,应选BD(2)A、通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条时,并非要求两细绳等长,故A错误;B、测量力的实验要求尽量准确,为了减小实验中因摩擦造成的误差,操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行,所以B选项是正确的;C、用两弹簧秤同时拉细绳时弹簧读数没有要求,只要使得两次橡皮条拉伸到一点就行，C错D、为了更加准确的记录力的方向,拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些,D错点睛:该实验采用了“等效替代〞的原理,即合力与分力的关系是等效的,要求两次拉橡皮筋时的形变量和方向是等效的3．在“验证力的平行四边形定那么〞的实验中，以下表达中正确的选项是〔____〕A．实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C．两次拉橡皮筋时．需将橡皮筋结点拉到同一位罝这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D．假设只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可【答案】ACD、结点位置不变，合力不变，当一只弹簧测力计的拉力大小改变时，另一弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变，故D错误．应选：AC．4．学习了?机械能守恒定律?之后，某研究性学习小组自行设计了“探究弹簧的弹性势能与形变量的关系〞实验。他们的方法如下：(1)如甲图所示，在轻弹簧上端固定一只力传感器，然后固定在铁架台上，当用手向下拉伸弹簧时，弹簧的弹力可从传感器读出。用刻度尺测量弹簧原长和伸长后的长度，从而确定伸长量。测量数据如表格所示：伸长量x/10－22.004.006.008.0010.00弹力F/N1.603.194.756.388.02(2)以x为横坐标，F为纵坐标，请你在图乙的坐标纸上描绘出弹力与伸长量关系的图线____。并由图线求得该弹簧的劲度系数=________(保存两位有效数字)。(3)取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图丙所示。调整导轨水平，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的时间近似相等。(4)用天平秤出滑块的质量m=300g.(5)用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能全部转化为________________。(6)屡次重复(5)中的操作，在弹簧弹性限度内得到与x的数据整理如下表所示：1234561.002.003.004.005.006.001.004.009.0016.0025.0036.000.1610.3200.4790.6480.8000.9540.0260.1030.2300.4200.64000.9100.00390.01550.03460.06300.09600.1365(7)结合上面测出的劲度系数和滑块质量m，可得到的表达式：__________________。(8)由上述实验可得的结论：______________________________________________。【答案】80±2N/m滑块的动能或者在实验误差允许的范围内，弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比【解析】〔2〕根据数据画出的F-x图像如图；根据图像可得：〔5〕释放滑块过程中，弹簧的弹性势能全部转化为滑块的动能；〔7〕根据所测量的数据，结合k=82N/m即m=0.3kg，归纳得出：；〔8〕由上述实验可得的结论：在实验误差允许的范围内，弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比；5．“探究求合力的方法〞的实验装置如图甲所示。(1)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图甲所示。其中，细绳CO对O点的拉力大小为________N。(2)请将图甲中细绳CO和BO对O点两拉力的合力F合画在图乙上______。由图求出合力的大小F合＝________N。(保存两位有效数字)(3)某同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣，于是，他将刻度尺与弹簧测力计平行放置，如图丙所示，利用读得的数据，他得出了弹簧的劲度系数。那么，该弹簧的劲度系数k＝________N/m。(保存两位有效数字)【答案】2.605.1(5.1～5.3均可)60【解析】〔1〕根据测力计指针的指示可读出其示数为：；〔2〕以为邻边，作出平行四边形，如下图，对角线表示合力：由此可得出合力的大小为：．〔3〕根据丙图可知，当拉力为时，弹簧的拉伸量为：，由于刻度尺需要估读在范围内均正确．因此根据得：，在范围内均正确。点睛：实验的核心是实验原理，根据原理选择器材，安排实验步骤，分析实验误差，进行数据处理等等。6．英国物理学家胡克发现：金属丝或金属杆在弹性限度内它的伸长量与拉力成正比，这就是著名的胡克定律．这一发现为后人对材料的研究奠定了根底．现有一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积为0.8cm2，设计要求它受到拉力后伸长不超过原长的，问它能承受的最大拉力为多大？由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，因此，选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如下：〔1〕测试结果说明金属丝或金属杆受拉力作用后其伸长量与材料的长度成________比，与材料的截面积成________比．〔2〕上述金属杆所能承受的最大拉力为________N.【答案】(1)正反(2)104【解析】〔1〕由表格中的数据可得当金属材料的截面积S、拉力F不变时，金属材料伸长量x与长度L成正比，即；当金属材料的截面积S、长度L不变时，金属材料伸长量x与拉力F成正比，即；当金属材料的长度L、拉力F不变时，金属材料伸长量x与截面积S成反比，即，综上所述，有设比例系数为k，那么所求的线材伸长量x满足的关系是取，，，代入上式得所以〔2〕对新材料制成的金属细杆，长度，截面积，最大伸长量代入导出的公式有金属细杆承受的最大拉力是。点睛：由题可知伸长量x与样品的长度、横截面积、所受拉力都有关系，涉及的变量较多，因此采用“控制变量法〞来确定它们之间的正、反比关系，然后将各种情况进行汇总，再运用比值定义法初步确定这几个量之间的数量关系，然后根据所得公式来判断样品能承受的最大拉力，以及与什么因素有关。7．某同学利用铁架台、弹簧、刻度尺及钩码探究“弹力和弹簧伸长的关系〞，如下图。(1)实验中，以下操作正确的选项是________。A．弹簧水平放置在桌面上，稳定后测出原始长度B．弹簧竖直悬挂在铁架台上，稳定后测出原始长度C．每次悬挂钩码后应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态D．用刻度尺测出弹簧的长度即为弹簧的伸长量(2)下表是该同学实验中所测的几组数据，请你在以下图中的坐标纸上作出F­x图线________。弹力F/N00.51.01.52.02.5弹簧的长度x/cm8.010.813.215.418.020.6(3)由第(2)中的F--x图线可求得，弹簧的劲度系数k＝________N/m。(保存三位有效数字)【答案】(1)BC(2)如图；(3)18.9(18.8～20.0均对)【解析】〔1〕AB、弹簧自身有重力，竖直放置时由于自身的重力必然就会有一定的伸长．故弹簧应该竖直悬挂在铁架台上，稳定后测出的长度才为弹簧的原始长度，故A错误、B正确．每次悬挂钩码后应保持弹簧竖直位置且处于平衡状态，此时测量的长度才准确．故C正确．用刻度尺测出弹簧的长度即为弹簧的总长度，减去原来的长度才为弹簧的伸长量，故D错误．应选BC．〔2〕根据表中数据作F-x如下图：〔3〕根据数据，有图象可知，弹力为零时弹簧的长度为8cm，即弹簧的原长为8cm，在直线上取较远的1点〔20.0，2.25〕，根据胡克定律可知弹簧的劲度系数为点睛：解决此题的关键掌握弹力与弹簧伸长关系的实验步骤，会描点作图，掌握作图的方法．弄清图像的斜率及截距的物理意义，会从图象中分析数据．8．在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根带有绳套的细绳．实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度的拉橡皮条，另一次是通过细绳用一个弹簧秤拉橡皮条．(1)关于两次拉伸橡皮条的要求，以下说法正确的选项是____________．〔填正确答案标号〕A．将橡皮条拉伸相同长度即可B．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置即可C．将橡皮条沿相同方向拉伸即可D．将弹簧秤都拉伸到相同刻度即可(2)以下观点对减小实验误差有益的是____________．〔填正确答案标号〕A．两细绳必须等长B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C．用两弹簧秤同时拉细