2026年高考物理复习难题速递之力学实验（2025年11月）

第73页（共73页）2026年高考物理复习难题速递之力学实验（2025年11月）一．选择题（共3小题）1．某同学在实验室里拿出一根弹簧利用如图甲所示的装置做“探究弹簧弹力大小F与弹簧长度x的关系”的实验。关于本实验中的实验操作及实验结果，以下说法不正确的是（）A．悬挂钩码时，不能使弹簧超过弹性限度 B．应保证钩码处于静止状态再读取数据 C．由乙图可知，弹簧的原长为4cm D．由乙图可知，弹簧的劲度系数为40N/m2．如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，数字计时器记录了宽度为d的遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt1和Δt2。遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为t。则（）A．滑块通过光电门2的速度约等于dtB．滑块通过光电门2的速度约等于dΔC．加速度测量值约为1t（dΔD．加速度测量值约为1t（d3．如图利用位移传感器测量速度的系统由发射器A与接收器B组成，发射器A能够发射红外线和超声波信号，接收器B可以接收红外线和超声波信号，发射器A固定在被测的运动物体上，接收器B固定在滑轨上。测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，B接收到红外线脉冲开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时。根据两者的时差Δt1和空气中的声速v声，计算机自动算出A与B的距离（红外线的传播时间忽略不计），如图中的x1经过极其短暂的时间T后，传感器和计算机系统自动进行第二次测量，得时差Δt2，算出新位置x2系统会自动算出速度v则（）A．系统算出的速度是发射器A经过Q位置的速度（如图） B．系统算出的速度v=C．由于忽略红外线的传播时间导致的测速误差属于偶然误差 D．由于忽略红外线的传播时间，系统算出的速度v大于发射器A的实际速度二．多选题（共2小题）（多选）4．如图所示，气垫导轨上的滑块经过某一光电门时，其上的遮光条会将光遮住，光电门可自动记录遮光时间Δt，已知遮光条的宽度为Δx。下列说法正确的是（）A．事实上，ΔxΔt为遮光条通过光电门过程的平均速度B．为使ΔxΔt更接近遮光条刚到达光电门时的瞬时速度，可换用宽度更宽的遮光条C．为使ΔxΔt更接近遮光条刚到达光电门时的瞬时速度，可令滑块释放点更靠近光电门D．只用Δx和Δt不能计算出滑块的加速度（多选）5．为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为2.0cm的遮光条。如图，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间Δt1为0.20s，通过第二个光电门的时间Δt2为0.05s，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t为3s，下列说法正确的是（）A．滑块通过第一个光电门的速度约是0.1m/s B．滑块通过第二个光电门时的速度比通过第一个光电门的速度大 C．滑块在运动过程中的加速度约为0.1m/s2 D．滑块在运动过程中的加速度为10m/s2三．实验题（共15小题）6．如图所示，某实验小组用气垫导轨、小球和轻质细线做验证动量守恒定律的实验，轻质细线一端固定，另一端拴住小球，小球静止时恰与滑块在同一水平导轨上，且小球与导轨不接触。重力加速度大小为g，实验步骤如下：（1）用天平测出滑块（含挡光片）的质量为m1，小球的质量为m2。（2）用刻度尺测量悬点到小球球心的长度为L，用游标卡尺测出挡光片的宽度如图乙所示，则挡光片的宽度d＝cm；（3）调节气垫导轨水平，给滑块一向右的瞬时速度，使滑块向右运动通过光电门，测出挡光时间为t1；滑块与小球发生碰撞后反弹，再次通过光电门，测出挡光时间t2和悬线偏离竖直方向的最大偏角θ，则碰后小球的速度大小为（用g、L、θ表示）；若碰撞过程中系统动量守恒，则应满足的关系式为（用题给字母表示）；（4）若碰撞过程中系统动量、机械能都守恒，则需要满足表达式t1t2=成立（用m17．在“探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧串在一起（如图甲所示）连接起来进行探究，上部为弹簧1下部为弹簧2，弹簧1的上端与毫米刻度尺的零刻度对齐。（1）某次测量中，刻度尺读数放大后如图乙所示，则指针示数为cm；（2）在弹性限度内，将质量为50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如表所示。根据表中数据计算得到弹簧1的劲度系数为N/m；弹簧2的劲度系数为N/m（重力加速度g＝10m/s2，结果均保留3位有效数字）；钩码数1234LA/cm15.7119.7123.7127.71LB/cm29.9635.7641.5647.36（3）由表中数据可以比较两弹簧的原长：LA0LB0（选填“＞”“＝”或“＜”）。8．泸州高中的同学们热爱学习和运动，某同学家里备有健身器材——拉力器。某学习小组利用拉力器做实验，探究胡克定律。首先把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，弹簧的右侧固定一刻度尺，如甲图所示。然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧弹力F和相关数据。（1）某同学根据实验数据，绘制的弹力F与x的关系图像如图乙所示，图中x表示。A.弹簧的形变量B.弹簧处于竖直状态下的自然长度C.弹簧处于水平状态下的自然长度（2）小天同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，根据实验数据绘制F与x图像（如图丙所示），发现图像中弹簧a的斜率小于弹簧b的斜率，由此可知弹簧a的劲度系数（选填“大于”“等于”或“小于”）弹簧b的劲度系数。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧（选填“a”或“b”）。9．某兴趣图甲所示的装置测量滑块和水平台面间的动摩擦因数。水平转台能绕竖直的轴匀速转动，装有遮光条的小滑块放置在转台上，细线一端连接小滑块，另一端连到固定在转轴上的力传感器上，传感器连接到计算机以显示细线的拉力大小，安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的遮光时间。已知滑块上遮光条的挡光宽度为d，旋转半径为R。（1）某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为Δt，则角速度ω＝（用题中所给物理量的字母表示）；（2）控制转台以某一角速度匀速转动，记录力传感器和光电门的示数，分别为F1和Δt1；依次增大转台的角速度，并保证每次都做匀速转动，记录对应的力传感器示数F2、F3…和光电门的示数Δt2、Δt3…。以力传感器的示数F为纵轴，对应的挡光时间平方倒数1(Δt)2为横轴，建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图乙所示，图中a、b的值已知，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则滑块和台面间的动摩擦因数μ＝（3）该小组同学换用相同材料的质量更大的滑块再次做了该实验，作出F-1(Δt)210．用如图1所示装置做“验证动量守恒定律”实验，实验中使用的小球1和2质量分别为m1、m2，直径分别为d1、d2，在木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。（1）小球1和2的质量应满足m1m2，直径应满足d1d2（选填“大于”“等于”或“小于”）。（2）实验时，先不放小球2，使小球1从斜槽上某一点S由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，再把小球2静置于斜槽轨道末端，让小球1仍从S处由静止释放，与小球2碰撞，并多次重复，该实验需要完成的必要步骤还有。（选填选项前的字母）A.测量小球1的释放点S距桌面的高度hB.测量斜槽轨道末端距地面的高度HC.分别找到小球1与小球2相碰后平均落地点的位置M、ND.测量平抛射程OM、ON（3）在实验误差允许范围内，若满足关系式用所测物理量的字母表示，则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。（4）某同学拍摄了台球碰撞的频闪照片如图2所示，在水平桌面上，台球1向右运动，与静止的台球2发生碰撞。已知两个台球的质量相等，他测量了台球碰撞前后相邻两次闪光时间内台球运动的距离AB，CD，EF，其中EF与AB连线的夹角为α，CD与AB连线的夹角为β。从理论分析，若满足关系，则可说明两球碰撞前、后动量守恒。11．如图甲所示，“伽利略”探究小组利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”实验。滑块A和滑块B的质量（包括遮光条）分别为m1和m2。实验中弹射装置每次给A的初速度均相同，B初始处于静止状态。A的遮光条两次通过光电门1的挡光时间分别为Δt1、Δt3，B的遮光条通过光电门2的挡光时间为Δt2。（1）打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后将滑块A从气垫导轨右侧弹出，测得光电门1的挡光时间大于光电门2的挡光时间，为使导轨水平，可调节左侧底座旋钮，使轨道左端（填“升高”或“降低”）一些。（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，其示数为mm。（3）经测量，滑块A、B上遮光条宽度相同，则验证动量守恒定律的表达式为（用m1、m2、Δt1、Δt2、Δt3表示）。12．实验小组用图（a）所示的装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数，长木板水平，长木板上方的细线与木板平行，动滑轮两侧的细线均处于竖直状态，实验的主要步骤如下：（1）在砝码盘中放入质量为m0的砝码，滑块被拉动后，记下力传感器的示数，并根据打出的纸带计算加速度。打点计时器所接电源的频率为50Hz，每五个计时点取一个计数点，某次打出的纸带如图（b）所示，则打计数点5时滑块的速度大小为m/s，加速过程，滑块的加速度大小为m/s2，光滑动滑轮的加速度大小为m/s2（均保留3位有效数字）。（2）保持砝码盘中砝码的质量恒为m0，改变滑块中砝码的质量，用天平测出滑块（含砝码）的总质量M，记录下滑块运动后砝码盘落地前力传感器的示数F，作出1M-1F图像，测得该图像斜率为k，如图（c）所示。则动滑轮和砝码盘的总质量为，滑块与长木板间的动摩擦因数为（用m0、k、13．如图甲是某同学使用打点计时器研究匀变速直线运动的实验装置。请回答下面的问题：（1）实验中有如下基本步骤，这些步骤正确的排列顺序为；A．安装好纸带B．把电磁打点计时器固定在桌子上C．松开纸带让物体带着纸带运动D．接通低压交流电源E．取下纸带F．断开开关（2）根据所打的纸带可以不利用公式就能直接得到的物理量是；A．平均速度B．时间间隔C．加速度D．位移（3）已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz。如图乙所示为实验所打出的一段纸带，在顺次打出的点中，每5个打点间隔取1个计数点，分别记为A、B、C、D、E。相邻计数点间的距离已在图中标出，则打点计时器打下计数点C时，小车的瞬时速度v＝m/s，小车的加速度a＝m/s2。（保留两位小数）14．用图甲的“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。O点是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点。实验时，先让入射小球1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到多次落地点的平均位置P，测量平抛水平射程OP；然后把被碰小球2静置于水平轨道的末端，再将入射小球1从斜轨上S位置由静止释放，与小球2相撞；多次重复实验，找到两个小球落地的平均位置M、N。（1）下列器材选取，说法正确的是。A.可选用半径不同的两小球B.选用两球的质量应满足m1＞m2C.斜槽轨道必须光滑（2）图乙是小球m2的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为cm；（3）①在某次实验中，测量出两小球的质量分别为m1、m2，三个落点的平均位置与O点的距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内，若满足关系式，即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒（用所给已知量表示）；②若碰撞过程中机械能守恒，不计空气阻力，下列关系式正确的是。A.mB.mC.m15．实验小组利用图1所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交流电源（频率50Hz）、铁架台、电子天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。（1）下列所给实验步骤中，有4个是完成实验必需且正确的，把它们选择出来并按实验顺序排列（填步骤前面的序号）。①先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带②用电子天平称量重锤的质量③将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端④在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据⑤关闭电源，取下纸带（2）图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则打出C点时重锤下落的速度大小为m/s（结果保留3位有效数字）。（3）纸带上各点与起点间的距离即为重锤下落高度h，计算相应的重锤下落速度v，并绘制图3所示的v2﹣h关系图像。理论上，若机械能守恒，图中直线应（填“通过”或“不通过”）原点且斜率k＝（用重力加速度大小g表示）。（4）定义单次测量的相对误差η=|Ep-EkEp|×100%，其中Ep是重锤重力势能的减小量，Ek是其动能增加量，则实验相对误差为η＝16．某同学用图甲所示的装置测量沿斜面运动小车的瞬时速度与加速度，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，小车静止开始下滑过程中所得到纸带的一部分如图乙所示，图中标出了5个计数点之间的距离，每两个点之间还有4个点未画出。（1）该同学按照正确的操作步骤打出这条纸带的（选填“左端”或“右端”）与小车相连；（2）打C点时小车的速度v＝m/s，小车下滑时的加速度大小a＝m/s2（结果均保留两位有效数字）。17．某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，如图甲是他们所用的实验装置示意图。已知光电计时器可以测出滑块的挡光片通过光电门所用的时间。（1）实验步骤：①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m；②用用游标卡尺测出遮光条的宽度，示数如图乙所示，则遮光条宽度d＝mm；③将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离L；④待托盘和砝码静止不动时，释放滑块，要求托盘和砝码落地前挡光条已通过光电门；⑤从数字计时器（图中未画出）上读出挡光条通过光电门所用的时间t，则滑块经过光电门时的瞬时速度大小为（用题中所给的符号表示）。（2）除了上述操作之外，该实验中还需要完成的操作是。A.将气垫导轨调节至水平B.将气垫导轨右端垫高，以平衡滑块所受摩擦力C.用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m（3）实验中其他条件不变，改变L，多次实验得到多组相应数据，做L-1t2图像如图丙所示。已知当地的重力加速度为g，在误差允许范围内，若图线斜率数值上为18．荡秋千是中华传统游戏和竞技项目，深受各族人民的喜爱。一种荡秋千的方式如图所示，小朋友坐姿基本不变，大人缓慢将秋千由最低点B点拉至图示A点再由静止释放。C点为左端最高点，忽略秋千绳的质量和阻力，重力加速度为g。（1）从A点至C点过程中，秋千绳子拉力的冲量的方向为；（2）人在A处；（多选题）A．合力不为零B．向心力为零C．合力沿切线b的方向D．向心力沿d的方向（3）从A荡到C点的过程中，其动能随时间的变化关系图像为；（4）如图：质量为m的小何同学坐在秋千上摆动到最高点时牵引秋千的轻绳绷直，小何同学相对秋千静止，下列说法正确的是。A．此时秋千对小何同学的作用力可能不沿绳的方向B．此时秋千对小何同学的作用力小于mgC．此时小何同学的速度为零，所受合力为零D．小何同学从最低点摆至最高点过程中先处于失重状态后处于超重状态（5）试设计一个简易实验来测量绳子的长度，写出具体步骤，其计算公式与可能产生的误差。（简答题）19．某同学利用打点计时器来探究小车速度随时间变化的规律。实验完成后得到一条记录小车运动情况的纸带，如图所示，A、B、C、D、E为相邻的五个计数点，相邻两个计数点间有四个计时点未画出。已知打点计时器的打点频率为50Hz，则纸带上打出B、D两点的时间间隔t＝s，纸带上打出C点时小车的速度大小vC＝m/s，小车的加速度大小a＝m/s2。（计算结果均保留两位有效数字）20．某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况（交流电频率是50Hz），在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离如图1所示，每两个相邻的计数点之间有四个点未画出。（以下计算结果保留3位有效数字）。（1）电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，下列选项中：A．时间间隔B．位移C．平均速度D．瞬时速度我们可以从纸带上直接得到的物理量是，测量得到的物理量是，通过计算能得到的物理量是（填选项前的字母）。（2）根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，各个速度值如表。计算出B点速度的大小。vBvCvDvEvF数值/（m•s﹣1）0.4790.5600.6400.721将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系（图2）中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。

2026年高考物理复习难题速递之力学实验（2025年11月）参考答案与试题解析一．选择题（共3小题）题号123答案DCB二．多选题（共2小题）题号45答案ADABC一．选择题（共3小题）1．某同学在实验室里拿出一根弹簧利用如图甲所示的装置做“探究弹簧弹力大小F与弹簧长度x的关系”的实验。关于本实验中的实验操作及实验结果，以下说法不正确的是（）A．悬挂钩码时，不能使弹簧超过弹性限度 B．应保证钩码处于静止状态再读取数据 C．由乙图可知，弹簧的原长为4cm D．由乙图可知，弹簧的劲度系数为40N/m【考点】探究弹簧弹力与形变量的关系．【专题】应用题；信息给予题；定量思想；推理法；弹力的存在及方向的判定专题；理解能力．【答案】D【分析】根据F﹣x图像，确定原长和劲度系数，根据实验注意事项确定，合理性。【解答】解：A、弹簧被拉伸，不能超出它的弹性限度，超过弹性限度，弹力与形变量不在满足胡克定律，故A正确；B、用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，当处于静止状态后再读数据，减小误差，故B正确；C、由乙图可知，弹簧的弹力为0时，长度为4cm，此时没有挂重物，所以原长为4cm，故C正确；D、F﹣x图线斜率表示弹簧劲度系数，由乙图可知，弹簧的劲度系数为k=8-020-4本题选择不正确的，故选：D。【点评】本题主要考查对弹簧劲度系数的测量，以及如何利用图像得到原长和劲度系数的大小。2．如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，数字计时器记录了宽度为d的遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt1和Δt2。遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为t。则（）A．滑块通过光电门2的速度约等于dtB．滑块通过光电门2的速度约等于dΔC．加速度测量值约为1t（dΔD．加速度测量值约为1t（d【考点】光电门测量物体速度．【专题】实验题；定量思想；推理法；平均思想法；直线运动规律专题；实验探究能力．【答案】C【分析】利用光电门的平均速度近似瞬时速度，求出两光电门处的瞬时速度，再结合加速度定义式分析各选项。【解答】解：AB、滑块通过光电门2的速度应近似为遮光条通过光电门2的平均速度，即v2＝dΔt2，故ACD、先求通过光电门1的速度v1＝dΔt1，通过光电门2的速度v2=dΔt2，根据加速度定义故选：C。【点评】本题考查光电门测速度和加速度的实验方法，核心是理解平均速度近似瞬时速度的原理，需准确把握速度与时间的对应关系。3．如图利用位移传感器测量速度的系统由发射器A与接收器B组成，发射器A能够发射红外线和超声波信号，接收器B可以接收红外线和超声波信号，发射器A固定在被测的运动物体上，接收器B固定在滑轨上。测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，B接收到红外线脉冲开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时。根据两者的时差Δt1和空气中的声速v声，计算机自动算出A与B的距离（红外线的传播时间忽略不计），如图中的x1经过极其短暂的时间T后，传感器和计算机系统自动进行第二次测量，得时差Δt2，算出新位置x2系统会自动算出速度v则（）A．系统算出的速度是发射器A经过Q位置的速度（如图） B．系统算出的速度v=C．由于忽略红外线的传播时间导致的测速误差属于偶然误差 D．由于忽略红外线的传播时间，系统算出的速度v大于发射器A的实际速度【考点】光电门测量物体速度；匀速直线运动．【专题】定量思想；推理法；直线运动规律专题；推理论证能力．【答案】B【分析】计算的是是发射器A在Δx这段位移内的平均速度；根据速度定义计算；根据系统误差的定义分析；计算出真实的时间间隔，然后得到真实速度的表达式分析即可。【解答】解：A．系统算出的速度是发射器A在Δx这段位移内的平均速度，故A错误；B．由于红外线的传播速度远大于超声波的传播速度，可忽略红外线在A与B之间传播的时间，由题图可知，T时间内小车的位移为x2﹣x1，又因为AB间距为：x＝v声•Δt则系统算出的速度为：v=x2C．因为实验原理或仪器所造成的误差叫作系统误差，所以由于忽略红外线的传播时间导致的测速误差属于系统误差，故C错误；D．真实的时间间隔为Δt=解得v真因为忽略红外线的传播时间，系统算出的速度v小于发射器A的实际速度，故D错误。故选：B。【点评】能够根据图示关系得到小车的位移是解题的关键，掌握速度计算公式是解题的基础。二．多选题（共2小题）（多选）4．如图所示，气垫导轨上的滑块经过某一光电门时，其上的遮光条会将光遮住，光电门可自动记录遮光时间Δt，已知遮光条的宽度为Δx。下列说法正确的是（）A．事实上，ΔxΔt为遮光条通过光电门过程的平均速度B．为使ΔxΔt更接近遮光条刚到达光电门时的瞬时速度，可换用宽度更宽的遮光条C．为使ΔxΔt更接近遮光条刚到达光电门时的瞬时速度，可令滑块释放点更靠近光电门D．只用Δx和Δt不能计算出滑块的加速度【考点】光电门测量物体速度．【专题】应用题；信息给予题；解题思想；定性思想；直线运动规律专题；理解能力．【答案】AD【分析】A.根据光电门计算的平均速度代替瞬时速度的原理进行分析；BC.根据平均速度与瞬时速度的关系分析作答；D.根据加速度的定义分析作答。【解答】解：A.公式v=ΔxΔt为Δt时间内，遮光条通过B.为使ΔxΔt更接近遮光条刚到达光电门时的瞬时速度，可换用宽度更窄的遮光条，故BC.滑块释放位置离光电门越远，遮光条通过光电门的时间越短，平均速度更接近瞬时速度，因此为使ΔxΔt更接近遮光条刚到达光电门时的瞬时速度，滑块释放点应更远离光电门，故CD.根据加速度的定义a=ΔvΔt定义可知，加速度的大小等于速度的变化率，因此只用Δx和Δt故选：AD。【点评】考查光电门计算的平均速度代替瞬时速度的原理，会根据题意进行准确分析解答。（多选）5．为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为2.0cm的遮光条。如图，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间Δt1为0.20s，通过第二个光电门的时间Δt2为0.05s，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t为3s，下列说法正确的是（）A．滑块通过第一个光电门的速度约是0.1m/s B．滑块通过第二个光电门时的速度比通过第一个光电门的速度大 C．滑块在运动过程中的加速度约为0.1m/s2 D．滑块在运动过程中的加速度为10m/s2【考点】光电门测量物体速度．【专题】定量思想；推理法；直线运动规律专题；分析综合能力．【答案】ABC【分析】根据光电门计算瞬时速度的公式计算初末速度，再根据加速度的定义式列式求解。【解答】解：AB.滑块通过第一个光电门的速度约为v1滑块通过第二个光电门的速度v2故AB正确；CD.两个速度间隔的时间t总解得t总＝2.925s滑块在运动过程中的加速度a=故C正确，D错误。故选：ABC。【点评】本题考查瞬时速度和加速度的求解，会根据定义式列式代入数据求解相关物理量。三．实验题（共15小题）6．如图所示，某实验小组用气垫导轨、小球和轻质细线做验证动量守恒定律的实验，轻质细线一端固定，另一端拴住小球，小球静止时恰与滑块在同一水平导轨上，且小球与导轨不接触。重力加速度大小为g，实验步骤如下：（1）用天平测出滑块（含挡光片）的质量为m1，小球的质量为m2。（2）用刻度尺测量悬点到小球球心的长度为L，用游标卡尺测出挡光片的宽度如图乙所示，则挡光片的宽度d＝1.240cm；（3）调节气垫导轨水平，给滑块一向右的瞬时速度，使滑块向右运动通过光电门，测出挡光时间为t1；滑块与小球发生碰撞后反弹，再次通过光电门，测出挡光时间t2和悬线偏离竖直方向的最大偏角θ，则碰后小球的速度大小为2gL(1-cosθ)（用g、L、θ表示）；若碰撞过程中系统动量守恒，则应满足的关系式为（4）若碰撞过程中系统动量、机械能都守恒，则需要满足表达式t1t2=m2-m1m【考点】验证动量守恒定律．【专题】定量思想；推理法；动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合；推理论证能力．【答案】（2）1.240；（3）2gL(1-cosθ)；【分析】（2）先确定游标卡尺的最小分度值再读数；（3）根据机械能守恒可得碰后小球的速度大小，用平均速度代替通过光电门的瞬时速度，结合动量守恒定律列式求解；（4）若碰撞过程中系统动量、机械能都守恒，结合动量守恒定律和机械能守恒定律联立方程求解。【解答】解：（2）20分度游标卡尺的精确值为0.05mm，由图乙可知挡光片的宽度为d＝12mm+8×0.05mm＝12.40mm＝1.240cm（3）碰后小球向上摆动过程，根据机械能守恒可得1可得碰后小球的速度大小为v若碰撞过程中系统动量守恒，以水平向右为正方向，有m1v0＝m2v2﹣m1v1又v0=联立可得m（4）若碰撞过程中系统动量、机械能都守恒，以水平向右为正方向有m1v0＝m2v2﹣m1v1，1联立化简可得t故答案为：（2）1.240；（3）2gL(1-cosθ)；【点评】本题关键掌握验证动量守恒定律的实验原理和光电门的测速原理，会熟练应用机械能守恒定律列式求解。7．在“探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧串在一起（如图甲所示）连接起来进行探究，上部为弹簧1下部为弹簧2，弹簧1的上端与毫米刻度尺的零刻度对齐。（1）某次测量中，刻度尺读数放大后如图乙所示，则指针示数为16.00cm；（2）在弹性限度内，将质量为50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如表所示。根据表中数据计算得到弹簧1的劲度系数为12.5N/m；弹簧2的劲度系数为27.8N/m（重力加速度g＝10m/s2，结果均保留3位有效数字）；钩码数1234LA/cm15.7119.7123.7127.71LB/cm29.9635.7641.5647.36（3）由表中数据可以比较两弹簧的原长：LA0＜LB0（选填“＞”“＝”或“＜”）。【考点】探究弹簧弹力与形变量的关系．【专题】定量思想；推理法；实验分析法；弹力的存在及方向的判定专题；实验探究能力．【答案】（1）16.00；（2）12.5；27.8；（3）＜。【分析】（1）刻度尺的读数需估读，需读到最小刻度的下一位；（2）根据弹簧Ⅰ形变量的变化量，结合胡克定律求出劲度系数，通过弹簧Ⅱ弹力的变化量和形变量的变化量可以求出弹簧Ⅱ的劲度系数；（3）通过比较在相同拉力下的弹簧长度及形变量的比较可以知道两弹簧的原长的关系。【解答】解：（1）由于刻度尺分度值为0.1cm，所以指针示数为16.00cm；（2）每个钩码的重力G＝mg＝0.05×10N＝0.5N，根据表格中的数据可知，每增加一个钩码，弹簧Ⅰ的平均伸长量为：Δx弹簧Ⅱ的平均伸长量为：Δx2=(l（3）由表中数据可知，当ΔF＝0.5N时；B弹簧的形变量为1.8cm；A的形变量为4cm；而挂一个砝码时，A的长度为15.71槽码；B的长度为29.96cm﹣15.71cm＝14.25cm；故B的原长要大于A的原长，即有：lA0＜lBO。故答案为：（1）16.00；（2）12.5；27.8；（3）＜。【点评】解决本题的关键掌握胡克定律，知道F＝kx，x表示形变量，以及知道其变形式ΔF＝k•Δx，Δx为形变量的变化量。8．泸州高中的同学们热爱学习和运动，某同学家里备有健身器材——拉力器。某学习小组利用拉力器做实验，探究胡克定律。首先把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，弹簧的右侧固定一刻度尺，如甲图所示。然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧弹力F和相关数据。（1）某同学根据实验数据，绘制的弹力F与x的关系图像如图乙所示，图中x表示A。A.弹簧的形变量B.弹簧处于竖直状态下的自然长度C.弹簧处于水平状态下的自然长度（2）小天同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，根据实验数据绘制F与x图像（如图丙所示），发现图像中弹簧a的斜率小于弹簧b的斜率，由此可知弹簧a的劲度系数小于（选填“大于”“等于”或“小于”）弹簧b的劲度系数。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧a（选填“a”或“b”）。【考点】探究弹簧弹力与形变量的关系．【专题】实验题；实验探究题；定量思想；实验分析法；弹力的存在及方向的判定专题；实验探究能力．【答案】（1）A；（2）小于，a。【分析】（1）通过图像可以看出x代表形变量；（2）根据F﹣x图像中斜率代表劲度系数，确定a、b的大小，精度高，选择劲度系数小的。【解答】解：（1）根据F﹣x图像经过坐标原点，可以确定，x代表的是形变量，故A正确，BC错误；故选：A；（2）在F﹣x的图像中，斜率的大小代表劲度系数大小，从图像可以看出a的斜率小于b的斜率，所以a的劲度系数小于b的劲度系数；劲度系数越小，制作出来的弹簧精度越高，所以选择a弹簧。故答案为：（1）A；（2）小于，a。【点评】本题主要考查弹簧劲度系数的测量，在实验中要注意实验的要求和注意事项。9．某兴趣图甲所示的装置测量滑块和水平台面间的动摩擦因数。水平转台能绕竖直的轴匀速转动，装有遮光条的小滑块放置在转台上，细线一端连接小滑块，另一端连到固定在转轴上的力传感器上，传感器连接到计算机以显示细线的拉力大小，安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的遮光时间。已知滑块上遮光条的挡光宽度为d，旋转半径为R。（1）某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为Δt，则角速度ω＝dRΔt（2）控制转台以某一角速度匀速转动，记录力传感器和光电门的示数，分别为F1和Δt1；依次增大转台的角速度，并保证每次都做匀速转动，记录对应的力传感器示数F2、F3…和光电门的示数Δt2、Δt3…。以力传感器的示数F为纵轴，对应的挡光时间平方倒数1(Δt)2为横轴，建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图乙所示，图中a、b的值已知，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则滑块和台面间的动摩擦因数μ＝（3）该小组同学换用相同材料的质量更大的滑块再次做了该实验，作出F-1(Δt)2【考点】探究影响滑动摩擦力的因素．【专题】定量思想；推理法；摩擦力专题；推理论证能力．【答案】（1）d（2）a（3）B【分析】（1）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求解滑块通过光电门的瞬时速度，在根据线速度与角速度的关系求解角速度；（2）根据牛顿第二定律推导函数图像表达式，结合图像计算；（3）根据（2）中表达式分析判断。【解答】解：（1）由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，即v=又因v＝Rω联立可得ω=（2）对在转台上做匀速圆周运动滑块，由牛顿第二定律有μmg+联立以上可得F=根据图乙知﹣b＝﹣μmgk=联立解得μ=（3）换用质量更大的滑块，根据以上可得﹣b＝﹣μmg即b＝μmg又因k=可得a=可知m增大，b增大而a不变，故B正确，ACD错误。故选：B。故答案为：（1）d（2）a（3）B【点评】本题关键掌握测量滑块和水平台面间的动摩擦因数的实验原理和利用图像处理数据的方法。10．用如图1所示装置做“验证动量守恒定律”实验，实验中使用的小球1和2质量分别为m1、m2，直径分别为d1、d2，在木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。（1）小球1和2的质量应满足m1大于m2，直径应满足d1等于d2（选填“大于”“等于”或“小于”）。（2）实验时，先不放小球2，使小球1从斜槽上某一点S由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，再把小球2静置于斜槽轨道末端，让小球1仍从S处由静止释放，与小球2碰撞，并多次重复，该实验需要完成的必要步骤还有CD。（选填选项前的字母）A.测量小球1的释放点S距桌面的高度hB.测量斜槽轨道末端距地面的高度HC.分别找到小球1与小球2相碰后平均落地点的位置M、ND.测量平抛射程OM、ON（3）在实验误差允许范围内，若满足关系式m1•OP＝m1•OM+m2•ON用所测物理量的字母表示，则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。（4）某同学拍摄了台球碰撞的频闪照片如图2所示，在水平桌面上，台球1向右运动，与静止的台球2发生碰撞。已知两个台球的质量相等，他测量了台球碰撞前后相邻两次闪光时间内台球运动的距离AB，CD，EF，其中EF与AB连线的夹角为α，CD与AB连线的夹角为β。从理论分析，若满足AB＝EF•cosα+CD•cosβ，0＝EF•sinα﹣CD•sinβ。关系，则可说明两球碰撞前、后动量守恒。【考点】验证动量守恒定律．【专题】定量思想；推理法；动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合；实验探究能力．【答案】（1）大于；等于；（2）CD；（3）m1•OP＝m1•OM+m2•ON；（4）AB＝EF•cosα+CD•cosβ，0＝EF•sinα﹣CD•sinβ。【分析】（1）根据实验原理、注意事项分析作答；（2）（3）根据平抛运动规律和动量守恒定律求解需要满足的表达式，然后确定需要测量的物理量；（4）设频闪周期为T，分别求解两小球碰撞前后的速度大小；根据动量守恒定律列出矢量表达式。【解答】解：（1）为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即m1大于m2；为使两球发生对心碰撞，两球直径应相等，即d1等于d2。（2）（3）小球离开斜槽后做平抛运动，在空中的运动时间t=小球下落的高度相同，所需的时间相同；小球离开斜槽的水平初速度v=入射小球碰撞前的水平速度vO碰撞后的水平速度v1被碰小球碰撞后的水平速度v2取水平向右为正方向，若碰撞过程中的动量守恒，满足m1v0＝m1v1+m2v2代入数据化简得m1•OP＝m1•OM+m2•ON因此实验中需要测量两个小球的质量m1、m2；分别找到小球1与小球2相碰后平均落地点的位置M、N，并测量平抛射程OM、ON，故CD正确，AB错误。故选：CD。（4）设频闪周期为T，若两球碰撞动量守恒沿AB连线的方向有m•AB沿垂直AB连线的方向有0=m整理得AB＝EF•cosα+CD•cosβ，0＝EF•sinα﹣CD•sinβ。故答案为：（1）大于；等于；（2）CD；（3）m1•OP＝m1•OM+m2•ON；（4）AB＝EF•cosα+CD•cosβ，0＝EF•sinα﹣CD•sinβ。【点评】本题主要考查了“验证动量守恒定律”实验，要明确实验原理，掌握动量守恒定律的运用，明确动量守恒定律是矢量式。11．如图甲所示，“伽利略”探究小组利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”实验。滑块A和滑块B的质量（包括遮光条）分别为m1和m2。实验中弹射装置每次给A的初速度均相同，B初始处于静止状态。A的遮光条两次通过光电门1的挡光时间分别为Δt1、Δt3，B的遮光条通过光电门2的挡光时间为Δt2。（1）打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后将滑块A从气垫导轨右侧弹出，测得光电门1的挡光时间大于光电门2的挡光时间，为使导轨水平，可调节左侧底座旋钮，使轨道左端升高（填“升高”或“降低”）一些。（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，其示数为14.50mm。（3）经测量，滑块A、B上遮光条宽度相同，则验证动量守恒定律的表达式为m1Δt1=m2Δt2-m1Δt3【考点】验证动量守恒定律．【专题】定量思想；推理法；动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合；分析综合能力．【答案】（1）升高；（2）14.50；（3）m【分析】（1）根据滑块通过光电门的时间确定滑块通过两光电门瞬时速度的大小变化，然后分析气垫导轨的调节方法；（2）20分度游标卡尺的精确度为0.05mm，根据游标卡尺的读数规则读数；（3）根据极短时间内的平均速度求解小车分别通过两光电门的瞬时速度，再根据动量守恒定律求解需要满足的条件。【解答】解：（1）打开气泵，先取走滑块B，测得光电门1的挡光时间大于光电门2的挡光时间，根据v=dΔt可知，滑块通过光电门1（2）20分度游标卡尺的精确度为0.05mm，遮光条的宽度d＝14mm+10×0.05mm＝14.50mm；（3）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度，碰撞前滑块A的瞬时速度的大小v1=滑块B碰撞后的瞬时速度的大小v取水平向左方向为正方向，根据动量守恒定律得：m1v1＝m2v2﹣m1v3代入数据化简得解得：m故答案为：（1）升高；（2）14.50；（3）m【点评】本题考查了“验证动量守恒定律”实验，考查了游标卡尺的读数方法；知道极短时间内的平均速度可以代替瞬时速度，理解动量守恒定律的含义是解题的关键。12．实验小组用图（a）所示的装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数，长木板水平，长木板上方的细线与木板平行，动滑轮两侧的细线均处于竖直状态，实验的主要步骤如下：（1）在砝码盘中放入质量为m0的砝码，滑块被拉动后，记下力传感器的示数，并根据打出的纸带计算加速度。打点计时器所接电源的频率为50Hz，每五个计时点取一个计数点，某次打出的纸带如图（b）所示，则打计数点5时滑块的速度大小为1.00m/s，加速过程，滑块的加速度大小为2.00m/s2，光滑动滑轮的加速度大小为1.00m/s2（均保留3位有效数字）。（2）保持砝码盘中砝码的质量恒为m0，改变滑块中砝码的质量，用天平测出滑块（含砝码）的总质量M，记录下滑块运动后砝码盘落地前力传感器的示数F，作出1M-1F图像，测得该图像斜率为k，如图（c）所示。则动滑轮和砝码盘的总质量为4b-m0，滑块与长木板间的动摩擦因数为kg-2【考点】探究影响滑动摩擦力的因素．【专题】定量思想；推理法；摩擦力专题；推理论证能力．【答案】（1）1.00；2.00；1.00（2）4b-【分析】（1）根据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻速度求解速度，根据逐差法求解加速度；（2）对整体根据牛顿第二定律求解动滑轮和砝码盘的总质量以及动摩擦因数。【解答】解：（1）根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可知，打计数点5时滑块的速度v5根据图（b）可知，后几段时间间隔内的位移逐渐减小，说明砝码盘已经落地，相邻两段间的位移差约为2.00cm，则大致可以判断出在打计数点6到7之间砝码盘已经落地，因此计算加速度时应用计数点6之前的数据。由逐差法可得滑块的加速度大小为a0动滑轮的加速度大小是滑块加速度大小的一半，光滑动滑轮的加速度是1.00m/s2。（2）设动滑轮和砝码盘的总质量为m1，细线上的拉力大小为F，动滑轮加速过程的加速度大小为a，由牛顿第二定律有（m0+m1）g﹣2F＝（m0+m1）aF﹣μMg＝M•2a联立得1M对比图像得（μ+2）g＝k4m解得μ=m1故答案为：（1）1.00；2.00；1.00（2）4b-【点评】本题考查了测量滑块与木板之间的动摩擦因数，要求学生熟练掌握实验原理、数据处理和误差分析。13．如图甲是某同学使用打点计时器研究匀变速直线运动的实验装置。请回答下面的问题：（1）实验中有如下基本步骤，这些步骤正确的排列顺序为BADCFE；A．安装好纸带B．把电磁打点计时器固定在桌子上C．松开纸带让物体带着纸带运动D．接通低压交流电源E．取下纸带F．断开开关（2）根据所打的纸带可以不利用公式就能直接得到的物理量是BD；A．平均速度B．时间间隔C．加速度D．位移（3）已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz。如图乙所示为实验所打出的一段纸带，在顺次打出的点中，每5个打点间隔取1个计数点，分别记为A、B、C、D、E。相邻计数点间的距离已在图中标出，则打点计时器打下计数点C时，小车的瞬时速度v＝0.30m/s，小车的加速度a＝0.40m/s2。（保留两位小数）【考点】探究小车速度随时间变化的规律．【专题】定量思想；推理法；直线运动规律专题；实验探究能力．【答案】（1）BADCFE；（2）BD；（3）0.30；0.40。【分析】（1）根据实验步骤进行排列顺序；（2）在该实验中某点的瞬时速度要根据中间时刻的瞬时速度等于该段时间上的平均速度计算得到，求解加速度时利用位移差公式求解；（3）先根据周期与频率之间关系求解打点周期，再根据中间时刻的瞬时速度等于该段时间上的平均速度求解C点的瞬时速度；依据逐差法求解加速度。【解答】解：（1）实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则进行，要符合事物发展规律，首先要固定打点计时器，安装纸带，接通电源按下脉冲输出开关，进行打点后再松开纸带，打点完成时一定要断开电源，取下纸带，故正确的操作步骤为BADCFE。（2）B.根据打点计时器打出的点数可以得出时间间隔，故B正确；D.利用刻度尺可以直接测量出位移，故D正确；AC.而加速度和平均速度不能直接得到，需要利用公式计算出，故AC错误。故选：BD。（3）每5个打点间隔取1个计数点，可得计数点间的时间间隔为T＝0.1s根据推论可知打下C点时小车的瞬时速度为vC解得vC＝0.30m/s根据公式Δx＝aT2可得a=解得a≈0.40m/s2故答案为：（1）BADCFE；（2）BD；（3）0.30；0.40。【点评】本题考查研究匀变速直线运动的实验，属于纸带问题，在处理纸带问题时，一要熟悉中间时刻的瞬时速度等于该段时间上的平均速度；二要会利用位移差公式求解加速度。14．用图甲的“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。O点是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点。实验时，先让入射小球1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到多次落地点的平均位置P，测量平抛水平射程OP；然后把被碰小球2静置于水平轨道的末端，再将入射小球1从斜轨上S位置由静止释放，与小球2相撞；多次重复实验，找到两个小球落地的平均位置M、N。（1）下列器材选取，说法正确的是B。A.可选用半径不同的两小球B.选用两球的质量应满足m1＞m2C.斜槽轨道必须光滑（2）图乙是小球m2的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为55.50cm；（3）①在某次实验中，测量出两小球的质量分别为m1、m2，三个落点的平均位置与O点的距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内，若满足关系式m1•OP＝m1•OM+m2•ON，即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒（用所给已知量表示）；②若碰撞过程中机械能守恒，不计空气阻力，下列关系式正确的是B。A.mB.mC.m【考点】验证动量守恒定律．【专题】定量思想；推理法；动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合；分析综合能力．【答案】（1）B；（2）55.50；（3）m1•OP＝m1•OM+m2•ON，B。【分析】（1）明确实验原理和实验方法，从而明确实验中的注意事项和需要用到的测量工具等；（2）用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心P就是小球落点的平均位置，然后进行读数即可；（3）小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间相等，根据平抛运动规律以及动量守恒定律确定实验需要验证的表达式。【解答】解：（1）A、为保证碰撞在同一条水平线上，所以两个小球的半径要相等，故A错误；B、为保证入射小球不反弹，入射小球的质量应比被碰小球质量大，即m1＞m2，故B正确；C、要保证小球在空中做平抛运动，所以斜槽轨道末端必须水平，但是在斜槽轨道的运动发生在平抛以前，所以不需要光滑，但入射球必须从同一高度释放，故C错误。故选：B；（2）确定B球落点平均位置的方法：用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心P就是小球落点的平均位置；碰撞后m2球的水平路程应取为55.50cm；（3）①要验证动量守恒定律定律，即验证：m1v1＝m1v2+m2v3，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得：m1v1t＝m1v2t+m2v3t整理课得：m1•OP＝m1•OM+m2•ON，可知实验需要验证：m1•OP＝m1•OM+m2•ON；②若碰撞过程中机械能守恒，则有12m1v12=12整理可得：m1⋅OP2故答案为：（1）B；（2）55.50；（3）m1•OP＝m1•OM+m2•ON，B。【点评】本实验的一个重要的技巧是入射球和靶球从同一高度做平抛运动并且落到同一水平面上，故下落的时间相同，所以在实验的过程当中把本来需要测量的速度改为测量平抛过程当中水平方向发生的位移，可见掌握了实验原理才能顺利解决此类题目。15．实验小组利用图1所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交流电源（频率50Hz）、铁架台、电子天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。（1）下列所给实验步骤中，有4个是完成实验必需且正确的，把它们选择出来并按实验顺序排列③①⑤④（填步骤前面的序号）。①先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带②用电子天平称量重锤的质量③将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端④在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据⑤关闭电源，取下纸带（2）图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则打出C点时重锤下落的速度大小为1.98m/s（结果保留3位有效数字）。（3）纸带上各点与起点间的距离即为重锤下落高度h，计算相应的重锤下落速度v，并绘制图3所示的v2﹣h关系图像。理论上，若机械能守恒，图中直线应通过（填“通过”或“不通过”）原点且斜率k＝2g（用重力加速度大小g表示）。（4）定义单次测量的相对误差η=|Ep-EkEp|×100%，其中Ep是重锤重力势能的减小量，Ek是其动能增加量，则实验相对误差为η＝2【考点】验证机械能守恒定律．【专题】定量思想；推理法；机械能守恒定律应用专题；推理论证能力．【答案】（1）③①⑤④；（2）1.98；（3）通过，2g；（4）2【分析】（1）根据应用落体法验证机械能守恒定律的实验实验原理与操作过程解答；（2）先确定打点计时器的打点周期，再根据打点纸带测速原理，求解打出C点时重锤下落的速度大小；（3）根据机械能守恒定律得到本实验要验证的表达式，进而得到v2﹣h图像的表达式，根据表达式分析此图像的特点和斜率；（4）依据题意得到本实验相对误差的表达式，并计算其数值。【解答】解：（1）实验步骤为：将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端，先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带，关闭电源，取下纸带，在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据，根据机械能守恒定律mgh=12m（2）根据题意可知，纸带上相邻计数点间的时间间隔T=1f，解得T=0.02s，根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得v（3）根据mgh=12mv2整理可得v2＝2g（4）根据题意有η=mgh-1故答案为：（1）③①⑤④；（2）1.98；（3）通过，2g；（4）2【点评】掌握基础知识，理解实验原理是解题的前提，应用机械能守恒定律求出图像的函数解析式，结合表达式分析。16．某同学用图甲所示的装置测量沿斜面运动小车的瞬时速度与加速度，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，小车静止开始下滑过程中所得到纸带的一部分如图乙所示，图中标出了5个计数点之间的距离，每两个点之间还有4个点未画出。（1）该同学按照正确的操作步骤打出这条纸带的右端（选填“左端”或“右端”）与小车相连；（2）打C点时小车的速度v＝0.26m/s，小车下滑时的加速度大小a＝0.15m/s2（结果均保留两位有效数字）。【考点】探究小车速度随时间变化的规律．【专题】实验题；定量思想；实验分析法；直线运动规律专题；实验探究能力．【答案】（1）右端；（2）0.26；0.15。【分析】（1）根据小车运动情况和纸带判断小车与纸带连接情况；（2）根据中间时刻速度等于整段时间内的平均速度计算打C点时小车的速度，根据逐差法Δx＝at2计算小车下滑时的加速度大小。【解答】解：（1）因为小车做匀加速直线运动，因此A为先打出的点，该端与小车相连，即纸带的右端与小车相连；（2）每两个点之间还有4个点未画出，则相邻计数点间的时间间隔为T＝5×0.02＝0.1s，打C点时小车的速度vC由逐差法可得a=故答案为：（1）右端；（2）0.26；0.15。【点评】本题主要考查测量小车的瞬时速度与加速度的实验，理解匀变速直线运动推论是解题关键。17．某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，如图甲是他们所用的实验装置示意图。已知光电计时器可以测出滑块的挡光片通过光电门所用的时间。（1）实验步骤：①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m；②用用游标卡尺测出遮光条的宽度，示数如图乙所示，则遮光条宽度d＝10.60mm；③将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离L；④待托盘和砝码静止不动时，释放滑块，要求托盘和砝码落地前挡光条已通过光电门；⑤从数字计时器（图中未画出）上读出挡光条通过光电门所用的时间t，则滑块经过光电门时的瞬时速度大小为dt（2）除了上述操作之外，该实验中还需要完成的操作是AC。A.将气垫导轨调节至水平B.将气垫导轨右端垫高，以平衡滑块所受摩擦力C.用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m（3）实验中其他条件不变，改变L，多次实验得到多组相应数据，做L-1t2图像如图丙所示。已知当地的重力加速度为g，在误差允许范围内，若图线斜率数值上为【考点】验证机械能守恒定律．【专题】定量思想；推理法；机械能守恒定律应用专题；实验探究能力．【答案】（1）②10.60；④dt；（2）AC；（3）(【分析】（1）②根据游标卡尺规则读数；④根据极短时间的平均速度等于瞬时速度求滑块经过光电门时的瞬时速度大小；（2）根据实验的操作和实验的原理分析判断；（3）根据机械能守恒和图像求图线斜率数值。【解答】解：（1）②根据游标卡尺规则读出遮光条宽度d＝10mm+12×0.05mm＝10.60mm；④光电门测速原理是极短时间的平均速度等于瞬时速度，所以滑块经过光电门时的瞬时速度大小为dt（2）AB、气垫导轨是常用的一种实验仪器，它利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦，所以不需要平衡摩擦力（如果有摩擦力，那机械能就不守恒了），但是需要将气垫导轨调节至水平，故A正确，B错误；C、该实验如果托盘和砝码的重力势能的减少量等于系统动能的增加量即可验证机械能守恒定律，所以需要用天平称出滑块和挡光条的总质量M、托盘和砝码的总质量m，故C正确。故选：AC。（3）根据机械能守恒，有mgL整理得L=所以图像斜率为k=故答案为：（1）②10.60；④dt；；（2）AC；（3）(【点评】掌握“验证机械能守恒定律”的实验原理和实验的注意事项，实验原理是解题的基础。18．荡秋千是中华传统游戏和竞技项目，深受各族人民的喜爱。一种荡秋千的方式如图所示，小朋友坐姿基本不变，大人缓慢将秋千由最低点B点拉至图示A点再由静止释放。C点为左端最高点，忽略秋千绳的质量和阻力，重力加速度为g。（1）从A点至C点过程中，秋千绳子拉力的冲量的方向为竖直向上；（2）人在A处ABC；（多选题）A．合力不为零B．向心力为零C．合力沿切线b的方向D．向心力沿d的方向（3）从A荡到C点的过程中，其动能随时间的变化关系图像为A；（4）如图：质量为m的小何同学坐在秋千上摆动到最高点时牵引秋千的轻绳绷直，小何同学相对秋千静止，下列说法正确的是B。A．此时秋千对小何同学的作用力可能不沿绳的方向B．此时秋千对小何同学的作用力小于mgC．此时小何同学的速度为零，所受合力为零D．小何同学从最低点摆至最高点过程中先处于失重状态后处于超重状态（5）试设计一个简易实验来测量绳子的长度，写出具体步骤，其计算公式与可能产生的误差。（简答题）【考点】探究单摆周期与摆长的关系；超重与失重的概念、特点和判断；求变力的冲量．【专题】定性思想；推理法；单摆问题；推理论证能力．【答案】（1）竖直向上。（2）ABC。（3）A。（4）B。（5）见解析。【分析】（1）利用对称性分析秋千拉力水平分力冲量，得出拉力冲量方向竖直向上。（2）分析秋千在不同位置的受力与运动，结合向心力公式判断。（3）根据动能变化与重力瞬时功率的关系，分析Ek﹣t图像的斜率变化。（4）对小何同学在秋千最高点受力分析，结合超重失重、合力等知识判断。（5）设计单摆实验测绳长，通过记录摆动时间计算周期，再结合周期公式推导绳长，同时分析摆动幅度、重心位置等误差来源。【解答】解：（1）从A点至C点过程中，根据对称性，秋千绳子拉力的水平分力的冲量等于0，拉力冲量的方向为竖直向上。（2）AC.合力沿切线b的方向，合力不为零，AC正确；BD.根据F乙=mv2r，速度等于故选：ABC。（3）从A点荡到C点的过程中，动能先增大后减小，当到达C点时动能最大。Ek﹣t图像的斜率表示动能变化的快慢，根据动能定理可知，动能变化的快慢等于重力做功的快慢，即等于重力的瞬时功率，从A到最低点，重力的瞬时功率先变大后变小，从最低点到C，重力的瞬时功率先变大后变小，则图像的倾斜程度先变大，后变小，再变大，再变小。故A正确，BCD错误。故选：A。（4）A.由于小何同学相对秋千静止，设绳与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律可得此时加速度大小为a＝gsinθ，所以秋千对小何同学的作用力一定沿绳的方向，故A错误；B.秋千对小何同学的作用力大小为T＝mgcosθ＜mg，故B正确；C.此时小何同学的速度为零，但合力不为零，故C错误；D.小何同学从最低点摆至最高点过程中加速度先有竖直向上的分量后有竖直向下的分量，所以先处于超重状态后处于失重状态，故D错误。故选：B。（5）①实验步骤如下：a.秋千静止时，在秋千旁边支起一根自拍杆，自拍杆与秋千处于同一竖直面；b.让小朋友坐在秋千上，然后轻推小朋友使秋千前后小幅度摆动；c.使用手机上的秒表在小朋友经过自拍杆后马上开始计时；d.开始计时后，小朋友第n次（n尽量大）经过自拍杆时停止计时，记录的时间为m秒。计算公式：根据T=2πL③可能的误差有：a.实际难以让小朋友前后小幅度摆动或忽略在这一过程中小朋友姿势的改变造成的受力影响b.人坐在秋千上时，重心在木板上方，利用周期公式计算得到的L为重心到绳子上端的距离，小于木板到绳子上端的距离，即测得的绳长小于实际绳长。故答案为：（1）竖直向上。（2）ABC。（3）A。（4）B。（5）见解析。【点评】本题考查秋千摆动过程中的冲量、受力与运动分析、动能变化及单摆周期实验，涉及冲量的对称性、圆周运动的合力与向心力、动能定理与重力瞬时功率、超重失重判断，以及利用单摆周期公式测量绳长的实验设计与误差分析。19．某同学利用打点计时器来探究小车速度随时间变化的规律。实验完成后得到一条记录小车运动情况的纸带，如图所示，A、B、C、D、E为相邻的五个计数点，相邻两个计数点间有四个计时点未画出。已知打点计时器的打点频率为50Hz，则纸带上打出B、D两点的时间间隔t＝0.20s，纸带上打出C点时小车的速度大小vC＝0.44m/s，小车的加速度大小a＝0.90m/s2。（计算结果均保留两位有效数字）【考点】探究小车速度随时间变化的规律．【专题】定量思想；推理法；直线运动规律专题；实验探究能力．【答案】0.20；0.44；0.90。【分析】首先，根据题意，由计数点与计时点之间的关系以及打点计时器周期与频率的关系列式，即可确定相邻两计数点之间的时间间隔，进而确定B、D之间的时间间隔；然后，由匀变速直线运动中平均速度的推论列式，即可确定打出C点时小车的速度大小；最后，由逐差法列式，即可确定小车的加速度大小。【解答】解：由题知，相邻两个计数点间有四个计时点未画出，且打点计时器的打点频率为50Hz，则相邻计数点间时间间隔为：T=5则由图可知，纸带上打出B、D两点的时间间隔为：t＝2T＝2×0.10s＝0.20s；匀变速直线运动中，某阶段中间时刻的瞬时速度等于该阶段的平均速度，则打出C点时小车的速度大小为：vC根据逐差法，可得小车的加速度大小为：a=故答案为：0.20；0.44；0.90。【点评】本题考查探究小车速度随时间变化的规律，解决本题的关键是明确实验原理，掌握实验正确的步骤和实验中需要注意的问题，也要能题图中获取有用信息。20．某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况（交流电频率是50Hz），在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离如图1所示，每两个相邻的计数点之间有四个点未画出。（以下计算结果保留3位有效数字）。（1）电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，下列选项中：A．时间间隔B．位移C．平均速度D．瞬时速度我们可以从纸带上直接得到的物理量是A，测量得到的物理量是B，通过计算能得到的物理量是CD（填选项前的字母）。（2）根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，各个速度值如表。计算出B点速度的大小0.400m/s。vBvCvDvEvF数值/（m•s﹣1）0.4790.5600.6400.721将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系（图2）中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。【考点】用打点计时器测量物体的速度．【专题】实验题；定量思想；实验分析法；直线运动规律专题；实验探究能力．【答案】（1）A、B、CD；（2）0.400m/s，如图所示：。【分析】（1）根据打点计时器作用分析判断；根据点迹间的距离测量的得到位移判断；根据某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度；（2）根据某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度；根据描点连线画出图像。【解答】解：（1）电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，结合打点计时器的频率为50Hz，则从纸带上直接得到的物理量是时间间隔，相邻的点迹（计时点）之间的时间间隔为：1f=150s＝通过纸带上打出的点迹，可以用刻度尺测量出小车的位移大小，故选B；平均速度大小可以通过位移大小与对应的时间间隔计算出来，根据某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度来求解瞬时速度的大小，故选CD。（2）每两个相邻的计数点之间有四个点未画，则相邻的计数点之间的时间间隔为：T＝5×0.02s＝0.1s根据某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得B点的瞬时速度为：v根据计算的B点速度及表中其他各点的速度在坐标系中描点连线，如图所示：故答案为：（1）A、B、CD；（2）0.400m/s，如图所示：。【点评】本题考查“用打点计时器测速度”的实验，关键是要求学生掌握“用打点计时器测速度”的实验原理，会处理纸带问题。

考点卡片1．匀速直线运动【知识点的认识】（1）定义：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间内位移相等，这种运动叫做匀速直线运动。根据匀速直线运动的特点可知，质点在相等时间内通过的位移相等，质点在相等时间内通过的路程相等，质点的运动方向相同，质点在相等时间内的位移大小和路程相等。（2）匀速直线运动的公式：速度公式：v=st；位移公式：s＝（3）匀速直线运动的s﹣t图象：匀速直线运动的图象是一条过原点的倾斜直线，表示作匀速直线运动的物体，通过的位移与所用的时间成正比。如图1所示，s﹣t图线的斜率表示速度的大小，斜率越大，速度越大。（4）匀速直线运动的v﹣t图象：一条平行于时间轴的直线。如图2所示，v﹣t图线与时间轴围成的面积等于对应时间的位移。图线在横轴上方表示速度为正，即做正向匀速直线运动；图线在横轴下方表示速度为负，即做反向匀速直线运动。【命题方向】例1：下列图象中反映物体做匀速直线运动的是（）（图中x表示位移、v表示速度、t表示时间）A．B．C．D．分析：对于v﹣t图象，要读出随时间的变化速度如何变化；对于s﹣t图象，要读出随着时间的变化路程如何变化，从而找到符合匀速直线运动的图象。解答：A、是x﹣t图象：随时间的增大，位移不变，表示物体静止，故A不符合题意；B、是x﹣t图象：物体位移均匀增大，位移和时间的比值为常数，表示物体做匀速直线运动，故B符合题意；C、是v﹣t图象：随时间的增大，物体速度不变，表示物体做匀速直线运动，故C符合题意；D、是v﹣t图象：随时间的增大，物体速度逐渐增大，表示物体做匀加速运动，故D不符合题意；故选：BC。点评：此题考查的是我们对速度概念的理解和对图象的分析能力，属于基本能力的考查，读懂图象信息是正确解答此题的关键。【知识点的应用及延伸】1．s﹣t、v﹣t图的相互转换：①根据s﹣t图象，画出相应的v﹣t图象分别计算各段的速度，根据时间、速度建立适当的坐标系，作图。②根据v﹣t图象，画出相应的s﹣t图象s﹣t图象的斜率等于速度v，建立适当的坐标系，由各段的速度可得一条倾斜的直线。2．超重与失重的概念、特点和判断【知识点的认识】1．实重和视重：（1）实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关。（2）视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力。此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重。2．超重、失重和完全失重的比较：现象实质超重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于物体重力的现象系统具有竖直向上的加速度或加速度有竖直向上的分量失重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体重力的现象系统具有竖直向下的加速度或加速度有竖直向下的分量完全失重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为零的现象系统具有竖直向下的加速度，且a＝g【命题方向】题型一：超重与失重的理解与应用。例子：如图，一个盛水的容器底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则（）A．容器自由下落时，小孔向下漏水B．将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水C．将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水D．将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水分析：当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；如果没有压力了，那么就是处于完全失重状态，此时向下加速度的大小为重力加速度g。解答：无论向哪个方向抛出，抛出之后的物体都只受到重力的作用，处于完全失重状态，此时水和容器的运动状态相同，它们之间没有相互作用，水不会流出，所以D正确。故选：D。点评：本题考查了学生对超重失重现象的理解，掌握住超重失重的特点，本题就可以解决了。【解题方法点拨】解答超重、失重问题时，关键在于从以下几方面来理解超重、失重现象：（1）不论超重、失重或完全失重，物体的重力不变，只是“视重”改变。（2）物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体是有竖直向上的加速度还是有竖直向下的加速度。（3）当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有a＝g的加速度的效果，不再产生其他效果。平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失。（4）物体超重或失重的多少是由物