2024年高一上学期期末物理考点《运动学与力学实验》含答案解析

高中PAGE1高中猜想10运动学及力学实验题题型一探究小车速度随时间变化的规律1．如图所示，某同学利用如图所示装置做“研究匀变速直线运动”的实验。（1）其实验操作步骤如下，请将缺少的部分补全：a。按照实验装置，把打点计时器固定在长木板的一端，接好电源；b。把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；c。把小车停在靠近打点计时器处，接通电源与释放纸带，这两个操作的先后顺序应当是；A．先接通电源，后释放纸带

B．先释放纸带，后接通电源C．释放纸带的同时接通电源

D．先接通电源或先释放纸带都可以d。小车运动一段时间后，关闭打点计时器，取下纸带；e。更换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量、分析。（2）由打点计时器（电源电压220V，频率50Hz）得到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时间间隔为T（两相邻计数点间还有4个点未画出）。其中，，，，，，打A点时小车的瞬时速度大小是m/s，计算小车运动的加速度的表达式为a＝，加速度大小是m/s2。（计算结果均保留两位有效数字）；若实验中电网电压为200V，而实验者并不知道，则加速度的测量值和真实值相比（填“偏大”“偏小”“不变”）。2．（1）实验室提供如图甲、乙两种打点计时器，某实验小组决定使用电火花计时器，则应选用图中的（选填“甲”或“乙”）计时器。

（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，后让纸带运动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）一小车在重物牵引下拖着穿过打点计时器的纸带沿平直轨道加速运动。如图是打出的纸带的一段，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器使用的交流电频率为。

①图中标出的相邻两计数点的时间间隔T=s；②计算在打下C点时小车的瞬时速度为m/s，小车加速度a=m/s2（计算结果保留三位有效数字）；③如果当时电网中交变电流的频率稍有减小，频率从50Hz变成了40Hz，而做实验的同学并不知道，仍按照50Hz进行数据处理，那么速度的测量值与实际值相比（选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）。3．光电计时器是一种常用的计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。现有某滑块在斜面上滑行，先后通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别为、，从光电门1到光电门2所经历的总时间，用最小分度值为1mm的刻度尺测量滑块的长度d，示数如图2所示。

（1）滑块的长度cm；（2）滑块通过光电门1和2的速度大小分别为m/s、m/s；（结果保留两位小数）（3）滑块的平均加速度大小为；（结果保留两位小数）（4）由此测得的滑块的瞬时速度和只是一个近似值，它们实质上是滑块通过光电门1和2的，要使瞬时速度的测量值更接近真实值，可将滑块的宽度一些（选填“增大”或“减小”）。题题型二探究弹簧弹力和形变量的关系4．某同学在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，组装了如图甲所示的装置，所用的每个钩码的质量都是。他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，在坐标系中作出弹簧弹力大小跟弹簧总长度之间的函数关系图线，如图乙所示。（将弹簧视为轻弹簧，始终未超出弹篑弹性限度，）（1）由图线求得该弹簧的劲度系数。弹簧竖直悬挂时原长。（结果均保留两位有效数字）（2）该同学在做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用毫米刻度尺测出弹簧的原长，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码并测出弹簧伸长后的长度，把作为弹簧的伸长量。这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是图中的．A．B．C．D．5．某同学利用如图装置探究“弹簧弹力大小与其长度的关系”。（1）下列操作正确的有。A．实验前，必须先把弹簧竖直放置测量其原长B．调整好指针角度及相对于刻度尺的位置，便于读数C．任意增减钩码，只需记下每次增减钩码后指针所指的标尺刻度即可D．实验结束后，应拆除实验装置，整理并复原实验器材（2）实验时先测出弹簧的自然长度如图所示，指针示数为cm。（3）将5个质量均为50g的钩码按次序挂在绳子下端，记下指针示数L如下表所示，请在所给的坐标纸上作出图线（g取10m/s2）。钩码数（个）012345L/cm9.6213.0316.8920.3424.01（4）根据图线可得弹簧的劲度系数为N/m（计算结果保留至小数点后两位）。（5）当同学挂第6个钩码时，弹簧长度变化较大，造成这种现象的主要原因是。6．某实验小组的同学利用如图所示的实验装置探究“弹簧的弹力与弹簧压缩量的关系”。该小组进行了如下的实验操作：a.将金属底码竖直放置在水平实验台上，再将被测弹簧穿在底码的金属杆上，并保持弹簧竖直；b.将刻度尺竖直固定在弹簧一侧，使刻度尺的“0”刻度线与弹簧底端对齐，并记录下此时弹簧顶端对应的刻度尺读数；c.在弹簧上放置一个质量为的槽码，待弹簧稳定后，再次记录弹簧顶端对应的刻度尺读数；d.在弹簧上依次添加相同规格的槽码，并记录相应的刻度尺读数。根据以上实验操作，回答下列问题：（1）根据实验测得的数据，作出槽码质量与相应弹簧长度的关系图像如图所示，由图像可知，未放置槽码时，弹簧上端对应刻度尺的读数应为；（2）若当地重力加速度的大小，则该弹簧的劲度系数（结果保留2位有效数字）。（3）在实验中，弹簧的弹力与弹簧的长度成一次函数关系，要使图像成为一条过原点的倾斜直线，需作出槽码质量与的关系图像。题题型三探究两个互成角度的力的合成规律7．某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。（1）该实验运用的思想方法是。A．等效替代法

B．控制变量法

C．理想模型法（2）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为。（3）下列的实验要求必要或者正确的是（填选项前的字母）。A．应用测力计测量重物M所受的重力B．应在水平桌面上进行实验C．拉线方向应与木板平面平行D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置（4）在作图时，你认为图中是正确的。（填“甲”或“乙”）8．某同学分别采用不同的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。方案一如图甲所示。其中A为固定橡皮条的图钉，OB和OC为细绳套。利用坐标纸记下橡皮筋的结点位置O以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向。（1）本实验采用的科学方法是。A．等效替代法B．理想实验法C．控制变量法D．建立物理模型法（2）在做本实验时，下列操作中正确的是。A．同一次实验过程中O点位置不允许变动B．实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度C．实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条的另一端拉到O点D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间夹角应取，以便于算出合力的大小在方案二的实验装置中，在底座上相隔一定距离固定两根刚性竖直杆，两竖直杆后放置一竖直平板，平板与两杆所在的平面平行，平板上贴有白纸。实验步骤如下：①单独用一根轻质细绳通过力传感器1提起重物，记录此时力传感器1的示数F及细绳的方向；②将力传感器1固定在右侧杆上并保持其位置不变，一根轻质细绳的右端与力传感器1相连，另一根轻质细绳的左端与左侧杆上的力传感器2相连，两绳连接的结点O处系上同一重物，力传感器2的位置及左侧细绳的长度可调节。将力传感器2调至某一位置并固定，调节左侧细绳长度，待系统稳定后，平板未与重物、细绳和力传感器接触，读出力传感器1的示数和力传感器2的示数，并通过描点在坐标纸上记下两绳的方向；③继续调整力传感器2的位置并固定，重复以上步骤。（3）下列做法对减小实验误差有帮助的是。A．调整力传感器2的位置时，必须保证结点O的位置不变B．两绳之间的夹角越大越好C．记录绳子方向时，选用较远的两点（4）若稳定时两绳互相垂直，现保持右侧绳和结点O的位置不动，将力传感器2下移至图乙中的A处并固定，调节左侧细绳使其保持张紧，则力传感器1的示数将（填“变大”“变小”或“不变”）9．用如图所示的器材和方法可以探究“两个互成角度的力的合成规律”。在圆形桌子透明桌面上平铺固定一张白纸，在桌子边缘安装三个不计摩擦的滑轮，其中，滑轮固定在桌子边，滑轮可沿桌边移动。第一次实验中，步骤如下：A．在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点O静止；B．在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向，以O点为起点，作出三拉力的图示；C．以绕过绳的两个力为邻边作平行四边形，作出O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度；D．检验对角线的长度和绕过P1绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上。（1）本实验采用的科学方法是A．理想实验法

B．等效替代法C．控制变量法

D．建立物理模型法（2）下列说法正确的是A．改变滑轮的位置和相应绳上钩码的数量进行第二次实验，绳的结点必须与第一次实验中白纸上描下的O点重合B．实验中，若桌面不水平会影响实验的结论C．若将细绳更换成橡皮筋进行实验不会影响实验结果D．作三个拉力图示的时候可以采用各自不同的标度（3）这次实验中，若一根绳挂3个钩码，另一根绳挂4个钩码，则第三根绳挂的钩码数量应不大于个。（所有钩码质量相同）题题型四探究加速度与物体受力、物体质量的关系10．学校某兴趣小组利用图甲所示装置“探究小车加速度与力、质量的关系”：

（1）下列实验操作中，哪些是正确的。A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细线与长木板保持平行B．每次实验，都要先放开小车，再接通打点计时器的电源C．平衡摩擦力时，应将悬挂砝码盘的细线系在小车上D．实验中需要保证小车质量远大于砝码和砝码盘的总质量（2）图乙为某次实验得到的一条纸带，已知所用电源的频率为50Hz。根据纸带可求出打出B点时小车的速度为m/s；小车的加速度大小为m/s2。（结果均保留两位有效数字）（3）保持小车的质量不变，改变砝码的质量，进行多次测量。根据实验数据作出了加速度随拉力的变化图线，如图丙所示。图中直线没有通过原点，其主要原因是。

A．可能是平衡摩擦力时木板倾角过大

B．可能是平衡摩擦力时木板倾角过小C．可能是砝码和砝码盘的质量过大

D．可能是小车的质量过大11．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，如图甲所示，将一端带有滑轮的长木板放在水平桌面上，小车的一端通过轻质细绳跨过光滑定滑轮与砂桶连接，小车的另一端与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为，安装实验器材。

（1）实验在平衡摩擦力后，在保持实验小车质量M不变的情况下，先，后，打点计时器在纸带上记录下小车的运动情况。多次改变砂桶和砂子的总质量m，重复之前的步骤，根据纸带计算出对应的加速度a。（2）在验证“质量M一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的图像，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲，产生这两种现象的原因可能有。A．木板右端垫起的高度过大

B．砂桶和砂子的总质量m远小于小车的质量MC．木板右端垫起的高度过小

D．砂桶和砂子的总质量m未远小于小车的质量M（3）实验过程中打出的一条比较理想的纸带如图丙所示，图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则E的速度m/s，小车运动的加速度（结果均保留3位有效数字）。

（4）小车质量M一定，改变砂桶中砂子的质量，根据实验数据描绘出的小车加速度a与砂桶和砂子的总质量m之间的关系图像如图丁所示，则小车的质量kg（g取）。12．在探究“质量一定时，物体的加速度a与所受合力F的关系”的实验时，所需实验器材及安装示意图如图所示：（1）为了近似地认为，砂和砂桶的重力等于小车受到的合外力F，首先要用木块将长木板的右侧垫高来平衡摩擦力。在左侧（选填“悬挂”或“不悬挂”）砂桶的情况下，给小车一初速度，通过观察小车经过两个光电门的时间来判断是否正确完成了该操作。若发现小车通过光电门1的遮光时间小于通过光电门2的时间，此时应进行的操作是；A．将垫块向右移动

B．将垫块向左移动C．将遮光片宽度减小

D．适当增大两光电门间的距离（2）在改变砂子质量时，需确保小车（含遮光片）的质量砂和砂桶的质量。A．略小于

B．远大于

C．略大于

D．远小于（3）该同学在砂和砂桶的质量不变的情况下，多次改变小车静止释放点到光电门2的距离x，记录小车通过光电门2的时间t，利用所测数据作出图像，求得其斜率为k，已知遮光片宽度为d，则小车的加速度为A．2kd

B．

C．

D．13．用如图甲所示装置探究加速度与物体受力的关系。实验小车在长木板上，左端与打点计时器的纸带相连，右端通过轻细绳跨过定滑轮和动滑轮与力传感器相连，动滑轮下方挂砝码盘和砝码。在砝码盘中放不同数量的砝码，小车运动，得到多条纸带。回答下列问题：（1）关于本实验的部分操作或要求，下列说法正确的是。A．必须保证砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量B．与小车相连的细线必须保持水平C．需要进行平衡摩擦力的操作D．不需要刻度尺也不需要天平（2）某同学打出一条纸带如下图所示，每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，图中上面的数字为对应的两个计数点间的距离，打点计时器工作频率为50Hz。则打下计数点D时纸带的速度v=m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a=m/s2。（两空均保留2位有效数字）（3）A组同学在实验中，保持小车的质量M不变，仅改变砝码盘中砝码的质量m，得到多组加速度大小a和对应力传感器的示数F，作出a-F图像如图乙所示，图像未过原点的原因是。（4）B组同学在实验中，正确补偿阻力后，保持砝码盘中的砝码质量m0不变，仅改变小车的质量M，测得多组加速度大小a和对应的小车的质量M，作出图像如图丙所示，图像的纵截距为，则砝码盘和动滑轮的总质量为（用字母b、m0表示，滑轮均光滑，细绳质量不计）。14．如图甲（侧视图只画了一个小车）所示的实验装置可以用来验证“牛顿第二定律”。两个相同的小车放在光滑水平桌面上，右端各系一条细绳，跨过定滑轮各挂一个相同的小盘，增减盘中的砝码可改变小车受到的合外力，增减车上的砝码可改变小车的质量。两车左端各系条细线，用一个黑板擦把两细线同时按在固定、粗糙的水平垫片上，使小车静止（如图乙）。拿起黑板擦两车同时运动，在两车尚未碰到滑轮前，迅速按下黑板擦，两车立刻停止，测出两车在此过程中位移的大小。图丙为某同学在验证“合外力不变加速度与质量成反比”时的某次实验记录，已测得小车1的总质量，小车2的总质量。由图可读出小车1的位移，小车2的位移，可以算出（结果保留3位有效数字）；在实验误差允许的范围内，（选填“大于”、“小于”或“等于”）。15．某实验小组用如图甲所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系，重物通过滑轮用细线拉着小车，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器，位移传感器（发射器）随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器（接收器）固定在轨道一端，实验中力传感器的拉力为F，保持小车（包括位移传感器）的质量不变，改变重物重力重复实验若干次，得到加速度与力的关系。（1）关于实验操作，下列说法正确的是（填字母）.A．实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行B．补偿阻力时，在细线的下端悬挂重物，使小车在线的拉力作用下能匀速运动C．每次改变小车所受的拉力后都要重新补偿阻力D．实验应满足重物的质量远小于小车的质量（2）在本实验中，先保持质量不变，探究加速度与力的关系；再保持力不变，探究加速度与质量的关系。这种研究方法叫做A．控制变量法

B．等效替代法

C．理想化方法

D．归纳总结法（3）某同学根据某次实验中位移传感器的实验数据作出小车运动的图像如图乙所示，根据图像可知小车运动的加速度大小为；比较发现此加速度小于力传感器拉力F与小车[包括位移传感器（发射器）]的质量的比值，原因可能是。

猜想10运动学及力学实验题题型一探究小车速度随时间变化的规律1．如图所示，某同学利用如图所示装置做“研究匀变速直线运动”的实验。（1）其实验操作步骤如下，请将缺少的部分补全：a。按照实验装置，把打点计时器固定在长木板的一端，接好电源；b。把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；c。把小车停在靠近打点计时器处，接通电源与释放纸带，这两个操作的先后顺序应当是；A．先接通电源，后释放纸带

B．先释放纸带，后接通电源C．释放纸带的同时接通电源

D．先接通电源或先释放纸带都可以d。小车运动一段时间后，关闭打点计时器，取下纸带；e。更换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量、分析。（2）由打点计时器（电源电压220V，频率50Hz）得到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时间间隔为T（两相邻计数点间还有4个点未画出）。其中，，，，，，打A点时小车的瞬时速度大小是m/s，计算小车运动的加速度的表达式为a＝，加速度大小是m/s2。（计算结果均保留两位有效数字）；若实验中电网电压为200V，而实验者并不知道，则加速度的测量值和真实值相比（填“偏大”“偏小”“不变”）。【答案】无滑轮A不变【详解】（1）[1]打点计时器应固定在无滑轮的一端，接好电源；[2]把小车停在靠近打点计时器处，为更好地利用纸带，应先接通电源，再放开小车。（2）[3][4][5][6]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则相邻两个计数点间的时间间隔为利用匀变速直线运动的推论得由于相邻的计数点间的位移之差不等，故采用逐差法求解加速度。根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小，得；；为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值，得小车运动的加速度计算表达式为代入数据得电网电压减小，不影响电源的频率，所以也不影响打点周期，则加速度的测量值和真实值相比不变。2．（1）实验室提供如图甲、乙两种打点计时器，某实验小组决定使用电火花计时器，则应选用图中的（选填“甲”或“乙”）计时器。

（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，后让纸带运动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）一小车在重物牵引下拖着穿过打点计时器的纸带沿平直轨道加速运动。如图是打出的纸带的一段，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器使用的交流电频率为。

①图中标出的相邻两计数点的时间间隔T=s；②计算在打下C点时小车的瞬时速度为m/s，小车加速度a=m/s2（计算结果保留三位有效数字）；③如果当时电网中交变电流的频率稍有减小，频率从50Hz变成了40Hz，而做实验的同学并不知道，仍按照50Hz进行数据处理，那么速度的测量值与实际值相比（选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）。【答案】乙A0.10.4160.393偏大【详解】（1）[1]图中甲是电磁打点计时器，乙是电火花计时器；某实验小组决定使用电火花计时器，则应选用图中的乙。（2）[2]实验时，为了充分利用纸带，减小误差，应先接通电源，后让纸带运动。故选A。（3）①[3]已知打点计时器使用的交流电频率为，相邻两个计数点之间还有4个点未画出，则相邻两计数点的时间间隔为②[4]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打下C点时小车的瞬时速度为[5]根据逐差法可得，小车加速度为③[6]如果当时电网中交变电流的频率从50Hz变成了40Hz，则实际打点时间变大，相邻两计数点间的时间间隔变大，而做实验的同学并不知道，仍按照50Hz进行数据处理，则代入计算的时间间隔偏小，使得速度的测量值与实际值相比偏大。3．光电计时器是一种常用的计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。现有某滑块在斜面上滑行，先后通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别为、，从光电门1到光电门2所经历的总时间，用最小分度值为1mm的刻度尺测量滑块的长度d，示数如图2所示。

（1）滑块的长度cm；（2）滑块通过光电门1和2的速度大小分别为m/s、m/s；（结果保留两位小数）（3）滑块的平均加速度大小为；（结果保留两位小数）（4）由此测得的滑块的瞬时速度和只是一个近似值，它们实质上是滑块通过光电门1和2的，要使瞬时速度的测量值更接近真实值，可将滑块的宽度一些（选填“增大”或“减小”）。【答案】4.450.891.483.93平均速度减小【详解】（1）[1]由图2可得，滑块的长度为（2）[2]滑块通过光电门1的速度为[3]滑块通过光电门2的速度为（3）[4]滑块的平均加速度大小为（4）[5][6]根据可知，当越趋近于0时，所求的平均速度越接近于瞬时速度。所以由此测得的滑块的瞬时速度和只是一个近似值，它们实质上是滑块通过光电门1和2的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近真实值，可将滑块的宽度减小一些。题题型二探究弹簧弹力和形变量的关系4．某同学在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，组装了如图甲所示的装置，所用的每个钩码的质量都是。他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，在坐标系中作出弹簧弹力大小跟弹簧总长度之间的函数关系图线，如图乙所示。（将弹簧视为轻弹簧，始终未超出弹篑弹性限度，）（1）由图线求得该弹簧的劲度系数。弹簧竖直悬挂时原长。（结果均保留两位有效数字）（2）该同学在做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用毫米刻度尺测出弹簧的原长，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码并测出弹簧伸长后的长度，把作为弹簧的伸长量。这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是图中的．A．B．C．D．【答案】276.0C【详解】（1）[1]根据胡克定律结合图像的斜率可知劲度系数为[2]当弹簧处于原长时，弹簧弹力为0，由图可知原长为6.0cm；（2）[3]把弹簧悬挂后，由于弹簧自身有重力，在不加外力的情况下，弹簧已经有一定的伸长。故选C。5．某同学利用如图装置探究“弹簧弹力大小与其长度的关系”。（1）下列操作正确的有。A．实验前，必须先把弹簧竖直放置测量其原长B．调整好指针角度及相对于刻度尺的位置，便于读数C．任意增减钩码，只需记下每次增减钩码后指针所指的标尺刻度即可D．实验结束后，应拆除实验装置，整理并复原实验器材（2）实验时先测出弹簧的自然长度如图所示，指针示数为cm。（3）将5个质量均为50g的钩码按次序挂在绳子下端，记下指针示数L如下表所示，请在所给的坐标纸上作出图线（g取10m/s2）。钩码数（个）012345L/cm9.6213.0316.8920.3424.01（4）根据图线可得弹簧的劲度系数为N/m（计算结果保留至小数点后两位）。（5）当同学挂第6个钩码时，弹簧长度变化较大，造成这种现象的主要原因是。【答案】BD/DB6.0013.88超过弹簧的弹性限度【详解】（1）[1]A．由实验装置可知，实验前，不须先把弹簧竖直放置测量其原长，A错误；B．调整好指针角度及相对于刻度尺的位置，便于正确读数，B正确；C．任意增减钩码，若只需记下每次增减钩码后指针所指的标尺刻度，则增减钩码后，钩码对弹簧的拉力大小不清楚，即弹簧的弹力大小不清楚，就不能探究“弹簧弹力大小与其长度的关系”，C错误；D．实验结束后，应拆除实验装置，整理并复原实验器材，以便更好的保管和下次使用实验器材，D正确。故选BD。（2）[2]实验时先测出弹簧的自然长度如图所示，刻度尺的最小刻度是1mm，则有指针示数为6.00cm。（3）[3]由表中数据，可得每次增加钩码所对应弹簧弹力的大小，如下表所示。钩码数（个）F/N（0）0（1）0.50（2）1.0（3）1.5（4）2.0（5）2.5L/cm9.6213.0316.8920.3424.01由表中数据，在所给的坐标纸上，描点作图，如图所示。（4）[4]由胡克定律可得由图线可得（5）[5]当同学挂第6个钩码时，弹簧长度变化较大，造成这种现象的主要原因是：超过弹簧的弹性限度。6．某实验小组的同学利用如图所示的实验装置探究“弹簧的弹力与弹簧压缩量的关系”。该小组进行了如下的实验操作：a.将金属底码竖直放置在水平实验台上，再将被测弹簧穿在底码的金属杆上，并保持弹簧竖直；b.将刻度尺竖直固定在弹簧一侧，使刻度尺的“0”刻度线与弹簧底端对齐，并记录下此时弹簧顶端对应的刻度尺读数；c.在弹簧上放置一个质量为的槽码，待弹簧稳定后，再次记录弹簧顶端对应的刻度尺读数；d.在弹簧上依次添加相同规格的槽码，并记录相应的刻度尺读数。根据以上实验操作，回答下列问题：（1）根据实验测得的数据，作出槽码质量与相应弹簧长度的关系图像如图所示，由图像可知，未放置槽码时，弹簧上端对应刻度尺的读数应为；（2）若当地重力加速度的大小，则该弹簧的劲度系数（结果保留2位有效数字）。（3）在实验中，弹簧的弹力与弹簧的长度成一次函数关系，要使图像成为一条过原点的倾斜直线，需作出槽码质量与的关系图像。【答案】4.6092弹簧压缩量【详解】（1）[1]刻度尺的分度值为0.1cm，则读数为4.60cm；（2）[2]根据图像的斜率可知劲度系数为（3）[3]根据胡克定律可知作出槽码质量与弹簧压缩量的关系图像是一条过原点的倾斜直线。题题型三探究两个互成角度的力的合成规律7．某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。（1）该实验运用的思想方法是。A．等效替代法

B．控制变量法

C．理想模型法（2）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为。（3）下列的实验要求必要或者正确的是（填选项前的字母）。A．应用测力计测量重物M所受的重力B．应在水平桌面上进行实验C．拉线方向应与木板平面平行D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置（4）在作图时，你认为图中是正确的。（填“甲”或“乙”）【答案】A3.80AC/CA甲【详解】（1）[1]“验证力的平行四边形定则”实验过程中利用了等效替代的思想。故选A。（2）[2]图中弹簧测力计的分度值为，需要估读到分度值下一位，则图中A的示数为（3）[3]A．以点为对象，需要知道点受到的三根细线的拉力大小和方向，其中细线拉力大小等于重物M的重力，故需要用测力计测量重物M所受的重力，A正确；B．应在竖直面内进行实验，B错误；C．拉线方向应与木板平面平行，以减小误差，C正确；D．改变拉力，进行多次实验，因为每次都是独立的实验，故每次实验不需要使O点静止在同一位置，D错误。故选AC。（4）[4]重力的方向一定竖直向下，由于误差原因，利用平行四边形定则得出的两个力的合力不一定在竖直方向，故图甲是正确的。8．某同学分别采用不同的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。方案一如图甲所示。其中A为固定橡皮条的图钉，OB和OC为细绳套。利用坐标纸记下橡皮筋的结点位置O以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向。（1）本实验采用的科学方法是。A．等效替代法B．理想实验法C．控制变量法D．建立物理模型法（2）在做本实验时，下列操作中正确的是。A．同一次实验过程中O点位置不允许变动B．实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度C．实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条的另一端拉到O点D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间夹角应取，以便于算出合力的大小在方案二的实验装置中，在底座上相隔一定距离固定两根刚性竖直杆，两竖直杆后放置一竖直平板，平板与两杆所在的平面平行，平板上贴有白纸。实验步骤如下：①单独用一根轻质细绳通过力传感器1提起重物，记录此时力传感器1的示数F及细绳的方向；②将力传感器1固定在右侧杆上并保持其位置不变，一根轻质细绳的右端与力传感器1相连，另一根轻质细绳的左端与左侧杆上的力传感器2相连，两绳连接的结点O处系上同一重物，力传感器2的位置及左侧细绳的长度可调节。将力传感器2调至某一位置并固定，调节左侧细绳长度，待系统稳定后，平板未与重物、细绳和力传感器接触，读出力传感器1的示数和力传感器2的示数，并通过描点在坐标纸上记下两绳的方向；③继续调整力传感器2的位置并固定，重复以上步骤。（3）下列做法对减小实验误差有帮助的是。A．调整力传感器2的位置时，必须保证结点O的位置不变B．两绳之间的夹角越大越好C．记录绳子方向时，选用较远的两点（4）若稳定时两绳互相垂直，现保持右侧绳和结点O的位置不动，将力传感器2下移至图乙中的A处并固定，调节左侧细绳使其保持张紧，则力传感器1的示数将（填“变大”“变小”或“不变”）【答案】AAB/BAC变大【详解】（1）[1]本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，验证力的合成采用的科学方法为等效替代法。故选A。（2）[2]A．本实验采用的是等效替代法，同一次实验中，O点不能变动，故A正确；B．为了实验的精确，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度目的是为了力在其他方向上的分量影响实验结果，故B正确；C．本实验只要达到的效果相同即可，无需将其中一个弹簧测力计拉到最大量程，故C错误；D．两个弹簧测力计之间的夹角不一定要，故D错误。故选AB。（3）[3]A．本实验选用传感器直接得到绳子拉力，所以结点的变化不会影响实验结果，故A错误；B．两绳之间的夹角越大，合力会越小影响实验结果，故B错误；C．记录绳子方向时，选用较远的两点，便于确定绳子的方向，减小实验误差，故C正确。故选C。（4）[4]由图可知若稳定时两绳互相垂直，现保持右侧绳和结点O的位置不动，即两个力的合力不变，F1方向不变，将力传感器2移至图1中的A处并固定，调节左侧细绳使其保持张紧，力传感器1的示数F1将变大。9．用如图所示的器材和方法可以探究“两个互成角度的力的合成规律”。在圆形桌子透明桌面上平铺固定一张白纸，在桌子边缘安装三个不计摩擦的滑轮，其中，滑轮固定在桌子边，滑轮可沿桌边移动。第一次实验中，步骤如下：A．在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点O静止；B．在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向，以O点为起点，作出三拉力的图示；C．以绕过绳的两个力为邻边作平行四边形，作出O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度；D．检验对角线的长度和绕过P1绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上。（1）本实验采用的科学方法是A．理想实验法

B．等效替代法C．控制变量法

D．建立物理模型法（2）下列说法正确的是A．改变滑轮的位置和相应绳上钩码的数量进行第二次实验，绳的结点必须与第一次实验中白纸上描下的O点重合B．实验中，若桌面不水平会影响实验的结论C．若将细绳更换成橡皮筋进行实验不会影响实验结果D．作三个拉力图示的时候可以采用各自不同的标度（3）这次实验中，若一根绳挂3个钩码，另一根绳挂4个钩码，则第三根绳挂的钩码数量应不大于个。（所有钩码质量相同）【答案】BC7【详解】（1）[1]本实验验证力的平行四边形法则，运用了等效替代法。故选B。（2）[2]A．本实验不是先用一根绳拉，然后用两根绳去拉，使一根绳拉的作用效果与两根绳拉的作用效果相同，而是三根绳都直接拉点，所以点的位置可以改变，故A错误；B．实验中，若桌面不水平，三个拉力的大小和它们之间的夹角不会改变，因此不会影响实验结果，故B错误；C．若将细绳更换成橡皮筋进行实验，效果一样，不会影响实验结果，故C正确；D．力的合成满足平行四边形法则，所以必须标度相同，故D错误。故选C。（3）[3]根据两个力的合力的取值范围可知，若一根绳挂3个钩码，另一根绳挂4个钩码，则第三根绳挂的钩码数量应不大于7个。题题型四探究加速度与物体受力、物体质量的关系10．学校某兴趣小组利用图甲所示装置“探究小车加速度与力、质量的关系”：

（1）下列实验操作中，哪些是正确的。A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细线与长木板保持平行B．每次实验，都要先放开小车，再接通打点计时器的电源C．平衡摩擦力时，应将悬挂砝码盘的细线系在小车上D．实验中需要保证小车质量远大于砝码和砝码盘的总质量（2）图乙为某次实验得到的一条纸带，已知所用电源的频率为50Hz。根据纸带可求出打出B点时小车的速度为m/s；小车的加速度大小为m/s2。（结果均保留两位有效数字）（3）保持小车的质量不变，改变砝码的质量，进行多次测量。根据实验数据作出了加速度随拉力的变化图线，如图丙所示。图中直线没有通过原点，其主要原因是。

A．可能是平衡摩擦力时木板倾角过大

B．可能是平衡摩擦力时木板倾角过小C．可能是砝码和砝码盘的质量过大

D．可能是小车的质量过大【答案】AD/DA1.63.2B【详解】（1）[1]A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细线与长木板保持平行，故A正确；B．每次实验，都要先接通打点计时器的电源，再放开小车，目的是打出尽可能多的点迹，故B错误；C．平衡摩擦力时，小车不连接砝码盘上的牵引细线，故C错误；D．实验中需要保证小车质量远大于砝码和砝码盘的总质量，故D正确。故选AD。（2）[2]根据纸带可求出打出B点时小车的速度为[3]小车的加速度大小为（3）[4]AB．由图可知，当砝码和砝码盘达到一定重量后小车才会产生加速度，说明没有平衡摩擦力或者木板倾角过小使摩擦力没有完全平衡，故A错误、B正确；C．当砝码和砝码盘的质量过大时，会造成图像发生弯曲，故C错误；D．小车的质量过大，这正是实验所要求的，只有这样才能使拉力近似等于砝码和砝码盘的重量，故D错误。故选B。11．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，如图甲所示，将一端带有滑轮的长木板放在水平桌面上，小车的一端通过轻质细绳跨过光滑定滑轮与砂桶连接，小车的另一端与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为，安装实验器材。

（1）实验在平衡摩擦力后，在保持实验小车质量M不变的情况下，先，后，打点计时器在纸带上记录下小车的运动情况。多次改变砂桶和砂子的总质量m，重复之前的步骤，根据纸带计算出对应的加速度a。（2）在验证“质量M一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的图像，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲，产生这两种现象的原因可能有。A．木板右端垫起的高度过大

B．砂桶和砂子的总质量m远小于小车的质量MC．木板右端垫起的高度过小

D．砂桶和砂子的总质量m未远小于小车的质量M（3）实验过程中打出的一条比较理想的纸带如图丙所示，图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则E的速度m/s，小车运动的加速度（结果均保留3位有效数字）。

（4）小车质量M一定，改变砂桶中砂子的质量，根据实验数据描绘出的小车加速度a与砂桶和砂子的总质量m之间的关系图像如图丁所示，则小车的质量kg（g取）。【答案】接通电源释放小车AD/DA0.8801.600.5【详解】（1）[1][2]实验在平衡摩擦力后，在保持实验小车质量M不变的情况下，先接通电源，后释放小车，打点计时器在纸带上记录下小车的运动情况。（2）[3]由图像可知图线不过原点的原因是平衡摩擦力过度，图像末端发生弯曲的原因是不满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量。故选AD。（3）[4]相邻两计数点间还有4个点未画出，则相邻计数点时间间隔为根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则有[5]根据由逐差法得小车运动的加速度为。（4）[6]设绳子的拉力为T，对砂桶和砂子受力分析，由牛顿第二定律得对小车受力分析得联立解得则图像的斜率为所以小车的质量为12．在探究“质量一定时，物体的加速度a与所受合力F的关系”的实验时，所需实验器材及安装示意图如图所示：（1）为了近似地认为，砂和砂桶的重力等于小车受到的合外力F，首先要用木块将长木板的右侧垫高来平衡摩擦力。在左侧（选填“悬挂”或“不悬挂”）砂桶的情况下，给小车一初速度，通过观察小车经过两个光电门的时间来判断是否正确完成了该操作。若发现小车通过光电门1的遮光时间小于通过光电门2的时间，此时应进行的操作是；A．将垫块向右移动

B．将垫块向左移动C．将遮光片宽度减小

D．适当增大两光电门间的距离（2）在改变砂子质量时，需确保小车（含遮光片）的质量砂和砂桶的质量。A．略小于

B．远大于

C．略大于

D．远小于（3）该同学在砂和砂桶的质量不变的情况下，多次改变小车静止释放点到光电门2的距离x，记录小车通过光电门2的时间t，利用所测数据作出图像，求得其斜率为k，已知遮光片宽度为d，则小车的加速度为A．2kd

B．

C．

D．【答案】不悬挂BBD【详解】（1）[1]平衡摩擦力时，应不悬挂砂桶，用木块将长木板的右侧垫高来平衡摩擦力，使小车受到的摩擦力与重力的下滑分力平衡；[2]给小车一初速度，若发现小车通过光电门1的遮光时间小于通过光电门2的时间，说明小车做减速运动，平衡摩擦力不足，需将木板的倾角调大些，即应将垫块向左移动。故选B。（2）[3]本实验认为小车受到的合外力等于砂和砂桶的重力，设小车质量为M，砂和砂桶的质量为m，根据牛顿第二定律对小车整理得当小车的质量远大于砂和桶总质量时，可认为细绳对小车的作用力等于砂和桶的总重力。故选B。（3）[4]由于遮光片宽度较小，用通过光电门的平均速度代替瞬时速度，即为则根据速度与位移关系可知则则图像斜率即故选D。13．用如图甲所示装置探究加速度与物体受力的关系。实验小车在长木板上，左端与打点计时器的纸带相连，右端通过轻细绳跨过定滑轮和动滑轮与力传感器相连，动滑轮下方挂砝码盘和砝码。在砝码盘中放不同数量的砝码，小车运动，得到多条纸带。回答下列问题：（1）关于本实验的部分操作或要求，下列说法正确的是。A．必须保证砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量B．与小车相连的细线必须保持水平C．需要进行平衡摩擦力的操作D．不需要刻度尺也不需要天平（2）某同学打出一条纸带如下图所示，每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，图中上面的数字为对应的两个计数点间的距离，打点计时器工作频率为50Hz。则打下计数点D时纸带的速度v=m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a=m/s2。（两空均保留2位有效数字）（3）A组同学在实验中，保持小车的质量M不变，仅改变砝码盘中砝码的质量m，得到多组加速度大小a和对应力传感器的示数F，作出a-F图像如图乙所示，图像未过原点的原因是