人教版高一年级物理上册期末复习：运动学及力学实验（原卷版）

猜想10运动学及力学实验

题型一探究小车速度随时间变化的规律

1.而画标7某同学利用如图所示装置做"研究匀变速直线运动”的实验。

纸带鞭源打我'计时器

（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；

bo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）。其中占=7.05cm,x2=7.68cm,退=8.33cm,

x4=8.95cm,x5=9.61cm,x6=10.26cm,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。=,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。

墨粉纸盘

永久磁铁

纸带

乙

（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.

1

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50Hz。

CoABCD

3.18（单位：cm）

6.74,

10.69

；15.05

------------------------------>

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。点时小车的瞬时速度为%=m/s,小车加速度用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，°、6分别是光电门的激光发射和接收装置，

当有滑块从。、6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4=5x10^、^=3x10-25,从光电门1到光电门2所经

历的总时间加=0」5s,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。

滑决

456789

单位:cm

图1图2

（1）滑块的长度"=cm；

（2）滑块通过光电门1和2的速度大小分别为匕=m/s、匕=m/s；（结果保留两位小数）

（3）滑块的平均加速度大小为。=________m/s2;（结果保留两位小数）

（4）由此测得的滑块的瞬时速度匕和马只是一个近似值，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

2

都是30g。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尸跟弹簧总长度x之间的函数关系图线，如图乙所示。(将弹

簧视为轻弹簧，始终未超出弹簧弹性限度，g=10m/s2)

FN

/刻1.6

度1.4

尺1.2

钩1.0

码0.8

0.6

0.4

0.2

O56789101112^/cm

(1)由图线求得该弹簧的劲度系数上=N/m。弹簧竖直悬挂时原长龙。=cm。(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4,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/-4作

(1)下列操作正确的有0

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£如下表所示，请在所给的坐标纸

上作出尸-Z图线(glX10m/s2)o

钩码数(个)012345

L/cm9.6213.0316.8920.3424.01

3

尸/N

（4）根据/-£图线可得弹簧的劲度系数为一

0------------------------------►T/cm

5.0010.0015.0020.0025.00”加

（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o

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：

/金属杆

弹簧

,底码

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4；

c.在弹簧上放置一个质量为50g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加-乙图像如图所示，由图像可知，未放

置槽码时，弹簧上端对应刻度尺的读数4应为cm；

4

m/g

L/cm

(2)若当地重力加速度的大小g=10m/s2,则该弹簧的劲度系数上=N/m(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挂于固定点尸，下端用细线

挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于。点，手持另一端向左拉，使结点。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。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o

(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。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")

5

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/为固定橡皮条的图钉，03和。。为细绳套。利用坐标纸记下橡皮筋的结点位

置。以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向。

图甲

(1)本实验采用的科学方法是0

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。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。点

D.实验中，把橡皮条的另一端拉到。点时，两弹簧测力计之间夹角应取90。，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。

力

传

感

器

1

图乙

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的示数尸及细绳的方向；

6

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为传感器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0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的示数耳和力传感器2的示数乙，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o

A.调整力传感器2的位置时，必须保证结点。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/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，滑轮耳固定在桌子边，滑轮L匕可沿桌边移动。

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。静止；

B.在白纸上描下。点的位置和三根绳子的方向，以。点为起点，作出三拉力的图示；

c.以绕过巳、B绳的两个力为邻边作平行四边形，作出。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尸/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B、P,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。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

7

(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，应将悬挂祛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祛码和祛码盘的总质量

(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2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，改变祛码的质量，进行多次测量。根据实验数据作出了加速度“随拉力厂的

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/(m-s-2)

0.200.400.600.80

丙

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.可能是祛码和祛码盘的质量过大

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/=50Hz,安装实验器材。

8

(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如重复之前的步骤，根据纸带计算出对应

的加速度。。

(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。-尸

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o

A.木板右端垫起的高度过大B.砂桶和砂子的总质量加远小于小车的质量〃

C.木板右端垫起的高度过小D.砂桶和砂子的总质量7〃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、4、B、C、D、E、尸为相邻的计数点,

相邻两计数点间还有4个点未画出，则E的速度Vg=m/s,小车运动的加速度m/s2(结

果均保留3位有效数字)。

OABCDEF_7

_■___T_____T___________________________________cm\]

滔.21.3480»卜6.41~8^01^959^

丙

(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。与砂桶和砂子的总

质量加之间的工-,关系图像如图丁所示，则小车的质量”=kg(g^lOm/s2)0

am

12.在探究“质量一定时，物体的加速度a与所受合力下的关系”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R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

9

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的时间利用所测数据作出图像，求得其斜率为左，已知遮光片宽度为力则小车的加

t

速度为_________

A.2kdB.-C.kd2D.—

dIk

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，动滑轮下方挂祛码盘和祛码。在祛码盘中放不

同数量的硅码，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.必须保证祛码盘和祛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)

413CL＞单位:cm

工2.70、

<---------6.32------

iU.o/

<----------—16.36----------------------------->

(3)A组同学在实验中，保持小车的质量M不变，仅改变祛码盘中祛码的质量加，得到多组加速度大小。

和对应力传感器的示数R作出aF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，保持祛码盘中的祛码质量相。不变，仅改变小车的质量测

10

得多组加速度大小。和对应的小车的质量“，作出”-"1■图像如图丙所示，图像的纵截距为4，则祛码盘

a

和动滑轮的总质量为（用字母6、相。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，增减盘中的祛码可改变小车受

到的合外力，增减车上的祛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。

小车1小车1

£□_________iZL

小车2

固定垫片

一1小车2|---------pnr|nnjniT[nnjnnpTn]nTT|nn|nn]inT|