力學常規(guī)實驗【原卷】

1.（2020?荷澤模擬）如圖甲所示是某同學探究加速度與力的關系的實驗裝置.他在

氣墊導軌上安裝了一個光電門3.滑塊上固定一遮光條,滑塊用細線繞過氣墊導軌

左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止

釋放.

0cm12

IIII11III1IIIIill!IIIII

|HII|ifri?fin?Ilill

05101520

乙

⑴該同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d,如圖乙所示，貝！!d=mm.

⑵實驗時，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通過光電門B

的時間t,若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是

（3）改變鉤碼質量，測出對應的力傳感器的示數F和遮光條通過光電門的時間6

通過描點作出_______（填“產一片號一"，或號一尸'）的線性圖象.

2.在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，某同學得到一條用打點計時器打下的紙

帶如圖所示，并在其上取A、B、C、。、E、尸、G7個計數點，每相鄰兩個計數

點間還有4個點，圖中沒有畫出，打點計時器接周期為T=0.02s的交流電源。

他經過測量并計算得到打點計時器在打3、C、。、E、方各點時物體的瞬時速度

如下表:

速度/(m?s-i)0.1220.1640.2050.2500.289

對應點BCDEF

⑴計算”"的公式為VF=（用已知量字母表示）。

⑵根據表中記錄的數據，以A點對應的時刻為，=0,可作出股，圖象，并求物體

2

的加速度?=m/so

⑶如果當時電網中交變電流的頻率是片51Hz,而做實驗的同學并不知道，那

么加速度的測量值與實際值相比（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。

3.（2020?廣東實驗中學月考改編）某實驗小組利用如圖所示的裝置探究加速度與力、

質量的關系。

⑴實驗中除了需要小車、硅碼、托盤、細繩、附有定滑輪的長木板、墊木、打點

計時器、低壓交流電源、兩根導線、復寫紙、紙帶之外,還需要、O

（2）下列做法正確的是o

A.調節(jié)滑輪的高度，使牽引小車的細繩與長木板保持平行

B.在調節(jié)木板傾斜角度平衡小車受到的滑動摩擦力時，將裝有祛碼的托盤通過

定滑輪拴在小車上

C.實驗時，先放開小車，再接通打點計時器的電源

D.通過增減小車上的祛碼改變質量時，不需要重新調節(jié)木板傾斜度

E.用托盤和盤內祛碼的重力作為小車和車上祛碼受到的合外力，為減小誤差，

實驗中一定要保證托盤和祛碼的總質量遠小于小車和車上祛碼的總質量

（3）某同學以小車和車上祛碼的總質量的倒數二為橫坐標，小車的加速度a為縱坐

標，在坐標紙上作出的a-古關系圖線，如圖所示。由圖可分析得出：加速度與質

量成關系（選填“正比”或“反比”萬圖線不過原點說明實驗有誤差，引起

這一誤差的主要原因是平衡摩擦力時長木板的傾角（選填“過大”或“過

小”）。

4.（2020?寧德質檢）某次“探究加速度a跟物體所受合力方和質量機的關系”的實驗

過程是：

甲

乙

⑴圖甲所示為實驗裝置圖。圖乙為某次實驗得到的一段紙帶，計數點4、3、C、

O、E間的時間間隔為0.1s,根據紙帶可求出小車的加速度大小為m/s2（結

果保留兩位有效數字）。

⑵保持小車質量不變，改變沙和沙桶質量，進行多次測量。根據實驗數據做出了

加速度。隨拉力廠的變化圖線，如圖所示。圖中直線沒有通過原點，其主要原因

是。

⑶保持沙和沙桶質量不變，改變小車中祛碼質量，進行多次測量，得到小車加速

度。、質量m及其對應的A的數據如表中所示:

實驗次數12345678

小車加速度

1.901.721.491.251.000.750.500.30

a/(m*s-2)

小車和祛碼

0.250.290.330.400.500.711.001.67

質量in/kg

—/kg-14.003.453.032.502.001.411.000.60

m&

a.請在坐標紙中畫出圖線:

b.根據作出的圖象可以得到的結論是

5.(2020?鄭州模擬)如圖甲所示為驗證機械能守恒定律的實驗裝置。現有器材為:

帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重物、天平。

甲乙

⑴為完成實驗，還需要的器材有

A.米尺B.0?6V直流電源

C.秒表D.0?6V交流電源

⑵某同學用圖甲所示裝置打出的一條紙帶如圖乙所示，相鄰兩點之間的時間間隔

為0.02s,根據紙帶計算出打下。點時重物的速度大小為m/so(結果保

留三位有效數字)

⑶采用重物下落的方法，根據公式;機/=機的驗證機械能守恒定律，對實驗條

件的要求是，為驗證和滿足此要求，所選擇的紙帶第1、2點

間的距離應接近_______O

(4)該同學根據紙帶算出了相應點的速度，作出v2-h圖象如圖丙所示，則圖線斜

率的物理意義是O

丙

6.在實驗室里為了驗證動量守恒定律，一般采用如圖甲、乙所示的兩種裝置:

甲乙

⑴若入射小球質量為mi,半徑為力;被碰小球質量為"22,半徑為小則

A.r\>nB.m^mi,r\<n

C.m\>mi,r\=nD.m\<mi,r\=n

⑵若采用圖乙所示裝置進行實驗，以下所提供的測量工具中一定需要的是

___________________________O

A.直尺B.游標卡尺C.天平

D.彈簧測力計E.秒表

⑶設入射小球的質量為，小，被碰小球的質量為機2,則在用圖甲所示裝置進行實

驗時（P為碰前入射小球落點的平均位置），所得“驗證動量守恒定律”的結論為

o（用裝置圖中的字母表示）

7.（2020?長沙模擬）某同學設計了一個用電磁打點計時器探究碰撞中的不變量的實

驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速直線運動，然后與原

來靜止在前方的小車3相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速直線運動。他設計的裝置

如圖（甲）所示。小車A后連著紙帶，電磁打點計時器所用電源頻率為50Hz,長

木板下墊著薄木片以平衡摩擦力。

（甲）

（乙）

（1）若已測得打點紙帶如圖（乙）所示，并測得各計數點間距（已標在圖上）。A為運

動的起點，則應選________段來計算A碰前的速度。應選_________段來計算A

和B碰后的共同速度。（以上兩空選填“43”“3?！埃ā！被颉??！辍保?/p>

（2）已測得小車A的質量g=0.4kg,小車5的質量為瓶2=0.2kg,則碰前兩小

車的總動量為kg-m/s,碰后兩小車的總動量為kg-m/so

8.用如圖甲所示裝置做“探究物體的加速度與力的關系”的實驗。實驗時保持小車

的質量不變，用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力，用打點計時器和小車后端

拖動的紙帶測出小車運動的加速度。

甲

（1）實驗時先不掛鉤碼，反復調整墊塊的左右位置，直到小車做勻速直線運動，這

樣做的目的是_______。

⑵圖乙為實驗中打出的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點跡起，在紙帶上標出

了連續(xù)的5個計數點A、B、C、。、E,相鄰兩個計數點之間都有4個點跡沒有

標出，測出各計數點到A點之間的距離，如圖所示。已知打點計時器接在頻率為

50Hz的交流電源兩端，則此次實驗中小車運動的加速度的測量值?=

2

m/so（結果保留兩位有效數字）

乙丙

⑶實驗時改變所掛鉤碼的質量，分別測量小車在不同外力作用下的加速度。根據

測得的多組數據畫出關系圖象，如圖丙所示。此圖象的段明顯偏離直線，

造成此現象的主要原因可能是。（填選項字母）

A.小車與平面軌道之間存在摩擦

B.平面軌道傾斜角度過大

C.所掛鉤碼的總質量過大

D.所用小車的質量過大

9.（2020?濟南高三模擬）氣墊導軌上相隔一定距離的兩處安裝有兩個光電傳感器A、

B,4、3間距為L,滑塊產上固定一遮光條，尸與遮光條的總質量為若光

線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器采集數據后與計算機

相連?；瑝K在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經過光電傳感器A、3時，通

過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間，變化的圖象。

（1）實驗前，接通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導軌上，輕推滑塊，當圖乙中

的h刨選填"”或"="）時，說明氣墊導軌已經水平。

⑵用螺旋測微器測遮光條寬度d,測量結果如圖丙所示，貝!|d=mmo

⑶將滑塊P用細線跨過氣墊導軌左端的定滑輪與質量為m的鉤碼。相連，將滑

塊尸由圖甲所示位置釋放,通過計算機得到的圖象如圖乙所示。利用測定的數據,

當關系式名號=_______________成立時，表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組

m-rM

成的系統(tǒng)機械能守恒。（重力加速度為g,用題中給定的物理量符號表達）

10.（2021屆?云南保山高三第一次月考）某興趣小組用如圖甲所示實驗裝置完成探

究彈簧彈力和彈簧伸長的關系后做拓展研究。

請根據如下實驗過程，完成相關實驗內容：

⑴將輕質彈簧懸掛于鐵架臺，測得彈簧原長L）；

⑵在彈簧下端拴掛質量為機的鉤碼，待系統(tǒng)靜止時，測得彈簧長度L；

⑶當地重力加速度為g,彈簧的勁度系數4=（用加、g、Lo、L表示）；

（4）托起鉤碼使彈簧恢復原長，并由靜止釋放，測得彈簧拉伸的最大長度發(fā)

現〃AL,于是進一步探究彈簧兩次伸長量xo=L-Lo和之間的關系；

⑸改變鉤碼個數，重復實驗，得到多組xo、x數據，作出x-xo圖象如圖乙所示;

（6）由圖乙可知*=_______，該小組換用不同彈簧進行同樣實驗，發(fā)現*的值相

xoxo

同；

⑺通過分析，該小組得出了彈簧彈性勢能的表達式：

①步驟⑵中，系統(tǒng)靜止時，鉤碼受力平衡，有mg=（用狀X0表示）；

②步驟（4）中，根據機械能守恒定律，彈簧被拉伸到最長時的彈性勢能AEP=

（用機、g、x表示）；

③結合步驟（6）,勁度系數為k的彈簧伸長x時，對應的彈性勢能EP=（用

k、x表示）。

11.如圖甲、乙所示，在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中:

(1)如果“力的平行四邊形定則”得到了驗證，那么圖乙中cosa：cos￡=

⑵現將鉤碼改為兩個彈簧測力計，使橡皮筋另一端拴上兩個細繩套，用兩個彈簧

測力計分別鉤住細繩套，橡皮筋與細繩套的結點拉至0點，力的示意圖如圖丙

所示，現使仍大小不變地沿順時針轉過某一小角度，相應地使房的大小及圖中

7角發(fā)生變化.則相應的變化可能是.

A.八一定增大

B.八可能減小

C.人若增大，/角一定減小

D.%若增大,產角可能增大

12.(2020?河南省高三段考)某同學利用如圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律。他

在打好點的紙帶中挑選出一條點跡清晰的紙帶，如圖乙所示。把打下的第一個點

記作0,從。點后某個點開始，依次記為1、2、3…，分別測出各個計時點到0

點的距離，已標在圖乙中，已知打點計時器打點周期T=0.02s,當地重力加速

度大小g=9.80m/s2,回答下列問題。

⑴這五個數據中有一個不符合測量讀數要求，該數據是（填圖乙中的數

據，不用寫單位）。

⑵改正⑴中不符合測量讀數要求的數據后，通過該紙帶上的數據，可得出重物

下落的加速度a=m/s2o

⑶若重物的質量為0.5kg,從開始下落到打第4個標記點時，重物的機械能損失

為Jo（結果保留兩位有效數字）

（4）在處理紙帶時，測出各點的速度丫后，描繪通以各點到0點的距離）圖象如圖

丙所示，若選取的重物質量較大而密度不是很大，所受空氣阻力會隨重物的速度

增大而明顯增大，則科力圖象可能是A、B、C中的o

13.（2020?河南商丘高三模擬）圖甲是實驗室測定水平面和小物塊之間動摩擦因數

的實驗裝置，曲面45與水平面相切于〃點且固定.帶有遮光條的小物塊自曲面

上某一點釋放后沿水平面滑行最終停在。點，尸為光電計時器的光電門，已知當

地重力加速度為g.

⑴利用游標卡尺測得遮光條的寬度如圖乙所示,則遮光條的寬度d=cm

⑵實驗中除了測定遮光條的寬度外，還需要測量的物理量有;

A.小物塊質量機

B.遮光條通過光電門的時間，

C.光電門到C點的距離x

D.小物塊釋放點的高度力

⑶為了減小實驗誤差，同學們采用圖象法來處理實驗數據，他們根據⑵測量的

物理量，建立如圖所示的坐標系來尋找關系，其中合理的是.

14.（2020?河北衡水中學二桃）某同學用如圖甲所示的裝置來驗證動量守恒定律，該

裝置由水平長木板及固定在木板一端的硬幣發(fā)射器組成，硬幣發(fā)射器包括支架、

彈片及彈片釋放裝置，釋放彈片可將硬幣以某一初速度彈出.已知一元硬幣和五

角硬幣與長木板間動摩擦因數相同，主要實驗步驟如下：

a.將一元硬幣置于發(fā)射槽口，釋放彈片將硬幣發(fā)射出去，硬幣沿著長木板中心

線運動，在長木板中心線的適當位置取一點O,測出硬幣停止滑動時硬幣右側到

。點的距離.再從同一位置釋放彈片將硬幣發(fā)射出去，重復多次，取該距離的平

均值記為乃，如圖乙所示；

b.將五角硬幣放在長木板上，使其左側位于O點，并使其直徑與中心線重合,

按步驟①從同一位置釋放彈片，重新彈射一元硬幣，使兩硬幣對心正碰，重復多

次,分別測出兩硬幣碰后停止滑行時距。點距離的平均值X2和X3,如圖丙所示.

⑴為完成該實驗，除長木板，硬幣發(fā)射器，一元及五角硬幣，刻度尺外，還需要

的器材為；

⑵實驗中還需要測量的物理量為，驗證動量守恒定律的表達式為

（用測量物理量對應的字母表示）.

15.（2020?威海模擬）利用如圖1所示的實驗裝置探究恒力做功與物體動能變化的

關系。小車的質量為M=200.0g,鉤碼的質量為機=10.0g,打點計時器的電源

為50Hz的交流電。

小車打點計時器

□

鉤碼

圖I

⑴掛鉤碼前，為了消除摩擦力的影響，應調節(jié)木板右側的高度，直至向左輕推小

車觀察到。

⑵掛上鉤碼，按實驗要求打出的一條紙帶如圖2所示。選擇某一點為O,依次每

隔4個計時點取一個計數點。用刻度尺量出相鄰計數點間的距離Ax,記錄在紙

帶上。計算打出各計數點時小車的速度v,其中打出計數點“1”時小車的速度n

=m/so

（3）將鉤碼的重力視為小車受到的拉力，取g=9.80m/s2,利用算出拉

力對小車做的功W。利用心=；u儼算出小車動能，并求出動能的變化量Aa。

計算結果見下表。

W/xlO-3J2.452.923.353.814.26

AEk/xlO-3J2.312.733.123.614.00

請根據表中的數據，在圖3中作出Aa-W圖象。

(4)實驗結果表明，A心總是略小于Wo某同學猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼

重力造成的。用題中小車和鉤碼質量的數據可算出小車受到的實際拉力F=

_______No

力學常規(guī)實驗【解析卷】

1.（2020?荷澤模擬）如圖甲所示是某同學探究加速度與力的關系的實驗裝置.他在

氣墊導軌上安裝了一個光電門3.滑塊上固定一遮光條，滑塊用細線繞過氣墊導軌

左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止

釋放.

05101520

乙

⑴該同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d,如圖乙所示，則"=mm.

⑵實驗時，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通過光電門B

的時間6若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是

（3）改變鉤碼質量，測出對應的力傳感器的示數F和遮光條通過光電門的時間6

通過描點作出________（填“產一方”“:一"，或“/一方”）的線性圖象.

【答案】“1）2.30（2）遮光條初始位置到光電門的距離〃或4、8間的距離）（3*

—F

【解析】：（3）由題意可知，該實驗中保持滑塊質量"不變，因此有浮=2aL,其

中V，a=占即*2。，得A券?比

2.在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，某同學得到一條用打點計時器打下的紙

帶如圖所示，并在其上取A、B、C、。、E、尸、G7個計數點，每相鄰兩個計數

點間還有4個點，圖中沒有畫出，打點計時器接周期為7=0.02s的交流電源。

他經過測量并計算得到打點計時器在打5、C、D.E、b各點時物體的瞬時速度

如下表：

k9

<??

——

d3f

—J.

v----------------------------de-----------

速度/(m?s-i)0.1220.1640.2050.2500.289

對應點BCDEF

⑴計算VF的公式為VF=(用已知量字母表示)。

(2)根據表中記錄的數據，以A點對應的時刻為，=0,可作出股，圖象，并求物體

的加速度a=m/s2o

⑶如果當時電網中交變電流的頻率是片51Hz,而做實驗的同學并不知道，那

么加速度的測量值與實際值相比(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。

【答案】⑴［蘆(2)0.42(3)偏小

【解析】⑴每相鄰兩個計數點間還有4個點，故相鄰的計數點之間的時間間隔為

￡=5T=0.1so利用勻變速直線運動的推論得"二蜉=4瞪。

jLlJ.VJL

Av

2

(2)作出v-t圖象(圖象略)，根據圖線斜率可解得a=入10.42m/so

(3)如果在某次實驗中，交流電的頻率為51Hz>50Hz,則實際打點周期變小，由

Ax=/得，加速度的測量值與實際值相比偏小。

3.(2020?廣東實驗中學月考改編)某實驗小組利用如圖所示的裝置探究加速度與力、

質量的關系。

⑴實驗中除了需要小車、祛碼、托盤、細繩、附有定滑輪的長木板、墊木、打點

計時器、低壓交流電源、兩根導線、復寫紙、紙帶之外,還需要、O

(2)下列做法正確的是o

A.調節(jié)滑輪的高度，使牽引小車的細繩與長木板保持平行

B.在調節(jié)木板傾斜角度平衡小車受到的滑動摩擦力時，將裝有祛碼的托盤通過

定滑輪拴在小車上

C.實驗時，先放開小車，再接通打點計時器的電源

D.通過增減小車上的祛碼改變質量時，不需要重新調節(jié)木板傾斜度

E.用托盤和盤內祛碼的重力作為小車和車上祛碼受到的合外力，為減小誤差，

實驗中一定要保證托盤和祛碼的總質量遠小于小車和車上祛碼的總質量

⑶某同學以小車和車上祛碼的總質量的倒數土為橫坐標，小車的加速度?為縱坐

標，在坐標紙上作出的a-二關系圖線，如圖所示。由圖可分析得出：加速度與質

量成關系（選填“正比”或“反比”卜圖線不過原點說明實驗有誤差，引起

這一誤差的主要原因是平衡摩擦力時長木板的傾角（選填“過大”或“過

小

【答案】⑴天平刻度尺（2）ADE（3）反比過大

【解析】（1）實驗中需要用托盤和祛碼的總重力表示小車受到的拉力，需測量

托盤的質量,所以還需要天平。實驗中需要用刻度尺測量紙帶上點跡間的距離,

從而得出加速度，所以還需要刻度尺。

⑵平衡摩擦力時應系上紙帶，不能掛托盤。調節(jié)滑輪的高度，使牽引小車的細繩

與長木板保持平行，A項正確，B項錯誤；平衡摩擦力后細繩與木板平行，且托

盤和硅碼的總質量遠小于小車和車上祛碼的總質量時，托盤和祛碼的總重力近似

等于小車和車上祛碼受到的合外力，E項正確；實驗時應該先接通電源，后釋放

小車，使得紙帶上點跡多一些，以便于測量加速度，還要多測幾組數據減小偶然

誤差，C項錯誤；通過增減小車上的祛碼改變質量時，不需要重新調節(jié)木板的傾

斜角度，D項正確。

⑶如古圖象是一條直線，說明a與M成反比；圖象在a軸上有截距，這是平衡

摩擦力時木板的傾角過大造成的。

4.（2020?寧德質檢）某次“探究加速度。跟物體所受合力b和質量機的關系”的實驗

過程是：

甲

單位：cm

"61~~234__5_6__7T

I皿IMIL而IL而血而iLihJ皿IJ皿imLR

4B。力E〈

乙

⑴圖甲所示為實驗裝置圖。圖乙為某次實驗得到的一段紙帶，計數點A、3、C、

D、E間的時間間隔為0.1s,根據紙帶可求出小車的加速度大小為m/s"結

果保留兩位有效數字）。

⑵保持小車質量不變，改變沙和沙桶質量，進行多次測量。根據實驗數據做出了

加速度。隨拉力b的變化圖線，如圖所示。圖中直線沒有通過原點，其主要原因

是。

⑶保持沙和沙桶質量不變，改變小車中祛碼質量，進行多次測量，得到小車加速

度。、質量機及其對應的:的數據如表中所示：

實驗次數12345678

小車加速度

1.901.721.491.251.000.750.500.30

a/(m*s-2)

小車和祛碼

0.250.290.330.400.500.711.001.67

質量in/kg

—/kg-14.003.453.032.502.001.411.000.60

m&

a.請在坐標紙中畫出圖線:

b.根據作出的無(圖象可以得到的結論是

【答案】(1)0.43(2)實驗前未平衡摩擦力(或平衡摩擦力不充分)(3)a.如圖所

示

b.圖線為過原點的直線，表明在合外力一定時，加速度跟質量成反比

【解析】⑴由圖中數據可知辦（:=2.40cm,XCE=4.10cm,

10X1022

利用公式嚴可知，45d）^）lm/s=0.43m/so

⑵見答案

⑶見答案

5.（2020?鄭州模擬）如圖甲所示為驗證機械能守恒定律的實驗裝置?，F有器材為:

帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重物、天平。

，夾子

甲乙

（1）為完成實驗，還需要的器材有O

A.米尺B.0?6V直流電源

C.秒表D.。?6V交流電源

⑵某同學用圖甲所示裝置打出的一條紙帶如圖乙所示，相鄰兩點之間的時間間隔

為0.02s,根據紙帶計算出打下。點時重物的速度大小為m/so(結果保

留三位有效數字)

(3)采用重物下落的方法，根據公式：機/=〃2"驗證機械能守恒定律，對實驗條

件的要求是，為驗證和滿足此要求，所選擇的紙帶第1、2點

間的距離應接近_______O

(4)該同學根據紙帶算出了相應點的速度，作出v2-h圖象如圖丙所示，則圖線斜

率的物理意義是o

v2/(m2-s-2)

【答案】(1)AD(2)1.75(3)重物的初速度為零2mm(4)當地重力加速度的2

倍

【解析】(1)通過打點計時器計算時間，不需要秒表，打點計時器應該與交流電源

連接，需要刻度尺測量紙帶上兩點間的距離，故A、D正確，B、C錯誤。

(2)由圖可知CE間的距離為x=19.41cm-12.40cm=7.01cm=0.0701m,則由

平均速度公式得D點的速度丁=缶=°,：11m/s~1.75m/So

⑶用公式%=7叫"時，對紙帶上起點的要求是重物是從初速度為零開始下落，

打點計時器的打點頻率為50Hz,打點周期為0.02s,重物開始下落后，在第一

個打點周期內重物下落的高度A=1g7^=1x9.8x0.022m=2mm,所以所選的紙帶

最初兩點間的距離接近2mm。

22

（4）由機械能守恒/ng/r=lmv^v=2gh,由此可知圖象的斜率k=2g0

6.在實驗室里為了驗證動量守恒定律，一般采用如圖甲、乙所示的兩種裝置:

人射小球入射小球

被碰小球

00'MPN0MPN

甲乙

⑴若入射小球質量為機I,半徑為M被碰小球質量為帆2,半徑為-2,則

A.n>r2B.m\>mi,r\<n

C.r\~riD.r\—n

⑵若采用圖乙所示裝置進行實驗，以下所提供的測量工具中一定需要的是

A.直尺B.游標卡尺C.天平

D.彈簧測力計E.秒表

⑶設入射小球的質量為機1,被碰小球的質量為機2,則在用圖甲所示裝置進行實

驗時（P為碰前入射小球落點的平均位置），所得“驗證動量守恒定律”的結論為

。（用裝置圖中的字母表示）

【答案】(i)c(2)AC(3)mrOP=mrOM+mrO,N

【解析】(1)為防止反彈造成入射小球返回斜槽，要求入射小球質量大于被碰小

球質量，即網＞/篦2；為使入射小球與被碰小球發(fā)生對心碰撞，要求兩小球半徑相

同。故C正確。

(2)設入射小球為m被碰小球為仇。球碰前的速度為內，。、。相碰后的速度分

別為Vl\V2%由于兩球都從同一高度做平拋運動，當以運動時間為一個計時單

位時，可以用它們平拋的水平位移表示碰撞前后的速度。因此，需驗證的動量守

恒關系機。1=/〃1力'+加2y2’可表示為mixi=mixi'+miX2)?所以需要直尺、天平，

而無需彈簧測力計、秒表。由于題中兩個小球都可認為是從槽口開始做平拋運動

的，兩球的半徑不必測量，故無需游標卡尺。

(3)得出驗證動量守恒定律的結論應為

mrOP=mrOM-\-mi'O'lSIo

7.(2020?長沙模擬)某同學設計了一個用電磁打點計時器探究碰撞中的不變量的實

驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速直線運動，然后與原

來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速直線運動。他設計的裝置

如圖(甲)所示。小車A后連著紙帶，電磁打點計時器所用電源頻率為50Hz,長

木板下墊著薄木片以平衡摩擦力。

電磁打點計時器

小車橡皮泥型加紙帶

長木理,室豐I；

」一二X薄木片

（甲）

8.40~10.50~9.086.95r

億）

⑴若已測得打點紙帶如圖（乙）所示，并測得各計數點間距（已標在圖上）。A為運

動的起點，則應選_______段來計算A碰前的速度。應選________段來計算A

和5碰后的共同速度。（以上兩空選填“43”20“。0”或“。￡”）

（2）已測得小車A的質量/wi=0.4kg,小車B的質量為wi2=0.2kg,則碰前兩小

車的總動量為kg-m/s,碰后兩小車的總動量為kg-m/s。

【答案】（I*。DE（2）0.4200.417

【解析】（1）從題圖乙中紙帶上打點的情況看，3C段既表示小車做勻速運動，又

表示小車有較大速度，因此3C段能較準確地描述A在碰前的運動情況，應選用

BC段計算A碰前的速度。從CD段打點的情況看，小車的運動情況還沒穩(wěn)定，

而在DE段內小車運動穩(wěn)定，故應選用DE段計算4和8碰后的共同速度。

⑵取A的初速度方向為正方向，A在碰撞前的速度詠=詈=一而一m/s=

1.050m/s,A在碰撞前的動量po=min）=O.4xl.O5Okg?m/s=0.420kg?m/s,碰撞

DE6.95x10-2

后兩小車的共同速度丫=一^=wn,m/s=0.695m/s,碰撞后兩小車的總動

量p=（/ni+2）y=（0.2+0.4）x0.695kg-m/s=0.417kg,m/so

8.用如圖甲所示裝置做“探究物體的加速度與力的關系”的實驗。實驗時保持小車

的質量不變，用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力，用打點計時器和小車后端

拖動的紙帶測出小車運動的加速度。

甲

（1）實驗時先不掛鉤碼，反復調整墊塊的左右位置，直到小車做勻速直線運動，這

樣做的目的是_______。

⑵圖乙為實驗中打出的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點跡起，在紙帶上標出

了連續(xù)的5個計數點4、3、。、。、E,相鄰兩個計數點之間都有4個點跡沒有

標出，測出各計數點到A點之間的距離，如圖所示。已知打點計時器接在頻率為

50Hz的交流電源兩端，則此次實驗中小車運動的加速度的測量值a=

2

m/so（結果保留兩位有效數字）

乙丙

⑶實驗時改變所掛鉤碼的質量，分別測量小車在不同外力作用下的加速度。根據

測得的多組數據畫出a-b關系圖象，如圖丙所示。此圖象的A3段明顯偏離直線，

造成此現象的主要原因可能是o（填選項字母）

A.小車與平面軌道之間存在摩擦

B.平面軌道傾斜角度過大

C.所掛鉤碼的總質量過大

D.所用小車的質量過大

【答案】(1)平衡小車運動中所受的摩擦阻力(2)1.0(3)C

【解析】⑴把平面軌道的右端墊起，讓小車重力沿斜面方向的分力與它受到的摩

擦阻力平衡，才能認為在實驗中小車受的合外力就是鉤碼的重力，所以這樣做的

目的是平衡小車運動中所受的摩擦阻力。

(2)由逐差法可知

XCE-X4c(21.6-8.79-8.79)x10-2,,

?=~~=4x0.12m/s2-1.0m/s2o

(3)在實驗中認為細繩的張力廠就是鉤碼的重力mg,

實際上，細繩張力F,=Ma,

mg—F'=ma,

即尸=.['fng,

M-tm

"=舟嚴尸

所以當細繩的張力尸變大時，機必定變大，翡上必定減小。當淅時，a-F

M-]-m

圖象為直線，當不滿足淅時，便有“小圖象的斜率逐漸變小，選項C正確。

9.(2020?濟南高三模擬)氣墊導軌上相隔一定距離的兩處安裝有兩個光電傳感器A、

B,A、B間距為L,滑塊P上固定一遮光條，P與遮光條的總質量為M,若光

線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器采集數據后與計算機

相連?；瑝K在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經過光電傳感器A、8時，通

過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間，變化的圖象。

⑴實驗前，接通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導軌上，輕推滑塊，當圖乙中

的6，2（選填“或"="）時，說明氣墊導軌已經水平。

⑵用螺旋測微器測遮光條寬度d,測量結果如圖丙所示，貝Ud=mm。

⑶將滑塊尸用細線跨過氣墊導軌左端的定滑輪與質量為m的鉤碼。相連，將滑

塊尸由圖甲所示位置釋放,通過計算機得到的圖象如圖乙所示。利用測定的數據,

當關系式道端=成立時，表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組

成的系統(tǒng)機械能守恒。（重力加速度為g,用題中給定的物理量符號表達）

【答案】⑴二（2）8.476（3）（/）一（力

【解析】（1）輕推滑塊，當圖乙中的人=勿時，說明滑塊經過兩光電門的速度相

等，則氣墊導軌已經水平。

⑵螺旋測微器的固定刻度讀數為8mm,可動刻度讀數為0.01x47.6mm=0.476

mm。由讀數規(guī)則可得d=8mm+0.476mm=8.476mm。

⑶滑塊經過兩光電門時的速度分別為：以=，也=2若機械能守恒，則滿足:

道一而，即滿足方:一（力。

10.（2021屆?云南保山高三第一次月考）某興趣小組用如圖甲所示實驗裝置完成探

究彈簧彈力和彈簧伸長的關系后做拓展研究。

請根據如下實驗過程，完成相關實驗內容：

⑴將輕質彈簧懸掛于鐵架臺，測得彈簧原長￡o;

⑵在彈簧下端拴掛質量為機的鉤碼，待系統(tǒng)靜止時，測得彈簧長度L;

⑶當地重力加速度為g,彈簧的勁度系數上=（用加、g、Lo、L表示）；

（4）托起鉤碼使彈簧恢復原長，并由靜止釋放，測得彈簧拉伸的最大長度發(fā)

現于是進一步探究彈簧兩次伸長量xo=L—L）和x=Z/—￡o之間的關系；

⑸改變鉤碼個數，重復實驗，得到多組xo、x數據，作出x-xo圖象如圖乙所示;

（6）由圖乙可知*=，該小組換用不同彈簧進行同樣實驗，發(fā)現*的值相

4040

同；

⑺通過分析，該小組得出了彈簧彈性勢能的表達式:

①步驟⑵中，系統(tǒng)靜止時，鉤碼受力平衡，有〃電=（用公X0表示）；

②步驟（4）中，根據機械能守恒定律，彈簧被拉伸到最長時的彈性勢能AEp=

（用，〃、g、x表示）；

③結合步驟（6）,勁度系數為k的彈簧伸長x時，對應的彈性勢能EP=（用

k、x表示）。

【答案】⑶/，詈［耳（6）2⑺①h（）②mgx③

【解析】（3）由平衡條件可得：，砧=A（L—Lo）,解得：無=謂"。

LA4）

X4

⑹由圖乙可知京=5=2。

（7）①步驟⑵中，系統(tǒng)靜止時，鉤碼受力平衡，有mg=kxo。

②步驟（4）中，根據機械能守恒定律，彈簧被拉伸到最長時的彈性勢能等于物體重

力勢能的減小量，即\Ep=mgxo

2

③勁度系數為k的彈簧伸長x時，對應的彈性勢能Ep=mgx=kxox=^kx0

11.如圖甲、乙所示，在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中:

(1)如果“力的平行四邊形定則”得到了驗證，那么圖乙中COS<7：COSB=

⑵現將鉤碼改為兩個彈簧測力計，使橡皮筋另一端拴上兩個細繩套，用兩個彈簧

測力計分別鉤住細繩套，橡皮筋與細繩套的結點拉至。點，力的示意圖如圖丙

所示，現使仍大小不變地沿順時針轉過某一小角度，相應地使B的大小及圖中

7角發(fā)生變化.則相應的變化可能是_______.

A.八一定增大

B.八可能減小

C.人若增大，/角一定減小

D./若增大,/角可能增大

【答案】：(1)3：4(2)AD

【解析】：(1)由平衡知識可知，在水平方向上有3/ngcos￡=4mgcosa,解得

cosa:cosB=3:4.

⑵根據平行四邊形定則有：若變化如圖(a)所示，可以增大品的同時減小》角；

若變化如圖(b)所示，可以增大網的同時增大〉角；若變化如圖(c)所示，可以增

大人而保持》角不變，故A、D正確，B、C錯誤.

12.（2020?河南省高三段考）某同學利用如圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律。他

在打好點的紙帶中挑選出一條點跡清晰的紙帶，如圖乙所示。把打下的第一個點

記作0,從0點后某個點開始，依次記為1、2、3…，分別測出各個計時點到0

點的距離，已標在圖乙中，已知打點計時器打點周期T=0.02s,當地重力加速

度大小g=9.80m/s2,回答下列問題。

⑴這五個數據中有一個不符合測量讀數要求，該數據是（填圖乙中的數

據，不用寫單位）。

⑵改正⑴中不符合測量讀數要求的數據后，通過該紙帶上的數據，可得出重物

下落的加速度a—m/s2o

⑶若重物的質量為0.5kg,從開始下落到打第4個標記點時，重物的機械能損失

為Jo（結果保留兩位有效數字）

（4）在處理紙帶時，測出各點的速度v后，描繪通以各點到0點的距離）圖象如圖

丙所示，若選取的重物質量較大而密度不是很大，所受空氣阻力會隨重物的速度

增大而明顯增大，則儼/圖象可能是4、B、。中的o

0h

內

【答案】(1)12.4(2)9.75(3)0.010(4)C

【解析】(1)根據有效數字規(guī)則可知，五個數據中，應保留兩位小數，其中數據

12.4cm不符合測量讀數要求。

⑵根據逐差法，利用紙帶求解加速度，t=0.02s,。=當泮=

(23.47-15.71)-(15.71-9.51),

4x0xlO?m/s2=9.75m/s-。

⑶重物做勻加速直線運動，一段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，打

第4個標記點的瞬時速度為：n霽-23?47；：￡)xl021nzs=1.94m/s；下落

過程中動能增加量為：AEk=1/nvi=0.9409J；重力勢能減少量為：\Ev=mgh^

-2

=0.5x9.80xl9.41xl0J=0.9511J；則機械能損失為:AE=AEp-AEk=0.010Jo

(4)空氣阻力隨重物的速度增大而明顯增大，下落相同的高度A加時，阻力做功逐

漸增大，動能增加量減小，速度平方的增加量減小，故C正確。

13.(2020?河南商丘高三模擬)圖甲是實驗室測定水平面和小物塊之間動摩擦因數

的實驗裝置，曲面A3與水平面相切于B點且固定.帶有遮光條的小物塊自曲面

上某一點釋放后沿水平面滑行最終停在。點，尸為光電計時器的光電門，已知當

地重力加速度為g.

甲

123cm

05101520

乙

⑴利用游標卡尺測得遮光條的寬度如圖乙所示,則遮光條的寬度d=<

⑵實驗中除了測定遮光條的寬度外，還需要測量的物理量有；

A.小物塊質量加

B.遮光條通過光電門的時間，

C.光電門到C點的距離x

D.小物塊釋放點的高度人

(3)為了減小實驗誤差，同學們采用圖象法來處理實驗數據，他們根據⑵測量的

物理量，建立如圖所示的坐標系來尋找關系，其中合理的是.

【答案】：⑴L060(2)BC(3)B

【解析】：⑴主尺的讀數是1.0cm,游標尺上的第12條刻度線與主尺的刻度線對

齊，讀數是0.05X12mm=0.60mm,則游標卡尺的讀數是10mm+0.60mm=

10.60mm=1.060cm.

(2)實驗的原理:根據遮光條的寬度與遮光條通過光電門的時間可求得滑塊通過光

電門時的速度。=1滑塊從B到。的過程中，摩擦力做功，根據動能定理得一

〃〃陪x=0—%w2,聯立以上兩式得動摩擦因數"=妥.則還需要測量的物理量是

光電門P到。點的距離x與遮光條通過光電門的時間f,故B、C正確，A、D

錯誤.

⑶由動摩擦因數的表達式可知，〃與/和x的乘積成反比，所以X—/圖線是過

原點的直線，應該建立1-X坐標系，故B項正確，A、C、D項錯誤.

14.(2020?河北衡水中學二樓)某同學用如圖甲所示的裝置來驗證動量守恒定律，該

裝置由水平長木板及固定在木板一端的硬幣發(fā)射器組成，硬幣發(fā)射器包括支架、

彈片及彈片釋放