物理高考專題復(fù)習(xí)-全部實(shí)驗(yàn)練習(xí)題及答案解析

題型一、處理紙袋、驗(yàn)證牛二定律、求摩擦因素綜合類

L（2019全國1）某小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究。物塊拖動(dòng)紙帶

下滑，打出的紙帶一部分如圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz,紙帶上標(biāo)出的每兩個(gè)相鄰

點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫出。在五個(gè)點(diǎn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是點(diǎn)，在打出C點(diǎn)時(shí)

物塊的速度大小為m/s（保留3位有效數(shù)字）；物塊下滑的加速度大小為m/s2（保留2位有效數(shù)

字）。

012345678910

ABCDE

【考向】刻度尺的讀數(shù)、平均速度的求法、逐差法求加速度

【答案】（D.A⑵.0.233⑶.0.75

【解析】從圖像觀察可知從點(diǎn)A到點(diǎn)E紙袋的上各點(diǎn)的間距逐漸增大，根據(jù)題意物體的運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng),

所以A點(diǎn)是最先打下的點(diǎn)；

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)相關(guān)知識(shí)可知中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于物體的平均速度，C點(diǎn)是BD段的中間時(shí)刻，所以只需

求得BD段的平均速度即為C點(diǎn)的瞬時(shí)速度得；v=y=氏"=385-1.2°）*10-=機(jī)/§

「BD2T2x0.1

設(shè)AB為S］、BC為S2、CD為S3、DE為根據(jù)逐差法可知物塊下滑的加速度：

a=$2）J2.70-1.20）+（3.45-1.97）X10,2=075M2

4T24x0.01

2.（2019全國2）如圖（a）,某同學(xué)設(shè)計(jì)了測量鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：鐵架臺(tái)、

長木板、鐵塊、米尺、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻率50Hz的交流電源，紙帶等?；卮鹣铝袉栴}：

（1）鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)〃=（用木板與水平面的夾角。、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度。

表示）

（2）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)整木板與水平面的夾角使敘30。。接通電源。開啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放鐵塊，鐵塊從靜

止開始沿木板滑下。多次重復(fù)后選擇點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，如圖（b）所示。圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)（每兩個(gè)相

鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出）。重力加速度為9.8m/s2?？梢杂?jì)算出鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為—

（結(jié)果保留2位小數(shù)）。

【考向】公式法求加速度、牛二定律、滑動(dòng)摩擦力

ssm0-a

【答案】⑴.-----—⑵.0.35

geos，

【解析】對鐵塊受力分析結(jié)合牛二定律得：mgsin0-jumgCOS0=ma.....Q）

可求得解得：..…（2）,所以只需求得鐵塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小即可求得摩擦因素;

分別假設(shè)第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與第二個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為S1第二個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與第三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為S2依次類推第

六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與第7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的間距S7,結(jié)合公式法可求得物體的加速度:

9.8x--1.97

〃邑(16.82-5.00)

a-----------=--------——=1.97/〃/§2代入2式得：〃=--------廣一=0.35

(m-n)6T26x0.019.8x電

2

3.（2015全國2）某學(xué)生用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量物塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電

源的頻率為50Hz,物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖（b）所示，圖中標(biāo)出了5個(gè)連續(xù)點(diǎn)之間的距

離。

紙帝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

EDCBA

??????(

I?I??

1.78+3.65-4-3.52-f-3.39*;cm

?????

圖（a）

（1）物塊下滑時(shí)的加速度a=-------------m/s2,打C點(diǎn)時(shí)物塊的速度v=--------------m/S;

（2）已知重力加速度大小g,為求出動(dòng)摩擦因數(shù)，還必須測量的物理量是（填正確答案標(biāo)號(hào)）

A物塊的質(zhì)量B斜面的高度C斜面的傾角

【考向】逐差法求加速度、摩擦因素的求解、牛二定律

【答案】(1)3.25；1.79；(2)C

【解析】試題分析：（1）根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)可知：加速度。=（*0+二匹）—/二十3=325mls；

4T2

打點(diǎn)C點(diǎn)時(shí)物塊的速度“若=1-

（2）由牛頓第二定律得：加速度a=gsin。-/cos。，所以求出動(dòng)摩擦因數(shù)，還需測量的物理量是斜面

的傾角。

4.（2017全國2）某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動(dòng)物體的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器

材有：斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時(shí)器。

擋光片

圖（a）圖（b）

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①如圖（a）,將光電門固定在斜面下端附近；將一擋光片安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬τ谛泵娴奈?/p>

置，令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑；

②當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時(shí)，用光電計(jì)時(shí)器測得光線被擋光片遮住的時(shí)間加；

③用As表示擋光片沿運(yùn)動(dòng)方向的長度（如圖（b）所示），;表示滑塊在擋光片遮住光線的加時(shí)間內(nèi)的平均

速度大小，求出了；

④將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與①中的位置相同，令滑塊由靜止開始下滑，重復(fù)步

驟②、③；

⑤多次重復(fù)步驟④；

⑥利用實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)作出「。圖，如圖（c）所示。

完成下列填空:

（1）用a表示滑塊下滑的加速度大小，用K4表示擋光片前端到達(dá)光電門時(shí)滑塊的瞬時(shí)速度大小，則：與V4、

a和加的關(guān)系式為3=。

（2）由圖（c）可求得，VA=cm/s,a=cm/s2o（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

【考向】利用光電門求瞬時(shí)速度、平均速度法的應(yīng)用

【答案】（1）VA+-^aAt,16.6cm/s2

【解析】

（1）設(shè)擋光片末端到達(dá)光電門的速度為v,則由速度時(shí)間關(guān)系可知：v=

由于滑塊做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，有：1=里把

2

-1

聯(lián)立解得：v=吟—abt

A2

-11

（2）根據(jù)v=j+5a加由圖（c）知，圖象得縱軸的截距為VA,可求得VA=52.1cm/s,圖象得斜率為耳。,

，…153.6-52.12o/21

有不a=~—rcm/s?8.3cm/5,B|J?=16.6cm/5

2180x103

5.（2011全國）利用圖1所示的裝置可測量滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度。一斜面上安裝有兩個(gè)光電門，其

中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動(dòng)，當(dāng)一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時(shí)，

與兩個(gè)光電門都相連的計(jì)時(shí)器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時(shí)間t。改變光電門甲的位置進(jìn)行多

次測量，每次都使滑塊從同一點(diǎn)由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、乙之間的距離s,記下相應(yīng)的t值；所

得數(shù)據(jù)如下表所示。

s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950

t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4

s/t(m/s)1.711.621.551.451.341.22

完成下列填空和作圖：

（1）若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時(shí)的瞬時(shí)速度vi測量值s和t

四個(gè)物理量之間所滿足的關(guān)系式是；

（2）根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在圖2給出的坐標(biāo)紙上畫出--1圖線；

t

4f

0.50.60.70.80.9|0

由所畫出的圖線--得出滑塊加速度的大小為a=m/s2（保留2位有效數(shù)字）。

t

【考向】運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式的理解、圖像處理

V11

【答案】（1）—=—ut+V］或s=—cit~+v.t（2）如圖所示（3）2.0（或在1.8~2.2范圍內(nèi)）

t22

【解析】沿斜面向下是勻加速運(yùn)動(dòng)，反過來也可以看成是初速度為v,的沿斜面向上的勻減速運(yùn)動(dòng)，由位移

QQ

公式有S=M——I。凡由于要畫v上—/圖像，所以可將上式變形得士V=—2/+V1,可知圖像的斜率”=—2,

2tt22

a=—2k求出a值.

6.（2018北京）用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。

a.安裝好實(shí)驗(yàn)器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次。

b.選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)。（右0）,然后每隔相同的時(shí)間間隔T選取一

個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖2中A、B、C、D、E、F……所示。

c

L）O?A??B??D?E?FS>

圖2

C.通過測量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E...點(diǎn)時(shí)小車的速度，分別記作也、V2>V3>V4>V5

d.以速度v為縱軸、時(shí)間r為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖3所示。

結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請你完成下列任務(wù)：

（1）在下列儀器和器材中，還需要使用的有和（填選項(xiàng)前的字母）。

A.電壓合適的50Hz交流電源

B.電壓可調(diào)的直流電源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平（含祛碼）

（2）在圖3中已標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、。、E對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請?jiān)谠搱D中標(biāo)審計(jì)數(shù)點(diǎn)C對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出

v-t圖像。

（3）觀察v-t圖像，可以判斷小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其依據(jù)是ov-t圖像斜率的物理意義是

（4）描繪3圖像前，還不知道小車是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。用平均速度一表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從

Ar

理論上講，對的要求是（選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”）;從實(shí)驗(yàn)的角度看，選取的AX大小與

速度測量的誤差______（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。

（5）早在16世紀(jì)末，伽利略就猜想落體運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)該是均勻變化的。當(dāng)時(shí)只能靠滴水計(jì)時(shí)，為此他設(shè)

計(jì)了如圖4所示的“斜面實(shí)驗(yàn)”，反復(fù)做了上百次，驗(yàn)證了他的猜想。請你結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，分析

說明如何利用伽利略“斜面實(shí)驗(yàn)”檢驗(yàn)小球的速度是隨時(shí)間均勻變化的。

圖4

【考向】驗(yàn)證牛二定律、處理圖像的能力

【答案】

(1)AC（2）如圖所示（3）小車的速度隨時(shí)間均勻變化加速度

（4）越小越好有關(guān)

（5）如果小球的初速度為0,其速度正比于時(shí)間，那么它通過的位移x正瓦?干兒因此，只要測量小球通

過不同位移所用的時(shí)間，就可以檢驗(yàn)小球的速度是否隨時(shí)間均勻變化。

【解析】

（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí)需要電源、電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要4V-6V的直流電源、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要

220V的交流電源；處理紙袋時(shí)需要用刻度尺測量計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距；

（3）小車的速度隨時(shí)間均勻變化加速度

（4）小越小平均速度與瞬時(shí)速度越接近，Ax增大At就會(huì)增大，此時(shí)平均速度與瞬時(shí)速度相差變大；

（5）見答案;

7.（2018全國2）某同學(xué)用圖（a）所示的裝置測量木塊與木板之間的摩擦因數(shù)?？邕^光滑定滑輪的細(xì)線兩

端分別與木塊和彈簧秤相連，滑輪和木塊之間的細(xì)線保持水平，在木塊上放置祛碼。緩慢向左拉動(dòng)水平放

置的木板，當(dāng)木塊和祛碼相對桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動(dòng)時(shí)，彈簧秤的示數(shù)即為木塊受到的滑動(dòng)摩擦力

的大小。某次實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)在下表中給出，其中力的值從圖（b）中彈簧秤的示數(shù)讀出。

祛碼的質(zhì)量m/kg0.050.100.150.200.25

滑動(dòng)摩擦力加2.152.362.55A2.93

回答下列問題

（1）f,=N

（2）在圖（c）的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊未畫出的數(shù)據(jù)點(diǎn)并繪出手機(jī)圖線；

（3）/與根、木塊質(zhì)量M、木板和木塊之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)〃及重力加速度大小g之間的關(guān)系式

戶,戶機(jī)圖線（直線）的斜率的表達(dá)式1<=;

（4）取g=9.80m/s2,由繪出的戶機(jī)圖線求得〃=（保留2位有效數(shù)字）

單位：N

【考向】受力分析、處理圖像

【答案】(1)2.75(2)如圖所示(3)〃(M+m)g〃g(4)0.40

【解析】從圖b讀出f4=2.75N,木塊受到木板給的的滑動(dòng)摩擦力的大小/=〃+M)g,從圖表中可以觀

察當(dāng)m每增加0.05kg,摩擦力f增加0.2N,故可見f與祛碼的質(zhì)量成正比，故本題中木塊的質(zhì)量為近似0；

木塊受到的摩擦力可表達(dá)為/=〃O+M)g="?g+〃Wg,所以圖像的斜率表示為所，圖像與縱軸的截

距為40g,圖像近似過原點(diǎn)，M近似為0，代入相關(guān)參數(shù)可得：〃=0.4

8.(2012江蘇)(10分)為測定木塊與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，小亮設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)中,

當(dāng)木塊A位于水平桌面上的O點(diǎn)時(shí)，重物B剛好接觸地面.將A拉到P點(diǎn)，待B穩(wěn)定后靜止釋放,A最終滑

到Q點(diǎn).分別測量OP、OQ的長度h和s.改變h,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，分別記錄幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).

(1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，發(fā)現(xiàn)A釋放后會(huì)撞到滑輪.請?zhí)岢鰞蓚€(gè)解決方法.

(2)請根據(jù)下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出s-h關(guān)系的圖象.

(3)實(shí)驗(yàn)測得A、B的質(zhì)量分別為m=0.40kg、M=0.50kg.根據(jù)s-h圖象可計(jì)算出A塊與桌面間的動(dòng)摩擦

因數(shù)〃=.(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

(4)實(shí)驗(yàn)中，滑輪軸的摩擦?xí)?dǎo)致滋的測量結(jié)果

(選填"偏大冶或“偏小冶).

mI—A—$*1

萬°0—

/i(cm)20.030.040.050.060.0

s(cm)19.528.539.048.056.5

h/cm

【考向】動(dòng)能定理、滑動(dòng)摩擦力

【答案】（1）減0小;（B見的右質(zhì)圖量）;增加細(xì)線的長度（或增大A的質(zhì)量;降低B的起始高度）

（2）（見右圖）（3）0.4（4）偏大

【解析】（1）B減少的重力勢能轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)的內(nèi)能和AB的動(dòng)能，A釋放后會(huì)撞到滑輪，說明B減少的勢能

太多，轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)的內(nèi)能太少，可以通過減小B的質(zhì)量；增加細(xì)線的長度（或增大A的質(zhì)量；降低B的起始

高度）解決.故解決方法有：可以通過減小B的質(zhì)量；增加細(xì)線的長度（或增大A的質(zhì)量；降低B的起始高

度）

（2）描點(diǎn)，連線，如圖所示：

一1,

（3）B下落至臨落地時(shí)根據(jù)動(dòng)能定理有：Mgh-/jmgh=—（M+m）v...（I），

一1,

在B落地后，A運(yùn)動(dòng)到Q,有萬mv=jumgs...（2）

聯(lián)立1、2兩式可得:...........---------...(3)

(m+M)s+mh

又A、B的質(zhì)量分別為m=0.40kg、M=0.50kg,在s-h圖象上任取一組數(shù)據(jù)代入可以求得：|i=0.4.

（4）由于滑輪軸的摩擦，會(huì)導(dǎo)致繩子的拉力相對偏小，A運(yùn)動(dòng)的加速度也就偏小，s也就偏小，

Mh

根據(jù)〃=(m+M)s+成’所以.偏大.

9.（2012山東）某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。物塊在重物的牽引

下開始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測量的點(diǎn)

開始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz

單位：cm

①通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)和之間某時(shí)刻開始減速。

②計(jì)數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的速度大小為m/s,計(jì)數(shù)點(diǎn)6對應(yīng)的速度大小為m/So（保留三位有效數(shù)字）

a

③物塊減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小為斫"次2,若用一來計(jì)算物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)（g為重力

g

加速度），則計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值（填“偏大”或“偏小”）。

【考向】平均速度的應(yīng)用，逐差法求加速度、誤差分析

【答案】（1）6；7（2）1.00；1.20（3）2.00；偏大

【解析】

（1）根據(jù)某段的平均速度等于中時(shí)刻的速度，則有：v9=。+=LOOM

IT0.2

（2）由紙帶可知，計(jì)數(shù)點(diǎn)7往后做減速運(yùn)動(dòng)，結(jié)合逐差法得：

（0.0660-0.0460）-（0.1060+0.0861）。m，2

a=------------------------------------=2.00m/s~

4x0.01

在減速階段產(chǎn)生的加速度的力是滑動(dòng)摩擦力和紙帶受的阻力，所以計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因素的真實(shí)值偏大.

10.（2017全國1）某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間。實(shí)驗(yàn)前,

將該計(jì)時(shí)器固定在小車旁，如圖（a）所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運(yùn)動(dòng)過程

中，滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地滴下小水滴，圖（b）記錄了桌面上連續(xù)的6個(gè)水滴的位置。（已知滴水計(jì)時(shí)

器每30s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴）

左83T100H7~133右

150mm

圖(4)

（1）由圖（b）可知，小車在桌面上是（填“從右向左”或“從左向右”）運(yùn)動(dòng)的。

（2）該小組同學(xué)根據(jù)圖（b）的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動(dòng)。小車運(yùn)動(dòng)到圖（b）中A點(diǎn)位置時(shí)的速度大

小為m/s,加速度大小為____________m/s2o（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

【考向】平均速度法的應(yīng)用、逐差法求加速度

【答案】（1）從右向左（2）0.19,0.037

302

【解析】滴水計(jì)時(shí)器每30s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴減速運(yùn)動(dòng)，可知T=—s=-s

453

二（117+133）x10-3二

勻變速運(yùn)動(dòng)的物體某段位移平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度一c2-

2x—

a=K133+15。)-儂+100)”1廠=0.0373

去掉中間一段利用逐差法可求得物體的加速度為:6x(—)2

3

11.（2011年山東）（1）某探究小組設(shè)計(jì)了“用一把尺子測定動(dòng)摩擦因數(shù)”的實(shí)驗(yàn)方案。如圖所示，將一個(gè)小

球和一個(gè)滑塊用細(xì)繩連接，跨在斜面上端。開始時(shí)小球和滑塊均靜止，剪斷細(xì)繩后，小球自由下落，滑塊

沿斜面下滑，可先后聽到小球落地利滑塊撞擊擋板的聲音，保持小球和滑塊釋放的位置不變，調(diào)整擋板位

置，重復(fù)以上操作，直到能同時(shí)聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。用刻度尺測出小球下落的高度H、

滑塊釋放點(diǎn)與擋板處的高度差h和沿斜面運(yùn)動(dòng)的位移工。（空氣阻力對本實(shí)驗(yàn)的影響可以忽略）

①滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的加速度與重力加速度的比值為o

②滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為o

③以下能引起實(shí)驗(yàn)誤差的是o

a.滑塊的質(zhì)量

b.當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮?/p>

c.長度測量時(shí)的讀數(shù)誤差

d.小球落地和滑塊撞擊擋板不同時(shí)

【考向】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、誤差定律、誤差分析

Y尤21

【答案】①77②（〃一二）,,,③Cd

HHv—h2

1,

【解析】①滑動(dòng)沿斜面做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有x=—

2

1ax

小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，有H=—9所以一=吉。

2gH

②對滑塊受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得a=gsin6-〃gcos夕

即土ghG_/?2解得(h--)---—

H=g一X

③由①②分析知，c、d能引起實(shí)驗(yàn)誤差。

題型二、驗(yàn)證力的平行四邊形定則與彈簧勁度系數(shù)的測量

12.（2018天津）某研究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)，所用器材有：方木板一塊，白紙，量程為

5N的彈簧測力計(jì)兩個(gè)，橡皮條（帶兩個(gè)較長的細(xì)繩套），刻度尺，圖釘（若干個(gè)）。

①具體操作前，同學(xué)們提出了如下關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的建議，其中正確的有o

A.橡皮條應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上

B.重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，結(jié)點(diǎn)。的位置可以與前一次不同

C.使用測力計(jì)時(shí)，施力方向應(yīng)沿測力計(jì)軸線；讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對測力計(jì)刻度

D.用兩個(gè)測力計(jì)互成角度拉橡皮條時(shí)的拉力必須都小于只用一個(gè)測力計(jì)時(shí)的拉力

②該小組的同學(xué)用同一套器材做了四次實(shí)驗(yàn)，白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點(diǎn)位置。，力的標(biāo)度、分力和合

力的大小及表示力的作用線的點(diǎn)，如下圖所示。其中對于提高實(shí)驗(yàn)精度最有利的是O

【考向】驗(yàn)證力的平行四邊形定則

【答案】（2）①BC②B

【解析】驗(yàn)證力的平行四邊形定則時(shí)用一個(gè)測力計(jì)拉橡皮筋與用兩個(gè)測力計(jì)拉橡皮筋時(shí)必須保證拉到同一

個(gè)結(jié)點(diǎn)O,如果想再進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)就不一定非得保證結(jié)點(diǎn)拉至原來的O點(diǎn)了；

AD選項(xiàng)中結(jié)點(diǎn)單位標(biāo)距太大，影響實(shí)驗(yàn)精度；C選項(xiàng)拉力值太??；誤差較大；

13.（2017全國3）某探究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)，將畫有坐標(biāo)軸（橫軸為x軸，縱軸為y

軸，最小刻度表示1mm）的紙貼在桌面上，如圖（a）所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(diǎn)（位

于圖示部分除外），另一端P位于y軸上的A點(diǎn)時(shí)，橡皮筋處于原長。

（1）用一只測力計(jì)將橡皮筋的P端沿y軸從A點(diǎn)拉至坐標(biāo)原點(diǎn)。，此時(shí)拉力廠的大小可由測力計(jì)讀出。測

力計(jì)的示數(shù)如圖（b）所示，尸的大小為No

（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A點(diǎn)；現(xiàn)使用兩個(gè)測力計(jì)同時(shí)拉橡皮筋，再次將P端拉至。點(diǎn)。

此時(shí)觀察到兩個(gè)拉力分別沿圖（a）中兩條虛線所示的方向，由測力計(jì)的示數(shù)讀出兩個(gè)拉力的大小分別為

尸i=4.2N和尸2=5.6No

（i）用5mm長度的線段表示1N的力，以。點(diǎn)為作用點(diǎn)，在圖（a）中畫出力6、B的圖示，然后按平

形四邊形定則畫出它們的合力

（ii）/合的大小為N,尸合與拉力廠的夾角的正切值為o

若歹合與拉力廠的大小及方向的偏差均在實(shí)驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。

【考向】驗(yàn)證力的平行四邊形定則、彈簧稱的讀數(shù)；

【答案】（1）4。（2）（I）B、B和尸合如圖所示（II）4.0、0.05

【解析】按照（2）（i）的要求做出力的圖示，通過平移的手段將兩個(gè)分力和一個(gè)合力放在一個(gè)封閉的矢量

三角形中，結(jié)合三角函數(shù)的基本關(guān)系即可求得；

14.（2015四川）某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時(shí)，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，讓刻度尺零刻度與彈簧上端

平齊，在彈簧下端掛1個(gè)鉤碼，靜止時(shí)彈簧長度為/1,如圖1所示，圖2是此時(shí)固定在彈簧掛鉤上的指針在

刻度尺（最小分度是1毫米）上位置的放大圖，示數(shù)6=cm.。在彈簧下端分別掛2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、

5個(gè)相同鉤碼，靜止時(shí)彈簧長度分別是/2、b、k、&已知每個(gè)鉤碼質(zhì)量是50g,掛2個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧彈力

F2=N（當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.8m/s2）。要得到彈簧伸長量x,還需要測量的是。作出?x

曲線，得到彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。

a1s2

【考向】刻度尺的讀數(shù)、彈簧勁度系數(shù)的求解

【答案】25,850.98彈簧的原長/o

【解析】彈簧的進(jìn)度系數(shù)左=——，刻度尺的指示為彈簧的總長，所以需要求得彈簧的原長才可計(jì)算Ax；

Ax

圖2顯示掛一個(gè)鉤碼時(shí)彈簧的總長為h為25.85cm,掛2個(gè)鉤碼時(shí)彈簧的彈力等于2個(gè)夠嗎的總重力，大小

為歹=2mg=2x50x107x9.8=0.98N

15.(2015山東)某同學(xué)通過下述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則。實(shí)驗(yàn)步驟：

①將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向。

②如圖甲所示，將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧秤示數(shù)

為某一設(shè)定值時(shí)，將橡皮筋兩端的位置記為5、。2,記錄彈簧秤的示數(shù)E測量并記錄。1、。2間的距離(即

橡皮筋的長度/)。每次將彈簧秤示數(shù)改變0.50N,測出所對應(yīng)的/,部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示：

F(N)00.501.001.052.002.50

I(cm)/o10.9712.0213.0013.9815.05

③找出②中F=2.50N時(shí)橡皮筋兩端的位置，重新記為。、。'，橡皮筋的拉力記為弊。，。

④在秤鉤上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖乙所示。用兩圓珠筆尖成適當(dāng)角度同時(shí)拉橡皮筋

的兩端，使秤鉤的下端達(dá)到。點(diǎn)，將兩筆尖的位置標(biāo)，記為A、B,橡皮筋OA段的拉力記為RM,OB段的

拉力記為FOB。

完成下列作圖和填空：

(1)利用表中數(shù)據(jù)在給出的坐標(biāo)紙上(見答題卡)畫出產(chǎn)一/圖線，根據(jù)圖線求得/o=cm。

(2)測得。4=6.00cm,OB=7.60cm,則RM的大小為N?

(3)根據(jù)給出的標(biāo)度，在答題卡上作出尸OA和FOB的合力尸'的圖示。

(4)通過比較尸與的大小和方向，即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

【考向】驗(yàn)證力的平行四邊形定則、彈簧勁度系數(shù)的求解，活結(jié)的特點(diǎn)

【答案】(1)10.00；(2)1.80；(3)如圖；(4)Foo

【解析】(1)做出圖像，求得直線的截距即為/0,可得/o=10.00cm；

(2)可計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)為左=￡=，N/M=50N/M；若。4=6.00cm,OB=7.60cm,則彈簧的彈

Ax0.02

tlF=kM=50(6.00+7.60-10.0)x10-2=1.8A^；則此時(shí)％=5=L8N

(3)如圖;

(4)通過比較廣和R)o'的大小和方向，可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.

16.(2014全國1)某同學(xué)利用圖(a)所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m

的對應(yīng)關(guān)系圖，如圖(b)所示.實(shí)驗(yàn)中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200g,實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩和

輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得到，回答下列問題：

A<z/(m-82)

5

4

3

位移傳感器(發(fā)射器'),位移傳感器(接收器)

圖(b)圖(a)

(1)根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成(選填“線性”或“非線性”)關(guān)系.

(2)由圖(b)可知，小機(jī)圖線不經(jīng)過原點(diǎn)，可能的原因是

（3）若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論，并直接以

鉤碼所受重力根g作為小車受到的合外力，則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是,鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條

件是.

【考向】驗(yàn)證牛二定律

【答案】（1）非線性（2）存在摩擦力（3）調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

【解析】本題考查了驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn).（1）根據(jù)圖中描出的各點(diǎn)作出的圖像不是一條直線，故小車

的加速度和鉤碼的質(zhì)量成非線性關(guān)系.（2）圖像不過原點(diǎn)，小車受到拉力但沒有加速度，原因是有摩擦力的

影響.（3）平衡摩擦力之后，在滿足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件下，可以得出在小車質(zhì)量不變的情況下

拉力與加速度成正比的結(jié)論.

17.（2018全國1）如圖（a）,一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤；一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成，

主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對齊的裝置，簡化為圖中的指針。

現(xiàn)要測量圖（a）中彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)托盤內(nèi)沒有祛碼時(shí)，移動(dòng)游標(biāo)，使其零刻度線對準(zhǔn)指針，此時(shí)標(biāo)

尺讀數(shù)為1.950cm；當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100kg的祛碼時(shí)，移動(dòng)游標(biāo)，再次使其零刻度線對準(zhǔn)指針，標(biāo)尺示

數(shù)如圖（b）所示,其讀數(shù)為cm。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80m/s2,此彈簧的勁度系數(shù)為N/m

（保留3位有效數(shù)字）。

3

4

5

圖（a）圖（b）

【考向】游標(biāo)卡尺的讀數(shù)、彈簧進(jìn)度系數(shù)的測量

【答案】3.77553.7

【解析】彈簧的勁度系數(shù)左=竺=°100*9.8=53.7N/W

Ax3.775-1.950

18.（2014?浙江）在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時(shí)，某同學(xué)把兩根彈簧如圖1連接起來進(jìn)行探究.

I

題圖1

鉤碼數(shù)1234

LA/CHI15.7119.7123.6627.76

Lfi/cm29.9635.7641.5147.36

表1

(1)某次測量如圖2所示，指針示數(shù)為cm.

⑵在彈性限度內(nèi)，將50g的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧下端，得到指針A、2的示數(shù)^和LB如表1.用表1數(shù)據(jù)計(jì)算

彈簧I的勁度系數(shù)為N/m(重力加速度g取10m/s2).由表I數(shù)據(jù)(選填“能”或“不能”)計(jì)算出彈

簧H的勁度系數(shù).

題圖2

【考向】刻度尺的讀數(shù)、彈簧勁度系數(shù)的測量

【答案】(1)(15.95?16.05)cm,有效數(shù)字位數(shù)正確(2)(12.2-12.8)N/m能

【解析】

⑴由圖2可知刻度尺能精確到0.1cm,讀數(shù)時(shí)需要往后估讀一位.故指針示數(shù)為16.00+0.05cm.

(2)由表1中數(shù)據(jù)可知每掛一個(gè)鉤碼，彈簧I的平均伸長量Axi=4cm,彈簧II的總平均伸長量AX2=5.80cm,

根據(jù)胡克定律可求得彈簧I的勁度系數(shù)為12.5N/m,同理也能求出彈簧H的勁度系數(shù).

19.(2014?新課標(biāo)2)某實(shí)驗(yàn)小組探究彈簧的勁度系數(shù)上與其長度(圈數(shù))的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示：一均

勻長彈簧豎直懸掛，7個(gè)指針Po、Pi、巳、尸3、尸4、尸5、尸6分別固定在彈簧上距懸點(diǎn)0、10、20、30、40、

50、60圈處；通過旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，Po指向0刻度.設(shè)彈簧下端未掛重物時(shí),

各指針的位置記為抽；掛有質(zhì)量為0.100kg的祛碼時(shí)，各指針的位置記為x.測量結(jié)果及部分計(jì)算結(jié)果如下

表所示("為彈簧的圈數(shù)，重力加速度取9.80m/s，已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧總?cè)?shù)為60,整個(gè)彈簧的自由長度為

11.88cm.

(1)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：①;②

破■碼

圖(a)

Pi尸2ft尸4尸5P6

xo(cm)2.044.066.068.0510.0312.01

x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41

n102030405060

網(wǎng)N/m)163①56.043.633.828.8

1

工(m/N)0.0061②0.01790.02290.02960.0347

11

(2)以〃為橫坐標(biāo)，工為縱坐標(biāo)，在圖(b)給出的坐標(biāo)紙上畫出工-〃圖像.

0.03

0.02

0.01

圖(b)

(3)圖(b)中畫出的直線可近似認(rèn)為通過原點(diǎn).若從實(shí)驗(yàn)中所用的彈簧截取圈數(shù)為w的一段彈簧，該彈簧的勁

度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達(dá)式為左=③N/m；該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度/o(單位為m)

的關(guān)系的表達(dá)式為k=?N/m.

【考向】彈簧勁度系數(shù)的求解

【答案】

⑴①81.7②0.0122（2）略

1.75義1。31.67x1031.83x1033.473.313.62

⑶③"（在"?"之間均同樣給分）④10（在Zo~lo之間均同樣給分）

【解析】

mg0.100x9.80

（1）①左=Ax=（5.26-4,06）xl0-2==81.7N/m；

1_J_

②左=81.7m/N=0.0122m/N.

11.7X1O3

（3）由作出的圖像可知直線的斜率為5.8x10-4,故直線方程滿足1=5.8x10-4〃向此即k=一~N/m（在

1.67x103L83X1CP

w~w之間均正確）

n603.473.31

④由于60圈彈簧的原長為11.88cm,則n圈彈簧的原長滿足打=1i.88xl（F2,代入數(shù)值，得k=1（在lo?

3.62

1之間均正確）.

20.某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。

①圖甲是不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，其示數(shù)為7.73cm,圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針

所指的標(biāo)尺刻度，此時(shí)彈簧的伸長量為cm;

②本實(shí)驗(yàn)通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關(guān)于此■操作，下列選項(xiàng)中規(guī)范的做法

是;（填選項(xiàng)前的字母）

逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重

隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重

③圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量力/與彈力廠的關(guān)系圖線，圖線的段明顯?偏離直線。4,造成這種現(xiàn)

象的主要原因是o

【考向】彈簧進(jìn)度系數(shù)的測量、刻度尺的讀數(shù)

【答案】6.93cm-；A；鉤碼重力超過彈簧彈力范圍

【解析】隨意增減祛碼的個(gè)數(shù)，可能會(huì)造成超出彈簧彈性限度的可能，所以要逐一增減祛碼；AB段彈簧的

伸長量與彈力不成線性關(guān)系可能正是彈簧超出彈性限度了；

21.(2015安徽)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將

橡皮條的一端固定在木板上一點(diǎn)，兩個(gè)細(xì)繩套系在橡皮條的另一端，用兩個(gè)彈簧測力計(jì)分別拉住兩個(gè)細(xì)繩

套，互成角度地施加拉力，使得橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置，如圖所示，請將以下的實(shí)驗(yàn)操作

和處理補(bǔ)充完整：

①用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置，記為。；

②記錄兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)Fi和F2,沿每條細(xì)繩的方向用鉛■筆分別描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把相應(yīng)的點(diǎn)連

成線；

?③只用一個(gè)彈簧測力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置。，記錄測力計(jì)的示數(shù)八，；

④按照力的圖示要求