?專題13 力學(xué)實(shí)驗(yàn)
1．（2021·廣東高三模擬）利用圖（甲）示裝置可以做力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)

（i）以下說法正確的是______；
A．利用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)” 時(shí)，必須設(shè)法消除小車和木板間的摩擦阻力的影響
B．利用此裝置探究 “小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系” 并用圖象法處理數(shù)據(jù)時(shí)，如果畫出的a-M關(guān)系圖象不是直線，就可確定加速度與質(zhì)量成反比
C．利用此裝置探究“功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將木板帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高，這樣做的目的是利用小車重力沿斜面分力補(bǔ)償小車運(yùn)動(dòng)中所受阻力的影響
（ii）甲同學(xué)在利用此裝置進(jìn)行“探究加速度a與力F的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)過程中，打出了一條紙帶。從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，用刻度尺測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖（乙）所示。 已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz。求：
①從圖中所給的刻度尺上讀出A、B兩點(diǎn)間的距離s1 =______cm；
②該小車的加速度a =______m/s2。
③實(shí)驗(yàn)的過程中，甲同學(xué)不斷增加所掛鉤碼的個(gè)數(shù)，導(dǎo)致鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量， 則小車加速度a的值隨鉤碼的個(gè)數(shù)的增加將趨近于______的值。
【答案】C 0.70 0.2 當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?
【解析】（i）[1]A．利用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí)，不需要消除摩擦力的影響，故A錯(cuò)誤；B．利用此裝置探究“小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”，并用圖象法處理數(shù)據(jù)時(shí)，如果畫出的a-M關(guān)系圖象不是直線，確定加速度a與質(zhì)量M成反比，應(yīng)該作圖線，看是否成正比，若成正比，說明a與M成反比，故B錯(cuò)誤。C．利用此裝置探究“功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將木板帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高，這樣做的目的是利用小車重力沿斜面分力補(bǔ)償小車運(yùn)動(dòng)中所受阻力的影響。故C正確。故選C。
（ii）[2]從圖中所給的刻度尺上讀出A、B兩點(diǎn)間的距離S1=0.70cm。
[3]B、C間的距離S2=0.90cm，根據(jù)，得
[4]對(duì)整體分析，根據(jù)牛頓第二定律得，當(dāng)時(shí)，a趨向于g。
2．（2021·天津高三模擬）如圖所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)半徑相同的小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。

（1）為完成此實(shí)驗(yàn)，以下提供的測(cè)量工具中，本實(shí)驗(yàn)必須使用的是______；（選填選項(xiàng)前的字母）
A．刻度尺 B．天平
C．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 D．秒表
（2）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是______；（選填選項(xiàng)前的字母）
A．同一組實(shí)驗(yàn)中，入射小球必須從同一位置由靜止釋放
B．入射小球的質(zhì)量必須小于被碰小球的質(zhì)量
C．軌道傾斜部分必須光滑
D．軌道末端必須水平
（3）圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影，實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓入射小球多次從斜軌上位置S由靜止釋放，通過白紙和復(fù)寫紙找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測(cè)出平拋射程OP。然后，把被碰小球靜置于軌道的水平部分末端，仍將入射小球從斜軌上位置S由靜止釋放，與被碰小球相碰，并多次重復(fù)該操作，兩小球平均落地點(diǎn)位置分別為M、N。實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的有______；（選填選項(xiàng)前的字母）
A．入射小球和被碰小球的質(zhì)量m1、m2
B．入射小球開始的釋放高度h
C．小球拋出點(diǎn)距地面的高度H
D．兩球相碰后的平拋射程OM、ON
（4）在某次實(shí)驗(yàn)中，記錄的落點(diǎn)平均位置M、N幾乎與OP在同一條直線上，在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式______，則可以認(rèn)為兩球碰撞前后在OP方向上的總動(dòng)量守恒；［用（3）中測(cè)量的量表示］
（5）某同學(xué)在上述實(shí)驗(yàn)中更換了兩個(gè)小球的材質(zhì)，且入射小球和被碰小球的質(zhì)量關(guān)系為m1=2m2，其它條件不變。兩小球在記錄紙上留下三處落點(diǎn)痕跡如下圖所示。他將米尺的零刻線與O點(diǎn)對(duì)齊，測(cè)量出O點(diǎn)到三處平均落地點(diǎn)的距離分別為OA、OB、OC。該同學(xué)通過測(cè)量和計(jì)算發(fā)現(xiàn)，兩小球在碰撞前后動(dòng)量是守恒的。

①由此可以判斷出圖中B處是______；
A．未放被碰小球，入射小球的落地點(diǎn)
B．入射小球碰撞后的落地點(diǎn)
C．被碰小球碰撞后的落地點(diǎn)
②若進(jìn)一步研究該碰撞是否為彈性碰撞，還需要判斷關(guān)系式______是否成立。［用（5）中的物理量表示］
【答案】AB AD AD m1·OP =m1·OM+m2·ON C m1·OC2=m1·OA2+m2·OB2
【解析】(1)[1]本實(shí)驗(yàn)必須使用的有天平，用來測(cè)小球的質(zhì)量，還有刻度尺，用來測(cè)小球平拋的水平位移，AB正確。故選AB。
(2)[2]AC．同一組實(shí)驗(yàn)中，入射小球必須從同一位置由靜止釋放即可，軌道傾斜部分不必光滑，A正確，C錯(cuò)誤；B．入射小球的質(zhì)量必須大于被碰小球的質(zhì)量，才能使兩球碰后均向前運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；D．軌道末端必須水平，才能使小球做平拋運(yùn)動(dòng)，D正確。故選AD。
(3)[3]實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的有入射小球和被碰小球的質(zhì)量m1、m2，兩球相碰后的平拋射程OM、ON，AD正確。
(4)[4]若碰撞過程動(dòng)量守恒，應(yīng)滿足，小球做平拋運(yùn)動(dòng)豎直位移相同，故運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，由可知，平拋初速度與水平位移成正比，故應(yīng)滿足的表達(dá)式為m1·OP =m1·OM+m2·ON。
(5)[5]若入射小球和被碰小球的質(zhì)量關(guān)系為m1=2m2，則表達(dá)式為2OP =2OM+ON
由圖可知OA=17.6cm、OB=25.0cm、OC=30.0cm，帶入上式對(duì)比可得2OC=2OA+OB
故C點(diǎn)是未放被碰小球時(shí)入射球的落地點(diǎn)，B處是被碰小球碰撞后的落地點(diǎn)，A是入射小球碰撞后的落地點(diǎn)，C正確。故選C。
(6) [6]若是彈性碰撞，則滿足機(jī)械能守恒m1=m1+m2
整理可得m1·OC2=m1·OA2+m2·OB2。
3．（2021·天津高三模擬）在“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，桌上放一塊方木板，用圖釘把一張白紙釘在方木板上。再用圖釘把橡皮條一端固定在板上的A點(diǎn)。在橡皮條另一端拄上兩條細(xì)繩形成結(jié)點(diǎn)，細(xì)繩的另一端系著繩套。先用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條；再用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過細(xì)繩套拉橡皮條。

（1）判斷力F單獨(dú)作用與力F1、F2共同作用效果相同的依據(jù)是 ___________
A．F的大小等于F1與F2的大小之和
B．使橡皮條伸長(zhǎng)相同的長(zhǎng)度
C．使橡皮條上的結(jié)點(diǎn)到達(dá)同一位置
（2）實(shí)驗(yàn)中需要標(biāo)記或者記錄的信息有 ___________
A．橡皮條的原長(zhǎng)
B．橡皮條原長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置
C．力F的大小和方向
D．力F1、F2的大小和方向
（3）下列措施可以減小實(shí)驗(yàn)誤差的是 ___________
A．橡皮條應(yīng)與兩繩套夾角的平分線在同一直線上
B．用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，兩個(gè)繩套的夾角必須等于90°
C．用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)盡量與木板平行
D．拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些
【答案】C CD CD
【解析】（1）[1]判斷力F單獨(dú)作用與力F1、F2共同作用效果相同的依據(jù)是使橡皮條上的結(jié)點(diǎn)到達(dá)同一位置，表示力的大小與方向都是相同的，選項(xiàng)C正確；
（2）[2]實(shí)驗(yàn)中需要標(biāo)記或者記錄的信息有力F的大小和方向及力F1、F2的大小和方向，以便于畫出它們的力的圖示并加以比較，選項(xiàng)CD正確；
（3）[3]C．可以減小實(shí)驗(yàn)誤差的是用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)盡量與木板平行，選項(xiàng)C正確；D．拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些，以便于標(biāo)出拉力的方向來，選項(xiàng)D正確；A．而橡皮條不一定要與兩繩套夾角的平分線在同一直線上，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，兩個(gè)繩套的夾角不必要等于90°，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。故選CD。
4．（2021·浙江紹興市高三二模）（1）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖1裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。

①在平衡阻力時(shí)，小車拖著的紙帶打出的點(diǎn)如圖2所示，則需要把圖1中墊塊向______（填“左”或“右”）移動(dòng)；

②在正確操作后打出了一條紙帶，實(shí)際點(diǎn)跡如圖3。已知交流電頻率為50Hz，打下紙帶中P點(diǎn)的速度是______m/s（保留三位有效數(shù)字），該紙帶的運(yùn)動(dòng)方向是向______（填“左”或“右”）。

（2）在用氣墊導(dǎo)軌裝置做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)時(shí)，若要探究?jī)苫瑝K做反沖運(yùn)動(dòng)時(shí)的物理規(guī)律，應(yīng)選用______（填“甲”、“乙”或“丙”）結(jié)構(gòu)的滑塊。

【答案】右 1.76 左 甲
【解析】(1)[1]由紙帶可知，小車向左做加速運(yùn)動(dòng)，為進(jìn)一步平衡摩擦力，圖2中墊塊應(yīng)向右移一些；
[2]打下紙帶中P點(diǎn)的速度是
[3]由圖可知，小車拖著紙帶向左運(yùn)動(dòng)，則該紙帶的運(yùn)動(dòng)方向是向左；
(2)[4]若要探究?jī)苫瑝K做反沖運(yùn)動(dòng)時(shí)的物理規(guī)律，即兩滑塊應(yīng)向兩個(gè)相反方向彈開，則應(yīng)選甲圖。
5．（2021·遼寧朝陽市高三一模）老師要求同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，要求用自己學(xué)過的知識(shí)，原理簡(jiǎn)了，具有可操作性，盡量不用復(fù)雜的儀器。小明同學(xué)經(jīng)過認(rèn)真思考，認(rèn)為這個(gè)實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的是測(cè)速度，他用如圖所示的裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，物體A（可視為質(zhì)點(diǎn)）拴在長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩一端，輕繩另一端固定在O點(diǎn)，在A的前端放一個(gè)質(zhì)量較小的小金屬塊?，F(xiàn)將物體A拉起，使繩與豎直方向成角，由靜止開始釋放物體A，當(dāng)其到達(dá)最低位置時(shí)，受到豎直擋板P的阻擋而停止運(yùn)動(dòng)，之后小金屬塊將飛離物體A做平拋運(yùn)動(dòng)。測(cè)得小金屬塊的水平位移s和豎直下落高度h，重力加速度為g。
（1）用測(cè)得的物理量表示物體A在最低點(diǎn)的速度______；
（2）用已知的和測(cè)得的物理量表示物體A在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒的關(guān)系式為______；
（3）寫出一條減小實(shí)驗(yàn)誤差的建議：______。

【答案】 對(duì)于要測(cè)量的數(shù)據(jù)多次測(cè)量取平均值（選取受力后相對(duì)伸長(zhǎng)量盡量小的繩等）
【解析】(1)[1]設(shè)物體A質(zhì)量為m，重力對(duì)物體A做功為
物體A在最低點(diǎn)的速度可以用平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)求解，在豎直方向
在水平方向
解得
(2)[2]根據(jù)動(dòng)能定理可知表示物體A在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒的關(guān)系式為

(3)[3]減小系統(tǒng)誤差或偶然誤差的建議：對(duì)于要測(cè)量的數(shù)據(jù)多次測(cè)量取平均值（選取受力后相對(duì)伸長(zhǎng)量盡量小的繩等）。
6．（2021·湖南邵陽市高三一模）某同學(xué)想測(cè)量某地重力加速度g的大小和圓弧軌道的半徑R。所用裝置如圖甲所示，一個(gè)傾角為37°的固定斜面與豎直放置的光滑圓弧軌道相切，一個(gè)可以看做質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為m的滑塊從斜面上某處由靜止滑下，滑塊上有一個(gè)寬度為d的遮光條，在圓弧軌道的最低點(diǎn)有一光電門和一壓力傳感器（沒有畫出），可以記錄擋光時(shí)間t和傳感器受到的壓力F，己知重力加速度為g。

（1）若某次擋光時(shí)間為t0，則此時(shí)遮光條速度v=_________；
（2）實(shí)驗(yàn)過程中從斜面的不同位置釋放滑塊，然后記錄尉應(yīng)的遮光時(shí)間t和壓力傳感器的示數(shù)F，得到多組數(shù)據(jù)，該同學(xué)通過圖像法來處理數(shù)據(jù)，得到如圖乙所示的圖像，但忘記標(biāo)橫軸表示的物理量，請(qǐng)通過推理科充，橫軸表示的物理量為_________（填“t”、“ ”、“ t2”或“”）；
（3）已知圖乙中圖線的斜率為k，縱截距為b，則可知某地重力加速度g=_________；圓弧軌道的半徑R=__________。（用已知物理量符號(hào)表示）
【答案】
【解析】(1)[1]利用極短時(shí)間內(nèi)的平均速度表示瞬時(shí)速度，則遮光條通過光電門的速度
(2)[2]由牛頓第二定律有，在最低點(diǎn)。由牛頓第三定律有FN=F，解得，所以橫軸表示。
(3)[3][4]由表達(dá)式可知，b=mg，解得；。
7．（2021·天津高三模擬）某同學(xué)用如圖1所示的裝置來探究彈簧彈力F和長(zhǎng)度L的關(guān)系，把彈簧上端固定在鐵架臺(tái)的橫桿上，記錄彈簧自由下垂時(shí)下端所到達(dá)的刻度位置。然后，在彈簧下端懸掛不同質(zhì)量的鉤碼，記錄每一次懸掛鉤碼的質(zhì)量和彈簧下端的刻度位置，實(shí)驗(yàn)中彈簧始終未超過彈簧的彈性限度。通過分析數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
①實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)為可以用鉤碼所受重力的大小代替彈簧彈力的大小，這樣做的依據(jù)是__________；
②以彈簧受到的彈力F為縱軸、彈簧長(zhǎng)度L為橫軸建立直角坐標(biāo)系，依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出F－L圖像，如圖2所示。由圖像可知：彈簧自由下垂時(shí)的長(zhǎng)度L0=______________cm，彈簧的勁度系數(shù)k=________N/m；

③實(shí)驗(yàn)中未考慮彈簧自身受到的重力，請(qǐng)你說明這對(duì)彈簧勁度系數(shù)的測(cè)量結(jié)果是否有影響。___________。
【答案】根據(jù)平衡條件，鉤碼靜止時(shí)其所受重力大小等于彈力大小 10.0 40 無影響，因?yàn)?，與彈簧自重?zé)o關(guān)
【解析】①[1]實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)為可以用鉤碼所受重力的大小代替彈簧彈力的大小，這樣做的依據(jù)是根據(jù)平衡條件，鉤碼靜止時(shí)其所受重力大小等于彈力。
②[2][3]由圖可知，當(dāng)彈簧沒掛重物時(shí)，彈簧自由下垂的長(zhǎng)度
彈簧的勁度系數(shù)為
③[4]因?yàn)?與彈簧自重?zé)o關(guān)，故無影響。
8．（2021·湖南婁底市高三零模）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

（1）質(zhì)量均為M的重物A、B用繞過光滑定滑輪的輕繩連接、重物A上裝有質(zhì)量不計(jì)的遮光片，豎直標(biāo)尺下端固定有光電門，固定重物A。先記下遮光片在標(biāo)尺上對(duì)準(zhǔn)的位置，再在重物A點(diǎn)下面懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的鉤碼。由靜止釋放重物A，記錄遮光片通過光電門的遮光時(shí)間t，若遮光片的寬度為d，則遮光片擋光時(shí)重物A的速度為______。
（2）在乘物A下面懸掛2個(gè)，3個(gè)，4個(gè)……n個(gè)，保持每次重物下落的位置不變，重復(fù)（1）實(shí)驗(yàn)多次，測(cè)得多個(gè)對(duì)應(yīng)的遮光片遮光時(shí)間t，以為縱軸，以為橫軸，作出圖像，通過標(biāo)尺測(cè)出物A釋放時(shí)遮光片離光電門的距離h，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，如果作出的圖像與縱軸的截距等于______，圖像的斜率等于______，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證。
【答案】
【解析】（1）[1]由題意可得，遮光片遮光時(shí)重物的速度
（2）[2][3]根據(jù)機(jī)械能守恒，可得,即有,
如果圖像與縱軸的截距為、斜率為，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證。
9．（2021·天津高三模擬）用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
①對(duì)測(cè)量原理的理解正確的是____。
A．由g=可知，T一定時(shí)，g與l成正比
B．由g=可知，l一定時(shí)，g與T2成反比
C．單擺的振動(dòng)周期T和擺長(zhǎng)l可用實(shí)驗(yàn)測(cè)定，由g=可算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?br /> ②若測(cè)量結(jié)果得到的g值偏大，可能是因?yàn)開___。
A．組裝單擺時(shí)，選擇的擺球質(zhì)量偏大
B．測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)，將懸線長(zhǎng)作為單擺的擺長(zhǎng)
C．測(cè)量周期時(shí)，把n次全振動(dòng)誤認(rèn)為是（n+1）次全振動(dòng)
③下表是某同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并做了部分處理。
組次
1
2
3
4
5
6
擺長(zhǎng)l/cm
40.00
50.00
60.00
80.00
100.00
120.00
50次全振動(dòng)時(shí)t/s
63.0
74.0
77.5
89.5
100.0
109.5
周期T/s
1.26
1.48
1.55
1.79

2.19
周期的平方T2/s2
1.59
2.01
2.40
3.20

4.80
請(qǐng)計(jì)算第5組實(shí)驗(yàn)中的T2=____s2。

④將上表數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，可得到圖2所示的l﹣T2圖像，圖線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，斜率k=0.25m/s2。由此求得重力加速度g=____m/s2。（π2=9.87，此空答案保留3位有效數(shù)字）
【答案】C C 4.00 9.87
【解析】(1)[1]重力加速度與單擺無關(guān)，由單擺周期公式可知，測(cè)出單擺的擺長(zhǎng)L與周期T，可以求出重力加速度，故選C；
(2)[2]由單擺周期公式可知
A．?dāng)[周期與擺球質(zhì)量無關(guān)，組裝單擺時(shí)，選擇的擺球質(zhì)量偏大不會(huì)導(dǎo)致g的測(cè)量值偏大，故A錯(cuò)誤；B．測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)，將懸線長(zhǎng)作為單擺的擺長(zhǎng)，所測(cè)擺長(zhǎng)L偏小，所測(cè)g偏小，故B錯(cuò)誤；C．測(cè)量周期時(shí)，把n次全振動(dòng)誤認(rèn)為是（n+1）次全振動(dòng)，所測(cè)周期T偏小，所測(cè)g偏大，故C正確；故選C；
(3)[3]由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，完成50次全振動(dòng)需要的時(shí)間為100.0s，則周期T=2.0s，所以T2=2.02=4.00s2
(4)[4]由單擺周期公式可知，l-T2圖象的斜率，解得g=9.87m/s2。
10．（2021·天津高三模擬）打點(diǎn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

①除圖示器材外，下列器材中，必需的一組是__________
A．直流電源及導(dǎo)線、天平及砝碼
B．直流電源及導(dǎo)線、刻度尺
C．交流電源（，）及導(dǎo)線、天平及砝碼
D．交流電源（，）及導(dǎo)線、刻度尺
②下圖中的紙帶是實(shí)驗(yàn)過程中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下O點(diǎn)（中未標(biāo)出）時(shí)，重錘開始下落，a、b、c是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn)?？潭瘸叩目叹€與O點(diǎn)對(duì)齊，a、b、c三個(gè)點(diǎn)所對(duì)刻度如圖所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打出b點(diǎn)時(shí)錘下落的高度=__________，下落的速度為vb=__________（計(jì)算結(jié)果保留3位效數(shù)字）。

③某同學(xué)用上述方法測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h，算出對(duì)應(yīng)的速度平方，并作出-h圖像，設(shè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。下列說法正確的是__________。
A．圖像一定過原點(diǎn)
B．若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則機(jī)械能一定守恒
C．若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則斜率等于g
D．若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則斜率略小于
【答案】D 19.30 1.94（1.93~1.95） AD
【解析】①[1]電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要的電源是交流電源；打點(diǎn)的時(shí)間間隔是0.02s，不需要秒表；驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)可以不用測(cè)量重物的質(zhì)量，可以不要天平；測(cè)量長(zhǎng)度要用到米尺。故選D。
②[2]由圖可知，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打出b點(diǎn)時(shí)錘下落的高度hb為19.30cm。
[3]用a、c兩點(diǎn)的平均速度代表b點(diǎn)的瞬時(shí)速度有vb===1.94m/s（1.93~1.95都正確）
③[4]若機(jī)械能守恒則有mgh=mv2，整理后有v2=2gh，則若機(jī)械能守恒則v2—h的圖像是一條過原點(diǎn)，且斜率為2g的直線，但由于有空氣阻力以及紙帶和限位孔之間有摩擦等，導(dǎo)致有實(shí)驗(yàn)誤差，則該直線過原點(diǎn)，但斜率略小于2g。故選AD。
11．（2021·河北高三一模）圖1是探究加速度與力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。提供器材如下：帶有刻度尺的氣墊導(dǎo)軌、氣泵、光電門2個(gè)、數(shù)字計(jì)時(shí)器、帶擋光片滑塊（其上可放砝碼），砝碼盤（質(zhì)量）、質(zhì)量的砝碼5個(gè)。

實(shí)驗(yàn)步驟：固定光電門，測(cè)出光電門間的距離；調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平，將滑塊用細(xì)線跨過輕質(zhì)滑輪與砝碼盤相連；將5個(gè)砝碼放到滑塊上，釋放滑塊，測(cè)出其經(jīng)過光電門1和2的擋光時(shí)間；取滑塊上一個(gè)砝碼放入砝碼盤，釋放滑塊，測(cè)出擋光時(shí)間；再次取滑塊上一個(gè)砝碼，依次重復(fù)上述操作，直至將5個(gè)砝碼全部轉(zhuǎn)移到砝碼盤。描點(diǎn)作圖分析加速度與力的關(guān)系。
（1）圖2、圖3分別為甲、乙同學(xué)用各自實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的a—F圖像。

上述圖像中只有 _____（填“圖2”或“圖3”）能正確反映加速度和力的關(guān)系。錯(cuò)誤圖像形成的原因可能是_____。
A．滑塊釋放時(shí)具有一定的初速度
B．繪制a—F圖像時(shí)，將砝碼盤中的砝碼重量作為合力F
C．滑塊上固定的擋光片發(fā)生傾斜
（2）依據(jù)上述正確圖像計(jì)算出滑塊的質(zhì)量為____g。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
【答案】圖2 B
【解析】（1）根據(jù)牛頓第二定律知，加速度和合外力成正比，a—F圖像應(yīng)該是過原點(diǎn)的一條直線，所以上述圖像中只有圖2能正確反映加速度和力的關(guān)系；
圖3不是過原點(diǎn)的一條直線，形成的原因可能是繪制a—F圖像時(shí)，將砝碼盤中的砝碼重量作為合力F，沒有考慮砝碼盤（質(zhì)量）本身的重量，使得實(shí)際的合力比繪制a—F圖像時(shí)的合力偏大，故選B；
（2）設(shè)滑塊的質(zhì)量為M，砝碼盤及砝碼的質(zhì)量為m，細(xì)線上的拉力為FT，據(jù)牛頓第二定律，對(duì)砝碼盤及砝碼，對(duì)滑塊，可得加速度，即圖2圖像斜率即為，有，變形為，由題知當(dāng)時(shí)，即5個(gè)砝碼全部轉(zhuǎn)移到砝碼盤，這時(shí)砝碼盤及砝碼的質(zhì)量，所以滑塊的質(zhì)量。
12．（2021·重慶高三二模）某實(shí)驗(yàn)小組利用如題圖所示的裝置測(cè)量滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。在左端帶有滑輪的水平長(zhǎng)木板上放置一個(gè)滑塊，滑塊通過跨過定滑輪的細(xì)繩與小物塊相連，滑塊上表面安裝窄遮光片，在虛線P處安裝光電門，遮光片經(jīng)過光電門時(shí)，數(shù)字計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）會(huì)記錄遮光片的擋光時(shí)間，已知重力加速度為g。實(shí)驗(yàn)過程如下：

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光片的寬度d，用天平測(cè)出滑塊（含遮光片）的質(zhì)量M和小物塊的質(zhì)量m；
（2）按題圖組裝器材，調(diào)節(jié)滑輪高度使細(xì)繩與木板平行；
（3）固定滑塊，使遮光片左側(cè)與O點(diǎn)對(duì)齊，測(cè)出O點(diǎn)與P點(diǎn)之間的距離x；
（4）釋放滑塊，遮光片通過光電門，數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間為t；
（5）整理器材，處理數(shù)據(jù)。處理數(shù)據(jù)時(shí)，實(shí)驗(yàn)小組先計(jì)算出滑塊經(jīng)過P點(diǎn)的速度v=_______；再計(jì)算出滑塊從O運(yùn)動(dòng)到P的加速度a=________；最后根據(jù)牛頓第二定律得到滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=________（均用直接測(cè)量量和常數(shù)表示）。
【答案】
【解析】[1]滑塊經(jīng)過P點(diǎn)的速度
[2]根據(jù)v2=2ax，可得滑塊從O運(yùn)動(dòng)到P的加速度
[3]根據(jù)牛頓第二定律，解得滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
13．（2021·山東高三模擬）某小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)方案做“驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)”。質(zhì)量分別為的兩物體通過一根跨過定滑輪的輕質(zhì)細(xì)線相連接，物體Q上固定寬度為d的擋光片。在外力的作用下讓物體Q靜止在A點(diǎn)，穩(wěn)定后釋放P和Q，在A點(diǎn)正上方高h(yuǎn)處固定一光電門，擋光片通過光電門的時(shí)間t可由光電計(jì)時(shí)器測(cè)出。實(shí)驗(yàn)過程中可調(diào)整光電門的位置從而改變h，并測(cè)出對(duì)應(yīng)的時(shí)間t，得到若干組。

(1)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是___________（用題中所給的量表示）。
(2)得到若干組后，該小組的同學(xué)提出用圖像法來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你認(rèn)為他們應(yīng)該描繪的圖像是___________。
A． B． C． D．
(3)該小組的同學(xué)按上述方法作出圖像后，發(fā)現(xiàn)與預(yù)想的情況偏差較大，試寫出一條可能的原因___________。
【答案】 D 輕質(zhì)細(xì)線與定滑輪之間有摩擦或光電門測(cè)瞬時(shí)速度存在誤差
【解析】(1)[1]根據(jù)牛頓第二定律的表達(dá)式，有
物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，有
而速度

代入公式可得，該實(shí)驗(yàn)原理是
(2)[2]由可知h與成正比關(guān)系，所以應(yīng)該描繪的圖像是圖像，理論上可以得到一條過原點(diǎn)的直線；
(3)[3]作出圖像后，發(fā)現(xiàn)與預(yù)想的情況偏差較大，說明實(shí)驗(yàn)誤差較大，可能的原因有輕質(zhì)細(xì)線與定滑輪之間有摩擦、光電門測(cè)瞬時(shí)速度存在誤差等。
14．（2021·天津高三一模）用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證、組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。從高處由靜止開始下落，上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。如圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶，0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），所用電源的頻率為。已知。則（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

(1)在打下0點(diǎn)到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5的過程中系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量_____J；（當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭?。?br /> (2)在打下0點(diǎn)到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5的過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增加量_____J；
(3)某同學(xué)測(cè)出多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度大小v及對(duì)應(yīng)下落的高度h，作出的圖像如圖丙所示，則圖像的斜率表達(dá)式_____。（用、和g表示）
【答案】0.60J 0.58J
【解析】(1)在打下0點(diǎn)到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5的過程中系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量

(2)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.02×5s=0.1s
在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)，m2的速度
在打下0點(diǎn)到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5的過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增加量
(3)由機(jī)械能守恒定律得，可得
圖象的斜率表達(dá)式。
15．（2021·遼寧遼陽市高三一模）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，某班A小組同學(xué)按教材中的實(shí)驗(yàn)方案組裝了一套實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，B小組同學(xué)自己設(shè)計(jì)了另一套實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示。其中B小組同學(xué)將拉力傳感器測(cè)出的拉力F直接認(rèn)為等于小車所受的合力。

（1）為了讓細(xì)線的拉力等于小車所受的合力，A小組同學(xué)將木板右側(cè)墊高以補(bǔ)償小車運(yùn)動(dòng)過程中所受的阻力．你認(rèn)為B小組同學(xué)是否應(yīng)將木板右側(cè)墊高以補(bǔ)償小車運(yùn)動(dòng)過程中所受的阻力：___________（填“是”、“否”或“無影響”）。
（2）為了讓小盤和重物所受的重力等于細(xì)線的拉力，A小組同學(xué)讓小盤和重物的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量M．你認(rèn)為B小組同學(xué)是否必須讓小盤和重物的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量_________（填“是”或“否”）。

（3）B小組同學(xué)通過對(duì)另一條清晰紙帶的分析，在圖像中描出了一些點(diǎn)，如圖丙所示．則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。
【答案】是 否 4.8
【解析】(1)[1]為使細(xì)線上的拉力等于小車所受的合力，兩個(gè)小組都要平衡摩擦力；
(2)[2]A小組中要使小盤和重物受到的重力等于小車所受的合力，必須滿足小盤和重物的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，而B小組中細(xì)線上的拉力是用拉力傳感器直接測(cè)出的，不需要滿足小盤和重物的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量；
(3)[3]將題圖丙中的點(diǎn)連成直線，如圖所示，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知

，變形后得
所以由圖像的斜率可求得。
16．（2021·山東棗莊市高三二模）某學(xué)習(xí)興趣小組利用如下裝置做了“用單擺測(cè)量重力加速度的大小”實(shí)驗(yàn)。
（1）他們用機(jī)械式秒表記錄了單擺完成50次全振動(dòng)所需的時(shí)間，如圖所示。秒表的讀數(shù)為________s；

（2）如圖所示，給出了擺線上端的四種懸掛方式，其中，引起的擺長(zhǎng)測(cè)量誤差較小的是哪幾種？_______（選填圖中的字母代號(hào)）；
A． B． C． D．
（3）通過查閱資料，該學(xué)習(xí)興趣小組又用如下裝置再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定了最大擺角分別為、、、及、、時(shí)單擺的周期，數(shù)據(jù)記錄如下表所示：
最大擺角







周期（秒）
2.006
2.006
2.006
2.006
2.010
2.014
2.018
根據(jù)表中數(shù)據(jù)，你可以得出的結(jié)論是___________。

【答案】99.8 ABD 在最大擺角不大于5°時(shí)，單擺振動(dòng)周期跟振幅無關(guān)，大于5°時(shí)，振動(dòng)周期隨最大擺角的增大而增大。
【解析】（1）[1]秒表的讀數(shù)為
（2）[2]為了避免實(shí)驗(yàn)時(shí)由于小球的擺動(dòng)而導(dǎo)致懸點(diǎn)搖動(dòng)，而使擺長(zhǎng)發(fā)生變化，故懸掛點(diǎn)不能搖動(dòng)，要固定。
故選ABD。
（3）[3]由表格中數(shù)據(jù)得出結(jié)論是在最大擺角不大于5°時(shí)，單擺振動(dòng)周期跟振幅無關(guān)，大于5°時(shí)，振動(dòng)周期隨最大擺角的增大而增大。
17．（2021·廣東深圳市高三一模）圖1為“驗(yàn)證加速度與質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，圖2為同時(shí)釋放小車甲、乙后打出的兩條紙帶（相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)并未畫出）。忽略繩子的質(zhì)量以及滑輪與繩子間的摩擦。


（1）測(cè)量得到各相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如下表所示（單位：cm）：

S1（S1′）
S2（S2′）
S3（S3′）
S4（S4′）
S5（S5′）
S6（S6′）
紙帶甲
3.13
4.38
5.63
6.87
8.13
9.37
紙帶乙
3.50
4.49
5.51
6.49
7.51
8.51
可以判斷小車___________（填“甲”或“乙”）的加速度較大。請(qǐng)通過定量分析，說明你的判斷依據(jù)：___________。
（2）測(cè)得甲、乙兩車質(zhì)量分別為M1、M2，加速度分別為a1、a2，若在誤差允許范圍內(nèi)滿足___________（用a1、a2、M1、M2表示），則驗(yàn)證了加速度與質(zhì)量的關(guān)系。
（3）欲得到（2）中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，下列操作必要的有___________。
A．連接小車的細(xì)繩與桌面平行
B．平衡兩小車和桌面間的摩擦力
C．用天平測(cè)量動(dòng)滑輪和鉤碼的總質(zhì)量
【答案】甲 根據(jù)加速度可知，大的則加速度大，紙帶甲相等時(shí)間內(nèi)的位移差約為，而乙紙帶為，故甲紙帶的加速度更大 AB
【解析】(1)[1]由圖表可知，甲的紙帶上兩點(diǎn)相差距離差大于乙，故甲的加速度較大；
[2]根據(jù)加速度可知，大的則加速度大，紙帶甲相等時(shí)間內(nèi)的位移差約為，而乙紙帶為，故甲紙帶的加速度更大；
(2)[3]繩子兩邊受力相等，由牛頓第二定律可得，故。
(3)[4]實(shí)驗(yàn)中需要繩子的拉力為小車受力的合外力，則需要平衡摩擦力，且細(xì)繩與桌面平行。由于拉兩邊小車的繩子是一根繩子，拉力相等，故不需要測(cè)量動(dòng)滑輪組和砝碼的總質(zhì)量。故AB。
18．（2021·北京西城區(qū)高三一模）用如圖所示的裝置，來完成“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中使用的小球1和2半徑相等，用天平測(cè)得質(zhì)量分別為m1、m2，且m1 > m2。在木板上鋪一張白紙，白紙上面鋪放復(fù)寫紙，記下重錘線所指的位置O。先不放小球2，使小球1從斜槽上某一點(diǎn)S由靜止?jié)L下，落到水平地面P點(diǎn)。再把小球2靜置于斜槽軌道末端，讓小球1仍從S處由靜止?jié)L下，小球1和小球2碰撞后分別落在復(fù)寫紙上，在白紙上留下各自落點(diǎn)的痕跡。

（1）實(shí)驗(yàn)中，直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通過測(cè)量小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程來解決這個(gè)問題。確定碰撞前后落點(diǎn)的位置P、M、N，用刻度尺測(cè)量出水平射程OP、OM、ON。
①本實(shí)驗(yàn)必須滿足的條件是______
A．斜槽軌道必須是光滑的
B．斜槽軌道末端必須是水平的
C．小球1每次必須從同一高度由靜止釋放
②若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為：________
③通過測(cè)量小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程來代替小球的速度，這樣做的依據(jù)是：________
（2）在上述實(shí)驗(yàn)中換用不同材質(zhì)的小球，其它條件不變，可以改變小球的落點(diǎn)位置。下面三幅圖中，可能正確的落點(diǎn)分布是________

【答案】BC 小球離開斜槽末端做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向滿足，下落高度一定，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同；水平方向滿足，水平位移與平拋初速度成正比 B
【解析】(1)[1]A．因小球在斜槽末端的速度與平拋的水平位移成正比，所以斜槽是否光滑對(duì)該實(shí)驗(yàn)影響不大，A錯(cuò)誤；B．斜槽末端保持水平，是為了保證它們?cè)谒脚鲎埠笞銎綊佭\(yùn)動(dòng)，B正確；C．小球1每次必須從同一高度釋放，保證盡可能每次碰撞情況相同，C正確；故選BC。
[2][3] 小球離開斜槽末端做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向滿足
下落高度一定，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同；水平方向滿足
水平位移與平拋初速度成正比，兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為
(3)碰撞前的動(dòng)量等于碰撞后的動(dòng)量，所以P點(diǎn)是碰撞前的位置，M點(diǎn)是碰撞后的位置，N點(diǎn)是被碰小球的下落位置，AC錯(cuò)誤，B正確；故選B。
19．（2021·浙江衢州市高三二模）（1）圖1中，“探究求合力的方法”、“研究平拋運(yùn)動(dòng)”兩實(shí)驗(yàn)均需使用的器材是_______（填寫器材名稱）

（2）在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，通過對(duì)拉的方法來選擇兩個(gè)彈簧秤，方案一∶兩彈簧秤豎直懸掛在鐵架臺(tái)上對(duì)拉（圖2），方案二∶兩彈簧秤置于水平桌面對(duì)拉（如圖3），下列說法正確的是_________（多選）
A．彈簧秤使用前必須進(jìn)行調(diào)零
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)，兩個(gè)彈簧秤的量程需一致
C．若方案一的兩彈簧秤讀數(shù)相等，則可正常使用
D．若方案二的兩彈簧秤讀數(shù)相等，則可正常使用

（3）在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組使用的彈簧秤量程為5.00N，將橡皮條一端固定，先用兩只彈簧秤將橡皮條另一端拉到某一位置，標(biāo)記為O點(diǎn)，緊靠細(xì)繩標(biāo)記A、B兩點(diǎn)，并記錄彈簧秤讀數(shù)∶然后用一只彈簧秤將其拉至O點(diǎn)，標(biāo)記緊靠細(xì)繩的C點(diǎn)，并記錄彈簧秤讀數(shù)，該小組完成的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在圖4中。
①按實(shí)驗(yàn)要求完成作圖；（____）
②結(jié)合圖4，分析實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果，下列措施對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的是____________（多選）
A．適當(dāng)增加橡皮筋的原長(zhǎng)
B．適當(dāng)增大兩細(xì)繩的夾角
C．增大A、B兩點(diǎn)到O點(diǎn)的距離
D．增大彈簧秤的拉力
【答案】刻度尺 AD 見解析 BC
【解析】（1）[1] “探究求合力的方法”中，需要使用刻度尺做力的圖示，“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，需要使用刻度尺測(cè)量物體的位移，即兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中都要使用刻度尺；
（2）[2]彈簧秤在使用前必須進(jìn)行調(diào)零；實(shí)驗(yàn)中使用的兩個(gè)彈簧秤，其量程可以不同；方案一中豎直懸掛時(shí)，上面的彈簧由于自身重力作用而彈力偏大，下面的彈簧由于自身重力作用而彈力偏小，若兩彈簧秤讀數(shù)相等，則水平測(cè)量拉力時(shí)讀數(shù)必然不同，所以不能使用；若方案二的兩彈簧秤讀數(shù)相等，則可正常使用；故選AD。
（3）[3] 作圖如下：

（3）[4]增加橡皮筋的原長(zhǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響；圖中兩分力的夾角較小，根據(jù)平行四邊形的特點(diǎn)，適當(dāng)增大兩細(xì)繩的夾角，可以使作圖更精確，從而減小實(shí)驗(yàn)誤差；繩子的作用是顯示出力的方向，增大A、B兩點(diǎn)到O點(diǎn)的距離，可以提高分力方向的精確度，從而減小實(shí)驗(yàn)誤差；彈簧秤的量程為5.00N，圖中合力已經(jīng)達(dá)到了4.80N，所以不能再增大彈簧秤的拉力；故選BC。
20．（2021·遼寧撫順市高三一模）用如圖所示裝置來探究質(zhì)量一定時(shí)加速度和合外力的關(guān)系。其中M為帶有遮光條的小車的質(zhì)量，m為沙和沙桶的質(zhì)量，不計(jì)繩與滑輪質(zhì)量。

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，其示數(shù)如圖所示，則______mm；測(cè)出小車靜止時(shí)遮光條到光電門的距離為x，將小車由靜止釋放，由光電計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間是t，則小車的加速度______。（用測(cè)量量的符號(hào)表示）

（2）以拉力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，小車的加速度a為縱坐標(biāo)，畫出圖像是一條直線，如圖所示。圖線與橫坐標(biāo)的夾角為，求得圖線的斜率為k。則小車的質(zhì)量為______。

A． B． C． D．
【答案】5.50mm D
【解析】（1）[1]20分度的游標(biāo)卡尺精確度為0.05mm，則遮光條的寬度為

[2]小車通過遮光條的速度為
小車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有
聯(lián)立解得加速度為
（2）[3]拉力傳感器的示數(shù)F即為繩的拉力，對(duì)小車由牛頓第二定律有
可得
故圖像的斜率為
解得小車質(zhì)量為
而圖像橫軸和縱軸無標(biāo)度，也沒有相同的標(biāo)度，故不能用傾角的正切值計(jì)算斜率。故選D。
21．（2021·廣東高三模擬）某實(shí)驗(yàn)小組組裝了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來完成驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)。在小車A的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車A使之做勻速運(yùn)動(dòng)。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)做勻速運(yùn)動(dòng)，在小車A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50 Hz。

（1）下列操作正確的是___________；
A．本實(shí)驗(yàn)無需平衡摩擦力
B．先釋放拖動(dòng)紙帶的小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
C．先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放拖動(dòng)紙帶的小車
（2）若已測(cè)得打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距（已標(biāo)在圖上）。A為運(yùn)動(dòng)起始的第一點(diǎn)，則應(yīng)選___________段來計(jì)算A的碰前速度，應(yīng)選___________段來計(jì)算A和B碰后的共同速度（以上兩空均選填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）；

（3）已測(cè)得小車A的質(zhì)量m1=400 g，小車B的質(zhì)量m2=500 g，由以上測(cè)量結(jié)果可得碰前總動(dòng)量為___________kg·m/s，碰后總動(dòng)量為___________kg·m/s。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：___________。（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
【答案】C BC DE 1.06 1.05 在誤差允許的范圍內(nèi)，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒
【解析】（1）[1]本實(shí)驗(yàn)要保證系統(tǒng)動(dòng)量守恒，因此要平衡摩擦力，同時(shí)按照正確操作步驟應(yīng)該先開電源后推動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)。故選C。
（2）[2][3]由紙帶可知，BC段小車才勻速運(yùn)動(dòng)，而碰撞后DE段才開始勻速運(yùn)動(dòng)，故應(yīng)選BC段來計(jì)算A的碰前速度，應(yīng)選DE段來計(jì)算A和B碰后的共同速度；
（3）[4]碰前A的速度，則碰前的動(dòng)量
[5]碰后AB一起運(yùn)動(dòng)的速度，碰后的動(dòng)量。
[6]因此在誤差允許的范圍內(nèi)，系統(tǒng)動(dòng)量守恒。
22．（2021·廣東高三模擬）測(cè)定木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ的裝置如圖甲所示。長(zhǎng)木板左端帶有光滑定滑輪，放置在水平桌面上；木塊上方帶有凹槽，放置在木板上；細(xì)繩跨過定滑輪，一端連接木塊，另一端懸掛鉤碼。鉤碼一共有6個(gè)，每個(gè)質(zhì)量為20g，除掛在細(xì)繩上的鉤碼外，其余鉤碼全部放在木塊的凹槽中。釋放懸掛的鉤碼，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測(cè)量木塊運(yùn)動(dòng)的加速度，進(jìn)一步推算出木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A．在跨過定滑輪的細(xì)繩左端懸掛1個(gè)鉤碼，其余5個(gè)鉤碼放在木塊凹槽中，木塊初始位置靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，裝好紙帶，先通電，后釋放木塊，打出紙帶；
B．從凹槽中取出一個(gè)鉤碼增掛至細(xì)繩左端，打出相應(yīng)的紙帶，紙帶上標(biāo)記對(duì)應(yīng)懸掛鉤碼的總質(zhì)量m；
C．重復(fù)步驟B，直至凹槽內(nèi)的鉤碼全部取出，算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度a；
D．描點(diǎn)連線，作出a-m圖像；
E．根據(jù)a-m圖像計(jì)算木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。
（1）步驟C中的一條紙帶如圖乙所示，選取清晰計(jì)時(shí)點(diǎn)，依次標(biāo)注0、1、2、3、4、5、6，其中0與3兩點(diǎn)間的距離為3.66cm，0與6兩點(diǎn)間距離為8.40cm，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電頻率為50Hz，木塊的加速度a=________m/s2；

（2）若a-m圖像如圖丙所示，圖線過（0，–2.0）與（4.0，0）兩點(diǎn)，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2，則木塊與木板間的動(dòng)摩擦力因數(shù)μ=________，木塊的質(zhì)量為________kg。

【答案】3 0.2 0.12
【解析】（1）[1]木塊的加速度為。
（2）[2][3]設(shè)木塊的質(zhì)量為M，系統(tǒng)的加速度大小為a，對(duì)系統(tǒng)由牛頓第二定律有
，整理得，結(jié)合圖像解得μ＝0.2，M=0.12 kg。
23．（2021·山東高三模擬）某實(shí)驗(yàn)小組做“測(cè)量小車與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)裝置放置在水平桌面上，如圖甲所示；實(shí)驗(yàn)中采用了微型力傳感器來測(cè)量細(xì)線的拉力大小F。

(1)緊扣實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，利用圖甲并結(jié)合你曾有的實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷，下列說法正確的是___________。
A．不需要平衡摩擦力
B．應(yīng)當(dāng)先釋放小車，再接通電源
C．小車在加速運(yùn)動(dòng)的過程中，力傳感器的示數(shù)等于砂和砂桶的重力
D．一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
(2)現(xiàn)將長(zhǎng)木板水平放置，若所用電源的頻率為50 Hz，并提供毫米刻度尺處理紙帶。根據(jù)多條紙帶的數(shù)據(jù)，繪制了小車的加速度a與小車所受拉力F的圖像，如圖乙所示。由圖像可算出小車的質(zhì)量M =___________kg（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；若重力加速度g取10 m/s2，則小車與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ =___________。
(3)測(cè)出小車的質(zhì)量M后，小組成員繼續(xù)用該裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：他們撤掉通過定滑輪懸掛的砂和砂桶，并在長(zhǎng)木板右側(cè)墊一合適的墊片，然后用手輕推小車使之能做勻速運(yùn)動(dòng)；小車運(yùn)動(dòng)開始后，很快再在小車上輕放一物塊，得到如圖丙所示的一條紙帶。則所放物塊的質(zhì)量m與小車質(zhì)量M的關(guān)系是m= ___________。

【答案】A 0.20 0.05
【解析】(1)[1]A．因?qū)嶒?yàn)要測(cè)動(dòng)摩擦因數(shù)，故不能平衡摩擦力，A項(xiàng)正確；B．應(yīng)當(dāng)先接通電源，再釋放小車，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．小車在加速運(yùn)動(dòng)的過程中，小砂桶也存在向下等大的加速度，力傳感器的示數(shù)小于砂和砂桶的重力，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．因力傳感器可測(cè)出細(xì)線的拉力，無需用小砂桶的重力代替細(xì)線的拉力，故不需要砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選A。
(2)[2][3]由牛頓第二定律得，解得
通過圖像求得 kg-1
M = 0.20 kg
μg = 0.5 m/s2
μ = 0.05。
(3)[4]在小車上輕放物塊后，小車和物塊在水平方向上動(dòng)量守恒，分析紙帶可知，A點(diǎn)右側(cè)第三個(gè)點(diǎn)之后點(diǎn)子間隔開始均勻，但到了C點(diǎn)右側(cè)第二個(gè)點(diǎn)后間隔開始變小，第三個(gè)點(diǎn)之后又穩(wěn)定在另一個(gè)大小的均勻間隔，說明碰撞發(fā)生在CD段，碰前速度選擇BC段，碰后速度選擇DE段，因時(shí)間間隔相同，故不需要知道打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率，也可以計(jì)算質(zhì)量關(guān)系，用BC段距離表示碰前速度，用DE段距離表示碰后速度即可，解得m =。
24．（2021·江蘇高三一模）某興趣小組同學(xué)想探究橡皮圈中的張力與橡皮圖的形變量是否符合胡克定律，若符合胡克定律，則進(jìn)一步測(cè)量其勁度系數(shù)（圈中張力與整圈形變量之比）。他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所示實(shí)驗(yàn)：橡皮圈上端固定在細(xì)繩套上，結(jié)點(diǎn)為O，刻度尺豎直固定在一邊，0刻度與結(jié)點(diǎn)O水平對(duì)齊，橡皮圈下端懸掛鉤碼，依次增加鉤碼的個(gè)數(shù)，分別記錄下所掛鉤碼的總質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)橡皮圈下端P的刻度值x，如下表所示：
鉤碼質(zhì)量
20
40
60
80
100
120
P點(diǎn)刻度值
5.53
5.92
6.30
6.67
7.02
7.40
（1）請(qǐng)?jiān)趫D乙中，根據(jù)表中所給數(shù)據(jù)，充分利用坐標(biāo)紙，作出圖象；（_________）

（2）作出圖象后，同學(xué)們展開了討論：
甲同學(xué)認(rèn)為：這條橡皮圈中的張力和橡皮圈的形變量基本符合胡克定律；
乙同學(xué)認(rèn)為：圖象的斜率k即為橡皮圈的勁度系數(shù)；
丙同學(xué)認(rèn)為：橡皮圈中的張力并不等于所掛鉤碼的重力；
……
請(qǐng)參與同學(xué)們的討論，并根據(jù)圖象數(shù)據(jù)確定：橡皮圈不拉伸時(shí)的總周長(zhǎng)約為___________，橡皮圈的勁度系數(shù)約為___________（重力加速度g取，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。
（3）若實(shí)驗(yàn)中刻度尺的0刻度略高于橡皮筋上端結(jié)點(diǎn)O，則由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的勁度系數(shù)將___________（選填“偏小”、“偏大”或“不受影響”）；若實(shí)驗(yàn)中刻度尺沒有完全豎直，而讀數(shù)時(shí)視線保持水平，則由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的勁度系數(shù)將___________（選填“偏小”、“偏大”或“不受影響”）。
【答案】見解析 10.40 54.5 不受影響 偏小
【解析】(1)[1]描點(diǎn)作出圖象如圖所示

(2)[2]由圖象可知，橡皮圈不拉伸時(shí)P點(diǎn)距離O點(diǎn)的距離約為5.20cm（5.10cm~5.40cm），則橡皮圈的總周長(zhǎng)約為10.40cm（10.20cm~10.80cm）。
[3]由圖象可知，橡皮圈的勁度系數(shù)，則有。
(3)[4]若實(shí)驗(yàn)中刻度尺的0刻度略高于橡皮筋上端結(jié)點(diǎn)O，則由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的勁度系數(shù)將不受影響，因?yàn)橛?jì)算勁度系數(shù)時(shí)考慮的是橡皮筋的伸長(zhǎng)量而不是長(zhǎng)度。
[5]若實(shí)驗(yàn)中刻度尺沒有完全豎直，而讀數(shù)時(shí)視線保持水平，會(huì)使讀數(shù)偏大，則由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的勁度系數(shù)將偏小。
25．（2021·遼寧錦州市高三一模）用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。輕桿兩端固定兩個(gè)大小相等但質(zhì)量不等的小球P、Q，桿可以繞固定于中點(diǎn)O的水平軸在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。O點(diǎn)正下方有一光電門，小球可恰好通過光電門，已知重力加速度為g。

（1）P、Q從水平位置由靜止釋放，當(dāng)小球P通過最低點(diǎn)時(shí)，與光電門連接的數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間為，小球的直徑為d，則小球P經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度為______。
（2）用游標(biāo)卡尺測(cè)得小球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑為______cm。
（3）若兩小球P、Q球心間的距離為L(zhǎng)，小球P的質(zhì)量是小球Q質(zhì)量的k倍（），當(dāng)滿足______（用L、d、、g表示）時(shí)，就表明驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。
【答案】 1.360
【解析】(1)[1] 小球P經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度為
(2)[2] 小球的直徑為
(3)[3]系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則有，代入速度得。
26．（2021·遼寧大連市高三一模）如圖甲所示，一個(gè)帶有凹槽的圓盤，其凹槽寬度略大于紙帶寬度，圓盤繞水平軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，用該裝置可測(cè)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。操作如下：
i、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后固定在圓盤的凹槽內(nèi)；
ii、接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始打點(diǎn)，啟動(dòng)控制裝置讓圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使紙帶卷在圓盤上；
iii、停止圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，切斷電源，取下紙帶，進(jìn)行測(cè)量。

請(qǐng)回答下列問題：
（1）使用學(xué)生電源給實(shí)驗(yàn)中的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供電，應(yīng)采用圖乙中的______接法（填“A”或“B”）。

（2）在紙帶上標(biāo)記若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)并測(cè)量它們的間距如圖丙所示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，測(cè)得圓盤直徑為d，槽深為h；則打下點(diǎn)B時(shí)，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度的表達(dá)式為ω=______。（忽略紙帶厚度帶來的影響）
（3）由于紙帶具有一定的厚度，會(huì)使角速度的測(cè)量結(jié)果______（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。
【答案】B 偏大
【解析】(1)[1]電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電，所以應(yīng)采用圖乙中的B接法。
(2)[2]點(diǎn)B的線速度為，圓盤的凹槽內(nèi)徑為，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度的表達(dá)式為
(3)[3]由于紙帶具有一定的厚度，則計(jì)算半徑時(shí)所用數(shù)據(jù)偏小，根據(jù)，可知角速度的測(cè)量結(jié)果偏大。
27．（2021·廣東高三一模）某實(shí)驗(yàn)小組在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，操作過程如下：
(1)將彈簧水平放置并處于自然狀態(tài)，將標(biāo)尺的零刻度與彈簧一端對(duì)齊，彈簧的另一端所指的標(biāo)尺刻度如圖甲所示，則該讀數(shù)為___________cm。

(2)接著，將彈簧豎直懸掛，由于_____的影響，不掛鉤碼時(shí)，彈簧也有一定的伸長(zhǎng)，其下端所指的標(biāo)尺刻度如圖乙所示；圖丙是在彈簧下端懸掛鉤碼后所指的標(biāo)尺刻度，則彈簧因掛鉤碼引起的伸長(zhǎng)量為________cm。
(3)逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后彈簧下端所指的標(biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重力。該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在處理數(shù)據(jù)時(shí)，將鉤碼總重力F作為橫坐標(biāo)，彈簧伸長(zhǎng)量Δl作為縱坐標(biāo)，作出了如圖丁所示的a、b兩條Δl-F圖像，其中直線b中的是用掛鉤碼后的長(zhǎng)度減去______（選填“圖甲”或“圖乙”）所示長(zhǎng)度得到的。
【答案】7.0 彈簧自身重力 6.9 圖甲
【解析】(1)[1]該讀數(shù)為7.0cm；
(2)[2][3]由于彈簧自身重力的影響，不掛鉤碼時(shí)，彈簧也有一定的伸長(zhǎng)，其下端所指的標(biāo)尺刻度為7.4cm；在彈簧下端懸掛鉤碼后所指的標(biāo)尺刻度14.3cm，則彈簧因掛鉤碼引起的伸長(zhǎng)量為14.3cm-7.4cm=6.9cm；
(3)[4]由圖像b的位置可知，當(dāng)外力F=0時(shí)，彈簧有伸長(zhǎng)量，則可知直線b中的是用掛鉤碼后的長(zhǎng)度減去圖甲所示長(zhǎng)度得到的。
28．（2021·北京門頭溝區(qū)高三一模）打點(diǎn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

（1）除圖示器材外，下列器材中，必需的一組是__________（只有一個(gè)選項(xiàng)符合要求，填選項(xiàng)前的符號(hào)）
A．直流電源及導(dǎo)線、天平及砝碼
B．直流電源及導(dǎo)線、刻度尺
C．交流電源（，）及導(dǎo)線、天平及砝碼
D．交流電源（，）及導(dǎo)線、刻度尺圖
（2）下圖中的紙帶是實(shí)驗(yàn)過程中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下O點(diǎn)（中未標(biāo)出）時(shí)，重錘開始下落，a、b、c是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn)。刻度尺的刻線與O點(diǎn)對(duì)齊，a、b、c三個(gè)點(diǎn)所對(duì)刻度如圖所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打出b點(diǎn)時(shí)錘下落的高度 = __________，下落的速度為vb = __________（計(jì)算結(jié)果保留3位效數(shù)字）。

（3）某同學(xué)用上述方法測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h，算出對(duì)應(yīng)的速度平方，并作出圖像，設(shè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。下列說法正確的是__________。（填選項(xiàng)前的符號(hào)）
A．圖像一定過原點(diǎn)
B．若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則機(jī)械能一定守恒
C．若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則斜率等于g
D．若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則斜率略小于
【答案】D 19.40（19.38 ~ 19.42） 1.94（1.93 ~ 1.95） AD
【解析】（1）[1]電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要的電源是交流電源；打點(diǎn)的時(shí)間間隔是0.02s，不需要秒表；驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)可以不用測(cè)量重物的質(zhì)量，可以不要天平；測(cè)量長(zhǎng)度要用到米尺。故選D。
（2）[2]由圖可知，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打出b點(diǎn)時(shí)錘下落的高度hb為19.40cm。
[3]用a、c兩點(diǎn)的平均速度代表b點(diǎn)的瞬時(shí)速度有
vb = = = 1.94m/s
（3）[4]若機(jī)械能守恒則有mgh = mv2，整理后有v2 = 2gh，則若機(jī)械能守恒則v2—h的圖像是一條過原點(diǎn)，且斜率為2g的直線，但由于有空氣阻力以及紙帶和限位孔之間有摩擦等，導(dǎo)致有實(shí)驗(yàn)誤差，則該直線過原點(diǎn)，但斜率略小于2g。故選AD。
29．（2021·山東煙臺(tái)市高三一模）實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、數(shù)字計(jì)時(shí)器和拉力傳感器做“研究沿斜面下滑物體的機(jī)械能”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，水平桌面上固定一帶有刻度尺的傾斜氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶遮光條的長(zhǎng)方形滑塊，用天平測(cè)得其總質(zhì)量為m。定滑輪與拉力傳感器之間的細(xì)繩是豎直的，定滑輪與滑塊之間的細(xì)繩平行于氣墊導(dǎo)軌。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①用圖乙所示的游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條的寬度d=_________m；
②安裝好實(shí)驗(yàn)器材，給氣墊導(dǎo)軌接上氣源，然后讀出拉力傳感器的示數(shù)F，同時(shí)從氣墊導(dǎo)軌刻度尺上讀出遮光條中心與光電門之間的距離L；
③燒斷拉力傳感器與滑塊之間的細(xì)繩，讓滑塊滑向光電門并記錄遮光條通過光電門的時(shí)間t；
④多次改變滑塊與光電門之間的距離，每次實(shí)驗(yàn)測(cè)量相應(yīng)的L與t值，填入相應(yīng)的表格中。
試分析下列問題：
(1)本實(shí)驗(yàn)中需驗(yàn)證關(guān)系式_____________成立，即可驗(yàn)證滑塊沿斜面下滑過程中機(jī)械能守恒；
(2)小組同學(xué)根據(jù)測(cè)得的L與t的值，用描點(diǎn)法作出如圖丙所示的－L圖像，已知圖像的斜率為k，則可求得滑塊下滑的加速度為a=___________________。

【答案】1.680×10－2 FL=
【解析】①[1]由圖可知寬度d的讀數(shù)為1.6cm+40×0.02mm=1.680cm=1.680×10－2m
(1)[2]重力勢(shì)能的減小量為
動(dòng)能增加量為
由機(jī)械能守恒可知
(2)[3]由題意可知，得，則，得
30．（2021·江蘇南通市高三二模）用如圖所示的裝置探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，把右端帶有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，小車的左端連接穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，右端連接細(xì)線，細(xì)線繞過定滑輪掛有托盤和砝碼，通過墊塊調(diào)節(jié)木板左端高度平衡摩擦力。

（1）下列實(shí)驗(yàn)操作中正確的有___________。
A．先釋放小車后接通電源
B．調(diào)整定滑輪使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行
C．平衡摩擦力時(shí)必須移去紙帶
D．平衡摩擦力時(shí)必須移去托盤和砝碼
（2）某次實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶如圖乙所示，測(cè)得計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4與0計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為x1=3.60cm、x2=9.61cm、x3=18.01cm、x4=28.81cm。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為0.02s，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)打點(diǎn)未畫出，則小車的加速度a=___________m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

（3）實(shí)驗(yàn)中保持托盤和砝碼的總質(zhì)量不變改變小車和車內(nèi)沙子的總質(zhì)量M，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)打出紙帶，算出相應(yīng)的加速度a，數(shù)據(jù)如下表所示請(qǐng)?jiān)趫D丙中根據(jù)描出的點(diǎn)作出a-圖像_____；由圖像可得出的結(jié)論是___________。
托盤和砝碼總質(zhì)量為20g
a（m·s-2）
2.40
1.99
1.43
1.25
1.11
0.77
0.62
0.48
0.24
M/kg
0.06
0.08
0.12
0.14
0.16
0.24
0.30
0.40
0.80
/（kg-1）
16.67
12.50
8.33
7.14
6.25
4.17
3.33
2.50
1.25

（4）某小組在實(shí)驗(yàn)中作出-M圖像如圖丁所示，圖像斜率的物理意義是___________；若圖像縱截距為b，斜率為k，則托盤和砝碼的總質(zhì)量m=___________（用字母b、k表示）。
【答案】BD 2.40（2.39~2.41均算對(duì)） 合力一定時(shí)，當(dāng)托盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和車內(nèi)沙子的總質(zhì)量M時(shí)，小車和車內(nèi)沙子的加速度a與質(zhì)量M成反比 托盤和砝碼的總重力的倒數(shù)
【解析】(1)[1]A．應(yīng)先通電再釋放小車，A錯(cuò)誤；B．調(diào)整定滑輪使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行，以保證小車在運(yùn)動(dòng)過程中合力不變，B正確；C．平衡摩擦力時(shí)必須連接紙帶，C錯(cuò)誤；D．平衡摩擦力時(shí)必須移去托盤和砝碼，用小車重力分力來平衡摩擦力，D正確。故選BD。
(2)[2] 小車的加速度
(3)[3]圖像為

[4] 合力一定時(shí)，當(dāng)托盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和車內(nèi)沙子的總質(zhì)量M時(shí)，小車和車內(nèi)沙子的加速度a與質(zhì)量M成反比。
(4)[5]根據(jù)牛頓第二定律可知，圖像斜率的物理意義是托盤和砝碼的總重力的倒數(shù)。
[6]當(dāng)M=0時(shí)，有
根據(jù)斜率的含義有
聯(lián)立解得



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