2021届高考物理二轮复习考点优化训练：力学常规实验（原卷+解析卷）.pdf

力学常规实验【原卷】1.（2020荷泽模拟）如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置.他在气垫导轨上安装了一个光电门3.滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A 处由静止释放.0 cm 1 2I I I I 1 1 I I I 1 I III i l l!II II I|H II|if r i fin Il ill0 5 10 15 20乙该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示，贝！!d=mm.实验时，将滑块从A 位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t,若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是（3）改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间6通过描点作出_ _ _ _ _ _ _（填“产一片 号 一 ，或号一尸）的线性图象.2.在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取A、B、C、。、E、尸、G 7 个计数点，每相邻两个计数点间还有4 个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T=0.02 s 的交流电源。他经过测量并计算得到打点计时器在打3、C、。、E、方各点时物体的瞬时速度如下表:计 算”的公式为VF=（用已知量字母表示）。速度/(ms-i)0.1220.1640.2050.2500.289对应点BCDEF根据表中记录的数据，以A点对应的时刻为，=0,可作出股，图象，并求物体的加速度=m/s2o如果当时电网中交变电流的频率是片51 H z,而做实验的同学并不知道，那么 加 速 度 的 测 量 值 与 实 际 值 相 比（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。3.（2020广东实验中学月考改编）某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。实验中除了需要小车、硅码、托盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、两根导线、复写纸、纸 带 之 外,还 需 要、O（2）下列做法正确的是 oA.调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行B.在调节木板倾斜角度平衡小车受到的滑动摩擦力时，将装有祛码的托盘通过定滑轮拴在小车上C.实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源D.通过增减小车上的祛码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度E.用托盘和盘内祛码的重力作为小车和车上祛码受到的合外力，为减小误差，实验中一定要保证托盘和祛码的总质量远小于小车和车上祛码的总质量（3）某同学以小车和车上祛码的总质量的倒数二为横坐标，小车的加速度a 为纵坐标，在坐标纸上作出的a-古关系图线，如图所示。由图可分析得出：加速度与质量成 关系（选填“正比”或“反比”万图线不过原点说明实验有误差，引起这 一 误 差 的 主 要 原 因 是 平 衡 摩 擦 力 时 长 木 板 的 倾 角（选填“过大”或“过小”）。4.（2020宁德质检）某次“探究加速度a跟物体所受合力方和质量机的关系”的实验过程是：甲乙图甲所示为实验装置图。图乙为某次实验得到的一段纸带，计数点4、3、C、O、E 间的时间间隔为0.1 s,根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2（结果保留两位有效数字）。保持小车质量不变，改变沙和沙桶质量，进行多次测量。根据实验数据做出了加速度。随拉力厂的变化图线，如图所示。图中直线没有通过原点，其主要原因是。保持沙和沙桶质量不变，改变小车中祛码质量，进行多次测量，得到小车加速度。、质 量m及其对应的A 的数据如表中所示:a.请在坐标纸中画出图线:实验次数12345678小车加速度a/(m*s-2)1.901.721.491.251.000.750.500.30小车和祛码质量in/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67/kg-1m&4.003.453.032.502.001.411.000.60b.根据作出的图象可以得到的结论是5.(2020郑州模拟)如图甲所示为验证机械能守恒定律的实验装置。现有器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平。甲乙为完成实验，还需要的器材有A.米尺C.秒表B.06 V 直流电源D.06 V 交流电源某同学用图甲所示装置打出的一条纸带如图乙所示，相邻两点之间的时间间隔为 0.02 s,根据纸带计算出打下。点时重物的速度大小为 m/so(结果保留三位有效数字)采用重物下落的方法，根据公式;机/=机的验证机械能守恒定律，对实验条件的要求是，为验证和满足此要求，所选择的纸带第1、2 点间的距离应接近_ _ _ _ _ _ _O(4)该同学根据纸带算出了相应点的速度，作 出v2-h图象如图丙所示，则图线斜率的物理意义是 O丙6.在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置:甲 乙若入射小球质量为mi,半径为力;被碰小球质量为22,半径为小则A.rn B.mmi,rmi,r=n D.mmi,r=n若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中一定需要的是_ OA.直尺 B.游标卡尺 C.天平D.弹簧测力计 E.秒表设入射小球的质量为，小，被碰小球的质量为机2,则在用图甲所示装置进行实验时（P 为碰前入射小球落点的平均位置），所得“验证动量守恒定律”的结论为o （用装置图中的字母表示）7.（2020长沙模拟）某同学设计了一个用电磁打点计时器探究碰撞中的不变量的实验：在小车A 的前端粘有橡皮泥，推动小车A 使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车3相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动。他设计的装置如图（甲）所示。小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50 H z,长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力。（甲）（乙）（1）若已测得打点纸带如图（乙）所示，并测得各计数点间距（已标在图上）。A为运动的起点，则应选_ _ _ _ _ _ _ _ 段来计算A碰前的速度。应选_ _ _ _ _ _ _ _ _ 段来计算A和B碰后的共同速度。（以上两空选填“4 3”“3。“（。”或“。”）（2）已测得小车A的质量g=0.4 k g,小 车5的质量为瓶2=0.2 k g,则碰前两小车的总动量为 kg-m/s,碰后两小车的总动量为 kg-m/so8.用如图甲所示装置做“探究物体的加速度与力的关系”的实验。实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度。甲（1）实验时先不挂钩码，反复调整垫块的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是_ _ _ _ _ _ _。图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5 个计数点A、B、C、。、E,相邻两个计数点之间都有4 个点迹没有标出，测出各计数点到A 点之间的距离，如图所示。已知打点计时器接在频率为50 H z 的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值 =m/s2o（结果保留两位有效数字）乙 丙实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出关系图象，如图丙所示。此图象的段明显偏离直线，造 成 此 现 象 的 主 要 原 因 可 能 是。（填选项字母）A.小车与平面轨道之间存在摩擦B.平面轨道倾斜角度过大C.所挂钩码的总质量过大D.所用小车的质量过大9.（2020济南高三模拟）气垫导轨上相隔一定距离的两处安装有两个光电传感器A、B,4、3 间距为L,滑块产上固定一遮光条，尸与遮光条的总质量为若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、3 时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U 随时间，变化的图象。（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的h 刨选填”或=）时，说明气垫导轨已经水平。用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示，贝!|d=mmo将滑块P 用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码。相连，将滑块尸由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示。利用测定的数据,当关系式名号=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 成立时，表明在上述过程中，滑块和钩码组m-rM成的系统机械能守恒。（重力加速度为g,用题中给定的物理量符号表达）10.（2021届云南保山高三第一次月考）某兴趣小组用如图甲所示实验装置完成探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系后做拓展研究。请根据如下实验过程，完成相关实验内容：将轻质弹簧悬挂于铁架台，测得弹簧原长L）；在弹簧下端拴挂质量为机的钩码，待系统静止时，测得弹簧长度L；当地重力加速度为g,弹簧的劲度系数4=（用加、g、Lo、L表示）；（4）托起钩码使弹簧恢复原长，并由静止释放，测 得 弹 簧 拉 伸 的 最 大 长 度 发现A L,于是进一步探究弹簧两次伸长量xo=L-Lo和之间的关系；改变钩码个数，重复实验，得到多组xo、x 数据，作出x-xo图象如图乙所示;（6）由图乙可知*=_ _ _ _ _ _ _，该小组换用不同弹簧进行同样实验，发现*的值相xo xo同；通过分析，该小组得出了弹簧弹性势能的表达式：步骤中，系统静止时，钩码受力平衡，有 mg=（用 状 X0表示）；步骤（4）中，根据机械能守恒定律，弹簧被拉伸到最长时的弹性势能AEP=（用机、g、x 表示）；结合步骤（6）,劲度系数为k的弹簧伸长x 时，对应的弹性势能EP=（用k、x 表示）。11.如图甲、乙所示，在“验证力的平行四边形定则”实验中:(1)如 果“力的平行四边形定则”得到了验证，那么图乙中cos a：cos =现将钩码改为两个弹簧测力计，使橡皮筋另一端拴上两个细绳套，用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，橡皮筋与细绳套的结点拉至0 点，力的示意图如图丙所示，现使仍大小不变地沿顺时针转过某一小角度，相应地使房的大小及图中7角 发 生 变 化.则 相 应 的 变 化 可 能 是.A.八一定增大B.八可能减小C.人若增大，/角一定减小D.%若 增 大,产角可能增大12.(2020河南省高三段考)某同学利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。他在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示。把打下的第一个点记作0,从。点后某个点开始，依次记为1、2、3，分别测出各个计时点到0点的距离，已标在图乙中，已知打点计时器打点周期T=0.02 s,当地重力加速度大小g=9.80 m/s2,回答下列问题。这五个数据中有一个不符合测量读数要求，该数据是（填图乙中的数据，不用写单位）。改正中不符合测量读数要求的数据后，通过该纸带上的数据，可得出重物下落的加速度a=m/s2o若重物的质量为0.5 k g,从开始下落到打第4 个标记点时，重物的机械能损失为 Jo（结果保留两位有效数字）（4）在处理纸带时，测出各点的速度丫后，描绘通以各点到0 点的距离）图象如图丙所示，若选取的重物质量较大而密度不是很大，所受空气阻力会随重物的速度增大而明显增大，则科力图象可能是A、B、C 中的 o13.（2020河南商丘高三模拟）图甲是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置，曲面45 与水平面相切于点且固定.带有遮光条的小物块自曲面上某一点释放后沿水平面滑行最终停在。点，尸为光电计时器的光电门，已知当地重力加速度为g.利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示,则遮光条的宽度d=cm实验中除了测定遮光条的宽度外，还 需 要 测 量 的 物 理 量 有;A.小物块质量机B.遮光条通过光电门的时间，C.光电门到C点的距离xD.小物块释放点的高度力为了减小实验误差，同学们采用图象法来处理实验数据，他们根据测量的物理量，建立如图所示的坐标系来寻找关系，其中合理的是.14.（2020河北衡水中学二桃）某同学用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板一端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出.已知一元硬币和五角硬币与长木板间动摩擦因数相同，主要实验步骤如下：a.将一元硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点O,测出硬币停止滑动时硬币右侧到。点的距离.再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为乃，如图乙所示；b.将五角硬币放在长木板上，使其左侧位于O点，并使其直径与中心线重合,按步骤从同一位置释放弹片，重新弹射一元硬币，使两硬币对心正碰，重复多次,分别测出两硬币碰后停止滑行时距。点距离的平均值X2和X3,如图丙所示.为完成该实验，除长木板，硬币发射器，一元及五角硬币，刻度尺外，还需要的器材为；实 验 中 还 需 要 测 量 的 物 理 量 为，验证动量守恒定律的表达式为（用测量物理量对应的字母表示）.15.（2020威海模拟）利 用 如 图 1 所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系。小车的质量为M=200.0 g,钩码的质量为机=10.0 g,打点计时器的电源为 50 H z的交流电。小车打点计时器图 I钩码挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到。挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如图2 所示。选择某一点为O,依次每隔 4 个计时点取一个计数点。用刻度尺量出相邻计数点间的距离A x,记录在纸带上。计算打出各计数点时小车的速度v,其中打出计数点“1”时小车的速度n=m/so（3）将钩码的重力视为小车受到的拉力，取 g=9.80 m/s2,利用算出拉力对小车做的功W。利 用 心=；u 俨算出小车动能，并求出动能的变化量A a。计算结果见下表。W/xlO-3 J2.452.923.353.814.26AEk/xlO-3 J2.312.733.123.614.00请根据表中的数据，在 图3中作出Aa-W图象。(4)实验结果表明，A心 总是略小于Wo某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的。用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=_ No力学常规实验【解析卷】1.（2020荷泽模拟）如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置.他在气垫导轨上安装了一个光电门3.滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A 处由静止释放.0 5 10 15 20乙该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示，则=mm.实验时，将滑块从A 位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间6 若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是（3）改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间6通过描点作出_ _ _ _ _ _ _ _（填“产 一方”“:一，或“/一方”）的线性图象.【答案】“1）2.30（2）遮光条初始位置到光电门的距离或4、8间的距离）（3*F【解析】：（3）由题意可知，该实验中保持滑块质量不变，因此有浮=2 a L,其中V，a=占即*2。，得A 券比2.在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取A、B、C、。、E、尸、G 7个计数点，每相邻两个计数点间还有4 个点，图中没有画出，打点计时器接周期为7=0.02 s 的交流电源。他经过测量并计算得到打点计时器在打5、C、D.E、b 各点时物体的瞬时速度如下表：k9 50 H z,则实际打点周期变小，由A x=/得，加速度的测量值与实际值相比偏小。3.(2020广东实验中学月考改编)某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。实验中除了需要小车、祛码、托盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、两根导线、复写纸、纸 带 之 外,还 需 要、O(2)下列做法正确的是 oA.调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行B.在调节木板倾斜角度平衡小车受到的滑动摩擦力时，将装有祛码的托盘通过定滑轮拴在小车上C.实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源D.通过增减小车上的祛码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度E.用托盘和盘内祛码的重力作为小车和车上祛码受到的合外力，为减小误差，实验中一定要保证托盘和祛码的总质量远小于小车和车上祛码的总质量某同学以小车和车上祛码的总质量的倒数土为横坐标，小车的加速度 为纵坐标，在坐标纸上作出的a-二关系图线，如图所示。由图可分析得出：加速度与质量成 关系（选填“正比”或“反比”卜图线不过原点说明实验有误差，引起这 一 误 差 的 主 要 原 因 是 平 衡 摩 擦 力 时 长 木 板 的 倾 角（选填“过大”或“过小【答案】天平 刻 度 尺（2）AD E （3）反比 过大【解析】（1）实验中需要用托盘和祛码的总重力表示小车受到的拉力，需测量托盘的质量,所以还需要天平。实验中需要用刻度尺测量纸带上点迹间的距离,从而得出加速度，所以还需要刻度尺。平衡摩擦力时应系上纸带，不能挂托盘。调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，A 项正确，B项错误；平衡摩擦力后细绳与木板平行，且托盘和硅码的总质量远小于小车和车上祛码的总质量时，托盘和祛码的总重力近似等于小车和车上祛码受到的合外力，E项正确；实验时应该先接通电源，后释放小车，使得纸带上点迹多一些，以便于测量加速度，还要多测几组数据减小偶然误差，C项错误；通过增减小车上的祛码改变质量时，不需要重新调节木板的倾斜角度，D项正确。如古图象是一条直线，说明a与 M 成反比；图象在a 轴上有截距，这是平衡摩擦力时木板的倾角过大造成的。4.（2020宁德质检）某次“探究加速度。跟物体所受合力b和质量机的关系”的实验过程是：甲单位：cm6 1 234_ _ 5_6_ _ 7TI皿IM IL而IL而血而iLihJ皿IJ皿imLR4 B。力 E 乙图甲所示为实验装置图。图乙为某次实验得到的一段纸带，计数点A、3、C、D、E间的时间间隔为0.1 s,根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s结果保留两位有效数字）。保持小车质量不变，改变沙和沙桶质量，进行多次测量。根据实验数据做出了加速度。随拉力b的变化图线，如图所示。图中直线没有通过原点，其主要原因是。保持沙和沙桶质量不变，改变小车中祛码质量，进行多次测量，得到小车加速度。、质量机及其对应的:的数据如表中所示：a.请在坐标纸中画出图线:实验次数12345678小车加速度a/(m*s-2)1.901.721.491.251.000.750.500.30小车和祛码质量in/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67/kg-1m&4.003.453.032.502.001.411.000.60b.根据作出的无(图象可以得到的结论是【答案】(1)0.43(2)实验前未平衡摩擦力(或平衡摩擦力不充分)(3)a.如图所示b.图线为过原点的直线，表明在合外力一定时，加速度跟质量成反比【解析】由图中数据可知办（:=2.40 cm,XCE=4.10 cm,利用公式 严可知，10 45d）lX 10 m/s2=0.43 m/s2o见答案见答案5.（2020郑州模拟）如图甲所示为验证机械能守恒定律的实验装置。现有器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平。，夹 子甲 乙（1）为完成实验，还需要的器材有 OA.米尺 B.06 V 直流电源C.秒表D.。6 V 交流电源某同学用图甲所示装置打出的一条纸带如图乙所示，相邻两点之间的时间间隔为 0.02 s,根据纸带计算出打下。点时重物的速度大小为 m/so(结果保留三位有效数字)(3)采用重物下落的方法，根据公式：机/=2 验证机械能守恒定律，对实验条件的要求是，为验证和满足此要求，所选择的纸带第1、2 点间的距离应接近_ _ _ _ _ _ _O(4)该同学根据纸带算出了相应点的速度，作 出v2-h图象如图丙所示，则图线斜率的物理意义是 ov2/(m2-s-2)【答案】(1)AD(2)1.75(3)重物的初速度为零2 mm(4)当地重力加速度的2倍【解析】(1)通过打点计时器计算时间，不需要秒表，打点计时器应该与交流电源连接，需要刻度尺测量纸带上两点间的距离，故 A、D 正确，B、C 错误。(2)由图可知 CE 间的距离为 x=19.41 c m-12.40 cm=7.01 cm=0.0 701 m,则由平均速度公式得D点的速度丁=缶=,：11 m/s1.75 m/So 用 公 式%=7 叫 时，对纸带上起点的要求是重物是从初速度为零开始下落，打点计时器的打点频率为50 H z,打点周期为0.02 s,重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度A=1g7=1x9.8x0.022 m=2 m m,所以所选的纸带最初两点间的距离接近2 mm。（4）由机械能守恒/ng/r=lmv2 v2=2 g h,由此可知图象的斜率k=2g06.在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置:人射小球被碰小球0 0 M P N入射小球0 M P N甲 乙若入射小球质量为机I,半径为M 被碰小球质量为帆2,半径为-2,则A.nr2B.mmi,rnC.rri D.rn若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中一定需要的是A.直尺 B.游标卡尺 C.天平D.弹簧测力计 E.秒表设入射小球的质量为机1,被碰小球的质量为机2,则在用图甲所示装置进行实验时（P 为碰前入射小球落点的平均位置），所得“验证动量守恒定律”的结论为。（用装置图中的字母表示）【答案】(i)c(2)AC(3)mrOP=mrOM+mrO,N【解析】(1)为防止反弹造成入射小球返回斜槽，要求入射小球质量大于被碰小球质量，即网/篦2；为使入射小球与被碰小球发生对心碰撞，要求两小球半径相同。故 C 正确。(2)设入射小球为m 被碰小球为仇。球碰前的速度为内，。、。相碰后的速度分别 为 Vl V2%由于两球都从同一高度做平抛运动，当以运动时间为一个计时单位时，可以用它们平抛的水平位移表示碰撞前后的速度。因此，需验证的动量守恒关系机。1=/1力+加2y2可表示为mixi=mixi+miX2)所以需要直尺、天平，而无需弹簧测力计、秒表。由于题中两个小球都可认为是从槽口开始做平抛运动的，两球的半径不必测量，故无需游标卡尺。(3)得出验证动量守恒定律的结论应为mrOP=mrOM-miOlSI o7.(2020长沙模拟)某同学设计了一个用电磁打点计时器探究碰撞中的不变量的实验：在小车A 的前端粘有橡皮泥，推动小车A 使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动。他设计的装置如图(甲)所示。小车A 后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50 H z,长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力。电磁打点计时器小 车 橡 皮 泥 型 加 纸带长 木 理,室丰I；一二 X薄木片（甲）8.40 10.50 9.08 6.95r亿）若已测得打点纸带如图（乙）所示，并测得各计数点间距（已标在图上）。A为运动的起点，则应选_ _ _ _ _ _ _ 段来计算A 碰前的速度。应选_ _ _ _ _ _ _ _ 段来计算A和 5 碰后的共同速度。（以上两空选填“4 3”2 0“。0”或“。”）（2）已测得小车A 的质量/wi=0.4 k g,小车B 的质量为wi2=0.2 k g,则碰前两小车的总动量为 kg-m/s,碰后两小车的总动量为 kg-m/s。【答案】（I*。D E（2）0.420 0.417【解析】（1）从题图乙中纸带上打点的情况看，3C 段既表示小车做匀速运动，又表示小车有较大速度，因此3C 段能较准确地描述A 在碰前的运动情况，应选用B C段计算A 碰前的速度。从 CD段打点的情况看，小车的运动情况还没稳定，而在DE段内小车运动稳定，故应选用D E段计算4 和 8 碰后的共同速度。取 A 的初速度方向为正方向，A在 碰 撞 前 的 速 度 咏=詈=一 而 一 m/s=1.050 m/s,A 在碰撞前的动量 po=min）=O.4xl.O5O kgm/s=0.420 kgm/s,碰撞D E 6.95x10-2后两小车的共同速度丫=一=w n,m/s=0.695 m/s,碰撞后两小车的总动量 p=（/n i+2）y=（0.2+0.4）x0.695 kg-m/s=0.417 kg,m/so8.用如图甲所示装置做“探究物体的加速度与力的关系”的实验。实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度。甲（1）实验时先不挂钩码，反复调整垫块的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是_ _ _ _ _ _ _。图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5 个计数点4、3、。、。、E,相邻两个计数点之间都有4 个点迹没有标出，测出各计数点到A 点之间的距离，如图所示。已知打点计时器接在频率为50 H z 的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=m/s2o（结果保留两位有效数字）乙 丙实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出a-b关系图象，如图丙所示。此图象的A 3 段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是 o（填选项字母）A.小车与平面轨道之间存在摩擦B.平面轨道倾斜角度过大C.所挂钩码的总质量过大D.所用小车的质量过大【答案】(1)平衡小车运动中所受的摩擦阻力(2)1.0(3)C【解析】把平面轨道的右端垫起，让小车重力沿斜面方向的分力与它受到的摩擦阻力平衡，才能认为在实验中小车受的合外力就是钩码的重力，所以这样做的目的是平衡小车运动中所受的摩擦阻力。(2)由逐差法可知XCE-X4c(21.6-8.79-8.79)x10-2,=4x0.12 m/s2-1.0 m/s2o(3)在实验中认为细绳的张力厂就是钩码的重力mg,实际上，细绳张力F,=Ma,m g F=ma,即尸=.fng,M-tm=舟严尸所以当细绳的张力尸变大时，机必定变大，翡 上 必 定 减 小。当淅时，a-FM-m图象为直线，当 不 满 足 淅 时，便 有“小 图象的斜率逐渐变小，选 项 C正确。9.(2020济南高三模拟)气垫导轨上相隔一定距离的两处安装有两个光电传感器A、B,A、B间距为L,滑 块 P 上固定一遮光条，P与遮光条的总质量为M,若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、8时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U 随时间，变化的图象。实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的6，2（选填“或=）时，说明气垫导轨已经水平。用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示，贝Ud=mm。将滑块尸用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码。相连，将滑块尸由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示。利用测定的数据,当关系式道端=成立时，表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。（重力加速度为g,用题中给定的物理量符号表达）【答案】二（2）8.476（3）（/）一（力【解析】（1）轻推滑块，当图乙中的人=勿时，说明滑块经过两光电门的速度相等，则气垫导轨已经水平。螺旋测微器的固定刻度读数为8 m m,可动刻度读数为0.01x47.6 mm=0.476mm。由读数规则可得 d=8 mm+0.476 mm=8.476 mm。滑块经过两光电门时的速度分别为：以=，也=2 若机械能守恒，则满足:道一而，即 满 足 方:一（力。10.（2021届云南保山高三第一次月考）某兴趣小组用如图甲所示实验装置完成探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系后做拓展研究。请根据如下实验过程，完成相关实验内容：将轻质弹簧悬挂于铁架台，测得弹簧原长o;在弹簧下端拴挂质量为机的钩码，待系统静止时，测得弹簧长度L;当地重力加速度为g,弹簧的劲度系数上=（用加、g、Lo、L 表示）；（4）托起钩码使弹簧恢复原长，并由静止释放，测得弹簧 拉 伸 的 最 大 长 度 发现 于 是 进 一 步 探 究 弹 簧 两 次 伸 长 量 xo=LL）和x=Z/o之间的关系；改变钩码个数，重复实验，得到多组xo、x 数据，作出x-xo图象如图乙所示;（6）由图乙可知*=，该小组换用不同弹簧进行同样实验，发现*的值相4 04 0同；通过分析，该小组得出了弹簧弹性势能的表达式:步骤中，系统静止时，钩码受力平衡，有电=（用 公 X0表示）；步骤（4）中，根据机械能守恒定律，弹簧被拉伸到最长时的弹性势能AE p=（用，、g、x 表示）；结合步骤（6）,劲度系数为k的弹簧伸长x 时，对应的弹性势能EP=（用k、x 表示）。【答案】/，詈 耳（6）2 h（）m g x【解析】（3）由平衡条件可得：，砧=A（LLo）,解得：无=谓 。L A4）X 4由图乙可知京=5=2。（7）步骤中，系统静止时，钩码受力平衡，有 mg=kxo。步骤（4）中，根据机械能守恒定律，弹簧被拉伸到最长时的弹性势能等于物体重力势能的减小量，即Ep=mgxo劲度系数为k的弹簧伸长x 时，对应的弹性势能Ep=mgx=kxox=kx2011.如图甲、乙所示，在“验证力的平行四边形定则”实验中:(1)如 果“力的平行四边形定则”得到了验证，那么图乙中C O S 7 ：C O S B=现将钩码改为两个弹簧测力计，使橡皮筋另一端拴上两个细绳套，用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，橡皮筋与细绳套的结点拉至。点，力的示意图如图丙所示，现使仍大小不变地沿顺时针转过某一小角度，相应地使B 的大小及图中7角发生变化.则相应的变化可能是_ _ _ _ _ _ _.A.八一定增大B.八可能减小C.人若增大，/角一定减小D./若 增 大,/角可能增大【答案】：(1)3：4(2)AD【解析】：(1)由平衡知识可知，在水平方向上有3/ngcos=4mgcos a,解得cos a:cos B=3:4.根据平行四边形定则有：若变化如图(a)所示，可以增大品的同时减小 角；若变化如图(b)所示，可以增大网的同时增大 角；若变化如图(c)所示，可以增大人而保持 角不变，故 A、D 正确，B、C 错误.12.（2020河南省高三段考）某同学利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。他在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示。把打下的第一个点记 作0,从0点后某个点开始，依次记为1、2、3，分别测出各个计时点到0点的距离，已标在图乙中，已知打点计时器打点周期T=0.02 s,当地重力加速度大小g=9.80 m/s2,回答下列问题。这五个数据中有一个不符合测量读数要求，该数据是（填图乙中的数据，不用写单位）。改正中不符合测量读数要求的数据后，通过该纸带上的数据，可得出重物下落的加速度am/s2o若重物的质量为0.5 k g,从开始下落到打第4个标记点时，重物的机械能损失为 Jo（结果保留两位有效数字）（4）在处理纸带时，测出各点的速度v后，描绘通以各点到0点的距离）图象如图丙所示，若选取的重物质量较大而密度不是很大，所受空气阻力会随重物的速度增大而明显增大，则 俨/图 象 可 能 是4、B、。中的 o内h0【答案】(1)12.4(2)9.75(3)0.010(4)C【解析】(1)根据有效数字规则可知，五个数据中，应保留两位小数，其中数据12.4 cm不符合测量读数要求。根 据 逐 差 法，利 用 纸 带 求 解 加 速 度，t=0.02 s,。=当泮=(23.47-15.71)-(15.71-9.51),4x0 xlO m/s2=9.75 m/s-。重物做匀加速直线运动，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打第 4 个标记点的瞬时速度为：n霁-2347；：)x l 0 2 1nzs=1.94 m/s；下落过程中动能增加量为：AEk=1/nvi=0.9409 J；重力势能减少量为：Ev=mgh=0.5x9.80 xl9.41xl0-2 J=0.9511 J；则机械能损失为:AE=AEp-A Ek=0.010 Jo(4)空气阻力随重物的速度增大而明显增大，下落相同的高度A加时，阻力做功逐渐增大，动能增加量减小，速度平方的增加量减小，故 C正确。13.(2020河南商丘高三模拟)图甲是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置，曲面A 3与水平面相切于B 点且固定.带有遮光条的小物块自曲面上某一点释放后沿水平面滑行最终停在。点，尸为光电计时器的光电门，已知当地重力加速度为g.甲1 2 3 cm0 5 10 15 20乙利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示,则遮光条的宽度d=实验中除了测定遮光条的宽度外，还 需 要 测 量 的 物 理 量 有；A.小物块质量加B.遮光条通过光电门的时间，C.光电门到C点的距离xD.小物块释放点的高度人(3)为了减小实验误差，同学们采用图象法来处理实验数据，他们根据测量的物理量，建立如图所示的坐标系来寻找关系，其 中 合 理 的 是.【答案】：L060(2)BC(3)B【解析】：主尺的读数是1.0 cm,游标尺上的第12条刻度线与主尺的刻度线对齐，读数是0.05X12 mm=0.60 m m,则游标卡尺的读数是10 mm+0.60 mm=10.60 mm=1.060 cm.(2)实验的原理:根据遮光条的宽度与遮光条通过光电门的时间可求得滑块通过光电门时的速度。=1 滑块从B到。的过程中，摩擦力做功，根据动能定理得一 陪 x=0%w2,联立以上两式得动摩擦因数=妥.则还需要测量的物理量是光电门P 到。点的距离x 与遮光条通过光电门的时间f,故 B、C正确，A、D错误.由动摩擦因数的表达式可知，与/和 x 的乘积成反比，所以X/图线是过原点的直线，应该建立1-X 坐标系，故 B项正确，A、C、D项错误.14.(2020河北衡水中学二楼)某同学用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板一端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出.已知一元硬币和五角硬币与长木板间动摩擦因数相同，主要实验步骤如下：a.将一元硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点O,测出硬币停止滑动时硬币右侧到。点的距离.再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为明，如图乙所示；b.将五角硬币放在长木板上，使其左侧位于O 点，并使其直径与中心线重合,按步骤从同一位置释放弹片，重新弹射一元硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰后停止滑行时距O 点距离的平均值X2和 X3,如图丙所示.弹片侧视图乙 丙为完成该实验，除长木板，硬币发射器，一元及五角硬币，刻度尺外，还需要的器材为;实 验 中 还 需 要 测 量 的 物 理 量 为，验证动量守恒定律的表达式为（用测量物理量对应的字母表示）.【答 案】：天 平（2）元硬币的质量如和五角硬币的质量帆2【解 析】：（1）动量为质量和速度的乘积，该实验要验证质量不等的两物体碰撞过程中动量守恒，需测量两物体的质量和碰撞前后的速度，因此除给定的器材外,还需要的器材为天平.（2）测出一元硬币的质量为m 1,五角硬币的质量为Z2,一元硬币以速度0 1被弹射出去后，由动能定理可得济，解 得0 1=由2“m1,当一元硬币以速度5与五角硬币碰撞后，速度分别为6、0 3,由动能定理可得 如g*2=5 n i涕，migX3=miv,解得一元硬币碰后速度s=、2 gX2,五角硬币碰后的速度为03=y2 figX3,若 碰 撞 过 程 动 量 守 恒 则 需 满 足 代 入 数 据 可 得15.(2020威海模拟)利用如图1所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系。小车的质量为M=2 0 0.0 g,钩码的质量为机=10.0 g,打点计时器的电源为50 H z的交流电。小车打点计时器图1钩码挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，