专题17 力学实验—— 备战2023年高考各校及地市好题高三物理试卷分项汇编【第01辑】（江苏专用）（解析版）

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备战2023年高考各校及地市好题高三物理试卷分项汇编【第01辑】
（江苏专用）
专题17 力学实验
一、实验题
1．（2022·江苏·模拟预测）小明用气垫导轨验证两个滑块碰撞中的动量守恒，实验装置如图所示，滑块A的质量为m，滑块B的质量为M＝330 g，上方安装有一个宽为d的遮光片。滑块A每次以相同的速度u向静止的滑块B运动，碰撞后粘为一体通过光电门，计时器记录遮光片经过光电门的时间Δt.通过改变B上砝码的质量m′进行多次实验。

（1） 碰撞后滑块B的速度为v＝______________（用题中相关字母表示）．
（2） 小明多次实验后得到的实验数据如下表所示：
实验次数
（M＋m′）/g
v/10－2（m·s－1）
/102（s·m－1）
1
380
4.42
0.226
2
480
3.92
0.255
3
580
3.40
0.294
4
680
2.60
0.385
5
830
2.58
0.388
6
930
2.33
0.429


根据表中数据，小明已在坐标纸中标出各数据点，请作出对应的图线_____。
（3）若碰撞过程动量守恒，则（2）问中所作出图线的斜率应为__________（用题中相关字母表示）．由图线可求得滑块A的初速度u＝________m/s。（结果保留两位有效数字）
（4） 在其他条件不变的情况下，小华同学所用滑块B的质量为300 g，进行上述实验，则他最终得到的图线可能是下图中的________。（图中②为小明实验得到的图线，图线②④平行）

【答案】                     0.12##0.13##0.14     ②
【解析】(1)由于通过光电门时间很短，所以碰撞后滑块B的速度大小为

(2)图像如下图所示

(3)在碰撞过程中满足动量守恒，则有

变形得

结合图像可得斜率为

截距为

可得

(4)由上分析可知，改变B的质量，不会改变图像的斜率，A的初速度不变，所以图线仍不变，故选②。
2．（2022·江苏扬州·模拟预测）某实验小组用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数，提供的器材有：带定滑轮的长木板，打点计时器，交流电源，木块，纸带，米尺，8个质量均为20g的钩码以及细线等。实验操作过程如下：
①长木板置于水平桌面上，带定滑轮的一端伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上并与电源连接，纸带穿过打点计时器并与木块相连，细线一端与木块相连，另一端跨过定滑轮挂上钩码，其余钩码都叠放在木块上；
②使木块靠近打点计时器，接通电源，释放木块，打点计时器在纸带上打下一系列点，记下悬挂钩码的个数n；
③将木块上的钩码逐个移到悬挂钩码端，更换纸带，重复实验操作②；
④测出每条纸带对应木块运动的加速度a，实验数据如下表所示。
（1）实验开始时，必须调节滑轮高度，保证___________；
（2）实验中打出的一条纸带如图乙所示，从某个清晰的点O开始，每5个打点取一个计数点，依次标出1、2、3…，量出3和6两点分别到O点的距离为、，打点计时器所接交流电频率为f，则木块加速度的测量值a = ___________（用题目中的字母表示）；

n
4
5
6
7
8

0.50
1.30
2.20
3.00
3.90

（3）根据表中数据，在图丙中作出图像___________；由图线得到___________（，结果保留2位有效数字），还可求的物理量是___________（只需填写物理量名称）；
（4）为了在原有5组数据的基础上测量更多组数据，下列措施可行的是___________。
A．进一步测量悬挂钩码数量为3、2、1时对应的加速度
B．保持木块上钩码数量不变，增加悬挂钩码的数量
C．将其中两个20g的钩码换成4个10g的钩码
【答案】      细线与木板表面平行               0.31     木块的质量     C
【解析】（1）本实验中，为了确保木块所受合外力方向始终与木板平行，从而使木块做匀变速运动，实验开始时，必须调节滑轮高度，保证细线与木板表面平行。
（2）由题意，相邻两计数点间的时间间隔为

根据运动学规律可得

解得

（3）如图所示。需要注意的是，由于a不可能小于零，所以第四象限的图线需要用虚线。

令m表示一个钩码的质量，M表示木块的质量，当悬挂的钩码个数为n时，对木块和钩码整体，根据牛顿第二定律有

整理得

对照题给图像可得

解得

根据图像可得斜率，再将m、μ等数据代入斜率的表达式即可求出木块的质量。
（4）A．根据a—n图像可知，当n = 1、2、3时，木块的加速度为负值，对应实际情况是木块将无法在钩码的牵引下运动，加速度为零，A不符合题意；
B．本实验原有5组数据都是保持木块和钩码的总质量不变进行的，所以后续不能增加钩码的个数，B不符合题意；
C．将其中两个20g的钩码换成4个10g的钩码，可以满足保持系统总质量不变，同时可以改变悬挂钩码的重力，从而改变系统的加速度而测量更多组数据，C符合题意。
故选C。
3．（2022·江苏·扬州中学高三开学考试）某同学通过下述实验探究两个互成角度的力的合成规律。
实验步骤：
①将弹簧测力计固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。
②如图甲所示，

将环形橡皮筋一端挂在弹簧测力计的挂钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧测力计示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧测力计的示数F，测量并记录O1、O2间的距离（即橡皮筋的长度l）。每次将弹簧测力计示数改变0.50N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：
F/N
0
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
l/cm
l0
10.97
12.02
13.00
13.98
15.05

③找出②中F=2.50N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O′，橡皮筋的拉力记为FOO′。

④在测力计挂钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在挂钩上，如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使挂钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FOB。
完成下列作图和填空：
（1）利用表中数据在图丙中画出F-l图线___________，根据图线求得l0=___________cm。

（2）测得OA=6.00cm，OB=7.60cm，则FOA的大小为___________N。
（3）根据给出的标度，在图丁中作出FOA和FOB的合力F′的图示___________。
（4）通过比较F′与___________的大小和方向，即可得出实验结论。
【答案】           10.00（9.90～10.10均可）     1.80（1.70～1.90均可）          FOO′
【解析】（1）在坐标系中描点，用平滑的曲线（直线）将各点连接起来，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧。如图所示

由图可知，图线与横轴的交点为弹簧原长，即l0=10.00cm。
（2）由于橡皮筋的长度
l=OA＋OB=13.60cm
由图1可得F=1.80N，所以
FOA=FOB=F=1.80N
（3）利用给出的标度作出FOA和FOB的图示，然后以FOA和FOB为邻边作出平行四边形，过O点的对角线即为合力F′，如图所示

（4）FOO′的作用效果和FOA、FOB两个力的作用效果相同，F′是FOA、FOB两个力的合力，所以只要比较F′和FOO′的大小和方向，即可得出实验结论。
4．（2022·江苏南通·高三开学考试）为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如题图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验，在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字计时器。
（1）该实验还必须使用的实验器材有：游标卡尺、_________；

（2）该实验过程中，不必要测量的物理量是_________；
A．遮光条的宽度d
B．A、B之间的距离l
C．滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间、
D．A、B点到水平桌面的高度、
（3）在误差允许范围内，若滑块下滑过程中机械能守恒，则_________（用上述必要测量物理量的符号表示，已知重力加速度为）；
（4）若实验过程中光电门Ⅰ发生故障，该同学继续使用该装置完成实验：让滑块由静止释放，记录释放点到桌面的高度、滑块通过光电门Ⅱ的时间，改变滑块释放位置获得多组数据，作出如题图所示的图像，由该图像可以得出的实验结论是_________；该实验方案中产生误差的主要原因：_________。（已知重力加速度）

【答案】      刻度尺     B          在误差允许的范围内，滑块下滑过程中机械能守恒     见解析
【解析】（1）该实验还必须使用的实验器材为刻度尺，用来测量A、B点到水平桌面的高度。
（2）滑块下滑过程中机械能守恒，减少的重力势能转化为动能，有

整理可得

可知，必要测量的物理量为遮光条的宽度d、滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间、和A、B点到水平桌面的高度、。不必要测量的物理量是A、B之间的距离l。
故选B。
（3）根据上面分析可得

（4）依题意，有

即

可知，图线的斜率满足

解得

实验结论是在误差允许的范围内，滑块下滑过程中机械能守恒。
实验方案中产生误差的主要原因是滑块在下滑过程中受到空气阻力作用。
5．（2022·江苏·盐城市伍佑中学高三开学考试）“探究加速度与力关系”的实验装置如图所示，实验中通过传感器将绳中拉力大小的信息以无线方式传输给数据采集系统，用打点计时器打出的纸带求出小车运动的加速度。

（1）下列说法中正确的是______。
A．细线不需要与长木板平行
B．不需要平衡摩擦力
C．需要测量砝码和托盘的总质量
D．实验时应先接通打点计时器的电源后再释放小车
（2）实验中得到一条打点清晰的纸带如图所示，取A到G共7个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得AD间距离为、AG间距离为，则纸带的______（左、右）端与小车相连，小车加速度大小为______。

（3）本实验中，砝码和托盘总质量是否需要远小于小车的质量？请说明理由：____________________。
（4）实验中保持小车质量不变，改变砝码的质量，测出绳中拉力大小F与相应的加速度大小a，作出a－F图像。下列图像中正确的是______。
A．B．C．D．
【答案】      D     左          不需要，因为传感器已经直接测出绳对小车的拉力     C
【解析】（1）A．安装实验器材时，细线必须要与木板平行，这样合力方向才沿着小车运动的方向，故A错误；
B．实验中必须平衡摩擦力，重力的分力与摩擦力相互抵消，绳子对小车的拉力就是小车受到的合力，故B错误；
C．由于有力传感器，可直接测得拉力的大小，就不需要测量砝码和托盘的总质量，故C错误；
D．为了充分利用纸带，实验时应先接通打点计时器的电源后再释放小车。故D正确。
故选D。
（2）与小车连接的那端是最开始打点的纸带，速度比较小，运动慢，则纸带左端与小车相连。
根据推论，则小车加速度大小为

（3）由于有力传感器，可直接测得拉力的大小，就不需要满足砝码和托盘总质量远小于小车的质量。
（4）保持小车质量不变，改变砝码的质量，则最终小车的加速度与合力成正比例关系，故ABD错误，C正确。
故选C。
6．（2022·江苏南通·高三开学考试）小明设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验，如图所示。

（1）现有以下材质的小球：①乒乓球；②橡胶球；③钢球，实验中应选用____________。
（2）固定好拉力传感器后，下列实验操作步骤，正确顺序是____________。
①改变小球的初始释放位置，重复上述过程
②记录小球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值
③将一根轻绳穿过小圆环，一端连接传感器，另一端连接小球
④拉起小球至某一位置由静止释放，使小球在竖直平面内摆动
⑤在传感器正下方固定一个小圆环，圆环平面水平
（3）实验测得的数据见下表。

0.047
0.080
0.110
0.170
0.200

1.660
1.580
1.522
1.409
1.350

（3）请根据表中的数据，在方格纸上作出图像。( )

（4）由图像得图线的斜率为_________（结果保留两位有效数字）。若小球摆动过程中机械能守恒，图线斜率的理论值为____________。
（5）该实验系统误差的主要来源是___________。
A．小球摆动角度偏大    B．小球初始释放位置不同    C．小球摆动过程中有空气阻力
【答案】      ③     ⑤③④②①                    C
【解析】（1）为减小摩擦阻力带来的影响，应选用密度大的③钢球；
（2）根据实验逻辑顺序，应为⑤③④②①；
（3）根据表格数据，绘图如下

（4）由图可得图线的斜率

设刚释放时绳与竖直方向夹角为，则

若机械能守恒，下落过程中

在最低点，根据牛顿第二定律

解得

整理得

故图像斜率的理论值为-2。
（5）AB．由发现，摆动角度或初始释放高度不影响图像，故AB错误；
C．若小球摆动过程中有空气阻力，式不再成立，是实验的系统误差的主要来源。
故选C。
7．（2022·江苏·泗洪县洪翔中学高三开学考试）某实验小组欲探究“加速度与合力的关系”，为了更准确地测出小车所受合力的情况，该小组将实验装置改装成了如图乙所示的装置，其具体操作步骤如下：
①按图乙所示安装好实验器材，木板放在水平桌面上，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；
②挂上钩码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，根据纸带求出小车的加速度；
③改变钩码的数量，重复步骤②，求得小车在不同合力作用下的加速度。
（1）对于上述实验，下列说法正确的是( )
A．实验过程中应保证小车的质量不变         B．钩码的质量应远小于小车的质量
C．与小车相连的细线与长木板一定要平行     D．弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半

（2）由本实验得到的数据做出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像应为( )
A．B．C． D．
（3）如图所示为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为。根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度为___________，小车的加速度大小为___________。（结果均保留两位有效数字）

【答案】      AC     B     1.6     3.2
【解析】（1）
A．本实验采用控制变量法，研究加速度与合外力的关系时，应保持小车的质量不变，故A正确；
B．本实验方案采用弹簧测力计测量绳上拉力大小，而不是利用钩码的重力约等于绳上拉力，因此不需要满足钩码的质量远小于小车质量的条件，故B错误；
C．本实验设计方案利用绳上拉力提供，因此应保证绳上拉力与小车运动方向相同，即细绳应与长木板平行，故C选项正确；
D．当钩码静止时，绳上拉力等于钩码重力的一半，当钩码匀加速下降时，重力与绳上拉力的合力提供加速度，故而此时绳上拉力不等于钩码重力的一半，故D错误。
故选AC；
（2）本实验设计利用绳上拉力充当合外力，但实验步骤中未平衡摩擦力，所以只有当绳上拉力大于最大静摩擦力时，小车才会被拉动，故而实验图像应存在横轴截距，故ACD错误，B正确。
故选B；
（3）B点瞬时速度为

利用逐差法可求出小车的加速度为

8．（2022·江苏扬州·高三开学考试）用图甲所示装置做“探究加速度与物体所受外力关系”的实验，桌面水平放置，实验中并未将长木板一端垫高以补偿阻力，操作人员发现在空砝码盘的作用下小车恰好做匀速直线运动。

（1）判断小车做匀速直线运动的依据是___________ ；
（2）下列实验操作步骤中，正确顺序是___________ ；（填写步骤前的序号）
①释放小车
②接通打点计时器电源
③固定打点计时器并调节滑轮高度使细线与木板平行
④将纸带穿过打点计时器的限位孔并系在小车后
⑤在滑轮前用手按停小车。
（3）实验打出的一段纸带如图乙所示，打点计时器的工作频率为50Hz，图中纸带按实际尺寸画出，小车的加速度为___________（结果保留两位有效数字）；
（4）实验中每往砝码盘中加入一个砝码则得到一条纸带，并计算出相应的加速度a，若砝码的质量为m且不满足远小于小车质量的条件，进行多次实验，得到多组数据，则作出___________的图像为直线；
A．a-m        B．     C．    D．
（5）在（4）问中，直线纵截距为b，斜率为k，若砝码盘的质量为m0，则小车的质量为___________ 。
【答案】      纸带上的点间距均匀     ③④②①⑤     0.40     D    
【解析】（1）当小车做匀速运动时，相同时间内通过的路程相同，纸带上打出点的间距应该相同。
（2）正确顺序是先固定并调整打点计时器，之后安装纸带和小车，先接通打点计时器，后释放小车，最后将小车停下来，避免碰撞。
（3）从0刻度线记为记数点1，后每相邻5个点取一个记数点，依次记为1、2、3，由题意可知，，相邻记数点的时间间隔为，由题意可得


（4）AB．由题意可知，已经平衡了砝码盘重力的影响，所以砝码的重力提供下车和砝码与砝码盘的加速度，记小车的质量为M，砝码盘的质量为m0，则有


由于m不满足远小于M的条件，故和的图像不是直线，故AB错误；
CD．由上述分析变形可得

图像是一条直线，故C错误，D正确。
故选D。
（5）由题意可知，有



9．（2022·江苏·泰州中学高三开学考试）实验室中某同学用如图甲所示的滴水法测量小车在斜面上运动时的加速度。实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度，使其每滴一滴（以滴水计时器内盛满水为准）；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；然后撤去浅盘并同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开。

（1）关于本实验，下列说法中正确的是___________；
A．本实验中还需要用到秒表记录时间
B．在斜面上做实验是为了平衡小车下滑过程中的摩擦力
C．小车的质量越大，运动时加速度就越大
D．滴水计时器的计时原理和打点计时器的计时原理类似
（2）经多次实验后发现，测量每个点迹到放开小车时的点迹的距离x和对应的时间，以x为纵横、为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，连线后总能得到如图乙所示的图像，这___________（填“可以”或“不能”）说明运动中小车的速度随时间均匀变化，理由是___________；
（3）白纸上部分点迹如图丙所示，从图中读出A、B两点间距___________m；BC段对应的加速度为___________。
【答案】      D     可以     由图乙可知小车运动的，则小车做初速度为0的匀加速直线运动，则运动中小车的速度随时间均匀变化     0.0070     0.05
【解析】（1）AD．滴水计时器的计时原理与打点计时器计时原理类似，无需再用秒表计时，故A错误，D正确；
B．在斜面上做实验是为了使小车的重力沿斜面方向的分力大于小车下滑过程中的摩擦力，从而使小车做匀加速运动，进而测量小车加速度，故B项错误；
C．设斜面倾角为，则小车运动过程中的加速度

与小车质量无关，故C项错误。
故选D。
（2）由题图乙知，则小车做初速度为0的匀加速直线运动，加速度为定值，因此运动中小车的速度随时间均匀变化。
（3）由题图丙知A、B两点间距

小车运动的加速度为

10．（2022·江苏南通·模拟预测）某小组在“用单摆测量重力加速度”实验中：
（1）组装单摆时，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线的上端，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图甲所示。这样做的目的有________；

A．保证摆动过程中摆长不变
B．需要改变摆长时便于调节
C．保证摆球在同一竖直平面内摆动
（2）安装好实验装置后，先用刻度尺测量摆线长l，再用游标卡尺测量摆球直径d，其示数如图乙所示，则d=_______mm；

（3）某次实验过程中，用秒表记录时间的起点应该是摆球运动过程中的________（选填“最高点”或“最低点”）；
（4）该组同学测出五组单摆振动周期T与摆长L的数据如下表，请在图丙中作出T2-L关系图像_______。根据图像算出重力加速度g=_______m/s2；（结果保留3位有效数字）
次数
1
2
3
4
5
L/m
0.5000
0.6000
0.7000
0.8000
0.9000
T/s
1.43
1.55
1.67
1.78
1.90
T2/s2
2.04
2.40
2.79
3.17
3.61


（5）若测量值与当地重力加速度值相比偏大，可能原因是________（写出一个）。
【答案】      AB##BA     18.9     最低点          9.86（9.83～9.89范围内均可）     见解析
【解析】（1）用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，可以在需要改变摆长时便于调节；用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，从而保证摆动过程中摆长不变。上述做法并不能保证摆球在同一竖直平面内摆动。
故选AB。
（2）由题图乙可知摆球直径为

（3）摆球在最高点附近运动速度较小，人由于视觉原因不可能精确定位摆球是否经过最高点，由此造成时间测量的相对误差较大。摆球在最低点附近速度较大，由位置判断的误差对时间测量的影响较小，所以应在摆球经过最低点时开始计时。
（4）作出T2-L关系图像如图所示。

根据单摆周期公式变形可得

所以图像的斜率为

解得

（5）①本实验通过累积法来测量周期，即测量摆球完成n次全振动的总时间t，从而求得周期，若计算时不慎将n的值记录得偏大，则所测周期偏小，会造成g的测量值偏大。
②实验时，摆球有时不一定严格在竖直面内运动，而是做圆锥摆运动，在摆角为θ的情况下，小球向心力为

解得

由上式可知摆球做圆锥摆运动时，所测周期比严格做单摆运动时偏小，从而造成g的测量值偏大。
③实验过程中，铁夹处摆线出现了松动，使摆长的真实值比测量值偏大，从而造成g的测量值偏大。
11．（2022·江苏·二模）某同学想利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。在某次实验中，他竖直上抛一个小球，得到如图数据（图中数据为频闪周期内小球上升的实际距离）。已知数据频闪仪每隔0.05s闪光一次，小球质量m＝0.2kg，当地重力加速度g取9.8m/s2。（计算结果保留三位有效数字）

（1）从t2到t5过程中，重力势能增加量ΔEp＝________J，动能减少量ΔEk＝________J。
（2）在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，即可验证机械能守恒定律。造成ΔEp与ΔEk误差的主要原因是：________
【答案】      1.24     1.28     存在空气阻力
【解析】（1）重力势能增量

在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有


动能减少量

（2）在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，即可验证机械能守恒定律。造成ΔEp与ΔEk误差的主要原因是：存在空气阻力动能一部分转化为内能。
12．（2022·江苏盐城·三模）阿特伍德机是著名的力学实验装置。绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重锤A和B，在B下面再挂重物C时，由于速度变化不太快，测量运动学物理量更加方便。

（1）如图所示，在重锤A下方固定打点计时器，用纸带连接A，测量A的运动情况。下列操作过程正确的是_________；
A．固定打点计器时应将定位轴置于系重锤A的细线的正下方
B．开始时纸带应竖直下垂并与系重锤A的细线在同一竖直线上
C．应先松开重锤让A向上运动，然后再接通打点计时器电源打点
D．打点结束后先将纸带取下，再关闭打点计时器电源
（2）某次实验结束后，打出的纸带如图所示，已知打点计时器所用交流电源的频率为，则重锤A运动拖动纸带打出H点时的瞬时速度为______；（结果保留三位有效数字）

（3）如果本实验室电源频率不足50Hz，则瞬时速度的测量值_______（填“增大”或“减小”）；
（4）已知重锤A和B的质量均为M，某小组在重锤壁下面挂质量为m的重物C由静止释放验证系统运动过程中的机械能守恒，某次实验中从纸带上测量A由静止上升h高度时对应计时点的速度为v，则验证系统机械能守恒定律的表达式是___________；
（5）为了测定当地的重力加速度，另一小组改变重物C的质量m，测得多组m和测量对应的加速度a，在坐标上作图如图所示，图线与纵轴截距为b，则当地的重力加速度为_________。

【答案】      B     1.13     增大         
【解析】（1）AB．开始时纸带应竖直下垂并与系重锤A的细线在同一竖直线上，从而尽可能减小纸带运动过程中所受的摩擦阻力，所以打点计时器振针应置于系重锤A的细线的正下方，而定位轴的位置在复写纸中心，在振针旁边，所以定位轴不应在重锤A的细线的正下方，故A错误，B正确；
C．由于重锤A速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，实验时应先接通打点计时器电源，再释放重锤A，故C错误；
D．打点结束后应先关闭打点计时器电源，再取下纸带，故D错误。
故选B。
（2）打H点时重锤A的瞬时速度等于打G、J两点间的平均速度，即

（3）如果本实验室电源频率不足50Hz，则计算瞬时速度时所代入的T值比实际值偏小，从而使瞬时速度的测量值增大。
（4）根据机械能守恒定律有

整理得

（5）对A、B、C整体根据牛顿第二定律有

整理得

由题意可知

解得

13．（2022·江苏·高三开学考试）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。

（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线___________每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛___________。
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为___________m/s（g取9.8m/s2）。
（3）在另次实验中将白纸换成方格纸，每个格子的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为___________m/s，B点的竖直分速度为___________m/s。（g取10m/s2）
【答案】      水平     初速度相同     1.6     1.5     2.0
【解析】（1） 斜槽末端切线要调至水平，以保证物体水平抛出。
每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同。
（2）竖直方向有

解得

水平方向有

（3） 竖直方向有
，
解得

水平方向有

B点的竖直分速度

14．（2022·江苏南通·模拟预测）（1）小明同学用如图甲所示的装置进行用单摆测量重力加速度的实验。

①以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有___________；
A．尽量选择质量大、体积小的摆球
B．将摆球拉到最大位移处释放，同时快速按下秒表开始计时
C．测量摆长时，让单摆自然下垂，先测出摆线长度，然后加上摆球的半径
D．用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间作为单摆的周期
②用10分度的游标卡尺测量了小球直径d，示数如图乙所示，则小球直径___________；
（2）在探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”的实验中，某同学作了如图所示的实验改进，添加了用力传感器来测细线中的拉力。关于实验改进后，下列说法正确的是___________。

A．力传感器测得的是砂和砂桶的总重力         B．小车受到的合力等于力传感器测得的大小
C．砂和砂桶的总质量不需远小于小车质量       D．本实验不需要进行阻力补偿
【答案】      AC##CA          C
【解析】（1）A．为了减小空气阻力，所以尽量选择质量大、体积小的摆球，故A正确；
B．单摆释放的角度应当小，摆动稳定后，开始计时，计时起点终点为摆球通过平衡位置，故B错误；
C．测量摆长时，让单摆自然下垂，先测出摆线长度，然后加上摆球的半径，故C正确；
D．用秒表测量单摆完成30~50次次全振动所用时间，然后求平均摆动一次的时间作为单摆的周期，故D错误。
故选AC；
由图乙可知，
（2） AC．力传感器可以精确测得绳子对小车的拉力，由于砂和砂桶做加速运动，则力传感器测得的并不是砂和砂桶的总重力，故不需要满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量，故A错误，C正确；
B．小车受到的合力等于力传感器测得的大小的两倍，故B错误
D．本实验仍需要进行阻力补偿，故D错误。
故选C。
15．（2022·江苏·阜宁县东沟中学模拟预测）用图甲所示的装置进行“探究动能定理”实验。

（1）用天平测量小车和遮光片的总质量M、砝码盘的质量m0；用游标卡尺测量遮光片的宽度d，游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为___________cm；按图甲所示安装好实验装置，用刻度尺测量两光电门之间的距离L；
（2）在砝码盘中放入适量砝码；适当调节长木板的倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电门1和光电门2的时间相等；
（3）取下细线和砝码盘，记下砝码的质量m；
（4）让小车从靠近滑轮处由静止释放，用数字毫秒计时器分别测出遮光片经过光电门1和光电门2所用的时间△t1、△t2。小车从光电门1运动至光电门2的过程中，小车动能的变化量△Ek=________（用上述步骤中的物理量表示）。小车下滑过程中，________（选填“必须”“不需要”）测量长木板与水平桌面的夹角，可求出合外力做的功W合=_________（用上述步骤中的物理量表示，重力加速度为g），比较W合和△Ek的值，找出两者之间的关系；
（5）重新挂上细线和砝码盘，重复（2）～（5）步骤；
（6）不考虑遮光条宽度的影响，滑块动能的增量为△Ek1；考虑遮光条宽度的影响，滑块动能的增量为△Ek2，则△Ek1___________△Ek2（填“>”“=”或“
【解析】（1）游标卡尺读数为

（4）小车通过光电门1的速度为

小车通过光电门2的速度为

则小车的动能变化量为

根据题干，已知在砝码盘中放入适量砝码，轻推小车，遮光片先后经过光电门1和光电门2的时间相等，这说明在有砝码和砝码盘的情况下小车做匀速直线运动。当取下砝码和砝码盘后，小车所受合外力即为砝码和砝码盘的重力，所以不需要测量夹角，合外力做的功为

（6）用算出的为通过光电门中间时刻的瞬时速度，但是实际上应该为通过光电门位移中点的瞬时速度。由于位移中点的瞬时速度要大于中间时刻的瞬时速度，所以不考虑遮光条宽度影响时滑块动能的增量会大于考虑遮光条宽度影响时滑块动能的增量，即

16．（2022·江苏·南京航空航天大学附属高级中学高三开学考试）小明用如图所示的装置测定木块与桌面之间的动摩擦因数。将木块A拉到水平桌面上的P点，待物体B稳定后静止释放A，当A位于O点时，B刚好接触地面，A最终滑到Q点。

（1）下列实验操作步骤，正确的顺序是________；
①将A拉到P点，待B稳定后静止释放A
②在桌面上记录P点的位置
③改变h，重复实验
④在桌面上记录Q点的位置，测量OP、OQ的长度h和s
⑤调节滑轮高度使细线与木板平行，在桌面上记录O点的位置
（2）实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮．若有下列措施：①减小A的质量；②增加细线的长度；③增加B的起始高度．其中可行的是________；
（3）请根据下表的实验数据在方格纸中作出s-h关系的图像_______。
h/cm
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
s/cm
9.85
14.25
18.60
24.00
28.50


（4）实验测得A、B的质量均为0.20kg.根据sh图像可计算出A与桌面间的动摩擦因数μ＝________。（结果保留两位有效数字）
（5）小华用同一装置做该实验，利用sh图像处理数据后发现实验中记录P、O、Q三点时，除P点记录的是A的右侧边，O、Q两点均记录的是A的左侧边，你认为小华是否需要重新进行实验，请简要说明理由_______。
【答案】      ⑤②①④③     ②          0.34（0.32～0.36）     不需要，因为是利用sh图像的斜率计算动摩擦因数的，而斜率未受影响
【解析】（1）根据该实验的原理，则正确的实验操作步骤顺序是⑤②①④③；
（2）①减小A的质量，则会使B落地瞬时A的速度更大，最终使A滑的更远，则该方法错误；
②增加细线的长度，则会使B落地瞬时A的速度变小，最终使A滑的近些，则该方法正确；
③增加B的起始高度，则会使B落地瞬时A的速度更大，最终使A滑的更远，则该方法错误；
故选②；
（3）作出s-h关系的图像如图；

（4）由P到O由动能定理

由O到Q由动能定理

解得

由图像可知

解得
μ=0.34
（5）小华记录的数据中h值偏大，s值准确，则公式修正为


解得

则图像的斜率不变，求得的摩擦因数不变，则不需要重新进行实验。
17．（2022·江苏省如皋中学高三开学考试）小华用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。已知重物A（含挡光片）、B的质量分别mA和mB（mB>mA），挡光片的宽度为d，重力加速度为g。

（1）下列实验操作步骤，正确顺序是________。
①测量挡光片中心到光电门中心的竖直距离h
②记录挡光片经过光电门的时间Δt
③先接通光电门的电源，后释放B
④按图甲装配好定滑轮和光电门
⑤A、B用绳连接后跨放在定滑轮上，用手托住B
（2）挡光片通过光电门时的速度为________（用题中的物理量表示）。
（3）如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为________（用题中的物理量表示）。
（4）小华反复改变挡光片中心到光电门中心的竖直距离h，记录挡光片通过光电门时间，作出图像如图乙所示，测得图线的斜率为，则=________。
（5）本实验中的挡光片宽度适合。小华想：如果实验中的挡光片宽度较大，计算得到的挡光片通过光电门时的速度将偏大。你是否同意他的观点？请简要说明理由。( )
【答案】      ④⑤①③②                    不同意，因为计算得到的速度是平均速度即中间时刻的瞬时速度，小于中间位置的瞬时速度。
【解析】（1）按照实验目的，可得验操作步骤为④⑤①③②。
（2）由于挡光片的宽度较小，其平均速度等于瞬时速度，则可得挡光片通过光电门时的速度为

（3）根据机械能守恒得

即有

（4）由于

变形可得

即有

解得

（5）不同意，因为计算得到的速度是平均速度即中间时刻的瞬时速度，小于中间位置的瞬时速度。
18．（2022·江苏·模拟预测）某同学用图a装置探究两根相同弹簧甲、乙串联后总的劲度系数与弹簧甲劲度系数的关系。他先测出不挂钩码时弹簧甲的长度和两弹簧的总长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，记录数据填在下面的表格中。

序号

1
2
3
4
5
6
钩码重力F/N
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
弹簧甲的长度L1/cm
1.95
2.20
2.45
2.70
2.95
3.20
两弹簧总长度L2/cm
4.00
4.50
5.00
5.50
6.00
6.50

（1）关于本实验操作，下列说法正确的是_______。
A．悬挂钩码后立即读数
B．钩码的数量可以任意增减
C．安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态
（2）已作出钩码重力F与弹簧总长度L2的关系图像，如图b中实线所示，由图像可知两根弹簧串联后总的劲度系数k为_______N/cm。

（3）在图b的坐标纸上描点作出钩码重力F与弹簧甲的长度L1的关系图像_______；
（4）根据F-L1图像可求出一根弹簧的劲度系数k'，k和k'的定量关系为_______；
（5）本实验中，弹簧的自重对所测得的劲度系数_______。（选填“有”或“无”）影响。
【答案】      C     1.00               无
【解析】（1）A．悬挂钩码后应等示数稳定后再读数，A错误；
B．因为所挂钩码重力不能超过弹性限度，即钩码的数量不可以任意增减，B错误；
C．安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态，C正确。
故选C。
（2）因为F-L图像的斜率为劲度系数，故

（3）图像如图所示

（4） 根据F-L1图像可求出一根弹簧的劲度系数为

故k和k'的定量关系为

（5）因为本实验中，用图像斜率求得弹簧劲度系数，故弹簧的自重对所测得的劲度系数无影响。
19．（2022·江苏省海头高级中学高三期末）某学习小组在斜面上研究动量守恒实验，采用了如图所示的实验装置，甲、乙两小车间有一锁定的压缩弹簧，解除锁定，小车在弹簧作用下由静止向相反方向运动。

（1）设两车的质量分别为m1、m2，弹开过程中某时刻的速度大小分别为v1、v2，则该小组需要验证的表达式是___________；
（2）现进行以下操作：
①用天平测甲、乙两车的质量分别为m1=0.20kg，m2=0.40kg；
②打开实验模板，启动传感器；
③点击“开始”，解除锁定，传感器记录小车的各个时刻的速度如下表所示，其中甲车的v-t图像已由计算机绘出，请你根据表格中所给的数据做出乙车的v-t图像；( )

时间t（s）
甲车v（m/s）
乙车v（m/s）
0.01
0.100
-0.049
0.02
0.155
-0.077
0.03
0.195
-0.097
0.04
0.225
-0.110
0.05
0.250
-0.120
0.06
0.260
-0.110
0.07
0.270
-0.100
0.08
0.280
-0.090
0.09
0.290
-0.080
0.1
0.300
-0.070

（3）根据两车的v-t图像及动量守恒条件，你认为选择___________时间研究更合适。
A．0~0.04s     B．0.06~0.10s     C．任意时段均可
（4）进一步分析实验数据，可以得到的结论是___________
（5）关于实验的操作与反思，下列说法正确的是___________
A． 实验中需要平衡摩擦力
B． 更换劲度系数更大的弹簧，有利于减小实验误差
C． 该学习小组需多次改变斜面倾角进行实验得出最后结论
【答案】      m1v1-m2v2=0或m1v1=m2v2     见解析     A     误差允许范围内，弹开最初的一小段时间内系统动量守恒     BC
【解析】（1）解除锁定前，系统动量为零，系统动量守恒，则解除锁定后有
m1v1-m2v2=0
也即
m1v1=m2v2
乙车的v-t图像如图

（3）从图像上看，在0.05s后乙车速度开始减小，说明受到外界阻力作用，动量不再守恒，所以应选择0~0.04s时间研究更合适。
故选A。
（4）分析实验数据，可以得到的结论是：误差允许范围内，弹开最初的一小段时间内系统动量守恒。
（5）A．实验中不需要平衡摩擦力，故A错误；
B．更换劲度系数更大的弹簧，使内力远大于外力，系统动量近似守恒，有利于减小实验误差，故B正确；
C．改变斜面倾角，排除偶然因素，多次进行实验得出最后结论，故C正确。
故选BC。
20．（2022·江苏·模拟预测）在实验室用如图1所示的装置探究加速度与力的关系，在进行实验前已经通过垫块调节木板左端高度平衡了摩擦力。

（1）进行实验测量时，第一次打出的一条纸带如图2所示，需要对实验装置进行改进的操作是______；

（2）改进后再次实验，选取纸带的一段进行测量，如图3所示，测得。已知打点计时器打点周期为，则小车的加速度______；（结果保留两位有效数字）

（3）实验中保持小车质量不变，改变砝码的质量，进行实验，打出纸带，算出相应的加速度a，数据如下表所示，请在图4中根据描出的点作出图像______；由图像可得出的结论是______；
小车质量为
加速度
0.33
0.55
0.74
0.94
1.11
1.30
1.46
1.62
1.93
2.36
托盘及砝码总重力
0.147
0.245
0.343
0.441
0.539
0.637
0.735
0.833
1.029
1.323


（4）某小组在实验中作出图像如图5所示，图像斜率的物理意义是______；若图像纵截距为b，则______。（结果保留两位小数）
【答案】      增加砝码质量     0.96          在托盘和砝码的总质量远小于小车质量时，加速度a与力F成正比     小车质量     0.10
【解析】（1）由图2可知，小车加速度很小，应增加砝码质量，提高拉力，增加小车加速度。
（2）打点计时器打点周期为0.02s，两计数点之间时间间隔为0.1s，小车的加速度为

（3）根据表中数据作出图像如下图所示：

由图像可知，在托盘和砝码的总质量远小于小车质量时，加速度a与力F成正比。
（4）由牛顿第二定律可得

则

故图像斜率的物理意义是小车质量。
若图像纵截距为b，有

21．（2022·江苏省昆山中学模拟预测）为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。

（1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是___________；
①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计；
②用天平测量滑块和遮光条的总质量m；
③用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l；
⑤调整好气垫导轨的倾斜状态；
⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间、；
⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度、；
⑧改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤⑤⑥⑦，完成多次测量。
（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图所示，则___________；某次实验中，测得，则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度___________（保留3位有效数字）；

（3）在误差允许范围内，若___________（用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则认为滑块下滑过程中机械能守恒；
（4）写出两点产生误差的主要原因：___________。
【答案】      ②④                    滑块在下滑过程中受到空气阻力作用，产生误差；遮光条宽度不够窄，测量速度不准确，产生误差
【解析】（1）滑块沿光滑的斜面下滑过程机械能守恒，需要通过光电门测量通过滑块运动的速度

滑块下滑过程中机械能守恒，减少的重力势能转化为动能

整理化简得

所以测量滑块和遮光条得总质量不必要，②满足题目要求，测量、之间的距离不必要，④满足题目要求。
故选②④。
（2）游标卡尺的读数为

滑块通过光电门的速度

（3）根据（1）问可知

在误差允许的范围内，满足该等式可认滑块下滑过程中机械能守恒。
（4）滑块在下滑过程中受到空气阻力作用，产生误差；遮光条宽度不够窄，测量速度不准确，产生误差。
22．（2022·江苏·模拟预测）研究性学习小组的同学在实验室设计了一套如图甲所示的装置来探究“加速度与力、质量的关系”图甲中A为小车（车上有槽，可放入砝码），B为打点计时器，C为力传感器（可直接读出绳上的拉力大小），P为小桶（可装入砂子），M是一端带有定滑轮的水平放置的足够长的木板，不计细绳与滑轮间的摩擦由静止释放小车A，通过分析纸带求出小车的加速度。

（1）在平衡小车受到的摩擦力时，小车要连接纸带，不连接小车前端的细绳和小桶P，接通打点计时器电源，轻推小车，若纸带上打出的点相邻点间的距离逐渐增大，则应移动左侧垫片使木板的倾角略微___________（填“增大”或“减少”）。
（2）该小组同学在探究拉力一定的情况下，加速度与质量的关系时发现，在不改变小桶内砂子的质量而只在小车上的槽内增加砝码时，力传感器的示数___________（填“会”或“不”）发生变化。
（3）已知交流电源的频率为50Hz，某次实验得到的纸带如图乙所示，每相邻两点间还有4个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度a=____________m/s2（结果保留两位有效数字）。
（4）某同学在该次实验中，测得小车的加速度a和拉力F的数据如表所示：

1
2
3
4
5
6
F/N
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
a/（m·s-2）
0.21
0.39
0.60
0.75
1.01
1.20

根据表中的数据在坐标图中描出第4组数据，并做出a-F像___________。由图像的斜率求出小车的总质量为m=___________kg（结果保两位有效数字）。

【答案】      减少     会     1.8          0.50
【解析】（1）纸带上打出的点的间距离逐渐增大，即小车在做加速运动，说明平衡摩擦力过度了，则应移动左侧垫片使木板的倾角略微减少；
（2）小桶（含沙子）的重力使小桶和小车这个系统做加速运动，根据牛顿第二定律，有

且

代换得到

在不变的情况下，由上式可知，增大，则减小；拉力计的示数

即减小时，将增大，传感器的示数会发生变化；
（3）由逐差法，可求得小车的加速度

（4）做出的a-F图像如图所示：

（5）根据

得

23．（2022·江苏·模拟预测）如图甲所示是某研究性学习小组探究小车加速度与力关系的实验装置，长木板置于水平桌面上，一端系有沙桶的细绳通过滑轮与固定的拉力传感器相连，拉力传感器可显示绳中拉力的大小，改变桶中沙的质量进行多次实验。完成下列问题：

（1）实验时，下列操作或说法正确的是______。
A．需要用天平测出沙和沙桶的总质量
B．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量
C．选用电磁打点计时器比选用电火花计时器实验误差小
D．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数
（2）实验中得到一条纸带，相邻计数点间有四个点未标出，各计数点到A点的距离如图乙所示。电源的频率为50 Hz，则由纸带可知小车的加速度大小为______。（保留三位有效数字）
（3）以拉力传感器的示数为横坐标，以小车加速度为纵坐标，画出的图像可能正确的是______。
A． B． C．    D．
（4）若作出图线，求出其“斜率”为，则小车的质量为______。
（5）同学不断增加沙子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为______。（取）
【答案】      D     1.48     A          5
【解析】（1）AB．有拉力传感器测小车受到的拉力，不需要用天平测出沙和沙桶的总质量，也不用保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量，故AB错误；
C．电磁打点计时器并不比电火花计时器误差小，故C错误；
D．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数，故D正确。
故选D。
（2） 电源的频率为50 Hz，相邻计数点间有四个点未标出，则相邻计数点时间间隔为
T=0.1s
根据逐差法

（3）因长木板置于水平桌面，未平衡摩擦力，则有一定的拉力时才会产生加速度，而本实验通过拉力传感器测力，则图像是一条直线。
故选A。
（4）根据题图，可看出，车受到的拉力等于2F，根据牛顿第二定律有


则图像斜率表示

则

（5） 对小车

对桶和沙子

根据题意

整理得

不断增加沙子质量重复实验即增加M，a趋近于

24．（2022·江苏·马坝高中高三阶段练习）如图甲是某同学探究小车加速度与质量关系的实验装置。一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，滑轮刚好伸出桌面，带有凹槽的小车放在长木板上，小车通过细绳绕过定滑轮与钩码相连，小车后面连有纸带，纸带穿过打点计时器，打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电，不计滑轮摩擦及空气阻力，重力加速度。

（1）打开电源，释放小车，钩码运动一段时间落地停止后，小车还持续运动了一段时间，打出的纸带如图乙，纸带左端与小车相连。纸带上相邻两个计数点间还有4个计时点未画出，则打C点时小车的速度大小______m/s；小车受到的阻力是其重力的______倍。（结果均保留两位有效数字）

（2）调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动。左端挂一个质量远小于小车质量的钩码，小车自身的质量保持不变，在小车上加一个砝码，并测出此时小车的加速度a，调整小车上的砝码个数N，进行多次实验，得到多组数据。以小车上砝码个数N为横坐标，相应加速度的倒数为纵坐标，在坐标纸上作出如图丙所示的关系图线，其纵轴截距为b，斜率为k。若小车上每个砝码的质量均为，则小车受到的拉力大小为______，小车的质量为______。

（3）如果左端挂的钩码质量不满足远小于小车质量的条件，再重复上述实验，得到的图线是______（选填直线或曲线）。
【答案】      0.42     0.012               曲线
【解析】解：（1）打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电，纸带上相邻两个计数点间还有4个计时点未画出，因此打点周期是
T=0.02×5s=0.1s
由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可得打C点时小车的速度大小

由纸带可知，钩码落地后，小车做匀减速直线运动，由∆x=aT2，求其加速度是

设小车自身的质量为M，由牛顿第二定律可得小车所受的阻力大小是
Ff=Ma1

（2） 设绳左端挂质量是m的钩码，由牛顿第二定律可知
（M+Nm0）a=mg
整理解得

由题设条件可得




小车受到的拉力大小等于绳左端钩码的重力，则有
F=mg=
小车的质量

（3） 如果左端挂的钩码质量不满足远小于小车质量的条件，对小车的拉力就不是近似等于小车的重力，再重复上述实验，得到的图线是曲线。
25．（2022·江苏盐城·三模）用如图甲所示的实验装置验证重锤、组成的系统机械能守恒。、用细线相连，让从某高处由静止开始下落，打点计时器在拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证系统机械能是否守恒。图乙给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点未标出，所用电源的频率为，已知、。则：

（1）在纸带上打下计数点5时的速度大小___________；
（2）从计数点0到计数点5的运动过程中，系统动能的增加量___________，系统重力势能的减少量___________，若求得的与在误差允许的范围内近似相等，则可验证系统的机械能守恒；（取，结果保留3位有效数字）
（3）分析你所得到的数据，你认为与不相等的主要原因可能为___________；
（4）下降高度时的速度为，作出的图像如图丙所示，若两重锤组成的系统机械能守恒，则根据图像可求得当地的重力加速度___________。
【答案】      2.4（2.40也可）     0.576     0.588     空气阻力、滑轮及纸带摩擦做功(答对一条即可，或直接填阻力也可)     9.6
【解析】（1）由于每相邻两计数点间还有4个点未标出，则有
T=0.1s
在纸带上打下计数点5时的速度为

（2）从计数点0到计数点5的运动过程中，系统动能的增加量为

系统重力势能的减少量为

（3）与不相等的主要原因可能为存在空气阻力、滑轮及纸带摩擦做功。
（4）由系统机械能守恒可得

代入数据，整理可得

可知，g即为的图像的斜率k，即

26．（2022·江苏省响水中学高三开学考试）某同学用如图所示装置探究小车做匀变速直线运动的规律。

（1）请在下列实验器材中，选出本实验中不需要的器材：______（填编号）。
①电火花计时器②天平③低压交变电源④细线和纸带⑤砝码、托盘和小车⑥刻度尺⑦秒表⑧一端带有滑轮的长木板
（2）安装好实验装置后，按照正确的实验操作，纸带被打出一系列点，其中一段如图所示，可知纸带的______（选填“左”或“右”）端与小车相连。

（3）如图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则小车运动的加速度大小为______m/s2。打下E点时小车的瞬时速度大小为______m/s。（结果均保留3位有效数字）
（4）如果当时电网中交变电流的电压变成210V，频率不变，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值______。（选填“偏大”“偏小”或“不变”）
（5）实验结束后，甲、乙两组同学分别把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条，再把这些纸条下端对齐，并排贴在一张纸上，得到如图甲、乙所示的两幅图。由图可知______组实验过程中小车的加速度大，判断依据是______。

【答案】      ②③⑦     左     1.96     1.10     不变     甲     纸条上端连线斜率大
【解析】（1）这里不需要知道小车及砝码的质量，所以不需要天平，电火花打点计时器有计时的功能，用的是220V交流电源，故不需要低电压交流电源和秒表；
（2）从小车释放后速度变大，所以相等时间内的位移来越来大，所以是纸带和小车左端相连；
（3）由逐差法可得出

带入数据可求得加速度为1.98；
匀变速直线运动中，任意某时间段中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，则E点的速度等于DF段的平均速度

（4）交流电的频率不变，则相邻两个点的时间不变，所以加速度不会变化；
（5）它们的长度分别等于

因为剪断的纸带所有时间都相等，所以纸带的长度之比就是平均速度之比，所以可以把甲乙图看成是平均速度和时间的关系图，与图可知甲图的斜率较大，所以甲的加速度较大。
27．（2022·江苏·模拟预测）为了测量滑块与桌面间的动摩擦因数，一同学设计了如图所示的实验装置，A为带滑轮的滑块，B为盛有砂的砂桶。

（1）实验时，必须要进行的操作是___________。
A．用天平测量出砂和砂桶的质量
B．调整滑轮的位置，使绳与桌面平行
C．要保证砂和砂桶的质量远小于滑块的质量
D．滑块靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车
（2）该同学实验中得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点之间还有四个点未画出），打点计时器的交流电源频率为50Hz，根据纸带可以求出小车的加速度a=___________（保留两位有效数字）；

（3）通过改变砂的质量，得到滑块运动的加速度和力传感器示数F的关系如图所示，纵截距为，已知当地的重力加速度为g，则滑块和轨道间的动摩擦因数___________（用b、g表示）；

（4）实验中已测得滑块的质量为M，将其由静止释放，力传器的示数为F，滑块运动距离为时，砂桶刚好接触地面且不反弹，滑块再滑行的距离后停止运动，则滑块与桌面间的动摩擦因数的表达式为___________（用F、M、、、g表示）；的测量值与真实值相比___________（填“偏大”、“偏小”、“不变”）。
【答案】      BD     0.88               偏大
【解析】(1)AC．本题拉力可以由力传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶(包括砂)的质量远小于车的总质量，故AC错误；
B．绳与桌面必须平行，以保证拉力的方向与滑块的运动方向一致，故B正确；
D．打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，故D正确。
故选BD。
(2)每隔四个点取一个计数点，故相邻计数点间的时间间隔

根据逐差法可得

(3)根据牛顿第二定律可得

解得

结合图线可知

解得

(4)对滑块在整个运动过程中，根据动能定理可得

解得

因为实验中不可以避免的存在阻力(纸带、滑轮摩擦)，导致摩擦力偏大，所以μ的测量值偏大。
28．（2022·江苏·模拟预测）某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点。光电门固定在A的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取v=作为钢球经过A点时的速度。记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒。

(1)用ΔEp=mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到___________之间的竖直距离。
A．钢球在A点时的顶端
B．钢球在A点时的球心
C．钢球在A点时的底端
(2)用ΔEk=mv2计算钢球动能变化的大小。用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图所示，其读数为___________cm。某次测量中，计时器的示数为0.0100s。则钢球的速度为v=___________m/s。

(3)下表为该同学的实验结果：
ΔEp（×10-2J）
4.892
9.786
14.69
19.59
29.38
ΔEk（×10-2J）
5.04
10.1
15.1
20.0
29.8

他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的。你是否同意他的观点？请说明理由_________。
(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议__________________。
【答案】      B     1.50（1.49～1.51均可）     1.50（1.49～1.51均可）     不同意，因为空气阻力会造成ΔEk小于ΔEp，但表中ΔEk大于ΔEp。     分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l，计算ΔEk时，将v折算成钢球的速度v′=v。
【解析】(1)高度变化要比较钢球球心的高度变化，所以B正确；AC错误；
故选B。
(2)毫米刻度尺读数时要估读到毫米下一位，读数为1.50cm；
由
v=
代入数据可得
v=1.50m/s。
(3)从表中数据可知ΔEk>ΔEp，若有空气阻力，则应为ΔEk