新高考物理一輪復(fù)習(xí)跟蹤練習(xí)專題3.3　本專題實(shí)驗(yàn)（解析版）

專題3.3本專題實(shí)驗(yàn)【練】1、（2022·天津·耀華中學(xué)一模）某同學(xué)采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度和力的關(guān)系，其中小車的質(zhì)量為M，砂和砂桶的總質(zhì)量為m（滑輪光滑），交流電頻率為f=50Hz。（1）本實(shí)驗(yàn)中____________（需要或不需要）滿足m<<M；（2）松開砂桶，小車帶動紙帶運(yùn)動，若相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，紙帶如圖乙所示，則小車的加速度a=___________（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；（3）改變砂桶內(nèi)砂子的質(zhì)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，以彈簧測力計(jì)示數(shù)F為橫坐標(biāo)、小車對應(yīng)的加速度a為縱坐標(biāo)，做出的a-F圖像如圖丙，可知小車的質(zhì)量M=___________kg。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?/p>

不需要

2.01

0.125【解析】（1）本實(shí)驗(yàn)中小車所受拉力大小可以通過彈簧測力計(jì)直接讀出，不需要用砂和砂桶的重力近似替代，所以不需要滿足m<<M。（2）由題意，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔為SKIPIF1<0根據(jù)逐差法可得小車的加速度為SKIPIF1<0（3）彈簧測力計(jì)的示數(shù)F就是小車所受合外力大小，則由圖丙并根據(jù)牛頓第二定律有SKIPIF1<02、（2022·安徽淮北·二模）某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。（1）該同學(xué)安裝好實(shí)驗(yàn)器材后，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50Hz的交流電源上，接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運(yùn)動，重復(fù)幾次。選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，標(biāo)出部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖乙所示（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打下的點(diǎn)，圖中未畫出）。其中s1=7.05cm、s2=7.68cm、s3=8.33cm、s4=8.95cm、s5=9.61cm、s6=10.26cm。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B點(diǎn)時(shí)小車的速度vB=________m/s；小車的加速度a=________m/s2（要求充分利用測量的數(shù)據(jù)，結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）。（2）用圖甲所示的裝置還可以完成下述哪些實(shí)驗(yàn)________。A．探究小車的加速度和受力的關(guān)系B．驗(yàn)證動能定理C．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律D．驗(yàn)證動量守恒定律【答案】

0.74

0.64

AB【解析】（1）B點(diǎn)速度為SKIPIF1<0加速度為SKIPIF1<0（2）A．只需要滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于中午的質(zhì)量，此實(shí)驗(yàn)裝置即可用于探究小車的加速度和受力的關(guān)系，故A正確；B．驗(yàn)證動能定理需要測量合外力做的功與動能改變量之間的關(guān)系，只需要平衡摩擦力，此實(shí)驗(yàn)裝置既可用于驗(yàn)證動能定理，故B正確；C．驗(yàn)證機(jī)械能守恒需要動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，此裝置不具備測量重力做功情景的能力，故C錯誤；D．驗(yàn)證動量守恒定律需要測量碰撞前后的速度，此實(shí)驗(yàn)裝置無法測量碰撞后速度，故D錯誤。故選AB。3、（2022·湖南·新寧崀山實(shí)驗(yàn)學(xué)校三模）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)驗(yàn)證加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖。（交流電的頻率為50Hz）（1）圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為_________m/s2。（計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）（2）保持小車的質(zhì)量不變，改變桶內(nèi)砝碼的質(zhì)量，某位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別作出了加速度a隨合力F的變化圖線如圖丙所示，圖線上部出現(xiàn)了彎曲并偏離原來的直線，其主要原因是___________；若從小車中取出砝碼放入桶中，并以桶、桶中的砝碼、車和車中的砝碼整體為研究對象，圖線上部___________（填“會”或“不會”）彎曲。【答案】

3.2

砂和砂桶的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量

不會【解析】（1）從b圖中看出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.04s，利用勻變速直線運(yùn)動的兩個(gè)推論得出SKIPIF1<0（2）設(shè)小車的質(zhì)量為M，砂和砂桶的質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律，對砂和砂桶有SKIPIF1<0對小車有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0當(dāng)SKIPIF1<0時(shí)且小車質(zhì)量M保持不變時(shí)，則可知繩子的拉力近似等于砂和砂桶的總重力；F從0開始增加，當(dāng)砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量時(shí)，砂和砂桶的重力可近乎看成與小車質(zhì)量M成比，故此時(shí)圖線為直線；當(dāng)砂和砂桶的質(zhì)量增加到一定程度不再遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量時(shí)，繩子的拉力與砂和砂桶的總重力相差就變大，此時(shí)圖線上部出現(xiàn)彎曲；所以原因是砂和砂桶的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量。以桶、桶中的砝碼、車和車中的砝碼整體為研究對象，設(shè)張力為T，對砂和砂桶有SKIPIF1<0對小車有SKIPIF1<0由以上兩式得整體的加速度為SKIPIF1<0從小車中取出砝碼放入桶中，即雖然m變化，但整體質(zhì)量不變即SKIPIF1<0恒定，所以a與mg成正比，所以圖線上部不會發(fā)生彎曲。4、（2022·黑龍江·哈爾濱三中模擬預(yù)測）如圖為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M。（1）下列說法正確的是（）A．每次小車都要從同一位置開始運(yùn)動B．掛上砝碼盤，輕推小車，拖著紙帶的小車勻速運(yùn)動說明摩擦力已被平衡C．調(diào)節(jié)定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)線與長木板表面保持平行D．紙帶與小車相連端的點(diǎn)跡較疏（2）如圖是實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期是0.02s，結(jié)合圖中給出。的數(shù)據(jù)（單位：cm），求出小車運(yùn)動加速度的大小為___________m/s2.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）某同學(xué)想利用此裝置測算小車與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ。于是他讓小車在細(xì)繩的牽引下水平運(yùn)動，并通過紙帶確定了小車的加速度a。則μ=___________（用m、M、a及重力加速度g表示，小車與長木板之間的摩擦力可認(rèn)為是滑動摩擦力）【答案】

C

4.0

SKIPIF1<0【解析】（1）A．小車的釋放位置對該實(shí)驗(yàn)沒有影響，不要求每次在同一位置，故A錯誤；B．不掛砝碼盤，輕推小車，拖著紙帶的小車勻速運(yùn)動說明摩擦力已被平衡，故B錯誤；C．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長木板保持平行，故C正確；D．小車做勻加速運(yùn)動，紙帶與小車相連端的點(diǎn)跡較密，故D錯誤。故選C。（2）計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔SKIPIF1<0由逐差法求加速度SKIPIF1<0（3）設(shè)細(xì)線的拉力大小為T，對砝碼和砝碼盤由牛頓第二定律得SKIPIF1<0對小車由牛頓第二定律得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<05、（2022·上海黃浦·二模）某同學(xué)用如圖a所示的裝置驗(yàn)證加速度與力的關(guān)系。（1）為平衡摩擦力，將軌道一端略抬高，給小車一初速度使其在軌道上運(yùn)動，利用位移傳感器獲得小車的速度-時(shí)間圖像如圖b，則應(yīng)適當(dāng)___________（選填“增大”“減小”）軌道傾角。平衡摩擦后，操作中要控制___________（選填“小車”“鉤碼”）的質(zhì)量不變。序號F/Na/m·s-210.140.3920.190.5330.240.6740.250.8050.340.94（2）經(jīng)過正確操作，所測量的拉力與加速度的數(shù)據(jù)如右表。請?jiān)趫Dc。中用“×”補(bǔ)充完成序號為4、5的數(shù)據(jù)描點(diǎn)并做出a-F圖像。___________（3）某同學(xué)對“將鉤碼的重力大小視為小車所受拉力的大小”的做法提出質(zhì)疑，并開展了如下研究：他在小車上固定一個(gè)力傳感器，可直接測得小車所受拉力。測得小車與傳感器總質(zhì)量為0.486kg，改變鉤碼質(zhì)量，多次實(shí)驗(yàn)，測得多組鉤碼重力與小車所受拉力，圖d。中的圖線①、②分別為鉤碼重力、小車所受拉力隨鉤碼質(zhì)量變化的關(guān)系圖像。請根據(jù)圖像，針對該同學(xué)的質(zhì)疑給出回答。___________【答案】

減小

小車

當(dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，鉤碼的重力大小可近似視為小車所受的拉力大小【解析】（1）圖b可知小車獲得一初速度后做勻加速運(yùn)動，說明重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，應(yīng)適當(dāng)減小軌道傾角。該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證加速度與力的關(guān)系，平衡摩擦后，操作中要控制小車的質(zhì)量不變。（2）（3）由圖像d可知，當(dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，鉤碼的重力大小可近似視為小車所受的拉力大小。6、（2022·湖南·長郡中學(xué)二模）在某次探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車總質(zhì)量用M，重物質(zhì)量用m表示。（1）為便于測量合力的大小，并得到小車總質(zhì)量一定時(shí)，小車的加速度與所受合力成正比的結(jié)論，下列說法正確的是________。（填選項(xiàng)字母）A．四組實(shí)驗(yàn)中只有甲需要平衡摩擦力B．四組實(shí)驗(yàn)都需要平衡摩擦力C．四組實(shí)驗(yàn)中只有甲需要滿足所掛重物質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量M的條件D．四組實(shí)驗(yàn)都需要滿足所掛重物質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量M的條件（2）按甲同學(xué)設(shè)計(jì)裝置完成實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，畫出小車的SKIPIF1<0圖像如圖所示，從圖像中可以得出，當(dāng)小車的質(zhì)量為0.5kg時(shí)，它的加速度為_______m/s2。（3）若乙、丙、丁三位同學(xué)發(fā)現(xiàn)某次測量中力傳感器和彈簧測力計(jì)讀數(shù)相同，通過計(jì)算得到小車加速度均為a，則乙、丙、丁實(shí)驗(yàn)時(shí)所用小車總質(zhì)量之比為_______?！敬鸢浮?/p>

BC##CB

1

2∶1∶1【解析】（1）AB．四組實(shí)驗(yàn)中長木板都是水平放置，都需要平衡摩擦力，故A錯誤，B正確；CD．四組實(shí)驗(yàn)中，乙、丁都能用彈簧測力計(jì)測量繩的拉力，丙用力的傳感器測量繩的拉力，只有甲不能測量繩的拉力，用重物的重力替代繩的拉力，需要滿足所掛重物質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量M的條件，故C正確，D錯誤。故選BC。（2）根據(jù)牛頓第二定律得SKIPIF1<0根據(jù)圖像得SKIPIF1<0當(dāng)小車的質(zhì)量為0.5SKIPIF1<0時(shí)，它的加速度為SKIPIF1<0（3）乙、丙、丁實(shí)驗(yàn)時(shí)所用小車總質(zhì)量之比為SKIPIF1<07、（2022·安徽·模擬預(yù)測）某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證物體的加速度與合外力間的關(guān)系，所用器材包括：氣墊導(dǎo)軌、滑塊（上方安裝有寬度為d的遮光片）、兩個(gè)與計(jì)算機(jī)相連接的光電門、砝碼盤和砝碼等。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）開動氣泵，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，輕推滑塊，當(dāng)滑塊上的遮光片經(jīng)過兩個(gè)光電門的遮光時(shí)間相等時(shí)，可認(rèn)為氣墊導(dǎo)軌水平；（2）用天平測砝碼與砝碼盤的總質(zhì)量m1、滑塊（含遮光片）的質(zhì)量m2；（3）用細(xì)線跨過輕質(zhì)定滑輪將滑塊與砝碼盤連接，并讓細(xì)線水平拉動滑塊；（4）讓滑塊在砝碼和砝碼盤的拉動下從左邊開始運(yùn)動，和計(jì)算機(jī)連接的光電門能測量出遮光片經(jīng)過A、B兩處的光電門的遮光時(shí)間SKIPIF1<0、SKIPIF1<0及遮光片從A運(yùn)動到B所用的時(shí)間t12，則滑塊加速度的大小為a=___________。（用題中給出的物理量表示）（5）在遮光片隨滑塊從A運(yùn)動到B的過程中，系統(tǒng)所受合外力的大小F=___________。（用題中給出的物理量及重力加速度g表示）（6）若實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足SKIPIF1<0=___________，則表明系統(tǒng)質(zhì)量一定時(shí)，加速度與合外力成正比。（用題中給出的物理量表示）【答案】

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0【解析】（4）根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式，有SKIPIF1<0（5）在遮光片隨滑塊從A運(yùn)動到B的過程中，系統(tǒng)所受合外力的大小SKIPIF1<0（6）若實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足SKIPIF1<0則表明系統(tǒng)質(zhì)量一定時(shí)，加速度與合外力成正比。8、（2022·廣東·模擬預(yù)測）小華同學(xué)設(shè)計(jì)如圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：（ⅰ）掛上托盤和適量砝碼，改變長木板的傾角，讓帶遮光片的小車沿長木板勻速下滑。（ⅱ）取下砝碼盤和砝碼，讀出砝碼的質(zhì)量為m，小車和遮光片的總質(zhì)量為M。讓小車從靠近滑輪處沿長木板下滑，測出加速度a。（ⅲ）改變砝碼質(zhì)量和木板傾角，多次測量，作出a—mg圖，得出a—mg的關(guān)系。（g為重力加速度）（1）用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為______cm；（2）在步驟（?。┱{(diào)節(jié)長木板傾角，讓小車勻速下滑時(shí)，發(fā)現(xiàn)通過光電門A的時(shí)間大于通過光電門B的時(shí)間，應(yīng)______（選填“增大”、“減小”）長木板傾角。（3）該實(shí)驗(yàn)方案______（選填“需要”、“不需要”）滿足SKIPIF1<0。（4）在圖丙A、B、C、D四幅圖中，與該實(shí)驗(yàn)操作對應(yīng)的a—mg圖應(yīng)為______。A．B．C．D．【答案】

0.520

減小

不需要

C【解析】（1）20分度的游標(biāo)卡尺的精度為0.05mm，遮光片的寬度為SKIPIF1<0（2），小車通過光電門A的時(shí)間大于通過光電門B的時(shí)間，說明小車做加速運(yùn)動，重力的分力大于滑動摩擦力，為了保證小車勻速下滑，則應(yīng)減小長木板的傾角；（3）實(shí)驗(yàn)第一步為掛上總質(zhì)量為SKIPIF1<0的托盤和適量砝碼，改變長木板的傾角SKIPIF1<0后，讓質(zhì)量為SKIPIF1<0的帶遮光片的小車沿長木板勻速下滑，有SKIPIF1<0第二步為取下砝碼盤和砝碼，讓小車從靠近滑輪處沿長木板加速下滑，有SKIPIF1<0由此可知本實(shí)驗(yàn)利用等效替代法測出了小車的合外力為SKIPIF1<0，故不需要滿足SKIPIF1<0；（4）因砝碼的質(zhì)量為m，設(shè)砝碼盤的質(zhì)量為SKIPIF1<0，則砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量滿足SKIPIF1<0由牛頓第二定律有SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0則SKIPIF1<0圖像為一次函數(shù)，總截距為正值，故選C。9、（2022·湖北·荊州中學(xué)三模）某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，用于“探究質(zhì)量一定時(shí)，加速度a與物體所受合力F的關(guān)系”。某次實(shí)驗(yàn)中，測得兩物塊質(zhì)量分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，傳感器示數(shù)為F，打出的紙帶如圖乙所示，相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)A、B、C、D、E間距依次為s1、s2、s3、s4，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)頻率為f，不計(jì)滑輪質(zhì)量及摩擦。（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)打出的紙帶計(jì)算出紙帶加速度SKIPIF1<0______（用題中物理量字母表示）；（2）根據(jù)圖甲所示的試驗(yàn)裝置，兩物體的質(zhì)量必須滿足SKIPIF1<0______SKIPIF1<0（填“>”“<”或“=”）；（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，關(guān)于實(shí)驗(yàn)研究對象的選取下列說法正確的一項(xiàng)是______。A．若以SKIPIF1<0為研究對象，SKIPIF1<0受到的合力大小應(yīng)表示為SKIPIF1<0B．若以SKIPIF1<0為研究對象，SKIPIF1<0受到的合力大小應(yīng)表示為SKIPIF1<0C．若以SKIPIF1<0為研究對象，SKIPIF1<0受到的合力大小應(yīng)表示為SKIPIF1<0D．若以SKIPIF1<0為研究對象，SKIPIF1<0受到的合力大小應(yīng)表示為SKIPIF1<0【答案】

SKIPIF1<0

>

B【解析】（1）由勻變速直線運(yùn)動的判別式SKIPIF1<0，結(jié)合逐差法可得SKIPIF1<0（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)需保證SKIPIF1<0向上加速運(yùn)動從而能拖動紙帶，則必須滿足SKIPIF1<0。（3）對輕滑輪受力分析，有SKIPIF1<0AB．若以SKIPIF1<0為研究對象，SKIPIF1<0受到的合力應(yīng)表示為SKIPIF1<0故A錯誤，B正確；CD．若以SKIPIF1<0為研究對象，SKIPIF1<0受到的合力應(yīng)表示為SKIPIF1<0故CD錯誤；故選B。10、（2022·湖北·襄陽五中模擬預(yù)測）某學(xué)習(xí)小組利用圖甲所示的裝置“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)，圖中大的輕質(zhì)定滑輪可繞水平軸轉(zhuǎn)動，繞過定滑輪的輕繩兩端分別系有鉤碼和彈簧測力計(jì)，彈簧測力計(jì)下端掛裝有細(xì)砂的小桶并在外殼上固定一金屬片。實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：①用螺旋測微器測量A處金屬片的厚度d，其示數(shù)如圖乙所示。②用手控制鉤碼不動，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F0③釋放鉤碼后，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F1，記下金屬片通過光電門的遮光時(shí)間t1④鉤碼下方再掛一個(gè)鉤碼，用手控制鉤碼，調(diào)整金屬片的位置仍在A處靜止不動，釋放鉤碼后，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F2，記下金屬片通過光電門的遮光時(shí)間t2⑤重復(fù)步驟④，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。請回答下列問題：（1）d=___________mm。（2）要完成本實(shí)驗(yàn)，下列物理量中還必須要測量的是：___________。A．金屬片與光電門間的高度差hB．鉤碼的總質(zhì)量MC．彈簧測力計(jì)、金屬片、砂和小桶的總質(zhì)量m（3）若用F表示鉤碼釋放后彈簧測力計(jì)的示數(shù)，則能正確反映“質(zhì)量一定時(shí)，加速度與合外力的關(guān)系”的是___________。A．B．C．D．（4）要“驗(yàn)證牛頓第二定律”，即驗(yàn)證第（3）問中所選圖像的斜率與___________是否相等（用（2）中選擇的量以及d，F(xiàn)0，g表示）【答案】

2.612

A

D

SKIPIF1<0【解析】（1）讀數(shù)為SKIPIF1<0（2）設(shè)砂和小桶的質(zhì)量為SKIPIF1<0，用手控制鉤碼不動，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)SKIPIF1<0釋放鉤碼后SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0可知還需要測量金屬片與光電門間的高度差h。故選A。（3）由SKIPIF1<0得SKIPIF1<0SKIPIF1<0與SKIPIF1<0成正比，由（2）可知SKIPIF1<0與SKIPIF1<0成正比，故能正確反映“質(zhì)量一定時(shí)，加速度與合外力的關(guān)系”的是SKIPIF1<0與SKIPIF1<0圖線。故選D。（4）要“驗(yàn)證牛頓第二定律”，即驗(yàn)證第（3）問中所選圖像的斜率與SKIPIF1<0是否相等。11、（2022·廣東·模擬預(yù)測）某同學(xué)欲利用如圖所示的裝置探究質(zhì)量一定時(shí)，加速度與合力的關(guān)系，其中A為滑塊，B為電火花計(jì)時(shí)器，C為力傳感器（可以測量細(xì)繩的拉力大?。?，D為一端帶有定滑輪的氣墊導(dǎo)軌，E為小桶，小桶系在輕小動滑輪的下端，可裝砂，動滑輪兩側(cè)的細(xì)繩豎直。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：①正確安裝好實(shí)驗(yàn)器材，氣墊導(dǎo)軌正常工作，接通電火花計(jì)時(shí)器的電源后由靜止釋放滑塊，滑塊向右運(yùn)動，讀出力傳感器的示數(shù)，取下紙帶，計(jì)算出滑塊的加速度大??；②增加小桶中砂的質(zhì)量，重復(fù)步驟①，獲得多組力傳感器的示數(shù)F和滑塊的加速度大小a的數(shù)據(jù)，以a為縱坐標(biāo)、F為橫坐標(biāo)，用描點(diǎn)法畫出SKIPIF1<0圖像。（1）在步驟①中，關(guān)于氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)，下列做法正確的是___________。（填正確答案標(biāo)號）A．氣墊導(dǎo)軌調(diào)成水平B．氣墊導(dǎo)軌左端墊高，以平衡摩擦力C．氣墊導(dǎo)軌右端墊高，以平衡摩擦力（2）在步驟②中，增減小桶中砂的質(zhì)量時(shí)，小桶與砂的總質(zhì)量___________（填“一定遠(yuǎn)小于”、“一定等于”或“可能大于”）滑塊的質(zhì)量。（3）按正確操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列SKIPIF1<0圖像可能正確的是___________。A．B．C．（4）將滑塊從圖示位置由靜止釋放，在滑塊向右運(yùn)動的過程中，小桶的加速度大小SKIPIF1<0與滑塊的加速度大小SKIPIF1<0間的關(guān)系為SKIPIF1<0___________?！敬鸢浮?/p>

A

可能大于

B

SKIPIF1<0【解析】（1）實(shí)驗(yàn)前將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，氣墊導(dǎo)軌的氣流將滑塊托起，滑塊摩擦力非常小，不需要平衡摩擦力，A正確，BC錯誤。故選A。（2）滑塊所受到的合力即細(xì)線的拉力，力傳感器可以直接讀出滑塊所受拉力的大小，故小筒和細(xì)沙的總質(zhì)量和滑塊的質(zhì)量沒有必然的大小關(guān)系，故小桶與砂的總質(zhì)量可能大于滑塊的質(zhì)量。（3）滑塊所受到的合力即細(xì)線的拉力，滑塊的質(zhì)量一定，滑塊的加速度與合外力成正比，故圖像B正確，AC錯誤。故選B。（4）小桶和砂掛在動滑輪上，相同時(shí)間小桶的位移大小是滑塊的一半，小桶的速度始終是滑塊速度的一半，相同時(shí)間速度的變化量也為滑塊的一半，故小桶的加速度為滑塊加速度的SKIPIF1<0。12、（2022·山西·太原五中二模）某同學(xué)用如圖所示的裝置測量滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)，將長木板水平固定在桌面上，調(diào)節(jié)長木板左端定滑輪的高度及力傳感器固定在豎直墻上的位置，使滑塊上的動滑輪兩邊的細(xì)線均與長木板平行。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為50Hz，重力加速度為g。（1）調(diào)節(jié)砂桶中砂的質(zhì)量，輕推物塊。如果打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上的點(diǎn)間隔逐漸變小，應(yīng)適當(dāng)___________（填“增大”或“減小”）砂桶中砂的質(zhì)量，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上的點(diǎn)間隔均勻，這時(shí)力傳感器的示數(shù)為SKIPIF1<0，滑塊及滑塊上動滑輪的質(zhì)量為M，則滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ=___________。（2）用該裝置驗(yàn)證牛頓第二定律。加大砂和砂桶的質(zhì)量，釋放滑塊，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如圖乙所示，圖中各點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算出滑塊運(yùn)動的加速度大小a=___________SKIPIF1<0（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。若這時(shí)力傳感器的示數(shù)為F，則表達(dá)式___________（用F、SKIPIF1<0、M及a表示）成立，則牛頓第二定律得到驗(yàn)證。【答案】

增大

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0【解析】（1）如果打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上的點(diǎn)間隔逐漸變小，說明滑塊做減速運(yùn)動，細(xì)線的拉力小于滑塊所受摩擦力，所以應(yīng)適當(dāng)增大砂桶中砂的質(zhì)量；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上的點(diǎn)間隔均勻說明滑塊做勻速直線運(yùn)動，有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0（2）計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)間隔為0.02s，依題意，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)，可知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為SKIPIF1<0根據(jù)逐差法可得SKIPIF1<0若牛頓第二定律成立，則有SKIPIF1<0聯(lián)立，可得SKIPIF1<013、（2022·浙江·高考真題）（1）①“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，長木板水平放置，細(xì)繩與長木板平行。圖2是打出紙帶的一部分，以計(jì)數(shù)點(diǎn)O為位移測量起點(diǎn)和計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則打計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)小車位移大小為______cm。由圖3中小車運(yùn)動的數(shù)據(jù)點(diǎn)，求得加速度為______m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。②利用圖1裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，需調(diào)整的是______。A．換成質(zhì)量更小的小車

B．調(diào)整長木板的傾斜程度C．把鉤碼更換成砝碼盤和砝碼

D．改變連接小車的細(xì)繩與長木板的夾角（2）“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示，在該實(shí)驗(yàn)中，①下列說法正確的是______；A．拉著細(xì)繩套的兩只彈簧秤，穩(wěn)定后讀數(shù)應(yīng)相同B．在已記錄結(jié)點(diǎn)位置的情況下，確定一個(gè)拉力的方向需要再選擇相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)C．測量時(shí)彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦D．測量時(shí)，橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板②若只有一只彈簧秤，為了完成該實(shí)驗(yàn)至少需要______（選填“2”、“3”或“4”）次把橡皮條結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)?！敬鸢浮?/p>

6.15~6.25

1.7~2.1

BC##CB

D

3【解析】（1）依題意，打計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)小車位移大小為6.20cm，考慮到偶然誤差，6.15cm~6.25cm也可；由圖3中小車運(yùn)動的數(shù)據(jù)點(diǎn)，有SKIPIF1<0SKIPIF1<0考慮到偶然誤差，1.7m/s2~2.1m/s2也可；A．利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量，所以不需要換質(zhì)量更小的車，故A錯誤；B．利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要利用小車斜向下的分力以平衡其摩擦阻力，所以需要將長木板安打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端較滑輪一端適當(dāng)?shù)母咭恍?，故B正確；C．以系統(tǒng)為研究對象，依題意“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)有SKIPIF1<0考慮到實(shí)際情況，即SKIPIF1<0，有SKIPIF1<0則可知SKIPIF1<0而利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)要保證所懸掛質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，即SKIPIF1<0；可知目前實(shí)驗(yàn)條件不滿足，所以利用當(dāng)前裝置在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，需將鉤碼更換成砝碼盤和砝碼，以滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所懸掛物體的質(zhì)量，故C正確；D．實(shí)驗(yàn)過程中，需將連接砝碼盤和小車的細(xì)繩應(yīng)跟長木板始終保持平行，與之前的相同，故D錯誤。故選BC。（2）A．在不超出彈簧測力計(jì)的量程和橡皮條形變限度的條件下，使拉力適當(dāng)大些，不必使兩只測力計(jì)的示數(shù)相同，故A錯誤；B．在已記錄結(jié)點(diǎn)位置的情況下，確定一個(gè)拉力的方向需要再選擇相距較遠(yuǎn)的一個(gè)點(diǎn)就可以了，故B錯誤；C．實(shí)驗(yàn)中拉彈簧秤時(shí)，只需讓彈簧與外殼間沒有摩擦，此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)即為彈簧對細(xì)繩的拉力相等，與彈簧秤外殼與木板之間是否存在摩擦無關(guān)，故C錯誤；D．為了減小實(shí)驗(yàn)中摩擦對測量結(jié)果的影響，拉橡皮條時(shí)，橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板，故D正確。故選D。若只有一只彈簧秤，為了完成該實(shí)驗(yàn)，用手拉住一條細(xì)繩，用彈簧稱拉住另一條細(xì)繩，互成角度的拉橡皮條，使其結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一點(diǎn)O，記下位置O和彈簧稱示數(shù)F1和兩個(gè)拉力的方向；交換彈簧稱和手所拉細(xì)繩的位置，再次將結(jié)點(diǎn)拉至O點(diǎn)，使兩力的方向與原來兩力方向相同，并記下此時(shí)彈簧稱的示數(shù)F2；只有一個(gè)彈簧稱將結(jié)點(diǎn)拉至O點(diǎn)，并記下此時(shí)彈簧稱的示數(shù)F的大小及方向；所以若只有一只彈簧秤，為了完成該實(shí)驗(yàn)至少需要3次把橡皮條結(jié)點(diǎn)拉到O。14、（2022·山東·高考真題）在天宮課堂中、我國航天員演示了利用牛頓第二定律測量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)。受此啟發(fā)。某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、力傳感器、無線加速度傳感器、輕彈簧和待測物體等器材設(shè)計(jì)了測量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示。主要步驟如下：①將力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端支架上，加速度傳感器固定在滑塊上；②接通氣源。放上滑塊。調(diào)平氣墊導(dǎo)軌；③將彈簧左端連接力傳感器，右端連接滑塊。彈簧處于原長時(shí)滑塊左端位于O點(diǎn)。A點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為5.00cm，拉動滑塊使其左端處于A點(diǎn)，由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)；④計(jì)算機(jī)采集獲取數(shù)據(jù)，得到滑塊所受彈力F、加速度a隨時(shí)間t變化的圖像，部分圖像如圖乙所示。回答以下問題（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）：（1）彈簧的勁度系數(shù)為_____N/m。（2）該同學(xué)從圖乙中提取某些時(shí)刻F與a的數(shù)據(jù)，畫出a—F圖像如圖丙中I所示，由此可得滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為________kg。（3）該同學(xué)在滑塊上增加待測物體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，在圖丙中畫出新的a—F圖像Ⅱ，則待測物體的質(zhì)量為________kg?！敬鸢浮?/p>

12

0.20

0.13【解析】（1）由題知，彈簧處于原長時(shí)滑塊左端位于O點(diǎn)，A點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為5.00cm。拉動滑塊使其左端處于A點(diǎn)，由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)。結(jié)合圖乙的F—t圖有x=5.00cm，F(xiàn)=0.610N根據(jù)胡克定律SKIPIF1<0計(jì)算出k≈12N/m（2）根據(jù)牛頓第二定律有F=ma則a—F圖像的斜率為滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)圖丙中I，則有SKIPIF1<0則滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為m=0.20kg（3）滑塊上增加待測物體，同理，根據(jù)圖丙中II，則有SKIPIF1<0則滑塊、待測物體與加速度傳感器的總質(zhì)量為m′=0.33kg則待測物體的質(zhì)量為m=m′-m=0.13kg15、（2021·北京·高考真題）物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。例如：（1）實(shí)驗(yàn)儀器。用游標(biāo)卡尺測某金屬管的內(nèi)徑，示數(shù)如圖1所示。則該金屬管的內(nèi)徑為____