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【备考2022 高考物理二轮专题复习】 力学实验题专练1 速度 匀速直线运动 （含解析 ）
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【备考2022 高考物理二轮专题复习】 力学实验题专练1 速度 匀速直线运动 （含解析 ）
1．电火花计时器通常的工作电压为______（选填“交流”或“直流”）220伏，实验室使用频率为50Hz电时，每隔______秒打一次点；如图所示纸带是某同学练习使用电火花计时器时得到的，纸带的左端先通过电火花计时器，从点迹的分布情况可以断定纸带的速度变化情况是______（选填“速度减小”或“速度增大”）。从打下A点到打下B点共14个点迹，历时______s。
2．(1)关于电磁打点计时器的使用，下列说法正确的是( )
A．电磁打点计时器使用的是6V以下的直流电源
B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通电源
C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小
D．纸带上打的点越密，说明物体运动的越慢
(2)电磁打点计时器是测量时间的仪器，其工作电压约为__________V, 电源频率是50Hz, 它每隔________s打一次点,在测定匀变速直线运动加速度实验中，某次实验纸带的记录如图6所示，纸带上O、A、B、C、D、E、F、G为计数点，每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，O到各点距离由图可知．则纸带的加速度等于__________，在打D点时纸带的速度为___________（保留两位有效数字），F到G的距离为____cm．
3．在进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验中：
（1）图1 所示实验器材是______（填“计时”、“测速”或“测距”）的仪器．其中必须使用4--6V低压交流电源的是_____（填“甲”或“乙”）．
（2）已提供了小车、一端附有滑轮的长木板、纸带、细绳、刻度尺、导线．为了完成实验，还须从下图2中选取实验器材：______（此项为多选，请填写相应的字母符号）．
（3）实验得到一条清晰的纸带，如图3所示是截取了其中某一段纸带用刻度尺（单位：cm）测量时的情景，其中A、B、C、D、E、F为6个相邻的点迹．已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz．其中计数点E所在位置的刻度尺读数为________cm，小车加速过程中E点瞬时速度大小为_______m/s．
4．用图甲的装置研究物体的落体运动（所需电源装置没有画出），已知打点计时器打点的周期为T，图乙是某次实验得到的一条纸带。请按题目要求作答：
（1）可以判断，连接下落物体的夹子夹在图乙纸带的___________（选填“左”或“右”）端；
（2）若s2=5.32cm，s3=6.84cm，T=0.02s.则在纸带上打下点A时物体的速度vA=_________m/s（结果保留3位有效数字）；
（3）若用逐差法计算加速度，则该下落物体的加速度a=__________（用T和纸带上标出的所有位移符号表示）。
5．小羽同学尝试利用数码相机和视频软件研究平抛运动。在平抛运动演示仪表面贴上坐标纸，拍摄出小球做平抛运动的一段视频。利用FreeVidcotoJPG软件将视频转化为图片，若视频帧格式是每秒30帧，即通过软件每秒可生成30张图片，在图片中选出有小球画面的连续7张图片，并依次对齐叠加，得到小球做平抛运动时连续时刻的像，如图所示。以坐标纸的左上角为坐标原点，以水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向建立直角坐标系，读取小球水平方向和竖直方向的位置，记录到表格中。
位置
（m）
（m）
（m）
1
0.000
0.000
…….
2
0.025
0.010
0.010
3
0.048
0.029
0.019
4
0.070
0.058
0.029
5
0.094
0.099
0.041
6
0.117
0.150
0.051
7
0.139
0.212
0.062
（1）叠加后图片中小球相邻两个像的时间间隔是____________s，小球水平方向的平均速度为______m/s。（结果保留两位有效数字）
（2）用逐差法计算小球的加速度，则_________m/s2（结果保留两位有效数字）。
6．某实验小组做“探究匀变速直线运动”实验，实验装置如图甲所示：
（1）实验时___________（选填“需要”或“不需要”）用垫块垫高长木板右端以平衡摩擦力；
（2）实验中打出的一段纸带如图乙所示，其中每相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，根据图中数据，可以计算出小车的加速度大小为___________；
（3）如果使用的是电火花打点计时器，实验时电压略低于220V，测出的加速度___________（选填“大于”“小于”或“等于”）小车的实际加速度。
7．依据伽利略在《两种新科学的对话》中描述的实验方案，某实验小组设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑的运动特点，操作步骤如下：
①让滑块从距离挡板s处由静止下滑，同时打开水箱阀门，让水流到量筒中（假设水流均匀稳定）；
②当滑块碰到挡板时关闭阀门；
③记录量筒收集的水量V；
④改变s，重复以上操作；
⑤将测得的数据记录在表格中。
（1）该实验用量筒中收集的水量来表示滑块下滑的___________；
A．位移 B．时间 C．速度 D．加速度
（2）若保持下滑的距离s不变，仅增大滑块的质量，水量V将_________（选填“增大”、“不变”或“减小”）；
（3）根据表中数据得到s与________（选填“V”、“V-1”或“V2”）成正比，由此可得滑块沿斜面下滑做匀变速直线运动。
8．在“研究匀变速直线运动”实验中，某同学得到一条用打点计时器打点的纸带如图所示，在其上取计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻两个计数点之间还有4个计时点未画出，打点计时器交流电源频率为50Hz。测量得d1＝3.61cm，d2＝8.21cm，d3＝13.83cm，d4＝20.44cm，d5=28.04cm，d6=36.65cm。
（1）打点计器在打E点时纸带运动的速度大小是_________m/s，纸带运动整个过程中加速度大小是_________m/s2。（结果均保留两位有效数字）
（2）如果交流电源频率实际是f＝51Hz，而该同学不知道，则加速度的测量值_________（选填“大于”“等于”或“小于”）实际值。
9．某同学做“研究匀变速直线运动”的实验．
(1)做本实验时______（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；
(2)已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，如图所示是“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中电磁打点计时器打出的纸带，图中0、1、2、3、4、5、6是按时间先后顺序标出的计数点，用刻度尺测得：， ，，，，．那么：（计算结果保留三位有效数字）
①在计时器打出点2时，小车的速度大小为______m/s；
②小车的加速度的大小为______m/s2。
10．（1）在“探究加速度与力、质量的关系”、“探究功与速度变化的关系”、“验证机械能守恒定律”三个实验中，下列器材都必须要用到的是______。
A．B． C． D．
（2）某小组做“探究小车速度随时间变化规律”的实验。将纸带穿过打点计时器时，三位同学的操作分别如图2中的①、②、③所示。你认为正确的操作应该是______（选填“①”、“②”或“③”）。操作正确后得到一条纸带如图3所示，丁同学在纸带上选取a、b、c、d、e五个计数点，并测量出它们的间距分别为 、 、、，则小车的加速度______。（已知打点计时器电源的频率为f）
11．如图甲所示，可用轻杆、小球和硬纸板等制作一个简易加速度计，粗略测量运动物体的加速度。在轻杆上端装上转轴，固定于竖直纸板上的O点，轻杆下端固定一小球，杆可在竖直平面内自由转动。将此装置固定于运动物体上，当物体向右加速（减速）运动时，杆便向左（向右）摆动。为了制作加速度计的刻度盘，同学们进行了如下操作：
（1）让重锤做自由落体运动，利用打点计时器打出的纸带测量当地的重力加速度．实验中得到一条较理想的纸带（如图乙），纸带上记录的点为打点计时器（频率）打的点．根据数据求出重力加速度______（保留3位有效数字）。
（2）测量当地重力加速度后还应测量的物理量是_______（填入所选物理量前的字母）。
A．小球的质量m B．轻杆的长度L C．小球的直径d D．轻杆与竖直方向的夹角
（3）写出加速度与（1）、（2）中被测物理量之间的关系式_______（用被测物理量的字母表示）。
12．为了研究小车在平直斜坡上的直线运动，某探究小组用自制“滴水计时器”计量时间。滴水计时器每隔相等时间滴下一小水滴，从第1滴水离开滴水计时器开始计时，20秒末第41滴刚好滴下。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图1所示。实验时，将小车放在斜面上用手轻推一下，小车离开手后加速下滑，图2所示是小车运动过程中在斜坡上连续留下的几个小水滴的位置。
（1）由图2数据可求滴A水滴时小车的运动速度大小为___________m/s，小车加速下滑过程中的加速度大小为___________m/s2。（结果均保留两位有效数字）
（2）使用滴水计时器的优点有不用电源、使用方便、不受纸带长度限制等，但也存在一定的不足，如：___________。（写出一条即可）
13．小明用如图所示的实验装置探究小车速度随时间变化的规律，请回答下列相关问题：
①下列说法正确的是______（填字母）。
A．进行实验前，应该把图示木板的左端适当垫高，以补偿小车运动中受到的阻力
B．小车前端挂的重物必须要选择质量很小的
C．调节定滑轮的高度，以保证细绳方向与小车运动轨道（木板）平行
D．打点结束后，先取下小车上的纸带处理数据，再关闭打点计时器
②本实验经过正确操作后，得到了一条打点清晰的纸带；在纸带上挑选出六个计数点，测算出相应的速度，并将其描绘在图像中（如图所示），下列说法正确的是( )
A．为充分利用实验数据，应把描出的六个点全部连接起来
B．根据图中所描的点可认为小车的速度随着时间均匀增加
C．应连成一条过坐标原点的直线，明显偏离直线的点不用考虑
D．应从描出的六个点中取相距较远的两个点来计算小车的加速度
14．在用图1的装置测当地的重力加速度时，进行了如下操作，完成步骤中的填空：
（1）安装器材时，将长木板的右侧适度垫高_______（选填”挂上”或”不挂”）砂桶，轻推小车，使小车恰能匀速运动；
（2）实验中打出的一条纸带如图2所示。已知打点计时器的频率为50Hz，相邻两计数点间还有四个点未画出，则小车的加速度a=______m/s2保留两位有效数字）；
（3）不改变砂及砂桶质量，在小车上增减砝码改变小车的总质量M，重复步骤（2），测得多组数据描绘出图像。已知图线的斜率为k、纵截距为b，则当地的重力加速度为______。（用物理量的符号表示）
15．某同学利用图甲的装置研究小车的匀变速直线运动，放置在倾斜轨道上的小车由静止释放后，打点计时器打出的纸带如图乙所示。已知图乙中每相邻两个计数点之间还有4个点未画出，打点计时器所用交流电源的频率为f＝50Hz，相邻两个计数点之间的距离如图乙所示。
由测量数据可得，打点计时器打下计数点2时小车的速度大小v2=______________m/s；充分利用实验测得的数据，可得小车加速度大小a=___________m/s2（计算结果均保留3位有效数字）。
16．某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量物体的质量：一根跨过轻质定滑轮的轻绳一端与质量为的重物P相连，另一端与待测物块Q（Q的质量大于相连，重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连，已知当地重力加速度大小为g。
（1）某次实验中，先接通频率为的交流电源，再由静止释放待测物块，得到如图所示的纸带，已知相邻计数点之间的时间间隔是，AB、BC、CD．.....FG之间的间距分别是x1、x2、x3......x6。则由纸带可知待测物块下落的加速度大小a=________（用题目和图中已知字母表示）；
（2）在忽略阻力的情况下，待测物块的质量可表示为M=________（用字母、、表示）；
（3）若考虑空气阻力、纸带与打点计时器间的摩擦及定滑轮中的滚动摩擦，则待测物块质量的测量值会______填“偏大”或“偏小”。
17．回力车，施压拖动后轮卷紧弹簧，放手后弹簧恢复，通过传动系统驱动小车前进。为探究弹簧卷紧后具有的弹性势能，某同学用图（a）所示的方式进行了实验。在长木板的左端垫上小木块，微调木板的倾斜程度以补偿阻力。拖动后轮卷紧弹簧，接通电源后释放小车，让小车沿木板开始运动，得到的纸带如图（b）所示。0~9是从某点开始选取的计数点，相邻两点间还有四个点未标出，其间距如图所示。已知打点计时器使用交流电的频率为50Hz，测得小车的质量为40.0g，完成下列填空：
（1）从图示时刻开始，在弹簧逐渐释放的过程中，小车做加速度________（填“不变”“逐渐增大”“逐渐减小”“先增大后减小”或“先减小后增大”）的加速直线运动；
（2）在打下________两个相邻计数点的过程中，弹簧恢复到初始状态；
（3）不考虑传动系统的阻力，可估算出弹簧卷紧时具有的弹性势能为________J。（保留2位有效数字）
18．某学习小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。研究对象为小车、车上钩码及悬挂的钩码整体，整体总质量为M，整体所受的合外力F的大小等于悬挂钩码的总重力大小，利用纸带和电火花计时器测出小车的加速度a。
实验一：研究M一定时，加速度a与F的关系。
实验二：研究F一定时，加速度a与M的关系。
（1）下列操作必要的有______。
A．本实验需让木板倾斜合适角度，以平衡摩擦力
B．调节定滑轮时，应使连接小车的细线与木板平行
C．实验时，需满足悬挂钩码的质量远小于小车及车上钩码的质量
D．实验时，应先释放小车再接通电火花计时器
（2）实验一：小车上及细线悬挂钩码总数不变。第一次，细线悬挂1个钩码，其余钩码放在小车上，释放小车后，小车沿斜面下滑打出一条纸带，求出此次实验小车的加速度a1;
第二次，细线悬挂2个钩码，其余钩码放在小车上，求出此次实验小车的加速度a2，以此类推，共做5组实验。画出a-F图像，理论上图像斜率k=______。
（3）实验二：细线悬挂钩码数不变。第一次，小车上不放钩码，释放小车后，小车沿斜面下滑打出一条纸带，求出此次实验小车的加速度a，第二次，小车上放1个钩码，以此类推，共做5组实验。若画出a-M图像，图线为______线（填“直”或“曲”）。
（4）某次实验打出的一条纸带如图乙所示，纸带上0为起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。由纸带测得小车的加速度a=______m/s2。（保留2位有效数字）
19．某同学进行“探究加速度与物体受力、质量的关系”的实验，将实验器材按图甲所示安装。已知打点计时器的工作频率为50Hz，请完成下列相关内容：
（1）该同学在进行平衡摩擦力的操作时，将木板垫高后，在不挂小吊盘（含砝码）的情况下，轻推小车，让小车拖着纸带运动，得到如图乙所示的纸带，则该同学平衡摩擦力时木板的倾角___________（选填“过大”、“过小”或“适中”）；
（2）关于本实验，下列说法正确的是___________；（填正确答案标号）
A．连接小吊盘和小车的细线应跟长木板保持平行
B．每次改变小车的质量后要重新平衡摩擦力
C．必须保证小车及车中砝码的总质量远小于小吊盘和盘中砝码的总质量
（3）该同学按步骤（1）操作后，保持小车质量不变，通过改变小吊盘中砝码的质量来改变小车受到的合外力，得到了多组数据，实验中得到如图丙所示的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点之间还有四个点未画出，测得x1＝1.78cm，x2＝2.62cm，x3＝3.40cm，x4＝4.19cm，x5＝5.03cm，x6＝5.82cm，根据以上数据，可求出小车的加速度大小a＝___________m/s2。（结果保留两位有效数字）
20．做“探究加速度与力、质量的关系"实验时，现提供如图1所示的实验装置。
（1）为了消除小车所受摩擦力的影响，将木板_________（填“带滑轮”或“不带滑轮”）的一端适当垫高，使小车在_________（填“挂”或“不挂”）槽码时恰好做匀速直线运动。
（2）在判断小车是否做匀速运动时，小车应连上纸带，接通打点计时器电源，轻推小车，发现纸带上打的点越来越稀疏，说明长木板垫高时倾角_________（填“太大”或“太小”），调整倾角后再次做实验，直到纸带上的点疏密均匀。
（3）实验获得如图2所示的纸带，选取计数点0、1、2、3、4、5、6，每两个相邻计数点问均有四个点未画出，分别读出每个计数点到0点的距离，、、、、、_________cm，则在打计数点4时小车的速度大小_________m/s；小车的加速度大小是_________（交流电源的频率是50Hz，计算结果保留2位小数）。
21．在“测量重力加速度”的实验中，某同学利用图中的装置得到了几条较为理想的纸带。由于不小心，纸带都被撕断了，如图所示。已知每条纸带上每5个点取一个计数点，相邻计数点之间的时间间隔为0.1s，依打点先后编为0、1、2、3、4、……。回答下列问题：
（1）在B、C、D三段纸带中，与纸带A属于同一条的应该是______；
A、 B、 C、 D、
（2）打纸带A上点1时重物的速度大小为______m/s（保留三位有效数字）；
（3）计算得到的重力加速度大小为______m/s2（保留三位有效数字）；
（4）得到的重力加速度偏小的原因是______。
22．某同学采用如图甲所示的装置及电火花打点计时器探究小车做匀变速直线运动的特点。
（1）为完成本实验，下列器材中必须有的是__________；
A．天平 B．4~6V低压直流电源 C．刻度尺 D．秒表
（2）安装好实验装置后开始实验，实验中以下操作必需的一项是_________；
A．托盘和砝码的总质量要远小于小车的总质量
B．调整滑轮的高度，使细线与长木板平行
C．将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起
D．选择尽可能光滑的长木板做实验
（3）实验中获得某条点迹清晰的纸带如图乙所示，若在误差范围内满足_______（填写表达式，用图中物理量表示），则可认为小车做匀变速直线运动。
23．在“探究匀变速直线运动的规律”中，小车拖动纸带，打点计时器打出了点后，从纸带某部分选取了连续五个点作为计数点，测出相关距离后已经标在图中，已知打点频率为f。
（1）若A点到E点的过程是匀变速运动，则应满足_________（用d1、d2、d3、d4表示）；
（2）C点的速度为_________；
（3）若实际交流电频率大于f，而做实验的同学并不知道，则所测得的加速度________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
24．在探究竖直向下的匀变速直线运动规律的过程中，我们利用电火花计时器记录重物的下落过程，以下是某组同学在该实验中得到的一条纸带，如图所示，已知每两个计数点间的时间间隔是，用刻度尺测得，，，，，。
（1）实验时，下列说法正确的是( )
A．打点计时器的安装放置要求两限位孔在同一竖直线上
B．开始打点计时的时候应先释放纸带再接通电源
C．打点计时器应接在的交流电源上
D．打点计时器应接在的交流电源上
（2）计算出打下点时重物的瞬时速度是________（结果保留两位有效数字）。
（3）根据逐差法求出重物下落的加速度大小________（结果保留三位有效数字）。
（4）如果当时电网中交变电流的频率是，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________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
25．某同学用图甲所示装置测量木块与长木板间的动摩擦因数。在水平的长木板上，木块通过轻绳连接重物，先打开打点计时器电源，再由静止释放重物，得到加速阶段的纸带如图乙所示，其中，A、、为打下的相邻的点，、、为打下的相邻的点。
（1）测量得到的数据有、、、、，已知打点计时器的频率为，则打下点时木块的速度______，打下点时木块的速度______。木块运动的加速度大小______（用、、表示）。
（2）已知重物质量为，木块质量为，重力加速度为，测得加速度大小为，则木块所受拉力大小为______，木块与长木板间的摩擦因数为______。（结果用m、、、表示）
26．某同学在研究加速度与物体受力之间的关系时改进了实验方案，他用无线力传感器来测量小车受到的拉力。如图（a）所示，他将无线力传感器和小车固定在一起，跨过定滑轮的细绳一端系着砂桶，另一端系在传感器的挂钩上，调整细绳方向与木板平行。
（1）请判断在改进后的实验中以下步骤是否还有必要并说明理由。
步 骤
是否有必要并说明理由
调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力
______、______
控制砂和桶的总质量应远小于小车和
车内砝码的总质量
______、______
（2）图（b）所示为实验中得到的一条纸带，纸带上相邻两计数点之间的时间间隔为T=0.10s，由图中数据可计算出小车的加速度a=______ m/s2（结果保留2位有效数字）。
参考答案：
1． 交流 0.02 速度增大 0.26
【解析】
【详解】
[1]电火花计时器利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显出点迹的一种计时仪器，使用的是交流电，工作电压为220V。
[2]电火花计时器火花放电在交流电的每个周期内放电一次，因此电火花打点计时器打出点的时间间隔等于交流电的周期，当交流电为50Hz时，它每隔0.02s打一次点。
[3]在相同时间内纸带右侧位移大于左侧位移，说明右侧的速度大于左侧的速度，即物体的速度增大。
[4]从打下A点到打下B点共14个点迹，总共13个时间间隔，故历时
2． CD 4∽6 V 或6V以下 0.02秒 0.75 m/s2 0.40 m/s 5.90
【解析】
【详解】
(1) A.电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，其工作电压是4到6V，电源的频率是50Hz，它每隔0.02s打一次点．电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，使用220V交流电压，当频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，电火花计时器工作时，指导运动所受到的阻力比较小，它比电磁打点计时器实验误差小；故A错误；
B.在测量物体速度时，先接通电源，后让物体运动，只有这样才能保证纸带上打的点多一些，否则先让物体运动，后接通电源，由可能纸带上打不上点；故B错误；
C.当频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，即打点的时间间隔等于频率的倒数，所以使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小，故C正确；
D.纸带上打的点越密，说明物体在相等的时间间隔内位移越小，即运动的越慢，故D正确．
(2) 电磁打点计时器是测量时间的仪器，其工作电压约为，它每隔0.02s打一次点
由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，设O到A之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小得：
x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值得：
即小车运动的加速度计算表达式为：
代入数据解得：
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小
由于
△x=aT2=0.75cm
所以
xFG=xEF+△x=5.15cm+0.75cm=5.90cm
3． 计时 甲 AC 8.76～8.82 1.27～1.33
【解析】
【详解】
（1）图1 所示实验器材是计时的仪器．其中必须使用4--6V低压交流电源的是电磁打点计时器，即甲．
（2）已提供了小车、一端附有滑轮的长木板、纸带、细绳、刻度尺、导线．为了完成实验，还须从下图2中选取实验器材：低压电源A和打点计时器C．
（3）计数点B所在位置的刻度尺读数为8.80cm，D、F段的位移：xDF=11.60-6.40cm=5.2cm，则E点的瞬时速度等于DF段的平均速度
4． 左 1.52
【解析】
【详解】
（1）[1]观察纸带可知左边点迹比较密集，故连接下落物体的夹子应夹在图乙纸带的左端。
（2）[2]观察纸带上每段位移均对应了2段时间间隔T，所以
（3）[3]用逐差法计算加速度，则该下落物体的加速度
5． 0.033 0.70 9.6
【解析】
【详解】
（1）[1]通过软件每秒可生成30张图片，在图片中选出有小球画面的连续7张图片，并依次对齐叠加，可知叠加后图片中小球相邻两个像的时间间隔是
[2]小球水平方向的平均速度为
（2）[3]小球在竖直方向做匀加速的直线运动，利用逐差法可得
6． 不需要 1.90 等于
【解析】
【详解】
（1）[1]因为该实验只需要测出小车的加速度，不涉及其受力情况，故不需要平衡摩擦力；
（2）[2]根据逐差法，可得
（3）[3]实验时，电压略低不会对打点周期有影响，只要打点清晰，测出的加速度与实际加速度相等。
7． B 不变 V2
【解析】
【详解】
（1）[1]因单位时间流出的水量是不变的，则该实验用量筒中收集的水量来表示滑块下滑的时间，故选B；
（2）[2]仅增大滑块的质量，根据
可知，加速度不变，若保持下滑的距离s不变，则时间不变，则水量V将不变；
（3）[3]因
V=kt
根据
即若得到s与V2成正比，可得滑块沿斜面下滑做匀变速直线运动。
8． 0.71 1.0 小于
【解析】
【详解】
（1）[1]纸带上相邻计数点时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度得
[2]根据逐差法得加速度
（3）[3]交流电源频率实际是f＝51Hz，则打点的实际周期小于测量的周期，根据
可知加速度的测量值小于实际值。
9． 不需要 0.860 3.10
【解析】
【详解】
(1)[1]做“研究匀变速直线运动”的实验，过程中是否有摩擦力，对实验没有影响；
(2)①[2]由于每2个点取一个计数点的纸带，所以相邻的计数点间的时间间隔为
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小为
②[3]根据匀变速直线运动的逐差法公式可得
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值，可得
代入数值可得
10． BC ①
【解析】
【详解】
（1）[1] A．在这三个实验中，使用打点计时器测量时间而不是秒表，A错误；
B．在这三个实验中，需要使用刻度尺测量距离，B正确；
C．在这三个实验中，需要钩码作为重物，C正确
D．“探究加速度与力、质量的关系”需要用天平测出质量而不是弹簧测力计，其余两个实验也不需要实验测力计，D错误；
故选BC。
（2）[2] 纸带穿过打点计时器时应从限位孔穿过并使纸带放置在复写纸下方，只有①符合规范，故选①；
[3]设每个计数点之间的时间为T，由逐差法可知
解得
11． 9.75 D
【解析】
【详解】
（1）[1]由逐差法可得重力加速度为
（2）[2] 假设小球由于加速发生了偏转，轻杆与竖直方向的夹角为，由牛顿第二定律得
解得
可知，为了在表盘上标上对应的加速度，还需要测量轻杆与竖直方向的夹角，故选D；
（3）[3]由（2）可知加速度与重力加速度和轻杆与竖直方向的夹角的关系式为
12． 0.14 0.18 随着水滴的不断滴出，滴水的时间间隔可能会发生变化
【解析】
【详解】
（1）[1][2]由题意可知任意两水滴之间的时间间隔为
T=0.5s
滴A水滴时小车的运动速度大小为
根据
可得小车加速下滑过程中的加速度大小为
（2）[3]随着水滴的不断滴出，滴水的时间间隔可能会发生变化，造成实验误差。
13． C B
【解析】
【详解】
①[1]AB．在探究小车速度随时间变化的规律时，只要小车做匀加速运动即可，所以不必须将木板一端垫高，也不必让重物质量远小于小车质量，故AB错误；
C．为了保证小车做匀加速运动，应调节定滑轮的高度，以保证细绳方向与小车运动轨道（木板）平行，故C正确；
D．实验结束时，应先关电源，然后再取下纸带，故D错误。
②A．为充分利用实验数据，应使尽可能多的点落在直线上，舍弃明显偏离直线的点，故A错误；
B．根据图中所描的点可认为小车的速度随着时间均匀增加，故B正确；
C．由于所选计数点不是从零时刻开始，所以规定的零时刻速度不为零，所以直线不过原点，故C错误；
D．应由图线上任意两点所对应的速度及时间,用公式算出加速度，故D错误。
14． 不挂 0.64
【解析】
【详解】
（1）[1]为平衡摩擦力，应将长木板的右侧适度垫高，不挂砂桶，轻推小车，使小车恰能匀速运动。
（2）[2] 相邻两计数点间还有四个点未画出，相邻两计数点时间间隔为
由逐差法可得
（3）[3]根据牛顿第二定律
整理得
故
15． 1.19 1.97
【解析】
【详解】
[1]由于每相邻两个计数点之间还有4个点未画出，故时间间隔为0.1s，打下计数点2时小车的速度大小为
[2]利用逐差法可得，小车加速度大小为
16． 偏小
【解析】
【详解】
（1）[1]物体P和Q一起做匀加速运动。故对于相等时间间隔的相邻的两个点之间位移差有
所以
（2）[2]忽略阻力的情况下，根据牛顿第二定律有
整理得到
（3）[3]若考虑各种阻力，则测到的加速度偏小，故物体Q质量的测量值会偏小。
17． 逐渐减小 5、6 1.7×10-2
【解析】
【详解】
（1）[1]根据，可知道，相邻点的距离增大，但相邻段的差值越来越小，故加速度越来越小，做加速度逐渐减小的加速直线运动
（2）[2]点6之后的相邻两点之间的距离一直是9.2cm，可知6点之后就已经是匀速运动，可知，在6点之前，即5、6点之间弹簧就已经恢复了，物体就在做匀速运动。
（3）[3]最终的速度
故动能
在该过程中弹性势能转化为动能，故弹性势能为。
18． AB##BA 曲 0.99
【解析】
【详解】
（1）[1]A．需要让整体受到的合外力等于钩码的重力，则本实验需让木板倾斜合适角度，以平衡摩擦力，故A正确；
B．为使整体受到的合外力不变，调节定滑轮时，应使连接小车的细线与木板平行，故B正确；
C．研究对象为小车、车上钩码及悬挂的钩码整体，实验时，并不需满足悬挂钩码的质量远小于小车及车上钩码的质量，故C错误；
D．为充分利用纸带，实验时，应先接通电火花计时器再释放小车，故D错误。
故选AB。
（2）[2]根据牛顿第二定律
画出a-F图像，理论上图像斜率
（3）[3] 根据牛顿第二定律
合外力不变，质量改变，若画出a-M图像，图线为曲线。
（4）[4]根据逐差法
19． 过小 A 0.80
【解析】
【详解】
（1）[1]纸带上的间距随小车运动不断减小，说明小车在做减速运动，即平衡摩擦力不够，即平衡摩擦力时木板的倾角过小。
（2）[2]A．连接小吊盘和小车的细线应跟长木板保持平行，这样能够保证绳子的拉力方向和小车运动方向相同，A正确；
B．根据
可知质量被约掉了，则每次改变小车质量后无需平衡摩擦力，B错误；
C．小车及车中砝码的总质量应远大于小吊盘和盘中砝码的总质量，C错误。
故选A。
（3）[3]因相邻计数点之间还有四个点未画出，则
根据逐差法，有
20． 不带滑轮 不挂 太大 9.60##9.61##9.62 0.18 0.20
【解析】
【详解】
（1）[1][2]为了消除小车所受摩擦力的影响，将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在不挂槽码时恰好做匀速直线运动。
（2）[3]纸带上打的点越来越稀疏，即小车做加速运动，说明长木板垫高时倾角太大。
（3）[4]由图可知。
[5]在打计数点4时小车的速度大小为
[6]小车的加速度大小为
21． C 3.50 9.60 打点计时器与纸带间有阻力（空气阻力、处在海拔较高位置）
【解析】
【详解】
（1）[1]根据匀变速运动的位移差公式
带入数据可得
△x=x12-x01=39.80cm-30.20cm=9.60cm
则应有
x34=x12+2△x=39.80cm+2×9.60cm=59.00cm
故ABD错误，C正确。
故选C。
（2）[2]匀变速直线运动某段时间平均速度等于中间时刻瞬时速度，故
(3)[3]由△x=gT2，得到
(4)[4]重锤下落过程中，除了受重力外，还受到打点计时器对纸带的摩擦阻力、空气阻力等力，导致下落过程加速度小于重力加速度；当然也可能实在海拔较高处做实验的结果，所以重力加速度偏小。
22． C B （说明：填写同样给分，填写或、等不给分）
【解析】
【详解】
（1）[1]为完成本实验，下列器材中必须有刻度尺用来测量纸带的长度，但不需要秒表、天平 和4~6V低压直流电源。
故选C。
（2）[2]A．实验中不需要托盘和砝码的总质量远小于小车的总质量，A错误；
B．调整滑轮的高度，使细线与长木板平行，B正确；
C．该实验不需要平衡摩擦力，即不需要将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起，C错误；
D．该实验木板光滑与否都可以，不需要选择尽可能光滑的长木板做实验，D错误。
故选B。
（3）[3]因做匀变速直线运动的物体满足
常量
则该实验中若在误差范围内满足
则可认为小车做匀变速直线运动。
23． 偏小
【解析】
【详解】
（1）[1]若A点到E点的过程是匀变速运动，则两相邻且相等的时间间隔的位移之差恒定，即满足
（2）[2] C点的速度等于B、D间的平均速度，即
（3）[3]若实际交流电频率大于f，则根据计算加速度时所代入的f值偏小，所以测得的加速度偏小。
24． AC 0.98 9.78 偏小
【解析】
【详解】
（1）[1]A．打点计时器的安装要求两限位孔在同一竖直线上，以减小纸带与限位孔间阻力的影响，故A正确；
B．开始打点计时的时候应先接通电源后释放纸带，故B错误；
CD．电火花计时器应接在交流电源上，故C正确，D错误。
故选AC。
（2）[2]打下点时重物的瞬时速度
（3）[3]根据逐差法得加速度
。
（4）[4]如果在某次实验中，交流电的频率为，，那么实际打点周期变小，根据运动学公式可知偏小，即测量的加速度值与真实的加速度值相比偏小。
25．
【解析】
【详解】
（1）[1] [2]根据匀变速直线运动中，中间时刻瞬时速度等于全程平均速度可得
[3]根据速度位移关系有
解得
（2）[4] [5]根据牛顿第二定律，对重物
木块所受拉力大小
对木块
解得
26． 必要 为了保证细绳的拉力为小车的合力 没必要 不需要用砂和桶的重力去代替细绳的拉力 1.1
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2][3][4]改进之后的实验增加了拉力传感器，可以直接测量细绳的拉力，不需要用砂和桶的重力去代替细绳的拉力，也就不需要满足砂和桶的总质量应远小于小车和车内砝码的总质量；但为了保证细绳的拉力为小车的合力，必须平衡摩擦力，故调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力是有必要的，但控制砂和桶的总质量应远小于小车和车内砝码的总质量是没有必要的。
（2）[5]相邻两计数点的时间间隔0.1s，根据逐差法可得
【备考2022 高考物理二轮专题复习】 力学实验题专练1 速度 匀速直线运动 （含解析 ）
1．电火花计时器通常的工作电压为______（选填“交流”或“直流”）220伏，实验室使用频率为50Hz电时，每隔______秒打一次点；如图所示纸带是某同学练习使用电火花计时器时得到的，纸带的左端先通过电火花计时器，从点迹的分布情况可以断定纸带的速度变化情况是______（选填“速度减小”或“速度增大”）。从打下A点到打下B点共14个点迹，历时______s。
2．(1)关于电磁打点计时器的使用，下列说法正确的是( )
A．电磁打点计时器使用的是6V以下的直流电源
B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通电源
C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小
D．纸带上打的点越密，说明物体运动的越慢
(2)电磁打点计时器是测量时间的仪器，其工作电压约为__________V, 电源频率是50Hz, 它每隔________s打一次点,在测定匀变速直线运动加速度实验中，某次实验纸带的记录如图6所示，纸带上O、A、B、C、D、E、F、G为计数点，每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，O到各点距离由图可知．则纸带的加速度等于__________，在打D点时纸带的速度为___________（保留两位有效数字），F到G的距离为____cm．
3．在进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验中：
（1）图1 所示实验器材是______（填“计时”、“测速”或“测距”）的仪器．其中必须使用4--6V低压交流电源的是_____（填“甲”或“乙”）．
（2）已提供了小车、一端附有滑轮的长木板、纸带、细绳、刻度尺、导线．为了完成实验，还须从下图2中选取实验器材：______（此项为多选，请填写相应的字母符号）．
（3）实验得到一条清晰的纸带，如图3所示是截取了其中某一段纸带用刻度尺（单位：cm）测量时的情景，其中A、B、C、D、E、F为6个相邻的点迹．已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz．其中计数点E所在位置的刻度尺读数为________cm，小车加速过程中E点瞬时速度大小为_______m/s．
4．用图甲的装置研究物体的落体运动（所需电源装置没有画出），已知打点计时器打点的周期为T，图乙是某次实验得到的一条纸带。请按题目要求作答：
（1）可以判断，连接下落物体的夹子夹在图乙纸带的___________（选填“左”或“右”）端；
（2）若s2=5.32cm，s3=6.84cm，T=0.02s.则在纸带上打下点A时物体的速度vA=_________m/s（结果保留3位有效数字）；
（3）若用逐差法计算加速度，则该下落物体的加速度a=__________（用T和纸带上标出的所有位移符号表示）。
5．小羽同学尝试利用数码相机和视频软件研究平抛运动。在平抛运动演示仪表面贴上坐标纸，拍摄出小球做平抛运动的一段视频。利用FreeVidcotoJPG软件将视频转化为图片，若视频帧格式是每秒30帧，即通过软件每秒可生成30张图片，在图片中选出有小球画面的连续7张图片，并依次对齐叠加，得到小球做平抛运动时连续时刻的像，如图所示。以坐标纸的左上角为坐标原点，以水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向建立直角坐标系，读取小球水平方向和竖直方向的位置，记录到表格中。
位置
（m）
（m）
（m）
1
0.000
0.000
…….
2
0.025
0.010
0.010
3
0.048
0.029
0.019
4
0.070
0.058
0.029
5
0.094
0.099
0.041
6
0.117
0.150
0.051
7
0.139
0.212
0.062
（1）叠加后图片中小球相邻两个像的时间间隔是____________s，小球水平方向的平均速度为______m/s。（结果保留两位有效数字）
（2）用逐差法计算小球的加速度，则_________m/s2（结果保留两位有效数字）。
6．某实验小组做“探究匀变速直线运动”实验，实验装置如图甲所示：
（1）实验时___________（选填“需要”或“不需要”）用垫块垫高长木板右端以平衡摩擦力；
（2）实验中打出的一段纸带如图乙所示，其中每相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，根据图中数据，可以计算出小车的加速度大小为___________；
（3）如果使用的是电火花打点计时器，实验时电压略低于220V，测出的加速度___________（选填“大于”“小于”或“等于”）小车的实际加速度。
7．依据伽利略在《两种新科学的对话》中描述的实验方案，某实验小组设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑的运动特点，操作步骤如下：
①让滑块从距离挡板s处由静止下滑，同时打开水箱阀门，让水流到量筒中（假设水流均匀稳定）；
②当滑块碰到挡板时关闭阀门；
③记录量筒收集的水量V；
④改变s，重复以上操作；
⑤将测得的数据记录在表格中。
（1）该实验用量筒中收集的水量来表示滑块下滑的___________；
A．位移 B．时间 C．速度 D．加速度
（2）若保持下滑的距离s不变，仅增大滑块的质量，水量V将_________（选填“增大”、“不变”或“减小”）；
（3）根据表中数据得到s与________（选填“V”、“V-1”或“V2”）成正比，由此可得滑块沿斜面下滑做匀变速直线运动。
8．在“研究匀变速直线运动”实验中，某同学得到一条用打点计时器打点的纸带如图所示，在其上取计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻两个计数点之间还有4个计时点未画出，打点计时器交流电源频率为50Hz。测量得d1＝3.61cm，d2＝8.21cm，d3＝13.83cm，d4＝20.44cm，d5=28.04cm，d6=36.65cm。
（1）打点计器在打E点时纸带运动的速度大小是_________m/s，纸带运动整个过程中加速度大小是_________m/s2。（结果均保留两位有效数字）
（2）如果交流电源频率实际是f＝51Hz，而该同学不知道，则加速度的测量值_________（选填“大于”“等于”或“小于”）实际值。
9．某同学做“研究匀变速直线运动”的实验．
(1)做本实验时______（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；
(2)已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，如图所示是“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中电磁打点计时器打出的纸带，图中0、1、2、3、4、5、6是按时间先后顺序标出的计数点，用刻度尺测得：， ，，，，．那么：（计算结果保留三位有效数字）
①在计时器打出点2时，小车的速度大小为______m/s；
②小车的加速度的大小为______m/s2。
10．（1）在“探究加速度与力、质量的关系”、“探究功与速度变化的关系”、“验证机械能守恒定律”三个实验中，下列器材都必须要用到的是______。
A．B． C． D．
（2）某小组做“探究小车速度随时间变化规律”的实验。将纸带穿过打点计时器时，三位同学的操作分别如图2中的①、②、③所示。你认为正确的操作应该是______（选填“①”、“②”或“③”）。操作正确后得到一条纸带如图3所示，丁同学在纸带上选取a、b、c、d、e五个计数点，并测量出它们的间距分别为 、 、、，则小车的加速度______。（已知打点计时器电源的频率为f）
11．如图甲所示，可用轻杆、小球和硬纸板等制作一个简易加速度计，粗略测量运动物体的加速度。在轻杆上端装上转轴，固定于竖直纸板上的O点，轻杆下端固定一小球，杆可在竖直平面内自由转动。将此装置固定于运动物体上，当物体向右加速（减速）运动时，杆便向左（向右）摆动。为了制作加速度计的刻度盘，同学们进行了如下操作：
（1）让重锤做自由落体运动，利用打点计时器打出的纸带测量当地的重力加速度．实验中得到一条较理想的纸带（如图乙），纸带上记录的点为打点计时器（频率）打的点．根据数据求出重力加速度______（保留3位有效数字）。
（2）测量当地重力加速度后还应测量的物理量是_______（填入所选物理量前的字母）。
A．小球的质量m B．轻杆的长度L C．小球的直径d D．轻杆与竖直方向的夹角
（3）写出加速度与（1）、（2）中被测物理量之间的关系式_______（用被测物理量的字母表示）。
12．为了研究小车在平直斜坡上的直线运动，某探究小组用自制“滴水计时器”计量时间。滴水计时器每隔相等时间滴下一小水滴，从第1滴水离开滴水计时器开始计时，20秒末第41滴刚好滴下。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图1所示。实验时，将小车放在斜面上用手轻推一下，小车离开手后加速下滑，图2所示是小车运动过程中在斜坡上连续留下的几个小水滴的位置。
（1）由图2数据可求滴A水滴时小车的运动速度大小为___________m/s，小车加速下滑过程中的加速度大小为___________m/s2。（结果均保留两位有效数字）
（2）使用滴水计时器的优点有不用电源、使用方便、不受纸带长度限制等，但也存在一定的不足，如：___________。（写出一条即可）
13．小明用如图所示的实验装置探究小车速度随时间变化的规律，请回答下列相关问题：
①下列说法正确的是______（填字母）。
A．进行实验前，应该把图示木板的左端适当垫高，以补偿小车运动中受到的阻力
B．小车前端挂的重物必须要选择质量很小的
C．调节定滑轮的高度，以保证细绳方向与小车运动轨道（木板）平行
D．打点结束后，先取下小车上的纸带处理数据，再关闭打点计时器
②本实验经过正确操作后，得到了一条打点清晰的纸带；在纸带上挑选出六个计数点，测算出相应的速度，并将其描绘在图像中（如图所示），下列说法正确的是( )
A．为充分利用实验数据，应把描出的六个点全部连接起来
B．根据图中所描的点可认为小车的速度随着时间均匀增加
C．应连成一条过坐标原点的直线，明显偏离直线的点不用考虑
D．应从描出的六个点中取相距较远的两个点来计算小车的加速度
14．在用图1的装置测当地的重力加速度时，进行了如下操作，完成步骤中的填空：
（1）安装器材时，将长木板的右侧适度垫高_______（选填”挂上”或”不挂”）砂桶，轻推小车，使小车恰能匀速运动；
（2）实验中打出的一条纸带如图2所示。已知打点计时器的频率为50Hz，相邻两计数点间还有四个点未画出，则小车的加速度a=______m/s2保留两位有效数字）；
（3）不改变砂及砂桶质量，在小车上增减砝码改变小车的总质量M，重复步骤（2），测得多组数据描绘出图像。已知图线的斜率为k、纵截距为b，则当地的重力加速度为______。（用物理量的符号表示）
15．某同学利用图甲的装置研究小车的匀变速直线运动，放置在倾斜轨道上的小车由静止释放后，打点计时器打出的纸带如图乙所示。已知图乙中每相邻两个计数点之间还有4个点未画出，打点计时器所用交流电源的频率为f＝50Hz，相邻两个计数点之间的距离如图乙所示。
由测量数据可得，打点计时器打下计数点2时小车的速度大小v2=______________m/s；充分利用实验测得的数据，可得小车加速度大小a=___________m/s2（计算结果均保留3位有效数字）。
16．某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量物体的质量：一根跨过轻质定滑轮的轻绳一端与质量为的重物P相连，另一端与待测物块Q（Q的质量大于相连，重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连，已知当地重力加速度大小为g。
（1）某次实验中，先接通频率为的交流电源，再由静止释放待测物块，得到如图所示的纸带，已知相邻计数点之间的时间间隔是，AB、BC、CD．.....FG之间的间距分别是x1、x2、x3......x6。则由纸带可知待测物块下落的加速度大小a=________（用题目和图中已知字母表示）；
（2）在忽略阻力的情况下，待测物块的质量可表示为M=________（用字母、、表示）；
（3）若考虑空气阻力、纸带与打点计时器间的摩擦及定滑轮中的滚动摩擦，则待测物块质量的测量值会______填“偏大”或“偏小”。
17．回力车，施压拖动后轮卷紧弹簧，放手后弹簧恢复，通过传动系统驱动小车前进。为探究弹簧卷紧后具有的弹性势能，某同学用图（a）所示的方式进行了实验。在长木板的左端垫上小木块，微调木板的倾斜程度以补偿阻力。拖动后轮卷紧弹簧，接通电源后释放小车，让小车沿木板开始运动，得到的纸带如图（b）所示。0~9是从某点开始选取的计数点，相邻两点间还有四个点未标出，其间距如图所示。已知打点计时器使用交流电的频率为50Hz，测得小车的质量为40.0g，完成下列填空：
（1）从图示时刻开始，在弹簧逐渐释放的过程中，小车做加速度________（填“不变”“逐渐增大”“逐渐减小”“先增大后减小”或“先减小后增大”）的加速直线运动；
（2）在打下________两个相邻计数点的过程中，弹簧恢复到初始状态；
（3）不考虑传动系统的阻力，可估算出弹簧卷紧时具有的弹性势能为________J。（保留2位有效数字）
18．某学习小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。研究对象为小车、车上钩码及悬挂的钩码整体，整体总质量为M，整体所受的合外力F的大小等于悬挂钩码的总重力大小，利用纸带和电火花计时器测出小车的加速度a。
实验一：研究M一定时，加速度a与F的关系。
实验二：研究F一定时，加速度a与M的关系。
（1）下列操作必要的有______。
A．本实验需让木板倾斜合适角度，以平衡摩擦力
B．调节定滑轮时，应使连接小车的细线与木板平行
C．实验时，需满足悬挂钩码的质量远小于小车及车上钩码的质量
D．实验时，应先释放小车再接通电火花计时器
（2）实验一：小车上及细线悬挂钩码总数不变。第一次，细线悬挂1个钩码，其余钩码放在小车上，释放小车后，小车沿斜面下滑打出一条纸带，求出此次实验小车的加速度a1;
第二次，细线悬挂2个钩码，其余钩码放在小车上，求出此次实验小车的加速度a2，以此类推，共做5组实验。画出a-F图像，理论上图像斜率k=______。
（3）实验二：细线悬挂钩码数不变。第一次，小车上不放钩码，释放小车后，小车沿斜面下滑打出一条纸带，求出此次实验小车的加速度a，第二次，小车上放1个钩码，以此类推，共做5组实验。若画出a-M图像，图线为______线（填“直”或“曲”）。
（4）某次实验打出的一条纸带如图乙所示，纸带上0为起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。由纸带测得小车的加速度a=______m/s2。（保留2位有效数字）
19．某同学进行“探究加速度与物体受力、质量的关系”的实验，将实验器材按图甲所示安装。已知打点计时器的工作频率为50Hz，请完成下列相关内容：
（1）该同学在进行平衡摩擦力的操作时，将木板垫高后，在不挂小吊盘（含砝码）的情况下，轻推小车，让小车拖着纸带运动，得到如图乙所示的纸带，则该同学平衡摩擦力时木板的倾角___________（选填“过大”、“过小”或“适中”）；
（2）关于本实验，下列说法正确的是___________；（填正确答案标号）
A．连接小吊盘和小车的细线应跟长木板保持平行
B．每次改变小车的质量后要重新平衡摩擦力
C．必须保证小车及车中砝码的总质量远小于小吊盘和盘中砝码的总质量
（3）该同学按步骤（1）操作后，保持小车质量不变，通过改变小吊盘中砝码的质量来改变小车受到的合外力，得到了多组数据，实验中得到如图丙所示的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻计数点之间还有四个点未画出，测得x1＝1.78cm，x2＝2.62cm，x3＝3.40cm，x4＝4.19cm，x5＝5.03cm，x6＝5.82cm，根据以上数据，可求出小车的加速度大小a＝___________m/s2。（结果保留两位有效数字）
20．做“探究加速度与力、质量的关系"实验时，现提供如图1所示的实验装置。
（1）为了消除小车所受摩擦力的影响，将木板_________（填“带滑轮”或“不带滑轮”）的一端适当垫高，使小车在_________（填“挂”或“不挂”）槽码时恰好做匀速直线运动。
（2）在判断小车是否做匀速运动时，小车应连上纸带，接通打点计时器电源，轻推小车，发现纸带上打的点越来越稀疏，说明长木板垫高时倾角_________（填“太大”或“太小”），调整倾角后再次做实验，直到纸带上的点疏密均匀。
（3）实验获得如图2所示的纸带，选取计数点0、1、2、3、4、5、6，每两个相邻计数点问均有四个点未画出，分别读出每个计数点到0点的距离，、、、、、_________cm，则在打计数点4时小车的速度大小_________m/s；小车的加速度大小是_________（交流电源的频率是50Hz，计算结果保留2位小数）。
21．在“测量重力加速度”的实验中，某同学利用图中的装置得到了几条较为理想的纸带。由于不小心，纸带都被撕断了，如图所示。已知每条纸带上每5个点取一个计数点，相邻计数点之间的时间间隔为0.1s，依打点先后编为0、1、2、3、4、……。回答下列问题：
（1）在B、C、D三段纸带中，与纸带A属于同一条的应该是______；
A、 B、 C、 D、
（2）打纸带A上点1时重物的速度大小为______m/s（保留三位有效数字）；
（3）计算得到的重力加速度大小为______m/s2（保留三位有效数字）；
（4）得到的重力加速度偏小的原因是______。
22．某同学采用如图甲所示的装置及电火花打点计时器探究小车做匀变速直线运动的特点。
（1）为完成本实验，下列器材中必须有的是__________；
A．天平 B．4~6V低压直流电源 C．刻度尺 D．秒表
（2）安装好实验装置后开始实验，实验中以下操作必需的一项是_________；
A．托盘和砝码的总质量要远小于小车的总质量
B．调整滑轮的高度，使细线与长木板平行
C．将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起
D．选择尽可能光滑的长木板做实验
（3）实验中获得某条点迹清晰的纸带如图乙所示，若在误差范围内满足_______（填写表达式，用图中物理量表示），则可认为小车做匀变速直线运动。
23．在“探究匀变速直线运动的规律”中，小车拖动纸带，打点计时器打出了点后，从纸带某部分选取了连续五个点作为计数点，测出相关距离后已经标在图中，已知打点频率为f。
（1）若A点到E点的过程是匀变速运动，则应满足_________（用d1、d2、d3、d4表示）；
（2）C点的速度为_________；
（3）若实际交流电频率大于f，而做实验的同学并不知道，则所测得的加速度________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
24．在探究竖直向下的匀变速直线运动规律的过程中，我们利用电火花计时器记录重物的下落过程，以下是某组同学在该实验中得到的一条纸带，如图所示，已知每两个计数点间的时间间隔是，用刻度尺测得，，，，，。
（1）实验时，下列说法正确的是( )
A．打点计时器的安装放置要求两限位孔在同一竖直线上
B．开始打点计时的时候应先释放纸带再接通电源
C．打点计时器应接在的交流电源上
D．打点计时器应接在的交流电源上
（2）计算出打下点时重物的瞬时速度是________（结果保留两位有效数字）。
（3）根据逐差法求出重物下落的加速度大小________（结果保留三位有效数字）。
（4）如果当时电网中交变电流的频率是，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________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
25．某同学用图甲所示装置测量木块与长木板间的动摩擦因数。在水平的长木板上，木块通过轻绳连接重物，先打开打点计时器电源，再由静止释放重物，得到加速阶段的纸带如图乙所示，其中，A、、为打下的相邻的点，、、为打下的相邻的点。
（1）测量得到的数据有、、、、，已知打点计时器的频率为，则打下点时木块的速度______，打下点时木块的速度______。木块运动的加速度大小______（用、、表示）。
（2）已知重物质量为，木块质量为，重力加速度为，测得加速度大小为，则木块所受拉力大小为______，木块与长木板间的摩擦因数为______。（结果用m、、、表示）
26．某同学在研究加速度与物体受力之间的关系时改进了实验方案，他用无线力传感器来测量小车受到的拉力。如图（a）所示，他将无线力传感器和小车固定在一起，跨过定滑轮的细绳一端系着砂桶，另一端系在传感器的挂钩上，调整细绳方向与木板平行。
（1）请判断在改进后的实验中以下步骤是否还有必要并说明理由。
步 骤
是否有必要并说明理由
调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力
______、______
控制砂和桶的总质量应远小于小车和
车内砝码的总质量
______、______
（2）图（b）所示为实验中得到的一条纸带，纸带上相邻两计数点之间的时间间隔为T=0.10s，由图中数据可计算出小车的加速度a=______ m/s2（结果保留2位有效数字）。
参考答案：
1． 交流 0.02 速度增大 0.26
【解析】
【详解】
[1]电火花计时器利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显出点迹的一种计时仪器，使用的是交流电，工作电压为220V。
[2]电火花计时器火花放电在交流电的每个周期内放电一次，因此电火花打点计时器打出点的时间间隔等于交流电的周期，当交流电为50Hz时，它每隔0.02s打一次点。
[3]在相同时间内纸带右侧位移大于左侧位移，说明右侧的速度大于左侧的速度，即物体的速度增大。
[4]从打下A点到打下B点共14个点迹，总共13个时间间隔，故历时
2． CD 4∽6 V 或6V以下 0.02秒 0.75 m/s2 0.40 m/s 5.90
【解析】
【详解】
(1) A.电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，其工作电压是4到6V，电源的频率是50Hz，它每隔0.02s打一次点．电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，使用220V交流电压，当频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，电火花计时器工作时，指导运动所受到的阻力比较小，它比电磁打点计时器实验误差小；故A错误；
B.在测量物体速度时，先接通电源，后让物体运动，只有这样才能保证纸带上打的点多一些，否则先让物体运动，后接通电源，由可能纸带上打不上点；故B错误；
C.当频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，即打点的时间间隔等于频率的倒数，所以使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小，故C正确；
D.纸带上打的点越密，说明物体在相等的时间间隔内位移越小，即运动的越慢，故D正确．
(2) 电磁打点计时器是测量时间的仪器，其工作电压约为，它每隔0.02s打一次点
由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，设O到A之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小得：
x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值得：
即小车运动的加速度计算表达式为：
代入数据解得：
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小
由于
△x=aT2=0.75cm
所以
xFG=xEF+△x=5.15cm+0.75cm=5.90cm
3． 计时 甲 AC 8.76～8.82 1.27～1.33
【解析】
【详解】
（1）图1 所示实验器材是计时的仪器．其中必须使用4--6V低压交流电源的是电磁打点计时器，即甲．
（2）已提供了小车、一端附有滑轮的长木板、纸带、细绳、刻度尺、导线．为了完成实验，还须从下图2中选取实验器材：低压电源A和打点计时器C．
（3）计数点B所在位置的刻度尺读数为8.80cm，D、F段的位移：xDF=11.60-6.40cm=5.2cm，则E点的瞬时速度等于DF段的平均速度
4． 左 1.52
【解析】
【详解】
（1）[1]观察纸带可知左边点迹比较密集，故连接下落物体的夹子应夹在图乙纸带的左端。
（2）[2]观察纸带上每段位移均对应了2段时间间隔T，所以
（3）[3]用逐差法计算加速度，则该下落物体的加速度
5． 0.033 0.70 9.6
【解析】
【详解】
（1）[1]通过软件每秒可生成30张图片，在图片中选出有小球画面的连续7张图片，并依次对齐叠加，可知叠加后图片中小球相邻两个像的时间间隔是
[2]小球水平方向的平均速度为
（2）[3]小球在竖直方向做匀加速的直线运动，利用逐差法可得
6． 不需要 1.90 等于
【解析】
【详解】
（1）[1]因为该实验只需要测出小车的加速度，不涉及其受力情况，故不需要平衡摩擦力；
（2）[2]根据逐差法，可得
（3）[3]实验时，电压略低不会对打点周期有影响，只要打点清晰，测出的加速度与实际加速度相等。
7． B 不变 V2
【解析】
【详解】
（1）[1]因单位时间流出的水量是不变的，则该实验用量筒中收集的水量来表示滑块下滑的时间，故选B；
（2）[2]仅增大滑块的质量，根据
可知，加速度不变，若保持下滑的距离s不变，则时间不变，则水量V将不变；
（3）[3]因
V=kt
根据
即若得到s与V2成正比，可得滑块沿斜面下滑做匀变速直线运动。
8． 0.71 1.0 小于
【解析】
【详解】
（1）[1]纸带上相邻计数点时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度得
[2]根据逐差法得加速度
（3）[3]交流电源频率实际是f＝51Hz，则打点的实际周期小于测量的周期，根据
可知加速度的测量值小于实际值。
9． 不需要 0.860 3.10
【解析】
【详解】
(1)[1]做“研究匀变速直线运动”的实验，过程中是否有摩擦力，对实验没有影响；
(2)①[2]由于每2个点取一个计数点的纸带，所以相邻的计数点间的时间间隔为
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小为
②[3]根据匀变速直线运动的逐差法公式可得
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值，可得
代入数值可得
10． BC ①
【解析】
【详解】
（1）[1] A．在这三个实验中，使用打点计时器测量时间而不是秒表，A错误；
B．在这三个实验中，需要使用刻度尺测量距离，B正确；
C．在这三个实验中，需要钩码作为重物，C正确
D．“探究加速度与力、质量的关系”需要用天平测出质量而不是弹簧测力计，其余两个实验也不需要实验测力计，D错误；
故选BC。
（2）[2] 纸带穿过打点计时器时应从限位孔穿过并使纸带放置在复写纸下方，只有①符合规范，故选①；
[3]设每个计数点之间的时间为T，由逐差法可知
解得
11． 9.75 D
【解析】
【详解】
（1）[1]由逐差法可得重力加速度为
（2）[2] 假设小球由于加速发生了偏转，轻杆与竖直方向的夹角为，由牛顿第二定律得
解得
可知，为了在表盘上标上对应的加速度，还需要测量轻杆与竖直方向的夹角，故选D；
（3）[3]由（2）可知加速度与重力加速度和轻杆与竖直方向的夹角的关系式为
12． 0.14 0.18 随着水滴的不断滴出，滴水的时间间隔可能会发生变化
【解析】
【详解】
（1）[1][2]由题意可知任意两水滴之间的时间间隔为
T=0.5s
滴A水滴时小车的运动速度大小为
根据
可得小车加速下滑过程中的加速度大小为
（2）[3]随着水滴的不断滴出，滴水的时间间隔可能会发生变化，造成实验误差。
13． C B
【解析】
【详解】
①[1]AB．在探究小车速度随时间变化的规律时，只要小车做匀加速运动即可，所以不必须将木板一端垫高，也不必让重物质量远小于小车质量，故AB错误；
C．为了保证小车做匀加速运动，应调节定滑轮的高度，以保证细绳方向与小车运动轨道（木板）平行，故C正确；
D．实验结束时，应先关电源，然后再取下纸带，故D错误。
②A．为充分利用实验数据，应使尽可能多的点落在直线上，舍弃明显偏离直线的点，故A错误；
B．根据图中所描的点可认为小车的速度随着时间均匀增加，故B正确；
C．由于所选计数点不是从零时刻开始，所以规定的零时刻速度不为零，所以直线不过原点，故C错误；
D．应由图线上任意两点所对应的速度及时间,用公式算出加速度，故D错误。
14． 不挂 0.64
【解析】
【详解】
（1）[1]为平衡摩擦力，应将长木板的右侧适度垫高，不挂砂桶，轻推小车，使小车恰能匀速运动。
（2）[2] 相邻两计数点间还有四个点未画出，相邻两计数点时间间隔为
由逐差法可得
（3）[3]根据牛顿第二定律
整理得
故
15． 1.19 1.97
【解析】
【详解】
[1]由于每相邻两个计数点之间还有4个点未画出，故时间间隔为0.1s，打下计数点2时小车的速度大小为
[2]利用逐差法可得，小车加速度大小为
16． 偏小
【解析】
【详解】
（1）[1]物体P和Q一起做匀加速运动。故对于相等时间间隔的相邻的两个点之间位移差有
所以
（2）[2]忽略阻力的情况下，根据牛顿第二定律有
整理得到
（3）[3]若考虑各种阻力，则测到的加速度偏小，故物体Q质量的测量值会偏小。
17． 逐渐减小 5、6 1.7×10-2
【解析】
【详解】
（1）[1]根据，可知道，相邻点的距离增大，但相邻段的差值越来越小，故加速度越来越小，做加速度逐渐减小的加速直线运动
（2）[2]点6之后的相邻两点之间的距离一直是9.2cm，可知6点之后就已经是匀速运动，可知，在6点之前，即5、6点之间弹簧就已经恢复了，物体就在做匀速运动。
（3）[3]最终的速度
故动能
在该过程中弹性势能转化为动能，故弹性势能为。
18． AB##BA 曲 0.99
【解析】
【详解】
（1）[1]A．需要让整体受到的合外力等于钩码的重力，则本实验需让木板倾斜合适角度，以平衡摩擦力，故A正确；
B．为使整体受到的合外力不变，调节定滑轮时，应使连接小车的细线与木板平行，故B正确；
C．研究对象为小车、车上钩码及悬挂的钩码整体，实验时，并不需满足悬挂钩码的质量远小于小车及车上钩码的质量，故C错误；
D．为充分利用纸带，实验时，应先接通电火花计时器再释放小车，故D错误。
故选AB。
（2）[2]根据牛顿第二定律
画出a-F图像，理论上图像斜率
（3）[3] 根据牛顿第二定律
合外力不变，质量改变，若画出a-M图像，图线为曲线。
（4）[4]根据逐差法
19． 过小 A 0.80
【解析】
【详解】
（1）[1]纸带上的间距随小车运动不断减小，说明小车在做减速运动，即平衡摩擦力不够，即平衡摩擦力时木板的倾角过小。
（2）[2]A．连接小吊盘和小车的细线应跟长木板保持平行，这样能够保证绳子的拉力方向和小车运动方向相同，A正确；
B．根据
可知质量被约掉了，则每次改变小车质量后无需平衡摩擦力，B错误；
C．小车及车中砝码的总质量应远大于小吊盘和盘中砝码的总质量，C错误。
故选A。
（3）[3]因相邻计数点之间还有四个点未画出，则
根据逐差法，有
20． 不带滑轮 不挂 太大 9.60##9.61##9.62 0.18 0.20
【解析】
【详解】
（1）[1][2]为了消除小车所受摩擦力的影响，将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在不挂槽码时恰好做匀速直线运动。
（2）[3]纸带上打的点越来越稀疏，即小车做加速运动，说明长木板垫高时倾角太大。
（3）[4]由图可知。
[5]在打计数点4时小车的速度大小为
[6]小车的加速度大小为
21． C 3.50 9.60 打点计时器与纸带间有阻力（空气阻力、处在海拔较高位置）
【解析】
【详解】
（1）[1]根据匀变速运动的位移差公式
带入数据可得
△x=x12-x01=39.80cm-30.20cm=9.60cm
则应有
x34=x12+2△x=39.80cm+2×9.60cm=59.00cm
故ABD错误，C正确。
故选C。
（2）[2]匀变速直线运动某段时间平均速度等于中间时刻瞬时速度，故
(3)[3]由△x=gT2，得到
(4)[4]重锤下落过程中，除了受重力外，还受到打点计时器对纸带的摩擦阻力、空气阻力等力，导致下落过程加速度小于重力加速度；当然也可能实在海拔较高处做实验的结果，所以重力加速度偏小。
22． C B （说明：填写同样给分，填写或、等不给分）
【解析】
【详解】
（1）[1]为完成本实验，下列器材中必须有刻度尺用来测量纸带的长度，但不需要秒表、天平 和4~6V低压直流电源。
故选C。
（2）[2]A．实验中不需要托盘和砝码的总质量远小于小车的总质量，A错误；
B．调整滑轮的高度，使细线与长木板平行，B正确；
C．该实验不需要平衡摩擦力，即不需要将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起，C错误；
D．该实验木板光滑与否都可以，不需要选择尽可能光滑的长木板做实验，D错误。
故选B。
（3）[3]因做匀变速直线运动的物体满足
常量
则该实验中若在误差范围内满足
则可认为小车做匀变速直线运动。
23． 偏小
【解析】
【详解】
（1）[1]若A点到E点的过程是匀变速运动，则两相邻且相等的时间间隔的位移之差恒定，即满足
（2）[2] C点的速度等于B、D间的平均速度，即
（3）[3]若实际交流电频率大于f，则根据计算加速度时所代入的f值偏小，所以测得的加速度偏小。
24． AC 0.98 9.78 偏小
【解析】
【详解】
（1）[1]A．打点计时器的安装要求两限位孔在同一竖直线上，以减小纸带与限位孔间阻力的影响，故A正确；
B．开始打点计时的时候应先接通电源后释放纸带，故B错误；
CD．电火花计时器应接在交流电源上，故C正确，D错误。
故选AC。
（2）[2]打下点时重物的瞬时速度
（3）[3]根据逐差法得加速度
。
（4）[4]如果在某次实验中，交流电的频率为，，那么实际打点周期变小，根据运动学公式可知偏小，即测量的加速度值与真实的加速度值相比偏小。
25．
【解析】
【详解】
（1）[1] [2]根据匀变速直线运动中，中间时刻瞬时速度等于全程平均速度可得
[3]根据速度位移关系有
解得
（2）[4] [5]根据牛顿第二定律，对重物
木块所受拉力大小
对木块
解得
26． 必要 为了保证细绳的拉力为小车的合力 没必要 不需要用砂和桶的重力去代替细绳的拉力 1.1
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2][3][4]改进之后的实验增加了拉力传感器，可以直接测量细绳的拉力，不需要用砂和桶的重力去代替细绳的拉力，也就不需要满足砂和桶的总质量应远小于小车和车内砝码的总质量；但为了保证细绳的拉力为小车的合力，必须平衡摩擦力，故调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力是有必要的，但控制砂和桶的总质量应远小于小车和车内砝码的总质量是没有必要的。
（2）[5]相邻两计数点的时间间隔0.1s，根据逐差法可得
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