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云南高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-24力学实验题
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这是一份云南高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-24力学实验题，共30页。试卷主要包含了实验题等内容，欢迎下载使用。
云南高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-24力学实验题
一、实验题
1．（2022·云南昆明·统考一模）用如图甲所示的装置测量皮带轮转动的角速度。皮带轮可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴匀速转动，部分实验步骤如下：
（1）将光电门固定在桌面上方，细线的一端系在固定有速光条的物块上，另一端缠绕在皮带轮上，细线平行于水平桌面；
（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度____mm；
（3）接通电源，使光电门正常工作，然后启动控制装置使皮带轮匀速转动，细线拖着物块在水平桌面上匀速运动。测得遮光条通过光电门时，遮光时间为，则物块运动速度大小为__________；（计算结果保留2位有效数字）
（4）若皮带轮直径为20cm，则其转动的角速度大小为________。（计算结果保留2位有效数字）
2．（2022·云南·统考二模）某同学查到弹簧的弹性势能与弹簧的形变量x之间的关系为：，为了验证此表达式是否正确，他进行了如下实验：
（1）如图甲所示，将一弹簧竖直悬挂在铁架台的水平横杆上，一指针固定在弹簧下端，刻度尺竖直固定在弹簧一侧，刻度尺零刻线与弹簧上端点对齐。测量弹簧原长时，指针指示刻度如图乙所示，则弹簧原长__________cm。
（2）他依次在弹簧下端挂上钩码，同时测得弹簧静止时相应的形变量，记录钩码质量m和对应的弹簧形变量x的数据，得到的图像如图丙所示。
（3）取重力加速度，由图像可得弹簧的劲度系数为__________。（计算结果保留2位有效数字）
（4）测得一带指针的小滑块质量为。
（5）他将气垫导轨调成水平，弹簧一端固定在气垫导轨左侧，刻度尺固定在气垫导轨上方，如图丁所示。
（6）启动充气泵，用小滑块将弹簧压缩后由静止释放，弹簧将小滑块弹出，对小滑块在气垫导轨上滑行的过程进行频闪照相，频闪频率为，读出小滑块与弹簧分离后连续的四张照片指针指示位置的刻度值，记录在下表中。
则小滑块离开弹簧后获得的动能__________J：根据表达式，结合前面所得k值可得弹簧的弹性势能__________J。（计算结果保留2位有效数字）
（7）改变弹簧的初始压缩量，多次重复以上步骤进行验证。
3．（2022·云南曲靖·二模）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上滑块与挡光片的总质量为200g，滑块左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为300g的小球相连。
（1）导轨上的B点有一光电门，挡光片的宽度用游标卡尺测出结果如题图，其读数为_______mm。
（2）某次实验时导轨的倾角为30°，当地重力加速度为g=9.8m/s2，滑块由静止从A点到通过B点的过程中，测量出挡光片经过光电门的时间为0.0053s，A、B两点间的距离为53.00cm，则系统的动能增加量△Ek=_______J，系统的重力势能减少量△Ep=_______J。（结果均保留3位有效数字）
（3）通过实验数据分析，得到的结论是_______。
4．（2022·云南昆明·统考一模）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）。
5．（2022·云南昆明·统考一模）某同学用如图甲所示的装置验证动量定理，部分实验步骤如下：
(1)将一遮光条固定在滑块上，用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，游标卡尺如图乙所示，则遮光条的宽度___________mm；
(2)用天平称得滑块（包含遮光条）的质量；
(3)将一与轻弹簧相连的压力传感器固定在气垫导轨左端，一光电门安装在气垫导轨上方，用滑块将弹簧压缩一段距离后由静止释放，压力传感器显示出弹簧弹力F随时间t变化的图像如图丙所示，根据图丙可求得弹簧对滑块的冲量大小为___________N·s；滑块离开弹簧一段时间后通过光电门，光电门测得遮光条的挡光时间为，可得弹簧恢复形变的过程中滑块的动量增量大小为___________kg·m/s。（计算结果均保留2位有效数字）
6．（2022·云南昆明·统考模拟预测）某同学利用图甲所示的装置验证动量守恒定律。在图甲中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与穿过打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器（未完全画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。已知滑块A质量m1=300g，滑块B的质量m2=100g，将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一水平向右的瞬间冲量，使它与静止的滑块B相碰，碰后光电计时器显示的挡光时间为△t=3.200ms。（所有计算结果均保留2位有效数字）
（1）该同学用螺旋测微器测得该遮光片的宽度d如图乙所示，则d=___________mm，两滑块碰撞后滑块B的速度vB=___________m/s；
（2）碰撞前后打出的纸带如图丙所示。已知打点计时器所用的交流电的频率f=50Hz，根据纸带数据可得两滑块碰撞前瞬间滑块A的速度大小v1=___________m/s，碰撞后瞬间滑块A的速度大小v2=_________m/s；
（3）定义为实验的相对误差（其中p为碰撞前滑块A、B总动量，p′为碰撞后滑块A、B总动量），物理实验要求≤5%。计算本实验的相对误差=___________。
7．（2022·云南·模拟预测）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴）
（1）由图（b）可知，小车在桌面上是___________（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。
（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中点位置时的速度大小为___________m/s，加速度大小为___________。（结果均保留两位有效数字）
8．（2021·云南保山·统考一模）（1）下列四种器材是高中阶段常用的实验器材在实验①“研究匀变速直线运动的规律”、实验②“探究做功与速度变化的关系”、实验③“验证自由落体运动的机械能守恒”中都要用到的器材是_______（填选项）。
A．刻度尺 B．秒表 C．电磁打点计时器 D．天平
（2）下图是上述三个实验得到的纸带中其中较为清晰的一条，已知打点计时器的频率为50Hz，A、B、C、D是四个计数点，每两个计数点间有一个记时点，则打点计时器打点“B”时纸带的速度是________m/s（结果保留2位有效数字）。
（3）请结合数据分析，此纸带是上述实验_______（填“①”、“②”、“③”）打出的纸带。
9．（2021·云南·统考一模）如图甲所示的装置叫做“阿特伍德机”，它是早期英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名的力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，取重力加速度为g=9.8m/s2，部分实验步骤如下：
（1）将质量均为M=500g的重物A（含遮光条）、B（含挂钩）用轻绳连接后，跨放在定滑轮上，整个装置处于静止状态。测量出遮光条中心到光电门中心的竖直距离h=50cm；
（2）用游标卡尺测出遮光条的宽度d=0.50cm；
（3）在B的下端挂上质量为m=100g的钩码C，让系统（重物A、B以及钩码C）中的物体由静止开始运动，光电门记录遮光条挡光的时间为△t；
（4）写出本实验验证机械能守恒定律的表达式：____________（用上面测量出的物理量的符号和g表示）；
（5）某次实验中，测得遮光条挡光的时间为△t=5.5×10-3s，物块A经过光电门的速度大小为____________m/s，系统减小的重力势能为____________J，系统由于存在阻力损失的机械能为____________J；（计算结果均保留2位小数）
（6）该同学不断增加钩码的数量，重复进行实验，记录下所加钩码的个数n，以及遮光条对应的挡光时间△t，作出____________图像，如果所得图线是一条直线，也可以验证机械能守恒定律。
A． B．
C． D．n-（△t）2
10．（2021·云南曲靖·统考二模）图甲为测量物块与木板间的动摩擦因数的实验装置，挡光条固定在物块的最前端，光电门固定在木板上，并靠近物块的初始位置，当地的重力加速度为g。
甲
（1）如图乙所示，游标卡尺测得的挡光条宽度为______cm；
乙
（2）调整实验装置，使木板水平，物块被弹射器弹开，在木板上做减速运动。某次测量时发现挡光条通过光电门时，数字计时器记录挡光条的挡光时间为t，测得物块被弹开时挡光条中心与光电门中心的距离为，物块停止时光电门中心与挡光条中心的距离为x，挡光条宽度用d表示，物块的质量用m表示，重力加速度为g，则物块与木板间的动摩擦因数______；（均用字母表示）
（3）考虑到空气阻力的影响，的测量值与真实值相比______（填“偏大”“偏小”或“相等”）。
11．（2021·云南·统考二模）某同学利用如图甲所示的装置来测量滑块 P 与水平桌面之间的动摩擦因数。由静止释放物块Q，打点计时器打出的纸带如图乙所示，依打点先后顺序取计数点A、B、C及D、E、F，两相邻计数点间还有四个点未标出。测得相邻两计数点间距离为：xAB=2.75cm、xBC=4.96cm、xDE=5.26cm、xEF=2.22cm。所用交流电的频率为50 Hz，取重力加速度g=9.8m/s²。根据以上数据可得
（1）落地前P的加速度大小为___m/s2；
（2）Q落地后P的加速度大小为_____m/s²；滑块P与水平桌面间的动摩擦因数为____。（结果保留2位小数）
12．（2021·云南昆明·统考二模）某同学利用如图所示的装置验证“机械能守恒定律”。在水平桌面上把光滑导轨调成倾斜状态，光滑导轨顶端到桌面的竖直距离为，光滑导轨的总长度为，导轨上固定着两个光电门。一装有长方形挡光片的小车从导轨的顶端滑下，挡光片的宽度。小车通过光电门、光电门时，数字计时器显示的挡光时间分别为、。已知小车和挡光片的总质量为，光电门和之间的距离，取重力加速度。
(1)小车经过光电门时的速度大小为________（结果保留3位有效数字）
(2)小车从光电门到光电门的过程中，其动能的增加量为________，其重力势能的减少量为_______。（结果均保留3位有效数字）
13．（2021·云南·统考一模）某同学利用图示装置做“探究加速度与力的关系”的实验。在气垫导轨上安装了一个光电门，滑块上固定一宽度为d的遮光条，滑块前端固定一力传感器，细线连接力传感器绕过滑轮与钩码相连，实验时改变钩码的个数，通过力传感器测出绳子拉力F，每次实验滑块都从同一位置由静止释放，释放时遮光条到光电门的距离为L。
(1)该实验___________（填“需要”或“不需要”）满足滑块连同传感器和遮光条的总质量远远大于钩码的质量。
(2)若测得遮光条经过光电门时遮光时间为Δt，滑块的加速度大小为___________（用d、和L表示）。
(3)该同学未进行导轨水平调节就进行实验，其他步骤操作正确，则该同学作出的滑块加速度a与拉力F的图像可能是___________（填图像下方的字母）。
A． B．
C． D．
14．（2021·云南昆明·统考一模）某科技实验小组利用传感器测定铁块与斜面间的动摩擦因数，装置如图甲所示，在长为的固定斜面上，让铁块从斜面顶端由静止开始下滑，由固定在斜面底端的位移传感器、速度传感器分别测出铁块到传感器的距离和相应位置的速度，最后利用计算机拟合得到如图乙所示的图线。
(1)图乙中的纵坐标表示铁块到传感器的距离l，横坐标表示___________。
A． B． C． D．
(2)该图线的函数表达式___________（用表示）
(3)根据图线可得铁块沿斜面下滑的加速度___________（用表示）。
(4)若斜面长，高，采用国际单位制的数值为，取重力加速度，可得到铁块与斜面间的动摩擦因数___________。
15．（2020·云南·统考一模）利用如图所示的装置可以探究滑动摩擦力f与正压力FN之间的关系，请回答下列问题：
①适当添加钩码，使其能够带动小车向右运动；
②多次在木块上添加砝码以改变压力，尽可能多测几组数据，实验中应该测量和记录的数据是：_________、_________；
③如果用图像法处理实验数据，以摩擦力f为横轴，正压力FN为纵轴，如实验步骤正确，得到的应是一条________（选填“直线”或“折线”或“曲线”），图像的哪一数值表示是动摩擦因数：_________；
④正确的实验结论是：_________。
16．（2020·云南·统考二模）用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：O是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），所用电源的频率为50Hz，计数点间的距离如图乙所示，已知m1=50g、m2=150g，则：（结果均保留两位有效数字）
(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5=____m/s；
(2)若某同学在实验中取多个点计算速度，并作出的图象，如图丙所示，则该图像的斜率代表的物理意义是______，计算得到当地的重力加速度g=____m/s2
17．（2020·云南·统考三模）某同学用如图甲所示装置做验证“保持合外力不变，加速度与质量成反比”的实验。部分实验步骤如下：
（1）将放在水平桌面上的气垫导轨左端垫高，力传感器固定在气垫导轨的上端，光电门固定在气垫导轨的下端；
（2）将挡光片安装在滑块上，用天平测出滑块质量，用游标卡尺测量挡光片宽度d如图乙所示，则d=________mm；
（3）将滑块放在气垫导轨上，力传感器的挂钩与滑块连接，读出传感器示数F，用米尺测量挡光片中心到光电门中心的距离L。
（4）解开挂钩，让滑块由静止开始运动，当滑块上的挡光片经过光电门时，光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间为△t，则滑块的加速度大小a=________（用L、d、△t表示）；
（5）改变滑块负重，测出滑块质量M，再将力传感器的挂钩与滑块连接，调整气垫导轨的倾斜角度，使力传感器的示数仍为F，解开挂钩，让滑块由静止开始运动，测得挡光片挡光时间，得到加速度a。多次重复实验，得到多组加速度a和质量M的数据，作图像，验证加速度与质量的关系。
（6）有同学提出本实验不必计算出加速度大小，可通过作下列________，该图像是通过坐标原点的一条直线，即可验证“合外力一定，加速度与质量成反比”。
A．△t-M2图像 B．△t-M图像
C．△t-图像 D．△t-图像
18．（2020·云南红河·一模）某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端与桌面相切），B是质量为m的滑块（可视为质点）。
第一次实验：如图(a)所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1；
第二次实验：如图(b)所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P′间的水平距离x2。
(1)在第二次实验中，滑块到M点的速度大小为__。（用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g）。
(2)通过上述测量和进一步的计算，可求出滑块与桌面间的动摩擦因数μ，下列能引起实验误差的是__。（选填序号）
A．h的测量 B．H的测量 C．L的测量 D．x2的测量
(3)若实验中测得h＝15cm、H＝25cm、x1＝30cm、L＝10cm、x2＝20cm，则滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝__。（结果保留1位有效数字）
19．（2020·云南·统考二模）如图甲所示，用铁架台、弹簧、毫米刻度尺和多个质量已知且相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系。
(1)某同学将弹簧平放在水平桌面上量出弹簧的自然长度，然后按照图甲进行实验，根据实验数据绘图，作出如图乙所示的图象，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x。由图可知图线不通过原点，其原因是______________
(2)由图乙知该弹簧的劲度系数k=_______N/m(计算结果保留两位有效数字，重力加速度g取9.8m/s2)。
(3)实验中用两根不同的轻弹簧a和b进行实验，画出弹簧弹力F与弹簧的长度L的关系图象如图丙所示，下列说法正确的是_________
A．a的劲度系数比b的大
B．a的劲度系数比b的小
C．a的原长比b的大
D．两个弹簧相比，用b弹簧制作的弹簧秤，灵敏度更高
20．（2020·云南·统考模拟预测）某实验小组测量重力加速度的实验装置，如图所示，图中D为铁架台，E为固定在铁架台上的定滑轮（质量和摩擦可忽略）, F为光电门，C为固定在重物上的宽度为d=0.48cm的遮光条（质量不计）。让质量为3.0kg的重物A拉着质量为1.0kg的物块B从静止开始下落。某次实验，测得A静止时遮光条到光电门的距离h=60.0cm，测出遮光条C经过光电门的时间，根据以上数据，可得该次实验重物A经过光电门的速度为_______m/s, 重力加速度为________m/s2（计算结果均保留两位有效数字）。本次实验重力加速度的测量值比实际值________（填“偏小”、“偏大”或“不变”）。
21．（2020·云南·统考模拟预测）某同学设计了如下实验装置，用来测定小滑块与桌面间的动摩擦因数。如图甲所示，水平桌面上有一滑槽，其末端与桌面相切，桌面与地面的高度差为。让小滑块从滑槽的最高点由静止滑下，滑到桌面上后再滑行一段距离，随后离开桌面做平抛运动，落在水面地面上的点，记下平抛的水平位移。平移滑槽的位置后固定，多次改变距离，每次让滑块从滑槽上同一高度释放，得到不同的水平位移。作出图像，即可根据图像信息得到滑块与桌面间的动摩擦因数（重力加速度为g）
(1)每次让滑块从滑槽上同一高度释放，是为了____________
(2)若小滑块离开桌面时的速度为v，随着L增大v将会_____（选填增大、不变或减小）
(3)若已知图像的斜率绝对值为，如图乙所示，则滑块与桌面间的动摩擦因数____（用本题中提供的物理量符号表示）
22．（2020·云南昆明·统考一模）某同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中，利用以下器材：
两个轻弹簧A和B、白纸、方木板、橡皮筋、图钉、细线、钩码、刻度尺、铅笔。
实验步骤如下：
（1）用刻度尺测得弹簧A的原长为6.00cm，弹簧B的原长为8.00cm；
（2）如图甲，分别将弹簧A、B悬挂起来，在弹簧的下端挂上质量为m=100g的钩码，钩码静止时，测得弹簧A长度为6.98cm，弹簧B长度为9.96cm。取重力加速度g=9.8m/s2，忽略弹簧自重的影响，两弹簧的劲度系数分别为kA=_________N/m，kB=_________N/m；
（3）如图乙，将木板水平固定，再用图钉把白纸固定在木板上，将橡皮筋一端固定在M点，另一端系两根细线，弹簧A、B一端分别系在这两根细线上，互成一定角度同时水平拉弹簧A、B，把橡皮筋结点拉到纸面上某一位置，用铅笔描下结点位置记为O。测得此时弹簧A的长度为8.10cm，弹簧B的长度为11..80cm，并在每条细线的某一位置用铅笔记下点P1和P2；
（4）如图丙，取下弹簧A，只通过弹簧B水平拉细线，仍将橡皮筋结点拉到O点，测得此时弹簧B的长度为13.90cm，并用铅笔在此时细线的某一位置记下点P，此时弹簧B的弹力大小为F′=________N（计算结果保留3位有效数字）；
（5）根据步骤（3）所测数据计算弹簧A的拉力FA、弹簧B的拉力FB，在图丁中按照给定的标度作出FA、FB的图示______，根据平行四边形定则作出它们的合力F的图示，测出F的大小为_________N。（结果保留3位有效数字）
（6）再在图丁中按照给定的标度作出F′的图示____，比较F与F′的大小及方向的偏差，均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。
23．（2020·云南·统考模拟预测）某实验小组要做“探究小车的加速度与合外力的关系”的实验，采用的实验装置如图1所示．
本实验首先要平衡摩擦力，其目的是______
A.为了实验时细线的拉力近似等于所挂钩码的重力
B.为了实验时小车所受的合外力等于细线的拉力
C.为了实验时小车所受的合外力等于所挂钩码的重力
本实验______填“需要”或“不需要”钩码的质量远小于小车的质量．
该同学在研究小车运动时打出了一条纸带，在纸带上每连续5个间隔取一个计数点，相邻两个计数点之间的距离如图2所示，打点计时器的频率，则小车的平均加速度为______结果保留3位有效数字
实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的图象，可能是下图中的图线______
24．（2020·云南曲靖·统考二模）某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动．
（1）实验中必要的措施是______．
A．细线必须与长木板平行 B．先接通电源再释放小车
C．小车的质量远大于钩码的质量 D．平衡小车与长木板间的摩擦力
（2）他实验时将打点计时器接到频率为50 HZ的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）．s1=3.59 cm，s2=4.41 cm，s3=5.19 cm，s4=5.97 cm，s5=6.78 cm，s6=7.64 cm．则小车的加速度a=______m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度v=______m/s．（结果均保留两位有效数字）
参考答案：
1． 5.20 2.0 20
【详解】（2）[1]图乙为20分度游标卡尺，精确值为，由图乙可知遮光条的宽度为
（3）[2]物块经过光电门时的瞬时速度可近似认为等于滑块经过光电门的平均速度，则有
（4）[3]根据线速度与角速度的关系可得，皮带转动的角速度大小为
2． 15.08（15.06~15.09） 98 0.075 0.078
【详解】（1）[1]刻度尺最小分度为1mm，所以读数为15.08cm。
（3）[2]由
得
图像的斜率表示，由图中数据可得
解得
k=98N/m
（6）[3]闪光时间间隔为
由表格中数据可知小滑块离开弹簧后获得的速度为
则小滑块离开弹簧后获得的动能
[4] 弹簧的弹性势能为
3． 10.60 1.00J 1.04J（正负偏差0.05） 在误差允许的范围内，只有重力做功时系统机械能守恒
【详解】（1）[1]挡光片的宽度b即游标卡尺的读数为
（2）[2][3]滑块从A处到达B处的速度
则系统动能的增加量
系统重力势能的减小量
（3）[4]通过实验数据分析，有
即在误差允许的范围内，只有重力做功时系统机械能守恒。
4． 1.19 1.97
【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
5． 4.00 0.77 0.76
【详解】(1)[1]则遮光条的宽度为
(3)[2]弹簧对滑块的冲量大小等于图像与坐标轴所围的面积，约等于0.77 N·s；
[3]滑块通过光电门时的速度为
滑块的动量增量大小为
6． 9.600（9.599～9.601均给分） 3.0 2.0 0.95 2.5%
【详解】（1）[1]用螺旋测微器测得该遮光片的宽度d =9.5mm+0.01mm×10.0=9.600mm
[2]两滑块碰撞后滑块B的速度
（2）[3]碰撞前瞬间滑块A的速度大小
[4]碰撞后瞬间滑块A的速度大小
（3）[5]碰前总动量
碰后总动量
则
7． 从右向左 0.19 0.038
【详解】.
（1）[1]用手轻推一下小车，小车在桌面上做减速运动，根据桌面上连续6个水滴的位置可知，小车从右向左做减速运动。
（2）[2]已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，那么各点时间间隔为
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，有
[3]根据匀变速直线运动的推论公式
可以求出加速度的大小，得
负号表示方向相反。
8． AC 1.2m/s ③
【详解】（1）[1]三个实验中都需要刻度尺和电磁打点计时器，故选AC。
（2）[2]打点计时器打点“B”时纸带的速度是
（3）[3]由纸带可得加速度
加速度和接近重力加速度，可判断出这纸带是“用自由落体运动验证机械能守恒定律”中的，即此纸带是上述实验③打出的纸带。
9． 0.49 0.04 A
【详解】（4）[1]要验证的关系式是
其中
即
（5）[2]某次实验中，测得遮光条挡光的时间为△t=5.5×10-3s，物块A经过光电门的速度大小为
[3]系统减小的重力势能为
[4]系统增加的动能
系统由于存在阻力损失的机械能为0.04J；
（6）[5]由能量关系可知
解得
则需要作出图像如果所得图线是一条直线，也可以验证机械能守恒定律，故选A。
10． 0.450 偏大
【详解】(1)[1]游标卡尺的读数＝主尺读数＋对齐格数×分度值，可知遮光条的宽度
(2)[2]物体通过光电门时的速度为
由动能定理，则有
解得
(3)[3]考虑空气阻力的影响，则有
因此值的测量值与真实值相比偏大；
11． 2.21 3.04 0.31
【详解】(1)[1] 两相邻计数点间还有四个点未标出，时间间隔为T=0.1s，落地前P的加速度大小为
(2)[2][3]Q落地后P的加速度大小为
根据
滑块P与水平桌面间的动摩擦因数为
12．
【详解】(1)[1] 小车经过光电门时的速度为
(2)[2] 小车经过光电门时的速度为
小车从光电门到光电门的过程中，其动能的增加量为
解得
[3]设光滑导轨与水平桌面间的夹角为，光电门到光电门的高度改变量为，则根据三角函数得
重力势能的减少量为
13． 不需要 ABC
【详解】(1)[1]该实验由于有力传感器测量滑块所受的拉力，则不需要满足滑块连同传感器和遮光条的总质量远远大于钩码的质量。
(2)[2]若测得遮光条经过光电门时遮光时间为Δt，滑块经过光电门时的速度
根据
可得加速度大小为
(3)[3]该同学未进行导轨水平调节就进行实验，若导轨恰好平衡了摩擦力，则得到的图像为A；若导轨左端过高，则可能不加拉力时滑块就有加速度，则图像为B；若导轨左端过低，则可能要当拉力增加到一定值时滑块才有加速度，则图像为C；
故选ABC。
14． C
【详解】设铁块下滑的加速度为，速度为，位移为，铁块从静止开始下滑，则据运动学公式可得
解得
铁块到传感器的距离为
式中为定值，所以横坐标为。
故选C。
由图乙可知，直线斜率为，因此设直线的方程为
将，代入方程，解得
故该图线的函数表达式为
结合可得
可知
解得
斜面长，高，设斜面与地面的夹角为，则
，
铁块沿斜面向下滑动时受到沿斜面向上的摩擦力和重力沿斜面的分量
，
则铁块受到的合力为
据牛顿第二定律得
解得
15． 测量木块和砝码的总重力 记录弹簧秤的示数 直线 直线斜率的倒数 动摩擦力f与正压力FN成正比
【详解】[1][2]利用如图所示的装置探究滑动摩擦力f与正压力FN之间的关系，就需要测量出滑动摩擦力f与正压力FN的大小，根据木块平衡得到滑动摩擦力等于弹簧的拉力，正压力等于木块、砝码的总重力，所以实验中应该测量木块和砝码的总重力，记录弹簧秤的示数。
[3][4]根据可知
所以如果用图像法处理实验数据，以摩擦力f为横轴，正压力FN为纵轴，如实验步骤正确，得到的应是一条直线，该直线的斜率，故该直线斜率的倒数表示木块与小车间的动摩擦因数。
[5]图像是直线，图像是正比例函数，由此可知，动摩擦力f与正压力FN成正比。
16． 2.4 重力加速度的一半或 9.7
【详解】(1)[1]计数点5的瞬时速度
m/s=2.4m/s
(2)[2]根据系统机械能守恒得
解得
即图线的斜率
[3]代入数据解得
17． 6.40 C
【详解】（1）[1] 挡光片宽度d
。
（2）[2] 某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则v等于挡光片通过光电门经过中间时刻的瞬时速度，滑块上的挡光片经过光电门的速度
根据运动学公式
得
。
（3）[3]ABCD．因为
若牛顿第二定律成立
当F一定时，挡光片中心到光电门中心的距离L，挡光片宽度d都是定值，则 与的图像是过原点的成一条倾斜直线， 与成正比成立，即可验证“合外力一定，加速度与质量成反比”成立，ABD错误C正确。
故选C。
18． x2 BCD 0.5
【详解】(1)[1]根据平抛运动规律可知在第二次实验中，滑块在滑槽末端时的速度大小为
由竖直方向有
联立可得在滑块到点的速度大小为
(2)[2]根据平抛运动规律可知第一次实验中，滑块在滑槽末端时的速度大小为
可得第一次测的速度为
物体在水平桌面上运动，由动能定理
联立可得
由表达式可知会引起误差的是可能是的测量，也可能是的测量，也可能、的测量，与的测量无关，故B、C、D正确，A错误；
故选BCD；
(3)[3]代入数据可得滑块与桌面间的动摩擦因数
19． 实验中没有考虑弹簧的自重或弹簧竖直悬挂时的自然长度比水平放置时长 6.9 AD
【详解】(1)[1]．由图可知图线不通过原点，其原因是实验中没有考虑弹簧的自重或弹簧竖直悬挂时的自然长度比水平放置时长；
(2)[2]．由图乙知该弹簧的劲度系数
(3)[3]．根据F=k(L-L0)可知，图像的斜率等于劲度系数，则a的劲度系数比b的大，选项A正确，B错误；图像与横轴L的截距等于弹簧原长，可知a的原长比b的小，选项C错误；因b弹簧劲度系数较小，则两个弹簧相比，用b弹簧制作的弹簧秤，灵敏度更高，选项D正确。
故选AD。
20． 2.4 9.6 偏小
【详解】[1] 根据以上数据，可得该次实验重物A经过光电门的速度为
[2]对A、B整体
且
代入数据解得
[3]由于存在阻力，导致加速度偏小，实验重力加速度的测量值比实际值偏小。
21． 保证滑块到达滑槽末端的速度相同 减小
【详解】(1)[1]每次让滑块从滑槽上同一高度释放，是为了保证到达斜面体底端的速度相同；
(2)[2]滑块离开滑槽后，受到摩擦力作用，做匀减速直线运动，设离开滑槽的速度为v0，根据运动学公式可知
随着L增大，v将会减小；
(3)[3]滑块从桌边做平抛运动，则有
且有
联立解得
若x2－L图像的斜率绝对值为k，则有
得
22． 100 50 2.95 作FA、FB的图示（FA=2.10N、FB=1.90N） 2.80～2.95
【详解】（2）[1][2]．根据胡克定律，两弹簧的劲度系数分别为
，；
（4）[3]．弹簧B的弹力大小为
（5）[4][5]．由胡克定律可得：
画出两个力的合力如图，由图可知合力F≈2.90N；
（6）[6]．做出力图如图；
23． B 不需要 0.999 C
【分析】(1)探究小车的加速度与合外力的关系，小车所受的合外力等于细线的拉力，需要平衡摩擦力；
(2)使用力传感器可以直接测量力的大小，不需要使钩码的质量远小于小车的质量；
(3)根据逐差法求解小车的加速度；
(4)如果没有平衡摩擦力的话，就会出现当有拉力时，物体不动的情况.
【详解】(1)为了实验时小车所受的合外力等于细线的拉力，需要用小车的重力分力与摩擦力相平衡，故B正确；故选B.
(2)使用传感器可以直接测量拉力的大小，不需要钩码的质量远小于小车的质量，故选不需要；
(3)频率为：f=50Hz，则周期为：T=0.02s，连续5个点为一个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔为：t=5T=0.1s；根据逐差法可知小车的加速度为：.
(4)若没有平衡摩擦力，则当F≠0时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，所以可能是图中的图线C.
【点睛】解决本题的关键知道实验的原理以及实验需注意的事项，掌握平衡摩擦力的方法，注意不能将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上．研究三个物理量之间的关系，需采用控制变量法，先控制一个物理量不变，研究另外两个物理量之间的关系．注意研究a与m的关系时，若作a-m图线，图线是曲线，无法得出a与m的关系．
24． （1）AB （2）0.80 0.40
【详解】①为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平；同时为了打点稳定，应先开电源再放纸带，故AB正确；本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量；只要能让小车做匀加速运动即可，故C错误；由C的分析可知，只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力，故D错误，故选AB．
②每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为；
根据逐差法可知，物体的加速度；
B点的速度等于AC段的平均速度，则有：．
【点睛】本题考查匀变速直线运动规律的应用，要注意明确实验原理，知道本实验中只需要研究匀变速直线运动即可，所以不需要平衡摩擦力，也不需要让小车的质量远大于钩码的质量．
云南高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-24力学实验题
一、实验题
1．（2022·云南昆明·统考一模）用如图甲所示的装置测量皮带轮转动的角速度。皮带轮可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴匀速转动，部分实验步骤如下：
（1）将光电门固定在桌面上方，细线的一端系在固定有速光条的物块上，另一端缠绕在皮带轮上，细线平行于水平桌面；
（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度____mm；
（3）接通电源，使光电门正常工作，然后启动控制装置使皮带轮匀速转动，细线拖着物块在水平桌面上匀速运动。测得遮光条通过光电门时，遮光时间为，则物块运动速度大小为__________；（计算结果保留2位有效数字）
（4）若皮带轮直径为20cm，则其转动的角速度大小为________。（计算结果保留2位有效数字）
2．（2022·云南·统考二模）某同学查到弹簧的弹性势能与弹簧的形变量x之间的关系为：，为了验证此表达式是否正确，他进行了如下实验：
（1）如图甲所示，将一弹簧竖直悬挂在铁架台的水平横杆上，一指针固定在弹簧下端，刻度尺竖直固定在弹簧一侧，刻度尺零刻线与弹簧上端点对齐。测量弹簧原长时，指针指示刻度如图乙所示，则弹簧原长__________cm。
（2）他依次在弹簧下端挂上钩码，同时测得弹簧静止时相应的形变量，记录钩码质量m和对应的弹簧形变量x的数据，得到的图像如图丙所示。
（3）取重力加速度，由图像可得弹簧的劲度系数为__________。（计算结果保留2位有效数字）
（4）测得一带指针的小滑块质量为。
（5）他将气垫导轨调成水平，弹簧一端固定在气垫导轨左侧，刻度尺固定在气垫导轨上方，如图丁所示。
（6）启动充气泵，用小滑块将弹簧压缩后由静止释放，弹簧将小滑块弹出，对小滑块在气垫导轨上滑行的过程进行频闪照相，频闪频率为，读出小滑块与弹簧分离后连续的四张照片指针指示位置的刻度值，记录在下表中。
则小滑块离开弹簧后获得的动能__________J：根据表达式，结合前面所得k值可得弹簧的弹性势能__________J。（计算结果保留2位有效数字）
（7）改变弹簧的初始压缩量，多次重复以上步骤进行验证。
3．（2022·云南曲靖·二模）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上滑块与挡光片的总质量为200g，滑块左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为300g的小球相连。
（1）导轨上的B点有一光电门，挡光片的宽度用游标卡尺测出结果如题图，其读数为_______mm。
（2）某次实验时导轨的倾角为30°，当地重力加速度为g=9.8m/s2，滑块由静止从A点到通过B点的过程中，测量出挡光片经过光电门的时间为0.0053s，A、B两点间的距离为53.00cm，则系统的动能增加量△Ek=_______J，系统的重力势能减少量△Ep=_______J。（结果均保留3位有效数字）
（3）通过实验数据分析，得到的结论是_______。
4．（2022·云南昆明·统考一模）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）。
5．（2022·云南昆明·统考一模）某同学用如图甲所示的装置验证动量定理，部分实验步骤如下：
(1)将一遮光条固定在滑块上，用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，游标卡尺如图乙所示，则遮光条的宽度___________mm；
(2)用天平称得滑块（包含遮光条）的质量；
(3)将一与轻弹簧相连的压力传感器固定在气垫导轨左端，一光电门安装在气垫导轨上方，用滑块将弹簧压缩一段距离后由静止释放，压力传感器显示出弹簧弹力F随时间t变化的图像如图丙所示，根据图丙可求得弹簧对滑块的冲量大小为___________N·s；滑块离开弹簧一段时间后通过光电门，光电门测得遮光条的挡光时间为，可得弹簧恢复形变的过程中滑块的动量增量大小为___________kg·m/s。（计算结果均保留2位有效数字）
6．（2022·云南昆明·统考模拟预测）某同学利用图甲所示的装置验证动量守恒定律。在图甲中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与穿过打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器（未完全画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。已知滑块A质量m1=300g，滑块B的质量m2=100g，将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一水平向右的瞬间冲量，使它与静止的滑块B相碰，碰后光电计时器显示的挡光时间为△t=3.200ms。（所有计算结果均保留2位有效数字）
（1）该同学用螺旋测微器测得该遮光片的宽度d如图乙所示，则d=___________mm，两滑块碰撞后滑块B的速度vB=___________m/s；
（2）碰撞前后打出的纸带如图丙所示。已知打点计时器所用的交流电的频率f=50Hz，根据纸带数据可得两滑块碰撞前瞬间滑块A的速度大小v1=___________m/s，碰撞后瞬间滑块A的速度大小v2=_________m/s；
（3）定义为实验的相对误差（其中p为碰撞前滑块A、B总动量，p′为碰撞后滑块A、B总动量），物理实验要求≤5%。计算本实验的相对误差=___________。
7．（2022·云南·模拟预测）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴）
（1）由图（b）可知，小车在桌面上是___________（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。
（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中点位置时的速度大小为___________m/s，加速度大小为___________。（结果均保留两位有效数字）
8．（2021·云南保山·统考一模）（1）下列四种器材是高中阶段常用的实验器材在实验①“研究匀变速直线运动的规律”、实验②“探究做功与速度变化的关系”、实验③“验证自由落体运动的机械能守恒”中都要用到的器材是_______（填选项）。
A．刻度尺 B．秒表 C．电磁打点计时器 D．天平
（2）下图是上述三个实验得到的纸带中其中较为清晰的一条，已知打点计时器的频率为50Hz，A、B、C、D是四个计数点，每两个计数点间有一个记时点，则打点计时器打点“B”时纸带的速度是________m/s（结果保留2位有效数字）。
（3）请结合数据分析，此纸带是上述实验_______（填“①”、“②”、“③”）打出的纸带。
9．（2021·云南·统考一模）如图甲所示的装置叫做“阿特伍德机”，它是早期英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名的力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，取重力加速度为g=9.8m/s2，部分实验步骤如下：
（1）将质量均为M=500g的重物A（含遮光条）、B（含挂钩）用轻绳连接后，跨放在定滑轮上，整个装置处于静止状态。测量出遮光条中心到光电门中心的竖直距离h=50cm；
（2）用游标卡尺测出遮光条的宽度d=0.50cm；
（3）在B的下端挂上质量为m=100g的钩码C，让系统（重物A、B以及钩码C）中的物体由静止开始运动，光电门记录遮光条挡光的时间为△t；
（4）写出本实验验证机械能守恒定律的表达式：____________（用上面测量出的物理量的符号和g表示）；
（5）某次实验中，测得遮光条挡光的时间为△t=5.5×10-3s，物块A经过光电门的速度大小为____________m/s，系统减小的重力势能为____________J，系统由于存在阻力损失的机械能为____________J；（计算结果均保留2位小数）
（6）该同学不断增加钩码的数量，重复进行实验，记录下所加钩码的个数n，以及遮光条对应的挡光时间△t，作出____________图像，如果所得图线是一条直线，也可以验证机械能守恒定律。
A． B．
C． D．n-（△t）2
10．（2021·云南曲靖·统考二模）图甲为测量物块与木板间的动摩擦因数的实验装置，挡光条固定在物块的最前端，光电门固定在木板上，并靠近物块的初始位置，当地的重力加速度为g。
甲
（1）如图乙所示，游标卡尺测得的挡光条宽度为______cm；
乙
（2）调整实验装置，使木板水平，物块被弹射器弹开，在木板上做减速运动。某次测量时发现挡光条通过光电门时，数字计时器记录挡光条的挡光时间为t，测得物块被弹开时挡光条中心与光电门中心的距离为，物块停止时光电门中心与挡光条中心的距离为x，挡光条宽度用d表示，物块的质量用m表示，重力加速度为g，则物块与木板间的动摩擦因数______；（均用字母表示）
（3）考虑到空气阻力的影响，的测量值与真实值相比______（填“偏大”“偏小”或“相等”）。
11．（2021·云南·统考二模）某同学利用如图甲所示的装置来测量滑块 P 与水平桌面之间的动摩擦因数。由静止释放物块Q，打点计时器打出的纸带如图乙所示，依打点先后顺序取计数点A、B、C及D、E、F，两相邻计数点间还有四个点未标出。测得相邻两计数点间距离为：xAB=2.75cm、xBC=4.96cm、xDE=5.26cm、xEF=2.22cm。所用交流电的频率为50 Hz，取重力加速度g=9.8m/s²。根据以上数据可得
（1）落地前P的加速度大小为___m/s2；
（2）Q落地后P的加速度大小为_____m/s²；滑块P与水平桌面间的动摩擦因数为____。（结果保留2位小数）
12．（2021·云南昆明·统考二模）某同学利用如图所示的装置验证“机械能守恒定律”。在水平桌面上把光滑导轨调成倾斜状态，光滑导轨顶端到桌面的竖直距离为，光滑导轨的总长度为，导轨上固定着两个光电门。一装有长方形挡光片的小车从导轨的顶端滑下，挡光片的宽度。小车通过光电门、光电门时，数字计时器显示的挡光时间分别为、。已知小车和挡光片的总质量为，光电门和之间的距离，取重力加速度。
(1)小车经过光电门时的速度大小为________（结果保留3位有效数字）
(2)小车从光电门到光电门的过程中，其动能的增加量为________，其重力势能的减少量为_______。（结果均保留3位有效数字）
13．（2021·云南·统考一模）某同学利用图示装置做“探究加速度与力的关系”的实验。在气垫导轨上安装了一个光电门，滑块上固定一宽度为d的遮光条，滑块前端固定一力传感器，细线连接力传感器绕过滑轮与钩码相连，实验时改变钩码的个数，通过力传感器测出绳子拉力F，每次实验滑块都从同一位置由静止释放，释放时遮光条到光电门的距离为L。
(1)该实验___________（填“需要”或“不需要”）满足滑块连同传感器和遮光条的总质量远远大于钩码的质量。
(2)若测得遮光条经过光电门时遮光时间为Δt，滑块的加速度大小为___________（用d、和L表示）。
(3)该同学未进行导轨水平调节就进行实验，其他步骤操作正确，则该同学作出的滑块加速度a与拉力F的图像可能是___________（填图像下方的字母）。
A． B．
C． D．
14．（2021·云南昆明·统考一模）某科技实验小组利用传感器测定铁块与斜面间的动摩擦因数，装置如图甲所示，在长为的固定斜面上，让铁块从斜面顶端由静止开始下滑，由固定在斜面底端的位移传感器、速度传感器分别测出铁块到传感器的距离和相应位置的速度，最后利用计算机拟合得到如图乙所示的图线。
(1)图乙中的纵坐标表示铁块到传感器的距离l，横坐标表示___________。
A． B． C． D．
(2)该图线的函数表达式___________（用表示）
(3)根据图线可得铁块沿斜面下滑的加速度___________（用表示）。
(4)若斜面长，高，采用国际单位制的数值为，取重力加速度，可得到铁块与斜面间的动摩擦因数___________。
15．（2020·云南·统考一模）利用如图所示的装置可以探究滑动摩擦力f与正压力FN之间的关系，请回答下列问题：
①适当添加钩码，使其能够带动小车向右运动；
②多次在木块上添加砝码以改变压力，尽可能多测几组数据，实验中应该测量和记录的数据是：_________、_________；
③如果用图像法处理实验数据，以摩擦力f为横轴，正压力FN为纵轴，如实验步骤正确，得到的应是一条________（选填“直线”或“折线”或“曲线”），图像的哪一数值表示是动摩擦因数：_________；
④正确的实验结论是：_________。
16．（2020·云南·统考二模）用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：O是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），所用电源的频率为50Hz，计数点间的距离如图乙所示，已知m1=50g、m2=150g，则：（结果均保留两位有效数字）
(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5=____m/s；
(2)若某同学在实验中取多个点计算速度，并作出的图象，如图丙所示，则该图像的斜率代表的物理意义是______，计算得到当地的重力加速度g=____m/s2
17．（2020·云南·统考三模）某同学用如图甲所示装置做验证“保持合外力不变，加速度与质量成反比”的实验。部分实验步骤如下：
（1）将放在水平桌面上的气垫导轨左端垫高，力传感器固定在气垫导轨的上端，光电门固定在气垫导轨的下端；
（2）将挡光片安装在滑块上，用天平测出滑块质量，用游标卡尺测量挡光片宽度d如图乙所示，则d=________mm；
（3）将滑块放在气垫导轨上，力传感器的挂钩与滑块连接，读出传感器示数F，用米尺测量挡光片中心到光电门中心的距离L。
（4）解开挂钩，让滑块由静止开始运动，当滑块上的挡光片经过光电门时，光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间为△t，则滑块的加速度大小a=________（用L、d、△t表示）；
（5）改变滑块负重，测出滑块质量M，再将力传感器的挂钩与滑块连接，调整气垫导轨的倾斜角度，使力传感器的示数仍为F，解开挂钩，让滑块由静止开始运动，测得挡光片挡光时间，得到加速度a。多次重复实验，得到多组加速度a和质量M的数据，作图像，验证加速度与质量的关系。
（6）有同学提出本实验不必计算出加速度大小，可通过作下列________，该图像是通过坐标原点的一条直线，即可验证“合外力一定，加速度与质量成反比”。
A．△t-M2图像 B．△t-M图像
C．△t-图像 D．△t-图像
18．（2020·云南红河·一模）某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端与桌面相切），B是质量为m的滑块（可视为质点）。
第一次实验：如图(a)所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1；
第二次实验：如图(b)所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P′间的水平距离x2。
(1)在第二次实验中，滑块到M点的速度大小为__。（用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g）。
(2)通过上述测量和进一步的计算，可求出滑块与桌面间的动摩擦因数μ，下列能引起实验误差的是__。（选填序号）
A．h的测量 B．H的测量 C．L的测量 D．x2的测量
(3)若实验中测得h＝15cm、H＝25cm、x1＝30cm、L＝10cm、x2＝20cm，则滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝__。（结果保留1位有效数字）
19．（2020·云南·统考二模）如图甲所示，用铁架台、弹簧、毫米刻度尺和多个质量已知且相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系。
(1)某同学将弹簧平放在水平桌面上量出弹簧的自然长度，然后按照图甲进行实验，根据实验数据绘图，作出如图乙所示的图象，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x。由图可知图线不通过原点，其原因是______________
(2)由图乙知该弹簧的劲度系数k=_______N/m(计算结果保留两位有效数字，重力加速度g取9.8m/s2)。
(3)实验中用两根不同的轻弹簧a和b进行实验，画出弹簧弹力F与弹簧的长度L的关系图象如图丙所示，下列说法正确的是_________
A．a的劲度系数比b的大
B．a的劲度系数比b的小
C．a的原长比b的大
D．两个弹簧相比，用b弹簧制作的弹簧秤，灵敏度更高
20．（2020·云南·统考模拟预测）某实验小组测量重力加速度的实验装置，如图所示，图中D为铁架台，E为固定在铁架台上的定滑轮（质量和摩擦可忽略）, F为光电门，C为固定在重物上的宽度为d=0.48cm的遮光条（质量不计）。让质量为3.0kg的重物A拉着质量为1.0kg的物块B从静止开始下落。某次实验，测得A静止时遮光条到光电门的距离h=60.0cm，测出遮光条C经过光电门的时间，根据以上数据，可得该次实验重物A经过光电门的速度为_______m/s, 重力加速度为________m/s2（计算结果均保留两位有效数字）。本次实验重力加速度的测量值比实际值________（填“偏小”、“偏大”或“不变”）。
21．（2020·云南·统考模拟预测）某同学设计了如下实验装置，用来测定小滑块与桌面间的动摩擦因数。如图甲所示，水平桌面上有一滑槽，其末端与桌面相切，桌面与地面的高度差为。让小滑块从滑槽的最高点由静止滑下，滑到桌面上后再滑行一段距离，随后离开桌面做平抛运动，落在水面地面上的点，记下平抛的水平位移。平移滑槽的位置后固定，多次改变距离，每次让滑块从滑槽上同一高度释放，得到不同的水平位移。作出图像，即可根据图像信息得到滑块与桌面间的动摩擦因数（重力加速度为g）
(1)每次让滑块从滑槽上同一高度释放，是为了____________
(2)若小滑块离开桌面时的速度为v，随着L增大v将会_____（选填增大、不变或减小）
(3)若已知图像的斜率绝对值为，如图乙所示，则滑块与桌面间的动摩擦因数____（用本题中提供的物理量符号表示）
22．（2020·云南昆明·统考一模）某同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中，利用以下器材：
两个轻弹簧A和B、白纸、方木板、橡皮筋、图钉、细线、钩码、刻度尺、铅笔。
实验步骤如下：
（1）用刻度尺测得弹簧A的原长为6.00cm，弹簧B的原长为8.00cm；
（2）如图甲，分别将弹簧A、B悬挂起来，在弹簧的下端挂上质量为m=100g的钩码，钩码静止时，测得弹簧A长度为6.98cm，弹簧B长度为9.96cm。取重力加速度g=9.8m/s2，忽略弹簧自重的影响，两弹簧的劲度系数分别为kA=_________N/m，kB=_________N/m；
（3）如图乙，将木板水平固定，再用图钉把白纸固定在木板上，将橡皮筋一端固定在M点，另一端系两根细线，弹簧A、B一端分别系在这两根细线上，互成一定角度同时水平拉弹簧A、B，把橡皮筋结点拉到纸面上某一位置，用铅笔描下结点位置记为O。测得此时弹簧A的长度为8.10cm，弹簧B的长度为11..80cm，并在每条细线的某一位置用铅笔记下点P1和P2；
（4）如图丙，取下弹簧A，只通过弹簧B水平拉细线，仍将橡皮筋结点拉到O点，测得此时弹簧B的长度为13.90cm，并用铅笔在此时细线的某一位置记下点P，此时弹簧B的弹力大小为F′=________N（计算结果保留3位有效数字）；
（5）根据步骤（3）所测数据计算弹簧A的拉力FA、弹簧B的拉力FB，在图丁中按照给定的标度作出FA、FB的图示______，根据平行四边形定则作出它们的合力F的图示，测出F的大小为_________N。（结果保留3位有效数字）
（6）再在图丁中按照给定的标度作出F′的图示____，比较F与F′的大小及方向的偏差，均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。
23．（2020·云南·统考模拟预测）某实验小组要做“探究小车的加速度与合外力的关系”的实验，采用的实验装置如图1所示．
本实验首先要平衡摩擦力，其目的是______
A.为了实验时细线的拉力近似等于所挂钩码的重力
B.为了实验时小车所受的合外力等于细线的拉力
C.为了实验时小车所受的合外力等于所挂钩码的重力
本实验______填“需要”或“不需要”钩码的质量远小于小车的质量．
该同学在研究小车运动时打出了一条纸带，在纸带上每连续5个间隔取一个计数点，相邻两个计数点之间的距离如图2所示，打点计时器的频率，则小车的平均加速度为______结果保留3位有效数字
实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的图象，可能是下图中的图线______
24．（2020·云南曲靖·统考二模）某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动．
（1）实验中必要的措施是______．
A．细线必须与长木板平行 B．先接通电源再释放小车
C．小车的质量远大于钩码的质量 D．平衡小车与长木板间的摩擦力
（2）他实验时将打点计时器接到频率为50 HZ的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）．s1=3.59 cm，s2=4.41 cm，s3=5.19 cm，s4=5.97 cm，s5=6.78 cm，s6=7.64 cm．则小车的加速度a=______m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度v=______m/s．（结果均保留两位有效数字）
参考答案：
1． 5.20 2.0 20
【详解】（2）[1]图乙为20分度游标卡尺，精确值为，由图乙可知遮光条的宽度为
（3）[2]物块经过光电门时的瞬时速度可近似认为等于滑块经过光电门的平均速度，则有
（4）[3]根据线速度与角速度的关系可得，皮带转动的角速度大小为
2． 15.08（15.06~15.09） 98 0.075 0.078
【详解】（1）[1]刻度尺最小分度为1mm，所以读数为15.08cm。
（3）[2]由
得
图像的斜率表示，由图中数据可得
解得
k=98N/m
（6）[3]闪光时间间隔为
由表格中数据可知小滑块离开弹簧后获得的速度为
则小滑块离开弹簧后获得的动能
[4] 弹簧的弹性势能为
3． 10.60 1.00J 1.04J（正负偏差0.05） 在误差允许的范围内，只有重力做功时系统机械能守恒
【详解】（1）[1]挡光片的宽度b即游标卡尺的读数为
（2）[2][3]滑块从A处到达B处的速度
则系统动能的增加量
系统重力势能的减小量
（3）[4]通过实验数据分析，有
即在误差允许的范围内，只有重力做功时系统机械能守恒。
4． 1.19 1.97
【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
5． 4.00 0.77 0.76
【详解】(1)[1]则遮光条的宽度为
(3)[2]弹簧对滑块的冲量大小等于图像与坐标轴所围的面积，约等于0.77 N·s；
[3]滑块通过光电门时的速度为
滑块的动量增量大小为
6． 9.600（9.599～9.601均给分） 3.0 2.0 0.95 2.5%
【详解】（1）[1]用螺旋测微器测得该遮光片的宽度d =9.5mm+0.01mm×10.0=9.600mm
[2]两滑块碰撞后滑块B的速度
（2）[3]碰撞前瞬间滑块A的速度大小
[4]碰撞后瞬间滑块A的速度大小
（3）[5]碰前总动量
碰后总动量
则
7． 从右向左 0.19 0.038
【详解】.
（1）[1]用手轻推一下小车，小车在桌面上做减速运动，根据桌面上连续6个水滴的位置可知，小车从右向左做减速运动。
（2）[2]已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，那么各点时间间隔为
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，有
[3]根据匀变速直线运动的推论公式
可以求出加速度的大小，得
负号表示方向相反。
8． AC 1.2m/s ③
【详解】（1）[1]三个实验中都需要刻度尺和电磁打点计时器，故选AC。
（2）[2]打点计时器打点“B”时纸带的速度是
（3）[3]由纸带可得加速度
加速度和接近重力加速度，可判断出这纸带是“用自由落体运动验证机械能守恒定律”中的，即此纸带是上述实验③打出的纸带。
9． 0.49 0.04 A
【详解】（4）[1]要验证的关系式是
其中
即
（5）[2]某次实验中，测得遮光条挡光的时间为△t=5.5×10-3s，物块A经过光电门的速度大小为
[3]系统减小的重力势能为
[4]系统增加的动能
系统由于存在阻力损失的机械能为0.04J；
（6）[5]由能量关系可知
解得
则需要作出图像如果所得图线是一条直线，也可以验证机械能守恒定律，故选A。
10． 0.450 偏大
【详解】(1)[1]游标卡尺的读数＝主尺读数＋对齐格数×分度值，可知遮光条的宽度
(2)[2]物体通过光电门时的速度为
由动能定理，则有
解得
(3)[3]考虑空气阻力的影响，则有
因此值的测量值与真实值相比偏大；
11． 2.21 3.04 0.31
【详解】(1)[1] 两相邻计数点间还有四个点未标出，时间间隔为T=0.1s，落地前P的加速度大小为
(2)[2][3]Q落地后P的加速度大小为
根据
滑块P与水平桌面间的动摩擦因数为
12．
【详解】(1)[1] 小车经过光电门时的速度为
(2)[2] 小车经过光电门时的速度为
小车从光电门到光电门的过程中，其动能的增加量为
解得
[3]设光滑导轨与水平桌面间的夹角为，光电门到光电门的高度改变量为，则根据三角函数得
重力势能的减少量为
13． 不需要 ABC
【详解】(1)[1]该实验由于有力传感器测量滑块所受的拉力，则不需要满足滑块连同传感器和遮光条的总质量远远大于钩码的质量。
(2)[2]若测得遮光条经过光电门时遮光时间为Δt，滑块经过光电门时的速度
根据
可得加速度大小为
(3)[3]该同学未进行导轨水平调节就进行实验，若导轨恰好平衡了摩擦力，则得到的图像为A；若导轨左端过高，则可能不加拉力时滑块就有加速度，则图像为B；若导轨左端过低，则可能要当拉力增加到一定值时滑块才有加速度，则图像为C；
故选ABC。
14． C
【详解】设铁块下滑的加速度为，速度为，位移为，铁块从静止开始下滑，则据运动学公式可得
解得
铁块到传感器的距离为
式中为定值，所以横坐标为。
故选C。
由图乙可知，直线斜率为，因此设直线的方程为
将，代入方程，解得
故该图线的函数表达式为
结合可得
可知
解得
斜面长，高，设斜面与地面的夹角为，则
，
铁块沿斜面向下滑动时受到沿斜面向上的摩擦力和重力沿斜面的分量
，
则铁块受到的合力为
据牛顿第二定律得
解得
15． 测量木块和砝码的总重力 记录弹簧秤的示数 直线 直线斜率的倒数 动摩擦力f与正压力FN成正比
【详解】[1][2]利用如图所示的装置探究滑动摩擦力f与正压力FN之间的关系，就需要测量出滑动摩擦力f与正压力FN的大小，根据木块平衡得到滑动摩擦力等于弹簧的拉力，正压力等于木块、砝码的总重力，所以实验中应该测量木块和砝码的总重力，记录弹簧秤的示数。
[3][4]根据可知
所以如果用图像法处理实验数据，以摩擦力f为横轴，正压力FN为纵轴，如实验步骤正确，得到的应是一条直线，该直线的斜率，故该直线斜率的倒数表示木块与小车间的动摩擦因数。
[5]图像是直线，图像是正比例函数，由此可知，动摩擦力f与正压力FN成正比。
16． 2.4 重力加速度的一半或 9.7
【详解】(1)[1]计数点5的瞬时速度
m/s=2.4m/s
(2)[2]根据系统机械能守恒得
解得
即图线的斜率
[3]代入数据解得
17． 6.40 C
【详解】（1）[1] 挡光片宽度d
。
（2）[2] 某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则v等于挡光片通过光电门经过中间时刻的瞬时速度，滑块上的挡光片经过光电门的速度
根据运动学公式
得
。
（3）[3]ABCD．因为
若牛顿第二定律成立
当F一定时，挡光片中心到光电门中心的距离L，挡光片宽度d都是定值，则 与的图像是过原点的成一条倾斜直线， 与成正比成立，即可验证“合外力一定，加速度与质量成反比”成立，ABD错误C正确。
故选C。
18． x2 BCD 0.5
【详解】(1)[1]根据平抛运动规律可知在第二次实验中，滑块在滑槽末端时的速度大小为
由竖直方向有
联立可得在滑块到点的速度大小为
(2)[2]根据平抛运动规律可知第一次实验中，滑块在滑槽末端时的速度大小为
可得第一次测的速度为
物体在水平桌面上运动，由动能定理
联立可得
由表达式可知会引起误差的是可能是的测量，也可能是的测量，也可能、的测量，与的测量无关，故B、C、D正确，A错误；
故选BCD；
(3)[3]代入数据可得滑块与桌面间的动摩擦因数
19． 实验中没有考虑弹簧的自重或弹簧竖直悬挂时的自然长度比水平放置时长 6.9 AD
【详解】(1)[1]．由图可知图线不通过原点，其原因是实验中没有考虑弹簧的自重或弹簧竖直悬挂时的自然长度比水平放置时长；
(2)[2]．由图乙知该弹簧的劲度系数
(3)[3]．根据F=k(L-L0)可知，图像的斜率等于劲度系数，则a的劲度系数比b的大，选项A正确，B错误；图像与横轴L的截距等于弹簧原长，可知a的原长比b的小，选项C错误；因b弹簧劲度系数较小，则两个弹簧相比，用b弹簧制作的弹簧秤，灵敏度更高，选项D正确。
故选AD。
20． 2.4 9.6 偏小
【详解】[1] 根据以上数据，可得该次实验重物A经过光电门的速度为
[2]对A、B整体
且
代入数据解得
[3]由于存在阻力，导致加速度偏小，实验重力加速度的测量值比实际值偏小。
21． 保证滑块到达滑槽末端的速度相同 减小
【详解】(1)[1]每次让滑块从滑槽上同一高度释放，是为了保证到达斜面体底端的速度相同；
(2)[2]滑块离开滑槽后，受到摩擦力作用，做匀减速直线运动，设离开滑槽的速度为v0，根据运动学公式可知
随着L增大，v将会减小；
(3)[3]滑块从桌边做平抛运动，则有
且有
联立解得
若x2－L图像的斜率绝对值为k，则有
得
22． 100 50 2.95 作FA、FB的图示（FA=2.10N、FB=1.90N） 2.80～2.95
【详解】（2）[1][2]．根据胡克定律，两弹簧的劲度系数分别为
，；
（4）[3]．弹簧B的弹力大小为
（5）[4][5]．由胡克定律可得：
画出两个力的合力如图，由图可知合力F≈2.90N；
（6）[6]．做出力图如图；
23． B 不需要 0.999 C
【分析】(1)探究小车的加速度与合外力的关系，小车所受的合外力等于细线的拉力，需要平衡摩擦力；
(2)使用力传感器可以直接测量力的大小，不需要使钩码的质量远小于小车的质量；
(3)根据逐差法求解小车的加速度；
(4)如果没有平衡摩擦力的话，就会出现当有拉力时，物体不动的情况.
【详解】(1)为了实验时小车所受的合外力等于细线的拉力，需要用小车的重力分力与摩擦力相平衡，故B正确；故选B.
(2)使用传感器可以直接测量拉力的大小，不需要钩码的质量远小于小车的质量，故选不需要；
(3)频率为：f=50Hz，则周期为：T=0.02s，连续5个点为一个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔为：t=5T=0.1s；根据逐差法可知小车的加速度为：.
(4)若没有平衡摩擦力，则当F≠0时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，所以可能是图中的图线C.
【点睛】解决本题的关键知道实验的原理以及实验需注意的事项，掌握平衡摩擦力的方法，注意不能将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上．研究三个物理量之间的关系，需采用控制变量法，先控制一个物理量不变，研究另外两个物理量之间的关系．注意研究a与m的关系时，若作a-m图线，图线是曲线，无法得出a与m的关系．
24． （1）AB （2）0.80 0.40
【详解】①为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平；同时为了打点稳定，应先开电源再放纸带，故AB正确；本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量；只要能让小车做匀加速运动即可，故C错误；由C的分析可知，只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力，故D错误，故选AB．
②每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为；
根据逐差法可知，物体的加速度；
B点的速度等于AC段的平均速度，则有：．
【点睛】本题考查匀变速直线运动规律的应用，要注意明确实验原理，知道本实验中只需要研究匀变速直线运动即可，所以不需要平衡摩擦力，也不需要让小车的质量远大于钩码的质量．
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