必修二实验----2027届高中物理一轮复习常考题型合集习题专项训练含答案【通用版】

这是一份必修二实验----2027届高中物理一轮复习常考题型合集习题专项训练含答案【通用版】，文件包含专题03阅读理解说明文新疆专用原卷版docx、专题03阅读理解说明文新疆专用解析版docx、专题03阅读理解说明文新疆专用答案版docx等3份试卷配套教学资源，其中试卷共40页， 欢迎下载使用。

(1)他观察到的现象是：小球A、B_______（填“同时”或“先后”）落地；
(2)上述现象说明：平抛运动的时间与_________大小无关，平抛运动的竖直分运动是_________运动；
(3)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），结合实验中重锤方向确定坐标系，丙图中小方格的边长均为0.05m，g取10m/s2，则小球运动中水平分速度的大小为______m/s。
2．如图1所示为研究平抛运动的实验装置，实验者手持一个带孔洞纸卡，让小球穿过纸卡的孔洞，从而记录下小球所在的位置。实验中不计空气阻力，重力加速度为g。
(1)以下非必须的是_________。
A．斜槽末端要调整为水平状态
B．斜槽中小球滚落的轨道要光滑
C．固定有白纸的木板要竖直放置
D．小球每次要从斜槽上的同一个位置由静止释放
(2)图2中的各个点是实验过程中记录的小球位置，其中坐标原点为平抛运动的初始位置。某同学在图2中所描绘抛物线上找到了某一点，测得点的横坐标为，纵坐标为，则平抛运动的初速度_________（用表示）。
(3)某同学在图2中所描绘抛物线上截取了其中一段，如图3所示，在抛物线上取三个点，并使得之间的水平距离与之间的水平距离均为，A、B之间的竖直距离为，B、C之间的竖直距离为，则平抛运动的初速度_________（用表示）。
3．某小组在“研究平抛运动特点”的实验中，分别使用了图甲和图乙的实验装置。
(1)如图甲所示，小锤水平打击弹性金属片，A球水平抛出的同时B球自由下落。在不同的高度和打击力度时都发现两小球同时落地，则实验表明__________。
A．平抛运动竖直方向是自由落体运动
B．平抛运动水平方向是匀速直线运动
(2)图丙是图乙实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置__________（选填“较低”或“较高”）。
(3)如图丁所示，实验小组记录了小球在运动过程中经过A、B、C三个位置，每个正方形小格的边长为5.00cm，g取，则该小球做平抛运动的初速度大小________m/s；B点的速度大小________m/s小球的抛出点是否在点__________（选填“是”或“不是”）。
4．采用如图甲所示的实验装置做“探究平抛运动的特点”的实验。
(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是（ ）
A．要求斜槽轨道保持水平且光滑
B．每次小球应从同一高度由静止释放
C．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
(2)图乙为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景小方格的边长为5cm，g取10m/s²，则：
①小球运动的初速度v₀=_______m/s；
②小球过B点的竖直方向速度_______m/s；
5．某学习小组利用不同的实验装置，进行探究平抛运动规律的实验：
(1)甲同学采用如图甲所示的装置。为了验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，用小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有______。
A．两球的质量应相等B．两球的质量可以不相等
C．两球应同时落地D．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
(2)乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长均为5cm，如果重力加速度g取，照相机的闪光频率为______Hz；小球平抛的初速度大小为______m/s。（所有结果保留2位有效数字）
6．利用智能手机自带的各种传感器可以完成很多物理实验。某同学利用“探究平抛运动规律”的实验装置，结合手机的传感器功能测定当地的重力加速度，如图甲所示。实验步骤如下。
(1)实验前用50分度游标卡尺测得小球直径如图乙所示，则小球直径______。
(2)实验装置中固定轨道的末端水平，在轨道末端正上方安装一光电门，将小球从轨道的某高度处由静止释放，通过光电门后抛出，测得小球通过光电门的平均时间为2.10ms，由此可知小球通过光电门的速度大小______。（计算结果保留三位有效数字）
(3)小球通过光电门运动一段时间后，打到竖直记录屏上，记下落点位置。然后通过手机传感器的测距功能，测量并记录小球做平抛运动的水平距离和竖直下落的距离，多次改变屏与抛出点的水平距离，小球每次都从轨道的同一高度处由静止释放，重复上述实验，记录多组、数据，在给定的坐标纸上作出的图像如图丙所示。根据上述图像求得当地的重力加速度大小______。（计算结果保留三位有效数字）
(4)若实验中记录值时漏掉了小球的半径，是否对重力加速度大小的测量结果产生影响？若不产生影响，请简要说明判断依据；若产生影响，将导致重力加速度大小的测量结果偏大还是偏小？
7．某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。
完成下列填空：（结果均保留2位有效数字）
（1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为___________，竖直分量大小为___________；
（2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为___________。
8．在“探究平抛运动的特点”实验中，某同学使用视频分析软件提取小球运动的位置数据。所用器材有高速摄像机、小钢球、斜槽轨道、铅垂线、刻度尺等。
请完成下列步骤：
（1）固定斜槽轨道并使其末端________。
（2）在斜槽轨道上某位置释放小钢球，用摄像机录制小钢球的运动过程。
（3）通过视频分析，提取一段时间内每隔0.05s小钢球的位置，测量得到小钢球相邻两个位置的水平间距和竖直间距如下表所示：
经初步分析，可判断小钢球在水平方向做匀速直线运动、竖直方向做匀变速直线运动。充分利用数据计算得小钢球的水平方向速度大小为________、竖直方向加速度大小为________。（结果均保留2位小数）
9．某小组在“研究平抛运动特点”的实验中，分别使用了图甲和图乙的实验装置。
(1)如图甲所示，小锤水平打击弹性金属片，A球水平抛出的同时B球自由下落。在不同的高度和打击力度时都发现两小球同时落地，则实验表明（ ）
A．平抛运动竖直方向是自由落体运动
B．平抛运动水平方向是匀速直线运动
(2)为测量小球平抛的初速度，实验中除了用到如图乙所示的器材之外，还需要用到（ ）
A．天平B．秒表C．刻度尺
(3)图丙是图乙实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置_________（选填“较低”或“较高”）。
(4)如图丁所示，实验小组记录了小球在运动过程中经过A、B、C三个位置，每个正方形小格的边长为5.00cm，g取10m/s2，则该小球做平抛运动的初速度大小v0=_________m/s，小球的抛出点是否在O′点_________，请说明理由_________。
10．(1)为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面；如图乙所示的实验：将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平。把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板连接，则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，这两个实验说明（ ）
A．甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动
B．乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动
C．不能说明上述规律中的任何一条
D．甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质
(2)关于“研究物体平抛运动”实验，下列说法正确的是（ ）。
A．小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差
B．安装斜槽时其末端切线应水平
C．小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放
D．小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度尽可能低一些。
E．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
(3)如图丙，某同学在做平抛运动实验时得出如图丁所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出。则：（g取，结果均保留三位有效数字）
①小球平抛运动的初速度为________m/s。
②小球运动到b点的速度为________m/s。
③抛出点坐标________cm，________cm。
11．“祖冲之”探究小组做研究平抛运动的实验，为了确定小球在不同时刻通过的位置，实验装置如图甲所示。实验操作的主要步骤如下：
①在一块平直木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口E前，木板与槽口E之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直。
②使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹点A。
③将木板水平向右平移一段距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹点B。
④将木板再水平向右平移同样的距离x，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，在白纸上得到痕迹点C。若测得两点间的距离为，两点间的距离为，已知当地重力加速度大小为。
(1)关于该实验，下列说法正确的是________。
A．斜槽轨道必须尽可能光滑
B．斜槽轨道末端必须保持水平
C．每次释放小球的位置可以不同
D．每次小球均须由斜面最高处释放
(2)一位同学测量出x的不同值及对应的和，令，并描绘出如图乙所示的图像。若已知图线的斜率为k，则小球平抛的初速度大小________（用表示）。
(3)若某次实验测得，，，取重力加速度大小，则在打点迹B前瞬间小球的速度大小为________，槽口E与点迹A间的高度差为________。（结果均保留两位有效数字）
12．在“探究平抛运动的特点”的实验中，某组同学用如图1所示装置研究平抛运动。
将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，让钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出，落在水平挡板上，并挤压白纸留下痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有_____。（填选项前的字母）
A．斜槽轨道末端水平
B．挡板高度等间距变化
C．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
D．尽可能减小钢球与斜槽轨道之间的摩擦
(2)同学甲用图1的实验装置得到的痕迹点如图2所示，其中一个偏差较大的点产生的原因，可能是该次实验_____。（填选项前的字母）
A．钢球释放的高度偏低B．钢球释放的高度偏高
C．钢球没有被静止释放D．挡板未水平放置
(3)同学乙用频闪照相机记录了钢球做平抛运动过程中的、、三点，于是就取点为坐标原点，建立了如图3a所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。
a.根据图中数据判断，点_____（填“是”或“不是”）平抛运动的抛出点。钢球平抛的初速度为_____（取，计算结果保留两位有效数字）。
b.由于该同学在确定竖直方向时未用到铅垂线，而导致该同学所绘图像的轴在实际竖直方向（图3b中虚线所示）稍偏左侧的位置，则该实验小组测得的小球的初速度_____（填“大于”“等于”或“小于”）小球真实的初速度。
训练二：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
13．用图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，图乙是变速塔轮的原理示意图。皮带连接着左塔轮和右塔轮，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，其中A和C的半径相同，B的半径是A的半径的两倍。
(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的_____。
A．理想模型法B．等效替代法C．控制变量法D．微小量放大法
(2)某次实验时，选择两个体积相等的实心铝球和钢球分别放置在A处和C处，变速塔轮的半径之比为1：1，是探究哪两个物理量之间的关系_____。
A．向心力与质量B．向心力与角速度
C．向心力与半径D．向心力与线速度
14．用图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，图乙是变速塔轮的原理示意图。皮带连接着左塔轮和右塔轮，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，其中A和C的半径相同，B的半径是A的半径的两倍。
(1)下列实验中的主要探究方法与本实验相同的是_____。
A．探究平抛运动的特点
B．探究加速度与力、质量的关系
C．探究两个互成角度的力的合成规律
(2)某次实验保证小球质量和圆周运动半径相等，若标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为_____。
A．B．C．D．4：1
(3)其他条件不变，若增大手柄的转速，则左、右两标尺的格数_____（选填“变多”“变少”或“不变”），两标尺格数的比值_____。（选填“变大”“变小”或“不变”）
15．(1)如图所示螺旋测微器的读数为______mm。
(2)某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验，图甲为“向心力演示器”装置，已知挡板A、C到左右塔轮中心轴的距离相等，B到左塔轮中心轴距离是A的2倍，皮带按图乙三种方式连接左右变速塔轮，每层半径之比由上至下依次为1∶1、2∶1和3∶1。
①若要探究向心力与球质量的关系，则需要将皮带放在第______层；
②若将皮带放在第二层，将质量完全相等的金属球放在挡板A和挡板C处，左右两标尺格数的比值为______。
(3)某实验小组在实验室用单摆做测定重力加速度的实验，实验测出摆球的直径为d，摆线长为，单摆完成n次全振动的时间为t，则单摆的振动周期______；计算重力加速度的表达式______。
16．某同学利用传感器验证向心力与角速度间的关系。如图甲，电动机的竖直轴与水平放置的圆盘中心相连，将力传感器和光电门固定，圆盘边缘上固定一竖直的遮光片，将光滑小定滑轮固定在圆盘中心，用一根细绳跨过定滑轮连接小滑块和力传感器。实验时电动机带动水平圆盘匀速转动，滑块随圆盘一起转动，力传感器可以实时测量绳的拉力的大小。
(1)圆盘转动时，宽度为d的遮光片从光电门的狭缝中经过，测得遮光时间为，则遮光片的线速度大小为___________，圆盘半径为R，可计算出滑块做圆周运动的角速度为___________。（用所给物理量的符号表示）
(2)保持滑块质量和其做圆周运动的半径不变，改变滑块角速度，并记录数据，做出图线如图乙所示，从而验证与关系。该同学发现图乙中的图线不过坐标原点，且图线在横轴上的截距为，滑块做圆周运动的半径为，重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则滑块与圆盘间的动摩擦因数为___________。（用所给物理量的符号表示）
17．某实验小组的同学为了探究向心力大小与角速度的关系，设计了如图甲所示的实验装置：电动机带动转轴匀速转动，改变电动机的电压可以改变转轴的转速；其中是固定在竖直转轴上的水平凹槽，端固定的压力传感器可测出小球对其压力的大小，端固定一宽度为的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。该同学多次改变转速后，记录了一系列力与对应角速度的数据，忽略小球所受的摩擦力，作出了如图乙所示的图像。
具体实验步骤如下：
①测出挡光片与转轴的距离为；
②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为；
③启动电动机，使凹槽绕转轴匀速转动；
④记录下此时压力传感器的示数和光电门的挡光时间；
⑤多次改变转速后，利用记录的数据作出了如图乙所示的图像。
(1)小钢球转动的角速度___________（用表示）；
(2)乙图中坐标系的横轴应为___________（选填A、B或C）；
A．B．C．
(3)本实验中所使用的小钢球的质量___________kg（结果保留2位有效数字）。
18．“天工”实验小组的同学为完成“探究向心力大小的表达式”实验，设计了如图甲所示的装置。水平转台（转速可调整）中心固定有定滑轮，细线跨过定滑轮将放置在转台边缘处的金属块与竖直固定的力传感器相连，定滑轮与金属块之间的细线与转台平行。金属块中心的正下方固定有宽度为d的遮光条。金属块和遮光条一起随转台做匀速圆周运动时，位于水平地面的光电计时器可以记录下遮光条经过光电计时器的遮光时间t1和相邻两次经过光电计时器的时间间隔t2（），力传感器可以记录下细线上的拉力F。金属块与转台之间的摩擦力可忽略。
(1)金属块做圆周运动的线速度大小v=________，半径r=________。（均用给定的物理量符号表示）
(2)仅改变转台转速，多次实验后，测得多组F、t1、t2的数据，为了更直观地得出结论，同学们绘制出如图乙所示的图像。由此可以得出结论：做匀速圆周运动的物体所需的向心力大小与________（填“v”“v2”或“”）成正比。若已知该图线的斜率为k，则金属块的质量m=________（用k、d表示）。
训练三：探究动能定理
19．某同学利用图（a）所示装置验证动能定理。调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图（b）所示。
已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为0.02 s，从图（b）给出的数据中可以得到，打出B点时小车的速度大小vB=_____m/s，打出P点时小车的速度大小vP=_____m/s（结果均保留2位小数）。
若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图（b）给出的数据中求得的物理量为_________。
20．某兴趣小组用如题1图所示的装置验证动能定理．
（1）有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用：
A．电磁打点计时器
B．电火花打点计时器
为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择_______（选填“A”或“B”）．
（2）保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是_____（选填“甲”或“乙”）．
（3）消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器电源，松开小车，小车运动．纸带被打出一系列点，其中的一段如题2图所示．图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A点的速度vA=______m/s．
（4）测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L．小车动能的变化量可用ΔEk=算出．砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g；实验中，小车的质量应______（选填“远大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W=mgL算出．多次测量，若W与ΔEk均基本相等则验证了动能定理．
21．某实验小组设计如图所示的实验装置来验证“动能定理”。小球的质量为、直径为，小球从释放装置处由静止下落，沿竖直方向通过光电门。请回答下列问题：
(1)用数字计时器测得小球通过光电门的遮光时间为，则小球通过光电门的瞬时速度可表示为___________（用字母、表示）；
(2)用刻度尺测量小球在释放点处球心到光电门的竖直高度，若空气阻力不计，小球下落过程中合力做的功可表示为___________（用字母、、表示）、动能的变化量可表示为___________（用字母表示），根据动能定理，物理量应满足的关系式为___________。
22．如图甲所示，小车通过细绳与钩码相连，遮光片固定在小车的最右端，光电门传感器固定在长木板上，小明研究组利用图中装置完成了“验证牛顿第二定律”的实验，小红研究组将长木板放平，并把小车换成木块，完成了“测定长木板与木块间动摩擦因数”的实验。
(1)某同学在研究小车加速度与拉力关系的实验中，把小车所受拉力当作合力，下列说法正确的是（ ）
A．需要平衡摩擦力
B．不需要平衡摩擦力
C．要求钩码的质量远小于小车质量
D．不要求钩码的质量远小于小车质量
(2)在实验操作完全正确的情况下，小明研究组将小车从某一位置由静止释放，测出遮光片的宽度d和它通过光电门的挡光时间Δt，小车静止时的位置到光电门的位移s，小车的质量m，弹簧测力计的示数F，则F与应满足的关系式为_________。（可用m、d、s、等字母表示）
(3)小红研究组测出木块静止时遮光片右端距光电门左端的位移s，由遮光片宽度d和挡光时间求出滑块的速度大小v，并算出，然后作出的图像如图乙所示，根据图像可求得动摩擦因数_________。（可用a、b、g、s等字母表示）
23．某同学利用如图甲所示的装置“验证动能定理”，并完成了如下的操作：
①按如图甲所示的装置组装实验器材，调整滑轮的高度使细线与长木板平行；
②取下砂桶，将长木板的右端适当垫高，纸带穿过打点计时器，开启电源释放小车，直到在纸带上打下一系列均匀的点为止；
③挂上砂桶，并在砂桶中放入适量的沙子，用天平测出砂桶和沙的总质量为m，然后将装置由静止释放，重复操作，从其中选择一条点迹比较清晰的纸带，如图乙所示。
已知纸带中相邻两计数点间还有4个计时点未画出，计数点间的距离如图乙所示，打点计时器的打点频率，重力加速度大小为g。
(1)打下计数点4时，小车的速度大小_______m/s。
(2)若小车的质量为M，取打下计数点1~5的过程研究，若打下计数点1、5时小车的速度大小分别为和，则验证系统动能定理的表达式为_______。（用题中所给物理量符号表示）
(3)若砂桶和桶中沙的总质量远小于小车的质量，根据得出的实验数据，描绘出了图像如图丙所示，其中，则小车的质量_______kg。
(4)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若砂桶和桶中沙的总质量不满足远小于小车的质量，且。则从理论上分析，下列各图能正确反映关系的是_______；此时若图线直线部分的斜率为k，则从理论上分析，可知小车的质量_______。
24．某学习小组通过如图所示装置探究动能定理。光电门1、2分别固定在长木板上相距S的两点，挡光片宽度为d（），重力加速度为g。实验步骤如下：
（1）在长木板右端适当位置垫一高度为H的木块，使滑块（包含挡光片）恰好能匀速下滑，并测得此时木块与木板左端距离为L。
（2）让滑块以一定初速度沿斜面上滑，先后通过光电门1、光电门2，挡光时间分别为、。
①滑块与木板间的动摩擦因数________；
②滑块通过光电门2的速度为________；
③该学习小组要探究动能定理，上述物理量需满足：________。（均用题干中字母表示）
25．如图所示，气垫导轨上质量为的滑块通过轻质细绳绕过滑轮与质量为的钩码相连，绳子的悬挂点与拉力传感器相连，滑块上遮光条宽度为，实验时，滑块由静止释放，测得遮光条通过光电门的时间为，拉力传感器的读数为。不计滑轮轴、滑轮与轻质细绳之间的摩擦。
(1)用游标卡尺测量遮光条宽度，其读数为_______cm。
(2)滑块上的遮光条通过光电门的速度_______（用题目中的字母来表示）
(3)若用该装置探究“加速度与合外力的关系”，在实验过程中，并未保证钩码的质量远小于滑块质量，这对该实验的实验结果_______影响（选填“有、无”）
(4)若用该装置“探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系”，保证钩码质量不变，从不同位置静止释放滑块，记录滑块的初位置与光电门的距离及遮光条通过光电门的时间，测得多组和值。应用图像法处理数据时，为了获得线性图像应作_______图像（选填，、或），该图像的斜率_______（用题目中的字母来表示）。
26．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置可用于“探究物体所受合力做功与动能变化的关系”，物理小组同学们采用如图所示实验装置进行探究。实验要求小车受到的合外力为绳的拉力的合力。实验中同学们研究了砂和砂桶的运动过程所受合力做功是否等于其动能增量。忽略细线与滑轮间的摩擦阻力。
(1)本实验________（填“需要”或者“不需要”）满足m远小于M的条件。
(2)实验前测出砂和砂桶的总质量m，已知重力加速度为g。接通打点计时器的电源，静止释放砂和砂桶，带着小车开始做加速运动，读出运动过程中力传感器的读数T，通过纸带得出起始点O（初速度为零的点）到某点A的位移L，并通过纸带算出A点的速度v。实验过程中_________（填“需要”或者“不需要”）平衡小车M所受的摩擦力。
(3)对m研究，所需验证的动能定理的表达式为_________。
A．B．
C．D．
(4)通过纸带测出了起始点O到不同点A、B、C、D…的位移及A、B、C、D…的速度，并做出了图中所示的实线。那么在保证小车质量不变的情况下增加砂的质量，重复实验，将会得到如图中虚线_______（填“甲”或者“乙”）所示的图线。
27．如图甲所示，某实验小组用一辆改装的小车来探究做功与动能增量的关系，其示意图如图乙所示，用一根细线通过固定在长木板上的定滑轮连接小车和钩码，小车与滑轮间的细线与长木板平行。在钩码牵引下，载有小球的小车在长木板上从静止开始加速运动，小车运动到固定挡条处发生碰撞，使置于小车固定平台上的小球被水平抛出，并落在平铺在长木板上的白纸上的复写纸上。已知小车质量为，小球质量为，钩码质量为，重力加速度为。
(1)使小车从同一位置出发，重复多次实验，小球抛出后落在复写纸上，在白纸上留下多个印迹，现用画圆的方法确定小球的平均落点，如图丙所示，所画的圆较合理的是_________；
A．B．
(2)进一步测量得到小车在碰撞固定挡条前的位移为，小球水平抛出后落到复写纸上的水平位移为，竖直位移为，由此可以确定小车与挡条碰撞前瞬间的速度大小为_______；
A．B．C．D．
(3)为了探究重力做功与动能增量的关系，本实验__________（选填“A．需要”或“B．不需要”）平衡阻力；实验中钩码重力做功为，动能增量为________，由以上数据分析可得两者间的关系。
A． B． C． D．
28．小明用如图1所示装置做“验证动能定理”的实验。
(1)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是不挂重物，把长木板右端垫高，在计时器打点的情况下轻推一下小车，若小车拖着纸带做_____________运动，说明操作已经完成。
(2)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为……如图2所示，实验中，重物质量m远小于小车质量M，可认为小车所受的拉力大小为。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功_____________，打B点时小车的速度_____________。
(3)以为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的图像。理论上，图线斜率为_____________（用小车质量M表示），由图3得直线的斜率_____________（保留2位有效数字，并写出单位），请说明该图线不通过原点的原因是_____________。
(4)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图中正确反映关系的是_____________。
A． B．
C． D．
训练四：验证机械能守恒定律
29．某同学利用图示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律，主要实验步骤如下：
A．将桌面上的气垫导轨调至水平；
B．测出遮光条的宽度d
C．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离l
D．由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t
E．秤出托盘和砝码总质量，滑块（含遮光条）的质量
已知当地重力加速度为g，回答以下问题（用题中所给的字母表示）
（1）遮光条通过光电门时的速度大小为_________；
（2）遮光条由静止运动至光电门的过程，系统重力势能减少了_________，遮光条经过光电门时，滑块、托盘和砝码的总动能为_________；
（3）通过改变滑块的释放位置，测出多组、数据﹐利用实验数据绘制图像如图。若图中直线的斜率近似等于________，可认为该系统机械能守恒。
30．如图甲所示，某同学在验证机械能守恒定律的实验中，绕过定滑轮的细线上悬挂重物A和B，在B下面再挂重物C。已知所用交流电源的频率为50Hz，重物A、B、C的质量均为m。
(1)某次实验结束后，打出的纸带的一部分如图乙所示，a、b、c为三个相邻计时点。则打下b点时重物的速度大小________（结果保留三位有效数字）。
(2)某次实验测得重物A由静止上升高度为h时，对应的速度大小为v，重力加速度为g，则验证系统机械能守恒定律的表达式是________（用g、h、m、v表示）。
(3)为尽可能减少实验误差，下列说法错误的是________。
A．重物的质量可以不测量
B．打点计时器应竖直放置安装在铁架台上
C．打下b点时的速度大小可用来计算
31．如图所示，在验证机械能守恒定律的实验中，甲、乙两位同学分别采用了不同的实验装置：甲同学主要利用光电计时器。如图（a）所示，将一直径为、质量为的金属球由处静止释放，下落过程中能通过处正下方、固定于处的光电门，测得、间的距离为，光电计时器记录下金属球通过光电门的时间为，当地的重力加速度为，通过计算小球减少的重力势能和增加的动能来验证机械能守恒定律。
乙同学利用打点计时器，如图（c）所示，绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重物A和B，在B下面再挂重物C。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，验证重物A、B、C组成的系统机械能守恒。
(1)由图（b）可知，游标卡尺测得小球的直径d=_______cm。
(2)乙同学某次实验结束后，打出的纸带的一部分如图（d）所示，A、B、C为三个相邻计时点。则打下B点时重物的速度大小为vB=_______m/s（结果保留三位有效数字）。
(3)甲同学某次实验测得小球质量为1kg，A、B间的距离H=0.21m，小球通过光电门的时间为t=9.3×10-3s，在此过程中小球重力势能减少量ΔEp=_______J，小球动能增加量ΔEk=_______J（g取10m/s2）。
(4)乙同学实验中，已知重物A和B的质量均为M，钩码C的质量为m，某次实验测得重物A由静止上升高度为h时，对应的速度大小为v，取重力加速度为g，则验证系统机械能守恒定律的表达式是_______（用g、h、M、m、v表示）。
32．用如图甲实验装置验证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。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（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示，已知电源频率为50Hz，m1=50g、m2=150g，g取10m/s2，则：
（1）在纸带上打下计数点5时的速度v=______m/s；
（2）在打点0~5过程中系统动能的增加量ΔEk=___J，系统势能的减少量ΔEp=___J。（第（2）问结果均保留三位有效数字）
33．某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，铁架台上端固定有电磁释放装置A（断开开关，可使小球从静止开始自由下落），下端安装有与数字计时器相连的光电门B。实验过程如下：
（1）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图乙所示，小球直径______mm。
（2）调节光电门位置，使小球从电磁释放装置处释放后能自由通过光电门。
（3）用刻度尺测量出小球释放位置到光电门的高度，释放小球，并记录小球通过光电门的遮光时间。已知小球的质量为，则小球从释放位置运动到光电门的过程中，增加的动能为______（用、、表示）。
（4）改变光电门的高度，多次实验得出相应的实验数据，根据数据作出图像，如果小球下落过程中机械能守恒，则该图像应是一条直线，且该直线的斜率应为______（用和重力加速度表示）。
34．如图所示，如图为在实验室中“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。让重物拉着纸带从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，通过对纸带上的点迹进行测量、分析即可验证机械能守恒定律。
(1)实验中，先接通电源，再释放重物，得到下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点，测得它们到起始点O的距离分别为。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减小量_______，动能增加量_______。
(2)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______。
A．利用公式计算重物速度
B．利用公式计算重物速度
C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D．没有采用多次实验取平均值的方法
(3)该同学继续应用纸带上各点到起始点O的距离h，计算出相应点对应的速度v，以h为横轴、为纵轴作出了如图所示的图线，当地重力加速度为g，该图线的斜率应_______。（填写正确答案的选项符号）
A．略小于gB．等于gC．略小于D．等于
35．验证“机械能守恒定律”实验装置如图所示。
(1)除图1所示器材外，还需选用______（多选）
A．刻度尺B．秒表C．学生电源
(2)如图2为截取实验所获一条纸带的部分，已知为测量起点，、、、为4个连续打下的点，打点频率为50Hz，则打点“”时，重锤的速度为______（保留2位有效数字）。
(3)实验中发现，各标记点的动能大于从至该点过程中重力势能减少量，其原因可能是______（单选）
A．工作电压偏低B．存在空气阻力和纸带的摩擦力
C．接通电源前释放了纸带
(4)改用如图3所示的气势导轨进行实验，将气垫导轨调至水平，将滑块移至图示位置，静止释放滑块，读出挡光片通过光电门的挡光时间，测出挡光片的宽度和挡光片到光电门的距离，用天平称出托盘和砝码的总质量以及滑块和挡光片的总质量。若要验证机械能守恒定律的结论，以上物理量应满足的关系式是______。
36．某学习小组使用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。
把一个直径为d的小球用不可伸长的细线悬挂，光电门置于小球平衡位置处，其光线恰好通过小球球心，计时器与光电门相连。
将小球拉离平衡位置并记录其高度h，然后由静止释放（运动平面与光电门光线垂直），记录小球经过光电门的挡光时间。改变h，测量多组数据。已知重力加速度为g，忽略阻力。
(1)以h为横坐标、________（填“”、“”、“”或“”）为纵坐标作直线图。若所得图像过原点，且斜率为________（用d和g表示），即可证明小球在运动过程中机械能守恒。
(2)实验中，用游标卡尺测得小球直径。
①由结果可知，所用的是________分度的游标卡尺（填“10”、“20”或“50）；
②小组设计了一把25分度的游标卡尺，未测量时的状态如图所示。如果用此游标卡尺测量该小球直径、则游标尺上第________条刻度线与主尺上的刻度线对齐。
37．某实验小组为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失，设计了如图（a）所示的装置，实验过程如下：
（1）让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门。
（2）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图（b）所示，小球直径__________。
（3）测量时，应__________（选填“A”或“B”，其中A为“先释放小球，后接通数字计时器”，B为“先接通数字计时器，后释放小球”）。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间和。
（4）计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为m，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失__________（用字母m、d、和表示）。
（5）若适当调高光电门的高度，将会__________（选填“增大”或“减小”）因空气阻力引起的测量误差。
38．某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1所示。弹簧的劲度系数为k，原长为L0，钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能表达式为，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g。
（1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L。接通打点计时器电源。从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点）。从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为______，钩码的动能增加量为______，钩码的重力势能增加量为______。
（2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系，如图3所示。由图3可知，随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是______。
39．某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，如图乙所示。
（1）若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为_______。
（2）由图乙得:直线的斜率为______，小钢球的重力为_______N。（结果均保留2位有效数字）
（3）该实验系统误差的主要来源是______（单选，填正确答案标号）。
A．小钢球摆动角度偏大
B．小钢球初始释放位置不同
C．小钢球摆动过程中有空气阻力
40．某实验小组设计方案验证机械能守恒定律。
(1)如图1所示，利用打点计时器记录重物自由下落的运动过程。
a.下列实验操作和数据处理正确的是______。
A．实验中必须测量重物的质量
B．打开打点计时器前，应提住纸带上端使纸带竖直
C．实验中应先接通打点计时器的电源，再释放重物
D．测量纸带上某点的速度时，可由公式计算
b.图2为实验所得的一条纸带，在纸带上选取连续的、点迹清晰的3个点A、B、C，测出A、B、C与起始点O之间的距离分别为、、。已知打点计时器的打点周期为T，当地重力加速度为g。从打O点到打B点的过程中，若满足______则表明小球在上述运动过程中机械能守恒。
(2)某同学利用如图3所示的装置验证机械能守恒定律。将直径为d的小球通过细线系在固定点上，使小球可以在竖直平面内做圆周运动。调节小球的释放位置，记录小球释放时球心到光电门中光信号的竖直高度h，并将其无初速度释放。当小球经过光电门时，光电门可以记录小球遮挡光信号的时间t。改变小球的释放位置，重复上述步骤，得到多组竖直高度h和对应时间t的数据。
a.若小球向下摆动的过程中机械能守恒，则描绘以h为横坐标、以______为纵坐标的图像，在误差允许范围内可以得到一条倾斜的直线。该图线的斜率k=______（用d、g表示）。
b.该同学利用上述方案验证机械能守恒定律时，得到图像的斜率总是略大于a问中的k。请分析说明其中的原因，并提出合理的解决办法____。
41．图甲为某兴趣小组设计的实验装置，在单摆悬点处安装力传感器，可采集摆线的拉力；在小球的平衡位置正下方处安装光电门，可采集小球底部的轻质遮光片遮住光的时间。利用本装置可以完成测量当地重力加速度大小g、验证机械能守恒定律等实验。
实验操作如下：
(1)测量所需长度：用刻度尺测得摆线长度为L，用游标卡尺测得小球直径为D；用螺旋测微器测量遮光片的宽度为d，如图乙所示，则d=__________mm。
(2)测量当地重力加速度的大小：将小球拉至与竖直方向成较小角度并由静止释放。利用力传感器，获得摆线所受拉力F的大小与时间t的关系图像，如图丙所示，则单摆的周期T=_________（用“t1”“t2”表示），重力加速度大小的测量值为_________（“L”“D”和“T”表示）。
(3)验证机械能守恒定律：
①将小球拉至与竖直方向成较大角度θ，并由静止释放。
②记录小球经过平衡位置时遮光片的遮光时间为t。则此时遮光片的速度大小为v=________（用“d”“t”表示），并将此速度视为小球经过平衡位置时的速度。
③改变θ，重复①和②。
根据所测数据，小球由静止运动到平衡位置的过程中，在误差允许的范围内，若满足_________的关系式（用“g”“θ”“L”“D”表示），则小球在上述过程中机械能守恒。
根据多次测量结果发现：小球由静止运动到平衡位置的过程中，重力势能减少量总是小于动能增加量，可能的原因是_____________。（写出一条即可）
42．如图甲，将一个特殊的量角器竖直固定在支架上，量角器的零刻线与竖直杆对齐，圆心固定一个拉力传感器，并与电脑相连接（图中未画出），将不可伸长的细线一端固定在拉力传感器上，悬点刚好与量角器的圆心重合，另一端与小钢球相连，就构成了可测拉力的摆。龙龙同学想利用此装置验证机械能守恒定律，实验步骤如下。
（1）实验前用螺旋测微器测量小钢球的直径D，结果如图乙所示，则_________mm；还测量了小钢球的质量m和小钢球自然悬垂时的悬线长L。
（2）让小钢球以较小的角度在竖直面内摆动，从计算机中得到拉力随时间的变化，图像如图丙所示，则当地的重力加速度大小为_________（用L、D、T表示）。
（3）将小钢球向左拉到某一高度，悬线伸直并与量角器平面平行，记录悬线处量角器的示数。
（4）由静止释放小钢球，小钢球摆动过程中传感器的最大示数为F。
（5）多次改变悬线与竖直方向的初始夹角，得到多组及其对应的传感器最大示数F，做图像，若小钢球下摆过程中机械能守恒，则图线为一条倾斜直线，且斜率_________（用m、L、D、F、T表示）。
43．某学习小组使用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。把一个直径为的小球用不可伸长的细线悬挂，光电门置于小球平衡位置处，其光线恰好通过小球球心，计时器与光电门相连。
将小球拉离平衡位置并记录其高度，然后由静止释放（运动平面与光电门光线垂直），记录小球经过光电门的挡光时间。改变，测量多组数据。已知重力加速度为，忽略阻力。
(1)以为横坐标、______（填“”、“”、“”或“”）为纵坐标作直线图。若所得图像过原点，且斜率为______（用和表示），即可证明小球在运动过程中机械能守恒。
(2)若已知摆球摆线长度为，某次将摆线拉离与竖直方向成的位置从静止释放，记录小球经过光电门的时间为，则需重力加速度满足_______可证明小球在运动过程中机械能守恒（用、、、表示，小球直径忽略不计）。
44．某实验小组利用如图甲所示装置探究系统机械能守恒。细杆两端固定A、B两个直径相等的小球，A球质量，B球质量，杆可绕过点的转轴在竖直平面内转动，两球心到点的距离均为，光电门固定在点正下方，记录小球通过光电门的遮光时间。重力加速度为，实验步骤如下：
(1)用螺旋测微器测出小球直径，如图乙所示，则小球的直径______mm；
(2)将细杆拉离竖直方向，用量角器测出细杆与竖直方向的夹角，自由释放细杆；
①球B经过光电门的时间记为，此时______（用题中的字母表示）；
②自由释放细杆到球B通过光电门过程中，系统减少的重力势能______（用题中的字母表示）；
(3)改变细杆与竖直方向的夹角，多次实验。若系统机械能守恒，则关于与的关系图像可能是______。
A．B．
C．D．
0.0517
0.0514
0.0505
0.0504
0.0975
0.1217
0.1465
0.1704
《必修二实验》参考答案
1．(1)同时
(2) 初速度 自由落体
(3)1.5
【详解】（1）他观察到的现象是：小球A、B同时落地。
（2）[1][2]上述现象说明：平抛运动的时间与初速度大小无关，平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
（3）小球在竖直方向做自由落体运动，则
其中
代入数据，解得
所以，小球运动中水平分速度的大小为
2．(1)B
(2)
(3)
【详解】（1）A．斜槽末端调整为水平才能保证小球做平抛运动，故A正确；
BD．为了保证每次小球做平抛运动的初速度一致，每次小球在同一位置释放，轨道不必光滑，故B错误，D正确；
C．木板需要竖直放置才能准确记录小球在抛物线上的位置，故C正确。
故选B。
（2）水平方向
竖直方向
解得
（3）竖直方向上，位移差公式
得
水平方向上
解得
3．(1)A
(2)较高
(3) 1.5 2.5 不是
【详解】（1）在甲图所示的实验中，A球平抛，B球自由下落，同时落地，说明平抛运动竖直方向是自由落体运动。
故选A。
（2）两条平抛的轨迹，取相同的竖直高度，根据
可知平抛的时间相同，在水平方向上有
图线①的水平位移长，其初速度较大，需要从较高的位置滚下，才能获得较大初速度。
（3）[1]由题知，每个正方形小格的边长为L=5.00cm，由图丁，可知A、B的竖直位移为3L，B、C的竖直位移为5L，在竖直方向有
解得
又A、B与B、C的水平位移都为，则有
解得
[2]小球在B点的竖直分速度大小为
则小球在B点的速度大小为
[3]根据平抛运动规律，可得小球从抛出点到B点的时间为
小球从抛出点到B点的水平位移为
而由图丁可知点到B点的水平距离为
可知小球并没有经过点，则点不是小球做平抛运动的抛出点。
4．(1)B
(2) 1.5 2.0
【详解】（1）A．要求斜槽轨道末端保持水平但是不一定必须光滑，故A错误；
B．为保证小球做平抛运动的初速度相同，则每次小球必须从同一高度由静止释放，故B正确；
C．为描出小球的运动轨迹，描绘的点要用平滑曲线连线，故C错误。
故选B。
（2）①[1]由竖直方向做自由落体运动，有
解得拍摄周期为
小球初速度为
②[2]小球过B点的竖直方向速度
5．(1)BC
(2) 10 1.5
【详解】（1）AB．根据实验结果可知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，不需要质量相等，实验时需要A、B两球从同一高度开始运动，不需要两球质量相等，故A错误，B正确；
C．小锤打击弹性金属片后，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，A球在竖直方向上的运动情况应该跟B球相同，因此两球同时落地，故C正确；
D．本实验只能说明A球在竖直方向的运动性质，不能说明A球在水平方向做匀速直线运动，故D错误。
故选BC。
（2）[1]竖直方向做自由落体运动，根据
解得
[2]小球平抛的初速度大小为
6．(1)4.20
(2)2.00
(3)9.60（9.45~9.75）
(4)不影响，理由见解析
【详解】（1）由游标卡尺读数规则可知，读数为
（2）小球通过光电门的速度
（3）根据平抛运动的规律有，
可得与的关系为
结合图像可得
解得
（4）不影响。由图像中斜率
解得
可知漏掉小球的半径不影响重力加速度的测量。
7． 1.0 2.0
9.7
【详解】（1）[1]因小球水平方向做匀速直线运动，因此速度为
[2]竖直方向做自由落体运动，因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得
（2）[3]由竖直方向的自由落体运动可得
代入数据可得
8． 水平 1.01/1.02/1.03
【详解】（1）[1]固定斜槽轨道并使其末端水平，以保证小球做平抛运动；
（2）[2]由表中数据可知，水平位移的平均值为
小钢球的水平方向速度大小
[3]竖直方向根据，结合逐差法可得
9．(1)A
(2)C
(3)较低
(4) 1.5 不在 从竖直方向看O′、A、B、C间的时间间隔相等，因此水平方向它们距离应相等，抛出点在O′左侧一小格位置
【详解】（1）图甲所示实验中，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落，可观察到A、B同时落地，说明A、B两球在竖直方向有相同的运动情况，则实验表明平抛运动竖直方向是自由落体运动。
故选A。
（2）在图乙所示实验中，除了用到图中器材之外，下列器材还需要用到刻度尺，测量小球的坐标，才能求出小球的初速度。不需要天平和秒表。
故选C。
（3）两条平抛的轨迹，取相同的竖直高度，则平抛的时间相同，由可知，图线①的水平位移长，其初速度较大，需要从较高的位置滚下获得较大初速度，则图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置较低。
（4）[1]由题图，竖直方向有
解得
水平方向有
解得小球做平抛运动的初速度大小为
[2]小球在B点的竖直分速度大小为
则小球在B点的速度大小为
[3]从竖直方向看O′、A、B、C间的时间间隔相等，因此水平方向它们距离应相等，抛出点在O′左侧一小格位置。
10．(1)AB
(2)BCE
(3) 2.00 2.50
【详解】（1）甲实验中两球总能同时落地，说明两球在竖直方向的运动完全相同，则该实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动；乙实验中球1落到水平木板上总能击中球2，则只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动。
故选AB。
（2）A．小球与斜槽之间有摩擦对实验无影响，A错误；
B．安装斜槽时其末端切线应水平，从而保证小球做平抛运动，B正确；
C．小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放，以保证小球到达底端时速度相同，C正确；
D．小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度大小要适当，不能过高或过低，D错误；
E．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行，以防止小球下落时与木板相碰，E正确。
故选BCE。
（3）①[1]竖直方向
解得
小球平抛运动的初速度为
②[2]小球运动到b点的竖直速度
则b点的速度为
③[3][4]从抛出点到b点的时间
抛出点坐标，
11．(1)B
(2)
(3) 2.5 5.0
【详解】（1）A．只要保证小球过E点的速度相同即可，不需要斜槽轨道必须光滑，故A错误；
B．本实验是研究平抛运动，因此斜槽轨道末端必须保持水平，故B正确；
C．为了保证小球过E点的速度相同，每次小球必须从相同位置静止释放，故C错误；
D．只需要保证每次小球释放的高度相同即可，不一定要在斜面最高处释放小球，故D错误。
故选B。
（2）由平抛规律，水平方向上有①
竖直方向上，由逐差法有②
推导得
图像的斜率
小球平抛的初速度大小
（3）[1]将题干给的数据代入①②式解得，
小球经过B点时竖直方向的速度大小为
故小球经过B点时速度大小为
[2]点迹A的竖直方向的速度满足
解得
槽口E与点迹A间的高度差满足
解得
12．(1)AC
(2)BC
(3) 是 1.5 大于
【详解】（1）A．斜槽轨道末端水平，能保证钢球做平抛运动，是必须满足的条件，故A正确；
B．挡板高度不需要等间距变化，只要能记录不同位置的痕迹点即可，不是必须条件，故B错误；
C．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，这样才能保证钢球每次平抛的初速度相同，是必须满足的条件，故C正确；
D．钢球与斜槽轨道之间的摩擦不影响每次从同一位置释放时到达末端的速度，不是必须减小的，不是必须条件，故D错误。
故选AC。
（2）由图可知，下降相同的高度，误差点的水平位移更大，可知偏差较大的点产生原因是平抛运动初速度偏大，故可能原因是钢球没有被静止释放或钢球释放的高度偏高。
故选BC。
（3）[1]图3a可知，钢球从A到B与B到C时间相等（因为水平距离相等），且
满足初速度为0的匀变速直线运动特点，故点是平抛运动的抛出点。
[2]对钢球竖直方向有
因为
联立解得钢球初速度
[3]由于实际的竖直方向在该小组同学所绘图像y轴偏右侧的位置，导致横坐标的测量值偏大而纵坐标的测量值偏小，根据平抛运动规律，可知球的初速度偏大。
13．(1)C
(2)A
(3)B
【详解】（1）[1]利用该装置在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的控制变量法，故选C。
（2）[1]实验中，两球质量不相同，变速塔轮的半径之比为1：1，则角速度相等，根据
此时可研究向心力的大小F与质量m的关系，故选A。
（3）[1]根据
小球质量和圆周运动半径相等，两个小球所受向心力的比值为1：4，可以判断与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为2：1，故选B。
14．(1)B
(2)B
(3) 变多 不变
【详解】（1）探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，采用的实验方法是控制变量法。
A．探究平抛运动的特点，采用等效思想，故A错误；
B．探究加速度与力和质量的关系实验采用的实验方法是控制变量法，故B正确；
C．探究两个互成角度的力的合成规律采用的实验方法是等效替代法，故C错误。
故选B。
（2）某次实验保证小球质量和圆周运动半径相等，若标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，根据可知，变速塔轮相对应的角速度之比为；根据，由于变速塔轮边缘处的线速度大小相等，则与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为。
故选B。
（3）[1]其他条件不变，若增大手柄的转速，则角速度增大，根据可知，左、右两标尺的格数变多；
[2]增大手柄的转速，由于与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比不变，角速度之比不变，则向心力之比不变，所以两标尺格数的比值不变。
15．(1)1.732/1.733/1.734
(2) －
(3)
【详解】（1）螺旋测微器的读数为
（2）[1]根据，可知在探究向心力大小与质量的关系时，需控制角速度和轨道半径相同。根据可知，边缘线速度相同，则需要塔轮半径相同，需要将皮带放在第一层。
[2]将质量完全相等的金属球放在挡板A和挡板C处，则运动半径和质量相同，根据可知，向心力大小之比为角速度平方的比。将皮带放在第二层，塔轮半径比为2∶1，则角速度比为1：2，所以向心力大小之比为1：4，左右两标尺格数的比值为1：4。
（3）[1][2]单摆完成n次全振动的时间为t，则单摆的振动周期
摆长为
根据单摆周期公式
解得重力加速度的表达式
16．(1)
(2)
【详解】（1）[1] 遮光片的线速度大小为
[2]根据线速度与角速度公式可知
（2）根据图像可知时，，此时有
解得
17．(1)
(2)C
(3)//
【详解】（1）小钢球转动的角速度与挡光片角速度相同，挡光片的线速度为
解得
（2）小钢球做圆周运动所需的向心力由传感器的弹力提供，满足
压力传感器的示数与成正比。
故选C。
（3）图乙的斜率
结合向心力的表达式可知小钢球的质量
考虑斜率测量误差，小钢球的质量取、、均正确。
18．(1)
(2) v2
【详解】（1）[1]金属块做圆周运动的线速度大小
[2]由，
解得
（2）[1]由前面的分析可知、
结合题中图像可得出结论，做匀速圆周运动的物体所需的向心力大小与v2成正比；
[2]结合向心力表达式
可知
可得
解得
19． 0.36 1.80 B、P之间的距离
【详解】[1][2]由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度
[3]验证动能定理需要求出小车运动的过程中拉力对小车做的功，所以还需要测量对应的B、P之间的距离。
20． B 乙 0.31（0.30~0.33都算对） 远大于
【详解】(1)为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选电火花打点计时器即B；
(2)当小车开始运动时有小车与木板间的摩擦为最大静摩擦力，由于最大静摩擦力大于滑动摩擦力，所以甲同学的看法错误，乙同学的看法正确；
(3)由图可知，相邻两点间的距离约为0.62cm，打点时间间隔为0.02s，所以速度为
；
(4)对小车由牛顿第二定律有：，对砝码盘由牛顿第二定律有： 联立解得：，当时有：，所以应满足：．
21．(1)
(2)
【详解】（1）小球经过光电门的速度为
（2）[1]若空气阻力不计，小球下落过程中只受重力，则合力做的功可表示为
[2]动能的变化量可表示为
[3]根据动能定理有
代入上述表达式可得
化简可得
22．(1)AD
(2)
(3)
【详解】（1）把小车所受拉力当作合力，需要平衡摩擦力，可以根据弹簧测力计直接读出力的大小，不要求钩码的质量远小于小车质量。
故选AD。
（2）小车通过光电门的速度
由匀变速直线运动规律
若满足牛顿第二定律则有
解得
（3）根据动能定理可得
解得
结合图像可得、
联立解得
23．(1)0.192
(2)
(3)0.4
(4) A
【详解】（1）相邻两计数点间是时间间隔为
则打下计数点4时，小车的速度大小为
（2）根据动能定理可知
（3）若砂桶和桶中沙的总质量远小于小车的质量，根据动能定理
化简可得
结合图像可知
可得小车的质量为
（4）[1]若砂桶和桶中沙的总质量不满足远小于小车的质量，根据动能定理
化简可得
结合图像可知，选项A符合。
故选A。
[2]由上式可知
可得小车的质量为
24．
【详解】（2）①[1]在长木板右端适当位置垫一高度为H的木块，使滑块（包含挡光片）恰好能匀速下滑，并测得此时木块与木板左端距离为L。对木块根据平衡条件可得
得
②[2]滑块通过光电门2的速度为
③[3]设斜面与水平面的夹角为，若让滑块以一定初速度沿斜面上滑，先后通过光电门1、光电门2，挡光时间分别为、。若该学习小组要探究动能定理，即探究
其中，，
联立求得上述物理量需满足
25．(1) 0.355
(2)
(3)无
(4)
【详解】（1）游标卡尺的主尺部分读数为3mm，游标尺上有20小格，分度值为0.05mm，游标尺上第11小格与主尺对齐，读数为
总体读数结果为
（2）当较小时，可以用这段时间内的平均速度来代替这段时间内某点的瞬时速度
（3）该实验中细线拉力已用传感器测出，不需要用钩码重力来代表细线拉力，所以不需要保证钩码的质量远小于滑块质量。
（4）[1]根据动能定理可知，需要验证的关系式为
公式变形可得，所以要得到线性图像，应选择。
[2] 根据可得，图像的斜率
26．(1)不需要
(2)需要
(3)A
(4)甲
【详解】（1）实验中，根据力传感器的读数可以直接求出小车受到的拉力，不需要满足小车的质量M远大于砂和砂桶的总质量m这一条件。
（2）尽管实验装置采用了力传感器，也需要平衡摩擦力，否则小车受到的合外力不为绳的拉力的合力。
（3）对m研究，根据动能定理
整理，可得
故选A。
（4）对小车，根据动能定理有
联立，解得
逐渐增加砂的质量m，图像的斜率越大，故在让小车质量不变的情况下逐渐增加砂的质量多次做实验，得到图中虚线“甲”所示的图线。
27．(1)B
(2)C
(3) A D
【详解】（1）确定小球平均落点时，应将大部分印迹包含在圆内，圆b更合理地包含了多个印迹，能准确反映平均落点。
故选B。
（2）根据平抛运动规律有
联立解得小车与挡条碰撞前瞬间的速度大小
故选C。
（3）[1]为了使钩码的重力做功等于系统动能的增量，需平衡阻力，消除摩擦力的影响，故填A。
[2]系统动能增量为
故选D。
28．(1)匀速
(2)
(3) 打点计时器打第一个点时小车已经开始运动
(4)A
【详解】（1）正确操作方法是把长木板右端垫高，在不挂重物的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。
（2）[1]小车拖动纸带移动的距离等于重物下落的距离，又小车所受拉力约等于重物重力，因此拉力对小车做的功为
[2]小车做匀变速直线运动，因此打B点时小车的速度为打AC段的平均速度，则有
（3）[1]根据动能定理
结合题意，整理可得
故在图像中，图像的斜率
[2]根据图像可得
[3]结合上述分析可知，图像不通过原点的原因是由于打点计时器打第一个点时小车已经开始运动，即小车的初速度不为零。
（4）若m不满足远小于M，由动能定理可得
整理可得
则
故选A。
29．
【详解】（1）[1]小车通过光电门时的速度为
（2）[2]从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统重力势能减少量为
[3]从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统动能增加量为
（3）[4]改变l，做多组实验，做出如图以l为横坐标。以为纵坐标的图像，若机械能守恒成立有
整理有
可知，若图中直线的斜率近似等于，可认为该系统机械能守恒。
30．(1)
(2)
(3)C
【详解】（1）打b点时重物的瞬时速度等于打a、c两点间的平均速度，所以
（2）A上升高度为h，则B、C下降高度也为h ，系统重力势能减少量
系统动能增加量
若系统机械能守恒，则
即
（3）A．由可知，两边m可约去，所以重物质量可以不测量，A正确；
B．打点计时器竖直放置安装在铁架台上，可减小纸带与限位孔间的摩擦，从而减少实验误差，故B正确，不符合题意；
C．是自由落体运动的速度公式，此实验中重物不是自由落体运动，不能用该式计算b点速度，应该用平均速度法计算，故C错误，符合题意。
故选C。
31．(1)1.86
(2)1.05
(3) 2.1 2
(4)
【详解】（1）游标卡尺测得小球的直径为；
（2）在匀加速直线运动中，由中间时刻的速度等于这段时间内平均速度得，打下点时重物的速度大小为；
（3）[1]小球重力势能减少量为；
[2]小球通过光电门的速度大小为（点拨：小球通过光电门的平均速度表示小球的瞬时速度），则小球动能增加量为；
（4）验证系统机械能守恒定律的表达式是
整理得
32． 2.4 0.576 0.600
【详解】（1）[1]每相邻两计数点间还有4个点，相邻两计数点间的时间间隔为
在纸带上打下计数点5时的速度
（2）[2]两物体的初速度为零，所以在打点0~5过程中系统动能的增加量为
[3]系统势能的减少量包括m1增加的重力势能和m2减少的重力势能，为
33． 7.884（7.882~7.886）
【详解】（1）[1]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
（3）[2]小球的初动能为0，小球通过光电门时速度为，则小球增加的动能为。
（4）[3]根据机械能守恒有
变形得
结合图像可知
34．(1)
(2)C
(3)C
【详解】（1）[1]重力势能变化量可以由重力做功的多少来表示，则
[2]先计算B点瞬时速度
代入动能表达式可得
（2）在实验过程中，存在空气阻力和各种摩擦阻力，会导致重力势能减少量略大于动能增加量。
故选C。
（3）根据动能定理可知
可得
由此可知，在图像中，斜率为，因此小于2g。
故选C。
35．(1)AC
(2)2.4/2.5
(3)C
(4)
【详解】（1）除图1所示器材外，还需选用刻度尺和学生电源，不需要秒表。
故选AC。
（2）根据中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，可得C点的瞬时速度为
（3）A．工作电压偏低，对实验结果无影响，故A错误；
B．若存在空气阻力和纸带的摩擦力，重力势能的减少量大于动能的增加量，故B错误；
C．接通电源前释放了纸带，此时测得的C点的速度时下降的距离大于纸带上打点起点到C点间的距离，故此时C点的速度偏大，所以动能的增加量大于从至该点过程中重力势能减少量，故C正确。
故选C。
（4）挡光片通过光电门的速度为
动能的增加量为
重力势能的减少量为
若关系式满足
即
可验证机械能守恒定律。
36．(1)
(2) 50 12
【详解】（1）[1][2]小球经过光电门的挡光时间，可得小球到达平衡位置
为验证机械能守恒定律，此过程中重力势能转化为动能有
联立解得
可得纵坐标为
图像的斜率为。
（2）[1]10分度、20分度、50分度的游标卡尺的精确度分别为
此游标卡尺测得小球直径
可以判断所用的是50分度的游标卡尺。
[2]若为25分度的游标卡尺，其精确度为0.04mm，用此游标卡尺测量该小球直径，可得
则游标尺上第12条刻度线与主尺上的刻度线对齐。
37． 7.884/7.882/7.883/7.885/7.886 B 增大
【详解】（2）[1]依题意，小球的直径为
（3）[2]在测量时，因小球下落时间很短，如果先释放小球，有可能会出现时间记录不完整，所以应先接通数字计时器，再释放小球，故选B。
（4）[3]依题意，小球向下、向上先后通过光电门时的速度分别为v1、v2，则有
则小球与硅胶材料碰撞过程中机械能的损失量为
（5）[4]若调高光电门的高度，较调整之前小球会经历较大的空中距离，所以将会增大因空气阻力引起的测量误差。
38． mgh5 见解析
【详解】（1）[1]从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为
整理有
[2]打F点时钩码的速度为
由于在误差允许的范围内，认为释放钩码的同时打出A点，则钩码动能的增加量为
[3]钩码的重力势能增加量为
Ep重 = mgh5
（2）[4]钩码机械能的增加量，即钩码动能和重力势能增加量的总和，若无阻力做功则弹簧弹性势能的减少量等于钩码机械能的增加量。现在随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，而两条曲线在纵向的间隔即阻力做的功，则产生这个问题的主要原因是纸带与限位孔的摩擦力做功变多导致两曲线间隔变大。
39． 0.59 C
【详解】（1）[1]设初始位置时，细线与竖直方向夹角为θ，则细线拉力最小值为
到最低点时细线拉力最大，则
联立可得
即若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为；
（2）[2][3]由图乙得直线的斜率为
则小钢球的重力为
（3）[4]该实验系统误差的主要来源是小钢球摆动过程中有空气阻力，使得机械能减小，故选C。
40．(1) BC
(2) 小球通过光电门的过程中，若因细线形变等原因导致圆心划过轨迹的最低点略高于或低于光信号的高度，会使遮挡光信号的宽度小于实验过程中测量的小球直径d。由可知，斜率的测量值将总会略大于k的理论值。则可将小球换为质量分布均匀的金属小圆柱体，可避免遮挡光信号的宽度d′小于实验过程中测量的小球直径d带来的误差。
【详解】（1）[1]A．由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，所以不需要用天平测量重物的质量，故A错误；
B．为了减小纸带与打点计时器的摩擦，打开打点计时器前，应提住纸带上端使纸带竖直，故B正确；
C．为了充分利用纸带，实验中应先接通电源，后释放纸带，故C错误；
D．不能利用公式来求解瞬时速度，因为这样直接认为加速度为重力加速度，失去了验证的意义，故D错误。
故选BC。
[2]打B点时的速度
打O点到打B点的过程中，增加的动能为
打O点到打B点的过程中，减少的重力势能为
若机械能守恒，则有
整理得
（2）[1][2]当小球经过光电门时速度大小
从释放到经过光电门过程，小球增加的动能为
减少的重力势能为
若机械能守恒，则有
整理得
可知图像为过原点的一条倾斜直线，故纵坐标为，可知图像斜率。
[3]小球通过光电门的过程中，若因细线形变等原因导致圆心划过轨迹的最低点略高于或低于光信号的高度，会使遮挡光信号的宽度小于实验过程中测量的小球直径d。由可知，斜率的测量值将总会略大于k的理论值。则可将小球换为质量分布均匀的金属小圆柱体，可避免遮挡光信号的宽度d′小于实验过程中测量的小球直径d带来的误差。
41．(1)1.199/1.200/1.201
(2)
(3) 遮光片的速度大于小球的速度
【详解】（1）根据螺旋测微器的测量原理，遮光片的宽度为
（2）[1]根据单摆的特点可知，在最低点处时的拉力是最大的，所以周期的大小应为
[2]单摆的周期公式为，其中l为摆长，大小应为
整理后可得
（3）[1]由于遮光片很窄，可以近似利用遮光片通过光电门的平均速度来表示瞬时速度，即
[2]若忽略阻力，应有
整理后即为
[3]由于遮光片的位置低于小球，其做圆周运动的半径更大，通过光电门测得的速度会略大于小球，因此计算得到的小球的动能增加量会偏大。
42． 6.970/6.971/6.972/6.973
【详解】（1）螺旋测微器读数
（2）由图丙知单摆的周期为2T，代入单摆的周期公式
可得
（5）对摆球从某一高度摆到最低点有
又最低点
解得
综合可得图像斜率
43．(1)
(2)
【详解】（1）[1][2]小球经过光电门的挡光时间，则小球经过光电门的速度为
根据机械能守恒可得
整理可得
则以为横坐标、为纵坐标作直线图。若所得图像过原点，且斜率为，即可证明小球在运动过程中机械能守恒。
（2）若小球在摆动过程中机械能守恒，则有
整理可得
可证明小球在运动过程中机械能守恒。
44．(1)11.700/11.701/11.699
(2)
(3)C
【详解】（1）螺旋测微器的精度为，可知小球直径
（2）[1]球B经过光电门的时间记为，则
[2]自由释放细杆到球B通过光电门过程中，球B减少的重力势能
球A增加的重力势能
系统减少的重力势能
（3）若系统机械能守恒，则，即
解得
故选C。