2022-2023年高考物理一轮复习 必修一实验专题

1．用等效替代法验证力的平行四边形定则的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是白纸上根据实验结果画出的图.(1)本实验中“等效替代”的含义是________.A．橡皮筋可以用细绳替代B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代(2)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿着AO方向的是________.DF′\n(3)完成该实验的下列措施中,能够减小实验误差的是________.A．拉橡皮筋的绳细一些且长一些B．拉橡皮筋时,弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平行C．拉橡皮筋的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些D．使拉力F1和F2的夹角很小\n2．利用如图甲装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．(1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持________状态．(2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图象．由此图象可得该弹簧原长x0＝____cm,劲度系数k＝____N/m.(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计,当弹簧测力计上的示数如图丙所示时,该弹簧的长度x＝_____cm.\n3．①在《验证力的平行四边形定则》实验中,两秤的拉力在图中作出,图中方格每边长度表示1N,O是橡皮条的一个端点,用两个直角三角板作出合力F的图示,最后得到的合力的大小为____________N.②在”验证二力合成的平行四边形定则”的实验中,下列说法中正确是（__________）A、两次拉橡皮条伸长的长度相等就能实现“等效”B、同一组实验,两次拉橡皮条时不一定使节点到达同一位置C、实验中,测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对测力计刻度D、实验中,把橡皮条与绳套的节点拉到O点时,为了以便算出合力的大小,两个测力计之间的夹角一定得取90度\n4．如图为“验证牛顿第二定律”的实验装置，砂和砂桶的总质量为，小车和砝码的总质量为。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。（1）本实验的研究对象是__________.A．小车与小车中砝码B．砂桶与砂C．小车与小车中砝码和砂桶与砂D．以上选项中的物体均可（2）实验中,需要进行“平衡摩擦力”的操作,平衡摩擦力的目的是A．使细线对小车的拉力即为小车所受的合外力B．使细线对小车的拉力等于砂及砂桶的总重力\n\n\nA．造成这一现象的原因是未平衡摩擦力B．造成这一现象的原因是不满足远小于C．在细线与小车连接处连上力的传感器，以其读数作为横坐标，可解决图像弯曲问题D．以上说法都不正确\n5．光电门是一种可以测量物体瞬时速度的器材,它利用的基本原理是：极短时间内的平均速度大小可以近似认为是该时刻的瞬时速度大小.下图为测定气垫导轨上滑块加速度的装置图,滑块上安装一宽度为d的遮光条,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字亳秒计记录了遮光条通过第一个光电门的时间为t1,通过第二个光电门的时间为t2\n(1)则滑块通过第一个光电门的瞬时速度大小_________，通过第二个光电门的瞬时速度大小________；（用符号表示）(2)若遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为t，则滑块的加速度大小_________.(用符号表示)\n6．如图甲所示,在研究弹力和弹簧伸长量的关系时,把弹簧上端固定在横梁上,下端悬吊不同重力的砝码,用刻度尺测量弹簧的长度,把弹簧的伸长Δx和弹簧弹力F的关系在F－Δx坐标系中描点如图乙所示.(1)从坐标系中的实验数据可知,该弹簧的劲度系数是________(精确到两位有效数字).(2)关于实验注意事项,以下哪项是没有必要的？(填入字母序号)________.A．悬吊砝码后,在砝码静止后再读数B．弹簧的受力不超过它的弹性限度C．尽量减小弹簧和横梁之间的摩擦\n7．某同学利用图（a）所示的实验装置探究物块速度随时间的变化.物块放在桌面上,细绳的一端与物块相连,另一端跨过滑轮挂上钩码.打点计时器固定在桌面左端,所用交流电源频率为50Hz.纸带穿过打点计时器连接在物块上.启动打点计时器,释放物块,物块在钩码的作用下拖着纸带运动.打点计时器打出的纸带如图（b）所示（图中相邻两点间有4个点未画出）.\n根据实验数据分析,该同学认为物块的运动为匀加速运动.回答下列问题：①已知打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上打相邻两计数点间的时间间隔为________．②在打点计时器打出B点时,物块的速度大小为_____m/s.在打出D点时,物块的速度大小为____m/s；（保留两位有效数字）③物块的加速度大小为_______m/s2.（保留两位有效数字）\n8．用图（a）的装置“验证牛顿第二定律”时有两个“巧妙”的设计,一是要求小车的质量远大于砂和砂桶的质量之和；二是对小车要进行“平衡摩擦力”操作．回答下列问题：\n（1）实验要求“小车质量远大于砂和砂桶质量之和”的目的是.（2）对小车进行“平衡摩擦力”操作时,下列必须进行的是_______A．取下砂和砂桶B．在空砂桶的牵引下,轻推一下小车,小车能做匀速直线运动C．小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时,打点计时器的电源应断开D．把长木板没有定滑轮的一端垫起适当高度（3）在满足实验条件下,某同学得到了如图（b）的图线（M为小车和砝码的总质量）,图线在纵轴上截距不为零的原因是．\n9．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中:（1）某同学将实验器材组装成如图所示的装置图,接通电源进行数据测量,该装置中的明显错误有（_____）A、打点计时器的电源不应使用干电池,应使用交流电源B、小车初始位置离打点计时器太远C、小盘里不该放钩码D、没有垫高木板平衡摩擦力\n（2）改正实验装置后,该同学顺利地完成了实验.图中是他在实验中得到的一条纸带,图中相邻两计数点的时间间隔为0.1s,由图中的数据可算得小车的加速度a为_______m/s2.(结果保留两位有效数字)（3）为保证绳子对小车的拉力约等于小盘和重物的总重力mg,小盘和重物的质量m与小车的质量M应满足的关系是_______.\n10．在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中,为了探求弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系,李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图所示的图象,从图象上看,该同学没能完全按实验要求做,使图象上端成为曲线,图象上端成为曲线是因为.其中甲弹簧的劲度系数为______N/m（结果保留三位有效数字）．若要制作一个精确度较高的弹簧秤,应选弹簧（填“甲”或“乙”）．\n11．某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”,已知小车的质量为M,砝码及砝码盘的总质量为m,所用的打点计时器所接的交流电的频率为50Hz,实验步骤如下：A．按图所示安装好实验装置,其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；B．调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动；C．挂上砝码盘,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求出小车的加速度；D．改变砝码盘中砝码的质量,重复步骤C,求得小车在不同合力作用下的加速度.\n根据以上实验过程,回答以下问题：(1)对于上述实验,下列说法正确的是（_________）A．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等B．实验过程中砝码盘处于超重状态C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行D．弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半E.砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量\n(2)实验中打出的一条纸带如图乙所示,由该纸带可求得小车的加速度为________m/s2.（结果保留2位有效数字）\n(3)由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象,与本实验相符合的是（_________）\n13．如图所示,为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图.（1）本实验采用的实验方法是____.A．控制变量法B．假设法C．理想实验法D．等效替代法（2）在保持小车受力相同时，探究加速度与质量关系的实验屮，以下故法正确的是()。A．平衡摩擦力时，应将装有砝码的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源D．为得出加速度a与与质量m的关系而作出图象\n（3）下图是实验中获取的一条纸带的一部分,其中O、A、B、C、D是计数点,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,打“B”计数点时小车的速度大小为___________________m/s.由纸带求出小车的加速度的大小为_____________m/s2.(计算结果均保留2位有效数字）（4）如图所示是某同学在探究加速度与力的关系时,根据测量数据作出的a〜F图线.其中图线不过原点的原因是,图线在末端弯曲的原因是.\n14．用图所示装置“探究加速度与力、质量的关系”。设小车和砝码的总质量为，砂和砂桶的总质量为。某同学用如图甲所示装置进行实验，打点计时器所用电源的频率为，重物通过跨过滑轮的细线与小车相连。请思考并完成相关内容：（1）本实验采用的科学方法是____________A．控制变量法B．假设法C．理想实验法D．等效替代法\n（2）实验时应使细绳与木板平行,将木板右端垫高以平衡摩擦力,这样操作的目的是__A．使打点计时器能够打出更清晰的点B．使细绳的拉力等于砂和砂桶的总重力C．使小车运动更快,从而减小实验误差D．使细绳的拉力等于小车所受合力（3）平衡摩擦力后，实验中打出的其中一条纸带如图乙所示（两相邻计数点间还有四个点没有画出），由该纸带可求得小车的加速度_____（结果保留三位有效数字）\n（4）某同学在做探究加速度与质量关系实验时，由于没有考虑和应满足的的关系，结果的图象可能是哪一幅__。A．B．C．D．\n15．如图1为“探究加速度与力的关系”的实验装置图,小车的质量为M,小桶及沙的质量为m．(1)实验时打点计时器应使用_________电源.（选填“直流”或“交流”）(2)实验中________.A．应保持M不变,改变mB．应保持m不变,改变MC．应保证M比m小得多D．应保持M和m的比值不变\n(3)如图2所示是实验中获得的一条纸带的一部分,选取A、B、C三个计数点,每相邻两个计数点间的时间间隔均为0.1s,则小车运动的加速度大小是______m/s2.（结果保留两位有效数字）(4)若某同学实验时遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他得到的a-F图象,应该是图3中的______图线.（选填“甲”、“乙”、“丙”）\n16．在做“探究力的平行四边形定则”实验时：(1)除已有的器材方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔外,还必须有______和________.(2)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须（______）A．每次把橡皮条与细绳套的结点拉到同样的位置B．每次把橡皮条拉直C．每次准确读出弹簧测力计的示数D．每次记准细绳的方向\n(3)某同学的实验结果如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与绳套结点的位置.图中________是力F1与F2的合力的理论值,________是力F1与F2的合力的实验值.通过本实验,可以得出结论：在误差允许的范围内力的合成遵守_____________________.\n17．用打点计时器测量重力加速度的实验装置如图所示.当纸带在钩码带动下向下运动时,打点计时器在纸带上打下一系列的点.（1）该实验中,下列实验操作正确的是__________.A．应从纸带上的第一个点迹开始测量、计算B．选用的钩码的质量应尽可能小些C．操作时,应先释放纸带,后接通电源D．打点计时器的上下两限位孔应在同一竖直线上\n（2）某同学在正确操作下,从打出的几条纸带中,挑出较为理想的一条纸带.把开始打的第一个点标为A,随后连续的几个点依次标记为B、C、D、E和F,测量出B点以后各点间的距离如图所示.计算纸带下落的加速度g=____________m/s2.（保留三位有效数字）（3）若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此误差的原因：___________________________.纸带和限位孔之间的摩擦\n18．在用接在50Hz交流电源上的打点计时器测定小车做匀加速直线运动的加速度的实验中,得到如图甲所示的一条纸带,每五个点取一个计数点.（1）由图甲可知,小车在桌面上是____________（填“从右向左”；或“从左向右”；）运动的；（2）该小组同学根据图甲的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到图甲中A点位置时的速度大小为___________m/s,加速度大小为____________m/s2.（结果均保留2位有效数字）\n19．某同学在做“测定木板与木块间动摩擦因数”的实验时,设计了两种实验方案.方案一：木板固定,用弹簧测力计拉动木块,如图a所示．方案二：用弹簧测力计钩住木块,用力拉动木板,如图b所示.除了实验必须的弹簧测力计、木块、木板、细线外,该同学还准备了若干重力均为2.00N的砝码．（1）上述两种方案中,你认为更合理的方案是,理由是____________.图（b）中固定弹簧测力计,拉动木板做相对运动,更容易控制拉动的速度,使示数更稳定,测量更准确\n20．如图所示为静宁一中两位同学探究“物体的加速度与其质量、所受合外力的关系”的实验装置图.\n（1）实验中,两位同学安装好实验装置后,首先平衡摩擦力,他们将长木板的一端适当垫高一些后,在不挂砝码盘的情况下,使小车靠近打点计时器后,先接通电源,后用手轻拨小车,小车便拖动纸带在木板上自由运动.若打点计时器第一次在纸带上打出的计时点越来越稀疏（从打出的点的先后顺序看）,则第二次打点前应将长木板底下的小木块垫的比原先更加_______（选填“高”或“低”）些；重复以上操作步骤,直到打点计时器在纸带上打出一系列___________的计时点,便说明平衡摩擦力合适.\n（2）平衡摩擦力后,在____________的条件下,两位同学可以认为砝码盘（连同砝码）的总重力近似等于小车的所受的合外力.（已知小车的质量为M,砝码盘（连同砝码）的总质量为m）（3）接下来,这两位同学先保持小车的质量不变的条件下,研究小车的加速度与受到的合外力的关系；图2为某次操作中打出的一条纸带,他们在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,图中数据的单位是cm.实验中使用的是频率f=50Hz的交变电流.根据以上数据,可以算出小车的加速度a=________m/s2.（结果保留三位有效数字）在砝码盘（连同砝码）的总质量远小于小车的质量\n（4）然后，两位同学在保持小车受到的拉力不变的条件下，研究小车的加速度a与其质量M的关系。他们通过给小车中增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出图线后，发现：当较大时，图线发生弯曲。于是，两位同学又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象，那么，两位同学的修正方案可能是____。A．改画a与（M＋m）的关系图线B．改画a与的关系图线C．改画a与的关系图线D.改画a与的关系图线\n（5）实验桌上，具体的实验装置如图3所示；在砝码盘中放入适当的砝码后，将小车靠近打点计时器，接通电源后释放小车，打点计时器便在纸带上打出了一系列的点，并在保证小车的质量M、砝码（连同砝码盘）的质量m不变的情况下，多次进行实验打出了多条纸带，分别利用打出的多条纸带计算出了小车运动的加速度，并求出平均加速度，则小车与长木板间的动摩擦因数=。（用m、M、g表示）