1、高一物理必修一实验题1. （1） （8 分）某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图所示的实验装置所用的钩码每只的质量都是 30g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将 5 个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中(弹力始终未超过弹性限度，取 g9.8m/s 2)试根据这些实验数据在图中给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小 F 跟弹簧总长 L 之间的函数关系图线该函数关系图线跟横坐标轴交点的物理意义是 该弹簧 的劲度 k N/m.（2） （10 分）在探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验时：（1）甲、乙两同学用同一装置做探究实验，画出了各自
2、如图所示的 aF 的图线，从图可知两个同学做实验时的_取值不同，其中_同学的取值较大（2）在探究 a 与 m 的关系时，当增加小车的质量时，为了使小车 F 一定，必须_（3）在测某物体 m 一定时， a 与 F 的关系的有关数据资料如下表a（m/s 2） 1.98 4.06 8.12F（N） 1.00 2.00 3.00 4.00上表中的空格请你根据下列纸带以及提供的数据补充，该数值应为_m/s 2其中 s13.07cm，s 29.31cm，s 315.49cm，s 421.75cm，s 527.78cm，s 632.34cm图中从 A 点开始每打 5 个点取一个计数点从表的数据可知，实验的结
3、论是：_1 （1）图线如右图（4 分） 该图线跟横轴交点的横坐标表示弹簧的原长 （2 分）k=25N/m（2 分）(2) （每空 2 分）质量，乙减少斜面的倾角 6.00；m 一定时，a 与 F 成正比。2 （4 分）在“验证力的平行四边形定则”实 验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上 A 点，另一端 系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套。实验中需用两个弹簧 秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条至某一确定的 O 点，如图 5 所示。某同学认为在此过程中必须注意以下几项：砝码质量(g) 0 30 60 90 120 150弹簧总长 (cm) 6.00 7.15 8.34 9.48 10.64
4、11.79弹力大小(N)F/NL/10-2m5 6 8 10 121.61.20.80.40F/NL/10-2m5 6 8 10 121.61.20.80.40两弹簧秤的拉力必须等大同一次实验过程中， O 点的位置不允许变动为了减小误差，两弹簧秤的读数必须接近量程其中正确的是_。 （填选项前的字母）3 （14 分）某实验小组利用如图 6 所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。（1）在实验中必须平衡摩擦力， 以 平衡摩擦力，当小车_ 运动时，摩擦力恰好被平衡（2）为了减小误差，在平衡摩擦力后，每次实验必须通 过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据。 若小车质量为 400g
5、，实验中每次所用的钩码总质量范围应选 组会比较合理。 （填选项前的字母）A10g40g B200g400g C1000g2000g （3）实验中打点计时器所使用的是 （交流、直流）电源 频率为 50Hz，图 7 中给出的是实验中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5 是计数点，每相邻两计数点间还有 4 个打点未标出每两个计数点间的时间间隔是 s，由该纸带可求得小车的加速度 = m/s2。a2 （4 分） B （4 分）3（14 分）（1）砝码的重力，匀速 （2） A （3 分） （3） 1.07 （4 分）（4）在质量不变的条件下，加速度与合外力成正比 （3 分） 4.一位同学在实验室使用打点
6、计时器：（1）电磁打点计时器和电火花打点计时器所使用的是 电源（填 交流 直流） ，电磁打点计时器的工作电压是 ，电火花打点计时器的工作电压是 。当电源频率是 50 z 时，它每隔 打一次点。（2）如研究物体作自由落体运动的实验，有下列器材可供选择：铁架台、重锤、电火花打点计时器及碳粉、纸带若干、220V 交流电源、天平、秒表其中不必要的两种器材是： ，缺少的一种器材是： 。（3）如测定匀变速直线运动的加速度实验中得到一段纸带，是一次实验中记录小车运动情况的纸带，图中A、B、 C、D、 E 为相邻的计数点，相邻记数点间的时间间隔为 T=0.1s，小车 打点计时器纸带图 6Fa0A图 8图 7A
7、 . B . C . D . E .76cm16cm34cm54cm图 6该小车运动的加速度 a= m/s2，计数点 D 的瞬时速度 vD= m/s。4. （1） 交流 6V 220V 0.02s （2）天平 秒表 刻度尺（3） 2 2.1从高考真题谈测加速度的方案云南泸西一中 马克斌研究匀变速直线运动规律的实验是高中力学实验的重点，也是历年高考的热点。加速度又是匀变速直线运动规律中起桥梁作用一个关键量，所以在研究匀变速直线运动规律的实验考题中都需要直接或间接的测加速度。本文就从历年的高考真题中小结测加速度的方案。方案一：利用打点计时器测加速度此方案直接来源于教材，属于基础类型。通过打点计时器
8、打出的纸带，就可以用刻度尺测出 X；用每打一个点的时间为 0.02 秒算出 T，利用公式 Xm-Xn=(m-n)aT2 就可计算加速度。此方案的关键是要理解公式中各个量的含义，X 是连续相等时间间隔的位移；m、n 是下标，指第几段位移；T 是两个记数点之间的时间间隔，如两个记数点之间有 5 个计时点，则 T=0.1s。例 1（2009 年江苏物理）“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图 1 所示。（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图 2 所示。计时器大点的时间间隔为 0.02s。从比较清晰的点起，每 5 个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车
9、的加速度 a=_m/s2。（结果保留两位有效数字）解析：（1）由图乙知，X 1=3.52cm、X 2=3.68cm、X 3=3.83cm、T=0.1s。带入 X1-X2=aT2可得加速度=0.16m/s 2。也可以用 X3-X2=aT2求解，得加速度=0.15m/s 2。例 2（2010 重庆，22）（1）某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率 f=50Hz 在线带上打出的点中，选出零点，每隔 4 个点取 1 个计数点，因保存不当，纸带被污染，如是 22 图 1 所示，A、B、C、D 是依次排列的 4 个计数点，仅能读出其中 3 个计数点到零点的距离： =16.6mm
10、=126.5mm =624.5mm。若无法再做实验，可由以上信息推知：相邻两计数点的时间间隔为_S打 C 点时物体的速度大小为_m/s(取 2 位有效数字)物体的加速度大小为_(用 、 、 、 和 f 表示)解析：匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以 aT2均匀增大，有 ， ，所以方案二：利用基本公式测加速度此方案是用基本公式变形，再利用刻度尺、秒表、光电门等工具测出位移 x、时间 t，就可以测出加速度。例 3（2011 年高考重庆理综卷）某同学设计了如图 3 所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数 。滑块和托盘上分别
11、放有若干砝码，滑块质量为 M，滑块上砝码总质量为 m ，托盘和盘中砝码的总质量为 m。实验中，滑块在水平轨道上从 A 到 B 做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度 g 取 10m/s2。（1）为 测 量 滑 块 的 加 速 度 a， 须 测 出 它 在 A、 B 间 运 动 的 与 ， 计 算 a 的 运 动 学 公 式 是 _；解析：（1）滑块在水平轨道上从 A 到 B 做初速为零的匀加速直线运动，根据 x= at2得 a= ，所以需要测量的是位移和时间。例 4.（2011 年高考上海卷）如图 4，为测量作匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为 b 的挡光片 A、 B 固定在小车上，测得二
12、者间距为 d。图 4当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间 t 1和 t 2，则小车加速度 a= 。解析：小车经过 A 点时速度 vA=，小车经过 B 点时速度 vB=，由公式：2 ad=vB2-vA2，解得加速度 a=。方案三：图像法测加速度此方案是利用数学函数图像的直观来测加速度，一般是用一次函数的斜率。如 v-t 图像，利用公式 V=V0+at 跟一次函数 y=kx+c对比，得 a=k； s/t-t 图像，由 s=v0t+ at2、v 1=v0+at 得 =v1- at,跟一次函数 y=kx+c 对比得 a=2k。例 5.（2011 年高考广东理综卷）图 5 是“研究匀变速
13、直线运动”实验中获得的一条纸带， O、 A、 B、 C、 D 和 E 为纸带上六个计数点。加速度大小用 a 表示。（2）图 6 是根据实验数据绘出的 s-t2图线（ s 为各计数点至同一起点的距离），斜率表示_，其大小为_m/s 2（保留三位有效数字）。解析：（2）加速度一半， a=k=0.467，所以 a=0.933m/s2例 6.（2011 年高考全国卷新课标版）利 用图 7 所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至
14、乙所用的时间 t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离 s，记下相应的 t 值；所得数据如下表所示。s(m) 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 0.950T(ms) 292.9 371.5 452.3 552.8 673.8 776.4s/t(m/s) 1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22完成下列填空和作图：若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小 a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度 v1、测量值 s 和 t 四个物理量之间所满足的关系式是_；根据表中给出的数据，在图 8 给出的坐标纸上画出 s/t-t 图线；由所画出的 s/t-t 图线，得出滑块加速度的大小为 a=_m/s2（保留 2 位有效数字）。解析：（3）作图求出斜率 k=-0.9897m/s2， a=2k2.0m/s 2
