高一上学期物理期末复习专题练习（实验）
一、探究两个互成角度的力的合成
1、某同学进行“验证力的平行四边形定则”实验，试完成主要步骤：
（1）如图甲，将木板水平放好，用两只弹簧测力计B、C分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，记下结点的位置O点、两弹簧测力计的读数F1=4.00N和F2=5.40N以及________。
（2）用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条与细绳套的结点拉到_________，记下弹簧测力计的示数F(如图乙所示)=_______N，记下细绳套的方向。
（3）图丙中记录了F1、F2、F的方向，请选定合适的标度，以O为作用点，画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合，_________并量出F合=_________N；
（4）比较F与F合的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再次进行实验。
（5）关于该实验的注意事项，下列说法中正确的是( )
A．对弹簧测力计调零时应将测力计竖直放置
B．F1、F2弹簧测力计的示数最好接近满量程
C．弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行
D．每次实验中两个分力间的夹角必须大于90°
2、某同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：
（1）该同学的实验步骤为：
a．在竖直木板上固定白纸，木板上固定两个光滑的定滑轮，质量为m1、m2的两个物块通过轻绳被弹簧测力计拉住而处于静止状态，O为轻绳的结点，此时需记录的有______(m1、m2已知，重力加速度为g)，由记录的物理量选择合适的标度画平行四边形来验证结论是否成立；
b．改变弹簧测力计拉力F的大小重复步骤a，再次验证力的平行四边形定则，在第二次实验中，是否要保证结点O的位置与第一次实验相同？______(填“是”或“否”)，并说明理由______。
（2）如果只增大弹簧测力计的拉力F而保证其他的条件不变，当系统再次平衡时，下列说法正确的是______。
A．结点O的位置会向右移 B．OA与OB绳的拉力的合力不变
C．OB绳与竖直方向的夹角会变小 D．OA绳与竖直方向的夹角会增大
二、探究加速度与力、质量的关系
3、在探究加速度与力、质量的关系多大实验中，我们知道，物体的加速度a同时跟合外力F和质量M两个因素有关。
（1）探究这三个物理量之间的定量关系所涉及的物理思想方法是 。
A．控制变量法 B．累积测量法 C．合理外推法
（2）某同学设计了如图所示的甲、乙、丙3种方案，小车质量用M表示（乙图中M包括小车与传感器，丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮），钩码总质量用m表示。
为便于测量合外力的大小，并得到“小车质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比”的结论，下列说法正确的是 （填选项前的字母）。
A．三种方案中只有甲方案需要平衡摩擦力 B．三种方案都需要平衡摩擦力
C．三种方案中只有甲方案需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的质量M的条件
D．三种方案都需满足所挂钩码的总质量m远小于小车的质量M的条件
（3）该同学利用乙方案打出的纸带求加速度时，求加速度的处理方案有两种：
A．根据a=利用逐差法计算 B．利用公式a=计算
两种方案中，你认为选择方案 比较合理。
（4）如图为实验中打出的一条纸带，从比较清晰的AB点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离。已知所用电源的频率为50Hz，则打点计时器打下D点时小车的速度大小v= m/s，小车的加速度a= m/s2。（结果均保留2位有效数字）
（5）某同学通过实验得到如图所示的a-F图像，造成这一结果的原因是 ．
（6）“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，在探究加速度a和小车质量M的关系时，由于没有能够始终满足M》m（m为沙桶和沙的总质量）的条件，结果得到的a-图像应该是下图中的 ．
4、如图为高一实验小组“探究牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的质量为m，小车和砝码的总质量为M。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）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是( )
A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动
（2）实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是( )
A．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
D．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
（3）若将砂和砂桶的总重力mg近似地当成小车所受的拉力，需满足的条件：沙和桶的总质量m （选填“远大于”或“远小于”）小车质量M。若小车所受拉力的真实值为F真，为了使<5%，则M与m应当满足的条件是< 。
5、某实验小组利用如图所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系。
（1）已知两个光电门中心之间的距离x＝24 cm，遮光条的宽度d＝0.52 cm。该实验小组在做实验时，将滑块从如图所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1，遮光条通过光电门2的时间Δt2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1＝ ，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2＝ ，则滑块的加速度的表达式a＝ 。（以上表达式均用字母表示）
（2）在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验，得到如表所示的实验数据，通过分析表中数据，你得出的结论是 。
m/g 250 300 350 400 500 800
a/（m·s2） 2.02 1.65 1.33 1.25 1.00 0.63
/kg-1 4.00 3.33 2.86 2.50 2.00 1.25
6、某同学利用如图装置研究“加速度与外力的关系”。将力传感器安装在置于光滑水平轨道的小车上，通过细绳绕过光滑定滑轮悬挂钩码。开始实验后，依次按照如下步骤操作：
①同时打开力传感器和位移传感器； ②释放小车；
③关闭传感器，根据，图像记录下绳子拉力和小车加速度。
④重复上述步骤。
（1）安装在小车上的是位移传感器的_________（选填“发射器”/“接收器”）部分；
（2）实验前对力传感器进行调零时_________（选填“需要”/“不需要”）在细绳下方悬挂钩码；
（3）某次释放小车后得到的，图像如图所示。根据图像，此次操作应记录下的外力大小为_________，加速度为_________。（保留2位有效数字）
（4）利用上述器材和过程得到多组数据作出图像，为一直线，则( )
A．理论上直线斜率应等于小车质量
B．直线不过原点可能是因为轨道没有调整到水平
C．如果小车受到来自水平轨道的恒定阻力，直线斜率会变小
D．若实验中钩码质量较大，图像可能会呈现一条曲线
7、在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学对教材上的实验方案做了改进，如图甲所示，调节桌面水平，用力传感器直接测细线中的拉力F，小车在大小为2F的水平拉力作用下，由静止开始做匀加速运动。
（1）关于该实验的操作，下列说法正确的是_________。
A．必须用天平测出砂和砂桶的质量，以其重力来表示绳中的拉力大小
B．一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C．需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带，测出加速度a与相应力传感器示数F
（2）实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是_________m/s2。（结果保留两位有效数字）
（3）由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示，则小车与轨道间的滑动摩擦力Ff＝_________N，小车质量m=_________kg。（结果保留两位有效数字）
（4）小明同学不断增加砂子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为_________m/s2。（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）
三、探究平抛运动的特点
8、在“探究平抛运动的特点”实验中，杨村一中某实验小组进行了如下实验：
（1）利用如图1所示装置实验，重复实验数次，无论打击力大或小，仪器距离地面高或低，A、B两球总是同时落地，该实验表明 ：
A．平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动
B．平抛运动水平方向的分运动是匀加速直线运动
C．平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动
D．平抛运动竖直方向的分运动是匀速直线运动
（2）如图2所示，在探究平抛运动水平分运动的特点时，下列器材中除木板、小球、斜槽、铅笔、刻度尺、图钉、白纸和复写纸之外，还需要的有 。（选填“弹簧测力计”、“重锤线”或“天平”）
（3）为了描绘出平抛运动轨迹，下列实验操作说法正确的是
A．斜槽轨道要尽量光滑
B．斜槽轨道末端要保持切线水平
C．保证小球每次从斜槽上相同的位置由静止开始运动
（4）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5cm，通过实验记录了小球在运动途中的三个位置，如图3所示，则该小球做平抛运动的初速度为 m/s。（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）
9、三位同学根据不同的实验条件，进行“探究平抛运动规律”的实验。
（1）甲同学采用图1所示的装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明 。
A．A球运动的竖直方向分运动是自由落体运动
B．A球运动的水平方向分运动是匀速直线运动
C．A球运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
（2）乙同学采用图2所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球 P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC= BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0，同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象应是 。仅仅改变弧形轨道M的高度（保持AC不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明 。
（3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图3所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为 1.25 cm，由图可求得拍摄时每隔 s曝光一次 ( g 取 9.8 m/s2)。
参考答案：
1、(1)两细绳套的方向 (2)O点 (3)3.90 (4)略 (5)4.30 (6)C
2、（1）①结点O的位置及OA、OB绳的方向、弹簧测力计的示数 ②否 ③因为每次实验都是独立的，改变拉力F，结点O的位置会变化 （2）ABD
3、 （1） A （2）BC （3） A （4） 0.50 0.93 （5）平衡摩擦力过度 （6）D
4、（1）B （2）D （3）远小于 0.05
5、（1） （2） 当合外力一定时，在误差允许的范围内，物体的质量和加速度的乘积近似相等，所以在合外力不变的情况下，物体运动的加速度跟物体的质量成反比。
6、（1）发射器 （2）不需要 （3）0.82 1.6 （4） B
7、（1）C （2） 2.4 （3） 1.0 2.9 （4）5.0
8、（1）C （2） 重锤线 （3） BC （4） 1.5
9、（1）A （2）铁球P、Q同时到达水平轨道上的同一位置相碰 铁球P的水平分运动为匀速直线运动 （3）
