1、.（2020·高三下学期线上检测）如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相
等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)为完成实验，还需要的实验器材有：__________________________________。
(2)实验中需要测量的物理量有：________________________________________。
(3)图乙是弹簧弹力 F 与弹簧伸长量 x 的 Fx 图线，由此可求出弹簧的劲度系数为________ N/m。
(4)为完成该实验，设计的实验步骤如下：
A.以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组（x，F）对应的点，并用平滑的曲线连接起来；
B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度 l0；
C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；
D．依次在弹簧下端挂上 1 个、2 个、3 个、4 个……钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，
并记录在表格内，然后取下钩码；
E.以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式。首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二
次函数；
F.解释函数表达式中常数的物理意义；
G.整理仪器。
请将以上步骤按操作 先后顺序排列出来：_______________________________。
【答案】 (1). 毫米刻度尺 (2). 弹簧原长 伸长后总长度 (3). 200 (4). C B D A E F G
【解析】
的(1)[1]为完成实验，还需要的实验器材有毫米刻度尺，记录弹簧总长度，计算伸长量。
(2)[2]实验中需要测量的物理量有弹簧原长、伸长后总长度，从而计算出不同弹力下的伸长量。
(3)[3]由胡克定律 可得
(4)[4]实验步骤：
①将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；②记下弹簧不
挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度 l0；
③依次在弹簧下端挂上 1 个、2 个、3 个、4 个……钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，
并记录在表格内，然后取下钩码；
④以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组（x，F）对应的点，并用平滑的曲线连接起来；
⑤以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式。首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑
二次函数；
⑥解释函数表达式中常数的物理意义；
⑦整理仪器。
故按操作的先后顺序排列出来：C、B、D、A、E、F、G。
2、（2020·湘赣皖长郡中学等十五校高三下学期第一次考试）很多人都认为“力越小速度就越小”，为了检验
这个观点是否正确，某兴趣小组的同学设计了这样的实验方案：在水平桌面上放一木块，木块后端与穿过
打点计时器的纸带相连，前端通过定滑轮与不可伸长的细线相连接，细线上不等间距地挂了五个钩码，其
中第四个钩码与第五个钩码之间的距离最大。起初木块停在靠近打点计时器的位置，第五个钩码到地面的
距离小于木块到定滑轮的距离，如图甲所示。接通打点计时器，木块在钩码的牵引下，由静止开始运动，
所有钩码落地后，木块会继续运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为 50Hz。图乙是实验得到的第
一个钩码落地后的一段纸带，纸带运动方向如箭头所示。（当地重力加速度大小 g 取 9.8m/s2）
F kx=
2
6 N/m=200N/m3 10
Fk x −= = ×(1)根据纸带上提供的数据，可以判断第五个钩码落地时可能出现在纸带中的______段（用 D1，D2，…，D15
字母区间表示）；第四个钩码落地后至第五个钩码落地前木块在做______运动。
(2)根据纸带上提供 数据，还可以计算出第五个钩码落地后木块运动的加速度大小为______m/s2；木块与
桌面间的动摩擦因数为 =______。（计算结果保留两位有效数字）
(3)根据纸带上提供的数据，分析可知“力越小速度就越小”的观点是___的。（填“正确”或“错误”）
【答案】 (1). (2). 匀速直线 (3). 5.0 (4). 0.51 (5). 错误
【解析】
(1)[1][2]．第五个钩码落地后木块将做减速运动，点迹间距逐渐减小，则可以判断第五个钩码落地时可能出
现在纸带中的 ；由此也可判断第四个钩码落地后至第五个钩码落地前的一段时间内，纸带上点迹
均匀，木块在做匀速直线运动。
(2)[3][4]．由纸带可看出，第五个钩码落地后 根据 可得木块运动的加速度大小为
由
可得
的
µ
10 11~D D
10 11~D D
0.2cmx∆ = 2x aT∆ =
2
2
2 2
0.2 10 5.0m/s0.02
xa T
−∆ ×= = =
mga gm
µ µ= =μ=0.51
(3)[5]．根据纸带上提供的数据，分析可知“力越小速度就越小”的观点是错误的。
3、（2020·四川省宜宾市四中高三下学期第一次在线月考）某物理课外兴趣小组的三名同学想“验证力的平行
四边形定则”，他们找到了如下物品：一根粗细均匀的长橡皮筋、木板、剪刀白纸、铅笔、刻度尺、三角板、
三个重量相同的钩码图钉和细绳若干．他们设计了如下实验方案：
步骤 1：橡皮筋一端固定，另一端系上细绳套，分别挂上一个两个、三个钩码，用刻度尺测量挂上相应的钩
码时橡皮筋的长度，看伸长量是否与所挂钩码数成正比，若成正比则进行下一步；
步骤 2：将橡皮筋剪成长度均为的三段，将三段橡皮筋的一端系在一起设为结点 O，另一端均系上细绳套，
任取两细绳套对拉检查对应橡皮筋长度是否相等，若相等则进行下一步；
步骤 3：在木板上固定白纸，在白纸合适位置用图钉套住一细绳套，现用手将另两细绳套成一定角度往下拉
适当的距离记录结点 O 的位置和测量三段橡皮筋的长度 l1、l2、l3．(如图所示)
(1)则有关上述操作说法正确的有（ ）
A.步骤 1 的目的是判断橡皮筋是否符合胡克定律
B.步骤 2 的目的是判断三段橡皮筋劲度系数是否相同
C.步骤 3 还需要记录橡皮筋 2、3 的方向
D.步骤 3 还需要测力计测量三段橡皮筋的拉力大小
(2)该小组的三名同学分别做此实验，则他们在改变细绳的夹角再做实验时___________(填“需要”或“不需要”)
保证结点 O 位置不变．现测得 l=10.0m，则甲、乙、丙记录的数据明显存在错误的是___________(填“甲”或
“乙”或“丙”)．甲：l1=l2=l3=15.0cm；
乙：l1=15.0cm，l2=120.cm，l3=12.0cm；
丙：l1=16.0cm，l2=13.0cm，l3=14.0cm
【答案】 (1). ABC (2). 不需要 (3). 乙
【解析】
（1）根据实验的原理结合实验的步骤分析解答；（2）此实验是用橡皮筋的形变量来代替力的大小，根据
三力平衡的条件即可分析．
（1）步骤 1 中，若橡皮筋的伸长量与所挂钩码数成正比说明符合胡克定律，则步骤 1 的目的是判断橡皮筋
是否符合胡克定律，选项 A 正确；任取两细绳套对拉，因橡皮筋受的拉力相等，若对应橡皮筋长度相等，
则形变量相同，则劲度系数相同；则步骤 2 的目的是判断三段橡皮筋劲度系数是否相同，选项 B 正确；步
骤 3 还需要记录橡皮筋 2、3 的方向，选项 C 正确；因橡皮筋的拉力与形变量成正比，则步骤 3 不需要测力
计测量三段橡皮筋的拉力大小，选项 D 错误；故选 ABC.
（2）该小组的三名同学分别做此实验，则他们在改变细绳的夹角再做实验时，因两次实验间无任何关系，
则不需要保证结点 O 位置不变．用橡皮筋的长度减去原长即为伸长量，此伸长量与力成正比，可代替力来
操作，则甲同学中三个力分别对应：5、5、5，三力能平衡；乙同学中三个力对应：5、110、2，此三力不
可能平衡；乙同学中三个力对应：6、3、4，此三力可能平衡；故乙记录的数据明显存在错误；
4、（2020·高三下学期综合演练八）A、B 两位同学做“探究加速度与物体质量、物体受
力的关系”实验。
(1)实验装置如图甲所示，打出了一条纸带如图乙所示，计时器所用交流电源的频率为 50Hz，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，该小车的加速度为________m/s2（结果保留两
位有效数字）。
(2)两同学各取一套图示的装置放在水平桌面上，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度 a 与拉力 F 的关系，分别得到如图丙中 A、B 两条直线，图线斜率为____________（用文字表示），则 A、B 两同学用的小
车与木板间的动摩擦因数的关系为 μA______μB（选填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】 (1). 0.15 (2). 小车质量 倒数 (3). 大于
【解析】
(1)[1]如果每 5 个点取一个点，则连续两点的时间间隔为
则小车的加速度为
(2)[2][3]当没有平衡摩擦力时有
则有
即图线斜率为小车质量的倒数，纵轴截距的大小为 ，由图像可知
5、（2020·山东省济南钢铁高中高三下学期 3 月初模拟）某兴趣小组用如图甲所示的实验装置来测物块与斜
面间的动摩擦因数．PQ 为一块倾斜放置的木板，在斜面底端 Q 处固定有一个光电门，光电门与数字计时器
相连(图中未画)．每次实验时将一物体(其上固定有宽度为 d 的遮光条)从不同高度 h 处由静止释放，但始终
保持斜面底边长 L＝0.500 m 不变．(设物块与斜面间的动摩擦因数处处相同)
的
5 0.02s=0.1sT = ×
2 2 2
2
6.64 6.34 10 m/s 0.15m/s2a T
−−= × =
T f ma− =
Ta gm
µ= −
gµ
A B
µ µ>(1)用 20 分度游标卡尺测得物体上的遮光条宽度 d 如乙图所示，则 d＝__________cm；
(2)该小组根据实验数据，计算得到物体经过光电门的速度 v，并作出了如图丙所示的 v2－h 图象，其图象与
横轴的交点为 0.25．由此可知物块与斜面间的动摩擦因数 μ＝______________；
(3)若更换动摩擦因数更小 斜面，重复上述实验得到 v2－h 图象，其图象的斜率将______________(填“增
大”“减小”或“不变”)．
【答案】 (1). 0.225 (2). 0.5 (3). 不变
【解析】
（1）由图知第 5 条刻度线与主尺对齐，则读数为： ；
（2）设斜面的长为 s，倾角为 ，由动能定理得：
即： ，
由图象可知，当 时， ，代入得到： ；
（3）由 知斜率 为定值，若更换动摩擦因数更小的斜面，图象的斜率不变．
6、（2020·陕西省咸阳市高三下学期 3 月第二次模拟）现要用图甲所示的装置来探究“加速度与质量之间的关
系”，实验时忽略小车所受导轨对它的摩擦力，在倾斜导轨的 B2 点处有一时间传感器，能记录小车从倾斜导
轨 B1 点下滑到 B2 点的时间。实验步骤如下。完成下述步骤中所缺少的内容。
的
2 5 0.05 2.25 0.225d mm mm mm cm× == + =
θ 2( ) 1
2mgsin mgcos s mvθ µ θ- =
21
2mgh mgL mvµ- = 2 2 2v gh gLµ= -
0.25h m= 0v = 0.5µ =
2 2 2v gh gLµ= - 2k g=①按图甲安装好实验器材，用刻度尺测出 B1 到 B2 之间的距离 s；
②将小车置于 B1 处并用弹簧秤沿导轨向上拉着小车并保持静止，读出此时的拉力 F；
③让小车自 B1 处静止释放，小车通过 B2 后，记下时间传感器测得小车从 B1 运动到 B2 的时间 t；
④再将小车置于 B1 处，往小车中增加钩码，设所加钩码总质量为 m。为保持小车与钩码的合外力 F 不变，
可采用如下方法：用弹簧秤沿着导轨拉着小车静止，调节导轨倾角的旋钮使导轨 ___，直到弹簧秤的读数
为____为止。然后重复步骤③；
⑤多次往小车中增加钩码，然后重复步骤④；
⑥利用实验中所测得的数据做出了如图乙所示的 图像，本实验中测得 B 与 B 之间的距离 s=1.50m，
那么根据该图像求得小车的质量 M=________kg，小车所受的合外力大小为 F=__________（计算结果保留
三位有效数字）。
【答案】 (1). 与水平面的夹角变小 (2). F (3). 0.50 (4). 0.214
【解析】
④[1][2]由平衡条件得
可见在小车增加钩码的同时为保持小车所受的合外力不变，应旋转调节导轨倾角的旋钮以调整导轨的高度，
将导轨的高度降低，直到弹簧秤的读数为 F 为止；
⑥[3][4]由匀加速直线运动位移公式 ，可得小车的加速度为
由牛顿第二定律得
即
2m t−
( ) sinF m M g θ= +
21
2s at=
2
2sa t
=
2
2( ) ( ) sF m M a m M t
= + = +由图像可知，图象在纵轴上截距的绝对值表示小车的质量，因此小车的质量为
图象的斜率为
由乙图可知，直线斜率为
故小车所受的合外力为
7、（2020·江西省南昌市十中高三下学期综合模拟）某实验小组同学利用下列器材做“研究合外力做功与动能
变化的关系”实验：
A.一端带有滑轮和刻度尺的轨道
B.两个光电计时器
C.安装有挡光片的小车（质量为 M）
D.拴有细线的托盘（质量为 m0）
E.可以调节高度的平衡支架
F.一定数量的钩码
某小组选用上述器材安装实验装置如图甲所示，轨道上安装了两个光电门 A、B。实验步骤：
2
2
Fm t Ms
= −
0.50kgM =
2
Fk s
=
0.5 0.07147k = =
2 2 1.50 0.0714N 0.214NF sk= = × × =①调节两个光电门中心的距离，记为 L；
②调节轨道的倾角，轻推小车后，使小车拉着钩码和托盘能沿轨道向下匀速经过光电门 A、B，钩码的质量
记为 m；
③撤去托盘和钩码，让小车仍沿轨道向下加速经过光电门 A、B，光电计时器记录小车通过 A、B 的时间
分别为△t1 和△t2；
④利用测得 数据求得合外力做功与动能变化的关系。根据实验过程，滑轮的摩擦力不计，回答以下问题
(1)图乙是用游标卡尺测挡光片的宽度 d，则 d=______cm。
(2)小车加速从 A 到 B 过程中合外力做的功 W=________；小车动能的变化量的表达式△Ek=___（用测得的物
理量的字母符号表示）。通过实验可得出：在误差允许的范围内合外力所做的功等于小车动能的增量。
【答案】 (1). 0 735 (2). (3).
【解析】
(1)[1]游标为 20 分度，精确度为 0.05mm，游标对齐的格数不估读，则测挡光片的宽度为
(2)[2]调节轨道 倾角轻推小车后使小车拉着钩码和托盘能沿轨道向下匀速下滑，说明小车的合力为零，而
撤去托盘 m0 和钩码 m，小车的合力变为
则小车加速从 A 到 B 过程中合外力做的功为
的
.
的
( )0m m gL+
2 22
2 1
1 1
2
Md
t t
− ∆ ∆
7mm 7 0.05mm 7.35mm 0.735cmd = + × = =
0=( )F m m g+合[3]光电门挡住光的时间极短，求出的平均速度可认为是小车通过 A、B 两位置的瞬时速度，有
，
则小车动能的变化量的表达式为
0( )W F L m m gL= = +合
1
A
dv t
= ∆ 2
B
dv t
= ∆
2 22
2 2
2 1
1 1 1 1
2 2 2k B A
MdE Mv Mv t t
∆ = − = − ∆ ∆
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