小明同学想“探究向心力大小与角速度的关系”，并设计了如下实验。装置如图中甲所示。滑块套在水平杆上，可随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过细绳连接滑块，可测绳上拉力大小。滑块上固定一遮光片，它们的总质量为m，遮光片宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测出滑块中心到竖直杆的距离为l。实验过程中细绳始终被拉直。（滑块与杆之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
______ （用t、l、d表示）。
(2)为探究向心力大小与角速度的关系，得到多组实验数据后，应作出F与______ （填“t”、“
”“
”或“
”）的关系图像。若作出图像是一条过原点的倾斜直线（如图中乙），表明此实验过程中向心力与______ 成正比（选填“角速度”、“角速度平方”或“角速度二次方根”）。
(3)若该物体与水平杆的最大静摩擦力为
，则图乙中图像与横轴的交点的表达式为______ 。
(4)在此实验设备的基础上，小明想要继续设计实验，欲探究“向心力大小与质量的关系”。他设计如下方案，控制转动角速度不变，改变滑块质量多次进行试验，记录数据后绘出
的图像，下列四幅图像中，你认为最符合实际的是（ ）
(2)为探究向心力大小与角速度的关系，得到多组实验数据后，应作出F与
”“”或“”）的关系图像。若作出图像是一条过原点的倾斜直线（如图中乙），表明此实验过程中向心力与(3)若该物体与水平杆的最大静摩擦力为
，则图乙中图像与横轴的交点的表达式为(4)在此实验设备的基础上，小明想要继续设计实验，欲探究“向心力大小与质量的关系”。他设计如下方案，控制转动角速度不变，改变滑块质量多次进行试验，记录数据后绘出
的图像，下列四幅图像中，你认为最符合实际的是（ ）A． | B． | C． | D． |
更新时间：2024-05-15 16:09:17
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实验题
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适中
(0.65)
【推荐1】实验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。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
（1）本实验采用的方法是___________
A.控制变量法 B.等效法 C.模拟法
（2）当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，两个塔轮边缘处的___________ 大小相等；（选填“线速度”或“角速度”）
（3）图中所示，两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1∶9，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为___________ 。
A.1∶3 B.3∶1 C.1∶9 D.9∶1
和半径r之间的关系。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。 （1）本实验采用的方法是
A.控制变量法 B.等效法 C.模拟法
（2）当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，两个塔轮边缘处的
（3）图中所示，两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1∶9，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为
A.1∶3 B.3∶1 C.1∶9 D.9∶1
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名校
【推荐2】某同学利用图中所示的DIS向心力实验器来探究圆周运动向心力的影响因素。当质量为m的砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得；旋转臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，保持砝码的质量和转动半径r不变，改变其转速得到多组向心力F和挡光时间
的数据。
（1）某次挡光杆经过光电门时的挡光时间为，已知挡光杆到转轴的距离为d，挡光杆的挡光宽度为
，则可得砝码的角速度的表达式为____________ （用r、d、、表示）。
（2）保持挡光杆的旋转半径不变，以F为纵坐标，以____________ （选填“”、“
”、“
”或“
”为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线如图乙所示。根据图乙，得到的实验结论是：___________ 。
（3）图乙直线斜率k，由此可得砝码做圆周运动的半径为____________ （用m、k、d、、，表示）。
的数据。（1）某次挡光杆经过光电门时的挡光时间为
，已知挡光杆到转轴的距离为d，挡光杆的挡光宽度为，则可得砝码的角速度的表达式为、表示）。（2）保持挡光杆的旋转半径不变，以F为纵坐标，以
”、“”、“”或“”为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线如图乙所示。根据图乙，得到的实验结论是：（3）图乙直线斜率k，由此可得砝码做圆周运动的半径为
、，表示）。
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名校
【推荐3】如图是小明某次利用圆周运动演示仪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之间的关系的实验装置图，圆周运动演示仪两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。
（1）图中小明探究的是向心力大小与______ 的关系，此时应当选用质量______ 的小球分别放在挡板A和C处。
（2）当探究向心力大小和半径之间的关系时，应当将皮带套在塔轮半径______ （填：相等或不相等）的轮盘上。
和半径r之间的关系的实验装置图，圆周运动演示仪两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。（1）图中小明探究的是向心力大小与
（2）当探究向心力大小和半径之间的关系时，应当将皮带套在塔轮半径
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真题
名校
【推荐1】某实验小组利用图（a）所示的实验装置探究空气阻力与速度的关系，实验过程如下：
（1）首先将未安装薄板的小车置于带有定滑轮的木板上，然后将纸带穿过打点计时器与小车相连。
（2）用垫块将木板一端垫高，调整垫块位置，平衡小车所受摩擦力及其他阻力。若某次调整过程中打出的纸带如图（b）所示（纸带上的点由左至右依次打出），则垫块应该___________ （填“往左移”“往右移”或“固定不动”）。
（3）在细绳一端挂上钩码，另一端通过定滑轮系在小车前端。
（4）把小车靠近打点计时器，接通电源，将小车由静止释放。小车拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图（c）所示。已知打点计时器所用交流电的频率为
，纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出。打出F点时小车的速度大小为___________ 
（结果保留2位小数）。
（5）保持小车和钩码的质量不变，在小车上安装一薄板。实验近似得到的某时刻起小车v-t图像如图（d）所示，由图像可知小车加速度大小___________ （填“逐渐变大”“逐渐变小”或“保持不变”）。据此可以得到的实验结论是___________ 。
（1）首先将未安装薄板的小车置于带有定滑轮的木板上，然后将纸带穿过打点计时器与小车相连。
（2）用垫块将木板一端垫高，调整垫块位置，平衡小车所受摩擦力及其他阻力。若某次调整过程中打出的纸带如图（b）所示（纸带上的点由左至右依次打出），则垫块应该
（3）在细绳一端挂上钩码，另一端通过定滑轮系在小车前端。
（4）把小车靠近打点计时器，接通电源，将小车由静止释放。小车拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图（c）所示。已知打点计时器所用交流电的频率为
，纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出。打出F点时小车的速度大小为（结果保留2位小数）。（5）保持小车和钩码的质量不变，在小车上安装一薄板。实验近似得到的某时刻起小车v-t图像如图（d）所示，由图像可知小车加速度大小
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【推荐2】某兴趣小组的同学用如图的装置探究竖直面内的圆周运动，轻绳一端固定在光滑固定转轴O处，另一端系一小球，已知当地重力加速度为g。
（1）在小球运动的最低点和最高点附近分别放置了一组光电门，测出小球的直径为d，现使小球在竖直面内做圆周运动，通过光电门数字计数器读出小球经过最低点的挡光时间为
，经过最高点的挡光时间为
，则小球经过最低点的速度大小为
___________ ；经过最高点的速度大小为
___________ 。
（2）如果要验证小球从最低点到最高点机械能是否守恒，还需要测量的物理量有___________ （填字母代号）。
A．小球的质量m B．细绳的长度
C．小球运行一周所需要的时间T
（3）撤掉小球运动的最低点处的光电门，同时在光滑水平转轴O处安装了一个拉力传感器。改变小球每次通过最低点时速度大小，读出小球每次经过最高点的挡光时间和拉力传感器的示数F，得到多组数据，作出
图像为一条直线，发现该直线的横截距为a，纵截距为b，则小球的质量为___________ ，小球经过最高点的挡光时间的最大值为___________ 。（用a、b、g表示）
（1）在小球运动的最低点和最高点附近分别放置了一组光电门，测出小球的直径为d，现使小球在竖直面内做圆周运动，通过光电门数字计数器读出小球经过最低点的挡光时间为
，经过最高点的挡光时间为，则小球经过最低点的速度大小为（2）如果要验证小球从最低点到最高点机械能是否守恒，还需要测量的物理量有
A．小球的质量m B．细绳的长度
C．小球运行一周所需要的时间T（3）撤掉小球运动的最低点处的光电门，同时在光滑水平转轴O处安装了一个拉力传感器。改变小球每次通过最低点时速度大小，读出小球每次经过最高点的挡光时间
和拉力传感器的示数F，得到多组数据，作出图像为一条直线，发现该直线的横截距为a，纵截距为b，则小球的质量为的最大值为
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名校
【推荐3】当声源与观察者相对运动时，观测到的声音频率会发生变化，可以用此现象的原理测量运动员移动速度的大小。某同学查阅资料得知声源发出的声音频率是不变的，而观察者接收的频率由下述公式决定
，其中v是声速，
是观察者的速度，
是声源的速度，以上速度均是沿声源与观察者连线方向的速度大小。
是声源发出声音的频率，f是观察者接收到的频率。当两者靠近时，观察者接收的频率变高，反之变低。该同学为进一步研究此规律，设计了如下实验：下图中的扬声器可以发出特定频率的声音，滑片可在气垫导轨上做匀速直线运动。在滑片上固定一部智能手机，手机中的声学传感器可以记录手机接收到的声音频率随时间变化的情况。
（1）图甲是实验过程中手机接收到的频率信息，其中手机在①段处于静止状态，在②段__________ ，在③段____________ （分别填“向左运动”“向右运动”或“静止”）；
（2）手机静止一段时间后以
的速度运动，由图乙信息可得声速为__________ ；
（3）在跳台滑雪、速降雪车等项目中，固定在地面的发声器（同时也是接收器）若对着运动员发射频率为33kHz的超声波，声波遇到运动员后会立即反射，反射波的频率等于运动员接收的频率，发声器最终接收的频率是27.5kHz。已知声速是330m/s，测得运动员的速度大小是________ m/s。
，其中v是声速，是观察者的速度，是声源的速度，以上速度均是沿声源与观察者连线方向的速度大小。是声源发出声音的频率，f是观察者接收到的频率。当两者靠近时，观察者接收的频率变高，反之变低。该同学为进一步研究此规律，设计了如下实验：下图中的扬声器可以发出特定频率的声音，滑片可在气垫导轨上做匀速直线运动。在滑片上固定一部智能手机，手机中的声学传感器可以记录手机接收到的声音频率随时间变化的情况。（1）图甲是实验过程中手机接收到的频率信息，其中手机在①段处于静止状态，在②段
（2）手机静止一段时间后以
的速度运动，由图乙信息可得声速为；（3）在跳台滑雪、速降雪车等项目中，固定在地面的发声器（同时也是接收器）若对着运动员发射频率为33kHz的超声波，声波遇到运动员后会立即反射，反射波的频率等于运动员接收的频率，发声器最终接收的频率是27.5kHz。已知声速是330m/s，测得运动员的速度大小是
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