高中物理高考复习力学实验讲解及练习题含答案

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高中物理高考复习力学实验讲解及练习题含答案

高考复习 力学实验题 ‎ ‎ 一.实验题(共17小题)‎ ‎1.(2016•天津)某同学利用图1示装置研究小车的匀变速直线运动.‎ ‎①实验中,必要的措施是   .‎ A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车 C.小车的质量远大于钩码的质量 D.平衡小车与长木板间的摩擦力 ‎②他实验时将打点机器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图2所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出)s1=3.59cm,s2=4.41cm,s3=5.19cm,s4=5.97cm,s5=6.78cm,s6=7.64cm,则小车的加速度a=   m/s2(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打B点时小车的速度vB=   m/s.(结果均保留两位有效数字)‎ ‎2.(2016•高港区校级学业考试)利用图中所示的装置可以研究自由落体运动,实验中需要调整好仪器,接通打点计时器的电源,松开纸带,使重物下落,打点计时器会再纸带上打出一系列的小点,‎ ‎(1)若实验时用到的计时器为电磁打点计时器,打点计时器的安装要使两个限位孔在同一   (选填“水平”或“竖直”)线上,以减少摩擦阻力;‎ ‎(2)实验过程中,下列说法正确的是   ‎ A、接通电源的同时要立刻释放重物 B、选取纸带时要选取第1个点与第2个点之间的距离接近4mm且清晰的纸带 C、释放重物之前要让重物靠近打点计时器 D、为了使实验数据更加准确,可取多次测量结果的平均值 ‎(3)为了测得重物下落的加速度,还需要的实验仪器是   ‎ A、天平 B、秒表 C、米尺.‎ ‎3.(2017春•涞水县校级月考)某学生利用“研究匀变速直线运动”的实验装置来测量一个质量为m=50g的重锤下落时的加速度值,该学生将重锤固定在纸带下端,让纸带穿过打点计时器,实验装置如图1所示.‎ ‎(1)以下是该同学正确的实验操作和计算过程,请填写其中的空白部分:‎ ‎①实验操作:   ,释放纸带,让重锤自由落下,   .‎ ‎②取下纸带,取其中的一段标出计数点如图2所示,测出相邻计数点间的距离分别为x1=2.60cm,x2=4.14cm,x3=5.69cm,x4=7.22cm,x5=8.75 cm,x6‎ ‎=10.29cm,已知打点计时器的打点间隔T=0.02s,则重锤运动的加速度计算表达式为a=   ,代入数据,可得加速度a=   m/s2(计算结果保留三位有效数字).‎ ‎4.(2016春•哈尔滨校级期中)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,用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,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、F2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   ,记下细绳的方向(如图丙中的Oc).如乙图所示,读得弹簧测力计的示数F=   ‎ ‎(3)如丙图所示,按选定的标度作出了力的图示,请在图丙中:‎ a.按同样的标度作出力F的图示 b.按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F′‎ ‎(4)关于该实验注意事项,下列说法中正确的是   ‎ A.实验中所用的两根细绳越短越好 B.弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行 C.每次实验中两个分力间的夹角必须大于90°.‎ ‎5.(2016春•衡阳校级期末)“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.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.‎ ‎(1)本实验采用的科学方法是   ‎ A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法   D.建立物理模型法 ‎(2)某同学用两个弹簧秤将结点拉至某位置,此时该同学记录下了结点O的位置及两弹簧秤对应的读数,他还应该记录下   .‎ ‎(3)图乙中的F是利用平行四边形定则作出的两个弹簧秤拉力的合力的图示,F′为用一个弹簧秤将结点拉至同一点时所用拉力的图示,这两个力中,方向一定沿AO方向的是   .‎ ‎ ‎ ‎6.(2016春•临沂校级期末)在“探究求合力的方法”实验中,可以设计不同的方案探究.以下是甲、乙两位同学设计的两个实验方案,‎ ‎(1)甲同学设计的方案如图1,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,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测力计分别钩住绳套,并互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.‎ ‎①某同学在做该实验时认为:‎ A.拉橡皮条的绳细一些且长一些,实验效果较好 B.拉橡皮条时,弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行 C.橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O时,橡皮条方向必须在两细绳夹角的角平分线上 D.拉力F1和F2的夹角越大越好 其中正确的是   (填入相应的字母)‎ ‎②若某次测量中两个弹簧测力计的读数均为4N,且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直,则   (选填“能”或“不能”)用一个量程为5N的弹簧测力计测量出它们的合力,理由是:   .‎ ‎(2)乙同学在家中用三根相同的橡皮筋(遵循胡克定律)来探究求合力的方法,如图2所示,三根橡皮筋在O点相互连接,拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点.在实验中,可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小,并通过OA、OB、OC的方向确定三个拉力的方向,从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法.在实验过程中,下列说法正确的是   .‎ A.实验需要测量橡皮筋的长度以及橡皮筋的原长 B.为减小误差,应选择劲度系数尽量大的橡皮筋 C.以OB、OC为两邻边做平行四边形,其对角线必与OA在一条直线上且两者长度相等 D.多次实验中O点不必是同一位置.‎ ‎7.(2016•广州二模)用图甲所示装置“探究加速度与力、质量的关系”.请思考并完成相关内容:‎ ‎(1)实验时,为平衡摩擦力,以下操作正确的是 B ‎ A.连着砂桶,适当调整木板右端的高度,直到小车被轻推后沿木板匀速运动 B.取下砂桶,适当调整木板右端的高度,直到小车被轻推后沿木板匀速运动 C.取下砂桶,适当调整木板右端的高度,直到小车缓慢沿木板做直线运动 ‎(2)图乙是实验中得到的一条纸带,已知相邻计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源频率为50Hz,由此可求出小车的加速度a=   m/s2(计算结果保留三位有效数字).‎ ‎(3)一组同学在保持木板水平时,研究小车质量一定的情况下加速度a与合外力F的关系,得到如图丙中①所示的a﹣F图线.则小车运动时受到的摩擦力f=   N;小车质量M=   kg.若该小组正确完成了步骤(1),得到的a﹣F图线应该是图丙中的   (填“②”、“③”或“④”). ‎ ‎8.(2016秋•天津月考)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某同学使用了如图(1)所示的装置,计时器打点频率为50Hz.‎ ‎(1)该同学得到一条纸带,在纸带上取连续的六个点,如图(b)所示,自A点起,相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm,则打E点时小车的速度为   m/s,小车的加速度为   m/s2.‎ ‎(2)该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系,应该保持   不变;若该同学要探究加速度a和拉力F的关系,应该保持  定 不变.‎ ‎(3)该同学通过数据的处理作出了a﹣F图象,如图(c)所示,则 ‎①图中的直线不过原点的原因是   .‎ ‎②此图中直线发生弯曲的原因是   .‎ ‎ ‎ ‎9.(2016秋•濮阳月考)为了探究物体的加速度与质量的关系时,某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置.装置中有电磁打点 计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码(总质量用M表示)、砂和砂捅(总质量用m表示)、刻度尺等,请回答下列问题:‎ ‎(1)为了完成本实验,下列实验器材中必不可少的是   .‎ A.低压直流电源 B.秒表 C.天平(附砝码) D.低压交流电源 ‎(2)实验误差由偶然误差和系统误差,本实验中纸带与打点计时器、小车与长木板之间的摩擦和阻力对实验的影响属于系统误差.为了使实验结果更贴近结论,应尽量地减少摩擦阻力的影响,即按如图的方式将长木板的一端适当垫高,以平衡摩擦力,在平衡摩擦力时,取下沙桶并将纸带穿过打点计时器,使小车带动纸带在长木板上做   运动.‎ ‎(3)探究小车的加速度与其质量的关系时,可以通过改变小车中砝码的个数来改变小车的质量.在完成本实验时,为了使沙桶的总重力近似地等于小车的牵引力,则沙桶的总质量与小车的总质量的关系应满足   .‎ ‎(4)该实验小组的同学在某次测量时,得到了如图所示的纸带,其中0、1、2为相邻的三个计数点,且相邻两计数点的打点频率为f,0、1两点间的距离用x1表示.1、2两点间的距离用x2表示,则该小车加速度的表达式a=   m/s2.如果f=10Hz,x1=5.90cm,x2=6.46cm,则加速度的值应为a=   m/s2(保留两位小数)‎ ‎(5 )在完成以上操作后,将得到的数据用图象进行处理,则小车的加速度的倒数关于小车的质量M的函数图象符合实际情况的是   .‎ ‎10.(2016春•锦州期末)图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图.‎ ‎(1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线   .每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛   .‎ ‎(2)图乙是正确实验取得的数据,其中O为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为   m/s.(g=9.8m/s2)‎ ‎(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每个格的边长L=5cm,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为   m/s;B点的竖直分速度为   m/s;平抛运动的初位置坐标   (如图丙,以O点为原点,水平向右为X轴正方向,竖直向下为Y轴的正方向,g取10m/s2).‎ ‎ ‎ ‎11.(2016春•衡阳校级期末)(1)“研究平抛物体的运动”实验的装置如图1所示,在实验前应   ‎ A.将斜槽的末端切线调成水平 B.将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行 C.小球每次必须从斜面上同一位置由静止开始释放 D.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点 ‎(2)物体做平抛运动的规律可以概括为两点:①水平方向做匀速直线运动;②竖直方向做自由落体运动.为了研究物体的平抛运动,可做下面的实验:如图2所示,用小锤打击弹性金属片,A球水平飞出;同时B球被松开,做自由落体运动.两球同时落到地面.把整个装置放在不同高度,重新做此实验,结果两小球总是同时落地.则这个实验   ‎ A.只能说明上述规律中的第①条 B.只能说明上述规律中的第②条 C.不能说明上述规律中的任何一条 D.能同时说明上述两条规律.‎ ‎ ‎ ‎12.(2016•花溪区校级三模)为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系,现提供如图1所示的器材,让小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行,当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条…并起来进行第1次、第2次、第3次…实验时,每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致,我们把橡皮筋对小车做的功可记作W、2W、3W…对每次打出的纸带进行处理,求出小车每次最后匀速运动时的速度v,记录数据如下.请思考并回答下列问题 功W ‎0‎ W ‎2W ‎3W ‎4W ‎5W ‎6W v/(m•s﹣1)‎ ‎0‎ ‎1.00‎ ‎1.41‎ ‎1.73‎ ‎2.00‎ ‎2.24‎ ‎2.45‎ ‎(1)实验中木板略微倾斜,这样做   (填答案前的字母).‎ A.是为了释放小车后,小车能匀加速下滑 ‎ B.是为了增大橡皮筋对小车的弹力 C.是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功 D.是为了使橡皮筋松驰后小车做匀加速运动 ‎(2)据以上数据,在坐标纸中作出W﹣v2图象.‎ ‎(3)根据图象2可以做出判断,力对小车所做的功与   .‎ ‎13.(2016•蔡甸区校级一模)某学习小组用图甲所示的实验装置探究“动能定理”.他们在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放.‎ ‎(1)某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=   mm.‎ ‎(2)下列实验要求中不必要的一项是   (请填写选项前对应的字母).‎ A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B.应使A位置与光电门间的距离适当大些 C.应将气垫导轨调至水平 ‎ D.应使细线与气垫导轨平行 ‎(3)实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变,改变钩码质量m,测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t,通过描点作出线性图象,研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系,处理数据时应作出的图象是   (请填写选项前对应的字母).‎ A.作出“t﹣F图象”‎ B.作出“t2﹣F图象”‎ C.作出“t2﹣图象”‎ D.作出“t=3s图象”‎ ‎ ‎ ‎14.(2015春•菏泽期末)为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”,采用了如图所示实验装置.请回答下列问题:‎ ‎(1)为了减小小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是   ‎ A.将木板不带滑轮的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 B.将木板不带滑轮的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动 C.将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动 D.将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动 ‎(2)若实验中所用小车的质量为200g,为了使实验结果尽量精确,在实验室提供的以下四种规格钩码中,应该挑选的钩码是   ‎ A.10g B.20g C.30g D.50g ‎(3)某实验小组挑选了一个质量为50g的钩码,在多次正确操作实验得到的纸带中取出自认为满意的一条,经测量、计算,得到如下数据:第一个点到第n个点的距离为40.0cm;打下第n点时小车的速度大小为1.20m/s.该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力,则拉力对小车做的功为   J,小车动能的增量为   J.(g=9.8m/s2,结果保留三位有效数字)‎ ‎15.(2016•北京)利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验.‎ ‎①为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的   .‎ A.动能变化量与势能变化量 B.速度变化量和势能变化量 C.速度变化量和高度变化量 ‎②除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是   ‎ A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码)‎ ‎③实验中,先接通电源,再释放重物,得到图2所示的一条纸带.在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC.‎ 已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m.从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量△Ep=   ,动能变化量△Ek=   .‎ ‎④大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是   ‎ A.利用公式v=gt计算重物速度 B.利用公式v=计算重物速度 C.存在空气阻力和摩擦力阻力的影响 D.没有采用多次试验去平均值的方法.‎ ‎⑤根据以下方法研究机械能是否守恒:在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘v2﹣h图象,并做如下判断:若图象是一条过原点的直线,则重物下落过程中机械能守恒.请你分析论证该同学的判断依据是否正确.‎ ‎ ‎ ‎16.(2016•泉州二模)某同学用“验证机械能守恒定律”的实验装置测定当地重力加速度.‎ ‎(1)接通电源释放重物时,装置如图甲所示,该同学操作中存在明显不当的一处是   ;‎ ‎(2)该同学经正确操作后得到如图乙所示的纸带,取连续的六个打点A、B、C、D、E、F为计数点,测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5.若电源的频率为f,则打E点时重物速度的表达式为vE=   ;‎ ‎(3)分别计算出各计数点对应的速度值,并在画出速度的二次方(v2)与距离(h)的关系图线如图丙所示,则测得的重力加速度大小为   m/s2.(保留3位有效数字)‎ ‎ ‎ ‎17.(2016•吉林校级模拟)用如图甲所示的实验装置,验证m1、m2组成的系统机械能守恒.m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.图乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图乙所示.已知m1=50g、m2=150g,取g=9.8m/s2,则(结果均保留两位有效数字)‎ ‎①在纸带上打下记数点5时的速度v=   m/s;‎ ‎②在0~5过程中系统动能的增量△EK=  J,系统势能的减少量△EP=   J;由此可以验证   .‎
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