高中物理高考复习力学实验讲解及练习题含答案

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　 　．‎