【高中教育】最新高考物理高考题和高考模拟题分项汇编专题12力学实验含解析
最新【通用版】高考物理专题训练《力学实验》(含解析)
通用版高考物理专题训练（含解析）专题一、力学实验第一部分名师综述综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概念和基本规律。
考纲要求1、掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法。
2、了解打点计时器的构造，会使用打点计时器；会计算纸带上各点的瞬时速度；会利用纸带计算加速度；会用图象法探究小车速度与时间的关系，并能根据图象求加速度。
3、学会用列表法、图象法等处理实验数据。
命题规律1、高考对于基本仪器的读数作为基础知识考查频率较高。
在力学部分，考查的实验仪器主要有弹簧测力计、秒表、螺旋测微器、游标卡尺，大多数时候是填空题，注意估读和误差分析。
2、力学中有多个实验都要用到打点计时器,能否正确使用打点计时器,并根据纸带进行正确的数据运算，是能否完成这些实验的关键，利用纸带直接测量的时间和位移，可以计算研究对象的瞬时速度和加速度，若结合其它物理量的测量，还可以解决与上面这些量直接有关或间接有关的问题，例如：计算动能、重力势能、动摩擦因数、功率、转速等，从而延伸出很多与纸带有关的力学实验。
3、图象法是一种重要的实验数据处理方法．图象具有既能描述物理规律，又能直观地反映物理过程、表示物理量之间定性定量关系及变化趋势的优点．当前高考试题对数据处理、结果分析考查的频率较高。
第二部分精选试题1．某研究性实验小组为探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力(风力)的影响因素，进行了模拟实验研究。
如图为测定风力的实验装置图。
其中CD是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大；一质量和电阻均不计的细长裸金属丝一端固定于O点，另一端悬挂小球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在C点接触，OC=H；有风时细金属丝将偏离竖直方向，与电阻丝相交于某一点(如图中虚线所示，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触)。
(1)已知电源电动势为E，内阻不计，理想电压表两接线柱分别与O点和C点相连，球P的质童为m，重力加速度为g，由此可推得风力大小F与电压表示数U的关系为F=_______。
高中物理高考复习力学实验讲解和练习题(含答案)
高考复习力学实验题参考答案与试题解析一．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AB ．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= 0.80 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v B= 0.40 m/s．（结果均保留两位有效数字）【解答】解：①A、为了让小车做匀加速直线运动.应使小车受力恒定.故应将细线与木板保持水平；同时为了打点稳定.应先开电源再放纸带；故AB正确；C、本实验中只是研究匀变速直线运动.故不需要让小车的质量远大于钩码的质量；只要能让小车做匀加速运动即可；故C错误；D、由C的分析可知.只要摩擦力恒定即可.不需要平衡摩擦力；故D错误；故选：AB；②每两个计数点间有四个点没有画出.故两计数点间的时间间隔为T=5×0.02=0.1s；根据逐差法可知.物体的加速度a===0.80m/s2；B点的速度等于AC段的平均速度.则有：v===0.40m/s；故答案为：①AB；②0.80；0.40．2．（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竖直（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CDA、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 CA、天平B、秒表C、米尺．【解答】解：（1）电磁式打点计时器需要用低压交流电压；安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上.从而减小阻力；（2）A、应先接通电源.稳定后再释放纸带.故A错误；B、选择纸带时应选择点迹清楚.前两个点间距接近2mm的纸带.故B错误；C、释放重物时.应让重物靠近纸带；故C正确；D、为了使实验数据更加准确.可取多次测量结果的平均值；故D正确；故选：CD．（3）据运动学公式得：△x=at2.a=.为了测试重物下落的加速度.还需要的实验器材有：米尺.用来测量计数点之间的距离．该实验中不需要天平.通过打点计时器打点的时间间隔可以计算出计数点之间的时间间隔.所以也不需要秒表．故选：C．故答案为：（1）竖直；（2）CD；（3）C．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：接通电源.释放纸带.让重锤自由落下. 实验结束关闭电源．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= 9.60 m/s2（计算结果保留三位有效数字）．【解答】解：（1）①实验时.应先接通打点计时器的电源.再释放纸带.实验结束.应立即关闭电源．②根据匀变速直线运动的推论△x=aT2.有：x6﹣x3=3a1（2T）2…①x5﹣x2=3a2（2T）2…②x4﹣x1=3a3（2T）2…③a=…④联立①②③④解得：a=；代入数据解得：a=9.60m/s2．答案：（1）①接通电源.实验结束关闭电源；②.9.60．4．（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以及两细绳套的方向（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同一位置O .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= 4.0N（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 BA．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°．【解答】解：（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.记下结点位置O和两测力计的示数F1、F2以及两细绳套的方向.（2）如图乙.用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置O.记下细绳套的方向.由图示弹簧测力计可读得弹簧测力计的示数F=4.0N；（3）a、按力的图示方法作出力F的图示如图所示；b、根据力的平行四边形定则.作出F1、F2的合力F′.如图所示．（4）A、拉橡皮条的细绳要适当长一些.以方便画出力的方向.故A错误；B、测量力的实验要求尽量准确.为了减小实验中因摩擦造成的误差.操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行.故B正确；C、在实验中两个分力的夹角大小适当.且二力的大小要适量大些.这样有利于减小实验中偶然误差的影响.不需要夹角必须大于90°.故C错误；故选：B故答案为：（1）两细绳套的方向；（2）同一位置O；4.0N；（3）如图所示；（4）B．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 BA．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.他还应该记录下两细线的方向．（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F′．【解答】解：（1）本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同.采用的科学方法是等效替代法．故选：B．（2）当用两个弹簧秤同时拉橡皮筋时.必须记录下两弹簧秤读数.及两细线的方向.O点的位置；（3）图乙中的F与F′中.F是由平行四边形得出的.而F′是通过实验方法得出的.其方向一定与橡皮筋的方向相同.一定与AO共线的是F′．故答案为：（1）B；（2）两细线的方向；（3）F′．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AB （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.则不能（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：合力为4N＞5N.超出了弹簧测力计的量程．（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AD ．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．【解答】解：（1）①A、在实验中要减小拉力方向的误差.应让标记同一细绳方向的两点尽量远些.故细绳应该长一些.故A正确；B、作图时.我们是在白纸中作图.做出的是水平力的图示.若拉力倾斜.则作出图的方向与实际力的方向有有较大差别.故应使各力尽量与木板面平行.故B正确；C、橡皮条弹性要好.拉结点到达某一位置O时.拉力与拉力的夹角应适当大些.但橡皮条方向不必须在两细绳夹角的角平分线上.故C错误；D、两个拉力的夹角过大.合力会过小.量取理论值时相对误差变大.夹角太小.会导致作图困难.也会增大偶然误差.故D错误．故选：AB．②两力均为4N.且相互垂直.则其合力大小为F=4N＞5N.合力超过了弹簧秤的量程.故弹簧秤无法测出物体所受的合力.故不能使用．（2）A、需要知道橡皮筋的伸长量才能表示橡皮筋的弹力.故应该测量橡皮筋的原长.故A正确；B、为了减小误差.橡皮筋的伸长量应该大些.故应选择劲度系数稍小的橡皮筋.故B错误；C、由于橡皮筋的弹力与它的长度不成正比.所以OB、OC弹力的合力方向与以OB、OC为两邻边做平行四边形的对角线不重合.故C错误；D、不同的O点依然满足任意两个橡皮筋弹力的合力与第三个橡皮筋弹力等大反向的特点.所以即使O点不固定.也可以探究求合力的方法.故D正确．故选：AD．故答案为：（1）①AB；②不能；合力为4N＞5N.超出了弹簧测力计的量程；（2）AD．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 BA．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= 1.60 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= 0.10 N；小车质量M= 0.20 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②（填“②”、“③”或“④”）．【解答】解：（1）平衡摩擦力时.取下砂桶.适当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.故B正确．（2）根据△x=aT2.运用逐差法得.a===1.60m/s2．（3）根据图①知.当F=0.10N时.小车才开始运动.可知小车运动时受到的摩擦力f=0.10N.图线的斜率表示质量的倒数.则m=kg=0.20kg．平衡摩擦力后.a与F成正比.图线的斜率不变.故正确图线为②．故答案为：（1）B；（2）1.60；（3）0.10.0.20.②．8．（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0.85 m/s.小车的加速度为 5 m/s2．（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系.应该保持拉力F恒定不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系.应该保持小车质量M恒定不变．（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平衡摩擦力过度．②此图中直线发生弯曲的原因是不满足m＜＜M ．【解答】解：（1）利用匀变速直线运动的推论得出：v E== m/s=0.85m/s小车的加速度为a== m/s2=5m/s2（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系.应该保持细线对车的拉力F不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系.应该保持小车的质量M不变．（3）图中当F=0时.a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时.小车的加速度不为0.说明小车的摩擦力小于重力的分力.所以原因是实验前木板右端垫得过高．设小车的加速度为a.绳子拉力为F.以砂和砂桶为研究对象得：mg﹣F=ma以小车为研究对象F=Ma解得：a=故：F=Ma=所以要使得绳子拉力等于砂和砂桶的重力大小.必有m＜＜M.而不满足m＜＜M时.随m的增大物体的加速度a逐渐减小．故图象弯曲的原因是：未满足砂和砂桶质量远小于小车的质量．故答案为：（1）0.85；5；（2）拉力F恒定；小车质量M恒定；（3）平衡摩擦力过度.不满足m＜＜M．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CD ．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匀速直线运动．（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M ＞＞m ．（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= （x2﹣x1）f2m/s2．如果f=10Hz.x1=5.90cm.x2=6.46cm.则加速度的值应为a= 0.56 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 C ．【解答】解：（1）本实验中需测小车质量.则需要天平.电磁打点计时器需要低压交流电源.故选：CD．（2）平衡摩擦力时.把木板一端垫高.调节木板的倾斜度.使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动即可；（3）根据实验误差的来源.在 M＞＞m条件下.可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力．（4）根据△x=aT2得：a==（x2﹣x1）f2=（6.46﹣5.90）×102×10﹣2 m/s2=0.56 m/s2；（5）根据牛顿第二定律得：a=.则=M+.则以为纵轴.以总质量M为横轴.作出的图象为一倾斜直线.且纵坐标不为0.故C正确.ABD错误．故选：C故答案为：（1）CD；（2）M＞＞m；（3）（x2﹣x1）f2；0.56；（4）C．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.直到斜槽末端切线水平．每次让小球从同一位置由静止释放.是为了每次平抛初速度相同．（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 1.6m/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 1.5 m/s；B点的竖直分速度为 2 m/s；平抛运动的初位置坐标（﹣1.1）（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）．【解答】解：（1）平抛运动的初速度一定要水平.因此为了获得水平的初速度安装斜槽轨道时要注意槽口末端要水平.为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的.这就要求小球平抛的初速度相同.因此在操作中要求每次小球能从同一位置静止释放．（2）由于O为抛出点.所以根据平抛运动规律有：x=v0t将x=32cm.y=19.6cm.代入解得：v0=1.6m/s．（3）由图可知.物体由A→B和由B→C所用的时间相等.且有：△y=gT2.由图可知△y=2L=10cm.代入解得.T=0.1sx=v0T.将x=3L=15cm.代入解得：v0=1.5 m/s.竖直方向自由落体运动.根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：v By==2 m/s．故从抛出到B点所用时间为：t=故从抛出到B点的水平位移为：x=v0t=1.5×0.2m=0.3m.故从抛出到B点的竖直位移为：y=gt2=所以x′=5L﹣x=0.25﹣0.3m=﹣0.05m=L.y′=5L﹣y=0.25﹣0.2m=0.05m=L.平抛运动的初位置坐标为（﹣1.1）．故答案为：（1）水平.初速度相同；（2）1.6；（3）1.5.2.（﹣1.1）．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ABC 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 BA．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．【解答】解：（1）A、实验中必须保证小球做平抛运动.而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用.故A 正确；B、根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内.因此在实验前.应使用重锤线调整面板在竖直平面内.即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行.故B正确；C、小球每次必须从斜面上同一位置由静止开始释放．故C正确；D、在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O.不能作为小球做平抛运动的起点放.故D错误．故选：ABC．（2）在打击金属片时.两小球同时做平抛运动与自由落体运动.结果同时落地.则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动.不能说明水平方向上的运动规律.故B正确.ACD错误．故答案为：（1）ABC；（2）B．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．请思这样做 C （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力对小车所做的功与．【解答】解：（1）装置探究橡皮筋做功与小车速度的关系.应平衡摩擦力.使得橡皮筋做功等于合外力做功.以及能够使橡皮筋松弛后小车做匀速运动.故C正确.ABD错误．故选：C．（2）根据描点法作出图象.如图所示：（3）W﹣v2图象是一条过原点的倾斜的直线.根据图象可知.力对小车所做的功与小车速度平方成正比．故答案为：（1）C；（2）W﹣v2图象如图；（3）小车速度平方成正比．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= 2.30 mm．（2）下列实验要求中不必要的一项是 A （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 C （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”【解答】解：（1）由图知第5条刻度线与主尺对齐.d=2mm+6×0.05mm=2.30mm；（2）A、拉力是直接通过传感器测量的.故与小车质量和钩码质量大小关系无关.故A不必要；B、应使A位置与光电门间的距离适当大些.有利于减小误差.故B是必要的；C、应将气垫导轨调节水平.保持拉线方向与木板平面平行.这样拉力才等于合力.故CD是必要的；本题选不必要的.故选：A．（3）根据牛顿第二定律得：a=.那么解得：t2=所以研究滑块的加速度与力的关系.处理数据时应作出图象或作出t2﹣图象.故C正确．故选：C故答案为：（1）2.30；（2）A；（3）C14．（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 CA．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 AA．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0.196 J.小车动能的增量为0.144 J．（g=9.8m/s2.结果保留三位有效数字）【解答】解：（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是.将不带滑轮的木板一端适当垫高.在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动.以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消.那么小车的合力就是绳子的拉力．故C正确．故选：C．（2）本题要用钩码的重力代替小车所受到的合力.钩码质量应远小于小车的质量．故选10g的钩码较好.故A正确．故选：A（3）从打下第一点到打下第N点拉力对小车做的功：W=mgs=50×10﹣3×9.8×0.4J=0.196J；小车的动能增量为：△E k=Mv2=0.2×1.22J=0.144J．故答案为：（1）C；（2）A；（3）0.196.0.14415．（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 ．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ABA．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h A、h B、h C．。
(word版)高中物理高考复习力学实验讲解及练习题(含答案),文档
高考复习力学实验题一．实验题〔共17小题〕1．〔2021?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．．细线必须与长木板平行．先接通电源再释放小车C．小车的质量远大于钩码的质量．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，打出的局部计数点如图2所示〔每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出〕s1，s2，s3，s4，s5，，那么小车的加速度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．〔结果均保存两位有效数字〕2．〔2021?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〕假设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，以下说法正确的选项是、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、为了使实验数据更加准确，可取屡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．〔2021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，请填写其中的空白局部：① 实验操作：，释放纸带，让重锤自由落下， ． x ，x ， 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1 2 x ，x ，x cm ，x ，打点计时器的打点间隔 ，那么重锤运动的加 3 4 5 6第1页〔共8页〕速度计算表达式为a= ，代入数据，可得加速度a=m/s 2〔计算结果保存三位有效数字〕．4．〔2021春?哈尔滨校级期中〕某同学进行 “验证力的平行四边形定那么 “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F 1、F 2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那么作出 F 1、F 2的合力F ′ 〔4〕关于该实验考前须知，以下说法中正确的选项是 ．实验中所用的两根细绳越短越好．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．〔2021春?衡阳校级期末〕“验证力的平行四边形定那么〞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那么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 ．第2页〔共8页〕6．〔2021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：．拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好．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选项是〔填入相应的字母〕②假设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，那么〔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，以下说法正确的选项是．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．屡次实验中O点不必是同一位置．7．〔2021?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，以下操作正确的选项是BA．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，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/s 2〔计算结果保存三位有效数字〕．第3页〔共8页〕〔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．那么小车运动时受到的摩擦力 f= N ；小车质量M= kg ．假设该小组正确 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．〔2021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、、、、，那么打E 点时小车的速度为 m /s ，小车的加速度为 m/s 2．〔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；假设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，那么 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．〔2021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下图的实验装置．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，请答复以下问题：〔1〕为了完本钱实验，以下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．在完本钱实验时，为了使沙桶的总重力近似地等于小车的牵引力，那么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，得到了如下图的纸带，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x 1表示.1、2两点间的距离用 x 2表示，那么该小车加速度的表达式a=m/s 2．如果f=10Hz ，x 1，22〔保存两位 x ，那么加速度的值应为a=m/s小数〕第4页〔共8页〕〔5〕在完成以上操作后，将得到的数据用图象进行处理，那么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．〔2021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，那么此小球做平抛运动的初速度为m/s ．〔2〕〔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，那么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/s 2〕．11．〔2021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 ．将斜槽的末端切线调成水平．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．那么这个实验 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 ．能同时说明上述两条规律．12．〔2021?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．请思考并答复以下问题功W0 W2W3W 4W5W6W﹣v/〔m?s 1〕第5页〔共8页〕〔1〕实验中木板略微倾斜，这样做 〔填答案前的字母〕． ．是为了释放小车后，小车能匀加速下滑 ．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 ．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 ﹣v 2图象．〔3〕根据图象 2可以做出判断，力对小车所做的功与 ．13．〔2021?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，那么 d = mm ． 〔2〕以下实验要求中不必要的一项为哪一项 〔请填写选项前对应的字母〕 ． ．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 ．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 ．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〞2 ﹣F 图象〞B ．作出“t2﹣图象〞 C ．作出“t D ．作出“t=3s 图象〞14．〔2021春?菏泽期末〕为探究“恒力做功与物体动能改变的关系〞，采用了如下图实验装置．请答复下列问题：第6页〔共8页〕〔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．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 ．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 ．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〕假设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 ．10gB ．20gC ．30gD ．50g〔3〕某实验小组挑选了一个质量为 50g 的钩码，在屡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；打下第n 点时 小车的速度大小为．该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力， 那么拉力对小车做的功为J ，小车动能的增量为J ．〔2，结果保存三位有效数字〕15．〔2021?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，需要比拟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，在以下器材中，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h 、h 、h ．AB C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△E p =，动能变化量△E k =．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．没有采用屡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v 2﹣h 图象，并做如下判断：假设图象是一条过原点的直线，那么重物下落过程中 机械能守恒．请你分析论证该同学的判断依据是否正确． 16．〔2021?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 h 1、h 2、h 3、h 4、h 5．假设电源的频率为 f ，那么打E 点时重物速度的表达式为v E =；〔v 2〕与距离〔h 〕的关系图线如图丙所示， 〔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那么测得的重力加速度大小为m/s 2．〔保存3 位有效数字〕第7页〔共8页〕17．〔2021?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．m1=50g、m2=150g，取2，那么〔结果均保存两位有效数字〕①在纸带上打下记数点5时的速度v==m/s；J；由此可②在0～5过程中系统动能的增量△E J，系统势能的减少量△E=K P 以验证．第8页〔共8页〕。
2024年高考物理预测题-力学实验(附答案)
2024年高考物理预测题-力学实验一、填空题1．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中某同学进行实验的主要步骤是：a．如图甲所示将橡皮筋的一端固定在木板上的A点另一端拴上两根绳套每根绳套分别连着一个弹簧测力计。
b．分别沿着两个方向同时拉弹簧测力计将橡皮筋的活动端拉到某一位置将此位置标记为O 点读取此时弹簧测力计的示数分别记录两个拉力F1、F2的大小。
用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点并分别将其与O点连接表示两拉力的方向。
c．再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向。
（1）实验中确定分力方向时图甲中的b点标记得不妥其原因是。
（2）图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示其中是F1和F2合力的实际测量值。
（3）在该实验中下列说法正确的是____（单选）；A．拉着细绳套的两只弹簧测力计稳定后读数应相同B．分别沿两个方向同时拉弹簧测力计时两绳套之间的夹角越小越好C．测量时弹簧测力计外壳与木板之间不能存在摩擦D．测量时橡皮条、绳套和弹簧测力计应贴近并平行于木板（4）若只有一个弹簧测力计为了完成该实验至少需要（填“2”“3”或“4”）次把橡皮筋的活动端拉到O点。
二、实验探究题2．某实验小组用智能手机“探究加速度与物体受力的关系” 装置如下图所示。
主要实验步骤如下：A．按图示安装实验装置适当调节长木板的倾角以使小车沿长木板运动时小车重力的下滑分力等于摩擦阻力；B．调整定滑轮及力传感器相连的细线使其竖直；C．在动滑轮的下端挂上智能手机、沙桶再由静止释放小车记下力传感器的示数；由手机测出沙桶加速下降过程中的加速度a′并计算出小车的加速度a；D．在沙桶中加入细沙多次重复步骤C；E.根据实验数据在坐标纸上作出a−F的图像。
根据以上实验过程回答以下问题：（1）实验中手机、沙桶和细沙的质量（填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量。
（2）每次实验中小车的加速度a是沙桶加速度a′的倍。
高考物理实验复习力学实验(含三年真题及部分答案)
高考实验专题复习一力学实验（附参考答案）实验一《研究匀变速直线运动》本实验是力学实验的重点实验，是力学实验的基础，通过熟练掌握打点计时器的使用，为验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律做好必要的知识和方法上的准备。
、考查重点:（一）打点计时器的使用（二）毫米刻度尺的使用（三）速度和加速度的求解方法二、注意事项1. 交流电源的电压及频率要符合要求.2 •实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要调节振针的高度和更换复写纸.3 •开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器.4 .先接通电源，打点计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源.5.要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点, 即时间间隔为T = 0.02 >5 s= 0.1 s.6 •小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小, 使纸带上的点过于密集.7.选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰. 适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点,弄清楚所选的时间间隔T.8 .测x时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算a时要注意用逐差法，以减小误差.三、经典讲练【例题】（2010广东理综）如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.（1）已知打点计时器电源频率为50 Hz ,则纸带上打相邻两点的时间间隔为⑵ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、B两点间距x= ;C点对应的速度是（计算结果保留三位有效数字）.fl【命题立意】本题主要考查打点计时器、刻度尺的读数、纸带公式、有效数字。
1【规范解答】①T 0.02s②读A、B两点数值: 1.00cm、1.70cm 故：s=1.70cm-1.00cm=0.70cmV c V BD BD 型空1°2m/s 0.100m/s 2t 0.2【答案】①0.02s ②0.70cm；0.100m/s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所示. 根据图中数据计算的加速度⑵回答下列两个问题：① 为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有A. 木板的长度L B .木板的质量m i C •滑块的质量m 2 D .托盘和砝码的总质量 m 3E .滑块运动的时间t② ____________________________________________________ 测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 __________________________________________________________（3）滑块与木板间的动摩擦因数 = ___________ （用被测物理量的字母表示，重力加速度为g ）.与真实值相比，测量的动摩擦因数 _____________ （填偏大”或偏小”）解析：⑴ 逐差法"求解：S 4-S i =S 5-S 2=S 6-S 3=3aT 2⑶对整体列牛顿第二定律，m 3g- ym g=（m 2+m 3）a答案 （1）0. 495 m/s 2〜0. 497 m/s 2 （2）①CD ②天平 （3）网_（m2+m3）a 偏大m 2g五、真题训练1. （2013浙江）如图所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上；装置乙中橡皮 筋的一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上。
高考物理二轮复习专题--力学实验(有答案)
高中物理《考试说明》中确定的力学实验有：研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律。
其中有四个实验与纸带的处理有关，可见力学实验部分应以纸带的处理，打点计时器的应用为核心来展开复习。
近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势。
要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力。
在复习过程中，应以掌握常规实验原理、实验方法、规范操作程序、数据处理方法等为本，同时从常规实验中，有意识的、积极的提取、积累一些有价值的方法。
逐步过渡到灵活运用学过的实验方法设计新的实验。
1、互成角度的两个共点力的合成[实验目的]验证力的合成的平行四边形定则。
[实验原理]此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则。
[实验器材]木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳套，弹簧秤两个，三角板，刻度尺，量角器等。
[实验步骤]1．用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。
2．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。
3．用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成一定角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）。
4．用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。
在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板，根椐平行四边形定则用画图法求出合力F。
5．只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。
实验专题(2024高考真题及解析)
实验专题（力学、电学、其他）1、力学实验1.[2024·甘肃卷] 用图甲所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系.(1)以下操作正确的是 . A .使小车质量远小于槽码质量 B .调整垫块位置以补偿阻力C .补偿阻力时移去打点计时器和纸带D .释放小车后立即打开打点计时器(2)保持槽码质量不变,改变小车上砝码的质量,得到一系列打点纸带.其中一条纸带的计数点如图乙所示,相邻两点之间的距离分别为S 1,S 2,…,S 8,时间间隔均为T.下列加速度算式中,最优的是 . A .a =17S 8-S 7T 2+S 7-S 6T 2+S 6-S 5T 2+S 5-S 4T 2+S 4-S 3T 2+S 3-S 2T 2+S 2-S 1T2B .a =16S 8-S 62T 2+S 7-S 52T 2+S 6-S 42T '2+S 5-S 32T 2+S 4-S 22T 2+S 3-S 12T 2C .a =15S 8-S 53T 2+S 7-S 43T 2+S 6-S 33T 2+S 5-S 23T 2+S 4-S 13T 2D .a =14S 8-S 44T 2+S 7-S 34T 2+S 6-S 24T 2+S 5-S 14T 2(3)以小车和砝码的总质量M 为横坐标,加速度的倒数1a为纵坐标,甲、乙两组同学分别得到的1a -M 图像如图丙所示.由图可知,在所受外力一定的条件下,a 与M 成 (填“正比”或“反比”);甲组所用的 (填“小车”“砝码”或“槽码”)质量比乙组的更大.1.(1)B (2)D (3)反比 槽码[解析] (1)为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力,故应使小车质量远大于槽码质量,故A 错误;为了保证小车所受细线拉力等于小车所受合力,则需要调整垫块位置以补偿阻力,也要保持细线和长木板平行,故B 正确;补偿阻力时不能移去打点计时器和纸带,需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动,故C 错误;根据操作要求,应先打开打点计时器再释放小车,故D 错误.(2)根据逐差法可知S 5-S 1=4a 1T 2,S 6-S 2=4a 2T 2,S 7-S 3=4a 3T 2,S 8-S 4=4a 4T 2,联立可得小车加速度表达式为a =14S 8-S 44T 2+S 7-S 34T 2+S 6-S 24T 2+S 5-S 14T 2,此方法用到了纸带上的所有数据,故选D .(3)根据图像可知1a 与M 成正比,故在所受外力一定的条件下,a 与M 成反比;设槽码的质量为m ,则由牛顿第二定律得mg =(m +M )a ,化简可得1a =1mg ·M +1g ,故斜率越小,槽码的质量m 越大,由图可知甲组所用的槽码质量比乙组的更大.2.[2024·广东卷] 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤,请完成实验操作和计算.(1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图.图中木板右端垫高的目的是 .图乙是实验得到的纸带一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出,相邻计数点的间距已在图中给出.打点计时器电源频率为50 Hz,则小车的加速度大小为 m/s 2(结果保留3位有效数字).(2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中,某同学用50分度的游标卡尺测量一圆柱体的长度,示数如图丙所示,图丁为局部放大图,读数为 cm .(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和光屏.遮光筒不可调节.打开并调节 ,使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮.取下光屏,装上单缝、双缝和测量头.调节测量头,并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 .2.(1)平衡摩擦力 2.86 (2)4.122 (3)光源 清晰的干涉条纹[解析] (1)“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中,图中木板右端垫高的目的是平衡摩擦力;打点计时器打点的周期T =1f =150 s=0.02 s,因为纸带上每相邻两计数点间有四个点未画出,故纸带上每相邻两计数点间的时间间隔为Δt =5T =0.1 s,由逐差法可得小车的加速度大小为a =Δx (Δt )2=[(16.29+13.43+10.59)-(7.72+4.88+2.01)]×10-2(3×0.1)2m/s 2≈2.86 m/s 2.(2)根据游标卡尺读数规则,读数为41 mm+11×0.02 mm=41.22 mm=4.122 cm .(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中,安装完元件后,应打开并调节光源,使光束沿轴线照亮光屏.取下光屏,装上单缝、双缝和测量头,调节测量头,并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到清晰的干涉条纹.3.[2024·海南卷] 水平圆盘上紧贴边缘放置一密度均匀的小圆柱体,如图甲所示,图乙为俯视图,测得圆盘直径D =42.02 cm,圆柱体质量m =30.0 g,圆盘绕过盘心O 的竖直轴匀速转动,转动时小圆柱体相对圆盘静止.甲乙丙为了研究小圆柱体做匀速圆周运动时所需要的向心力情况,某同学设计了如下实验步骤: (1)用秒表测圆盘转动10周所用的时间t =62.8 s,则圆盘转动的角速度ω= rad/s(π取3.14).(2)用游标卡尺测量小圆柱体不同位置的直径,某次测量的示数如图丙所示,该读数d = mm,多次测量后,得到平均值恰好与d 相等.(3)写出小圆柱体所需向心力表达式F = (用D 、m 、ω、d 表示),其大小为 N(保留2位有效数字).3.(1)1 (2)16.1 (3)mω2·(D -d )26.1×10-3[解析] (1)圆盘转动10周所用的时间t =62.8 s,则圆盘转动的周期为T =62.810s=6.28 s,根据角速度与周期的关系有ω=2πT =1 rad/s .(2)根据游标卡尺的读数规则有1.6 cm+1×0.1 mm=16.1 mm . (3)小圆柱体做圆周运动的半径为r =D -d2,则小圆柱体所需向心力表达式F =mω2·(D -d )2,代入数据得F ≈6.1×10-3 N .4.[2024·海南卷] 为验证两个互成角度的力的合成规律,某组同学用两个弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、木板、刻度尺、白纸、铅笔、细线和图钉等器材,按照如下实验步骤完成实验:a.用图钉将白纸固定在水平木板上;b.如图甲、乙所示,橡皮条的一端固定在木板上的G点,另一端连接轻质小圆环,将两细线系在小圆环上,细线另一端系在弹簧测力计上,用两个弹簧测力计共同拉动小圆环到某位置,并标记圆环的圆心位置为O点,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点,大小分别为F1=3.60 N、F2=2.90 N;撤去拉力F1和F2,改用一个弹簧测力计拉动小圆环,使其圆心到O点,在拉力F的方向上标记P3点,拉力的大小为F=5.60 N.请完成下列问题:(1)在图乙中按照给定的标度画出F1、F2和F的图示,然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F'.(2)比较F和F',写出可能产生误差的两点原因.4.(1)如图所示(2)①没有做到弹簧测力计、细线、橡皮条都与木板平行;②读数时没有正视弹簧测力计[解析] (1)按照给定的标度画出F1、F2和F的图示,然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F',如图所示.(2)F和F'不完全重合的误差可能是:①没有做到弹簧测力量计、细线、橡皮条都与木板平行;②读数时没有正视弹簧测力计.5.[2024·江西卷] 某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系.实验装置如图1所示,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定一遮光片,细线一端与小车连接,另一端跨过定滑轮挂上钩码.(1)实验前调节轨道右端滑轮高度,使细线与轨道平行,再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力.(2)小车的质量为M1=320 g.利用光电门系统测出不同钩码质量m时小车加速度a.钩码所受重力记为F,作出a-F图像,如图2中图线甲所示.(3)由图线甲可知,F较小时,a与F成正比;F较大时,a与F不成正比.为了进一步探究,将小车的质量增加至M2=470 g,重复步骤(2)的测量过程,作出a-F像,如图2中图线乙所示.(4)与图线甲相比,图线乙的线性区间,非线性区间.再将小车的质量增加至M3=720 g,重复步骤(2)的测量过程,记录钩码所受重力F与小车加速度a,如下表所示(表中第9~14组数据未列出).序号12345钩码所受重力0.0200.0400.0600.0800.100F/(9.8 N)小车加速度0.260.550.821.081.36a/(m·s-2)序号6789~1415钩码所受重力0.1200.1400.160…0.300F/(9.8 N)小车加速度1.671.952.20…3.92a/(m·s-2)(5)请在图2中补充描出第6至8三个数据点,并补充完成图线丙.(6)根据以上实验结果猜想和推断:小车的质量 时,a 与F 成正比.结合所学知识对上述推断进行解释:.5.(4)较大 较小 (5)如图所示(6)远大于钩码的质量 对钩码根据牛顿第二定律有F -F T =ma ,对小车根据牛顿第二定律有F T =Ma ,联立解得F =(M +m )a ,变形得a =1M+mF ,当m ≪M 时,可认为m +M ≈M ,则a =1MF ,即a 与F成正比[解析] (4)根据题图2分析可知,与图线甲相比,图线乙的线性区间较大,非线性区间较小.(5)在坐标系中进行描点,结合其他点用平滑的直线连接各点,使尽可能多的点在线上,不在线上的点均匀地分布在线的两侧.作出图线丙如图所示.2、电学实验1.[2024·安徽卷] 某实验小组要将电流表G(铭牌标示:I g=500 μA,R g=800 Ω)改装成量程为0~1 V和0~3 V的电压表,并用标准电压表对其进行校准.选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材,按图甲所示连接电路,其中虚线框内为改装电路.(1)开关S1闭合前,滑片P应移动到(填“M”或“N”)端.(2)根据要求和已知信息,电阻箱R1的阻值已调至1200 Ω,则R2的阻值应调至Ω.(3)当单刀双掷开关S2与a连接时,电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U,则电流表G 的内阻可表示为.(结果用U、I、R1、R2表示)(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,经排查发现电流表G 内阻的真实值与铭牌标示值有偏差,则只要即可.(填正确答案标号)A.增大电阻箱R1的阻值B.减小电阻箱R2的阻值C.将滑动变阻器的滑片P向M端滑动(5)校准完成后,开关S2与b连接,电流表G的示数如图乙所示,此示数对应的改装电压表读数为V.(保留2位有效数字)1.(1)M(2)4000(3)U-R1-R2(4)A(5)0.86I[解析] (1)由图可知,该滑动变阻器采用分压式接法,为了保护仪表安全,在开关S1闭合前,滑片P应移到M端;(2)当开关S2接b时,电压表量程为0~1 V,根据欧姆定律有U1=I g(R g+R1),当开关S2接a时,电压表量程为0~3 V,根据欧姆定律有U2=I g(R g+R1+R2),其中R1=1200 Ω,联立解得R2=4000 Ω; (3)当开关S2接a时,根据欧姆定律有U=I(R g+R1+R2),则电流表G的内阻可表示为R g=U-R1-R2;I(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值,根据闭合电路的欧姆定律知,可以增大两电阻箱的阻值.故选A. (5)根据闭合电路欧姆定律可得U V=I A(R g+R1)=430×10-6×(800+1200) V=0.86 V.2.[2024·甘肃卷] 精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响.可用器材有:电压表(量程0~1.5 V,内阻约为1.5 kΩ)、电流表(量程0~0.6 A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干.某小组开展了以下实验.甲乙(1)考虑电流表内阻影响①用图甲所示电路测量电流表的内阻.从图乙电压表和电流表读数可得电流表内阻R A=Ω(保留2位有效数字).②用图丙所示电路测量干电池电动势和内阻.电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和R A表示.则干电池电动势E=U+(用I、r和R A表示).③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图丁所示的U-I图像.则待测干电池电动势E= V(保留3位有效数字)、内阻r=Ω(保留1位小数).丁(2)考虑电压表内阻影响该小组也尝试用图戊所示电路测量电压表内阻,但发现实验无法完成.原因是.A.电路设计会损坏仪器B.滑动变阻器接法错误C.电压太大无法读数D.电流太小无法读数2.(1)①1.0②I(r+R A)③1.401.0(2)D[解析] (1)①由图乙可知,电压表读数为U=0.60 V,电流表读数为I=0.58 A,根据欧姆定律可得电流表内阻为R A=UI =0.600.58Ω≈1.0 Ω;②由闭合电路欧姆定律可知,干电池电动势的表达式为E=U+I(r+R A);③根据E=U+I(r+R A)变形得到U=-(r+R A)I+E,根据图像可知,纵截距b=E=1.40 V,斜率的绝对值|k|=r+R A=1.40-1.000.20-0Ω=2.0 Ω,所以待测干电池电动势为E=1.40 V,内阻为r=1.0 Ω.(2)由于将电压表串联接在电路中,电压表内阻很大,电路中电流太小,故无法完成实验的原因可能是电流太小无法读数,故选D.3.[2024·广东卷] 某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统,制作光源跟踪演示装置,实现太阳能电池板方向的调整,使电池板正对光源.图甲是光照方向检测电路.所用器材有:电源E(电动势3 V);电压表V1和V2(量程均有0~3 V 和0~15 V,内阻均可视为无穷大);滑动变阻器R;两个相同的光敏电阻R G1和R G2;开关S;手电筒;导线若干.图乙是实物图.图中电池板上垂直安装有半透明隔板,隔板两侧装有光敏电阻,电池板固定在电动机转轴上.控制单元与检测电路的连接未画出.控制单元对光照方向检测电路无影响.请完成下列实验操作和判断.(1)电路连接.图乙中已正确连接了部分电路,请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表V1间的实物图连线.(2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试.①将图甲中R的滑片置于端,用手电筒的光斜照射到R G1和R G2,使R G1表面的光照强度比R G2表面的小.②闭合S,将R的滑片缓慢滑到某一位置.V1的示数如图丙所示,读数U1为V,V2的示数U2为1.17 V.由此可知,表面光照强度较小的光敏电阻的阻值(选填“较大”或“较小”).③断开S.(3)光源跟踪测试.①将手电筒的光从电池板上方斜照射到R G1和R G2.②闭合S,并启动控制单元.控制单元检测并比较两光敏电阻的电压,控制电动机转动.此时两电压表的示数U1<U2,图乙中的电动机带动电池板(填“逆时针”或“顺时针”)转动,直至时停止转动,电池板正对手电筒发出的光.3.(1)如图所示(2)①b②1.63(1.61~1.65均可)较大(3)②逆时针U1=U2(或R G1=R G2)[解析] (1)由题图甲可知,V1测R G1两端电压,V2测R G2两端电压,滑动变阻器采用分压式接法,由题图乙可知,此时V2已并联在R G2两端,V1未并联在电路中,故应将V1的“3”接线柱连到滑动变阻器右上接线柱处,滑动变阻器分压式接入电路中.(2)①从安全性角度考虑,一开始应将题图甲中R的滑片置于b端,使两个电压表的示数均为零.②由题图丙知电压表的分度值为0.1 V,根据读数原则需估读到0.1 V的下一位,读数为1.63 V.由串联电路中电流相等,电阻之比等于电压之比,可知电压较大时对应的电阻较大.由题图甲知,V1测R G1两端电压,V2测R G2两端电压,且U1>U2,则R G1>R G2,由①可知R G1表面的光照强度比R G2表面的小,说明表面光照强度较小的光敏电阻的阻值较大.(3)②U1<U2,说明R G1电阻小,对应光照强度大,而R G2电阻大,对应光照强度小,因此光是从左上方斜向右下方照射,所以应逆时针转动电池板,使光线和太阳能电池板垂直,直至U1=U2时停止转动,此时R G1=R G2,两板对应光照强度相同,电池板正对手电筒发出的光.4.[2024·广西卷] 某同学为探究电容器充、放电过程,设计了图甲实验电路.器材如下:电容器,电源E(电动势6 V,内阻不计),电阻R1=400.0 Ω,电阻R2=200.0 Ω,电流传感器,开关S1、S2,导线若干.实验步骤如下:(1)断开S1、S2,将电流传感器正极与a节点相连,其数据采样频率为5000 Hz,则采样周期为s;(2)闭合S 1,电容器开始充电,直至充电结束,得到充电过程的I -t 曲线如图乙,由图乙可知开关S 1闭合瞬间流经电阻R 1的电流为 mA(结果保留3位有效数字);(3)保持S 1闭合,再闭合S 2,电容器开始放电,直至放电结束,则放电结束后电容器两极板间电压为 V;(4)实验得到放电过程的I -t 曲线如图丙,I -t 曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.018 8 C,则电容器的电容C 为 μF .图丙中I -t 曲线与横坐标、直线t =1 s 所围面积对应电容器释放的电荷量为0.003 8 C,则t =1 s 时电容器两极板间电压为 V(结果保留2位有效数字). 4.(1)15000(2)15.0 (3)2 (4)4.7×103 5.2[解析] (1)采样周期为T =1f =15000 s .(2)由图乙可知开关S 1闭合瞬间流经电阻R 1的电流为15.0 mA .(3)放电结束后电容器两极板间电压等于R 2两端电压,根据闭合电路欧姆定律得电容器两极板间电压为U C =ER 1+R 2·R 2=2 V . (4)充电结束后电容器两端电压为U C '=E =6 V,故可得ΔQ =(U C '-U C )C =0.018 8 C,解得C =4.7×103 μF;设t =1 s 时电容器两极板间电压为U C ″,得(U C '-U C ″)C =0.003 8 C,代入数值解得U C ″≈5.2 V .5.[2024·海南卷] 用如图甲所示的电路观察电容器的充放电现象,实验器材有电源E 、电容器C 、电压表、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻R 、单刀双掷开关S 1、开关S 2、导线若干.(1)闭合开关S 2,将S 1接1,电压表示数增大,最后稳定在12.3 V .在此过程中,电流表的示数 .(填选项标号) A .一直稳定在某一数值 B .先增大,后逐渐减小为零C .先增大,后稳定在某一非零数值(2)先后断开开关S 2、S 1,将电流表更换成电流传感器,再将S 1接2,此时通过定值电阻R 的电流方向为 (选填“a →b ”或“b →a ”),通过传感器将电流信息传入计算机,画出电流随时间变化的I -t 图像,如图乙,t =2 s 时I =1.10 mA,图中M 、N 区域面积比为8∶7,可求出R = kΩ(保留2位有效数字).5.(1)B (2)a →b 5.2[解析] (1)电容器充电过程中,当电路刚接通后,电流表示数从0增大至某一最大值,后随着电容器的不断充电,电路中的充电电流在减小,当充电结束电路稳定后,此时电路相当于断路,电流为0,故选B .(2)根据电路图可知充电结束后电容器上极板带正电,将S 1接2,电容器放电,此时通过定值电阻R 的电流方向为a →b ;t =2 s 时,I =1.10 mA,可知此时电容器两端的电压为U 2=IR ,电容器开始放电前两端电压为12.3 V ,根据I -t 图像与横轴围成的面积表示放电荷量可得,0~2 s 的放电荷量为Q 1=ΔU ·C =(12.3-1.10×10-3·R )C ,2 s 后到放电结束放电荷量为Q 2=ΔU'·C =1.10×10-3·RC ,根据题意Q 1Q 2=87,解得R ≈5.2 kΩ.6.[2024·河北卷] 某种花卉喜光,但阳光太强时易受损伤.某兴趣小组决定制作简易光强报警器,以便在光照过强时提醒花农.该实验用到的主要器材如下:学生电源、多用电表、数字电压表(0~20 V)、数字电流表(0~20 mA)、滑动变阻器R (最大阻值50 Ω,1.5 A)、白炽灯、可调电阻R 1(0~50 kΩ)、发光二极管LED 、光敏电阻R G 、NPN 型三极管VT 、开关和若干导线等. (1)判断发光二极管的极性使用多用电表的“×10 k”欧姆挡测量二极管的电阻.如图甲所示,当黑表笔与接线端M 接触、红表笔与接线端N 接触时,多用电表指针位于表盘中a 位置(见图乙);对调红、黑表笔后指针位于表盘中b 位置(见图乙).由此判断M 端为二极管的 (选填“正极”或“负极”).(2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性①采用图丙中的器材进行实验,部分实物连接已完成.要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始.导线L 1、L 2和L 3的另一端应分别连接滑动变阻器的 、 、接线柱(以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”).②图丁为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线,图中曲线Ⅰ、Ⅰ和Ⅰ对应光敏电阻受到的光照由弱到强.由图像可知,光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而(选填“增大”或“减小”).(3)组装光强报警器电路并测试其功能图戊为利用光敏电阻、发光二极管、三极管(当b、e间电压达到一定程度后,三极管被导通)等元件设计的电路.组装好光强报警器后,在测试过程中发现,当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时,发光二极管并不发光,为使报警器正常工作,应(选填“增大”或“减小”)可调电阻R1的阻值,直至发光二极管发光.6.(1)负极(2)①A A C(或D)[或者三空分别为:C(或D)A B]②减小(3)增大[解析] (1)使用多用电表欧姆挡测二极管电阻时,电流也是“红进黑出”,即表内电源正极与黑表笔相连,电源负极与红表笔相连,且测二极管正向电阻时阻值很小,测二极管反向电阻时阻值无穷大.当黑表笔与接线柱M接触、红表笔与接线柱N接触时,多用电表指针位于表盘中a 位置(电阻无穷大),而对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置(电阻很小),说明黑表笔(连接电源正极)与接线柱N接触时测的是二极管正向电阻,即N端为二极管的正极.(2)①要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始,所以滑动变阻器应采用分压式接法,导线L2应连接A接线柱,导线L1和导线L3应“一上一下”连接滑动变阻器的接线柱,可以导线L1连接A接线柱,导线L3连接C或D接线柱,或者导线L3连接B接线柱,导线L1连接C或D接线柱.②伏安特性曲线上的点与原点连线的斜率的倒数表示电阻,由所给伏安特性曲线图可知,曲线Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ对应的电阻在减小,说明随着光照由弱到强,光敏电阻的阻值减小.(3)在测试过程中发现,当照射在光敏电阻表面的光强达到报警值时,发光二极管并不发光,说明三极管未被导通,这是因为b、e间电压较小,未达到是三极管导通的值,为使报警器正常工作,应调大R1两端分得的电压直至发光二极管发光,由于R1与R G串联后总电压一定,所以要调大R1的阻值.7.[2024·江苏卷] 某同学在实验室做“测定金属的电阻率”的实验,除被测金属丝外,还有如下实验器材可供选择:A.直流电源:电动势约为3 V,内阻可忽略不计;B.电流表A:量程0~100 mA,内阻约为5 Ω;C.电压表V:量程0~3 V,内阻为3 kΩ;D.滑动变阻器:最大阻值为100 Ω,允许通过的最大电流为0.5 A;E.开关、导线等.(1)该同学用刻度尺测得金属丝接入电路的长度L=0.820 m,用螺旋测微器测量金属丝直径时的测量结果如图甲所示,从图中读出金属丝的直径为mm.(2)用多用电表欧姆“×1”挡测量接入电路部分的金属丝电阻时,多用电表的示数如图乙所示,从图中读出金属丝电阻约为Ω.(3)若该同学根据伏安法测出金属丝的阻值R=10.0 Ω,则这种金属材料的电阻率为Ω·m.(结果保留两位有效数字)7.(1)0.787(0.785~0.788均可)(2)9.0(3)5.9×10-6[解析] (1)根据螺旋测微器的读数规律,该读数为d=0.5 mm+28.7×0.01 mm=0.787 mm.(2)根据欧姆挡的读数规律,该读数为R x=9.0×1 Ω=9.0 Ω.(3)根据电阻定律有R=ρLS =ρLπ(d2)2=4ρLπd2,解得ρ=πd2R4L,代入数据得ρ=5.9×10-6 Ω·m.8.[2024·江西卷] 某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下.为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计.(1)如图1所示,在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水倒入其中,测得水的截面宽d=0.07 m和高h=0.03 m.(2)现有实验器材:电流表(量程0~300 μA,内阻R A=2500 Ω)、电压表(量程0~3 V或0~15 V,内阻未知)、直流电源(3 V)、滑动变阻器、开关和导线.请在图1中画线完成电路实物连接.(3)连接好电路,测量26 ℃的水在不同长度l时的电阻值R x.将水温升到65 ℃,重复测量.绘出26 ℃和65 ℃水的R x-l图线,分别如图2中甲、乙所示.(4)若R x-l图线的斜率为k,则水的电阻率表达式为ρ=(用k、d、h表示).实验结果表明,温度(选填“高”或“低”)的水更容易导电.(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置.为保证出水量不变,选用内直径为8.0×10-3m的水管.若人体的安全电流为1.0×10-3A,热水器出水温度最高为65 ℃,忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为m.(保留2位有效数字)8.(2)如图所示(4)kdh高(5)0.46[解析] (2)由于电流表阻值已知,因此电流表采用内接法时,水的电阻R =U I-R A ,可消除伏安法测电阻的系统误差;因电源电动势为3 V ,则电压表选用0~3 V 量程.实物连线如图所示. (4)根据电阻定律有R x =ρl S ,又S =dh ,联立可得R x =ρdℎl ,故R x -l 图像的斜率k =ρdℎ,解得ρ=kdh ;根据题图2可知,65 ℃水的R x -l 图像的斜率比26 ℃水的R x -l 图像的斜率小,说明温度高的水的电阻率较小,更容易导电.(5)根据欧姆定律和电阻定律有R =UI =ρl 'πD 24,其中ρ=kdh ,由题图2可知,65 ℃水的R x -t 图像的斜率k =80.7×103 Ω/m,代入数据解得l'≈0.46 m,故该水管长度的最小值为0.46 m .9.[2024·辽宁卷] 某探究小组要测量电池的电动势和内阻.可利用的器材有:电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为R 0)、金属夹、刻度尺、开关S 、导线若干.他们设计了如图所示的实验电路原理图.(1)实验步骤如下:①将电阻丝拉直固定,按照图甲连接电路,金属夹置于电阻丝的 (选填“A ”或“B ”)端; ②闭合开关S,快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U ,断开开关S,记录金属夹与B 端的距离L ;③多次重复步骤②,根据记录的若干组U 、L 的值,作出图丙中图线Ⅰ;④按照图乙将定值电阻接入电路,多次重复步骤②,再根据记录的若干组U 、L 的值,作出图丙中图线Ⅰ.(2)由图线得出纵轴截距为b ,则待测电池的电动势E = .(3)由图线求得Ⅰ、Ⅰ的斜率分别为k 1、k 2,若k2k 1=n ,则待测电池的内阻r = (用n 和R 0表示).9.(1)A (2)1b(3)R 0n -1[解析] (1)为了保护电路,避免通过电源的电流过大,闭合开关前,金属夹应置于使电阻丝接入电路的阻值最大处,即应该置于A 端.(2)对于图甲电路,根据闭合电路欧姆定律有U =E -Ir ,设金属丝的电阻率为ρ,横截面积为S ,根据欧姆定律和电阻定律有I =UR ,R =ρLS ,联立可得U =E -USρL r ,整理可得1U =1E +Sr Eρ·1L ,对于图乙电路,根据闭合电路欧姆定律有U =E -I (r +R 0),根据欧姆定律和电阻定律有I =UR,R =ρL S,联立并整理可得1U =1E+S (r+R 0)Eρ·1L ,所以图线的纵轴截距b =1E ,解得E =1b .(3)由题意可知k 1=SrEρ,k 2=S (r+R 0)Eρ,又k2k 1=n ,联立解得r =R0n -1. 10.电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化.在保持流过传感器的电流(即工作电流)恒定的条件下,通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压,建立电压与氧气含量之间的对应关系,这一过程称为定标.一同学用图甲所示电路对他制作的一个氧气传感器定标.实验器材有:装在气室内的氧气传感器(工作电流1 mA)、毫安表(内阻可忽略)、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶(氧气含量分别为1%、5%、10%、15%、20%).(1)将图甲中的实验器材间的连线补充完整,使其能对传感器定标; (2)连接好实验器材,把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口;(3)把滑动变阻器的滑片滑到 端(选填“a ”或“b ”),闭合开关;。
高考物理专项复习《力学实验》含答案
高考物理专项复习《力学实验》含答案1．橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关。
理论与实验都表明k=Y SL，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量。
（1）在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是___________A．N B．m C．N/m D．Pa（2）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用螺旋测微器和刻度尺分别测量它的直径和长度如图（a）和图（b）所示，刻度尺的读数为___________cm，螺旋测微器的读数为___________mm。
（3）小华通过实验测得该橡皮筋的一些数据，作出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图（c）所示。
由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=___________N/m，这种橡皮筋的Y值等于___________（结果保留两位有效数字）。
（4）图像中图线发生弯曲的原因是___________。
【答案】D11.98（11.96~12.00均正确） 3.999（3.998~4.000均正确）319.1 3.0×106 Pa橡皮筋受力发生的形变超出其弹性限度，不再遵循弹力F与伸长量x成正比的规律【详解】（1）[1]根据表达式Sk YL=得kLYS=已知k的单位是N/m，L的单位m，S的单位是m2，所以Y的单位是N/m2，也就是Pa，故D项正确。
（2）[2][3]刻度尺从零开始，橡皮筋的尾部接近12.00，则读数估读为11.98 cm；螺旋测微器固定部分读数3.5 mm，转动部分读数为49.9，故读数为3.5 mm＋49.9×0.01 mm=3.999 mm。
（3）[4]根据胡克定律F=kx可知，图像的斜率大小等于劲度系数大小，由图像求出劲度系数为k=15.00.047N/m=319.1 N/m[5]根据Sk YL=可得62319.10.1198Pa 3.010Pa0.0039993.14()2kLYS⨯===⨯⨯（4）[6]当弹力超过其弹性限度时，胡克定律不再适用，即不再遵循伸长量x与弹力F成正比的规律，故图线发生弯曲。
历年(2019-2023)高考物理真题专项(力学实验)练习(附答案)
历年（2019-2023）高考物理真题专项（力学实验）练习 一、实验题（1）已知打出图（b）中相邻两个计数点的时间间隔均为为初始位置，将打出B、C、D、E位移区间AB AC AD AE AF()x 6.60 14.60 x∆34.90 47.30Δcm（3）从实验结果可知，小车运动的v-表示，其中k=________2cm/s，b=（4）根据（3）中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出度大小A v=________，小车的加速度大小作者的备注：此处绘图粗糙，连接遮光片小车与托盘砝码的绳子应与桌面平行；原卷中已说明，遮光片与小车位于气垫导轨上（视为无摩擦力）4．（2023ꞏ辽宁ꞏ统考高考真题）某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA 为水平段。
选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。
测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为1m 和2m (12m m >)。
将硬币甲放置在斜面一某一位置，标记此位置为B 。
由静止释放甲，当甲停在水平面上某处时，测量甲从O 点到停止处的滑行距离OP 。
将硬币乙放置在O 处，左侧与O 点重合，将甲放置（1）实验中，拉动木板时__________（填“必须”或“不必”）保持匀速。
（2）用A m 和B m 分别表示木块A 和重物B 的质量，则m 和A B 0m m m n μ、、、、所满足的关系式为m =__________。
（1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。
首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图（a）所示，该示数为___________mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图（b）所示，该示数为___________mm，则摆球的直径为___________mm。
（2）单摆实验的装置示意图如图（c）所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。
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参考答案与试题解析一．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AB ．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= 0.80 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v B= 0.40 m/s．（结果均保留两位有效数字）【解答】解：①A、为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平；同时为了打点稳定，应先开电源再放纸带；故AB正确；C、本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量；只要能让小车做匀加速运动即可；故C错误；D、由C的分析可知，只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力；故D错误；故选：AB；②每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为T=5×0.02=0.1s；根据逐差法可知，物体的加速度a===0.80m/s2；B点的速度等于AC段的平均速度，则有：v===0.40m/s；故答案为：①AB；②0.80；0.40．2．（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竖直（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CDA、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 CA、天平B、秒表C、米尺．【解答】解：（1）电磁式打点计时器需要用低压交流电压；安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上，从而减小阻力；（2）A、应先接通电源，稳定后再释放纸带，故A错误；B、选择纸带时应选择点迹清楚，前两个点间距接近2mm的纸带，故B错误；C、释放重物时，应让重物靠近纸带；故C正确；D、为了使实验数据更加准确，可取多次测量结果的平均值；故D正确；故选：CD．（3）据运动学公式得：△x=at2，a=，为了测试重物下落的加速度，还需要的实验器材有：米尺，用来测量计数点之间的距离．该实验中不需要天平，通过打点计时器打点的时间间隔可以计算出计数点之间的时间间隔，所以也不需要秒表．故选：C．故答案为：（1）竖直；（2）CD；（3）C．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：接通电源，释放纸带，让重锤自由落下，实验结束关闭电源．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= 9.60 m/s2（计算结果保留三位有效数字）．【解答】解：（1）①实验时，应先接通打点计时器的电源，再释放纸带，实验结束，应立即关闭电源．②根据匀变速直线运动的推论△x=aT2，有：x6﹣x3=3a1（2T）2…①x5﹣x2=3a2（2T）2…②x4﹣x1=3a3（2T）2…③a=…④联立①②③④解得：a=；代入数据解得：a=9.60m/s2．答案：（1）①接通电源，实验结束关闭电源；②，9.60．4．（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以及两细绳套的方向（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同一位置O ，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= 4.0N（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 BA．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°．【解答】解：（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，记下结点位置O和两测力计的示数F1、F2以及两细绳套的方向，（2）如图乙，用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置O，记下细绳套的方向，由图示弹簧测力计可读得弹簧测力计的示数F=4.0N；（3）a、按力的图示方法作出力F的图示如图所示；b、根据力的平行四边形定则，作出F1、F2的合力F′，如图所示．（4）A、拉橡皮条的细绳要适当长一些，以方便画出力的方向，故A错误；B、测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；C、在实验中两个分力的夹角大小适当，且二力的大小要适量大些，这样有利于减小实验中偶然误差的影响，不需要夹角必须大于90°，故C错误；故选：B故答案为：（1）两细绳套的方向；（2）同一位置O；4.0N；（3）如图所示；（4）B．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 BA．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，他还应该记录下两细线的方向．（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F′．【解答】解：（1）本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法．故选：B．（2）当用两个弹簧秤同时拉橡皮筋时，必须记录下两弹簧秤读数，及两细线的方向，O点的位置；（3）图乙中的F与F′中，F是由平行四边形得出的，而F′是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，一定与AO共线的是 F′．故答案为：（1）B；（2）两细线的方向；（3）F′．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AB （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，则不能（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：合力为4N＞5N，超出了弹簧测力计的量程．（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AD ．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．【解答】解：（1）①A、在实验中要减小拉力方向的误差，应让标记同一细绳方向的两点尽量远些，故细绳应该长一些，故A正确；B、作图时，我们是在白纸中作图，做出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有有较大差别，故应使各力尽量与木板面平行，故B正确；C、橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力与拉力的夹角应适当大些，但橡皮条方向不必须在两细绳夹角的角平分线上，故C错误；D、两个拉力的夹角过大，合力会过小，量取理论值时相对误差变大，夹角太小，会导致作图困难，也会增大偶然误差，故D错误．故选：AB．②两力均为4N，且相互垂直，则其合力大小为F=4N＞5N，合力超过了弹簧秤的量程，故弹簧秤无法测出物体所受的合力，故不能使用．（2）A、需要知道橡皮筋的伸长量才能表示橡皮筋的弹力，故应该测量橡皮筋的原长，故A正确；B、为了减小误差，橡皮筋的伸长量应该大些，故应选择劲度系数稍小的橡皮筋，故B错误；C、由于橡皮筋的弹力与它的长度不成正比，所以OB、OC弹力的合力方向与以OB、OC为两邻边做平行四边形的对角线不重合，故C错误；D、不同的O点依然满足任意两个橡皮筋弹力的合力与第三个橡皮筋弹力等大反向的特点，所以即使O点不固定，也可以探究求合力的方法，故D正确．故选：AD．故答案为：（1）①AB；②不能；合力为4N＞5N，超出了弹簧测力计的量程；（2）AD．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 BA．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= 1.60 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= 0.10 N；小车质量M= 0.20 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②（填“②”、“③”或“④”）．【解答】解：（1）平衡摩擦力时，取下砂桶，适当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，故B正确．（2）根据△x=aT2，运用逐差法得，a===1.60m/s2．（3）根据图①知，当F=0.10N时，小车才开始运动，可知小车运动时受到的摩擦力f=0.10N，图线的斜率表示质量的倒数，则m=kg=0.20kg．平衡摩擦力后，a与F成正比，图线的斜率不变，故正确图线为②．故答案为：（1）B；（2）1.60；（3）0.10，0.20，②．8．（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0.85 m/s，小车的加速度为5 m/s2．（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持拉力F恒定不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持小车质量M恒定不变．（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平衡摩擦力过度．②此图中直线发生弯曲的原因是不满足m＜＜M ．【解答】解：（1）利用匀变速直线运动的推论得出：v E== m/s=0.85m/s小车的加速度为a== m/s2=5m/s2（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持细线对车的拉力F不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持小车的质量M不变．（3）图中当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时，小车的加速度不为0，说明小车的摩擦力小于重力的分力，所以原因是实验前木板右端垫得过高．设小车的加速度为a，绳子拉力为F，以砂和砂桶为研究对象得：mg﹣F=ma以小车为研究对象F=Ma解得：a=故：F=Ma=所以要使得绳子拉力等于砂和砂桶的重力大小，必有m＜＜M，而不满足m＜＜M时，随m的增大物体的加速度a逐渐减小．故图象弯曲的原因是：未满足砂和砂桶质量远小于小车的质量．故答案为：（1）0.85；5；（2）拉力F恒定；小车质量M恒定；（3）平衡摩擦力过度，不满足m＜＜M．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CD ．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匀速直线运动．（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M ＞＞m ．（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= （x2﹣x1）f2m/s2．如果f=10Hz，x1=5.90cm，x2=6.46cm，则加速度的值应为a= 0.56 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 C ．【解答】解：（1）本实验中需测小车质量，则需要天平，电磁打点计时器需要低压交流电源，故选：CD．（2）平衡摩擦力时，把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动即可；（3）根据实验误差的来源，在 M＞＞m条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力．（4）根据△x=aT2得：a==（x2﹣x1）f2=（6.46﹣5.90）×102×10﹣2 m/s2=0.56 m/s2；（5）根据牛顿第二定律得：a=，则=M+，则以为纵轴，以总质量M为横轴，作出的图象为一倾斜直线，且纵坐标不为0，故C正确，ABD错误．故选：C故答案为：（1）CD；（2）M＞＞m；（3）（x2﹣x1）f2；0.56；（4）C．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，直到斜槽末端切线水平．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同．（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 1.6m/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 1.5 m/s；B点的竖直分速度为 2 m/s；平抛运动的初位置坐标（﹣1，1）（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）．【解答】解：（1）平抛运动的初速度一定要水平，因此为了获得水平的初速度安装斜槽轨道时要注意槽口末端要水平，为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的，这就要求小球平抛的初速度相同，因此在操作中要求每次小球能从同一位置静止释放．（2）由于O为抛出点，所以根据平抛运动规律有：x=v0t将x=32cm，y=19.6cm，代入解得：v0=1.6m/s．（3）由图可知，物体由A→B和由B→C所用的时间相等，且有：△y=gT2，由图可知△y=2L=10cm，代入解得，T=0.1sx=v0T，将x=3L=15cm，代入解得：v0=1.5 m/s，竖直方向自由落体运动，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：v By==2 m/s．故从抛出到B点所用时间为：t=故从抛出到B点的水平位移为：x=v0t=1.5×0.2m=0.3m，故从抛出到B点的竖直位移为：y=gt2=所以x′=5L﹣x=0.25﹣0.3m=﹣0.05m=L，y′=5L﹣y=0.25﹣0.2m=0.05m=L，平抛运动的初位置坐标为（﹣1，1）．故答案为：（1）水平，初速度相同；（2）1.6；（3）1.5，2，（﹣1，1）．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ABC 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 BA．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．【解答】解：（1）A、实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用，故A正确；B、根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内，因此在实验前，应使用重锤线调整面板在竖直平面内，即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行，故B正确；C、小球每次必须从斜面上同一位置由静止开始释放．故C正确；D、在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，不能作为小球做平抛运动的起点放，故D错误．故选：ABC．（2）在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，不能说明水平方向上的运动规律，故B正确，ACD错误．故答案为：（1）ABC；（2）B．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）实验中木板略微倾斜，这样做 C （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力对小车所做的功与．【解答】解：（1）装置探究橡皮筋做功与小车速度的关系，应平衡摩擦力，使得橡皮筋做功等于合外力做功，以及能够使橡皮筋松弛后小车做匀速运动，故C正确，ABD错误．故选：C．（2）根据描点法作出图象，如图所示：（3）W﹣v2图象是一条过原点的倾斜的直线，根据图象可知，力对小车所做的功与小车速度平方成正比．故答案为：（1）C；（2）W﹣v2图象如图；（3）小车速度平方成正比．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= 2.30 mm．（2）下列实验要求中不必要的一项是 A （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 C （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”【解答】解：（1）由图知第5条刻度线与主尺对齐，d=2mm+6×0.05mm=2.30mm；（2）A、拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关，故A不必要；B、应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故B是必要的；C、应将气垫导轨调节水平，保持拉线方向与木板平面平行，这样拉力才等于合力，故CD是必要的；本题选不必要的，故选：A．（3）根据牛顿第二定律得：a=，那么解得：t2=所以研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出图象或作出t2﹣图象，故C正确．故选：C故答案为：（1）2.30；（2）A；（3）C14．（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 CA．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 AA．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0.196 J，小车动能的增量为0.144 J．（g=9.8m/s2，结果保留三位有效数字）【解答】解：（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是，将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．故C正确．故选：C．（2）本题要用钩码的重力代替小车所受到的合力，钩码质量应远小于小车的质量．故选10g的钩码较好，故A正确．故选：A（3）从打下第一点到打下第N点拉力对小车做的功：W=mgs=50×10﹣3×9.8×0.4J=0.196J；小车的动能增量为：△E k=Mv2=0.2×1.22J=0.144J．故答案为：（1）C；（2）A；（3）0.196，0.14415．（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 ．。
高中物理高考复习力学实验讲解和练习题(含答案)
高中物理高考复习力学实验讲解和练习题(含答案)参考答案与试题解析一．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AB ．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= 0.80 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v B= 0.40 m/s．（结果均保留两位有效数字）【解答】解：①A、为了让小车做匀加速直线运动.应使小车受力恒定.故应将细线与木板保持水平；同时为了打点稳定.应先开电源再放纸带；故AB正确；C、本实验中只是研究匀变速直线运动.故不需要让小车的质量远大于钩码的质量；只要能让小车做匀加速运动即可；故C错误；D、由C的分析可知.只要摩擦力恒定即可.不需要平衡摩擦力；故D错误；故选：AB；②每两个计数点间有四个点没有画出.故两计数点间的时间间隔为T=5×0.02=0.1s；根据逐差法可知.物体的加速度a===0.80m/s2；B点的速度等于AC段的平均速度.则有：v===0.40m/s；故答案为：①AB；②0.80；0.40．2．（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竖直（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CDA、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 CA、天平B、秒表C、米尺．【解答】解：（1）电磁式打点计时器需要用低压交流电压；安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上.从而减小阻力；（2）A、应先接通电源.稳定后再释放纸带.故A错误；B、选择纸带时应选择点迹清楚.前两个点间距接近2mm的纸带.故B错误；C、释放重物时.应让重物靠近纸带；故C正确；D、为了使实验数据更加准确.可取多次测量结果的平均值；故D正确；故选：CD．（3）据运动学公式得：△x=at2.a=.为了测试重物下落的加速度.还需要的实验器材有：米尺.用来测量计数点之间的距离．该实验中不需要天平.通过打点计时器打点的时间间隔可以计算出计数点之间的时间间隔.所以也不需要秒表．故选：C．故答案为：（1）竖直；（2）CD；（3）C．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：接通电源.释放纸带.让重锤自由落下. 实验结束关闭电源．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= 9.60 m/s2（计算结果保留三位有效数字）．【解答】解：（1）①实验时.应先接通打点计时器的电源.再释放纸带.实验结束.应立即关闭电源．②根据匀变速直线运动的推论△x=aT2.有：x6﹣x3=3a1（2T）2…①x5﹣x2=3a2（2T）2…②x4﹣x1=3a3（2T）2…③a=…④联立①②③④解得：a=；代入数据解得：a=9.60m/s2．答案：（1）①接通电源.实验结束关闭电源；②.9.60．4．（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以及两细绳套的方向（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同一位置O .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= 4.0N（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 BA．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°．【解答】解：（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.记下结点位置O和两测力计的示数F1、F2以及两细绳套的方向.（2）如图乙.用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置O.记下细绳套的方向.由图示弹簧测力计可读得弹簧测力计的示数F=4.0N；（3）a、按力的图示方法作出力F的图示如图所示；b、根据力的平行四边形定则.作出F1、F2的合力F′.如图所示．（4）A、拉橡皮条的细绳要适当长一些.以方便画出力的方向.故A错误；B、测量力的实验要求尽量准确.为了减小实验中因摩擦造成的误差.操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行.故B正确；C、在实验中两个分力的夹角大小适当.且二力的大小要适量大些.这样有利于减小实验中偶然误差的影响.不需要夹角必须大于90°.故C错误；故选：B故答案为：（1）两细绳套的方向；（2）同一位置O；4.0N；（3）如图所示；（4）B．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 BA．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.他还应该记录下两细线的方向．（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F′．【解答】解：（1）本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同.采用的科学方法是等效替代法．故选：B．（2）当用两个弹簧秤同时拉橡皮筋时.必须记录下两弹簧秤读数.及两细线的方向.O点的位置；（3）图乙中的F与F′中.F是由平行四边形得出的.而F′是通过实验方法得出的.其方向一定与橡皮筋的方向相同.一定与AO共线的是F′．故答案为：（1）B；（2）两细线的方向；（3）F′．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AB （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.则不能（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：合力为4N＞5N.超出了弹簧测力计的量程．（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AD ．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．【解答】解：（1）①A、在实验中要减小拉力方向的误差.应让标记同一细绳方向的两点尽量远些.故细绳应该长一些.故A正确；B、作图时.我们是在白纸中作图.做出的是水平力的图示.若拉力倾斜.则作出图的方向与实际力的方向有有较大差别.故应使各力尽量与木板面平行.故B正确；C、橡皮条弹性要好.拉结点到达某一位置O时.拉力与拉力的夹角应适当大些.但橡皮条方向不必须在两细绳夹角的角平分线上.故C错误；D、两个拉力的夹角过大.合力会过小.量取理论值时相对误差变大.夹角太小.会导致作图困难.也会增大偶然误差.故D错误．故选：AB．②两力均为4N.且相互垂直.则其合力大小为F=4N＞5N.合力超过了弹簧秤的量程.故弹簧秤无法测出物体所受的合力.故不能使用．（2）A、需要知道橡皮筋的伸长量才能表示橡皮筋的弹力.故应该测量橡皮筋的原长.故A正确；B、为了减小误差.橡皮筋的伸长量应该大些.故应选择劲度系数稍小的橡皮筋.故B错误；C、由于橡皮筋的弹力与它的长度不成正比.所以OB、OC弹力的合力方向与以OB、OC为两邻边做平行四边形的对角线不重合.故C错误；D、不同的O点依然满足任意两个橡皮筋弹力的合力与第三个橡皮筋弹力等大反向的特点.所以即使O点不固定.也可以探究求合力的方法.故D正确．故选：AD．故答案为：（1）①AB；②不能；合力为4N＞5N.超出了弹簧测力计的量程；（2）AD．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 BA．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= 1.60 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= 0.10 N；小车质量M= 0.20 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②（填“②”、“③”或“④”）．【解答】解：（1）平衡摩擦力时.取下砂桶.适当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.故B正确．（2）根据△x=aT2.运用逐差法得.a===1.60m/s2．（3）根据图①知.当F=0.10N时.小车才开始运动.可知小车运动时受到的摩擦力f=0.10N.图线的斜率表示质量的倒数.则m=kg=0.20kg．平衡摩擦力后.a与F成正比.图线的斜率不变.故正确图线为②．故答案为：（1）B；（2）1.60；（3）0.10.0.20.②．8．（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0.85 m/s.小车的加速度为 5 m/s2．（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系.应该保持拉力F恒定不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系.应该保持小车质量M恒定不变．（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平衡摩擦力过度．②此图中直线发生弯曲的原因是不满足m＜＜M ．【解答】解：（1）利用匀变速直线运动的推论得出：v E== m/s=0.85m/s小车的加速度为a== m/s2=5m/s2（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系.应该保持细线对车的拉力F不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系.应该保持小车的质量M不变．（3）图中当F=0时.a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时.小车的加速度不为0.说明小车的摩擦力小于重力的分力.所以原因是实验前木板右端垫得过高．设小车的加速度为a.绳子拉力为F.以砂和砂桶为研究对象得：mg﹣F=ma以小车为研究对象F=Ma解得：a=故：F=Ma=所以要使得绳子拉力等于砂和砂桶的重力大小.必有m＜＜M.而不满足m＜＜M时.随m的增大物体的加速度a逐渐减小．故图象弯曲的原因是：未满足砂和砂桶质量远小于小车的质量．故答案为：（1）0.85；5；（2）拉力F恒定；小车质量M恒定；（3）平衡摩擦力过度.不满足m＜＜M．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CD ．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匀速直线运动．（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M＞＞m ．（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= （x2﹣x1）f2m/s2．如果f=10Hz.x1=5.90cm.x2=6.46cm.则加速度的值应为a= 0.56 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 C ．【解答】解：（1）本实验中需测小车质量.则需要天平.电磁打点计时器需要低压交流电源.故选：CD．（2）平衡摩擦力时.把木板一端垫高.调节木板的倾斜度.使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动即可；（3）根据实验误差的来源.在 M＞＞m条件下.可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力．（4）根据△x=aT2得：a==（x2﹣x1）f2=（6.46﹣5.90）×102×10﹣2 m/s2=0.56 m/s2；（5）根据牛顿第二定律得：a=.则=M+.则以为纵轴.以总质量M为横轴.作出的图象为一倾斜直线.且纵坐标不为0.故C正确.ABD错误．故选：C故答案为：（1）CD；（2）M＞＞m；（3）（x2﹣x1）f2；0.56；（4）C．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.直到斜槽末端切线水平．每次让小球从同一位置由静止释放.是为了每次平抛初速度相同．（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 1.6m/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 1.5 m/s；B点的竖直分速度为 2 m/s；平抛运动的初位置坐标（﹣1.1）（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）．【解答】解：（1）平抛运动的初速度一定要水平.因此为了获得水平的初速度安装斜槽轨道时要注意槽口末端要水平.为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的.这就要求小球平抛的初速度相同.因此在操作中要求每次小球能从同一位置静止释放．（2）由于O为抛出点.所以根据平抛运动规律有：x=v0t将x=32cm.y=19.6cm.代入解得：v0=1.6m/s．（3）由图可知.物体由A→B和由B→C所用的时间相等.且有：△y=gT2.由图可知△y=2L=10cm.代入解得.T=0.1sx=v0T.将x=3L=15cm.代入解得：v0=1.5 m/s.竖直方向自由落体运动.根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：v By==2 m/s．故从抛出到B点所用时间为：t=故从抛出到B点的水平位移为：x=v0t=1.5×0.2m=0.3m.故从抛出到B点的竖直位移为：y=gt2=所以x′=5L﹣x=0.25﹣0.3m=﹣0.05m=L.y′=5L﹣y=0.25﹣0.2m=0.05m=L.平抛运动的初位置坐标为（﹣1.1）．故答案为：（1）水平.初速度相同；（2）1.6；（3）1.5.2.（﹣1.1）．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ABC 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 BA．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．【解答】解：（1）A、实验中必须保证小球做平抛运动.而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用.故A正确；B、根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内.因此在实验前.应使用重锤线调整面板在竖直平面内.即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行.故B正确；C、小球每次必须从斜面上同一位置由静止开始释放．故C正确；D、在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O.不能作为小球做平抛运动的起点放.故D错误．故选：ABC．（2）在打击金属片时.两小球同时做平抛运动与自由落体运动.结果同时落地.则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动.不能说明水平方向上的运动规律.故B正确.ACD错误．故答案为：（1）ABC；（2）B．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 6Wv/（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 C （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力对小车所做的功与．【解答】解：（1）装置探究橡皮筋做功与小车速度的关系.应平衡摩擦力.使得橡皮筋做功等于合外力做功.以及能够使橡皮筋松弛后小车做匀速运动.故C正确.ABD错误．故选：C．（2）根据描点法作出图象.如图所示：（3）W﹣v2图象是一条过原点的倾斜的直线.根据图象可知.力对小车所做的功与小车速度平方成正比．故答案为：（1）C；（2）W﹣v2图象如图；（3）小车速度平方成正比．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= 2.30 mm．（2）下列实验要求中不必要的一项是 A （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 C （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”【解答】解：（1）由图知第5条刻度线与主尺对齐.d=2mm+6×0.05mm=2.30mm；（2）A、拉力是直接通过传感器测量的.故与小车质量和钩码质量大小关系无关.故A不必要；B、应使A位置与光电门间的距离适当大些.有利于减小误差.故B是必要的；C、应将气垫导轨调节水平.保持拉线方向与木板平面平行.这样拉力才等于合力.故CD是必要的；本题选不必要的.故选：A．（3）根据牛顿第二定律得：a=.那么解得：t2=所以研究滑块的加速度与力的关系.处理数据时应作出图象或作出t2﹣图象.故C正确．故选：C故答案为：（1）2.30；（2）A；（3）C14．（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 CA．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 AA．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0.196 J.小车动能的增量为0.144 J．（g=9.8m/s2.结果保留三位有效数字）【解答】解：（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是.将不带滑轮的木板一端适当垫高.在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动.以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消.那么小车的合力就是绳子的拉力．故C正确．故选：C．。
新高考力学实验(含答案)
力学实验1．（2021浙江高考）（1）在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。
O 点是打下的第一个点，A 、B 、C 和D 为另外4个连续打下的点。
①为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是___________。
①已知交流电频率为50Hz ，重物质量为200g ，当地重力加速度29.80m/s g =，则从O 点到C 点，重物的重力势能变化量的绝对值p E ∆=___________J 、C 点的动能k C E =___________J （计算结果均保留3位有效数字）。
比较k C E 与p E ∆的大小，出现这一结果的原因可能是___________。
A ．工作电压偏高 B ．存在空气阻力和摩擦力 C ．接通电源前释放了纸带 （2）图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。
实验中:①观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是___________。
(单选） A ．旋转测量头 B ．增大单缝与双缝间的距离 C ．调节拨杆使单缝与双缝平行 ①要增大观察到的条纹间距，正确的做法是___________ (单选） A ．减小单缝与光源间的距离 B ．减小单缝与双缝间的距离 C ．增大透镜与单缝间的距离 D ．增大双缝与测量头间的距离2．（2021全国甲卷）为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数，一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上，形成一倾角为α的斜面（已知sinα=0.34，cosα=0.94），小铜块可在斜面上加速下滑，如图所示。
该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程，然后解析视频记录的图像，获得5个连续相等时间间隔（每个时间间隔∆T=0.20s）内小铜块沿斜面下滑的距离s i（i=1，2，3，4，5），如下表所示。
由表中数据可得，小铜块沿斜面下滑的加速度大小为___________m/s2，小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为___________。
2021年高考物理命题猜想卷专题12 力学实验
【考向解读】高考对物理实验的考查，是在《考试说明》规定的实验基础上进行重组与创新，旨在考查考生是否熟悉这些常规实验器材，是否真正动手做过这些实验，是否能灵活的运用学过的实验理论、实验方法、实验仪器，去处理、分析、研究某些未做过的实验，包括设计某些比较简单的实验等．所给的物理情景和要求跟教材内容多有明显区别，是以教材中实验为背景或素材，通过改变实验条件或增加条件限制，加强对考生迁移能力、创新能力和实验能力的考查．学-*科网【命题热点突破一】验证力的平行四边形定则实验的条件是“力的作用效果相同”，因此，在两个分力和一个力分别作用下，同一弹性绳的同一端点必须到达同一位置才能满足实验的验证条件．例1、【2017·新课标Ⅲ卷】（6分）某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴（横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm）的纸贴在水平桌面上，如图（a）所示。
将橡皮筋的一端Q 固定在y轴上的B点（位于图示部分之外），另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长。
（1）用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出。
测力计的示数如图（b）所示，F的大小为_______N。
（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点。
此时观察到两个拉力分别沿图（a）中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。
（i）用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O为作用点，在图（a）中画出力F1、F2的图示，然后按平形四边形定则画出它们的合力F合；（ii）F合的大小为_______N，F合与拉力F的夹角的正切值为________。
若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。
【答案】（1）4.0 （2）（i）如图（ii）4.0 0.05。
2023年高考物理分题型多维刷题练专题12力学创新型实验题(原卷版+解析)
专题12 力学创新型实验题1.力学发展型实验以教材原实验为背景，稍微改变原有的实验目的，或测量与原实验密切关联的新物理量(如摩擦力F f 、空气阻力、动摩擦因数μ等)，或探究与原实验密切相关的新关系（如滑动摩擦力与斜面倾角的关系等）。
2.创新型实验的解答有三个要点①充分参考教材原实验的原理、器材、步骤及数据处理方法，遵循正确、安全、准确的基本实验原则。
①立足实验要求、选用相关力学规律分析原理，如力的合成与分解、直线运动、平抛运动或圆周运动规律、牛顿运动定律、功能关系等。
①加强探究性思考，运用物理方法科学设计。
典例1：（2022·河北·高考真题）某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1所示。
弹簧的劲度系数为k ，原长为L 0，钩码的质量为m 。
已知弹簧的弹性势能表达式为212E kx ，其中k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g 。
（1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L。
接通打点计时器电源。
从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。
钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点）。
从打出A点到打出F 点时间内，弹簧的弹性势能减少量为______，钩码的动能增加量为______，钩码的重力势能增加量为______。
（2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系，如图3所示。
由图3可知，随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是______。
典例2：（2021·福建·高考真题）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。
2021年新高考物理模拟题专题12 力学实验(原卷版)
专题12 力学实验1．（2021届福建省福州八中高三质检）用如图实验装置验证1m 、2m 组成的系统机械能守恒。
2m 从高处由静止开始下落，在1m 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。
下图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个点未标出，计数点间的距离如图所示。
已知150g m =、2150g m =，当地重力加速度29.8m /s g =。
则（本题计算结果保留两位有效数字）(1)在纸带上打下计数点5时，2m 的速度v ＝________m/s ；(2)在打点05过程中系统动能的增量k ΔE =_______J ，系统势能的减少量p ΔE =_______J 。
2．（2021届福建省福州市高三质检）图甲为某同学验证“物体运动加速度与力之间关系”的实验装置图。
已知滑块质量为M ，当地重力加速度为g ，实验中使用交变电流的频率为50Hz 。
（1）如图甲所示，安装好实验装置。
取下砝码盘，调整滑板右端高度，让滑块匀速下滑。
（2）挂上总质量为m 的砝盘（连同盘中砝码），调整左端滑轮高度，让细绳平行于滑板。
打开打点计时器电源开关，然后放开滑块，就可打出滑块运动的纸带。
图乙所示为某次操作中打出的一条纸带，相邻的两个计数点之间还有3个点未标出，数据的单位是cm 。
则滑块运动的加速度a =___________m/s 2（保留三位有效数字）；（3）改变砝码盘总质量m ，重复步骤（2）操作，就可测出对应的加速度a ；通过这些实验数据分析就可以验证物体运动加速度与合外力是否成正比。
（4）分析实验数据可得到，用纸带上数据算出滑块的加速度a 总是小于用'm a g M=算出的加速度，而且随砝码盘总质量m增加，它们之间差值___________（填“越来越小”、“不变”或“越来越大”）3．（2021届福建省福州一中高三模拟）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。
2019年高三物理二轮专项检测(最新重点题汇编)专项十二力学实验(全解析)
2019年高三物理二轮专项检测（最新重点题汇编）专项十二力学实验（全解析）注意事项：认真阅读理解，结合历年的真题，总结经验，查找不足！重在审题，多思考，多理解！无论是单选、多选还是论述题，最重要的就是看清题意。
在论述题中，问题大多具有委婉性，尤其是历年真题部分，在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。
考生要认真阅读题目中提供的有限材料，明确考察要点，最大限度的挖掘材料中的有效信息，建议考生答题时用笔将重点勾画出来，方便反复细读。
只有经过仔细推敲，揣摩命题老师的意图，积极联想知识点，分析答题角度，才能够将考点锁定，明确题意。
特别说明：因时间关系，本资料试题未经校对流程，使用时请注意。
1、【2018•浙江期末】以下实验中可以用打点计时器和纸带测速度进行数据处理的有〔〕A、验证牛顿运动定律B、验证力的平行四边形定那么C、探究动能定理D、验证机械能守恒定律【答案】ACD【解析】验证牛顿运动定律时，可测出速度画出v—t图象，根据v—t图象求加速度。
2、【2018•上海宝山高三期末】在实验中得到小车做直线运动的s-t关系如下图。
由图可以确定，小车在BC段和CD段的运动情况，以下说法中正确的选项是〔〕〔A〕BC段是加速运动；CD段是减速运动。
〔B〕BC段是匀速运动；CD段是匀加速运动。
〔D〕BC段是加速运动；CD段是匀加速运动【答案】C【解析】因为BC段是直线,所以BC段是匀速直线运动;CD段是曲线且斜率变小,所以速度逐渐减小,是减速运动.3、【2018•长春高三第一次调研】关于高中物理实验，以下说法中正确的选项是()A、利用打点计时器“研究匀变速直线运动规律”的实验中，可以利用纸带打出的点迹间接测得物体的运动速度B、在“验证力的平行四边形定那么”实验中，要使力的作用效果相同，只需橡皮条具有相同的伸长量C、在“验证牛顿第二定律”实验中，采用了控制变量的实验方法D、在“验证机械能守恒定律”的实验中，应该先释放重物后接通电源[来【答案】AC源4、【2018•江苏质量检测】某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，如下图所示，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。
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——教学资料参考参考范本——【高中教育】最新高考物理高考题和高考模拟题分项汇编专题12力学实验含解析______年______月______日____________________部门1．【20xx·新课标Ⅰ卷】（5分）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。
实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a ）所示。
实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。
在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b ）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。
（已知滴水计时器每30 s 内共滴下46个小水滴）（1）由图（b ）可知，小车在桌面上是____________（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。
（2）该小组同学根据图（b ）的数据判断出小车做匀变速运动。
小车运动到图（b ）中A 点位置时的速度大小为___________m/s ，加速度大小为____________m/s2。
（结果均保留2位有效数字）【答案】（1）从右向左 （2）0。
19 0。
037【解析】（1）小车在阻力的作用下，做减速运动，由图（b ）知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动；（2）已知滴水计时器每30 s 内共滴下46个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔为：，所以A 点位置的速度为：，根据逐差法可求加速度：，解得a=0。
037 m/s2。
302s s 453t ∆==0.1170.133m/s 0.19m/s 2A v t+==∆24512()()6()x x x x a t +-+=∆ 【考点定位】匀变速直线运动的研究【名师点睛】注意相邻水滴间的时间间隔的计算，46滴水有45个间隔；速度加速度的计算，注意单位、有效数字的要求。
2．【20xx·新课标Ⅲ卷】（6分）某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴（横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm）的纸贴在水平桌面上，如图（a）所示。
将橡皮筋的一端Q 固定在y轴上的B点（位于图示部分之外），另一端P位于y轴上的A 点时，橡皮筋处于原长。
（1）用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出。
测力计的示数如图（b）所示，F的大小为_______N。
（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点。
此时观察到两个拉力分别沿图（a）中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4。
2 N和F2=5。
6 N。
（i）用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O为作用点，在图（a）中画出力F1、F2的图示，然后按平形四边形定则画出它们的合力F合；（ii）F合的大小为_______N，F合与拉力F的夹角的正切值为________。
若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。
【答案】（1）4。
0 （2）（i）如图（ii）4。
0 0。
05【考点定位】验证力的平行四边形定则【名师点睛】验证力的平行四边形定则中的作图法要注意标明：力的标度、刻度、方向箭头、大小和物理量名称。
3．【20xx ·新课标Ⅱ卷】（6分）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。
使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。
实验步骤如下：①如图（a ），将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间∆t ；③用∆s 表示挡光片沿运动方向的长度，如图（b ）所示，表示滑块在挡光片遮住光线的∆t 时间内的平均速度大小，求出；v v④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；⑤多次重复步骤④；⑥利用实验中得到的数据作出–∆t 图，如图（c ）所示。
v完成下列填空：（1）用a 表示滑块下滑的加速度大小，用vA 表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则与vA 、a 和∆t 的关系式为= 。
v v（2）由图（c ）可求得，vA= cm/s ，a= cm/s2。
（结果保留3位有效数字）【答案】（1） （2）52。
1 16。
3（15。
8~16。
8）12A v v a t =+∆ 【考点定位】匀变速直线运动的规律【名师点睛】此题主要考查学生对匀变速直线运动的基本规律的运用能力；解题时要搞清实验的原理，能通过运动公式找到图象的函数关系，结合图象的截距和斜率求解未知量。
4．【20xx·天津卷】如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______________。
A．重物选用质量和密度较大的金属锤B．两限位孔在同一竖直面内上下对正C．精确测量出重物的质量D．用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。
纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。
重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有____________。
A．OA、AD和EG的长度 B．OC、BC和CD的长度C．BD、CF和EG的长度 D．AC、BD和EG的长度【答案】①AB ②BC【考点定位】实验——验证机械能守恒定律【名师点睛】本题的难点是对实验原理的理解。
5．【20xx·北京卷】（18分）如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。
利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。
（1）打点计时器使用的电源是_______（选填选项前的字母）。
A．直流电源 B．交流电源（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是_______（选填选项前的字母）。
A．把长木板右端垫高 B．改变小车的质量在不挂重物且_______（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。
A．计时器不打点 B．计时器打点（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。
在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。
测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……，如图2所示。
实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg。
从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_________，打B点时小车的速度v=_________。
（4）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的v2–W图象。
由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________。
根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是_________。
（5）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2–W 关系的是________。
【答案】（1）B （2）A B （3）mgx2 （4）v2=kW ，k=（4。
5~5。
0） kg –1 质量 （5）A 312x x T- 【解析】（1）打点计时器均使用交流电源，选B 。
（2）平衡摩擦和其他阻力，是通过垫高木板右端，构成斜面，使重力沿斜面向下的分力跟它们平衡，选A ；平衡摩擦力时需要让打点计时器工作，纸带跟打点计时器限位孔间会有摩擦力，且可以通过纸带上打出的点迹判断小车的运动是否为匀速直线运动，选B 。
（3）小车拖动纸带移动的距离等于重物下落的距离，又小车所受拉力约等于重物重力，因此W=mgx2；小车做匀变速直线运动，因此打B 点时小车的速度为打AC 段的平均速度，则。
312x x v T-= （4）由图3可知，图线斜率k≈4。
7 kg –1，即v2=4。
7 kg –1·W；设小车质量为M ，根据动能定理有，变形得，即k=，因此与图线斜率有关的物理量为质量。
22Mv W =22v W M =⋅M 2（5）若m 不满足远小于M ，则由动能定理有，可得，v2与W 仍然成正比关系，选A 。
2()02M m v W +=-22v W M m =⋅+ 【考点定位】探究动能定理实验【名师点睛】实验总存在一定的误差，数据处理过程中，图象读数一样存在误差，因此所写函数表达式的比例系数在一定范围内即可；第（5）问有一定的迷惑性，应明确写出函数关系，再进行判断。
6．【20xx ·江苏卷】（8分）利用如题10–1图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系．小车的质量为M=200。
0 g ，钩码的质量为m=10。
0 g ，打点计时器的电源为50 Hz 的交流电．（1）挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到_____________________．（2）挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如题10–2图所示．选择某一点为O ，依次每隔4个计时点取一个计数点．用刻度尺量出相邻计数点间的距离，记录在纸带上．计算打出各计数点时小车的速度v ，其中打出计数点“1”时小车的速度v1=______m/s ．x ∆（3）将钩码的重力视为小车受到的拉力，取g=9。
80 m/s ，利用W=mg 算出拉力对小车做的功W ．利用算出小车动能，并求出动能的变化量．计算结果见下表．x ∆2k 12E Mv =k E ∆ 3/10J W -⨯ 2。
45 2。
923。
35 3。
81 4。
26 3k /10J E -∆⨯ 2。
312。
73 3。
12 3。
61 4。
00 请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出图象．k E W ∆-（4）实验结果表明，总是略小于W ．某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的．用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=__________N ．k E ∆【答案】（1）小车做匀速运动 （2）0。
228（3）如图所示（4）0。
093【解析】（1）小车能够做匀速运动，纸带上打出间距均匀的点，则表明已平衡摩擦；（2）相临计数点间时间间隔为T=0。
1 s ，；（3）描点画图，如图所示。
0210.228m/s 2x v T ==；（4）对整体，根据牛顿第二定律有：mg=（m+M ）a ，钩码：mg –FT=ma ，联立解得绳上的拉力：．0.093N T Mm F g M m==+ 【考点定位】探究恒力做功与物体动能变化的关系【名师点睛】本题中的计算，要当心数据的单位、有效数字的要求．用整体法、隔离法，根据牛顿第二定律求绳上的拉力，题目比较常规，难度不大．1．【20xx ·河南省南阳、信阳等六市高三第二次联考】某同学为了探究求合力的方法，先用一个弹簧秤通过细线悬吊一个钩码；当钩码静止时，弹簧秤的示数为2．00N;再用两个弹簧秤a 和b 通过两根细绳互成角度将该钩码悬吊其中b 弹簧秤一端固定，a 弹簧秤所拉细线如图1所示水平向左，驾钩码静止时，b 弹簧秤的示数如图2所示．（1）图2中b 弹簧秤的示数为________N;可求出a 弹簧秤的拉力为_________N;（2）保持a 弹簧秤及其所拉的细绳方向不变，将b 及其所拉的细绳以O 为轴沿逆时针方向在图示平面内缓慢转至竖直方向的过程中，b 的示数_______．（选填‘‘变大”“变小”或“不变”）【答案】 （1）2．50（2．49～2．51） （2）1．50（1．49～1．51） （3）变小【解析】（1）依据仪器的读数规则，由准确数字和估计数字组成，则b弹簧秤的示数为2．50N；a弹簧秤的拉力为（2）根据三力平衡特点，利用图解法可知b的示数变小，如图：2．【20xx·广东省××市4月模拟】如图（a）由小车、斜面及粗糙程度可以改变的水平长直木板构成伽利略理想斜面实验装置。