2020高考物理：专题九1第1讲力学实验与创新课后演练强化训练含解析

建议用时：60分钟)

1. 如图所示、

用铁架台、弹簧和多个质量均为m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)为完成该实验、设计实验步骤如下：

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的先后顺序排列出来：___________________________ ____.

解析：(1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和伸长量；

(2)根据实验原理、实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)；

(3)根据完成实验的合理性可知先后顺序为CBDAEFG.

答案：(1)刻度尺

(2)弹簧原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)

(3)CBDAEFG

2．在做“研究匀变速直线运动”的实验时、

某同学得到一条用打点计时器打下的纸带、如图所示、

并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点、

图中每相邻两个计数点间还有4个点没有画出、打点计时器接频率f＝50

Hz的交流电源．

(1)打下E点时纸带的速度v E＝________(用给定字母表示)；

(2)若测得d6＝65.00 cm、d3＝19.00 cm、物体的加速度a＝________ m/s2；

(3)如果当时交变电流的频率f>50 Hz、但当时做实验的同学并不知道、

那么测得的加速度值和真实值相比________(选填“偏大”或“偏小”)．解析：(1)由于图中每相邻两个计数点间还有4个点没有画出、所以相邻的

计数点之间的时间间隔为5T、利用匀变速直线运动的推论得v E＝d5－d3 10T＝

（d5－d3）f

10.

(2)根据匀变速直线运动的推论Δx＝aT2可得a＝xDG－xAD （3×5T）2

＝

（d6－d3）－d3

（3×0.1 s）2

＝3.00 m/s2.

(3)如果在某次实验中、交流电的频率f>50 Hz、则实际打点周期变小、根据运动学公式Δx＝aT2得、测量的加速度值和真实的加速度值相比偏小．

答案：(1)（d5－d3）f

10(2)3.00 (3)偏小

3．在用如图所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中、保持小车质量一定时、验证小车加速度a与合力F的关系．

(1)除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外、

在下列器材中必须使用的有________(选填选项前的字母)．

A．220 V、50 Hz的交流电源

B．电压可调的直流电源

C．刻度尺

D．秒表

E．天平(附砝码)

(2)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力、

以下操作正确的是________．

A．调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行

B．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时、

应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上

C．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时、

应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上

(3)某同学得到了如图所示的一条纸带、

由此得到小车加速度的大小a＝________ m/s2.

(4)在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg、

由此造成的误差是________(选填“系统误差”或“偶然误差”)．设拉力的真

实值为F真、小车的质量为M、为了使mg－F真

F真<5%、应当满足的条件是

m

M

<________．

解析：(1)打点计时器接交流电源、处理纸带时要用刻度尺测出计数点间的距离、还要用到天平测砝码和砝码盘的质量、故选A、C、E.

(2)在平衡摩擦力时、不能挂盘；要保证细线和纸带与木板平行、先接通电源、再释放小车、若纸带做匀速直线运动、则纸带上的点间距是均匀的、即说明平衡了摩擦力、故选A 、C.

(3)由图知AC ＝6.40 cm 、CE ＝8.80 cm 、CE －AC ＝a (2T )2

、得a ＝CE －AC 4T2＝15 m/s 2.

(4)小车在做匀加速直线运动时、砝码和砝码盘也在做匀加速直线运动、细线的拉力F 一定小于砝码和砝码盘的总重力mg 、此误差不可避免、为系统误差；小车与砝码和砝码盘都在做加速度为a 的匀加速直线运动、对砝码和砝码盘有mg —F 真＝ma 、对小车有F 真＝Ma 、代入mg －F 真F 真

<5%、得m M <5%. 答案：(1)ACE (2)AC (3)15 (4)系统误差 5%

4．某同学用如图甲所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A 挂于固定点P 、下端用细线挂一重物M 、

弹簧测力计B 的一端用细线系于O 点、手持另一端向左拉、

使结点O 静止在某位置．分别读出弹簧测力计A 和B 的示数、

并在贴于竖直木板的白纸上记录O 点的位置和拉线的方向．

(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N 、图乙中的示数为________N .

(2)下列实验要求中不必要的是________．(填写选项前对应的字母、下同)

A ．细线应尽可能长一些

B ．应测量重物M 所受的重力

C ．细线AO 与BO 之间的夹角应尽可能大于90°

D ．改变拉力的大小与方向、进行多次实验、

每次都要使O 点静止在同一位置

(3)图丙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示、

下列说法正确的是________．