2021届全国高三高考物理第二轮专题练习之力学实验(新人教)

力学实验1.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a 和b ，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。

下列表述正确的是A ．a 的原长比b 的长B ．a 的劲度系数比b 的大C ．a 的劲度系数比b 的小D ．测得的弹力与弹簧的长度成正比2.“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如图8所示的纸带。

图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是A ．实验时应先放开纸带再接通电源B ．（S 6一S 1）等于（S 2一S 1）的6倍C ．从纸带可求出计数点B 对应的速率D ．相邻两个计数点间的时间间隔为0．02s3.做匀加速直线运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频率为50Hz ，由纸带上打出的某一点开始，每537.545.052.5y /mm 60.0个点剪下一段纸带，按图所示，使每一条纸带下端与x轴重合，左边与y轴平行，将纸带段粘贴在直角坐标系中，则小车运动的加速度是m/s2（保留两位有效数字）。

4.某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图。

长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。

在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。

实验步骤如下：①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；②用直尺测量AB之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h1，B点到水平桌面的垂直距离h2；③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t1④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值；⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cosα；⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，做出f-cosα关系曲线。

（1）用测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）：①斜面倾角的余弦cosα= ；②滑块通过光电门时的速度v= ；③滑块运动时的加速度a= ；④滑块运动时所受到的摩擦阻力f= ；（2）测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示，读得d= 。

5.伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速运动规律。

伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，如图所示。

图中OA 表示测得的时间，矩形OAED 的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD 的长度表示 。

P 为DE 的中点，连接OP 且延长交AE 的延长线于B ，则AB 的长度表示 。

6.如图为“用DIS （位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。

（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS 测小车的加速度。

（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。

在某次实验中根据测得的多组数据可画出a -F 关系图线（如图所示）。

D PE B①分析此图线的OA 段可得出的实验结论是_________________________________。

②（单选题）此图线的AB 段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是A ．小车与轨道之间存在摩擦B ．导轨保持了水平状态C ．所挂钩码的总质量太大D ．所用小车的质量太大7.一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图1所示。

图2是打出的纸带的一段。

⑴已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz ，利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度a=_________。

⑵为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有 。

用测得的量及加速度a 表示小车在下滑过程中所受的阻力计算式为f =_________ 。

8.实验装置如图1所示：一木块放在水平长木板上，左侧栓有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连。

木块右侧与打点计时打点计时器 图2 （单位：cm ）5.1 5.746.47.07.68.39.68.910.26器的纸带相连。

在重物牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，图2给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的摩擦因数μ。

要求写出主要的运算过程。

结果保留2位有效数字。

（打点计时器所用交流电频率为50Hz，不计纸带与木块间的拉力。

取重力加速度g=10m/s2）9.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。

（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所示。

计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。

该小车的加速度a=______m/s2.（结果保留两位有效数字）（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。

小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：打点计时器纸带图1纸带运动方向7.72 7.21 6.71 6.25 5.76 5.29 4.81 4.31图2 单位：cm砝码盘中砝码总重力F(N) 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度a（m·s-2）0.69 1.18 1.66 2.18 2.70请根据实验数据作出a-F的关系图像.（3）根据提供的试验数据作出的a-F图线不通过原点，请说明主要原因。

10.科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，作出假设，制定计划，搜集证据，评估交流等。

一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”的探究过程如下：A．有同学认为：运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关。

B．他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象，用超声波测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设。

C．在相同的实验条件下，同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入下表中，图（a）是对应的位移-时间图线。

然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的速度-时间图线，如图（b）中图线1、2、3、4、5所示。

D．同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设。

回答下列提问：⑴与上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是___________，___________。

⑵图（a）中的AB段反映了运动物体在做_________运动，表中X处的值为_________。

⑶图（b）中各条图线具有共同特点：“小纸杯”在下落开始阶段做_______运动，最后“小纸杯”做______运动。

⑷比较图（b）中的1和5，指出在1.0~1.5s时间段内，速度随时间变化关系的差异：_________________________________________________________________。

时间（s）下落距离（m）0.0 0.000 0.4 0.0360.8 0.4691.2 0.9571.6 1.4472.0 X 1.02.01.0s(m)t(s)2.0AB图（a）v(m/s)t(s)图（b）5432111.如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1＞m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律。

（1）若选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量，则需要测量的物理量有_________。

①物块的质量m1、m2；②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；③物块B下落的距离及下落这段距离所用的时间；④绳子的长度。

（2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：①绳的质量要轻；②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；④两个物块的质量之差要尽可能小。

以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_________。

上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建（3）写出一条．．议：___________________________________________________________________ ___________。

12.一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。

盘边缘上固定一竖直的挡光片。

盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图1 所示。

图2为光电数字计时器的示意图。

光源A中射出的光可照到B中的接收器上。

若A、B间的光路被遮断，显示器C 上可显示出光线被遮住的时间。

挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图3所示。

圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图4所示。

由图可知，（l）挡光片的宽度为_____________mm。

（2）圆盘的直径为_______________cm。

（3）若光电数字计时器所显示的时间为50.0 ms，则圆盘转动的角速度为_______弧度/秒（保留3位有效数字）。

答案及解析1.【答案】B【解析】图象中的斜率表示劲度系数，可知a 的劲度系数比b 的大，B 正确；与l 的截据表示原长则a 的原长比b 的短，A 错。

2.【答案】C【解析】在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验时应先接通电源再放开纸带，A 错。

根据相等的时间间隔内通过的位移有2)(at N M x x N M -=-，可知(S 6一S 1)等于(S 2一S 1)的5倍，B 错。

根据B 点为A 与C 的中间时刻点有tx v AC B 2=，C 对；由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出,所以时间间隔为0.1s ，D 错。

3.【答案】2/75.0s m a =【解析】由题意可得，每段纸带的长度就是相邻相等时间间隔内小车的位移，由图示数据可得m s 3105.7-⨯=∆，而相隔时间为T ＝0.02×5s ＝0.1s ，根据2aT s =∆，可得小车的加速度为：2/75.0s m a =。

4.【答案】（1）①sh h s 2212)(cos --=α；②d t ；③222t s d a =；④21222h h d mg m s st --； （2）3.62cm【解析】(1)物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,受重力、支持力、滑动摩擦力,如图所示① ；根据三角形关系可得到s h h s 2212)(cos --=α,②根据t d t x v ==③根据运动学公式a v x 22=,有a v s 22=,即有222ts d a =；④根据牛顿第二定律ma f mg =-θsin ,则有22212t s d m s h h mg f --=； (2) 在游标卡尺中，主尺上是3.6cm ，在游标尺上恰好是第1条刻度线与主尺对齐，再考虑到卡尺是10分度，所以读数为3.6cm+0.1×1mm=3.61cm 或者3.62cm 也对。