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- 1 - 专题 19 力学实验 1.【淮北一中 20162017 学年度高三第三次月考】 （8 分）在用打点计时器验证机械能守恒 定律的实验中，使质量为 m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点， 选取一条符合实验要求的纸带如图所示 O为第一个点， A、 B、 C为从合适位置开始选取连 续点中的三个点已知打点计时器每隔 0.02s打一个点，当地的重力加速度为 g=9.80m/s2， 那么： （1）根据图上所得的数据，应取图中 O点到 点来验证机械能守恒定律； （2）从 O点到（1）问中所取的点，重物重力势能的减少量 Ep = J，动能增加量 Ek= J（结果取三位有效数字） （3）若测出纸带上所有各点到 O点之间的距离，根据纸带算出相关各点的速度 及物体下 落的高度 h，则以 2v 为纵轴，以 h为横轴画出的图线应是图中的 【答案】 （1）B （2）1.88 1.84 （3）A （3）利用 2vh 图线处理数据，如果 21mghv，那么图线应该是过原点的直线，斜率 就等于 g故 A正确. 所以 A正确，BCD 错误。 - 2 - 考点：验证机械能守恒定律 2.【内蒙古鄂尔多斯市一中 2017届高三上学期第四次月考】某物理兴趣小组的同学在研究 弹簧弹力的时候，测得弹力的大小 F和弹簧长度 l的关系如图 1所示，则由图线可知： （1）弹簧的劲度系数为 N/m （2）为了用弹簧测定两木块 A和 B间的动摩擦因数 ，两位同学分别设计了如图 2所示的 甲、乙两种方案 为了用某一弹簧测力计的示数表示 A和 B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案 更 合理 若 A和 B的重力分别为 10.0N和 20.0N当 A被拉动时，弹簧测力计 a的示数为 6.0N，b 的示数为 11.0N，c 的示数为 4.0N，则 A和 B间的动摩擦因数为 【答案】（1） 30/Nm；（2）甲； 0.3 （2）甲乙两种方案，在拉着物体 A运动的过程中，拉 A的弹簧测力计由于在不断地运动， 示数可能会变化，读数不是很准，弹簧测力计 a是不动的，指针稳定，便于读数，故甲方案 更合理； 由于弹簧测力计 a示数为 6.0N，所以 A、 B间的动摩擦因数 620.3NfF。 考点：探究弹力和弹簧伸长的关系 【名师点睛】胡克定律公式 Fkx中，是弹簧伸长或压缩的长度，不是弹簧的长度第 （2）关键明确实验原理，根据平衡条件和滑动摩擦定律列式求解。 3 【内蒙古鄂尔多斯市一中 2017届高三上学期第四次月考】某同学设计了一个如图 1所示 的装置测定滑块与木板间的动摩擦因数，其中 A为滑块，B 和 C是质量可调的砝码，不计绳 和滑轮的质量及它们之间的摩擦，装置水平放置。实验中该同学在砝码总质量（m+m=m 0） - 3 - 保持不变的条件下，改变 m和 m的大小，测出不同 m下系统的加速度 a，然后通过实验数 据的分析就可求出滑块与木板间的动摩擦因数。 （1）该同学手中有打点计时器、纸带、质量已知且可随意组合的砝码若干、滑块、一端带 有定滑轮的长木板、细线，为了完成本实验，得到所要测量的物理量，还应有 _。 A秒表 B毫米刻度尺 C天平 D低压交流电源 （2）实验中，该同学得到一条较为理想的纸带，如图 2所示，从清晰的 O点开始，每隔 4 个点取一计数点（中间 4个点没画出） ，分别记为 A、B、C、D、E、F，各计数点到 O点的距 离为 OA=1.61cm，OB=4.02cm，OC=7.26cm，OD=11.30cm，OE=16.14cm，OF=21.80cm，打点计 时器打点频率为 50Hz，则由此纸带可得到打 E点时滑块的速度 v=_m/s，此次实验滑 块的加速度 a=_m/s2。 （结果均保留两位有效数字） （3）在实验数据处理中，该同学以 m为横轴，以系统的加速度 a为纵轴，绘制了如图 3所 示的实验图线，结合本实验可知滑块与木板间的动摩擦因数 =_。 （g 取 10m/s2） 【答案】（1）BD；（2）0.52，0.81；（3）0.3 （2）每隔 4个点取一计数点，相邻计数点之间的时间间隔为 0.1s，故用平均速度等于中间 时刻的瞬时速度可得： 221.804/4/4DOFBvmsT 同理可求， 016./.36CEAss 由匀变速运动规律得： 2CEDv所以：20.836/0.5/EDCvmss - 4 - 由 2xat可得： 202.1/.83CFxmst。 （3）对 ABC系统应用牛顿第二定律可得： 001gMgmag 所以， am图象中，纵轴的截距为 ，故 3， .。 考点：探究影响摩擦力的大小的因素 4.【兰州市第一中学 2017届高三上学期期中考试】 （6 分） “验证力的平行四边形定则”实 验中： （1）部分实验步骤如下，请完成有关内容： A将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端绑上两根细线； B在其中一根细线上挂上 5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录： 结点 O的位置、钩码个数及细线方向； C将步骤 B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上 4个和 3个质量相等的钩码，用两 光滑硬棒 B、C 使两细线互成角度，如图乙表示，小心调整 B、C 的位置，使_，并 记录钩码个数及细线方向； （2）如果“验证力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中 cos_。 【答案】.（1）橡皮筋下端伸长到 O点 （2） cos3:4 （2）设每个钩码的质量为 m ，水平方向受力平衡，有： cos3cs4mg 解得： 43cos 考点：)验证力的平行四边形定则。 - 5 - 【名师点睛】明确该实验的实验原理，了解具体实验步骤以及具体的操作，尤其注意在记录 力时不但要记录大小还要记录方向，该实验采用的是“等效替换” ，两次拉橡皮筋要到同一 位置。 5.【兰州市第一中学 2017届高三上学期期中考试】 （9 分) 为了探究质量一定时加速度与力 的关系。一同学设计了如图所示的实验装置。其中 M为带滑轮的小车的质量， m为砂和砂桶 的质量。(滑轮质量不计) （1）实验时，一定要进行的操作或保证的条件是_。 A用天平测出砂和砂桶的质量 B将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计 的示数 D改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带 E为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量 m远小于小车的质量 M （2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有两个点没有画出)。已 知打点计时器采用的是频率为 50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_ m/s2(结果保留两位有效数字)。 （3）以弹簧测力计的示数 F为横坐标，加速度 a为纵坐标，画出的 a F图象是一条直线， 图线与横轴的夹角为 ，求得图线的斜率为 k，则小车的质量为_。 A2tan B C k D 1tan 2k 【答案】 （1）BCD （2）1.3 （3）D - 6 - （2）由于两计数点间还有两个点没有画出，故单摆周期为 0.06s，由 可得： （3）对 a-F图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数，此题，弹簧测力计的示数 合F21， 故小车质量为 kaFm2，故选 D。 考点：探究质量一定时加速度与力的关系。 6.【辽师大附中 20162017学年上学期期中考试】某实验小组采用如图 1所示装置探究钩 码和木块组成系统的动能定理。实验中，木块碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计 时器的工作频率为 f。用天平测出木块的质量为 M，钩码的质量为 m。 图 1 图 2 （1）在实验操作过程中，小组某些成员认为： A连接电磁打点计时器的电源应是 012 V 的低压直流电源 B实验时，木块与钩码的质量一定要满足 M远大于 m C实验时，需要考虑到摩擦阻力 D实验时，先接通电源让打点计时器打点，再释放木块让钩码拉着木块拖着纸带运动 - 7 - 你认为以上合理的是_。(填写相应的字母) （2）如图 2所示是按照正确的实验步骤得到的一条纸带， O、 A、 B、 C、 D、 E为打点计时器 连续打的六个点(O 为打下的第一点)。用刻度尺测出 O到 D的距离为 s，则 D点的速度为 _。(用 s、 f表示) （3）木块从静止释放滑行 s距离过程中，克服摩擦力做的功为_。(重力加速度为 g) 【答案】 （1）CD （2） f （3） 281fsmMgs （2）纸带做匀变速直线运动，初速度为 0，(0 为打下的第一点)，所以平均速度等于末 速度的一半， 因此： 41sfvD，解得： 2sfvD （3）由动能定理，对钩码、木块有: 21Df vmMWmgs,解得：281fsMmgsWf 。 考点：探 究 “合 力 做 功 与 动 能 变 化 的 关 系 ”。 7.【辽宁省鞍山市第一中学 2017届高三上学期第一次模拟考试】 （1）螺旋测微器的读数： mm （2）游标卡尺的读数： cm。 【答案】 （1）13.870mm （2）5.015cm - 8 - 考点：螺旋测微器、游标卡尺的使用菁优网版权所有 【名师点睛】螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的,即螺杆在螺母中旋转一周,螺杆便沿 着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离.因此,沿轴线方向移动的微小距离,就能用圆周 上的读数表示出来.螺旋测微器的精密螺纹的螺距是 0.5mm,可动刻度有 50 个等分刻度,可动 刻度旋转一周,测微螺杆可前进或后退 0.5mm,因此旋转每个小分度,相当于测微螺杆前进或后 退这 0.5/50=0.01mm.可见,可动刻度每一小分度表示 0.01mm,所以以螺旋测微器可准确到 0.01mm.由于还能再估读一位,可读到毫米的千分位,故又名千分尺. 公式：主尺（mm) +0.01mm多少格= mm。测量原理：游标卡尺的主尺的最小刻度为 1mm, 游标上共有 10个等 分刻度,全长为 9mm,也就是每个刻度为 0.9mm,比主尺上刻度小 0.1mm. 当测量爪并拢时游标 的零刻度线与主尺的零刻度对齐,此时示数为 0. 当游标向右移动 0.1mm,这时游标的 1刻度 与主尺的 1刻度对齐. 同理当游标向右移动 0.2mm,这时游标的 2刻度与主尺的 2刻度对齐 游标向右移动 0.3mm,这时游标的 3刻度与主尺的 3刻度对齐 游标向右移动 0.9mm,这时游标 的 9刻度与主尺的 9刻度对齐 游标向右移动 1mm,这时游标的 10刻度与主尺的 10刻度对齐 ，读数时不估读。 8.【辽宁省鞍山市第一中学 2017届高三上学期第一次模拟考试】为了探究加速度与力、质 量的关系 （1）小亮利用如图甲所示的实验方案，探究小车质量一定时加速度与合外力之间的关系， 图中上下两层水平轨道，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，将砝码和砝码盘的总重作为小车所受 合外力，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，并 同时停止 实验前，下列操作必要的是 A选用质量不同的两辆小车 B调节定滑轮的高度，使细线与轨道平行 - 9 - C使砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量 D将轨道右端适当垫高，使小车在没有细线牵引时能在轨道上匀速运动，以平衡摩擦力 他测量了两小车的位移为 x1，x 2，则 1a= （2）小明用如图乙所示的装置进行实验 打出的一条纸带如图丙所示，计时器打点的时间间隔为 0.02s他从比较清晰的 A点起， 每五个点取一个计数点，测量出各点到 A点的距离标在纸带上各点的下方，则小车运动的加 速度为 m/s 2(计算结果保留两位有效数字) 实验前由于疏忽，小明遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的 aF 图象，可能是丁 图中的图线 （选填“1” 、 “2”、 “3”） 调整正确后，他作出的 aF 图象末端明显偏离直线，如果已知小车质量为 M，某次所挂钩 码质量为 m，则戊图中坐标 a1应为 ，a 2应为 【答案】BCD； 2x； （2）0.40；3； 1mga； 2 【解析】 （1）本实验需要用砝码盘和砝码的重力代替小车所受的合外力，当小车在轨道上滑 动时将会与轨道产生摩擦，那样合力应为砝码盘和砝码的重力减去摩擦力，因此需要平衡摩 擦力，即将轨道右端适当垫高，使小车在没有细线牵引时能在轨道上匀速运动，且应该满足 砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量，细线的拉力为小车的合力，要求细线与木板平行， 所以应调节定滑轮的高度使细线与木板平行，对小车质量是否相同没有要求，故 A错误， BCD正确小车做初速度为零的匀加速直线运动：由位移与时间关系：x= 12at2，因运动时 间相等，则位移与加速度成正比小车 1、2 的加速度之比为： 12ax。 （2）每五个点取一个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔 T=0.1s，根据匀变速直线 运动的推论公式x=aT 2得： 2223.601/0.4/44.CEAxamssT 。 遗漏了平衡摩擦力这一步骤，就会出现当有拉力时，物体不动的情况，由牛顿第二定律可 知，即 F0 时，a=0故图线为：3， - 10 - 考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系 9.【辽宁省沈阳市东北育才学校 2017届高三上学期第二次模拟考试】高中电学实验的核心 是测电阻，当然所测的对象是不同的，有灯泡的电阻、电阻丝的电阻、电表的电阻、电源的 电阻等；所用的方法也不同，有伏安法、半偏法、等效代替法等，其中最常用的是伏安法， 测量电路如图所示： （1）为了减小电表内阻引起的误差，如果待测电阻和电表内阻未知，可观察电表的变化； 当开关由 a点变到接触 b点时，电流表变化显著，则开关应接在 点，测量误差较小。 （2）如果已知待测电阻和电表内阻的大约值，为了减小测量误差，应进行的操作：当 xVAR 时，开关应接在 点。 （3）如果已知电压表内阻的准确值，则开关应接在 点测量没有系统误差。 【答案】（1）b；（2）b；（3）a 【解析】（1）当开关由 a点变到接触 b点时，电流表变化显著，说明电压表分流作用较大， 为减小实验误差，电流表应采用内接法，则开关应接在 b 点。 （2）根据“内大外小”的原则，当 2xAVR时，开关应接在 b点。 （3）如果已知电压表内阻的准确值，由欧姆定律可以求出通过电压表的电流，电流表采用 外接法时可以准确测出通过电阻的电流，则开关应接在 a点测量没有误差。 考点：伏安法测电阻 【名师点睛】本题考查了伏安法测电阻电流表内外接法的选择，应用伏安法测电阻选择合适 的电路可以减小系统误差，要掌握电流表接法的判断方法。 10.【辽宁省沈阳市东北育才学校 2017届高三上学期第二次模拟考试】如图所示为用光电门 测定钢球下落时受到的阻力的实验装置直径为 d、质量为 m的钢球自由下落的过程中，先 - 11 - 后通过光电门 A、 B，计时装置测出钢球通过 A、 B的时间分别为 tA、 tB用钢球通过光电门 的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度测出两光电门间的距离为 h，当地的重力 加速度为 g （1）钢球下落的加速度大小 a_，钢球受到的空气平均阻力 Ff_ （2）本题“用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度” ，但从严格 意义上讲是不准确的，实际上钢球通过光电门的平均速度_（选填“”或“m；（2）AC；（3）0.45；（4）A 【解析】（1）小车所受的合力等于绳子的拉力，对整体运用牛顿第二定律得：ag ， 隔离对 M分析，有： 1gFamM，当 ?时，可认为小车受到合外力大 小等于砝码乙和砝码盘的总重力。 - 13 - （3）每打五个点取一个计数点，又因打点计时器每隔 0.2s打一个点，所以相邻两计数点间 的时间 0.1Ts，根据 2xaT，则： 2222450/.45/1.mxs 。 （4）分别对小车与砝码列出牛顿第二定律，对小车有 FMa，对砝码有 Fgma， 两式联立可得 1amgMg，作图时应作出 1图象，故选项 A正确。 考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系 12.【江西省赣州市十三县（市）十四校 2017届高三上学期期中联考】关于在做“验证力的 平行四边形定则”实验时： （1）下列叙述正确的是（ ） A两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大 B橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力 C两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置 O这样做的目的是保证两次弹簧测力计 拉力的效果相同 D若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只 弹簧测力计拉力的大小即可 （2）如图是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个实验比较符合实 验事实？（力 F是用一只弹簧测力计拉时的图示） 答： （3）在以上实验结果比较符合实验事实的一位同学中，造成误差的主要原因是：（至少写 - 14 - 出两种情况） 答： ， 【答案】（1）AC； （2）张华； （3） 1F的方向比真实方向偏左； 2F的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左 （2）用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮条拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计 拉结点的拉力与橡皮条拉力一定在同一直线上，故张华作的符合实验事实符合实验事实。 （3）出现误差的原因主要是测力的大小时出现误差，或者在做平行四边形时出现误差，故 具体情况可能为： 1F的方向比真实方向偏左； 2F的大小比真实值偏小且方向比真实方 向偏左；作图时两虚线不分别与 1线和 2线平行。 考点：验证力的平行四边形定则 【名师点睛】解答实验的出发点为明确实验原理、实验步骤、数据处理，明确合力和分力之 间的关系，同时注意应用所学物理基本规律解决实验问题。 13.【江西省赣州市十三县（市）十四校 2017届高三上学期期中联考】某实验小组用 DIS来 研究物体加速度与力的关系，实验装置如图甲所示其中小车和位移传感器的总质量为 M， 所挂钩码总质量为 m，轨道平面及小车和定滑轮之间的绳子均水平，不计轻绳与滑轮之间的 摩擦及空气阻力，重力加速度为 g用所挂钩码的重力 mg作为绳子对小车的拉力 F，小车加 速度为 a，通过实验得到的 Fa图线如图乙所示 （1）保持小车的总质量 M不变，通过改变所挂钩码的质量 m，多次重复测量来研究小车加速 度 a与 F的关系这种研究方法叫 （填下列选项前的字母） - 15 - A微元法 B等效替代法 C控制变量法 D科学抽象法 （2）若 m不断增大，图乙中曲线部分不断延伸，那么加速度 a趋向值为 （3）由图乙求出 M= kg；水平轨道对小车摩擦力 f= N 【答案】（1）C；（2） g；（3） 16 ； 08 考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系 14.【湖北省华中师范大学第一附属中学 2017届高三上学期期中考试】某实验小组利用如题 图甲所示的装置探究功和动能变化的关系，他们将宽度为 d的挡光片固定在小车上，用不可 伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平桌面上的 A、 B两点各安装一个光电 门，记录小车通过 A、 B时的遮光时间，小车中可以放置砝码。 （1）实验主要步骤如下： 将木板略微倾斜以平衡摩擦力，使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功。 将小车停在 C点，在砝码盘中放上砝码，小车在细线拉动下运动，记录此时小车、小车中 砝码和挡光片的质量之和为 M，砝码盘和盘中砝码的总质量为 m，小车通过 A、 B时的遮光 时间分别为、 2t，则小车通过 A、 B过程中动能的变化量 E=_（用字母 M、 、 2t、 d 表示） 。 在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码，重复的操作。 用游标卡尺测量挡光片的宽度 d （2）下表是他们测得的多组数据，其中 是小车、小车中砝码和挡光片的质量之和， |v v | 是两个速度的平方差，可以据此计算出动能变化量 E，取绳上拉力 F大小近似等2 21 cm - 16 - 于砝码盘及盘中砝码的总重力， W是 F在 A、 B间所做的功。表格中 E3_， W3_(结果保留三位有效数字) 。 次数 M/kg |v -v |/(m/s)22 21 E/J F/N W/J 1 1000 0380 0190 0400 0200 2 1000 0826 0413 0840 0420 3 1000 0996 E3 1010 W3 4 2000 120 120 2420 121 5 2000 142 142 2860 143 （3）若在本实验中没有平衡摩擦力，假设小车与水平长木板之间的动摩擦因数为 。利 用上面的实验器材完成如下操作：保证小车质量不变，改变砝码盘中砝码的数量（取绳上拉 力近似为砝码盘及盘中砝码的总重力） ，测得多组 m、 、 2t的数据，并得到 m与212tt 的关系图像，如图乙所示。已知图像在纵轴上的截距为 b，直线 PQ的斜率为 k， A、 B两点的距离为 s，挡光片的宽度为 d，则 =_(用字母 b、 d、 s、 k、 g表示)。 【答案】（1） )(2121tdtM；（2） 0.498J， .50；（3） gskbd2 【解析】（1）小车通过 A时的速度为： 1 Advt， 小车通过 B时的速度为： 2 Bdvt， 则小车通过 A、 B过程中动能的变化量为： 2211EMdtt 。 - 17 - （2）由各组数据可见规律，有： 21()0.96.48 EMJv， 观察 FW数据规律可得数值上有： 3.5WJF。 考点：探究功与速度变化的关系 15.【陕西省宝鸡中学 2017届高三月考（二）理科综合】在做“研究匀变速直线运动”的实 验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图 1所示，并在其上取了 A、B、C、D、E、F、G7 个计数点，每相邻两个计数点间还有 4个点图中没有画出，电火花计 时器接“220V，50Hz”交流电源 （1）设电火花计时器的周期为 T，计算 F点的瞬时速度 Fv=_； （2）他经过测量并计算得到电火花计时器在打 B、C、D、E、F 各点时物体的瞬时速度如表， - 18 - 以 A点对应的时刻为 t=0，试在图 2所示坐标系中合理地选择标度，作出 v-t图像，并利用 该图像求出物体的加速度 a=_ 2/ms； （3）如果当时电网中交变电流的电压变成 210V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的 测量值与实际值相比_。 （填“偏大” 、 “偏小”或“不变” ） 【答案】 （1） 640dT（2）如图所示； 20.4/ms（3）不变 （2）作出 vt 图象如图所示，注意尽量使描出的点落到直线上，不能落到直线上的点尽量 让其分布在直线两侧 由速度时间图象的斜率表示加速度，得： 220.31/0.4/5vamsst （3）电网电压变化，并不改变打点的周期，故测量值与实际值相比不变 考点：“研究匀变速直线运动”的实验 - 19 - 【名师点睛】做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便解决问题，一、 在相等时间内走过的位移差是一个定值，即 2xaT，二、在选定的某一过程中，中间时 刻瞬时速度等于该过程中的平均速度 16.【陕西省宝鸡中学 2017届高三月考（二）理科综合】为了探究质量一定时加速度与力的 关系，一同学设计了如图所示的实验装置，其中 M为带滑轮的小车的质量，n 为砂和砂桶的 质量， （滑轮质量不计） （1）实验时，一定要进行的操作或保证的条件是_ A用天平测出砂和砂桶的质量 B将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计 的示数 D改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带 E为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量 m远小于小车的质量 M （2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有两个点没有画出） 。已 知打点计时器采用的是频率为 50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_2/ms （结果保留两位有效数字） （3）以弹簧测力计的示数 F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的 a-F图像是一条直线，图 线与横轴的夹角为，求得图线的斜率为 k，则小车的质量为_ A 2tan B 1tan Ck D 2k 【答案】 （1）CD（2） 2.3/ms（3）D - 20 - （3）对小车受力分析，由牛顿第二定律可得： 2FMa，可得： 2F，即2tankM ，解得 D正确， 考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验 17.【哈三中 20162017学年度上学期高三学年期中考试】用如图所示装置做探究功与速 度变化的关系实验 （1）该实验釆用了的方法使实验数据处理得以简化。 A极限法 B成倍增加 C理想化模型 D等效替代 （2）实验时，以下说法正确的是 A该实验不需要平衡摩擦力 B橡皮筋每次拉伸的长度应越来越长 C先释放小车，再接通打点计时器电源 D每次都应选择纸带上点迹均匀的部分计算小车速度 【答案】 （1）B（2）D 考点：探究功与速度变化的关系实验 - 21 - 【名师点睛】实验原理：橡皮筋的弹性势能转化为小车的动能，实验中改变拉力做功时，为 了能定量，所以用不同条数的橡皮筋且拉到相同的长度，这样橡皮筋对小车做的功就有倍数 关系；根据实验原理与实验注意事项分析答题 18.【哈三中 20162017学年度上学期高三学年期中考试】在“验证机械能守恒定律”的实 验中（所用电源频率为 50Hz）： （1）某同学用如甲图所示装置进行实验，得到如乙图所示的纸带，把第一个点（初速度为 零）记作 O点，测出点 O、A 间的距离为 89.36cm，点 A、C 间的距离为 17.24cm，点 C、E 间 的距离为 18.76cm，已知当地重力加速度为 9.80m/s2，重锤的质量为 m=1.0kg，则打点计时 器在打 O点到 C点的这段时间内，重锤动能的增加量为_J，重力势能的减少量为 _J。（计算结果保留三位有效数字） （2）利用该装置可以测量重锤下落的加速度 a=_m/s2。（计算结果保留三位有效数字） 【答案】 （1）10.1； 10.4（2）9.50 考点：“验证机械能守恒定律”的实验 19.【山东省实验中学 2017届高三第二次诊断性考试】如图为“验证力的平行四边形定则” 实验，三个细线套 123L、 、 一端共系于一个结点，另一端分别系于轻质弹簧测力计 A、B 和重物 M上，A 挂于固定点 P，手持 B拉动细线，使结点静止于 O点。 - 22 - （1）某次实验中 A的指针位置如图所示，其读数为_N； （2）实验时要读出 A、B 的示数，还要再贴与竖直木板的白纸上记录 O点的位置， _、_和_。 （3）下列实验要求中必要的是_ A弹簧测力计需要在实验前进行校零 B需要测量重物 M的重力 C多次实验时弹簧测力计 B始终保持水平 D多次实验时结点必须在同一点 【答案】 （1）2.00N （2） 123L、 、 的方向（3）AB 【解析】（1）弹簧测力计读数，每 1N被分成 5格，则 1格就等于 0.1N所以读数为 2.00N （2）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点的位置和三条细线的方向 考点：“验证力的平行四边形定则”实验 【名师点睛】本实验要掌握弹簧测力计读数、减小实验误差的方法，对弹簧测力计读数时要 先确定其分度值，然后再读数，读数时视线要与刻度线垂直 20.【山东省实验中学 2017届高三第二次诊断性考试】如图所示为探究物体运动加速度与物 - 23 - 体质量，物体受力关系的实验装置，砂和砂桶质量用 m表示，小车和车上所加砝码总质量用 M表示，小车运动加速度用 a表示。 （1）实验过程中需要适当抬起长木板的一端以平衡小车所受的摩擦力，该步骤中木板被抬 起的角度与小车质量_（选填“有关”或“无关” ） （2）在探究加速度与小车受力关系过程中，甲和乙两小组分别用下列两组数据进行实验操 作，其中你认为合理的是_（选填“甲”或“乙” ） （3）在探究加速度与小车质量过程中，应保持_不变，通过增减小车中砝码改变小车 质量 M，实验测出几组 a、M 数据，下列图线能直观合理且正确反映 a-M关系的是 【答案】 （1）无关（2）乙（3）砂和砂筒质量、C （3）当研究加速度和质量的关系时，需要保持外力恒定，本实验中砂和砂筒的重力提供小 车运动的外力，故需要保持砂和砂筒质量不变，当小车的质量远远大于砂桶的总质量时，砂 桶对小车的拉力近似等于沙桶的总重力，此时 1aM为直线，当当小车质量 M不远大于重物 质量 m时，小车受到的拉力明显小于重物重力， 图象向下弯曲，故 C正确； 考点：考查了验证牛顿第二定律实验 - 24 - 21.【山东省实验中学 2017届高三第一次诊断性考试】如图所示的装置可以做许多力学实验。 以下说法正确的是_(选对 1个得 2分；选对 2个得 4分；选对 3个得 6分。每选错 1个 扣 3分，最低得分为 0分) A用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和滑轨间的摩擦阻力的影响； B用此装置探宄“加速度与力、质量的关系”实验中，必须调整滑轮高度使连接小车的细 线与滑轨平行； C用此装置探究“加速度与力、质量的关系”实验中，每次增减小车上的砝码改变质量时， 必须重新调节木板的倾斜度； D用此装置验证动能定理时，需要平衡摩擦力； E用此装置做实验时，应该先接通电源让打点计时器正常打点后再释放小车 【答案】BDE 考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系 22.【河北省石家庄市第二中学 2017届高三上学期第二期联考】某科技小组用如图甲所示装 置验证动能定理，一端固定有定滑轮且带有刻度尺的倾斜气垫导轨固定在水平桌面上，导轨 上 A点处有一总质量为 M带遮光片的长方形滑块，滑块用平行斜面的轻细绳通过定滑轮与一 拉力传感器相连，实验步骤如下： 用游标卡尺测出遮光片的宽度 d； 安装好实验器材，给气垫导轨接上气源，然后读出拉力传感器的示数，记为 F，同时从气 垫导轨刻度尺上读出滑块与光电门之间的距离 L； - 25 - 剪断细绳，让滑块滑向光电门，并记录滑块通过光电门的时间 t； 多次改变滑块与光电门之间的距离，记录相应的 L与 t的值，结果如表所示。 请回答下列问题： （1）用游标卡尺测量遮光片宽度 d的测量结果如图乙所示，则 d cm； （2）剪断细绳后，在滑块从 A运动至 B的过程中，若动能定理成立，则在本实验中 21t与 L 的关系式为 21t ； （3）以 L为横坐标， 2t为纵坐标，请在图丙所示的坐标系中描点，并作出 21Lt图像，根 据你所作的图像，本实验 （填“能”或“不能）验证动能定理。 【答案】1.00； 2FLMd 如图所示： - 26 - 【解析】（1）根据游标卡尺读数规则：主尺部分为： 10m；标尺部分为：0.m 故游标卡尺读数为： 10. .mc； （2）根据光电门可得，小球到达光电门的速度为： dvt，则从 A到 B根据动能定理可得：21FLMdt ，则整理可以得到： 221FLMt。 （2）由 22可得 1Lt成正比例关系，则由图像可知可以验证动能定理，图像如图 所示： 考点：探究功与速度变化的关系 23.【广东省韶关市六校 2017届高三 10月联考】某同学“验证牛顿第二定律”的实验装置 如图所示，其中电源的频率为 50Hz。 - 27 - （1）她想用砂桶的重力表示小车受到的合外力 F，为了减小这种做法带来的实验误差，她先 做了两方面的调整措施： a用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是_ b使砂桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于_ （2） 实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度 a_m/s 2(结果保留两位有效数字) 【答案】 （1）a.平衡摩擦力 b砂桶的重力（2）0.88 （2）由图示纸带可知，计数点间的时间间隔： 0.25.1st，由匀变速直线运动的推 论： 2xat可知，加速度： 24128648/3xamt ； 考点：“验证牛顿第二定律”的实验 【名师点睛】解决本题的关键知道实验的原理以及实验中的注意事项，在本实验中，知道两 个认为：1、认为小车所受的合力等于绳子的拉力；2、认为沙和沙桶的总重力等于小车所受 的合力 24.【广东省韶关市六校 2017届高三 10月联考】如图甲所示实验装置，可以测量滑块经过 斜面底端的瞬时速度 （1）用游标卡尺测量挡光片的宽度 d，示数如图乙所示，可读得 d= cm； （2）让装有挡光片的滑块从斜面上端由静止释放，测得它经过光电门时挡光片的挡光时间 为 0.002s，则滑块经过斜面底端时的速度 v= m/s（保留二位有效数字） ；挡光片平行 安装于滑块运动的竖直平面，但未与斜面垂直（如图丙） ， 则速度的测量值比真实值偏 - 28 - _（填“大”或“小” ，档光片足够长） （3）若测得滑块下滑高度为 h，水平位移为 x，则可得出滑块与斜面间的动摩擦因数 = _（用符号 h、v、x 和重力加速度 g表示） 【答案】 （1）1.02；（2）5.1 小；（3） 2hvx 【解析】（1）游标卡尺的读数为 10m.10.m.2c （2）用滑块通过的平均速度来代替瞬时速度大小，有： 015./.dvmst 挡光片平行安装于滑块运动的竖直平面，但未与斜面垂直，当通过光电门时，使得时间变长， 然而在求瞬时速度时，仍用挡光片的宽度与变长的时间的比值，导致瞬时速度变小，则速度 的测量值比真实值偏小； （3）设下滑位移为，根据速度-位移公式有： 2val，根据牛顿第二定律有：sincosmgma ，其中 sincoshxll， ，联立解得：2hvx 考点：探究小车速度随时间变化的规律实验 25.【大庆中学 20162017学年上学期期中考试高三物理试题】某同学使用游标为 10个小 等分刻度的游标卡尺测量一物体的尺寸，得到图中的游标卡尺的读数，由于遮挡，只能看到 游标的后半部分，图中游标卡尺的读数为 mm。 【答案】54.5mm 考点：考查了游标卡尺读数 【名师点睛】解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，固定刻度读数加上可动刻度读数， 在读可动刻度读数时不需估读，同时注意游标卡尺的精确度 26.【大庆中学 20162017学年上学期期中考试高三物理试题】某同学用如图所示的装置测 定重力加速度： - 29 - 打出的纸带如图所示，实验时纸带的 端应和重物相连接（选填“甲”或“乙” ） 。 实验中在纸带上连续打出点 1、2、3、9，如图所示，由纸带所示数据可算出实验时 的加速度为 m/s 2(保留两位有效数字)。 【答案】乙 9.4 【解析】刚开始时，由于刚开始加速，速度较小，打出的相邻点间的距离较小，随着速度越 来越大，点迹间隙越来越大，故乙端连接重物；根据逐差法可得 223785xgT，0.2Ts ，解得 29.4/gms 考点：测定重力加速度实验 27.【江西省鹰潭市第一中学 2017届高三上学期第四次月考】在“探究动能定理”的实验中， 某同学是用下面的方法和器材进行实验的，放在长木板的小车，由静止开始在几条完全相同 的橡皮筋的作用下沿木板运动，小车拉动固定在它上面的纸带，纸带穿过打点计时器，关于 这一实验，下列说法中正确的是 A长木板要适当倾斜，以平衡小车运动中受到的阻力 B利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最密集的部分进行计算 C重复实验时，虽然用到橡皮筋的条数不同，但每次应使橡皮筋拉伸的长度相同 D利用纸带上的点计算小车的速度时，应选用纸带上打点最稀疏的部分进行计算 【答案】ACD 考点：“探究动能定理”的实验 - 30 - 【名师点睛】实验时，先要平衡摩擦力，每次保持橡皮筋的形变量一定，当有 n根相同橡皮 筋并系在小车上时，n 根相同橡皮筋对小车做的功就等于系一根橡皮筋时对小车做的功的 n 倍，这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难，再加上打点计时器测出小车获 得的最大速度即动能可求 28.【江西省鹰潭市第一中学 2017届高三上学期第四次月考】在用“打点计时器验证机械能 守恒定律”的实验中，质量为 m=1.00kg的重物拖着纸带竖直下落，打点计时器在纸带上打 下一系列点，如图所示，相邻计数点间的时间间隔为 0.04s，P 为纸带运动的起点，从 P点 到打下 B点的过程中重力势能的减少量 PE_J，在此过程中物体的动能增量kE _J， （ 29.8/gms，答案表刘三位有效数字） 。用 v表示各计数点的速 度，h 表示各计数点到 P点的距离，以 v为纵轴，以 h为横轴，根据实验数据绘出 2h 的 图线，该图线的斜率表示某个物理量的数值时，说明重物下落过程中的机械能守恒，该物理 量是_。 【答案】2.28J；2.26J；重力加速度 考点：“打点计时器验证机械能守恒定律” - 31 - 【名师点睛】对于物理量线性关系图象的应用我们要从两方面：1、从物理角度找出两变量 之间的关系式 2、从数学角度找出图象的截距和斜率，两方面结合解决问题 29.【江西省鹰潭市第一中学 2017届高三上学期第四次月考】一水平放置的圆盘绕竖直固定 轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为 2mm的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准，使 二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动， 激光器连续向下发射激光束。在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感 器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经过处理后画出相应图线。图（a）为该装置 示意图，图（b）为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收 到的激光信号强度。图中 31.0ts， 320.81ts，利用图 b中的数据可以知道 A圆盘转动的角速度为 2.5(/)rads B激光器和传感器沿半径移动的方向是沿半径向圆心 C激光器和传感器沿半径移动的方向是沿半径向外 D激光器和传感器沿半径方向移动的速度大小是 1/4ms 【答案】ACD 考点：考查了圆周运动规律的应用 30.【河南省南阳市第一中学 2017届高三上学期第三次月考】用螺旋测微器测圆柱体的直径 时，示数如图甲所示，此示数为 mm，用 20分度的游标卡尺测量某物 体的厚度时，示数如图乙所示，此示数为 mm。 - 32 - 【答案】 （1）6.1250.002，63.60 【解析】螺旋测微器的固定刻度读数 6mm，可动刻度读数为 0.0112.5=0.125mm，所以最终 读数为：6mm+0.125mm=6.125mm；游标卡尺的主尺读数为 6.3cm，游标尺上第 12个刻度与主 尺上某一刻度对齐，因此游标读数为 0.0512mm=0.60mm=0.060cm，所以最终读数为： 6.3cm+0.060cm=6.360cm=63.60 mm 考点：考查了游标卡尺，螺旋测微器的读数 【名师点睛】解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，游标卡尺读数的方法 是主尺读数加上游标读数，不需估读螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度 读数，在读可动刻度读数时需估读
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