（全国通用）2018年高考物理总复习《力学实验》专题速练.doc

力学实验专题速练1用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m0的铁片，重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的挡光时间t0；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时间分别为t1、t2，计算出t02、t12(1)挡光时间为t0时，重锤的加速度为a0从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为ti，重锤的加速度为ai则=_（结果用t0和ti表示）(2)作出i的图线是一条直线，直线的斜率为k，则重锤的质量M=_(3)若重锤的质量约为300g，为使实验测量数据合理，铁片质量m0比较恰当的取值是_A1g B5g C40g D100g【答案】（1） （2） （3）C 2利用如图1实验装置探究重锤下落过程中重力势能与动能的转化问题（1）图2为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点分别测出若干连续点A、B、C与 O点之间的距离h1、h2、h3已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，可得重锤下落到B点时的速度大小为_（2）取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能Ep建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示Ek和Ep，根据以上数据在图3中绘出图线和图线已求得图线斜率的绝对值k1=2.94J/m，图线的斜率k2=2.80J/m重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为_（用k1和k2表示）【答案】（1）；（2）3测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的 垂直投影为C重力加速度为g实验步骤如下：用天平称出物块Q的质量m；测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC的高度h；将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；重复步骤，共做10次；将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C的距离s。（1）用实验中的测量量表示：（）物块Q到达B点时的动能EkB=_；（）物块Q到达C点时的动能EkC= ；（）在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功Wf= ；（）物块Q与平板P之间的动摩擦因数= 。（2）回答下列问题：（）实验步骤的目的是 。（ii）已知实验测得的值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是 （写出一个可能的原因即可）。【答案】（1） （2）是通过多次实验减小实验结果的误差；圆弧轨道存在摩擦，接缝B处不平滑等。4某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系，选取的实验装置如图所示，实验主要步骤如下：（1）实验时，为使小车只在橡皮筋作用下运动，在未连接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，打开打点计时器，轻推小车，得到的纸带应该是 （填“甲”或“乙”）。（2）使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功为W；（3）再用完全相同的2条、3条橡皮筋作用于小车，每次由静止释放小车时橡皮筋的 （填写相应实验条件），使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W（4）分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v1、v2、v3（5）作出Wv图象，则下列符合实际的图象是 。 A B C D【答案】（1）乙；（3）伸长量（或形变量、长度等）都相同；（5）D5某同学利用如图所示装置做 “探究功与速度变化的关系”的实验。一轻质弹簧放在水平桌面上，左端与墙壁连接，右端与一小球接触不连接，弹簧旁边平行固定一直尺。从弹簧原长处向左推小球，使弹簧压缩Dx后静止释放，小球离开桌面做平抛运动。记录小球的水平位移s，改变弹簧的压缩量重复实验得到数据如下表所示弹簧压缩量Dx/cm1.02.03.04.05.06.0弹簧对小球做功WW4W9W16W25W36Ws/cm10.1020.1529.9840.0550.1059.90s2 /cm2 （102）1.0204.0608.98816.0425.1035.88s3 /cm3（103）1.0308.18126.9564.24125.8214.9（1）为了提高实验的精确度，下列哪些操作方法是有效的 A同一压缩量多测几次，找出平均落点 B桌子必须保持水平并尽量光滑C小球球心与弹簧中轴线在同一直线上 D精确测量小球下落高度 （2）已知小球从静止释放到离开弹簧过程中，弹簧对小球做功与弹簧压缩量的平方成正比。判断W与s之间的函数关系，用表中数据作图，并给出功与速度之间的关系 。【答案】（1）ABC （2）作图正确给分，功与速度之间的关系Wv2 6某同学用如图所示装置来验证机械能守恒定律将单摆用磁铁悬挂在铁质黑板上的O点，在O点下方将穿在圆环状磁铁的细铁钉同样吸在黑板上的P点，同时在黑板上用粉笔画一条水平线MN，将细线拉直，让非磁性摆球从MN上的A点由静止释放当其摆至另一侧最高点时，观察其位置是否在水平线上，从而验证摆球在此过程中在误差范围内机械能是否守恒（1）为进行多次实验验证，该同学通过调整 ，然后再次重复实验。（2）在实验中，该同学发现小球摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低，造成该结果的原因是 （写出一条即可）。【答案】P点的位置或水平线的高度 空气阻力或黑板阻力或与铁钉接触过程能量损失均可 7如图甲所示的光电门传感器是测定物体通过光电门的时间的仪器。其原理是发射端发出一束很细的红外线到接收端，当固定在运动物体上的一个已知宽度为d的挡光板通过光电门挡住红外线时，和它连接的数字计时器可记下挡光的时间t，则可以求出运动物体通过光电门时的瞬时速度大小。（1)为了减小测量瞬时速度的误差，应选择宽度比较 （选填“宽”或“窄”）的挡光板。（2)图乙是某同学利用光电门传感器探究小车加速度与力之间关系的实验装置，他将该光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，小车每次都从同一位置A点静止释放。如图丙所示，用游标卡尺测出挡光板的宽度d=_mm，实验时将小车从图乙A点静止释放，由数字计时器记下挡光板通过光电门时挡光时间间隔t=0.02 s，则小车通过光电门时的瞬时速度大小为 m/s；（结果保留两位有效数字）实验中设小车的质量为m1，重物的质量为m2，则在m1与m2满足关系式 时可近似认为细线对小车的拉力大小与重物的重力大小相等；测出多组重物的质量m2和对应挡光板通过光电门的时间t，并算出小车经过光电门时的速度v ，通过描点作出两物理量的线性关系图象，可间接得出小车的加速度与力之间的关系。处理数据时应作出 图象（选填“v2 - m1”或“v2一m2”）；某同学在中作出的线性关系图象不过坐标原点，如图丁所示（图中的m表示m1或m2），其可能的原因是_ 。【答案】（1）窄，（2）7.40（7.35也正确），0.37，操作过程中平衡摩擦力过量（其它正确说法也可得分）8用打点计时器测量物体自由落体运动的加速度时，得到如图所示的一段纸带，测得AB=6. 65 cm，BC=8.17 cm。已知打点计时器所接交流电频率是50 Hz，A与B之间及B与C之间还有一计时点，则打B点时物体的瞬时速度为_ m/s，测得的加速度为 ms2。如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小，可能的原因是 （任意写一条即可）。（计算结果均保留两位小数）【答案】1.85；9.50；下落过程中有存在阻力9物理小组的同学用如图所示的实验器材测定重力加速度，实验器材有：底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器（其中光电门1更靠近小球释放点），小球释放器（可使小球无初速释放）、网兜。实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h。（1）使用游标卡尺测量小球的直径如图所示则小球直径为cm。（2）改变光电门1的位置保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2的速度为v，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度g，则h、t、g、v四个物理量之间的关系为h=。（3）根据实验数据作出图线，若图线斜率的绝对值为k，根据图线可求出重力加速度大小为。【答案】（1）1.170 （2） （3）2k10某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致)，每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和_(填“交流”或“直流”)电源(2)实验中，小车会受到摩擦力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力，则下面操作正确的是_A放开小车，能够自由下滑即可 B放开小车，能够匀速下滑即可C放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可 D放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是_A橡皮筋处于原长状态 B橡皮筋仍处于伸长状态C小车在两个铁钉的连线处 D小车已过两个铁钉的连线(4)在正确操作的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_部分进行测量(根据如图所示的纸带回答)【答案】（1）交流，（2）D，（3）B，（4）GJ11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=m0）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）0.312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mC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）（3）13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）9.5014如图所示为探究物体运动加速度与物体质量，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、C15如图所示的装置可以做许多力学实验。以下说法正确的是_。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】BDE16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；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 ；（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，则在本实验中与L的关系式为 ；（3）以L为横坐标，为纵坐标，请在图丙所示的坐标系中描点，并作出图像，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；如图所示：17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。（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/s2(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）0.8818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_（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）19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_J，在此过程中物体的动能增量_J，（，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，以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线，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