2019年高考物理二轮复习专题17《力学实验》同步练习（含答案解析）

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1、力学实验1用图 1 所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。主要实验步骤如下：a安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。b选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点 O（ t=0） ，然后每隔相同的时间间隔 T 选取一个计数点，如图 2 中 A、 B、 C、 D、 E、 F所示。c通过测量、计算可以得到在打 A、 B、 C、 D、 E点时小车的速度，分别记作 v1、 v2、 v3、 v4、 v5d以速度 v 为纵轴、时间 t 为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图 3 所示。结合上述实验步骤，请你完成下列任务：（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有

2、_和_(填选项前的字母)。A电压合适的 50 Hz 交流电源B电压可调的直流电源C刻度尺D秒表E天平(含砝码)（2）在图 3 中已标出计数点 A、 B、 D、 E 对应的坐标点，请在该图中标出计数点 C 对应的坐标点，并画出v-t 图像_。（3）观察 v-t 图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是_。 v-t 图像斜率的物理意义是_。（4）描绘 v-t 图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度 表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对 t 的要求是_（选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的x 大小与速度测量的误差_(选填“有关”或“无关”)。 2【2017江

3、苏卷】（8 分）利用如题 101 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 102 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，x其中打出计数点“1”时小车的速度 v1=_m/s （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

4、 算出拉力对小车做的功 W利用x算出小车动能，并求出动能的变化量 计算结果见下表2k1EMv kE3/10JW2.45 2.92 3.35 3.81 4.262.31 2.73 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kEW（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kE车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力 F=_N【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

5、 s， ；（3）描点画图，如图所示。 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3【2016浙江卷】（10 分）某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧 OC 的劲度系数为 500 N/m。如图 1 所示，用弹簧 OC 和弹簧秤 a、 b 做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长 1.00 cm 不变的条件下，（1）若弹簧秤 a、 b 间夹角为 90，弹簧秤 a 的读数是 N（图 2 中所示），则弹簧秤 b 的读数可能为 N。（2）若弹簧秤 a、

6、b 间夹角大于 90，保持弹簧秤 a 与弹簧 OC 的夹角不变，减小弹簧秤 b 与弹簧 OC 的夹角，则弹簧秤 a 的读数 、弹簧秤 b 的读数 （填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】（1）3.003.02 3.094.1（有效数不作要求） （2）变大 变大【 考点定位】探究弹簧的弹性势能【名师点睛】此题是创新实验，考查探究弹簧的弹性势能实验；关键是弄懂装置的原理，并能正确地处理实验数据；题目比较简单，考查考生处理基本实验的能力。5【2016全国新课标卷】（5 分）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有 20 Hz、30 Hz

7、和 40 Hz。打出纸带的一部分如图（b）所示。该同学在实验中没有记录交流电的频率 ，需要用实验数据和其它题给条件进行推算。f（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用 和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器f打出 B 点时，重物下落的速度大小为_，打出 C 点时重物下落的速度大小为_，重物下落的加速度大小为_（2）已测得 =8.89 cm， =9.50 cm， =10.10 cm；当重力加速度大小为 9.80 m/ ，实验中重物受到1s2s3s 2s的平均阻力大小约为其重力的 1%。由此推算出 为_ Hz。f【答案】（1） （ s1+s2） f （ s2+s3） f （ s3s1

8、） f2 （2）40【 6【2016北京卷】利用图 2 装置做“验证机械能守恒定律”实验。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 。A交流电源 B刻度尺 C天平（含砝码）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图 3 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 hA、 hB、 hC。已知当地重力加速度为 g，打点计时器打点的周期为 T。设重物的质量为

9、 m。从打 点到打 点的过程中，重物的重力势能变化量 ，动能变化量 。pEkE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 计算重物速度vgtB利用公式 计算重物速度2hC存在空气阻力和摩擦阻力的影响D没有采用多次实验取平均值的方法某同学想用下述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 v2-h 图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则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。【答案】A AB C 该同学的判断依据不正确。在重物下落 h 的过程中，若阻力

10、 f 恒定，根据 可知， v2-h 图像就是过原点的一条直线。要向通过 v2-h 图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近 2g。【 点睛：本题关键是结合探究功与速度变化关系的实验原理进行分析，如本实验中，明确小车的运动情况，先加速，再匀速，橡皮条做功完毕，速度最大，做匀速运动，故需要测量匀速阶段的速度；知道平衡摩擦力在本实验中的作用5某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出 0、1、2、3、4、5、6 共 7 个测量点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为 0.10 s，试完成下面问

11、题(1)根据打点计时器打出的纸带，我们可以直接得到的物理量是_A时间间隔 B加速度 C瞬时速度 D平均速度(2)根据纸带上各个测量点间的距离，某同学已将 1、2、3、5 点对应的时刻的瞬时速度进行计算并填入表中求出 4 点对应的时刻的瞬时速度_(要求保留 3 位有效数字)(3)在如图所示的直角坐标系中作出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线_(4)由图象求出小车的加速度 a_m/s 2.【答案】 A 0.314 0.495（3）如图所示；（4）图线的斜率表示加速度，故： 根据 s2s1 g(2T)2得，2图示为“探究合力功与物体动能变化的关系”的实验装置，只改变重物的质量进行多次实验，每次小车都

12、从同一位置 A 由静止释放。请回答下列问题：（1）用螺旋测微器测量遮光条的宽度 d，其示数如图所示，则 d = _mm。（2）按正确实验操作后，为了尽可能减小实验误差，若传感器的示数为 F，小车总质量为 M，重物的总质量为 m， A、 B 两点间的距离为 L，遮光条通过光电门的时间为 t，则需要测量的物理量是_。 （填选项）A M、 m、 L B F、 M、 L、 t C F、 m、 L、 t D F、 M、 L（3）在实验误差允许范围内， 关系式 _成立。 （用测量的物理量表示） ；【答案】 （1）1.750 （2）B （3）3用图甲所示的装置做“探究小车所受合力的功与小车动能变化关系”的实

13、验。除了图中的实验器材外，还有为打点计时器供电的低压电源、刻度尺和方木块。请将下面的分析和实验操作填写完整。（1）某同学在实验时，先取下小吊盘和砝码，用方木块垫高长木板远离滑轮的一端，使小车连同纸带沿长木板匀速运动，然后再挂上小吊盘和砝码，调整滑轮，使牵引小车的细线与长木板平行，释放小车，进行实验。其中， “垫高长木板远离滑轮的一端，使小车连同纸带沿长木板匀速运动”的好处是_（2）实验中，用小吊盘和砝码拉动小车运动，得到一条纸带如图乙所示。已知打点计时器的工作频率是f，则记数点 2 对应的速度大小为 V2=_（用图中的 x1、x 2、x 3和 f 表示）（3）用小吊盘和砝码的总重力的大小作为小

14、车受到的合力 F，计算出小车运动的位移 x 对应的功 W；用小车运动的位移 x 对应的末速度求出动能 EK，则 W 和 EK的大小关系应该是_（选填 W=EK 或 WEK 或 W K）【答案】 （1）消除了阻力的影响；用小车重力做功补偿阻力的功；使小车所受的力仅为细线的拉力；便于求出小车所受合力的功；等等。 （2） （3）4某同学利用如图甲所示实验装置验证机械能守恒半圆盘固定在竖直平面内，盘面的水平刻度线标注着距离悬挂点 O 的高度，金属小圆柱用细线悬挂于 O 点，将小圆柱拉至水平位置，然后由静止释放，小圆柱依次通过固定在不同高度的光电门，记录小圆柱经过各光电门所用时间，已知当地重力加速度为

15、g（1）为计算出相应速度 v，该同学用螺旋测微器测量出小圆柱的直径 d，测量示数如图乙所示，则d=_mm。（2）该同学用横坐标表示小圆柱下降高度 h，纵坐标应表示 _（选填“v”或“v” ） ，从而可以得 2 到一条过原点的直线。他求出图象斜率为 k，当 k= _ 时，则可验证小圆柱摆动过程中机械能是守恒的。【答案】 6.955 2g2v【解析】 （1）螺旋测微器的固定刻度读数为 6.5mm，可动刻度读数为 0.0145.5mm=0.455mm，所以最终读数为 6.5mm+0.455mm=6.955mm（2）根据机械能守恒定律有： ，则有： v2=2gh，知 v2与 h 成正比；由题意可知，图线的斜率等于 2g。 A. B. C. D.【答案】 AB 3.13 D【解析】