高中物理-高考复习-力学实验讲解及练习题(含答案)

第1页（共15页）高考复习力学实验题参考答案与试题解析一．实验题（共17小题）1．（2016•天津）某同学利用图1示装置研究小车的匀变速直线运动．①实验中，必要的措施是AB．A．细线必须与长木板平行B．先接通电源再释放小车C．小车的质量远大于钩码的质量D．平衡小车与长木板间的摩擦力②他实验时将打点机器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图2所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）s1=3.59cm，s2=4.41cm，s3=5.19cm，s4=5.97cm，s5=6.78cm，s6=7.64cm，则小车的加速度a=0.80m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度vB=0.40m/s．（结果均保留两位有效数字）【解答】解：①A、为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平；同时为了打点稳定，应先开电源再放纸带；故AB正确；C、本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量；只要能让小车做匀加速运动即可；故C错误；D、由C的分析可知，只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力；故D错误；故选：AB；②每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为T=5×0.02=0.1s；根据逐差法可知，物体的加速度a===0.80m/s2；B点的速度等于AC段的平均速度，则有：v===0.40m/s；故答案为：①AB；②0.80；0.40．第2页（共15页）2．（2016•高港区校级学业考试）利用图中所示的装置可以研究自由落体运动，实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落，打点计时器会再纸带上打出一系列的小点，（1）若实验时用到的计时器为电磁打点计时器，打点计时器的安装要使两个限位孔在同一竖直（选填“水平”或“竖直”）线上，以减少摩擦阻力；（2）实验过程中，下列说法正确的是CDA、接通电源的同时要立刻释放重物B、选取纸带时要选取第1个点与第2个点之间的距离接近4mm且清晰的纸带C、释放重物之前要让重物靠近打点计时器D、为了使实验数据更加准确，可取多次测量结果的平均值（3）为了测得重物下落的加速度，还需要的实验仪器是CA、天平B、秒表C、米尺．【解答】解：（1）电磁式打点计时器需要用低压交流电压；安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上，从而减小阻力；（2）A、应先接通电源，稳定后再释放纸带，故A错误；B、选择纸带时应选择点迹清楚，前两个点间距接近2mm的纸带，故B错误；C、释放重物时，应让重物靠近纸带；故C正确；D、为了使实验数据更加准确，可取多次测量结果的平均值；故D正确；故选：CD．（3）据运动学公式得：△x=at2，a=，为了测试重物下落的加速度，还需要的实验器材有：米尺，用来测量计数点之间的距离．该实验中不需要天平，通过打点计时器打点的时间间隔可以计算出计数点之间的时间间隔，所以也不需要秒表．故选：C．故答案为：（1）竖直；（2）CD；（3）C．3．（2017春•涞水县校级月考）某学生利用“研究匀变速直线运动”的实验装置来测量一个质量为m=50g的重锤下落时的加速度值，该学生将重锤固定在纸带下端，让纸带穿过打点计时器，实验装置如图1所示．（1）以下是该同学正确的实验操作和计算过程，请填写其中的空白部分：①实验操作：接通电源，释放纸带，让重锤自由落下，实验结束关闭电源．②取下纸带，取其中的一段标出计数点如图2所示，测出相邻计数点间的距离分别为x1=2.60cm，x2=4.14cm，x3=5.69cm，x4=7.22cm，x5=8.75cm，x6=10.29cm，已知打点计时器的打点间隔T=0.02s，则重锤运动的加速度计算表达式为a=，代入数据，可得加速度a=9.60m/s2（计算结果保留三位有效数字）．第3页（共15页）【解答】解：（1）①实验时，应先接通打点计时器的电源，再释放纸带，实验结束，应立即关闭电源．②根据匀变速直线运动的推论△x=aT2，有：x6﹣x3=3a1（2T）2…①x5﹣x2=3a2（2T）2…②x4﹣x1=3a3（2T）2…③a=…④联立①②③④解得：a=；代入数据解得：a=9.60m/s2．答案：（1）①接通电源，实验结束关闭电源；②，9.60．4．（2016春•哈尔滨校级期中）某同学进行“验证力的平行四边形定则“实验，试完成主要步骤：（1）如图甲，用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，记下结点的位置O点、两弹簧测力计的读数F1、F2以及两细绳套的方向（2）用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条与细绳套的结点拉到同一位置O，记下细绳的方向（如图丙中的Oc）．如乙图所示，读得弹簧测力计的示数F=4.0N（3）如丙图所示，按选定的标度作出了力的图示，请在图丙中：a．按同样的标度作出力F的图示b．按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F′（4）关于该实验注意事项，下列说法中正确的是BA．实验中所用的两根细绳越短越好B．弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行C．每次实验中两个分力间的夹角必须大于90°．第4页（共15页）【解答】解：（1）如图甲，用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，记下结点位置O和两测力计的示数F1、F2以及两细绳套的方向，（2）如图乙，用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置O，记下细绳套的方向，由图示弹簧测力计可读得弹簧测力计的示数F=4.0N；（3）a、按力的图示方法作出力F的图示如图所示；b、根据力的平行四边形定则，作出F1、F2的合力F′，如图所示．（4）A、拉橡皮条的细绳要适当长一些，以方便画出力的方向，故A错误；B、测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；C、在实验中两个分力的夹角大小适当，且二力的大小要适量大些，这样有利于减小实验中偶然误差的影响，不需要夹角必须大于90°，故C错误；故选：B故答案为：（1）两细绳套的方向；（2）同一位置O；4.0N；（3）如图所示；（4）B．5．（2016春•衡阳校级期末）“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．（1）本实验采用的科学方法是BA．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法（2）某同学用两个弹簧秤将结点拉至某位置，此时该同学记录下了结点O的位置及两弹簧秤对应的读数，他还应该记录下两细线的方向．（3）图乙中的F是利用平行四边形定则作出的两个弹簧秤拉力的合力的图示，F′为用一个弹簧秤将结点拉至同一点时所用拉力的图示，这两个力中，方向一定沿AO方向的是F′．【解答】解：（1）本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法．第5页（共15页）故选：B．（2）当用两个弹簧秤同时拉橡皮筋时，必须记录下两弹簧秤读数，及两细线的方向，O点的位置；（3）图乙中的F与F′中，F是由平行四边形得出的，而F′是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，一定与AO共线的是F′．故答案为：（1）B；（2）两细线的方向；（3）F′．6．（2016春•临沂校级期末）在“探究求合力的方法”实验中，可以设计不同的方案探究．以下是甲、乙两位同学设计的两个实验方案，（1）甲同学设计的方案如图1，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套．实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O．①某同学在做该实验时认为：A．拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好B．拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，橡皮条方向必须在两细绳夹角的角平分线上D．拉力F1和F2的夹角越大越好其中正确的是AB（填入相应的字母）②若某次测量中两个弹簧测力计的读数均为4N，且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直，则不能（选填“能”或“不能”）用一个量程为5N的弹簧测力计测量出它们的合力，理由是：合力为4N＞5N，超出了弹簧测力计的量程．（2）乙同学在家中用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）来探究求合力的方法，如图2所示，三根橡皮筋在O点相互连接，拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点．在实验中，可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小，并通过OA、OB、OC的方向确定三个拉力的方向，从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法．在实验过程中，下列说法正确的是AD．A．实验需要测量橡皮筋的长度以及橡皮筋的原长B．为减小误差，应选择劲度系数尽量大的橡皮筋C．以OB、OC为两邻边做平行四边形，其对角线必与OA在一条直线上且两者长度相等D．多次实验中O点不必是同一位置．【解答】解：（1）①A、在实验中要减小拉力方向的误差，应让标记同一细绳方向的两点尽量远些，故细绳应该长一些，故A正确；B、作图时，我们是在白纸中作图，做出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有有较大差别，故应使各力尽量与木板面平行，故B正确；C、橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力与拉力的夹角应适当大些，但橡皮条方向不必须在两细绳夹角的角平分线上，故C错误；D、两个拉力的夹角过大，合力会过小，量取理论值时相对误差变大，夹角太小，会导致作图困难，也会增大偶然误差，故D错误．故选：AB．第6页（共15页）②两力均为4N，且相互垂直，则其合力大小为F=4N＞5N，合力超过了弹簧秤的量程，故弹簧秤无法测出物体所受的合力，故不能使用．（2）A、需要知道橡皮筋的伸长量才能表示橡皮筋的弹力，故应该测量橡皮筋的原长，故A正确；B、为了减小误差，橡皮筋的伸长量应该大些，故应选择劲度系数稍小的橡皮筋，故B错误；C、由于橡皮筋的弹力与它的长度不成正比，所以OB、OC弹力的合力方向与以OB、OC为两邻边做平行四边形的对角线不重合，故C错误；D、不同的O点依然满足任意两个橡皮筋弹力的合力与第三个橡皮筋弹力等大反向的特点，所以即使O点不固定，也可以探究求合力的方法，故D正确．故选：AD．故答案为：（1）①AB；②不能；合力为4N＞5N，超出了弹簧测力计的量程；（2）AD．7．（2016•广州二模）用图甲所示装置“探究加速度与力、质量的关系”．请思考并完成相关内容：（1）实验时，为平衡摩擦力，以下操作正确的是BA．连着砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动B．取下砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动C．取下砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车缓慢沿木板做直线运动（2）图乙是实验中得到的一条纸带，已知相邻计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源频率为50Hz，由此可求出小车的加速度a=1.60m/s2（计算结果保留三位有效数字）．（3）一组同学在保持木板水平时，研究小车质量一定的情况下加速度a与合外力F的关系，得到如图丙中①所示的a﹣F图线．则小车运动时受到的摩擦力f=0.10N；小车质量M=0.20kg．若该小组正确完成了步骤（1），得到的a﹣F图线应该是图丙中的②（填“②”、“③”或“④”）．【解答】解：（1）平衡摩擦力时，取下砂桶，适当当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动，故B正确．（2）根据△x=aT2，运用逐差法得，a===1.60m/s2．（3）根据图①知，当F=0.10N时，小车才开始运动，可知小车运动时受到的摩擦力f=0.10N，图线的斜率表示质量的倒数，则m=kg=0.20kg．平衡摩擦力后，a与F成正比，图线的斜率不变，故正确图线为②．故答案为：（1）B；（2）1.60；（3）0.10，0.20，②．第7页（共15页）8．（2016秋•天津月考）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图（1）所示的装置，计时器打点频率为50Hz．（1）该同学得到一条纸带，