高中物理_高考复习_力学实验讲解与练习题(含答案)

高中物理力学习题及答案高中物理力学学习题及答案在高中物理学习中，力学是一个重要的分支，它研究物体的运动和力的作用。

力学学习题是检验学生对力学知识掌握程度的重要手段。

下面将介绍一些高中物理力学学习题及其答案，帮助学生更好地理解和掌握力学知识。

1. 一个质量为2kg的物体受到一个力F=10N的作用，求物体的加速度。

解答：根据牛顿第二定律，F=ma，其中F为物体所受的力，m为物体的质量，a为物体的加速度。

将已知数据代入公式，可得a=F/m=10N/2kg=5m/s²。

2. 一个质量为0.5kg的物体受到一个力F=20N的作用，求物体的加速度。

解答：同样根据牛顿第二定律，F=ma，将已知数据代入公式，可得a=F/m=20N/0.5kg=40m/s²。

3. 一个物体的质量为2kg，受到一个力F=30N的作用，物体的加速度为4m/s²，求物体所受的摩擦力。

解答：根据牛顿第二定律，F=ma，将已知数据代入公式，可得F=2kg ×4m/s²=8N。

由于物体所受的力F=30N，其中包括摩擦力，所以摩擦力为30N-8N=22N。

4. 一个物体的质量为3kg，受到一个力F=40N的作用，物体的加速度为2m/s²，求物体所受的摩擦力。

解答：同样根据牛顿第二定律，F=ma，将已知数据代入公式，可得F=3kg ×2m/s²=6N。

由于物体所受的力F=40N，其中包括摩擦力，所以摩擦力为40N-6N=34N。

5. 一个物体质量为2kg，受到一个力F=20N的作用，物体的加速度为2m/s²，求物体所受的阻力。

解答：根据牛顿第二定律，F=ma，将已知数据代入公式，可得F=2kg ×2m/s²=4N。

由于物体所受的力F=20N，其中包括阻力，所以阻力为20N-4N=16N。

通过以上的学习题及其答案，我们可以看到在力学学习中，应用牛顿第二定律可以解决各种与力、质量和加速度有关的问题。

高考物理力学实验复习题及答案37．某学习小组在“探究功与速度变化的关系”的实验中采用了如图甲所示的实验装置。

（1）按如图所示将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力，确定方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速直线运动。

（2）当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0，当用4条、6条、8条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0……，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。

关于该实验，下列说法正确的是BD。

A．实验中使用的若干条橡皮筋的原长可以不相等B．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出C．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算D．利用每次测出的小车最大速度v m和橡皮筋做的功W，依次作出W﹣v m、W﹣v m2、W﹣v m3、W2﹣v m、W3﹣v m……的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系（3）图乙给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量橡皮筋做功后小车获得的最大速度，应选用纸带的GJ部分进行测量（根据图乙所示的纸带用字母表示）。

【解答】解：（1）将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡。

确定方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动（2）A、实验中应选取相同的橡皮筋，故A错误；B、小车应从同一位置由静止释放，故B正确；C、本实验的目的是探究橡皮筋做的功与物体获得速度的关系，这个速度是指橡皮筋做功完毕时的速度，而不整个过程的平均速度，故C错误；D、数据分析时，应作出不同的图象探究功与速度变化的关系，故D正确。

故选：BD。

（3）使橡皮筋的弹性势能全部转化为小车的动能后，小车做匀速运动纸带GJ符合要求。

故答案为：（1）摩擦力，匀速直线，（2）BD，（3）GJ。

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= 0.80 m/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v B= 0.40 m/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；0.40．2．（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=8.75 cm.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= 9.60 m/s2（计算结果保留三位有效数字）．【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°．【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．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．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= 1.60 m/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= 0.10 N；小车质量M= 0.20 kg．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）0.10.0.20.②．8．（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.在纸带上取连续的六个点.如图（b）所示.自A点起.相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm.则打E点时小车的速度为0.85 m/s.小车的加速度为 5 m/s2．（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系.应该保持拉力F恒定不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系.应该保持小车质量M恒定不变．（3）该同学通过数据的处理作出了a﹣F图象.如图（c）所示.则①图中的直线不过原点的原因是平衡摩擦力过度．②此图中直线发生弯曲的原因是不满足m＜＜M ．【解答】解：（1）利用匀变速直线运动的推论得出：v E== m/s=0.85m/s小车的加速度为a== m/s2=5m/s2（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系.应该保持细线对车的拉力F不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系.应该保持小车的质量M不变．（3）图中当F=0时.a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时.小车的加速度不为0.说明小车的摩擦力小于重力的分力.所以原因是实验前木板右端垫得过高．设小车的加速度为a.绳子拉力为F.以砂和砂桶为研究对象得：mg﹣F=ma以小车为研究对象F=Ma解得：a=故：F=Ma=所以要使得绳子拉力等于砂和砂桶的重力大小.必有m＜＜M.而不满足m＜＜M时.随m的增大物体的加速度a逐渐减小．故图象弯曲的原因是：未满足砂和砂桶质量远小于小车的质量．故答案为：（1）0.85；5；（2）拉力F恒定；小车质量M恒定；（3）平衡摩擦力过度.不满足m＜＜M．9．（2016秋•濮阳月考）为了探究物体的加速度与质量的关系时.某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置．装置中有电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码（总质量用M表示）、砂和砂捅（总质量用m表示）、刻度尺等.请回答下列问题：（1）为了完成本实验.下列实验器材中必不可少的是CD ．A．低压直流电源 B．秒表 C．天平（附砝码） D．低压交流电源（2）实验误差由偶然误差和系统误差.本实验中纸带与打点计时器、小车与长木板之间的摩擦和阻力对实验的影响属于系统误差．为了使实验结果更贴近结论.应尽量地减少摩擦阻力的影响.即按如图的方式将长木板的一端适当垫高.以平衡摩擦力.在平衡摩擦力时.取下沙桶并将纸带穿过打点计时器.使小车带动纸带在长木板上做匀速直线运动．（3）探究小车的加速度与其质量的关系时.可以通过改变小车中砝码的个数来改变小车的质量．在完成本实验时.为了使沙桶的总重力近似地等于小车的牵引力.则沙桶的总质量与小车的总质量的关系应满足M ＞＞m ．（4）该实验小组的同学在某次测量时.得到了如图所示的纸带.其中0、1、2为相邻的三个计数点.且相邻两计数点的打点频率为f.0、1两点间的距离用x1表示.1、2两点间的距离用x2表示.则该小车加速度的表达式a= （x2﹣x1）f2m/s2．如果f=10Hz.x1=5.90cm.x2=6.46cm.则加速度的值应为a= 0.56 m/s2（保留两位小数）（5 ）在完成以上操作后.将得到的数据用图象进行处理.则小车的加速度的倒数关于小车的质量M的函数图象符合实际情况的是 C ．【解答】解：（1）本实验中需测小车质量.则需要天平.电磁打点计时器需要低压交流电源.故选：CD．（2）平衡摩擦力时.把木板一端垫高.调节木板的倾斜度.使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动即可；（3）根据实验误差的来源.在 M＞＞m条件下.可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力．（4）根据△x=aT2得：a==（x2﹣x1）f2=（6.46﹣5.90）×102×10﹣2 m/s2=0.56 m/s2；（5）根据牛顿第二定律得：a=.则=M+.则以为纵轴.以总质量M为横轴.作出的图象为一倾斜直线.且纵坐标不为0.故C正确.ABD错误．故选：C故答案为：（1）CD；（2）M＞＞m；（3）（x2﹣x1）f2；0.56；（4）C．10．（2016春•锦州期末）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．（1）实验前应对实验装置反复调节.直到斜槽末端切线水平．每次让小球从同一位置由静止释放.是为了每次平抛初速度相同．（2）图乙是正确实验取得的数据.其中O为抛出点.则此小球做平抛运动的初速度为 1.6m/s．（g=9.8m/s2）（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸.每个格的边长L=5cm.通过实验.记录了小球在运动途中的三个位置.如图丙所示.则该小球做平抛运动的初速度为 1.5 m/s；B点的竖直分速度为 2 m/s；平抛运动的初位置坐标（﹣1.1）（如图丙.以O点为原点.水平向右为X轴正方向.竖直向下为Y轴的正方向.g取10m/s2）．【解答】解：（1）平抛运动的初速度一定要水平.因此为了获得水平的初速度安装斜槽轨道时要注意槽口末端要水平.为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的.这就要求小球平抛的初速度相同.因此在操作中要求每次小球能从同一位置静止释放．（2）由于O为抛出点.所以根据平抛运动规律有：x=v0t将x=32cm.y=19.6cm.代入解得：v0=1.6m/s．（3）由图可知.物体由A→B和由B→C所用的时间相等.且有：△y=gT2.由图可知△y=2L=10cm.代入解得.T=0.1sx=v0T.将x=3L=15cm.代入解得：v0=1.5 m/s.竖直方向自由落体运动.根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：v By==2 m/s．故从抛出到B点所用时间为：t=故从抛出到B点的水平位移为：x=v0t=1.5×0.2m=0.3m.故从抛出到B点的竖直位移为：y=gt2=所以x′=5L﹣x=0.25﹣0.3m=﹣0.05m=L.y′=5L﹣y=0.25﹣0.2m=0.05m=L.平抛运动的初位置坐标为（﹣1.1）．故答案为：（1）水平.初速度相同；（2）1.6；（3）1.5.2.（﹣1.1）．11．（2016春•衡阳校级期末）（1）“研究平抛物体的运动”实验的装置如图1所示.在实验前应ABC A．将斜槽的末端切线调成水平B．将木板校准到竖直方向.并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C．小球每次必须从斜面上同一位置由静止开始释放D．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O.作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点（2）物体做平抛运动的规律可以概括为两点：①水平方向做匀速直线运动；②竖直方向做自由落体运动．为了研究物体的平抛运动.可做下面的实验：如图2所示.用小锤打击弹性金属片.A球水平飞出；同时B球被松开.做自由落体运动．两球同时落到地面．把整个装置放在不同高度.重新做此实验.结果两小球总是同时落地．则这个实验 BA．只能说明上述规律中的第①条B．只能说明上述规律中的第②条C．不能说明上述规律中的任何一条D．能同时说明上述两条规律．【解答】解：（1）A、实验中必须保证小球做平抛运动.而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用.故A 正确；B、根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内.因此在实验前.应使用重锤线调整面板在竖直平面内.即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行.故B正确；C、小球每次必须从斜面上同一位置由静止开始释放．故C正确；D、在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O.不能作为小球做平抛运动的起点放.故D错误．故选：ABC．（2）在打击金属片时.两小球同时做平抛运动与自由落体运动.结果同时落地.则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动.不能说明水平方向上的运动规律.故B正确.ACD错误．故答案为：（1）ABC；（2）B．12．（2016•花溪区校级三模）为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系.现提供如图1所示的器材.让小车在橡皮筋的作用下弹出后.沿木板滑行.当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条…并起来进行第1次、第2次、第3次…实验时.每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致.我们把橡皮筋对小车做的功可记作W、2W、3W…对每次打出的纸带进行处理.求出小车每次最后匀速运动时的速度v.记录数据如下．请思这样做 C （填答案前的字母）A．是为了释放小车后.小车能匀加速下滑B．是为了增大橡皮筋对小车的弹力C．是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功D．是为了使橡皮筋松驰后小车做匀加速运动（2）据以上数据.在坐标纸中作出W﹣v2图象．（3）根据图象2可以做出判断.力对小车所做的功与力对小车所做的功与．【解答】解：（1）装置探究橡皮筋做功与小车速度的关系.应平衡摩擦力.使得橡皮筋做功等于合外力做功.以及能够使橡皮筋松弛后小车做匀速运动.故C正确.ABD错误．故选：C．（2）根据描点法作出图象.如图所示：（3）W﹣v2图象是一条过原点的倾斜的直线.根据图象可知.力对小车所做的功与小车速度平方成正比．故答案为：（1）C；（2）W﹣v2图象如图；（3）小车速度平方成正比．13．（2016•蔡甸区校级一模）某学习小组用图甲所示的实验装置探究“动能定理”．他们在气垫导轨上安装了一个光电门B.滑块上固定一遮光条.滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连.传感器下方悬挂钩码.每次滑块都从A处由静止释放．（1）某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d.如图乙所示.则d= 2.30 mm．（2）下列实验要求中不必要的一项是 A （请填写选项前对应的字母）．A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B．应使A位置与光电门间的距离适当大些C．应将气垫导轨调至水平D．应使细线与气垫导轨平行（3）实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变.改变钩码质量m.测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t.通过描点作出线性图象.研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系.处理数据时应作出的图象是 C （请填写选项前对应的字母）．A．作出“t﹣F图象”B．作出“t2﹣F图象”C．作出“t2﹣图象”D．作出“t=3s图象”【解答】解：（1）由图知第5条刻度线与主尺对齐.d=2mm+6×0.05mm=2.30mm；（2）A、拉力是直接通过传感器测量的.故与小车质量和钩码质量大小关系无关.故A不必要；B、应使A位置与光电门间的距离适当大些.有利于减小误差.故B是必要的；C、应将气垫导轨调节水平.保持拉线方向与木板平面平行.这样拉力才等于合力.故CD是必要的；本题选不必要的.故选：A．（3）根据牛顿第二定律得：a=.那么解得：t2=所以研究滑块的加速度与力的关系.处理数据时应作出图象或作出t2﹣图象.故C正确．故选：C故答案为：（1）2.30；（2）A；（3）C14．（2015春•菏泽期末）为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”.采用了如图所示实验装置．请回答下列问题：（1）为了减小小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是 CA．将木板不带滑轮的一端适当垫高.使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动B．将木板不带滑轮的一端适当垫高.使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动C．将木板不带滑轮的一端适当垫高.在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动D．将木板不带滑轮的一端适当垫高.在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动（2）若实验中所用小车的质量为200g.为了使实验结果尽量精确.在实验室提供的以下四种规格钩码中.应该挑选的钩码是 AA．10g B．20g C．30g D．50g（3）某实验小组挑选了一个质量为50g的钩码.在多次正确操作实验得到的纸带中取出自认为满意的一条.经测量、计算.得到如下数据：第一个点到第n个点的距离为40.0cm；打下第n点时小车的速度大小为1.20m/s．该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力.则拉力对小车做的功为0.196 J.小车动能的增量为0.144 J．（g=9.8m/s2.结果保留三位有效数字）【解答】解：（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是.将不带滑轮的木板一端适当垫高.在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动.以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消.那么小车的合力就是绳子的拉力．故C正确．故选：C．（2）本题要用钩码的重力代替小车所受到的合力.钩码质量应远小于小车的质量．故选10g的钩码较好.故A正确．故选：A（3）从打下第一点到打下第N点拉力对小车做的功：W=mgs=50×10﹣3×9.8×0.4J=0.196J；小车的动能增量为：△E k=Mv2=0.2×1.22J=0.144J．故答案为：（1）C；（2）A；（3）0.196.0.14415．（2016•北京）利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验．①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 ．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②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ABA．交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码）③实验中.先接通电源.再释放重物.得到图2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h A、h B、h C．。

高考物理实验专题复习：力学实验—、基本仪器1、请认真观察本题图示并读出螺旋测微器的测量结果为mm,游标卡尺的测量结果为mm。

二、纸带（一）匀加速直线运动（用纸带计算瞬时速度和加速度）1.（9分）某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。

他将打点计时器接到频率为50Hz 的交流电源上，实验时得到一条纸带。

他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点，在这个点下标明A,第六个点下标明B,第十一个点下标明C,第十六个点下标明£>, 第二十一个点下标明E。

测量时发现B点已模糊不清，于是他测得AC长为14.56cm、CD长为11.15cm,OE长为13.73cm,财丁C点时小车的瞬时速度大小为m/s,小车运动的加速度大小为m/s2, AB的距离应为cm。

（保留三位有效数字）参考答案1.（每）；旨 & B /1—14. 56cm —13. 73cm（用纸带计算瞬时速度和加速度，分析由于电源频率引起的误差）2、在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T=0.02S的交流电源.他经过测量并计算得到打点计时器在打3、C、。

、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：（1） __________________________________计算VF的公式V F = ;（2）以A点对应的时刻为t=0,根据表格中数据做出物体的v-t图象，利用图象求得其加速度a =m/s2；（3）如果当时电网中交变电流的频率是上51Hz,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（选填：偏大、偏小或不变）。

参考答案 4. （12 分）（1）* =<10? （2）=0.425±0.005m/s2；图略（3）偏小（纸带的迁移）3、（本题满分13分（1）（3分）图中给出的是用螺旋测微器测量某一圆柱形工件的直径时的示数图，由图可知此工件的直径应为mm o2（10分）如图甲所示，是用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动，以替代打点计时器。

2测定匀变速直线运动的加速度（高考物理力学实验）组卷老师：莫老师一．实验题（共50小题）1．如图1所示的（图中长木板水平固定）是高中物理常用的力学实验装置，现用该装置完成测定木块运动加速度a（1）下例实验照片中是否有实验错误、不合理或不必要之处？若存在问题，请指明问题所在．（2）如图2所示为从实验中得到的一条认为最能反映木块匀变速运动纸带的一部分，0，1，2，3，4，5，6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出，从纸带上测得x1=3.20cm，x2=4.52cm，x5=8.42cm，x6=9.70cm，则木块的加速度大小a=（保留两位有效数字）（3）下列哪些措施能有助于减小实验的误差A．选用输出电压稳定性更佳的稳恒电源B．选用输出电压变化周期更稳定的交流电源C．调节滑轮高度，使拉线与长木板平行D．实验中满足砝码盘和砝码的总质量为m远小于木块的质量ME．实验前先平衡滑块与木板间的摩擦力．2．某实验小组采用如图甲所示的装置研究“小车运动变化规律”．打点计时器工作频率为50Hz．实验的部分步骤如下：a．将木板的左端垫起，以平衡小车的摩擦力；b．在小车中放入砝码，带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；c．将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列的点，断开电源；d．改变钩码或小车中砝码的质量，更换纸带，重复b、c的操作．（1）设钩码质量为m1、砝码和小车总质量为m2，重力加速度为g，则小车的加速度为：a=（用题中所给字母表示）；（2）如图丙是某次实验中得到的一条纸带，在纸带上取计数点O、A、B、C、D 和E，用最小刻度是毫米的刻度尺进行测量，读出各计数点对应的刻度x，通过计算得到各计数点到O的距离s以及对应时刻小车的瞬时速度v．请将C点对应的测量x C值和计算速度v C值填在下表中的相应位置．（3）实验小组通过绘制△v2﹣s图线来分析运动规律（其中△v2=v2﹣v02，v是各计数点对应时刻小车的瞬时速度，v0是O点对应时刻小车的瞬时速度）．他们根据实验数据在图乙中标出了O、A、B、D、E对应的坐标点，请你图乙中标出计数点C对应的坐标点，并画出△v2﹣s图线．（4）实验小组绘制的△v2﹣s图线的斜率k=（用题中所给字母表示），若发现该斜率大于理论值，其原因可能是．3．某实验小组利用图甲所示的装置探究小车做匀变速直线运动的规律．①下列做法中对于提高实验结果精度有利的是A．选用尽可能光滑的木板B．选用质量尽量小一些的砝码桶C．开始时让小车尽可能接近打点计时器D．细绳保持与木板平行②图乙为该小组得到的一条纸带，相邻两个计数点间还有四个点未画出，根据已知数据可计算出小车运动的加速度a=m/s2 （结果保留两位有效数字）；③若实验中采用的交流电频率低于50Hz，则计算结果与实值相比（填“偏大”“偏小”“不变”）．4．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点，（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是“220V、50Hz”的交变电流．如图1，他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐，求：（1）打点计时器在打D点时物体的瞬时速度v D=m/s，打点计时器在打B、C、E各点时物体的瞬时速度如下表：（2）根据（1）中得到的数据，试在图2中所给的坐标系中，画出v﹣t图象，并从中可得出物体的加速度a=m/s2．（3）如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏．5．图甲所示为研究小车做匀变速直线运动的实验装置，打点计时器的工作频率为50Hz．图乙为实验中选取的一段纸带，其中每相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s．①以下实验操作步骤正确的是和；A．打点前需要平衡摩擦B．若是电火花计时器，应该使用220V的交流电源C．先接通电源，再释放小车D．该宴验所需要的测量工具是秒表和刻度尺②计数点2对应的瞬时速度大小为v=m/s，小车下滑的加速度大小为a= m/s2．（保留三位有效数字）6．甲同学用图①所示装置测量重物的质量M．初始时吊盘上放有5个槽码，吊盘与每个槽码的质量均为m0（M＞m0）在吊盘下固定纸带，让其穿过打点计时器．先调整重物的高度，使其从适当的位置开始下落，打出纸带，测得其下落的加速度．再从左侧吊盘依次取下一个槽码放到右侧重物上，让重物每次都从适当的高度开始下落，测出加速度．描绘出重物下落的加速度a与加在其上的槽码个数n的关系图线，根据图线计算出重物的质量M．请完成下面填空：（1）某次实验获得的纸带如图②，则纸带的（填“左端”或“右端”）与吊盘相连．若已知纸带上相邻两计数点间还有4个点未画出，且s1=1.60cm，s2=2.09cm，s3=2.60cm，s4=3.12cm，s5=3.60cm，s6=4.08cm，则a=m/s2（保留2位有效数字）（2）重物下落的加速度a与加在其上的槽码个数n的关系图线可能是图③中的（填字母代号）（3）若算出a一n图线的斜率为k，则计算重物质量的表达式为M=（用k、m0、g等表示）（4）乙同学说直接让重物拉着左边5个槽码下落，测出加速度，一次就可算出M的值了，乙同学的说法（填“对”，“错”），与乙相比，甲同学做法的优点是．7．利用图（a）所示的装置测量滑块运动的加速度，将木板水平固定在桌面上，光电门A固定在木板上靠近物块处，光电门B的位置可移动，利用一根压缩的短弹簧来弹开带有遮光片的滑块．实验步骤如下：（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d，其示数如图（b）所示，d=cm；（2）两个光电门同时连接计时器，让滑块从O位置弹开并沿木板向右滑动，用计时器记录遮光片从光电门A运动至B所用的时间t，再用米尺测量A、B之间的距离s．则表示滑块在A至B段的的大小；（3）保持光电门A的位置不动，逐步改变光电门B的位置，每次都使滑块从O 位置弹开，用计时器记录每次相应的t值，并用米尺测量A、B之间相应的距离s．每次实验重复几次测量后取平均值，这样可以减少实验的误差（填“偶然”或“系统”）；（4）若用﹣t图象处理数据，所得图象如图（c）所示，该图线在轴上的截距表示滑块经过速度的大小；用作图法算出滑块运动的加速度a= m/s2．（保留2位有效数字）8．一组同学用图（甲）所示装置测量重力加速度，铁架台上固定着光电门，让直径为d的小球从一定高度处由静止开始自由下落，小球球心正好通过光电门．光电门记录下小球通过光电门的时间△t．（1）用游标卡尺测量小球直径时，卡尺的刻度如图（乙），则小球的直径为cm．（2）某次实验中小球的上边缘与光电门间的距离为h，小球通过光电门的时间为△t，则小球通过光电门时的速度可表示为，重力加速度可表示为g=．（3）严格来说并不等于小球球心经过光电门时的速度，由此计算出的速度比真实值（填“偏大”、“偏小”或“不变”）9．如图甲所示是用来测量重力加速度的装置，试验时通过电磁铁控制小铁球从A处自由下落，小铁球下落过程中依次经过并遮挡两个光电门B、C，B、C光电门测得光束被遮挡的时间分别为t1、t2，用刻度尺测量出B、C光电门的高差h．回答下列问题：（1）若用新式游标卡尺（刻度线看起来很“稀疏”，39mm等分成20份）测得小铁球直径的示数如图乙所示，则小铁球的直径d=mm；（2）重力加速度g与题中给定的物理量的关系为：g=．（3）写出一条减小实验误差的建议：．10．利用图1所示的装罝可测出滑块在斜面上下滑时的加速度．一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门中的位罝可移动，当带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲运动到光电门乙所需时间t．改变光电门甲的位罝进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值：所得数据如下表所示．（当时重力加速度g取9.8m/s2）（m/s）请完成下列问题：（1）已知滑块沿斜面下滑时做匀加涑运动，则滑块加速度的大小a、滑炔经过光电门乙时的瞬时速度v、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是：（2）根据表中给出的数据，在图2中已经上画出﹣t图线：（3）由所画出﹣t的图线可得出滑块加速度的大小为a=m/s2（保留2位有效数字）．（4）为了进一步测量滑块与斜面间的滑动摩擦因数，还要测量的物理量有（填写选项前的字母序号）A．滑块的质量mB．光电门甲、乙之间的高度差h或水平距离xC．滑块上的遮光片通过光电门甲的时间t1D．滑块上的遮光片通过光电门乙的时间t2．11．某物理小组的同学用如图1所示的实验器材测定当地的重力加速度，实验器材由底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和光电门2组成的光电计时器（其中光电门1更靠近小球释放点）、可使小球无初速度释放的小球释放器和网兜组成．实验时可用两光电门和计时器测量小球从光电门1运动至光电门2所用的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间距离h．（1）改变光电门2的位置，保持光电门1的位置不变，测得小球经过光电门1的速度为v，不考虑空气阻力，小球的加速度为g，则h、t、g、v四个物理量之间的关系为（2）根据实验数据作了如图2所示﹣t图线，若图线斜率的绝对值为为k，图线在纵轴上的截距为a，根据图线可求出重力加速度的大小为．12．用如图1所示的实验装置测量重力加速度．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量．计算可得重锤下落的加速度．①下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C．用天平测出重锤的质量；D．先释放悬挂纸带的夹子，后接通电源打出一条纸带；E．选取纸带上的点进行测量；F．根据测量的结果计算重锤下落过程加速度大小．其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是（将其选项对应的字母填在横线处）②如图2所示．根据打出的纸带，选取纸带上离起始点O较远的连续五个点A、B、C、D、E，测出A距点O的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，打点计时器使用电源的频率为f，根据这些条件计算重锤下落的加速度a=．13．如图所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他以每5个打点取一个计数点，图上注明了他对各个计数点间距离的测量结果．（单位：cm）（I）为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内．（单位：cm）根据以上数据可以推测小车的运动是．14．如图所示，是一位同学研究匀变速直线运动打点计时器所打下的一段纸带，打点时电源频率是50Hz，经测量A、B、C三点分别到O点的长度是10.20cm、14.71cm、19.21cm，其中相邻两计数点间还有4个点未画出，那么质点上OC段平均速度是m/s；打B点时的速度是m/s（结果保留三位有效数字）15．如图所示的实验装置来测定重力加速度，同时研究重物在下落过程中机械能是否守恒．他认为如果实验中测量重力加速度的相对误差（×100%）不超过5%，即可认为重物下落过程机械能守恒．请你帮他完成以下问题．（1）该同学在一次实验中得到了如图2所示的纸带，他选取了纸带上清晰连续的8个实际的点来进行数据分析，这8个点分别标记为A、B、C、D、E、F、G、H，各点与A点的距离已在图中标出．已知打点计时器所用交变电流的频率为f，则G点速度的表达式为．（2）该同学用同样的方法继续算出B、C、D、E、F的速度，作出了如图3所示的v2﹣x图，由图可得重力加速度的测量值为g=m/s2．（3）如果当地的重力加速度的实际值为g0=9.80m/s2，通过计算相对误差可知重物下落过程机械能（填写“守恒”或“不守恒”）．16．一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，圆盘加速转动时，角速度的增加量△ω与对应之间△t的比值定义为角加速度β（即β=）．我们用电磁打点计时器、米尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述实验：（打点计时器所接交流电的频率为50Hz，A、B、C、D…为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出）①如图甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘的侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；②接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动；③经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量；Ⅰ．用20分度的游标卡尺测得圆盘的半径如图乙所示，圆盘的半径r为cm；Ⅱ．若打点周期为T，圆盘半径为r，x1，x2是纸带上选定的两点分别对应的米尺上的刻度值，n为选定的两点间的打点数（含初、末两点），则圆盘角速度的表达式为ω=；Ⅲ．圆盘转动的角加速度大小为rad/s2；Ⅳ．如果实验测出的角加速度值偏大，其原因可能是（至少写出1条）．17．某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下操作：①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装；③接通打点计时器，其打点时间间隔为0.02s；④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中所受的阻力恒定）。

高中物理《力学》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．下列关于曲线运动的说法中正确的是（）A．曲线运动的速度一定变化，加速度也一定变化B．曲线运动的物体一定有加速度C．曲线运动的速度大小可以不变，所以做曲线运动的物体不一定有加速度D．在恒力作用下，物体不可能做曲线运动2．下列哪些物理量是矢量（）①长度②温度③力④加速度A．③B．③④C．②③D．④3．如图所示，一小球在光滑水平面上从a点以沿ab方向的初速度0v开始运动。

若小球分别受到如图所示的三个水平方向恒力的作用，其中2F与0v在一条直线上，则下列说法中错误的是（）A．小球在力1F作用下可能沿曲线ad运动B．小球在力2F作用下只能沿直线ab运动C．小球在力3F作用下可能沿曲线ad运动D．小球在力3F作用下可能沿曲线ae运动4．一个小球从2m高处落下，被水平面弹回，在1m高处被接住，则小球在这一过程中（）A．位移大小是3m B．位移大小是1m C．路程是1m D．路程是2m5．图（a）中医生正在用“彩超”技术给病人检查身体；图（b）是某地的公路上拍摄到的情景，在路面上均匀设置了41条减速带，从第1条至第41条减速带之间的间距为100m。

上述两种情况是机械振动与机械波在实际生活中的应用。

下列说法正确的是（）A．图（a）“彩超”技术应用的是共振原理B．图（b）中汽车在行驶中颠簸是多普勒效应C．图（b）中汽车在行驶中颠簸是自由振动D．如果图（b）中某汽车的固有频率为1.5Hz，当该汽车以3.75m/s的速度匀速通过减速带时颠簸最厉害6．如图所示为走时准确的时钟面板示意图，M、N为秒针上的两点。

以下判断正确的是（）A．M点的周期比N点的周期大B．N点的周期比M点的周期大C．M点的角速度等于N点的角速度D．M点的角速度大于N点的角速度7．路灯维修车如图所示，车上带有竖直自动升降梯．若车匀速向左运动的同时梯子匀速上升，则关于梯子上的工人的描述正确的是A．工人相对地面的运动轨迹为曲线B．仅增大车速，工人相对地面的速度将变大C．仅增大车速，工人到达顶部的时间将变短D．仅增大车速，工人相对地面的速度方向与竖直方向的夹角将变小8．如图所示为三个运动物体A、B、C的速度—时间图像，其中A、B两物体从不同地点出发，A、C两物体从同一地点出发，A、B、C均沿同一直线运动，且A在B前方3 m处。

2022年高考物理一轮复习：力学实验 专项练习题1.在“在探究加速度与力、质量的关系”的实验中，如图为测加速度时打出的一条纸带。

已知从纸带上测出AB 、BC 、CD 、DE 之间的距离分别是d 1、d 2、d 3、d 4，打点计时器打点的周期为T 。

（1）则打B 点时纸带的瞬时速度v B =_________； （2）纸带运动的加速度a =________。

2.某科技实验小组利用传感器测定铁块与斜面间的动摩擦因数，装置如图甲所示，在长为0l 的固定斜面上，让铁块从斜面顶端由静止开始下滑，由固定在斜面底端的位移传感器、速度传感器分别测出铁块到传感器的距离l 和相应位置的速度v ，最后利用计算机拟合得到如图乙所示的图线。

(1)图乙中的纵坐标表示铁块到传感器的距离l ，横坐标表示___________。

A B ．v C ．2v D ．21v(2)该图线的函数表达式l =___________（用0l b v 、、表示）(3)根据图线可得铁块沿斜面下滑的加速度a =___________（用0l b 、表示）。

(4)若斜面长0 1.0m l =，高0.60m ，采用国际单位制b 的数值为9.8，取重力加速度29.8m/s g =，可得到铁块与斜面间的动摩擦因数μ=___________。

3.某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系．(1)如图（a），将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测得相应的弹簧长度，部分数10m/s)据如下表，有数据算得劲度系数k=___N/m．(g取2(2)取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图（b）所示；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小___．(3)用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为___．(4)重复(3)中的操作，得到v与x的关系如图（c）．有图可知，v与x成___关系，由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的___成正比．4.某实验小组利用如图所示装置测量小物块与接触面间的动摩擦因数。

高考物理力学实验复习题及答案2．验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示。

（1）某同学实验操作步骤如下：①如图甲所示，把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳连在橡皮条的另一端，通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点伸长到O点，用铅笔记下Q点的位置，并记下两个测力计的读数；②在纸上按比例作出两个力F OB、F OC的图示，用平行四边形定则求出合力F；③只用一个测力计，通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置O点，记下测力计的读数和细绳的方向，按同样比例作出这个力F′的图示（如图乙），比较F′与用平行四边形定则求得的合力F；④改变F OB和F OC的夹角和大小，重复上述过程。

上述实验过程中有重要遗漏的步骤是记录两细绳的方向（填步骤序号）；图乙中，F'（选填“F”或“F′”）力的图线与AO延长线重合。

（2）某同学认为在实验过程中必须注意以下几项，你认为正确的有AC。

A．拉橡皮条的细绳套适当细一些且长一些B．实验中把橡皮条结点拉到O点时，两弹簧测力计之间的夹角为90°不变，可便于计算合力C．拉橡皮条时，橡皮细绳和弹簧测力计应贴近且平行于木板D．两根细绳必须等长，且橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上（3）如图丙，某次测量F OB、F OC大小和方向实验过程中发现，F OC读数几乎满量程，而F OB读数不到量程一半（两弹簧测力计相同），需要作适当调整，下列做法正确的是AB。

A．保持结点O位置不变、OB方向不变，OC逆时针转过一定的角度B．保持结点O位置不变，OB、OC逆时针转过适当的角度C．适当调整结点O远离A，OB顺时针方向、OC逆时针方向各转过适当角度D．适当调整结点O靠近A，OB方向可不变，OC顺时针方向转过一个角度【解答】解：（1）本题要利用力的图示作出平行四边形，所以需要知道力的大小与方向，故步骤①需要记录两细绳的方向；图乙中F是平行四边形的对角线，为两个分力的理论上的合力，F′是实际合力，其方向一定在AO的延长线的方向上，故选F′；（2）A．细线更细更长一些可使力的方向记录的更精确，故A正确；B．合力的计算是通过作图的方式，实验过程中不要求夹角是90°，故B错误；C．橡皮条、细绳和弹簧测力计应与木板平行可以减小弹力大小的偶然误差，使实验更精确，故C正确；D．实验中两细绳不必要等长，为了保证实验结果的普适性，两细绳的夹角与橡皮条的角度关系应多样化，故D错误。

高中物理《考试说明》中确定的力学实验有：研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律。

其中有四个实验与纸带的处理有关，可见力学实验部分应以纸带的处理，打点计时器的应用为核心来展开复习。

近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势。

要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力。

在复习过程中，应以掌握常规实验原理、实验方法、规范操作程序、数据处理方法等为本，同时从常规实验中，有意识的、积极的提取、积累一些有价值的方法。

逐步过渡到灵活运用学过的实验方法设计新的实验。

1、互成角度的两个共点力的合成[实验目的]验证力的合成的平行四边形定则。

[实验原理]此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则。

[实验器材]木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳套，弹簧秤两个，三角板，刻度尺，量角器等。

[实验步骤]1．用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。

2．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。

3．用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成一定角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）。

4．用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。

在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板，根椐平行四边形定则用画图法求出合力F。

5．只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。

实验专题（力学、电学、其他）1、力学实验1.[2024·甘肃卷] 用图甲所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系.(1)以下操作正确的是 . A .使小车质量远小于槽码质量 B .调整垫块位置以补偿阻力C .补偿阻力时移去打点计时器和纸带D .释放小车后立即打开打点计时器(2)保持槽码质量不变,改变小车上砝码的质量,得到一系列打点纸带.其中一条纸带的计数点如图乙所示,相邻两点之间的距离分别为S 1,S 2,…,S 8,时间间隔均为T.下列加速度算式中,最优的是 . A .a =17S 8-S 7T 2+S 7-S 6T 2+S 6-S 5T 2+S 5-S 4T 2+S 4-S 3T 2+S 3-S 2T 2+S 2-S 1T2B .a =16S 8-S 62T 2+S 7-S 52T 2+S 6-S 42T '2+S 5-S 32T 2+S 4-S 22T 2+S 3-S 12T 2C .a =15S 8-S 53T 2+S 7-S 43T 2+S 6-S 33T 2+S 5-S 23T 2+S 4-S 13T 2D .a =14S 8-S 44T 2+S 7-S 34T 2+S 6-S 24T 2+S 5-S 14T 2(3)以小车和砝码的总质量M 为横坐标,加速度的倒数1a为纵坐标,甲、乙两组同学分别得到的1a -M 图像如图丙所示.由图可知,在所受外力一定的条件下,a 与M 成 (填“正比”或“反比”);甲组所用的 (填“小车”“砝码”或“槽码”)质量比乙组的更大.1.(1)B (2)D (3)反比 槽码[解析] (1)为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力,故应使小车质量远大于槽码质量,故A 错误;为了保证小车所受细线拉力等于小车所受合力,则需要调整垫块位置以补偿阻力,也要保持细线和长木板平行,故B 正确;补偿阻力时不能移去打点计时器和纸带,需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动,故C 错误;根据操作要求,应先打开打点计时器再释放小车,故D 错误.(2)根据逐差法可知S 5-S 1=4a 1T 2,S 6-S 2=4a 2T 2,S 7-S 3=4a 3T 2,S 8-S 4=4a 4T 2,联立可得小车加速度表达式为a =14S 8-S 44T 2+S 7-S 34T 2+S 6-S 24T 2+S 5-S 14T 2,此方法用到了纸带上的所有数据,故选D .(3)根据图像可知1a 与M 成正比,故在所受外力一定的条件下,a 与M 成反比;设槽码的质量为m ,则由牛顿第二定律得mg =(m +M )a ,化简可得1a =1mg ·M +1g ,故斜率越小,槽码的质量m 越大,由图可知甲组所用的槽码质量比乙组的更大.2.[2024·广东卷] 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤,请完成实验操作和计算.(1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图.图中木板右端垫高的目的是 .图乙是实验得到的纸带一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出,相邻计数点的间距已在图中给出.打点计时器电源频率为50 Hz,则小车的加速度大小为 m/s 2(结果保留3位有效数字).(2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中,某同学用50分度的游标卡尺测量一圆柱体的长度,示数如图丙所示,图丁为局部放大图,读数为 cm .(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和光屏.遮光筒不可调节.打开并调节 ,使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮.取下光屏,装上单缝、双缝和测量头.调节测量头,并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 .2.(1)平衡摩擦力 2.86 (2)4.122 (3)光源 清晰的干涉条纹[解析] (1)“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中,图中木板右端垫高的目的是平衡摩擦力;打点计时器打点的周期T =1f =150 s=0.02 s,因为纸带上每相邻两计数点间有四个点未画出,故纸带上每相邻两计数点间的时间间隔为Δt =5T =0.1 s,由逐差法可得小车的加速度大小为a =Δx (Δt )2=[(16.29+13.43+10.59)-(7.72+4.88+2.01)]×10-2(3×0.1)2m/s 2≈2.86 m/s 2.(2)根据游标卡尺读数规则,读数为41 mm+11×0.02 mm=41.22 mm=4.122 cm .(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中,安装完元件后,应打开并调节光源,使光束沿轴线照亮光屏.取下光屏,装上单缝、双缝和测量头,调节测量头,并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到清晰的干涉条纹.3.[2024·海南卷] 水平圆盘上紧贴边缘放置一密度均匀的小圆柱体,如图甲所示,图乙为俯视图,测得圆盘直径D =42.02 cm,圆柱体质量m =30.0 g,圆盘绕过盘心O 的竖直轴匀速转动,转动时小圆柱体相对圆盘静止.甲乙丙为了研究小圆柱体做匀速圆周运动时所需要的向心力情况,某同学设计了如下实验步骤: (1)用秒表测圆盘转动10周所用的时间t =62.8 s,则圆盘转动的角速度ω= rad/s(π取3.14).(2)用游标卡尺测量小圆柱体不同位置的直径,某次测量的示数如图丙所示,该读数d = mm,多次测量后,得到平均值恰好与d 相等.(3)写出小圆柱体所需向心力表达式F = (用D 、m 、ω、d 表示),其大小为 N(保留2位有效数字).3.(1)1 (2)16.1 (3)mω2·(D -d )26.1×10-3[解析] (1)圆盘转动10周所用的时间t =62.8 s,则圆盘转动的周期为T =62.810s=6.28 s,根据角速度与周期的关系有ω=2πT =1 rad/s .(2)根据游标卡尺的读数规则有1.6 cm+1×0.1 mm=16.1 mm . (3)小圆柱体做圆周运动的半径为r =D -d2,则小圆柱体所需向心力表达式F =mω2·(D -d )2,代入数据得F ≈6.1×10-3 N .4.[2024·海南卷] 为验证两个互成角度的力的合成规律,某组同学用两个弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、木板、刻度尺、白纸、铅笔、细线和图钉等器材,按照如下实验步骤完成实验:a.用图钉将白纸固定在水平木板上;b.如图甲、乙所示,橡皮条的一端固定在木板上的G点,另一端连接轻质小圆环,将两细线系在小圆环上,细线另一端系在弹簧测力计上,用两个弹簧测力计共同拉动小圆环到某位置,并标记圆环的圆心位置为O点,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点,大小分别为F1=3.60 N、F2=2.90 N;撤去拉力F1和F2,改用一个弹簧测力计拉动小圆环,使其圆心到O点,在拉力F的方向上标记P3点,拉力的大小为F=5.60 N.请完成下列问题:(1)在图乙中按照给定的标度画出F1、F2和F的图示,然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F'.(2)比较F和F',写出可能产生误差的两点原因.4.(1)如图所示(2)①没有做到弹簧测力计、细线、橡皮条都与木板平行;②读数时没有正视弹簧测力计[解析] (1)按照给定的标度画出F1、F2和F的图示,然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F',如图所示.(2)F和F'不完全重合的误差可能是:①没有做到弹簧测力量计、细线、橡皮条都与木板平行;②读数时没有正视弹簧测力计.5.[2024·江西卷] 某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系.实验装置如图1所示,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定一遮光片,细线一端与小车连接,另一端跨过定滑轮挂上钩码.(1)实验前调节轨道右端滑轮高度,使细线与轨道平行,再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力.(2)小车的质量为M1=320 g.利用光电门系统测出不同钩码质量m时小车加速度a.钩码所受重力记为F,作出a-F图像,如图2中图线甲所示.(3)由图线甲可知,F较小时,a与F成正比;F较大时,a与F不成正比.为了进一步探究,将小车的质量增加至M2=470 g,重复步骤(2)的测量过程,作出a-F像,如图2中图线乙所示.(4)与图线甲相比,图线乙的线性区间,非线性区间.再将小车的质量增加至M3=720 g,重复步骤(2)的测量过程,记录钩码所受重力F与小车加速度a,如下表所示(表中第9~14组数据未列出).序号12345钩码所受重力0.0200.0400.0600.0800.100F/(9.8 N)小车加速度0.260.550.821.081.36a/(m·s-2)序号6789~1415钩码所受重力0.1200.1400.160…0.300F/(9.8 N)小车加速度1.671.952.20…3.92a/(m·s-2)(5)请在图2中补充描出第6至8三个数据点,并补充完成图线丙.(6)根据以上实验结果猜想和推断:小车的质量 时,a 与F 成正比.结合所学知识对上述推断进行解释:.5.(4)较大 较小 (5)如图所示(6)远大于钩码的质量 对钩码根据牛顿第二定律有F -F T =ma ,对小车根据牛顿第二定律有F T =Ma ,联立解得F =(M +m )a ,变形得a =1M+mF ,当m ≪M 时,可认为m +M ≈M ,则a =1MF ,即a 与F成正比[解析] (4)根据题图2分析可知,与图线甲相比,图线乙的线性区间较大,非线性区间较小.(5)在坐标系中进行描点,结合其他点用平滑的直线连接各点,使尽可能多的点在线上,不在线上的点均匀地分布在线的两侧.作出图线丙如图所示.2、电学实验1.[2024·安徽卷] 某实验小组要将电流表G(铭牌标示:I g=500 μA,R g=800 Ω)改装成量程为0~1 V和0~3 V的电压表,并用标准电压表对其进行校准.选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材,按图甲所示连接电路,其中虚线框内为改装电路.(1)开关S1闭合前,滑片P应移动到(填“M”或“N”)端.(2)根据要求和已知信息,电阻箱R1的阻值已调至1200 Ω,则R2的阻值应调至Ω.(3)当单刀双掷开关S2与a连接时,电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U,则电流表G 的内阻可表示为.(结果用U、I、R1、R2表示)(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,经排查发现电流表G 内阻的真实值与铭牌标示值有偏差,则只要即可.(填正确答案标号)A.增大电阻箱R1的阻值B.减小电阻箱R2的阻值C.将滑动变阻器的滑片P向M端滑动(5)校准完成后,开关S2与b连接,电流表G的示数如图乙所示,此示数对应的改装电压表读数为V.(保留2位有效数字)1.(1)M(2)4000(3)U-R1-R2(4)A(5)0.86I[解析] (1)由图可知,该滑动变阻器采用分压式接法,为了保护仪表安全,在开关S1闭合前,滑片P应移到M端;(2)当开关S2接b时,电压表量程为0~1 V,根据欧姆定律有U1=I g(R g+R1),当开关S2接a时,电压表量程为0~3 V,根据欧姆定律有U2=I g(R g+R1+R2),其中R1=1200 Ω,联立解得R2=4000 Ω; (3)当开关S2接a时,根据欧姆定律有U=I(R g+R1+R2),则电流表G的内阻可表示为R g=U-R1-R2;I(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值,根据闭合电路的欧姆定律知,可以增大两电阻箱的阻值.故选A. (5)根据闭合电路欧姆定律可得U V=I A(R g+R1)=430×10-6×(800+1200) V=0.86 V.2.[2024·甘肃卷] 精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响.可用器材有:电压表(量程0~1.5 V,内阻约为1.5 kΩ)、电流表(量程0~0.6 A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干.某小组开展了以下实验.甲乙(1)考虑电流表内阻影响①用图甲所示电路测量电流表的内阻.从图乙电压表和电流表读数可得电流表内阻R A=Ω(保留2位有效数字).②用图丙所示电路测量干电池电动势和内阻.电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和R A表示.则干电池电动势E=U+(用I、r和R A表示).③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图丁所示的U-I图像.则待测干电池电动势E= V(保留3位有效数字)、内阻r=Ω(保留1位小数).丁(2)考虑电压表内阻影响该小组也尝试用图戊所示电路测量电压表内阻,但发现实验无法完成.原因是.A.电路设计会损坏仪器B.滑动变阻器接法错误C.电压太大无法读数D.电流太小无法读数2.(1)①1.0②I(r+R A)③1.401.0(2)D[解析] (1)①由图乙可知,电压表读数为U=0.60 V,电流表读数为I=0.58 A,根据欧姆定律可得电流表内阻为R A=UI =0.600.58Ω≈1.0 Ω;②由闭合电路欧姆定律可知,干电池电动势的表达式为E=U+I(r+R A);③根据E=U+I(r+R A)变形得到U=-(r+R A)I+E,根据图像可知,纵截距b=E=1.40 V,斜率的绝对值|k|=r+R A=1.40-1.000.20-0Ω=2.0 Ω,所以待测干电池电动势为E=1.40 V,内阻为r=1.0 Ω.(2)由于将电压表串联接在电路中,电压表内阻很大,电路中电流太小,故无法完成实验的原因可能是电流太小无法读数,故选D.3.[2024·广东卷] 某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统,制作光源跟踪演示装置,实现太阳能电池板方向的调整,使电池板正对光源.图甲是光照方向检测电路.所用器材有:电源E(电动势3 V);电压表V1和V2(量程均有0~3 V 和0~15 V,内阻均可视为无穷大);滑动变阻器R;两个相同的光敏电阻R G1和R G2;开关S;手电筒;导线若干.图乙是实物图.图中电池板上垂直安装有半透明隔板,隔板两侧装有光敏电阻,电池板固定在电动机转轴上.控制单元与检测电路的连接未画出.控制单元对光照方向检测电路无影响.请完成下列实验操作和判断.(1)电路连接.图乙中已正确连接了部分电路,请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表V1间的实物图连线.(2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试.①将图甲中R的滑片置于端,用手电筒的光斜照射到R G1和R G2,使R G1表面的光照强度比R G2表面的小.②闭合S,将R的滑片缓慢滑到某一位置.V1的示数如图丙所示,读数U1为V,V2的示数U2为1.17 V.由此可知,表面光照强度较小的光敏电阻的阻值(选填“较大”或“较小”).③断开S.(3)光源跟踪测试.①将手电筒的光从电池板上方斜照射到R G1和R G2.②闭合S,并启动控制单元.控制单元检测并比较两光敏电阻的电压,控制电动机转动.此时两电压表的示数U1<U2,图乙中的电动机带动电池板(填“逆时针”或“顺时针”)转动,直至时停止转动,电池板正对手电筒发出的光.3.(1)如图所示(2)①b②1.63(1.61~1.65均可)较大(3)②逆时针U1=U2(或R G1=R G2)[解析] (1)由题图甲可知,V1测R G1两端电压,V2测R G2两端电压,滑动变阻器采用分压式接法,由题图乙可知,此时V2已并联在R G2两端,V1未并联在电路中,故应将V1的“3”接线柱连到滑动变阻器右上接线柱处,滑动变阻器分压式接入电路中.(2)①从安全性角度考虑,一开始应将题图甲中R的滑片置于b端,使两个电压表的示数均为零.②由题图丙知电压表的分度值为0.1 V,根据读数原则需估读到0.1 V的下一位,读数为1.63 V.由串联电路中电流相等,电阻之比等于电压之比,可知电压较大时对应的电阻较大.由题图甲知,V1测R G1两端电压,V2测R G2两端电压,且U1>U2,则R G1>R G2,由①可知R G1表面的光照强度比R G2表面的小,说明表面光照强度较小的光敏电阻的阻值较大.(3)②U1<U2,说明R G1电阻小,对应光照强度大,而R G2电阻大,对应光照强度小,因此光是从左上方斜向右下方照射,所以应逆时针转动电池板,使光线和太阳能电池板垂直,直至U1=U2时停止转动,此时R G1=R G2,两板对应光照强度相同,电池板正对手电筒发出的光.4.[2024·广西卷] 某同学为探究电容器充、放电过程,设计了图甲实验电路.器材如下:电容器,电源E(电动势6 V,内阻不计),电阻R1=400.0 Ω,电阻R2=200.0 Ω,电流传感器,开关S1、S2,导线若干.实验步骤如下:(1)断开S1、S2,将电流传感器正极与a节点相连,其数据采样频率为5000 Hz,则采样周期为s;(2)闭合S 1,电容器开始充电,直至充电结束,得到充电过程的I -t 曲线如图乙,由图乙可知开关S 1闭合瞬间流经电阻R 1的电流为 mA(结果保留3位有效数字);(3)保持S 1闭合,再闭合S 2,电容器开始放电,直至放电结束,则放电结束后电容器两极板间电压为 V;(4)实验得到放电过程的I -t 曲线如图丙,I -t 曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.018 8 C,则电容器的电容C 为 μF .图丙中I -t 曲线与横坐标、直线t =1 s 所围面积对应电容器释放的电荷量为0.003 8 C,则t =1 s 时电容器两极板间电压为 V(结果保留2位有效数字). 4.(1)15000(2)15.0 (3)2 (4)4.7×103 5.2[解析] (1)采样周期为T =1f =15000 s .(2)由图乙可知开关S 1闭合瞬间流经电阻R 1的电流为15.0 mA .(3)放电结束后电容器两极板间电压等于R 2两端电压,根据闭合电路欧姆定律得电容器两极板间电压为U C =ER 1+R 2·R 2=2 V . (4)充电结束后电容器两端电压为U C '=E =6 V,故可得ΔQ =(U C '-U C )C =0.018 8 C,解得C =4.7×103 μF;设t =1 s 时电容器两极板间电压为U C ″,得(U C '-U C ″)C =0.003 8 C,代入数值解得U C ″≈5.2 V .5.[2024·海南卷] 用如图甲所示的电路观察电容器的充放电现象,实验器材有电源E 、电容器C 、电压表、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻R 、单刀双掷开关S 1、开关S 2、导线若干.(1)闭合开关S 2,将S 1接1,电压表示数增大,最后稳定在12.3 V .在此过程中,电流表的示数 .(填选项标号) A .一直稳定在某一数值 B .先增大,后逐渐减小为零C .先增大,后稳定在某一非零数值(2)先后断开开关S 2、S 1,将电流表更换成电流传感器,再将S 1接2,此时通过定值电阻R 的电流方向为 (选填“a →b ”或“b →a ”),通过传感器将电流信息传入计算机,画出电流随时间变化的I -t 图像,如图乙,t =2 s 时I =1.10 mA,图中M 、N 区域面积比为8∶7,可求出R = kΩ(保留2位有效数字).5.(1)B (2)a →b 5.2[解析] (1)电容器充电过程中,当电路刚接通后,电流表示数从0增大至某一最大值,后随着电容器的不断充电,电路中的充电电流在减小,当充电结束电路稳定后,此时电路相当于断路,电流为0,故选B .(2)根据电路图可知充电结束后电容器上极板带正电,将S 1接2,电容器放电,此时通过定值电阻R 的电流方向为a →b ;t =2 s 时,I =1.10 mA,可知此时电容器两端的电压为U 2=IR ,电容器开始放电前两端电压为12.3 V ,根据I -t 图像与横轴围成的面积表示放电荷量可得,0~2 s 的放电荷量为Q 1=ΔU ·C =(12.3-1.10×10-3·R )C ,2 s 后到放电结束放电荷量为Q 2=ΔU'·C =1.10×10-3·RC ,根据题意Q 1Q 2=87,解得R ≈5.2 kΩ.6.[2024·河北卷] 某种花卉喜光,但阳光太强时易受损伤.某兴趣小组决定制作简易光强报警器,以便在光照过强时提醒花农.该实验用到的主要器材如下:学生电源、多用电表、数字电压表(0~20 V)、数字电流表(0~20 mA)、滑动变阻器R (最大阻值50 Ω,1.5 A)、白炽灯、可调电阻R 1(0~50 kΩ)、发光二极管LED 、光敏电阻R G 、NPN 型三极管VT 、开关和若干导线等. (1)判断发光二极管的极性使用多用电表的“×10 k”欧姆挡测量二极管的电阻.如图甲所示,当黑表笔与接线端M 接触、红表笔与接线端N 接触时,多用电表指针位于表盘中a 位置(见图乙);对调红、黑表笔后指针位于表盘中b 位置(见图乙).由此判断M 端为二极管的 (选填“正极”或“负极”).(2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性①采用图丙中的器材进行实验,部分实物连接已完成.要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始.导线L 1、L 2和L 3的另一端应分别连接滑动变阻器的 、 、接线柱(以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”).②图丁为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线,图中曲线Ⅰ、Ⅰ和Ⅰ对应光敏电阻受到的光照由弱到强.由图像可知,光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而(选填“增大”或“减小”).(3)组装光强报警器电路并测试其功能图戊为利用光敏电阻、发光二极管、三极管(当b、e间电压达到一定程度后,三极管被导通)等元件设计的电路.组装好光强报警器后,在测试过程中发现,当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时,发光二极管并不发光,为使报警器正常工作,应(选填“增大”或“减小”)可调电阻R1的阻值,直至发光二极管发光.6.(1)负极(2)①A A C(或D)[或者三空分别为:C(或D)A B]②减小(3)增大[解析] (1)使用多用电表欧姆挡测二极管电阻时,电流也是“红进黑出”,即表内电源正极与黑表笔相连,电源负极与红表笔相连,且测二极管正向电阻时阻值很小,测二极管反向电阻时阻值无穷大.当黑表笔与接线柱M接触、红表笔与接线柱N接触时,多用电表指针位于表盘中a 位置(电阻无穷大),而对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置(电阻很小),说明黑表笔(连接电源正极)与接线柱N接触时测的是二极管正向电阻,即N端为二极管的正极.(2)①要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始,所以滑动变阻器应采用分压式接法,导线L2应连接A接线柱,导线L1和导线L3应“一上一下”连接滑动变阻器的接线柱,可以导线L1连接A接线柱,导线L3连接C或D接线柱,或者导线L3连接B接线柱,导线L1连接C或D接线柱.②伏安特性曲线上的点与原点连线的斜率的倒数表示电阻,由所给伏安特性曲线图可知,曲线Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ对应的电阻在减小,说明随着光照由弱到强,光敏电阻的阻值减小.(3)在测试过程中发现,当照射在光敏电阻表面的光强达到报警值时,发光二极管并不发光,说明三极管未被导通,这是因为b、e间电压较小,未达到是三极管导通的值,为使报警器正常工作,应调大R1两端分得的电压直至发光二极管发光,由于R1与R G串联后总电压一定,所以要调大R1的阻值.7.[2024·江苏卷] 某同学在实验室做“测定金属的电阻率”的实验,除被测金属丝外,还有如下实验器材可供选择:A.直流电源:电动势约为3 V,内阻可忽略不计;B.电流表A:量程0~100 mA,内阻约为5 Ω;C.电压表V:量程0~3 V,内阻为3 kΩ;D.滑动变阻器:最大阻值为100 Ω,允许通过的最大电流为0.5 A;E.开关、导线等.(1)该同学用刻度尺测得金属丝接入电路的长度L=0.820 m,用螺旋测微器测量金属丝直径时的测量结果如图甲所示,从图中读出金属丝的直径为mm.(2)用多用电表欧姆“×1”挡测量接入电路部分的金属丝电阻时,多用电表的示数如图乙所示,从图中读出金属丝电阻约为Ω.(3)若该同学根据伏安法测出金属丝的阻值R=10.0 Ω,则这种金属材料的电阻率为Ω·m.(结果保留两位有效数字)7.(1)0.787(0.785~0.788均可)(2)9.0(3)5.9×10-6[解析] (1)根据螺旋测微器的读数规律,该读数为d=0.5 mm+28.7×0.01 mm=0.787 mm.(2)根据欧姆挡的读数规律,该读数为R x=9.0×1 Ω=9.0 Ω.(3)根据电阻定律有R=ρLS =ρLπ(d2)2=4ρLπd2,解得ρ=πd2R4L,代入数据得ρ=5.9×10-6 Ω·m.8.[2024·江西卷] 某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下.为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计.(1)如图1所示,在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水倒入其中,测得水的截面宽d=0.07 m和高h=0.03 m.(2)现有实验器材:电流表(量程0~300 μA,内阻R A=2500 Ω)、电压表(量程0~3 V或0~15 V,内阻未知)、直流电源(3 V)、滑动变阻器、开关和导线.请在图1中画线完成电路实物连接.(3)连接好电路,测量26 ℃的水在不同长度l时的电阻值R x.将水温升到65 ℃,重复测量.绘出26 ℃和65 ℃水的R x-l图线,分别如图2中甲、乙所示.(4)若R x-l图线的斜率为k,则水的电阻率表达式为ρ=(用k、d、h表示).实验结果表明,温度(选填“高”或“低”)的水更容易导电.(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置.为保证出水量不变,选用内直径为8.0×10-3m的水管.若人体的安全电流为1.0×10-3A,热水器出水温度最高为65 ℃,忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为m.(保留2位有效数字)8.(2)如图所示(4)kdh高(5)0.46[解析] (2)由于电流表阻值已知,因此电流表采用内接法时,水的电阻R =U I-R A ,可消除伏安法测电阻的系统误差;因电源电动势为3 V ,则电压表选用0~3 V 量程.实物连线如图所示. (4)根据电阻定律有R x =ρl S ,又S =dh ,联立可得R x =ρdℎl ,故R x -l 图像的斜率k =ρdℎ,解得ρ=kdh ;根据题图2可知,65 ℃水的R x -l 图像的斜率比26 ℃水的R x -l 图像的斜率小,说明温度高的水的电阻率较小,更容易导电.(5)根据欧姆定律和电阻定律有R =UI =ρl 'πD 24,其中ρ=kdh ,由题图2可知,65 ℃水的R x -t 图像的斜率k =80.7×103 Ω/m,代入数据解得l'≈0.46 m,故该水管长度的最小值为0.46 m .9.[2024·辽宁卷] 某探究小组要测量电池的电动势和内阻.可利用的器材有:电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为R 0)、金属夹、刻度尺、开关S 、导线若干.他们设计了如图所示的实验电路原理图.(1)实验步骤如下:①将电阻丝拉直固定,按照图甲连接电路,金属夹置于电阻丝的 (选填“A ”或“B ”)端; ②闭合开关S,快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U ,断开开关S,记录金属夹与B 端的距离L ;③多次重复步骤②,根据记录的若干组U 、L 的值,作出图丙中图线Ⅰ;④按照图乙将定值电阻接入电路,多次重复步骤②,再根据记录的若干组U 、L 的值,作出图丙中图线Ⅰ.(2)由图线得出纵轴截距为b ,则待测电池的电动势E = .(3)由图线求得Ⅰ、Ⅰ的斜率分别为k 1、k 2,若k2k 1=n ,则待测电池的内阻r = (用n 和R 0表示).9.(1)A (2)1b(3)R 0n -1[解析] (1)为了保护电路,避免通过电源的电流过大,闭合开关前,金属夹应置于使电阻丝接入电路的阻值最大处,即应该置于A 端.(2)对于图甲电路,根据闭合电路欧姆定律有U =E -Ir ,设金属丝的电阻率为ρ,横截面积为S ,根据欧姆定律和电阻定律有I =UR ,R =ρLS ,联立可得U =E -USρL r ,整理可得1U =1E +Sr Eρ·1L ,对于图乙电路,根据闭合电路欧姆定律有U =E -I (r +R 0),根据欧姆定律和电阻定律有I =UR,R =ρL S,联立并整理可得1U =1E+S (r+R 0)Eρ·1L ,所以图线的纵轴截距b =1E ,解得E =1b .(3)由题意可知k 1=SrEρ,k 2=S (r+R 0)Eρ,又k2k 1=n ,联立解得r =R0n -1. 10.电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化.在保持流过传感器的电流(即工作电流)恒定的条件下,通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压,建立电压与氧气含量之间的对应关系,这一过程称为定标.一同学用图甲所示电路对他制作的一个氧气传感器定标.实验器材有:装在气室内的氧气传感器(工作电流1 mA)、毫安表(内阻可忽略)、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶(氧气含量分别为1%、5%、10%、15%、20%).(1)将图甲中的实验器材间的连线补充完整,使其能对传感器定标; (2)连接好实验器材,把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口;(3)把滑动变阻器的滑片滑到 端(选填“a ”或“b ”),闭合开关;。