2021届高三物理二轮复习实验部分力学实验专题(含解析)
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第1页，共22页 力学实验专题
一、实验题（本大题共16小题，共144.0分）
1. 在“探究求合力的方法”的实验中，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条。
(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列说法是正确的是______。
A.将橡皮条拉伸相同长度即可
B.将橡皮条沿相同方向拉即可
C.将弹簧测力计都拉伸到相同刻度
D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
(2)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是______。
A.两细绳必须等长
B.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行
C.用两弹簧测力计同时拉细绳时，两弹簧测力计示数之差应尽可能大
D.拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
(3)甲、乙两位同学在实验中得到如图所示的实验结果，若F表示用平行四边形定则得到的𝐹1、𝐹2的合力，𝐹′表示𝐹1和𝐹2的等效力，则可以判断______(填“甲”或“乙”)同学的实验结果是符合事实的。
(4)由于实验室器材不足，小黄做实验时，只拿到了一个示数准确的弹簧测力计。小黄很想做实验，于第2页，共22页 是他在实验室的角落中，找到了另一个弹簧测力计，但不知示数是否准确。请你帮助小黄，设计一个尽可能简单、方便的实验．．．．．．．．．．．，验证新找到的弹簧测力计是否准确。你可以使用实验室中的常见器材。请简要地写出．．．．．实验思路：______。
2. 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的关系如图甲所示，则由图线可知：
(1)弹簧的劲度系数为_______𝑁/𝑚。
(2)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数𝜇，两位同学分别设计了如图乙、丙所示的两种方案。
①为了用某一弹簧测力计的示数表示两木块A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案_______(填“乙”或“丙”)更合理。
②若两木块A和B的重力分别为10.0𝑁和20.0𝑁，当木块A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0𝑁，弹簧测力计b的示数为11.0𝑁，弹簧测力计c的示数为4.0𝑁，则两木块A和B间的动摩擦因数为_______。
3. 程翀同学利用如图所示的装置来验证平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力𝐹1、𝐹2和𝐹3，回答下列问题：
(1)改变钩码个数，实验能完成的是___(填正确答案标号)。
A.钩码的个数𝑁1=𝑁2=2，𝑁3=4
B.钩码的个数𝑁1=𝑁3=3，𝑁2=4 第3页，共22页 C.钩码的个数𝑁1=𝑁2=𝑁3=4
D.钩码的个数𝑁1=3，𝑁2=4，𝑁3=8
(2)在作图时，你认为下图中____是错误的。(填“甲”或“乙”)
4. 在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，得到轻质弹簧的弹力F大小和弹簧长度L的关系图象如图5所示，则由图线可知：
图5
(1)弹簧的原长是________ 𝑐𝑚；
(2)弹簧的劲度系数为________ 𝑁/𝑚；
(3)表示弹簧处于压缩状态的是图线________．
5. 如图所示，将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度是0.1𝑁的弹簧测力计。在弹性限度内保持橡皮筋伸长不变的条件下，沿着两个不同方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到O点，两根细绳互相垂直，如图所示。 第4页，共22页
(1)由图可读出弹簧测力计乙的拉力大小应该为________N。(只需读到0.1𝑁)
(2)则本题中甲、乙两弹簧秤拉力的合力为________N。
6. 一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中：
(1)甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图甲所示的𝐹−𝑥图象，其中F为弹簧弹力，x为弹簧长度．请通过图甲，分析并计算，该弹簧的弹性系数𝑘=______𝑁/𝑚.当指针如图乙所示，弹簧秤的示数𝐹=______N．
(2)乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图丙所示．下列表述正确的是______．
A.a的原长比b的长 𝐵.𝑎的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小 𝐷.测得的弹力与弹簧的长度成正比．
7. 李明和张华同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两个弹簧测力计拉力的大小。
①有关此实验，下列叙述正确的是______ 。
A.本实验采用的科学方法是理想实验法
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，把橡皮筋拉到相同的长度，效果也是一样的 第5页，共22页 D.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
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______ (填学生的姓名)的实验比较符合实验事实(力𝐹′是用一个弹簧测力计拉时的拉力)。
8. 在做“互成角度的共点力合成”的实验中：
(1)如图1所示，实验步骤如下：
①在水平放置的木板上，固定一张白纸；
②把橡皮筋的一端固定在O 点，另一端栓两根带套的细线，细线和橡皮筋的交点叫做结点；
③在纸面离O 点比橡皮筋略长的距离上标出A点；
④用两个弹簧秤分别沿水平方向拉两个绳套，把结点拉至A点，如图1，记下此时两力𝐹1和𝐹2的方向和大小；
⑤改用一个弹簧秤沿水平方向拉绳套，仍把结点拉至A点，记下此时力F的方向和大小；
⑥拆下弹簧秤和橡皮筋。
⑦用作图法作出𝐹1、𝐹2和F；
下面应继续进行的实验步骤为：____________________________
(2)实验小组甲和实验小组乙得出的数据处理图分别如图2甲和乙，则实验小组______(填“甲”或“乙”)得出的结果更符合实验事实。
(3)在符合实验事实的数据处理图中，_________是𝐹1与𝐹2合成的理论值；_________是𝐹1与𝐹2合力的实际值。(填“F”或“𝐹＇”)
(4)实验小组丙研究了如图3所示的办法：使弹簧秤Ⅱ从图示位置开始顺时针方向缓慢转动到竖直位置，若保持𝐹1的方向不变，且结点始终位于A点，那么，在该过程中弹簧秤Ⅰ和Ⅱ的读数的变化情况是___________。𝐴. 𝐹1增大，𝐹2减小
B. 𝐹1减小，𝐹2增大 第6页，共22页 C. 𝐹1增大，𝐹2先增大后减小
D. 𝐹1减小，𝐹2先减小后增大
(5)本实验采用的科学方法是_________。
A.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
9. 某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验。
(1) 将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在_____(选填“水平”或“竖直”)方向。
(2) 他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线(不计弹簧的重力)。由图线可得弹簧的原长𝑥0 =_______cm，劲度系数𝑘=________𝑁/𝑐𝑚，他利用本实验原理把图甲中的弹簧做成一把弹簧秤，当示数如图丙所示时，该弹簧的伸长量𝛥𝑥=_______cm。
10. 为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如图所示的实验装置。他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计(不计质量及长度)固定在相距为D的两立柱上，固定点分别为P和Q，P低于Q，绳长为𝐿(𝐿 > 𝑃𝑄)。他们首先在绳上距离P点10cm处(标记为𝐶)系上质量为m的重物(不滑动)，由测力计读出PC、QC的拉力大小𝑇𝑃、𝑇𝑄。随后，改变重物悬挂点C的位置，每次将P到C的距离增加10cm，并读出测力计的示数，最后得到𝑇𝑃、𝑇𝑄与绳长PC的关系曲线如图所示。由实验可知： 第7页，共22页
(1)曲线Ⅱ中拉力最大时，C与P点的距离为___cm，该曲线为___(选填：𝑇𝑃或𝑇𝑄)的曲线。
(2)重物从P移到Q的整个过程中，受到最大拉力的是______(选填：P或𝑄)点所在的立柱。
(3)曲线Ⅰ、Ⅱ相交处，可读出绳的拉力为𝑇0=_____N，它与L、D、m和重力加速度g的关系为𝑇0= _______________________。
11. 如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究“在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”实验。
(1)实验中还需要的测量工具有：________。 第8页，共22页 (2)如图乙所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x。由图可知：图像不通过原点的原因是________；弹簧的劲度系数𝑘=________𝑁/𝑚(计算结果保留2位有效数字，重力加速度g取9.8𝑚/𝑠2)。
(3)如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，作出弹簧弹力F与弹簧长度L的𝐹−𝐿图像，下列说法正确的是( )
A.a的原长比b的长 B．a的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小 𝐷.弹力与弹簧长度成正比
12. 如图(𝑎)，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。现要测量图(𝑎)中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950𝑐𝑚；当托盘内放有质量为0.100𝑘𝑔的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(𝑏)所示，其读数为______𝑐𝑚.当地的重力加速度大小为9.80𝑚/𝑠2，此弹簧的劲度系数为______𝑁/𝑚(保留3位有效数字)。
13. 在“探究求合力的方法”的实验中。
(1)橡皮筯的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮筯的另一端拉到某一确定的点“O”，时其合力用F表示。再用一个弹簧秤将橡皮筯拉到同一点“O”时，其拉力用𝐹′表示，则下面作图形正确的是______(选填“甲”或“乙”)。
