高考物理二轮复习专题强化练十五力学实验2

专题升级训练十五力学实验（满分：100分时间：60分钟）1．（15分）（2012·华师附中高三模拟）某学习小组用如图所示装置探究“加速度和力的关系”。

该小组已经测量了两个光电门间的距离为L，遮光条的宽度为d，遮光条通过两个光电门的时间分别为t1、t2，则：（1）小车的实际加速度可以表示为____________（用题中所给物理量表示）。

（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。

在某次实验中根据测得的多组数据可在坐标纸上画出aF关系的点迹（如图所示）。

经过分析，发现这些点迹存在一些问题，产生的主要原因可能是（）。

A．轨道与水平方向夹角太大B．轨道保持了水平状态，没有平衡摩擦力C．所挂钩码的总质量太大，造成上部点迹有向下弯曲的趋势D．所用小车的质量太大，造成上部点迹有向下弯曲的趋势2．（15分）（2012·安徽名校高三联考）如图所示，在用斜槽轨道做“探究平抛运动的规律”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法作出小球做平抛运动的轨迹。

（1）为了能较准确地描出运动轨迹，下面列出了一些操作要求，不需要的是（）。

A．通过调节使斜槽的末端保持水平B．每次应从同一位置由静止释放小球C．斜槽轨道必须光滑D．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触（2）下图中A、B、C、D为某同学描绘的平抛运动轨迹上的几个点，已知方格边长为L。

则小球的初速度v0＝________；B点的速度大小为v B＝________。

（重力加速度为g）3．（15分）（2012·江西上饶高三二模）在探究求合力的方法时，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位置，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。

（1）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________。

（2）关于此实验，下列情况正确的是（）。

A．两弹簧秤的拉力一定比橡皮筋的拉力大B．橡皮筋的拉力是合力，两个弹簧秤的拉力是分力C．如果将两个绳套换成两根橡皮筋，那么实验结果将不变D．本实验采用的科学方法是控制变量法4．（15分）（2012·河北唐山模拟）某研究小组在“探究加速度和力、质量的关系”时，利用气垫导轨和光电门进行实验。

湖北高考物理二轮复习力学实验与创新专题练习（带答案）力学是一门独立的基础学科，下面是力学实验与创新专题练习，请考生仔细练习。

1.(2021高考浙江卷)如下图，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记载遮光时间t.测得遮光条的宽度为x，用近似代表滑块经过光电门时的瞬时速度.为使更接近瞬时速度，正确的措施是()A.换用宽度更窄的遮光条B.提高测量遮光条宽度的准确度C.使滑块的释放点更接近光电门D.增大气垫导轨与水平面的夹角解析：选A.表示的是t时间内的平均速度，遮光条的宽度x 越窄，那么记载遮光时间t越小，越接近滑块经过光电门时的瞬时速度，选项A正确.2.(2021福建厦门质检)某同窗用如图甲所示的螺旋测微器测小球的直径时，他应先转动________到F接近小球，再转动________到F夹住小球，直至听到棘轮收回声响为止，拨动________使F固定后读数(填仪器部件字母符号).正确操作后，螺旋测微器的示数如图乙所示，那么小球的直径是________mm.解析：用螺旋测微器测小球直径时，先转动旋钮D使测微螺杆F接近被测小球，再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮收回声响为止，拨动旋钮G使F固定后读数，读数为6.5 mm+20.00.01 mm=6.700 mm.答案：D H G 6.7003.(2021高考福建卷)某同窗做探求弹力和弹簧伸长量的关系的实验.(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm;图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量l为__________ cm;(2)本实验经过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改动弹簧的弹力，关于此操作，以下选项中规范的做法是________________;(填选项前的字母)A.逐一增挂钩码，记下每添加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B.随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重(3)图丙是该同窗描画的弹簧的伸长量l与弹力F的关系图线，图线的AB段清楚偏离直线OA，形成这种现象的主要缘由是________________.解析：(1)弹簧伸长后的总长度为14.66 cm，那么伸长量l=14.66 cm-7.73 cm=6.93 cm.(2)逐一增挂钩码，便于有规律地描点作图，也可防止因随意添加钩码过多超越弹簧的弹性限制而损坏弹簧.(3)AB段清楚偏离OA，伸长量l不再与弹力F成正比，是超出弹簧的弹性限制形成的.答案：(1)6.93 (2)A(3)弹簧遭到的拉力超越了其弹性限制4.(2021河南六市二联)某课外活动小组应用竖直上抛运动验证机械能守恒定律.(1)某同窗用20分度的游标卡尺测量一小球的直径，示数如图甲所示，那么小球的直径d=________cm.(2)如图乙所示，弹射装置将小球竖直向上抛出，先后经过光电门A、B，计时装置测出小球经过A、B的时间区分为tA、tB.用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，用游标卡尺测得小球直径为d，外地的重力减速度为g，在误差范围内，假定公式________________成立，就可以验证机械能守恒(用题中给出的物理量符号表示).解析：(1)游标卡尺示数为10 mm+0.054 mm=10.20 mm=1.020 cm.(2)小球在A点动能EkA=m()2，B点动能EkB=m()2，动能添加量：Ek=EkA-EkB=m[()2-()2]，小球由A到B重力势能减大批Ep=mgh，在误差允许范围内，假定满足Ek=Ep，即()2-()2=2gh，就可以验证机械能守恒.答案：(1)1.020 (2)()2-()2=2gh5.(2021高考山东卷)某同窗经过下述实验验证力的平行四边形定那么.实验步骤：将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向.如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标志为O1、O2，记载弹簧秤的示数F，测量并记载O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改动0.50 N，测出所对应的l，局部数据如下表所示：F/(N) 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 l/(cm) l0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05 找出中F=2.50 N时橡皮筋两端的位置，重新标志为O、O，橡皮筋的拉力记为FOO.在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端到达O点，将两笔尖的位置标志为A、B，橡皮筋OA 段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FOB.完成以下作图和填空：(1)应用表中数据在给出的坐标纸上画出F-l图线，依据图线求得l0=________cm.(2)测得OA=6.00 cm，OB=7.60 cm，那么FOA的大小为________N.(3)依据给出的标度，在图中作出FOA和FOB的合力F的图示.(4)经过比拟F与________的大小和方向，即可得出实验结论.解析：(1)在坐标系中描点，用平滑的曲线(直线)将各点衔接起来，不在直线上的点平均散布在直线的两侧.如图甲所示，由图线可知与横轴的交点l0=10.0 cm.(2)橡皮筋的长度l=OA+OB=13.60 cm，由图甲可得F=1.80 N，所以FOA=FOB=F=1.80 N.(3)应用给出的标度作出FOA和FOB的图示，然后以FOA和FOB为邻边作平行四边形，对角线即为合力F，如图乙. (4)FOO的作用效果和FOA、FOB两个力的作用效果相反，F是FOA、FOB两个力的合力，所以只需比拟F和FOO的大小和方向，即可得出实验结论.答案：(1)如图甲所示 10.0(9.8、9.9、10.1均正确)(2)1.80(1.70～1.90均正确)(3)如图乙所示(4)FOO6. (2021江西南昌一模)某实验小组用图1实验装置探求合力做功与动能变化的关系.铁架台竖直固定放置在水平桌面上，将长木板一端放置在水平桌面边缘P处，另一位置放置在铁架台竖直铁杆上，使长木板倾斜放置，长木板P处放置一光电门，用光电计时器记载滑块经过光电门时挡光时间. 实验步骤是：用游标卡尺测出滑块的挡光宽度L，用天平测量滑块的质量m.平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P处为轴，调理长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰恰沿木板向下做匀速运动.在铁架台竖直杆上记下此位置Q1，用刻度尺测出Q1到水平面的高度H.坚持P位置不变，长木板一端放置在铁架台竖直杆Q2上.用刻度尺量出Q1Q2的距离h1，将滑块从Q2位置由运动释放，由光电门计时器读出滑块的挡光时间t1.坚持P位置不变，重新调理长木板一端在铁架台上的放置位置，重复步骤数次..滑块沿长木板由Q2运动到P的进程中，用测量的物理量回答以下效果(重力减速度为g)：(1)滑块经过光电门的速度v=________;(2)滑块动能的变化量Ek=________;(3)滑块克制摩擦力做的功Wf=________;(4)合力对滑块做的功W合=________..某先生以铁架台竖直杆上的放置位置到Q1的距离h为横坐标，以滑块经过光电门的挡光时间的平方倒数为纵坐标，依据测量数据在坐标中描点画出如图2所示直线，直线延伸线没有过坐标原点，其缘由主要是________________.解析：此题考察探求合力做功与动能变化的关系实验..(1)滑块经过光电门的速度v近似等于经过光电门时的平均速度，那么v=;(2)滑块动能的变化量Ek=mv2=m;(3)由题意，mgcos =mgsin ，设斜面长为x，那么滑块克制摩擦力做功Wf=mgcos x，联立xsin =H知，Wf=mgH; (4)合力对滑块做的功W=mg(H+h1)-Wf=mgh1..由题图知，h=0时，挡光时间不为零，说明平衡摩擦力时长木板的倾角过大.答案：.(1) (2)m (3)mgH (4)mgh1.平衡摩擦力时倾角过大力学实验与创新专题练习及答案分享到这里，更多内容请关注高考物理试题栏目。

专题强化练(十五)题组一 长度读数1．某同学用游标卡尺分别测量金属圆管的内、外壁直径，游标卡尺的示数分别如图(a)和图(b)所示．由图可读出，圆管内壁的直径为________cm ，圆管外壁的直径为________cm. 答案：2.23 2.992．某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度．该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示．图(a)所示读数为________mm ，图(b)所示读数为________mm ，所测金属板的厚度为________mm.解析：图(a)：0 mm ＋0.01×1.0 mm ＝0.010 mm ；图(b)：6.5 mm ＋0.01×37.0 mm ＝6.870 mm ；故所测金属板的厚度为6.870 mm －0.010 mm ＝6.860 mm.答案：0.010 6.870 6.860 题组二 纸带、光电门类实验3．在“研究匀变速直线运动规律”的实验中，小车拖动纸带运动，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示，选定五个计数点，每相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 s ，用刻度尺测量出的数据如图所示，则小车在C 点的速度v ＝________m/s ，小车运动的加速度a ＝________m/s 2.(结果保留三位有效数字)解析：求v C 的大小，可求得，利用这一段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求得，v C ＝BD 2t ＝27.87－3.070.2 m/s ＝1.24 m/s ；利用逐差法求加速度，a ＝CD ＋DE －AB －BC 4t 2＝AE －2AC 4t2＝0.496 2－2×0.123 80.04m/s 2＝6.22 m/s 2.答案：1.24 6.224．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、v5…d．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________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图象．(3)观察v-t图象，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是________．v-t图象斜率的物理意义是______________________．(4)描绘v-t 图象前，还不知道小车是否做匀变速直线运动．用平均速度ΔxΔt 表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对Δt 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Δx 大小与速度测量的误差________(选填“有关”或“无关”)．答案：(1)A C (2)如图所示(3)小车的速度随时间均匀变化 加速度 (4)越小越好 有关5.(2018·江苏卷)某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g .细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M 的重锤．实验操作如下：①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H ； ②在重锤1上加上质量为m 的小钩码；③左手将重锤2压在地面上，保持系统静止．释放重锤2，同时右手开启秒表，在重锤1落地时停止计时，记录下落时间；④重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值t . 请回答下列问题：(1)步骤④可以减小对下落时间t 测量的________(选填“偶然”或“系统”)误差． (2)实验要求小钩码的质量m 要比重锤的质量M 小很多，主要是为了________． A ．使H 测得更准确B ．使重锤1下落的时间长一些C ．使系统的总质量近似等于2MD ．使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差．现提供一些橡皮泥用于减小该误差，怎么做？ (4)使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为m 0.用实验中的测量量和已知量表示g ，得g ＝________．解析：(1)对同一物理量多次测量取平均值的目的是减小偶然误差． (2)设系统运动的加速度为a ，则根据牛顿第二定律得 (M ＋m )g －Mg ＝(2M ＋m )a ， 即a ＝mg2M ＋m，而H ＝12at 2，在H 一定时，a 越小，则t 越长，这时测量出时间t 的误差越小．因此实验要求小钩码的质量m 要比重锤的质量M 小很多，主要是为了使重锤1下落的时间长一些，选项B 正确．(3)由于摩擦阻力的影响，会产生系统误差，可利用平衡摩擦阻力的方法，平衡摩擦力，其方法为在重锤1上粘上橡皮泥，调整橡皮泥的质量使轻拉重锤1时能观察到其匀速下落．(4)根据牛顿第二定律得 (M ＋m )g －Mg ＝(2M ＋m ＋m 0)a ，① 又有H ＝12at 2，②联立①②解得g ＝2（2M ＋m ＋m 0）Hmt2. 答案：(1)偶然 (2)B (3)在重锤1上粘上橡皮泥，调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1能观察到其匀速下落． (4)2（2M ＋m ＋m 0）H mt26．(2020·黄山一模)某同学设计出如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从A 点自由下落，下落过程中经过A 点正下方的光电门B 时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t ，当地的重力加速度为g .(1)为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量__________． A ．小球的质量m B ．AB 之间的距离HC ．小球从A 到B 的下落时间t ABD ．小球的直径d(2)小球通过光电门时的瞬时速度v ＝__________(用题中所给的物理量表示)． (3)调整AB 之间距离H ，多次重复上述过程，作出1t2随H 的变化图象如图乙所示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率k 0＝________．(4)在实验中根据数据实际绘出1t2-H 图象的直线斜率为k (k ＜k 0)，则实验过程中所受的平均阻力f 与小球重力mg 的比值f mg＝________(用k 、k 0表示)．解析：(1)根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故A 错误；根据实验原理可知，需要测量的是A 点到光电门B 的距离H ，故B 正确；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C 错误；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D 正确．(2)已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度，故v ＝d t.(3)若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：mgH ＝12mv 2；即：2gH ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 2， 解得：1t 2＝2g d 2·H ，那么该直线斜率k 0＝2g d2.(4)乙图线1t 2＝kH ，因存在阻力，则有：mgH －fH ＝12mv 2；所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为f mg ＝k 0－kk 0.答案：(1)BD (2)d t(3)2g d2 (4)k 0－kk 07．(2017·北京卷)如图1所示，用质量为m 的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况．利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验．(1)打点计时器使用的电源是__________(选填选项前的字母)．A．直流电源B．交流电源(2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力．正确操作方法是________(选填选项前的字母)．A．把长木板右端垫高B．改变小车的质量在不挂重物且________(选填选项前的字母)的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响．A．计时器不打点B．计时器打点(3)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C…若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C…各点到O点的距离为x1、x2、x3…，如图2所示．实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg，从打O点到打B 点的过程中，拉力对小车做的功W＝________，打B点时小车的速度v＝________．(4)以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据做出如图3所示的v2-W图象．由此图象可得v2随W变化的表达式为________．根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是__________．(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2-W关系的是______________．解析：(1)打点计时器使有交变电流，故应选用交流电源．(2)平衡摩擦力和其他阻力时采用垫高长木板右端，使小车的重力的分力与摩擦力及其他阻力平衡，阻力包含了打点时振针与纸带之间的摩擦，故需要在打点状态下判断是否达到平衡要求．(3)由做功公式知：W ＝mgx 2；利用匀变速直线运动中间时刻的速度等于本段时间内的平均速度知，B 点速度等于AC 段的平均速度，v B ＝x 3－x 12T. (4)根据图线，关系式写为v 2＝kW ＋b ，在直线上取两点，如(1.4×10－2，0.07)(8×10－2，0.38)，代入上式，解得k ≈4.7，b ≈0.004，在作图误差允许的范围内，表达式可写为v 2＝4.7W .把功的单位用基本单位表示，J ＝N·m＝kg·m 2·s －2，容易得出与图线斜率有关的物理量单位为kg －1，故与图线斜率有关的物理量应是质量．(5)若重物质量m 不满足远小于小车质量M ，则绳子对小车的拉力实际不等于重物的重力，由mg ＝(M ＋m )a 和F ＝Ma ， 知F ＝MM ＋mmg ， 由动能定理得：12mv 2＝Fx ，v 2＝2F m x ＝2Mg M ＋m x ， 而W ＝mgx ，则实际v 2­W 图线的斜率k ＝2M（M ＋m ）m，重物质量m 与小车质量M 不变，速度虽然增大，但斜率不变，选项A 正确．答案：(1)B (2)A B (3)mgx 2x 3－x 12T(4)v 2＝4.7W (4.5W ～5.0W 均正确) 质量 (5)A 题组三 探究“平行四边形定则”、“胡克定律”类8．在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧秤分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条．(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项： A ．两根细绳必须等长B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行D．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等E．在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置其中正确的是________．(填入相应的字母)(2)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图．①图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________．②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(3)某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F1和F2，图中小正方形的边长表示2 N，两力的合力用F表示，F1、F2与F的夹角分别为θ1和θ2，关于F1、F2与F、θ1和θ2关系正确的有________．A．F1＝4 N B．F＝12 NC．θ1＝45° D．θ1<θ2解析：(1)两细绳套不要太短，但是不一定要等长，选项A错误；橡皮条与两绳夹角的平分线是否在同一直线上，由两分力的大小和方向决定，选项B错误；用弹簧秤拉细绳套时，弹簧秤与木板平面必须平行，选项C正确；验证力的平行四边形定则实验中，测量分力大小的两个弹簧秤的读数不一定要相等，选项D错误；在同一次实验中，需要保持F1和F2的作用效果与合力F的作用效果相同，所以选项E正确，本题答案为C、E.(2)F′是利用一个弹簧秤将橡皮条拉到结点O位置的力，F是利用平行四边形定则作出的与F′作用效果相同的两个分力F1和F2的合力，所以沿AO方向的力一定是F′.本实验中，需要保证单个拉力的作用效果与两个拉力的作用效果相同，即采用了等效替代法．(3)以F 1和F 2为邻边作平行四边形，如图所示，其对角线表示合力F ，由图可知，F 1＝4 2 N ，F ＝12 N ，θ＝45°，θ1>θ2，所以选项B 、C 正确．答案：(1)CE (2)①F ′ ②B (3)BC9．一个实验小组在“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如图甲所示的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，该弹簧的原长x 0＝________cm ，弹簧的劲度系数k ＝________N/m.该同学将该弹簧制成一把弹簧秤，当弹簧秤的示数如图乙所示时，该弹簧的长度x ＝________cm.(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解析：(1)当弹力为零时，弹簧处于原长状态，故原长为x 0＝8 cm ，在F-x 图象中斜率代表弹簧的劲度系数，则k ＝ΔF Δx ＝60.24 N/m ＝25 N/m ，在题图乙中弹簧秤的示数F ′＝3.0 N ，可知：x ′＝F ′k ＝3.025m ＝0.12 m ＝12 cm ，故此时弹簧的长度x ＝x ′＋x 0＝20 cm. (2)在题图丙中，当弹簧的弹力为零时，弹簧处于原长，故b 的原长大于a 的原长，故A 错误；斜率代表劲度系数，故a 的劲度系数大于b 的劲度系数，故B 正确，C 错误；弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故D 错误．答案：(1)8 25 20 (2)B题组四 综合练习10．(2018·全国卷Ⅲ)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间．实验步骤如下： (1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L 的木尺上端，让木尺自然下垂．乙把手放在尺子的下端(位置恰好处于L 刻度处，但未碰到尺子)，准备用手指夹住下落的尺子．(2)甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子．若夹住尺子的位置刻度为L 1，重力加速度大小为g ，则乙的反应时间为________(用L 、L 1和g 表示)．(3)已知当地的重力加速度大小为g 取9.80 m/s 2，L ＝30.0 cm ，L 1＝10.4 cm.乙的反应时间为__________s(结果保留两位有效数字)．(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议：______________ _____________________________________________________. 解析：(2)根据自由落体运动的规律，得L －L 1＝12gt 2，解得t ＝2（L －L 1）g.(3)将g ＝9.80 m/s 2，L ＝30.0 cm ＝0.300 m ，L 1＝10.4 cm ＝0.104 m ，代入t ＝ 2（L －L 1）g，解得t ＝0.20 s.(4)建议：多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子． 答案：(2) 2（L －L 1）g(3)0.20 (4)多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子11．利用如图(a)所示的实验装置可以测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数．将弹簧放置在水平桌面上，左端固定，右端在O 点；在O 点右侧的A 、B 位置各安装一个光电门．让带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置C ，由静止释放滑块，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从A 至B 所用的时间t .改变光电门B 的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一位置由C 静止释放并用米尺测量AB 之间的距离x .记下相应的t 值，所得数据如下表所示．x /mm 650.0 600.0 550.0 500.0 450.0 400.0 t /ms 373 330 293 259 228 199 x t/(m·s －1) 1.74______1.871.931.972.01(2)请在图(b)给出的坐标纸上画出x t -t 图线．(3)由所画出的x t -t 图线可得出滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ＝________(重力加速度大小g 取9.8 m/s 2，保留两位有效数字)．(4)若保持光电门B 的位置不变，改变光电门A 的位置，重复上述实验．图(c)中作出的x t-t 图线可能正确的是____________．解析：(1)表中记录的数据空格处应填x t ＝600330m/s ≈1.82 m/s ； (2)描点作图如下(3)由公式x ＝12at 2可知，x t ＝12at ＝12μgt ，所以图线的斜率k ＝12μg ， 由图象可得：k ＝2.1－1.70.42－0.14≈1.43， 联立解得：μ≈0.29；(4)由公式x ＝v 0t ＋12at 2可知， x t ＝v 0＋12at 如果A 光电门移到C 点，则物块的初速度为零，所以x t ＝12at ，对应的图象为C ， 如果A 光电门移到C 点的右边，则x t ＝v 0＋12at ，对应图象为B. 答案：(1)1.82 (2)见解析图 (3)0.29(0.27～0.33) (4)BC12．某探究小组用能够显示并调节转动频率的小电动机验证匀速圆周运动的向心力关系式F ＝mr ω2.(1)把转动频率可调的小电动机固定在支架上，转轴竖直向下，将摇臂平台置于小电动机正下方的水平桌面上．(2)在转动轴正下方固定一不可伸长的细线，小电动机转轴与细线连接点记为O .细线另一端穿过小铁球的球心并固定．(3)启动电动机，记录电动机的转动频率f ，当小球转动稳定时，将摇臂平台向上移动，无限接近转动的小球．(4)关闭电动机，测量O 点到摇臂平台的高度h .(5)改变电动机的转动频率，重复上述实验．探究小组的同学除了测量以上数据，还用50分度的游标卡尺测量了小球的直径D ，如图所示，读数为 ________mm ，本实验________(选填“需要”或“不需要”)测量小球的质量．请你根据所记录的O 点到摇臂平台的高度h 和小球的直径D ，重力加速度为g ，若所测物理量满足g ＝________，则F ＝mrω2成立(用所测物理量符号表示)．解析：游标卡尺的读数为：1 cm ＋0.02×26 mm ＝10.52 mm ；设细线与竖直方向的夹角为θ ，根据实验原理可得： mg tan θ＝mω2rω＝2πf由几何关系得：tan θ＝rh －D 2联立以上三式解得：g ＝4π2f 2⎝ ⎛⎭⎪⎫h －D 2 根据上式可知，实验中不需要测量小球的质量． 答案：(5)10.52 不需要 4π2f 2⎝ ⎛⎭⎪⎫h －D 2。

2022届新高考二轮复习 力学实验 强化练（解析版）1.为测量弹簧劲度系数，某探究小组设计了如下实验，实验装置如图1所示，角度传感器与可转动的“T”形螺杆相连，“T”形螺杆上套有螺母，螺母上固定有一个力传感器，力传感器套在左右两个固定的套杆（图中未画出）上，弹簧的一端挂在力传感器下端挂钩上，另一端与铁架台底座的固定点相连。

当角度传感器顶端转盘带动“T”形螺杆转动时，力传感器会随着“T”形螺杆旋转而上下平移，弹簧长度也随之发生变化。

（1）已知“T”形螺杆的螺纹间距34.010m d -=⨯，当其旋转300°时，力传感器在竖直方向移动_______m （结果保留2位有效数字）。

（2）该探究小组操作步骤如下：①旋转形螺杆使初状态弹簧长度大于原长；②记录初状态力传感器示数0F 以及角度传感器示数0θ；③旋转“T”形螺杆使弹簧长度增加，待稳定后，记录力传感器示数1F ，其增加值为110F F F ∆=-，以及角度传感器示数1θ，其增加值为110θθθ∆=-；④多次旋转“T”形螺杆，重复步骤③的操作，在表格中录多组F ∆、θ∆值。

序号 F ∆（单位：N ）θ∆（单位：°） 1 2 34 5 6图2中已描出5个点，请将剩余点在图中描出并连线；若图2中的直线斜率为a ，则用d a 、写出弹簧的劲度系数的表达式为k =________。

2.图甲中是“验证力的平行四边形定则”实验使用的部分器材，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。

某同学的实验操作步骤如下：a.在桌上放一块木板，用图钉把白纸钉在木板上；A 点，在橡皮筋的另一端O 点拴上两条细绳，细绳的另一端各系有绳套；c.将两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使结点O 到达某一位置P ，记录P 点位置、两个弹簧测力计的示数1F 和2F 、两根细绳的方向；d.只用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮筋，使结点O 到达任一位置，并记录弹簧测力计的示数F 、细绳的方向；e.取下白纸，按选好的标度用铅笔和刻度尺作出拉力F 的图示；按同一标度作出两个拉力1F 和2F 的图示，并以1F 和2F 为邻边作平行四边形，画出它们所夹的对角线F '； F '和F 的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。