高考复习(物理)专项练习：力学实验【含答案及解析】

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）实验中木板略微倾斜，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 ．。

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。

力学实验一、误差和有效数字 1．误差误差 产生原因 大小特点 减小方法系统误差 实验仪器不精确、实验原理不完善、实验方法粗略 总是偏大或偏小 更新仪器 完善实验原理偶然误差 测量、读数不准确 忽大忽小 画图象或取平均值2.有效数字从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.012 5为三位有效数字．二、测量性实验1．包括：用游标卡尺和螺旋测微器测量长度，练习使用打点计时器．2．(1)游标卡尺的读数方法：d ＝主尺读数(mm)＋精度×游标尺上对齐刻线数值(mm)．(2)螺旋测微器的读数方法：测量值＝固定刻度＋可动刻度×0.01 mm＋估读值．注意要估读到0.001 mm.(3)用纸带求加速度的方法利用a ＝Δx T2求解：在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况下可利用Δx ＝x n ＋1－x n ＝aT 2求加速度a .三、验证性实验1．包括：验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、验证机械能守恒定律．2．验证性实验的两种方法(1)对于现象直观明显或者只需讨论的验证性实验问题，常常通过观察分析进行证实．(2)对有测量数值且实验要求根据数据分析验证结果的，一般要进行分析归纳，通过作图、计算、测量进行比较验证．四、探究性实验1．包括：探究弹力和弹簧伸长的关系，探究动能定理．2．探究性实验与验证性实验的区别探究性实验，在实验前并不知道满足什么规律，所以在坐标纸中描点后所做的曲线是试探性的，只有在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来拟合这些点．而验证性实验，在坐标纸上描点后所作图线的根据就是所验证的规律．热点一 游标卡尺和螺旋测微器的读数命题规律：游标卡尺和千分尺的正确使用和读数是高考考查的热点，题型为填空题．(1)(2014·高考江苏卷)用螺旋测微器测量合金丝的直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图所示的部件________(选填“A ”、“B ” 、“C ”或“D ”)．从图中的示数可读出合金丝的直径为______mm.(2)(2014·高考福建卷)某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为________ cm 和________ mm.[解析] (1)螺旋测微器读数时应先将锁紧装置锁紧，即旋紧B .螺旋测微器的示数为(0＋41.0×0.01)mm＝0.410 mm.(2)金属杆长度由刻度尺示数可得，由题图甲得L ＝60.10 cm.由题图乙知，此游标尺为50分度，游标尺上第10刻线与主尺上一刻线对齐，则金属杆直径为d ＝4 mm ＋150×10 mm＝4.20 mm.[答案] (1)B 0.410 (2)60.10 4.20[总结提升] 1 游标卡尺不估读，以mm 为单位，10分度卡尺读数，小数点后只有1位，20分度和50分度读数，小数点后有2位.2 螺旋测微器要估读，以mm 为单位，小数点后必须有3位，同时还要注意半毫米刻度线是否露出.)热点二 纸带类实验问题的处理(含频闪照相)命题规律：力学实验中有多个实验都要用到打点计时器(如研究匀变速直线运动的规律、验证牛顿运动定律、验证机械能守恒定律等)，正确使用打点计时器并根据纸带进行正确的数据运算，是高考考查的热点，题型为填空题．(2014·高考大纲全国卷)现用频闪照相方法来研究物块的变速运动．在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示．拍摄时频闪频率是10 Hz ；通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x 1、x 2、x 3、x 4.已知斜面顶端的高度h 和斜面的长度s .数据如下表所示．重力加速度大小g ＝9.80 m/s 2.单位：cmx 1 x 2 x 3 x 4 h s10.76 15.05 19.34 23.65 48.00 80.00根据表中数据，完成下列填空：(1)物块的加速度a ＝________(保留3位有效数字)．(2)因为__________________，可知斜面是粗糙的．[解析] (1)根据匀变速直线运动的推论，利用逐差法，得x 3－x 1＝2a 1T 2x 4－x 2＝2a 2T 2a＝a 1＋a22，又知T ＝1f＝0.1 s 联立以上各式得a ≈4.30 m/s 2.(2)如果斜面光滑，根据牛顿第二定律得，物块下滑的加速度a ′＝g sin θ＝g h s ＝5.88 m/s 2＞a ，所以斜面是粗糙的．[答案] (1)4.30 m/s 2 (2)a ＜g h s ＝5.88 m/s 2[总结提升] 打点计时器及纸带类问题的处理方法 1 打点计时器的认识和正确使用①电磁打点计时器工作电压为低压交流4～6 V ；电火花计时器工作电压为交流220 V.②工作时应先接通电源，后释放纸带.2 纸带的应用①判断物体的运动性质.a.若Δx ＝0，则可判定物体做匀速直线运动.b.若Δx 不为零且为定值，则可判定物体做匀变速直线运动.②求解瞬时速度．如图所示，打n 点时的速度v n ＝x n ＋x n ＋12T.(3)用“逐差法”求加速度如图所示，由(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)＝a (3T )2得a ＝ x 4＋x 5＋x 6 － x 1＋x 2＋x 3 9T2. 热点三 用图象处理实验数据命题规律：用图象处理实验数据是历年高考实验题的命题热点，力学实验、电学实验中都可能出现．这是考生必备的能力之一．(2014·高考新课标全国卷Ⅱ)某实验小组探究弹簧的劲度系数k 与其长度(圈数)的关系．实验装置如图甲所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P 0、P 1、P 2、P 3、P 4、P 5、P 6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P 0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x 0; 挂有质量为0.100 kg的砝码时，各指针的位置记为x .测量结果及部分计算结果如下表所示(n 为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80 m/s 2)．已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm.P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 P 6x 0(cm) 2.04 4.06 6.06 8.05 10.03 12.01x (cm) 2.64 5.26 7.81 10.30 12.93 15.41n 10 20 30 40 50 60k (N/m)163 ① 56.0 43.6 33.8 28.8 1k (m/N) 0.006 1 ② 0.017 9 0.022 9 0.029 6 0.034 7(1)将表中数据补充完整：①________，②________.(2)以n 为横坐标，1k 为纵坐标，在图乙给出的坐标纸上画出1k ­n 图象．(3)图乙中画出的直线可近似认为通过原点．若从实验中所用的弹簧截取圈数为n 的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k 与其圈数n 的关系的表达式为k ＝________N/m ；该弹簧的劲度系数k 与其自由长度l 0(单位为m)的关系的表达式为k ＝________N/m. [解析] (1)根据胡克定律有mg ＝k (x －x 0)，解得k ＝mg x －x 0＝0.100×9.80 5.26－4.06 ×10－2N/m≈81.7 N/m，1k≈0.012 2. (2)1k­n 图象如下图所示．(3)根据图象可知，k 与n 的关系表达式为k ＝1.75×103n N/m ，k 与l 0的关系表达式为k ＝3.47l 0N/m.[答案] (1)81.7 0.012 2(2)1k­n 图象见解析图 (3)1.75×103n ⎝ ⎛⎭⎪⎫在1.67×103n ～1.83×103n 之间均正确 3.47l 0⎝ ⎛⎭⎪⎫在3.31l 0～3.62l 0之间均正确[总结提升] 利用图象法处理数据时要注意以下几点1 注意区别横、纵坐标轴的物理意义、标度及单位.2 描点要准、连线不一定通过所有数据点，应尽量合理地分布在线的两侧，且线要细.3 明确图象的斜率、截距的物理意义.4 作图时常通过选取适当的坐标轴使图线线性化，即“变曲为直”.命题规律：创新设计性实验主要考查是否理解实验原理和实验仪器的工作原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情况下迁移知识的能力，这些对学生的能力要求都较高，是近几年高考命题的热点．范例 (2014·江西师大附中、临川一中联考)某学习小组利用自行车的运动“探究阻力做功与速度变化的关系”．人骑自行车在平直的路面上运动，当人停止蹬车后，由于受到阻力作用，自行车的速度会逐渐减小至零，如图所示．在此过程中，阻力做功使自行车的速度发生变化．设自行车无动力后受到的阻力恒定．(1)在实验中使自行车在平直的公路上获得某一速度后停止蹬车，需要测出人停止蹬车后自行车向前滑行的距离s ，为了计算自行车的初速度v ，还需要测量________________________________________________________________________________________________________________________________________________(填写物理量的名称及符号)．(2)设自行车受到的阻力恒为f ，计算出阻力做的功W 及自行车的初速度v .改变人停止蹬车时自行车的速度，重复实验，可以得到多组测量值．以阻力对自行车做功的大小为纵坐标，自行车初速度为横坐标，作出W －v 曲线．分析这条曲线，就可以得到阻力做的功与自行车速度变化的定性关系．在实验中作出W －v 图象如图所示，其中符合实际情况的是________．[解析] (1)人停止蹬车后做匀减速运动，初速度v ＝2v ＝2s t，则还需要测量自行车滑行的时间t .(2)由动能定理得，W ＝12mv 2，则W －v 图象为抛物线，即图C. [答案] (1)人停止蹬车后自行车滑行的时间t (2)C[总结提升] 1 要完成好创新拓展实验，必须掌握基本仪器的使用方法、基本实验方法和基本物理原理.2 实验过程的研究应以减小实验误差和不造成错误为主要依据.应在明确实验原理的基础上进行实验数据处理，往往需要先根据物理规律推导出物理量间的关系式，通过图象或函数处理数据.)1．(2014·广州一模)(1)用游标为20分度的卡尺测量某物体的长度如图甲所示，由图可知其长度为________mm.(2)用螺旋测微器测量某物体的直径如图乙，由图可知其直径为________mm.解析：(1)根据游标卡尺的读数方法，读数为50 mm ＋3×0.05 mm＝50.15 mm.(2)根据螺旋测微器的读数规则，读数为4．5 mm＋20.0×0.01 mm＝4.700 mm.答案：(1)50.15 (2)4.7002．(2014·衡水调研)在“探究弹簧形变与外力关系”的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F－x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为k＝________N/m，图线不过原点的原因是由于________________________________________________________________________________________________________________________________________________.解析：由图线可以算出斜率，即弹簧的劲度系数，图线不过原点说明弹簧在竖直向下不施加外力的时候，已经有伸长量了．答案：200 弹簧自身具有重量3．(2014·安徽名校联考)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某小组利用如图甲所示的装置完成实验，橡皮条的一端C固定在木板上，用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点．(1)则下列叙述正确的是________．A．该实验中CO的拉力是合力，AO和BO的拉力是分力B．两次操作必须将橡皮条和绳的结点拉到相同位置C．实验中AO和BO的夹角应尽可能大D．在实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计的刻度线(2)对数据处理后得到如图乙所示的图线，则F与F′两力中，方向一定沿CO方向的是________．解析：(1)AO和BO的拉力与CO的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，A错误；实验中两次拉伸橡皮条，注意将橡皮条和绳的结点拉到相同位置，以保证两次操作中CO的拉力是相同的，则选项B正确；如果AO和BO的夹角适当，则两个分力可以将结点拉到O点，若夹角过大，则两拉力不一定能将结点拉到O点，所以选项C错误；弹簧测力计与木板平行以便保证各力在同一平面内，正对弹簧测力计的刻度线读数可以减小偶然误差，因此D正确．(2)由图乙知，F是二力用平行四边形定则合成所得，F′是用一个力拉橡皮条时的外力，故一定与CO共线的是F′.答案：(1)BD (2)F′4．(2014·南昌一模)在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m＝1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点，当地的重力加速度为g＝9.80 m/s2，那么：(1)根据图上所得的数据，应取图中O 点到________点来验证机械能守恒定律较为简便；(2)从O 点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔE p ＝________J ，动能增加量ΔE k ＝________J(结果取三位有效数字)；(3)若测出纸带上所有各点到O 点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v 及重物下落的高度h ，则以v 22为纵轴、以h 为横轴画出的图象是下图中的________．[解析] (1)验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能ΔE p ＝mgh 和增加的动能ΔE k ＝12mv 2之间的关系，因B 点能够测出h 和v 的数据，而A 、C 两点无法测出v ，故选B 点． (2)减少的重力势能ΔE p ＝mgh ＝1.88 J ，B 点的速度v B ＝x AC 2T ＝23.23－15.552×0.02×10－2 m/s ＝1.92 m/s ，所以增加的动能ΔE k ＝12mv 2B ＝1.84 J. (3)在实验允许的误差范围内可认为mgh ＝12mv 2，则12v 2＝gh ，即12v 2与h 成正比，图A 正确． 答案：(1)B (2)1.88 1.84 (3)A5．(2014·东北三校联考)某同学利用如图所示的装置验证动能定理．将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白纸、复写纸．将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H ，并根据落点位置测量出小球离开斜槽后的竖直位移y .改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下表．高度H(h 为单位长度)h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 9h竖直位移y /cm30.0 15.0 10.0 7.5 6.0 5.0 4.3 3.8 3.3 (1)在安装斜槽时，应注意________________________________________________________________________．(2)已知斜槽倾角为θ，小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ，木板与斜槽末端的水平距离为x ，小球在离开斜槽后的竖直位移为y ，不计小球与水平槽之间的摩擦，小球从斜槽上滑下的过程中，若动能定理成立则应满足的关系式是____________________．(3)若想利用图象直观得到实验结论，最好应以H 为横坐标，以________为纵坐标，描点作图．解析：(1)小球离开斜槽末端后要做平抛运动，因而斜槽末端O 点的切线要水平．(2)小球从斜槽上下滑到斜槽末端时速度为v ，根据动能定理有mgH －μmg cos θH sin θ＝12mv 2，小球离开O 点后做平抛运动，水平方向有x ＝vt ，竖直方向有y ＝12gt 2，联立解得Hy ＝x 24－4μ1tan θ. (3)由(2)可知，要利用图象直观得到实验结论，图象应为直线，因而以H 为横坐标，以1y为纵坐标，描点作图即可．答案：(1)使斜槽末端O 点的切线水平(2)Hy ＝x 24－4μ1tan θ(3)1y 6．(2014·高考新课标全国卷Ⅰ)某同学利用如图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a 与钩码的质量m 的对应关系图，如图乙所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 g ，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题：(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(填“线性”或“非线性”)关系．(2)由图乙可知，a ­m 图线不经过原点，可能的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg 作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是________________________________________________________________________， 钩码的质量应满足的条件是________________________________________________________________________． 解析：(1)由图象可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系．(2)a ­m 图线不经过原点，在m 轴上有截距，即挂上小钩码后小车加速度仍为零，可能的原因是存在摩擦力．(3)本实验直接以钩码所受重力mg 作为小车受到的合外力，则应采取的措施是调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力，钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量．答案：(1)非线性 (2)存在摩擦力 (3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车的质量7．(2014·黄冈一模)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数，实验装置如图．一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接；打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．(1)如图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．根据图中数据计算的加速度a ＝________(保留三位有效数字)．(2)为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有________．(填入所选物理量前的字母)A ．木板的长度lB ．木板的质量m 1C ．滑块的质量m 2D ．托盘和砝码的总质量m 3E ．滑块运动的时间t(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ＝________(用被测物理量的字母表示，重力加速度为g )，与真实值相比，测量的动摩擦因数________(选填“偏大”或“偏小”)．写出支持你的看法的一个论据：________________________________________________________________________. 解析：(1)由逐差法公式得a ＝x 6＋x 5＋x 4－x 3－x 2－x 19T 2＝0.496 m/s 2. (2)由牛顿第二定律得m 3g －μm 2g ＝(m 2＋m 3)a ，则需要测定滑块的质量m 2及托盘和砝码的总质量m 3，则选C 、D.(3)由(2)中等式可得μ＝m 3g － m 2＋m 3 a m 2g，因纸带与限位孔之间存在阻力等，测量的动摩擦因数偏大．答案：(1)0.495 m/s 2至0.497 m/s 2之间均可(2)CD(3)m 3g － m 2＋m 3 a m 2g偏大 纸带与限位孔之间存在阻力等 8．(2014·高考山东卷)某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度．实验步骤：①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G ；②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示．在A 端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作F ；甲③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②； 实验数据如下表所示：G /N 1.50 2.00 2.503.00 3.504.00 F /N 0.59 0.83 0.99 1.22 1.37 1.61④如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端C 处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P 连接，保持滑块静止，测量重物P 离地面的高度h ；乙⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D 点(未与滑轮碰撞)，测量C 、D 间的距离s .完成下列作图和填空：(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出F -G 图线．(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ＝________(保留2位有效数字)． (3)滑块最大速度的大小v ＝________(用h 、s 、μ和重力加速度g 表示)．解析：(1)在坐标系中描点，用平滑的曲线(直线)将各点连接起来，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧．(2)根据F ＝μG ，F -G 图线的斜率反映了滑块与木板间的动摩擦因数，所以μ≈0.40.(3)根据牛顿第二定律，P 落地后，滑块运动的加速度的大小为a ＝μmgm＝μg ，且P 落地后滑块的位移x ＝s －h ，根据速度和位移的关系得0－v 2＝－2ax 所以滑块的最大速度v ＝2ax ＝2μg s －h .答案：(1)见解析图 (2)0.40(0.38～0.42均正确) (3)2μg s －h第2讲 电学实验一、电学仪表1．电流表、电压表、欧姆表的使用与读数仪器 极性量程选择 读数电流表有正、负极的电 表，电流由电表的正极流 入，负极 流出 使指针指 示比满偏 刻度13多的位置 若最小分度为1、0.1、0.01等，需要估读到最小分度的下一位；如果最小分度不是1、0.1、0.01等的只需要读到最小分度位即可 电压表 欧姆表使指针尽 量指在表 盘的中间 位置附近取两位有效数字并乘以相应挡位的倍率2.欧姆表原理(1)电路：欧姆表是多用电表电阻挡的一个挡位，电路如图．电流的流向：使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔，从电表外部看，电流从红表笔流入，从黑表笔流出．(2)调零：当红、黑表笔短接时，表头电流表指针满偏，此时I g ＝ER ＋R g ＋r.(3)测量：当红、黑表笔之间接电阻R x 时，电路中电流I ＝ER ＋R g ＋r ＋R x，R x 的一个值对应I的一个值，故将电流刻度标上相应的电阻刻度，即可直接读出待测电阻R x 的阻值．(4)中值电阻：当被测电阻R x ＝R ＋R g ＋r 时，电流变为满偏电流的一半，欧姆表指针指向刻度正中央，称为“中值电阻”． 3．电学仪表的选择一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；选择的电表的量程应使电表的指针偏转的幅度较大，一般应使指针能达到半偏以上，以减小读数的偶然误差，提高精确度． 二、电流表内、外接法的比较与选择 1．内、外接法的比较比较项目 电流表内接法 电流表外接法电路误差来源 电流表的分压电压表的分流测量结果R 测＝UI>R x ，偏大R 测＝UI<R x ，偏小适用条件R x ≫R A (测大电阻)R V ≫R x (测小电阻)2.内、外接法的选择 (1)比值判断法：若R V R x ＜R x R A ，R x 为大电阻，内接法误差小，应选用内接法；若R V R x ＞R x R A，R x 为小电阻，外接法误差小，应选用外接法．(2)试触法：当无法估计电阻的阻值，难以比较R V R x 及R xR A的大小时，可采用电压表试触法看电流表、电压表变化大小来确定．三、控制电路(滑动变阻器的接法)的比较与选择 1．控制电路的比较比较项目 限流式接法分压式接法电路电压调节的范围RR ＋R 0E →E 0→E电能损耗 节能耗能2.控制电路的选择从节能的角度考虑，优先选用限流式． 以下情况考虑分压式：(1)要求待测电路的U 、I 从0变化； (2)R 滑≪R x ；(3)选用限流式时，U x 、I x 过大(超过电表量程，烧坏电表、电源或用电器等)或U x 、I x 过小(最大值不超过电表满量程的13，读数误差大)．热点一 实验仪器的读数与使用命题规律：电流表、电压表、多用电表、电阻箱等仪器是电学实验中的常用仪器，高考中要求正确使用仪器，会进行正确读数，高考对此知识点的考查频率较高，是高三复习的重要知识点．2013·高考新课标全国卷Ⅰ)某学生实验小组利用图甲所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有： 多用电表；电压表：量程5 V ，内阻十几千欧； 滑动变阻器：最大阻值5 k Ω； 导线若干． 回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔________，调零点．(2)将图甲中多用电表的红表笔和________(选填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端． (3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图乙所示，这时电压表的示数如图丙所示．多用电表和电压表的读数分别为________k Ω和________V.(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 k Ω和4.00 V ．从测量数据可知，电压表的内阻为________k Ω.(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图丁所示．根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为________V ，电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为________k Ω.[解析] (1)欧姆表调零：将红表笔和黑表笔短接，使指针指电阻0刻度．(2)多用电表欧姆挡测电压表的内阻应使电流从电压表的“＋”接线柱流入、“－”接线柱流出，而黑表笔连接多用电表内电池的正极，所以多用电表的红表笔和“－”端相连，黑表笔连接“＋”端．(3)多用电表和电压表的读数分别为15.0 k Ω和3.60 V.(4)由图甲可知多用电表欧姆“×1 k”挡直接测量电压表的内阻R V ，所以R V ＝12.0 k Ω. (5)设多用电表内电池的电动势为E ，多用电表电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为R g ，依题给条件由欧姆定律得： E ＝3.6R V (15＋R g )，E ＝4R V(12＋R g )，又R V ＝12.0 k Ω，解之得：E ＝9.00 V ，R g ＝15.0 k Ω. [答案] (1)短接 (2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0 (5)9.00 15.0[规律总结] 多用电表测电阻的步骤和注意事项 1 使用步骤①选倍率，一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为200 Ω就应该选×10的倍率； ②进行欧姆调零；③将红黑表笔接被测电阻两端进行测量； ④将指针示数乘以倍率，得测量值；⑤测量结束后，将选择开关扳到OFF 或交流电压最高挡. 2 注意事项①改换倍率必须重新进行欧姆调零；②通过选择合适倍率，指针指在刻度盘中间附近，误差较小； ③测量电阻时，手不可接触表笔的金属杆部分； ④被测元件与电源断开.)热点二 以测电阻为核心的实验命题规律：很多电学实验都与测电阻有关，如描绘小灯泡的伏安特性曲线、测定金属的电阻率、测小灯泡的电功率等，以测量电阻为核心命题点的电学实验以考查电路设计(包括仪表选择、电路原理图的分析、实物图连接等)为主，能较好地甄别考生的综合分析和迁移创新能力，是历年高考的热点．(2014·高考山东卷)实验室购买了一捆标称长度为100 m 的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm 2，查得铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻R x ，从而确定导线的实际长度．可供使用的器材有：电流表：量程0.6 A ，内阻约0.2 Ω； 电压表：量程3 V ，内阻约9 k Ω； 滑动变阻器R 1：最大阻值5 Ω； 滑动变阻器R 2：最大阻值20 Ω； 定值电阻：R 0＝3 Ω；电源：电动势6 V ，内阻可不计； 开关、导线若干． 回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选________(填“R 1”或“R 2”)，闭合开关S 前应将滑片移至________端(填“a ”或“b ”)．(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接．(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A 时，电压表示数如图乙所示，读数为________V.(4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字)．[解析] (1)根据R ＝ρl S，得铜导线的阻值约为R x ＝1.7 Ω，即R x ＋R 0＝4.7 Ω.实验中的滑动变阻器若选R 1，则当滑动变阻器滑片移至a 端时，电压表的示数约为3 V ，若滑动变阻器滑片向右移动，电压表示数变大，超过电压表量程，故实验中的滑动变阻器应选R 2.闭合开关S 前应使电路中的电阻最大，故滑动变阻器滑片应移至a 端． (2)连线如图所示．。

2024年高考物理预测题-力学实验一、填空题1．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中某同学进行实验的主要步骤是：a．如图甲所示将橡皮筋的一端固定在木板上的A点另一端拴上两根绳套每根绳套分别连着一个弹簧测力计。

b．分别沿着两个方向同时拉弹簧测力计将橡皮筋的活动端拉到某一位置将此位置标记为O 点读取此时弹簧测力计的示数分别记录两个拉力F1、F2的大小。

用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点并分别将其与O点连接表示两拉力的方向。

c．再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向。

（1）实验中确定分力方向时图甲中的b点标记得不妥其原因是。

（2）图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示其中是F1和F2合力的实际测量值。

（3）在该实验中下列说法正确的是____（单选）；A．拉着细绳套的两只弹簧测力计稳定后读数应相同B．分别沿两个方向同时拉弹簧测力计时两绳套之间的夹角越小越好C．测量时弹簧测力计外壳与木板之间不能存在摩擦D．测量时橡皮条、绳套和弹簧测力计应贴近并平行于木板（4）若只有一个弹簧测力计为了完成该实验至少需要（填“2”“3”或“4”）次把橡皮筋的活动端拉到O点。

二、实验探究题2．某实验小组用智能手机“探究加速度与物体受力的关系” 装置如下图所示。

主要实验步骤如下：A．按图示安装实验装置适当调节长木板的倾角以使小车沿长木板运动时小车重力的下滑分力等于摩擦阻力；B．调整定滑轮及力传感器相连的细线使其竖直；C．在动滑轮的下端挂上智能手机、沙桶再由静止释放小车记下力传感器的示数；由手机测出沙桶加速下降过程中的加速度a′并计算出小车的加速度a；D．在沙桶中加入细沙多次重复步骤C；E.根据实验数据在坐标纸上作出a−F的图像。

根据以上实验过程回答以下问题：（1）实验中手机、沙桶和细沙的质量（填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量。

（2）每次实验中小车的加速度a是沙桶加速度a′的倍。

实验一研究匀变速直线运动一、实验目的1．练习正确使用打点计时器，学会利用打点纸带研究物体的运动。

2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法Δx＝aT2。

3．掌握使用速度—时间图像求加速度的方法。

4．掌握使用逐差法计算匀变速直线运动加速度的方法。

二、实验原理1．实验原理图2．打点计时器(1)电磁打点计时器：6 V以下交流电源。

(2)电火花计时器：220 V交流电源。

(3)当所用交流电源的频率f＝50 Hz时，每隔0.02 s打一次点。

若交流电的频率变化，对应打点时间间隔也会发生变化。

3．处理纸带数据时区分计时点和计数点计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。

计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为0.1 s。

4．匀变速直线运动的判断(1)若物体在连续相等时间T内的位移之差Δx为一恒量，即Δx＝aT2，则物体做匀变速直线运动。

(2)利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度，作出物体运动的v-t图像，若图像是一条倾斜的直线，则物体做匀变速直线运动。

5．由纸带计算某点的瞬时速度根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度v n＝x n＋x n＋12T来计算。

6．利用纸带求物体加速度的两种方法(1)逐差法根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(T为相邻计数点之间的时间间隔)，求出a1＝x4－x1 3T2，a2＝x5－x23T2，a3＝x6－x33T2，然后取平均值，即a＝a1＋a2＋a33＝x4＋x5＋x6－(x1＋x2＋x3)9T2，即为物体的加速度。

在数据处理时可以对纸带重新分段，把6段距离分为“前三”和“后三”，“后三”减“前三”也为相邻相等时间间隔内的位移差，时间间隔为3T。

(2)图像法利用v n＝x n＋x n＋12T求出打各点时纸带的瞬时速度，然后作出v-t图像，用v-t图像的斜率求物体运动的加速度。

高考实验专题复习一力学实验（附参考答案）实验一《研究匀变速直线运动》本实验是力学实验的重点实验，是力学实验的基础，通过熟练掌握打点计时器的使用，为验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律做好必要的知识和方法上的准备。

、考查重点:（一）打点计时器的使用（二）毫米刻度尺的使用（三）速度和加速度的求解方法二、注意事项1. 交流电源的电压及频率要符合要求.2 •实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要调节振针的高度和更换复写纸.3 •开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器.4 .先接通电源，打点计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源.5.要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点, 即时间间隔为T = 0.02 >5 s= 0.1 s.6 •小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小, 使纸带上的点过于密集.7.选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰. 适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点,弄清楚所选的时间间隔T.8 .测x时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算a时要注意用逐差法，以减小误差.三、经典讲练【例题】（2010广东理综）如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.（1）已知打点计时器电源频率为50 Hz ,则纸带上打相邻两点的时间间隔为⑵ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、B两点间距x= ;C点对应的速度是（计算结果保留三位有效数字）.fl【命题立意】本题主要考查打点计时器、刻度尺的读数、纸带公式、有效数字。

1【规范解答】①T 0.02s②读A、B两点数值: 1.00cm、1.70cm 故：s=1.70cm-1.00cm=0.70cmV c V BD BD 型空1°2m/s 0.100m/s 2t 0.2【答案】①0.02s ②0.70cm；0.100m/s邻两计数点间还有 4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示. 根据图中数据计算的加速度⑵回答下列两个问题：① 为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有A. 木板的长度L B .木板的质量m i C •滑块的质量m 2 D .托盘和砝码的总质量 m 3E .滑块运动的时间t② ____________________________________________________ 测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 __________________________________________________________（3）滑块与木板间的动摩擦因数 = ___________ （用被测物理量的字母表示，重力加速度为g ）.与真实值相比，测量的动摩擦因数 _____________ （填偏大”或偏小”）解析：⑴ 逐差法"求解：S 4-S i =S 5-S 2=S 6-S 3=3aT 2⑶对整体列牛顿第二定律，m 3g- ym g=（m 2+m 3）a答案 （1）0. 495 m/s 2〜0. 497 m/s 2 （2）①CD ②天平 （3）网_（m2+m3）a 偏大m 2g五、真题训练1. （2013浙江）如图所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上；装置乙中橡皮 筋的一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上。

高考物理专项复习《力学实验》含答案1．橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关。

理论与实验都表明k=Y SL，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量。

（1）在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是___________A．N B．m C．N/m D．Pa（2）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用螺旋测微器和刻度尺分别测量它的直径和长度如图（a）和图（b）所示，刻度尺的读数为___________cm，螺旋测微器的读数为___________mm。

（3）小华通过实验测得该橡皮筋的一些数据，作出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图（c）所示。

由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=___________N/m，这种橡皮筋的Y值等于___________（结果保留两位有效数字）。

（4）图像中图线发生弯曲的原因是___________。

【答案】D11.98（11.96~12.00均正确） 3.999（3.998~4.000均正确）319.1 3.0×106 Pa橡皮筋受力发生的形变超出其弹性限度，不再遵循弹力F与伸长量x成正比的规律【详解】（1）[1]根据表达式Sk YL=得kLYS=已知k的单位是N/m，L的单位m，S的单位是m2，所以Y的单位是N/m2，也就是Pa，故D项正确。

（2）[2][3]刻度尺从零开始，橡皮筋的尾部接近12.00，则读数估读为11.98 cm；螺旋测微器固定部分读数3.5 mm，转动部分读数为49.9，故读数为3.5 mm＋49.9×0.01 mm=3.999 mm。

（3）[4]根据胡克定律F=kx可知，图像的斜率大小等于劲度系数大小，由图像求出劲度系数为k=15.00.047N/m=319.1 N/m[5]根据Sk YL=可得62319.10.1198Pa 3.010Pa0.0039993.14()2kLYS⨯===⨯⨯（4）[6]当弹力超过其弹性限度时，胡克定律不再适用，即不再遵循伸长量x与弹力F成正比的规律，故图线发生弯曲。

历年（2019-2023）高考物理真题专项（力学实验）练习 一、实验题（1）已知打出图（b）中相邻两个计数点的时间间隔均为为初始位置，将打出B、C、D、E位移区间AB AC AD AE AF()x 6.60 14.60 x∆34.90 47.30Δcm（3）从实验结果可知，小车运动的v-表示，其中k=________2cm/s，b=（4）根据（3）中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出度大小A v=________，小车的加速度大小作者的备注：此处绘图粗糙，连接遮光片小车与托盘砝码的绳子应与桌面平行；原卷中已说明，遮光片与小车位于气垫导轨上（视为无摩擦力）4．（2023ꞏ辽宁ꞏ统考高考真题）某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA 为水平段。

选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。

测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为1m 和2m (12m m >)。

将硬币甲放置在斜面一某一位置，标记此位置为B 。

由静止释放甲，当甲停在水平面上某处时，测量甲从O 点到停止处的滑行距离OP 。

将硬币乙放置在O 处，左侧与O 点重合，将甲放置（1）实验中，拉动木板时__________（填“必须”或“不必”）保持匀速。

（2）用A m 和B m 分别表示木块A 和重物B 的质量，则m 和A B 0m m m n μ、、、、所满足的关系式为m =__________。

（1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。

首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图（a）所示，该示数为___________mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图（b）所示，该示数为___________mm，则摆球的直径为___________mm。

（2）单摆实验的装置示意图如图（c）所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。

高中物理高考复习力学实验讲解和练习题(含答案)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．请思考并回答下列问题功W 0 W 2W 3W 4W 5W 6Wv/（m•s﹣1）0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.24 2.45（1）实验中木板略微倾斜.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．。

高考力学实验试题及答案一、单项选择题（每题3分，共30分）1. 在进行力学实验时，下列哪种仪器用于测量物体的质量？A. 弹簧秤B. 温度计C. 天平D. 秒表答案：C2. 牛顿第二定律表明，力和加速度之间的关系是：A. 力与加速度成正比B. 力与加速度成反比C. 力与加速度无关D. 力与加速度成正比，且与质量成反比答案：D3. 根据胡克定律，弹簧的伸长量与施加在弹簧上的力成正比，其比例常数称为：A. 弹性系数B. 重力加速度C. 摩擦系数D. 惯性系数答案：A4. 在自由落体实验中，物体下落的加速度与下列哪个因素无关？A. 物体的质量B. 物体的形状C. 物体的体积D. 空气阻力答案：A5. 根据能量守恒定律，下列哪种情况的能量不守恒？A. 物体自由下落B. 物体在水平面上滑动C. 物体在斜面上滑动D. 物体在竖直方向上做匀速直线运动答案：D6. 在测量物体的重力加速度时，下列哪个因素会影响实验结果的准确性？A. 测量工具的精度B. 实验环境的温度C. 测量时的风速D. 所有上述因素答案：D7. 根据动量守恒定律，下列哪种情况下动量不守恒？A. 系统不受外力B. 系统受外力，但外力的矢量和为零C. 系统受外力，且外力的矢量和不为零D. 系统内部相互作用力远大于外力答案：C8. 在验证牛顿第三定律的实验中，下列哪个操作是正确的？A. 测量两个弹簧秤的读数之和B. 测量两个弹簧秤的读数之差C. 测量两个弹簧秤的读数之积D. 测量两个弹簧秤的读数之比答案：A9. 根据牛顿第一定律，下列哪种情况物体会保持静止状态？A. 物体受到平衡力B. 物体受到非平衡力C. 物体受到摩擦力D. 物体受到重力答案：A10. 在测量物体的加速度时，下列哪种方法是错误的？A. 使用打点计时器B. 使用光电门计时器C. 使用秒表D. 使用弹簧秤答案：D二、填空题（每题4分，共20分）1. 牛顿第三定律表明，作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在______。