2022年高考物理一轮复习：力学实验 专项练习题（Word版含答案）

1、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、8C、CD、DE之间的距离分别是小、ch、（h、da,打点计时器打点的周期为兀（1）则打8点时纸带的瞬时速度VB=:（2）纸带运动的加速度。=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/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。图甲图乙图乙中的纵坐标表示铁

2、块到传感器的距离I,横坐标表示。A.B. VC. /D. yV该图线的函数表达式/= （用b、u表示）根据图线可得铁块沿斜面下滑的加速度a = （用小b表示）。若斜面长4 = L0m,高0.60m，采用国际单位制b的数值为9.8,取重力加速度g =9.8m/s2,可得到铁 块与斜面间的动摩擦因数 =。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.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跌码，测得相应的弹簧长度，部分数据如下表，有数据算得劲度系数k = _N/m. (g取lOmH)祛码质量(g)50100150弹簧长度(cm)8.637.646.

3、62(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.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也释放滑块过程中，弹 簧的弹性势能转化为.重复中的操作，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，弹性势能与弹簧的一成正比.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。已知小物块与长木板面和水平面的动摩擦因数相同，面力加速度为g。(1)甲同学利用该装置进行实验，把长木板倾角调整到合适角度，使小物块在倾斜的长木板匕匀速下滑,测量出长木板倾角为

4、缥，则可知小物块与长木板的动摩擦因数=（2）由于难以确认小物块在倾斜的木板上做匀速运动，乙同学对实验加以改进，增大木板的倾角使其稍大 于为,再使小物块从A点从静止开始下滑，经过。点后到达水平面上的8点停下。测得A点距水平面的高 度为h, A、B两点间的水平距离为x （如图），忽略物块在。点的机械能损失，则可测得动摩擦因数=（3）由于物块在。点实际上有机械能损失，因此上述测量结果与真实值比较，测真（填">""<或"="）5.某物理兴趣小组用图甲所示装置测量物块的加速度。用游标卡尺测量挡光片的宽度，其示数如图乙所示，则挡光片的宽度

5、63;/=mm。（2）使物块每次都从斜面的顶端A由静止滑下，改变光电门的位置B,测量4 8间的距离X,并记下光电门 相应的挡光时间3获得多组数据。若以x为纵轴、4为横轴画出的X-!图线如图丙所示，则物块的加速 度大小。=m/s2.（结果保留两位有效数字）6 .在“验证里的平行四边形定则”的实验中：（1）下面列出的措施中，下列说法错误的的有；A.细绳要适当长一些B.两个分力之间的夹角尽量大一些C.橡皮绳弹性要好，拉到。点时的拉力适当大些D.拉橡皮条时，橡皮条、细绳、弹簧秤要平行贴近水平木板E.把橡皮条换成一根轻弹簧无法完成该实验有位同学做了一系列步骤，其中的两个步骤是这样做的：在水平放置的木板上

6、垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用 两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置。点，在白纸上记下。点与两个弹簧秤 的读数Fi与Fz;只用一个弹簧秤通过细线沿原来的方向（即两个弹簧同时拉时橡皮条伸长的方向）拉橡皮条，记下此时弹 簧秤的读数尸和细线的方向。以上两个步骤中均有疏漏或错误，分别是：在中;在中。7 .某同学设计了如甲、乙两图所示的实验装置来探究加速度与物体质量、物体受力的关系。拉力传感器小车打点计时器蛙打点计时器IIII钩码白钩码已甲乙 （填"甲"或"乙"）实验装置比较好，原因是.在实验误差允许

7、范围内，当小车的质量不变时，小车的加速度与小车的合外力满足 图的关系。8 .如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个质量已知的相同钩码，探究弹簧弹力与形变量的关系。2.0 4.0 6.0 8.0 x/cm（1）本实验还需要的实验器材有。（2）如图乙所示，根据实验数据绘图，横轴为弹簧的形变量x,纵轴为钩码的质量m。已知重力加速度大 小g=9.8m/s2,则弹簧的劲度系数=N/m （结果保留两位有效数字）。（3）从图乙可以看出，当弹簧下端未挂钩码时，弹簧也有一定的伸长量，其原因是.9 .某实验小组组装了如图甲所示的实验装置来完成验证动量守恒定律的实验。在小车A的前端粘有橡皮泥, 推动小车A使之做匀速运动。

8、然后与原来静止在前方的小车8相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，在小 车人后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50 Hz。B撞针 A 打耳计时器长木板 I-L-1Z甲（1）下列操作正确的是:A.本实验无需平衡摩擦力B.先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源C.先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车（2）若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距（已标在图上）。A为运动起始的第一点，则应选 段来计算A的碰前速度，应选 段来计算A和B碰后的共同速度（以上两空均选填"AB"、"8C'、"CD"或"DE"）：-

9、ABC D E ）cmLJJ 0 ”二（20.3126.5015.87 11.70（乙（3）已测得小车A的质量mi=400 g,小车B的质量m2=500 g,由以上测量结果可得碰前总动量为kgm/s,碰后总动量为 kgm/s=实验结论：。（计算结果保留三位有效数字）10 .用工作频率为50Hz的打点计时器进行"研究匀变速直线运动"的实验。如图是实验时获得的一条纸带，。（未画出）、A、8、C、D和E为纸带上的计数点，每相邻两点间还有4个计时点未画出。现对纸带进行以下处理：以A为圆心、A。为半径作圆，交AB于点a；以B为圆心、刖为半径作圆，交BC于点b；如此依次 得到c、d两点

10、。在处理后的纸带上，用刻度尺进行相关测量，得到。8、bC、CD、dE的值并填入表格中。1aBbCcDdE0s/cm1.011.02ass1.02(1)表格中 053=cm ；(2)根据表中数据可知，匀变速直线运动位移的特点是；与纸带相连的物体的加速度大小a=m/s2,打点计时器打A点时，物体的速度大小v=m/s。(计算结果均保留两位小数)11 .某试验小组利用拉力传感器来验证牛顿第二定律，实验装置如图。他们将拉力传感器固定在小车上，用 不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到的拉力F的大小；小车后面 固定一打点计时器，通过拴在小车上的纸带，可测量小车匀加速运动的速度

11、与加速度。(1)若交流电的频率为50Hz,则根据如图所打纸带的打点记录，小车此次运动经8点时的速度% =m/s,小车的加速度a=m/s2o (2)要验证牛顿第二定律，除了前面提及的器材及已测出的物理量外，实验中还要使用 来测量出（3）由于小车所受阻力/的大小难以测量，为尽量减小实验的误差，需尽可能降低小车所受阻力/的影 响，以下采取的措施中必要的是。A.适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑B.应使钩码总质量m远小于小车（加上传感器）的总质量MC.定滑轮的轮轴要尽量光滑D.适当增大钩码的总质量m12 .用图a的装置研究物体的落体运动，已知打点计时器打点的周期为

12、兀主要操作如下:A、接通电源，释放纸带，然后关闭电源；B、取下纸带，取其中的一段标出计数点，相邻计数点间的数据如图b、<卜：卜：卡：卡：卡：巾； 丁“图b（1）测物体下落过程的加速度a,为减少误差，计算式应为。=，测出的。值比当地重力加速度g值（填"大"或"小"），若要使a值更接近当地g值，物体应选用（填"50g钩码"或“500g重锤”）。（2）要测量物体下落过程阻力的大小斤，若已知当地重力加速度为g,则还需要测量的物理量是»13 .如图甲所示是“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置图乙（1）图甲所示的打点计时器使

13、用 （选填"交流6V"或"交流220V"）电源；（2）在此实验中 （选填"必须"或"不需要"）平衡摩擦力；（3）盘和盘中祛码的总质量为m。第一次实验时小车上有2个硅码，根据实验获得的数据得到图乙中的图 线；第二次实验时，保持盘和盘中祛码的总质量不变，根据实验获得的数据得到图乙中的图线 。14 .某同学为了探究"加速度与力、质量的关系"，设计了如图所示实验装置。（1）某同学先平衡摩擦力。他将连接小车的纸带穿过打点计时器的限位孔，不挂小盘的小车靠着计时器放 在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端垫高，

14、然后。经多次调整木板倾角，直到观察到打出来 的纸带上的点间隔均匀，就说明已经平衡好小车所受的摩擦力。（2）平衡好摩擦力后，挂上装有重物的小盘，得到如图所示的纸带，已知打点计时器所使用的交流电频率为50Hz,则小车的加速度为.m/s?（保留两位有效数字）。Ecm u<A1.503.325.46（3）某同学用小盘和重物的重力作为小车所受的合力F,所得的F与真实值相比（填“偏大"、"偏小"或"相等（4）最后某同学用他的实验数据绘制了一个尸图像，发现图像没有过原点，形成的原因可能是A.小车释放时具有一定的初速度B.绘制。-尸啊图像时，只将小盘中重物的重力作

15、为合力FC.平衡摩擦力时长木板倾角过大D.绳子并没有平行于长木板15.某学生学习小组在课外做"验证力的平行四边形法则”的实验。（1）该实验需要用到如图甲所示的弹簧秤，并用对拉的方法选择弹簧秤。有两种选择方案，方案向两弹黄 秤竖直悬挂在铁架台上对拉，方案二团两弹簧秤置于尽量光滑的水平桌面对拉，下列说法正确的是A.弹簧秤使用前必须进行调零B.对拉的两个弹簧秤的量程需一致C.若方案一的两弹簧秤读数相等，则可正常使用D.若方案二的两弹簧秤读数相等，则可正常使用3.10NAO *C'4.80ND2. ION图乙图甲（2）该学习小组使用的弹簧秤量程为5.00N,将橡皮条一端固定，先用两只

16、弹簧秤将橡皮条另一端拉到某 一位置，标记为。点、紧靠细绳标记4 8两点及记录弹簧秤读数；然后用一只弹簧秤将其拉至。点，紧靠 细绳的标记C点及记录弹簧秤读数，该小组完成的某次实验数据记录在图乙中。为"验证力的平行四边行法则"，请按实验要求在图乙中完成作图;结合图乙，分析实验过程与结果，请至少给出一个方案以减少该实验的实验误差：。16 .某同学采用如图甲所示的装置及电火花打点计时器探究小车做匀变速直线运动的特点。为完成本实验，下列器材中必须有的是（填编号）；天平46V低压直流电源刻度尺秒表安装好实验装置后开始实验。实验中以下操作必需的是;A.托盘和硅码的总质量要远小于小车的总质

17、量17 调整滑轮的高度，使细线与长木板平行C.将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起D.释放小车前，小车应尽可能靠近打点计时器放置E.选择平直且各处粗糙程度相同的长木板做实验实验中获得某条点迹清晰的纸带如图乙所示，已知打点计时器所用交流电频率为/,若 （填 写表达式，用题及图中物理量表示），则可认为匀变速直线运动具有 的特点（提示：填有关速度或位移的特点）。打点计时器4 R nF/AdCDLA UT11111S | $2S3* S& '图甲图乙18 .某实验小组用如图所示实验装置探究合力做功与动能变化的关系。铁架台固定在水平桌面上，将足够长 的薄长木板倾斜放置，一端固定在水平桌面边

18、缘P处，另一端放置在铁架台的铁杆上，忽略铁杆粗细，P处 放置一光电门（未画出）。实验步骤如下：用游标卡尺测出滑块上的挡光片的宽度/，用天平测出滑块的质量m；平衡摩擦力：以P处为长木板的转动中心，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动。在铁架台竖直杆上记下此位置用刻度尺测出2到水平桌面的高度H;长木板一端保持在P处，另一端放置在铁架台竖直杆位置，用刻度尺量出&、的距离,将滑块从木板上的Q位置由静止释放，记录挡光片的挡光时间4；保持长木板一端在P处，重新调节长木板另一端在铁架台上的放置位置，重复步骤数次。固滑块沿长木板由&运动到P的过程中，用测量的物理量回答

19、下列问题（己知重力加速度为g）.滑块动能的变化量八七=o（2）滑块克服摩擦力做的功 =o合力对滑块做的功%=o（3.某考生以木板在铁架台竖直杆上的放置位置到。的距离h为横轴，以滑块通过光电门时的挡光时间t的倒数的平方1为纵轴，根据测量数据在坐标系中描点画出图线，若图线为过原点的宜线，且图线斜 rr率,则能证明合外力做的功等于物体动能的变化量。19 .某兴趣小组利用图示装置研究弹性碰撞。该装置由倾斜轨道A8、平直轨道CD与斜面EF连接而成，其中8、C之间通过光滑小圆弧（图中未画出）连接，小球通过8、C前后速率不变。实验时，先把CD段调成水 平再把质量为m2的小球2放在平直轨道CD上，然后把质量为

20、mi的小球1从倾斜轨道A8上的P点由静止 释放，球1与球2发生正碰后，球2向前运动，经。点平抛后落到斜面上的Q点（图中未画出）；球1反 弹，最高上升到倾斜轨道A8上的点（图中未画出）该小组测出P点到CD的高度为h, P'点到CD的高度h为一,EQ=l, <?=30",球1与球2大小相等。 4（1）本实验中，mi m2 （选填">或"="）；轨道AB. CD 光滑（选填"需要"或"不需要（2）若重力加速度为g,取向右为正方向，碰撞后瞬间小球1的速度为，小球2的速度为 o （用g、h、/表示）（3）碰撞前后,

21、若满足表达式,则可验证碰撞中两球组成系统的动量守恒。（用mi、佗、h、/表示）（4）碰撞前后，若满足/=h,则可验证该碰撞为弹性碰撞。20 .在"验证机械能守恒定律"实验中，某同学采用让重物自由下落的方法验证机械能守恒定律，实验装置如 图所示。除图中给出的器材外，下面列出三种器材，完成实验不需要的是A.交流电源B.刻度尺 C.天平（2）某同学从打出的纸带中选出一条理想的纸带，如图所示。选取纸带上连续打出的三个点4 8、C,测得它 们到起始点。的距离分别为仇、柩、加。已知重锤的质量为m,打点计时器所接交流电的频率为了,当地的 重力加速度为g。从起始点。开始到打下8点的过程中，

22、重锤重力势能的减小量& =,重锤动能的 增加量& =。在误差允许的范围内，如果AEp = AEk,则可验证机械能守恒。21 .实验课上同学们利用打点计时器等器材，研究小车做匀加速直线运动的规律。其中一个小组的同学从所 打的几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带，如图所示。图中。、4 8、C、D是按打点先后顺序依次选取 的计数点，在纸带上选定的相邻两个记数点之间还有四个打出点没有画出。打点计时器使用的交流电频。率为50Hz,则相邻两个计数点间的时间间隔为 s;纸带的 （左或右）端与小车相连接；由图中的数据可知，打点计时器打下C点时小车。运动的速度大小是 m/s,小车运动的加速度大小是

23、 m/so （计算结果均保留两位有效数字）Q411B * .C* 1 <9.61<4A _18.0128.81>（单位:cm）22 .某兴趣小组利用手机连拍功能测量当地的重力加速度，方法如下。（1）在竖直墙壁上沿竖直方向固定一刻度尺，将小球底部与刻度尺0刻度对齐，由静止释放，用手机连拍 其下落过程：选取连续拍摄的3张照片如图所示，读出第一张和第二张照片中小球底部对应的刻度分别为 78.24cm、122.25cm,读得第三张照片中小球底部对应的刻度为 cm。（2）若手机每隔0.10s拍摄一张照片，则当地的重力加速度g=m/s?（保留3位有效数字）（3）若已知当地重力加速度的准确

24、值，则利用上述数据还可以完成哪些实验？（测量哪些物理量或证什么 物理规律，只要求写一个）23 .某实验小组利用如图甲所示的实验装置验证动量守恒定律，已知小球A、B的直径相同，质量分别为mi、m2（1）用10分度的游标卡尺测量小球A的直径/其示数如图乙所示，直径d=cm。（2）用两条细线分别将球A、B悬持于同一水平高度，且自然下垂时两球恰好接触，球心位于同一水平线上。将球A向左拉起，使其悬线与竖直方向的夹角为a时由静止释放，与球B碰撞后，球A向左摆且测得 摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为4,球B向右摆且测得摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为 %、通过以上实验结果可知质量mi （填"

25、;大于""小于"或噂于"）（3）若两球碰撞前后的动量守恒，则町Jlcosa =o （用测量的物理量表示）24 . （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，为防止读数时测微螺旋发生转动，读数前应先旋紧如图所示的部件 （选填"A"、"8"、"U或"D"）。从图中的示数可读出合金丝的直径为=mm。（2）如图，用"碰撞实验器"可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。如图中。点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球网多次从斜轨上5位置静止

26、释放, 找到其平均落点的位置P,测量平抛射程。P。然后，把被碰小球加2静置于水平轨道末端，再将入射球网 从斜轨上S位置静止释放，与小球山2相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是。（填选项前的符号）A.用天平测量两个小球的质量风、m2B.测量小球网开始释放高度C.测量抛出点距地面的高度HD.分别找到叫、m2相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM, ON本实验中若两球相碰前后动量守恒，其表达式可表示为 （用中测量的量表示）25 .如图所示，某同学利用电子秤、轻质材料做成的凹形轨道，研究小球通过凹形轨道的运动，由于小球质 量远大于凹形轨道的质量，下面计算中可以忽略凹形轨道的质量，已知凹

27、形轨道最下方为半径为R的圆弧 轨道，重力加速度为g，把凹形轨道放在电子秤上，小球放在轨道最低点，电子秤读数为mi.让小球从离轨道最低点”处由静止释放，当小球通过轨道最低点时，用手机抓拍出电子秤读数为m2.根据电子秤两次读数可知，小球通过轨道最低点时的速度为，这说明小球通过凹形轨道最低点时处于 （填"超重""失重"或"平衡"）状态.小球从离轨道最低点高H处由静止释放到通过最低点的过程中克服摩擦力做功为.26 .某同学在做“验证力的平行四边形定则"实验时，将橡皮筋改为劲度系数为400/V/m的轻质弹簧将 弹簧的一端A'固

28、定在竖直墙面上.不可伸长的细线。A、OB、0C,分别固定在弹簧的A端和弹簧秤甲、乙 的挂钩上，其中。为OA、OB、0C三段细线的结点，如图1示.在实验过程中，保持弹簧AA'伸长LOOcm 不变.（1）若OA、OC间夹角为90。，弹簧秤乙的示数如图2所示，为 N,则弹簧秤甲的示数应该是N；（2）在（1）问中若保持OA与OB的方向不变：逐渐增大OA与OC的夹角，则弹簧秤甲的读数大小将 ，弹簧秤乙的读数大小将.27 .实验室中有5根一模一样的弹簧，小明想测量这批弹簧的劲度系数，将弹簧等间距悬挂在水平铁架台上， 如图甲所示，1号弹簧不挂钩码，2号挂1个钩码，3号挂2个钩码，依此类推，钩码均相同

29、。计算结果保 留3位有效数字。为了更直观地呈现出弹力大小F与伸长量Ax的关系，小明以1号弹簧末端指针中点为原点，做出竖直的（选填"尸'或"Ax"）。y轴及水平的X轴，其中y轴代表, x轴代表（2）为测量弹簧的伸长量，小明取来一把米尺，竖直放置在地上，米尺的100cm刻度刚好与1号弹簧末端指 针中点在同一水平线上，测量2号弹簧末端指针中点位置时，如图乙所示，则此时弹簧伸长量为cm,.28.在用打点计时器研究小车速度随时间变化规律的实验中，得到一条纸带如图所示。8、C, D、F、 G为计数点（任两计数点间有四个点未画出），相邻计数点间时间间隔为0.10s, X

30、i=1.20cm, x2=1.60cm, X3=1.98cm, X4=2.38cm, X5=2.79cm, X6=3.18cm。根据图上数据，则打8点时小车的速度是 m/s,小车的加速度是 m/s2。（结果保留2位有效数字）（2）某同学用以下办法绘制了小车运动的“t图像：先把纸带每隔T=O.ls剪断，得到若干段纸条，长度分别为 XI、X2、X3' X4. X5、X6。再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条的下端对齐，作为时间轴，标出时间。 最后根据纸条上端中心位置做一条直线，于是得到"t图像（如图所示）。a.h处应标为 s；为处应标为 （此空用第（2）问中的字母表示）;b.

31、请说明利用纸条长度表示瞬时速度所依据的原理 o29 .伽利略斜面实验被誉为物理学史上最美实验之一、研究小组尝试使用等时性良好的“节拍法”来重现伽利 略的斜面实验，研究物体沿斜面运动的规律。实验所用节拍频率是每秒2拍，实验装置如图（q）所示。在 光滑倾斜的轨道上装有可沿轨道移动的框架，框架上悬挂轻薄小金属片，滑块下滑撞击金属片会发出"叮"的 声音（金属片对滑块运动的影响可忽略）。实验步骤如下：从某位置（记为4）静止释放滑块，同时开始计拍调节框架的位置，使相邻金属片发出的"叮"声恰好间 隔1个拍，并标记框架在轨道上的位置4、M、4.:测量 Al、A2>

32、 A3.至ijAo 的距离 Si、S2> S3.如图（b）所示。图(a)图(b)将测量数据记录于下表，并将节拍数n转换成对应时间t的平方。n123456s/cm9.538.586.2153.2240.3346.4t2/s20.251.00C4.006.259.00表格中"U处的数据应为；（2）由表中数据分析可得，s与t?成 关系（填"线性"或"非线性"）；滑块的加速度大小为 m/s2 （结果保留2位小数）.30 .有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：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。，每个钩

33、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Foa、Fob和Foe,回答下列问题：A.钩码数 Ni=M = 2, N3=4 B.钩码数 Ni=M=3, Nz=4C.钩码数 Ni = N2 = N3=4D.钩码数 Ni = 1, N?=4, M = 6在拆下钩码和绳子前，最重:要的步骤是；A.标记结点。的位置，并记录OA、OB、0C三段绳子的方向及对应的钩码个数B.量出OA、OB、0C三段绳子的长度C,用量角器量出三段绳子之间的夹角D.用天平测出钩码的质量在作图时，你认为下图中正确的是（填"A"或"B"）。31.现要测量一铁块与木板间的

34、动摩擦因数，实验装置如图甲所示。木板一端抬起一定高度构成倾角为。的斜面，电磁打点计时器固定在木板上端，铁块与穿过电磁打点计时器的纸带相连，打点计时器连接频率为 50Hz的交流电源接通电源后，从静止释放铁块，铁块带动纸带运动电磁打点计时器在纸带上打出一系列的 点迹。电磁打点计时器甲图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，4 8、C、D、E是实验中选取的计数点，每相邻两计数点 间还有四个计时点未标出，各计数点间的距离如图所示。由图中数据可知，打点计时器在打C点时铁块的速 度大小匕=m/s,铁块的加速度大小 m/s2 （结果均保留两位有效数字）；（2）铁块与木板间的动摩擦因数的表达式 = （用&q

35、uot;g和。表示）。2022年高考物理一轮复习：力学实验专项练习题答案版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之间的距离分别是比、dz、明、山，打点计时器打点的周期为兀/J B CDE/ /(卜/ 4*-di-小-/ 一(1)则打B点时纸带的瞬时速度VB=:(2)纸带运动的加速度。=。【解析】(1)打B点时纸带的瞬时速度等于AC两点间的平均速度d、+(2)由公式Z = at1带入% + dy (d-> + 4) = a(2T)得a+4-w-d、a= 472 .某科技实验小组利用传感器测

36、定铁块与斜面间的动摩擦因数，装置如图甲所示，在长为的固定斜面上, 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/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。铁块图乙中的纵坐标表示铁块到传感器的距离I,横坐标表示 oA. VvB. VC. v2D. rV该图线的函数表达式/= （用，0、b、u表示）（3）根据图线可得铁块沿斜面下滑的加速度a = （用小人表示）。若斜面长4 = 1.0m,高0.60m,采用国际单位制b的数值为9.8,取重力加速度g =9.8m/s2,可得到铁 块与斜面间的动摩擦因数 =。/b【答案】C-fv2

37、+/0b4【解析】 设铁块下滑的加速度为a,速度为口v2 = 2ax 解得2X =V 2a铁块到传感器的距离为1 = 1八-x = /n=y，+1 八VU ccU2a2a式中%、。为定值，所以横坐标为一。故选Co 由图乙可知，宜线斜率'J、jk = _k, b0.125，位移为x，铁块从静止开始下滑，则据运动学公式可得因此设直线的方程为v2 + C/ = 一竺 b将(0,4), S,0)代入方程，解得故该图线的函数表达式为1 = 4+1。b(3)结合(2)可得I = - v2 + /0 = - v2 + L2ao b 。可知_L=b2a b解得b a =2,o(4)斜面长/°

38、 = LOm,高0.60m，没斜面勺地血的夹角为。，则sin 8 = 0.6， cos 0 = 0.8铁块沿斜面向卜滑动时受到沿斜面向上的摩擦力f和币:力沿斜面的分量K6=mg sin。，f = /umg cos 0则铁块受到的合力为F台=mg sin 0 - jumg cos 0据牛顿第二定律得ma = mg sin 0 pmg cos 0a = g sin 0 cos 60.5x9.8m/s2 =0.6x9.8m/s2 -(0.8x9.8m/s2)-解得 =0.1253 .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.如图(a),将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托

39、盘中依次增加硅码，测得相应的弹簧长度，部分数据如下表，有数据算得劲度系数% = N/m. (g取lOm/s?)祛码质量(g)50100150弹簧长度(cm)8.637.646.62(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 电门的速度大小一.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叭释放滑块过程中，弹 簧的弹性势能转化为.重复中的操作，得到-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，弹性势能与弹簧的一成正比.(a)(c)【答案】50 相等滑块的动能正比 压缩量的平方【解

40、析】 表格中，当50g时，弹簧长度为8.62cm ,当100g时,弹簧长度为7.63cm，当150g时，弹簧长咬为6.66cm，根据胡克定律尸=2加，设弹簧的劲度系数为左，原长为与,则列式0.05 x 9.8 =)t(x0-0.0862)0.lx9.8 = A(用-0.0763)联立解得左=50N/m.(2)通过光电门来测量瞬时速度，从而获得释放压缩的弹簧的滑块速度，为使弹性势能完全转化为动能，则导 轨必须水平，因此通过两个光电门的速度大小须相等。(3)用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量X;当秣放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度上释放滑块过程中， 弹簧的弹性势能转化为滑块的动能：根据丫与X的关系图

41、可知，图线经过原点，且是斜倾直线，则V与X成正比，由动能衣达式，动能与速度 的大小平方成正比，而速度的大小与弹簧的压缩量成正比，因此弹簧的弹性势能与弹簧的压缩量的平方成正 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。已知小物块与长木板面和水平面的动 摩擦因数相同，重力加速度为g。(1)甲同学利用该装置进行实验，把长木板倾角调整到合适角度，使小物块在倾斜的长木板上匀速下滑， 测量出长木板倾角为,则可知小物块与长木板的动摩擦因数 =o(2)由于难以确认小物块在倾斜的木板上做匀速运动，乙同学对实验加以改进，增大木板的倾角使其稍大 于4,再使小物块从A点从静止开始下滑，经过。

42、点后到达水平面上的8点停下。测得A点距水平面的高 度为h, A, B两点间的水平距离为x (如图)，忽略物块在。点的机械能损失，则可测得动摩擦因数=(3)由于物块在O点实际上有机械能损失，因此上述测量结果与真实值比较，测宾(填“或"=")h【答案】tan 00>x【解析】(1)小物块在倾斜的长木板上匀速下滑，对小物块受力分析得mg sin 00 = 7g cos 00解得 =tan 0()对A-B过程运用动能定理得mgh -卬ng cos % - 一 zg(x-) = 0sin %tan 国即mgh - /Limgx = 0解得h=一x(3)设物块在。点机械能损失为卬

43、损，由以上分析可得mg 一 测 zg尤=0mgh-W.-iimgx = 0比较以上两式得测 > 真用游标卡尺测量挡光片的宽度，其示数如图乙所示，则挡光片的宽度”mm.(2)使物块每次都从斜面的顶端A由静止滑下，改变光电门的位置8,测量A、8间的距离x,并记下光电门 相应的挡光时间t,获得多组数据。若以x为纵轴、3为横轴画出的x-J图线如图丙所示，则物块的加速 度大小。=m/s2 (结果保留两位有效数字)【答案】2.401.8【解析】挡光片的宽度d = 2mm+8x 0.05 mm = 2.40mm(2)物块通过光电门时的速率dV t根据匀变速直线运动的规律有v2 = 2ax整理得d2 1

44、X =72a V结合题图丙可得d2 0.82=t m - s2a 0.50 xlO6解得a = 1.8m/s26.在“验证里的平行四边形定则”的实验中：下面列出的措施中，下列说法错误的的有;A.细绳要适当长一些B.两个分力之间的夹角尽量大一些C.橡皮绳弹性要好，拉到。点时的拉力适当大些D.拉橡皮条时，橡皮条、细绳、弹簧秤要平行贴近水平木板E.把橡皮条换成一根轻弹簧无法完成该实验(2)有位同学做了一系列步骤，其中的两个步骤是这样做的：在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用 两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置。点，在白纸上

45、记下。点与两个弹簧秤 的读数Fi与F2i只用一个弹簧秤通过细线沿原来的方向(即两个弹簧同时拉时橡皮条伸长的方向)拉橡皮条，记下此时弹 簧秤的读数尸和细线的方向。以上两个步骤中均有疏漏或错误，分别是：在中;在中。【答案】BE还应记下Fi和Fz的方向 应让橡皮条伸长到。点【解析】(1)A.细绳要适当长一些，方便记录力的方向，A正确，不符合题意；B.为了让实验结果具有普遍意义，两个分力之间的夹角是任意的。B错误，符合题意；C.橡皮绳弹性要好，拉到。点时的拉力适当大些，以减小误差的影响。C正确，不符合题意；D.拉橡皮条时，橡皮条、细绳、弹簧秤耍平行贴近水平木板。D正确，不符合题意；E.把橡皮条换成一根

46、轻弹簧可以完成该实验。E错误，符合题意。故选BE。(2)还应记下Fi和Fz的方向。应让橡皮条伸长到。点。7.某同学设计了如甲、乙两图所示的实验装置来探究加速度与物体质量、物体受力的关系。拉力传感抽，、车打点计时器小车.打点计时器【III钩码已钩码白甲乙 (填"甲"或"乙")实验装置比较好，原因是.在实验误差允许范围内，当小车的质量不变时，小车的加速度与小车的合外力满足 图的关系。【答案】甲因为甲图通过拉力传感器能够准确得到小乍受到的拉力大小，不需像乙图那样要使小车的总质量远远大于钩码的质量才能近似认为小车受到的拉力等于钩码的重力A【解析】(1)因为图甲通

47、过拉力传感器能够准确得到小车的拉力大小，不需耍像乙图那样使小车的总质量远远大于钩 码的质量才能近似认为小车受到的拉力等于钩码的重力，所以甲的装置较好：(2)在实验误差允许范围内，当小车的质量不变时，小车的加速度与小车的合力成正比，图像是过原点的直 线，故A正确，BCD错误。故选A。8 .如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个质量已知的相同钩码，探究弹簧弹力与形变量的关系。2.0 4.0 6.0 8.0 x/cm(1)本实验还需耍的实验器材有.(2)如图乙所示，根据实验数据绘图，横轴为弹簧的形变量x,纵轴为钩码的质量m。已知重力加速度大小g=9.8m/s2,则弹簧的劲度系数/=N/m (结果保留两位有

48、效数字)。(3)从图乙可以看出，当弹簧下端未挂钩码时，弹簧也有一定的伸长量，其原因是【答案】 刻度尺 9.8弹簧自重的影响【解析】实验需要测量弹簧的长度、形变量，故还需要的实验器材有刻度尺。(2)题图乙中的图线为直线，说明弹簧的弹力大小与惮簧的伸长量成正比，可得Ax6.0x10-2x9.8(7.0 1.0)x10-2N/m=9.8N/m(3)由于弹簧自重的影响，当弹簧下端未挂钩码时，弹簧也会有一定的伸长量。9 .某实验小组组装了如图甲所示的实验装置来完成验证动量守恒定律的实验。在小车A的前端粘有橡皮泥, 推动小车A使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车8相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，在

49、小 车4后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50 Hz。,撞针 A打博计时器长木板 |-1lZ、，boy纸带甲(1)下列操作正确的是；A.本实验无需平衡摩擦力B.先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源C.先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车（2）若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距（已标在图上）。A为运动起始的第一点，则应选段来计算A的碰前速度，应选 段来计算A和8碰后的共同速度（以上两空均选填"AB"、"BC"、"CD"或"DE"）；-ABC D E ）cml：乐 Ik 一胃；二（20.3

50、126.5015.87 11.701乙（3）已测得小车A的质量mi=400 g,小车B的质量m2=5OO g,由以上测量结果可得碰前总动量为 kgm/s,碰后总动量为 kg m/so实验结论：。（计算结果保留三位有效数字）【答案】C BC DE 1.061.05在误差允许的范围内，系统的动量守恒【解析】（1）本实验要保证系统动量守恒，因此要平衡摩擦力，同时按照正确操作步骤应该先开电源后推动小车运 动。故选Co（2）由纸带可知，BC段小车才匀速运动，而碰撞后DE段才开始匀速运动，故应选8c段来计算A的碰前速度，应选DE段来计算A和8碰后的共同速度：（3）碰前A的速度BC 0.265匕=亍-=0

51、m/s = 2.65 m/ s则碰前的动量Pi =町 h = 1.06 kg- m/ s碰后A8一起运动的速度DE0.1170.1m/ s = 1.17 m/ s碰后的动量 p2 （见 + m2 ）v2 = 1.05 kg- m/ s因此在误差允许的范围内，系统动量守恒。10 .用工作频率为50Hz的打点计时器进行"研究匀变速直线运动”的实验。如图是实验时获得的一条纸带，。（未画出）、A、8、C、。和E为纸带上的计数点，每相邻两点间还有4个计时点未画出。现对纸带进行以下 处理：以A为圆心、A。为半径作圆，交AB于点a；以B为圆心、刖为半径作圆，交BC于点b；如此依次 得到c、d两点。

52、在处理后的纸带上，用刻度尺进行相关测量，得到。8、bC、CD、dE的值并填入表格中。<4 a BbCc： Dd E (1cm *2345'678910 *111213141516 7171aBbCcDdE0s/cm1.011.02ass1.02(1)表格中 053=cm ；(2)根据表中数据可知，匀变速直线运动位移的特点是:(3)与纸带相连的物体的加速度大小a=m/s2,打点计时器打A点时，物体的速度大小v=m/s。(计算结果均保留两位小数)【答案】1.00连续相等时间内的位移增量相等1.010.24【解析】(1)表格中A% =cD = l 1.80cm-10.80cm = 1,

53、00cm(2)aB=AB-OA, bC=BC-AB, cD=CD-BC, dE=DE-CD,表中可以看出：。8、bC、c。、dE 的长度在误差允许的范 围内近似相等，故为连续相等的时间间隔内的位移差，即匀变速宜线运动位移的特点是：连续相等时间内的 位移增量相等；(3)由逐差法可知C£-AC = a(2T)2带入数据解得”至华”75 二 6.85)-(6.85-。)曲(27)一(2x0.1)OA + AB Aa + AB (2.91 + 1.90)xl02 zv = 乙m/s = 0.24m/s2T 2T0.211 .某试验小组利用拉力传感器来验证牛顿第二定律，实验装置如图。他们将拉力

54、传感器固定在小车上，用 不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到的拉力F的大小；小车后面 固定一打点计时器，通过拴在小车上的纸带，可测量小车匀加速运动的速度与加速度。（1）若交流电的频率为50Hz,则根据如图所打纸带的打点记录，小车此次运动经8点时的速度% =m/s,小车的加速度a=m/s2o（2）要验证牛顿第二定律，除了前面提及的器材及已测出的物理量外，实验中还要使用 来测量出AB（单位：cm） C” k'8.00（3）由于小车所受阻力/的大小难以测量，为了尽量减小实验的误差，需尽可能降低小车所受阻力/的影 响，以下采取的措施中必要的是。A.适当垫高长木板

55、无滑轮的一端，使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑B.应使钩码总质量m远小于小车（加上传感器）的总质量MC.定滑轮的轮轴要尽量光滑D.适当增大钩码的总质量m【答案】0.401.46 天平 小车总质量 AD【解析】（1）根据平均速度表示瞬时速度可得小车此次运动经B点时的速度为xAC 8.00 X1O-2Vb2x0.1=0.40m/s根据可得，小车的加速度为,二生m=(8.27T25炉="2T20.12(2) 3要验证牛顿第二定律，根据F(1 -M可知该实验需要测量质量，所以实验中还要使用天平，来测量出小车的总质量。(3) A.实验中需要平衡摩擦力，平衡摩擦力的操作，适当垫高长木

56、板无滑轮的一端，使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑，所以A正确；BC.实验中用拉力传感器直接测出了小车的拉力大小，因此对小车的质量和所挂钩码质量没有具体的要求，定滑轮的轮轴是否光滑也无关，所以BC错误；D.适当增大钩码的总质量m可以减小摩擦阻力产生的相对误差，所以D正确；故选ADo12用图。的装置研究物体的落体运动，已知打点计时器打点的周期为晨主要操作如下：A、接通电源，释放纸带，然后关闭电源：B、取下纸带，取其中的一段标出计数点，相邻计数点间的数据如图以<卜：卜：卡：卡：卡：巾； 丁“图b(1)测物体下落过程的加速度。，为减少误差，计算式应为。=,测出的。值比当地重力加速度g值(填"大"或"小")，若要使a值更接近当地g值，物体应选用(填"50g钩码" 或“500g重锤”)。(2)耍测量物