高考物理一轮复习实验题专题训练：力学实验

力学实验专题复习学校:___________姓名：___________班级：___________1．某兴趣小组采用两种方案探究影响向心力大小的因素。（1）使用如图的向心力演示器，匀速转动手柄1，使变速塔轮2和3、长槽4和短槽5匀速转动，槽内的小球也随之做匀速圆周运动。小球挤压挡板使挡板另一端压缩测力套筒的弹簧，压缩量可从器件________（填写数字“6、7或8”）上读出，该读数即显示了向心力的大小。该探究实验所采用的方法是：________。（2）使用向心力实验器采集到下表数据：探究向心力和角速度的关系（小球质量，转动半径）向心力/N2.02.42.83.24.0频率/2.752.993.243.483.92向心力除以频率的平方0.264460.268450.266730.264240.26031角速度的平方/298.25352.58414.01477.61606.03向心力除以角速度的平方0.006710.006800.006760.006700.00660从表中可得出：在误差允许范围内，保持________和________一定的情况下，向心力与角速度的平方成________关系。2．小于同学为了测量当地的重力加速度，设计了一套如图甲所示的实验装置。拉力传感器竖直固定，一根不可伸长的细线上端系在传感器的固定挂钩上，下端有一小钢球，钢球底部固定有遮光片，在拉力传感器的正下方安装有光电门，小钢球通过最低点时恰能通过光电门（假设遮光片通过光电门的速度即为小球此时的速度）。小于同学进行了下列实验步骤：（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d，用游标卡尺测量小钢球的直径为D，用刻度尺测量小钢球到悬点的摆线长为L；（2）拉起小钢球，使细线与竖直方向成不同角度后由静止释放，小钢球每次均在竖直平面内运动，记录小钢球每次通过光电门的遮光时间和对应的拉力传感器示数F；（3）根据记录的数据描绘出如图乙所示的图像，已知图像与纵轴交点为a，图像斜率为k，则通过以上信息可求出当地的重力加速度表达式为g=_____（用题目中所给物理量的符号表示）；（4）由于实验中对速度的近似测量，导致当地重力加速度g的测量值比实际值______（选填“偏大”“偏小”“不变”）。3．某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素．（1）他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图1所示．这样做的目的是_____（填字母代号）．A、保证摆动过程中摆长不变B、可使周期测量得更加准确C、需要改变摆长时便于调节D、保证摆球在同一竖直平面内摆动（2）该同学探究单摆周期与摆长关系，他用分度值为毫米的直尺测得摆线长为89.40cm，用游标卡尺测得摆球直径如图2甲所示，读数为_____cm．则该单摆的摆长为_____cm．用停表记录单摆做30次全振动所用的时间如图2乙所示，在停表读数为_____s，如果测得的g值偏大，可能的原因是_____（填序号）．A、计算摆长时加的是摆球的直径B、开始计时时，停表晚按下C、摆线上端未牢固系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加（实验过程中先测摆长后测周期）D、实验中误将30次全振动记为31次（3）下列振动图象真实地描绘了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C、D均为30次全振动的图象，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是_____（填字母代号）．4．如图所示。长约1m，一端封闭的均匀玻璃管中注满清水，水中放一红蜡做成的小圆柱体（圆柱体的直径略小于玻璃管的直径，轻重大小适宜，在水中能够匀速上浮），将另一端的开口用胶皮塞塞紧。其总质量为3kg。在时刻很快地将玻璃管倒置，蜡块匀速上升，蜡块每一秒上升的距离为10cm；使玻璃管水平向右匀加速运动，每一秒通过的水平距离分别为5cm、15cm、25cm、35cm、45cm……，在图中y表示蜡块在竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，时蜡块位于坐标原点。（1）请在图中标出t等于1s、2s、3s、4s、5s时蜡块的位置，并用平滑的曲线描绘蜡块的轨迹。()（2）玻璃管做上述运动时水平方向受力为___________N。5．“探究物体动能大小与哪些因素有关”实验中，小华让质量不同的小球从同一斜面同一高度由静止释放，撞击同一木块，木块被撞出一段距离，如图甲所示（忽略小球与接触面的摩擦以及撞击过程中的能量损失，图乙中球离开弹簧前的接触面光滑，离开后接触面粗糙）。（1）将质量不同的小球从同一高度由静止释放的目的是___________；（2）该实验是通过观察___________来反映小球的动能大小；（3）小明同学将实验装置改进成图乙所示，用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究小球的动能大小与___________（质量/速度）的关系；（4）小明觉得利用图乙的装置，也能探究小球的动能大小与质量的关系。只需利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块；小华觉得将质量不同的小球从同一高度静止释放（图丙）撞击同一木块，也能探究小球的动能大小与质量的关系，___________（小明/小华）的设计方案不可行。6．如图甲所示，一条质量和厚度不计的纸带，缠绕在直径为d的定滑轮上，纸带的下端悬挂一质量为m的重物。将重物由静止释放，滑轮将在纸带带动下转动，纸带和滑轮不打滑。为了分析滑轮转动时角速度的变化情况，释放重物前将纸带先穿过一电火花计时器，计时器接在频率为50Hz的交流电源上，通过研究纸带的运动情况得到滑轮角速度的变化情况，如图乙所示。图丙为计时器打出的纸带中的一段，在这一段上取了3个计数点A、B、C，相邻两个计数点间还有4个计时点未画出，其中x1=12.62cm、x2=14.92cm。图丁为使用20分度游标卡尺测量滑轮直径的示意图。（1）根据图丁中游标卡尺的刻度，可得滑轮的直径d________cm；（2）根据图丙中所给数据，可以求出打下B点时滑轮的角速度为________rad/s；（结果保留三位有效数字）（3）根据图丙中所给数据，可以求出重物下落的加速度为________m/s2。（结果保留三位有效数字）7．某同学利用如图甲所示的装置验证动能定理。固定并调整斜槽，使它的末端O点的切线水平，在水平地面上依次铺放好木板、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平抛的水平位移x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：高度H（h为单位长度）h2h3h4h5h6h7h8h9h水平位移xcm5.59.111.714.215.917.619.020.621.7（1）斜槽倾角为θ，小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ斜槽底端离地的高度为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，动能定理若成立应满足的关系式是_____；（2）以H为横坐标，以_____为纵坐标，在坐标纸上描点作图，如图乙所示。8．图甲所示为某实验小组测量重力加速度的装置图，其中D为铁架台，E为固定在铁架台上的轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略），F为光电门，物体A、B质量均为M，C为固定在A上、宽度为d的细遮光条（质量不计）。此外该实验小组还准备了砝码一套（n个相同的砝码，质量均为m）和刻度尺等，请在以下实验步骤中按要求作答：（1）在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门之间的高度差h；（2）取出一个砝码放在A中，让A从位置O由静止开始下降；（3）记录下遮光条通过光电门的时间△t，根据所测数据计算出A下落到F处的速率v=_______；（4）改变砝码的个数，重复（2）（3）步骤，得到多组n（n为A中所放砝码的个数）及△t的数据，作出以（△t）2为纵轴，以_______为横轴的图像，如图乙所示（图中横、纵坐标物理量的单位均采用国际单位制），若斜率为k，则g=_______（用M、m、d、h、k表示）。9．（1）某同学在用单摆测定重力加速度的实验中，测量5种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录表格如下：摆长L(m)0.50.80.91.01.2周期T(s)1.421.791.902.002.20T2(s2)2.023.203.614.004.84①.以L为横坐标，T2为纵坐标，作出T2—L图线，并利用此图线可求出重力加速度g＝__．②.若通过计算测得重力加速度g的值偏大，其原因可能是______A．摆球质量太大B．单摆振幅偏小C．误将n次全振动记录为（n+1）次D．误将摆线长当成摆长，未加小球的半径（2）．如图是一个单摆在淮州中学实验室做受迫振动时的共振曲线．①.该单摆的摆长__（取）②.若用摆长相同的单摆装置分别在淮州中学、北京大学实验室做相同的受迫振动实验，则在北京大学实验室得到的共振曲线与上图比较：共振曲线的“峰”__（填“向左移动”、“保持不变”或“向右移动”）10．某同学用如图甲所示装置验证动能定理或动量定理：铁架台下端固定一个光电门，小球从光电门上方某处由静止下落，穿过光电门时，与光电门相连的计时器测量挡光时间为。测量小球释放时球心距光电门的距离为h，小球从开始下落到光电门开始挡光的时间为t，重力加速度为g，回答下列问题：(1)首先用螺旋测微器测量小球的直径，如图乙所示，小球的直径为___________mm。(2)验证动能定理的表达式为___________验证动量定理的表达式为___________。11．一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．用下面的方法测量它匀速转动时的角速度．实验器材：打点计时器、米尺、纸带、复写纸片．实验步骤：(1)如图，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后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上(纸带厚度可不计)．（2）接通电源，启动控制装置使圆盘转动，同时打点计时器开始打点．(3)经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量．某次实验测得圆盘半径r=5.5×10-2m，得到的纸带的如图，求得线速度为___________；角速度为__________________12．某物理兴趣小组利用电子秤探究小球在竖直面内的圆周运动，他们到物理实验室取来电子秤、铁架台、长度为L的轻质细线和小球等．(1)将铁架台放在电子秤上，其读数为M；撤去铁架台将小球放在电子秤上，其读数为m；(2)组装好实验装置如图所示．保持细线自然伸长，将小球拉起使细线处于水平位置，此时电子秤读数为______(填写“M＋m”“M”“大于M＋m”或“处于M和M＋m之间”)；(3)从释放小球至小球向下运动到最低点过程，电子秤读数________；(填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”)(4)忽略空气阻力，当小球运动到最低点时，细线的拉力为________；电子秤的读数为________。(已知重力加速度为g)13．用如图a所示的装置可以监测圆盘转动的快慢，并且还可以测定其转动的周期。原理为：一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径方向开有一条宽度为的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向由某一位置向边缘方向匀速移动，激光器连续竖直向下发射激光束。在圆盘匀速转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线。图b为所接收的激光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度。已知传感器接收到第1个激光束信号时，激光束距圆盘中心的距离为r1=0.25m；传感器接收到第2个激光束信号时，激光束距圆盘中心的距离为r2=0.40m。图中第1个激光束信号的宽度为。(1)根据题中的数据，圆盘转动的周期T为___________s。(2)激光器和传感器一起沿半径方向运动的速度为___________m/s。14．小明同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。（1）摆球应该选择___（选填“小钢球”或“小塑料球”）；摆线应该选择___（选填“100cm长的无弹性细线”或“100cm长的弹性细线”）。（2）小明组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图甲所示。这样做的目的是___（填字母代号）。A．保证摆动过程中摆长不变

B．可使周期测量得更加准确C．需要改变摆长时便于调节

D．保证摆球在同一竖直平面内摆动（3）用秒表记录下单摆50次全振动所用时间如图乙所示，则可知该次实验中50次全振动所用的时间为__s，单摆运动的周期T=___。15．如图所示，某同学在研究平抛运动的实验中，