高三物理二轮复习（通用版）对应练习-力学基础实验 word版含解析

课前诊断——力学基础实验考点一基本仪器的使用与读数1.考查游标卡尺和螺旋测微器的读数](海南高考)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图(a)和(b)所示。该工件的直径为________cm，高度为________mm。(a)(b)解析：游标卡尺读数为d＝12mm＋4×eq\f(1,20)mm＝12.20mm＝1.220cm螺旋测微器的读数为h＝6.5mm＋36.1×0.01mm＝6.861mm。答案：1.2206.8612．考查游标卡尺和螺旋测微器的读数](安徽高考)Ⅰ.根据单摆周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))，可以通过实验测量当地的重力加速度。如图甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图乙所示，读数为________mm。Ⅱ.在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为________mm，合金丝的直径为________mm。解析：Ⅰ.该游标尺为十分度的，根据读数规则可读出小钢球直径大小。Ⅱ.由于螺旋测微器开始起点有误差，估读为0.007mm，测量后要去掉开始误差。答案：Ⅰ.18.6Ⅱ.0.0070.638考点二“纸带”类实验3.考查研究匀变速直线运动](天津高考)某同学利用如图所示装置研究小车的匀变速直线运动。(1)实验中，必需的措施是________。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)他实验时将打点计时器接到频率为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＝________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vB＝________m/s。(结果均保留两位有效数字)解析：(1)利用打点计时器研究小车的匀变速直线运动时，为顺利完成实验，保证实验效果，细线与长木板要平行，否则小车受力会发生变化，选项A正确；为打的点尽量多些，需先接通电源，再释放小车，选项B正确；本题中只要保证小车做匀变速运动即可，无需保证小车质量远大于钩码的质量，选项C错误；同理，小车与长木板间可以有不变的摩擦力，无需平衡摩擦力，选项D错误。故必要的措施是A、B选项。(2)由s4－s1＝3aT2、s5－s2＝3aT2、s6－s3＝3aT2知加速度a＝eq\f(s4＋s5＋s6－s1－s2－s3,9T2)＝0.80m/s2打B点时小车的速度vB＝eq\f(s1＋s2,2T)＝0.40m/s。答案：(1)AB(2)0.800.404．考查验证机械能守恒定律](漳州市漳浦一中检测)用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，据此验证机械能守恒定律。(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C．用天平测出重锤的质量；D．释放纸带，立即接通电源开关打出一条纸带；E．测量纸带上某些点间的距离；F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是________。(将其选项对应的字母填在横线处)(2)在验证机械能守恒定律的实验中，若以eq\f(1,2)v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出eq\f(1,2)v2­h的图像应是____________，才能验证机械能守恒定律；eq\f(1,2)v2­h图像的斜率等于________的数值。解析：(1)B项，打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误。C项，因为我们是比较mgh、eq\f(1,2)mv2的大小关系，故m可约去，不需要用天平。故C没有必要进行。D项，开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差。故D错误。故选B、C、D。(2)利用eq\f(1,2)v2­h图线处理数据，物体自由下落过程中机械能守恒，mgh＝eq\f(1,2)mv2，即eq\f(1,2)v2＝gh，所以以eq\f(1,2)v2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线。那么eq\f(1,2)v2­h图线的斜率就等于重力加速度g。答案：(1)BCD(2)过原点的倾斜直线重力加速度5．考查探究做功与动能变化的关系]某实验小组采用如图所示装置探究做功与动能变化的关系。小车经平衡摩擦力后，挂上橡皮筋，在橡皮筋的作用下小车弹出，脱离橡皮筋沿木板滑行。(1)实验时打点计时器与学生电源按图连接，正确的连接是________(填“A”或“B”)。(2)实验中，甲、乙同学用两种不同的方法来改变橡皮筋对小车所做的功。甲同学：改变相同橡皮筋的条数，小车每次拉到同一位置释放；乙同学：保持橡皮筋的条数不变，小车每次拉到不同位置释放。你认为________(填“甲”或“乙”)同学的方法更合理。(3)从释放小车到刚脱离橡皮筋的过程，小车的运动可能是________。A．匀加速运动 B．匀减速运动C．加速度增大的加速运动 D．加速度减小的加速运动(4)实验中测得小车质量为1.0kg，某次实验得到的纸带及测量数据如图所示，测得小车获得的动能为______J(保留两位有效数字)。打点计时器工作频率为50Hz。解析：(1)打点计时器应接低压交流电源，故A正确。(2)改变相同的橡皮筋的条数，且拉到同一位置释放，橡皮筋对小车做的功与橡皮筋条数成正比，故甲同学方法合理。(3)随着橡皮筋的拉力减小，小车的加速度逐渐减小，D正确。(4)小车的末速度v＝eq\f(4.00×10－2,0.02)m/s＝2m/s，故小车获得的动能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝2.0J。答案：(1)A(2)甲(3)D(4)2.06.考查探究a与F、m之间的定量关系](盐城二模)某同学用如图甲所示的实验装置来“探究a与F、m之间的定量关系”。(1)实验时，必须先平衡小车与木板之间的摩擦力。该同学是这样操作的：如图乙，将小车静止地放在水平长木板上，并连着已穿过打点计时器的纸带，调整木板右端的高度，接通电源，用手轻拨小车，让打点计时器在纸带上打出一系列__________的点，说明小车在做__________运动。(2)如果该同学先如(1)中的操作，平衡了摩擦力。以砂和砂桶的重力为F，在小车质量M保持不变情况下，不断往桶里加砂，砂的质量最终达到eq\f(1,3)M，测小车加速度a，作a­F的图像。如图丙图线正确的是__________。(3)设纸带上计数点的间距为s1和s2。如图丁为用米尺测量某一纸带上的s1、s2的情况，从图中可读出s1＝3.10cm，s2＝__________cm，已知打点计时器的频率为50Hz，由此求得加速度的大小a＝__________m/s2。解析：(1)平衡摩擦力时，应将连接小车与砂桶的绳从小车上拿去，不要挂砂桶，将长木板的右端垫高至合适位置，使小车重力沿斜面分力和摩擦力抵消，若小车做匀速直线运动，此时打点计时器在纸带上打出一系列点迹均匀的点。(2)如果这位同学先如(1)中的操作，已经平衡摩擦力，则刚开始a­F的图像是一条过原点的直线，不断往桶里加砂，砂的质量最终达到eq\f(1,3)M，不能满足砂和砂桶的质量远远小于小车的质量，此时图像发生弯曲，故C正确。(3)由图丁可读得：s2＝5.50cm，由s2－s1＝aT2，T＝0.1s，可得：a＝2.40m/s2。答案：(1)点迹均匀匀速直线(2)C(3)5.502.40考点三“弹簧”“橡皮条”类实验7.考查探究弹力和弹簧伸长量的关系](福建高考)某同学做“探究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7.73cm；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Δl为________cm；(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是______；(填选项前的字母)A．逐一增挂钩码，记下每增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)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是____________________________________________。解析：(1)弹簧伸长后的总长度为14.66cm，则伸长量Δl＝14.66cm－7.73cm＝6.93cm。(2)逐一增挂钩码，便于有规律地描点作图，也可避免因随意增加钩码过多超过弹簧的弹性限度而损坏弹簧。(3)AB段明显偏离OA，伸长量Δl不再与弹力F成正比，是超出弹簧的弹性限度造成的。答案：(1)6.93(2)A(3)弹簧受到的拉力超过了其弹性限度8．考查验证力的平行四边形定则]某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，按如下步骤进行：①在墙上贴一张白纸用来记录弹簧测力计弹力的大小和方向。②在一个弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯，记下平衡时弹簧秤的读数F。③将一根大约30cm长的细线从杯带中穿过，再将细线两端分别拴在两个弹簧测力计的挂钩上，在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两个弹簧测力计的示数相等，在白纸上记下细线的方向，弹簧测力计的示数如图甲所示。④在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示，如图乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′。(1)在步骤③中，弹簧秤的读数为________N。(2)在步骤④中，合力F′＝________N。(3)若________，就可以验证力的平行四边形定则。(4)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．建立物理模型法解析：(1)弹簧测力计读数时需要估