2019届高三物理第二轮复习力学实验训练题(解析版)

1、 2019届高三物理第二轮复习力学实验训练题（解析版）1一位同学在实验中分别用游标卡尺和螺旋测微器测量物体长度，得到结果如图所示，游标卡尺示数为_cm，螺旋测微器示数为_cm.解析游标卡尺读数为14 mm120.05 mm14.60 mm1.460 cm，螺旋测微器读数为10 mm29.40.01 mm10.294 mm1.029 4 cm.答案1.4601.029 4(1.029 31.029 5均对)2)验证“力的平行四边形定则”实验中，贴有带方格白纸的木板固定在竖直墙壁上，紧贴木板用两个弹簧测力计把已知重力为4 N的物块用细线悬挂起，物块保持静止，如图所示，记下两弹簧测力计的拉力方向，读

2、出两弹簧测力计的示数，F13.9 N，F25.7 N取下弹簧测力计后，以小方格边长为1 N做标度，请你在方格纸内完成余下的作图步骤，以验证：求两力合力时满足平行四边形定则答案如图所示3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为橡皮筋与细线的结点，OB和OC为细线图乙是在白纸上根据实验结果画出的图(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是_(2)在实验中，其中的三个步骤如下：在水平放置的木板上铺一张白纸，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测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O点，在白纸上

3、记下O点和两测力计的读数F1和F2.在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求合力F.只用一个测力计通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与用两个测力计拉时相同，记下此时测力计的读数F和细线的方向以上三个步骤均有错误或疏漏，请指出：中是_；中是_；中是_答案(1)F(2)未记下两条细线的方向应根据F1、F2的图示作平行四边形应将橡皮条与细线的结点拉至原位置O点4某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等组装的

4、实验装置如图所示(1)若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些_(2)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行他这样做的目的是下列的哪个_(填选项字母)A避免小车在运动过程中发生抖动B可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(3)平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法：_(4)他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增

5、量大一些这一情况可能是下列哪些原因造成的_(填选项字母)A在接通电源的同时释放了小车B小车释放时离打点计时器太近C阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力解析(1)实验要处理纸带测速度，需要刻度尺，要分析动能的变化，必须要测出小车的质量，因此还需要天平(2)实验中调节定滑轮高度，使细绳与木板平行，可在平衡摩擦力后使细绳的拉力等于小车所受的合力，如果不平行，细绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力，改变了摩擦力就不能使细绳拉力等于小车所受的合力，D项正确(3)在所挂钩码个数不变的情况下，要减小小车运动的加速度，可以增大小车的质量，即可在小车上加适量的砝码(

6、或钩码)(4)如果用钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，发现拉力做的功总比小车动能的增量大，原因可能是阻力未被完全平衡掉，因此拉力做功一部分用来增大小车动能，一部分用来克服阻力做功；也可能是小车做加速运动，因此细绳的拉力小于钩码的重力，钩码的重力做的功大于细绳的拉力做的功，即大于小车动能的增量，C、D项正确答案(1)刻度尺、天平(包括砝码)(2)D(3)可在小车上加适量的砝码(或钩码)(4)CD5某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度(1)请指出该同学在实验操作中存在的两处错误：a._；b._.(2)该同学经正确操作得到如图丙所示的纸带，取连续的六个点，测得h1、h2、h3、h4、h5.若

7、打点的周期为T，则打E点时速度为vE_；若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出v2与h的关系图线，如图乙所示，则重力加速度g_m/s2.解析(1)两处错误是：a.打点计时器应该接交流电源，b.开始时重物应该靠近打点计时器(2)vE，根据v22gh可知，图线的斜率等于2g，所以重力加速度g9.5 m/s2.答案(1)a.打点计时器应该接交流电源b开始时重物应该靠近打点计时器(2)9.56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(a)所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、5

8、0、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；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/s2)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.P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)16356.043.633.828.81/k(m/N)0.006 10.017 90

9、.022 90.029 60.034 7(1)将表中数据补充完整：_，_.(2)以n为横坐标，为纵坐标，在图(b)给出的坐标纸上画出 n图像(3)图(b)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l0(单位为m)的关系的表达式为k_N/m.解析根据胡克定律解题(1)k81.7 N/m； N/m0.012 2 m/N.(2)描点法，画一条直线，让大部分的点都落在直线上，或均匀分布在直线两侧(3)根据图像可知，解得k，由题中数据，得kl03.47，则k.答案(1)81.70.012

10、 2(2)1/kn图像如图所示(3)7研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示，其中斜面倾角可调打点计时器的工作频率为50 Hz.纸带上计数点的间距如图(b)所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出(1)部分实验步骤如下：A测量完毕，关闭电源，取出纸带B接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：_(用字母填写)(2)图(b)中标出的相邻两计数点间的时间间隔T_s.(3)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5_.(4)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式

11、应为a_.解析(2)每隔4点或每5个点取一个计数点时，相邻计数点的时间间隔均为0.1 s. (3)纸带上某点的瞬时速度等于确定时间段内的平均速度v5.(4)当有6组数据时，应采用逐差法计算加速度a.答案(1)DCBA(2)0.1(3)(4)8.)如图为“测量弹簧劲度系数”的实验装置图，弹簧的上端固定在铁架台上，下端装有指针及挂钩，指针恰好指向一把竖直立起的毫米刻度尺现在测得在挂钩上挂上一定数量钩码时指针在刻度尺上的读数如下表：钩码数n012345刻度尺读数xn(cm)2.624.175.707.228.8410.43已知所有钩码的质量可认为相同且m050 g，当地重力加速度g9.8 m/s2.

12、请回答下列问题：(1)请根据表格数据计算出弹簧的劲度系数，k_N/m.(结果保留两位有效数字)(2)考虑到在没有挂钩码时弹簧自身有重量，测量的劲度系数与真实值相比较_(填“偏大”“偏小”或“没有影响”)解析(1)画出钩码重力与刻度尺读数的图线，图线的斜率即为弹簧的劲度系数，为31 N/m或32 N/m；(2)根据k可知，弹簧的重力对F无影响，因此对劲度系数的测量无影响答案(1)31或32(2)没有影响9某同学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50 Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带如图所示，他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这点下标明A，第六个点下标明B

13、，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，第二十一个点下标明E.测量时发现B点已模糊不清，他只测得AC长为14.56 cm，CD长为11.15 cm，DE长为13.73 cm.(1)为了探究匀变速直线运动的规律，该同学所取的计时点个数_(填选项字母)A偏少B偏多C合适(2)若小车是做匀变速直线运动，由该同学所测的实验数据，请你帮他求出：打C点时小车的瞬时速度vC_m/s，小车的加速度a_m/s2，AB的距离应为_cm，打A点时小车的瞬时速度vA_m/s.(计算结果保留三位有效数字)答案(1)A(2)0.9862.585.990.470解析本实验根据匀变速直线运动的推论公式xaT2可以求出加速度

14、的大小，应多取一些数据，根据作差法求出加速度，再求平均值，而该同学只取两组数据，计数点偏少，故A项正确；(2)由于第1个计数点，在该点下标明A，第6个点下标明B，第11个点下标明C，第16个点下标明D，第21个点下标明E，可知相邻的计数点间的时间间隔t0.1 s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，得vC m/s0.986 m/s由于AC间的时间间隔T0.2 s，CE间的时间间隔也为T0.2 s，根据匀变速直线运动的推论公式xaT2，可以求出加速度的大小，xDExCDxaT2，a2.58 m/s2；(3)根据匀变速直线运动的推论公式xmxn(mn)aT2，得xDExCDx

15、2.58 cmxCDxAB2x所以xABxCD2x5.99 cm根据匀变速直线运动速度时间公式，得vCvA2aT解得vA0.986 m/s0.22.58 m/s0.470 m/s.10如图为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行接下来还需要进行的一项操作是()A将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是

16、否做匀速运动B将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动(2)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是()AM200 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gBM200 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gCM400 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gDM400 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100

17、 g、120 g(3)下图是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出量出相邻的计数点之间的距离分别为：sAB4.22 cm、sBC4.65 cm、sCD5.08 cm、sDE5.49 cm、sEF5.91 cm、sFG6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度a_m/s2(结果保留两位有效数字)解析(1)需要将长木板一端适当垫起一定高度，以平衡摩擦力，完成此项工作的标志就是不挂砂桶条件下小车能带动纸带匀速运动(通过打点计时器点痕间隔是否均匀判定)(2)根据实验原理：实验中小车的实际加速度为a，实验时把mg

18、当成对M的拉力，即忽略m对加速度的影响，使加速度约为a，显然需mM，据此可知C组最合理(3)由逐差法求小车运动的加速度a0.42 m/s2.答案(1)B(2)C(3)0.4211 “探究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(1)该图中两弹簧测力计的读数恰好相等，由图可读出每根细绳拉力大小为_N(只需读到0.1 N)；(2)图乙中的四个“”表示A、B、C、D在纸上的位置，请根据正确读出的拉力大小，在该纸上作出它们合力的图示；(要求：在表示分力的线段上，从起点开始每0.5 N标度长注上标度线) (3)某同学在做该实验时认为A在

19、重复进行实验以提高结论的可靠性时，O点位置是不允许变动的B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刻度C弹簧测力计应在使用前校零D两根细绳必须等长其中正确的是_(填选项字母)解析(1)拉力大小为2.5 N.(2)根据题意连接OB、OC并延长，在其上以给定标度长为基准，各取5段，分别记为F1、F2，并根据平行四边形定则作出合力F，如图(3)每一次实验中O点位置不允许变动，重复实验时，可以变动，A项错误；两根绳是为了表示拉力的方向，对长度没有过多要求，D项错误，选项B、C正确答案(1)2.5(2)如解析图(3)BC12如图所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验

20、思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：(1)为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做_运动(2)连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图所示的纸带纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N，小车的质量为0.2 kg.请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化Ek，补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).OBOCODOEOFW/J0.043 20.057 20.073 40.091 5Ek/J0.043 00.05

21、7 00.073 40.090 7分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内WEk，与理论推导结果一致(3)实验前已测得托盘质量为7.7103kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为_kg.(g取9.8 m/s2，结果保留至小数点后第三位)解析实验中，首先平衡摩擦力，改变长木板的倾角，轻推小车，小车沿长木板向下做匀速直线(或匀速)运动打下F点时，小车运动的位移大小等于O、F间的距离，即0.557 5 m，细绳对小车的拉力为0.2 N，则拉力做功为0.111 5 J，小车的瞬时速度为(0.667 70.457 5)m/(0.2 s)1.051 m/s，动能增量为0.110 5 J由纸带数据求得

22、：AD21.20 cm.DG30.07 cm，小车、托盘和砝码组成的整体的加速度大小为a m/s20.985 6 m/s2，小车受到的拉力为F0.2 N，设托盘和砝码的总质量为m，由牛顿第二定律，得mgFma，得m2.269102kg，托盘中砝码质量为0.015 kg.答案(1)匀速直线(或匀速)(2)0.11150.1105(3)0.01513小杨同学用如图所示的实验装置“探究小车动能变化与合外力做功的关系”，图中为探究“合力做功与物体动能改变的关系”，某同学设计了如下的实验步骤：A将一端带滑轮的长木板放在水平桌面上，使带滑轮的一端伸出桌沿，在无滑轮的一端安装打点计时器，打点计时器跟50 H

23、z交流电源相连B将质量为400 g的小车放在打点计时器附近，纸带通过打点计时器限位孔后跟小车相连，在木板的右端垫一个垫块，前后移动垫块，使小车拖着纸带沿木板向下运动时打点计时器在纸带上所打的点恰好间隔相等C保持木板与水平桌面间夹角不变，继续将质量为400 g的小车放在打点计时器附近，纸带通过打点计时器限位孔后跟小车相连，在质量分别为10 g、50 g、100 g的三种钩码中，挑选了一个质量为100 g的钩码挂在拉线的挂钩P上，如图甲所示D打开打点计时器的电源，由静止释放小车，打出一条纸带如图乙所示(1)他在打点计时器所打的第一个点上标上O，在O点后面一定距离处开始每5个点作为一个计数点，依次标

24、上“1”“2”“3”，用刻度尺测出了“1”“2”“3”各计数点到O点的距离s1、s2、s3，的值如图乙所示则计数点“1”“2”“3”中两相邻计数点间的时间间隔T_s，打点计时器打下计数点“2”时小车的速度v2_m/s.(结果保留两位小数)(2)他把小车作为研究对象，将钩码的重力当成小车受到的合力利用打点计时器打下O点到打下计数点“2”的过程来探究合力对小车做的功与小车动能改变的关系，若实验所在地的重力加速度g9.80 m/s2，则合力对小车做的功为W_J，小车动能的改变为Ek_J.(3)比较W和Ek的大小，显然W与Ek相差较大，即他不能得到“合力对物体做的功等于物体动能的改变”这一结论，请你根据该同学的实验装置和操作过程帮他分析一下，造成以