2020高考物理决胜大二轮新高考地区专用版文档：专题九1第1讲力学实验与创新课后演练强化训练

1、课后演练Qs强化提能（建议用时：60分钟）1.如图所示，用铁架台、弹簧和多个质量均为m的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系.（1）为完成实验，还需要的实验器材有： .（2）实验中需要测量的物理量有： .（3）为完成该实验，设计实验步骤如下：A.以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组（x, F）对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度10；C.将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻 度尺；D.依次在弹簧下端挂上 1个、2个、3个、4个钩码，并分别记下钩码静止时弹簧 下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取

2、下钩码；E.以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式.首先尝试写成一次函数，如 果不行，则考虑二次函数；F.解释函数表达式中常数的物理意义；G.整理仪器.请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来： .解析：（1）根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和伸长量；（2）根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸 长量（或与弹簧对应的长度）；（3）根据完成实验的合理性可知先后顺序为CBDAEFG .答案：（1）刻度尺 （2）弹簧原长、弹簧所受外力与对应的伸长量（或与弹簧对应的长度）（3）CBDAEFG2.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

3、器打下的纸带，如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，图中每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，打点计时器接频率f=50 Hz的交流电源.(1)打下E点时纸带的速度VE=(用给定字母表示)；(2)若测得 d6= 65.00 cm, d3= 19.00 cm,物体的加速度 a=m/s2；(3)如果当时交变电流的频率f50 Hz,但当时做实验的同学并不知道，那么测得的加速度值和真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”).解析：(1)由于图中每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为5T,利用匀变速直线运动的推论得d5 d3( d5 d3)fVE= 10

4、T =103.00XDG XAD (d6d3) d3(2)根据匀变速直线运动的推论Ax=aT2可得a=; =r =(3X5T) 2(3X 0.1 s) 2m/s2.(3)如果在某次实验中，交流电的频率 f50 Hz,则实际打点周期变小，根据运动学公式x=aT2得，测量的加速度值和真实的加速度值相比偏小.答案：(1)(d510d f (2)3.00(3)偏小3 .在用如图所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中，保持小车质量一定时，验证 小车加速度a与合力F的关系.电火花 小车计时器械码和减码盘(1)除了电火花计时器、小车、祛码、祛码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导 线及开关外，在下列器材中

5、必须使用的有 (选填选项前的字母).A. 220 V、50 Hz的交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.秒表E.天平(附祛码)(2)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，以下操作正确的是A .调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行B.在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将祛码和祛码盘通过细线挂在小车上C.在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上(3)某同学得到了如图所示的一条纸带，由此得到小车加速度的大小a =m/s2在本实验中认为细线的拉力 F等于祛码和祛码盘的总重力mg,由此造成的误差是(选填“系统误差”或“偶然误差”).设拉力的真实值为 F真

6、，小车的质量为 M,为了使mg二F真5%,应当满足的条件是m.F 真，M 解析：(1)打点计时器接交流电源，处理纸带时要用刻度尺测出计数点间的距离，还要用到天平测祛码和祛码盘的质量，故选A、C、E.(2)在平衡摩擦力时，不能挂盘；要保证细线和纸带与木板平行，先接通电源，再释放小车，若纸带做匀速直线运动，则纸带上的点间距是均匀的，即说明平衡了摩擦力， 故选A、C.CE-AC(3)由图知 AC=6.40 cm, CE=8.80 cm, CE-AC = a(2T)2,得 a = -4T2=15 m/s2.(4)小车在做匀加速直线运动时，祛码和祛码盘也在做匀加速直线运动，细线的拉力F一定小于祛码和祛码

7、盘的总重力mg,此误差不可避免，为系统误差；小车与祛码和祛码盘都在做加速度为 a的匀加速直线运动，对祛码和祛码盘有mgF真=ma,对小车有 F真=Ma,代入 mg F真5%,得m5%. F真M答案：(1)ACE (2)AC (3)15 (4)系统误差5%4 .某同学用如图甲所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则” .弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物 M,弹簧测力计B的一端用细线系于。点，手持另一端 向左拉，使结点 。静止在某位置.分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录 。点的位置和拉线的方向.甲声(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图乙中的示数为 N.

8、(2)下列实验要求中不必要的是 .(填写选项前对应的字母，下同 )A.细线应尽可能长一些B.应测量重物M所受的重力C.细线AO与BO之间的夹角应尽可能大于90D.改变拉力的大小与方向，进行多次实验，每次都要使。点静止在同一位置(3)图丙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，下列说法正确的是 .A.图中的F是力Fi和F2合力的理论值B.图中的F是力Fi和F2合力的理论值C. F是力Fi和F2合力的实际测量值D.本实验将细绳都换成橡皮条，同样能达到实验目的(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)弹簧测力计每1 N被分成10格，每一小格

9、为0.1 N,则弹簧测力计的读数为 3.80 N;(2)细线应尽可能长一些，能更加准确的记录力的方向；实验通过作出弹簧的弹力和重 物的重力这三个力的图示，来验证“力的平行四边形定则”，因此重物的重力必须要知道；细线AO与BO之间的夹角适当大一点，不一定必须大于90 ;只要验证两弹簧测力计拉力的合力大小等于重物的重力，方向竖直向上即可，每次只需保证 O点保持静止即可，没必 要每次都使O点静止在同一位置；(3)在本实验中，按照平行四边形定则作出的合力F是力F1和F2合力的理论值，而用一个弹簧测力计拉出的力F是F1和F2合力的实际测量值，本实验将细绳都换成橡皮条，同样能达到实验目的；(4)本实验采用

10、的科学方法是等效替代法.答案：(1)3.80(3.79 3.81) (2)CD (3)BCD (4)B5 . (2019湖州模拟)某同学利用图甲探究力对物体做的功与物体速度的关系，得到了如 下表的数据：实验次数12345橡皮筋条数13457小车速度v/(m - s 1)0.711.231.421.581.87(注：每条橡皮筋拉长的长度都一样 )(1)设一条橡皮筋拉长到固定长度所做的功为W0,在图乙中大致画出橡皮筋所做的功W与小车速度v关系的图象.(2)由图象大致可判断出W与v的关系可能是 解析：(1)根据表中数据可知，橡皮筋做的功与小车获得的速度有关，并且做功越多,小车获得的速度越大.据描点法

11、可知，W与v的图线为抛物线，如图所示.(2)由图象大致可判断出W与v的关系可能是 W8v2面TT答案：(1)见解析图(2)W8 v26 .利用如图所示装置做“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.动能变化量与势能变化量B.速度变化量与势能变化量C.速度变化量与高度变化量(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹卜电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是 .A.交流电源B.刻度尺C.天平(含祛码)(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带.在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的

12、距离分别为hA、hB、he.已知当地重力加速度为 g,打点计时器打点的周期为设重物的质量为 m.从才T O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量 AEp=，动能变化量 AEk=.Q.&* 丁? 厂: 二(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是A.利用公式v=gt计算重物速度B.利用公式v=V2gh计算重物速度C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响D.没有采用多次实验取平均值的方法(5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到 起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘v2-h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物

13、下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确.解析：(1)重物下落过程中重力势能减少，动能增加，故该实验需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量在误差范围内是否相等，A项正确.(2)电磁打点计时器使用的是交流电源，故要选A,需要测纸带上两点间的距离，还需要1刻度尺，选B,根据mgh = 2mv20可将等式两边的质量抵消，不需要天平，不需用 C.(3)重物的重力势能变化量为AEp= - mghB,2动能的变化量 AEk= mvB= m .22 2T(4)重物重力势能的减少量略大于动能的增加量，是因为重物下落过程中存在空气阻力和摩擦阻力的影响，C正确. . 1 C(5)该

14、同学的判断不正确，在重物下落 h的过程中，若阻力f恒定，根据mgh-fh = 2mv2 -0,则v2=2 gm h可知，v2-h图象就是过原点的一条直线.要想通过 v2-h图象的方 法验证机械能是否守恒，还必须看图象的斜率是否接近2g.1 he hA 2答案：(1)A (2)AB (3)-mghB 11m 2 T(4)C (5)不正确，理由见解析7. (2019南宁模拟)如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”实验装置示意图.实验步骤为:A.在地面上依次铺白纸和复写纸.B.确定重锤对应点 O.C.不放球2,让球1从斜槽滑下，确定它落地点位置P.D.把球2放在立柱上，让球1从斜槽滑下，与球 2正碰后，

15、确定球1和球2落地点位 置M和N.E.用刻度尺测量 OM、OP、ON的长度.F.看miOM_ mzONf mQP!否相等，以验证动重寸恒.上述步骤有几步不完善或有错误，请指出并写出相应的正确步骤.解析：为使小球离开轨道时的初速度相等，每次释放小球时应从同一高度由静止释放, 故步骤D不完善；两球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，若碰撞过程动量守恒，则有mivi = mivi+m2v2,两边同乘以t得mivit= mivit + m2v2t,即为 miOP= miOMbm2（ON- d）,故步骤 F 错误.答案：D不完善，小球i应从斜槽的同一高度由静止释放;F 错

16、误，应验证 miOP= miOMH m2（ON- d）8.某同学设计了一个用电磁打点计时器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使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合A后连着纸带，电磁打成一体，继续做匀速直线运动.他设计的装置如图甲所示.在小车点计时器所用电源频率为 50 Hz ,长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力.电磁打点谏皮泥 汁时器蹲木用甲（i）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为运动的起点，则应选 段来计算A碰前的速度.应选 段来计算A和B碰后的共同速度（以上两空选填 AB” BC” CD”或DE).(2)已测得小车 A的质量mi=0.4 kg,小车B的质量为m2 =0.2 kg,则碰前两小车的总动 量为 kg - m/s,碰后两小车的总动量为 kg - m/s.解析：(1)从纸带上打点的情况看，BC段既表示小车做匀速运动，又表示小车有较大速度，因此BC段能较准确地描述小车 A在碰撞前的运动，f#况，应选用BC段计算小车A碰前的速度.从CD段打点的情况看，小车的运动情况还没稳定，而在DE段内小车运动稳定，故应选