力学试验复习题

1、、实验题专练专练定位冲刺满分一一18分物理实验试题在历年高考中一直占有很大的比例， 经研究发现每年物理实验题千 变万化，但其典型题型基本不变.高考对实验题的考查方式为“一力一电”的组 合方式，对力学实验的考查一般侧重实验原理、实验注意事项和简单的数据处理； 而电学实验则侧重考查电路设计、实物连接、数据处理和误差分析.常见的题型：读数作图型；常规实验型；创新探究型.高分策略策略一：明确基本仪器的使用无论是实验的设计还是实验结果的分析，往往都涉及基本仪器的使用，所以一些 基本仪器的原理、使用方法、注意事项和读数等，在近几年的高考中不断出现， 特别是刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、电压表、

2、电流表、多用电 表及传感器等基本仪器使用、读数是高频考点.策略二：把握好处理实验数据的两种方法1. 列表法：把被测物理量分类列表表示出来，表中对各物理量的排列习惯上是先记录原始数据，后计算结果，列表法可大体反映某些因素对结果的影响，常用作其他数据处理方法的一种辅助手段.2. 图象法：把实验测得的量按自变量和因变量的函数关系用图象直观地显示出来，根据实验数据在坐标纸上画出图象， 若是反比关系一般改画成正比图线， 同 时注意图象斜率、图象在坐标轴上截距的物理意义， 值得提醒的是，创新实验的 落脚点几乎都是图象，故备考时一定要将图象法处理数据作为重中之重.策略三：要善于提取一个实验的精髓纵观近几年的

3、高考创新实验发现：实验题一年比一年“新”，年年都在“变”， 但是这种“变”只不过是实验命题的形式在变，所谓的“新”，只不过是实验的环境新了，知识点是不会新的，更不会变的，所以复习一个实验我们要抓住其精 髓部分，找准我们学习过的类似且相应的实验，从原理迁移中找突破.专练15力学实验1. 某同学在测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率p时：5 0 52 2 14-二e-二T(1) 用游标卡尺为20分度的卡尺测量其长度如图1甲所示，由图可知其长度为567 t 单拉mm )0 10 20TC图1(2) 用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径为 mm.解析(1)从题图甲可以看出，主尺读数为 50

4、 mm，游标尺的第3条刻度线和主 尺上的一刻度线对齐，贝U读数应为 50 mm + 0.05X 3 mm = 50.15 mm= 5.015 cm；(2) 由题图乙可以看出，螺旋测微器的固定刻度为4.5 mm，可动刻度读出刻度为20.0(或 20.1)x 0.01 mm= 0.200 mm(或 0.201 mm).故圆柱体的直径为 4.5 mm+ 0.200 mm(或 0.201 mm)= 4.700 mm(或 4.701 mm). 答案(1)5.015 (2)4.700(或 4.701)2. (2014全国大纲卷，22)现用频闪照相方法来研究物块的变速运动.在一小物块沿斜面向下运动的过程中，

5、用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图2所示.拍摄时频闪频率是10 Hz;通过斜面上固定的刻度尺读取的 5个连续影像间 的距离依次为X1、X2、X3、X4.已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s.数据如下表 所示.重力加速度大小g= 9.80 m/s .单位：cmX1X2X310.7615.0519.34X4hs23.6548.0080.00根据表中数据，完成下列填空：(1) 物块的加速度a=m/V(保留3位有效数字).(2) 因为 可知斜面是粗糙的.解析(1)根据匀变速直线运动的推论，利用逐差法，得 X3 X1 = 2a1X4 X2 = 282T2a1+ a21a =2 ，又知 T = f =

6、0.1 s联立以上各式得a 4. 30 m/s2如果斜面光滑，根据牛顿第二定律得，物体下滑的加速度a' = gsin時g?=5.88 m/s2> a,所以斜面是粗糙的.h2答案 (1)4.30 (2)av g= 5.88 m/s2s3. (2014浙江名校高考联盟联考)光滑斜面上小球和斜面一起在水平面上加速， 当加速度的大小满足一定条件时，小球和斜面可以保持相对静止.为了研究此现 象，某学习研究小组同学自制小车进行探究，图3甲为实验装置：钩码、小车、小球、打点计时器等(交流电频率为50Hz).图3(1) 打点计时器如图乙，则该打点计时器是 时器，工作电压为伏.(2) 侧面为直角三

7、角形的斜面小车底边长 L、高为h,如图丙所示，请你用计算式表示小球和小车保持相对静止时的加速度a=.(3) 如图4是某同学实验时测量的纸带，贝U打下B点时小车的速度为 m/s,小车的加速度为m/£(计算结果均保留两位有效数字)0 A B C DEF川艸|啊iiii|呷M|iiii|iM岬II阴岬艸iii|iiii邺啊呷0 lcm 2345678910图4解析(1)由图乙可知，该打点计时器为电火花计时器；工作电压要求220 V.(2)以小球为研究对象，小球受到竖直向下的重力mg、垂直斜面向上的弹力Fn,一F合两者合力方向为水平向左，由牛顿第二运动定律有关系：tan 9= mg，hh得：

8、F合=mgtan 9= mg = ma，故小球和小车相对静止时的加速度 a = g.(3) 相邻计数点间时间间隔t = 0.02 s,根据B点的瞬时速度为AC段的平均速度，2XAC (3.90 1.1010 m得打下B点时小车的速度VB=亦 =2X0 02 s= 0.70 m/s；同理得：vc5.60 2.40 X 10-XBD=tBD =2X 0.02 s2 2 m/s = 5.0 m/s .2mvc vb 0.80 0.70一=0.80 m/s；故小车的加速度a= tBC =0.02答案 (1)电火花 220 (2)hg/L(3)0.70 5.04. 2014天津卷，9(2)某同学把附有滑

9、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、小木块等组装的实验装置如图5所示.纸带 接Hi源图5(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 (填字母代号).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(

10、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方法： .(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量大一些这一情况可能是下列哪些原因造成的 (填字母代号).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)根据实验原理可知，需要验证 mgx= 2mv在小车做匀加速直线运动时打出一条纸带，已知打点计时

11、器所用电源的频率为50 Hz,图乙中所示的是每打5个点所取的计数点，为=3.62 cm, X4= 5.12 cm, 由图中数据可求得：小车的加速度为 m/&第3个计数点与第2个计数点的距离(即©约为cm. 若用该实验装置“探究a与F、M之间的关系”，要用钩码(质量用m表示)的重力表示小车所受的细线拉力，需满足，满足此条件做实验时，得到一系列加速度a与合外力F的对应数据，画出aF关系图象，如图7所示，若不 计滑轮摩擦及纸带阻力的影响，由图象可知，实验操作中不当之处为 ;小车的质量M =kg；如果实验时，在小车和钩码之间接一个不计质量的微型力传感器用来测量拉力F，如图8所示，从理

12、论上分析，该实验图线的斜率 将填“变大”、“变小”或“不变”).，同时根据运动学规律可知，此实验中需要测量钩码质量、小车质量和位移，故还需要的器材有：刻度尺和天 平;(2) 分析小车受力可知，在平衡摩擦力的基础上，使细绳与木板平行是为了让细绳的拉力充当小车所受合外力，故选项 D正确；(3) 纸带上打出的点较少，说明小车的加速度过大 (即小车过快)，故可知减小钩码 质量或增加小车质量(在小车上加上适量的砝码)；(4) 在此实验中，根据牛顿第二定律可知，钩码的重力大于细绳的拉力，而实验中用重力代替拉力会导致拉力做功大于小车动能增量；如果实验未平衡或未完全 平衡摩擦力也会导致拉力做功大于动能增量，故

13、选项C、D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. 某同学利用图6甲所示的实验装置，探究小车在均匀长木板上的运动规律.(3) 为了验证动能定理，在用钩码的重力表示小车所受合外力的条件下，在图 6 乙中1、3两点间对小车用实验验证动能定理的表达式为 .(用题中所涉 及数据的字母表示，两个计数点间的时间间隔用 t表示)打彎黑/均匀长木板水平实验台解析(1)因为打点周期为T= 0.02 s,且每打5个点取一个计数点，所以每两个 计数点间的时间间隔t = 0.1 s；由匀变速直线运动的推论xm-xn= (m-n)at2得X4 xi = 3at

14、2，代入数据解得a= 0.50 m/s2;由匀变速直线运动的推论：X2 xi = at22得 X2= xi+ at，代入数据得 X2= 0.041 2 m,即为 4.12 cm.要使细线的拉力等于钩码的重力，应该满足的条件是M? m.由a F关系图象可知实验操作不当之处为没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，小车的质量M二AF/勿=1 kg.实验中把钩码的重力作为拉力 F，实际上，由于钩码向下加速运动， 拉力小于钩码重力.若在小车和钩码之间接一个不计质量的微型力传感器用来测 量拉力F，则分析可知小车加速度a和拉力F的关系图线的斜率变大.(3)实验时保证钩码的重力等于小车所受的合外力，从计数点1到计数

15、点3，合外X1 + X2力对小车做的功为 mg(x2 + X3).计数点1对应的速度V1 = 2，计数点3对应X3 + X4的速度= ，在1、3两计数点间对小车用实验验证动能定理的表达式为M.22mg(X2 + X3)= 8|2(X3 + X4) (X1 + X2).1 变大答案(1)0.50 4.12 (2)M? m 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足(X1 + X2)2M2(3) mg(X2 + X3) = 8t2(X3 + X4)6. 小明同学看了 “神舟十号”宇航员王亚平在太空授课时，利用牛顿第二定律 测量指令长聂海胜的质量后深受启发，在学校实验室里设计了如图9甲所示的实 验装置，测量手机

16、电池的质量，为使滑块平稳运动，小明把两块质量相等的手机 电池用质量不计的细棉线固定在滑块的两侧.接通气源，当空气从导轨两侧稳定 喷出时，发现滑块与气垫导轨没有直接接触，装置能正常使用.调节导轨水平， 把细线的一端固定在滑块上，另一端固定在钩码上.1muI 0inn二甲图9mm.(1) 小明用图乙中的螺旋测微器测得遮光条的宽度(2) 将附带手机电池的滑块由图甲所示位置从静止释放，在钩码的牵引下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光条通过第一个光电门的时间为A1二7.2X 10一3s，通过第二个光电门的时间为A2= 2.3X 10一3 s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为At= 0.592 s,则手机电池经过光电门1时的瞬时速度V1=m/s保留2位有效数字)，经过光电门2时的瞬时速度V2=m/s保留3位有效数字)，重力加速度g= 10 m/s2,手机电池的加速度a=m/$(保留2位有效数字).已知钩码的质量为m1 = 200 g，滑块与遮光条的总质量为 mz = 510 g,则一块 手机电池的质量为m=g(保留2位有效数字).解析(1)遮光条宽度L = 5 mm+ 0.0X 0.01 mm= 5.000 mm.3L5.000X 10-3(2)V1 =丁 m/s= 0.69 m/s，A17.