2022届高考物理一轮复习课后练：力学实验含答案

2022届高考物理一轮课后练：力学实验含答案

高考：力学实验

1、“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁打点计时器（所用交流电的频率为

50Hz）,得到如图所示的纸带.图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点

未画出来，下列表达正确的是（）

A.实验时应先放开纸带再接通电源

B.（X6—XI）等于（X2—XI）的6倍

C.从纸带可求出计数点B对应的速率

D.相邻两计数点间的时间间隔为0.02s

2、光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示,

a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计

时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来。图乙中MN

是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板适当位置的两

个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤，

实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡

2

光时间分别为1.0X10~s和4.0XIO-So用精度为0.05mm的游标卡尺测量滑

块的宽度d,其示数如图丙所示。

甲乙丙

（1）滑块的宽度d=cmo

（2）滑块通过光电门1时的速度vi=m/s,滑块通过光电门2时的速度

v2=m/s»（结果保留两位有效数字）

（3）由此测得的瞬时速度VI和V2只是一个近似值，它们实质上是滑块通过光电门

1和2时的,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将的

宽度减小一些。

3、某实验小组利用图【1】所示的装置探究加速度与力、质量的关系.

带有定滑轮的长木板纸带接电源

图【1】

(1)下列做法正确的是(填字母代号).

A.调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有祛码的祛码桶通过

定滑轮拴在木块上

C.实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源

D.通过增减木块上的祛码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度

(2)为使祛码桶及桶内祛码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，

应满足的条件是祛码桶及桶内祛码的总质量________木块和木块上祛码的总质

量.(填“远大于”“远小于”或“近似等于")

(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上

均不放祛码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别

得到图【2】中甲、乙两条直线.设甲、乙用的木块质量分别为m甲、甲、

乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为

口甲、口乙，由图可知，m甲m”口中________曰乙(填‘‘大于小于''或"等

于

图[2]

4、如图(a),一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标和主

尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐

的装置，简化为图中的指针.

3

图（a）图（b）

现要测量图（a）中弹簧的劲度系数.当托盘内没有祛码时，移动游标，使其零刻

度线对准指针，此时标尺读数为1.950cm；当托盘内放有质量为0.100kg的祛码

时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b）所示，其读数为

cm.当地的重力加速度大小为9.80m/s2,此弹簧的劲度系数为

N/m（保留3位有效数字）.

5、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Po、Pl、P2、P3、P4、P5、P6分别固定

在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺,

可以读出指针的位置，Po指向0刻度。设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记

为xo；挂有质量为0.100kg的祛码时，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9.80m/s2）。已知实验所用

弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm。

PlP2P3P4P5P6

xo(cm)2.044.066.068.0510.0312.01

x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41

n102030405060

k(N/m)163①56.043.633.828.8

%m/N)

0.0061②0.01790.02290.02960.0347

(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图象。

KK

(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lo(单位为m)的关系的表达式为k=

________N/mo

6、某同学用一弹簧测力计和一橡皮条做验证平行四边形定则的实验，装置如图

①将贴有白纸的木板竖直固定，将橡皮条上端挂在木板上O点；

②将三根细线Pa、Pb、Pc结于P点。a端系在橡皮条下端，c端暂时空置，b端

挂一钩码，钩码静止后，记录钩码重力G的大小和方向；

③以O为圆心、OP为半径，画一圆弧；

④用弹簧测力计钩住c端，向右上方缓慢拉，调整拉力方向，使结点P移到图中

所示位置，记录该位置和弹簧测力计的示数；

⑤在白纸上作出各力的图示，验证平行四边形定则是否成立。

(1)第④步中还应记录的是;

(2)第⑤步中，若橡皮条拉力与弹簧测力计拉力的合力大小等于,方向

,则可验证平行四边形定则。

7、在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置：

入射小球人射小球

00'MPN0MPN

甲乙

(1)若入射小球质量为mi,半径为ri；被碰小球质量为m2,半径为⑵则

A.mi>m2,n>r2B.mi>m2,n<r2

C.mi>m2,ri=r2D.mivnu，门=12

(2)若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中一定需要的是

A.直尺B.游标卡尺C.天平

D.弹簧测力计E.秒表

(3)设入射小球的质量为mi,被碰小球的质量为nu,则在用图甲所示装置进行实

验时(P为碰前入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的结论为

o(用装置图中的字母表示)

8、如图所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打

点计时器在纸带上记录小车的运动情况.利用该装置可以完成“探究动能定理”

的实验.

⑴打点计时器使用的电源是—(选填选项前的字母).

A.直流电源B.交流电源

(2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力.正确操作方法是(选填选项前

的字母).

A.把长木板右端垫高B.改变小车的质量

在不挂重物且_______(选填选项前的字母)的情况下，轻推一下小车，若小车拖

着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响.

A.计时器不打点B.计时器打点

(3)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个

点标为0.在纸带上依次有A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时

间间隔为T.测得A、B、C……各点到。点的距离为xi、X2、x3……，如图所示.

实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg,从打0

点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=，打B点时小车的速度

(4)以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图所示的v2—W图象。由

此图象可得v2随W变化的表达式为.根据功与能的关系，动

能的表达式中可能包含V?这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有

关的物理量应是__________________________

HA

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024口6Hl0

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⑸假设己经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小

车质量的条件，则从理论上分析，图中正确反映V2—W关系的是

9、在验证机械能守恒定律的实验中，使质量m=0.30kg的重物自由下落，打点

计时器在纸带上打出一系列的点，已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当

地的重力加速度为g=9.8m/s2.

（1）同学甲选取一条纸带如图所示，在点迹较清晰的部分选取某点0作为起始点,

图中A、B、C、D为纸带上选取的四个连续点.根据计算出C点的

速度，然后利用mgh=gmv阴佥证机械能守恒定律，这样处理存在的错误是

C,D单位:cm

1力2、*

（2）同学乙利用同学甲的纸带测量出：OB=15.55cm,0C=19.20cm,OD=23.23

cm.根据测量数据计算重物和纸带下落的加速度a=m/s2,进一步计算重

物和纸带下落过程中所受的阻力Ff=N.

（力同学丙通过实验得到一条纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下第一个

点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴，以上2为纵轴画出了如

图所示的图线，图线未过原点O.试分析同学丙在实验操作过程中可能出现的问

题是.

2022届高考物理一轮课后练：力学实验含答案

高考：力学实验

1、“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁打点计时器（所用交流电的频率为

50Hz）,得到如图所示的纸带.图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点

未画出来，下列表达正确的是（）

OABDE

TTf均Tx5fx6

A.实验时应先放开纸带再接通电源

B.(X6—XI)等于(X2—XI)的6倍

C.从纸带可求出计数点B对应的速率

D.相邻两计数点间的时间间隔为0.02s

【答案】C

解析：实验时应先接通电源后放开纸带，选项A错误；根据匀变速直线运动的

推论公式△x=aT?与xm—xn=(m—n)aT2,可得：xm-xn=(m—n)△x,即：X6一

xi=5Ax,X2—xi=Ax,选项B错误；相邻两计数点间还有四个点未画出，所

以相邻计数点之间的时间间隔T=0.1s,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VB=g=，选项C正确，D错误.

2、光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示,

a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计

时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来。图乙中MN

是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板适当位置的两

个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤，

实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡

光时间分别为L0XIO"$和4.0XIO、so用精度为0.05mm的游标卡尺测量滑

块的宽度d,其示数如图丙所示。

123cm

\sTb|3川北”“"M

光电门05101520

甲

(1)滑块的宽度d=emo

(2)滑块通过光电门1时的速度V1=m/s,滑块通过光电门2时的速度

V2=m/so(结果保留两位有效数字)

(3)由此测得的瞬时速度VI和V2只是一个近似值，它们实质上是滑块通过光电门

1和2时的,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将的

宽度减小一些。

【答案】(1)1.010(2)1.02.5(3)平均速度滑块

3、某实验小组利用图【1】所示的装置探究加速度与力、质量的关系.

带有定滑轮的长木板纸带接电源

图【1】

(1)下列做法正确的是(填字母代号).

A.调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有祛码的祛码桶通过

定滑轮拴在木块上

C.实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源

D.通过增减木块上的祛码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度

(2)为使祛码桶及桶内祛码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，

应满足的条件是祛码桶及桶内祛码的总质量________木块和木块上祛码的总质

量.(填“远大于”“远小于'或“近似等于")

(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上

均不放祛码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别

得到图【2】中甲、乙两条直线.设甲、乙用的木块质量分别为m甲、皿乙，甲、

乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为

口甲、口乙，由图可知，mm”口甲口乙(填“大于""小于"或“等

于“)

【答案】(l)AD(2)远小于(3)小于大于

4、如图(a),一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标和主

尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐

的装置，简化为图中的指针.

3

图（a）图（b）

现要测量图（a）中弹簧的劲度系数.当托盘内没有祛码时，移动游标，使其零刻

度线对准指针，此时标尺读数为1.950cm；当托盘内放有质量为0.100kg的祛码

时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b）所示，其读数为

cm.当地的重力加速度大小为9.80m/s2,此弹簧的劲度系数为

N/m（保留3位有效数字）.

【答案】3.77553.7

5、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Po、Pl、P2、P3、P4、P5、P6分别固定

在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺,

可以读出指针的位置，Po指向0刻度。设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记

为xo；挂有质量为0.100kg的祛码时，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9.80m/s2）。已知实验所用

弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm。

P6

PlP2P3P4P5

xo(cm)2.044.066.068.0510.0312.01

x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41

n102030405060

k(N/m)163①56.043.633.828.8

<(m/N)

0.0061②0.01790.02290.02960.0347

(1)将表中数据补充完整：，O

(2)以n为横坐标，:为纵坐标，在图(b)给出的坐标纸上画出：-n图象。

KK

(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lo(单位为m)的关系的表达式为k=

________N/m。

【答案】⑴81.70.0122

(2)(-n图象见解析

一1.75xl()31167x1031.83x103)

(3)W在r---------1一N间均可J

3.47"3.313.62、

记在飞~-j7乙间均可J

mg_0.100x9.80

［解析］(1)根据胡克定律有mg=k(x—xo),解得k=x-xo=(5.26-4.O6)xlO-2

所⑹'N/m,春0.0122m/N。

(2);-n图象如图所示。

A（m/N）

3

(3)根据图象可知，k与n的关系表达式为1<i=7S*x旦10，k与lo的关系表达式为k

3.47

=丁°

6、某同学用一弹簧测力计和一橡皮条做验证平行四边形定则的实验，装置如图

所示。实验步骤如下：

①将贴有白纸的木板竖直固定，将橡皮条上端挂在木板上0点；

②将三根细线Pa、Pb、Pc结于P点。a端系在橡皮条下端，c端暂时空置，b端

挂一钩码，钩码静止后，记录钩码重力G的大小和方向；

③以0为圆心、0P为半径，画一圆弧；

④用弹簧测力计钩住c端，向右上方缓慢拉，调整拉力方向，使结点P移到图中

所示位置，记录该位置和弹簧测力计的示数；

⑤在白纸上作出各力的图示，验证平行四边形定则是否成立。

(1)第④步中还应记录的是；

(2)第⑤步中，若橡皮条拉力与弹簧测力计拉力的合力大小等于,方向

,则可验证平行四边形定则。

【答案】(1)弹簧测力计拉力(即细线Pc)的方向(2)G竖直向上

7、在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置:

入射小球人射小球

00'MPN0MPN

甲乙

(1)若入射小球质量为mi,半径为ri；被碰小球质量为m2,半径为⑵则

A.mi>m2»n>r2B.mi>m2,n<r2

C.mi>m2»n=F2D.mi<m2»n=T2

(2)若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中一定需要的是

A.直尺B.游标卡尺C.天平

D.弹簧测力计E.秒表

(3)设入射小球的质量为mi,被碰小球的质量为m2,则在用图甲所示装置进行实

验时(P为碰前入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的结论为

o(用装置图中的字母表示)

,

【答案】(1)C(2)AC(3)mi-OP=mi-OM+m2ON

8、如图所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打

点计时器在纸带上记录小车的运动情况.利用该装置可以完成“探究动能定理”

的实验.

小车纸带打点计时器

重物山口U

(1)打点计时器使用的电源是—(选填选项前的字母).

A.直流电源B.交流电源

(2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力.正确操作方法是(选填选项前

的字母).

A.把长木板右端垫高B.改变小车的质量

在不挂重物且_______(选填选项前的字母)的情况下，轻推一下小车，若小车拖

着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响.

A.计时器不打点B.计时器打点

⑶接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个

点标为0.在纸带上依次有A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时

间间隔为T.测得A、B、C……各点到。点的距离为xi、X2、x3……，如图所示.

,0[D勺

—Fi

二，--------J

实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg,从打0

点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=，打B点时小车的速度

(4)以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图所示的v2—W图象。由

此图象可得v2随W变化的表达式为.根据功与能的关系，动

能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有

关的物理量应是

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