高中物理力学实验习题含答案解析.docx
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高中物理力学实验习题含答案解析
高中物理力学实验习题含答案解析
力学实验
第一部分五年高考题荟萃
2009年高考新题
一、选择题
1.（09·广东理科基础·17）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。
下列表述正确的是（B）
A．a的原长比b的长
B．a的劲度系数比b的大
C．a的劲度系数比b的小
D．测得的弹力与弹簧的长度成正比
解析：
图象中的斜率表示劲度系数，可知a的劲度系数比b的大，B正确；与l的截据表示原长则a的原长比b的短，A错。
2.（09·广东理科基础·18）“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器（所用交流电的频率为
高50Hz），得到如图8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，下列表述正确的是
（C）
A．实验时应先放开纸带再接通电源
B．（S6一S1）等于（S2一S1）的6倍
C．从纸带可求出计数点B对应的速率
D．相邻两个计数点间的时间间隔为0．02s
解析：
在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验时应先接通电源再放开纸带，A错。
根据相等的时间间隔内通过的位移有xM?
xN?
（M?
N）at，可知（S6一S1）等于（S2一S1）的5倍，B错。
根据B点为A与C的中间时刻点有vB?
2xAC，C对；由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出,所以时间间隔为0.1s，D错。
2t
3.（09·全国卷Ⅰ·23）（10分）某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图。
长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。
在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。
实验步骤如下：
①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；
②用直尺测量AB之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h1，B点到水平桌面的垂直距离h2；
③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t1
④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值；
⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cos?
；
⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，做出f-cos?
关系曲线。
（1）用测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）：
①斜面倾角的余弦cos?
=；
②滑块通过光电门时的速度v=；
③滑块运动时的加速度a=；
④滑块运动时所受到的摩擦阻力f=；
（2）测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示，读得d=。
答案：
（1）①cos?
?
s2?
（h1?
h2）2dh1?
h2d2d2
?
m；②；③a?
；④mg；
（2）3.62cm22s22ss
解析：
（1）物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,受重力、支持力、滑动摩擦力,如图所示①；根据三角形关系可得到cos?
?
s2?
（h1?
h2）2xdv2v2
②根据v?
?
③根据运动学公式x?
有s?
即有t2a2as
h1?
h2d2d2
a?
?
m；④根据牛顿第二定律mgsin?
?
f?
ma,则有f?
mg；
（2）在游标卡尺中，主22s2s2s尺上是3.6cm，在游标尺上恰好是第1条刻度线与主尺对齐，再考虑到卡尺是10分度，所以读数为3.6cm+0.131mm=3.61cm或者3.62cm也对。
4.（09·全国卷Ⅱ·23）（13分）某同学得用图1所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图2所示。
图2中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10m，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3
之间的水平距离相等。
／s）完成下列填空：
（重力加速度取9.8m
（1）设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3，纵坐标分别为y1、y2和y3，从图2中可读出y1?
y2=____①_____m，y1?
y2=____②______m，x1?
x2=____③______m（保留两位小数）。
（2）若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动。
利用
（1）中读取的数据，求出小球从P1运2
／s（均可用根号动到P小球抛出后的水平速度为________⑤__________m2所用的时间为______④__________s，
表示）。
（3）已测得小球抛也前下滑的高度为0.50m。
设E1和E2分别为开始下滑时和抛出时的机械能，则小球从开始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失，E1?
E2?
100%=________⑥__________%（保留两位有效数字）E1
答案：
①0.61；②1.61；③0.60；④0.20；⑤3.0；⑥8.2；
解析：
本题考查研究平抛运动的实验.由图可知P1到P2两点在竖直方向的间隔为6格,P1到P3两点在竖直方向的间隔为16格所以有y1?
y2=0.60m.y1?
y3=1.60m.P1到P2两点在水平方向的距离为6个格，则有x1?
x2=0.60m.
（2）由水平方向的运动特点可知P1到P2与P2到P3的时间相等,根据?
x?
at,解得时间约为0.2s,则有2
vo?
x0.60?
?
3.0m/st0.2
12mvo=4.5m,则根据2（3）设抛出点为势能零点,则开始下滑时的机械能为E1=mgh=mg/2,抛出时的机械能为E2=
E1?
E2?
0.082。
E1
5.（09·上海物理·17）（6分）如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。
（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS测小车的加速度。
（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。
在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________________。
②（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是
A．小车与轨道之间存在摩擦
C．所挂钩码的总质量太大B．导轨保持了水平状态D．所用小车的质量太大
答案：
（1）小车的总质量，小车所受外力，
（2）①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比，②C，
解析：
（1）因为要探索“加速度和力的关系”所以应保持小车的总质量不变，钩码所受的重力作为小车所受外力；
mg?
Ma
（2）由于OA段a-F关系为一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；由实验原理：
得a?
mgFmg?
，而实际上a?
?
，可见AB段明显偏离直线是由于没有满足M>>m造成的。
MM（M?
m）
6.（09·上海物理·18）（6分）利用图A．实验可粗略测量人吹气产生的压强。
两端开口的细玻璃管水平放置，管内塞有潮湿小棉球，实验者从玻璃管的一端A吹气，棉球从另一端B飞出，测得玻璃管内部截面积S，距地面高度h，棉球质量m，开始时的静止位置与管口B的距离x，落地点C与管口B的水平距离l。
然后多次改变x，测出对应的l，画出l2-x关系图线，如图B．所示，并由此得出相应的斜率k。
（1）若不计棉球在空中运动时的空气阻力，根据以上测得的物理量可得，棉球从B端飞出的速度v0＝________。
（2）假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值，不计棉球与管壁的摩擦，重力加速度g，大气压强p0均为已知，利用图B．中拟合直线的斜率k可得，管内气体压强p＝________。
（3）考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦，则
（2）中得到的p与实际压强相比________（填偏大、偏小）。
答案：
（1）l
gkmg
，
（2）p＋（3）偏小，02h4Sh，
解析：
小球从B点飞出后做平抛运动，则有l?
v0t，h?
12gt联立解得v0?
2（P?
P1212gmgl220）S4h）Sx?
mv?
ml?
l?
x，可知直线的斜率能定理可得：
（P?
P即：
00
222h4hmgk?
（P?
P0）S4hkmg
可得P?
P0?
。
若考虑实验中小球与玻璃管的摩擦则得到的p与实际压强相比应偏小。
4Shmg
7.（09·上海·8）小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如下图所示。
在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端。
小明
同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据。
（D）
实验次数第
I
一次第
Ⅱ
二次第
Ⅲ
三次第
Ⅳ
四次
则以下表述正确的是
①四个挡光片中，挡光片I的宽度最小②四个挡光片中，挡光片Ⅳ的宽度最小
③四次实验中，第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度④四次实验中，第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度A．①③
B．②③
C．①④
D．②④
0.058500.116620.174640.23044
不
通过光电门的
同的
时间
挡
（s）
光片
0.3470.3440.3430.342（速度
m/s）
8.（09·山东·23）（12分）请完成以下两小题。
（1）某同学在家中尝试验证平行四边
形定则，他找到三条相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小事物，以及刻度尺、三角
板、铅笔、细绳、白纸、钉字，设计了如下实验：
将两条橡皮筋的一端分别在墙上的两
个钉子A、B上，另一端与第二条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通
过细胞挂一重物。
①为完成实验，下述操作中必需的是。
a．测量细绳的长度
b．测量橡皮筋的原长
c．测量悬挂重物后像皮筋的长度
d．记录悬挂重物后结点O的位置
②钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次实验证，可采用的方法是
答案：
（1）①bcd；②更换不同的小重物；
9.（09·安徽·21.Ⅲ）（6分）探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所师，实验主要过程如下：
（1）设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、?
?
；
（2）分析打点计时器打出的纸带，求
出小车的速度v1、v2、v3、?
?
；
（3）作出W?
v草图；
2（4）分析W?
v图像。
如果W?
v图像是一条直线，表明∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v、W∝
v3、W
以下关于该试验的说法中有一项不正确，它是___________。
．．．
A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、?
?
。
所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。
当用1条橡皮筋进行是实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、?
?
橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、?
?
实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、?
?
。
B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。
C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。
纸带上打出的点，两端密、中间疏。
出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小。
D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。
III答案：
D。
解析：
本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系。
这个速度是指橡皮绳做功完毕时的速度，而不整个过程的平均速度，所以D选项是错误的。
10.（09·天津·9）（3）如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从
静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力和
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