高中物理力学实验习题含答案解析.docx

1、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 ） Aa的原长比b的长 Ba的劲度系数比b的大 Ca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(

2、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002s 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、 3.（09全国卷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： 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； 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； 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 重复步骤数次，并求挡光时间的平均值； 利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cos?； 多次改变斜面的倾角，重复实验步骤，做出

4、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）： 斜面倾角的余弦cos?= ； 滑块通过光电门时的速度v= ； 滑块运动时的加速度a= ； 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）cos?s2?(h1?h2)2dh1?h2d2d2 ?m；a?；mg；（2）3.62cm 22s22ss 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 ；根据三角形关系可得到cos?s2?(h1?h2)2xdv2v2 ,根据v?根据运动学公式x?,有s?,即有t2a2as h1

5、?h2d2d2 a?m；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

6、。 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=_m，y1?y2=_m，x1?x2=_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_m2所用的时间为_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%=_%（保留两位有效数字） E1 答案：0.61

7、；1.61；0.60；0.20；3.0；8.2； 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/s t0.2 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

8、。 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）。 分析此图线的OA段可得出的实验结论是_。 （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）在质量不变的条件下，

9、加速度与外力成正比，C， 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

10、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，

11、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 二次 第 三次 第

12、四次 则以下表述正确的是 四个挡光片中，挡光片I的宽度最小 四个挡光片中，挡光片的宽度最小 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 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 B C D 0.05850 0.11662 0.17464 0.23044 不 通过光电门的 同的 时间 挡 （s） 光片 0.347 0.344 0.343 0.342 （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、

13、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。 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 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）bcd；更换不同的小重物； 9.（09安徽21. ）（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

14、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Wv、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