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1、力学实验第十七章 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50Hz)，得到如图8所示的纸带。图中的点为计数点，相邻

2、两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是高 （ 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，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，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。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

3、，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；多次改变斜面的倾角，重复实验步骤，做出f-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= ；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

4、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）；（2）3.62cm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,根据根据运动学公式,有,即有；根据牛顿第二定律,则有；(2) 在游标卡尺中，主尺上是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+0.11mm=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

5、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，、和是轨迹图线上的3个点，和、和之间的水平距离相等。完成下列填空：（重力加速度取）（1）设、和的横坐标分别为、和，纵坐标分别为、和，从图2中可读出=_m，=_m，=_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， 求出小球从运动到所用的时间为_s，小球抛出后的水平速度为_（均可用根号表示）。（3）已测得小球抛也前下滑的高度为0.50m。设和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，=_%（保留两位有效数字） 答

6、案：0.61；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=0.60m.=1.60m. P1到P2两点在水平方向的距离为6个格，则有=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,解得时间约为0. 2s,则有(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=4.5m,则根据0.082。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

7、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 B导轨保持了水平状态C所挂钩码的总质量太大 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，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；（2）由于

8、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，而实际上，可见AB段明显偏离直线是由于没有满足Mm造成的。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

9、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，（2）p0，（3）偏小，解析：小球从B 点飞出后做平抛运动，则有，联立解得；在吹小球的过程中，由动能定理可得：即：，可知直线的斜率可得。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。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

10、，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 ）实验次数不同的挡光片通过光电门的时间（s）速度（）第一次 I 0.23044 0.347 第二次 0.17464 0.344 第三次 0.11662 0.343 第四次 0.05850 0.342 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 D8.（09山东23）

11、(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。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

12、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、.；（3）作出草图；（4）分析图像。如果图像是一条直线，表明；如果不是直线，可考虑是否存在、等关系。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

13、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速度。 所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的

14、铁架台和带夹子的重物，此外还需 （填字母代号）中的器材。A.直流电源、天平及砝码 B.直流电源、毫米刻度尺C.交流电源、天平及砝码 D.交流电源、毫米刻度尺通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度。为使图线的斜率等于重力加速度，除作v-t图象外，还可作 图象，其纵轴表示的是 ，横轴表示的是 。（3）答案： D，速度平方的二分之一，重物下落的高度。解析：本题考查用打点计时器测重力加速度。涉及器材的选取和用图像处理数据的方法。打点计时器需接交流电源。重力加速度与物体的质量无关，所以不要天平和砝码。计算速度需要测相邻计数的距离，需要刻度尺，选D。由公式，如绘出图像，其斜率也等于

15、重力加速度。11.（09四川（2）气垫导轨(如图甲)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力。为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动。图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际

16、单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为_、_，两滑块的总动量大小为_；碰撞后两滑块的总动量大小为_。重复上述实验，多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证。答案：（2）0.2abs3（2分）； 0.2abs1 (2分)；（第1、2空答案可互换）0.2ab(s1-s3)（4分）；0.4abs（3分）解析：（2）动量PmV，根据VS/（5T）可知两滑块碰前的速度分别为V10.2S1b、V20.2S3b，则碰前动量分别为0.2abs1和0.2abs3，总动量大小为aV1aV20.2ab(s1-s3)；碰撞后两滑块的总动量大小为2aV2a s2/（5T）

17、0.4abs2。12.（09重庆22）（19分）（1）某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作，请判断是否恰当（填 是或否）。把单摆从平衡位置拉开约5释放； 在摆球经过最低点时启动秒表计时； 骨秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期。 该同学改进测量方法后，得到的部分测量数据见表。用螺旋测微器测量其中 一个摆球直径的示数见题22图1.该球的直径为 mm。根据表中 数据可以初步判断单摆周期随 的增大而增大。13.（09福建19）（18分）（1）（6分）在通用技术课上，某小组在组装潜艇模型时，需要一枚截面为外方内圆的小螺母，如图所示。现需要精确测量小螺母的内径，可选用的仪器有：A.50等分的游标卡

18、尺 B. 螺旋测微器在所提供的仪器中应选用 。在测量过程中，某同学在小螺母中空部分360范围内选取不同的位置进行多次测量取平均值的目的是 。14.（09浙江22）（9分）（1）在探究单摆周期与摆长的关系实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。测量方法正确的是_（选填甲或乙）。（2）实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图乙所示，则该单摆的振动周期为 。若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小

19、球进行实验，则该单摆的周期将 (填变大、不变或变小)，图乙中的t将 (填变大、不变或变小)。答案：（1）如图；（2）150，220V 300W（1）乙（2）2t0，变大，变大.解析：本题考查多用电表 和电路设计。(1)如图所示。实验要求电压从零开始调整，滑动变阻器采用分压式接法。（2）1510=150，P=标称300W的灯泡.解析：本题考查游标卡尺和单摆的知识。（1）应将待测物体正确地放在测脚中如乙图；（2）单摆1个周期遮光两次；单摆周期与小球质量、大小无关，但若改用直径变为原小球直径的2倍，周期变大，但遮光时间t变大。15.（09江苏物理11）（10分）探究加速度与物体质量、物体受力的关系的

20、实验装置如图甲所示。（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=_m/s2.（结果保留两位有效数字）（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：砝码盘中砝码总重力F(N) 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度a（ms-2） 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 请根据实验数据作出a-

21、F的关系图像.（3）根据提供的试验数据作出的-F图线不通过原点，请说明主要原因。答案： (1) 0.16 (0.15也算对) ；（2）（见图）；（3）未计入砝码盘的重力。解析：（1）处理匀变速直线运动中所打出的纸带，求解加速度用公式，关键弄清公式中各个量的物理意义，为连续相等时间内的位移差，t为连需相等的时间间隔，如果每5个点取一个点，则连续两点的时间间隔为t=0.1s，（3.68-3.52）m，带入可得加速度=0.16m/s2。也可以使用最后一段和第二段的位移差求解，得加速度=0.15m/s2.（2）根据图中的数据，合理的设计横纵坐标的刻度值，使图线倾斜程度太小也不能太大，以与水平方向夹角4

22、5左右为宜。由此确定F的范围从0设置到1N较合适，而a则从0到3m/s2较合适。设好刻度，根据数据确定个点的位置，将个点用一条直线连起来，延长交与坐标轴某一点。如图所示。（3）处理图象问题要注意图线的斜率、交点、拐点、面积等意义，能正确理解这些量的意义则很多问题将会迎刃而解。与纵坐标相交而不过原点，该交点说明当不挂砝码时，小车仍由加速度，即绳对小车仍有拉力，从此拉力的来源考虑很容易得到答案，是因为砝码盘的重力，而在（2）问的图表中只给出了砝码的总重力，而没有考虑砝码盘的重力。16.（09海南物理13）（4分）某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出图中的示数，该金属

23、圆片的直径的测量值为 cm，厚度的测量值为 mm。答案：1.240 （2分） 1.682 （2分，填1.683的同样给分）17.（09广东物理15）（10分）某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究动能定理，如图12，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小。小车中可以放置砝码。（1）实验主要步骤如下：测量_和拉力传感器的总质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；将小车停在C点，_，小车在

24、细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。在小车中增加砝码，或_，重复的操作。（2）表1是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量m之和，|v22v21| 是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量E，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所作的功。表格中E3=_，W3=_.(结果保留三位有效数字)（3）根据表1，请在图13中的方格纸上作出E-W图线。表1 数据记录表次数M/kg |v22v21| /(m/s)2 E/J F/N W/J 1 0.500 0.760 0.190 0.400 0.200 2 0.500 1.65 0.413 0.840 0.

25、420 3 0.500 2.40 E3 1.220 W3 4 1.000 2.40 1.20 2.420 1.21 5 1.000 2.84 1.42 2.860 1.43 答案：（1）小车、砝码 然后释放小车 减少砝码 （2）0.600 0.610解析：（1）略；（2）由各组数据可见规律，可得E3=0.600；观察F-W数据规律可得数值上W=F/2=0.610;（3）在方格纸上作出E-W图线如图所示18.（09广东物理16）（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图16所示。金属丝的直径是_。图15中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是_,其数值和单位为_（保留

26、三位有效数字）。 答案：电路图如图所示读出接入电路中的金属丝的长度 1.63 电源的内阻与电阻箱0.200mm 金属丝的电阻率 1.5410-7m解析：依据实验器材和实验目的测量金属丝的电阻率，电路图如图所示；电路实物图如图所示，依据闭合电路欧姆定律得，参照题目给出的图像可得,可见直线的斜率，可知斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是金属的电阻率，其数值和单位为1.5410-7m；依据直线可得其斜率为1.63A-1m-1，截距为，则图线纵轴截距与电源电动势的乘积为（）；金属丝的直径是0.200mm。19.（09宁夏22）（4分）某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度，用螺旋测微器测量

27、该圆柱体的直径，示数如图。由图可读出= cm, = 答案：2.25 62008年高考力学实验1.（08年全国卷1）如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律。（1）若选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量，则需要测量的物理量有_。物块的质量m1、m2；物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；物块B下落的距离及下落这段距离所用的时间；绳子的长度。（2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：绳的质量要轻；在轻质绳的前提下，绳子越长越好；尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；两个物块的质量

28、之差要尽可能小。以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_。（3）写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：_。答案：(1) 或；（2）；（3）例如：对同一高度进行多次测量取平均值， 选取受力后相对伸长尽量小的绳子等等。解析：（1）通过连结在一起的A、B两物体验证机械能守恒定律，既验证系统的势能变化与动能变化是否相等，A、B连结在一起，A下降的距离一定等于B上升的距离；A、B的速度大小总是相等的，故不需要测量绳子的长度和B上升的距离及时间。（2）如果绳子质量不能忽略，则A、B组成的系统势能将有一部分转化为绳子的动能，从而为验证机械能守恒定律带来误差；若物块摇摆，则两物体的速度有差别

29、，为计算系统的动能带来误差；绳子长度和两个物块质量差应相当。（3）多次取平均值可减少测量误差，绳子伸长量尽量小，可减少测量的高度的准确度。【考点】验证机械能守恒【点评】此题为一验证性实验题。要求根据物理规律选择需要测定的物理量，运用实验方法判断如何减小实验误差。掌握各种试验方法是解题的关键。2.（08年全国卷2）某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径，测微器的示数如图所示，该铜丝的直径为_mm答案：4.953解析：螺旋测微器固定刻度部分读数为4.5mm，可动刻度部分读数为0.093mm，所以所测铜丝直径为4.593mm。【考点】螺旋测微器的读数【点评】螺旋测微器的读数是高考常考点，采用固定刻度+可动刻