高三物理总复习巩固练习力学实验复习

这是一份高三物理总复习巩固练习力学实验复习，共16页。试卷主要包含了有4条用打点计时器等内容，欢迎下载使用。

【巩固练习】
1、用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。
该金属丝的直径是_______mm。

2、（1）在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为________mm。
（2）在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图2所示，读数为_________cm。

3、某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，示数如图。由图可读出= cm, =


4、为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码。
实验册除了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出。（g=9.8m/s2)
（1）作出m-l的关系图线；
（2）弹簧的劲度系数为 N/m.


5、有4条用打点计时器（所用交流电频率为50Hz）打出的纸带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3。请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为 。（已知当地的重力加速度为9.791m/s2）
A. 61.0mm 65.8mm 70.7mm B. 41.2mm 45.1mm 53.0mm
C. 49.6mm 53.5mm 57.3mm D. 60.5mm 61.0mm 60.6mm

6、利用图示装置进行验证机械能守恒定律的试验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落高度。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。
A.用刻度尺测出物体下落的高度，并测出下落时间，通过
计算出瞬时速度.
B.用刻度尺测出物体下落的高度，并通过计算出
瞬时速度.
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后
相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出
高度.
D.用刻度尺测出物体下落的高度，根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度。
以上方案中只有一种正确，正确的是 。（填入相应的字母）
7、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）和若干小重物，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绳挂一重物。
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，可采用的方法是

8、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。
①所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的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
② 通过作图像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
图象外，还可作 图像，其纵轴表示的
是 ，横轴表示的是 。

9、（1）如图所示，在高为h的平台边缘水平抛出小球A,同时在水平地面上距台面边缘水平距离为s处竖直上抛小球B，两球运动轨迹在同一竖直平面内，不计空气阻力，重力加速度为g。若两球能在空中相遇，则小球A的初速度应大于
; A、B两球初速度之比为 。

（2）在探究合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。
①实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的 （填字母代号）
A.将橡皮条拉伸相同长度即可 B. 将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度 D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
②同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是 （填字母代号）
A.两细绳必须等长
B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D.拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些

10、（1）图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。
①已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_________。
②ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图中读出A、B两点间距s =__________；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。

11、（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，如图甲所示。光敏电阻与某一自动记录相连，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Δt将　　　　（填“变大”、“不变”或“变小”）。


12、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，在纸带上以同间距的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。

13、如图，为测量作匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车
上，测得二者间距为d。
（1）当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间和，则小车加速度 。
（2）为减小实验误差，可采取的方法是（ ）
A.增大两挡光片宽度
B.减小两挡光片宽度
C.增大两挡光片间距
D.减小两挡光片间

14、如图是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点．加速度大小用表示：

（1）OD间的距离为 cm．
（2）下图是根据实验数据绘出的图线（s为各计数点至同一起点的距离），斜率表示
，其大小为 m/s2（保留三位有效数字）．


15、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 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

16、为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示）。实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力。

（1）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车 （选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。
（2）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：

请根据实验数据作出小车的图像。

（3）通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据图象简要阐述理由。
17、利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间

t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示。
s（m）
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
0.950
t(ms)
292.9
371.5
452.3
552.8
673.8
776.4
s/t(m/s)
1.71
1.62
1.55
1.45
1.34
1.22
完成下列填空和作图：
（1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度vt测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是_______；
（2）根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出图线；
（3）由所画出的图线，得出滑块加速度的大小为___________m/s2（保留2位有
效数字）。

18、某同学设计了如图甲所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来制定滑块和轨道间的动摩擦因数μ。滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m‘，托盘和盘中砝码的总质量为m，实验中，滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度g取10m／s2。
①为测量滑块的加速度，须测出它在A、B间运动的 与 ，计算的运动
学公式是 ；
②根据牛顿运动定律得到与的关系为：

他想通过多次改变，测出相应的值，并利用上式来计算。若要求是的一次函数，
必须使上式中的 保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置于
；
③实验得到与的关系如图乙所示，由此可知μ= （取两位有效数字）



19、图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下:

①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离s；
②调整轻滑轮，使细线水平；
③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间△tA和△tB，求出加速度a；
④多次重复步骤③，求a的平均值;
⑤根据上述实验数据求出动擦因数μ。
回答下列问题：

（1） 测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示数如图（b）所示，其读数为＿＿＿cm。
（2）物块的加速度a可用d、s、ΔtA和△tB表示为a＝＿＿＿
（3）动摩擦因数μ可用M、m、和重力加速度g表示为μ=＿＿＿
（4）如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于＿＿＿（填“偶然误差”或“系统误差”）

20、某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图(a)所示。向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。

回答下列问题：
（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的＿＿＿ (填正确答案标号)。
A.小球的质量m
B.小球抛出点到落地点的水平距离s
C.桌面到地面的高度h
D.弹簧的压缩量
E.弹簧原长
（2）用所选取的测量和已知量表示Ek，
得Ek＝＿＿＿。
（3）图(b)中的直线是实验测量得到的 图线。从理论上可推出，如果h不变，m增加，图线的斜率会＿＿＿（填“增大”、“减小”或“不变”)；如果m不变，h增加，图线的斜率会＿＿＿(填“增大”、“减小”或“不变”)。由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与的＿＿＿次方成正比。



21、某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。

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，将装有砝码的砝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．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量＿＿＿＿木块和木块上砝码的总质量。（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，木块上均不放砝码，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，分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为、，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为、，由图可知，＿＿＿＿，＿＿＿＿。（填“大于”、“小于”或“等于”)

22、在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）：

①下列说法哪一项是正确的_______。（填选项前字母）
A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上
B.为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量
C.实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放
②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz．则打B点时小车的瞬时速度大小为____m/s（保留三位有效数字）。






【答案与解析】
1、【答案】1.706
【解析】注意副尺一定要有估读。读数为1.5+20.6×0.01mm=1.706mm。因为个人情况不同，估读不一定一致，本题读数1.704-1.708都算正确。
2、【答案】（1）0.617（0.616～0.619） （2）0.675
【解析】（1）0.5mm+11.7×0.01mm=0.617mm
（2）6mm+15×0.05mm=6.75mm = 0.675 cm。
3、【答案】2.25，6.860
【解析】游标卡尺的读数；
螺旋测微器的读数。
4、【答案】（1）如图所示（2）0.248-0.262
【解析】（1）根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上．可以判定m
和l间是一次函数关系．画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的
点均匀地分布在直线两侧． m-l的关系图线如图所示。

或：根据胡克定律，弹簧的劲度系数为
得m-l的关系为，可见为直线，直线的斜率为，劲度系数为。
（与纵轴的截距为，与横轴交点的物理意义是弹簧原长）
根据图线求出直线的斜率，在图上取两点（图上已标为红色）
，
所以劲度系数为。
5、【答案】C
【解析】验证机械能守恒采用重锤的自由落体运动实现，所以相邻的0.02s内的位移增
加量为：，故答案为C。
6、【答案】D
【解析】该实验是验证机械能守恒定律的实验．因为我们知道自由落体运动只受重力，机械能就守恒．如果把重物看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证了．其中ABC三项都是运用了自由落体的运动规律求解的，故ABC错误．
7、【答案】①BCD ②更换不同的小重物
【解析】①三条橡皮筋遵守胡克定律，要测量拉力可以通过测量橡皮筋的长度和原长，得到橡皮筋的伸长量，研究拉力与伸长量的倍数来根据比例作力的图示．故A错误，BC正确． 为了使两次实验效果相同，必须记下O点的位置来作参照．故D正确．故选BCD．②在其他条件不变的情况下，要改变实验效果，只有改变重物的质量．故可采用的方法更换不同的重物．
8、【答案】①D，② ，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。
①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。
②由公式，如绘出图像，其斜率也等于重力加速度。
9、【答案】（1），；（2）①BD；②BD
【解析】（1）由于A做平抛运动有：，
要使两球在空中相遇，所用时间小于t，所以
对A球：①，② 对B球：③
联立①②③解得
（2）A、通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条时，并非要求两细绳等长，A错误；B、测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，B正确；C、本实验采用“等效法”，为了使两次拉伸橡皮条的效果相同，要求两次拉橡皮条时必须将其结点拉至同一个位置，C错误；D、为了更加准确的记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，D正确．
故选BD．
10、【答案】① 0.02s，② 0.70cm，0.100m/s
【解析】（1）①
②读A、B两点数值：1.00cm、1.70cm
故 s =1.70cm－1.00cm = 0.70cm

11、【答案】（1）乙（2）2t0，变大，变大
【解析】 （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，故周期为2t0；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Δt变大。
12、【答案】 （两空可互换），；
【解析】动量，根据，，
题中“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”最小速度为共同速度，即段为碰后的。
可知两滑块碰前的速度分别为，，
则碰前动量分别为和，
总动量大小为；
碰撞后两滑块的总动量大小为。
13、【答案】（1）（2）BC
【解析】（1）挡光片经过A，B两点的瞬时速度为：，
根据运动学公式有：
（2）b越小，所测的速度越接近瞬时速度，d越大初速度、与末速度差距越大，速度平方差越大，相对误差越小。
14、【答案】（1）1.20cm．（2）加速度的二分之一， 0.462
【解析】（1）最小刻度是毫米的刻度尺读数要估读到最小刻度的下一位，故拿零来补充估测值位置，所以OD间的距离为1.20cm．
（2）由公式知图象的斜率表示，即加速度的二分之一

在图上取两点（红色标记）计算斜率得
15、【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；（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，而实际上，可见AB段明显偏离直线是由于没有满足M>>m造成的。
16、【答案】（1）之前 （2）（见图）
（3）同意。在图象中，速度越大时，加速度越小，
小车受到的合力越小，则小车受空气阻力越大。

17、【答案】（1）；（2）a=2.00m/s2。
【解析】本题以测量匀加速直线运动的加速度实验考查力学实验的基本思路与方法。由于摩擦力恒定，因此滑块沿斜面的运动是匀加速直线运动，故有：，。解得：。因此，。因此可知，建立图象，图象的斜率绝对值等于加速度的一半，即。由表中数据作出图象如答图所示，可求得：a=2.00m/s2。

建立相关量的线性关系，选择出函数及自变量，才能确定坐标所代表的物理量。函数、及自变量的选择应使函数关系是线性关系。建立相关线性图象，利用图象的截距及斜率计算待测量，数据处理的有效方法，不但简便而且误差较小。

18、【答案】①位移 时间 ② 滑块上 ③（0.21-0.25）
【解析】①将运动公式变形得，测量出位移S和发生位移S的时间t，求得加速度
②以m为研究对象，；以为研究对象，

消去绳子的拉力T，解得加速度，化简可得

将加速度的表达式与数学中的一次函数类比， “”就相当于图像的斜率k，为了保证图像斜率不变，要求保持不变，在实验中就要把从小车上拿下的砝码放置到托盘中，从托盘中拿下的砝码放置到小车上. “”相当于纵轴截距.在图像上取两个点（64×10-3，0.23）、（67×10-3，0.35），写出直线的两点式方程，化简得，方程中的“”就是直线的纵轴截距，所以，因为，所以。
19、【答案】（1）0.960 （2）
（3）　（4）系统误差
【解析】（1）由游标卡尺的主尺可读出0.9cm，再由游标尺可读出
，因此，遮光条的宽度为(0.9＋0.060)cm＝0.960cm；
（2）、，
解得：；
（3）对物块、重物整体的运动，由牛顿第二定律有mg－μMg＝(M＋m)，
解得：
（4）如果细线不水平，这不是实验过程中的偶然因素，引起的实验误差不属于偶然误差，是系统误差。
20、【答案】（1）ABC　（2）　（3）减小　增大　2
【解析】（1）弹簧的弹性势能等于小球离开桌面时的动能，即，需要测量小球的质量和速度。小球离开桌面做平抛运动，故水平方向，竖直方向，解得，要测速度需测量小球离开桌面的水平位移s和桌面距地高度h，故本题应选ABC。
（2）把速度代入得
（3）由Ep＝Ek，知：，若h不变，m增大，水平位移减小，则斜率减小；若m不变，增大h，则斜率增大。Ep与的二次方成正比。


21、【答案】①AD　②远小于　③小于　大于
【解析】①实验中细绳要保持与长木板平行，A项正确；平衡摩擦力时不能将砝码放在砝码桶内通过细绳绕过滑轮栓在木块上，这样无法平衡摩擦力，B项错误；实验时应先接通电源再放开木块，C项错误；平衡摩擦力后，改变小车的质量后不再需要重新平衡摩擦力，D项正确。②由整体法和隔离法得到绳的拉力，可见当砝码桶和桶内砝码的质量m远小于小车的质量M时，。
③不平衡摩擦力，则，，图像的斜率大的质量小，纵轴截距绝对值大的动摩擦因数大，因此，。
22、【答案】①C　　②0.653
【解析】①平衡摩擦力是使小车所受重力沿平行于板面方向上的分力与小车受的摩擦力相平衡，表现为不挂钩码时小车获得初速度后能匀速运动，故平衡摩擦力时必须去掉钩码进行调节，A错误；对钩码mg－T＝ma，对小车T＝Ma，解得T＝，当m＜＜M时T才会约等于mg，B错误；小车从靠近打点计时器的位置由静止释放，才能在纸带上打下更多的点，才能更有效的利用纸带，C正确。
②打点周期，由题图乙知相邻计数点间有5个打点周期，即相邻计数点间时间间隔T＝5T0＝0.1s。则打B点时的瞬时速度cm/s＝0.653m/s。