2020高考物理二轮复习第一部分专题九力学与恒定电流实验第1讲力学实验练习含解析.doc

力学实验1．(2019江西九江质监)某同学要测量一个新材料圆柱体的电阻率，进行了如下操作：(1)用游标卡尺测量圆柱体长度如图甲所示，可知其长度为________mm2)用螺旋测微器测量圆柱体直径如图乙所示，可知其直径为________mm解析　(1)由图甲所示可知，游标卡尺主尺示数为102 mm，游标尺示数为40.1 mm＝0.4 mm，游标卡尺示数为102 mm＋0.4 mm＝102.4 mm2)由图乙所示可知，螺旋测微器固定刻度示数为3 mm，游标尺示数为37.30.01 mm＝0.373 mm，螺旋测微器示数为3 mm＋0.373 mm＝3.373 mm答案　(1)102.4　(2)3.372～3.3752．(2019陕西西安质检)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧按如图甲所示连接起来进行探究钩码数1234LA/cm15.7119.7123.7027.70LB/cm29.9635.7641.5547.34(1)某次测量如图乙所示，指针示数为________cm2)在弹性限度内，将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如表格所示用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为________N/m，弹簧Ⅱ的劲度系数为________N/m。

重力加速度g＝10 m/s2，结果均保留三位有效数字)解析　(1)根据刻度尺读数规则，指针示数为16.00 cm2)根据表中数据，加挂1个钩码拉力增大ΔF＝mg＝0.5 N，弹簧Ⅰ多伸长Δx1＝4.00 cm，由ΔF＝k1Δx1，解得弹簧Ⅰ的劲度系数k1＝12.5 N/m；弹簧Ⅱ多伸长Δx2＝5.80 cm－4.00 cm＝1.80 cm，由ΔF＝k2Δx2，解得弹簧Ⅱ的劲度系数k2＝27.8 N/m答案　(1)16.00　(2)12.5　27.83．(2019辽宁丹东一模)某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N2)下列不必要的实验要求是________请填写选项前对应的字母)A．应测量重物M所受的重力B．弹簧测力计应在使用前调零C．拉线方向应与木板平面平行D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，在保证现有器材不变的情况下怎样调整水平拉力B________________________________________。

解析　(1)观察测力计读数，每1 N被分成10格，则1格就等于0.1 N图指针落在3 N到4 N的第8格处，所以其示数为3.80 N2)实验通过作出三个力的图示，来验证“力的平行四边形定则”，因此重物的重力必须要知道，故A正确；弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确必须在测之前校零，故B正确；拉线方向必须与木板平面平行，这样才确保力的大小准确性，故C正确；当结点O位置确定时，弹簧测力计A的示数也确定，由于重物的重力已确定，两力大小与方向均一定，因此弹簧测力计B的大小与方向也一定，所以不需要改变拉力多次实验，故D错误本题选择不必要的，故选D3)当弹簧测力计A超出其量程，则说明弹簧测力计B与重物这两根细线的力的合力已偏大由于挂重物的细线力的方向已确定，所以要么减小重物的重量，要么改变测力计B拉细线的方向，从而使测力计A不超出量程答案　(1)3.80　(2)D　(3)减小拉B的力、减小OB与OA的夹角(选一条回答即可)4．如图所示为探究“加速度与物体受力的关系”实验装置长木板放在水平桌面上，小车通过绕定滑轮的细线在钩码拉动下运动，其中，在长木板上相距为L＝48.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速率vA、vB，与小车相连的拉力传感器记录小车受到的拉力F大小。

1)关于使用操作，下列说法正确的是________A．要调整长木板的倾斜角度，平衡小车受到的摩擦力B．A、B两点间距离应尽可能近一些可减小误差C．改变所挂钩码的数量时，要使所挂钩码的质量远小于小车质量D．不必用天平测出小车和车上拉力传感器的总质量(2)某同学在表中记录并处理了实验所得的几组数据，依据表格内容计算第4次实验的加速度数值是________m/s2(结果保留三位有效数字)次数F/N(v－v)/(m2s－2)a/(ms－2)10.600.770.8021.041.611.6831.422.342.4442.003.4852.624.654.8463.005.495.72(3)分析表中数据发现a与F并不成正比，这是由于__________________(选填“平衡摩擦力不足”或“平衡摩擦力过度”)造成的解析　(1)要调整长木板的倾斜角度，平衡小车受到的摩擦力，使钩码的重力为小车的拉力，故A项正确；A、B两点间距离应尽可能远一些，可减小误差，故B项错误；改变所挂钩码的数量时，不需要使所挂钩码的质量远小于小车质量，因为实验中拉力传感器记录小车受到的拉力，故C项错误；不必用天平测出小车和车上拉力传感器的总质量，故D项正确。

2)根据匀变速直线运动的位移与速度公式：v2－v＝2aL可以求出：a＝，代入数据解得：a＝3.63 m/s23)表中a与F并不成正比，这是由于平衡摩擦力不足造成的答案　(1)AD　(2)3.63　(3)平衡摩擦力不足5．(2019山东青岛一模)某同学在验证合外力一定，物体的质量与加速度的关系时，采用图甲所示的装置及数字化信息系统获得了小车的加速度a与小车质量M(包括所放砝码及传感器的质量)的对应关系图像，如图乙所示实验中所挂钩码的质量为20 g，实验中选用的是不可伸长的轻绳和光滑的轻质定滑轮1)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与木板平行他这样做的目的是下列哪一个________；(填字母代号)A．可使位移传感器测出的小车的加速度更准确B．可以保证小车最终能够做直线运动C．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力(2)由图乙可知，a图线不过原点O，原因是______________________；(3)该图线的初始段为直线，该段直线的斜率最接近的数值是________A．30 N B．0.3 NC．20 N D．0.2 N解析　(1)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与木板平行。

此时细绳拉力的方向与小车运动的方向在同一条直线上，可使在平衡摩擦力后细绳拉力等于小车所受的合力，故选项C正确2)由F＋F1＝Ma解得：a＝F＋，由图乙可知，a图线不过原点O，且纵轴上的截距为正值，则F1与F方向相同，所以平衡摩擦力时使长木板的倾角过大3)根据a＝F＋可知a图线斜率接近于F的大小，则最接近的数值是F＝mg＝0.0210 N＝0.2 N，故选项D正确答案　(1)C　(2)平衡摩擦力时使长木板的倾角过大　(3)D6．(2019河南名校改编)某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，提出以下几种猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝…他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，让物体从木板上由静止滑下，在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点的速度)在刚开始实验时，有位同学提出，不需要测出物体质量，只要测出物体从初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的示数就行了，大家经过讨论采纳了该同学的建议1)本实验中________(填“需要”或“不需要”)测量物体质量2)让物体分别从不同高度无初速释放，测出物体从初始位置到速度传感器的距离L1、L2、L3、L4…读出物体每次通过速度传感器Q的速度v1、v2、v3、v4…并绘制了如图乙所示的Lv图像。

根据绘制出的Lv图像，若为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应该作出________A．Lv2图像 B．L图像C．L图像 D．L图像(3)本实验中，木板与物体间摩擦力的大小________(填“会”或“不会”)影响探究出的结果解析　(1)由动能定理知W＝ΔEk，而W＝mg(sinθ－μcosθ)L，ΔEk＝mv2，所以探究W与v的关系可以不用测量物体的质量m2)由于题图乙是关于“Lv”的图像，该图像类似抛物线，即L＝kv2，因此应作出Lv2的图像看是否为直线，A正确3)在实验中，由于物体在木板上运动时，所受的合力是确定的，即F合＝mg(sinθ－μcosθ)，所以摩擦力的大小不会影响探究结果答案　(1)不需要　(2)A　(3)不会7．(2019广东潮州测试)如图甲所示装置可以用来“探究加速度与合外力、质量的关系”，也可以用来“探究功与速度变化的关系”和“验证机械能守恒定律”等1)某同学用此装置探究小车在拉力作用下的加速度用游标卡尺测量遮光条的宽度d，其示数如图乙所示，则d＝________mm测出小车静止时遮光条到光电门的距离为x，光电计时器读出遮光条通过光电门的时间是t，则小车的加速度是________。

用测量的符号表示)(2)该同学继续用此装置做“探究功与速度变化的关系”的实验，他通过使小车释放点到光电门的距离成倍增加进行多次实验，每次实验时要求小车都由静止释放①如果每次实验时遮光条通过光电门的时间为t，通过描点作出线性图像来反映合力做功与t的关系，则下图中符合实验事实的是________②下列实验操作中必要的是________A．调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动B．必须满足重物的质量远小于小车的质量C．必须保证小车由静止状态开始释放D．保持小车(包括遮光条)和重物的质量不变解析　(1)游标卡尺的主尺读数为5 mm，游标读数为0.0510 mm＝0.50 mm，所以最终读数d＝5 mm＋0.50 mm＝5.50 mm由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有v2＝2ax，速度为：v＝，联立可得a＝2)①该同学通过成倍增加位移的方法来进行验证，所以需要先表示出小车的速度，小车的速度用平均速度代替即：v＝，根据动能定理可得：W＝mv2＝m，由此可知W∝，故选D②该实验不需要平衡摩擦力、不需要满足重物的质量远小于小车的质量，但必须保证每次小车由静止释放和保持小车(包括遮光条)和重物的质量不变，故A、B错误，C、D正确。

答案　(1)5.50　　(2)①D　②CD8．(2019福建南平检测)某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M的重锤实验操作如下：①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H；②在重锤1上加上质量为m的小钩码；③左手将重锤2压在地面上，保持系统静止释放重锤2，同时右手开启秒表，在重锤1落地时停止计时，记录下落时间；④重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值t请回答下列问题：(1)步骤④可以减小对下落时间t测量的________(选填“偶然”或“系统”)误差2)实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多，主要是为了________A．使H测得更准确B。