2022屆高三物理一輪復(fù)習(xí)-力學(xué)實驗1

高三一輪復(fù)習(xí)-力學(xué)實驗1

1.某同學(xué)為了驗證小鋼球在光滑的斜面上保持相對靜止的條件，設(shè)計了如下實驗.裝置如圖所示，一

端帶有定滑輪的長木板固定在水平桌面上，小車上固定一個很光滑的硬質(zhì)斜面，車與斜面的總質(zhì)

量為M.細(xì)線的一端與小車相連接，另一端跨過定滑輪連接一小桶，小車的后面連接紙帶，紙帶穿

過固定在桌面上的打點計時器的限位孔，忽略所有接觸面的摩擦和空氣阻力，實驗中可以通過往桶

中增減沙子來實現(xiàn)斜面上的小鋼球與車在運動過程中保持相對靜止.(g取9.80m/s2,結(jié)果均保留三

位有效數(shù)字，V3=1.732)

(1)某次釋放小車后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)小鋼球相對斜面向下滑動，他應(yīng)向小桶內(nèi)—(“添加”或“取

出”)砂子；

⑵測量出斜面的傾角為30°,理論上要保持小鋼球相對斜面靜止，小鋼球的加速度為—m/s\

(3)某次實驗觀察到小鋼球相對斜面靜止時，打下一條紙帶如圖，紙帶上兩相鄰計數(shù)點間還有四個

點沒有畫出，打點計時器打點的時間間隔T=0.02s,其中x,=13.43cm、xE9.44cm、X3=25.46cm、

xa=3L47cm、xs=37.50cm、x$=43.52cm.由紙帶可知小車運動的加速度為m/s2.

(4)實驗發(fā)現(xiàn)(3)中算出的小車實際加速度與(2)中計算的理論值不相等，其原因可能是一

A.斜面實際不夠光滑，小鋼球與斜面間摩擦力產(chǎn)生的影響

B.車與木板間摩擦力產(chǎn)生的影響

C.車與木板的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于小桶與砂子的質(zhì)量

D.紙帶與打點計時器限位孔間存在摩擦產(chǎn)生的影響

2.某學(xué)習(xí)小組利用彈簧測力計同時進(jìn)行了“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”和“探究彈性勢能和彈

簧伸長量的關(guān)系”的實驗.具體操作如下：

(1)將彈簧秤左端固定并裝有拉力傳感器(圖中未畫出)，緩慢向右拉動掛鉤至某位置,讀出傳感器的

示數(shù)為F。,用刻度尺測量彈簧的伸長量x。；

(2)多次改變彈簧伸長量，讀出多組上述數(shù)據(jù)；

(3)利用以上數(shù)據(jù)做出F-x圖象如圖所示；

小組同學(xué)利用以上數(shù)據(jù)和圖象得到以下結(jié)論:彈簧彈力和彈簧伸長量成—比，彈簧的勁度系數(shù)為

一(用F。、X。表示)，從原長到七時，彈力做功.彈簧伸長量為xi時彈性勢能的表

達(dá)式為，彈簧由伸長量為X1,拉到伸長量為x2(x2>x.)的過程中彈簧彈力做的功為.

3.如圖所示為“驗證動量守恒定律”實驗的裝置示意圖，現(xiàn)有帶光滑圓弧軌道的粗糙水平桌面，物

塊小、B（A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量）。實驗操作步驟如下：（a）在圓弧軌道上距離桌面h高處讓A

由靜止滑下，在水平桌面上不放B的情況下，使A一直沿水平桌面運動到C處靜止；（b）再讓A

從圓弧軌道上距離桌面h高處由靜止滑下，在桌面與弧軌道相接處放上B,使小與B碰撞，碰撞后

讓AB繼續(xù)運動直至分別停上在D、E處；（c）重復(fù)多次以上實驗步驟，并記錄實驗數(shù)據(jù)，選取自

己認(rèn)為最理想的實驗結(jié)果進(jìn)行研究，根據(jù)該實驗設(shè)計，回答下列問題：

（1）實驗中除了要測量物塊A的質(zhì)量物塊nn、B的質(zhì)量mz還需測量的物理量有（寫出物理量

名稱及表示符號）；據(jù)實驗測量出的數(shù)據(jù)和測量的物理量寫出

可以驗證動量守恒定律的表達(dá)式

（2）關(guān)于誤差分析和實驗測量，下列說法正確的是一

A.A與B發(fā)生彈性碰撞還是非彈性碰撞，對實驗結(jié)果有一定的影響

B.如果A與B發(fā)生的碰撞不是正碰對實驗結(jié)果有一定的影響.

C.實驗中所用的圓弧軌道不是真正的光滑，對實驗的結(jié)果影響不大

D.實驗中必須測量A起始位置距離桌面的高度

4.某學(xué)習(xí)小組通過下圖實驗裝置來驗證動量守恒定律.A是固定在水平桌面上光滑的斜槽,斜槽末端

與水平桌面平行,B是氣墊導(dǎo)軌,C是光電門,D是帶有小孔的滑塊（孔內(nèi)粘有膠帶，小球進(jìn)入小孔即

粘在膠帶上），滑塊上方有一窄擋光片.實驗前將斜槽固定在水平桌面上,調(diào)整氣墊導(dǎo)軌的高度，使

滑塊小孔與斜槽末端在同一高度處，同時調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平.多次改變小球釋放高度h,得到擋光

片通過光電門的時間t,做出/?-，，圖象.小球質(zhì)量為m,滑塊總質(zhì)量為M,擋光片寬度為d,重力加

速度為g

（1）用螺旋測微器測量擋光片的寬度,如圖所示,寬度d=mm;

⑵請用題中所給的物理量來表示，只要滿足關(guān)系式h=,就可以說明在誤差允許范圍內(nèi)碰

撞中動量守恒：

⑶如果圖象是一條過原點的（填寫“傾斜直線”或“拋物線”），同樣可以驗證動量守恒.

5.用圖1所示裝置探究功與速度變化的關(guān)系，進(jìn)行的主要操作步驟如下：

a.不掛橡皮筋，調(diào)整木板的傾斜程度，使小車拖動紙帶勻速運動；

b.將小車?yán)量拷嫊r器處，接通計時器電源，放開小車；

c.加掛一條兩條相同的橡皮筋,重復(fù)b步驟。

（1）某次實驗中打出的一條紙芾如圖所示D之前各點間的距離不相等E之后各點間的距離都相等。若

使誤差最小，下列計算小車勻速運動的速度的表達(dá)式最好的是（T為打點周期）（填選

項前的字母）

⑵若掛一條橡皮筋時E點之后各點之間的距離為x,，掛兩條時E點之后各點之間的距離為x?.則xi:X2

（3）若測得A、B、C、D四點之間的距離分別為XAXM、X8則（填選項前的字母序號）

A.Xnc-XAB=Xci）—XueB.XBC-XAB<XCD—XBCC.XBC-XAB>XO>—XBC

圖2

6.如圖甲（側(cè)視圖只畫了一個小車）所示的實驗裝置可以驗證“牛頓第二定律”，兩個相同的小車放

在光滑水平桌面上,右端各系一條細(xì)繩,跨過定滑輪各掛一個小盤增減盤中的祛碼可改變小車受到

的合外力，增減車上的祛碼可改變小車的質(zhì)量.兩車左端各系一條細(xì)線用一個黑板擦把兩細(xì)線同時

按在固定、粗糙的水平墊片上，使小車靜止（如圖乙）.拾起黑板擦兩車同時運動，在兩車尚未碰到

滑輪前,迅速按下黑板擦,兩車立刻停止,測出兩車位移的大小.

0123456

圖丙

該實驗中，盤和盤中祛碼的總質(zhì)量應(yīng)—小車的總質(zhì)量（填“遠(yuǎn)大于”、“遠(yuǎn)小于”、“等于"）.

圖丙為某同學(xué)在驗證“合外力不變加速度與質(zhì)量成反比”時的實驗記錄，已測得小車1的總質(zhì)量

MklOOg,小車2的總質(zhì)量Mz=200g.由圖可讀出小車1的位移XF5.00cm,小車2的位移x?=cm,

可以算出紅77-______（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），在實驗誤差允許的范內(nèi)，"n_________t"n（填

a2a2

“大于"、“小于”、“等于”）.

7.為了驗證機(jī)械能守恒定律，某同學(xué)做了如下實驗:將一小球用細(xì)繩懸掛于0點，在0點正下方安裝

與光電計時器相連的光電門.將小球拉至細(xì)線水平由靜止釋放，小球向下擺動后通過光電門，光電

門記錄下了小球通過光電門的時間at,若測得小球的直徑為d.

他充

(1)小球通過光電門時的速度大小可表示為V=

(2)要驗證小球在向下擺動過程中機(jī)械能守恒，若測得懸點到小球球心的距離為L,重力加速度用

g表示，需要驗證的表達(dá)式是(用at、d、L、g等物理量表示)；

(3)為了減小實驗誤差，小球應(yīng)該滿足什么條件:

8.某同學(xué)設(shè)計了一個如圖1所示的裝置來測定滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)，其中A為滑塊，B和C

是質(zhì)量可調(diào)的祛碼，不計繩和滑輪的質(zhì)量及它們之間的摩擦.實驗中該同學(xué)在祛碼總質(zhì)量

(m+m'=m。)保持不變的條件下，改變m和m'的大小，測出不同m下系統(tǒng)的加速度，然后通過實

驗數(shù)據(jù)的分析就可求出滑塊與木板間的動摩擦因數(shù).

(1)該同學(xué)手中有打點計時器、紙帶、10個質(zhì)量均為100克的祛碼、滑塊、一端帶有定滑輪的長

木板、細(xì)線，為了完成本實驗，得到所要測量的物理量，還應(yīng)有.

A.秒表B.毫米刻度尺C.天平D.低壓交流電源

(2)實驗中，該同學(xué)得到一條較為理想的紙帶，如圖2所示，從清晰的0點開始，每隔4個點取一

計數(shù)點(中間4個點沒畫出)，分別記為A、B、C、D、E、F,各計數(shù)點到。點的距離為0A=l.61cm,

0B=4.02cm,OC=7.26cm,0D=ll.30cm,0E=16.14cm,0F=21.80cm,打點計時器打點頻率為50Hz,

則由此紙帶可得到打E點時滑塊的速度v=m/s,此次實驗滑塊的加速度

a=m/J.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(3)在實驗數(shù)據(jù)處理中，該同學(xué)以m為橫軸，以系統(tǒng)的加速度a為縱軸，繪制了如圖3所示的實驗

圖線，結(jié)合本實驗可知滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)□=.(g?10m/s2)

9.利用如圖甲所示的實驗裝置探究“恒力做功與系統(tǒng)動能變化的關(guān)系”，已知小車質(zhì)量為470.0g,

打點計時器所用交流電的頻率為50Hz,重力加速度g=9.8m/s2o

打點計時器

⑴掛小沙桶前，為了消除摩擦力的影響，應(yīng)調(diào)節(jié)木板右側(cè)的高度,直至向左輕推小車觀察到

(2)掛上30.0g的小沙桶，按實驗要求打出的一條紙帶如圖乙所示，選擇某一點為0,之后依次每5

個計時點取一個計數(shù)點，用刻度尺量出幾個相鄰計數(shù)點間的距離記錄在紙帶上，測得計數(shù)點“1”

到計數(shù)點“6”之間的距離為18.OOcmo由計數(shù)點“1”到計數(shù)點“6”的運動過程中，小沙桶所

受重力做的功為J,小車和小沙桶系統(tǒng)動能的增加量為J(計算結(jié)果保留三位有效

數(shù)字)。

__________單位：?m

\~6~1_234567~\

/用式14.6945.31，＜

乙

10.某研究性學(xué)習(xí)小組要研究彈簧的勁度系數(shù)與繞制彈簧的金屬絲直徑間的關(guān)系，為此他們選擇了

同種材料制成的不同直徑的鋼絲來繞制彈簧.

(1)進(jìn)行此項實驗需要采用控制變量法，除了材料相同外，你認(rèn)為還應(yīng)控制哪些因素相同(寫出兩項

即可)_________________________________________

(2)用游標(biāo)卡尺測量繞制彈簧的鋼絲直徑,某次測量示數(shù)如圖所示,則該鋼絲的直徑為mm

01

0510

(3)根據(jù)下表中相關(guān)數(shù)據(jù)分析可得:在其它條件相同的情況下,彈簧的勁度系數(shù)與其所用鋼絲的直

徑的一次嘉成正比.

勁度系數(shù)k(N/m)鋼絲的直徑D/(mm)D-1(mm-1)D2(mm2)D3(mm3)D4(mm4)

11320.91.110.810.730.66

24141.20.831.441.732.07

310121.50.672.253.385.06

11.小明同學(xué)想利用實驗驗證共點力作用下物體的平衡條件，他設(shè)計了以下實驗過程：在豎直木板上

固定兩個定滑輪曲和曲，在一個鐵環(huán)P上系三根輕細(xì)繩a、b、c,其中a、b細(xì)繩跨過滑輪各掛一

組鉤碼，細(xì)繩c直接掛一組鉤碼，每個鉤碼質(zhì)量相同，輕繩、鉤碼、鐵環(huán)均與木板不接觸，整個

裝置平衡時情況如圖所示。

(1)小明想通過作圖法來進(jìn)行驗證，他除了記錄鐵環(huán)P位置及三根細(xì)繩的方向，還需知道哪些物理

量？

A.每組鉤碼的個數(shù)B.每個鉤碼的質(zhì)量

C.鐵環(huán)P的質(zhì)量D.Mi、兩滑輪的高度差

(2)關(guān)于本實驗，下列說法正確的是—。

A.為了減小實驗誤差，兩滑輪與繩間的摩擦盡量小些

B.為了減小實驗誤差，鐵環(huán)P的質(zhì)量應(yīng)盡量小些

C.改變滑輪量程鉤碼個數(shù)，鐵環(huán)P的質(zhì)量應(yīng)盡量小些

D.作力的圖示時應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度

12.小明在課本查到“木-木”的動摩擦因數(shù)為0.3,打算對這個數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗，設(shè)計了以下實驗：

(1)如圖所示,將質(zhì)量為M的待測木塊放在水平放置的長木板上,通過細(xì)繩連接沙桶.增加沙桶中沙的

質(zhì)量,直到輕推一下木塊,木塊恰能做勻速直線運動,若此時沙桶及沙的總質(zhì)量為m,則動摩擦因數(shù)

木塊

、in

沙柯A匚

(2)由于找不到天平，小明進(jìn)行了以下步驟：

①取下沙桶,在木板上固定打點計時器,將紙帶系在木塊上,并穿過打點計時器：

②將木板不帶滑輪的一端墊高，直到輕推下木塊能做勻速直線運動；

③掛上沙桶(沙桶及沙的總質(zhì)量保持不變).接通電源,穩(wěn)定后釋放木塊,得到如圖紙帶。

(3)已知打點計時器的頻率為50Hz,根據(jù)紙帶數(shù)據(jù),可求得木塊運動的加速度a=m/s2.(結(jié)果保留

兩位有效數(shù)字)

紙帶運動方向

卜++

6.196576.96734

單位：cm

(4)若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.8m/s2,則通過計算得u=____o(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

13.在用“落體法”做“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗時,某同學(xué)選擇一條較為滿意的紙帶,如圖甲所

示，他舍棄前面密集的點，以0為起點,從A點開始選取紙帶上連續(xù)點A、B、C...測出0到A、B、

C...的距離分別為％、兒、h”.，已知電源的頻率為f.

(1)打點計時器打B點時，重錘的速度大小為

(2)若該同學(xué)根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù),畫出的v2-h圖象如圖乙所示,則由圖乙計算得當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/p>

大小為_____m/s?(保留三位有效數(shù)字)

14.某同學(xué)用圖甲所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動，實驗中使用的電磁打點計時器的打點

周期為7,他的實驗步驟如下：

乙

①按圖甲安裝好實驗器材；

②讓拖著紙帶的小車沿平板斜面開始向下運動，接通電源，重復(fù)幾次；

③選出一條點跡比較清晰的紙帶，舍去開始比較密集的點跡，從便于測量的點開始，每兩個打點

間隔取一個計數(shù)點，如圖乙中0、1、2........6點所示；

④測量相鄰兩個計數(shù)點之間的距離，分別記作si、S2、S3.........S6；

⑤通過測量和計算，判斷出小車沿平板斜面做勻變速直線運動。

（1）在上面甲圖中，圖中明顯存在的問題是;電源應(yīng)該接電源

（選填直流或交流）；實驗操作過程中明顯的錯誤是。

（2）若實驗裝置安裝和操作過程完全正確，利用該同學(xué)測量的數(shù)據(jù)可以得到小車的加速度，計算

加速度得到的表達(dá)式是a=；

（3）若該同學(xué)在實驗中用量角器還測出了平板斜面的傾角a,且已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,則

在以下物理量中，還能計算出_____（填字母序號）。

A.小車的質(zhì)量B.小車與平板斜面之間的動摩擦因數(shù)"

C.小車到達(dá)斜面底端時的動能D.小車滑下過程中損失的機(jī)械能

15.如圖甲是利用激光測轉(zhuǎn)速的原理示意圖，圖中圓盤可繞固定軸轉(zhuǎn)動，盤邊緣側(cè)面上涂有一段很

薄的反光涂層。當(dāng)盤轉(zhuǎn)到某一位置時，接收器可以接收到反光涂層所反射的激光束，并將所收到

的光信號立即轉(zhuǎn)變成電信號，在示波器顯示屏上顯示出來。

（1）若圖乙中示波器顯示屏上橫向的時間軸上每小格對應(yīng)的時間為2.00x10-3s（即時間軸每大格表

示1.00x10-2s）,則圓盤的轉(zhuǎn)動周期為s、轉(zhuǎn)速為r/s?（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字，

下同）

（2）若測得圓盤直徑為22.00cm,則可求得圓盤側(cè)面反光涂層的長度（弧長）為cm。

16.如圖甲所示,利用該裝置可以測定木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù).實驗中，當(dāng)木塊A位于0點時，

沙桶B剛好接觸地面.將A拉到M點,待A、B穩(wěn)定且靜止后釋放A、B落地后不反彈,A最終滑到N

點且速度為零.測出M0和0N的長度分別為h和L改變木塊A釋放點M的位置,重復(fù)上述實驗,分

別記錄幾組實驗數(shù)據(jù).

①實驗開始時,發(fā)現(xiàn)A釋放后會撞到滑輪.下列解決方法中可行的有：

A.僅增大A的質(zhì)量

B.僅增大B的質(zhì)量

C.僅降低B起始釋放的高度（繩拉直且總長一定）

D.僅升高B起始釋放的高度（繩拉直且總長一定）

②問題解決后，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出h-L關(guān)系的圖象如圖乙所示，圍線的斜率為1,實驗中已經(jīng)測得A、B

的質(zhì)量之比為0.5.則動摩擦因數(shù)U=

田甲

17.利用“類牛頓擺”驗證碰撞過程中的動量守恒定律。實驗器材：兩個半徑相同的球1和球2,細(xì)

線若干，坐標(biāo)紙，刻度尺。實驗步驟：

（1）測量小球1、2的質(zhì)量分別為例、很，將小球各用兩細(xì)線懸掛于水平支架上，各懸點位于同

一水平面，如圖甲；

（2）將坐標(biāo)紙豎直固定在一個水平支架上，使坐標(biāo)紙與小球運動平面平行且盡量靠近。坐標(biāo)紙每

一小格是邊長為d的正方形。將小球1拉至某一位置4由靜止釋放，垂直坐標(biāo)紙方向用手

機(jī)高速連拍；

（3）分析連拍照片得出，球1從4點由靜止釋放，在最低點與球2發(fā)生水平方向的正碰，球1反

彈后到達(dá)最高位置為6,球2向左擺動的最高位置為C,如圖乙。已知重力加速度為g