高中物理经典力学实验.docx
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高中物理经典力学实验
高中物理经典力学实验
1．（合肥一中20XX届高三教学质量检测物理试卷一）⑴在《探究求合力的方法》实验中，做好实验准备后，先用两个弹簧秤把橡皮条的结点拉到某一位置O，此时学生需要记录的是，，，接着用一个弹簧秤拉橡皮条，要特别注意的是．
⑵某同学做“探索弹力和弹簧伸长的关系”实验。
他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把L-L0作为弹簧的伸长X，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下列所示图线的哪一个？
（）
答案：
⑴
两个弹簧秤的读数，两个细绳套的方向，橡皮条结点的位置.把橡皮条的结点拉到同一位置O。
⑵C
2．（合肥一中20XX届高三教学质量检测物理试卷一）滴水法测重力加速度的作法如下：
（1）让水滴落到垫起来的盘子上，可以听到水滴每次碰盘子的声音，仔细地调整水龙头的阀门，使第一滴水碰到盘的瞬间，同时第二滴水正好从阀门处开始下落。
（2）从听到某个水滴的声音时开始计时，并数“0”，以后每听到一次响声，顺次加1，直到数到“100”，计时停止，秒表上时间为40s。
（3）用米尺量出水龙头滴水处到盘子的距离为78.56cm，根据上述实验所得的数据，计算出重力加速度的值为__________。
答案：
9.82m/s2。
3．（合肥一中20XX届高三教学质量检测物理试卷一）为研究钢球在液体中运动时所受阻力的大小，让钢球从某一高度竖直落下进入液体中运动，用闪光照相方法拍摄钢球在不同时刻的位置。
如图所示为拍摄中的一段图片。
已知钢球在液体中运动时所受阻力
，闪光照相机的闪光频率为f，图中刻度尺的最小分度为
，钢球的质量为m，则阻力常数k的表达式为k=___________。
答案：
k=
4．作匀加速直线运动的小车，牵引一条纸带，通过打点计时器，交流电源的频率是50Hz，由纸带上打出的某点开始，每5个点剪下一断纸带，如右图所示，使每一条纸下端与x轴重合，将边与y轴平行，将纸带贴在直角坐标中。
求：
在第一个0.1s内，中间时刻的速度为;
②运动物体的加速度是。
答案：
0.225m/s
0.75m/s2
5．（福建省福州三中2008—2009学年高三年级第二次月考）在“验证机械能守恒定律”的实验中：
①某同学用图所示装置进行实验，得到如下图所示的纸带。
测出点A、C间的距离为14.77cm，点C、E间的距离为16.33cm，已知当地重力加速度为9.8m/s2，重锤的质量
为m=1.0kg，则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小Fƒ=N．
②某同学上交的实验报告显示重锤的动能略大于重锤的势能，则出
现这一问题的原因能是（填序号）（）
A．重锤的质量测量错误B．该同学自编了实验数据
C．交流电源的频率不等于50HzD．重锤下落时受到的阻力过大
答案：
①0.05N②BC
6．（福建省福州三中2008—2009学年高三年级第二次月考）在液体中下落的物体最终会达到一个恒定的速度，称之为收尾速度。
一个半径为r的球体在液体中下落的收尾速度为v=
r2（ρ－ρ/），其中η、g、ρ、ρ/分别为液体的粘滞系数（与液体种类相关的常数）、重力加速度、球体的密度、液体的密度。
（本题中g、ρ、ρ/为已知量）。
某同学为了测定某已知密度的液体的粘滞系数，选定了下列器材：
一只1000mL的量筒；一块秒表；一把刻度尺；直径不同的铝球若干个（最大直径约10.00mm）。
⑴请列出该同学漏选的器材：
。
⑵实验时，该同学首先将直径约10.00mm的铝球重复从装满被测液体的量筒液面上自由落下测定它通过量筒刻线750mL到500mL和450mL到200mL的两段时间，列表如下：
距离L（mL）
时间t（s）
平均时间t/（s）
750～500
1.741.721.72
1.73
450～200
1.731.721.73
1.73
由以上测量数据得到的结论是。
⑶若测出了不同半径的铝球的收尾速度，要求出液体的粘滞系数，对以上数据应如何处理？
答案：
（1）螺旋测微器或右边卡尺或天平
（2）铝球自750mL刻度处已达到收尾速度做匀速运动
（3）根据不同半径的球，求出液体的粘滞系数，求出它的平均值。
7．（南安一中、安溪一中、养正中学2008---2009学年第一学期期中考试高三物理试卷）某实验小组采用图示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50Hz．
（1）实验的部分步骤如下，请将步骤②补充完整：
①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；
②将小车停在打点计时器附近，，，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列点，断开开关；
③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。
（2）下图是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到0的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置．
表1纸带的测量结果
测量点
S/cm
v/（m·s-1）
0
0.00
0.35
A
1.51
0.40
B
3.20
0.45
C
D
7.15
0.54
E
9.41
0.60
答案：
（1）接通电源；释放小车
（2）5.06；0.49
8．（广东省20XX届高三第一次六校联考试卷物理试卷）
（1）在“探究力的平行四边形定则”的实验中，用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳另一端系着绳套B、C（用来连接弹簧测量力计）。
其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。
①在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其它步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化？
答：
。
（选填“变”或“不变”）
②本实验采用的科学方法是
A．理想实验法B．等效替代法
C．控制变量法D．建立物理模型法
（2）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为U，频率为f的交流电源上，从实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为S0，点AC间的距离为S1，点CE间的距离为
，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则：
①起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△EP＝，重锤动能的增加量为△EK＝。
②根据题中提供的条件，还可利用重锤下落求出当地的重力加速度g=，经过计算可知，测量值比当地重力加速度的真实值要小，其主要原因是：
。
答案：
（1）①不变②B
（2）①
②
，纸带与限位孔之间的摩擦力（或纸带与其它部分的阻力或摩擦阻力）。
9．（汕头金山中学2008-2009学年第一学期高三期中考试）某研究性学习小组用如图（a）所示装置验证机械能守恒定律．让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即
mv2=mgh．直接测量摆球到达B点的速度v比较困难．现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动，利用平抛的特性来间接地测出v．
如图（a）中，悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出作平抛运动．在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹．用重锤线确定出A、B点的投影点N、M．重复实验10次（小球每一次都从同一点由静止释放），球的落点痕迹如图（b）所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐．用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可验证机械能守恒定律．已知重力加速度为g，小球的质量为m．
（1）根据图（b）可以确定小球平抛时的水平射程为cm．
（2）用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0=．
（3）用测出的物理量表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量ΔEP=，动能的增加量ΔEK=．
答案：
（1）64.6～65.3
（2）x
（3）mg（h1－h2），
x2
10．（汕头金山中学2008-2009学年第一学期高三期中考试）某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图．（所用交变电流的频率为50Hz）
（1）图（b）为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s2．（保留三位有效数字）
（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的
，数据如下表：
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度a/m·s–2
0.633
0.572
0.497
0.418
0.332
0.250
0.167
0.101
小车质量m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
小车质量倒数
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
1.00
0.60
请在方格坐标纸中画出
图线，
并从图线求出小车加速度a与质量倒数
之间的关系式是．
（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，一位同学根据实验数据
作出了加速度a随拉力F的变化图线如图所示。
该图线不通过原
点，其主要原因是______________________________________．
答案：
（1）0.510
（2）略（3）没有平衡摩擦力
11．（汇源中学20XX届9月检测）
（1）图一中螺旋测微器读数为__________mm。
图二中游标卡尺（游标尺上有50个等分刻度）读数为_________cm。
（2）某同学用如图所示的装置测定重力加速度：
电火花计时器的工作电压为______，频率________．
打出的纸带如图所示，实验时纸带的______端应和重物相连接．（选填“甲”或“乙”）
纸带上1至9各点为计时点，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为______m/s2．
当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因__________．
答案：
（1）1.997；1.094;
（2）①交流220V，50Hz；②乙；③9.4；④空气阻力、摩擦阻力；
12．（汕头金山中学2008-2009学年第一学期高三期中考试）某同学在做“测定木板与木块间动摩擦因数”的实验时，设计了两种实验方案：
方案一：
木板固定，用弹簧测力计拉动木块，
如图（a）所示．
方案二：
用弹簧测力计钩住木块，用力拉动木板，
如图（b）所示．除了实验必须的弹簧测力计、
木块、木板、细线外，该同学还准备了若干重量
均为2.00N的砝码．
（1）上述两种方案中，你认为更合理的方案是______，
理由是______________．
（2）该同学在木块上加放砝码，改变木块对木板的压力，
记录了5组实验数据，如下表所示：
实验次数
1
2
3
4
5
砝码/个数
0
1
2
3
4
砝码对木块压力/N
0
2.00
4.00
6.00
8.00
测力计读数/N
1.50
2.00
2.50
2.90
3.50
请根据上述数据在坐标纸上（图c）作出摩擦力f和砝码对木块的压力F的关系图象（以F为横坐标）．图象不过原点的原因是_____________．由图象可知，木块的重量为__________N．木块与木板间的动摩擦因素为____．
答案：
（1）b，木板向左运动的快慢不会引起测力计的示数发生变化
（2）图线如右图，压力Ｎ中漏掉了木块的重力
6.00（填6.0或6均给分）0.25
13．（广东实验中学2008—2009学年上学期高三阶段考试一）在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间。
计时器所用电源的频率为50Hz，图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示（单位：
cm）。
由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v4＝________m／s，小车的加速度大小a＝________m／s2。
（保留三位有效数字）
答案：
0.4050.756
14．（中山一中2008-2009学年高三第二次统测物理试题）
（1）在做验证力的平行四边行定则实验中：
除了方木板、白纸、图钉、细线套、橡皮条、铅笔和刻度尺外，还需要的器材有：
。
在此实验中，假如F1的大小及方向固定不变，那么为了使橡皮条仍然伸长到O点，对F2来说，下面几种说法中正确的是：
（）
A.F2可以有多个方向
B.F2的方向和大小可以有多个值
C.F2的方向和大小是惟一确定值
D.F2的方向是惟一的，但大小可有多个值
（2）.在探究影响加速度的因数的实验中，作出
了如图所示的A、B两图象，图A中三线表示实
验中________不同。
图B中图线不过原点的原因是_____________.
（3）
读数为_____________cm
答案：
（1）三角板和弹簧秤C
（2）小车和砝码的总质量；由于长木板的倾角过大。
（3）1．095
15.（中山一中2008-2009学年高三第二次统测物理试题）
（1）在用“图象法”处理实验数据时，为了减少误差（）
A．应使纵、横坐标每单位长度表示的数值大一些
B．应使纵、横坐标每单位长度表示的数值小一些
C．为使图线通过每个实验数据点，应使图线画成折线
D．应使图线画成直线或光滑曲线，让实验数据点大致均匀分布在图线附近，对于个别离线较远的点可以舍去
（2）某同学要进行探究匀变速直线运动实验，请在下面列出的实验器材中，选出本实验中不需要的器材填在横线上（填编号）：
①打点计时器②天平③低压交流电源④低压直流电源⑤细绳和纸带⑥钩码和小车⑦秒表⑧一端有滑轮的长木板⑨刻度尺
（3）某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况，实验中获得一条纸带，如图所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出。
已知所用电源的频率为50HZ，则打A点时小车运动的速度vA=_______m/s，小车运动的加速度a=_______m/s2。
（结果要求保留三位有效数字）
答案：
（1）BD
（2）②④⑦（3）0.337m/s，0.393m/s2
16．（东北师大附中20XX年高三“三年磨一剑”第二次摸底考试）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即验证机械能守恒定律．
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否
等于增加的动能．
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是．
（将其选项对应的字母填在横线处）
（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值．如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出A距起始点O的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，使用交流电的频率为f，根据这些条件计算重锤下落的加速度a＝_________．
（3）在上述验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大
于重锤动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通
过该实验装置测阻力的大小．若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，还需要
测量的物理量是．试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出
重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F＝．
答案：
（1）BCD
（2）
（3）重锤的质量m，
或
17．（启东市20XX届高三第一次调研测试）某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作，将一个长方体木块放在水平桌面上，然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F，并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测，表1是其记录的实验数据。
木块的重力为10.00N，重力加速度g=9.80m/s2,根据表格中的数据回答下列问题（答案保留3位有效数字）：
表1
实验次数
运动状态
水平拉力F/N
1
静止
3.62
2
静止
4.00
3
匀速
4.01
4
匀加速
5.01
5
匀加速
5.49
（1）木块与桌面间的最大静摩擦力
＞N；
（2）木块与桌面间的动摩擦因数
；
（3）实验次数5中监测到的加速度
m/s2．
答案：
（1）4.01
（2）0.401（3）1.45
18．（启东市20XX届高三第一次调研测试）某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验．如图a为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量，小车运动加速度a可用纸带上的打点求得．
（1）图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s2．（保留二位有效数字）
（2）在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m数据如下表：
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
小车加速度a/m·s－2
1.98
1.72
1.48
1.25
1.00
0.75
0.48
0.50
0.30
小车质量m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
0.75
1.00
1.67
根据上表数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在图c方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系，并作出图线．（如有需要，可利用上表中空格）
（3）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图d，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因．
答：
．
答案：
（1）3.2m/s2
（2）见下图
（3）实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
19.（山东嘉祥一中20XX届阶段性测试）一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在该行星上。
飞船上备有以下实验器材
A.精确秒表一只B.已知质量为m的物体一个
C.弹簧秤一个D.天平一台（附砝码）
已知宇航员在绕行时及着陆后各作了一次测量，依据测量数据，可求出该星球的半径R及星球的质量M。
（已知万有引力常量为G）
（1）两次测量所选用的器材分别为.。
（用序号表示）
（2）两次测量的物理量分别是.。
（3）用该数据写出半径R.质量M的表达式。
R=,M=。
答案：
（1）A,BC
（2）周期T物体重力F
（3）
20．（抚顺一中20XX届高三第一次模拟考试物理试卷）某同学在“在验证牛顿第二定律”的实验中，严格按照实验要求，正确完成了实验，打出的纸带如图所示，相邻计数点间的时间间隔是T
测出相邻计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6，为使实验数据计算的结果更精确一些，加速的平均值应为a=
答案：
21．（抚顺一中20XX届高三第一次模拟考试物理试卷）在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中：
若打点计时器所接交流电的频率为50赫兹，甲、乙两条实验纸带，如图所示，应选纸带好。
若已测得点2到4间距离为s1，点0到3间距离为s2，打点周期为T，验证重物开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒，s1、s2和T应满足的关系为T=。
答案：
甲
22．（杭州学军中学20XX届9月高三第二次月考）某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是：
A．在桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳
的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一
位置O.记下O点的位置，读出两个弹簧秤的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E．只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F/的图示；
F．比较力F/和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论.
上述步骤中：
（1）有重要遗漏的步骤的序号是________和____________；
（2）遗漏的内容分别是__________________________和____________________________________.
答案：
（1）C和E
（2）描下两拉力的方向
和结点拉至O点
23．（杭州学军中学20XX届9月高三第二次月考）
（1）小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀变速直线运动.如图是经打点计时器打出的纸带的一段，计数点序号（按打点顺序计数）是1、2、3、4……，已知交流电的频率为50Hz，纸带上每相邻两个计数点间还有四个打印点。
则小车运动的加速度大小是______m/s2，小车做__________（填“匀速”、“匀加速”或“匀减速”）.（保留3位有效数字）
（2）为了测量一个高楼的高度，某同学设计了如下实验：
在一根长为
的绳两端各拴一重球，一人站在楼顶上，手执上端的重球无初速度的释放使其自由下落，另一人在楼下测量两球落地的时间差
，即可根据
、
、
得出高楼的高度（不计空气阻力）.
①从原理上讲，这个方案是否正确_____________，理由：
_________________.
②从实际测量来看，你估计最大的困难是__________________________.
答案：
（1）1.90（仅此一答案），匀减速
（2）①正确
理由：
只要能给出正确的高度h的表达式或方程均给分，但只有文字说理不得分
②最大困难：
Δt的测量
24．（上海市闸北区20XX年4月模拟）在做“用单摆测定重力加速”的实验中，有人提出以下几点建议：
A、适当加长摆线
B、质量相同，体积不同的摆球，应选
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