高考物理力学实验题模拟题十八含答案与解析Word文件下载.docx

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②　　．

（2）根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，以

为纵轴，画出的

﹣h图象应是图丁中的　　．

（3）将错误或不当的地方改正后，打点计时器所用交流电的频率为50Hz，该同学选取如图丙所示的一段纸带，O是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点（图中未标出），各计数点到O点的距离如图所示，他对OC段进行研究．在重物下落高度hOC的过程中，重物减小的重力势能△EP=　　J，增加的动能△EK=　　J（m=0.50kg，重力加速度g=10m/s2，结果保留3位有效数字）．

3．图1是“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图，以下列出了一些实验步骤：

A．用天平测出重物和夹子的质量

B．把打点计时器用铁夹固定放到桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直面内

C．把打点计时器接在交流电源上，电源开关处于断开状态

D．将纸带穿过打点计时器的限位孔，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，让重物靠近打点计时器，处于静止状态

E．接通电源，待计时器打点稳定后释放纸带，之后再断开电源

F．用秒表测出重物下落的时间

G．更换纸带，重新进行两次实验

（1）对于本实验，以上不必要的两个步骤是　　和　　

图乙为实验中打出的一条纸带，O为打出的第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出），打点计时器每隔0.02s打一个点．若重物的质量为0.5kg，当地重力加速度取g=9.8m/s2，由图2所给的数据可算出（结果保留两位有效数字）：

①从O点下落到B点的过程中，重力势能的减少量为　　J．

②打B点时重物的动能为　　J．

（2）试指出造成第

（1）问中①②计算结果不等的原因是　　．

4．如图1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落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点痕迹进行测量，即可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端上；

C．用天平测量出重锤的质量；

D．接通电源开关，同时放开悬挂纸带的夹子，打出一条纸带；

E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；

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．

指出其中操作不恰当的和没有必要进行的步骤，将其选项对应的字母填在下面的横线上．　　

（2）如图2所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算下落到C点的速度表达式为：

v=　　．

（3）在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增加的动能，其主要原因是：

　　．

5．实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验．量角器中心O点和细线的一个端点重合，并且固定好；

细线另一端系一个小球，当小球静止不动时，量角器的零刻度线与细线重合，在小球所在位置安装一个光电门．实验装置如图所示．本实验需要测的物理量有：

小球的直径d，细线长度L，小球通过光电门的时间△t，小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角为θ．

（1）除了光电门、量角器、细线外，实验室还有如下器材可供选用：

A．直径约2cm的均匀铁球

B．直径约5cm的均匀木球

C．天平

D．时钟

E．最小刻度为毫米的米尺

F．游标卡尺

实验小组的同学选用了最小刻度为毫米的米尺，他们还需要从上述器材中选择　　（填写器材前的字母标号）．

（2）测出小球的直径为d，小球通过光电门的时间为△t，可得小球经过最低点的瞬时速度v=　　．

（3）若在实验误差允许的范围内，满足　　，即可验证机械能守恒定律（用题给字母表示，当地重力加速度为g）．

（4）通过改变小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角θ，测出对应情况下，小球通过光电门的速度v，为了直观地判断机械能是否守恒，应作　　图象．

6．某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图甲所示：

轻弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能骤如下：

A．用天平测量出物块的质量m，按图甲所示安装好实验装置；

B．向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量x；

C．把纸带向左拉直，接通打点计时器电源；

D．松手释放物块．

（1）图乙是物块脱离弹簧后打点计时器所打出的纸带，每相邻两个计数点之间有4个点未画出．相邻计数点间的距离如图乙所示．打点计时器电源的频率为50Hz，则物块与桌面间的动摩擦因数为　　，这样得到的结果比动摩擦因数的真实值　　（填“偏大”或“偏小”）．（g=10m/s2）

（2）若物块脱离弹簧时的速度为v，则弹簧被压缩时具有的弹性势能大小是　　．（用m、g、v、x和动摩擦因数用μ表示）

7．某同学利用图示装置，验证以下两个规律：

①两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳方向分速度大小相等；

②系统机械能守恒．

P、Q、R是三个完全相同的物块，上面固定有相同的遮光片，P、Q用细绳连接，放在水平气垫导轨上．物块R系在细绳正中间，三个光电门分别放置于a、b、c处，调整三个光电门的位置，能实现同时遮光．最初细线水平，现将三个物块由静止释放．（忽略R上的挡光片到系绳点的距离）

（1）为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R三个遮光片的遮光时间t1、t2、t3外，还必需测量的物理量有　　（多选）；

A．P、Q、R的质量M　　　　　　　　　　　　　　　　

B．两个定滑轮间的距离d

C．R的遮光片到c的距离H　　　　　　　　　　　

D．遮光片的宽度x

（2）经过测量发现t1=t2，若要验证物块R沿绳方向分速度与物块P速度大小相等，则验证表达式为　　；

（4）若已知当地重力加速度g，则验证系统机械能守恒的表达式为　　．

8．小明同学利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律．A为装有挡光片的钩码，总质量为M，挡光片的挡光宽度为b，轻绳一端与A相连，另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为M的重物B相连．保持A、B静止，测出A的挡光片下端到光电门的距离h，然后将质量为m的小物体放在A上（图中没有画出），A下落过程中经过光电门，光电门可测出挡光片的挡光时间t，算出挡光片经过光电门的平均速度．将其视为A下落h（h＞＞b）时的速度，重力加速度为g．

（1）在A从静止开始下落h的过程中，验证以A、B、m、地球所组成的系统机械能守恒定律的表达式为　　（用题目所给物理量的符号表示）；

（2）由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度v间存在一个差值，因而系统减少的重力势能　　系统增加的动能（选填“大于”或“小于”）；

（3）利用此装置还可以测得当地的重力加速度．具体的做法为：

改变m的大小，A下落的加速度也将跟着变化．A下落的加速度用b、t、h表示的表达式为a=　　．经过几次重复实验，得到多组a、m数据，画出

﹣

的图象如图乙所示，已知图中直线的斜率为k，纵轴截距为b，可求出当地的重力加速度g=　　，并可求出A、B的质量M=　　．（用k和b表示）

9．利用图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h．某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下的四种测量方案：

A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v．

B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=

计算出瞬时速度v．

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v，并通过h=v2/2g计算出高度h．

D．用刻度尺测出物体下落的高度h，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v．

以上方案中只有一种正确，正确的是　　．（填入相应的字母）

在实验中，某同学根据实验测得的数据，通过计算发现，重锤在下落过程中，重锤动能的增加量略大于重锤势能的减少量，若实验测量与计算均无错误，则出现这一问题的原因可能是　　

A．重锤的质量偏大B．交流电源的电压偏高

C．交流电源的频率小于50Hz

D．重锤下落时受到的阻力过大．

10．某同学利用如图甲所示实验装置验证机械能守恒．半圆盘固定在竖直平面内，盘面的水平刻度线标注着距离悬挂点O的高度，金属小圆柱拉至水平位置（h=0），然后由静止释放，小圆柱依次通过固定在不同高度h的光电门，记录小圆柱经过各光电门所用时间，已知当地重力加速度为g，

（1）为计算出相应速度v，该同学用螺旋测微器测量出小圆柱的直径d，测量示数如图乙所示，则d=　　mm．

（2）该同学用横坐标表示h，纵坐标应表示　　（选填“v”或“v2”）从而可以得到一条过原点的直线．他求出图象斜率为k，当k=　　时，则可验证小圆柱摆动过程中机械能是守恒的．

11．图1是“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图，以下列出了一些实验步骤：

图2为实验中打出的一条纸带，O为打出的第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出），打点计时器每隔0.02s打一个点．若重物的质量为0.5kg，当地重力加速度取g=9.8m/s2，由图乙所给的数据可算出（结果保留两位有效数字）：

12．某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象．

（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的△t1　　△t2（选填“＞”、“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平．

（2）用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d=　　mm．

（3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若△t1、△t2和d已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出　　和　　（写出物理量的名称及符号）．

（4）若上述物理量间满足关系式　　，则表明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒．

13．某活动小组利用图（a）所示装置探究机械能守恒定律．实验开始时，直径为d的小钢球被电磁铁吸住，断开开关，钢球由静止开始下落．测得钢球静止时球心到光电门中心的距离为h．由数字计时器测出钢球通过光电门的时间为△t，已知当地的重力加速度为g，试完成如下实验内容：

（1）利用螺旋测微器测出钢球的直径，读数如图（b）所示，则d=　　mm

（2）钢球通过光电门时的速度表达式为　　（用题中所给物理量的符号表示）；

（3）要验证机械能守恒，需要比较　　和　　在误差范围内是否相等（用题中所给物理量的符号表示）．

14．如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置示意图，现有的器材为：

带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平、交流电源．请回答下列问题：

（1）为完成此实验，除了现有的器材外，还需要的器材有　　；

（2）关于本实验，在操作过程准确无误的情况下，下列说法中正确的是　　．

A．实验时一定要称出重锤的质量

B．实验中测得重锤重力势能的减少量△Ep略大于它动能的增加量△Ek，是因为阻力做功造成的

C．如果纸带上打下的第1、2点模糊不清，则无论用何种方法处理数据，该纸带都不能用于验证机械能守恒定律

D．处理实验数据时，可直接利用打下的连续实际点迹作为“计数点”

（3）若按实验要求选出合适的纸带进行测量，量得连续三个计数点A、B、C到第一个点O的距离如图2所示（相邻两点时间间隔为0.02s），当地重力加速度的值为9.80m/s2，重锤质量为0.500kg，那么打下点B时重锤的速度vB=　　m/s，从O到B的过程中重力势能减少量△Ep=　　J（计算结果均保留三位有效数字）．

15．利用如图1所示的实验装置探究重锤下落过程中动能与重力势能的转化问题，实验操作步骤如下：

A．按实验要求安装好实验装置；

B．使重锤靠近打点计时器；

C．同时接通电源和释放纸带，打点计时器在纸带上打下一系列的点；

D．重复上述实验步骤，得到多条纸带，从中选取一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点，分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离．

（1）上述操作中错误的一项是　　，应该改为　　；

（2）已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，重锤质量为m=0.1kg，重力加速度g=9.8m/s2，纠正实验操作中错误后，得到一条较为理想的纸带如图2所示，O点为打点计时器打下的第一点，分别测得点A、B、C…与O点之间的距离h1=19.20cm，h2=23.23cm，h3=27.65cm，则打点计时器打B点时重锤下落的速度大小为　　m/s，打点计时器从打O点到打B点的过程中，重锤增加的动能为　　J，减少的重力势能为　　J（结果均保留两位小数）．

16．利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验．

①除带夹子的重锤、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、交流电源、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的一种器材是　　

A．游标卡尺B．刻度尺C．天平（含砝码）D．弹簧秤

②实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC．已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，设重物的质量为m．从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量△Ep=　　，动能增加量△Ek=　　．

③某同学想用图象来研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量各点到起始点0的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2﹣h图象，则下列说法正确的是　　

A．可以利用公式v=gt计算重物在各点速度

B．可以利用公式v=

计算重物在各点的速度

C．图象是一条直线就说明机械能一定守恒

D．只有图象近似是一条过原点的直线且斜率接近2g才能说明机械能守恒．

17．如图所示，滑块上的遮光条宽度为d，两光电门间的距离为L，气源开通后滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门的时间分为△t1和△t2．

（l）用上述装置测量滑块加速度a的表达式为　　（用已知量表示）；

（2）还可以用上述装置来验证系统的机械能是否守恒，若在进行数据分析时发现系统增加动能总是大于钩码减少的重力势能，可能的原因是　　（写出一种原因即可）．

18．用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律．已知打点计时器打点频率f=50Hz．

（1）实验中得到的一条纸带如图乙所示，第一个打点栎记为D，选择点迹清晰且便于测量

的连续5个点，标为A、B、C、D、E，测出A、C、E到O点的距离分别为d1=9.51cm、d2=15.71cm、d3=23.47cm．重物质量为0.5kg，当地重力加速度g=9.80m/s2．现选取重物在OC段的运动进行数据处理，则OC段重力势能减少量为　　J，动能增加量为　　J（计算结果均保留两位有效数字）．

（2）如果测得纸带上第一个和第二个打点间的距离大约是6mm，出现这种情况可能的原因是　　．

A．重锤的质量过大

B．电源电压偏大

C．先释放纸带后接通打点计时器

D．打点计时器没有竖直固定．

19．如图甲所示，某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，悬线下吊着磁铁A，磁铁的磁性较强，A下端吸着一个小铁球C，磁铁长度和小球的大小不计，B是固定挡板，测出静止时球离开地面的高度h1，悬点O到球的距离L，将球拉离竖直位置到某一位置，悬线拉直，用米尺测出这时球与尺的接触点离天花板的高度h2，释放小球，让小球与磁铁一起做圆周运动，到最低点时磁铁与挡板碰撞后小球由于惯性继续向前做平抛运动，测出小球做平抛运动的水平位移x，当地的重力加速度为g．

（1）磁铁与挡板碰撞前的一瞬间速度的大小为　　．

（2）要验证竖直圆周运动是否机械能守恒，只要验证等式　　成立即可．

（3）若实验测得重力势能的减少量大于动能的增加量，导致误差的原因可能有（写出两个原因）　　、　　．

（4）改变小球开始释放的高度，记录多组释放点距天花板的高度h2和小球做平抛运动水平位移x建立坐标系，在坐标纸上描点作图，图象如乙图所示，也可验证机械能守恒定律，则应做出的实验图象是　　（填选项前的符号）．

A、x﹣h1图象

B、x2﹣h2图象

C、x﹣h2图象

D、x2﹣（L﹣h2）图象．

20．图1是验证机械能守恒定律的实验，小球由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定在O点，在最低点附近放置一组光电门，光电门与小球摆到最低点时的球心在同一高度．将轻绳拉至水平后由静止释放，测出小球通过光电门的挡光时间△t，再用10分度游标卡尺测出小球的直径d，如图2所示，重力加速度为g，则

（1）小球的直径d=　　cm；

（2）利用该装置验证机械能守恒定律，　　测定小球的质量（填“需要”或“不需要”）

（3）测出悬线长度为l，若等式　　成立，则说明小球下摆过程机械能守恒（等式用题中各物理量字母表达）．

21．某实验中学的物理兴趣实验小组利用如图甲所示的实验装置验证系统的机械能守恒定律．将一气垫导轨倾斜地固定在水平桌面上，导轨的倾角为θ，在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在靠近滑轮的B处固定一光电门，将质量为m的小球通过一质量不计的细线与一带有遮光板的总质量为M的滑块相连接．现将带有遮光板的滑块由气垫导轨的A处由静止释放，通过计算机测出遮光板的挡光时间为t，用游标卡尺测出遮光板的宽度为b，用刻度尺测出A、B之间的距离为d．假设滑块在B处的瞬时速度等于挡光时间t内的平均速度．

由以上的叙述回答下列问题：

（1）若游标卡尺的读数如图乙所示，则遮光板的宽度为　　mm；

（2）滑块到达光电门B处的瞬时速度vB为=　　；

（用字母表示）

（3）如果该小组的同学测得气垫导轨的倾角θ=30°

，在滑块由A点运动到B点的过程中，系统动能增加量△Ek为　　，系统重力势能减少量△Ep为　　，若在误差允许的范围内△Ek=△Ep，则滑块与小球组成的系统机械能守恒．重力加速度用g表示．（以上结果均用字母表示）

（4）在验证了机械能守恒定律后，该小组的同学多次改变A、B间的距离d，并作出了v2﹣d图象，如图丙所示，如果M=m，则g=　　m/s2．

22．用如图1实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，图2给出的是实验中获取的一条纸带；

0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图2中未标出）．计数点的距离如图2所示，已知m1=50g、m2=150g，则（已知当地重力加速度g=9.8m/s2，结果保留两位有效数字）

（1）在纸带上打下计数点5时的速度v=　　m/s；

（2）在打点0～5过程中系统动能的增量△Ek=　　J，系统势能的减少量△Eφ=　　J．由此得出的结论是　　。

23．某课外探究小组利用光电门等器材验证机械能守恒定律，实验示意图如图甲所示．将一直径为d、质量为m的金属小球由高处从静止释放，下落过程中先后通过正下方、固定于A、B两处的光电门，测得A、B间的距离为H，分别记录下小球通过光电门A、B的时间为tA、tB，当地的重力加速度为g，则：

（1）如图乙所示，用螺旋测微器测得小球的直径d=　　mm．

（2）小球经过光电门A时的速度表达式为　　．

（3）某次实验得到tA、tB、H的数值，在同一坐标系中标出

、

及H数值，作出如图丙所示的图象，则图中直线的斜率为　　（用g、d表示）时表示小球从A到B过程中机械能守恒．

24．用如图甲所示的实验装置，验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图乙给出的是实验中获取的一条纸带：

0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个打点（图中未标出），相邻计数点间的距离如图乙所示．已知m1=50g、m2=150g，g=9.8m/s2，则（结果均保留两位有效数字）

（1）在纸带上打下计数点4时的速度v=　　m/s

（2）在0～4过程中系统动能的增量△EK=　　J，系统势能的减少量△EP=　　J．

25．某学习小组用图示的实验装置验证“机械能守恒定律”．他们在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块（带遮光条）用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与钩码相连，每次滑块都从A处由静止释放．

（1）下列实验要求中不必要的一项是　　（请填写选项前对应的字母）．

A．应将气垫导轨调至水平

B．应使细线与气垫导轨平行

C．应使A位置与光电门B间的距离适当大些

D．应使钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量

（2）实验时，已知滑块（带遮光条）的质量M，钩码质量m，A、B间的距离L，遮光条的宽度为d和遮光条通过光电门的时间为t，重力加速度为g，则满足的关系式　　（用M、m、g、L、d、t表示）即可验证从A到B过程系统机械能守恒．

26．在“验证机械能守恒定律”的实验中，利用重物拖着纸带自由下落通过打点计时器并打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．

（1）在实验过程中，下列