专题19,力学实验（第03期）【名校好题+分类速递】（解析版）

　1．【2016•江西省南昌二中上期第四次考试】（9 分）用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和 n 块质量均为 m 0 的铁片，重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门．调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的挡光时间 t 0 ；从定滑轮左侧依次取下 1 块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时间分别为 t 1 、t 2 …，计算出 t 0 2 、t 1 2 …． (1)挡光时间为 t 0 时，重锤的加速度为 a 0 ．从左侧取下 i 块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为 t i ，重锤的加速度为 a i ．则0iaa=__________．（结果用 t 0 和 t i 表示）

　(2)作出0iaa﹣i 的图线是一条直线，直线的斜率为 k，则重锤的质量 M=__________． (3)若重锤的质量约为 300g，为使实验测量数据合理，铁片质量 m 0 比较恰当的取值是__________． A．1g

　 B．5g

　 C．40g

　D．100g．

　【答案】（1）220itt

　（2）02mknk 

　（3）C

　【解析】

　试题分析：（1）挡光时间为 t 0 时，重物通过光电门的速度00tdv  ，挡光时间为 t 1 时，重物通过光电门的速

　【名师点睛】本题考查连接体问题的加速度的计算，先根据运动学公式求出重锤通过光电门的速度，进而求出重锤下落时的加速度，再根据图象的物理含义及0aa i表达式对应的斜率表达式，推导出重锤质量的表达式。

　考点：牛顿第二定律。

　2．【2016•江西省南昌二中上期第四次考试】（6 分）利用如图 1 实验装置探究重锤下落过程中重力势能与动能的转化问题． （1）图 2 为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 h 1 、h 2 、h 3 …．已知打点计时器的打点周期为 T，重锤质量为 m，重力加速度为 g，可得重锤下落到 B 点时的速度大小为_________． （2）取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能E k 和重力势能E p ．建立坐标系，横轴表示 h，纵轴表示 E k 和 E p ，根据以上数据在图 3 中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ．已求得图线Ⅰ斜率的绝对值 k 1 =2.94J/m，图线Ⅱ的斜率 k 2 =2.80J/m．重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为_________（用 k 1 和 k 2 表示）．

　【答案】（1）

　；（2）

　【名师点睛】对匀变速直线运动，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，即可求出 B点的速度；机械能守恒，因为初位置的机械能为零，每个位置动能和重力势能的绝对值应该相等，图线不重合的原因是重物和纸带下落过程中需克服阻力做功．根据动能定理，结合图线的斜率求出阻力与重物重力的比值．验证重力势能的减小量与动能的增加量是否相等。

　考点：重力势能与动能的转化。

　3．【2016•长春外国语学校高三第一期第二次检测】测量小物块 Q 与平板 P 之间的动摩擦因数的实验装置如图

　所示．

　AB 是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的 P 板的上表面 BC 在 B 点相切，C 点在水平地面的

　 垂直投影为 C′．重力加速度为 g．实验步骤如下：

　①用天平称出物块 Q 的质量 m； ②测量出轨道 AB 的半径 R 、 BC 的长度 L 和 CC′的高度 h； ③将物块 Q 在 A 点由静止释放，在物块 Q 落地处标记其落地点 D； ④重复步骤③，共做 10 次；

　⑤将 10 个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到 C′的距离 s。

　（1）用实验中的测量量表示：

　（ⅰ）物块 Q 到达 B 点时的动能 E kB =_________； （ⅱ）物块 Q 到达 C 点时的动能 E kC =

　； （ⅲ）在物块 Q 从 B 运动到 C 的过程中，物块 Q 克服摩擦力做的功 W f =

　； （ⅳ）物块 Q 与平板 P 之间的动摩擦因数 μ=

　。

　（2）回答下列问题：

　（ⅰ）实验步骤④⑤的目的是

　 。

　（ii）已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是

　 （写出一个可能的原因即可）。

　【答案】（1）

　mgR

　hmgs42

　 hmg smg h42

　hLsLR42

　（2）是通过多次实验减小实验结果的误差；圆弧轨道存在摩擦，接缝 B 处不平滑等。

　考点：动能定理、平抛运动。

　【名师点睛】本题属于多过程问题，要找出个过程之间相联系的物理量，前一过程的末态是下一过程的初态，从 A 到 B，物块沿曲面下滑，遵从机械能守恒（或动能定理），由 B 到 C 过程，利用动能定理，从 C点抛出到落地，用平抛运动规律求解。

　4．【2016•辽宁省实验中学分校高三 12 月月考】某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系，选取的实验装置如图所示，实验主要步骤如下：

　（1）实验时，为使小车只在橡皮筋作用下运动，在未连接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起，使木 板倾斜合适的角度，打开打点计时器，轻推小车，得到的纸带应该是

　（填“甲”或“乙”）。

　（2）使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功为 W； （3）再用完全相同的 2 条、3 条……橡皮筋作用于小车，每次由静止释放小车时橡皮筋的

　 （填 写相应实验条件），使橡皮筋对小车做的功分别为 2W、3W…… （4）分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度 v 1 、v 2 、v 3 …… （5）作出 W－v 图象，则下列符合实际的图象是

　。

　A

　 B

　C

　 D 【答案】（1）乙；（3）伸长量（或形变量、长度等）都相同；（5）D 考点：探究功与速度变化的关系 【名师点睛】本题以探究做功和速度关系为实验命题背景考查学生对实验数据的处理和对结论的分析和评价能力，本题采用倍增法增加橡皮条的功，巧妙解决了变力做功的测量困难，注意要平衡摩擦力。

　5．【2016•浙江省嘉兴市一中高三上学期能力测试】某同学利用如图所示装置做 “探究功与速度变化的关系”的实验。一轻质弹簧放在水平桌面上，左端与墙壁连接，右端与一小球接触不连接，弹簧旁边平行固定一直尺。从弹簧原长处向左推小球，使弹簧压缩x 后静止释放，小球离开桌面做平抛运动。记录小球的水平位移 s，改变弹簧的压缩量重复实验得到数据如下表所示 第 21 题表 弹簧压缩量x/cm 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 弹簧对小球做功 W W 4W 9W 16W 25W 36W s/cm 10.10 20.15 29.98 40.05 50.10 59.90

　s 2

　/cm 2 （×10 2 ）

　1.020 4.060 8.988 16.04 25.10 35.88 s 3

　/cm 3 （×10 3 ）

　1.030 8.181 26.95 64.24 125.8 214.9 （1）为了提高实验的精确度，下列哪些．．操作方法是有效的

　A．同一压缩量多测几次，找出平均落点

　 B．桌子必须保持水平并尽量光滑 C．小球球心 与弹簧中轴线在同一直线上

　D．精确测量小球下落高度

　（2）已知小球从静止释放到离开弹簧过程中，弹簧对小球做功与弹簧压缩量的平方成正比。判断 W 与 s 之间的函数关系，用表中数据作图，并给出功与速度之间的关系

　 。

　【答案】（1）ABC （2）作图正确给分，功与速度之间的关系 Wv 2

　 可以得到：功与速度之间的关系 Wv 2 。

　考点：探究功与速度变化的关系 【名师点睛】本题考查探究功与速度变化的关系，从能量守恒得到弹性势能转化为动能，然后做平抛运动，之后根据平抛运动的相关知识求解即可。

　6．【2016•湖北省八校高三第一次联考】某同学用如图所示装置来验证机械能守恒定律．将单摆用磁铁悬挂在铁质黑板上的 O 点，在 O 点下方将穿在圆环状磁铁的细铁钉同样吸在黑板上的 P 点，同时在黑板上用粉笔画一条水平线 MN，将细线拉直，让非磁性摆球从 MN 上的 A 点由静止释放．当其摆至另一侧最高点时，观察其位置是否在水平线上，从而验证摆球在此过程中在误差范围内机械能是否守恒．

　（1）为进行多次实验验证，该同学通过调整

　 ，然后再次重复实验。

　（2）在实验中，该同学发现小球摆至右侧最高点时位置总比水平线 MN 略低，造成该结果的原因是

　（写出一条即可）。

　【答案】P 点的位置或水平线的高度

　 空气阻力或黑板阻力或与铁钉接触过程能量损失均可

　考点：证机械能守恒定律 【名师点睛】本题关键是理解初位置和末位置在同一水平线上，即高度相同，是因为机械能守恒，实际实验时由于有阻力存在，故存在误差。

　7. 【2016•鄂豫晋陕冀五省高三上期 12 月月考】如图甲所示的光电门传感器是测定物体通过光电门的时间的仪器。其原理是发射端发出一束很细的红外线到接收端，当固定在运动物体上的一个已知宽度为 d 的挡光板通过光电门挡住红外线时，和它连接的数字计时器可记下挡光的时间△t，则可以求出运动物体通过光电门时的瞬时速度大小。

　（1)为了减小测量瞬时速度的误差，应选择宽度比较

　（选填“宽”或“窄”）的挡光板。

　（2)图乙是某同学利用光电门传感器探究小车加速度与力之间关系的实验装置，他将该光电门固定在水平轨道上的 B 点，用不同重物通过细线拉同一小车，小车每次都从同一位置 A 点静止释放。

　①如图丙所示，用游标卡尺测出挡光板的宽度 d=____mm，实验时将小车从图乙 A 点静止释放，由数字计时器记下挡光板通过光电门时挡光时间间隔△t=0.02 s，则小车通过光电门时的瞬时速度大小为

　m/s； （结果保留两位有效数字）

　②实验中设小车的质量为 m 1 ，重物的质量为 m 2 ，则在 m 1 与 m 2 满足关系式

　时可近似认为细线对小车的拉力大小与重物的重力大小相等； ③测出多组重物的质量 m 2 和对应挡光板通过光电门的时间△t，并算出小车经过光电门时的速度 v ，通过描点作出两物理量的线性关系图象，可间接得出小车的加速度与力之间的关系。处理数据时应作出

　图象（选填“v 2

　- m 1 ”或“v 2 一 m 2 ”）； ④某同学在③中作出的线性关系图象不过坐标原点，如图丁所示（图中的 m 表示 m1 或 m2），其可能的原因是____

　。

　【答案】（1）窄， （2）①7.40（7.35 也正确），0.37，②1 2m m ＞＞ ， ③22v m  ，④操作过程中平衡摩擦力过量（其它正确说法也可得分）

　【解析】

　考点：探究加速度与力、质量之间的关系 【名师点睛】本题考查探究加速度与力、质量之间的关系实验，要正确掌握实验原理，以及实验过程，即可。

　8．【2016•鄂豫晋陕冀五省高三上期 12 月月考】用打点计时器测量物体自由落体运动的加速度时，得到如图所示的一段纸带，测得 AB=6. 65 cm，BC=8.17 cm。已知打点计时器所接交流电频率是 50 Hz，A 与 B 之间及 B 与 C 之间还有一计时点，则打 B 点时物体的瞬时速度为____ m/s，测得的加速度为

　m／s 2 。如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小，可能的原因是

　 （任意写一条即可）。（计算结果均保留两位小数）

　【答案】1.85；9.50；下落过程中有存在阻力 【解析】

　试题分析：由图象结合交流电频率是 50Hz，可知 AB 、 BC 它们之间的时间间隔都是 0.04 T s  ， 根据某点瞬时速度等于该点的相邻的两段位移内的平均速度得：0.0665 0.08171.85 /2 0.02 4ACBxv m sT ＝

　根据匀变速直线运动的推论公式2x aT  得：220.0817 0.06659.50 /0.04a m s＝ ＝

　。

　如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小，可能的原因是下落过程中有存在阻力． 考点：测定匀变速直线运动的加速度 【名师点睛】纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，根据匀变速直线运动的推论公式2x aT  可以求出加速度的大小，了解整个实验装置，分析物体下落过程中的受力情况，去找出误差的来源。

　9. 【2016•安徽省六安一中高三第三次月考】（1）图中 C 为弹性铁片，它位于 B 球的左面并夹紧 A 球，开始时两球均静止，当小锤 D 下摆时打击铁片 C 使 B 球做平抛运动，同时使 A 自由下落．对该实验出现的现象以及应得出的结论是（错选或漏选不能得分）：

　。

　 A．两球在空中运动时，两者高度始终相同

　B．两球必定同时落地 C．实验表明，平抛运动就是自由落体运动

　 D．实验表明，平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 （2）【2016•安徽省六安一中高三第三次月考】如图乙所示，两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上不同高度处，轨道的末端水平。在它们相同位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球 A、B，断开开关，两个小球同时开始运动。离开圆弧轨道后，A 球做平抛运动，B 球进入一个光滑的水平轨道，则：B 球进入水平轨道后将做_____________运动；改变 A 轨道距离 B 轨道的高度，多次重复上述实验过程，总能观察到 A 球正好砸在 B 球上，由此现象可以得出的结论是_____________；若某次两小球相碰的位置恰在水平轨道上的 P 点处，固定在竖直板上的方格纸的正方形小格每边长为 5cm，则可算出 A 铁球刚到达 P 点的速度为_____________m/s。（g 取 10m/s 2 ，结果保留两位小数）

　【答案】（1）AB；（2）匀速直线， A 球的水平分运动是匀速直线运动，3.35

　考点：平抛运动 【名师点睛】B 球沿水平方向抛出做平抛运动，同时 A 球被松开，自由下落做自由落体运动，发现每次两球都同时落地，只能说明平抛竖直方向的分运动是自由落体运动．实验中，小球 A 做平抛运动，B 球做匀速运动，若两小球相碰，则说明平抛运动水平方向是匀速运动；根据平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动，或者根据平抛过程中机械能守恒正确解答． 10. 【2016•湖南省长沙市长郡中学高三上期第四次月考】物理小组的同学用如图所示的实验器材测定重力加速度，实验器材有：底座、带有标尺的竖直杆、光电门 1 和 2 组成的光电计时器（其中光电门 1 更靠近小球释放点），小球释放器（可使小球无初速释放）、网兜。实验时可用两光电门测量小球从光电门 1 运动至光电门 2 的时间 t，并从竖直杆上读出两光电门间的距离 h。

　（1）使用游标卡尺测量小球的直径如图所示则小球直径为 cm。

　（2）改变光电门 1 的位置保持光电门 2 的位置不变，小球经过光电门 2 的速度为 v，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度 g，则 h、t、g、v 四个物理量之间的关系为 h=。

　（3）根据实验数据作出 tlh 图线，若图线斜率的绝对值为 k，根据图线可求出重力加速度大小为。

　【答案】（1）1.170

　 （2）221gt vt

　（3）2k

　考点：游标卡尺的读数、测定重力加速度 【名师点睛】：本题考查了游标卡尺的读数、实验原理和数据的处理方法．解答时注意：（1）游标卡尺主尺的刻度为紧靠游标尺 0 刻度左侧的刻度线，不是游标尺边缘左侧的刻度线；读数以毫米为单位时最后一位为 0 时不能舍去．（2）匀加速直线运动反向可以看成匀减速运动．（3）分析图像斜率的物理意义需要把物理量之间的关系式写出，在分析斜率的物理意义． 11. 【2016•黑龙江省大庆实验中学高三 12 月考】某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功记为 W.当用 2 条、3 条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第 2 次、第 3 次……实验时(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致)，每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算．

　(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________(填“交流”或“直流”)电源． (2)实验中，小车会受到摩擦力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力，则下面操作正确的是________ A．放开小车，能够自由下滑即可

　 B．放开小车，能够匀速下滑即可 C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可

　 D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可 (3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________ A．橡皮筋处于原长状态

　B．橡皮筋仍处于伸长状态 C．小车在两个铁钉的连线处

　D．小车已过两个铁钉的连线 (4)在正确操作的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量(根据如图所示的纸带回答)．

　 【答案】（1）交流，（2）D，（3）B，（4）GJ 考点：探究功与速度变化的关系 【名师点睛】本题涉及打点计时器的工作原理和探究功与速度变化关系实验的原理，从实验原理的角度分析即可．（1）测量纸带上各点之间的距离需要使用刻度尺；打点计时器的电源应该选用交流电源；（2）橡皮条做功完毕，速度最大，动能最大；（3）要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分 12. 【2016•浙江省临海市台州中学高三上期三练】（1）利用图示装置可以做力学中的许多实验.以下说法正确的是

　A．利用此装置做“研究匀变速直线运动”的实验时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响 B.利用此装置探究“加速度与质量的关系”,通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板的倾斜度 C.利用此装置探究“加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出的 a－m 关系图象不是直线，

　就可确定加速度与质量成反比

　D.利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面的分力补偿小车运动中所受阻力的影响 【答案】（1）BD（2）DAE 考点：探究加速度与质量、力的关系。

　13．【2016•山东省山东师范大学附属中学高三上期三模】如图甲所示是某同学探宄加速度与力的关系的实验装置。他在气垫导轨上安装了一个光电门 B，在滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连（力传感器可测得细线上的拉力大小），力传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从 A 处由静止释放。

　 （1）该同学用 50 分度的游标卡尺测量遮光条的宽度 d，如图乙所示，则 d=__________mm

　（2）下列不必要的一项实验要求是_____ A．将气垫导轨调节水平

　 B．使 A 位置与光电门间的距离适当大些 C．使细线与气垫导轨平行

　 D．使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

　（3）实验时，将滑块从 A 位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门 B 的时间 t，测量出滑块在 A 位置时遮光条到光电门的距离 x，则滑块的加速度 a=______（用 d、t、x 表示）

　（4）为探究滑块的加速度与力的关系，改变钩码质量．测出对应的力传感器的示数 F 和遮光条通过光电门的时间 t，通过描点要作出它们的线性关系图象，处理数据时纵轴为 F，横轴应为_________ A．t

　B.t 2

　 C． 1t D．21t 【答案】（1）

　2.10

　（2）D

　（3）d 2 /2xt 2

　（4）D

　（4）由题意知，该实验中保持小车质量不变，因此有：

　as v 22 ，MFatdv   ,

　则有：

　LMFtd222

　所以研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出 Ft21图像。

　考点：探究加速度与物体的质量及受力的关系。

　【名师点睛】略。

　14．【2016•河南省信阳高级中学高三上期第八次大考】（4 分）在做探究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球作平抛运动的轨迹并计算初速度。

　（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：_______

　_． A．通过调节使斜槽的末端保持水平

　 B．应该利用天平测出小球的质量

　 C．每次必须由静止释放小球

　 D．每次释放小球的位置必须相同

　E．应该用秒表测出小球运动的时间

　 F．应该用重锤线画出竖直轴 y 轴

　G．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 （2）某同学根据所描绘出的运动轨迹，测量了轨迹上的不同点的坐标值。根据所测到的数据以 y 为纵坐标，以 x 2 为横坐标，在坐标纸上画出对应的图像，发现为过原点的直线，并测出直线斜率为 k，已知当地的重力加速度为 g，则初速度 v 0 ＝________． 【答案】（1）ACDF(漏选不给分)（2）kg2 考点：平抛运动实验。

　15. 【2016•巴彦淖尔市第一中学第一期期中考】（9 分）如图所示为“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 【答案】(1)小车的总质量(或小车的质量)；小车所受外力(或外力、合外力)；(2)①

　在质量不变的条件下，加速度与合外力成正比；②

　 C。

　考点：研究加速度和力的关系实验。

　【名师点晴】在研究牛顿第二定律的实验中，需要用到控制变量的方法，即研究加速度与力的关系时要控制质量不变，同理研究加速度与质量的关系时，需要控制力不变；力的大小是通过重物的重力来体现的，而绳子对小车的拉力却不等于重物的重力，因为物体做的是加速运动，拉力 F= mgm MM，即当 M>>m 时，拉力 F 才等于 mg。

　16．【2016•巴彦淖尔市第一中学第一期期中考】（6 分）某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率 f＝50 Hz. 在纸带上打出的点中，选出零点，每隔 4 个点取 1 个计数点，因保存不当，纸带被污染，如图所示，A、B、C、D 是依次排列的 4 个计数点，仅能读出其中 3 个计数点到零点的距离：x A ＝16.6 mm，x B ＝126.5 mm，x D ＝624.5 mm.

　若无法再做实验，可由以上信息推知：

　(1)相邻两计数点的时间间隔为________s； (2)打 C 点时物体的速度大小为________m/s(取 2 位有效数字)； (3)物体的加速度大小为________(用 x A 、x B 、x D 和 f 表示)． 【答案】(1)0.1；(2)2.5；(3) 2752 3fx x xA B D 。

　【解析】

　考点：测量做匀加速直线运动的物体的加速度。

　【名师点晴】纸带污损后，ABCD 四个点仍是相邻的四个计数点，这为我们的计算带来了便利，最后一问表示加速度的大小时，要求不能有 x C 的位置，需要我们将 x C 的大小用其他的位置表示出来，再代入即可。

　17．【2016•浙江省嘉兴一中、杭州高级中学、宁波效实中学高三第一次五校联考】（4 分）“验证机械能守恒定律”的实验方法之一是：若某一时刻重锤下落的瞬时速度为 v，下落高度为 h，则应满足：mgh＝ 12 mv2 ，借助打点计时器即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示。

　（1）本实验中，需要学生测定的物理量有

　（填写序号）；

　A．重锤质量 m

　B．瞬时速度 v

　 C．下落高度为 h

　D．重力加速度 g

　 E．下落时间 t

　 F．摩擦阻力和空气阻力 （2）关于实验，正确的说法有

　。

　A．选择的测定点距离起始点要接近 2mm B．为保证打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上，必须借助于重锤线 C．要减少纸带与限位孔间的摩擦力和空气阻力的影响，应选用合适的重锤 D．如果先根据纸带测定重力加速度 g，则瞬时速度 v 和下落高度 h 这两个物理量中只需测定一个，其换算

　依据是公式22 v gh 

　 【答案】BC；C。

　考点：验证机械能守恒定律的实验。

　【名师点晴】在验证机械能守恒定律的实验中，根据公式，只需要验证 mgh＝ 12 mv2 ，即 gh= 12 v2 即可，故不用测量物体的质量，只需要测出瞬时速度与下落的高度即可验证，而测出速度与高度的一个是没办法验证的，故选项 D 错误。

　18．【2016•浙江省嘉兴一中、杭州高级中学、宁波效实中学高三第一次五校联考】（4 分）如图所示，质量为 m 的匀质细绳，一端系在天花板上的 A 点，另一端系在竖直墙壁上的 B 点，平衡后最低点为 C 点。现测得 AC 段绳长是 BC 段绳长的 n 倍，且绳子 B 端的切线与墙壁的夹角为 α。则绳子在 C 处弹力大小为

　 ，在 A 处的弹力大小为

　。（重力加速度为 g）

　【答案】tann+1mg ；2 2tann+1mgn   。

　【解析】

　试题分析：把 BC 看成一个物体，则它受到重力、水平向左的拉力及 B 端对它的斜向上的拉力的作用，使得 BC 段处于静止状态，BC 段绳子的质量 m 1 =1  nm，故水平方向的拉力即是绳子在 C 处的弹力大小，即F C =tanα1  nmg=tann+1mg ；再把 AC 看成一个整体，则 A 处的弹力就是水平方向的拉力，大小与 FC 相等和重力1  nnmg的合力，且二个力间的夹角为 90 度，故 F A =22) ( g m FAC c =2 2tann+1mgn   。

　考点：受力分析，共点力作用下的平衡。

　【名师点晴】分析问题时，我们可以把软线看成一个重物，对于 BC 而言，它受到重力、C 端对它水平方向的向左的拉力及 B 端对它斜向上的拉力作用，我们画出它们的矢量三角形，即可看出重力与水平方向向左的拉力的合力就是 B 端的拉力，故由三角函数即可得 C 点处的弹力，同理可得 A 点处的弹力。

　19．【2016•浙江省嘉兴一中、杭州高级中学、宁波效实中学高三第一次五校联考】（4 分）如图所示，质量为 m 的小球置于正方体的光滑硬质盒子中，盒子的边长略大于球的直径。某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为 R 的匀速圆周运动，已知重力加速度为 g，空气阻力不计，要使盒子在最高点 A 时盒子与小球之间恰好无作用力，则该盒子在 B 点（与圆心 O 等高）时的速度大小为

　 、盒子对球的作用力大小为

　。

　【答案】

　gR ； 2mg 。

　考点：圆周运动。

　【名师点晴】该题容易出错，一是忽视小球做匀速圆周运动，认为小球从 A 到 B 满足机械能守恒而出错，二是求盒子对小球的作用力时，容易认为是重力和向心力的合力而出错；其实小球做匀速圆周运动，故盒子在 B 点与 A 点的速度大小是相等的。

　20．【2016•浙江省嘉兴一中、杭州高级中学、宁波效实中学高三第一次五校联考】（4 分）2009 年在韩国江陵举办的世界冰壶锦标赛上，中国女子冰壶队在决赛中战胜冬奥会冠军瑞典女子冰壶队，第一次获得冰壶世界冠军。若运动员以一定的初速度将冰壶沿水平面推出，由于摩擦阻力的作用，其动能随位移变化图线如图所示，已知冰壶质量为 20 kg，g 取 10 m/s 2 ，则冰壶受到的阻力大小为

　 ________N，滑行时间等A B

　于

　 s。

　【答案】16；10。

　考点：动能定理。

　【名师点晴】后者也可以用动量定理解题，即 ft=mv，故 t=10s；所以我们解这类题的时候需要将图像中的条件转化为具体的物理情景，即初始的动能可以转化为初始的速度，当冰壶滑行时，只受摩擦力的作用，故产生的加速度是负的，最后的速度为 0，由这些条件即可求题中的物理量了。

　21．【2016•拉萨中学高三第三次月考】在做“研究平抛运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动的初速度，实验装置如图乙所示。（12 分）

　 甲

　 乙 （1）实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查木板是否水平，请简述你的检查方法____________________________________________________。

　（2）关于这个实验，以下说法中正确的是__________________________________。

　A．小球释放的初始位置越高越好

　 B．每次小球要从同一高度由静止释放 C．实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直

　D．小球的平抛运动要靠近木板但不接触 E k /J 0 x / m

　640 20

　40

　（3）在做“研究平抛运动”的实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是（

　）

　（4）某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图甲所示.在曲线上取 A、B、C 三个点，测量得到 A、B、C 三点间竖直距离 h 1 =10.20 cm，h 2 =20.20 cm，A、B、C 三点间水平距离 x 1 =x 2 =x=12.40 cm，g取 10 m/s 2 ，则物体平抛运动的初速度 v 0 的计算式为________________（用字母 h 1 、h 2 、x，g 表示），代入数据得其大小为_______________m/s. 【答案】

　（1）将小球放在木板上，小球保持静止时，就可以认为木板水平了； （2）BCD； （3）C； （4）；1 2h hg x；1.24。

　考点：研究平抛运动的实验. 22．【2016•拉萨中学高三第三次月考】小明同学采用如图 1 所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验。（8 分）

　 （1）除了图 1 装置中的器材之外，还必须从图 2 中选取实验器材，其名称是

　 ； （2）指出图 1 装置中不合理的地方（一处）

　 ； （3）小明同学得到了如图 3 的一条纸带，读出 0、4 两点间的距离为

　cm； （4）已知打点计时器的电源频率为 50 Hz，打下计数点 5 时纸带速度的大小为

　m/s （保留 2 位有效数字）。

　【答案】（1）刻度尺；（2）重物离打点计器太远；（3）3.10；（4）0.91～0.92。

　考点：验证机械能守恒定律实验。

　23.

　【2016•甘肃省天水市第一中学高三上期第二次考试】

　某实验小组利用无线力传感器和光电门传感器探究“动能定理”。将无线力传感器和档光片固定在小车上，用不可伸长的细线通过一个定滑轮与重物G 相连，无线力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平轨道上 A、B 两点各固定一个光电门，用于记录挡光片经过光电门的挡光时间。在小车上放置砝码来改变小车质量，用不同的重物 G 来改变拉力的大小。

　（1）请将如下的实验主要步骤补充完整：

　①测量小车和拉力传感器的总质量 M 1 。正确连接所需电路。适当调节导轨两端的旋钮，以改变导轨的倾斜度，这样可以平衡小车的摩擦力。上述步骤完成后，将小车放置在导轨上，轻推小车，使之运动。可以通过

　判断小车正好做匀速运动。

　②把细线的一端固定在力传感器上，另一端通过定滑轮与重物 G 相连；将小车停在点 C，由静止开始释放小车，小车在细线拉动下运动，除了光电门测量速度和力传感器测量拉力的数据以外，还应该记录的物理量为_________； ③改变小车的质量或重物的质量，重复②的操作。

　 （2）上表记录了试验中获取的数据，已经做了部分运算。表格中 M 是 M 1 与小车中砝码质量之和，v 1 、 v 2分别是小车经过光电门 A、B 的瞬时速度， E 为动能变化量，F 是拉力传感器的拉力，W 是 F 在 A、B 间所做的功。表中 的 E 3 ＝__________J，W 3 ＝_________J（结果保留三位有效数字）。

　【答案】（1）①小车经过两光电门的时间是否相等（3 分）

　○ 2 两光电门间的距离 （3 分）

　（2）0.600（3 分）

　0.610（3 分）

　考点：光电门

　动能定理实验探究 【名师点睛】光电门的使用是根据记录的时间和光电门宽度计算通过光电门的速度，由于通过光电门时间极短，平均速度近似认为是瞬时速度。光电门也可以用来判断是否为匀速直线运动，即通过两个相同光电门的时间相等。

　24. 【2016•甘肃省天水市第一中学高三上期第二次考试】

　在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作得出的纸带如图所示。已知打点计时器所用电源的频率为 50 Hz，查得当地重力加速度 g

　＝9.80 m/s 2 ，测得所用的重锤的质量为 1.00 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作 O，另选连续的四个点 A、B、C、D 作为测量点．经测量知道 A、B、C、D 各点到 O 点的距离分别为 62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm.根据以上数据，可知重物由 O 点运动到 C 点时：

　（1）重力势能的减少量等于________ J。

　（2）动能的增加量等于________J(取三位有效数字)． 【答案】(1)7.62 (2)7.56 考点：验证机械能守恒实验探究 【名师点睛】减少的重力势能一定要用高度来计算。增加的动能一定要用212mv 计算。千万不能用动能定理来计算，那样的话机械能守恒就不用验证了，匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这一段时间内的平均速度，即 C 点速度等于 BD 的平均速度。

　25. 【2016•郑州一中教育集团高三第一次联考】利用图示装置可以做力学中的许多实验。

　(1)以下说法正确的是________。

　A．利用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响 B．利用此装置探究“加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出的 a－m 关系图象不是直线，

　就可确定加速度与质量成反比 C．利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面的分力补偿小车运动中所受阻力的影响 (2)小华在利用此装置“探究加速度 a 与力 F 的关系”时，因为不断增加所挂钩码的个数，导致钩码的质量远远大于小车的质量，则小车加速度 a 的值随钩码个数的增加将趋近于________的值。

　【答案】(1)C (2)重力加速度 考点：牛顿运动定律 【名师点睛】斜面打点计时器小车钩码的模型在众多实验都有使用，不同的实验目的对其要求也不尽相同。一切从实验目的出发是判断的依据。特别是验证牛顿第二定律的实验中，要求钩码质量远小于小车质量，不但要明确要求还要知道因为所以。

　26、【2016•湖南省长沙市第一中学高三上期月考五】如图甲所示，2011 年 11 月 3 日凌晨，我国“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器首次成功实现了空间交会对接试验，这是我国载人太空飞行的又一个里程碑，设想在未来的时间里我国已经建成空间站，空间站绕地球做匀速圆周运动而处于完全失重状态，此时无法用天平称量物体的质量，某同学设计了在这种环境中测量小球质量的实验装置，如图乙所示，光电传感器 B能够接受光源 A 发出的细微光束，若 B 被档光就将一个电信号给与连接的电脑，将弹簧测力计右端用细线水平连接在空间站壁上，左端拴在另一穿过了光滑水平小圆管的细线 MON 上，N 处系有被测小球，让被测小球在竖直面内以 O 点为圆心做匀速圆周运动

　 （1）实验时，从电脑中读出小球自第一次至第 n 次通过最高点的总时间 t，和测力计示数 F，除此之外，还需要测量的物理量是：____________________ （2）被测小球质量的表达式为 m=___________________（用（1）中的物理量的负号表示）

　【答案】（1）小球圆周运动的半径 r（2）22 24 ( 1)Ftmn r  考点：圆周运动规律的应用 【名师点睛】解决本题关键要知道小球也处于完全失重状态，仅仅由绳子的拉力提供向心力，并掌握向心力的公式，即可正确解答 27.【2016•马鞍山二中、安师大附中、淮北一中、铜陵一中第三次联考】如图所示为某中学物理课外学习小组设计的测定当地重力加速度的实验装置，他们的主要操作如下：

　①安装实验器材，调节试管夹（小铁球）、光电门和纸杯在同一竖直线上； ②打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间 t，并用刻度尺（图上未画出）测量出 两个光电门之间的高度 h，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度 v； ③固定光电门 B 的位置不变，改变光电门 A 的高度，重复②的操作．测出多组（h，t），计算出对应的平均速度 v；

　④画出 v-t 图像

　请根据实验，回答如下问题：

　（1）设小铁球到达光电门 B 时的速度为 v B ，当地的重力加速度为 g。则小铁球通过两光电门间平均速度 v的表达式为

　。（用 v B 、g 和 t 表示）

　（2）实验测得的数据如下表：

　请在答题卡中的坐标纸上画出 v-t 图像。

　（3）根据 v-t 图像，可以求得当地重力加速度 g =

　 m/s 2 ，试管夹到光电门 B 的距离约为

　cm。（以上结果均保留三位有效数字）

　【答案】（1）12Bv v gt   （2）如图所示（3）29.75 / m s

　 【解析】

　考点：测定重力加速度实验 【名师点睛】根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度求解通过两光电门间平均速度 v；根据数据作出 v-t 图象，根据 v-t 图象的斜率物理意义求解重力加速度 28.【2016•马鞍山二中、安师大附中、淮北一中、铜陵一中第三次联考】在“探究求合力的方法”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套，实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是（

　 ）

　A．拉橡皮条的细绳要适当长些

　 B．两根绳必须等长 C．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行

　 D．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大

　【答案】AC 【解析】

　试题分析：绳子是否等长不影响实验的结果，所以不需要两个绳子等长，但绳子适当长一些，可以有助于记录力的方向，A 正确 B 错误；为了减小实验过程中不必要的摩擦，所以需要弹簧秤、细绳、橡皮条都应

　与木板平行，C 正确；用两个弹簧秤拉时，示数差没必要太大，如果太大，做图时，就有可能出现误差，故D 错误 考点：“探究求合力的方法”实验 【名师点睛】本实验采用是等效替代的思维方法．实验中要保证一个合力与两个分力效果相同，结点 O 的位置必须相同．要验证力的平行四边形定则，关键是作准力图，然而要想作好力图必须读准力的大小与画准力的方向 29、【2016•河北省邯郸市第一中学高三一轮收官考】游标卡尺结构如图甲所示，测量某一圆柱形容器的内径时，应使用___________部位；测量它的深度时，应使用___________部位（填表示部位的字母）。某次测量时游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为___________cm、

　【答案】B

　 D

　1.22

　考点：考查了游标卡尺的使用 【名师点睛】游标卡尺来测量玻璃管内径应该用内爪．游标卡尺的读数方法是主尺读数加上游标读数，不需要估读 30、【2016•四川省成都市第七中学高三一诊】图 a 所示的实验装置验证牛顿第二定律：

　（1）某同学通过实验得到如图 b 所示的 a-F 图像，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角____________（填“偏大”或“偏小”）

　（2）该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力_______砝码和盘的总重力（填“大

　于”、“小于”或“等于”），为了便于探究、减小误差。应使小车质量 M 与砝码和盘的总质量 m 满足_______的条件 （3）某同学得到如图 c 所示的纸带。已知打点计时器电源频率为 50Hz。A、B、C、D、E、F、G 是纸带上7 个连续的点。由此可算出小车的加速度 a=________2/ m s （保留两位有效数字）

　【答案】（1）偏大；（2）小于，M >>m

　 （3）5.0m/s 2

　考点：验证牛顿第二定律实验 【名师点睛】教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由．比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等 31、【2016•江苏省清江中学高三第四次月考】某同学用如图所示装置测量当地的重力加速度

　（1）电火花打点计时器的工作电压为____________

　（2）打出的纸带图所示，实验时纸带的______端是和重物相连；（选填“甲”“乙”）

　（3）纸带上 1 到 9 各点为计时点，由纸带所示数据算出当地的重力加速度是_________ （4）若当地的重力加速度真实值是29.8 / m s ，请任意写出一个测量值与真实值有差异的原因 【答案】（1）交流 220V（2）乙（3）g=9.4m/s 2 （4）纸带和打点计时器间的摩擦阻力、空气阻力等 考点：测量当地的重力加速度实验 【名师点睛】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项；若物体带动纸带做匀变速直线运动，利用匀变速直线运动的推论2x aT   ，可计算出打出某点时纸带运动的加速度 32、【2016•宜昌一中 2016 届高三年级 12 月考】某同学用图示实验装置来研究弹簧弹性势能与弹簧压缩量的关系，弹簧一端固定，另一端与一带有窄片的物块接触，让物块被不同压缩状态的弹簧弹射出去，沿光滑水平板滑行，途中安装一光电门。设重力加速度为 g. （1）如图所示，用游标卡尺测得窄片的宽度 L 为_________________。

　（2）记下窄片通过光电门的时间 ms 10  t ，则窄片通过光电门的速度为 _______m/s。（计算结果保留三位有效数字）

　（3）若物块质量为 m ，弹簧此次弹射物块过程中释放的弹性势能为 _____________（用 t L m  , , 表示）。

　【答案】（1）10.15mm （2）1.01m/s （3）222 tmL 【解析】

　考点：探究弹力和弹簧伸长的关系． 【名师点睛】本题难点在于分析出题目的探究方法，本题探究弹簧弹性势能是依据能量转化和守恒，以求木块动能的方式来确定弹簧的弹性势能，这是本题的难点 33、【2016•江苏省清江中学高三上期周练】某同学设计了一个探究加速度与物体所受合力及质量间关系的实验，图 a 为实验装置图，A 为小车，B 为打点计时器，C 为装有沙的沙桶，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的拉力 F 等于沙和沙桶的总重力，小车运动的加速度 a 可由打点计时器在纸带上打出的点求得 （1）图 b 为某次实验得到的纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为 0.10s，由图中数据求出小车加速度值为_____________2/ m s （计算结果保留两位有效数字）。

　 （2）保持沙和沙桶的质量不变，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1m数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映 F 不变时，a 与 m 的关系，请在图 c 中选中恰当的物理量和标度建立坐标系，并作出图线。

　（3）从图线中得到 F 不变时小车加速度 a 与质量 m 间的定量关系是_________。

　（4）保持小车质量不变，改变沙和沙桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度与合力 F 图线如图 d，该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是_________。

　【答案】（1）20.64 / m s （2）如图所示（3）12am （4）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

　（4）图线不通过坐标原点，F 不为零时，加速度仍为零，知实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足． 考点：探究加速度与物体所受合力及质量间关系的实验 【名师点睛】明确实验原理是解决有关实验问题的关键．在验证牛顿第二定律实验中，注意以下几点：（1）平衡摩擦力，这样绳子拉力才为合力；（2）满足砝码（连同砝码盘）质量远小于小车的质量，这样绳子拉力才近似等于砝码（连同砝码盘）的重力；（3）用“二分法”求出小车的加速度 34．【2016•天津市静海一中 12 月调研】学校实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验时，提出了如图甲、乙所示的两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验；乙方案为用小车在木板斜面上下滑进行实验。

　(1)组内同学对两种方案进行了讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案很可能是________(填“甲”或“乙”)。

　(2)若该小组采用图甲的装置打出一条纸带如图 5 所示，相邻两点之间的时间间隔为 0.02 s，请根据纸带计算出打下 D 点时纸带的速度大小为________ m/s(结果保留三位有效数字)。

　(3)该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度，作出 v 2 －h 图线，则图线斜率的物理意义是________。

　【答案】（1）甲 (2)1.75 (3)当地重力加速度的两倍

　考点：验证机械能守恒定律 35．【2016•天津市静海一中 12 月调研】“探究功与物体速度变化的关系”的实验装置如图所示。

　(1)实验器材有：长木板、小车(前面带小钩)、学生电源、电磁打点计时器、6 条规格相同的橡皮筋、纸带、刻度尺、天平、小铁钉 2 个、导线若干、开关。

　在上述实验器材中，多余的器材是________；

　 (2)实验的主要步骤如下：

　A．将长木板放到水平实验台上，依图安装好实验器材 B．先用一条橡皮筋进行实验，把橡皮筋拉伸到一定的长度，整理好纸带，接通电源，放开小车，打出一条纸带，编号为 1 C．换纸带，改用 2 条、3 条…同样的橡皮筋进行第 2 次、第 3 次…实验，每次实验中橡皮筋的拉伸长度都相等，打出的纸带分别编号为 2、3… D．由纸带算出小车获得的速度：根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算，把第一次实验橡皮筋对小车做的功记为 W 0 ，则第 2 次、第 3 次……实验对小车做的功分别记为 2W 0 、3W 0 ……将实验数据记录在表格里。

　E．对测量数据进行估计，大致判断两个量可能的关系，然后以 W 为纵坐标、v 2 (也可能是其他关系)为横坐标作图 F．整理实验器材 以上实验步骤中有疏漏的步骤是：________，有错误的步骤是________。(填写步骤前相应的符号) 【答...

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