2021屆高考物理二輪訓(xùn)練：力學(xué)實驗含答案

高考：力學(xué)實驗

1、“研究勻變速直線運動''的實驗中，使用電磁打點計時器（所用交流電的頻率為

50Hz）,得到如圖所示的紙帶.圖中的點為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有四個點

未畫出來，下列表達正確的是（）

A.實驗時應(yīng)先放開紙帶再接通電源

B.（X6—XI）等于（X2—X1）的6倍

C.從紙帶可求出計數(shù)點B對應(yīng)的速率

D.相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為0.02s

2、某同學(xué)利用打點計時器測量福州的重力加速度，某次實驗得到的一段紙帶如

圖所示，0、A、B、C、D為相鄰的五個點，測得OA=5.5mm、OB=14.9mm、

OC=28.3mm、OD=45.2mm,打下相鄰兩個點間的時間間隔為0.02s.

^.單位:mm,

）0ABe0）

（1）用逐差法算出福州的重力加速度g=m/s2.（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

（2）通過查閱資料發(fā)現(xiàn)福州的重力加速度標準值為9.79m/s2,比較（1）的結(jié)果發(fā)現(xiàn)

兩者并不相等，除了讀數(shù)誤差外，你認為產(chǎn)生誤差的其他主要原因可能是

.（只要求寫出一種原因）

3、小明和小紅同學(xué)對如圖所示自制“橡皮筋測力計”進行標度（均在橡皮筋的彈性

范圍內(nèi)）

（1）小明測量了不掛鉤碼和掛1個鉤碼時的指針指在刻度尺上的位置分別為

5.00cm和5.60cm,然后根據(jù)所學(xué)彈簧彈力知識，經(jīng)過類比，按彈簧測力計的刻

度規(guī)律在刻度尺上依次進行了標度，則小明應(yīng)在刻度尺cm處標示掛5

個鉤碼的指針位置.

(2)小紅分別測量了不掛鉤碼、掛1個鉤碼、掛2個鉤碼……指針在刻度尺上

的位置，并按實際測量進行標度，其數(shù)據(jù)如下表：

掛鉤碼的個數(shù)01234567

指針在刻度尺上

的位置x(cm)5.005.606.307.208.309.6011.0012.50

請在圖坐標上畫出指針在刻度尺上所指的刻度x與所掛鉤碼個數(shù)的關(guān)系圖象.并

回答橡皮筋所受的拉力與其伸長長度(填“是”或“否”)成線性關(guān)系.

(3)請你分析小明和小紅的標度方法誰更科學(xué)(說明理

由)O

4、“驗證力的平行四邊形定則”實驗中：

⑴部分實驗步驟如下，請完成有關(guān)內(nèi)容：

A.將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上，另一端綁上兩根細

線.

B.在其中一根細線上掛上5個質(zhì)量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖10—6甲

所示，記錄結(jié)點。的位置、鉤碼個數(shù)及細線方向；

C.將步驟B中的鉤碼取下，分別在兩根細線上掛上4個和3個質(zhì)量相等的鉤碼,

用兩光滑硬棒B、C使兩細線互成角度，如圖乙表示，小心調(diào)整B、C的位置，

使________,并記錄鉤碼個數(shù)及細線方向.

甲

cosa

(2)如果“驗證力的平行四邊形定則“得到驗證，那么圖乙中嬴百

5、如圖:

:P

1~□r°L

某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系.彈簧秤固定在一合適的

木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細繩的兩端分別

與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接.在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ,并測出

間距d.開始時將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動

為止，記下彈簧秤的示數(shù)Fo，以此表示滑動摩擦力的大小，再將木板放回原處

并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù)然后釋放木板，并用秒表

記下木板運動到PQ處的時間t.

(1)木塊的加速度可以用d、t表示為a=；為了減小測量加速度的偶然

誤差可以采用的方法是(一種即可).

(2)改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實驗，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)Fi的關(guān)系.下列圖

象能表示該同學(xué)實驗結(jié)果的是o

(3)用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是o

A.可以改變滑動摩擦力的大小

B.可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)

C.可以比較精確地測出摩擦力的大小

D.可以獲得更大的加速度以提高實驗精度

6、某同學(xué)為探究“合力做功與物體動能改變的關(guān)系”設(shè)計了如下實驗，他的操作

步驟如下：

(1)按圖連接實驗裝置，其中小車質(zhì)量M=0.20kg,鉤碼總質(zhì)量m=0.05kg.

實驗小車打點計時器

a；噎KLI,紙相

41

（2）釋放小車，然后接通打點計時器的電源（電源頻率為f=50Hz）,打出一條紙

帶.

（3）他在多次重復(fù)實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條，如圖所示.把打下

的第一點記作0,然后依次取若干個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出，

用厘米刻度尺測得各計數(shù)點到0點距離分別為di=0.041m,d2=0.055m,d3=

0.167m,d4=0.256m,d5=0.360m,d6=0.480m,他把鉤碼重力（當?shù)刂亓?/p>

加速度g=10m/s?）作為小車所受合力，算出打下0點到打下第5點合力做功W

=J（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），用正確的公式Ek=（用相關(guān)

數(shù)據(jù)前字母列式）把打下第5點時小車的動能作為小車動能的改變量，算得Ek=

0.125J.

（01234567

）???????）

（4）此次實驗探究的結(jié)果，他沒能得到“合力對物體做的功等于物體動能的增量”,

且誤差很大.通過反思，他認為產(chǎn)生很大誤差的原因如下，其中正確的是（）

A.鉤碼質(zhì)量太大，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多

B.沒有平衡摩擦力，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多

C.釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動能增量的測量值比真實值偏小

D.沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因

7、在驗證機械能守恒定律的實驗中，使質(zhì)量m=0.30kg的重物自由下落，打點

計時器在紙帶上打出一系列的點，已知打點計時器每隔T=0.02s打一個點，當

地的重力加速度為g=9.8m/s2.

⑴同學(xué)甲選取一條紙帶如圖所示，在點跡較清晰的部分選取某點O作為起始點,

圖中A、B、C、D為紙帶上選取的四個連續(xù)點.根據(jù)vc=哮坦計算出C點的

速度，然后利用mgh=gm怩驗證機械能守恒定律，這樣處理存在的錯誤是

⑵同學(xué)乙利用同學(xué)甲的紙帶測量出：OB=15.55cm,0C=19.20cm,OD=23.23

cm.根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算重物和紙帶下落的加速度a=m/s2,進一步計算重

物和紙帶下落過程中所受的阻力Ff=N.

(3)同學(xué)丙通過實驗得到一條紙帶，測量出了各計數(shù)點到打點計時器打下第一個

點的距離h,算出了各計數(shù)點對應(yīng)的速度v,以h為橫軸，以宗為縱軸畫出了如

圖所示的圖線，圖線未過原點O.試分析同學(xué)丙在實驗操作過程中可能出現(xiàn)的問

8、某實驗小組利用圖【1】所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系.

(1)下列做法正確的是(填字母代號).

A.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行

B.在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有祛碼的祛碼桶通過

定滑輪拴在木塊上

C.實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源

D.通過增減木塊上的祛碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度

(2)為使祛碼桶及桶內(nèi)祛碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力，

應(yīng)滿足的條件是祛碼桶及桶內(nèi)祛碼的總質(zhì)量_______木塊和木塊上祛碼的總質(zhì)

量.(填“遠大于”“遠小于'或“近似等于")

(3)甲、乙兩同學(xué)在同一實驗室，各取一套圖示的裝置放在水平桌面上，木塊上

均不放祛碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別

得到圖【2】中甲、乙兩條直線.設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、甲、

乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為

口甲、口乙，由圖可知，m甲mz,,uIP乙,(填"大于""小于"或"等

于")

圖[2]

9、如圖所示，用質(zhì)量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運動，打

點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況.利用該裝置可以完成“探究動能定理”

的實驗.

小車紙帶打點計時器

重物4u

⑴打點計時器使用的電源是—（選填選項前的字母）.

A.直流電源B.交流電源

（2）實驗中，需要平衡摩擦力和其他阻力.正確操作方法是（選填選項前

的字母）.

A.把長木板右端墊高B.改變小車的質(zhì)量

在不掛重物且_______（選填選項前的字母）的情況下，輕推一下小車，若小車拖

著紙帶做勻速運動，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響.

A.計時器不打點B.計時器打點

⑶接通電源，釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，將打下的第一個

點標為0.在紙帶上依次有A、B、C……若干個計數(shù)點，已知相鄰計數(shù)點間的時

間間隔為T.測得A、B、C……各點到0點的距離為xi、X2、x3……，如圖所示.

,“J1口?

實驗中，重物質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，可認為小車所受的拉力大小為mg,從打0

點到打B點的過程中，拉力對小車做的功W=,打B點時小車的速度

（4）以v2為縱坐標，W為橫坐標，利用實驗數(shù)據(jù)作出如圖所示的v2—W圖象。由

此圖象可得v2隨W變化的表達式為.根據(jù)功與能的關(guān)系，動

能的表達式中可能包含V2這個因子；分析實驗結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線斜率有

關(guān)的物理量應(yīng)是__________________________

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（5）假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，若重物質(zhì)量不滿足遠小于小

車質(zhì)量的條件，則從理論上分析，圖中正確反映v2—W關(guān)系的是

2021屆高考物理二輪訓(xùn)練：力學(xué)實驗含答案

高考：力學(xué)實驗

1、“研究勻變速直線運動”的實驗中，使用電磁打點計時器（所用交流電的頻率為

50Hz）,得到如圖所示的紙帶.圖中的點為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有四個點

未畫出來，下列表達正確的是（）

A.實驗時應(yīng)先放開紙帶再接通電源

B.（X6—XI）等于（X2—X1）的6倍

C.從紙帶可求出計數(shù)點B對應(yīng)的速率

D.相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為0.02s

【答案】c

2、某同學(xué)利用打點計時器測量福州的重力加速度，某次實驗得到的一段紙帶如

圖所示，0、A、B、C、D為相鄰的五個點，測得OA=5.5mm、OB=14.9mm、

OC=28.3mm、OD=45.2mm,打下相鄰兩個點間的時間間隔為0.02s.

^.單位:1nm,

)0ABe0)

(1)用逐差法算出福州的重力加速度g=m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(2)通過查閱資料發(fā)現(xiàn)福州的重力加速度標準值為9.79m/s2,比較(1)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)

兩者并不相等，除了讀數(shù)誤差外，你認為產(chǎn)生誤差的其他主要原因可能是

.(只要求寫出一種原因)

【答案】(1)9.63(2)紙帶與限位孔之間有阻力或空氣阻力

3、小明和小紅同學(xué)對如圖所示自制“橡皮筋測力計”進行標度(均在橡皮筋的彈性

范圍內(nèi))

(1)小明測量了不掛鉤碼和掛1個鉤碼時的指針指在刻度尺上的位置分別為

5.00cm和5.60cm,然后根據(jù)所學(xué)彈簧彈力知識，經(jīng)過類比，按彈簧測力計的刻

度規(guī)律在刻度尺上依次進行了標度，則小明應(yīng)在刻度尺cm處標示掛5

個鉤碼的指針位置.

(2)小紅分別測量了不掛鉤碼、掛1個鉤碼、掛2個鉤碼……指針在刻度尺上

的位置，并按實際測量進行標度，其數(shù)據(jù)如下表：

掛鉤碼的個數(shù)01234567

指針在刻度尺上

的位置x(cm)5.005.606.307.208.309.6011.0012.50

請在圖坐標上畫出指針在刻度尺上所指的刻度x與所掛鉤碼個數(shù)的關(guān)系圖象.并

回答橡皮筋所受的拉力與其伸長長度(填“是”或“否”)成線性關(guān)系.

(3)請你分析小明和小紅的標度方法誰更科學(xué)(說明理

由)0

【答案】(1)8.00(2)如下圖否

(3)小紅的做法更科學(xué).因為橡皮筋所受的拉力與其伸長量不成線性關(guān)系，所以

不能與彈簧類比，要進行實際測量.

【答案圖】

4、“驗證力的平行四邊形定則”實驗中：

(1)部分實驗步驟如下，請完成有關(guān)內(nèi)容：

A.將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上，另一端綁上兩根細

線；

B.在其中一根細線上掛上5個質(zhì)量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖10—6甲

所示，記錄結(jié)點。的位置、鉤碼個數(shù)及細線方向；

C.將步驟B中的鉤碼取下，分別在兩根細線上掛上4個和3個質(zhì)量相等的鉤碼,

用兩光滑硬棒B、C使兩細線互成角度，如圖乙表示，小心調(diào)整B、C的位置，

使，并記錄鉤碼個數(shù)及細線方向.

甲

COSQ

⑵如果“驗證力的平行四邊形定則”得到驗證，那么圖乙中蒜百=

【答案】⑴橡皮筋下端伸長到0點(2)1

5、如圖:

某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系.彈簧秤固定在一合適的

木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細繩的兩端分別

與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接.在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ,并測出

間距d.開始時將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動

為止，記下彈簧秤的示數(shù)Fo，以此表示滑動摩擦力的大小，再將木板放回原處

并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù)R,然后釋放木板，并用秒表

記下木板運動到PQ處的時間t.

(1)木塊的加速度可以用d、t表示為a=；為了減小測量加速度的偶然

誤差可以采用的方法是(一種即可).

(2)改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實驗，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)B的關(guān)系.下列圖

象能表示該同學(xué)實驗結(jié)果的是o

(3)用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是

A.可以改變滑動摩擦力的大小

B.可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)

C.可以比較精確地測出摩擦力的大小

D.可以獲得更大的加速度以提高實驗精度

【答案】(1)用保持B不變，重復(fù)實驗多次測量，求平均值

(2)C(3)BC

6、某同學(xué)為探究“合力做功與物體動能改變的關(guān)系”設(shè)計了如下實驗，他的操作

步驟如下：

(1)按圖連接實驗裝置，其中小車質(zhì)量M=0.20kg,鉤碼總質(zhì)量m=0.05kg.

實驗小車打點計時器

1'n1

噫D

(2)釋放小車，然后接通打點計時器的電源(電源頻率為f=50Hz),打出一條紙

帶.

(3)他在多次重復(fù)實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條，如圖所示.把打下

的第一點記作0,然后依次取若干個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出，

用厘米刻度尺測得各計數(shù)點到0點距離分別為5=0.041m,d2=0.055m,d3=

0.167m,(14=0.256m,d5=0.360m,d6=0.480m,…，他把鉤碼重力(當?shù)刂亓?/p>

加速度g=10mH)作為小車所受合力，算出打下0點到打下第5點合力做功W

=J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)，用正確的公式Ek=(用相關(guān)

數(shù)據(jù)前字母列式)把打下第5點時小車的動能作為小車動能的改變量，算得Ek=

0.125J.

(0123456^

)???????\

(4)此次實驗探究的結(jié)果，他沒能得到“合力對物體做的功等于物體動能的增量”,

且誤差很大.通過反思，他認為產(chǎn)生很大誤差的原因如下，其中正確的是()

A.鉤碼質(zhì)量太大，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多

B.沒有平衡摩擦力，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多

C.釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動能增量的測量值比真實值偏小

D.沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因

Mf2

【答案】(3)0.180礪cl)(4)AB

7、在驗證機械能守恒定律的實驗中，使質(zhì)量m=0.30kg的重物自由下落，打點

計時器在紙帶上打出一系列的點，已知打點計時器每隔T=0.02s打一個點，當

地的重力加速度為g=9.8m/s2.

⑴同學(xué)甲選取一條紙帶如圖所示，在點跡較清晰的部分選取某點0作為起始點,

圖中A、B、C、D為紙帶上選取的四個連續(xù)點.根據(jù)vc=^*計算出C點的

速度，然后利用mgh=gmv陰僉證機械能守恒定律，這樣處理存在的錯誤是

(2)同學(xué)乙利用同學(xué)甲的紙帶測量出:0B=15.55cm,0C=19.20cm,OD=23.23

cm.根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算重物和紙帶下落的加速度a=m/s2,進一步計算重

物和紙帶下落過程中所受的阻力Ff=N.

(3)同學(xué)丙通過實驗得到一條紙帶，測量出了各計數(shù)點到打點計時器打下第一個

點的距離h,算出了各計數(shù)點對應(yīng)的速度v,以h為橫軸，以京2為縱軸畫出了如

圖所示的圖線，圖線未過原點O.試分析同學(xué)丙在實驗操作過程中可能出現(xiàn)的問

題是.

【答案】(1)0點不是打出來的第一個點，速度不為零，動能不為零

(2)9.50.09

(3)該同學(xué)做實驗時先釋放了紙帶，然后再合上打點計時器的開關(guān)

8、某實驗小組利用圖【1】所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系.

圖【1】

(1)下列做法正確的是(填字母代號).

A.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行

B.在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有祛碼的祛碼桶通過

定滑輪拴在木塊上

C.實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源

D.通過增減木塊上的祛碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度

（2）為使祛碼桶及桶內(nèi)祛碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力，

應(yīng)滿足的條件是祛碼桶及桶內(nèi)祛碼的總質(zhì)量_______木塊和木塊上祛碼的總質(zhì)

量.（填“遠大于”“遠小于”或“近似等于"）

（3）甲、乙兩同學(xué)在同一實驗室，各取一套圖示的裝置放在水平桌面上，木塊上

均不放祛碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別

得到圖【2】中甲、乙兩條直線.設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m。甲、

乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為

口甲、口乙，由圖可知，m甲m乙，口下乙.（填"大于小于'’或"等

于“）

圖[2]

【答案】（1）AD（2）遠小于（3）小于大于

9、如圖所示，用質(zhì)量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運動，打

點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況.利用該裝置可以完成“探究動能定理”

的實驗.

小車紙帶打點計時器

重物4u

⑴打點計時器使用的電源是—（選填選項前的字母）.

A.直流電源B.交流電源

（2）實驗中，需要平衡摩擦力和其他阻力.正確操作方法是（選填選項前

的字母）.

A.把長木板右端墊高B.改變小車的質(zhì)量

在不掛重物且________（選填選項前的字母）的情況下，輕推一下小車，若小車拖

著紙帶做勻速運動，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響.

A.計時器不打點B.計時器打點

⑶接通電源，釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，將打下的第一個

點標為0.在紙帶上依次有A、B、C……若干個計數(shù)點，已知相鄰計數(shù)點間的時

間間隔為工測得A、B、C……各點到。點的距離為xi、X2、X3……，如圖所示.

,。［北勺4「

-------z,----7*1

二』--------J

實驗中，重物質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，可認為小車所受的拉力大小為mg,從打0

點到打B點的過程中，拉力對小車做的功W=，打B點時小車的速度

(4)以v2為縱坐標，W為橫坐標，利用實驗數(shù)據(jù)作出如圖所示的v2—W圖象。由

此圖象可得v2隨W變化的表達式為.根據(jù)功與能的關(guān)系，動

能的表達式中可能包含v2這個因子；分析實驗結(jié)果的單位關(guān)