2022届高考物理二轮复习实验题专题训练：力学实验 WORD版含答案.docx

1、2022年高考物理二轮专题复习 力学实验训练1某实验小组研究小车的匀变速直线运动，他们使用50Hz交流电源为电磁打点计时器供电。实验时得到一条纸带。某位同学在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，并在这个点下标明A，在第6个点下标明B，在第11个点下标明C，在第16个点下标明D，在第21个点下标明E但测量时发现B点已模糊不清，于是只测得AC长为14.56cm、CD长为11.15cm、DE长为13.73cm，根据以上测得的数据，计算C点时小车的瞬时速度大小为_m/s，小车运动的加速度大小为_m/s2，AB的距离应为_cm。（计算结果均保留三位有效数字）2小明同学利用如图甲所示的实验装置“验证机械

2、能守恒定律”，其中红外线发射器、接收器可记录小球的挡光时间。小明同学进行了如下操作：（1）用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径为_mm；（2）该小球质量为m、直径为d。现使小球从红外线的正上方的高度h处自由下落，记录小球挡光时间t，已知重力加速度为g，则小球下落过程中动能增加量的表达式为_（用所给字母表示）；（3）改变小球下落高度h，多次重复实验，发现小球动能的增加量总是小于重力势能的减少量，你认为可能的原因是_（至少写出一条）。3（1）在研究平抛运动实验中，为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用_；A实心小铁球 B空心小铁球 C实心小木球 D以上三种小球都可以（2）在做“探究平抛

3、运动”的实验时，让小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，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调节斜槽的末端保持水平B每次释放小球的位置必须不同C每次必须由静止释放小球D记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降E小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触F将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线（3）在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm，若小球在平抛运动中的几个位置如下图中的a、b、c、d所示，则小球的初速度的计算公式为v0=_，

4、（用L、g表示），其值是_（取g=9.8m/s2）。4在“探究加速度与力、质量关系”的实验中，某小组在实验室组装了如图甲所示的装置。滑块及其上所放砝码总质量为M，沙和小桶总质量为m。要完成该实验，请回答下列问题：（1）实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要做的步骤是_。（2）实验时为保证滑块受到的合力与沙、小桶的总重力大小基本相等，沙和小桶的总质量m应满足的实验条件是_；（3）在满足（2）问的条件下，让小桶带动滑块加速运动，如图乙所示为打点计时器所打的纸带的一部分，图中A、B、C、D、E 是按时间先后顺序确定的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分

5、别为是、。已知打点计时器的工作频率为50Hz ，则打下点C 时小车的瞬时速度vC =_m/s，小车的加速度a =_m/s2。（结果保留2 位有效数字）（4）某同学在探究a与 F的关系时，作出图线如图所示，该图线不过原点的主要原因是_，右上部弯曲的原因是_。5图（甲）所示是研究平抛物体运动的实验装置图，（乙）是实验后在白纸上作的图。（甲）图上标出作图用的直角坐标系。并标出原点O及x、y轴。（1）安装斜槽轨道时要注意斜槽的末端应该_（填写“水平”或者“竖直”）。 （2）实验过程需要多次释放小球使它沿斜槽轨道滚下才能描出小球作平抛运动的轨迹，小球每次都从同一位置释放，这样能够保证小球每次沿着_（填写

6、“同一”或者“不同”）轨道下滑。（3）计算小球作平抛运动的初速度的公式是v0=_（用x、y、g表示），若已知小球平抛的初速度为1.6 m/s，根据（乙）图给出的数据，计算出当地的重力加速度为_m/s2。6（1）在做“探究力的合成方法”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，以下操作中错误的是_。A同一次实验中，O点位置允许变动B实验中，要记录弹簧测力计的读数及方向和O点的位置C实验中，只需把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90度D实验中，要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向

7、，把橡皮条另一端拉到O点（2）如图所示，是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果，其中F是用作图法得到的合力，F是通过实验测得的合力，则哪个实验结果是符合实验事实的？_（填“甲”或“乙”）（3）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7某实验小组利用“阿特伍德机”实验装置，测量当地的重力加速度，实验主要步骤如下：（I）按照实验设计组装仪器，并使系统处于静止状态，如图甲所示；（II）接通电源，释放重锤；（III）选取纸带中一段清晰的连续的点作为计时点，用刻度尺测量其计时点间的距离，如图乙所示；（IV）用天平测出重锤质量M=200g和物体质量m=5

8、0g。（1）已知打点计时器的频率为50Hz，打点计时器打第2点时纸带速度大小_m/s；打第1点到第5点时的平均速度大小_ m/s。（均保留三位有效数字）（2）纸带的加速度大小_ m/s2。（保留三位有效数字）（3）不计一切摩擦的阻力，应用牛顿第二定律，测出当地重力加速度大小_m/s2。（保留三位有效数字）8利用频率为赫兹的打点计时器探究小车的速度随时间变化的规律，如图给出了某次实验中的纸带，其中、都为计数点，每相邻两个计数点之间还有一点未画出，从纸带上测得：，。（1）通过纸带分析可知，小车的速度在_（填“增大”或“减小”）；（2）纸带数据可求出小车加速度_m/s2。9某同学用如图甲所示的装置来

9、研究自由落体运动。电火花打点计时器必须接_（填“V交流”、“低压交流”或“低压直流”）电源。图乙中标出的每相邻两点之间还有个记录点未画出，相邻计数点间的时间间隔为_。10在研究“共点力的合成”的实验中，（1）如图所示，两个弹簧秤的初始夹角为钝角，现使B弹簧秤由图示位置开始顺时针缓慢转动，在这个过程中保持O点位置不变和A弹簧秤拉伸方向不变，则在整个过程中关于A和B两弹簧秤的读数变化是_AA的读数增大，B的读数减小BA的读数减小，B的读数增大CA的读数减小，B的读数先增大后减小DA的读数减小，B的读数先减小后增大（2）若保持两个弹簧秤的夹角不变，使弹簧秤同时顺时针转动过角，90，在此过程中依然保持

10、O点位置不变，则两个弹簧秤示数分别如何变化？_。11用如图甲所示装置验证动量守恒定律，A、B两球的质量分别为和。（1）安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重锤线所指的位置O（2）不放小球B，小球A从斜槽上挡板处由静止释放，并落在水平地面上。重复多次，落地点的平均位置记为P，用刻度尺测量，如图乙所示，刻度尺读数为_；（3）小球B静置在斜槽前端边缘处，小球A从挡板处由静止释放，重复实验，标记小球A的落地点平均位置1和小球B的落地点平均位置2；（4）图甲中，M点是落地点平均位置_（填“1”或“2”）；（5）水平射程分别用、表示，则验证两球碰撞动量守恒的表达式为_。12某实验小组在实验室做用单摆测

11、定重力加速度的实验，如图甲所示。（1）摆球的直径用游标卡尺测出，如图乙所示，读数是_cm。（2）甲同学用正确的实验方法测出摆线的长度为L，摆球的直径为d，N次全振动的总时间为t。当地的重力加速度大小为g=_（结果用L、d、N、t等字母表示）。（3）乙同学把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期。乙同学操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正：_；_。13某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证碰撞中的动量守恒定律，图中A、B是两个质量相同的小车。实验前，先平衡摩擦力，只将小车A放在长木板上，并与纸带相连，将

12、长木板装有打点计时器的一端适当垫高，打点计时器接通电源，给小车A一个沿斜面向左的初速度，如果纸带上打出的点间隔均匀，则表明摩擦力已平衡。回答下列问题：（1）将小车B放在长木板上并在小车B上放上适当的砝码，接通打点计时器的电源，给小车A一个初速度，小车A与小车B发生碰撞并粘在一起向前运动，打出的纸带如图乙所示，纸带上的点为连续打出的点，测出纸带上两段连续5个间隔的长度分别为s1、s2。纸带的左端与打点计时器相连，若打点计器连接的交流电的频率为f，小车A与小车B相碰前的速度为v1=_，碰撞后两车的共同速度为v2=_；（2）测得小车A（包括橡皮泥）质量为mA，小车B和车中砝码的总质量为mB，若表达式

13、_成立，则A、B两车碰撞过程动量守恒；（3）如果打点计时器连接交流电的频率实际小于f，则对实验结果_（填“有”或“无”）影响。14某实验小组做“验证力的平行四边形定则”实验。（1）某次测量中，一弹簧测力计的指针位置如图所示，则其读数为_N；（3）该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，四次实验记录的信息如下图所示，其中对于减小实验误差最有利的选项是_。A B C D15在做“探究小车做匀变速直线运动的规律”的实验中，（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的

14、仪器和器材中，必须使用的有_。（填选项代号）A电压合适的交流电源 B电压可调的直流电源C刻度尺 D秒表 E天平（2）实验过程中，下列做法正确的是_。A先接通电源，再使纸带运动 B先使纸带运动，再接通电源C将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处（3）打点计时器在纸带上打出了一系列的点，下图是打出纸带的一段，相邻计数点间还有四个点未画出，已知打点计时器使用的交流电频率。由图可知，打纸带上B点时小车的瞬时速度_，小车的加速度_。（结果保留两位有效数字）16如图甲所示是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”实验的装置，所用的打点计时器接有频率为50Hz的交流电。（1

15、）a同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带（如图乙所示），其中O点为重物刚要下落时打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺分别测得OA=12.41cm、OB=18.60cm和OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点已知重物的质量为0.5kg，取。在OB段运动的过程中，重物重力势能的减少量_J，重物动能的增加量_J.（结果均保留三位有效数字）（2）数据处理的结果比较合理的应当是_（填“大于”“等于”或“小于”），这是因为实验没有考虑各种阻力的影响，属于本实验的_（选填“偶然”或“系统”）误差。17图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的实验仪器，

16、请回答下面的问题：（1）图乙是_（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”），电源采用的是_（填“交流约”“交流”或“四节干电池”）。（2）某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出、共7个计数点，相邻点间的距离如图丙所示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未画出，电源频率为。试根据纸带上计数点间的距离，计算出打下、两个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入表，要求保留3位有效数字：计数点速度_0.4790.5600.640_以打下点的时刻为计时起点，将、各点对应的瞬时速度标在图丁的直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化

17、的关系图线：_由所画图像求出小车的加速度为_。（结果保留两位有效数字）（3）根据图像判断，在打计数点时，小车的速度_。（结果保留三位有效数字）18“探究加速度与质量的关系”的实验装置如图a所示，（1）某同学在准备实验时发现实验室有两种打点计时器，如图、所示，图_（选填“”或“”）是电火花打点计时器；（2）实验所用的电源频率为，实验得到的一段纸带如图d所示，相邻两计数点间还有4个点未画出，测得间距、间距，则段小车的平均速度_，小车的加速度_；（3）根据实验数据作出与关系如图e所示，可求得细砂和砂桶的总质量为_（，结果保留两位有效数字）。参考答案：1 0.986 2.58 5.99【解析】在这个点

18、下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，第二十一个点下标明E；可以看出相邻的计数点间的时间间隔为：T0.1s，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，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小，为：设A到B之间的距离为x1，设B到C之间的距离为x2，设C到D之间的距离为x3，设D到E之间的距离为x4，根据匀变速直线运动的推论公式xaT2可以求出加速度的大小，得：为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值得相等的相邻的时间间隔的位移差恒定，故BCABDECD13.73cm11.15cm2.58cmAB+BC14.56cm解得BC8.57cm，A

19、B5.99cm2 18.302 阻力做负功【解析】解：（1） 螺旋测微器固定刻度读数为18mm，可转动刻度读数为0.01mm30.2=0.302mm小球的直径为18mm+0.302mm=18.302mm（2） 小球下落过程中动能增加量的表达式为（3）改变小球下落高度h，多次重复实验，发现小球动能的增加量总是小于重力势能的减少量，你认为可能的原因是：小球下落中阻力对小球做负功，使小球的动能减小。3 A ACE 0.7m/s【解析】（1）为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用实心小铁球，故选A。（2）A通过调节使斜槽的末端保持水平，这样才能保证小球做平抛运动，故A正确；B为保证研究同一个平抛运动时

20、平抛轨迹重合，每次释放小球的位置应该相同，故B错误；C每次必须由静止释放小球，这样才能保证小球初速度相同；故C正确；D记录小球位置用的木条（或凹槽）没有必要严格地等距离下降，故D错误；E小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触，保证小球在同一竖直面内做平抛运动，故E正确；F将球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑的线将点迹连成曲线，故F错误。故选ACE。（3）设相邻点迹间的时间为T，竖直方向有代入数值可得水平方向匀速运动，有解得代入数据可得v0=0.7m/s4 平衡摩擦力 m远小于M 0.24 0.80 平衡摩擦力时，长木板倾角过大 沙和小桶的总质量m过大【解析】（1）实验时首先要平衡摩擦

21、力，以保证细线拉力等于滑块所受的合外力。（2）设绳上拉力为T，对m，有对M，有可解得此时绳上拉力为使绳上拉力 ，应保证m远小于M。（3）打点计时器的工作频率为50Hz，邻的两个计数点之间还有四个点未画出，则相邻计数点间的时间间隔为打下点C时小车的瞬时速度 小车的加速度为（4）当 时已经存在加速度，说明平衡摩擦力过度，即平衡摩擦力时，长木板倾角过大。图线右上部弯曲的原因是沙和小桶的总质量m过大，不再满足m远小于M的条件。5 水平 同一 9.8【解析】（1）安装斜槽轨道时要注意斜槽的末端应该水平。 （2）实验过程需要多次释放小球使它沿斜槽轨道滚下才能描出小球作平抛运动的轨迹，小球每次都从同一位置释

22、放，这样能够保证小球每次沿着同一轨道下滑。（3）根据x=v0t可得计算小球作平抛运动的初速度的公式是若已知小球平抛的初速度为1.6 m/s，根据当x=32.0cm时y=19.6cm解得g=9.8m/s26 ACD 甲 B【解析】(1) A要保证两个弹簧秤的拉力与一个弹簧秤的拉力效果相同，橡皮条要沿相同方向伸长量相同，则O点的位置应固定，故A错误，符合题意；B本实验是在水平面作力的图示，因此需要记录弹簧秤的示数和弹力方向，为了两次拉橡皮筋效果相同，两次要拉橡皮筋到同一位置，因此需要记录O点位置，故B正确，不符合题意；C本实验只要使两次效果相同就行，两个弹簧秤拉力的方向没有限制，并非要求一定夹角为

23、90，故C错误，符合题意；D本实验中，弹簧秤的拉力应不超过量程，两个弹簧秤拉力的大小没有要求，只要使两次效果相同就行，故D错误，符合题意。故选ACD。(2) F1、F2合力的理论值是指通过平行四边形定则求出的合力值，而其实验值是指一个弹簧拉橡皮条时所测得的数值，一定沿AO方向，由此可知F是F1、F2合力的理论值，F是合力的实验值；由于误差的存在，作图法得到的合力与实验值有一定的差别，故甲更符合实验事实。(3)实验中两次要求效果相同，故实验采用了等效替代的方法，故ACD错误，B正确。故选B。7 3.31 3.42 5.75 9.58【解析】(1)在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中

24、的平均速度，故打第2点的速度为 打第1点到第5点时的平均速度大小(2) 利用匀变速直线运动的推论相邻相等时间内的位移差解得纸带的加速度大小(3)对M对m又解得8 增大 5.0m/s2【解析】(1)由图示纸带可知，在相同时间内的位移逐渐增大，知小车做加速运动，速度在增大。(2)电源频率为50Hz，打点时间间隔为0.02s，每相邻两个计数点的间还有一点（未画出），则每相邻两个计数点的时间间隔T=20.02s=0.04s由匀变速直线运动的推论，得9 220V交流 0.1s【解析】电火花打点计时器必须接220V交流电源。图乙中标出的每相邻两点之间还有个记录点未画出，相邻计数点间的时间间隔为0.1s。1

25、0 D A弹簧示数减小，B弹簧示数增大【解析】（1）对点O受力分析，受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力，如图，其中橡皮条长度不变，其拉力大小不变，Oa弹簧拉力方向不变，Ob弹簧拉力方向和大小都改变根据平行四边形定则可以看出B的读数先变小后变大，A的读数不断变小，ABC错误，D正确。故选D。（2）保持两个弹簧秤的夹角不变，使弹簧秤同时顺时针转动过角，O点位置不变，则合力不变，如图所示由图可知，A弹簧示数减小，B弹簧示数增大。11 8.76（8.748.78） 1 【解析】（2） 由图看出，落地点的平均位置在刻度尺上8.76cm左右；（4） 小球A与B碰撞后速度减小，平抛后的落点肯定在P位置的的左侧

26、，故落地点M点平均位置肯定是“1”（5） 两球碰撞动量守恒的表达式由平抛运动规律可知可知等式左右的速度可以通过平抛后的水平位移进行代换，所以有12 3.135 应在摆球通过平衡位置时开始计时 应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值（或在单摆振动稳定后开始计时）【解析】（1）摆球的直径为（2）根据单摆的周期公式又解得（3）本实验的操作中有两处需要加以改正：应在摆球通过平衡位置时开始计时，因为摆球经过平衡位置时速度最大，在相同的空间尺度误差时产生的时间误差最小，测量的周期较精确，应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值，这样可减小测量误差。13 无【解析】（1）碰撞前小车A的速度

27、碰撞后，A、B一起的速度为（2）如果表达式成立，即成立，两车碰撞过程动量守恒。（3）由表达式可知，如果打点计时器连接交流电的频率实际小于f，则对实验结果无影响。14 2.4 C【解析】（1）弹簧测力计的最小刻度为0.2N，则读数为2.4N；（2）为了减小实验误差，实验时两分力的大小以及两分力之间的夹角大小要适当，记录力的方向时两点间的距离要尽量远些。故选C。15 AC AD 0.15 0.60【解析】（1）实验室使用的打点计时器采用的是50Hz交流电，测量长度还需要刻度尺，因此还需要的是电压合适的交流电源以及刻度尺，打点计时器可得时间，质量无需测量，则不需要秒表和天平，故选AC。（2）AB为充

28、分利用纸带，则应先接通电源，再使纸带运动，故A正确，B错误；CD小车运动拖动纸带，打点计时器在纸带上打点，则由此分析可知，应将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，故C错误，D正确。故选AD。（3）由于相邻计数点间还有四个点未画出，且已知打点计时器使用的交流电频率，则每两个相邻计数点之间时间间隔为0.1s，由匀变速直线运动中，平均速度等于时间中点速度可求打B点时速度为逐差法求加速度为16 0.911 0.856 小于 系统【解析】（1） 在OB段运动的过程中，重物重力势能的减少量B点的速度重物动能的增加量解得（2） 数据处理的结果比较合理的应当是由于存在摩擦力且不可避免，所以该误差属于系统误差1

29、7 电火花计时器 交流220V 0.400 0.721 图见解析 0.80 0.330【解析】（1）图乙是电火花计时器，电源采用的是交流。（2）每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未画出，则T=0.1s，则 画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线如图所示。所画v-t图像的斜率表示加速度，即（3）图像的纵截距即为在打A计数点时小车的速度，所以vA=0.330m/s18 0.233 0.13 0.0027【解析】（1）图为电火花打点计时器，图有复写纸、垫片、振针等，是电磁打点计时器；（2）由于相邻两计数点间有4个点未画出，且打点计时器频率为50Hz，故段之间时间间隔，则小车的平均速度小车的加速度（3） 与关系图象的斜率表示小车所受的合外力，即细砂和砂桶的重力，即故细砂和砂桶的质量