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1、(二轮复习 名师经验)17力学实验-2021高考备考绝密题型专项突破题集1在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中(1)下列实验器材需要用到的是_。A B C D(2)下列操作有利于减小实验误差的是_。A 两个分力的夹角尽量大于B拉橡皮条时，拉力要适当大些C拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板D确定拉力方向时，在细绳正下方描出的两个点要适当远些(3)某次实验时两个分力大小分别为和，夹角小于，若实验操作无误，其合力的读数为如图所示中的一个，则正确的读数为_。【答案】：AD CD 3.00N 【解析】：(1)在“探究求合力的方法”实验中采用的是力的图示法，需要测力计测力的大小
2、，用三角板画出力的方向，并结合力的图示的方法画出力的大小，故AD正确，BC错误。故选AD。(2)A两个分力的夹角尽量大小合适，不能太大，也不要太小，故A错误；B拉橡皮条时，拉力要合适，太大容易超过橡皮条的弹性限度，故B错误；C为了减小实验误差，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板，故C正确；D确定拉力方向时，在细绳正下方描出的两个点要适当远些，这样确定的方向误差更小，故D正确，故选CD。(3)在“探究求合力的方法”实验中两个分力之间的夹角既不能太大，也不能太小，所以一般取该夹角为30°90°之间。如果某次实验时两个分力大小分别为2.00N和1.50N，夹角
3、为直角时合力的大小由于夹角为锐角，所以这两个力的合力应大于2.50N，有可能是3.00N。2图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图，图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源，打点的时间间隔用t表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下，小车的加速度与其质量间的关系”。(1)本实验中，为了保证小车所受的合外力等于细绳拉力，实验前应先_；在改变小车中砝码的质量m时小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_。(2)设纸带上三个相邻计数点的间距分别为、和 。图乙为用刻度尺测量纸带上的、的情况，由图可求得加速度的大小a=_ m/s2。(3)图丙
4、为实验所得图线的示意图，a为小车加速度，m小车中砝码的质量。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为_，小车的质量为_。【答案】：平衡摩擦力 远小于小车与车中砝码的总质量 1.15 【解析】：(1)为了保证小车所受的合外力等于细绳拉力，实验前应先平衡摩擦力；探究牛顿第二定律实验时，当小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于小吊盘和盘中物块受到的重力，认为小车受到的拉力不变。(2)因打点计时器的电源为50Hz的交流电源，则打点时间间隔为由图示纸带可知，计数点间的时间间隔为由图示刻度尺可知由匀变速直线运动的推论
5、，可知加速度为(3)设小车质量为M，若牛顿第二定律成立，则有整理可得则有，解得，小车受到的拉力为小车的质量为3某同学用如图所示的装置来研究自由落体运动。(1)下列有关实验操作的叙述正确的是_。A安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上B将打点计时器与直流低压电源连接C释放纸带时应尽量让重物靠近打点计时器D应先释放纸带，然后接通电源(2)实验得到一条纸带如图所示，测得各点之间的距离（在图中已标出）。已知电源频率为50Hz，则纸带中相邻两点间的时间间隔是_s。从该纸带可知，重物加速度大小a=_m/s2（保留三位有效数字）。【答案】：AC 0.02 9.63 【解析】：(1)A打点计时器的两
6、个限位孔应在同一竖直线上，以减小摩擦力的影响，故A正确；B电磁打点计时器应该接在6V交流电源上，故B错误；CD开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止，先接通电源，再释放纸带，故C正确,D错误，故选AC。(2)电源频率为50Hz，则打点周期为故每隔0.02s打一次点；连续相等时间内的位移差为在误差允许范围内，物体做匀变速直线运动；根据，结合逐差法得4用图示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。主要实验步骤如下：a、安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。b、选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（t=0），然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图
7、中A、B、C、D、E、F所示。c、通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E点时小车的速度，分别记作、d、以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图所示。结合上述实验步骤，请你完成下列任务：(1)在下列仪器和器材中，还需要使用的有_（填选项前的字母）。A电压合适的50Hz交流电源 B刻度尺C电压可调的直流电源 D秒表 E.天平（含砝码）(2)在图中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出vt图像_。(3)观察v-t图像，判断小车做什么运动，并说明理由_。【答案】：AB 小车运动v-t图像是一条倾斜直线，加速度恒定，做匀加速直线运
8、动 【解析】：(1)打点计时器要使用电压合适的交流电源，不能使用直流电；实验中还要用刻度尺测量纸带上的点迹间的距离；打点计时器本身能计时，所以不需要秒表；研究小车速度随时间变化实验中不需要知道力的大小和小车的质量，所以不需要天平。故选AB。(2)C点的速度应该是BD段的平均速度，等于B、D两点速度之和的一半，在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出vt图像，如图所示(3)由图可知，小车运动v-t图像是一条倾斜直线，加速度恒定，做匀加速直线运动。5在“利用单摆测当地重力加速度”的实验中。(1)利用如图所示游标卡尺测得金属小球直径如图所示，小球直径_cm。(2)下表是某同学在实验过程中记录的3组实
9、验数据，并做了部分计算处理。组次123摆长L/cm80.0090.00100.0050次全振动时间/s90.095.5100.0振动周期T/s1.801.912.00重力加速度9.749.73请计算出第3组实验中的重力加速度_（结果保留2位小数）。(3)某同学在实验过程中，把摆线的长度加上摆球的直径作为摆长，其他操作无误，那么他得到的图像可能是下列图像中的_。ABC D【答案】：2.850（2.845，2.855都对） 9.86 A 【解析】：(1)测得金属小球直径2.8cm+0.05mm×10=2.850cm(2)根据可得 (3)若以摆球直径之与摆线长为单摆摆长L，则摆长l=L-r
10、由单摆周期公式可知由图示图象可知，A正确，BCD错误。6利用单摆测当地重力加速度的实验中，单摆摆线的长度为。(1)用游标卡尺测金属小球直径如上图甲所示，正确的是_，小球直径读数如图乙所示。则_。(2)实验时用拉力传感器测得摆线的拉力随时间变化的图像如图丙所示，重力加速度的表达式_（用题目中的物理量、表示）。【答案】：A 1.66 【解析】：(1)游标卡尺测金属小球直径应使用外测量抓，物体卡在测砧与测量螺杆之间，故选A；10分度的游标卡尺，其精确度为0.1mm，游标对齐格数不估读，直径为(2)由摆线的拉力F随时间t变化的图像知，单摆的周期为根据周期公式联立解得7某同学用图甲所示装置做“探究物体的
11、加速度与力的关系”的实验。实验时保持小车质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测小车运动的加速度。(1)实验时先不挂钩码，反复调整垫块的位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的_；(2)在某次实验中，打点计时器打下如图所示的一条点迹清晰纸带，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，相邻两计数点间还有四个打点未画出。由纸带上的数据可知：打E点时物体的速度vE=_m/s；（结果保留两位有效数字）；物体运动的加速度a=_m/s2（结果保留两位有效数字）；(3)实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据作出图丙所示的a
12、F关系图线，图线不通过坐标原点O的原因是_，曲线上部弯曲的原因是_。【答案】：平衡摩擦力 0.25 0.30 平衡摩擦力过度 不再满足钩码的质量远小于小车的质量 【解析】：（1）实验时先不挂钩码，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是平衡摩擦力。（2）相邻两计数点间的时间间隔为E点时物体的速度物体运动的加速度（3）图线不通过坐标原点O，F=0，加速不为零，说明长木板的倾角过大，平衡摩擦力过度。曲线上部弯曲的原因是随着力F的增大，即钩码质量的增大，不再满足钩码的质量远小于小车的质量。8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
13、动情况，在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个测量点。各测量点到0测量点的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s，试完成下面问题。(1)实验中，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，在下面的仪器和器材中，必须使用的是_。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停表(2)根据纸带上各个测量点间的距离，该同学已将1、2、3、5点对应的时刻的瞬时速度进行计算并填入表中，请你将4点对应的时刻的瞬时速度填入表中（结果保留三位有效数字）。瞬时速度数值/0.1650.2140.263_0.363(3)在图中所示的直角
14、坐标系中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图像_。(4)由图像求出小车的加速度_（结果保留三位有效数字）。【答案】:AC 0.314 见解析 0.500 【解析】：(1)在下面的仪器和器材中，必须使用的是：电压合适的交流电源和刻度尺，故选AC；(2)4点对应的时刻的瞬时速度(3)做出v-t图像如图；(4)由图像求出小车的加速度，图线的斜率表示加速度，故9某物理课外小组通过如图甲所示的实验装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。置于实验台上的长木板左端固定一轻滑轮；细线跨过滑轮，一端与放在木板上的小车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有个，每个质量均为m。实验步骤如下：(1)为消除
15、摩擦力的影响，实验前平衡摩擦力的具体操作为：取下挂钩码的细绳，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到轻推小车后，小车能沿木板做_运动。(2)将1个钩码挂在细线左端，其余4个钩码放在小车内，用手按住小车并使细线与木板平行。接通打点计时器的电源，然后释放小车，得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器打点的周期，其中A、B、C、D、E每相邻两个计数点之间还有4个点没有标出，根据纸带提供的数据，计算小车加速度的表达式为_（用英文字母表示），算得小车加速度的大小为_。（计算结果保留两位有效数字）(3)将n（依次取）个钩码挂在细线左端，其余个钩码仍留在小车内，重复前面的步骤，并得到相应的加速度a。(4)
16、在坐标图作出图像如图所示。从图像可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。如果实验时漏了上面的步骤（1），下列说法正确的是（_）A图线不再是直线B图线仍是过原点的直线，但该直线的斜率变小C图线仍是直线，但该直线不过原点D图线仍是直线，但该直线的斜率变大【答案】:匀速直线（或匀速） 0.60 CD 【解析】：(1)为消除摩擦力的影响，实验前平衡摩擦力的具体操作为：取下挂钩码的细绳，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到轻推小车后，小车能沿木板做匀速运动。(2) 根据结合逐差法可得，小车加速度的表达式为带入数据得小车加速度的大小为(4)根据该组的实验步骤，改变小车的质量
17、后但小车和重物的总质量未变，若平衡好阻力，据牛顿第二定律有a-n图象是过原点的直线斜率为若没有平衡阻力则有a-n图象是不过原点的直线，但斜率变大了，故CD正确,故选CD。10某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验装置如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。根据实验数据在白纸上所作图如图乙所示，已知实验过程中操作正确。(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是_（填“F”或“F”）；(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(3)本实验中以下说法正确的是_。A两根细绳必须等长B橡皮条沿同
18、一方向伸长同一长度C在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行D实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间夹角必须取90°【答案】: B BC 【解析】：（1）经平行四边形做出的合力理论值不一定沿AO方向，而合力的实验值由实验直接测得，故一定沿AO方向，故填F。（2）实验采用力的图示方法、等效替代的思想，用平行四边形理论做出两分力的合力，然后与合力的实验值对比，若合力的理论值与实验值在误差允许的范围内相同，则平行四边形定则是正确的,故选B。（3）A两细绳用来确定拉力的方向，故不必等长，A错误；B该实验采用了“等效替代”的原理，即合力与分力的关系是等效的，要求两次拉
19、橡皮筋时的形变量和方向是等效的则橡皮筋沿同一方向拉长到同一长度，B正确；C为减小实验误差，在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行，C正确；D实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间夹角要适当，没有必要必须取90°，D错误,故选BC。11某同学用如图甲所示装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，为固定橡皮条的图钉。（1）本实验采用的科学方法为_。A理想实验法 B等效替代法C控制变量法 D理想模型法（2）同一次实验中，用两个测力计和用一个测力计分别拉橡皮筋，使细绳与橡皮筋的_必须都拉到同一位置点，且弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板_。（3）若同一次实验中
20、，两个测力计拉橡皮筋时，两个测力计的拉力为图乙中的、，用一个测力计拉橡皮筋时，测力计的拉力为图乙中的，请在图乙中根据力的平行四边形法则作出、的合力_。（4）_（填“”或“”）是、合力的实验值。【答案】:B 结点 平行 是、合力的实验值 【解析】：(1)本实验采用的科学方法为等效替代法，故选B。(2)使细绳与橡皮筋的结点必须都拉到同一位置点，且弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行。(3)、的合力如图所示。(4)是、合力的实验值。12某同学用图甲所示的实验装置探究加速度与力的关系。（1）实验中，平衡摩擦力时，将长木板右端用垫木适当垫高，在_（填“悬挂”或“不悬挂”）砝码和砝码盘的情况下，让小车拖
21、着纸带，接通电源、轻推小车，观察打出的纸带。如果纸带打出的点间隔越来越小，需要将垫木适当向_（ 填“左”或“右”）移，直到纸带上打出的点_，则摩擦力平衡。（2）在平衡摩擦力后进行实验，为了便于探究、减小误差，应使小车质量与砝码和砝码盘的总质量满足_的条件。（3）实验中打出的一条纸带如图乙所示，取计数点1、2、3、4、5。已知打点计时器所接交流电的频率为，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为，、，则小车运动的加速度大小_。（结果保留两位有效数字）（4）如果实验时所用交流电的频率实际为，则实验测得的加速度比真实值_（填“大”或“小”）。【答案】:不悬挂 左 间隔均匀 远小于 0.86 大 【解
22、析】：(1)平衡摩擦力时，将长木板右端用垫木适当垫高，在不悬挂砝码和砝码盘的情况下，让小车拖着纸带，接通电源、轻推小车，观察打出的纸带，如果纸带打出的点间隔越来越小，说明未完全平衡摩擦力，需要将垫木适当向左移，直到纸带上打出的点间隔均匀，则摩擦力平衡。(2)在平衡摩擦力后进行实验，为了便于探究、减小误差，使砝码和砝码盘的重力为小车受到的合外力，对砝码牛顿第二定律可得对小车牛顿第二定律可得解得应使小车质量与砝码和砝码盘的总质量满足远小于的条件。(3)由相邻位移差公式代入数据解得(4)由可知，如果实验时所用交流电的频率实际为，而代入计算的频率，则实验测得的加速度比真实值大。13在研究匀变速直线运动
23、实验中，在打点计时器打下的纸带上选取一段，如图所示，0、1、2三点为连续相邻的计数点，每相邻两计数点间还有四个计时点未画出用刻度尺测得0到1、2两点的距离分别为、，打点计时器所用交流电频率为。(1)计数点0到2的时间间隔为_s；(2)图中点1对应的速度大小为_（保留三位有效数字）；(3)该匀变速直线运动的加速度大小为_（保留三位有效数字）。【答案】:0.2 0.199 1.22 【解析】：(1)每相邻两计数点间还有四个计时点未画出，则两计数点间时间间隔为T=0.025=0.1s，则计数点0到2的时间间隔为0.2s。(2)根据匀变速直线运动的时间中点瞬时速度等于这段时间的平均速度，可得打1点时小
24、车的速度为(3)根据可得14在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，电磁打点计时器每隔0.02s打一次点。图示是实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D、E为五个计数点，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。测得计数点间的距离如图所示，试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打D点时小车的瞬时速度_，小车运动的加速度_。【答案】:0.39 1.26 【解析】：相邻两个计数点之间还有4个点未画出，则T=0.1s，则打D点时小车的瞬时速度根据可得小车运动的加速度15在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，某同学的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉。(1)在做实验时，先用两个弹簧
25、测力计通过细绳互成角度的拉橡皮条，使结点移到某一位置，此时需记下：结点的位置O、两弹簧测力计的示数、_。然后用一个弹簧测力计拉橡皮条，使_，再记下相关实验数据；(2)实验结果如图乙所示，图中与橡皮条方向在同一直线上的力是_（选填“F”或“”）。【答案】:两个拉力的方向（或两细绳的方向） 结点到达同一位置O（或结点仍处于O点） 【解析】：(1)在做实验时，先用两个弹簧测力计通过细绳互成角度的拉橡皮条，使结点移到某一位置，此时需记下：结点的位置O、两弹簧测力计的示数、两个拉力的方向（或两细绳的方向）。然后用一个弹簧测力计拉橡皮条，使结点到达同一位置O（或结点仍处于O点），再记下相关实验数据；(2)实验结果如图乙所示，图中F是两个分力合力的理论值，F是两个分力拉力合力的实验值，则与橡皮条方向在同一直线上的力是F。23原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！