高考物理一轮复习实验题专题训练：力学实验.docx

力学实验专题复习学校:_姓名：_班级：_1某兴趣小组采用两种方案探究影响向心力大小的因素。（1）使用如图的向心力演示器，匀速转动手柄1，使变速塔轮2和3、长槽4和短槽5匀速转动，槽内的小球也随之做匀速圆周运动。小球挤压挡板使挡板另一端压缩测力套筒的弹簧，压缩量可从器件_（填写数字“6、7或8”）上读出，该读数即显示了向心力的大小。该探究实验所采用的方法是：_。（2）使用向心力实验器采集到下表数据：探究向心力和角速度的关系（小球质量，转动半径）向心力/N2.02.42.83.24.0频率/2.752.993.243.483.92向心力除以频率的平方0.264460.268450.266730.264240.26031角速度的平方/298.25352.58414.01477.61606.03向心力除以角速度的平方0.006710.006800.006760.006700.00660从表中可得出：在误差允许范围内，保持_和_一定的情况下，向心力与角速度的平方成_关系。2小于同学为了测量当地的重力加速度，设计了一套如图甲所示的实验装置。拉力传感器竖直固定，一根不可伸长的细线上端系在传感器的固定挂钩上，下端有一小钢球，钢球底部固定有遮光片，在拉力传感器的正下方安装有光电门，小钢球通过最低点时恰能通过光电门（假设遮光片通过光电门的速度即为小球此时的速度）。小于同学进行了下列实验步骤：（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d，用游标卡尺测量小钢球的直径为D，用刻度尺测量小钢球到悬点的摆线长为L；（2）拉起小钢球，使细线与竖直方向成不同角度后由静止释放，小钢球每次均在竖直平面内运动，记录小钢球每次通过光电门的遮光时间和对应的拉力传感器示数F；（3）根据记录的数据描绘出如图乙所示的图像，已知图像与纵轴交点为a，图像斜率为k，则通过以上信息可求出当地的重力加速度表达式为g=_（用题目中所给物理量的符号表示）；（4）由于实验中对速度的近似测量，导致当地重力加速度g的测量值比实际值_（选填“偏大”“偏小”“不变”）。3某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素（1）他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图1所示这样做的目的是_（填字母代号）A、保证摆动过程中摆长不变B、可使周期测量得更加准确C、需要改变摆长时便于调节D、保证摆球在同一竖直平面内摆动（2）该同学探究单摆周期与摆长关系，他用分度值为毫米的直尺测得摆线长为89.40cm，用游标卡尺测得摆球直径如图2甲所示，读数为_cm则该单摆的摆长为_cm用停表记录单摆做30次全振动所用的时间如图2乙所示，在停表读数为_s，如果测得的g值偏大，可能的原因是_（填序号）A、计算摆长时加的是摆球的直径B、开始计时时，停表晚按下C、摆线上端未牢固系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加（实验过程中先测摆长后测周期）D、实验中误将30次全振动记为31次（3）下列振动图象真实地描绘了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C、D均为30次全振动的图象，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是_（填字母代号）4如图所示。长约1m，一端封闭的均匀玻璃管中注满清水，水中放一红蜡做成的小圆柱体（圆柱体的直径略小于玻璃管的直径，轻重大小适宜，在水中能够匀速上浮），将另一端的开口用胶皮塞塞紧。其总质量为3kg。在时刻很快地将玻璃管倒置，蜡块匀速上升，蜡块每一秒上升的距离为10cm；使玻璃管水平向右匀加速运动，每一秒通过的水平距离分别为5cm、15cm、25cm、35cm、45cm，在图中y表示蜡块在竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，时蜡块位于坐标原点。（1）请在图中标出t等于1s、2s、3s、4s、5s时蜡块的位置，并用平滑的曲线描绘蜡块的轨迹。( )（2）玻璃管做上述运动时水平方向受力为_N。5“探究物体动能大小与哪些因素有关”实验中，小华让质量不同的小球从同一斜面同一高度由静止释放，撞击同一木块，木块被撞出一段距离，如图甲所示（忽略小球与接触面的摩擦以及撞击过程中的能量损失，图乙中球离开弹簧前的接触面光滑，离开后接触面粗糙）。（1）将质量不同的小球从同一高度由静止释放的目的是_；（2）该实验是通过观察_来反映小球的动能大小；（3）小明同学将实验装置改进成图乙所示，用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究小球的动能大小与_（质量/速度）的关系；（4）小明觉得利用图乙的装置，也能探究小球的动能大小与质量的关系。只需利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块；小华觉得将质量不同的小球从同一高度静止释放（图丙）撞击同一木块，也能探究小球的动能大小与质量的关系，_（小明/小华）的设计方案不可行。6如图甲所示，一条质量和厚度不计的纸带，缠绕在直径为d的定滑轮上，纸带的下端悬挂一质量为m的重物。将重物由静止释放，滑轮将在纸带带动下转动，纸带和滑轮不打滑。为了分析滑轮转动时角速度的变化情况，释放重物前将纸带先穿过一电火花计时器，计时器接在频率为50 Hz的交流电源上，通过研究纸带的运动情况得到滑轮角速度的变化情况，如图乙所示。图丙为计时器打出的纸带中的一段，在这一段上取了3个计数点A、B、C，相邻两个计数点间还有4个计时点未画出，其中x1 = 12.62 cm、x2 = 14.92 cm。图丁为使用20分度游标卡尺测量滑轮直径的示意图。（1）根据图丁中游标卡尺的刻度，可得滑轮的直径d_cm；（2）根据图丙中所给数据，可以求出打下B点时滑轮的角速度为_rad/s；（结果保留三位有效数字）（3）根据图丙中所给数据，可以求出重物下落的加速度为_m/s2。（结果保留三位有效数字）7某同学利用如图甲所示的装置验证动能定理。固定并调整斜槽，使它的末端O点的切线水平，在水平地面上依次铺放好木板、白纸、复写纸。将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H，并根据落点位置测量出小球平抛的水平位移x改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下：高度H（h为单位长度）h2h3h4h5h6h7h8h9h水平位移xcm5.59.111.714.215.917.619.020.621.7（1）斜槽倾角为，小球与斜槽之间的动摩擦因数为斜槽底端离地的高度为y，不计小球与水平槽之间的摩擦，小球从斜槽上滑下的过程中，动能定理若成立应满足的关系式是_；（2）以H为横坐标，以_为纵坐标，在坐标纸上描点作图，如图乙所示。8图甲所示为某实验小组测量重力加速度的装置图，其中D为铁架台，E为固定在铁架台上的轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略），F为光电门，物体A、B质量均为M，C为固定在A上、宽度为d的细遮光条（质量不计）。此外该实验小组还准备了砝码一套（n个相同的砝码，质量均为m）和刻度尺等，请在以下实验步骤中按要求作答：（1）在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门之间的高度差h；（2）取出一个砝码放在A中，让A从位置O由静止开始下降；（3）记录下遮光条通过光电门的时间t，根据所测数据计算出A下落到F处的速率v=_；（4）改变砝码的个数，重复（2）（3）步骤，得到多组n（n为A中所放砝码的个数）及t的数据，作出以（t）2为纵轴，以_为横轴的图像，如图乙所示（图中横、纵坐标物理量的单位均采用国际单位制），若斜率为k，则g=_（用M、m、d、h、k表示）。9（1）某同学在用单摆测定重力加速度的实验中，测量5种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录表格如下：摆长L(m)0.50.80.91.01.2周期T(s)1.421.791.902.002.20T2(s2)2.023.203.614.004.84.以L为横坐标，T2为纵坐标，作出T2L图线，并利用此图线可求出重力加速度g_.若通过计算测得重力加速度g的值偏大，其原因可能是_A摆球质量太大B单摆振幅偏小C误将n次全振动记录为（n+1）次D误将摆线长当成摆长，未加小球的半径（2）如图是一个单摆在淮州中学实验室做受迫振动时的共振曲线.该单摆的摆长_（取）.若用摆长相同的单摆装置分别在淮州中学、北京大学实验室做相同的受迫振动实验，则在北京大学实验室得到的共振曲线与上图比较：共振曲线的“峰”_（填“向左移动”、“保持不变”或“向右移动”）10某同学用如图甲所示装置验证动能定理或动量定理：铁架台下端固定一个光电门，小球从光电门上方某处由静止下落，穿过光电门时，与光电门相连的计时器测量挡光时间为。测量小球释放时球心距光电门的距离为h，小球从开始下落到光电门开始挡光的时间为t，重力加速度为g，回答下列问题：(1)首先用螺旋测微器测量小球的直径，如图乙所示，小球的直径为_mm。(2)验证动能定理的表达式为_验证动量定理的表达式为_。11一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动用下面的方法测量它匀速转动时的角速度实验器材：打点计时器、米尺、纸带、复写纸片实验步骤：(1)如图，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上(纸带厚度可不计)（2）接通电源，启动控制装置使圆盘转动，同时打点计时器开始打点(3)经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量某次实验测得圆盘半径r=5.5×10-2 m，得到的纸带的如图，求得线速度为_；角速度为_12某物理兴趣小组利用电子秤探究小球在竖直面内的圆周运动，他们到物理实验室取来电子秤、铁架台、长度为L的轻质细线和小球等(1)将铁架台放在电子秤上，其读数为M；撤去铁架台将小球放在电子秤上，其读数为m；(2)组装好实验装置如图所示保持细线自然伸长，将小球拉起使细线处于水平位置，此时电子秤读数为_(填写“Mm”“M”“大于Mm”或“处于M和Mm之间”)；(3)从释放小球至小球向下运动到最低点过程，电子秤读数_；(填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”)(4)忽略空气阻力，当小球运动到最低点时，细线的拉力为_；电子秤的读数为_。(已知重力加速度为g)13用如图a所示的装置可以监测圆盘转动的快慢，并且还可以测定其转动的周期。原理为：一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径方向开有一条宽度为的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向由某一位置向边缘方向匀速移动，激光器连续竖直向下发射激光束。在圆盘匀速转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线。图b为所接收的激光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度。已知传感器接收到第1个激光束信号时，激光束距圆盘中心的距离为r1=0.25m；传感器接收到第2个激光束信号时，激光束距圆盘中心的距离为r2=0.40m。图中第1个激光束信号的宽度为。(1)根据题中的数据，圆盘转动的周期T为_s。(2)激光器和传感器一起沿半径方向运动的速度为_m/s。14小明同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。（1）摆球应该选择_（选填“小钢球”或“小塑料球”）；摆线应该选择_（选填“100cm长的无弹性细线”或“100cm长的弹性细线”）。 （2）小明组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图甲所示。这样做的目的是_（填字母代号）。 A保证摆动过程中摆长不变     B可使周期测量得更加准确C需要改变摆长时便于调节     D保证摆球在同一竖直平面内摆动（3）用秒表记录下单摆50次全振动所用时间如图乙所示，则可知该次实验中50次全振动所用的时间为_s，单摆运动的周期T=_。15如图所示，某同学在研究平抛运动的实验中，在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹以后，又在轨迹上取出a、b、c、d四个点（轨迹已擦去）已知小方格纸的边长L=2.5cm，g取10m/s2请你根据小方格纸上的信息，通过分析计算完成下面几个问题：（1）小球从ab、bc、cd所经历的时间_（填“相等”或“不相等”）（2）平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，根据小球从ab、bc、cd的竖直方向位移差，求出小球从ab、bc、cd所经历的时间是_（3）再根据水平位移，求出小球平抛运动的初速度v0=_（4）小球在b点时竖直方向的速度为_学科网（北京）股份有限公司