高中物理力学实验实验题

兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：

 
①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装；
③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；
④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定）。
在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。

请你分析纸带数据，回答下列问题：
（1）该电动小车运动的最大速度为       m/s；
（2）关闭小车电源后，小车的加速度是       m/s²
（3）该电动小车的额定功率为        W。

某同学利用如图所示的装置测量当地的重力加速度。实验步骤如下：

A．按装置图安装好实验装置；
B．用游标卡尺测量小球的直径d；
C．用米尺测量悬线的长度；
D．让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球经过最低点时开始计时，
并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数1、2、3……。
当数到20时，停止计时，测得时间为t；
E．多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤C、D；
F．计算出每个悬线长度对应的t ²；
G．以t ²为纵坐标、为横坐标，作出t ²－图线。
结合上述实验，完成下列任务：
（1）用游标为10分度的游标卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如下图所示，读出小球直径d的值为          cm。

（2）该同学根据实验数据，利用计算机作出t ²–图线如图所示。根据图线拟合得到方程
t ²＝404.0 ＋3.0。由此可以得出当地的重力加速度g＝          m/s²。
（取π ² ＝ 9.86，结果保留3位有效数字）

（3）从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是 （     ）
A．不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点开始计时；
B．开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数；
C．不应作t ² –图线，而应作t –图线；
D．不应作t ² –图线，而应作t ² –（+d）图线。

如图为物体运动时打点计时器打出的一条纸带，图中相邻的点间还有四个点，已知打点计时器接交流50Hz的电源，则ae段的平均速度为       m/s．d点的瞬时速度约为       m/s．

在测定某电阻的伏安特性曲线中，待测金属丝的电阻R_x约为5 Ω，实验室备有下列实验器材
A．电压表(量程0～3 V，内阻约为15 kΩ)
B．电压表(量程0～15 V，内阻约为75 kΩ)
C．电流表(量程0～3 A，内阻约为0.2 Ω)
D．电流表(量程0～0.6 A，内阻约为11 Ω)
E．变阻器R₁(0～10 Ω，0.6 A)
F．变阻器R₂(0～2000 Ω，0.1 A )
G．电池组E(电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω)
H．开关S，导线若干
(1)为减小实验误差，应选用的实验器材有(填代号)　　　　．
(2) 为了尽可能减少误差，请你在虚线框中画出本实验的电路图.
(3)测量结果比真实值偏　　　　。﹙大、小、无法确定﹚
(4)若此电阻为金属丝绕制而成，用螺旋测微器测得该金属丝的直径如图所示，则金属丝的直径为________mm.

如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点之间还有4个点未画出，则相邻计数点时间间隔为      s，其中x₁=7.05cm，x₂=7.68cm，x₃=8.33cm，x₄=8.95cm，x₅=9.61cm，x₆=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是      m/s，加速度的大小是      m/s²．（计算结果保留两位有效数字）

画出图中小球和杆所受的力的示意图（接触面光滑），请在答卷纸上直接画出示意图

某探究小组为了测定重力加速度，设计了如图甲所示的实验装置．工型挡光片悬挂于光电门的正上方，释放挡光片后，工型挡光片竖直下落，它的两臂A、B依次通过光电门，光电计时器记录A、B分别通过光电门的时间．

（1）用图乙游标卡尺测量工型挡光片的两臂A、B的宽度d₁和d₂，某次用20分度的游标卡尺测量A的宽度d₁时如图所示，则臂A的宽度d₁为　   　mm．
（2）若计时器显示臂A、B通过光电门的时间分别为t₁和t₂，则臂A、B通过光电门的速度表达式分别为　  　、　  　．
（3）若测得臂A、B之间的距离为L（L远大于d₁、d₂），用以上测量量表示当地重力加速度的表达式为　  　．

利用单摆测重力加速度的实验中，如果偏角足够小，但测出的重力加速度的数值偏大，可能原因是                                        （   ）

A．振幅较小

B．测摆长时，只量出摆线的长度，没有从悬挂点量到摆球中心

C．数振动次数时，少计了一次

D．数振动次数时，多计了一次

为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系，某同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象，从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线的原因是________，B弹簧的劲度系数为________。

在"探究单摆的周期与摆长的关系"实验中，某同学准备好相关实验器材后，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。以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正。

在做“验证力的平行四边形定则”的实验中：
（1）某同学准备了以下器材，其中多余的器材是      （选填序号）；
A．方木板
B．图钉（几个）
C．白纸
D．天平
E．刻度尺
F．测力计（两只）
G．橡皮条
H．细线套（两个）
I．铅笔
（2）某同学根据实验数据画出力的图示，如图所示，图上标出了F₁、F₂、F、F′四个力，其中      （填上述字母）不是由弹簧秤直接测得的；若F与F′的      和      都基本相同，说明共点力合成的平行四边形定则得到了验证．

（3）同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是      （填字母代号）．
A．两细绳必须等长
B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要尽量靠近．

某兴趣小组的同学看见一本物理书上说“在弹性限度内，劲度系数为k的弹簧，形变量为x时弹性势能为E_p＝kx²”，为了验证该结论就尝试用“研究加速度与合外力、质量关系”的实验装置（如图甲）设计了以下步骤进行实验：

A．水平桌面上放一长木板，其左端固定一弹簧，通过细绳与小车左端相连，小车的右端连接穿过打点计时器的纸带；

B．将弹簧拉伸x后用插销锁定，测出其伸长量x；

C．打开打点计时器的电源开关后,拔掉插销解除锁定，小车在弹簧作用下运动到左端；

D．选择纸带上某处的A点测出其速度v；

E．取不同的x重复以上步骤多次，记录数据并利用功能关系分析结论．实验中已知小车的质量为m，弹簧的劲度系数为k，则：
（1）长木板右端垫一小物块，其作用是_____________________；
（2）如图乙中纸带上A点位置应在________（填s₁、s₂、s₃）段中选取；

（3）若E_p＝kx²成立，则实验中测量出物理量x与m、k、v关系式是x＝________．

某同学用图（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律：
（1）通过实验得到如图（b）所示的a﹣F图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面的倾角      （填“偏大”或“偏小”）．

（2）该同学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M与砝码和盘的总质量m满足         的条件
（3）该同学从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条〔每两点间还有4个点没有画出来），图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离．打点计时器的电源频率为50Hz．

由这些已知数据计算：
①该匀变速直线运动的加速度a=      m/s²．
②与纸带上D点相对应的瞬时速度v=     m/s．（答案均要求保留3位有效数字）

在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中：
（1）需要测量悬线长度，现用最小分度为1mm的米尺测量，图中箭头所指位置是拉直的悬线两端在米尺上相对应的位置，测得悬线长度为       mm。

（2）一组同学测得不同摆长l单摆对应的周期T，将数据填入表格中，根据表中数据，在坐标纸上描点，以T为纵轴，l为横轴，作出做简谐运动的单摆的T-l图像。根据作出的图像，能够得到的结论是_________。
A. 单摆周期T与摆长l成正比
B. 单摆周期T与摆长l成反比
C. 单摆周期T与摆长l的二次方根成正比
D. 单摆摆长l越长，周期T越大
（3）另一组同学进一步做“用单摆测定重力加速度”的实验，讨论时有同学提出以下几点建议，其中对提高测量结果精确度有利的是      。
A. 适当加长摆线
B. 质量相同、体积不同的摆球，选用体积较大的
C. 单摆偏离平衡位置的角度不能太大
D. 当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期

用单摆测定重力加速度时，有如下器材供选用，请把应选用的器材填在横线上________．(填字母)

A．1 m长的粗绳

B．1 m长的细线

C．半径为1 cm的小木球

D．半径为1 cm的小铅球

E．时钟
F．秒表
G．最小刻度为mm的米尺
H．最小刻度为cm的米尺
I．铁架台 
J．附砝码的天平