高中物理力学实验实验题

某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．
①将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在      方向（填“水平”或“竖直”）；
②弹簧自然悬挂，待弹簧      时，长度记为L₀，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为L_x；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L₁至L₆，数据如表：

代表符号	L0	Lx	L1	L2	L3	L4	L5	L6
数值（cm）	25.35	27.35	29.35	31.30	33.4	35.35	37.40	39.30

表中有一个数值记录不规范，代表符号为      ．由表可知所用刻度尺的最小长度为      ．
③如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与      的差值（填“L₀或L₁”）．

④由图可知弹簧的劲度系数为      N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为      g（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/s²）．

如图甲示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验．
（1）实验中还需要的测量工具有：_________________．
（2）如图乙示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x．由图可知：图线不通过原点的原因是由于       ；弹簧的劲度系数k=______N/m（计算结果保留2位有效数字，重力加速度g取9.8m/s²）；

（3）如图丙示，实验中用两根不同的弹簧a和b，画出弹簧弹力F与弹簧长度L的F-L图像．下列正确的是

A．a的原长比b的长	B．a的劲度系数比b的大
C．a的劲度系数比b的小	D．弹力与弹簧长度成正比

某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l₁，如图1所示，图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺（最小分度是1毫米）上位置的放大图，示数l₁＝______cm。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是l₂、l₃、l₄、l₅。已知每个钩码质量是50 g，挂2个钩码时，弹簧弹力F₂＝______N（当地重力加速度g＝9.8 m／s²）。要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是____________。作出F－x曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系。

如图所示为“测量弹簧劲度系数”的实验装置图，弹簧的上端固定在铁架台上，下端装有指针以及挂钩，指针恰好指向一把竖直立起的毫米刻度尺，测得在挂钩上挂上一定数量钩码时，指针在刻度尺上的读数如表


已知所有钩码的质量可认为相同且为m=50g，重力加速度取，请回答下列问题：
（1）与相比较有很大的区别，其可能的原因是：______________
（2）小刘同学通过，得：劲度系数公式
请根据小刘同学的方法计算出弹簧的劲度系数k=_________N/m,(结果保留两位有效数字)

在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示。所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度L。

（1）有一同学通过以上实验测量后把6组数据描点在右图坐标系中，请作出F－L图线（在答卷图中完成）。
（2）由此图线可得出该弹簧的原长L₀＝         cm，劲度系数k＝         N/m。

某同学利用如图甲所示的装置来验证力的平行四边形定则。在竖直木板上钉上白纸，固定两个滑轮A和B（绳与滑轮间的摩擦不计），三根绳子的结点为O，在左右及中间的绳端分别挂上个数为N₁、N₂和N₃的钩码，每个钩码的质量相等。当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F₁、F₂和F₃。

甲                             乙
（1）关于本实验，以下说法中正确的是
A．若钩码的个数N₁＝N₂＝2，N₃＝4时可以完成实验
B．若钩码的个数N₁＝N₂＝N₃＝4时可以完成实验
C．拆下钩码和绳子前应当用量角器量出三段绳子之间的夹角
D．拆下钩码和绳子前应当用天平测出钩码的质量
E．拆下钩码和绳子前应当标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
（2）在作图时，图乙中正确的是         （选填“A”或“B”）。

(6分)物理小组探究测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时，在托盘中放人适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。

（1）下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算加速度a=__________（保留三位有效数字）。

(2)回答下列两个问题：
①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有_______。（填入所选物理量前的字母）

A．木板的长度l

B．木板的质量m1

C．滑块的质量m2

D．托盘和砝码的总质量m3

E．滑块运动的时间t
②滑块与木板间的动摩擦因数μ=_________（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）。

研究小车匀变速直线运动的实验装置如左图所示，其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50Hz_，纸带上计数点的间距如右图所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。

①部分实验步骤如下：

A．测量完毕，关闭电源，取出纸带

B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车

C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连

D．把打点计时器固定在平板上，让纸穿过限位孔

上述实验步骤的正确顺序是：           （用字母填写）
②右图中标出的相邻两计数点的时间间隔T=            s
③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v₅=                 。
④为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=_____ .

某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验时，所用实验装置如右图所示，所用的钩码每只质量都是30g.他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，并将数据填在表中．（实验中弹簧始终未超过弹性限度，取g=10m/s²)
         

钩码质量/g	0	30	60	90	120	150
弹簧总长/cm	6.00	7.00	8.00	9.00	10.00	11.00

（1）试根据这些实验数据在坐标纸上作出弹簧所受弹力大小跟弹簧总长之间的函数关系图线．
（2）图线跟横轴交点的物理意义是          ；当悬挂钩码质量为90 g时，弹簧被拉长了      cm；该弹簧的劲度系数k=        N/m．

某同学在做“用打点计时器测速度”的实验时，得到一条点迹清晰的纸带如图所示，在纸带上依次选出7个计数点，分别标以O、A.B.C.D.E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，每相邻两计数点间时间间隔为T，打点计时器所用电源的频率是50 Hz。

①测得C.D两点间距x₄＝2.70 cm，D.E两点间距x₅＝2.90 cm，则根据此数据计算：在打D点时的速度公式为______(用x₄、x₅、T表示)，小车的速度值v_D＝         m/s(保留三位有效数字，2分)
②该同学分别算出其他点的速度：
v_A＝0.220 m/s，
v_B＝0.241 m/s，
v_C＝0.258 m/s，
v_E＝0.300 m/s，
请根据以上数据在如图所示的坐标纸上
作出小车运动的v  t图象。
③由v­t图像知小车在做               运动。

如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物拖着纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度．

(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需________(填字母代号)中的器材．

A．直流电源、天平及砝码

B．直流电源、毫米刻度尺

C．交流电源、天平及砝码

D．交流电源、毫米刻度尺

(2)某同学通过此实验得到一条清晰的纸带，如右图所示，其中0、1、2、3、4是连续打出的几个点，相邻两点间的距离x₁＝6.04 cm，x₂＝6.43 cm，x₃＝6.81 cm，x₄＝7.20 cm.(以下计算结果要求保留三位有效数字)
①由题中所给数据可求得重锤在打点3时的速度为v₃＝________m/s.
②根据这条纸带测出的重力加速度g的数值是________m/s².

（1）关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是     
A．电磁打点计时器使用的是4V～6V的直流电源
B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源
C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小
D．纸带上打的点越密，说明物体运动的越快
（2）在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度，为了计算加速度，最佳的方法是     
A．根据任意两计数点的速度用公式a=算出加速度
B．依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度
C．根据实验数据画出v﹣t图象，量取其倾角α，由公式a=tanα求出加速度
D．根据实验数据画出v﹣t图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a=算出加速度
（3）在研究匀变速直线运动的实验中电源频率为50Hz，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的记数点，相邻记数点间有4个计时点未标出，设A点为计时起点
①由图判断小车做      直线运动，②相邻记数点间的时间间隔为      s，
③BE间的平均速度=      m/s，④C点的瞬时速度v_C=      m/s，
⑤小车的加速度a=      m/s²

某同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时，得到一条点迹清晰的纸带如图，在纸带上依次选出7个计数点，分别标以O、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有4个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50 Hz.

（1）如果测得C、D两点间距s₄＝2.70 cm，D、E两点间距s₅＝2.90 cm，则据此数据计算在打D点时小车的速度公式为__________，小车的速度值v_D＝______m/s.（保留3位有效数字）
（2）该同学分别算出其他速度：v_A＝0.220 m/s，v_B＝0.241 m/s，v_C＝0.258 m/s，v_E＝0.300 m/s. 设O点为计时起点，在图中作出小车运动的v－t图象，．

（3）由所做v－t图象判断，小车所做的运动为____________________．

在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零点跟“0”计数点对齐，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离d₁、d₂、d₃分别填入下列表格中。

距离	d1	d2	d3
测量值／cm

 

距离	d1	d2	d3
测量值／cm

 
计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v₂=______m/s．通过计数点“4”的瞬时速度为 v₄=______m/s,小车的加速度是a=______m/s²。

在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤的代号填在横线上            。

A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面

B．把打点计时器固定在木板上没有滑轮的一端，并连好电路

C．换上新的纸带，再重做两次

D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面

E．使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动
F．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码
G．断开电源,取出纸带。