高中物理力学实验实验题

甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔0.1s拍1幅照片。    

（1）若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是。（填正确答案标号）            

A．	米尺
B．	秒表
C．	光电门
D．	天平

（2）简述你选择的器材在本实验中的使用方法。

答：________

（3）实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm，则该地的重力加速度大小为g=________m/s ²。（保留2位有效数字）    

某同学用如图甲所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验，他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据如下表，（）


根据所测得的数据和关系曲线可知，这种规格的弹簧的劲度系数为_______N/m，在图像的末端图像变弯曲的原因是__________

在探究“弹簧的弹力与伸长的关系”实验中，通过在悬挂的弹簧下面加挂钩码，逐渐使弹簧伸长，得到以下的数据。
①表格中a=          ，b=          。
②根据数据在答题卷的坐标中画出图象。
③弹簧的劲度系数k =     N / m。（取两位有效数字）
由此得到结论：                    。

钩码个数	1	2	3	4	5	6
弹簧弹力F（N）	0.50	a	b	2.00	2.50	3.00
弹簧伸长x（cm）	1.20	2.40	3.60	4.76[	6.10	7.10

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

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.

(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．

如图甲所示，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量的关系．

（1）为完成实验，还需要的一个实验器材是：     
（2）图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的图线，由此可求出弹簧的劲度系数k为      N/m．

在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，弹簧竖直悬挂，先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再逐个挂钩码，所用的每个钩码质量为50g，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在下表中(弹力始终未超过弹性限度，g取10N/kg)

砝码质量m (g)	0	50	100	150	200	250
弹簧总长l (cm)	11.80	12.80	14.00	15.10	16.20	17.40
弹簧的伸长量x（cm）	0	1.00	2.20	3.30	4.40	5.60

 
（1）根据实验数据在答题卡坐标纸上作出弹簧弹力大小F与伸长量x的关系图象。
（2）根据图象可知弹簧的劲度系数k =         N/m。（保留三位有效数字）

 

某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律, 其中打点计时器的电源为 交流电源, 可以使用的频率有 $220\mathrm{Hz},30\mathrm{Hz}$ 和 $40\mathrm{Hz}$, 打出纸带的一部分如图（b）所示。

该同学在实验中没有记录交流电的频率 $f$, 需要用实验数据和其他条件进行推算。

(1) 若从打出的纸带可判定重物匀加速下落, 利用 $f$ 和图（b）中给出的物理量可以写出: 在打点计时器打出 B 点时，重物下落的速度大小为             ，打出 $\mathrm{C}$ 点时重物下落的速度大小为        ， 重物下落的加速度的大小为_        。

(2) 已测得 $s_1=8.89\mathrm{cm}$, $s_2=9.5.\mathrm{cm},s_3=10.10\mathrm{cm}$; 当重力加速度大小为 $9.80\mathrm{m}/{\mathrm{s}}^2$, 试验中重 物受到的平均阻力大小约为其重力的 $1\%$ 。由此推算出 $f$ 为_               ${\mathrm{Hz}}_{\circ }$

“研究共点力的合成”的实验情况如图所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，完成下列问题：

（1）实验中需要注意的事项有

A．两个分力大小必须保持一致

B．两个分力间夹角必须保持

C．将橡皮筋拉至结点O时，拉力要适当大些

D．拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行

（2）某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图所示，其中，细绳BO对O点的拉力大小为
N。

⑴在做《探究小车速度随时间变化的规律》的实验时，要用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz ，常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是          （直流电，交流电），它们是每隔___   s 打一个点。
⑵接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是（   ）
A．先接通电源，后让纸带运动
B．先让纸带运动，再接通电源
C．让纸带运动的同时接通电源
D．先让纸带运动或先接通电源都可以
⑶小车拖动纸带运动，打出的纸带如图所示．选出A.B.C.D.E、F、G，7个计数点，每相邻两点间还有4个计时点（图中未标出）。已知各点间位移。则：

①E点的瞬时速度V_E＝           m/s（保留三位有效数字）；
②小车运动加速度a ＝           m/s²（保留三位有效数字）。

某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。

实验步骤如下：

①如图（a），将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；

②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间 $∆t$ ；

③用 $∆s$ 表示挡光片沿运动方向的长度（如图（b）所示）， $\bar{v}$ 表示滑块在挡光片遮住光线的 $∆t$ 时间内的平均速度大小，求出 $\bar{v}$ ；

④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；

⑤多次重复步骤④；

⑥利用实验中得到的数据作出 $\bar{v}-∆t$ 图，如图（c）所示。

完成下列填空：

（1）用 a表示滑块下滑的加速度大小，用 v _A表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则 $\bar{v}$ 与 $v_A$ 、 $a$ 和 $∆t$ 的关系式为 $\bar{v}$ =       。

（2）由图（c）可求得， $v_{A=}$        $cm/s$ ， $a=$        $cm/s^2$ 。（结果保留3位有效数字）

如图（a），某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源，纸带等。回答下列问题：

   

（1）铁块与木板间动摩擦因数 μ=________（用木板与水平面的夹角 θ、重力加速度 g和铁块下滑的加速度 a表示）    

（2）某次实验时，调整木板与水平面的夹角 θ=30°。接通电源。开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图（b）所示。图中的点为计数点（每两个相邻的计数点间还有4个点未画出）。重力加速度为9.8 m/s ²。可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为________（结果保留2位小数）。