高中物理力学实验实验题

“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。

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．

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_               ${\mathrm{Hz}}_{\circ }$

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.

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）。

（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“利用单摆测重力加速度”的实验中
①测得摆线长，小球直径D，小球完成n次全振动的时间t，则实验测得的重力加速度的表达式g＝      ；
②实验中如果重力加速度的测量值偏大，其可能的原因是             。

A．把摆线的长度当成了摆长

B．摆线上端未牢固地固定于O点，振动中出现松动，使摆线变长

C．测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间t记成了n次全振动的时间

D．摆球的质量过大

③为了减少实验误差，可采用图象法处理数据，通过多次改变摆长，测得多组摆长L和对应的周期T，并作出T²—L图象，如图所示。若图线的斜率为k，则用k表示重力加速度的测量值g=             。

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）。

某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，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．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．

（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________．
（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）实验时，主要的步骤是：
A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F₁和F₂的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；
F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。
上述步骤中
①有重要遗漏的步骤的序号是______和________；
②遗漏的内容分别是___________________________和________________________．

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。

小明同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时，安装好如图所示的实验装置：让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂一个钩码，静止时弹簧长度为l₁，根据此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺（最小分度是1mm）上位置的放大图，可读出弹簧的长度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.实验中，当挂3个钩码时，弹簧长度为24.95cm。已知每个钩码质量是50g，当地重力加速度g=9.80m/s²，据此小明计算出弹簧的劲度系数为_______N/m（结果保留三位有效数字）。小红同学发现小明的计算结果与弹簧的标称值相差较大，请你帮助小红提出更合理的数据处理方案：_____________________________________________________________________

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。