高中物理力学实验实验题

几个同学合作如图所示装置探究“弹力和弹簧伸长的关系”，弹簧的上端与标尺的零刻度对齐，他先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：（弹簧始终未超过弹性限度，重力加速度g=9.8m/s²）

钩码质量m/g	0	30	60	90	120	150
标尺刻x/10^－2m	6.00	7.15	8.34	9.48	10.64	11.79

（1）根据所测数据，在图中所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与钩码质量m的关系曲线．
（2）作出的图线与轴交点的纵坐标值的物理意义是                             ；这种规格弹簧的劲度系数k=               N/m（保留三位有效数字）．

在《验证力的平行四边形定则》实验中的三个实验步骤如下：
(1) 在水平放置的木板上固定一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细绳套。通过细绳套同时用两个测力计互成角度地拉橡皮筋，使它与细绳套的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两个测力计的示数F₁和F₂。
(2) 在白纸上只根据F₁和F₂的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F。
(3) 只用一只测力计通过细绳套拉橡皮筋，使其伸长，记下测力计的示数F＇和细绳套的方向。以上三个步骤中均有错误或疏漏，请指出错在哪里?
①                      ；② _________        _  ；③____________________     __。

一位同学在做“探究形变与弹力的关系”的实验
（1）下列的实验步骤是这位同学准备完成的，请你帮这位同学按操作的先后顺序，将这些步骤用字母排列出来是_________________

A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据（x，F）对应的点，并用平滑的曲线连接起来

B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度

C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺

D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码

E.以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式
F.解释函数表达式中常数的物理意义
（2）下表是这位同学所测的几组数据

①根据上表的数据在下图的坐标系中作出F-x图线

②写出曲线的函数表达式____________（x用cm作单位）
③函数表达式中常数的物理意义______________

（1）某同学用单摆测定加速度的实验中，图A的0点是摆线的悬挂点，摆长L=      cm. 秒表读数________s为了提高测量精度,需多次改变L的值并测得相应的T值.现测得的六组数据标示在以L为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上,即图中用“”表示的点。根据图中的数据点作出T₂与L的关系图线，从作出的图线可求得重力加速度g= ____m/s²（求得g值保留两位有效数字）。

（2）如果他测得的g值偏小，可能的原因是         

A．测摆线长时摆线拉得过紧

B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了

C．开始计时，秒表过迟按下

D．实验中误将49次全振动数为50次

如右图是“探究求合力的方法”实验示意图.图甲表示在两个拉力F₁、F₂的共同作用下，将橡皮条的结点拉长到O点；图乙表示准备用一个拉力F拉橡皮条.下列说法正确的是（   ）

A．甲实验时，两个拉力的大小应相等

B．甲实验时，两个拉力的方向应互相垂直

C．乙实验时，只须使橡皮条的伸长量与甲实验相等

D．乙实验时，仍须将橡皮条的结点拉到O点

(17分)（1）（6分)某同学在研究性学习中利用光电门针对自由落体运动进行了研究。如左图所示，用铁架台固定竖直长木板，光电门A、B分别固定在长木板上，AB相距S= 41cm；现从光电门A上方某高度静止释放一个小球，其直径d用20分度的游标卡尺测出，游标卡尺的示数如图7所示。小球通过A、B的时间分别为Δt₁=1.05×10^-2s、Δt₂=3.50×10^-3s。回答下列问题：
          
①由右图所示，读出小球直d=              mm；
②物体运动的加速度a=                 m/s²；（计算结果取三位有效数字）

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．

甲乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。
①甲组同学采用图甲所示的实验装置。

A．为比较准确地测量出当地重力加速度的数值，除秒表外，在下列器材中，还应该选用      ；（用器材前的字母表示）
a．长度接近1m的细绳        
b. 长度为30cm左右的细绳
c．直径为1.8cm的塑料球       
d．直径为1.8cm的铁球
e．最小刻度为1cm的米尺     
f．最小刻度为1mm的米尺
B．该组同学先测出悬点到小球球心的距离L，然后用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。请写出重力加速度的表达式g=              。（用所测物理量表示）
C．在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值        。（选填“偏大”、“偏小”或 “不变”）
② 乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图乙所示。将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图丙所示的v-t图线。

A．由图丙可知，该单摆的周期T=       s； 
B．更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利用计算机作出T²-L（周期平方-摆长）图线，并根据图线拟合得到方程。由此可以得出当地的重力加速度g＝         m/s²。(取π²＝9.86，结果保留3位有效数字)

单摆测定重力加速度的实验中： 
（1）实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图甲所示， 该摆球的直径d=    mm.
（2）悬点到小球底部的长度l₀，示数如图乙所示，l₀=   cm

（3）实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图丙所示，然后使单摆保持静止，得到如图丁所示的F-t图象。那么：
①重力加速度的表达式g=   （用题目中的物理量d、l₀、t₀表示）.
②设摆球在最低点时E_p=0，已测得当地重力加速度为g，单摆的周期用T表示，那么测得此单摆摆动时的机械能E的表达式是   .

A．

B．

C．

D．

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_盘；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L₁至L₆，数据如下表：

代表符号	L0	L盘	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分度值为________．
③右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“”）．

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9.8 m/s²）．

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=             。

某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”．三条细绳结于O点分别与两弹簧测力计和钩码相接。

①实验步骤如下：
A．弹簧测力计A挂于固定在竖直木板上的P点；
B．结点O下的细线挂钩码C；
C．手持弹簧测力计B缓慢向左拉，使结点O静止在某位置
D．记下钩码质量、结点O的位置、读出并记录弹簧测力计A和B的示数、记录________________。
②在实验过程中，下列哪些情况会对实验结果产生误差?
答：_____________ （选填选项前的字母）
A．木板不竖直
B．A弹簧测力计外壳的重力
C．B弹簧测力计的拉力方向没有保持水平
D．改变弹簧测力计B拉力进行多次实验时，结点O的位置发生变化
③某次实验中．该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请你提出解决问题的一个办法_________________.

做“验证力的平行四边形定则”的实验时：补充完整如下步骤：
（1）在水平放置的木板上固定一张白纸。
（2）把橡皮条的一端固定在木板的A点，另一端连接两根绳套。
（3）通过绳套用两个互成角度的弹簧测力计来拉橡皮条使橡皮条伸长到某一点O，并记录O点的位置。
（4）此时需记录下       和两个弹簧测力计的读数F₁、F₂。
（5）改用一个弹簧测力计把橡皮条拉长到    后，再记录下测力计拉力力的方向和弹簧测力计的读数F ′，并作出F ′的图示。
（6）用铅笔和刻度尺从力的作用点O沿两绳套的方向画直线。选好标度，按F₁、F₂的大小做两个力的图示。用三角板做平行四边形，求得合力F。
（7）比较      和F的大小和方向是否相同。

在“验证力的平行四边形定则”实验中：
（1）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

（2）其中的两个步骤是：
①在水平放置的木板上垫一张白纸并固定好，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点和两个弹簧秤的读数F₁和F₂。
②只用一个弹簧秤通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧秤拉时伸长量一样，记下此时弹簧秤的读数F和细线的方向。以上两步骤均有疏漏，请指出疏漏：
在①中是
在②中是
（3）某同学的实验记录如图甲所示．

①用如图乙的线段长度表示1 N力的大小，作出力F₁、F₂、F的图示．
②用作图的方法求出F₁、F₂的合力F′.

甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下：

（1）甲用两个手指轻轻捏住量程为 L的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好处于 L刻度处，但未碰到尺），准备用手指夹住下落的尺。

甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为 L ₁ ， 重力加速度大小为 g ， 则乙的反应时间为________（用 L、 L ₁和 g表示）。

（2）已知当地的重力加速度大小为 g=9.80 m/s ² ， L=30.0 cm， L ₁=10.4 cm，乙的反应时间为________s。（结果保留2位有效数字）    

（3）写出一条提高测量结果准确程度的建议：________。