山东省德州一中理科(重点班)2017-2018学年第二学期高三物理复习力学实验-(校本解析)-教学文档

力学实验

一、单选题每题6分（本大题共5小题，）

1.为了探究平抛运动的规律，将小球A和B置于同一高度，在小球A做平抛运动的

同时静止释放小球同学甲直接观察两小球是否同时落地，同学乙拍摄频闪照片进行测量、分析通过多次实验

A. 只有同学甲能证明平抛运动在水平方向是匀速运动

B. 两位同学都能证明平抛运动在水平方向是匀速运动

C. 只有同学甲能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动

D. 两位同学都能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动

D

解：在图甲的实验中，改变高度和平抛小球的初速度大小，发现两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动不能得出水平方向上的运动规律．

在图乙的实验中，通过频闪照片，发现自由落体运动的小球与平抛运动的小球任何一个时刻都在同一水平线上，知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，所以平抛运动竖直方向上做自由落体运动频闪照片显示小球在水平方向相等时间内的水平位移相等，知水平方向做匀速直线运动故D正确，A、B、C错误．

故选：D．

通过对比的方法得出平抛运动竖直方向上的运动规律，在甲实验中无法得出水平方向上的运动规律，在乙图中通过相等时间内的水平位移大小得出水平方向上的运动规律．本题考查分析推理的能力本实验采用对比的方法来研究平抛运动的分运动情况．

2.实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图所示，标尺盘中A、B、C、D

为摆锤的四个位置，各点与最低点D的高度差已由计算机默认某组同学在实验中，得到的图象如图所示图象的横轴表示摆锤距D点的高度h，纵轴表示摆锤的重力势能、动能或机械能下列说法错误的是

A. 光电门传感器要分别放在D、C、B点进行重复操作

B. 摆锤每次释放的高度要保持不变，且必须保证让摆锤的直径宽度遮挡红外发射

孔

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C. 图线甲表示摆锤的机械能E

D. 图线乙表示摆锤的机械能

D

解：AB、光电门传感器要分别放在D、C、B点进行重复操作，利用光电门来测量各点的瞬时速度，注意摆锤每次释放的高度要保持不变，且必须保证让摆锤的直径宽度遮挡红外发射孔，故AB正确；

CD、小球在静止释放后，重力在做正功，重力势能不断减少，动能不断增加，通过观察图象b特点易知：丙表示重力势能，乙表示动能，甲表示机械能E，故C

正确，D错误．

本题选择错误的，故选：D．

根据小球在静止释放后，重力在做正功，重力势能不断减少，动能不断增加，而重力势能和动能的总量即机械能不变来选择图线，且光电门测量瞬时速度，是利用某段时间内的平均速度来求解中时刻的瞬时速度，从而即可求解．

本题比较新颖，要注意结合实验的原理进行分析，从而找出符合该实验的原理，同时掌握求解瞬时速度的方法，及光电门的工作原理．

3.小黄用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”实脸关于该实

验，下列说法正确的是

A. 重锤的质量一定是越大越好

B. 必须用秒表测出重锤下落的时间

C. 把秒表测得的时间代入，计算重锤的速度

D. 释放纸带前，手捏住纸带上端并使纸带处于竖直

D

解：A、为了减小阻力的影响，重锤选择质量大一些、体积小一些的，不是质量越大越好故A错误．

B、打点计时器可以测量重锤下落的时间，不需要用秒表测量故B错误．

C、该实验是验证机械能守恒定律的实验因为我们知道自由落体运动只受重力，机械能就守恒如果把重物看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证了，故C错误．

D、释放纸带前，手捏住纸带上端并使纸带处于竖直，从而减小纸带与限位孔之间的摩擦故D正确．

故选：D．

理解该实验的实验原理，需要测量的数据等；明确打点计时器的使用；理解实验中的注意事项以及如何进行数据处理；对于任何实验注意从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．

对于基础实验要从实验原理出发去理解，要亲自动手实验，深刻体会实验的具体操作，不能单凭记忆去理解实验在实验中注意体会实验的误差来源，并能找到合适的方向去减小误差．

4.若采用图中甲、乙两种实验装置来验证动量守恒定律图中小球半径相同，质量均

为已知，且，B、两点在同一水平线上，下列说法正确的是

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A. 采用图甲所示的装置，必须测量OB 、OM 、OP 和ON 的距离

B. 采用图乙所示的装置，必须测量OB 、 、 和 的距离

C. 采用图甲所示装置，若 ，则表明此碰撞动量守恒

D. 采用图乙所示装置，若 ，则表明此碰撞机械能守恒

D

解：A 、如果采用图甲所示装置，由于小球平抛运动的时间相等，故可以用水平位移代替速度进行验证，不需要测量OB 的长度，故A 错误；

B 、如果采用图乙所示装置时，利用水平距离相等，根据下落的高度可确定飞行时间，从而根据高度可以表示出对应的水平速度，从而确定动量是否守恒，故不需要测量OB 的距离，故B 错误；

C 、采用图甲所示装置，一个球时水平距离为OP ，两球相碰时，A 球距离为OM ，B 球为ON ，则根据动量守恒定律有：

，因下落时间相同，则两端同时乘以t 后有 ，则表明此碰撞动量守恒，故C 错误；

D 、小球碰后做平抛运动，速度越快，下落高度越小，单独一个球下落时，落点为P ，两球相碰后，落点分别为M 和N ，根据动量守恒定律有：

，而速度 ，根据 可得，

，则可解得： ， ， ； 代入动量守恒表达式，消去公共项后，有：

机械能守恒定律可知：

代入速度表达式可知：

联立动量表达式和机械能表达式可知 ，故可以根据该式表明此碰撞机

械能守恒，故D 正确。

故选：D 。

两装置均是利用平抛运动规律验证动量守恒，利用平抛运动规律得出速度的表达式，再根据机械能守恒定律分析机械能守恒的表达式，根据表达式分析应测量的数据，同时得出对应的表达式。

本题考查利用平抛运动规律验证动量守恒的实验，要注意明确实验原理，知道利用平抛运动分析碰撞前后速度的基本方法是解题的关键。

5. 在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置图，

则以下操作合理的是

A. 选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，可多次改变小球距地面的高度，

但必须控制每次打击的力度不变

B. 选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一

定要低于水面

C. 选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定从斜槽上同一位置

由静止释放钢球

D. 选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，要以槽口的端点为原点建立坐

标

B

解：A、选用装置图甲研究平抛物体竖直分运动，应该是听声音的方法判断小球是否同时落地，与每次打击的力度无关，故A错误；

B、竖直管内与大气相通，为外界大气压强，竖直管在水面下保证竖直管上出口处的压强为大气压强。因而另一出水管的上端口处压强与竖直管上出口处的压强有恒定的压强差，保证另一出水管出水压强恒定，从而水速度恒定。如果竖直管上出口在水面上，则水面上为恒定大气压强，因而随水面下降，出水管上口压强降低，出水速度减小。故B 正确；

C、选用装置图丙要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，这样才能保证初速度相同，故C错误；

D、选用装置3建立坐标系时，以斜槽末端端口上方小球球心处为坐标原点，故D错误。故选：B。

平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，实验时，要注意保证初速度处于水平方向，根据研究平抛运动的原理出发分析研究方法是否合理。

解决本题的关键知道探究平抛运动规律的原理，以及掌握研究平抛运动的方法。

二、多选题全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分（本大题共4小题，）

6.在“验证力的平行四边形定则”实验中，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另

一端系上带有绳套的两根细绳实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条同学们在操作过程中有如下议论，其中说法正确的是

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. 两次拉橡皮条时不必将其结点拉至同一个位置

D. 拉橡皮条的细绳要稍长些，标记同一细绳方向的两点要远些

BD

解：A、通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条时，并非要求两细绳等长，故A 错误；

B、测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；

C、为了保证用两根弹簧秤共同作用的效果与一根弹簧秤作用的效果相同，两次拉橡皮条时需将其结点拉至同一个位置故C错误．

D、为了减小误差，拉橡皮条的细绳要稍长些，标记同一细绳方向的两点要远些故D正

确．

故选：BD．

该实验采用了“等效替代”的原理，即合力与分力的关系是等效的，要求两次拉橡皮筋时的形变量和方向是相同的．

对于中学中的实验，学生尽量要到实验室进行实际操作，只有这样才能体会具体操作细节的意义，解答实验问题时才能更加有把握．

7.在“利用单摆测重力加速度”的实验中，如果得出的重力加速度的测量值偏大，其

可能的原因是

A. 测量周期时，时间t内全振动的次数少数了一次

B. 测量周期时，时间t内全振动的次数多数了一次

C. 摆线上端固定不牢固，振动中出现松动，使摆线变长

D. 在测量摆长时，将细线的长度加上小球的直径作为摆长

E. 小球没有在同一竖直面内运动，形成了圆锥摆

BDE

解：由单摆的周期公式得，

A、数振动次数时，少计了一次，则求出的周期T偏大，由知测量值偏小，则A 错误

B、数振动次数时，多计了一次，则求出的周期T偏小，由知测量值偏大，则B 正确

C、振动中出现松动，使摆线变长，则测量值比真实值偏小，则由可知测量值偏小，C错误

D、测量摆长时，将细线的长度加上小球的直径作为摆长，则由可知测量值偏

大，则D正确

E、形成圆锥摆，则周期偏小，则测量值偏大，则E正确

故选：BDE。

根据单摆周期公式得到重力加速度的表达式，再分析重力加速度的测量值偏大的原因．实验误差是实验考试的难点，常常根据实验原理，得到测量值的表达式来分析．

8.下列有关振动和波动的叙述正确的是

A. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中，必须从摆球运动到最大位移处开始计

时

B. 产生多普勒效应时，波源的频率并未发生改变

C. 两列波相叠加产生干涉现象，在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始

终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小

D. 光的偏振现象说明光波是横波

E. 用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出明、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹

间的距离为，如果只增大双缝到光屏之间的距离，将增大

BDE

解：A、用单摆测定重力加速度”实验中，平衡位置的速度最大，从平衡位置处开始计时误差较小，故A错误；

B、多普勒效应说明观察者与波源有相对运动时，接收到的波频率会发生变化，但波源的频率不变：故B正确。

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C、两列波相叠加产生干涉现象，在干涉图样中，振动加强区域的质点是指两列波振动步调一致，并不是位移总是最大，有时处于波峰有时处于平衡位置有时处于波谷，故C 错误；

D、光的偏振现象说明光波是横波，故D正确；

E、依据干涉条纹间距公式，当增大双缝到光屏之间的距离L时增大，故E

正确；

故选：BDE。

用单摆测定重力加速度”实验中，从平衡位置处开始计时误差较小；

多普勒效应时，波源的频率不发生改变，接收频率发生改变；

波在传播的过程中，介质质点将做振动。两列波相叠加产生干涉现象，振动加强区域是振动步调相同的两列波相遇，并不总是处于波峰或者波谷。

光的偏振现象说明光波是横波。

根据条纹间距公式判定双缝干涉实验时的变化情况。

本题考查了单摆、光的干涉、偏振、机械波的图象，掌握干涉条纹间距公式的淫，理解多普勒效应中，波源频率不变，属于基础题。

9.学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法，如图所

示是高中阶段观察或操作过的几个实验，其中研究物理问题的思想方法相同的是

A. B. C. D.

BD

解：测万有引力常数时，使转动的位移放大而观察桌面形变时，形变微小故运用放大来体现故与物理思想相同；探究加速度、质量与力的关系及探究气体状态的变化规律时它们均有几个变量，所以要运用控制变法量去控制其中一个量不变故与物理思想相同．

故选：BD

测万有引力常数：由于引力较小，转动角度较小，故需要放大转动角度；探究加速度与力、质量的关系时：由于三个量，所以要控制其中一个量不变，去探究其它两个量的关系；探究气体状态变化规律时：气体的质量、体积与温度的关系，需要控制其中一个量，从而研究其它量的关系；观察桌面微小形变时：桌面受力发生形变由于微小，故需要放大．

本题体现出两种研究物理问题的思想，同时还有转换法、假想等．

三、填空题（本大题共1小题，）

10.在用单摆测重力加速度的实验中：

实验时必须控制摆角______；

某学生在测量摆长时，只量了悬线的长度L当作摆长，而没有加上摆球的半径，直接将L和测得的周期用单摆的周期公式算出了当地的重力加速度则测出的重力