高三物理一轮实验复习题

高三物理《实验》复习题

1.研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示,其中斜面倾角θ可调。打点计时器的工作频率为50 Hz。纸带上计数点的间距如图乙所示,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,让纸带穿过限位孔。

上述实验步骤的正确顺序是：(用字母填写)。

(2)图乙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= 。

2. “研究共点力的合成”的实验情况如下图甲所示，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，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示．

甲乙

(1)图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是力________．

(2)本实验采用的主要科学方法是()

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)实验中可减小误差的措施有()

A．两个分力F1、F2的大小要尽量大些

B．两个分力F1、F2间夹角要尽量大些

C．拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行

D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些

3．橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，下图所示。这时弹簧测力计的读数可从图中读出。

(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为________N和________N。(只须读到0.1 N)

(2)在方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。

4．某同学用如下图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O 点的位置和拉线的方向．

(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为

________N.

(2)下列不必要的实验要求是________．(请填写选项前对应的字母)

A．应测量重物M所受的重力B．弹簧测力计应在使用前校零

C．拉线方向应与木板平面平行

D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

(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，请您提出两个解决办法．

①

②

⒌某实验小组利用下图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。

(1)下列做法正确的是________(填正确答案标号)。

A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上

C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源

D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度

(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量。(选填“远大于”、“远小于”或“近似等于”)

(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木

块上均不放砝码、在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关

系，分别得到右图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为m甲、

m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m

甲________m乙，μ甲________μ乙。(选填“大于”、“小于”或“等于”)

6、图甲为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。

(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是( )

A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大

小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,

给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做

匀速运动

(2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是( )

A.M=200g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

B.M=200g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

C.M=400g,m=10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g

D.M=400g,m=20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g

(3)图乙是实验中得到的一条纸带,A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为s AB =4.22cm 、s BC =4.65cm 、s CD =5.08cm 、s DE =5.49cm 、s EF =5.91cm 、s FG =6.34cm 。已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度a =________m/s 2(结果保留2位有效数字)。

7、某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50Hz 。

(1)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点

和 之间某时刻开始减速。

(2)计数点5对应的速度大小为 m/s,计数点6对应的速度大小为 m/s (保留三位有效数字) (3)物块减速运动过程中加速度的大小为a= m/s 2,若用

g

a

来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g 为重力加速度),则计算结果比动摩擦因数的真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。 8.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 (选填“水平”或“竖直”)方向。

(2)弹簧自然悬挂,待弹簧 时,长度记为L 0;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10 g 砝码,弹簧长度依次记为L 1至L 6,数据如表： 代表符号

L 0

L x

L 1

L 2

L 3

L 4

L 5

L 6

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(选填“L0”或“L x”)的差值。

(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)。

9.某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h=0.25m、且开口向右的小筒中(没有外力作用时弹簧的另一端位于筒内),如图甲所示,如果本实验的长度测量工具只能测量出距筒口右端弹簧的长度l,现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数,该同学通过改变挂钩码的个数来改变l,作出F-l变化的图线如图乙所示。

(1)由此图线可得出的结论是。

(2)弹簧的劲度系数为N/m,弹簧的原长l0=m。

(3)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较,优点在于：; 缺点在于：。

10．某学习小组做探究动能定理实验的装置如图所示，图中

小车在1条橡皮筋作用下弹出并沿木板滑行，这时橡皮筋对

小车做的功记为W.当用2条、3条……完全相同的橡皮筋

并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡

皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、________和________；

(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜以平衡掉摩擦阻力，则下列验证摩擦阻力已被平衡的操作正确的是()

A．轻推一下小车，能够自由下滑即可

B．轻推一下小车，能够匀速下滑即可

C．轻推一下拖着纸带的小车，能够自由下滑即可

D ．轻推一下拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可

(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是( )

A ．橡皮筋处于原长状态

B ．橡皮筋仍处于伸长状态

C ．小车在两个铁钉的连线处

D ．小车已过两个铁钉的连线

(4)在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量(根据如图S5－9所示的

纸带回答)．

图S5－9

11．某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”．如实图5-3所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0 cm 的A 、B 两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A 、B 点时的速度大小，小车中可以放置砝码． (1)实验主要步骤如下：

①测量________和拉力传感器的总质量M 1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路．

②将小车停在C 点，________，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A 、B 点时的速度．

③在小车中增加砝码或________，重复②的操作．

(2)下列表格是他们测得的一组数据，其中M 是M 1与小车中砝码质量之和，|v 22－v 21|是两个速度

传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE ，F 是拉力传感器受到的拉力，W 是F 在A 、B 间所做的功．表格中的ΔE 3＝________，W 3＝________.(结果保留三位有效数字)

次数 M /kg 212

2v v (m/s)2

ΔE /J F /N W /J 1 0.500 0.76 0.190 0.400 0.200 2

0.500

1.65

0.413

0.840

0.420

3 0.500 2.40 ΔE 3 1.220 W 3

4 1.000 2.40 1.200 2.420 1.210 5

1.000

2.84

1.420

2.860

1.430

(3)根据表格，请在图中的方格纸上作出ΔE-W 图线．

12.在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=1.00kg 的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O 为第一个点,A 、B 、C 为从合适位置开始选取连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s 打一个点,当地的重力加速度为g=9.80m/s 2,那么：

(1)根据图上所得的数据,应取图中O 点到 点来验证机械能守恒定律。

(2)从O 点到(1)问中所取的点,重物重力势能的减少量ΔE p = J,动能增加量ΔE k = J(结果取三位有效数字)。

(3)若测出纸带上所有各点到O 点之间的距离,根据纸带算出各点的速度v 及物体下落的高度h,

则以2

2

v 为纵轴,以h 为横轴画出的图像是图中的( )

13．用如图1所示的实验装置验证m 1、m 2组成的系统机械能守恒．m 2从高处由静止开始下落，m 1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．如图2给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．已知m 1＝50 g ，m 2＝150 g ，则(结果均保留两位有效数字)

(1)在纸带上打下计数点5时的速度v ＝________m/s ；

(2) 在打下第“0”到打下第“5”点的过程中系统动能的增量ΔE k ＝________ J ，系统势能的减少量ΔE p ＝________J ；(取当地的重力加速度g ＝10 m/s 2) (3)若某同学作出1

2v 2-h 图象如右图所示，则当地的重力加速度g ＝_____m/s 2.

14.(2013·大纲版全国卷)测量小物块Q 与平板P 之间动摩擦因数的实验装置如图所示。AB 是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道,与水平固定放置的P 板的上表面BC 在B 点相切,C 点在水平地面的垂直投影为C ′。重力加速度大小为g 。实验步骤如下：

①用天平称出物块Q 的质量m ;

②测量出轨道AB 的半径R 、BC 的长度L 和CC ′的长度h; ③将物块Q 在A 点从静止释放,在物块Q 落地处标记其落地点D; ④重复步骤③,共做10次;

⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住,用米尺测量圆心到C ′的距离s 。 (1)用实验中的测量量表示：

(i)物块Q 到达B 点时的动能E kB = ; (ii)物块Q 到达C 点时的动能E kC = ;

(iii)在物块Q 从B 运动到C 的过程中,物块Q 克服摩擦力做的功W f = ; (iv)物块Q 与平板P 之间的动摩擦因数μ= 。 (2)回答下列问题：

(i)实验步骤④⑤的目的是 。

(ii)已知实验测得的μ值比实际值偏大,其原因除了实验中测量量的误差之外,其他的可能是 。 (写出一个可能的原因即可)

高三物理期中《实验》复习题答案

1 、答案：(1)D、C、B、A(2)0.1(3)

T s

s 25

4+

(4)

2

1

2

3

4

5

6

9T

s

s

s

s

s

s-

-

-

+

+

【解析】(1)实验的操作步骤应先安装实验器材,再接通电源进行实验,完成实验,关闭电源,取出纸带,故正确的操作顺序为D、C、B、A。

(2)相邻两连续点的时间间隔T=0.02s×5=0.1 s。

(3)计数点5为4和6的中间时刻,故v5=

T s

s 25

4+

。

(4)为减小误差,可充分利用数据,据s4-s1=3aT2,s5-s2=3aT2,s6-s3=3aT2,

联立求得平均加速度a=

2

1

2

3

4

5

6

9T

s

s

s

s

s

s-

-

-

+

+

。

2. (1)F′(2)B(3)ACD(1)用一个弹簧测力计拉橡皮筋，需保证与用两个弹簧测力计拉橡皮筋时等效，故方向一定沿AO的是F′.

(2)本实验采用的主要科学方法是等效替代法．

(3)实验中应保证弹簧的弹力在同一平面内，C正确；两个分力F1、F2的大小要尽量大些，一是减小读数误差，二是减小作图误差，A正确；拉橡皮筋的细绳要长些，标记要远一些，这样便于确定拉力方向，作图更准确，D正确；两个分力F1、F2间夹角不宜过大或过小，那样作图不方便，容易产生误差，B错误．

3．答案：(1)2.5 4.0(2)如图所示

解析：(1)两弹簧测力计的最小分度均为0.1 N，两拉力大小分别为2.5 N

和4.0 N。

(2)方格纸上的每一方格的边长代表1 N，根据这个标度作出这两个

分力的图示，再根据平行四边形定则作出它们的合力，如答案图所示。

4、答案(1)3.6 (2)D (3)①减小弹簧测力计B的拉力；②减小重物M的质量(或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等)．

解析(1)由题图知，弹簧测力计A的最小刻度值为0.2 N，读数为3.6 N.

(2)验证力的平行四边形定则，一定要记好合力与两分力的大小与方向，与结点位置无关，D错；M的重力即合力，A对；测量前弹簧测力计调零才能测量准确，B对；拉线与木

板平行才能保证力在木板平面内，C对．

(3)对O点受力分析如图所示，可见若减小F OA可调节F OB的大小或方向，调节OA方向或减小物重G等．

⒌答案(1)AD (2)远小于(3)小于大于

解析(1)探究加速度与力、质量的关系时，牵引木块的细绳应与长木板平行；平衡摩擦力时应不挂砝码桶；对于打点计时器，应先接通电源，再放开木块；平衡摩擦力后，改变木块上砝码的质量，不需要重新平衡摩擦力。选项A、D正确，选项B、C错误。

(2)对于系统，根据牛顿第二定律，有a＝

mg

M＋m

，牵引小车的拉力F＝Ma＝

Mmg

M＋m

。要使F

＝mg，则M≈M＋m，即要求m?M。

(3)对于木块，根据牛顿第二定律，得a＝F－μMg

M＝

F

M－μg，故a－F图像的斜率反映了木

块质量的倒数。有1

m甲>

1

m乙

，所以m甲

截距为－μg，所以－μ甲g<－μ乙g，即μ甲>μ乙。

6、答案：(1)B (2)C (3)0.42

【解析】(1)要使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,应将长木板远离定滑轮的一端垫起,使小车所受重力沿木板向下的分力与小车及纸带所受摩擦力平衡,即选项B正确。

(2)要使砂和砂桶的总重力的大小作为细线对小车拉力的大小,必须使m?M,选项C正确

(3)小车的加速度为：a=,

其中t=0.1s,代入数据得：a=0.42m/s2。

7、答案：(1)6 7(或7 6) (2)1.00 1.20 (3)2.00 偏大

【解析】(1)由于计数点6之前相邻计数点之间距离之差约为2cm,而计数点6、7之间的距离比计数点5、6之间的距离多1.27cm,故可判断物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速。(2)计数点5对应的速度：v5==m/s≈1.00 m/s。

物块做加速运动时加速度大小：a加==m/s2=2.00m/s2。

则计数点6对应的速度为：v6=v5+a加T=(1.00+2.00×0.1)m/s=1.20m/s。

(3)物块做减速运动时的加速度大小为：a==m/s2=2.00 m/s2。

由牛顿第二定律得：μmg=ma,所以μ=,

因除去物块与桌面间的摩擦力,纸带还受摩擦力的作用,故计算结果比动摩擦因数的真实值偏

大。

8、答案：(1)竖直(2)静止L3 1 mm(3)L x(4)4.910

【解析】(1)测量弹簧的长度时应在竖直方向。

(2)测量仪器是10分度的,需要估读到最小精度的下一位,则此刻度尺的最小精度应为1 mm,故L3读数错误。

(3)横轴表示的是弹簧的形变量,故为弹簧长度与L x的差值。

(4)由mg=kx得图像的斜率k′====0.5,

故k=4.9 N/m,挂了砝码盘后弹簧伸长了2 cm,由mg=kx知其质量为10 g。

9、答案：(1)在弹性限度内,弹力与弹簧的伸长量成正比(2)100 0.15 (3)避免弹簧自身重力对实验的影响弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差

【解析】(1)在弹性限度内,弹力与弹簧的伸长量成正比。

(2)由ΔF=kΔx和乙图可知：(30-10)=k×20×10-2,所以k=100N/m,由乙图可知F=20N时,l=10cm=0.1 m,所以20=k(0.1+0.25-l0),即l0=0.15m。

(3)优点是避免弹簧自身重力对实验的影响,缺点是弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差。

10．(1) 低压交流电源毫米刻度尺(2)D(3)B(4)GK

[解析] (1)打点计时器是常用的计时仪器，使用打点计时器进行实验需要配备的仪器一般有低压交流电源、纸带、导线和毫米刻度尺．

(2)平衡摩擦力时应使小车拖着纸带运动，若小车在不受橡皮筋作用时匀速下滑，则说明摩擦力已被平衡；(3)因为木板水平放置，故摩擦力没有被平衡掉，当小车速度最大时，F弹＝f，故橡皮筋仍有弹力，处于伸长状态；(4) 本实验需测量拉力做功后的速度，即纸带匀速运动时的速度，纸带匀速运动时点迹间隔均匀．

11、答案(1)①小车②释放小车③减少砝码 (2)0.600 J 0.610 J (3)见解析图

解析(1)①在实验过程中拉力对小车和拉力传感器做功使小车和拉力传感器的动能增加，所以需要测量小车和拉力传感器的总质量；③通过控制变量法只改变小车的质量或只改变拉力大小得出不同的数据；

(2)通过拉力传感器的示数和A、B间距用W＝FL可计算拉力做的功；

(3)利用图象法处理数据，由动能定理W＝1

2mv

2

2

－

1

2mv

2

1

，可知W与ΔE

成正比，作图可用描点法，图线如图所示．12、答案：(1)B(2)1.88 1.84(3)A

【解析】(1)因只能计算出B点的速度,故应取图中O点到B点来验证机械能守恒。

(2)ΔE p=mg·h OB=1.00×9.80×0.192 0J=1.88J

v B==1.92m/s

故ΔE k=m=×1.00×(1.92)2J=1.84J。

(3)由机械能守恒定律可知,mgh=mv2,故有=gh,图像A正确。

13、答案：(1)2.4(2)0.580.60(3)9.7

解析：(1)v＝21.60＋26.40×10－2

0.1×2m/s＝2.4 m/s

(2)ΔE k＝1

2(m1＋m2)v

2－0＝0.58 J

ΔE p＝m2gh－m1gh＝0.60 J

(3)由(m2－m1)gh＝1

2(m1＋m2)v

2知

v2 2＝m2－m1gh m1＋m2

即图象的斜率k＝m2－m1g

m1＋m2

＝

5.82

1.20

解得g＝9.7 m/s2

14、答案：(1)(i)mgR(ii)(iii)mgR-(iv)-

(2)(i)减小实验结果的误差(ii)圆弧轨道存在误差(或接缝B处不平滑等) 【解析】(1)(i)由动能定理可得E kB=mgR。

(ii)从C到D物块做平抛运动，竖直方向上：h=gt2

水平方向上：s=v C t

解得v C=s(,故E kC=m=。

(iii)根据动能定理得：从B到C-W f′=E kC-E kB。故W f′=mgR-,

克服摩擦力做功W f=W f′=mgR-。

(iv)由W f=μmgL得：μ=-

(2)(i)实验步骤④⑤是重复步骤③,目的是多次测量减小实验误差。

(ii)产生的误差可能是圆弧轨道存在误差(或接缝B处不平滑等)