力学实验 训练题——2023届高考物理一轮复习(word版含答案)

力学实验训练题1.某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为0~5 N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个）。

（1）具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的有________。

A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上B.重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同C.使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力（2）该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如图所示。

其中对于提高实验精度最有利的是_________。

A. B. C. D.2.探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数的实验装置如图甲所示。

钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的拉力F。

实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度L，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每挂一个钩码后测出相应的弹簧总长度L。

（1）某同学通过以上实验测量后把6组数据对应的点画在如图乙所示坐标图中，请作出F L-图线。

（2）由图乙中图线可得出该弹簧的原长0=L______cm，劲度系数k=_____N/m。

（结果均保留两位有效数字）（3）由图乙可以看出，当拉力较大时，图线明显偏离原直线，造成这种现象的主要原因是____________。

3.图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出小球做平抛运动的轨迹。

（1）以下是关于实验过程的一些做法，其中合理的有______。

A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B.每次释放小球的初始位置可以任意选择 C.每次小球应从同一高度由静止释放D.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接（2）实验得到小球做平抛运动的轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O 为坐标原点，测量它们的水平坐标x 和竖直坐标y ，图乙中2y x -图像能说明小球做平抛运动的轨迹为抛物线的是_________。

（3）图丙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O 为平抛的起点，在轨迹上任取三点A B C 、、，测得A B 、两点竖直坐标分别为125.0cm 45.0cm y y = = 、，测得A B 、两点水平距离Δx为40.0 cm ，则平抛小球的初速度0v 的大小为________m/s ，若C 点的竖直坐标360.0cm y = ，则小球在C 点的速度大小为C v =__________m/s 。

（结果均保留两位有效数字，g 取210m/s ）4.如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小与质量、轨道半径及线速度关系的实验装置。

圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动，力传感器测量向心力F ，速度传感器测量圆柱体的线速度v ，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F 与线速度v 的关系。

（1）该同学采用的实验方法为________。

A.等效替代法B.控制变量法C.理想化模型法D.微小量放大法（2）改变线速度v ，多次测量，该同学得到了五组F v 、数据，如下表所示。

F v -②若圆柱体的运动半径0.3m r =，由作出的2F v -图线可得圆柱体的质量m =_______kg （结果保留两位有效数字）。

5.实验小组用如图甲所示的装置做“探究功与速度变化的关系”实验。

将小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为0W ，当用两条、三条……完全相同的橡皮筋并在一起且伸长的长度保持与第一次相同进行第二次、第三次……实验时，用速度传感器测出小车速度v ，将数据输入电脑处理，得到如图乙所示的2v t -图象，由图象可以读出每次实验时小车获得的最大速度的平方分别为a b c 、、，回答下列问题：（1）本实验________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；（2）若::1:2:3a b c =，可以得出橡皮筋对小车做的功W 与小车最大速度的平方2v 成_______（填“正比”或“反比”）；（3）多次实验后，作出很多种图像，其中一种2W v -图像如图丙所示，其中一种W v -图像如图丁所示，丙图的图线平滑延长不过坐标原点的原因是__________；丁图的图线平滑延长不过坐标原点的原因是__________。

6.某实验小组测量两个质量不等的沙袋A B 、的质量，由于没有直接测量工具，他们采用下列器材测量：轻质定滑轮（质量和摩擦可以忽略）、砝码一套（总质量0.5kg m =）、细线、米尺、秒表。

他们根据已学过的物理知识，改变实验条件进行多次测量，选择合适的变量得到线性关系，作出图像并根据图像的斜率和截距求出沙袋的质量。

操作如下：（1）实验装置如图所示，设沙袋A B 、的质量分别为12m m 、；（2）从整套砝码中取出质量为m '的砝码放在左边的沙袋A 中，剩余砝码都放在右边沙袋B 中，发现A 下降、B 上升；（3）用米尺测出沙袋A 从静止下降的距离h ，用秒表测出沙袋A 下降h 所用的时间t ，则可知沙袋的加速度大小为a =_______；（4）改变m '，测量相应的加速度a ，得到多组m '及a 的数据，作出______（填“a m '-”或“1a m -'”）图线； （5）若求得图线的斜率124m kg s k --=⋅⋅，截距22m /s b =，重力加速度g 取210m /s ，则沙袋的质量1m =_______kg ，2m =_______kg 。

7.某学校的物理兴趣实验小组在探究机械能守恒定律时，进行了如下的操作：A.按照图甲所示的装置，组装实验器材B.将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，让重物尽量靠近打点计时器C.先接通电源，后松开纸带，开始打点。

并如此重复多次，以得到几条打点纸带D.从打下的纸带中挑选一条点迹清晰的纸带，记下起始点O ，在距离O 点较远处连续选择几个计数点（或计时点）E.测出各点到O 点的距离，即得到重物下落的高度，并计算出各点的速度值F.将计算出的n gh 和212n v 进行比较，得出实验结论（已知低压交流电源的频率为50 Hz ，重力加速度为29.80m /s g = ） 根据以上操作回答下列问题：（1）图乙中的O 点为第一个点迹清晰的计时点，且以后每隔一个计时点选取一个计数点，图中的数据分别为A B C D 、、、到O 点的距离，如果选取B 点进行分析，则重物的重力势能减少了________J ，动能增加了________J ；（重物的质量1kgm = ） （2）重物动能的增加量________（选填“略大于”或“略小于”）重力势能的减少量，出现该现象的原因是________。

（3）由以上的数据得出的结论为________。

8.在“探究碰撞中的不变量”实验中，通过碰撞后做平抛运动测量速度的方法来进行实验,实验装置如图（a ）所示,实验原理如图（b ）所示。

（1）若入射小球质量为1m ，半径为1r ；被碰小球质量为2m ，半径为2r ，则要求_________。

（填字母代号） A.1212m m r r >>B.1212m m r r ><C.1212m m r r >=D.1212m m r r <=（2）在本实验中,下列关于小球落点P 的说法，正确的是_______。

A.如果小球每次都从同一点无初速度释放，重复几次的落点P 一定是重合的 B.由于偶然因素存在，重复操作时小球落点不重合是正常的，落点应当比较分散C.测定P 点位置时，如果重复10次的落点分别为1210P P P 、、、，则OP 应取1210OP OP OP 、、、的平均值，即121010OP OP OP OP +++=D.用尽量小的圆把1210P P P 、、、圈住，这个圆的圆心是小球落点的平均位置P（3）用刻度尺测量M P N 、、距O 点的距离123x x x 、、，通过验证等式_________是否成立，从而验证动量守恒定律。

答案1.答案：（1）BC （2）B解析：本题考查“验证力的平行四边形定则”实验的实验操作与注意事项。

（1）12F F 、方向间夹角大小适当即可，不一定要橡皮条和两绳套夹角的角平分线在一条直线上，故A 错误；合力与分力的关系为等效替代的关系，效果是相同的，所以在同一次实验时，需要让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，则结点O 的位置要相同；而在重复实验再次进行验证时，结点O 的位置可以与前一次不同，故B 正确；使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线，可以减小摩擦产生的误差，读数时视线应正对测力计刻度，可以减小偶然误差，故C 正确；用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力不一定必须都小于只用一个测力计时的拉力，故D 错误。

（2）为了便于确定拉力的方向，拉橡皮条的细绳要稍长一些，同时在纸上描点时，所描的点不要太靠近结点，A 选项中所描的点太靠近结点，故A 错误；B 选项中所描的点到结点的距离适中，力的大小适中，而且两个力的角度的大小也适中，故B 正确；实验要求方便、准确，两分力适当大点，读数时相对误差小，但不宜太大，C 选项中的读数都太小，故C 错误；D 选项中两个分力之间的夹角太小，误差较大，故D 错误。

2.答案：（1）见解析 （2）5.0；20（3）弹簧受力超过其弹性限度解析：本题考查探究弹力和弹簧伸长量的关系实验的数据处理和误差分析。

（1）根据描点法作图，如图所示。

（2）当外力F 为零时弹簧的长度等于原长，故0 5.0cm L =，图线的斜率表示劲度系数，故有2Δ 1.60N /m 20N /m Δ(135)10F k x --===-⨯。

（3）在弹簧的弹性限度内，胡克定律是成立的，但若超过弹簧的弹性限度，胡克定律将不再适用；图像出现明显偏折的原因是弹簧受力超过了弹簧的弹性限度。

3.答案：（1）AC （2）C （3）2.0；4.0解析：本题考查“研究平抛物体运动”实验中实验装置的调节、平抛轨迹的判断及速度的求解。

（1）斜槽末端水平，才能保证小球离开斜槽末端时速度沿水平方向，故A 正确；为保证小球多次运动沿同一条轨迹，每次小球的释放点都应该相同，B 错误，C 正确；小球的运动轨迹是平滑曲线，故描点连线时不能用折线，D 错误。

（2）小球做平抛运动时水平位移与竖直位移分别满足的关系是201,2x v t y gt ==，联立可得2202g y x v =，所以当2y x -图线是直线时，说明平抛小球的运动轨迹是抛物线，故C 正确。

（3）由小球竖直方向的分运动可知21,2y gt t ==120.1s,0.3s t t = = ，平抛小球的初速度大小为0212.0m /s xv t t ∆== -，小球在C 点的竖直分速度大小为/s y v =，则 4.0m /s C v = 。