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高考物理实验题集锦：力学实验

时间：2021-12-10 18:26:54

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高考物理实验题集锦：力学实验

统计表

实验

题目

题数总13题

实验0：基本仪器的使用

安徽21.I题

全国1卷22（1）题

实验一：研究匀变速直线运动

全国2卷22（1）题

重庆22（1）题

实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系

福建19（2）题

浙江21.I题

实验三：验证力的平等四边形定则

天津9（2）题

实验四：验证牛顿运动定律

江苏11题

山东23（1）题

实验五：探究动能定理

实验六：验证机械能守恒定律

四川22（2）题

安徽21.II题

实验七：卡文迪许实验

上海27题

实验八：平抛运动

天津9（1）题

（全国卷1）22．（18分）图1是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来（如图2所示）。

（1）若图2中示波器显示屏横向的每大格（5小格）对应的时间为5.00×10-2s，则圆盘的转速为__________________转/s。（保留3位有效数字）

（2）若测得圆盘直径为10.20cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为________cm。（保留3位有效数字）

【答案】⑴4.55转/s⑵2.91cm

【解析】⑴从图2可知圆盘转一圈的时间在横坐标上显示22格，由题意知图2中横坐标上每格表示1.00×10-2s，所以圆盘转动的周期是0.22s，则转速为4.55转/s

⑵反光引起的电流图像在图2中横坐标上每次一格，说明反光涂层的长度占圆盘周长的22分之一为

cm。

【命题意图与考点定位】匀速圆周运动的周期与转速的关系，以及对传感器所得图像的识图。

（全国卷2）22.（5分）利用图中所示的装置可以研究自由落体运动。实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落。打点计时器会在纸带上打出一系列的小点。

（1）为了测试中午下落的加速度，还需要的实验器材有——。（填入正确选项前的字母）

A.天平B.秒表C.米尺

（2）若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重物加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此错误差的原因：。

【答案】（1）C；（2）打点计时器与纸带之间存在摩擦。

【解析】（1）时间由打点计时器测定，用米尺测定位移，答案C。

（2）打点计时器与纸带之间存在摩擦。

（新课标卷）22、(4分)如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题

(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______.(填入正确选项前的字母)

A、米尺B、秒表C、0～12V的直流电源D、0～12V的交流电源

(2)实验中误差产生的原因有______.(写出两个原因)

答案：（1）AD（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。

解析：（1）用A项米尺测量长度，用D项交流电源供打点计时器使用。（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。

（重庆卷）22.（1）某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f=50Hz在线带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如是22图1所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：

=16.6mm

=126.5mm

=624.5mm

若无法再做实验，可由以上信息推知：

①相信两计数点的时间间隔为__________S

②打C点时物体的速度大小为____________m/s(取2位有效数字)

③物体的加速度大小为__________(用

、

和f表示)

答案：⑴①0.02s②2.5m/s③

解析：⑴①打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点，则相邻两计数点的时间间隔为T=0.02s。

②根据间的平均速度等于点的速度得

m/s

③匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以aT2均匀增大，有

，

，所以

（上海物理）27．（6分）卡文迪什利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G。

(1)(多选题)为了测量石英丝极微的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施

(A)减小石英丝的直径

(B)增大T型架横梁的长度

(C)利用平面镜对光线的反射

(D)增大刻度尺与平面镜的距离

（2）已知T型架水平横梁长度为1,质量分别为m、

的球，位于同一水平面，当横梁处于力矩平衡状态，测得m、

连线长度r，且与水平横梁垂直；同时测得石英丝的扭转角度为

，由此得到扭转力矩k

（k为扭转系数且已知），则引力常量的表达式G=_____。

解析：（1）CD

(2)根据

，得

。

（天津卷）9．（1）如图所示，在高为h的平台边缘水平抛出小球A,同时在水平地面上距台面边缘水平距离为s处竖直上抛小球B，两球运动轨迹在同一竖直平面内，不计空气阻力，重力加速度为g。若两球能在空中相遇，则小球A的初速度VA应大于A、B两球初速度之比

为

（天津卷）（9。2）在探究合力的方法时，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。

1实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的（填字母代号）

A.将橡皮条拉伸相同长度即可B.将橡皮条沿相同方向拉到相同长度

C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置

2同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是（填字母代号）

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.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大

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

答案：（1）

，

；（2）①BD；②BD

（江苏卷）11．（10分）为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示）。实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力。

（1）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车▲（选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。

（2）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：

请根据实验数据作出小车的v-t图像。

（3）通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据v-t图象简要阐述理由。

答案：（1）之前（2）（见右图）

（3）同意在v-t图象中，速度越大时，加速度越小，小车受到的合力越小，则小车受空气阻力越大。

（福建卷）19.（2）（6分）某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系。实验时，将原长约200mm的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码（质量均为20g），每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量。根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量

l与拉力F关系的图像如图所示。从图像中可以得出_______。（填选项前的字母）

A.增挂钩码时

l与F成正比，而减挂钩码时

l与F不成正比

B.当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大

C.当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等

D.增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度

答案：D

解析：

(2)本题属于中等题，解题的关键在于弄清问什么两条图像会错开。实验中由于增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度，弹簧无法及时恢复原长，两条图像才会出现差异。

（广东卷）34.（1）图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。

①已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_________。

②ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图13中读出A、B两点间距s=__________；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。

ks5uks5uks5u

ks5u

答案：①0.02s，②0.70cm，0.100m/s

解析：

（1）①

②读A、B两点数值：1.00cm、1.70cm

故：s=1.70cm-1.00cm=0.70cm

（山东卷）23.（1）某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上K^S*5U.C#O%下画出两条平行线MN、PQ，并测出间距

。开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间

。

①木板的加速度可以用

、

表示为

＝；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是（一种即可）。

②改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度

与弹簧秤示数F1的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是。

③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是。

a．可以改变滑动摩擦力的大小

b．可以更方便地获取多组实验数据

c．可以比较精确地测出摩擦力的大小

d．可以获得更大的加速度以提高实验精度

【解析】（1）①

②C

。③BC

（浙江卷）21.Ⅰ（10分）在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧，为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端面依次逐个挂下钩友（每个钩友的质量均为m=0.jkg，取g=10m/s2），并记录绳下端的坐标X加（下标i表示挂在绳下端钩友个数）。然后逐个拿下钩友，同样记录绳下端面的坐标X减，绳下端面坐标的值Xi＝（X加+X减）/2的数据如下表：

挂在橡皮绳下端的钩码个数

橡皮绳下端的坐标（X/mm）

甲

乙

216.5

246.7

232.

284.0

246.5

335.0

264.2

394.5

281.3

462.0

301.0

（1）同一橡皮绳的X加X减（大于或小于）；

（2）同学的数据更符合实验要求（甲或乙）；

（3）选择一级数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k（N/m）；

（4）为了更好的测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？

答案：（1）小于（2）乙

（3）由所给数据的该变量如下表所示

挂在橡皮绳下端的

勾码个数

改变量（Xn-X1）/mm

甲

乙

30.2

15.5

67.5

30.0

118.5

47.7

178.0

64.8

245.5

84.5

由上表作图得

由图可得k乙=57-70（N/m）

或

对于甲同学的数据，因为只有前几个数据可认为在弹性范围内，由图中切线的斜率得，

k甲=25-34（N/m）

（4）尽可能使伸长量在弹性范围内，同时有足够大的伸长量，以减小长度测量的误差。

（四川卷）22.（5分）（2）有4条用打点计时器（所用交流电频率为50Hz）打出的纸带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3。请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为。（已知当地的重力加速度为9.791m/s2）

A.61.0mm65.8mm70.7mm B.41.2mm45.1mm53.0mm

C.49.6mm53.5mm57.3mm D.60.5mm61.0mm 60.6mm

答案：C

解析：验证机械能守恒采用重锤的自由落体运动实现，所以相邻的0.02s内的位移增加量为：

，答案为C。

（安徽卷）21．Ⅰ．（6分）（1）在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为__________________mm。

（2）在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图2所示，读数为__________________cm。

答案：（1）0.617（0.616～0.619）（2）0.675

解析：（1）0.5mm+11.7×0.01mm=0.617mm（2）0.6cm+15×0.05mm=0.675cm

（安徽卷）21．Ⅲ．（6分）利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度

和下落高度

。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。