2021届高考物理二轮优练：力学实验含答案
1、某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下列选项中的( )
2、某校研究性学习小组的同学用如图甲所示的滴水法测量小车在斜面上运动时的加速度．实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度，使其每0.2 s滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准)；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；然后撤去浅盘并同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开．图乙为实验得到的一条纸带，用刻度尺量出相邻点之间的距离是x01＝1.40 cm，x12＝2.15 cm，x23＝2.91 cm，x34＝3.65 cm，x45＝4.41 cm，x56＝5.15 cm.试问：
(1)滴水计时器的原理与课本上介绍的______原理类似．
(2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度v4＝________m/s，小车的加速度a＝________m/s2.(结果均保留两位有效数字) 3、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Lx；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 数值(cm) L0 25.35 Lx 27.35 L1 29.35 L2 31.30 L3 33.4 L4 35.35 L5 37.40 L6 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)如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“Lx”)．
(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)
4、某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋并利用如下实验器材验证平行四边形定则：刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子、质量不同的小重物若干、木板．实验方案如下：
①将橡皮筋的两端分别与两条细绳相连，测出橡皮筋的原长；
②将橡皮筋一端细绳用钉子固定在竖直木板上的A点，在橡皮筋的中点O用细绳系住重物，使重物自然下垂，如图10－8甲所示；
③将橡皮筋的另一端细绳固定在竖直木板上的B点，如图乙所示． (1)为完成本实验，下列还必须测量的物理量为________．(填选项前字母) A．小重物的质量 B．细绳的长度
C．图甲中OA段橡皮筋的长度
D．图乙中OA和OB段橡皮筋的长度
(2)在完成本实验的过程中，必须注意的事项是________．(填选项前字母) A．橡皮筋两端连接的细绳长度必须相同 B．图乙中A、B两点必须等高
C．图乙中连接小重物细绳必须在OA、OB夹角的角平分线上 D．记录图甲中O点的位置和OA的方向 E．记录图乙中O点的位置和OA、OB的方向
(3)若钉子位置固定，利用现有器材改变实验效果，可采用的方法是________________________________．
5、如图所示，为某同学安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，在小车的前端固定一个传感器，和砂桶连接的细线接在传感器上，通过传感器可显示出细线的拉力．在图示状态下开始做实验．
(1)从图上可以看出，该同学在装置和操作中的主要错误是____________________________．
(2)若砂和砂桶的质量为m，小车和传感器的总重量为M，做好此实验________(填“需要”或“不需要”)M≫m的条件．
6、某同学用如图甲所示装置来探究“动能定理”，得到一条如图乙所示的纸带，O点为第一个点，并在纸带清晰段依次标记了A、B、C三个点，用毫米刻度尺测得各点到O点的距离如图25－3乙所示，重物质量m＝1.00 kg.
(1)电火花打点计时器应选择的电源是________． A．4～6 V、50 Hz交流电源 B．220 V、50 Hz交流电源
(2)从O点到B点，重物的重力做功WG＝________J，动能的增加量ΔEk＝________J．(取g＝10 m/s2，以上计算结果均保留三位有效数字) 7、在进行“验证机械能守恒定律”的实验中：
(1)两实验小组同学分别采用了如图甲和乙所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验．
①在图甲中，下落物体应选择密度________(填“大”或“小”)的重物；在图乙中，两个重物的质量关系是m1________(填“>”“＝”或“<”)m2；
②采用图乙的方案进行实验，还需要的实验器材有交流电源、刻度尺和________； ③比较两种实验方案，你认为图________(填“甲”或“乙”)所示实验方案更合理，理由是________________________________________．
(2)有一同学采用了图甲所示的方案，选出一条纸带如下图所示，其中O点为起始点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50 Hz交流电，在计数点A和B之间、B和C之间还各有一个点，重物的质量为0.5 kg，取g＝9.8 m/s2.根据以上数据，打B点时重物的重力势能比开始下落时减少了________J，这时它的动能是________J，根据上面这两个数据你能得到的结论是：__________________．(结果保留三位有效数字)
*8、如图甲所示，力传感器A与计算机相连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在水平桌面上，测力端通过轻质细绳与一滑块相连，调节传感器高度使细绳水平，滑块放在较长的小车上，滑块的质量m＝1.5 kg，小车的质量为M＝1.65 kg.一根轻质细绳跨过光滑的轻质滑轮，其一端连接小车，另一端系一只空砂桶，调节滑轮使桌面上部细绳水平，整个装置处于静止状态．现打开传
感器，同时缓慢向砂桶里倒入砂，当小车刚好开始运动时，立即停止倒砂．若力传感器采集的F－t图象如图乙所示，重力加速度取g＝10 m/s2，则：
(1)滑块与小车间的动摩擦因数μ＝________；若忽略小车与水平桌面间的摩擦，小车稳定运动时加速度大小a＝________m/s2.
(2)若实验中传感器测力端与滑块间的细绳不水平，左端略低一些，由此而引起的动摩擦因数μ的测量结果________(填“偏大”或“偏小”)． *9、某学习小组利用如所示的装置验证动能定理．
(1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离x＝________cm.
(2)测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间Δt1和Δt2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是__________________．
(3)该实验________(填“是”或“否”)需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量．
*10、如图所示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．0～12 V的直流电源 D.0～12 V的交流电源
(2)实验中误差产生的原因有________________(写出两个原因)．
2021届高考物理二轮优练：力学实验含答案
1、某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下列选项中的( )
【答案】C
2、某校研究性学习小组的同学用如图甲所示的滴水法测量小车在斜面上运动时的加速度．实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度，使其每0.2 s滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准)；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；然后撤去浅盘并同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开．图乙为实验得到的一条纸带，用刻度尺量出相邻点之间的距离是x01＝1.40 cm，x12＝2.15 cm，x23＝2.91 cm，x34＝3.65 cm，x45＝4.41 cm，x56＝5.15 cm.试问：
(1)滴水计时器的原理与课本上介绍的______原理类似．
(2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度v4＝________m/s，小车的加速度a＝________m/s2.(结果均保留两位有效数字) 【答案】(1)打点计时器 (2)0.20 0.19 3、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Lx；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 数值(cm) L0 25.35 Lx 27.35 L1 29.35 L2 31.30 L3 33.4 L4 35.35 L5 37.40 L6 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)如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“Lx”)．
(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) 【答案】(1)竖直 (2)静止 L3 1 mm (3)Lx (4)4.9 10
4、某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋并利用如下实验器材验证平行四边形
定则：刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子、质量不同的小重物若干、木板．实验方案如下：
①将橡皮筋的两端分别与两条细绳相连，测出橡皮筋的原长；
②将橡皮筋一端细绳用钉子固定在竖直木板上的A点，在橡皮筋的中点O用细绳系住重物，使重物自然下垂，如图10－8甲所示；
③将橡皮筋的另一端细绳固定在竖直木板上的B点，如图乙所示． (1)为完成本实验，下列还必须测量的物理量为________．(填选项前字母) A．小重物的质量 B．细绳的长度
C．图甲中OA段橡皮筋的长度 D．图乙中OA和OB段橡皮筋的长度
(2)在完成本实验的过程中，必须注意的事项是________．(填选项前字母) A．橡皮筋两端连接的细绳长度必须相同 B．图乙中A、B两点必须等高
C．图乙中连接小重物细绳必须在OA、OB夹角的角平分线上 D．记录图甲中O点的位置和OA的方向 E．记录图乙中O点的位置和OA、OB的方向
(3)若钉子位置固定，利用现有器材改变实验效果，可采用的方法是________________________________． 【答案】(1)CD (2)E (3)更换小重物
5、如图所示，为某同学安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，在小车的前端固定一个传感器，和砂桶连接的细线接在传感器上，通过传感器可显示出细线的拉力．在图示状态下开始做实验．
(1)从图上可以看出，该同学在装置和操作中的主要错误是____________________________．
(2)若砂和砂桶的质量为m，小车和传感器的总重量为M，做好此实验________(填“需要”或“不需要”)M≫m的条件．
【答案】(1)未平衡摩擦力；细线与木板不平行；开始实验时，小车离打点计时器太远 (2)不需要
6、某同学用如图甲所示装置来探究“动能定理”，得到一条如图乙所示的纸带，O点为第一个点，并在纸带清晰段依次标记了A、B、C三个点，用毫米刻度尺测得各点到O点的距离如图25－3乙所示，重物质量m＝1.00 kg.
(1)电火花打点计时器应选择的电源是________． A．4～6 V、50 Hz交流电源 B．220 V、50 Hz交流电源
(2)从O点到B点，重物的重力做功WG＝________J，动能的增加量ΔEk＝________J．(取g＝10 m/s2，以上计算结果均保留三位有效数字) 【答案】(1)B (2)7.78 7.59
7、在进行“验证机械能守恒定律”的实验中：
(1)两实验小组同学分别采用了如图甲和乙所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验．
①在图甲中，下落物体应选择密度________(填“大”或“小”)的重物；在图乙中，
两个重物的质量关系是m1________(填“>”“＝”或“<”)m2；
②采用图乙的方案进行实验，还需要的实验器材有交流电源、刻度尺和________； ③比较两种实验方案，你认为图________(填“甲”或“乙”)所示实验方案更合理，理由是________________________________________．
(2)有一同学采用了图甲所示的方案，选出一条纸带如下图所示，其中O点为起始点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50 Hz交流电，在计数点A和B之间、B和C之间还各有一个点，重物的质量为0.5 kg，取g＝9.8 m/s2.根据以上数据，打B点时重物的重力势能比开始下落时减少了________J，这时它的动能是________J，根据上面这两个数据你能得到的结论是：__________________．(结果保留三位有效数字)
【答案】(1)①大 > ②天平
③甲 图乙中还受到细线与滑轮的阻力的影响
(2)0.867 0.852 在误差允许的范围内，重物下落时机械能守恒
*8、如图甲所示，力传感器A与计算机相连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在水平桌面上，测力端通过轻质细绳与一滑块相连，调节传感器高度使细绳水平，滑块放在较长的小车上，滑块的质量m＝1.5 kg，小车的质量为M＝1.65 kg.一根轻质细绳跨过光滑的轻质滑轮，其一端连接小车，另一端系一只空砂桶，调节滑轮使桌面上部细绳水平，整个装置处于静止状态．现打开传感器，同时缓慢向砂桶里倒入砂，当小车刚好开始运动时，立即停止倒砂．若力传感器采集的F－t图象如图乙所示，重力加速度取g＝10 m/s2，则：
(1)滑块与小车间的动摩擦因数μ＝________；若忽略小车与水平桌面间的摩擦，小车稳定运动时加速度大小a＝________m/s2.
(2)若实验中传感器测力端与滑块间的细绳不水平，左端略低一些，由此而引起
的动摩擦因数μ的测量结果________(填“偏大”或“偏小”)． 【答案】(1)0.2 0.25 (2)偏大
*9、某学习小组利用如所示的装置验证动能定理．
(1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离x＝________cm.
(2)测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间Δt1和Δt2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是__________________．
(3)该实验________(填“是”或“否”)需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量．
【答案】(1)50.00 (2)滑块、挡光条和拉力传感器的总质量M (3)否 *10、如图所示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．0～12 V的直流电源 D.0～12 V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)见解析
解析：(1)需要米尺来测量纸带上两点之间的距离，电磁打点计时器需用交流电
源，故A、D正确．
(2)①纸带与电磁打点计时器之间存在摩擦力；②测量两点之间距离时的读数有误差；③计算势能变化时，选取的两点距离过近；④交流电源频率不稳定．(选取两个原因即可)
