2020届高三高考物理二轮综合提高复习：力学实验与创新

一、实验题

1. 难度：中等

某同学用图（a）所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧测力计的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据已在下表中给出，其中的值可从图（b）中弹簧测力计的示数读出。

砝码的质量	0.05	0.10	0.15	0.20	0.25
滑动摩擦力	2.15	2.36	2.55		2.93

回答下列问题：

（1）=__________：

（2）在图（c）的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出图线____________；

（3）与、木块质量、木板与木块之间的动摩擦因数及重力加速度大小之间的关系式为=__________，图线（直线）的斜率的表达式为=__________。

（4）取，由绘出的图线求得_____。（保留2位有效数字）

2. 难度：中等

图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图.

实验步骤如下：

①用天平测量物块和遮光片的总质量M，重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离s；

②调整轻滑轮，使细线水平；

③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间△t_A和△t_B,求出加速度a；

④多次重复步骤③，求a的平均；

⑤根据上述实验数据求出动擦因数μ.

回答下列为题：

(1)测量d时，某次游标卡尺（主尺的最小分度为1mm）的示如图(b)所示;其读数为_________cm.

(2)物块的加速度a可用d、s、△t_A和△t_B表示为a=_______.

(3)动摩擦因数μ可用M、m、和重力加速度g表示为μ=_______.

(4)如果细线没有调整到水平.由此引起的误差属于______（填“偶然误差”或”系统误差”）.

3. 难度：困难

在“验证力的平行四边形定则”实验中，某实验小组的同学将一白纸固定在竖直的木板上，取一物块用一段轻绳系住，并与拴接两个弹簧测力计的细绳系于一点，将其中一个弹簧测力计的一端固定于P点，用力将另一个弹簧测力计沿水平方向向左拉动，使结点在O点处于静止状态，读出两弹簧测力计的读数，并在白纸上记录结点O的位置和图中三段细绳的拉力方向．为了减小实验误差应进行多次测量，则每次测量结点__________(填“一定”或“不一定”)到达同一点．由于操作不慎，某次测量时弹簧测力计A的指针略微超过了最大刻度值，则应如何操作？(写出两条即可)

①______________________________；

②______________________________.

4. 难度：中等

某物理实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置来“探究弹簧的弹力和弹簧伸长量的关系”时，完成了如下的操作：该小组的同学将弹簧自由悬挂在铁架台的横梁上，在不悬挂钩码的情况下测量出弹簧下端在刻度尺上所对应的刻度值，而后取质量均相同的钩码，并在弹簧的下端逐渐增加钩码的个数，依次测量出弹簧的下端在刻度尺上所对应的刻度值．并将测量的数据记录在下表中：(重力加速度的大小g取9.8 m/s²)

钩码质量 m/(×10^2 g)	0	1.00	2.00	3.00	4.00	5.00	6.00	7.00
标尺刻度 x/(×10^－^2m)	15.00	18.94	22.82	26.78	30.66	34.60	42.00	54.50

(1)请在如图乙所示的坐标系中，根据表中的数据作出弹簧下端的刻度值x与钩码质量m的关系图线______；

(2)请根据作出的图线分析，当弹簧的弹力大小在________N以内时胡克定律对该弹簧成立，并求出该弹簧的劲度系数k＝__________N/m.

二、填空题

5. 难度：中等

用如图8所示的装置测量弹簧的弹性势能．将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连．先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x.

(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是________．

(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________．

A．弹簧原长

B．当地重力加速度

C．滑块(含遮光片)的质量

(3)增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将________．

A．增大　　　

B．减小　　

C．不变

6. 难度：中等

某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a）所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．

（1）实验中涉及到下列操作步骤：

①把纸带向左拉直

②松手释放物块

③接通打点计时器电源

④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量

上述步骤正确的操作顺序是__（填入代表步骤的序号）．

（2）图（b）中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50Hz．由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为__m/s．比较两纸带可知，__（填“M”或“L”）纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．

三、实验题

7. 难度：简单

某兴趣小组用如题1图所示的装置验证动能定理．

（1）有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用：

A．电磁打点计时器

B．电火花打点计时器

为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择_______（选填“A”或“B”）．

（2）保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是_____（选填“甲”或“乙”）．

（3）消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器电源，松开小车，小车运动．纸带被打出一系列点，其中的一段如题2图所示．图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A点的速度v_A=______m/s．

（4）测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L．小车动能的变化量可用ΔE_k=算出．砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g；实验中，小车的质量应______（选填“远大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W=mgL算出．多次测量，若W与ΔE_k均基本相等则验证了动能定理．