2017版《188套重组优化卷》高考物理总复习——课时考点过关练（16-20，含答案）

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课时考点 16　力学实验(二)
A组：全国卷
1．(2016·全国卷Ⅰ，22)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，
其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有 20 Hz、30 Hz 和40 Hz，
打出纸带的一部分如图(b)所示。
图(a)
图(b)
该同学在实验中没有记录交流电的频率 f，需要用实验数据和其它题给条件进行
推算。
(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用 f和图(b)中给出的物理量可以
写出：在打点计时器打出 B点时，重物下落的速度大小为________，打出 C点
时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度大小为________。
(2)已测得 s1＝8.89 cm，s2＝9.50 cm，s3＝10.10 cm；当重力加速度大小为 9.80
m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的 1%。由此推算出 f为______
__Hz。
2．(2016·全国卷Ⅱ，22)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。
图(a)
(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 50 Hz。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。
图(b)　　　　
B组：地方卷
3．(2016·江苏单科，11)某同学用如图所示的装置
验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于 A点，
光电门固定在 A的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为 d的遮光条。将钢
球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间 t可由计时器测出，
取v＝作为钢球经过 A点时的速度。记录钢球每次下落的高度 h和计时器示数
t，计算并比较钢球在释放点和 A点之间的势能变化大小 ΔEp与动能变化大小
ΔEk，就能验证机械能是否守恒。
(1)ΔEp＝mgh 计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度 h应测量释放时
的钢球球心到________之间的竖直距离。
A．钢球在 A点时的顶端
B．钢球在 A点时的球心
C．钢球在 A点时的底端
(2)用ΔEk＝mv2计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量
遮光条宽度，示数如图所示，其读数为________cm。某次
测量中，计时器的示数为 0.010 0 s，则钢球的速度为 v＝
________m/s。
(3)下表为该同学的实验结果：
ΔEp(×10－2 J) 4.892 9.786 14.69 19.59 29.38
ΔEk(×10－2 J) 5.04 10.1 15.1 20.0 29.8
他发现表中的 ΔEp与ΔEk之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的。你是否
同意他的观点？请说明理由。
(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议。
4．(2016·四川理综，8Ⅰ)用如图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
5．[2016·北京理综，22(2)]利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。
图甲
① 为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________。
A．动能变化量与势能变化量
B．速度变化量与势能变化量
C．速度变化量与高度变化量
②除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在
下列器材中，还必须使用的两种器材是________。
A．交流电源 　　B．刻度尺 　　C．天平(含砝码)
③ 实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选
取三个连续打出的点 A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为 hA、hB、hC。
已知当地重力加速度为 g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为 m。从打
O点到打 B点的过程中，重物的重力势能变化量 ΔEp＝________，动能变化量
ΔEk＝________。
图乙
④ 大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是
________。
A．利用公式v＝gt 计算重物速度
B．利用公式v＝计算重物速度
C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D．没有采用多次实验取平均值的方法
⑤某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量
它们到起始点O的距离 h，计算对应计数点的重物速度 v，描绘 v2－h图象，并
做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请
你分析论证该同学的判断是否正确的。
6．(2015·浙江理综，21)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学
准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
图1
(1)图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材_______
_；乙同学需在图中选用的器材________。(用字母表示)
图2
(2)某同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图 2所示的两条纸带①
和②。纸带________的加速度大(填“①”或“②”)，其加速度大小为________
7．[2015·广东理综，34(1)]某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。
① 请完成以下主要实验步骤：按图(a)安装实验器材并连接电源；竖直提起系有
重物的纸带，使重物________(填“靠近”或“远离”)计时器下端；________，
________，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验。
② 图(b)和(c)是实验获得的两条纸带，应选取________(填“b”或“c”)来计算重
力加速度。在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力
加速度，主要原因是空气阻力和________________。
1．(2016·山西省四校高三二次联考)在暗室中用图所示装置做“测定重力加速
度”的实验．实验器材有：铁架台、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水
铝盘、带荧光刻度的毫米刻度尺、频闪仪。
实验步骤如下：
① 在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴的落下。
② 用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮。由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到
第一次观察到空中有一串仿佛固定不动的水滴。
③ 用竖直放置的毫米刻度尺测得各个水滴所对应的刻度。
④处理实验数据。
(1)实验中第一次观察到空中有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率
f1与f2水滴滴落的频率的关系为：________。
(2)实验中第一次观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为 30 Hz，某同学读出
其中比较圆的水滴到第一个水滴O的距离如图所示．根据数据测得当地重力加
速度应为 g＝________ m/s2，水滴C此时的速度 vC ________ m/s(结果都保留三
位有效数字)。
2．(2016·山东省日照市高三校际联考)在做“探究做功和物体速度变化关系”
的实验前，某探究小组的同学们通过讨论提出了以下几种猜想： ① W∝v，
②W∝v2，③ W∝，……。
为了验证猜想，他们设计了如图甲所示的实验装置。PQ 为一块倾斜放置的木板，
在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过 Q点的速度)。在刚开始实验
时，有位同学提出，不需要测出物体质量，只要测出物体从初始位置到速度传
感器的距离和读出速度传感器的示数就行了，大家经过讨论采纳了该同学的建
议。
(1)本实验中不需要测量物体的质量，理由是什么？________________________
_。
(2)让物体分别从不同高度无初速度释放，测出物体从初位置到速度传感器的距
离L1、L2、L3、L4…… ，读出物体每次通过速度传 感 器Q的速度
v1、v2、v3、v4……，并绘制了如图乙所示的 L－v图象。根据绘制出的 L－v图象，
若为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应该作出________。
A．L－图象 B．L－图象
C．L－ 图象 D．L－v2图象
(3)本实验中，木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果？________
______。
3．(2016·湖南省株州市高三检测)在实验验证自由落体的重物机械能守恒时，
打出一条纸带如图所示。图中 O是打出的第一个点迹，A、B、C、D、E、F……是依
次打出的点迹，量出 OE 间的距离为 x1，DF 间的距离为 x2，已知打点计时器打
点的周期是T。
(1)如果在实验误差允许的范围内 x1、x2、T满足关系式________，即验证了重物
下落过程中机械能是守恒的。
(2)已知 T＝0.02 s。如果打出的纸带中有一条 OA 距离大约是 5 mm，则出现这种
情况的原因可能是________________；如果操作正确，但打出的纸带中有一条
OA 距离大约是 1 mm，则 ________(填“能”或“不能”)利用这条纸带来进行
验证。
4.(2016·湖南益阳高三月考)某同学利用自己设计的弹簧
弹射器测量弹簧的弹性势能。装置如图所示，水平放置
的弹射器将质量为 m的静止小球弹射出去。测出小球通
过两个竖直放置的光电门的时间间隔为t，甲、乙光电门间距为 L，忽略一切阻
力。
(1)小球被弹射出的速度大小 v＝________，求得静止释放小球时弹簧弹性势能
Ep＝________；(用题目中的字母符号表示)
(2)由于重力作用，小球被弹射出去后运动轨迹会向下有所偏转，这对实验结果
________影响(选填“有”或“无”)。
5．(2016·河南信阳一调)如图为验证小球做自由落体运动时机械能守
恒的装置图，图中 O点为释放小球的初始位置，A、B、C、D各点为固
定速度传感器的位置，A、B、C、D、O各点在同一竖直线上。
(1)已知当地的重力加速度为 g，则要完成实验，还需要测量的物理量
是________。
A．小球的质量m
B．小球下落到每一个速度传感器时的速度 v
C．各速度传感器与 O点之间的竖直距离 h
D．小球自初始位置至下落到每一个速度传感器时所用的时间 t
(2)作出 v2－h图象，由图象算出其斜率k，当 k＝________时，可以认为小球在
下落过程中机械能守恒。
(3)写出对减小本实验误差有益的一条建议：______________________________
__
_____________________________________________________________________
。
6．(2015·广东省六校高三联考)与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究
物体运动情况时的常用计时仪器，如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射
和接收装置。现利用如图乙所示的装置验证滑块所受外力做功与其动能变化的关
系。方法是：在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平放置的气垫导轨上(滑块
在该导轨上运动时所受阻力可忽略)，通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连，连接
好1、2两个光电门，在图示位置释放滑块后，光电计时器记录下滑块上的遮光
板先后通过两个光电门的时间分别为 Δt1、Δt2。已知滑块(含遮光板)质量为 M、钩
码质量为 m、两光电门间距为 s、遮光板宽度为 L、当地的重力加速度为 g。
(1)用游标卡尺(20 分度)测量遮光板宽度，刻度如图丙所示，读数为________
mm。
(2)本实验想用钩码的重力表示滑块受到的合外力，为减小这种做法带来的误差，
实验中需要满足的条件是 M________m。(填“大于”、“远大于”、“小于”或
“远小于”)
(3)计算滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度的表达式为：v1＝________、v2＝
________。(用题中所给字母表示)
(4)本实验中，验证滑块运动的动能定理的表达式为________________。(用题中
所给字母表示)
7．(2015·石家庄质检)如图甲所示，某组同学借用“探究 a与F、m之间的定量
关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关
系”的实验：
摘要：

课时考点16　力学实验(二)A组：全国卷1．(2016·全国卷Ⅰ，22)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图(b)所示。图(a)图(b)该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其它题给条件进行推算。(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度大小为________。(2)已测得s1＝8.89cm，s2＝9.5...

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