力学实验 计算专题必刷 2022 年高考物理二轮专题复习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 1．如图所示为“研究匀变速直线运动”的实验中得到的一条纸带。已知打点计时器打点周期为 0.02s ，小张 同学在纸带的左端和右端各选取了 A、B、C、D、E、F 几个点迹清晰的点，图中 s2  1.80cm 、 s3  3.00cm 、 s4  3.24cm s1  1.56cm 、 。 2 （1）打下点 E 时纸带的速度大小为________ m/s ；纸带运动的加速度大小为______ m/s 。（计算结果均 保留 2 位有效数字） （2）纸带上 C、D 两点间还有______个打下的点。 2．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图甲所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用 M 表示，盘及盘中砝码的质量用 m 表示，小车的加速度可由小车后面拖动的纸带上由打点计时器打出的 点计算出，在 m<<M 的前提下可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的总重力。 （1）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的 质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据，为了比较容易地找出加速度 a 与质量 M 的关系，应该 作 a 与___________的图象。（填“M”或“ 1 ”） M （2）如图乙所示为甲同学根据测量数据作出的 a-F 图象，图像不过原点，说明实验存在的问题是_______ ____。 （3）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的 a-F 图象如图丙所示，两个同学做实验时的哪一 个物理量取值不同___________。 3．如图所示，纸带记录的为研究匀变速直线运动规律的实验中小车的运动情况，A、B、C、D、E 为相 邻的计数点（相邻两计数点间还有 4 个点没有标出），相邻计数点间的时间间隔 T=0.1s，则：（计算结果 均保留两位有效数字） （1）打 D 点时，小车的瞬时速度大小为___________m/s。 （2）该小车的加速度大小为___________m/s2。（结果保留 2 位有效数字） （3）若电源实际频率低于 50Hz，计算时仍按照 50Hz 计算，则加速度大小的测量值比真实值_________ （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 4．某实验小组用如图所示的气垫导轨装置来验证牛顿第二定律。滑块在气垫导轨上运动时阻力很小，可 不计。测得遮光板的宽度为 d，两个光电门 A、B 之间的距离为 L，滑块（包含遮光板）的质量 M，沙桶 的质量 m0 ，当地重力加速度为 g；实验时先将气垫导轨调节水平，轻绳绕过光滑定滑轮，一端连接滑块， 另一端连接沙桶，定滑轮与滑块间轻绳水平。 （1）如果将滑块受轻绳拉力大小近似为沙桶的重力大小，需满足 m0 _________M（填“远大于”、“远小于” 或“等于”）； （2）将滑块从静止开始释放，记录遮光板依次通过两个光电门 A、B 的时间分别 过两个光电门 A、B 的速度大小分别为 若 m0 g  vA  __________， vB  t A 、 t B ，可得滑块通 __________，滑块加速度大小 ____________，则牛顿第二定律得到验证。（用 M、L、d、 ΔtA 、 ΔtB 表示） a ________。 5．气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器，它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔，空气再由导轨表 面上的小孔中喷出，在导轨表面与滑行器之间形成很薄的气垫层，滑行器就浮在气垫层上，与导轨面脱 离接触，因而能在导轨面上做近似无阻力的直线运动，极大地减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起 的误差，使实验结果接近理论值．光电门传感器主要由光电门和遮光条组成，当宽度为 s 的遮光条通过 光电门时，传感器就会测出遮光条通过光电门的遮光时间 t ，由此求出在极短的遮光时间 t 内遮光条的 平均速度 v  s ，这个速度可以认为就是遮光条通过光电门的瞬时速度。某学习小组用气垫导轨和光电 t 门传感器做“探究物体加速度与合外力的关系”实验，装置如图所示，重力加速度为 g ，按要求完成下列问 题。 学习小组用钩码的重力替代滑块受到的合力，以探究滑块的加速度与合外力的关系，请补充完成下列实 验步骤的相关内容： ① 实验前测出遮光条宽度 d ，通过刻度尺测出光电门到气垫导轨右端的距离 s 并记录。 ② 滑块（包括遮光条）质量 M 与所挂钩码质量 m 应满足条件是________。 ③ 实验操作前需要完成的步骤_________。 A．调节螺钉，使气垫导轨水平 B．将气垫导轨右端尽量垫高 ④ 调节定滑轮，使连接滑块的细线与气垫导轨平行 ⑤ 将滑块置于气垫导轨右端静止，在细绳上挂上适当的钩码并用手托住，记下其质量 m ，开通气源，静 止释放钩码（钩码释放前，细绳刚好处于拉直状态）。 ⑥ 从光电门的数字计时器读出遮光条经过光电门的遮光时间 t 。 步骤⑤、⑥中：滑块所受合外力为 F  _______；滑块通过光电门处的速度表达式为 v  _______；滑块的 加速度为 a  _______。（用测得的物理量字母表示） ⑦ 改变所挂钩码个数（仍然满足步骤②中条件），重复⑤⑥步骤；作出 a -F 图像如图所示，最终得出结 论：在误差范围内，当物体质量一定时，物体的加速度与合外力成_______关系。 6．如图甲所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。小车质量为 M ，砂桶和砂的总质量为 m ， 通过改变 m 来改变小车所受的合力大小，小车的加速度 a 可由打点计时器打出的纸带计算得到，小车受 到的拉力由弹簧秤读出。实验过程中保持小车质量 M 不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量 m 进行多次实验， 得到多组 a 与 F 的数据。 （1）本实验主要采用的实验方法是__________； A．假设法 B．理想化模型 C．控制变量法 （2）为了减小实验误差，下列措施正确的是___________； A．实验前应先平衡摩擦力 B．实验时应使牵引小车的细线与桌面平行 C．实验过程中需要使得砂桶和砂的总质量远小于小车的质量 （3）图乙为上述实验中打下的一条纸带，图中 O 、 A 、 B 、 C 、 D 为相邻的计数点，相邻两计数点间还 2 有 4 个点未画出，打点计时器的频率为 50Hz ，则小车的加速度大小为__________ m/s ；（保留 3 位有效 数字） （4）如果实验不满足 M ? m ，则得到的 a  F 图像可能正确的是__________。 A． B． C． 7．在研究匀变速直线运动的实验中， （1）某同学进行了以下实验操作步骤，其中有误的步骤是______ A．将电火花式打点计时器固定在长木板的一端，并接在 4 ~ 6V 交流电源上 B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码 D．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开纸带，再接通电源 B C 为相邻的记数 （2）已知电源频率为 50Hz ，如图所示为某一次记录小车运动情况的纸带，图中 A、、 点，两相邻记数点间有 4 个计时点未标出。 ① 小车的加速度 a  _____ m / s ； 2 ②A 点的瞬时速度 vA  ______ m/s 。 8．李明同学利用如图甲所示的实验装置来探究滑块的加速度与力的关系。 （1）李明用图乙中的螺旋测微器测得遮光条的宽度 d  ___________mm。 （2）接通气源，调节导轨水平。在导轨上放置一个带有遮光条的滑块，滑块用轻质细线绕过气垫导轨左 端的定滑轮与物体 P 相连，实验时一定要进行的操作或保证的条件是___________。 A．选用宽度较大的遮光条 B．两个光电门距离适当大些 C．物体 P 的质量要远小于滑块的质量 （3）将滑块由图甲位置从静止释放，在物体 P 的牵引下先后通过两个光电门，测得遮光条通过光电门 1 和 2 的时间分别为 t1 、 t2 ，两个光电门间距离为 L，则滑块加速度 a ___________。 （用以上测得物理量符号表示） 9．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中 A 为固定橡皮筋的图钉， O 为橡皮 筋与细绳的结点， OB 和 OC 为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。 （1）本实验采用的科学方法是：__________； A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 （2）图乙中的 F 与 F ' 两力中，方向一定沿 AO 方向的是_____________（填“ F ”或“ F ' ”） （3）下列叙述正确的是__________； A．同一次实验过程中，结点的位置必须都在同一位置 O 点，不能随意变动 B．用两只弹簧测力计拉橡皮条间的夹角为 90�，以便算出合力的大小 C．两个分力之间的夹角越大越好 D．细绳应与木板平面平行 10．（1）如图所示是电火花计时器的示意图。电火花计时器和电磁打点计时器一样，工作时使用______ _____（选填“交流”或“直流”）电源，当电源的频率是 50Hz 时，每隔___________s 打一次点。利用该计时 器测量速度，基本步骤如下： A．当纸带完全通过计时器后，及时关闭开关 B．将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器 C．用手拖动纸带运动 D．接通打点计时器开关 上述步骤正确的顺序是___________。（按顺序填写步骤编号） （2）如图 2 所示纸带是某同学练习使用电火花计时器时得到的，纸带的左端先通过电火花计时器，从点 迹的分布情况可以断定纸带的速度变化情况是___________（选填“速度减小”或“速度增大”）。若所用电源 的频率为 50Hz，从打下 A 点到打下 B 点共 14 个点迹，历时___________s。 11．用如图所示的装置探究加速度、力和质量的关系，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在墙 上。小车上固定一定滑轮，细绳通过滑轮连接弹簧测力计和沙桶。 （1）下列关于该实验的操作，正确的是___________； A．必须用天平测出沙和沙桶的质量 B．小车的质量不需要远大于沙桶和沙的质量 C．应当先释放小车，再接通电源 D．将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿摩擦力 （2）甲同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器 采用的是频率为 xDE  7.97cm ，