《高考物理冲刺专题复习（新高考15题）》新高考15题——11、12实验题

3.0 envi 2025-02-15 13 4 1.19MB 19 页 3知币

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1．验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示。

（1）某同学实验操作步骤如下：

①如图甲所示，把橡皮条的一端固定在板上的 A点，用两条细绳连在橡皮条的另一端，通过

细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点伸长到 O点，用铅笔记下 Q

点的位置，并记下两个测力计的读数；

②在纸上按比例作出两个力 FOB、FOC 的图示，用平行四边形定则求出合力 F；

③只用一个测力计，通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置 O点，记下测力计的读数和

细绳的方向，按同样比例作出这个力 F′的图示（如图乙），比较 F′与用平行四边形定则求得

的合力 F；

④改变 FOB 和FOC 的夹角和大小，重复上述过程。

上述实验过程中有重要遗漏的步骤是　记录两细绳的方向　（填步骤序号）；图乙中，　 F'

（选填“F”或“F′”）力的图线与 AO 延长线重合。

（2）某同学认为在实验过程中必须注意以下几项，你认为正确的有　 AC 　。

A．拉橡皮条的细绳套适当细一些且长一些

B．实验中把橡皮条结点拉到 O点时，两弹簧测力计之间的夹角为 90°不变，可便于计算合力

C．拉橡皮条时，橡皮细绳和弹簧测力计应贴近且平行于木板

D．两根细绳必须等长，且橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上

（3）如图丙，某次测量 FOB、FOC 大小和方向实验过程中发现，FOC 读数几乎满量程，而 FOB 读

数不到量程

一半（两弹簧测力计相同），需要作适当调整，下列做法正确的是　 AB 　。

A．保持结点 O位置不变、OB 方向不变，OC 逆时针转过一定的角度

B．保持结点 O位置不变，OB、OC 逆时针转过适当的角度

C．适当调整结点 O远离 A，OB 顺时针方向、OC 逆时针方向各转过适当角度

D．适当调整结点 O靠近 A，OB 方向可不变，OC 顺时针方向转过一个角度

2．长郡中学物理兴趣小组做“验证力的平行四边形定则”实验。

（1）图 15 是实验装置，将橡皮条一端固定在长木板上，另一端与两根细绳相连，两细绳的另

一端分别有一个绳套，实验时，先用两个弹簧测力计平行于木板拉绳套，将橡皮条与细绳的

结点拉到 O点，其中拉 OC 细绳的弹簧测力计指针位置如图 15 所示，其读数为　 2.60 　 N；根

据记录的两个弹簧测力计的示数 F1、F2和各自的方向，作出这两个力的图示，并用作图法作

出两个力的合力 F；再用一个弹簧测力计拉橡皮条，也使结点到 0点，记录这时弹赞测力计的

示数和方向，并作出这个力的图示 F′，图 16 中的 F与Fα 两力中，方向一定沿 A0 方向的是

F′ 　；

（2）关于实验中的一些要点，下列说法正确的是　 ABC 　。

A．分力和合力的大小都不能超过弹簧测力计的量程

B．测量同一组数据 F1、F2和合力 F的过程中，橡皮条与细绳结点的位置不能变化

C．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置 0时，拉力要适当大些

D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同﹣﹣细绳方向的两点要近些

（3）在做“验证力的平行四边形定则”的实验中，用 M、N两个弹簧测力计拉橡皮条使其结

点位于 0处，此时 a+β＝90°，如图 17 所示，然后保持弹簧测力计 N的方向不变，当 a角由图

17 中所示的值减小时，要使结点仍在 0处，则两弹簧测力计的读数中　 A 　。

A．M的读数增大，N的读数减小

B．M的读数减小，N的读数减小

C．M的读数先增大后减小，N的读数一直减小

D．M的读数一直减小，N的读数先增大后减小

3．将两根自然长度相同、劲度系数不同、粗细也不同的弹簧套在一起，看作一根新弹簧，设原

粗弹簧（记为 A）劲度系数为 k1，原细弹簧（记为 B）劲度系数为 k2、套成的新弹簧（记为

C）劲度系数为 k3．关于 k1、k2、k3的大小关系，同学们做出了如下猜想：

甲同学：和电阻并联相似，可能是

乙同学：和电阻串联相似，可能是 k3＝k1+k2

丙同学：可能是 k3

¿k1+k2

（1）为了验证猜想，同学们设计了相应的实验（装置见图甲）．

（2）简要实验步骤如下，请完成相应填空．

a．将弹簧 A悬挂在铁架台上，用刻度尺测量弹簧 A的自然长度 L0；

b．在弹簧 A的下端挂上钩码，记下钩码的个数”、每个钩码的质量 m和当地的重力加速度大

小g，并用刻度尺测量弹簧的长度 L1；

c．由 F＝　 nmg 　计算弹簧的弹力，由 x＝L1L﹣0计算弹簧的伸长量，由 k

¿F

计算弹簧的劲

度系数；

d．改变　钩码的个数　，重复实验步骤 b、c，并求出弹簧 A的劲度系数的平均值 k1；e．仅

将弹簧分别换为B、C，重复上述操作步骤，求出弹簧 B、C的劲度系数的平均值 k2、k3．比

较k1，k2、k3并得出结论．

（3）图乙是实验得到的图线，由此可以判断　乙　同学的猜想正确．

4．某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。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在竖直方向上。弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度记为 L0；弹簧下端挂

上砝码盘时，长度记为 Lx。

（1）在砝码盘中每次增加 20g 砝码，弹簧长度依次记为 L1至L6，数据如表：

弹簧长度 L0LxL1L2L3L4L5L6

数值（cm）6.15 7.13 9.10 11.05 13.01 15.0 16.93 18.83

表中有一个数值记录不规范，代表符号为　 L 4　（填

“L0”、“Lx”、“L1”、“L2”、“L3”、“L4”、“L5”、或“L6”）。

（2）该同学根据表中部分数据作的图如图所示，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与　 L 0

（填“L0”或“Lx”）。

（3）由图可知弹簧的劲度系数为　 10 　 N/m（结果保留两位有效数字，取重力加速度大小 g

＝9.8m/s2）。

5．在探究弹力和弹簧伸长量的关系实验中，由于弹簧自身重力的影响，弹簧平放时的长度与竖

直悬挂时的长度有明显不同。

（1）先将弹簧平放在桌面上，如图甲所示，用刻度尺测得弹簧的长度为 L0，弹簧左端与刻度

尺0刻线对齐，右端对应刻度尺的读数如图乙所示，则 L0＝　 1.15 　 cm。

（2）将弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧的一侧，

并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上，如图丙所示。当弹簧自然下垂时，将指针指示的

刻度值记为 L1；弹簧下端挂一个 50g 的钩码时，指针指示的刻度值记为 L2；弹簧下端挂两个

50g 的钩码时，指针指示的刻度值记为 L3；……；测量记录如表。

代表符号L1L2L3L4L5L6

刻度值/cm 1.70 3.40 5.10 6.85 8.60 10.30

借鉴力学实验中常用的“逐差法”处理实验数据，能够减小因为长度测量带来的误差，每增

加50g 钩码，弹簧平均伸长量增加△L，则△L＝　

(L6+L5+L4)−(L3+L2+L1)

　（用表

格中的符号表示）。

（3）弹簧的劲度系数 k＝　 28.4 　 N/m（g取9.8m/s2，保留3位有效数字）。

（4）弹簧自身的重力 G0＝　 0.156 　 N（保留3位有效数字）。

6．在用图甲所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中，保持小车质量一定时，验证小车加速

度a与合力 F的关系．

①除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开

关外，在下列器材中必须使用的有　 ACE 　（选填选项前的字母）．

A．220V、50Hz 的交流电源

B．电压可调的直流电源

C．刻度尺

D．秒表

E．天平（附砝码）

②为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，以下操作正确的是　 AC 　．

A．调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行

B．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上

C．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上

③某同学得到了图乙所示的一条纸带，由此得到小车加速度的大小 a＝　 1.15 　 m/s2（保留三

位有效数字）．

④在本实验中认为细线的拉力 F等于砝码和砝码盘的总重力 mg，已知三位同学利用实验数据

做出的 a F﹣图象如图丙中的 1、2、3所示．下列分析正确的是　　（选填选项前的字

母）．

A．出现图线 1的原因可能是没有平衡摩擦力

B．出现图线 2的原因可能是砝码和砝码盘的质量不合适

C．出现图线 3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大

⑤在本实验中认为细线的拉力 F等于砝码和砝码盘的总重力 mg，由此造成的误差是　系统误

差　（选填“系统误差”或“偶然误差”）．设拉力的真实值为 F真，小车的质量为 M，为了

使

mg− F真

F真

＜

5%，应当满足的条件是

M＜

　 5% 　．

7．用如图 1所示的装置验证牛顿第二定律。

①除了图 1中所给器材以及交流电源和导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是

BD 　（选填正确选项的字母）。

A．秒表

B．天平（含砝码）

C．弹簧测力计

D．刻度尺

②实验前平衡小车与木板间摩擦力的做法是：把实验器材安装好，先不挂重物，将小车放在

木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高，接通打点计时

器，让小车以一定初速度沿木板向下运动，并不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿

木板做　匀速　运动。

③为使砂桶和砂的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，需满足的条件是砂桶及

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