力学实验题
1.(1)如图所示，在用横截面为椭圆形的墨水瓶演示坚硬物体微小弹性形变的演示实验中，如果沿椭圆长轴方向压瓶壁，管中水面
（填“上升”或“下降”），沿椭圆短轴方向压瓶壁，管中水面 （填“上升”或“下降，’）；
(2)如图所示，光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O点转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处；另有一小钢球．现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能．
①还需要的器材是 、 。
②以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对 能的测量，进而转化对 和 的直接测量．
答案：(1）下降 上升
(2)①天平 刻度尺 ②重力势能 质量 高度
2．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m
=1. 00㎏的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02 s打一次点，当地的重力加速度g=9.
80m/s2．那么：
(1)纸带的 端（选填“左”或“右’）与重物相连；
(2)根据图上所得的数据，应取图中O点和 点来验证机械能守恒定律；
(3)从O点到所取点，重物重力势能减少量
=
J，动能增加量
=
J；(结果取3位有效数字）
(4)实验的结论是 。
答案：（1）左 （2)B (3)1.88 1.84 (4)在误差范围内，重物下落过程中机械能守恒
3．如图所示，气垫导轨是常用的一种实验仪器．
它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬
浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C、D的气垫导轨以及滑块A、B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
(a)用天平分别测出滑块A、B的质量
、
.
(b)调整气垫导轨，使导轨处于水平．
(c)在滑块A、滑块B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上．
(d)用刻度尺测出滑块A的左端至板C的距离L1.
(e)按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当滑块A、B分别碰撞挡板C、D时停止计时，计下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2。
(1)实验中还应测量的物理量是 。
(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是 ，由此公式算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是 。
(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式．
答案：(l)B的右端至D板的距离
(2) 
测量时间、距离等存在误差，由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差．
(3)能 
4．用如图所示装置来验证动量守恒定律，质量为的钢球B放在小支柱N上，球心离地面高度为H；质量为的钢球A用细线拴好悬挂于O点，当细线被拉直时O点到球心的距离为L，且细线与竖直线之间夹角
;球A由静止释放，摆到最低点时恰与球B发生正碰，碰撞后，A球把轻质指示针C推移到与竖直夹角为
处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D,用来记录球B的落点．
(1)用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后两球A、B的动量（设两球A、B碰前的动量分别为
、
；碰后动量分别为
、
)，则=
; =
; = ; = 。
(2)请你提供两条提高实验精度的建议： 。
答案：(1) 
0 
(2)①让球A多次从同一位置摆下，求B球落点的平均位置；② 角取值不要太小；③两球A、B质量不要太小；④球A质量要尽量比球B质量大
5．图是运用运动传感器测定小车A刹车时加速度大小
的实验中的简易装置图．
(1)若信号发射器向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被信号发射器接受到，从而可以测量物体运动的一些物理量．下列说法正确的是
。
A．超声波是一种电磁波
B．超声波是一种机械波
(2)这组传感器所测量的物理量是 。
(3)图是通过传感器、数据采集器，再经计算机所绘制的小车运动速度与时间关系v—t图线，根据图线中的数据可求出小车的加速度的大小a= m/ s2.
答案：(1)B (2）位移、时间 （3）1. 35 m/s2
6．卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量．假设某同学在这种环境设计了如图所示装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动．设航天器中具有基本测量工具．
(1)物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是 ；
(2)实验时需要测量的物理量是 ；
(3)待测物体质量的表达式为m= 。
答案：(1)物体与接触面间几乎没有压力，摩擦力几乎为零；
(2）弹簧秤示数F、圆周运动的半径R、圆周运动的周期T;
(3)
7．如图所示，排球场总长18 m，设网的高度为2m，运动员站在网前的3 m线上正对网前紧直跳起把球水平击出。若击球点的高度不够，无论球被水平击出的速度多大，球不是触网就是出界，因此击球点的高度应不低于 。
答案：2. 13 m
8．当千分尺的两个小砧合拢时，会听到“嗒”、“嗒”声响，此时若套筒上可动刻度的零刻线与固定刻度的零刻线不重合，说明该千分尺存在零误差，如图甲所示，零误差为
mm，用这个千分尺去测量长度时，实际长度就是读数与这个零误差的修正值．若用这个千分尺测某滚球珠直径时的显示如图乙所示，则滚珠的实际直径为d0 = mm.
答案：-0.010；2.630
9.（1）若以mm为长度的单位，则用下列几种测量工具测量物体长度时，分别可准确读到小数点后第几位（不包括估读）？
直尺 ；十分度的游标卡尺 ；螺旋测微器 。
(2)中学实验中，用单摆测重力加速度的实验时，摆球的直径和摆线长大约是多少？
摆球直径 ；摆线长 。
答案：(1)0 1 2 (2）略
10．用金属制成的线材（如纲丝、钢筋）受到的拉力会伸长，17世纪英国物理学家胡克发现，金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律．这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础．现有一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积为0. 8 cm2，设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1 000,由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，就选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如下：
(1)根据测试结果，推导出线材伸长x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F的函数关系为 。
(2)在寻找上述关系中，你运用哪种科学研究方法？ 。
(3)通过对样品的测试，求出新材料制成的金属细杆能承受的最大拉力约 。
答案：(1)
（其中k为比例系数）；(2)控制条件法（或控制变量法、单因子法、归纳法）；(3)104
N
11．在一些实验中需要较准确地测量物体转过的角度，为此人们设计了这样的仪器：一个可特动的圆盘，在圆盘的边缘标有刻度（称为主尺），圆盘外侧有一个固定不动的圆弧状的游标尺，如图所示（图中画了圈盘的一部分和游标尺）．圆盘上刻出对应的圆心角，游标尺上把与主尺上190对应的圆心角等分成10个格。试根据图中所示的情况读出此时游标上的0刻线与圆盘的0刻线之间所夹的角度为 。
答案：15. 80
12．在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F－x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为 ．图线不过原点的原因是由于
。
答案：200 N/m 弹簧有自重
13．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取A、 B、 C、 D、 E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T=0.02 s的交流电源．他经过测量并计算得到打点计时器在打B、 C、 D、 E、F各点时物体的瞬时速度如下表：
(1)计算
的公式为=
；
(2)根据（1）中得到的数据，以A点对应的时刻为t=0，作出v－t图象，并求物体的加速度a= m/s2 ;
(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=51 Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填：偏大、偏小或不变）．
答案：(1) 
(2) 
，图略 (3)偏小
14．在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz，记录小车做匀变速运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁放着带有最小分度毫米的刻度尺，零点跟 “0”计数点对齐，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下列表格中．
计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2 = m/s;小车的加速度是a= m/s2（保留两位有效数字）．
答案：1.20 5.40 12.00 v2 =0.21 m/s a=0.60 m/s2
15．为了测量两张纸之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验：如图所示，在木块A和板B上贴上待测的纸，B木板水平固定，砂桶通过细线与木块A相连，调节砂桶中砂的多少，使木块A匀速向左运动．测出砂桶和砂的总质量m，以及贴纸木块A的质量M，则两纸间的动摩擦因数
.
(1)该同学为什么要把纸贴在木块A和木板B上，而不直接测量两张纸间的滑动摩擦力？
(2)在实际操作中，发现要保证木块A做匀速运动较困难，请你对这个实验作一改进来克服这一困难．
①你设计的改进方案是 ；
②根据你的方案，结果动摩擦因数
的表达式是
；
③根据你的方案要添加的器材有 。
答案：(1)通过增大压力来增大摩擦力，便于测量；
(2)①使木块A做匀加速运动，测出其加速度a;
②
;③打点计时器、低压电源
16．某同学通过实验对平抛运动进行研究，他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图所示．O点不是抛出点，x轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度是
m/s,抛出点的坐标x＝ m,
y＝ m (g取10m/s2)
答案：4 m/s；-0.80 m；-0. 20 m
17.某班同学分组利用手头现有的各类线、摆球（直径约为2cm左右）等材料研究摆的运动，一组是先测量了摆的运动周期，然后利用单摆周期公式计算得到
；另一组是用刻度尺测量得到的线的长度l，两组数据记录如下表所示：
比较此表的相关数据，可以发现：每次测得的与l值，始终存在 l的情况；其中大部分相对应的数据相差不大，产生这一差异的主要原因是
；
表格中少数相应的数据差异较大，出现这一结果的原因可能是 ， ；
由此，我们可以推断要使与l很接近，这个摆和摆的运动应满足的条件
．
答案：大于 忽略摆球的半径 线太粗、摆角或振幅太大、线质量太大、线太短 细线长度远大于摆球直径、摆可看做一质点（线的质量忽略或摆动角度要小于50)
18．在“用单摆测定重力加速度”的实验中：
(1）摆动时偏角满足的条件是 ，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最 （填“高”或“低’）的点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期．图甲中停表示数为一单摆振动50次所需时间，则单摆振动周期为 。
(2）用最小刻度为1 mm的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示．O为悬挂点，从图乙中可知单摆的摆长为 m。
(3）若用L表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式为g= 。
(4）考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，学生甲说：“因为空气浮力与摆球重力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大．”学生乙说：“浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验，因此振动周期不变”，这两个学生中 。
A.甲的说法正确 B.乙的说法正确 C.两学生的说法都是错误的
答案：(1)
（或
） 低 2.05
s (2) 0. 9965(0.9960～0.9980) (3)
(4) A