实验3 知能达标训练-2022高考物理 新编大一轮总复习（word）人教版

1．(2020·长沙一模)在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条：

(1)(多选)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的____________(填字母代号)。

A．将橡皮条拉伸相同长度即可

B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度

C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度

D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置

(2)(多选)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是____________(填字母代号)。

A．两细绳必须等长

B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行

C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大

D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些

[答案]　(1)BD　(2)BD

2．(2020·聊城市第二次模拟)某实验小组用如图所示的器材验证“力的平行四边形定则”。在水平的圆形桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中滑轮P1固定在桌子边，滑轮P2、P3可沿桌边移动。步骤如下：

A．在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，调整滑轮P2、P3位置并使结点O静止；

B．在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向，以O点为起点，用同一标度作出三个拉力的图示；

C．以绕过滑轮P2、P3绳的两个力为邻边作平行四边形，作出以O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度；

D．检验对角线的长度和绕过滑轮P1绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上。

(1)第一次实验中，若一根绳挂的钩码质量为m，另一根绳挂的钩码质量为2m，则第三根绳所挂的钩码质量M应满足关系______________________。

(2)第二次实验时，改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量，使结点平衡，绳的结点____________(选填“必须”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的O点重合。实验中，若桌面倾斜，____________(选填“会”或“不会”)影响实验的结论。

[解析]　(1)若一根绳挂的质量为m，另一根绳挂的质量为2m，则两绳子的拉力分别为：mg、2mg，两绳不共线，两绳子拉力的合力F的范围是：2mg－mg<F<2mg＋mg，即mg<F<3mg；三力的合力为零，则第三根绳拉力范围为mg<F3<3mg，第三根绳挂的钩码质量m<M<3m。(2)本实验不是先用一根绳拉，然后用两根绳去拉，使一根绳拉的作用效果与两根绳拉的作用效果相同，而是三根绳都直接拉O点，所以O点的位置可以改变。若桌面不水平，绳中拉力仍等于钩码重力，对实验以及实验结论无影响。

[答案]　(1)m＜M＜3m　(2)不必　不会

3．(2021·潍坊市模考)某同学在家中做“验证力的平行四边形定则”实验。实验器材有橡皮筋、小铁块、轻弹簧、细线、直尺、废圆表盘。实验步骤如下：

①在弹簧下挂小铁块，弹簧伸长6.0 cm。

②将表盘竖直固定，橡皮筋上端固定在表盘的“12”处，下端拴上两根细线套a、b，先用弹簧竖直向下拉线套a，使橡皮筋下端至表盘中心O点处，此时弹簧伸长了10.0 cm。此时拉皮筋的力记为F。

③再将小铁块挂在线套b上，并将其搭在表盘“4”处的光滑钉子上，用弹簧拉线套a，调整弹簧拉力的大小和方向，使皮筋下端到达O点时，线套a正好经过“7”处，此时弹簧伸长了8.2 cm，将弹簧的拉力记为F1，铁块的拉力记为F2。

④以F1、F2两力为邻边作出平行四边形，若其对角线对应的力F′与F的偏差在误差允许范围内，则该同学验证了力的平行四边形定则。

请回答下列问题：

(1)实验中为什么第二次拉橡皮筋时也使其下端到达O点？________________________________________________________________________。

(2)该同学取弹簧伸长2 cm为单位力长度，过O点作出了力F的图示，请你在图中再画出F1、F2和F′力的图示。

[解析]　(1)为了保证两次拉皮筋的力效果相同，则第二次拉橡皮筋时也使其下端到达O点；(2)如图，因铁块的拉力使弹簧伸长6 cm，则对应的力F2为3个单位；弹簧伸长8.2 cm时对应的力F1为4.1个单位，则受力图如图：

[答案]　(1)保证两次拉皮筋的力效果相同

(2)见解析图

4．小白用如图所示的装置验证“力的平行四边形定则”，其部分实验操作如下。

(1)请完成下列相关内容：

a．在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O，如图甲所示。

b．卸下钩码，然后将两绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置O，记录细绳套AO、BO的方向及两弹簧测力计相应的读数。图乙中B弹簧测力计的读数为____________ N。

c．小白在坐标纸上画出两弹簧拉力FA、FB的大小和方向如图丙所示，请你用作图工具在丙图中坐标纸上作出FA、FB的合力F′。

d．已知钩码的重力，可得弹簧所受的拉力F如图丙所示。

e．最后观察比较F和F′，得出结论。

(2)本实验采用的科学方法是____________。

A．理想实验法　　　　　 B．控制变量法

C．等效替代法  D．建立物理模型法

[解析]　b．图中B弹簧测力计的读数为11.40 N；c.图线如图所示。

[答案]　(1)11.40　图见解析　(2)C

5．(2021·衡阳模拟)如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解。A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动。B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3 m的杆。将细绳连接在杆右端O点构成支架。保持杆在水平方向，按如下步骤操作：

①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ

②对两个传感器进行调零

③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数

④取下钩码，移动传感器A改变θ角

重复上述实验步骤，得到表格。

(1)根据表格数据，A传感器对应的是表中力____________(选填“F1”或“F2”)。钩码质量为____________ kg(保留一位有效数字)。

(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是(　　)

A．因为事先忘记调零

B．何时调零对实验结果没有影响

C．为了消除横杆自身重力对结果的影响

D．可以完全消除实验的误差

[解析]　(1)A传感器中的力均为正值，故A传感器对应的是表中力F1，平衡时，mg＝F1sin θ，当θ＝30°时，F1＝1.001 N，可求得m＝0.05 kg。

(2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，目的是为了消除横杆自身重力对结果的影响，故C正确。

[答案]　(1)F1　0.05　(2)C