2022年高考物理真题分类汇编专题十五力学创新实验.docx
精选学习资料 - - - - - - - - - 专题十五 力学创新试验1. （ 7 分）（2022 全国新课标理综 1 第 22 题）图a 为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图；试验步骤如下: M.重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度用天平测量物块和遮光片的总质量d; 用米尺测最两光电门之间的距离s；调整轻滑轮,使细线水平；让物块从光电门 A 的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门 A 和光电门 B 所用的时间t A和 t B, 求出加速度 a；多次重复步骤,求 a 的平均值 a ；依据上述试验数据求出动擦因数 ；回答以下为题：1 测量d 时,某次游标卡尺 主尺的最小分度为1mm的示如图（ b）所示；其读数为cm 名师归纳总结 （2）物块的加速度a 可用 d、s、 t A, 和 t B,表示为 a= 第 1 页,共 4 页3 动摩擦因数 可用M、m、 a 和重力加速度g 表示为= （4）假如细线没有调整到水平. 由此引起的误差属于（填“ 偶然误差” 或” 系统误差”）答案： 10.9602 1 2 sdB2-dA2 3 mgMma 4 系统误差ttMg解析：遮光片经过光电门A 和光电门B 的速度分别为：vA=dA, vB=dB. ；由vB 2-ttvA 2=2as,可得a=1 2 sdB2-dA2. 由牛顿其次定律,mg- Mg=M+m a ,解得tt- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - =mgMma；Mg2（ 12 分）（2022 全国高考大纲版理综第23 题）测量小物块Q与平板 P 之间的动摩擦因数B P C D 的试验装置如下列图；AB 是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道,与水平固定放置的P 板的上表面BC在 B 点相切, C 点在水平地面的垂直A Q 投影为 C ；重力加速度为g；试验步骤如下：用天平称出物块Q的质量 m；R L C测量出轨道AB的半径 R、BC的长度 L 和 CC /的高度 h；将物块 Q在 A点由静止释放,在物块Q落地处标记其落地点D；重复步骤,共做10 次；将 10 个落地点用一个尽量小的圆围住,用米尺测量圆心到C 的距离 s；（ 1）用试验中的测量量表示：（）物块 Q到达 B点时的动能 EkB_；（）物块 Q到达 C点时的动能 EkC_；（）在物块 Q从 B运动到 C的过程中,物块 Q克服摩擦力做的功 Wf_；（）物块 Q与平板 P 之间的动摩擦因数 _；（ 2）回答以下问题：（）试验步骤的目的是；（ ii ）已知试验测得的 值比实际值偏大,其缘由除了试验中测量量的误差之外,其它的可能是（写出一个可能的缘由即可）2（ 12 分）答案：名师归纳总结 （1）（每空2 分）（） mgR（）2 mgs（） mgR -2 mgs（）第 2 页,共 4 页4 h4hRs2圆弧轨道存在摩擦（或接缝B 处不平滑等） （2 分）L4hL（2）减小试验结果的误差（2 分）解析：（1）由机械能守恒定律,物块Q 到达 B 点时的动能EkB mgR；由平抛运动规律,可- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 得 s=vt ,h=1 2gt2,解得物块从C点抛出时的速度v=sg；物块 Q到达 C点时的动能EkC2 h21 mv 2= mgs；由动能定理,在物块 Q 从 B 运动到 C 的过程中,物块 Q克服摩擦力做的2 4 h2 2功 W f mgR -mgs；由 Wf mgL解得物块 Q与平板 P 之间的动摩擦因数 R s4 h L 4 hL（2）试验步骤的目的是通过多次试验减小试验结果的误差；试验测得的 值比实际值偏大,其缘由除了试验中测量量的误差之外,其它的可能是圆弧轨道存在摩擦、接缝 B处不平滑等；3. （2022 全国新课标理综II第 22 题）（8 分）某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时,小球恰好桌面边缘,如图（a）所示；向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面；通过测量和运算；可求得弹簧被压缩后的弹性势能；回答以下问题：（1）本试验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能 Ep 与小球抛出时的动能 Ek 相等；已知重力加速度大小为 g；为求得 Ek,至少需要测量以下物理量中的（填正确答案标号） ；A小球的质量B小球抛出点到落地点的水平距离 s C桌面到地面的高度 h D弹簧的压缩量 xE弹簧原长l 0Ek,得 Ek= ；（2）用所选取的测量量和已知量表示（3）图（ b）中的直线是试验测量得到的s- x 图线；从理论上可推名师归纳总结 出,假如 h 不变, m增加, s- x 图线的斜率会（填“ 增大”、（填“ 增大”、第 3 页,共 4 页“ 减小” 或“ 不变”）；假如m 不变, h 增加, s- x 图线的斜率会- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - “ 减小” 或“ 不变”）；由图（b）中给出的直线关系和Ek 的表达式可知,Ep 与 x的次方成正比；【答案】（ 1）ABC3分 （2）mgs2（2 分 4h（3）减小（ 1 分 增大（ 1 分2 （ 1 分 【命题意图】此题主要考查弹性势能的探究和平抛运动的相关学问,意在考查考生敏捷应用学问解决问题的才能；【解题思路】 （1）利用平抛运动规律,测量出平抛运动的初速度v；由 s=vt ,h=1 gt 2,联立解得 v=s g；要测量小球速度,需要测量小球抛出点到落地2 2 h点的水平距离 s,桌面到地面的高度 h；依据动能公式,为求得 Ek,仍需要测量小球的质量2m,所以正确选项是 ABC；（2）小球抛出时的动能 Ek=1 mv 2= mgs；（3）弹簧的压缩量 x2 4 h越大,弹性势能越大,小球抛出时的动能越大,所以 s 与 x 成正比；假如 h 不变, m 增加, s- x 图象斜率会减小；假如m不变, h 增加, s- x 图象斜率会增大；由试验绘出的图象可知, s 与 x成正比,而Ek=1 2mv 2=2 mgs,所以弹簧被压缩后的弹性势能Ep 与4 h x 的二次方成正比；【方法技巧】解答此类题要利用相关物理规律列出方程,再结合题给图象解答；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页
