高考物理 考纲解读与热点难点突破 专题10 力学实验综合应用热点难点突破-人教版高三全册物理试题.doc

专 题 1 0 力 学 实 验 综 合 应 用1 某 同 学 利 用 光 电 门 传 感 器 设 计 了 一 个 研 究 小 物 体 自 由 下 落 时 机 械 能 是 否 守 恒 的 实 验,实 验 装 置 如 图所 示，图 中 A、B 两 位 置 分 别 固 定 了 两 个 光 电 门 传 感 器 实 验 时 测 得 小 物 体 上 宽 度 为 d 的 挡 光 片 通 过 A 的 挡光 时 间 为 t1，通 过 B 的 挡 光 时 间 为 t2，重 力 加 速 度 为 g.为 了 证 明 小 物 体 通 过 A、B 时 的 机 械 能 相 等，还 需要 进 行 一 些 实 验 测 量 和 列 式 证 明(1)下 列 必 要 的 实 验 测 量 步 骤 是 _ _ _ _ _ _ _ _ A 用 天 平 测 出 运 动 小 物 体 的 质 量 mB 测 出 A、B 两 传 感 器 之 间 的 竖 直 距 离 hC 测 出 小 物 体 释 放 时 离 桌 面 的 高 度 HD 用 秒 表 测 出 运 动 小 物 体 由 传 感 器 A 到 传 感 器 B 所 用 时 间 t(2)若 该 同 学 用 d 和 t1、t2的 比 值 分 别 来 反 映 小 物 体 经 过 A、B 光 电 门 时 的 速 度,并 设 想 如 果 能 满 足 _ _ _ _ _ _ _关 系 式,即 能 证 明 在 自 由 落 体 过 程 中 小 物 体 的 机 械 能 是 守 恒 的【答 案】(1)B(2)dt22dt12 2 g h故 需 测 出 A、B 两 传 感 器 之 间 的 竖 直 距 离 h.2 如 图 甲 是“研 究 匀 变 速 直 线 运 动”实 验 中 获 得 的 一 条 纸 带，O、A、B、C、D 和 E 为 纸 带 上 六 个 计 数点，加 速 度 大 小 用 a 表 示(1)O D 间 的 距 离 为 _ _ _ _ _ _ _ _ c m.(2)图 乙 是 根 据 实 验 数 据 绘 出 的 x-t2图 线(x 为 各 计 数 点 至 同 一 起 点 的 距 离)，斜 率 表 示 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，加 速 度 大 小 为 _ _ _ _ _ _ _ _ m/s2(保 留 三 位 有 效 数 字)【答 案】(1)1.2 0(2)加 速 度 的 一 半(或a2)0.9 3 33 某 同 学 设 计 了 以 下 的 实 验 来 验 证 机 械 能 守 恒 定 律:在 竖 直 放 置 的 光 滑 的 塑 料 米 尺 上 套 一 个 磁 性 滑 块m，滑 块 可 沿 米 尺 自 由 下 落 在 米 尺 上 还 安 装 了 一 个 连 接 了 内 阻 很 大 数 字 电 压 表 的 多 匝 线 框 A，线 框 平 面 在水 平 面 内，滑 块 可 穿 过 线 框，如 图 所 示 把 滑 块 从 米 尺 的 0 刻 度 线 处 释 放，记 下 线 框 所 在 的 刻 度 h 和 滑 块穿 过 线 框 时 的 电 压 U.改 变 h，调 整 线 框 的 位 置，多 做 几 次 实 验，记 录 各 次 的 h，U.(1)如 果 采 用 图 象 法 对 得 出 的 数 据 进 行 分 析 论 证，用 图 线 _ _ _ _ _ _ _ _(选 填“U h”或“U2h”)更 容 易 得 出 结论(2)影 响 本 实 验 精 确 程 度 的 因 素 主 要 是 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(列 举 一 点 即 可)【答 案】(1)U2h(2)空 气 阻 力(或 电 磁 感 应 损 失 机 械 能)【解 析】(1)由 m g h 12m v2得 v 2 g h，根 据 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 得 U B L v B L 2 g h，则 U2 2 B2L2g h，每 次 滑 落 时 B、L 相 同，故 U2与 h 成 正 比，如 果 采 用 图 象 法 对 得 出 的 数 据 进 行 分 析 论 证，线 性 图 线 会 更直 观，故 用 U2h 图 象；(2)由 于 空 气 阻 力 等 影 响，使 滑 块 下 落 时 减 少 的 重 力 势 能 不 能 完 全 转 化 为 动 能 从 而 带 来 实 验 误 差 4 在“探 究 加 速 度 与 质 量 的 关 系”的 实 验 中(1)备 有 器 材：A.长 木 板；B.电 磁 打 点 计 时 器、低 压 交 流 电 源、纸 带；C.细 绳、小 车、砝 码;D.装 有细 砂 的 小 桶；E.薄 木 板；F.毫 米 刻 度 尺 还 缺 少 的 一 件 器 材 是 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)实 验 得 到 如 图(a)所 示 的 一 条 纸 带,相 邻 两 计 数 点 的 时 间 间 隔 为 T；B、C 间 距 s2和 D、E 间 距 s4已 量出，利 用 这 两 段 间 距 计 算 小 车 加 速 度 的 表 达 式 为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(3)同 学 甲 根 据 实 验 数 据 画 出 如 图(b)所 示 a1m图 线，从 图 线 可 得 砂 和 砂 桶 的 总 质 量 为 _ _ _ _ _ _ k g；(g 取1 0 m/s2)(4)同 学 乙 根 据 实 验 数 据 画 出 了 图(c)，从 图 线 可 知 乙 同 学 操 作 过 程 中 可 能_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _【答 案】(1)天 平(2)a s4 s22 T2(3)0.0 2(0.0 1 8 0.0 2 2 均 正 确)(4)未 平 衡 摩 擦 力 或 平 衡 摩 擦 力 不够(3)根 据 牛 顿 第 二 定 律 可 知，a Fm，则 F 即 为 a1m图 象 的 斜 率，所 以 砂 和 砂 桶 的 总 重 力 m g F 2.41 2N 0.2 N，解 得 m 0.0 2 k g.(4)由 图(c)可 知,图 线 不 通 过 坐 标 原 点，当 F 为 某 一 值 时，加 速 度 为 零，可 知 平 衡 摩 擦 力 不 足 或 未 平 衡摩 擦 力 5 某 兴 趣 小 组 的 同 学 看 见 一 本 物 理 书 上 说“在 弹 性 限 度 内，劲 度 系 数 为 k 的 弹 簧，形 变 量 为 x 时 弹 性势 能 为 Ep12k x2”，为 了 验 证 该 结 论 就 尝 试 用“研 究 加 速 度 与 合 外 力、质 量 关 系”的 实 验 装 置(如 图 甲)设 计了 以下 步 骤 进 行 实 验 实 验 步 骤：A 水 平 桌 面 上 放 一 长 木 板，其 左 端 固 定 一 弹 簧，通 过 细 绳 与 小 车 左 端 相 连，小 车 的 右 端 连 接 打 点 计 时器 的 纸 带；B 将 弹 簧 拉 伸 x 后 用 插 销 锁 定，测 出 其 伸 长 量 x；C 打 开 打 点 计 时 器 的 电 源 开 关 后,拔 掉 插 销 解 除 锁 定，小 车 在 弹 簧 作 用 下 运 动 到 左 端；D 选 择 纸 带 上 某 处 的 A 点 测 出 其 速 度 v；E 取 不 同 的 x 重 复 以 上 步 骤 多 次，记 录 数 据 并 利 用 功 能 关 系 分 析 结 论 实 验 中 已 知 小 车 的 质 量 为 m，弹 簧 的 劲 度 系 数 为 k，则：(1)长 木 板 右 端 垫 一 小 物 块，其 作 用 是 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；(2)如 图 乙 中 纸 带 上 A 点 位 置 应 在 _ _ _ _ _ _ _ _(填 s1、s2、s3)的 段 中 取；(3)若 Ep12k x2成 立，则 实 验 中 测 量 出 物 理 量 x 与 m、k、v 关 系 式 是 x _ _ _ _ _ _ _ _【答 案】(1)平 衡 摩 擦 力(2)s2(3)mkv【解 析】本 实 验 的 原 理 是 将 弹 簧 的 弹 性 势 能 转 化 为 小 车 的 动 能，长 木 板 右 端 垫 一 小 物 块，其 作用 是 平 衡 摩 擦 力；根 据 实 验 原 理，点 间 距 均 匀，为 匀 速 直 线 运 动 阶 段，说 明 速 度 达 到 最 大，故 纸 带 上 A 点 位 置 应 在s2段；根 据 能 量 守 恒，有 Ep12k x212m v2，解 得：x mkv.6.某 探 究 学 习 小 组 用 如 图 所 示 的 方 案 测 滑 块 与 木 板 间 的 动 摩 擦 因 数.在 实 验 桌 上 固 定 一 斜 面，在 斜 面上 距 斜 面 底 端 挡 板 一 定 距 离 处 放 置 一 小 滑 块，系 住 小 滑 块 的 轻 质 细 线 跨 过 光 滑 的 定 滑 轮 后 系 住 一 小 球，整个 系 统 处 于 静 止 状 态.剪 断 细 线 后，小 滑 块 沿 斜 面 向 下 运 动 与 挡 板 相 碰，小 球 自 由 下 落 与 地 面 相 碰，先 后 听到 两 次 碰 撞 的 声 音.反 复 调 节 挡 板 的 位 置，直 到 只 听 到 一 次 碰 撞 的 声 音.测 得 此 情 况 下 小 滑 块 距 挡 板 的 距 离 x 0.5 m，距 桌 面 距 离 h 0.3 m，小 球 下 落 的 高 度 H 1.2 5 m，取 g 1 0 m/s2.不 考 虑 空 气 的 阻 力，则：（1）小 滑 块 与 挡 板 碰 前 的 速 度 大 小 为 m/s.（2）滑 块 与 木 板 间 动 摩 擦 因 数 的 表 达 式 为（用 所 给 物 理 量 的 符 号 表 示），代 入 数 据 得.【答 案】（1）2（2）H h x2H x2 h20.2 5【解 析】（1）同 时 听 到 声 音 说 明 小 球 与 小 滑 块 运 动 时 间 相 同，设 都 为 t，由 小 球 做 自 由 落 体 运 动 有 H 12g t2，解 得 t 2 Hg 0.5 s，则 小 滑 块 与 挡 板 碰 撞 时 的 速 度 为 v 2 xt 2 m/s.7.“动 能 定 理”和“机 械 能 守 恒 定 律”是 物 理 学 中 很 重 要 的 两 个 力 学 方 面 的 物 理 规 律.某 同 学 设 计 了如 图 所 示 的 实 验 装 置.一 个 电 磁 铁 吸 住 一 个 小 钢 球,当 将 电 磁 铁 断 电 后,小 钢 球 将 由 静 止 开 始 向 下 加 速 运 动.小 钢 球 经 过 光 电 门 时，计 时 装 置 将 记 录 小 钢 球 通 过 光 电 门 所 用 的 时 间 t，用 直 尺 测 量 出 小 钢 球 由 静 止 开始 下 降 至 光 电 门 时 的 高 度 h.（1）该 同 学 为 了 验 证“动 能 定 理”,用 游 标 卡 尺 测 量 了 小 钢 球 的 直 径，结 果 如 下 图 所 示，他 记 录 的小 钢 球 的 直 径 d c m.（2）该 同 学 在 验 证“动 能 定 理”的 过 程 中,忽 略 了 空 气 阻 力 的 影 响，除 了 上 述 的 数 据 之 外 是 否 需 要测 量 小 钢 球 的 质 量（填“需 要”或“不 需 要”）.（3）如 果 用 这 套 装 置 验 证 机 械 能 守 恒 定 律,下 面 的 做 法 能 提 高 实 验 精 度 的 是.A.在 保 证 其 他 条 件 不 变 的 情 况 下，减 小 小 球 的 直 径B.在 保 证 其 他 条 件 不 变 的 情 况 下，增 大 小 球 的 直 径C.在 保 证 其 他 条 件 不 变 的 情 况 下，增 大 小 球 的 质 量D.在 保 证 其 他 条 件 不 变 的 情 况 下，减 小 小 球 的 质 量【答 案】（1）1.3 2 0（2）不 需 要（3）A C8.某 课 外 活 动 小 组 利 用 竖 直 上 抛 运 动 验 证 机 械 能 守 恒 定 律.（1）某 同 学 用 2 0 分 度 的 游 标 卡 尺 测 量 一 小 球 的 直 径，示 数 如 图 甲 所 示，则 小 球 的 直 径 d c m.（2）如 图 乙 所 示，弹 射 装 置 将 小 球 竖 直 向 上 抛 出，先 后 通 过 光 电 门 A、B，计 时 装 置 测 出 小 球 通 过 A、B 的 时 间 分 别 为 tA、tB.用 刻 度 尺 测 出 光 电 门 A、B 间 的 距 离 h，用 游 标 卡 尺 测 得 小 球 直 径 为 d，当 地 的 重力 加 速 度 为 g，在 误 差 范 围 内，若 公 式 成 立，就 可 以 验 证 机 械 能 守 恒（用 题 中 给 出 的 物理 量 符 号 表 示）.【答 案】（1）1.0 2 0（2）（d tA）2（d tB）2 2 g h【解 析】（1）游 标 卡 尺 示 数 为 1 0 m m 0.0 5 4 m m 1 0.2 0 m m 1.0 2 0 c m.9.如 图 甲 所 示 是 某 同 学 探 究 加 速 度 与 力 的 关 系 的 实 验 装 置.他 在 气 垫 导 轨 上 安 装 了 一 个 光 电 门 B,滑 块上 固 定 一 遮 光 条，滑 块 用 细 线 绕 过 气 垫 导 轨 左 端 的 定 滑 轮 与 力 传 感 器 相 连,传 感 器 下 方 悬 挂 钩 码，每 次 滑 块都 从 A 处 由 静 止 释 放.（1）该 同 学 用 游 标 卡 尺 测 量 遮 光 条 的 宽 度 d,如 图 乙 所 示，则 d m m.（2）实 验 时，将 滑 块 从 A 位 置 由 静 止 释 放,由 数 字 计 时 器 读 出 遮 光 条 通 过 光 电 门 B 的 时 间 t，若 要 得到 滑 块 的 加 速 度，还 需 要 测 量 的 物 理 量 是 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；（3）下 列 不 必 要 的 一 项 实 验 要 求 是.（请 填 写 选 项 前 对 应 的 字 母）A.应 使 滑 块 质 量 远 大 于 钩 码 和 力 传 感 器 的 总 质 量B.应 使 A 位 置 与 光 电 门 间 的 距 离 适 当 大 些C.应 将 气 垫 导 轨 调 节 水 平D.应 使 细 线 与 气 垫 导 轨 平 行（4）改 变 钩 码 质 量,测 出 对 应 的 力 传 感 器 的 示 数 F 和 遮 光 条 通 过 光 电 门 的 时 间 t,通 过 描 点 作 出 线 性图 象，研 究 滑 块 的 加 速 度 与 力 的 关 系，处 理 数 据 时 应 作 出 图 象.（选 填“t2F”、“1tF”或“1t2F”）.【答 案】（1）2.2 5（2）遮 光 条 到 光 电 门 的 距 离 L（3）A（4）1t2F【解 析】（1）遮 光 条 的 宽 度 d 2 m m 5 0.0 5 m m 2.2 5 m m.（2）该 实 验 是 由 物 块 做 匀 变 速 直 线 运 动 规 律 v2 2 a x 得 加 速 度 a v22 x，而 v dt，所 以 要 得 到 加 速 度 还需 要 测 量 物 块 释 放 时 遮 光 条 到 光 电 门 的 距 离 x.1 0 在“探 究 加 速 度 与 质 量 的 关 系”的 实 验 中(1)备 有 器 材：A.长 木 板；B.电 磁 打 点 计 时 器、低 压 交 流 电 源、纸 带；C.细 绳、小 车、砝 码;D.装 有 细砂 的 小 桶；E.薄 木 板；F.毫 米 刻 度 尺 还 缺 少 的 一 件 器 材 是 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)实 验 得 到 如 图(a)所 示 的 一 条 纸 带,相 邻 两 计 数 点 的 时 间 间 隔 为 T；B、C 间 距 s2和 D、E 间 距 s4已 量出，利 用 这 两 段 间 距 计 算 小 车 加 速 度 的 表 达 式 为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(3)同 学 甲 根 据 实 验 数 据 画 出 如 图(b)所 示 a1m图 线，从 图 线 可 得 砂 和 砂 桶 的 总 质 量 为 _ _ _ _ _ _ k g；(g 取1 0 m/s2)(4)同 学 乙 根 据 实 验 数 据 画 出 了 图(c)，从 图 线 可 知 乙 同 学 操 作 过 程 中 可 能 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _【答 案】(1)天 平(2)a s4 s22 T2(3)0.0 2(0.0 1 8 0.0 2 2 均 正 确)(4)未 平 衡 摩 擦 力 或 平 衡 摩 擦 力 不 够(3)根 据 牛 顿 第 二 定 律 可 知，a Fm，则 F 即 为 a1m图 象 的 斜 率，所 以 砂 和 砂 桶 的 总 重 力 m g F 2.41 2N 0.2 N，解 得 m 0.0 2 k g.(4)由 图(c)可 知,图 线 不 通 过 坐 标 原 点，当 F 为 某 一 值 时，加 速 度 为 零，可 知 平 衡 摩 擦 力 不 足 或 未 平 衡摩 擦 力 1 1 某 兴 趣 小 组 的 同 学 看 见 一 本 物 理 书 上 说“在 弹 性 限 度 内，劲 度 系 数 为 k 的 弹 簧，形 变 量 为 x 时 弹性 势 能 为 Ep12k x2”，为 了 验 证 该 结 论 就 尝 试 用“研 究 加 速 度 与 合 外 力、质 量 关 系”的 实 验 装 置(如 图 甲)设 计 了 以 下 步 骤 进 行 实 验 实 验 步 骤：A 水 平 桌 面 上 放 一 长 木 板，其 左 端 固 定 一 弹 簧，通 过 细 绳 与 小 车 左 端 相 连，小 车 的 右 端 连 接 打 点 计 时器 的 纸 带；B 将 弹 簧 拉 伸 x 后 用 插 销 锁 定，测 出 其 伸 长 量 x；C 打 开 打 点 计 时 器 的 电 源 开 关 后,拔 掉 插 销 解 除 锁 定，小 车 在 弹 簧 作 用 下 运 动 到 左 端；D 选 择 纸 带 上 某 处 的 A 点 测 出 其 速 度 v；E 取 不 同 的 x 重 复 以 上 步 骤 多 次，记 录 数 据 并 利 用 功 能 关 系 分 析 结 论 实 验 中 已 知 小 车 的 质 量 为 m，弹 簧 的 劲 度 系 数 为 k，则：(1)长 木 板 右 端 垫 一 小 物 块，其 作 用 是 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；(2)如 图 乙 中 纸 带 上 A 点 位 置 应 在 _ _ _ _ _ _ _ _(填 s1、s2、s3)的 段 中 取；(3)若 Ep12k x2成 立，则 实 验 中 测 量 出 物 理 量 x 与 m、k、v 关 系 式 是 x _ _ _ _ _ _ _ _【答 案】(1)平 衡 摩 擦 力(2)s2(3)mkv1 2 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 实 验 步 骤 如 下：用 天 平 测 量 物 块 和 遮 光 片 的 总 质 量 M、重 物 的 质 量 m；用 游 标 卡 尺 测 量 遮 光 片 的 宽 度 d；用 米 尺 测 量两 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 tA和 tB，求 出 加 速 度 a；多 次 重 复 步 骤，求 a 的 平 均 值 a；根 据 上 述 实 验 数 据 求 出 动 摩 擦 因 数.回 答 下 列 问 题：(1)测 量 d 时，某 次 游 标 卡 尺(主 尺 的 最 小 分 度 为 1 m m)的 示 数 如 图(b)所 示，其 读 数 为 _ _ _ _ _ _ _ _ c m.(2)物 块 的 加 速 度 a 可 用 d、s、tA和 tB表 示 为 a _ _ _ _ _ _ _ _.(3)动 摩 擦 因 数 可 用 M、m、a和 重 力 加 速 度 g 表 示 为 _ _ _ _ _.(4)如 果 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】(1)0.9 6 0(2)12 sd tB2d tA2(3)m g M m o(a,M g)(4)系 统 误 差(4)细 线 没 有 调 整 到 水 平，造 成 张 力 T 不 水 平，若 此 时 以 T 水 平 来 分 析 计 算，会 造 成 测 量 值 总 是 偏 大 或偏 小，这 种 由 于 实 验 操 作 造 成 的 误 差，属 于 系 统 误 差 1 3 利 用 气 垫 导 轨 验 证 机 械 能 守 恒 定 律，实 验 装 置 如 图 甲 所 示，水 平 桌 面 上 固 定 一 倾 斜 的 气 垫 导 轨；导 轨 上 A 点 处 有 一 带 长 方 形 遮 光 片 的 滑 块，其 总 质 量 为 M，左 端 由 跨 过 轻 质 光 滑 定 滑 轮 的 细 绳 与 一 质 量 为 m的 小 球 相 连；遮 光 片 两 条 长 边 与 导 轨 垂 直；导 轨 上 B 点 有 一 光 电 门，可 以 测 量 遮 光 片 经 过 光 电 门 时 的 挡 光时 间 t，用 d 表 示 A 点 到 光 电 门 B 处 的 距 离，b 表 示 遮 光 片 的 宽 度，将 遮 光 片 通 过 光 电 门 的 平 均 速 度 看 作 滑块 通 过 B 点 时 的 瞬 时 速 度，实 验 时 滑 块 在 A 处 由 静 止 开 始 运 动(1)用 游 标 卡 尺 测 量 遮 光 条 的 宽 度 b，结 果 如 图 乙 所 示，由 此 读 出 b _ _ _ _ _ _ _ _ m m.(2)滑 块 通 过 B 点 的 瞬 时 速 度 可 表 示 为 _ _ _ _ _ _ _ _(3)某 次 实 验 测 得 倾 角 3 0，重 力 加 速 度 用 g 表 示，滑 块 从 A 处 到 达 B 处 时 m 和 M 组 成 的 系 统 动 能增 加 量 可 表 示 为 Ek _ _ _ _ _ _ _ _，系 统 的 重 力 势 能 减 少 量 可 表 示 为 Ep _ _ _ _ _ _ _ _，在 误 差 允 许 的 范 围 内，若 Ek Ep则 可 认 为 系 统 的 机 械 能 守 恒(4)在 上 次 实 验 中，某 同 学 改 变 A、B 间 的 距 离，作 出 的 v2 d 图 像 如 图 丙 所 示，并 测 得 M m，则 重 力加 速 度 g _ _ _ _ _ _ _ _ m/s2.【答 案】(1)3.8 5 m m(2)bt(3)m M b22 t2、(m M2)g d(4)9.6(3)滑 块 从 A 处 到 达 B 处 时 m 和 M 组 成 的 系 统 动 能 增 加 量 为 Ek12(M m)(bt)2m M b22 t2系 统 的 重 力 势 能 减 少 量 可 表 示 为：Ep m g d M g d s i n 3 0(m M2)g d比 较 Ep和 Ek，若 在 实 验 误 差 允 许 的 范 围 内 相 等，即 可 认 为 机 械 能 是 守 恒 的 1 4 某 探 究 学 习 小 组 的 同 学 欲 验 证“动 能 定 理”，他 们 在 实 验 室 组 装 了 一 套 如 图 1 所 示 的 装 置：水 平轨 道 上 安 装 两 个 光 电 门，小 车 上 固 定 有 力 传 感 器 和 挡 光 板，细 线 一 端 与 力 传 感 器 连 接，另 一 端 跨 过 定 滑 轮挂 上 砝 码 盘 实 验 时，保 持 轨 道 和 细 线 水 平，通 过 调 整 砝 码 盘 里 砝 码 的 质 量 让 小 车 做 匀 速 运 动 实 现 平 衡 摩擦 力(1)该 实 验 是 否 需 要 满 足 砝 码 和 砝 码 盘 的 总 质 量 远 小 于 小 车 的 质 量？(回 答“是”或“否”)(2)实 验 需 要 用 游 标 卡 尺 测 量 挡 光 板 的 宽 度 l，如 图 2 所 示，则 l _ _ _ _ _ _ _ _ m m；(3)实 验 获 得 以 下 测 量 数 据：小 车(含 传 感 器 和 挡 光 板)的 总 质 量 M，平 衡 摩 擦 力 时 砝 码 和 砝 码 盘 的 总 质量 m0，挡 光 板 的 宽 度 l，光 电 门 1 和 光 电 门 2 的 中 心 距 离 x，某 次 实 验 过 程：力 传 感 器 的 读 数 F，小 车 通 过光 电 门 1 和 光 电 门 2 的 挡 光 时 间 分 别 为 t1、t2.小 车 通 过 光 电 门 2 后 砝 码 盘 才 落 地，重 力 加 速 度 为 g.该 实 验对 小 车 需 验 证 的 表 达 式 是 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(用 实 验 中 测 出 的 物 理 量 表 示)【答 案】(1)否(2)5.5 0(3)F x m0g x 12M(lt2)2(lt1)2【解 析】(1)因 为 小 车 的 拉 力 可 以 通 过 传 感 器 测 量，不 需 要 用 砝 码 盘 和 砝 码 的 总 重 力 表 示，所 以 不 需 要 满 足 砝 码 和 砝 码 盘 的 总 质 量 远 小 于 小 车 的 质 量(2)游 标 卡 尺 的 主 尺 读 数 为 5 m m，游 标 读 数 为 0.0 5 1 0 m m 0.5 0 m m，则 最 终 读 数 为 5.5 0 m m.1 5.某 研 究 小 组 设 计 了 一 种“用 一 把 尺 子 测 定 动 摩 擦 因 数”的 实 验 方 案.如 图 1 8 所 示，A 是 可 固 定 于 水平 桌 面 上 任 意 位 置 的 滑 槽(滑 槽 末 端 与 桌 面 相 切)，B 是 质 量 为 m 的 滑 块(可 视 为 质 点).图 1 8第 一 次 实 验，如 图(a)所 示，将 滑 槽 末 端 与 桌 面 右 端 M 对 齐 并 固 定，让 滑 块 从 滑 槽 最 高 点 由 静 止 滑 下，最 终 落 在 水 平 地 面 上 的 P 点，测 出 滑 槽 最 高 点 距 离 桌 面 的 高 度 h、M 距 离 地 面 的 高 度 H、M 与 P 间 的 水 平 距离 x1；第 二 次 实 验，如 图(b)所 示，将 滑 槽 沿 桌 面 向 左 移 动 一 段 距 离 并 固 定，让 滑 块 B 再 次 从 滑 槽 最 高 点 由 静止 滑 下，最 终 落 在 水 平 地 面 上 的 P 点，测 出 滑 槽 末 端 与 桌 面 右 端 M 的 距 离 L、M 与 P 间 的 水 平 距 离 x2.(1)在 第 二 次 实 验 中，滑 块 到 M 点 的 速 度 大 小 为 _ _ _ _ _ _ _ _.(用 实 验 中 所 测 物 理 量 的 符 号 表 示，已 知 重 力加 速 度 为 g).(2)通 过 上 述 测 量 和 进 一 步 的 计 算，可 求 出 滑 块 与 桌 面 间 的 动 摩 擦 因 数，下 列 能 引 起 实 验 误 差 的 是_ _ _ _ _ _ _ _.(选 填 序 号)A.h 的 测 量 B.H 的 测 量C.L 的 测 量 D.x2的 测 量(3)若 实 验 中 测 得 h 1 5 c m、H 2 5 c m、x1 3 0 c m、L 1 0 c m、x2 2 0 c m，则 滑 块 与 桌 面 间 的 动 摩 擦 因 数 _ _ _ _ _ _ _ _.(结 果 保 留 1 位 有 效 数 字)【答 案】(1)x2g2 H(2)B C D(3)0.5【解 析】(1)滑 块 在 桌 面 右 端 M 点 的 速 度 大 小 为：v1x1t，v2x2t由 竖 直 方 向 有：H 12g t2由 式 求 得：v2 x2g2 H(3)x21 x224 H L0.32 0.224 0.2 5 0.1 0.51 6.用 如 图 9 所 示 装 置 做“验 证 动 能 定 理”的 实 验.实 验 中，小 车 碰 到 制 动 挡 板 时，钩 码 尚 未 到 达 地 面.图 9(1)为 了 保 证 细 绳 的 拉 力 等 于 小 车 所 受 的 合 外 力，以 下 操 作 必 要 的 是 _ _ _ _ _ _ _ _(选 填 选 项 前 的 字 母).A.在 未 挂 钩 码 时，将 木 板 的 右 端 垫 高 以 平 衡 摩 擦 力B.在 悬 挂 钩 码 后，将 木 板 的 右 端 垫 高 以 平 衡 摩 擦 力C.调 节 木 板 左 端 定 滑 轮 的 高 度，使 牵 引 小 车 的 细 绳 与 木 板 平 行D.所 加 钩 码 的 质 量 尽 量 大 一 些(2)如 图 1 0 是 某 次 实 验 中 打 出 纸 带 的 一 部 分.O、A、B、C 为 4 个 相 邻 的 计 数 点，相 邻 的 两 个 计 数 点 之 间还 有 4 个 打 出 的 点 没 有 画 出，所 用 交 流 电 源 的 频 率 为 5 0 H z.通 过 测 量，可 知 打 点 计 时 器 打 B 点 时 小 车 的 速 度大 小 为 _ _ _ _ _ _ m/s.图 1 0(3)甲 同 学 经 过 认 真、规 范 地 操 作，得 到 一 条 点 迹 清 晰 的 纸 带.他 把 小 车 开 始 运 动 时 打 下 的 点 记 为 O，再依 次 在 纸 带 上 取 等 时 间 间 隔 的 1、2、3、4、5、6 等 多 个 计 数 点，可 获 得 各 计 数 点 到 O 的 距 离 s 及 打 下 各 计数 点 时 小 车 的 瞬 时 速 度 v.如 图 1 1 是 根 据 这 些 实 验 数 据 绘 出 的 v2 s 图 象.已 知 此 次 实 验 中 钩 码 的 总 质 量 为0.0 1 5 k g，小 车 中 砝 码 的 总 质 量 为 0.1 0 0 k g，取 重 力 加 速 度 g 9.8 m/s2，则 由 图 象 可 知 小 车 的 质 量 为_ _ _ _ _ _ _ _ k g(结 果 保 留 两 位 有 效 数 字).图 1 1(4)在 钩 码 总 质 量 远 小 于 小 车 质 量 的 情 况 下，乙 同 学 认 为 小 车 所 受 拉 力 大 小 等 于 钩 码 所 受 重 力 大 小.但经 多 次 实 验 他 发 现 拉 力 做 的 功 总 是 要 比 小 车 动 能 变 化 量 小 一 些，造 成 这 一 情 况 的 原 因 可 能 是 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(选填 选 项 前 的 字 母).A.滑 轮 的 轴 处 有 摩 擦B.小 车 释 放 时 离 打 点 计 时 器 太 近C.长 木 板 的 右 端 垫 起 的 高 度 过 高D.钩 码 做 匀 加 速 运 动，钩 码 重 力 大 于 细 绳 拉 力【答 案】(1)A C(2)0.3 6(3)0.1 8(4)C【解 析】(1)为 保 证 细 绳 的 拉 力 等 于 小 车 所 受 的 合 外 力，需 要 平 衡 摩 擦 力，平 衡 时 应 不 挂 钩 码，同 时 需保 证 细 绳 与 木 板 平 行，故 选 A、C.(2)vBA C2 T1 0.0 6 2.8 6 1 0 22 0.1m/s 0.3 6 m/s.(4)若 拉 力 做 功 小 于 小 车 动 能 增 量，说 明 有 其 他 力 做 功，可 能 是 平 衡 摩 擦 力 过 度，故 C 正 确.1 7.在 探 究“弹 力 和 弹 簧 伸 长 的 关 系”时，小 张 同 学 用 如 图 甲 所 示 的 实 验 装 置 进 行 实 验 将 该 弹 簧 竖 直悬 挂，在 自 由 端 挂 上 钩 码，通 过 改 变 钩 码 的 个 数，记 录 钩 码 的 质 量 m 和 弹 簧 上 指 针 在 刻 度 尺 上 的 读 数 x.(1)小 张 同 学 根 据 实 验 数 据 在 坐 标 纸 上 用 描 点 法 画 出 x m 图 象 如 图 乙 所 示，由 图 象 可 求 得 该 弹 簧 的 劲度 系 数 k _ _ _ _ _ _ _ _ N/m(当 地 的 重 力 加 速 度 g 9.8 m/s2，结 果 保 留 三 位 有 效 数 字)(2)在 本 次 实 验 中，考 虑 到 弹 簧 自 身 有 重 量，测 得 弹 簧 劲 度 系 数 k 的 值 与 真 实 值 相 比 较 _ _ _ _ _ _ _ _(填“偏大”、“偏 小”或“没 有 影 响”)【答 案】(1)7 3.5(7 3.0 7 4.0 均 可)(2)没 有 影 响【解 析】(1)由 胡 克 定 律 m g k(x x0)，变 化 为 x gkm x0.图 乙 所 示 的 x m 图 象 的 斜 率 等 于gk，由 x m图 象 可 得 k 7 3.5 N/m.(2)弹 簧 自 身 重 力 不 影 响 x m 图 象 的 斜 率，对 弹 簧 劲 度 系 数 的 测 量 没 有 影 响 1 8 如 图 甲 所 示，一 位 同 学 利 用 光 电 计 时 器 等 器 材 做“验 证 机 械 能 守 恒 定 律”的 实 验 有 一 直 径 为 d、质 量 为 m 的 金 属 小 球 由 A 处 静 止 释 放，下 落 过 程 中 能 通 过 A 处 正 下 方、固 定 于 B 处 的 光 电 门，测 得 A、B 间的 距 离 为 H(H 远 大 于 d)，光 电 计 时 器 记 录 下 小 球 通 过 光 电 门 的 时 间 为 t，当 地 的 重 力 加 速 度 为 g.则：(1)如 图 乙 所 示，用 游 标 卡 尺 测 得 小 球 的 直 径 d _ _ _ _ _ _ _ _ m m.(2)多 次 改 变 高 度 H，重 复 上 述 实 验，作 出1t2随 H 的 变 化 图 象 如 图 丙 所 示，当 图 中 已 知 量 t0、H0和 重 力 加速 度 g 及 小 球 的 直 径 d 满 足 表 达 式 _ _ _ _ _ _ _ _ 时，可 判 断 小 球 下 落 过 程 中 机 械 能 守 恒(3)实 验 中 发 现 动 能 增 加 量 Ek总 是 稍 小 于 重 力 势 能 减 少 量 Ep，增 加 下 落 高 度 后，则 Ep Ek将_ _ _ _ _ _ _ _(选 填“增 加”、“减 小”或“不 变”)【答 案】(1)7.2 5(2)1t202 gd2H0(或 2 g H0t20 d2)(3)增 加【解 析】(1)该 小 球 的 直 径 d 7 m m 5 0.0 5 m