2000年-2022年高考物理-力学实验试题分类汇编.doc
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1、2000-2022年高考试题分类汇编:力学实验全国卷1.6分如下列图,两个质量各为m1和m2的小物块A和B,分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,m1m2,现要利用此装置验证机械能守恒定律。1假设选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量,那么需要测量的物理量有_。物块的质量m1、m2;物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间;物块B下落的距离及下落这段距离所用的时间;绳子的长度。2为提高实验结果的准确程度,某小组同学对此实验提出以下建议:绳的质量要轻;在“轻质绳的前提下,绳子越长越好;尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃;两个物块的质量之差要尽可能小。以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_。3
2、写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议:_。答案:(1) 或;2;3例如:“对同一高度进行屡次测量取平均值, “选取受力后相对伸长尽量小的绳子等等。解析:1通过连结在一起的A、B两物体验证机械能守恒定律,即验证系统的势能变化与动能变化是否相等,A、B连结在一起,A下降的距离一定等于B上升的距离;A、B的速度大小总是相等的,故不需要测量绳子的长度和B上升的距离及时间。2如果绳子质量不能忽略,那么A、B组成的系统势能将有一局部转化为绳子的动能,从而为验证机械能守恒定律带来误差;假设物块摇摆,那么两物体的速度有差异,为计算系统的动能带来误差;绳子长度和两个物块质量差应适当。3屡次取平
3、均值可减少测量误差,绳子伸长量尽量小,可减少测量的高度的准确度。【考点】验证机械能守恒【点评】此题为一验证性实验题。要求根据物理规律选择需要测定的物理量,运用实验方法判断如何减小实验误差。掌握各种试验方法是解题的关键。全国卷215分某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径,测微器的示数如下列图,该铜丝的直径为_mm【答案】4.953【解析】螺旋测微器固定刻度局部读数为4.5mm,可动刻度局部读数为0.093mm,所以所测铜丝直径为4.593mm。【考点】螺旋测微器的读数【点评】螺旋测微器的读数是高考常考点,采用“固定刻度+可动刻度=读数的方法进行。北京卷2某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系,并测
4、弹簧的劲度系数k。做法是先将待测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一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度数值记作L0,弹簧下端挂一个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2;挂七个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2。下表记录的是该同学已测出的6个值,其中有两个数值在记录时有误,它们的代表符号分别是 和 测量记录表:代表符号L0L1L2L3L4L5L6L7刻度数值/cm170340510860103121实验中,L3和L2两个值还没有测定,请你根据上图将这两个
5、测量值填入记录表中。为充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了三个差值:。请你给出第四个差值:dA= cm。根据以上差值,可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量。用d1、d2、d3、d4表示的式子为: ,代入数据解得 cm。计算弹簧的劲度系数k N/m。g取98m/s2【答案】2L5 L6 6.85(6.84-6.86) 14.05(14.04-14.06) 7.20(7.18-7.22) 1.75 28【解析】读数时应估读一位,所以其中L5 、L6两个数值在记录时有误。根据实验原理可得后面几问的结果。【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系【点评】此题考查了根本仪器刻
6、度尺的使用,以及根本试验方法逐差法的应用。这是高中物理实验的根本能力的考查,值得注意。天津卷22. (16分) (1)用螺旋测微器测量金属导线的直径,其示数如下列图,该金属导线的直径为 mm。答案:1.8801.8781.882均正确每空2分【解析】题目考查螺旋测微器的读数螺旋测微器的读数方法是1、先读固定尺上的读数为1.5mm,2、读可动刻度为38.0与精确度0.01相乘得到0.380mm,3、固定读数与可动读数相加即为最终结果,1.5mm0.380mm=1.880mm天津卷(3)某同学利用单摆测定当地重力加速度,发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方,他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L,通过
7、改变摆线的长度,测得6组L和对应的周期T,画出L一T2图线,然后在图线上选取A、B两个点,坐标如下列图。他采用恰当的数据处理方法,那么计算重力加速度的表达式应为g= 。请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比,将 。(填“偏大、“偏小或“相同) 【答案】 相同 【解析】题目考查了用单摆测重力加速度设A、B的摆线长为LA和LB,摆线到重心的距离为L1,所以A、B的两处的摆长分别为LAL1和LBL1,根据周期公式得那么 1 2 21得 从式子中可以看出,最终的结果与重心的位置无关,所以不影响g值的测量。四川卷 I9分一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。盘边缘上固定一竖直的
8、挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过,如图1 所示。图2为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上。假设A、B间的光路被遮断,显示器C上可显示出光线被遮住的时间。 挡光片的宽度用螺旋测微器测得,结果如图3所示。圆盘直径用游标卡尺测得,结果如图4所示。由图可知, l挡光片的宽度为_mm。 2圆盘的直径为_cm。 3假设光电数字计时器所显示的时间为50.0 ms,那么圆盘转动的角速度为_弧度/秒保存3位有效数字。解析:I 由螺旋测微器与游标卡尺的读数规那么可得两者的读数mm,mm=24.220cm圆盘转动的角速度为,而,综合两式并代入数据可得:rad/s
9、江苏卷lO(8分)某同学想要了解导线在质量相同时,电阻与截面积的关系,选取了材料相同、质量相等的5卷导线,进行了如下实验:(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如以下列图所示 读得直径d解析:外径千分尺读数先可动刻度左边界露出的主刻度L,如此题为1mm,再看主尺水平线对应的可动刻度n,如此题为20.0,记数为L+n0.01=1+20.00.01=1.200mm。注意的是读L时,要看半毫米刻度线是否露出,如露出,那么记为1.5或2.5等。江苏卷11(10分)某同学利用如下列图的实验装置验证机械能守恒定律弧形轨道末端水平,离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水
10、平距离为s (1)假设轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2(用H、h表示) (2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:h(10m)2.003.004.005.006.00s2 (10)2.623.895.206.537.78 请在坐标纸上作出s2-h关系图(3)比照实验结果与理论计算得到的s2-h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率 (填“小于或“大于)理论值(4)从s2-h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是 答案:14Hh2见图3小于 4摩擦,转动答复任一即可解析:1根据机械能守恒,可得离开轨道时速度为,由平
11、抛运动知识可求得时间为,可得.2依次描点,连线,注意不要画成折线。3从图中看,同一h下的s2值,理论值明显大于实际值,而在同一高度H下的平抛运动水平射程由水平速率决定,可见实际水平速率小于理论速率。4由于客观上,轨道与小球间存在摩擦,机械能减小,因此会导致实际值比理论值小。小球的转动也需要能量维持,而机械能守恒中没有考虑重力势能转化成转动能的这一局部,也会导致实际速率明显小于“理论速率这一点,可能不少同学会考虑不到。重庆卷1某实验小组拟用如题22图1所示装置研究滑块的运动.实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、带滑轮的木板,以及由漏斗和细线组成的单摆等.实验中,滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线
12、运动,同时单摆垂直于纸带运动方向摆动,漏斗漏出的有色液体在纸带带下留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置.在题22图2中,从 纸带可看出滑块的加速度和速度方向一致.用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有: 、 写出2个即可.答案: B 摆长测量、漏斗重心变化、液体痕迹偏粗、阻力变化解析:此题考查匀加速运动和单摆的运动, 此题中等难度题目。要使速度和加速度方向相同,那么只有B,因为B中相等时间内纸带运动的距离越来越大。用该方法测量加速度的误差主要来源有:摆长的测量。漏斗重心的变化,液体痕迹偏粗、阻力变化等。宁夏卷.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图,一外表粗糙的木
13、板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。 1上图给出的是实验中获取的一条纸带的一局部:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点图中未标出,计数点间的距离如下列图。根据图中数据计算的加速度a= (保存三位有效数字)。(2)答复以下两个问题:为测量动摩擦因数,以下物理量中还应测量的有 。填入所选物理量前的字母 A.木板的长度l B.木板的质量m1 C.滑块的质量m2
14、 D.托盘和砝码的总质量m3 E.滑块运动的时间t测量中所选定的物理量时需要的实验器材是 。 3滑块与木板间的动摩擦因数 用被测物理量的字母表示,重力加速度为g.与真实值相比,测量的动摩擦因数 填“偏大或“偏小 。写出支持你的看法的一个论据: 。答案:(1)0.4950.497m/s2(2) CD 1分(3)解析:对纸带的研究直接利用逐差法取平均值计算加速度。上海卷176分在“用单摆测重力加速度的实验中,1某同学的操作步骤为:a取一根细线,下端系住直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上b用米尺量得细线长度lc在摆线偏离竖直方向5位置释放小球d用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t,得到周期Tt
15、/ne用公式计算重力加速度按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比选填“偏大、“相同或“偏小。2单摆在任意摆角时的周期公式可近似为,式中T0为摆角趋近于0时的周期,a为常数。为了用图像法验证该关系式,需要测量的物理量有;假设某同学在实验中得到了如下列图的图线,那么图像中的横轴表示。【答案】:1偏小2T或t、n、,T【解析】:单摆摆长为摆线长度与小球半径之和,因该同学将偏小的摆长代入公式计算,所得重力加速度的测量值偏小于实际值;为验证该关系式,需要测量单摆在任意摆角时的周期T,根据公式与图像的函数关系式可推导得到摆角=0时横轴的截距为T0。海南卷13、某同学用螺旋测微器测量一金属丝的直径,测微器
16、的示数如下列图,该金属丝直径的测量值为 mm【答案】:2.7932.7912.795mm之间均可【解析】:测量值读数为2.5mm0.01mm29.3=2.793mm。广东卷1613分某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理,图中小车中可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点针时器工作频率为50 Hz1实验的局部步骤如下:在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码;将小车停在打点计时器附近, , ,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点, ;改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复的操作。2图是钩码质量为0.03 kg,砝码质量为0.0
17、2 kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到0的距离5及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置3在上车的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统, 做正功, 做负功4实验小组根据实验数据绘出了图中的图线其中v2=v2-v20,根据图线可获得的结论是 要验证“动能定理,还需要测量的物理量是摩擦力是 表1纸带的测量结果测量点 S/cmr/(ms-1)00.000.35A1.510.40B3.200.45C D7.150.54E9.410.60【答案】1接通电源、释放小车 断开开关2506 049 3钩砝的重力 小车受摩擦
18、阻力4小车初末速度的平方差与位移成正比 小车的质量05江苏卷1 利用打点计时器验证自由落体机械能守恒时,以下器材中不必要的是CA.重物 B.纸带C.天平 D.低压电源07全国理综 2 、在做“用单摆测定重力加速度的实验中,有人提出以下几点建议:A适当加长摆线B质量相同,体积不同的摆球,应选用体积较大的C单摆偏离平衡位置的角度不能太大D当单摆经过平衡位置时开始计时,经过一次全振动后停止计时,用此时间间隔作为单摆振动的周期其中对提高测量结果精确度有利的是 。 AC01北京、内蒙古、安徽卷 3.质量为的小钢球以的水平速度抛出,下落时撞击一钢板,撞后速度恰好反向,那么钢板与水平面的夹角_刚要撞击钢板时
19、小球动量的大小为_取 2分 01北京、内蒙古、安徽卷 4 打点计时器接的交流电源频率是,用它记录一个匀变速运动小车的位移,打出的一条纸带和已选好的计数点0,1、2、3、4如下列图某同学测量出1与2两点间的距离为,3与4两点间的距离为,由此可算出小车运动的加速度_2 6分04上海卷5在光滑水平面上的O点系一长为I的绝缘细线,线的另一端系一质量为m、带电量为q的小球.当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后,小球处于平衡状态.现给小球一垂直于细线的初速度v0,使小球在水平面上开始运动.假设v0很小,那么小球第一次回到平衡位置所需时间为 .5 00上海卷 6 4分右图为用频闪摄影方法拍摄的研究物体作平抛
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