【金版教程】2021年高考物理大二轮专题复习 5.12 力学实验.doc

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1、【金版教程】2014年高考物理大二轮专题复习 5.12 力学实验1.2012新课标全国卷(8分)某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度该螺旋测微器校零时的示数如图甲所示，测量金属板厚度时的示数如图乙所示图甲所示读数为_mm，图乙所示读数为_mm，所测金属板的厚度为_mm.解析：螺旋测微器的读数方法：螺旋测微器的读数值固定刻度值可动刻度0.01 mm，读出甲、乙两图的数值分别是0.010 mm、6.870 mm，算出金属板的厚度为6.860 mm.答案：0.0106.8706.86022013金版原创卷八(8分)在“验证力的平行四边形定则”实验中(1)某同学的实验操作主要步骤如下：A. 在桌上放

2、一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B. 用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点，在橡皮筋的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C. 用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D. 按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E. 只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮筋使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按照同一标度作出这个力F的图示；F. 比较力F和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论上述步骤中，有重要遗漏的

3、步骤的序号是_(2)如图为利用实验记录的结果作出的图，则图中的_是力F1和F2的合力理论值，_是力F1和F2的等效合力的实际测量值(3)如果某同学实验中测出F1F2的同时，还用量角器测量出F1和F2的夹角为75，然后做出如下的几个推断，其中正确的是_A. 将F1转动一定的角度，可以使合力F的方向不变B. 将F2转动一定的角度，可以使合力F的方向不变C. 保持F1的大小和方向，将F2逆时针转动30，可以使合力F的大小和方向都不变D. 只有保持F1和F2的大小不变，同时转动一定的角度，才可能使合力F的大小和方向都不变解析：(1)步骤C中没有记下力的方向，步骤E中没有说明把结点拉到相同的位置(2)等

4、效合力在方向上没有误差，一定在AO方向上(3)由平行四边形定则易知AB正确，CD错误答案：(1)CE(2)FF(3)AB3(10分)某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持_状态(2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线由此图线可得该弹簧的原长x0_cm，劲度系数k_N/m.(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一个弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度x_cm.解析：(1)安装刻度尺时，必须使刻度尺竖直放置(2)由Fx图象知，弹簧原长x04 cmk N/m50 N/m.(3)由图丙知，弹

5、簧测力计示数为3.0 N则x0.06 m6 cm则xx0x10 cm答案：(1)竖直(2)450(3)1042013长沙一模(10分)研究性学习小组的同学欲探究小车质量不变时其加速度与力的关系，该小组在实验室设计了一套如图所示的装置，图中A为小车，B为打点计时器，C为力传感器，P为小桶(内有砂子)，M是一端带有定滑轮的水平放置的足够长的木板(1)要顺利完成该实验，除图中实验仪器和低压交流电源(含导线)外，还需要的实验仪器是_(填“刻度尺”、“天平”或“秒表”)(2)按上述方案做实验，是否要求砂桶和砂子的总质量远小于小车的质量？_(填“是”或“否”)(3)已知交流电源的频率为50 Hz，某次实验

6、得到的纸带如图所示，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，则计时器打点D时，纸带的速度大小vD_m/s, 由该纸带可求得小车的加速度a_m/s2.(结果均保留2位有效数字)解析：(1)因小车受到拉力可由力传感器来测量，故还需要的实验仪器是刻度尺；(2)平衡好摩擦力后，设力传感器的示数为F，对小车有：FMa，故不要求砂桶和砂子的总质量远小于小车的质量；(3)相邻计数点之间的时间间隔t0.025 s0.1 s，由xat2可得小车的加速度a0.90 m/s2；计时器打点C时，纸带的速度vCBD0.60 m/s，则vDvCat(0.600.900.1) m/s0.69 m/s.答案：(1)刻度尺(2)否

7、(3)0.690.905(14分)某研究性学习小组采用如图1所示的装置，探究物体的加速度与质量的关系提供的器材有：气垫导轨、滑块(总质量为M，左端装有遮光板)、光电门(配接数字计时器)、米尺、铁架台实验中，测出导轨顶端A与光电门所在位置B的距离为L，导轨顶端距B的高度为h.(1)用游标卡尺测量遮光板的宽度d，如图2所示，则d_mm；(2)实验中为了测量多组数据，在滑块上多次添加砝码(砝码质量为m)，为使滑块受到的合外力保持不变，应调节_，使_保持不变；(3)图3为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象，横坐标m为小车上砝码的质量设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截

8、距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为_，小车的质量为_命题意图：本题主要考查探究物体的加速度与质量的关系实验，意在考查考生的实验与探究能力解析：(1)游标卡尺读数为d3 mm50.05 mm3.25 mm.(2)设气垫导轨倾角为，则F(Mm)gsin(Mm)g，要使F不变，可调节h使(Mm)h不变(3)根据牛顿第二定律有F(mM)a，变形得m，所以m图象的斜率为k，所以作用力F，m图象的截距为b，所以M.答案：(1)3.25(2)高度h(Mm)h(3)62013苏北四市二调(15分)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20分度游标卡尺测量小球的直径，读数如图甲所

9、示，小球直径为_cm.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2.55 ms、5.15 ms，由此可知小球通过光电门A、B时的速度分别为vA、vB，其中vA_m/s.(2)用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较_是否相等，就可以验证机械能是否守恒(用题目中涉及的物理量符号表示)(3)通过多次实验发现，小球通过光电门A的时间越短，(2)中要验证的两数值差越大，试分析实验中产生误差的主要原因是_解析：(1)由游标卡尺的读数方法d主尺读数游标尺的读数，注意分度，读得小球直径为1.020 cm，小球通过光电门可近似

10、认为做匀速直线运动，所以vA4 m/s；(2)在验证机械能守恒时，要看动能的减少量是否等于势能的增加量，即gh；(3)小球通过A的时间越短，意味着小球的速度越大，而速度越大受到的空气阻力就越大，损失的能量越多，动能的减少量和势能的增加量差值越大答案：(1)1.0204(4.0或4.00也对)(2)gh和(3)小球上升过程中受到空气阻力的作用，速度越大，所受阻力越大72013海淀模拟(17分)实验小组利用如图甲所示的实验装置，探究外力对滑块做功与滑块动能变化的关系(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平气源供气后，利用现有器材如何判断导轨是否水平？答：_.(2)如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的

11、宽度d_cm；实验时将滑块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t0.624102s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为_m/s(保留3位有效数字)在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、_和_(文字说明并用相应的字母表示)(3)本实验中，外力对滑块做功W的表达式为_，滑块(和遮光条)动能变化量Ek2Ek1的表达式为_通过几次实验，若两者在误差允许的范围内相等，从而说明合外力对滑块做功等于滑块动能变化量(4)本实验中产生系统误差的主要因素：_.解析：(1)将滑块轻放到导轨上，气源供气后，滑块与导轨之间会形成一层很薄的气体层，使滑块悬浮导轨上，滑块若能静止，则说明滑

12、块所受合力为零，导轨水平(2)d1.5 cm120.05 mm1.560 cm；vd/t2.50 m/s；计算滑块与遮光条的动能，需要知道其质量M；计算外力对滑块做的功，需要知道滑块运动的距离L.(3)本实验中，滑块受的拉力为mg，故外力对滑块做的功WmgL；滑块与遮光条的初动能为零，故其动能变化量等于末动能EkM()2.(4)本实验按钩码的重力等于滑块受的拉力，实际上钩码的重力略大于滑块受的拉力，滑轮的轴受到阻力等原因，而产生系统误差答案：(1)将滑块轻放到导轨上，看滑块是否能静止，若静止，说明轨道水平(2)1.5602.50滑块与遮光条的质量M光电门与滑块在运动起点时遮光条之间的距离L(3

13、)mgLM()2(4)钩码重力大于滑块受到的拉力、滑轮的轴受到的阻力等82013合肥一模(18分)为了“探究动能改变与合外力做功”的关系，某同学设计了如下实验方案：A第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起，把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤夹后连一纸带，穿过打点计时器，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动，如图甲所示B第二步保持木板的倾角不变，将打点计时器安装在木板靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之从静止开始加速运动，打出纸带，如图乙所示试回答下列问题：(1)已知O、A、B、C、D、E

14、、F相邻计数点的时间间隔为t，根据纸带求滑块速度，当打点计时器打A点时滑块速度vA_，打点计时器打B点时滑块速度vB_.(2)已知重锤质量m，当地的重力加速度g，要测出某一过程合外力对滑块做的功，还必须测出这一过程滑块_(写出物理量名称及符号)，合外力对滑块做功的表达式W合_.(3)测出滑块运动OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力对滑块所做的功以及vA、vB、vC、vD、vE.以v2为纵轴，以W为横轴建立坐标系，描点作出v2W图象，可知它是一条过坐标原点的倾斜直线，若直线斜率为k，则滑块质量M_.解析：(1)由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度得vA；vB.(2)因整个系统在图甲中匀速运动，撤去重锤后，滑块下滑时受到的合外力就是重锤的重力，由动能定理，只要知道滑块下滑的位移x就可得各个力所做的功，并且合外力做的功为mgx.(3)由动能定理可得WMv2，若描点作出的v2W图象是一条过坐标原点的倾斜直线，直线斜率为k，滑块质量M.答案：(1)(2)下滑的位移xmgx(3)8