【备战2014】高考物理复习 2013年模拟题汇编（1）专题十二 力学实验.doc

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1、2014高考物理复习（模拟题汇编）：专题十二 力学实验（1）1（2013安徽江南十校摸底）右图是“探究小车速度随时间变化规律”的实验中打出的一条纸带，已知交流电源的频率是50Hz。纸带上每两个计数点间还有四个计时点未画出。（1）打D点时，小车的速度大小是 m/s；（2）如果小车系在纸带的F端，那么小车是做 直线运动（选填“匀加速”或“匀减速”）。答案：（1）0.23（2）匀减速 解析：根据在中间时刻的瞬时速度等于CE这段时间的平均速度得到打D点时小车的速度大小是0.23m/s；如果小车系在纸带的F端，打出的点之间的距离越来越小，所以小车是做匀减速直线运动。2（2013安徽江南十校摸底）（1）某

2、实验中需要测量一根钢丝的直径（约0.5mm），为了得到尽可能精确的测量数据，应从实验室提供的米尺、螺旋测微器和游标卡尺（游标尺有10个等分刻度）中，选择 进行测量；（2）用螺旋测微器测量某工件的厚度，示数如图所示，则工件的厚度为 mm。答案：（2）螺旋测微器（2）2.203 解析：测量一根钢丝的直径，选择螺旋测微器进行测量；工件的厚度为2mm+0.203mm=2.203mm。3. （6分）（2013广西三校联考）某同学在实验室分别用精度是0.l mm、0.05 mm和0.02 mm三种卡尺测量同一物件的长度，测量情况如下图中甲、乙和丙所示。由图中读出的该物件的长度分别为 cm、 cm和 cm。

3、答案：6.63 6.635 6.634 解析：甲图游标上第3个刻度线与主尺刻度线对齐，读数是66mm+30.1mm=66.3mm=6.63cm；乙图游标上第7个刻度线与主尺刻度线对齐，读数是66mm+70.05mm=66.35mm=6.635cm；丙图游标上第17个刻度线与主尺刻度线对齐，读数是66mm+170.02mm=66.34mm=6.634cm。4. （2013衡水中学调研）如图所示是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出从图中读出A

4、、B两点间距x_cm；C点对应的速度是_m/s(计算结果保留三位有效数字). 答案： (1)0.02 s(2)0.660.70 cm0.100 m/s解析：纸带上打相邻两点的时间间隔为为0.02s。A、B两点间距x0.68cm；BC和CD之间的时间都为0.10s， C点对应的速度是v=10-2m/s=0.100m/s。5、（2013衡水中学调研）有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则。在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力TOA、TOB和TOC，回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验能完

5、成的是 .A钩码的个数N1N22，N34B钩码的个数N1N33，N24C钩码的个数N1N2N34D钩码的个数N13，N24，N35(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是 .A标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B量出OA、OB、OC三段绳子的长度C用量角器量出三段绳子之间的夹角D用天平测出钩码的质量(3)在作图时，你认为图示中_是正确的(填“甲”或“乙”). 答案：(1)BCD(2)A(3)甲解析：(1)实验中的分力与合力的关系必须满足：|F1F2|F3F1F2，因此B、C、D选项是可以的 (2) 在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是标记结点O的位置，并记录OA、OB

6、、OC三段绳子的方向。(3)F3的方向一定竖直向下，而F1和F2合力方向由于测量误差可能偏离竖直向上方向，所以甲是正确的。6（11分）（2013广西三校联考）某同学利用图甲所示的实验装置做了这样的实验。 按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块。释放小车，小车由静止开始运动。 按实验要求正确装上纸带，让小车靠近打点计时器，按住小车，打开打点计时器电源，释放小车，获得一条带有点列的纸带。 在获得的纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点A，B，C，。测量相邻计数点的间距S1，S2，S3，。并将其记录在纸带上对应的位置处。 完成下列填空：（1）已知实验装置中打点计时器的电源为50Hz的低压交流电源

7、，若打点的时间间隔用t表示，则t= s。（2）设纸带上五个相邻计数点的间距为s1、s2、s 3和s 4。a可用s 1、s 4和t表示为a= ;vB可用s1、s2和t表示为vB= 。（3）图乙为用米尺测量所得纸带上的s1、s2、s3和s4的情况，由图可读出s1= cm，s2= cm，s4= cm。由此求得加速度的大小a= m/s2，vB= m/s（计算结果取3位有效数字）。答案：（1）0.02 （2） （3）1.68 2.42 3.88 0.735 0.205 解析：打点的时间间隔t=1/50s=0.02s。由s=aT2,T=5t得s 4 -s 1=3a(5t)2，解得a=。vB=。s1=2.5

8、8cm-0.90cm=1.68cm，s2=5.00cm- 2.58cm=2.42cm，s4=12.00cm-8.12cm=3.88cm。a=0.735 m/s2，vB=0.205 m/s。7（2013广东二校联考摸底)在验证牛顿第二定律的实验中，采用如右图所示的实验装置。在探究加速度a与所受外力F的关系实验过程，某小组得到了如图所示的纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的频率为50Hz的交流电，则两计数点间的时间间隔为 s，根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2。（保留两位有效数字）由于他们操作不当得到的a-F关系图象如图所示，其原因是 （2）答案：0.10 0.50

9、没有平衡摩擦力或木板倾角过小解析：两计数点间的时间间隔为50.02s=0.10s；由x=aT2和逐差法求得小车的加速度大小为a=0.50m/s2。得到的a-F关系图象如图所示，其原因是没有平衡摩擦力或木板倾角过小.8（6分）（2013届江西省重点中学高三联考）(1)我们已经知道，物体的加速度（a）同时跟合外力（F）和质量（M）两个因素有关。要研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是 （2）某同学的实验方案如图所示，她想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F，为了减少这种做法而带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施：a：用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是 。b：使砂桶的质量远小于小车的质量

10、，目的是使拉小车的力近似等于 。（3）该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：A、利用公式计算； B、根据利用逐差法计算。两种方案中，你认为选择方案_比较合理。（6分）答案：（1）控制变量法;（或先保持M不变，研究a与F的关系；再保持F不变，研究a与M的关系）（2分）；（2）a.平衡摩擦力(1分)；b.砂桶的重力 (1分)；（3）B (2分)；解析：要研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是控制变量法。想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F，为了减少这种做法而带来的实验误差，使砂桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于砂桶的重力；用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的

11、是平衡摩擦力。利用实验中打出的纸带求加速度时，需要根据利用逐差法计算，选项B正确。9. （2013哈尔滨三中月考）做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出），已知打点计时器使用的是50Hz的交变电流，则打点计时器在打“1”时的速度v1 _m/s，平均加速度为a_m/s2。由计算结果可估计出第5个计数点与第6个计数点之间的距离最可能是_。 （结果均保留3位有效数字）。单位:?6.217.107.985.344.47.答案：4.91m/s 0.8800.01m/s2 8.860.01cm（每空2分）解析：打点计时器在打“1”时

12、的速度v1 10-2 m/s =4.91m/s；由x=aT2，和逐差法可得平均加速度为a0.880m/s2；第5个计数点与第6个计数点之间的距离最可能是7.98cm+0.8800.12m=8.86。10（2013哈尔滨三中月考）在研究摩擦力特点的实验中，将质量为0.52 kg木块放在水平长木板上，如图甲所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大分别用力传感器采集拉力和木块受到的摩擦力，并用计算机绘制出摩擦力f随拉力F的变化图象，如图乙所示（g=10 m/s2）可测得木块与长木板间的动摩擦因数= 。答案：0.6 （3分）解析：由图乙可知，滑动摩擦力等于3.12N，由摩擦定律，木块与长木板间

13、的动摩擦因数=3.125.2=0.6.11（2013哈尔滨三中月考）用金属制成的线材（如钢丝、钢筋）受到的拉力会伸长，17世纪英国物理学家胡克发现，金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础现有一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积为0. 8 cm2，设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/100,由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，就选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如右图：(1)根据测试结果，推导出线材伸长x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F的函数关系为x= （用所给字母表示,比例系数用k表

14、示）。(2)在寻找上述关系中，运用 科学研究方法。 11.答案：(1)x=k（其中k为比例系数）； (2)控制变量法（每空3分）解析：根据第1行数据，伸长x与拉力F成正比；根据第1、4、5行数据，伸长x与横截面积S成反比；根据第1、2、3行数据，伸长x与长度L成正比；所以线材伸长x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F的函数关系为x= k。12(8分) （2013江苏徐州摸底）用如图所示装置探究“加速度与力的关系”。已知砂和砂桶的总质量为m，小车的质量为M，实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小(1)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是 AM=40g，m=10g、2

15、0g、30g、40g、50gBM=100g，m=10g、20g、30g、40g、50gCM=500g，m=10g、20g、30g、40g、50gDM=500g，m=30g、60g、90g、120g、150g(2)本实验中应在释放小车 (选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源。下图所示为实验中打出的一条纸带，A、B、C、D、E为计数点，相邻计数点间还有四个点没有画出，计数点间的距离如图所示已知打点计时器的工作频率为50Hz则小车加速度a= m/(结果保留两位有效数字)(3)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的aF图象，可能是图中的图线 。(选填“甲”、“乙”或“丙

16、”)10、答案：（1）C （2）之前 0.50 （3）丙解析：由于实验要求小车质量远远大于砂和砂桶的总质量，所以最合理的一组是C。本实验中应在释放小车之前接通打点计时器的电源。由x=aT和逐差法可得小车加速度a=0.50m/若遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的aF图象，可能是图中的图线丙。 导轨标尺 光电门 遮光板 滑块气垫导轨 沙桶13（4分）（2013辽宁省五校协作体高三期初联考）图示为探究牛顿第二定律的实验装置，该装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成。光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m.

17、下面说法正确的是_A用该装置可以测出滑块的加速度B用该装置探究牛顿第二定律时，要保证拉力近似等于沙桶的重力，因此必须满足mMC可以用该装置验证机械能守恒定律，但必须满足mMD可以用该装置探究动能定理，但不必满足mM答案：AB解析：测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，应用v22-v12=2ax可以得到滑块的加速度，选项A正确；用该装置探究牛顿第二定律时，要保证拉力近似等于沙桶的重力，因此必须满足mM，选项B正确；可以用该装置验证机械能守恒定律，无论m和M大小如何，选项C错误；可以用该装置探究动能定理，但必须满足mm;当M较小时，不满足条件Mm 解析：木板与小

18、车间有摩擦力，为了减小误差，需要平衡掉摩擦力，即垫高木板左端，使摩擦力与重力沿斜面向下的分力相等；要想使绳子对车的拉力大小等于沙和沙桶的重力，必须满足Mm; 当Mm时，绳子上的拉力近似等于mg，但是若不满足此关系，绳子上的拉力小于mg，出现如图所示情况。17.（9分）（2013邯郸摸底）某同学安装如图甲的实验装置，验证机械能守恒定律。此实验中，应当是让重物做 运动， （填“需要”或“不需要”）测出重物的质量；打点计时器所用交流电的频率为50Hz，该同学选取如图乙所示的一段纸带，对BD段进行研究。求得B点对应的速度vB= m/s（保留两位有效数字），若再求得D点对应的速度为VD，测出重物下落的高

19、度为hBD，则还应计算 与 大小是否相等（填字母表达式）；但该同学在上述实验过程中存在明显的问题。安装实验装置时存在的问题是 ；研究纸带时存在的问题是 ，实验误差可能较大。答案：自由落体；不需要； 0.19；(vD2- vB2) ; ghBD(上两式同乘了m不扣分)； 重物会落在桌面上（或“纸带打点过短”等与此类似的答案）；B、D两点间时间间隔过短。解析：由实验原理知，应让重物在松开手后做自由落体运动；根据机械能守恒，mgh=1/2m(v22-v12),整理后，得gh=1/2(v22-v12),所以，不需要测量质量。B点速度等于AC段的平均速度，vB=AC/0.04s=0.19m/s；根据原理

20、知，还用计算(vD2- vB2)与ghBD，看两者大小是否相等；重物距离桌面太近，会落到桌面上；B、D间时间间隔太短，计算误差较大。18. （2013温州八校联考）某兴趣小组利用平抛运动知识测量某农庄水平喷水口的流量（，为出水口的横截面积，为出水口的水速），方法如下：先用游标卡尺测量喷水口的内径D。A、B、C、D图中，测量方式正确的是 （D）喷水口（C）喷水口（B）喷水口喷水口（A）图15（2）图15为正确测量得到的结果，由此可得喷水口的内径D m。（3）打开水阀，让水从喷水口水平喷出，稳定后测得落地点距喷水口水平距离为x，竖直距离为y，则喷出的水的初速度v0 （用x、y、g表示）。 （4）根

21、据上述测量值，可得水管内水的流量Q （用D、x、y、g表示）18.答案：（1）C （2）1.01010-2 （3） （4） 解析：由平抛运动规律可得喷出的水的初速度v0 水管内水的流量Q S v0 。19.（9分）（2013安徽师大摸底）（1）某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中，用如图所示的气垫导轨装置来测小车的加速度，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2，则滑块的加速度可以表示为a=_ （用题中所给物理量表示）。（2）该学习小组在测出滑块的加速度后，经分析讨论，由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小，可用上述实

22、验装置来验证机械能守恒定律，为此还需测量的物理量是_ ，机械能守恒的表达式为_ （用题中所给物理量和测量的物理量表示）。19. （9分） 答案：（1）（3分） （2）滑块的质量M和沙桶的质量m（3分） （3分） 解析：（1）窄遮光板依次通过两个光电门的速度分别为v1=d/ t1和v2=d/ t2，由v22- v12=2aL可得滑块的加速度a=。（2）要验证机械能守恒定律，根据，还需测量的物理量是滑块的质量M和沙桶的质量m。20. （6分）（2013广西三校联考）某同学在实验室分别用精度是0.l mm、0.05 mm和0.02 mm三种卡尺测量同一物件的长度，测量情况如下图中甲、乙和丙所示。由图

23、中读出的该物件的长度分别为 cm、 cm和 cm。答案：6.63 6.635 6.634 解析：甲图游标上第3个刻度线与主尺刻度线对齐，读数是66mm+30.1mm=66.3mm=6.63cm；乙图游标上第7个刻度线与主尺刻度线对齐，读数是66mm+70.05mm=66.35mm=6.635cm；丙图游标上第17个刻度线与主尺刻度线对齐，读数是66mm+170.02mm=66.34mm=6.634cm。21.（11分）（2013广西三校联考）某同学利用图甲所示的实验装置做了这样的实验。 按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块。释放小车，小车由静止开始运动。 按实验要求正确装上纸带，让小车靠近打

24、点计时器，按住小车，打开打点计时器电源，释放小车，获得一条带有点列的纸带。 在获得的纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点A，B，C，。测量相邻计数点的间距S1，S2，S3，。并将其记录在纸带上对应的位置处。 完成下列填空：（1）已知实验装置中打点计时器的电源为50Hz的低压交流电源，若打点的时间间隔用t表示，则t= s。（2）设纸带上五个相邻计数点的间距为s1、s2、s 3和s 4。a可用s 1、s 4和t表示为a= ;vB可用s1、s2和t表示为vB= 。（3）图乙为用米尺测量所得纸带上的s1、s2、s3和s4的情况，由图可读出s1= cm，s2= cm，s4= cm。由此求得加速度的

25、大小a= m/s2，vB= m/s（计算结果取3位有效数字）。答案：（1）0.02 （2） （3）1.68 2.42 3.88 0.735 0.205 解析：打点的时间间隔t=1/50s=0.02s。由s=aT2,T=5t得s 4 -s 1=3a(5t)2，解得a=。vB=。s1=2.58cm-0.90cm=1.68cm，s2=5.00cm- 2.58cm=2.42cm，s4=12.00cm-8.12cm=3.88cm。a=0.735 m/s2，vB=0.205 m/s。22（4分）（2013唐山摸底）某同学用打点计时器研究物体的匀加速度直线运动，打出的纸带上点清晰部分如图所示，电源频率f=5

26、0Hz，则打B点时物体的速度是 m/s；物体的加速度是 m/s2。22.答案：0.44 6.00解析：v=10-2m/s=0.44 m/s。由x=aT和逐差法解得物体的加速度a=6.00 m/s2。23(2013广东二校联考摸底)在验证牛顿第二定律的实验中，采用如右图所示的实验装置。在探究加速度a与所受外力F的关系实验过程，某小组得到了如图所示的纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的频率为50Hz的交流电，则两计数点间的时间间隔为 s，根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2。（保留两位有效数字）由于他们操作不当得到的a-F关系图象如图所示，其原因是 （2）答案：0.10

27、 0.50 没有平衡摩擦力或木板倾角过小解析：两计数点间的时间间隔为50.02s=0.10s；由x=aT2和逐差法求得小车的加速度大小为a=0.50m/s2。得到的a-F关系图象如图所示，其原因是没有平衡摩擦力或木板倾角过小.24（2013珠海摸底）某同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时，得到一条点迹清晰的纸带如图，在纸带上依次选出7个计数点，分别标以、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50Hz。如果测得C、D两点间距S4=2.70cm，D、E两点间距S5=2.90cm，则据此数据计算在打D点时小车的速度公式为 ，小车的速度值vD

28、= m/s。（保留三位有效数字）该同学分别算出其它速度：vA=0.220m/s，vB=0.241m/s，vc=0.258m/s， vE=0.300m/s ，请设计实验数据记录表格填入框中，并在坐标系中作出小车运动的vt图像，设O点为计时起点。由所做vt图像判断，小车所做的运动为 。实验数据记录表格：24（18分）答案：（1），0.280（2分） （6分）时间t（s）0.10.20.30.40.5速度v（m/s）0.2200.2410.2580.2800.300表格2分，描点清晰分，标度适当分，两坐标轴物理量分，单位分；如果画成折线或没用直尺画线均得分。 匀加速直线运动 （1分）解析：计算在打D点时小车的速度公式为。小车的速度值vD=10-2m/s=0.280 m/s。由所做vt图像为一向上倾斜的直线可判断，小车所做的运动为匀加速直线运动。- 12 -