2020年高考物理真题分类汇编专题8力学实验.pdf
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1、专 题 8 力 学 实 验 1.(2012全 国 理 综)图 1 为 验 证 牛 顿 第 二 定 律 的 实 验 装 置 示 意 图.图 中 打 点 计 时 器 的 电 源 为 50Hz的 交 流 电 源,打 点 的 时 间 间 隔 用 A t 表 示.在 小 车 质 量 未 知 的 情 况 下,某 同 学 设 计 了 一 种 方 法 用 来 研 究“在 外 力 一 定 的 条 件 下,物 体 的 加 速 度 与 其 质 量 间 的 关 系”.图 1(1)完 成 下 列 实 验 步 骤 中 的 填 空:平 衡 小 车 所 受 的 阻 力:小 吊 盘 中 不 放 物 块,调 整 木 板 右 端
2、的 高 度,用 手 轻 拨 小 车,直 到 打 点 计 时 器 打 出 一 系 列 的 点.按 住 小 车,在 小 吊 盘 中 放 入 适 当 质 量 的 物 块,在 小 车 中 放 入 祛 码.打 开 打 点 计 时 器 电 源,释 放 小 车,获 得 带 有 点 列 的 纸 袋,在 纸 袋 上 标 出 小 车 中 祛 码 的 质 量 m.按 住 小 车,改 变 小 车 中 祛 码 的 质 量,重 复 步 骤.在 每 条 纸 带 上 清 晰 的 部 分,没 5 个 间 隔 标 注 一 个 计 数 点.测 量 相 邻 计 数 点 的 间 距 sS2,.求 出 与 不 同 m 相 对 应 的 加
3、 速 度 a.以 祛 码 的 质 量 m 为 横 坐 标 J 为 纵 坐 标,在 坐 标 纸 上 做 此 1-m 关 系 图 线.若 加 速 度 与 小 车 a a1和 祛 码 的 总 质 量 成 反 比,则 一 与 m 处 应 成 关 系(填“线 性”或“非 线 性”).(2)完 成 下 列 填 空:(i)本 实 验 中,为 了 保 证 在 改 变 小 车 中 祛 码 的 质 量 时,小 车 所 受 的 拉 力 近 似 不 变,小 吊 盘 和 盘 中 物 块 的 质 量 之 和 应 满 足 的 条 件 是.(ii)设 纸 带 上 三 个 相 邻 计 数 点 的 间 距 为 si、S2、S3,
4、a 可 用 si、S3和 A t 表 示 为 a=.图 2 为 用 米 尺 测 量 某 一 纸 带 上 的 Si、S3的 情 况,由 图 可 读 出 kmm,S3=.由 此 求 得 加 速 度 的 大 小 a-_ m/s2.(iii)图 3 为 所 得 实 验 图 线 的 示 意 图.设 图 中 直 线 的 斜 率 为 k,在 纵 轴 上 的 截 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.解 析:(1)间 距 相 等 的 点.(2)线 性(2)(i)远 小 于 小 车 和 祛 码 的 总 质 量)=羡 本 S=36.7mm-12.5mm
5、=24.2mm$3=120.0/7/777-72.8mm-47.2mma-=1.16/77/s22(5Ar)2(iii)设 小 车 的 质 量 为 m,则 有 F=+加)a,变 形 得 L=_L?+d,所 以 l_ z图 象 的 a F F a斜 率 为-L=%,所 以 作 用 力/7=_l,_L一 根 图 象 的 截 距 为 之=b,所 以 m:.F k a F k2.(2)(2012广 东 卷)某 同 学 探 究 弹 力 与 弹 簧 伸 长 量 的 关 系.将 弹 簧 悬 挂 在 铁 架 台 上,将 刻 度 尺 固 定 在 弹 簧 一 侧,弹 簧 轴 线 和 刻 度 尺 都 应 在 方 向
6、(填“水 平”或“竖 直”)弹 簧 自 然 悬 挂,待 弹 簧 时,长 度 记 为 L。,弹 簧 下 端 挂 上 祛 码 盘 时,长 度 记 为 L*在 祛 码 盘 中 每 次 增 加 10g祛 码,弹 簧 长 度 依 次 记 为 L 至 数 据 如 下 表 表:表 中 有 一 个 数 值 记 录 不 规 范,代 表 符 号 为,由 表 可 知 所 用 刻 度 尺 的 最 小 长 度 为 代 表 符 号 LxL,L2L L L5u数 值(cm)25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30 图 16是 该 同 学 根 据 表 中 数 据 作 的 图
7、,纵 轴 是 祛 码 的 质 量,横 轴 是 弹 簧 长 度 与 的 差 值(填“卜 或 卜).由 图 可 知 弹 簧 的 劲 度 系 数 为 N/m;通 过 图 和 表 可 知 祛 码 盘 的 质 量 为 g(结 果 保 留 两 位 有 效 数 字,重 力 加 速 度 取 9.8m/).解 析:弹 簧 的 轴 线 必 须 沿 重 力 方 向,所 以 应 沿 竖 直 方 向.由 于 表 中 测 量 值 已 经 估 读 到 0.1 mm,所 以 刻 度 尺 的 最 小 刻 度 应 是 1mm.因 为 mog=kLx 一 4 1nmg+-k),整 理 得=k(Ln 一 4),所 以 横 轴 应 为
8、 弹 簧 长 度 与 L x 的 差 值.从 上 式 可 以 看 出 图 象 的 斜 率 表 示 k 的 大 小,即 k=吆 4.9N/m,m _ k(L*-L()=0g3.(2012全 国 新 课 标).(5 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(a)所 示,测量 金 属 板 厚 度 时 的 示 数 如 图(b)所 示.图(a)所 示 读 数 为 mm,图(b)所 示 读 数 为 mm,所 测 金 属 板 的 厚 度 为 mm.图(a)图(b)答 案:0.010,6.870,6.860解 析:螺
9、 旋 测 微 器 又 叫 千 分 尺,精 确 度 为 0.01mm,故 读 数 应 以 m m 为 单 位 时,小 数 点 后 面 应 有 三 位,即 读 到 毫 米 的 千 分 位 上.4.(2012上 海 卷).(8 分)在“利 用 单 摆 测 重 力 加 速 度:的 实 验 中(1)某 同 学 尝 试 用 DIS测 量 周 期.如 图,用 一 个 磁 性 小 球 代 替 原 先 的 摆 球,在 单 摆 下 方 放 置 一 个 磁 传 感 器,其 轴 线 恰 好 位 于 单 摆 悬 挂 点 正 下 方.图 中 磁 传 感 器 的 引 出 端 A 应 接 到.使 单 摆 做 小 角 度 摆:
10、I动,当 磁 感 应 强 度 测 量 值 最 大 时,磁 性 小 球 位 于.若 测 得:0连 续 N 个 磁 感 应 强 度 最 大 值 之 间 的 时 间 间 隔 为 t,则 单 摆 周 期 的 测 量 值 I I为(地 磁 场 和 磁 传 感 器 的 影 响 可 忽 略).一 4(2)多 次 改 变 摆 长 使 单 摆 做 小 角 度 摆 动,测 量 摆 长 L 及 相 应 的 周 期 T.虎 后,分 别 取 L 和 T的 对 数,所 得 到 的 IgTTgL图 线 为(填“直 线”、“对 数 曲 线”或“指 数 曲 线”);读 得 图 线 与 纵 轴 交 点 的 纵 坐 标 为 c,由
11、 此 得 到 该 地 的 重 力 加 速 度 g=.2t解 析:(1)数 据 采 集 器,最 低 点(或 平 衡 位 置),,(2)直 线,4 2/10)N-1图 中 磁 传 感 器 的 引 出 端 A 应 接 到 数 据 采 集 器,磁 性 小 球 位 于 最 低 点 测 量 误 差 较 小,因 为 2tt=(N-l)*T/2,所 以 周 期=-.N-1(2)因 为 T=2 p 两 边 取 对 数 的 lgT=1lgA+,为 直 线,依 题 意 有42解 得 g=105.(2012 安 徽 卷).(18 分)I.(10 分)图 1 为“验 证 牛 顿 第 二 定 律”的 实 验 装 置 示
12、意 图 砂 和 砂 桶 的 总 质 量 为?,小 车 和 祛 码 的 总 质 量 为 依,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.试 验 中,为 了 使 细 线 对 小 车 的 拉 力 等 于 小 车 所 受 的 合 外 力,先 调 节 长 木 板 一 滑 轮 的 高 度,使 细 线 与 长 木 板 平 行.接 下 来 还 需 要 进 行 的 一 项 操 作 是 A 将 长 木 板 水 平 放 置,让 小 车 连 着 已 经 穿 过 打 点 计 时 器 的 纸 带,给 打 点 计 时 器 通 电,调 节 m的 大 小,使 小 车
13、在 砂 和 砂 桶 的 牵 引 下 运 动,从 打 出 的 纸 带 判 断 小 车 是 否 做 匀 速 运 动.B 将 长 木 板 的 一 端 垫 起 适 当 的 高 度,让 小 车 连 着 已 经 穿 过 打 点 计 时 器 的 纸 带,撤 去 砂 和 砂 桶,给 打 点 计 时 器 通 电,轻 推 小 车,从 打 出 的 纸 带 判 断 小 车 是 否 做 匀 速 运 动.C 将 长 木 板 的 一 端 垫 起 适 当 的 高 度,撤 去 纸 带 以 及 砂 和 砂 桶,轻 推 小 车,观 察 判 断 小 车 是 否 做 匀 速 运 动.实 验 中 要 进 行 质 量 m 和 M 的 选
14、取,以 下 最 合 理 的 一 组 是 A.M=2 0 0 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gB.M=200 g,“二 20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gC.M=400 g,加 二 10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gD.M=400 g,m=20 g 40 g、60 g、80 g、100 g 120 g(3)图 2 是 试 验 中 得 到 的 一 条 纸 带,A、B、C、D、E、F、G 为 7 个 相 邻 的 计 数 点,相 邻 的 两 个 计 数 点 之 间 还 有 四 个 点 未 画 出.量 出 相 邻 的
15、计 数 点 之 间 的 距 离 分 别 为 SAB=4.22cm、sBC=4.65 cm s。=5.08 cm、S0E=5.49 cm、sEF=5.91 cm S-G=6.34 cm.已 知 打 点 计 时 器 的 工 作 效 率 为 50 Hz,则 小 车 的 加 速 度。=m/s2(结 果 保 留 2 位 有 效 数 字).答 案:(1)B;(2)C;(3)0.42解 析:要 使 砂 和 砂 桶 的 重 力 m g 近 似 等 于 小 车 所 受 合 外 力,首 先 要 平 衡 摩 擦 力,然 后 还 要 满 足 niVM.而 平 衡 摩 擦,不 需 挂 砂 桶,但 要 带 纸 带,故(1
16、)选 B,(2)选 C.(3)用 逐 差 法 a=SDE+SEF+SF G-S-S B C-S CD,求 得 a=0 4 2 m Is2.9 T26.(2012江 苏 卷).(10分)为 测 定 木 块 与 桌 面 之 间 的 动 摩 擦 因 数,小 亮 设 计 了 如 图 所 示 的 装 置 进 行 实 验,实 验 中,当 木 块 A 位 于 水 平 桌 面 上 的 0 点 时,重 物 B 刚 好 接 触 地 面,将 A 拉 到 P 点,待 B 稳 定 后 静 止 释 放,A 最 终 滑 到 Q 点,分 别 测 量 OP、0Q的 长 度 h 和 s,重 复 上 述 实 验,分 别 记 录 几
17、 组 实 验 数 据 实 验 开 始 时,发 现 A 释 放 后 会 撞 到 滑 轮,请 提 出 两 个 解 决 方 案;请 根 据 下 表 的 实 验 数 据 作 出 s-h关 系 图 像 h(cm)20.0 30.0 40.0 50.0 60.0s(cm)19.5 28.5 39.0 48.0 56.50 实 验 测 得 A、B 的 质 量 分 别 为 m=0.40kg、M=0.50kg,根 据 s-h图 像 可 计 算 出 A 木 块 与 桌 面 间 的 动 摩 擦 因 数 N=(结 果 保 留 一 位 有 效 数 字)实 验 中,滑 轮 轴 的 摩 擦 会 导 致 M 的 测 量 结
18、果(选 填“偏 大”、或“偏 小”解 析:(3)在 B 下 落 至 临 落 地 时,据 动 能 定 理,有 M g h-1(M+v2,2在 B 落 地 后,A 运 动 到 Q,据 动 能 定 理,有 一 机 gs=0 二 1 机/,解 得:2M h 5h 5=-.将 M=0.5kg,m=0.4炊 代 入 得=-=-,从 s-(+加)$+m/7 95+4/1 9 x 2+4hs图 象 得 斜 率 攵=1.04,艮 L=1.04,代 入 上 式 得=0.4.h本 题 易 错 点:认 为 A/B末 速 度 都 为 0Mgh-m g(h+5)=0,解 得=0.6.(4)滑 轮 组 的 摩 擦 会 导
19、致 s 偏 小,从 而 偏 大.20 30 50 60 707.(2012四 川 卷).(17分)(1)某 物 理 兴 趣 小 组 采 用 如 图 所 示 小 锤 弹 性 金 属 片 的 装 置 深 入 研 究 平 抛 运 动.质 量 分 别 为 nu和 m”的 A、B 小 球 处 于 禅 同 一 高 度,M 为 A 球 中 心 初 始 时 在 水 平 地 面 上 的 垂 直 投 影.用 小 锤:打 击 弹 性 金 属 片,使 A 球 沿 水 平 方 向 飞 出,同 时 松 开 B 球 B 球:;自 由 下 落.A 球 落 到 地 面 N 点 处,B 球 落 到 地 面 P 点 处.测 得:-
20、Q-地 面 n=0.04 kg,mB=0.05kg,B 球 距 地 面 的 高 度 是 1.225m,M、N 点 P M N间 的 距 离 为 1.500m,则 B 球 落 到 P 点 的 时 间 是 s,A球 落 地 时 的 动 能 是 J.(忽 略 空 气 阻 力,g JR 9.8m/s2)解 析:由 自 由 落 体 运 动 公 式/?阱=l g 产 代 入 数 据 可 知 时 间=0 5 s;根 据 X M N=V(/和 机 械 能 守 恒 z g/?=1 之 联 立 可 得:E=0.6642/a 0.66J.BP Ek-mAvQ k8.(2)(2012天 津 卷)某 同 学 用 实 验
21、 的 方 法 探 究 影 响 单 摆 周 期 的 因 素.他 组 装 单 摆 是,在 摆 线 上 端 的 悬 点 处,用 一 块 开 有 狭 缝 的 橡 皮 夹 牢 摆 线,再 用 铁 架 台 的 铁 夹 将 橡 皮 夹 紧,如 图 所 示,这 样 做 的 目 的 是 A.保 证 摆 动 过 程 中 摆 长 不 变 B.可 使 周 期 测 量 得 更 加 准 确 C.需 要 改 变 摆 长 时 便 于 调 节 D.保 证 摆 球 在 同 一 竖 直 平 面 内 摆 动 解 析:用 一 块 开 有 狭 缝 的 橡 皮 夹 牢 摆 线 增 加/线 与 悬 挂 处 的 摩 擦 保 证 摆 长 不 变
22、;改 变 摆 长 时 用 力 拉 不 会 将 摆 线 拉 断,方 便 调 节 摆 长;A C 正 确.他 组 装 好 单 摆 后 在 摆 球 自 然 悬 垂 的 情 况 下,用 毫 米 刻 度 尺 从 悬 点 量 到 摆 球 的 最 低 端 的 长 度 L=0.9990m,再 用 游 标 卡 尺 测 量 摆 球 直 径,结 果 如 图 所 示,则 摆 球 的 直 径 为 廊,单 摆摆 长 为 m1 2 主 尺 cm0 游 标 尺 10解 析:用 10分 度 游 标 卡 尺 主 尺 读 数 为 12mm,游 标 尺 读 数 为 0,则 摆 球 的 直 径 为 12mm+0X0.1mm=12.0m
23、m.单 摆 摆 长 为 j 一 卜 999。-等=。.993。.下 列 振 动 图 像 真 实 地 描 述 了 对 摆 长 约 为 1 m 的 单 摆 进 行 周 期 测 量 的 四 种 操 作 过 程,图 中 横 坐 标 远 点 表 示 计 时 开 始,A、B、C 均 为 3 0 次 全 振 动 的 图 像,己 知 sin5=0.087,sinl50=0.26,这 四 种 操 作 过 程 合 乎 实 验 要 求 且 误 差 最 小 的 是(填 字 母 代 号)解 析:单 摆 的 振 动 在 摆 角 小 于 5 度 才 能 看 作 简 谐 振 动,在 测 量 周 期 时 计 时 起 点 应 该
24、 选 择 在 平 衡 位 置(速 度 大 误 差 小).根 据 摆 角 估 算 振 幅 A】=I sin 5=0.993 x 0.087=0.086 m=8.6cm,A B 振 幅 合 理.A=/sin 15。=0.993 x 0.26=0.25 m=25cm,C D 振 幅 不 合 理 错 误.A 中 振 动 图 像 的 计 时 起 点 在 平 衡 位 置 是 合 理 的,B 中 振 动 图 像 的 计 时 起 点 在 正 的 最 大 位 置 是 不 合 理 的.答 案 A.9.(2012山 东 卷).(13分)某 同 学 利 用 图 甲 所 示 的 实 验 装 置,探 究 物 块 在 水
25、平 桌 面 上 的 运 动 规 律.物 块 在 重 物 的 牵 引 下 开 始 运 动,重 物 落 地 后,物 块 再 运 动 一 段 距 离 停 在 桌 面 上(尚未 到 达 滑 轮 处).从 纸 带 上 便 于 测 量 的 点 开 始,每 5 个 点 取 1 个 计 数 点,相 邻 计 数 点 间 的 距 离 如 图 乙 所 示.打 点 计 时 器 电 源 的 频 率 为 50Hz.通 过 分 析 纸 带 数 据,可 判 断 物 块 在 相 邻 计 数 点 和 之 间 某 时 刻 开 始 减 速.计 数 点 5 对 应 的 速 度 大 小 为 m/s,计 数 点 6 对 应 的 速 度 大
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- 2020 年高 物理 分类 汇编 专题 力学 实验
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