高考 模拟新题精选分类解析第5期专题12 力学实验Word格式.docx

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已知闪光周期为

s，测得x1=7.68cm，x3=12.00cm，用上述数据通过计算可得小球运动的加速度约为_______m/s2，图中x2约为________cm。

（结果保留3位有效数字）

5（2013陕西省五校联考）在DIS系统中，光电门测量的是运动物体挡光时间内的平均速度，因为挡光片较窄，所以可看作测量的是瞬时速度．为了测量做匀变速直线运动的小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，如图甲所示，当小车做匀变速运动经过光电门时，测得A、B先后挡光的时间分别为△t1和△t2．A、B开始挡光时刻的间隔为t，则小车的加速度a=___．

答案：

（

-

）

A、B开始挡光时的速度分别为v1=

、v2=

，由v2=v1+at解得a=

6．（10分）（2013山东省邹城市联考）“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示采用重物自由下落的方法：

（1）实验中，下面哪些测量工具是必需的

A．天平B．直流电源C．刻度尺D．秒表

（2）已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g=9．80m/s2，所用重物的质量为200g。

实验中选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点。

计算B点瞬时速度时，甲同学用

，乙同学用

，其中所选方法正确的是（选填“甲”或“乙”）同学；

根据以上数据，可知重物由O运动到B点时动能的增加量等于J，重力势能减少量等于J（计算结果均保留3位有效数字）：

（3）实验中，发现重锤减少的势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的主要原因是。

重物的重力势能的减少量△EP=mgh=0.200×

9.80×

0.1920J=0.376J

打B点重物速度v=

=

m/s=1.92m/s

物体动能的增加量△Ek=

mv2=0.5×

0.200×

1.922J=0.369J.

（3）纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力.

由

可得a=9.72m/s2。

，由

可得x2=9.84cm。

7．（2013北京市东城区联考）如图12所示，（甲）图是某学生测量“匀变速直线运动的加速度”的实验装置，由于实验中连接重物和木块的细线过长，所以当重物着地后，木块还会在木板上继续滑行，图（乙）所示纸带是重物着地后的一段打点纸带（注意图中任两个计数点间都有四个点没有标出）。

若打点计时器所用的交流电频率为50Hz，则木块的加速度为a=_____m/s2，木块与木板间的动摩擦因数μ=_____。

（g=10m/s2，忽略空气阻力以及纸带与打点计时器间的摩擦，所有结果保留两位有效数字）

图12

【答案】－0．500．050（或5．0×

10－2）

【解析】以a表示加速度，根据匀变速直线运动的规律，有

a=

解得：

a=-0.50m/s2 

重物落地后木块只受摩擦力的作用，用m表示木块的质量，根据牛顿第二定律有：

-μmg=ma 

解得μ=0.050

8．（6分）（2013山东省临沂市质检）我国用长征运载火箭已成功地发射了“神舟”系列试验飞船，某次实验过程中，一监测系统采用在同一张底片上多次曝光的照相方法，从火箭点火时刻开始，每隔2．0s曝光一次，得到了一张记录火箭在开始运动的最初8s内5个不同位置的照片（如图所示），已知火箭的长度为57．5m，当地重力加速度为9．8m／s2．用刻度尺测量照片上的有关长度，结果如图所示，根据上述条件和图示，请回答：

（1）火箭运动8s时的高度m．

（2）火箭运动6s时的速度大小m／s．

（3）火箭上升的加速度大小m／s2．

9．（6分）（2013山东省临沂市质检）利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h．某小组同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案．

A．用刻度尺测出物体下落高度h，用打点间隔数测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v．

B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过

计算出瞬时速度v．

C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过

计算得出高度h

D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v．

（1）以上方案中只有一种正确，正确的是。

（填入相应的字母）

（2）在该实验中，有几个注意点，以下描述正确的是。

A．为减小摩擦阻力，需要调整打点计时器的限位孔，使它在同一竖直线上

B．可以选用质量很大的重锤，先用手托住，等计时器通电后再释放重锤

C．只有选第1、第2两打点间隔约2mm的纸带才代表打第1点时的速度为零

D．实验结果如果正确合理，得到的动能增加量应略大于重力势能的减小量

10（2013年1月山西晋中市质检）在用DIS研究小车加速度与外力关系时，某实验小组先用如图甲所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，位移传感器（发射器）随小车一起沿倾斜轨道运动，位移传感器（接收器）固定在轨道一端。

实验中把重物的重力作为拉力F。

改变重物重力重复实验四次，列表记录四组数据。

（1）在坐标纸上作出了小车加速度a和拉力F的关系图线；

（2）从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是：

。

（3）

如果实验时，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器用来测量拉力F，如图乙所示，从理论上分析，该实验图线的斜率将（填写“变大”、“变小”或“不变”）

（2）斜面倾角过大（3）变大

从所得图线可以看出，当拉力F为零时，小车加速度a=1m/s2，说明斜面倾角过大。

实验中把重物的重力作为拉力F，实际上，由于重物向下加速运动，拉力小于重力。

若在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器用来测量拉力F，则小车加速度a和拉力F的关系图线斜率变大。

图14

（1）某组同学用如图14（甲）所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系，下列措施中不需要和不正确的是______

①首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力

②平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动

③每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力

④实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力

⑤实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源

A．①③⑤B．②③⑤C．③④⑤D．②④⑤

（2）某组同学实验得出数据，画出a-F图14如图（乙）所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是______

A．实验中摩擦力没有平衡

B．实验中摩擦力平衡过度

C．实验中绳子拉力方向没有跟平板平行

D．实验中小车质量发生变化

【答案】

（1）B

（2）B

【解析】

（1）平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动；

每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力；

由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，实验时，应先接通打点计时器电源，再放开小车。

（2）图象说明当绳子上拉力为0时，小车的加速度不为0，说明实验中摩擦力平衡过度。

12（18分）（2013广东省增城市调研）

（1）利用如图所示的装置可以做力学中的一些实验，已知交流电的频率为f，小车质量为M，钩码质量为m.

①如果利用它来探究物体的加速度与力、质量的关系时，为使小车所受的合外力等于细线的拉力，应该采取的措施是_____，要使细线的拉力等于钩码的总重量，应该满足的条件是M_____m（填“大于”、“远大于”、“小于”或“远小于”）

②在满足了小车所受的合外力等于细线的拉力的条件下，且使细线的拉力等于钩码的总重量，如果利用它来探究外力做功与动能的关系时得到的纸带如图所示.。

.O为小车开始运动打下的第一点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图所示，要探究小车运动的动能定理，要满足一个怎样的关系式__________（用题中的字母符号表示）

③如果利用此装置来验证小车与钩码组成的系统机械能守恒时为尽可能消除摩擦力对小车的影响：

则小车质量和钩码的质量关系应该满足M_____m（填“大于”、“远大于”、“小于”或“远小于”）

探究物体的加速度与力、质量的关系时，为使小车所受的合外力等于细线的拉力，应该采取的措施是平衡摩擦力，要使细线的拉力等于钩码的总重量，应该满足的条件是M>

>

m.

13．（9分）（2013山东省泰安市质检）为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ，某同学设计了如图的实验装置，其中圆弧形滑槽末端与桌面相切。

第一次实验时，滑槽固定于桌面右端，末端与桌子右端M对齐，滑块从滑槽顶端由静止释放，落在水平面的P点；

第二次实验时，滑槽固定于桌面左侧，测出末端N与桌子右端M的距离为L，滑块从滑槽顶端由静止释放，落在水平面的Q点，已知重力加速度为g，不计空气阻力

（1）实验还需要测出的物理量是（用代号表示）：

A．滑槽的高度h；

B．桌子的高度H；

C．O点到P点的距离d1；

D．O点到Q点的距离d2；

E．滑块的质量m．

（2）写出动摩擦因数μ的表达式是μ=。

（3）如果第二次实验时，滑块没有滑出桌面，测得滑行距离为x。

则动摩擦因数可表示为μ=。

【答案】见解析

（1）还需要测出的物理量是MO的高度H，OP距离d1，OQ距离d2；

故应填写BCD。

14．（2013北京市东城区联考）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实际都表明

，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量。

（1）在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是______．

A．NB．m

C．N/mD．Pa

（2）在一段横截面积是圆形的橡皮筋，应用如图15（甲）所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值，首先利用毫米刻度尺测得橡皮筋的长度L=20．00cm，利用测量工具a测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4．000mm，那么测量工具a应该是____。

（3）用如图（甲）所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y值，下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录。

处理数据时，可在图（乙）中作出F-x的图像，由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=______N/m。

（保留两位有效数字）

拉力F（N）

5

10

15

20

25

伸长量x（cm）

1．6

3．2

4．8

6．4

8

（4）这种橡皮筋的杨氏模量Y=______。

（保留一位有效数字）

（1）D

（2）螺旋测微器（或千分尺）

（3）3．1×

102（4）5×

106Pa

15、（2013云南玉溪一中质检）甲乙两位同学利用穿过打点计时器的纸带来记录小车的运动，打点计时器所用电源的频率为50Hz。

（1）实验后，甲同学选择了一条较为理想的纸带，测量数据后，通过计算得到了小车运动过程中各计时时刻的速度如表格所示。

位置编号

1

2

3

4

时间：

t/s

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

速度：

v/m·

s-1

0.42

0.67

0.92

1.16

1.42

1.76

分析表中数据，在误差允许的范围内，小车做______________运动；

由于此次实验的原始纸带没有保存，该同学想估算小车从位置0到位置5的位移，其估计算方法如下：

x＝（0.42×

0.1＋0.67×

0.1＋0.92×

0.1＋1.16×

0.1＋1.42×

0.1）m，那么，该同学得到的位移_________（选填“大于”、“等于”或“小于”）实际位移。

（2）乙同学的纸带如下图，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6七个计数点，每相邻的两计数点间都有四个点未画出。

用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离如图所示（单位：

cm）。

由纸带数据计算可得计数点3所代表时刻的瞬时速度大小v3＝____________m/s，小车的加速度大小a＝____________m/s2。

16、（2013云南玉溪一中质检）

（1）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。

则：

_____弹簧的原长更长，_____弹簧的劲度系数更大。

（填“a”或“b”）

（2）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，PO为橡皮筋，OA、OB为带有绳套的两细绳。

①对下列操作和实验现象的叙述正确的是________

A．两细绳的夹角要尽可能地大

B．必须测出两细绳的长度，以便画出力的图示

C．有可能两弹簧测力计的拉力都比橡皮筋的拉力大

D．换用一根弹簧测力计后只需把橡皮筋拉伸到相同长度即可

②在某次实验中，用两弹簧秤拉绳使橡皮筋的一端拉伸到O点，在保持O点位置不变的情况下，下列操作可能实现的有_______

A．保持OA、OB两细线的方向不变，改变两弹簧秤拉力的大小

B．保持OA的方向及A弹簧秤的示数不变，改变B弹簧秤的拉力大小及方向

C．保持弹簧秤A的示数不变，使弹簧秤B的示数减小

D．保持OB细线的方向不变，使弹簧秤A的示数减小

17．（2013云南省玉溪质检）小胡同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题，名称为：

快速测量自行车的骑行速度。

他的设想是：

通过计算踏脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速度。

如上图所示是自行车的传动示意图，其中Ⅰ是大齿轮，Ⅱ是小齿轮，Ⅲ是后轮。

当大齿轮Ⅰ（脚踏板）的转速通过测量为n（r/s）时，则大齿轮的角速度是rad/s。

若要知道在这种情况下自行车前进的速度，除需要测量大齿轮Ⅰ的半径r1，小齿轮Ⅱ的半径r2外，还需要测量的物理量是。

用上述物理量推导出自行车前进速度的表达式为：

【答案】2πn,车轮半径r3,2πn

【解析】根据角速度ω=2πn得：

大齿轮的角速度ω=2πn。

踏脚板与大齿轮共轴，所以角速度相等，小齿轮与大齿轮通过链条链接，所以线速度相等，设小齿轮的角速度为

ω′，测量出自行车后轮的半径r3，根据v=r3ω′

得：

v=2πn

18．I（2013安徽省名校联考）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某小组利用如图所示的装置完成实验。

橡皮条的一端C固定在木板上，用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点。

（1）下列叙述正确的是

A．该实验中CO的拉力是合力，AO和BO的拉力是分力

B．两次操作中必须将橡皮条和绳的结点拉到相同位置

C．实验中AO和BO的夹角应尽可能大

D．在实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤的刻度线

（2）对数据处理后得到如图所示的图线，则F与F‘两力中，方向一定沿CO方向的是。

.答案：

（1）BD

（2）F’（各3分）

（1）AO和BO的拉力与CO的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，A错误；

实验中两次拉伸橡皮条，注意将橡皮条和绳的结点拉到相同位置，以保证两次操作中CO的力是相同的，则选项B正确；

如果AO和BO的夹角适当，则两个分力可以将节点拉到O点，相反若夹角过大，则两拉力不一定能将节点拉到O点，所以选项C错误；

弹簧秤与木板平行以便保证合力与分力在同一平面内，正对弹簧秤读数可以减小偶然误差，因此D正确。

19.（8分）（2013山东省即墨市期末）为了验证动能定理，某学习小组在实验室组装了如图所示的装置，备有下列器材:

打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、天平、细沙.他们称量滑块的质量为M、沙和小桶的总质量为m.当滑块连接上纸带，让细线跨过滑轮并悬挂空的小桶时，滑块处于静止状态.要完成该实验，请回答下列问题:

（1）要完成本实验，还缺少的实验器材

是.

（2）实验时为保证滑块受到的合力与沙、

小桶的总重力大小基本相等，沙和小桶的

总质量应满足的实验条件是，实

验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要做的步骤是.

（3）在满足

（2）问的条件下，让小桶带动滑块加速运动，如图所示为打点计时器所打的纸带的一部分，图中A、B、C、D、E是按时间先后顺序确定的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，相邻计数点间的距离标注在图上，当地重力加速度为g，则在B、D两点间对滑块用实验验证动能定理表达式为.（用题中所给的表示数据的字母表示）

（1）刻度尺（2分）

（2）沙和小桶的总质量远小于滑块的质量（2分），平衡摩擦力（2分）

（3）

（2分）

实验时保证细线拉力等于滑块所受的合外力，从B到D点，合外力对滑块做功mg（x2+x3）。

B点对应的速度vB=

，D点对应的速度vD=

，在B、D两点间对滑块用实验验证动能定理表达式为

.

20（6分）．（2013广西四市联考模拟）某实验小组利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系。

（1）做实验时，将滑块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为△t1、△t2；

用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d。

则滑块经过光电门1时的速度表达式v1=；

滑块加速度的表达式a=。

（以上表达式均用已知字母表示）。

如图乙所示，若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为mm。

（2）为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h（见图甲）。

关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h的正确操作方法是

A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大

B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变

C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变

D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小

20.答案：

（1）

（1分）、

（1分）、8.15（2分）

（2）BC（2分，少选得1分）

（2）气垫导轨上滑块沿斜面下滑，重力沿斜面方向分力Mgsinθ等于合力，而Mgsinθ=Mgh/L，为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h，M增大时，h减小，以保持二者乘积不变；

M减小时，h增大，以保持二者乘积不变；

选项BC正确。

21．（18分）（Ⅰ）．（9分）（2013广东省四校联考）如图所示为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图。

图中A为小车，质量为m1，连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器B，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，p的质量为m2，C为弹簧测力计，实验时改变p的质量，读出测力计不同读数F，不计绳与滑轮的摩擦。

（1）电火花打点计时器工作电压为流（选填“交、直”）V

（2）下列说法正确的是（）

A．一端带有定滑轮的长木板必须保持水平

B．实验时应先接通电源后释放小车

C．实验中m2应远小于m1

D．测力计的读数始终为m2g/2

（4）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a—F图像，可能是下图中的图线（）

（1）交、220V（2分）

（2）B（3分）

（3）0.49或0.50（2分）

（4）C（2分）