高考物理二轮复习【专题12】力学实验(练)(原卷版).pdf

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1、2015 高三二轮复习之讲练测之练案【新课标版物理】 专题 12 力学实验 1 【2014山东卷】（8 分）某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最 大速度。 实验步骤： 用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G； 将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示。在 A端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作F ； 改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤； 实验数据如下表所示： 如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端 C处，细绳跨过定滑轮分别 与滑块和重物 P连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度 h； 滑块由静止释放后开始运动并最

2、终停在木板上的 D 点（未与滑轮碰撞） ，测量DC、间的距 离s。 完成下列作图和填空： （1）根据表中数据在给定坐标纸上作出GF图线。 （2）由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数_（保留 2 位有效数字） 。 （3）滑块最大速度的大小_v（用、sh和重力加速度g表示）。 2 【2014新课标全国卷】某同学利用图（a）所示实验装置即数字化信息系统获得了小车 加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图（b）所示，实验中小车（含发射器）的质量为 200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相 NG/1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 NF

3、/0.59 0.83 0.99 1.22 1.37 1.61 连的计算机得到，回答下列问题： （1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成（填“线性”或“非线性”） 的关系。 （2）由图（ b）可知，am图线不经过远点，可能的原因是。 （3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比” 的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施 是，钩码的质量应满足的条件是。 3 （2013广东卷）研究小车匀变速直线运动的实验装置如图16（a）所示其中斜面倾角 可调，打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图16（b）所示，

4、其中每相邻 两点之间还有4 个记录点未画出。 部分实验步骤如下： A.测量完毕，关闭电源，取出纸带 B.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C.将小车依靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D.把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是：（用字母填写） 图 16（ b）中标出的相邻两计数点的时间间隔T= s 计数点5 对应的瞬时速度大小计算式为v5= 。 为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a= 。 4 （2013福建卷）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）： 下列说法哪一项是正确的。 （填选项前字母） A平衡摩擦力时必

5、须将钩码通过细线挂在小车上 B为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量 C实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放 图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的 交流电频率为50Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为 m/s（保留三位有效数字） 。 5 （2013海南卷）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器 所用电源的频率为50Hz，当地重力加速度为g=9.80m/s 2。实验中该同学得到的一条点迹清晰 的完整纸带如图（b）所示。纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B 、C进行测量， 图中给出了这三个点到O点的距离hA、

6、hB和hC的值。回答下列问题（计算结果保留3 位有效 数字） （1）打点计时器打B点时，重物速度的大小vB= m/s； （2）通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律？简要说明 分析的依据。 1 【2014哈尔滨市第六中学2014 届高三 8 月月考】研究小车匀变速直线运动的实验装置如 图（ a）所示，其中斜面倾角可调。打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图 （b）所示，其中每相邻两点之间还有4 个记录点未画出。 （1）部分实验步骤如下： A. 测量完毕，关闭电源，取出纸带 B. 接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C. 将小车停靠在打点计时器附

7、近，小车尾部与纸带相连 D. 把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是：_（用字母填写） （2）图（ b）中标出的相邻两计数点的时间间隔T=_s （3）计数点5 对应的瞬时速度大小计算式为v5=_ （4）为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=_ 2【 2014淮安市高三年级调研测试卷】如图甲所示，跨过定滑轮的细线两端系着质量均为 M的物块A、B，A下端与通过打点计时器的纸带相连，B上放置一质量为m的金属片C，固定 的金属圆环D处在B的正下方。系统静止时C、D间的高度差为h。先接通电磁打点计时器， 再由静止释放B，系统开始运动，当B穿过圆环D时

8、C被D阻挡而停止。 （1）整个运动过程中纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4 个点未画 出，已知打点计时器的工作频率为50Hz。由此可计算出C被阻挡前B的加速度大小a = m/s 2； B刚穿过D时的速度大小v = m/s（结果保留两位有效数字）。 （2）若用该装置验证机械能守恒定律，则需验证等式是否成立。还可运用图象法 加以验证：改变物块B的释放位置，重复上述实验，记录每次C、D间的高度差h，并求出B 刚穿过D时的速度v，作出v 2 h图线如图丙所示，根据图线得出重力加速度的表达式 g= ，代入数据再与当地的重力加速度大小比较，判断系统机械能是 否守恒（均用题中物理量的字母

9、表示）。 （3）在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的一个办法。 3 【2015?江西省六校高三上学期第一次联考】某实验小组采用如图所示的装置研究“小车运 动变化规律” 。打点计时器工作频率为50Hz。 实验的部分步骤如下： a将木板的左端垫起，以平衡小车的摩擦力； b在小车中放入砝码，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； c将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上 打下一系列的点，断开电源； d改变钩码或小车中砝码的质量，更换纸带，重复b、 c 的操作。 （1） 设钩码质量为m1、砝码和小车总质量为m2，重力加速度为g，则小车

10、的加速度为：a= _ （用题中所给字母表示）； （2）下图是某次实验中得到的一条纸带，在纸带上取计数点O、A、B、C、D和E，用最小刻 度是毫米的刻度尺进行测量，读出各计数点对应的刻度x，通过计算得到各计数点到O的距离 s以及对应时刻小车的瞬时速度v。 请将C点对应的测量xC值和计算速度vC值填在下表中的相 应位置。 计数点x/cm s/cm v/(ms -1 ) O 1.00 0.30 A 2.34 1.34 0.38 B 4. 04 3.04 0.46 C 5.00 （3）实验小组通过绘制v 2- s图线来分析运动规律（其中v 2=v2- v0 2， v是各计数点对应时 刻小车的瞬时速度，

11、v0是O点对应时刻小车的瞬时速度）。他们根据实验数据在图中标出了O、 A、B、D、E对应的坐标点，请你在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v 2- s图线。 （4）根据实验小组绘制的v 2- s图线，小车的加速度=_ _m s 2，若发现该值大于理 论值，其原因可能是。 4 【2014?重庆市一诊】在用打点计时器研究小车匀变速直线运动的实验中，某同学将打点计 时器接到频率为f的交流电源上，实验时得到一条纸带. 他在纸带上便于测量的地方选取第一 个计时点，在这点下标明0，以后每5 个点取 1 个计数点，依次得1、2、3、4 计数点，相邻 两计数点间有4 个打点未标出，如题6 图 1 所示 .

12、 测量时，发现计数点1 已模糊不清，于是该 同学测得2、3、4 计数点到0 点的距离分别为x1、x2、x3，则打 2 点时小车的瞬时速度大小为 _，小车运动的加速度为_，计数点0、1 间的距离应为_ 5 【2014?北京市东城区普通校2013-2014 学年高三第二学期联考】像打点计时器一样，光电 计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，每个光电门都是由激光发射和接收装置 组成。当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用如下图所 示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验，下图中NQ是水平桌 面、 PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2 是固定在木

13、板上间距为L 的两个光电门（与之连接的 两个光电计时器没有画出）。可以装载钩码的小车上固定着用于挡光的窄片K，让小车从木板 D 8.33 7.33 0.61 E 10.90 9.90 0.70 的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和 t2。 在某次测量中，用游标卡尺测量窄片K的宽度，游标卡尺如下图所示，则窄片K的宽度 d= mm（已知 Ld） ，光电门1、2 各自连接的计时器显示的挡光时间分别为 t1=4.010 -2 s， t2=2.010 -2 s； 用米尺测量两光电门的间距为L=0.4000m，则小车的加速度大小a= m/s 2（保留二位 有效数字）； 该实验

14、中，为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力，需要的操 作； 某位同学通过测量，把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F，作出 a-F图像。如下图中的实 线所示。试分析：图像不通过坐标原点O的原因是；曲线上部弯 曲的原因；为了既能改变拉力F，又保证 a-F图像是直线，可以进 行这样的操作。 6 【2014黑龙江省大庆铁人中学2013-2014 高三上学期期中试题】“验证机械能守恒定律” 的实验可以采用如下图所示的（甲）或（乙）方案来进行。 比较这两种方案，_（填“甲”或“乙”）方案好些，理由是 _ 。 如图（丙）是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知每两 个计数点之间的时间

15、间隔T=0.1s 。物体运动的加速度a=_m/s 2( 保留两位有效数 字) ；该纸带是采用_（填“甲”或“乙”）实验方案得到的。 图（丁）是采用（甲）方案时得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学分别用 下列不同的方法进行，其中正确的是：（） A.gnTv N B. T xx v nn N 2 1 C. T dd v nn N 2 11 D.TngvN) 1( 7 【2014河南周口中英文学校高三上期第三次月考】在利用重物自由下落“验证机械能 守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为f=50Hz，实验要求打点计时器在打第一个 点时释放纸带甲、乙、丙三个学生分别用同一装置各打出一条纸

16、带，量出各纸带上第1、2 两点间的距离分别为0.48cm，0.19cm 和 0.18cm，肯定其中一个学生在操作上有错误，该同学 是_ _其错误的操作是_。 丁同学用甲图所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记 作O点， 测出O 、 A间的距离为68.97cm， 点A 、 C间的距离为15.24cm， 点C 、 E间的距离16.76cm， 已知当地重力加速度为g=9.8m/s 2，重锤的质量为 m=1.0kg 则打点计时器在打O点到C点的这 段时间内，重锤动能的增加量为 J，重力势能的减少量为 J. （保留三位有 效数字）在实验中发现，重锤减小的重力势能总大于重锤最大

17、的动能，其原因主要 是， 用题目给出的已知量. 求出重锤下落过程中受到的平均阻力大小为 N. 8 【2014?北京市海淀区高三二模】（1）探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的 关系，实验装置如图甲所示。实验过程中有平衡摩擦力的步骤，并且设法让橡皮筋对小车做 的功以整数倍增大，即分别为W0、2W0、 3W0、4W0, 实验中首先通过调整木板倾斜程度平衡摩擦力，目的是 (填写字母代号) 。 A.为了释放小车后小车能做匀加速运动 B.为了增大橡皮筋对小车的弹力 C.为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功 D.为了使小车获得较大的动能 图乙是在正确操作情况下打出的一条纸带，从中截取了

18、测量物体最大速度所用的一部分， 已知相邻两点打点时间间隔为0.02s ，则小车获得的最大速度vm= m/s（保留 3 位有效数 字） 。 几名同学在实验中分别得到了若干组橡皮筋对小车做的功W与小车获得最大速度vm的数据， 并利用数据绘出了图丙给出的四个图象，你认为其中正确的是。 1如图所示的定滑轮装置，可以用来研究匀变速运动。钩码甲的质量大于乙的质量，两钩码 运动过程中做匀加速运动。钩码甲带有遮光片。铁架台上有两个光电门A、B，与光电门相连 的数字计时器（图中没有画出）能够自动记录下钩码甲在A、B 之间运动的时间t。用刻度尺 测出两个光电门A、B 之间的距离h。改变光电门A 的位置，测出6 组

19、不同的h 与 t 对应数据 （每次钩码甲都是从同一位置O 由静止开始加速下落） 。请回答以下问题： （1）设钩码加速度的大小a，钩码甲下落到B 时速度 v1，那么 a、v1、h、 t 之间的关系式是 h= 。 （2）根据实验过程中得到的h 与相对应t 的 6 组实验数据，作出 h t -t 图线，如图所示， 由图线可知，钩码运动的加速度a= m/s2；当钩码甲落至B 位置时的速度v1= m/s。 2某同学用图甲所示的实验装置研究小车在斜面上的运动，实验中使用的电磁打点计时器的 打点周期为T，他的实验步骤如下： 按图甲安装好实验器材； 让拖着纸带的小车沿平板斜面开始向下运动，接通电源，重复几次；

20、 选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始比较密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个 打点间隔取一个计数点，如图乙中0、1、2、 、6 点所示； 测量相邻两个计数点之间的距离，分别记作s1、s2、s3、s6； 通过测量和计算，判断出小车沿平板斜面做匀变速直线运动。 （1）在上面甲图中，图中明显存在的问题是，电源应该接电 源，实验操作过程中明显的错误 是； （2）若实验装置安装和操作过程完全正确，利用该同学测量的数据可以得到小车的加速度， 计算加速度得到的表达式是a； （3）若该同学在实验中用量角器还测出了平板斜面的倾角 ，且已知当地的重力加速度为g， 则在以下物理量中，还能计算出（填字母序号） 。

21、 （A）小车的质量（ B）小车与平板斜面之间的动摩 擦因数 （C）小车到达斜面底端时的动能（D）小车滑下过程中损失的机械 能 3利用如图甲所示的装置可测量滑块在斜面上运动的动摩擦因数，在斜面上安装有两个光电 门 A、B，且光电门固定在斜面上，A、B 两点高度差为h，水平距离为s，当一带有宽度为d 的很窄的遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门相连的计时器可以显示出遮光片通过 光电门时的遮光时间t，让滑块每次从斜面上不同点由静止开始滑下，记下相应的tA、tB值。 完成下列填空和作图： （1）滑块经过光电门A、B 时的瞬时速度vA ，vB； （2）根据上面测量的物理量，得到滑块的动摩擦因数计算表

22、达式为 ； （3）某实验小组同学实验测量得到h 0.3m，s 0.4m，d0.5cm，根据多次测量tA、tB值， 由计算机处理得到 2 1 B t - 2 1 A t 图线如图乙所示，可计算得到滑块与斜面动摩擦因数 （保留 两位有效数字） 。 4 （1）一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长关系”的实验，采用如图a所示装置，质量 不计的弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力。实验中做出小盘中砝码 重力随弹簧伸长量x的图像如图 b所示。 （重力加速度 2 10m/sg） 利用图 b 中图象，可求得该弹簧的劲度系数为_N/m。 利用图 b 中图象，可求得小盘的质量为_kg，小盘的质量会导致弹簧劲度系数的 测量结果比真实值_（ “偏大”、 “偏小”、 “相同”） 5用如图1 所示装置验证牛顿第二定律。 （1）在探究 “加速度和合外力的关系”时，要使得细线对小车的拉力等于小车受到的合外力， 下列做法不正确的是。 A平衡摩擦力时必须让小车连着穿过打点计时器的纸带。 B平衡摩擦力时必须撤去砝码和小桶 C平衡摩擦力时打点计时器可以不通电 （2）实验中描绘的aF图象如图2 所示，则 1 a= ，出现这种情况的原因是什 么。