专题06力学实验高考物理三轮复习精品资料原卷版.docx
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专题06力学实验高考物理三轮复习精品资料原卷版
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专题06力学实验-高考物理三轮复习精品资料（原卷版）
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（精心整理，诚意制作）
【两年高考真题】
1.（20xx·新课标Ⅰ卷）图（a）为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。
实验步骤如下：
①用天平测量物块和遮光片的总质量M，重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离s；
（1）测量d时，某次游标卡尺（主尺的最小分度为1mm）的示如图（b）所示。
其读数为cm。
（2）物块的加速度a可用d、s、△tA和△tB表示为a=_________。
（3）动摩擦因数μ可用M、m、
和重力加速度g表示为μ=__________。
（4）如果细线没有调整到水平.由此引起的误差属于（填“偶然误差”或”系统误差”）。
2.（20xx·新课标Ⅱ卷）某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连:
弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图（a）所示。
向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放。
小球离开桌面后落到水平地面。
通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。
回答下列问题：
（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。
已知重力加速度大小为g，为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的（填正确答案标号）。
A.小球的质量mB.小球抛出点到落地点的水平距离s
C.桌面到地面的高度hD.弹簧的压缩量△xE.弹簧原长l0
（2）用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek=。
（3）图（b）中的直线是实验测量得到的s—△x图线。
从理论上可推出，如果h不变。
m增加，s—△x图线的斜率会（填“增大”、“减小”或“不变”）；如果m不变，h增加，s—△x图线的斜率会（填“增大”、“减小”或“不变”）。
由图（b）中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与△x的次方成正比。
A．电路中的电源只能选用交流电源
B．实验前应将M调整到电磁铁的正下方
C．用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度
D．手动敲击M的同时按下秒表开始计时
（2）实验测得小球下落的高度H=1.980m，10个小球下落的总时间T=6.5s，可求出重力加速度g=⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽m/s。
（结果保留两位有效数字）
（3）在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的两个办法。
（4）某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间
磁性才消失，因此，每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差
，这导致实验误差。
为此，他分别取高度H1和H2，测量n个小球下落的总时间T1和T2。
他是否可以利用这两组数据消除
对实验结果的影响?
请推导说明。
【命题意图猜想】
从近两年的高考试题来看，高考对本专题内容的考查内容几乎涉及了高中课本要求的全部力学实验，而且没有一个是原实验，都在原实验的基础上进行改编。
而且考点比较稳定，因此预测2014年高考仍会考查力学基础实验，以及基本仪器的使用问题，也仍以课本实验为基础，加以改编创新！
【回归课本整合】
1．游标卡尺的读数
游标尺（mm）
精度（mm）
测量结果（游标尺上第n条刻度线与主尺上的某刻度线对齐时）（mm）
刻度格数
刻度总长度
每小格与1毫米差
10
9
0.1
0.1
主尺上读的毫米数＋0.1n
20
19
0.05
0.05
主尺上读的毫米数＋0.05n
50
49
0.02
0.02
主尺上读的毫米数＋0.02n
2．螺旋测微器的读数
测量值＝固定刻度整毫米数＋半毫米数＋可动刻度读数（含估读）×0.01mm.
3．打点计时器
工作电源电压
打点间隔
电磁打点计时器
交流50Hz 4V～6V
0.02s
电火花计时器
交流50Hz 220V
0.02s
4．不同的实验采用不同的物体思想和方法，如验证力的平行四边形定则用等效替代法，验证牛顿第二定律用控制变量法
【方法技巧提炼】
1．新课标《考试大纲》规定的六个力学实验中有四个涉及打点计时器：
研究匀变速直线运动、验证牛顿第二定律、探究做功和物体速度变化的关系和验证机械能守恒定律．这类实验的关键是要掌握纸带的分析处理方法，对于纸带常见有以下三大应用．
1．由纸带确定时间
要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系，便于测量和计算，一般每五个点取一个计数点，这样时间间隔为Δt＝0.02×5s＝0.1s.
2．求解瞬时速度
利用做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．如图所示，打n点时的速度vn＝
1.目标要求：
力学中的验证性实验要求用实验的方法来验证科学家已归纳、总结和已证明了的结论，通过实验过程的再现，加深对规律适用条件和结论的理解；而力学中的探究性实验要求学生将自己掌握的物理知识和实验技能创造性地应用到新的实验情景中，由题给条件自行选定实验原理，确定实验方案，选择合适的器材去研究物理现象，通过实验得到的数据信息分析各物理量中的内在联系，找出其中所包含的物理规律．
2.注意问题：
在一个实验中一定要先看清实验目的，明确实验目的才能真正理解实验过程，注意误差分析，如何差小偶然误差.
3.经验分享：
每个高考中的实验一定是原实验的改进行，看到某一个实验时，一定要思考它所对应的原实验，再从原实验的基础上，分析整理思路。
【新题演练】
1.【20xx·湖北八市高三3月联考】（4分）游标卡尺主尺的最小刻度是1mm，游标尺上有20个等分刻度，则游标尺上每一分度与主尺上的最小刻度相差____________cm。
用这个游标卡尺测量一小球的直径，如图所示的读数是_____________cm。
（1）请根据表格数据计算出弹簧的劲度系数，k=_____________N/m。
（结果保留两位有效数字）
（2）考虑到在没有挂钩码时弹簧自身有重量，测量的劲度系数与真实值相比较__________（填偏大、偏小、没有影响）。
3.【20xx·湖南益阳高三下期模考】物理小组的同学用如图所示的实验器材测定重力加速度，实验器材有：
底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器（其中光电门1更靠近小球释放点），小球释放器（可使小球无初速释放）、网兜。
实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h。
（1）使用游标卡尺测量小球的直径如图所示，则小球直径为_______________cm。
（2）改变光电门1的位置，保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2的速度为v，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度g，则h、t、g、v四个物理量之间的关系为h=_______________。
（3）根据实验数据作出
图线，若图线斜率的绝对值为k，根据图线可求出重力加速度大小为___________。
（3）该同学得到如图（c）所示的纸带。
已知打点计时器电源频率为50Hz．A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个计数点，两计数点之间还有四个点未画出。
由此可算出小车的加速度a=m/s2（保留两位有效数字）。
5.【20xx·陕西长安一中等五校高三二模】（6分）如图甲是利用滑块验证动能定理的装置，除图示器材外，还有学生电源、导线、复写纸、天平和细沙．
（1）本实验还需要的实验器材有
（2）实验前，需要，此步骤中（填“需要”或“不需要”）挂着小沙桶。
（3）设滑块质量为M，沙与沙桶的总质量为m，本实验中要求M和m满足的条件是：
。
（4）图乙是滑块做匀加速直线运动的纸带．测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g．则本实验最终要验证的数学表达式为．（用题中所给的字母表示）
（1）实验开始之前某同学用游标卡尺测得正方体边长，读数如图乙所示，则正方体的边长为cm。
（2）如图丙所示为该组同学实验中得到的一条纸带的一部分，0,1,2,3,4,5,6为计数点，相邻两计数点间还有4个计时点未画出。
从纸带上测出
=3.20cm，
=4.52cm，
=8.42cm，
=9.70cm，则木块的加速度大小
=m/s2（保留两位有效数字）。
（3）该组同学用天平测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，则木块与长木板间动摩擦因素
=（重力加速度为g，木块的加速度为
）
7.【20xx·江西九所重点中学高三3月联考】某班级同学用如图（a）所示的装置验证加在倾斜轨道上，小车甲上固定一个力传感器，小车乙上固定一个加速度传感器（可以测量乙在任意时刻的加速度大小），力传感器和小车乙之间用一根不可伸长的细线连接，在弹簧拉力的作用下两辆小车一起开始运动，利用两个传感器可以采集记录同一时刻小车乙受到的拉力和加速度的大小．
（1）下列关于实验装置和操作的说法中正确的是
A．轨道倾斜是为了平衡小车甲受到的摩擦力
B．轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力
C．实验中，在小车乙向下运动的过程中均可采集数据
D．实验中，只能在小车乙加速运动的过程中采集数据
用图（b）的四条图线收集数据，然后作图。
请写出具体的做法：
①如何收集数据?
②为了更直观地验证a和m的关系，建立的坐标系。
应以为纵轴，以为横轴。
8.【20xx·陕西长安一中等五校高三一模】（8分）用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。
m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。
下图给出的是实验中获取的一条纸带：
0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。
已知m1=50g、m2=150g，则（计算结果保留两位有效数字）
①在纸带上打下记数点5时的速度v=m/s；
②在记数点0～5过程中系统动能的增量△EK=J.为了简化计算,设g=10m/s2,则系统势能的减少量△EP=J；
③在本实验中,若某同学作出了
图像,如右下图，h为从起点量起的长度,则据此得到当地的重力加速度g=m/s2。
【名师预测】
（3）该弹簧的劲度系数k是多大．
【预测2】某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：
a．如图所示安装好实验装置，其中小车的质量M＝0.50kg，钩码的总质量m＝0.10kg；
b．释放小车，然后接通打点计时器的电源（电源的频率f＝50Hz），打出一条纸带．
（1）他在多次重复实验得到的纸带中取出最满意的一条，如图所示．把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各相邻计数点间的距离分别为d1＝0.008m，d2＝0.024m，d3＝0.041m，d4＝0.056m，d5＝0.072m，d6＝0.088m……他把钩码重力（当地重力加速度g＝9.8m/s2）作为小车所受合力，算出从打下0点到打下第5点时合力所做的功W＝________（结果保留三位有效数字），把打下第5点时小车的动能作为小车动能的改变量，算得Ek＝________.（结果保留三位有效数字）．
（2）此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大．通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是________．
A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏小太多
B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
C．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小
D．根本原因是没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离
①用游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径为D=_____cm。
②要验证机械能守恒，只要比较_____。
A．
是否相等B．
是否相等
C．
是否相等D．
是否相等
③钢球通过光电门的平均速度_____（选填“＞”或“＜”）钢球球心通过光电门的瞬时速度。
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