无锡新领航教育特供高考物理 模拟新题精选分类解析第5期专题12 力学实验.docx

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无锡新领航教育特供高考物理模拟新题精选分类解析第5期专题12力学实验

2013年高考物理模拟新题精选分类解析（第5期）专题12力学实验

1.（2013河南漯河市期末）某同学设计了以下的实验来验证机械能守恒定律：

在竖直放置的光滑的塑料米尺上套一个磁性滑块m，滑块可沿米尺自由下落。

在米尺上还安装了一个连接了内阻很大的数字电压表的多匝线框A，线框平面在水平面内，滑块可穿过线框，如图所示。

把滑块从米尺的0刻度线处释放，记下线框所在的刻度h和滑块穿过线框时的电压U。

改变h，调整线框的位置，多做几次实验，记录各次的h、U。

（1）如果采用图象法对得出的数据进行分析论证，用图线（选填“U—h”或“U2—h”）更容易得出结论。

（2）影响本实验精确程度的因素主要是（至少列举一点）。

2．（6分）（2013福建省南安一中质检）在①研究加速度与外力（质量m一定）的关系；②验证机械能守恒定律；③探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系三个实验中；某同学正确做出了三个实验的图像，如下图中A、B、C所示。

根据坐标轴代表的物理量判断；A实验的图像斜率表示；B实验图像的斜率表示，C实验图像的斜率表示。

3（１）（8分）（2013深圳市南山区期末）“探究

合力与分力的关系”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，P为橡皮条与细绳的

结点，用两把互成角度的弹簧秤把结点P拉到位置Ｏ．

①从图甲可读得弹簧秤Ｂ的示数为Ｎ．

②为了更准确得到合力与分力的关系，要采用作力的（填“图示”或“示意图”）来表示分力与合力．

③图乙中与F1、F2效果相同的力是（填“F”或“F′”）．

④图乙中方向一定沿

AO方向的力是（填“F”或“F′”）．

3．答案：

（1）8分①3.8；②图示；③F′；④F′。

解析：

为了更准确得到合力与分力的关系，要采用作力的图示来表示分力与合力．图乙中与F1、F2效果相同的力是用一个弹簧秤把结点P拉到位置Ｏ时的力F′。

图乙中方向一定沿

AO方向的力是F′。

4．（5分）（2013贵州六校联考）一个同学在研究小球自由落体运动时，用频闪照相连续记录下小球的位置如图所示。

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：

（

-

）

解析：

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”）

答案：

（2）斜面倾角过大（3）变大

解析：

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”）

解析：

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