高考物理二轮复习专题12力学实验练原卷版.docx
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高考物理二轮复习专题12力学实验练原卷版
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
；
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
端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作
；
改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤
；
实验数据如下表所示：
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
0.59
0.83
0.99
1.22
1.37
1.61
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
处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物
连接，保持滑块静止，测量重物
离地面的高度
；
滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的
点（未与滑轮碰撞），测量
间的距离
。
完成下列作图和填空：
根据表中数据在给定坐标纸上作出
图线。
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）。
滑块最大速度的大小
（用
和重力加速度
表示）。
2．【2014·新课标全国卷Ⅰ】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，
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θ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，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）
②图16（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=。
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）：
①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
②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/s2。
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、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/s2；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v2–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/（m·s-1）
O
1.00
0.30
A
2.34
1.34
0.38
B
4.04
3.04
0.46
C
5.00
D
8.33
7.33
0.61
E
10.90
9.90
0.70
（3）实验小组通过绘制Δv2-s图线来分析运动规律（其中Δv2=v2-v02，v是各计数点对应时刻小车的瞬时速度，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Δv2-s图线。
（4）根据实验小组绘制的Δv2-s图线，小车的加速度=________m／s2，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.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。
①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L>>d），光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=4.0×10-2s，t2=2.0×10-2s；
②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/s2（保留二位有效数字）；
③该实验中，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；
④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。
⑴比较这两种方案，___________（填“甲”或“乙”）方案好些，理由是_______________________________。
⑵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间隔T=0.1s。
物体运动的加速度a=___________m/s2（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。
⑶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.
B.
C.
D.
7．【2014·河南周口中英文学校高三上期第三次月考】①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_________。
②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/s2，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）③在实验中发现，重锤减小的重力势能总大于重锤最大的动能，其原因主要是，
④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……
①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
②图乙是在正确操作情况下打出的一条纸带，从中截取了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）。
③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
-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：
①按图甲安装好实验器材；
②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；
③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；
④测量相邻两个计数点之间的距离，分别记作s1、s2、s3、…、s6；
⑤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α，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）。
（A）小车的质量（B）小车与平板斜面之间的动摩擦因数μ
（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达式为μ＝；
（3）某实验小组同学实验测量得到h＝0.3m，s＝0.4m，d＝0.5cm，根据多次测量tA、tB值，由计算机处理得到
-
图线如图乙所示，可计算得到滑块与斜面动摩擦因数μ＝（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
）
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
图象如图2所示，则
=，出现这种情况的原因是什么。
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