2016版高考物理復(fù)習(xí)專題演練：專題七-力學(xué)實(shí)驗(yàn)(一)

力學(xué)實(shí)驗(yàn)(一)兩年高考真題演練1(2015新課標(biāo)全國(guó)卷，22)某物理小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)粗測(cè)玩具小車通過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)的速度的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R0.20 m)。完成下列填空：(1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖(a)所示，托盤秤的示數(shù)為1.00 kg；(2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點(diǎn)時(shí)，托盤秤的示數(shù)如圖(b)所示，該示數(shù)為_ kg；(3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)后滑向另一側(cè)，此過(guò)程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：序號(hào)12345m(kg)1.801.751.851.751.90(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力為_ N；小車通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為_ m/s。(重力加速度大小取9.80 m/s2，計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)2(2015新課標(biāo)全國(guó)卷，22)某同學(xué)用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，物塊下滑過(guò)程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示，圖中標(biāo)出了五個(gè)連續(xù)點(diǎn)之間的距離。(1)物塊下滑時(shí)的加速度a_ m/s2，打C點(diǎn)時(shí)物塊的速度v_ m/s；(2)已知重力加速度大小為g，為求出動(dòng)摩擦因數(shù)，還必須測(cè)量的物理量是_(填正確答案標(biāo)號(hào))。A物塊的質(zhì)量B斜面的高度C斜面的傾角3(2015山東理綜，21)某同學(xué)通過(guò)下述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則。實(shí)驗(yàn)步驟：將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向。如圖甲所示，將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧秤示數(shù)為某一設(shè)定值時(shí)，將橡皮筋兩端的位置標(biāo)記為O1、O2，記錄彈簧秤的示數(shù)F，測(cè)量并記錄O1、O2間的距離(即橡皮筋的長(zhǎng)度l)。每次將彈簧秤示數(shù)改變0.50 N，測(cè)出所對(duì)應(yīng)的l，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示：F(N)00.501.001.502.002.50l(cm)l010.9712.0213.0013.9815.05找出中F2.50 N時(shí)橡皮筋兩端的位置，重新標(biāo)記為O、O，橡皮筋的拉力記為FO O。在秤鉤上涂抹少許潤(rùn)滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖乙所示。用兩圓珠筆尖成適當(dāng)角度同時(shí)拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達(dá)到O點(diǎn)，將兩筆尖的位置標(biāo)記為A、B，橡皮筋OA段的拉力記為FOA，OB段的拉力記為FOB。完成下列作圖和填空：(1)利用表中數(shù)據(jù)在給出的坐標(biāo)紙上畫出Fl圖線，根據(jù)圖線求得l0_cm。(2)測(cè)得OA6.00 cm，OB7.60 cm，則FOA的大小為_N。(3)根據(jù)給出的標(biāo)度，作出FOA和FOB的合力F的圖示。(4)通過(guò)比較F與_的大小和方向，即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。4(2014新課標(biāo)全國(guó)卷，22)某同學(xué)利用圖(a)所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，如圖(b)所示。實(shí)驗(yàn)中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200 g，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪。小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得到?；卮鹣铝袉栴}。(1)根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成_(填“線性”或“非線性”)關(guān)系。(2)由圖(b)可知，am圖線不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，可能的原因是_。(3)若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是_，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是_。5(2014新課標(biāo)全國(guó)卷，23)某實(shí)驗(yàn)小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長(zhǎng)度(圈數(shù))的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示：一均勻長(zhǎng)彈簧豎起懸掛，7個(gè)指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點(diǎn)0、10、20、30、40、50、60圈處；通過(guò)旁邊豎起放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0刻度。設(shè)彈簧下端未掛重物時(shí)，各指針的位置記為x0，掛有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時(shí)，各指針的位置記為x。測(cè)量結(jié)果及部分計(jì)算結(jié)果如下表所示(n為彈簧的圈數(shù)，取重力加速度為9.80 m/s2)。已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧總?cè)?shù)為60，整個(gè)彈簧的自由長(zhǎng)度為11.88 cm。P1P2P3P4P5P6x0/cm2.044.066.068.0510.0312.01x/cm2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k/Nm116356.043.633.828.8/mN10.006 10.01790.022 90.029 60.034 7(1)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：_；_。(2)以n為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在圖(b)給出的坐標(biāo)紙上畫出n圖象。(3)圖(b)中畫出的直線可近似認(rèn)為通過(guò)原點(diǎn)，若從實(shí)驗(yàn)中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧，該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達(dá)式為k_N/m；該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長(zhǎng)度l0(單位為m)的關(guān)系的表達(dá)式為k_N/m。考點(diǎn)7力學(xué)實(shí)驗(yàn)(一)一年模擬試題精練1(2015河南省八市重點(diǎn)高中高三聯(lián)考)某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系。(1)彈簧自然懸掛，待彈簧靜止時(shí)，長(zhǎng)度記為L(zhǎng)0；彈簧下端掛上砝碼盤時(shí)，長(zhǎng)度記為L(zhǎng)A；在砝碼盤中每次增加10 g砝碼，彈簧長(zhǎng)度依次記為L(zhǎng)1至L6，數(shù)據(jù)如下表：代表符號(hào)L0LAL1L2L3L4L5L6數(shù)值(cm)25.3527.3529.3431.3133.435.3537.4039.30表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號(hào)為_。由表可知所用刻度尺的最小分度為_。(2)如圖是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長(zhǎng)度與_的差值(填“L0”或“LA”)。(3)由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為_N/m；通過(guò)圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為_g(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8 m/s2)。2(2015濟(jì)南高三期末)某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”。三條細(xì)繩結(jié)于O點(diǎn)分別與兩彈簧測(cè)力計(jì)和鉤碼相接。(1)實(shí)驗(yàn)步驟如下：A彈簧測(cè)力計(jì)A掛于固定在豎直木板上的P點(diǎn)；B結(jié)點(diǎn)O下的細(xì)線掛鉤碼C；C手持彈簧測(cè)力計(jì)B緩慢向左拉，使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置；D記下鉤碼質(zhì)量、結(jié)點(diǎn)O的位置、讀出并記錄彈簧測(cè)力計(jì)A和B的示數(shù)、記錄_。(2)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列哪些情況會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生誤差？答：_(填選項(xiàng)前的字母)A木板不豎直BA彈簧測(cè)力計(jì)外殼的重力CB彈簧測(cè)力計(jì)的拉力方向沒有保持水平D改變彈簧測(cè)力計(jì)B拉力進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)時(shí)，結(jié)點(diǎn)O的位置發(fā)生變化(3)某次實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)A的指針稍稍超出量程，請(qǐng)你提出解決問題的一個(gè)辦法_。3(2015安徽省宣城市八校高三聯(lián)考)某同學(xué)用如圖甲所示的裝置研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。(1)實(shí)驗(yàn)開始前_(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力，實(shí)驗(yàn)中_(填“需要”或“不需要”)保證懸掛的鉤碼質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。(2)實(shí)驗(yàn)中，從打出的多條紙帶中選取一條合適的紙帶(圖乙)，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出)用刻度尺測(cè)出A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離并填在下面的表格中線段OAOBOCODOEOF數(shù)據(jù)/cm0.541.532.924.767.009.40打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50 Hz，則打C點(diǎn)時(shí)小車的速度為_m/s，小車運(yùn)動(dòng)的加速度為_m/s2，從釋放小車到打C點(diǎn)時(shí)，小車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為_s(結(jié)果都保留兩位有效數(shù)字)。(3)若小車的質(zhì)量為M450 g。打(2)問中紙帶時(shí)懸掛鉤碼的質(zhì)量為m50 g，不計(jì)線與滑輪的摩擦，重力加速度g10 m/s2，則小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力為_N。4(2015湖北省八校高三聯(lián)考)某小組利用圖示實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)量物塊A和長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。把左端帶有擋板的足夠長(zhǎng)的長(zhǎng)木板固定在水平桌面上，物塊A置于擋板處，不可伸長(zhǎng)的輕繩一端水平連接物塊A，另一端跨過(guò)輕質(zhì)定滑輪掛上與物塊A質(zhì)量相同的物塊B。并用手按住物塊A，使A、B保持靜止。測(cè)量物塊B離水平地面的高度為h。釋放物塊A，待物塊A靜止時(shí)測(cè)量其運(yùn)動(dòng)的總距離為s(物塊B落地后不反彈)?；卮鹣铝袉栴}：(1)根據(jù)上述測(cè)量的物理量可知_。(2)如果空氣阻力不可忽略，該實(shí)驗(yàn)所求值_。(填“偏大”或“偏小”)參考答案考點(diǎn)7力學(xué)實(shí)驗(yàn)(一)兩年高考真題演練1解析(2)由圖(b)可知托盤稱量程為10 kg，指針?biāo)傅氖緮?shù)為1.40 kg(4)由多次測(cè)出的m值，利用平均值可求m1.81 kg。而模擬器的重力為Gm0g9.8 N，所以小車經(jīng)過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力為FNmgm0g7.94 N；根據(jù)徑向合力提供向心力，即7.94 N(1.401.00)9.8 N，解得v1.4 m/s。答案(2)1.40(4)7.91.42解析(1)根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)可知，加速度a3.25 m/s；打C點(diǎn)時(shí)物塊的速度vC1.79 m/s(2)由牛頓第二定律得加速度agsin gcos ，所以要求出動(dòng)摩擦因數(shù)，還必須測(cè)量的物理量是斜面的傾角。答案(1)3.251.79(2)C3解析(1)做出Fl圖象，如圖甲所示，求得直線的截距即為l0，可得l010.0 cm(2)可計(jì)算橡皮筋的勁度系數(shù)k N/m50 N/m若OA6.00 cm，OB7.60 cm，則橡皮筋的彈力為Fkx50(6.007.6010.00)102 N1.80 N則此時(shí)FOAF1.80 N(3)FOBFOA1.80 N，兩力的合力F如圖乙所示。(4)通過(guò)比較F和FO O的大小和方向，可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。答案(1)10.0(9.8、9.9、10.1均正確)(2)1.80(1.701.90均正確)(3)如圖乙所示(4)FO O4解析(1)把圖(b)中各點(diǎn)連線，得到的是一條曲線，a與m的關(guān)系是非線性的。(2)由圖(b)可知，當(dāng)鉤碼質(zhì)量不為零時(shí)，在一定范圍內(nèi)小車加速度仍為零，即鉤碼對(duì)小車的拉力大于某一數(shù)值時(shí)小車才產(chǎn)生加速度，故可能的原因是存在摩擦力。(3)若將鉤碼所受重力作為小車所受合力，則應(yīng)滿足三個(gè)條件，一是摩擦力被平衡，二是繩平行于軌道平面，此二者可保證繩對(duì)車的拉力等于車所受合力，設(shè)繩的拉力為T，由mgTma、TMa有Tg，可見當(dāng)mM時(shí)才有Tmg，故第三個(gè)條件為mM。答案(1)非線性(2)存在摩擦力(3)調(diào)整軌道傾斜度以平衡摩擦力遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量5解析(1)由胡克定律Fkx可得k N/m81.7 N/m。 m/N0.012 2 m/N(2)通過(guò)描點(diǎn)作圖可得到一條直線(見答案圖)(3)由圖線可知直線的斜率為，故函數(shù)關(guān)系滿足n，即k(N/m)。由于60匝彈簧的總長(zhǎng)度為11.88 cm；則n匝彈簧的原長(zhǎng)滿足，代入k，可得k N/m。答案(1)81.70.012 2(2)如圖所示(3)(在之間均可)(在之間均可)一年模擬試題精練1解析(1)由表格中的測(cè)量數(shù)據(jù)的單位可知，所用刻度尺的最小分度為1 mm，讀數(shù)時(shí)應(yīng)讀到最小分度的下一位，故L3的數(shù)值記錄不規(guī)范。(2)由于mx圖象過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，所以橫軸是彈簧長(zhǎng)度與LA的差值。(3)圖象的斜率與該地重力加速度的乘積為彈簧的勁度系數(shù)為：k N/m4.9 N/m根據(jù)表中的數(shù)據(jù)和胡克定律得mgk(LxL0)，解得m10 g。答案(1)L31 mm(2)LA(3)4.9102(1)三條細(xì)繩(拉力)的方向(2)A(3)減小彈簧測(cè)力計(jì)B的拉力，或減小鉤碼C的質(zhì)量，或減小AO與BO之間的夾角3解析(1)本實(shí)驗(yàn)只要保證小車能做勻變速運(yùn)動(dòng)即可，不需要調(diào)節(jié)木板的傾斜度來(lái)平衡摩擦力，該實(shí)驗(yàn)不需要知道小車的合力，即不需要應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。(2)由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔t0.1 s，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，有：vCm/s0.16 m/s設(shè)O到A之間的距離為x1，以后各段分別為x2、x3、x4、x5、x6，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式xaT2可以求出加速度的大小，有x4x13a1T2，x5x23a2T2，x6x33a3T2，為了更加