2020物理高考備考專題《力學(xué)實驗》(高考押題)(附答案解析版)

高考押題專練.某同學(xué)通過下述實驗驗證力的平行四邊形定則 .實驗步驟：①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 ^②如圖所示，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，將橡皮筋兩端的位置標(biāo)記為 Oi、O2,記錄彈簧秤的示數(shù)F,測量并記錄Oi、02間的距離(即橡皮筋的長度1).每次將彈簧秤示數(shù)改變0.50N,測出所對應(yīng)的1,部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示：耶)’00.501.00y1.502.00II2.501(cm)1010.9712.0213.0013.9815.05③找出②中F=2.50N時橡皮筋兩端的位置，重新標(biāo)記為 0、0',橡皮筋的拉力記為 Foo.④在秤鉤上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖所示 .用兩圓珠筆尖成適當(dāng)角度同時拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達(dá)到0點，將兩筆尖的位置標(biāo)記為A、B,橡皮筋0A段的拉力記為Foa,0B段的拉力記為Fob.完成下列作圖和填空:完成下列作圖和填空:(1)利用表中數(shù)據(jù)在圖坐標(biāo)紙上畫出 F1圖線，根據(jù)圖線求得10=cm.Mein(2)測得OA=6.00cm,OB=7.60cm,則Foa的大小為N.⑶根據(jù)給出的標(biāo)度，在圖中作出 Foa和Fob的合力F的圖示.

*fl（4）通過比較F與的大小和方向，即可得出實驗結(jié)論【答案】（1）見解析圖甲10.0（9.8、9.9、10.1均正確）（2）1.80（1.70?1.90*fl（4）通過比較F與的大小和方向，即可得出實驗結(jié)論(4)FooIo,可得l0=10.0cm（2）可計算橡皮筋的勁度系數(shù),F2.5k——Ax0.05Io,可得l0=10.0cm（2）可計算橡皮筋的勁度系數(shù),F2.5k——Ax0.05N/m=50N/m若OA=6.00cm,OB=7.60cm,則橡皮筋的彈力為F1=kAxi=50X(6.007.60—10.00)Xi0n=1.80N則此時Foa=Fi=1.80N（3）Fob=Foa=1.80N,兩力的合力F如圖乙所示乙乙（4）F（4）Foo的作用效果和Foa、Fob兩個力的作用效果相同,F是Foa、Fob兩個力的合力，所以通過比較 F'和Foo的大小和方向，可得出實驗結(jié)論.某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗證動能定理 .將木板豎直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白紙、復(fù)寫紙.將小球從不同的標(biāo)記點由靜止釋放，記錄小球到達(dá)斜槽底端時下落的高度并根據(jù)落點位置測量出小球離開斜槽后的豎直位移 y.改變小球在斜槽上的釋放位置，進(jìn)行多次測量，記錄數(shù)據(jù)如下：高度H(h為單位長度)h2h3h4h5h6h7h8h9h豎直位移y/cm30.015.010.07.56.04.33.83.3(1)表格中空缺的數(shù)據(jù)應(yīng)為(2)已知木板與斜槽末端的水平距離為 x,小球在離開斜槽后的豎直位移為 y,不計小球與槽之間的摩擦,小球從斜槽上滑下的過程中，若動能定理成立，則應(yīng)滿足的關(guān)系式是.(3)若僅僅換一形狀完全相同，但摩擦不能忽略的斜槽 (其余裝置、位置均不變)，表格中豎直位移y的數(shù)值與上表相比會(填變大"變小“或不變”).x2【答案】(1)5.0(2)H=4y(3)變大【解析】(1)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)， Hy=30h,是個定值，則當(dāng)H=6h時，y=5.0cm.(2)設(shè)小球離開斜槽時的速度為 v,根據(jù)平拋運動的規(guī)律得：x=vt,y=：gt2聯(lián)立得：v=x2y小球在斜槽上滑下過程中，不計小球與槽之間的摩擦，只有重力做功，則有：mgH=1mv2,解得：H=x-4y H a(3)右摩擦不能忽略，則有： W=mgH-科mgos0百、%=mgH?！猼anf2若動能定理成立，則有： mgH?！痭\)=2mv2,解得：H= 1 ,一1由于1—嗝n%<1，H、x均不變，所以表格中豎直位移y的數(shù)值與上表相比會變大.部分同學(xué)用游標(biāo)卡.某興趣小組利用如圖所示彈射裝置將小球豎直向上拋出來驗證機(jī)械能守恒定律尺測量出小球的直徑為d,并在A點以速度va豎直向上拋出；另一部分同學(xué)團(tuán)結(jié)協(xié)作，精確記錄了小球通部分同學(xué)用游標(biāo)卡過光電門B時的時間為At,用刻度尺測出光電門A、B間的距離為h.已知小球的質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)氐闹亓?/p>

速度為g,完成下列問題:刻度'■I⑴小球在B點時的速度大小為(2)小球從A點到B點的過程中，動能減少量為(3)在誤差允許范圍內(nèi)，若等式成立，就可以驗證機(jī)械能守恒(用題目中給出的物理量符號表本).d1 .1【答案】(3)在誤差允許范圍內(nèi)，若等式成立，就可以驗證機(jī)械能守恒(用題目中給出的物理量符號表本).d1 .1【答案】(1)—(2)2mv2—2md2At2(3)gh=d2困2]【解析】(1)小球在B點的瞬時速度大小dVb=一B At【解析】(1)小球在B點的瞬時速度大小dVb=一B At.(2)小球從A點到B點，動能的減小量正k=2mvA2-一 .. 1C1(3)重力勢能的增加量為mgh,右mgh=2mvA-2m；mvE2

d2困2.一 1c即gh=2[v￡_d2At2.d22],機(jī)械能守恒..某同學(xué)利用圖所示裝置，驗證以下兩個規(guī)律:①兩物塊通過不可伸長的細(xì)繩相連接，沿繩分速度相等；②系統(tǒng)機(jī)械能守恒.P、Q、R是三個完全相同的物塊， P、Q用細(xì)繩連接，放在水平氣墊桌上.物塊R與輕質(zhì)滑輪連接，放在正中間，a、b、c是三個光電門，調(diào)整三個光電門的位置，能實現(xiàn)同時遮光，整個裝置無初速度釋放 .(1)為了能完成實驗?zāi)康?，除了記?P、Q、R三個遮光片的遮光時間t1、t2、t3外，還必需測量的物理量有；A.P、Q、R的質(zhì)量MB.兩個定滑輪的距離dC.R的遮光片到c的距離HD.遮光片的寬度x

(2)根據(jù)裝置可以分析出 P、Q的速度大小相等，驗證表達(dá)式為;(3)若要驗證物塊R與物塊P的沿繩分速度相等，則驗證表達(dá)式為(4)若已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭,則驗證系統(tǒng)機(jī)械能守恒的表達(dá)式為.2H4H2+d2TOC\o"1-5"\h\z【答案】(1)BCD(2)ti=t2x2 x2 x2H4H2+d2(4)gH=2t32+2122+2t12【解析】(1)為了能完成實驗?zāi)康?，除了記?P、Q、R三個遮光片的遮光時間 ti、t2、t3外，還必需測量的物理量有：兩個定滑輪的距離 d;R的遮光片到c的距離H;遮光片的寬度x;故選B、C、D.(2)根據(jù)裝x x置可以分析出P、Q的速度大小相等，根據(jù)v=令可知，驗證表達(dá)式為ti=t2.(3)P經(jīng)過遮光片時的速度vp=；；△t t1R經(jīng)過遮光片時的速度vr=F，若要驗證物塊R與物塊P的沿繩分速度相等，則需驗證Vrcos0=vr—,H二3 7H2+(2)2一t32H 1cici△一.x=VP,整理可得彳=衣中父犀.(4)驗證系統(tǒng)機(jī)械能寸恒的表達(dá)式為 mgH=2mvP2+2mvQ2+-mvR2,其中vp=g，VQ=xVR=看聯(lián)立解得叫=親系+9.在驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，小明同學(xué)利用傳感器設(shè)計實驗：如圖甲所示，將質(zhì)量為 m、直徑為d的金屬小球在一定高度h由靜止釋放，小球正下方固定一臺紅外線計時器，能自動記錄小球擋住紅外線的時間t,改變小球下落高度h,進(jìn)行多次重復(fù)實驗.此方案驗證機(jī)械能守恒定律方便快捷甲甲(i)用螺旋測微器測小球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑 d=mm;(2)為直觀判斷小球下落過程中機(jī)械能是否守恒，應(yīng)作下列哪一個圖象;一 i?A.h—t圖象 B.h—；圖象i C.h—t2圖象 D.h—?圖象i(3)經(jīng)正確的實驗操作，小明發(fā)現(xiàn)小球動能增加量 2mv2總是稍小于重力勢能減少重 mgh,你認(rèn)為增加釋放高度h后，兩者的差值會(填揩大"縮小“或不變”).【答案】（i）i7.806（i7.804?i7.808均可）（2）D

⑶增大【解析】(1)螺旋測微器的讀數(shù)為d=17.5mm+30.6X0.01mm=17.806mm1(2)減小的重力勢能若全部轉(zhuǎn)化為動能，則有 mgh=2mv2,小球通過計時器時的平均速度可近似看做瞬TOC\o"1-5"\h\z時速度，故v=?,聯(lián)立可得h="(?)2,故作h—J圖象，D正確.t 2g't， t. ... 一 1(3)由于實驗中存在空氣阻力，所以發(fā)現(xiàn)小球動能增加重 ]mv2總是稍小于重力勢能減少重 mgh,右增加釋放高度h,則阻力做功增大，系統(tǒng)損失的機(jī)械能增加，所以兩者的差值會增大 ^.在用落體法”做驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗時，小明選擇一條較為滿意的紙帶，如圖甲所示.他舍棄前面密集的點，以。為起點，從A點開始選取紙帶上連續(xù)點A、B、C……，測出。到A、B、C……的距離分別為h1、h2、h3…….電源的頻率為f.甲 乙甲 乙(1)為減少阻力對實驗的影響，下列操作可行的是A.選用鐵質(zhì)重錘B.安裝打點計時器使兩限位孔在同一豎直線上C.釋放紙帶前，手應(yīng)提紙帶上端并使紙帶豎直D.重錘下落中手始終提住紙帶上端，保持紙帶豎直(2)打B點時，重錘的速度vb為(3)小明用實驗測得數(shù)據(jù)畫出的 v2—h圖象如圖乙所示.圖線不過坐標(biāo)原點的原因是(4)另有四位同學(xué)在圖乙的基礎(chǔ)上， 畫出沒有阻力時的v2—h圖線，并與其比較，其中正確的是AB

AB無阻力I)【答案】(i)ABC(2)(h3~hi)f(3)打下O點時重錘速度不為零 (4)B【解析】(1)為了減小阻力的影響，實驗時重錘選擇質(zhì)量大一些的，體積小一些的，故無阻力I)【答案】(i)ABC(2)(h3~hi)f(3)打下O點時重錘速度不為零 (4)B【解析】(1)為了減小阻力的影響，實驗時重錘選擇質(zhì)量大一些的，體積小一些的，故A正確；安裝打點計時器使兩限位孔在同一豎直線上，從而減小阻力的影響，故B正確；釋放紙帶前，手應(yīng)提紙帶上端并使紙帶豎直，可以減小阻力，故C正確；重錘下落過程中，手不能拉著紙帶，故D錯誤.(2)根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度知,B點的瞬時速度h3—hi (h3—hi)fvB=-2T(3)圖線不過原點，h=0時，速度不為零，可知打下 O點時重錘速度不為零.B正確，A、CB正確，A、C、D錯.用如圖甲所示的實驗裝置驗證mi、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，m2從高處由靜止開始下落，打點計時器頻率為50Hz,mi上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進(jìn)行測量，即可驗證機(jī)械能守恒定律如圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶： 0是打下的第一個點.每相鄰兩計數(shù)點之間還有4個點(圖中未標(biāo)出),計數(shù)點間的距離如圖所示.已知mi=50mg,m2=150mg.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(1)在紙帶上打下計數(shù)點 5時的速度v=(1)在紙帶上打下計數(shù)點 5時的速度v=m/s.(2)在打下第0個點到第5點的過程中系統(tǒng)動能的增量 AEk=J,系統(tǒng)勢能減少 AEp=J(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭約為9.8m/s2)1C(3)若某同學(xué)作出2v(2)在打下第0個點到第5點的過程中系統(tǒng)動能的增量 AEk=J,系統(tǒng)勢能減少 AEp=J(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭約為9.8m/s2)1C(3)若某同學(xué)作出2v2—h圖象如圖丙所不，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=m/s2【答案】(1)2.4(2)0.580.59(3)9.7【解析】(1)由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有 4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔 T=0.1s,根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出點①皿1、擊廣 x460.2160+0.26405的瞬時速度：v5=2T一mLm/s=2.4m/s..一 1 ?1 ?(2)在0?5過程中系統(tǒng)動能的增量 AEk=2(m1+m2)v52=-x0.2X2J4=0.58J.系統(tǒng)重力勢能的減小量為 (m2—m1)gx5=0.1X9.8X(0.384012160)J ?0.59J. 1 9(3)本題中根據(jù)機(jī)械能寸恒可知， (m2—m1)gh=2(m1+m2)v2,m2—m1即有：1v2=mzmgh,所以2v2—h圖象中圖象的斜率不表示重力加速度， 582由圖可知，斜率k=120=4.85,故當(dāng)?shù)氐膶嶋H重力加速度 g=9.7m/s2.8.某學(xué)生做探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗.實驗時把彈簧豎直懸掛起來，在下端掛鉤碼，每增加一只鉤碼均記下對應(yīng)的彈簧伸長的長度 x,數(shù)據(jù)記錄如表所示.鉤碼個數(shù)01234567彈力F/N01.02.03.04.05.06.07.0彈簧伸長的長度x/cm02.003.986.027.979.9511.8014.00(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖甲中作出 F—x圖線;(2)根據(jù)F—x圖線可以求得彈簧的勁度系數(shù)為N/m;(3)估測彈簧彈力為5N時彈簧的彈性勢能為J.(4)一位同學(xué)做此實驗時得到如圖乙所示的 F—x圖線，說明此同學(xué)可能出現(xiàn)了哪種錯誤？

【答案】(1)見解析圖 (2)50(3)0.25(4)已超出了彈簧的彈性限度【解析】(1)根據(jù)描點法可彳#出對應(yīng)的 F—x圖象，如圖所示；(2)根據(jù)胡克定律可知，圖象的斜率表示勁度系數(shù)，則可知 k=074N/m=50N/m(3)根據(jù)圖象的性質(zhì)以及W=Fx可知，圖象與橫坐標(biāo)圍成的面積表示彈力所做的功， 根據(jù)功能關(guān)系可知,1等于彈簧的彈性勢能，故Ep=2*5X0.0995J多0.25J(4)由圖可知，當(dāng)力達(dá)到某一值時，圖象發(fā)生了彎曲，說明此時已超出了彈簧的彈性限度.用圖甲所示裝置探究物體的加速度與力的關(guān)系 .實驗時保持小車(含車中重物)的質(zhì)量M不變，細(xì)線下a.端懸掛鉤碼的總重力作為小車受到的合力 F,用打點計時器測出小車運動的加速度a.(1)關(guān)于實驗操作，下列說法正確的是(1)關(guān)于實驗操作，下列說法正確的是A.實驗前應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度，使滑輪和小車間的細(xì)線與木板平行B.平衡摩擦力時，在細(xì)線的下端懸掛鉤碼，使小車在線的拉力作用下能勻速下滑C.每次改變小車所受的拉力后都要重新平衡摩擦力D.實驗時應(yīng)先接通打點計時器電源，后釋放小車(2)圖乙為實驗中打出紙帶的一部分， 從比較清晰的點跡起，在紙帶上標(biāo)出連續(xù)的5個計數(shù)點A、B、C、

D、巳相鄰兩個計數(shù)點之間都有 4個點跡未標(biāo)出，測出各計數(shù)點到 A點間的距離.已知所用電源的頻率為50Hz,打B點時小車的速度vb=m/s,小車的加速度a=m/s2.(3)改變細(xì)線下端鉤碼的個數(shù)，得到 a-F圖象如圖丙所示，造成圖線上端彎曲的原因可能是.【答案】(1)AD (2)0.3160.93(3)隨所掛鉤碼質(zhì)量m的增大，不能滿足M?m.【解析】(1)調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長木板保持平行，否則拉力不會等于合力，故 A正確；在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡小車受到的滑動摩擦力時，不應(yīng)懸掛鉤碼，故 B錯誤；由于平衡摩擦力之后有Mgsin9=Mgos0,故tan0=9所以無論小車的質(zhì)量是否改變，小車所受的滑動摩擦力都等于小車的重力沿斜面的分力，改變小車所受的拉力，不需要重新平衡摩擦力，故C錯誤；打點計時器要早來晚走”即實驗開始時先接通打點計時器的電源待其平穩(wěn)工作后再釋放小車，而當(dāng)實驗結(jié)束時應(yīng)先控制小車停下再停止打點計時器，故D正確；(2)已知打點計時器電源頻率為 50Hz,則紙帶上相鄰計數(shù)點間的時間間隔為 T=5X0.02s0.1s.根據(jù)Ax=aT2可得：xce—xac=a(2T)2,小車運動的加速度為Xce一xac

a= 小車運動的加速度為Xce一xac

a= n—=4T20.1636—0.0632—0.06320.04m/s2=0.93m/s2B點對應(yīng)的速度:VB=xac2T0.0632

0.2m/s=0.316m/s;(3)隨著力F的增大，即隨所掛鉤碼質(zhì)量 m的增大，不能滿足M?m,因此圖線上端出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象.如圖所示，利用DIS實驗系統(tǒng)探究加速度與力的關(guān)系.一端帶有定滑輪的長木板調(diào)至水平后固定在桌面上，另一端安裝位移傳感器(接收器)，繞過定滑輪和動滑輪的細(xì)線將裝有位移傳感器 (發(fā)射器)的小車和力傳感器連接起來，動滑輪下掛有質(zhì)量可以改變的小重物 .將位移傳感器、力傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連，打開計算機(jī)中操作軟件，放開小車使之運動 .不計滑輪、托盤和細(xì)線的質(zhì)量，忽略滑輪與轉(zhuǎn)軸間的摩擦(1)實驗中力傳感器的示數(shù) F與小重物的重力mg的關(guān)系為( )A.F=mg

2B.F>mg

2C.F<A.F=mg

2B.F>mg

2C.F<mg

2D.無法確定(2)保持小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量M不變，改變小重物的質(zhì)量 m,重復(fù)進(jìn)行多次實驗.記下每次力傳感器的示數(shù)F,利用DIS測出每次實驗中小車的加速度 a,將得到的a、F數(shù)據(jù)繪制成a—F圖象.以下圖象可能的是()⑶在本實驗中不計滑輪的質(zhì)量，忽略滑輪與轉(zhuǎn)軸間的摩擦，除此之外請寫出一種減少實驗誤差的主要方法： 【答案】(1)C(2)A(3)減小小車與長木板之間的摩擦【解析】(1)小重物做勻加速直線運動，卞據(jù)牛頓第二定律得： mg-2F=ma,口mg—mamg八?6斛得：F= 2 <2，故C正確.(2)根據(jù)實驗裝置可知，本實驗沒有平衡摩擦力，所以當(dāng) FWO時，a=0,即在F軸上有截距，繩子的拉1 Ff一 -力減去摩擦力等于小車受到的合外力， 即F—Ff=ma,a=m1F--m,是一條傾斜的直線，故A正確，B、C、D錯誤.(3)減小小車與長木板之間的摩擦可以減小實驗誤差 ^.某實驗小組利用圖所示裝置進(jìn)行 探究動能定理”的實驗，實驗步驟如下：A.掛上鉤碼，調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下做勻速運動；B.打開速度傳感器，取下輕繩和鉤碼，保持 A中調(diào)節(jié)好的長木板傾角不變，讓小車從長木板頂端靜止下滑，分別記錄小車通過速度傳感器 1和速度傳感器2時的速度大小V1和V2；C.重新掛上細(xì)繩和鉤碼，改變鉤碼的個數(shù)，重復(fù)A到B的步驟.鉤利回答下列問題:(1)按上述方案做實驗，長木板表面粗糙對實驗結(jié)果是否有影響？(填是"或否”)(2)若要驗證動能定理的表達(dá)式，還需測量的物理量有;A.懸掛鉤碼的總質(zhì)量mB.長木板的傾角 0C.兩傳感器間的距離lD.小車的質(zhì)量M(3)根據(jù)實驗所測的物理量，動能定理的表達(dá)式為：.(重力加速度為g)1cle【答案】⑴否(2)ACD(3)mgl=]Mv22—]Mvi2【解析】(1)小車在重力、斜面彈力、摩擦力、細(xì)線拉力作用下處于平衡狀態(tài)，掛上鉤碼后小車的合外力等于鉤碼的重力，所以長木板表面粗糙對實驗結(jié)果沒有影響 ^(2)(3)根據(jù)動能定理可知，合外力對小車做的功等于小車動能的變化量，1cle則有：mgl=2Mv22-2Mv12,所以要測量懸掛鉤碼的總質(zhì)量 m、兩傳感器間的距離l和小車的質(zhì)量M..某實驗小組為了探究功與動能變化的關(guān)系， 利用如圖所示的裝置.在豎直墻上的A點安裝一個拉力傳感器，用不可伸長的柔軟輕繩一端與質(zhì)量為 1.00kg的小球C連接，另一端繞過小滑輪B(可以忽略滑輪大小)與傳感器連接，定滑輪B與A等高，BD為水平參考線，測出BC間繩長L=0.80m.實驗中，使繩始終處于繃直狀態(tài)，將小球從距離BD線高h(yuǎn)處由靜止開始釋放，從拉力傳感器記錄的拉力變化圖線中讀出拉力的最大值為F.改變h的值，記錄下相應(yīng)的最大拉力 F,取H=L-h,g=9.80m/s2,實驗中得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示.h/m0.100.200.300.40H/m0.700.600.500.40F/N26.8824.4522.0019.56(1)當(dāng)H=0.60m時，小球的最大動能為J,此過程中外力做功為J;(2)實驗結(jié)論是： ⑶根據(jù)實驗結(jié)論，推導(dǎo)出F與H之間的關(guān)系為：.【答案】見解析

F=24.45N【解析】(1)根據(jù)實驗中得到白^數(shù)據(jù)可知， H=0.60mF=24.45N小球運動到最低點時，動能最大，受到的拉力最大，V2? 1在最低點，根據(jù)牛屯第二定律得： F—mg=mL解得：2mv2=5.86J,此過程中外力做功為W=mg(L—h)=1.00X9.80X0.60=J5.88J.(2)實驗結(jié)論為在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，外力所做的功等于物體動能的增量 ^一2(3)根據(jù)實驗結(jié)論可知， F-mg=m—,/mv2：mg(L—h),解得：F=-^H+mg,代入數(shù)據(jù)得：F=24.5H+9.8..如圖甲所示的裝置可以探究外力做功和物體速度變化的關(guān)系 .光滑斜槽軌道固定在水平桌面上，將斜槽從底端開始分成長度相等的五等份，使 AB=BC=CD=DE=EF,讓小球每次從不同等分點處釋放，最后落在水平地面上(1)實驗中，若小球從F點釋放運動至斜槽水平位置的過程中，重力做的功為 W,則小球從B點釋放運動至斜槽水平位置的過程中，重力做的功為.(2)實驗中，小球每次在斜槽上運動的長度記作L,小球做平拋運動的水平位移記作x,通過五組數(shù)據(jù)描點作出的L—x2圖象是一條過原點的直線，如圖乙所示.設(shè)小球運動到斜槽底端時的速度為v,可以判斷，外力做功W與(填v、v2或〈V)成正比，若斜槽的傾角為。，小球拋出點距地面的高度為H,則圖象的斜率為(用H、。表示).【答案】⑴W(2)v2 1''5'"4Hsin0【解析】(1)根據(jù)幾何關(guān)系可知，hFA=5hBA,對小王^從F到A和B到A的兩個過程，根據(jù)動能定理得：, 一,WW=mghFA,W=mghBA,解得：W=-5(2)小球從A點拋出后做平拋運動，下落的高度相等，則運動時間相等，則小球運動到斜槽底端時的速度v=:①時間相等，所以v與x成正比，而根據(jù)圖象可知， L與x2成正比，所以L與v2成正比，又W與L成正比，故W與v2成正比

小球拋出點距地面的高度為 H,則運動時間t=2H② 1 …根據(jù)動能7E理得：mgLsin0=2mv2③X2由①②③解得：l=4h--1一. 1則L"圖象的斜率"k,.氣墊導(dǎo)軌裝置如圖甲所示，所.某同學(xué)利用電火花打點計時器和氣墊導(dǎo)軌做驗證動量守恒定律的實驗.氣墊導(dǎo)軌裝置如圖甲所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成 .在氣墊導(dǎo)軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔,向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差1cm 1cm * * 2。用cm(1)下面是實驗的主要步驟：①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；③把電火花打點計時器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點計時器與彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；⑥先,然后,讓滑塊帶動紙帶一起運動；⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出理想的紙帶如圖乙所示；⑧測得滑塊1的質(zhì)量為310g,滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205g.完善實驗步驟⑥的內(nèi)容.(2)已知打點計時器每隔 0.02s打一個點.通過計算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動量為kg?m/s兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動量為kg-m/s保留三位有效數(shù)字).(3)試說明(2)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是

【答案】見解析【解析】（1）先接通打點計時器的電源，后釋放滑塊 1;（2）放開，（2）放開，t塊1后，滑塊1做勻速運動，跟滑塊2發(fā)生碰撞后跟滑塊2—起做勻速運動，根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)得：碰撞前滑塊10.2據(jù)得：碰撞前滑塊10.2的動重為p1=m〔v1=0.310行kg?m/S0.620kg?m/滑塊2的動量為零，所以碰撞前的總動量為0.620kg?m/的總動量為0.620kg?m/碰撞后滑塊1、2速度相等，所以碰撞后總動量為:(m1+m2)V2=(0.310+0.205)己自kg?m/s0.618kg?m/s.（3）結(jié)果不完全相等是因為紙帶與打點計時器限位孔有摩擦力的作用 ^14.如圖甲為測量重力加速度的實驗裝置， C為數(shù)字毫秒表，A、B為兩個相同的光電門， C可以測量鐵球兩次擋光之間的時間間隔.開始時鐵球處于A門的上邊緣，當(dāng)斷開電磁鐵的開關(guān)由靜止釋放鐵球時，數(shù)字毫秒表開始計時，落到B門時停止計時，毫秒表顯示時間為鐵球通過 A、B兩個光電門的時間間隔t,測量xA、B間的距離x.現(xiàn)將光電門B緩慢移動到不同位置，測得多組x、t數(shù)值，畫出x隨t變化的圖線為直線，如圖乙所示，直線的斜率為k,則由圖線可知，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?g=;若某次測得鐵球經(jīng)過A、B門的時間間隔為t°,則可知鐵球經(jīng)過B門時的速度大小為，此時兩光電門間的距離為甲 乙甲 乙【答案】2k2kt0kt02TOC\o"1-5"\h\z1 x1 1【解析】根據(jù)x=2gt2可得，x= 2gt,則2g=k,解得g=2k;若某次測得鐵球經(jīng)過 A、B門的時間間隔V C為t0,則可知鐵球經(jīng)過B門時的速度大小為v=gt0=2kt0,此時兩光電門間的距離為 x=-t0=kt02..在研究彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關(guān)系 ”實驗中，彈簧長度的改變量可利用刻度尺直接測量得到，而彈性勢能的大小只能通過物理原理來間接測量 .現(xiàn)有兩組同學(xué)分別按圖甲（讓鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使鋼球沿水平方向射出桌面 ）和圖乙（讓滑塊向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放， 使滑塊在氣墊導(dǎo)軌上向右運動，通過相應(yīng)的測量儀器可以測出滑塊脫離彈簧后的速度 ）兩組不同的測量方案進(jìn)行測量.請寫出圖甲方案中彈性勢能與小球質(zhì)量 m及圖中各量之間的關(guān)系 Ep=;圖乙方案中除了從儀器上得到滑塊脫離彈簧后的速度外還要直接測量的量是;兩種設(shè)計方案的共同點都是將彈性勢能的測量轉(zhuǎn)化為的測量.

壓蛇抑釐滑塊測速裝置卜4T工」 「.”※，”丁壓蛇抑釐滑塊測速裝置耳軌乙2【答案】m彩滑塊的質(zhì)量動能4h【解析】甲方案中，鋼球做平拋運動，由水平與豎直位移可求出平拋初速度，則的彈性勢能為：Ep=嚏；乙方案中除了從儀器上得到滑塊脫離彈簧后的速度外，4h上述兩種方案均是將彈性勢能的測量轉(zhuǎn)化為動能的測量 ^v=s 2hv=s 2h，所以彈簧還要直接測量滑塊的質(zhì)量固定擋板上連接一輕質(zhì)彈簧，長木板上 A、B兩點安裝有光電門，滑塊放在長木板上，靠近輕質(zhì)彈簧u-a.L 揩光片光電門 光電門固定呼—闡楷塊4七-F'*嫻杵Ar/..A fi甲(1)用游標(biāo)卡尺測出擋光片的寬度，讀數(shù)如圖乙所示，則擋光片的寬度 d=mm.(2)在滑塊上裝上擋光片，用手推動滑塊向左移動壓縮彈簧，將彈簧壓縮到適當(dāng)?shù)某潭人墒?，滑塊在彈簧彈力的作用下向右滑去，滑塊離開彈簧后分別通過 A、B兩點的光電門，與光電門相連的計時器分別記錄下滑塊上擋光片通過A、B兩點光電門的時間Ati和及2,則滑塊通過A點的速度為,通過B點的速度為(用物理量的字母表示).(3)通過改變滑塊壓縮彈簧的程度大小進(jìn)行多次實驗， 測出多組滑塊通過A點和B點的速度va和vb,作出va2—v層圖象，若圖象與d軸的交點為a,重力加速度為g,要求出動摩擦因數(shù)，還需要測出,若此需要測出的物理量用x表示，則滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為(用題中給出的字母表示).

【答案】⑴【答案】⑴2.60化號巳⑶ab「b）的距離a2gx精度為0.05mm,【解析】（1）主尺讀數(shù)為2mm,游標(biāo)尺讀數(shù)為12,由圖知該游標(biāo)尺為二十分度的卡尺,精度為0.05mm,（2）根據(jù)公式v=x可知：A點的速度為VA=g,B點的速度為V2=Jd-.'' t 困1 At2（3）根據(jù)速度位移公式vA2-vE2=2科gXT知，vA=v^+2wgx因此還需要測量AB間的距離.由題意知2gx=a,解得產(chǎn)2ax..在探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系 ”的實驗中，小明同學(xué)用甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進(jìn)行實驗， 由實驗得到彈簧伸長量x與彈簧受到的拉力F的關(guān)系如圖（a）所示，由圖求得彈簧乙的勁度系數(shù)為N/m.若要在兩根彈簧中選用一根來制作精確程度較高的彈簧秤，應(yīng)選彈簧;用制作好的彈簧秤來測量物體的重力，如圖（b）所示，物體重N.H.ftz.yon5.()S.O2.0inH.ftz.yon5.()S.O2.0in【解析】由彈簧伸長量x與彈簧受到的拉力F的關(guān)系圖象可求得彈簧乙的勁度系數(shù) k=200N/m;要制作精確程度較高的彈簧秤，應(yīng)選在同樣力作用下彈簧伸長量大的甲彈簧.圖 （b）所示的物體重4.00N.【答案】200甲4.00.如圖甲所示為做探究外力做功和速度變化的關(guān)系”的實驗裝置圖.甲（1）本實驗平衡摩擦力時，小車應(yīng)（填拖著”或不拖”紙帶.（2）某同學(xué)在實驗中得到了如圖乙所示的紙帶，測得AB=1.44cm,BC=1.64cm,CD=1.64cm,DE=1.59cm.已知相鄰兩點的打點時間間隔為 0.02s,應(yīng)選擇段計算小車的最大速度，小車的最大速度為v= m/s.d- 2QE胃I【解析】(1)平衡摩擦力時，也應(yīng)該平衡掉紙帶受到的阻力.(2)應(yīng)該選擇紙帶上點和點之間的距離最大的部分計算小車的最大速度，所以應(yīng)該選 BC段、CD段或, …BD1.64X2X0.01BD段，小車的最大速度v=~^= m/s=0.82m/s.2T2A0.02【答案】(1)拖著(2)BD(BC、CD也正確)0.82.用圖中裝置驗證動量守恒定律.實驗中(1)為了盡量減小實驗誤差，在安裝斜槽軌道時，應(yīng)讓斜槽末端保持水平，這樣做的目的是 .A.使入射球與被碰小球碰后均能從同一高度飛出B.使入射球與被碰小球碰后能同時飛出C.使入射球與被碰小球離開斜槽末端時的速度為水平方向D.使入射球與被碰小球碰撞時的動能不損失(2)若A球質(zhì)量為m1=50g,兩小球發(fā)生正碰前后的位移一時間(s—t)圖象如圖所示，則小球B的質(zhì)量為m2=.(3)調(diào)節(jié)A球自由下落高度，讓A球以一定速度v與靜止的B球發(fā)生正碰，碰后兩球動量正好相等，則A、B兩球的質(zhì)量之比m應(yīng)滿足.【解析】(1)在安裝斜槽軌道時，應(yīng)讓斜槽末端保持水平，這樣做的目的是使入射球與被碰小球離開斜槽末端時的速度為水平方向， C對.(2)由圖知碰前B球靜止，A球的速度為V0=4m/s,碰后A球的速度為vi=2m/s,B球的速度為V2=5m/s,由動量守恒知m〔v0=m[v1+m2v2,代入數(shù)據(jù)解得m2=20g.(3)因?qū)嶒炓笾髋銮蛸|(zhì)量大于被碰球質(zhì)量， ?>1,令碰前動量為p,所以碰后兩球動量均為2,因碰撞過程中動能不可能增加，所以有 總A0.5P2+吁2,即MW3,所以1<-<3.2M2M 2mm m【答案】(1)C(2)20g(3)1<mW3.為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖所示的實驗裝置：能｛2 ?。?(1)(多選)以下實驗操作正確的是( )A.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在祛碼及祛碼盤的牽引下恰好做勻速運動B.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)線與木板平行C.先接通電源后釋放小車D.實驗中小車的加速度越大越好(2)在實驗中，得到一條如圖所示的紙帶， 已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為 T=0.1s,且間距XI、X2、X3、X4、X5、x6已量出分別為3.09cm、3.43cm、3.77cm、4.10cm、4.44cm、4.77cm,則小車的加速度a=m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).《■■巴4?上'熊跖+/7)啟- 6EF.)(3)有一組同學(xué)保持小車及車中的祛碼質(zhì)量一定，探究加速度 a與所受外力F的關(guān)系，他們在軌道水平及傾斜兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條 a-F圖線，如圖所示.圖線是在軌道傾斜情況下得到的(填①“或②")小車及車中祛碼的總質(zhì)量m=kg.【解析】(1)將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力平衡，那么小車的合力就是細(xì)線的拉力，故選項 A錯誤；細(xì)線的拉力為小車的合力，所以細(xì)線與木板平行，則應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細(xì)線與木板平行，故 B正確；實驗時，應(yīng)使小車靠近打點計時器由靜止釋放，先接通電源后釋放小車，故選項C正確；實驗時，為了減小實驗的誤差，小車的加速度適當(dāng)大一些，故D錯誤.X6+X5+X4—X3—X2—X1 9(2)根據(jù)作差法得：a= 9T^ ?0.34m是9I

（3）由圖象可知，當(dāng)F=0時，awQ也就是說當(dāng)細(xì)線上沒有拉力時小車就有加速度，該同學(xué)實驗操作中平衡摩擦力過大，即傾角過大，平衡摩擦力時木板的右端墊得過高，所以圖線①是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的，根據(jù) F=ma得a—F圖象的斜率k=由a-F圖象得圖象斜率k=2,所以m=0.5