高三名校物理試題（第03期）19 力學(xué)實(shí)驗(yàn)1（包括長(zhǎng)度的測(cè)量）（解析版）含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精專題19力學(xué)實(shí)驗(yàn)1（包括長(zhǎng)度的測(cè)量）（解析版）全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷有其特定的命題模板，無(wú)論是命題題型、考點(diǎn)分布、模型情景等，還是命題思路和發(fā)展趨向方面都不同于其他省市的地方卷。為了給新課標(biāo)全國(guó)卷考區(qū)廣大師生提供一套專屬自己的復(fù)習(xí)備考資料，物理解析團(tuán)隊(duì)的名校名師們精心編寫(xiě)了本系列資料.本資料以全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷考區(qū)的最新名校試題為主，借鑒并吸收了其他省市最新模擬題中對(duì)全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷考區(qū)具有借鑒價(jià)值的典型題，優(yōu)化組合，合理編排，極限命制。備注：新課標(biāo)Ⅰ卷專版所選試題和新課標(biāo)Ⅱ卷專版所選試題不重復(fù),歡迎同時(shí)下載使用.1.【2014·湖南五市十校聯(lián)考】某班級(jí)同學(xué)用如圖(a）所示的裝置驗(yàn)證加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系。甲、乙兩輛小車(chē)放在傾斜軌道上，小車(chē)甲上固定一個(gè)力傳感器，小車(chē)乙上固定一個(gè)加速度傳感器(可以測(cè)量乙在任意時(shí)刻的加速度大小)，力傳感器和小車(chē)乙之間用一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線連接，在彈簧拉力的作用下兩輛小車(chē)一起開(kāi)始運(yùn)動(dòng),利用兩個(gè)傳感器可以采集記錄同一時(shí)刻小車(chē)乙受到的拉力和加速度的大小。（1）下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)裝置和操作的說(shuō)法中正確的是（）（多選)(A）軌道傾斜是為了平衡小車(chē)甲受到的摩擦力(B）軌道傾斜是為了平衡小車(chē)乙受到的摩擦力（C)實(shí)驗(yàn)中，在小車(chē)乙向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中均可采集數(shù)據(jù)(D)實(shí)驗(yàn)中，只能在小車(chē)乙加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中采集數(shù)據(jù)（2）四個(gè)實(shí)驗(yàn)小組選用的小車(chē)乙（含力傳感器）的質(zhì)量分別為m1=0。5kg、m2=1.0kg、m3=1。5kg和m4=2.0kg,其中有三個(gè)小組已經(jīng)完成了a—F圖像，如圖（b)所示。最后一個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示,請(qǐng)?jiān)趫D（b）中完成該組的a—F圖線；實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456拉力F（N)24。520。017.512.08。14。8加速度a（m/s2）16。313。311。78。05。43。2（3)在驗(yàn)證了a和F的關(guān)系后，為了進(jìn)一步驗(yàn)證a和m的關(guān)系，可直接利用圖（b）的四條圖線收集數(shù)據(jù)，然后作圖.請(qǐng)寫(xiě)出具體的做法：①如何收集數(shù)據(jù)？______________________________________________________________；②為了更直觀地驗(yàn)證a和m的關(guān)系,建立的坐標(biāo)系應(yīng)以___________為縱軸：以___________為橫軸.【答案】（1）BD(2）（如圖）（3）eq\o\ac(○,1)在a-F圖像上做一條垂直于橫軸的直線，與四條圖線分別有個(gè)交點(diǎn)，記錄下四個(gè)交點(diǎn)的縱坐標(biāo)a，分別與各圖線對(duì)應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù)。eq\o\ac(○，2)加速度a；質(zhì)量的倒數(shù)1/m【解析】試題分析:(1）本實(shí)驗(yàn)是研究小車(chē)乙的加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系，所以軌道傾斜是為了平衡小車(chē)乙受到的摩擦力，故A錯(cuò)誤，B正確;實(shí)驗(yàn)中，只能在小車(chē)乙加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中采集數(shù)據(jù)，故C錯(cuò)誤，D正確故選BD（2）根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象(3)①在a—F圖象上做一條垂直于橫軸的直線，與四條圖線分別有個(gè)交點(diǎn)，記錄下四個(gè)交點(diǎn)的縱坐標(biāo)a，分別與各圖線對(duì)應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù)．②反比例關(guān)系不容易根據(jù)圖象判定，而正比例關(guān)系容易根據(jù)圖象判定，故應(yīng)該建立小車(chē)加速度（a）與小車(chē)質(zhì)量的倒數(shù)(）關(guān)系圖象．考點(diǎn)：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系2。【2014·湖南五市十校聯(lián)考】某物體牽引穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶運(yùn)動(dòng)，計(jì)時(shí)器每隔T=0.02s打出一點(diǎn)，從紙帶上已測(cè)得連續(xù)8個(gè)時(shí)間間隔T內(nèi)的位移，如圖所示AB=5。62cmBC=5。23cmCD=4。85cmDE=4。47cmEF=4.08cmFG=3.70cmGH=3。31cmHI=2。92cm（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B點(diǎn)時(shí)的速度為，打H點(diǎn)時(shí)的速度為_(kāi)__________。(2）若是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則物體的加速度a=_________m/s2（保留三位有效數(shù)字）。3。【2014·汝城一中11月月考】用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律（交流電頻率為50Hz）:(1）如圖乙所示是某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，他在紙帶上取A、B、C、D、E、F、G等7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出），將毫米刻度尺放在紙帶上.根據(jù)圖乙可知，打下E點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度為_(kāi)___m/s．小車(chē)的加速度為_(kāi)___m／s2。（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)（2）另一同學(xué)在該實(shí)驗(yàn)中得到如下一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（表中F表示細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力,a表示小車(chē)的加速度）：請(qǐng)?jiān)趫D丙所示的坐標(biāo)系中畫(huà)出a—F圖線；②根據(jù)圖表分析，實(shí)驗(yàn)操作中存在的問(wèn)題可能是__（填序號(hào)）A、沒(méi)有平衡摩擦力B、平衡摩擦力時(shí)木板傾角過(guò)小C、平衡摩擦力時(shí)木板傾角過(guò)大D、小車(chē)質(zhì)量太大E、砂桶和砂的質(zhì)量太大【答案】（1）0．200．40（誤差在0．02范圍內(nèi)均可得分）；（2）①如圖（圖線作成折線或曲線均不能得分）②AB【解析】4。【2014·湖南四縣一中高三11月聯(lián)考】用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量某物體的長(zhǎng)度如圖甲所示，可知其長(zhǎng)度為_(kāi)_______mm；用螺旋測(cè)微器測(cè)量某圓柱體的直徑如圖乙所示，可知其直徑為_(kāi)_______mm；5.【2014·西工大附中第一次適應(yīng)性訓(xùn)練】測(cè)木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)時(shí)，采用如圖所示的裝置,圖中長(zhǎng)木板水平固定.(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)接在_____(選填“直流”或“交流”）電源上。調(diào)整定滑輪高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行。(2）已知重力加速度為g，測(cè)得木塊的質(zhì)量為M，砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量為m，木塊的加速度為a,則木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________。（3）如下圖所示，為木塊在水平木板上帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)打出的一條紙帶的一部分,0、1、2、3、4、5、6為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫(huà)出。從紙帶上測(cè)出x1＝3。20cm，x2＝4.52cm，x5＝8。42cm，x6＝9.70cm。則木塊加速度大小a＝_____m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。6?！?014·西工大附中第一次適應(yīng)性訓(xùn)練】如圖甲所示為測(cè)量電動(dòng)機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的實(shí)驗(yàn)裝置，半徑不大的圓形卡紙固定在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上,在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．在圓形卡紙的旁邊垂直安裝了一個(gè)改裝了的電火花計(jì)時(shí)器．（1)請(qǐng)將下列實(shí)驗(yàn)步驟按先后排序：________A．使電火花計(jì)時(shí)器與圓形卡紙保持良好接觸B．接通電火花計(jì)時(shí)器的電源，使它工作起來(lái)C．啟動(dòng)電動(dòng)機(jī),使圓形卡紙轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)D．關(guān)閉電動(dòng)機(jī),拆除電火花計(jì)時(shí)器；研究卡紙上留下的一段痕跡（如圖乙所示)，寫(xiě)出角速度ω的表達(dá)式，代入數(shù)據(jù)，得出ω的測(cè)量值。(2）要得到ω的測(cè)量值，還缺少一種必要的測(cè)量工具，它是________．A．秒表B．毫米刻度尺C．圓規(guī) D．量角器（3)寫(xiě)出角速度ω的表達(dá)式，并指出表達(dá)式中各個(gè)物理量的意義.7.【2013·西工大附中第四次適應(yīng)性訓(xùn)練】（7分）某同學(xué)用如圖所示裝置“研究物體的加速度與外力關(guān)系”，他將光電門(mén)固定在氣墊軌道上的某點(diǎn)B處，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平后，用重力為F的鉤碼，經(jīng)繞過(guò)滑輪的細(xì)線拉滑塊,每次滑塊從同一位置A由靜止釋放,測(cè)出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t.改變鉤碼個(gè)數(shù)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。記錄的數(shù)據(jù)及相關(guān)計(jì)算如下表。實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345F/N0.490.981.471.962.45t/（ms）40.428。623。320.218。1t2/（ms)21632.2818。0542。9408.0327.66.112。218。424.530。6（1）為便于分析F與t的關(guān)系,應(yīng)作出的關(guān)系圖象，并在如圖坐標(biāo)紙上作出該圖線。(2）由圖線得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是。（3）設(shè)AB間的距離為s，遮光條的寬度為d,請(qǐng)你由實(shí)驗(yàn)結(jié)論推導(dǎo)出物體的加速度與外力的關(guān)系.試題分析：（1)通過(guò)表中數(shù)據(jù)，大致看出與成正比，因此應(yīng)作出圖象。（2）所得的圖線是一條直線,所以與成正比.(3）推導(dǎo)過(guò)程:所以a與成正比,而與成正比，因此a與F成正比。在誤差允許范圍內(nèi)，物體質(zhì)量一定時(shí)，加速度與外力成正比考點(diǎn)：研究物體的加速度與外力關(guān)系8.【2013·西安鐵一中國(guó)際合作學(xué)校高三上學(xué)期期末考試】某同學(xué)在做“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率是50Hz，在實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,他把某一點(diǎn)記作O，再每5個(gè)點(diǎn)選一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，分別標(biāo)以A、B、C、D、E和F，如下圖所示．(1)如果測(cè)得C、D兩點(diǎn)相距2。70cm,D、E兩點(diǎn)相距2.90cm，則在打D點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度是________m/s.（2)該同學(xué)分別算出打各點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度，然后根據(jù)數(shù)據(jù)在v－t坐標(biāo)系中描點(diǎn)（如圖所示）,由此可求得小車(chē)的加速度a＝________m/s2.【答案】(1)0。28m/s(2）5m/s29。。【2014·西安一中高三第一學(xué)期期末試題】（2分)在測(cè)量長(zhǎng)度的實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)測(cè)量結(jié)果為3.240cm，請(qǐng)問(wèn)該同學(xué)用的測(cè)量工具可能是:。A．毫米刻度尺 B．精度為0。1mm的游標(biāo)卡尺 C．精度為0.05mm的游標(biāo)卡尺D．精度為0。02mm的游標(biāo)卡尺E．螺旋測(cè)微器【答案】CD

【解析】

試題分析:因3。240cm=32.40mm，最小刻度是毫米的刻度尺應(yīng)估讀到0。1mm，所以A錯(cuò)誤；10分度的游標(biāo)卡尺,小數(shù)點(diǎn)后面應(yīng)該只有一位小數(shù),所以B錯(cuò)誤;20分度的游標(biāo)卡尺,小數(shù)點(diǎn)后面應(yīng)該是有2位小數(shù),但最后一位小數(shù)必定是0或5，所以C正確；50分度的游標(biāo)卡尺,小數(shù)點(diǎn)后是2位小數(shù)且最后一位小數(shù)可以是0、2、4、6、8,所以D正確；螺旋測(cè)微器應(yīng)讀到小數(shù)點(diǎn)后3位，所以E錯(cuò)誤;

考點(diǎn):長(zhǎng)度的測(cè)量

10。【2014·山西高三四校聯(lián)考】圖甲所示是某同學(xué)探究小車(chē)加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，他將光電門(mén)固定在水平軌道上的B點(diǎn)，用重物通過(guò)細(xì)線拉同一小車(chē)，每次小車(chē)都從同一位置A由靜止釋放。（1）若用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d=_____cm；實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車(chē)從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間Δt=2.0×10-2s,則小車(chē)經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度為_(kāi)____m/s；（2）實(shí)驗(yàn)中可近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力與重物重力大小相等，則重物的質(zhì)量m與小車(chē)的質(zhì)量M間應(yīng)滿足的關(guān)系為_(kāi)______；11?！?014·新余高三上學(xué)期期末質(zhì)檢】在“長(zhǎng)度的測(cè)量”實(shí)驗(yàn)中，調(diào)整游標(biāo)卡尺兩測(cè)腳間距離，主尺和游標(biāo)的位置如圖所示,此時(shí)卡尺兩腳間狹縫寬度為_(kāi)____mm；如圖所示,螺旋測(cè)微器測(cè)出的金屬絲的直徑是_________mm．【答案】0。65；1.500【解析】試題分析：卡尺讀數(shù)為13×0。05mm=0.65mm；螺旋測(cè)微器測(cè)出的金屬絲的直徑是1。5mm+0×0。01mm=1。500mm考點(diǎn)：游標(biāo)卡尺及螺旋測(cè)微器的讀數(shù).12.【2013·臨川二中、上高二中高三聯(lián)考】（6分）（1）某同學(xué)在用螺旋測(cè)微器測(cè)定某薄片的厚度時(shí),讀數(shù)如圖所示。可知該薄片的厚度d＝______mm。（2）某同學(xué)用卡尺來(lái)測(cè)量工件的直徑，讀數(shù)如圖所示。該工件的直徑為d＝______mm.（3)某同學(xué)用多用電表按正確步驟測(cè)量一電阻阻值,如圖，則這電阻值是_Ω。如果要用此多用電表測(cè)量一個(gè)約20Ω的電阻,為了使測(cè)量比較精確,選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)選的歐姆擋是__?！敬鸢浮俊窘馕觥吭囶}分析：薄片的厚度d＝0.5mm+0。01mm×40.0=0.900mm工件的直徑為d=29mm+0。1mm×8＝29.8mm這電阻值是12.0×100Ω＝1200Ω使用歐姆表測(cè)電阻為減小誤差,應(yīng)盡量使指針指在刻度盤(pán)中央附近，根據(jù)上一問(wèn)知道刻度盤(pán)的中值約12左右,所以測(cè)量20Ω的電阻，應(yīng)選倍率×1。考點(diǎn):本題考查儀器的使用。13.【2013·湖南懷化高三期末】（4分）在探究牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)中采用下圖a的裝置，通過(guò)改變重物的質(zhì)量,利用計(jì)算機(jī)可得滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖像.他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn),得到了兩條a—F圖線，如圖（b）所示。（g=10）滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m=_________kg;滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=。14.【2014·懷化高三第一次調(diào)研】(6分)如圖所示為“探究加速度與物體受力和質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置圖.圖中A為小車(chē)，B為裝有砝碼的小盤(pán),C為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板，小車(chē)通過(guò)紙帶與電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相連，計(jì)時(shí)器接50HZ交流電。小車(chē)的質(zhì)量為m1，小盤(pán)(及砝碼）的質(zhì)量為m2。(1）為了消除小車(chē)與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取的做法是__________A．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高,使小車(chē)在鉤碼盤(pán)拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)B．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車(chē)在鉤碼盤(pán)拉動(dòng)下恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)C．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車(chē)在不掛鉤碼盤(pán)的情況下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)D．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車(chē)在不掛鉤碼盤(pán)的情況下恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)（2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪出得到的a-F圖像可能是上圖中的圖線____________。（選填“甲"、“乙"、“丙”)；為保證細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力近似為小盤(pán)(及砝碼)的重量，則要求m1m2。（選填“遠(yuǎn)大于"、“等于"、“遠(yuǎn)小于”。)15.【2014·桑植一中高三聯(lián)考】測(cè)量小物塊Q與平板P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。AB是半徑足夠大的光滑四分之一圓弧軌道，與水平固定放置的P板的上表面BC在B點(diǎn)相切,C點(diǎn)在水平地面的垂直投影為C’。重力加速度為g。實(shí)驗(yàn)步驟如下:①用天平稱出物塊Q的質(zhì)量m；②測(cè)量出軌道AB的半徑R、BC的長(zhǎng)度L和CC’的長(zhǎng)度h；③將物塊Q在A點(diǎn)從靜止釋放，在物塊Q落地處標(biāo)記其落地點(diǎn)D；④重復(fù)步驟③,共做10次；⑤將10個(gè)落地點(diǎn)用一個(gè)盡量小的