2016版高考物理復習專題演練：專題七-力學實驗(一)

力學實驗(一)兩年高考真題演練1(2015新課標全國卷，22)某物理小組的同學設計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗。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時，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)過最低點后滑向另一側(cè)，此過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)過凹形橋最低點時對橋的壓力為_ N；小車通過最低點時的速度大小為_ m/s。(重力加速度大小取9.80 m/s2，計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)2(2015新課標全國卷，22)某同學用圖(a)所示的實驗裝置測量物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)。已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示，圖中標出了五個連續(xù)點之間的距離。(1)物塊下滑時的加速度a_ m/s2，打C點時物塊的速度v_ m/s；(2)已知重力加速度大小為g，為求出動摩擦因數(shù)，還必須測量的物理量是_(填正確答案標號)。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)某同學通過下述實驗驗證力的平行四邊形定則。實驗步驟：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)為某一設定值時，將橡皮筋兩端的位置標記為O1、O2，記錄彈簧秤的示數(shù)F，測量并記錄O1、O2間的距離(即橡皮筋的長度l)。每次將彈簧秤示數(shù)改變0.50 N，測出所對應的l，部分數(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時橡皮筋兩端的位置，重新標記為O、O，橡皮筋的拉力記為FO O。在秤鉤上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖乙所示。用兩圓珠筆尖成適當角度同時拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達到O點，將兩筆尖的位置標記為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)在給出的坐標紙上畫出Fl圖線，根據(jù)圖線求得l0_cm。(2)測得OA6.00 cm，OB7.60 cm，則FOA的大小為_N。(3)根據(jù)給出的標度，作出FOA和FOB的合力F的圖示。(4)通過比較F與_的大小和方向，即可得出實驗結(jié)論。4(2014新課標全國卷，22)某同學利用圖(a)所示實驗裝置及數(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的對應關(guān)系圖，如圖(b)所示。實驗中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200 g，實驗時選擇了不可伸長的輕質(zhì)細繩和輕定滑輪。小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到?；卮鹣铝袉栴}。(1)根據(jù)該同學的結(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)過原點，可能的原因是_。(3)若利用本實驗裝置來驗證“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，則實驗中應采取的改進措施是_，鉤碼的質(zhì)量應滿足的條件是_。5(2014新課標全國卷，23)某實驗小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關(guān)系。實驗裝置如圖(a)所示：一均勻長彈簧豎起懸掛，7個指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點0、10、20、30、40、50、60圈處；通過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。設彈簧下端未掛重物時，各指針的位置記為x0，掛有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時，各指針的位置記為x。測量結(jié)果及部分計算結(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)。已知實驗所用彈簧總?cè)?shù)為60，整個彈簧的自由長度為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)補充完整：_；_。(2)以n為橫坐標，為縱坐標，在圖(b)給出的坐標紙上畫出n圖象。(3)圖(b)中畫出的直線可近似認為通過原點，若從實驗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)系的表達式為k_N/m；該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度l0(單位為m)的關(guān)系的表達式為k_N/m?？键c7力學實驗(一)一年模擬試題精練1(2015河南省八市重點高中高三聯(lián)考)某同學探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。(1)彈簧自然懸掛，待彈簧靜止時，長度記為L0；彈簧下端掛上砝碼盤時，長度記為LA；在砝碼盤中每次增加10 g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6，數(shù)據(jù)如下表：代表符號L0LAL1L2L3L4L5L6數(shù)值(cm)25.3527.3529.3431.3133.435.3537.4039.30表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為_。由表可知所用刻度尺的最小分度為_。(2)如圖是該同學根據(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濟南高三期末)某同學用如圖所示的實驗裝置來“驗證力的平行四邊形定則”。三條細繩結(jié)于O點分別與兩彈簧測力計和鉤碼相接。(1)實驗步驟如下：A彈簧測力計A掛于固定在豎直木板上的P點；B結(jié)點O下的細線掛鉤碼C；C手持彈簧測力計B緩慢向左拉，使結(jié)點O靜止在某位置；D記下鉤碼質(zhì)量、結(jié)點O的位置、讀出并記錄彈簧測力計A和B的示數(shù)、記錄_。(2)在實驗過程中，下列哪些情況會對實驗結(jié)果產(chǎn)生誤差？答：_(填選項前的字母)A木板不豎直BA彈簧測力計外殼的重力CB彈簧測力計的拉力方向沒有保持水平D改變彈簧測力計B拉力進行多次實驗時，結(jié)點O的位置發(fā)生變化(3)某次實驗中，該同學發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，請你提出解決問題的一個辦法_。3(2015安徽省宣城市八校高三聯(lián)考)某同學用如圖甲所示的裝置研究勻變速直線運動的規(guī)律。(1)實驗開始前_(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力，實驗中_(填“需要”或“不需要”)保證懸掛的鉤碼質(zhì)量要遠小于小車的質(zhì)量。(2)實驗中，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個計數(shù)點，(每相鄰兩個計數(shù)點間還有四個計時點未畫出)用刻度尺測出A、B、C、D、E、F六個計數(shù)點到O點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打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz，則打C點時小車的速度為_m/s，小車運動的加速度為_m/s2，從釋放小車到打C點時，小車運動的時間為_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)問中紙帶時懸掛鉤碼的質(zhì)量為m50 g，不計線與滑輪的摩擦，重力加速度g10 m/s2，則小車運動過程中所受阻力為_N。4(2015湖北省八校高三聯(lián)考)某小組利用圖示實驗裝置來測量物塊A和長木板之間的動摩擦因數(shù)。把左端帶有擋板的足夠長的長木板固定在水平桌面上，物塊A置于擋板處，不可伸長的輕繩一端水平連接物塊A，另一端跨過輕質(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靜止時測量其運動的總距離為s(物塊B落地后不反彈)?；卮鹣铝袉栴}：(1)根據(jù)上述測量的物理量可知_。(2)如果空氣阻力不可忽略，該實驗所求值_。(填“偏大”或“偏小”)參考答案考點7力學實驗(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，指針所指的示數(shù)為1.40 kg(4)由多次測出的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)過凹形橋最低點時對橋的壓力為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點時物塊的速度vC1.79 m/s(2)由牛頓第二定律得加速度agsin gcos ，所以要求出動摩擦因數(shù)，還必須測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FOAF1.80 N(3)FOBFOA1.80 N，兩力的合力F如圖乙所示。(4)通過比較F和FO O的大小和方向，可得出實驗結(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，當鉤碼質(zhì)量不為零時，在一定范圍內(nèi)小車加速度仍為零，即鉤碼對小車的拉力大于某一數(shù)值時小車才產(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，則應滿足三個條件，一是摩擦力被平衡，二是繩平行于軌道平面，此二者可保證繩對車的拉力等于車所受合力，設繩的拉力為T，由mgTma、TMa有Tg，可見當mM時才有Tmg，故第三個條件為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)通過描點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匝彈簧的總長度為11.88 cm；則n匝彈簧的原長滿足，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)時應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圖象過坐標原點，所以橫軸是彈簧長度與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)三條細繩(拉力)的方向(2)A(3)減小彈簧測力計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)本實驗只要保證小車能做勻變速運動即可，不需要調(diào)節(jié)木板的傾斜度來平衡摩擦力，該實驗不需要知道小車的合力，即不需要應使鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量。(2)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t0.1 s，根據(jù)勻變速直線運動時間中點的速度等于該過程中的平均速度，有：vCm/s0.16 m/s設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)勻變速直線運動的推論公式xaT2可以求出加速度的大小，有x4x13a1T2，x5x23a2T2，x6x33a3T2，為了更加