专题8力学实验（2018版高三物理一轮复习5年真题分类物理）.docx

1、 专题专题 8 8 力学实验力学实验 1(2012 全国理综) 图 1 为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为 50Hz 的交流电源， 打 点的时间间隔用t 表示.在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在 外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”. 图 1 （1）完成下列实验步骤中的填空： 平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打 点计时器打出一系列_的点. 按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码. 打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸袋，在纸袋上标出小车中砝码的质量 m. 按住小车，

2、改变小车中砝码的质量，重复步骤. 在每条纸带上清晰的部分， 没 5 个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距 s1， s2， . 求出与不同 m 相对应的加速度 a. 以砝码的质量 m 为横坐标为纵坐标，在坐标纸上做出关系图线.若加速度与小车 和砝码的总质量成反比，则与 m 处应成_关系（填“线性”或“非线性” ）. （2）完成下列填空： （）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘 和盘中物块的质量之和应满足的条件是_. （） 设纸带上三个相邻计数点的间距为 s1、 s2、 s3.a 可用 s1、 s3和t 表示为 a=_. 图 2 为用米尺测量某一纸带上

3、的 s1、 s3的情况， 由图可读出 s1=_mm， s3=_. 由此求得加速度的大小 a=_m/s 2. 1 a 1 m a 1 a （）图 3 为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为 k，在纵轴上的截距为 b，若牛顿 定律成立，则小车受到的拉力为_，小车的质量为_. 解析： （1）间距相等的点.（2）线性 （2） （i）远小于小车和砝码的总质量 (ii) 2 13 )5(2t ss a mmmmmms2 .245 .127 .36 1 mmmmmms2 .478 .720 .120 3 2 2 13 /16. 1 )5(2 sm t ss a (iii)设小车的质量为m， 则有ammF

4、) (， 变形得 F m m Fa 11 ,所以m a 1 图象的 斜率为k F 1 ，所以作用力 k F 1 ，m a 1 图象的截距为b F m ，所以 k b m . 2 （2） （2012广东卷）某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系. 将弹簧悬挂在铁架台上， 将刻度尺固定在弹簧一侧， 弹簧轴线和刻度尺都应在_方向 （填“水平”或“竖直” ） 弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长度记为L0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在 砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表表： 代表符号 L0 Lx L1 L2 L3 L4 L5 L6 数值（cm） 25.35 27.35 29

5、.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30 表中有一个数值记录不规范，代表符号为_.由表可知所用刻度尺的最小长度为 _. 图16是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量， 横轴是弹簧长度与_的差值（填“L0或L1” ）. 由图可知弹簧的劲度系数为_N/m；通过图和表可 知砝码盘的质量为_g（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/s 2）. 解析：弹簧的轴线必须沿重力方向,所以应沿竖直方向. 由于表中测量值已经估读到 0.1 mm,所以刻度尺的最小刻度应是 1mm. 因为 0000 ,LLkgmnmgLLkgm nx ，整理得 xn LLknMg，所以横轴 应为弹

6、簧长度与 Lx 的差值. 从上式可以看出图象的斜率表示k的大小，即 g g LLk mmN x mg k x 10 )( ,/9 . 4 0 0 3.(2012 全国新课标).（5 分） 某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度.该螺旋测微器校零时的示数如图（a）所示，测 量金属板厚度时的示数如图（b）所示.图（a）所示读数为_mm，图（b）所示读数 为_mm，所测金属板的厚度为_mm. 答案：0.010, 6.870, 6.860 解析：螺旋测微器又叫千分尺，精确度为 0.01mm，故读数应以 mm 为单位时，小数点后面应 有三位，即读到毫米的千分位上. 4.（2012 上海卷） （8 分）在

7、“利用单摆测重力加速度：的实验中 （1）某同学尝试用 DIS 测量周期.如图，用一个磁性小球代替原先的 摆球，在单摆下方放置一个磁传感器，其轴线恰好位于单摆悬挂点正 下方.图中磁传感器的引出端 A 应接到_.使单摆做小角度摆 动， 当磁感应强度测量值最大时， 磁性小球位于_.若测得连 续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值 为_（地磁场和磁传感器的影响可忽略）. （2）多次改变摆长使单摆做小角度摆动，测量摆长L及相应的周期 A T.虎后，分别取L和T的对数， 所得到的 lgT-lgL图线为_（填“直线” 、 “对数曲线” 或“指数曲线” ） ；读得图线与纵轴交点的纵坐标为

8、c，由此得到该地的重力加速度g _. 解析： （1）数据采集器，最低点（或平衡位置） ， 2t N1， （2）直线，4 2/102c， 图中磁传感器的引出端 A 应接到数据采集器，磁性小球位于最低点测量误差较小，因为 t=(N-1)*T/2，所以周期 T= 2t N1. （2） 因为 g L T2， 两边取对数的 g LT 2 lglg 2 1 lg， 为直线， 依题意有 g c 2 lg， 解得 c g 2 2 10 4 . 5.（2012 安徽卷）.（18 分）.（10 分） 图 1 为“验证牛顿第二定律”的实验装置 示意图.砂和砂桶的总质量为，小车和 砝码的总质量为.实验中用砂和砂桶 总

9、重力的大小作为细线对小车拉力的大 小. (1)试验中， 为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力， 先调节长木板一滑轮的高度， 使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是 A. 将长木板水平放置， 让小车连着已经穿过打点计时器的纸带， 给打点计时器通电， 调节 的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动. B. 将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂 桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动. C. 将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是 否做匀速运动.

10、(2)实验中要进行质量和的选取，以下最合理的一组是 A. =200, =10、15、20、25、30、40 B. =200, =20、40、60、80、100、120 C. =400, =10、15、20、25、30、40 m M m mM Mgmgggggg Mgmgggggg Mgmgggggg 砂、砂桶 图 1 小车、砝码、打点计时器 接交流电源 D. =400, =20 40、60、80、100、120 （3）图 2 是试验中得到的一条纸带，、为 7 个相邻的计数 点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.量出相邻的计数点之间的距离分别为 =4.22 cm、=4.65 cm、=5.08

11、 cm、=5.49 cm、=5.91 cm、=6.34 cm . 已知打点计时器的工作效率为 50 Hz,则小车的加速度= m/s 2 （结果保留 2 位 有效数字）. 答案： （1）B；(2)C； （3）0.42 解析：要使砂和砂桶的重力 mg 近似等于小车所受合外力，首先要平衡摩擦力，然后还要满 足 mM.而平衡摩擦，不需挂砂桶，但要带纸带，故（1）选 B， （2）选 C.（3）用逐差法 2 CDBCABFGEFDE T9 s-s-s-sss a ，求得 2 /m42. 0as. 6.（2012 江苏卷） （10 分）为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了如图所示的 装置进行实验，实

12、验中，当木块A位于水平桌面上的O点时，重物B刚好接触地面，将A 拉到P点，待B稳定后静止释放，A最终滑到 Q 点，分别测量OP、OQ的长度h和s，重复上 述实验，分别记录几组实验数据 （1）实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮，请提出两个解决方案； （2）请根据下表的实验数据作出s-h关系图像 Mgmgggggg ABCDEFG AB s BC s CD s DE s EF s FG s a h（cm） 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 s（cm） 19.5 28.5 39.0 48.0 56.5 A 图 2 B C D E F G （3）实验测得A、B的质量分别为m=0.40k

13、g、M=0.50kg，根据s-h图像可计算出A木块与 桌面间的动摩擦因数=_（结果保留一位有效数字） （4）实验中，滑轮轴的摩擦会导致的测量结果_（选填“偏大” 、或“偏小” 解析： （3）在 B 下落至临落地时，据动能定理，有 2 )( 2 1 vmMmghMgh， 在 B 落地后， A 运动到 Q， 据动能定理， 有 2 2 1 0mvmgs， 解得： mhsmM Mh )( . 将kgM5 . 0，kgm4 . 0代入得 hs h 49 5 = 49 5 h s ， 从hs图象得斜率04. 1k， 即04. 1 h s ，代入上式得4 . 0. 本 题 易 错 点 ： 认 为A/B末 速

14、 度 都 为0 ， 根 据 0)(shmgMgh，解得6 . 0. （4）滑轮组的摩擦会导致s偏小，从而偏大. 7.（2012 四川卷） （17 分）(1)某物理兴趣小组采用如图所 示的装置深入研究平抛运动.质量分别为mA和mB的A、B小 球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直 投影.用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松 开B球，B球自由下落.A球落到地面N点处，B球落到地面P 点处.测得mA=0.04 kg，mB=0.05kg，B球距地面的高度是1.225m， M、 N 点间的距离为 1.500m， 则B球落到P点的时间是_s，A球落地时的动能是_J. （忽 略空

15、气阻力，g取 9.8m/s 2） 解析：由自由落体运动公式 2 2 1 gthBP，代入数据可知时间st5 . 0；根据tvXMN 0 和机 械能守恒 2 0 2 1 -vmEghm AkBPA 联立可得：JJEk66. 06642. 0. 8 （2） （2012 天津卷）某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素. 他组装单摆是，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁 夹将橡皮夹紧，如图所示，这样做的目的是 （填字母代号） A保证摆动过程中摆长不变 B可使周期测量得更加准确 C需要改变摆长时便于调节 D保证摆球在同一竖直平面内摆动 解析： 用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线

16、增加了线与悬挂处的摩擦保证摆长不变； 改变摆长时 用力拉不会将摆线拉断，方便调节摆长；AC 正确. 他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下， 用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度 L=0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则摆球的直径为 mm，单摆 摆长为 m 解析：用 10 分度游标卡尺主尺读数为 12mm，游标尺读数为 0，则摆球的直径为 12mm+0 0.1mm=12.0mm. 单摆摆长为9930. 0 2 012. 0 9990. 0 2 D Llmm 下列振动图像真实地描述了对摆长约为 1m 的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横 坐标远点表示计时开始， A、

17、B、 C均为30次全振动的图像， 已知sin5=0.087， sin15=0.26， 这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是 （填字母代号） 解析： 单摆的振动在摆角小于 5 度才能看作简谐振动， 在测量周期时计时起点应该选择在平 衡位置（速度大误差小）. 根据摆角估算振幅086. 0087. 0993. 05sin 1 lAm=8.6cm，A B 振幅合理. 25. 026. 0993. 015sin 1 lAm=25cm，C D 振幅不合理错误. A 中振动图像的计时起点在平衡位置是合理的，B 中振动图像的计时起点在正的最大位置是 不合理的.答案 A. 10.（2012 山东卷） （13

18、 分）某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运 动规律.物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚 未到达滑轮处）.从纸带上便于测量的点开始，每 5 个点取 1 个计数点，相邻计数点间的距 离如图乙所示.打点计时器电源的频率为 50Hz. 通过分析纸带数据， 可判断物块在相邻计数点 和 之间某时刻开始减速. 计数点 5 对应的速度大小为 m/s，计数点 6 对应的速度大小为 m/s. （保留三位有效数字）. 物块减速运动过程中加速度的大小为a= m/s 2， 若用 g a 来计算物块与桌面间的动 摩擦因数 （g 为重力加速度） ， 则计算结果比动摩擦

19、因数的真实值 （填 “偏大” 或“偏小” ）. 解析： 由于计数点前后的间隔距离都小于它们的间隔距离， 说明计数点 6 之前物块在加速， 计数点 7 之后物块在减速，则开始减速的时刻在 6 和 7 之间.答案 6；7【或 7；6】. 计数点 5 对应的速度等于 4 和 6 间的平均速度 00. 1 2 . 0 10)01.1100. 9( 2 5 v m/s，同 理 80. 0 2 . 0 10)01. 700. 9( 2 4 v m/s，又 2 64 5 vv v 可解得计数点 6 对应的速度大 小为 1.20 m/s. 在减速阶段 00. 2x cm，则加速度为 00. 2 1 . 0 1000. 2 2 2 2 T x a m/s 2.在减速阶段产 生加速度的力是滑动摩擦力和纸带受到的阻力，所以计算结果比动摩擦因数的真实值 “偏 大”.