高考物理試題分類匯編十二力學(xué)實(shí)驗(yàn)

1、力學(xué)實(shí)驗(yàn) 1. （全國(guó)新課標(biāo)i卷，22）（5分）某同學(xué)用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為交流電源，可以使用的頻率有和。打出紙帶的一部分如圖（b）所示。該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中沒有記錄交流電的頻率，需要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和其它題給條件進(jìn)行推算。(1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用和圖（b）中給出的物理量可以寫出：在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出b點(diǎn)時(shí)，重物下落的速度大小為_，打出c點(diǎn)時(shí)重物下落的速度大小為_，重物下落的加速度大小為_。(2)已測(cè)得當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?，?shí)驗(yàn)中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%，由此推算出為_?！敬鸢浮?，；40【解析】由于重物勻加速下落，各相鄰點(diǎn)之間時(shí)間

2、間隔相同，因此點(diǎn)應(yīng)是從運(yùn)動(dòng)到的過程的中間時(shí)刻，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論可得：點(diǎn)的速度等于段的平均速度，即由于，故同理可得勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度故重物下落的過程中，由牛頓第二定律可得：由已知條件由得代入得：，代入數(shù)據(jù)得2.（全國(guó)新課標(biāo)ii卷，22）（6分）某物理小組對(duì)輕彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)裝置如圖（a）所示：輕彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與物塊連接向左推物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過測(cè)量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能圖a 實(shí)驗(yàn)中涉及到下列操作步驟：把紙帶向左拉直松手釋放物塊接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源向左推物塊使彈簧壓縮，

3、并測(cè)量彈簧壓縮量上述步驟正確的操作順序是 （填入代表步驟的序號(hào)） 圖（b）中m和l紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實(shí)際打點(diǎn)結(jié)果打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50hz由m紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出在該紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中物塊脫離彈簧時(shí)的速度為 比較兩紙帶可知， （填“m”或“l(fā)”）紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能大圖b【答案】1.29 m【解析】：略脫離彈簧后物體應(yīng)該勻速直線運(yùn)動(dòng)，則由能量守恒可知，物體的末動(dòng)能越大，則彈簧被壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能越大，則3. （全國(guó)新課標(biāo)iii卷，23）某物理課外小組利用圖（a）中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。途中，置于試驗(yàn)臺(tái)上的長(zhǎng)木板水平放置，其

4、右端固定一輕滑輪：輕繩跨過滑輪，一段與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有n=5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010kg。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）將5個(gè)鉤碼全部放入小車中，在長(zhǎng)木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物快，使小車9（和鉤碼）可以在木板上勻速下滑。（2）將n（依次取n=1,2,3,4,5）個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余n-n各鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車，同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對(duì)于其起始位置的位移s，繪制s-t圖像，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a。（3）對(duì)應(yīng)于不同的n的a值見下表。n=2時(shí)的s-t圖像如圖(b)所示：由圖（b）求出此時(shí)小車的加速度

5、（保留2位有效數(shù)字），將結(jié)果填入下表。n123450.200.580.781.00（4）利用表中的數(shù)據(jù)在圖（c）中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出a-n圖像。從圖像可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量一定是=時(shí)，物體的加速度與其所受的合外力成正比。（5）利用an圖像求得小車（空載）的質(zhì)量為_kg（保留2位有效數(shù)字，重力加速度取g=9.8 m·s2）。（6）若以“保持木板水平”來代替步驟（1），下列說法正確的是_（填入正確選項(xiàng)錢的標(biāo)號(hào)）aan圖線不再是直線ban圖線仍是直線，但該直線不過原點(diǎn)can圖線仍是直線，但該直線的斜率變大【答案】（3）0.39（4）如圖所示（5）0.45（6）bc【解析】（3）因?yàn)樾≤囎龀跛?/p>

6、度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故將（2,0.78）代入可得根據(jù)描點(diǎn)法可得如圖所示圖線（4）根據(jù)描點(diǎn)法可得如圖所示圖線（5）根據(jù)牛頓第二定律可得，代入m=0.010kg，n=1、2、3、4、5，以及相應(yīng)的加速度求可得（6）若不平衡摩擦力，則滿足f-f=ma的形式，所以直線不過原點(diǎn)，但仍是直線，a錯(cuò)b對(duì)；隨著n的增大，小車的總質(zhì)量在增大，斜率變大，c正確；4.（北京卷，21（2）（2）利用圖2裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的。動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量a. 速度變化量和勢(shì)能變化量b. 速度變化量和高度變化量除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)（含鐵夾）、電磁

7、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是。a.交流電源 b.刻度尺 c.天平（含砝碼）實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到圖3所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)a、b、c，測(cè)得它們到起始點(diǎn)o的距離分別為ha、hb、hc。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為t。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打點(diǎn)到打點(diǎn)的過程中，重物的重力勢(shì)能變化量，動(dòng)能變化量。大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是。a利用公式計(jì)算中午速度b利用公式計(jì)算重物速度c存在空氣阻力和摩擦力阻力的影響d沒有采用多次試驗(yàn)去平均值的方法某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒，在紙帶上選

8、取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量它們到起始點(diǎn)o的距離h，計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v，描繪圖像，并做如下判斷：若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則重物下落過程中機(jī)械能守恒，請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷是否正確?！窘馕觥浚?）根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得，故需要比較動(dòng)能變化量，a正確；電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，故a正確；因?yàn)樵谟?jì)算重力勢(shì)能變化量時(shí)，需要用到紙帶上兩點(diǎn)之間的距離，所以還需要刻度尺，故b正確；根據(jù)可得等式兩邊的質(zhì)量抵消，故不需要天平，c錯(cuò)；重力勢(shì)能改變量為,由于下落過程中是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，所以根據(jù)中間時(shí)刻規(guī)律可得b點(diǎn)的速度為,所以實(shí)驗(yàn)過程中存在空氣阻力，紙帶運(yùn)動(dòng)過程中存在摩擦力，c正確；該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確，

9、在重物下落h的過程中，若阻力f恒定，根據(jù)可知，圖像就是過原點(diǎn)的一條直線。要向通過圖像的方法驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，還必須看圖像的斜率是否接近2g5. （上海卷，26.）（3分）在“用dis研究機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，用到的傳感器是 傳感器。若擺錘直徑的測(cè)量值大于其真實(shí)值會(huì)造成擺錘動(dòng)能的測(cè)量值偏 。（選填：“大”或“小”）?！敬鸢浮抗怆婇T；大【解析】在實(shí)驗(yàn)中，擺錘的速度通過光電門進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的速度是通過小球直徑d與擋光時(shí)間的比值進(jìn)行計(jì)算，為，當(dāng)擺錘直徑大于真實(shí)值時(shí)，小球直徑d變大，導(dǎo)致計(jì)算出的小球速度變大，故小球動(dòng)能也會(huì)變大。6.（天津卷，9（2）（2）某同學(xué)利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)

10、實(shí)驗(yàn)中必要的措施是 a.細(xì)線必須與長(zhǎng)木板平行b.先接通電源再釋放小車c.小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量d.平衡小車與長(zhǎng)木板間的摩擦力他實(shí)驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50hz的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖所示（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，圖中未畫出）；s1=3.59cm；s2=4.41cm；s3=5.19cm；s4=5.97cm；s5=6.78cm；s6=7.64cm；則小車的加速度a= m/s2（要求充分利用測(cè)量數(shù)據(jù)），打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打b點(diǎn)時(shí)小車的速度vb= m/s；（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）【答案】ab 0.80 0.407.（江蘇卷，11）（10分）某同學(xué)用如題111圖所示的裝

11、置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律一根細(xì)線系住鋼球，懸掛在鐵架臺(tái)上，鋼球靜止于a點(diǎn)，光電門固定在a的正下方在鋼球底部豎直地粘住一片寬帶為d的遮光條將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測(cè)出，取作為鋼球經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的速度記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t，計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和a點(diǎn)之間的勢(shì)能變化大小ep與動(dòng)能變化大小ek，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒（1）用ep=mgh計(jì)算鋼球重力勢(shì)能變化的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測(cè)量釋放時(shí)的鋼球球心到 之間的豎直距離（a）鋼球在a點(diǎn)時(shí)的頂端（b）鋼球在a點(diǎn)時(shí)的球心（c）鋼球在a點(diǎn)時(shí)的底端（2） 用ek=計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小，用刻度尺測(cè)量遮光條

12、寬度，示數(shù)如題112圖所示，其讀數(shù)為cm某次測(cè)量中，計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.0100 s，則鋼球的速度為v=m/s（3） 下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：他發(fā)現(xiàn)表中的ep與ek之間存在差異，認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)說明理由（4）請(qǐng)你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議【答案】（1）b （2）1.50（1.491.51都算對(duì)） 1.50（1.491.51都算對(duì)）（3）不同意，因?yàn)榭諝庾枇?huì)造成ek小于ep，但表中ek大于ep（4）分別測(cè)出光電門和球心到懸點(diǎn)的長(zhǎng)度l和l，計(jì)算ek時(shí)，將v折算成鋼球的速度【解析】試題分析：(1)小球下落的高度為初末位置球心間的距離，所以選b；（2）由題圖知讀數(shù)為

13、1.50cm，小球的速度為，代入數(shù)據(jù)解得v=1.50m/s；（3）若是空氣阻力造成的，則ek小于ep，根據(jù)表格數(shù)據(jù)知ek大于ep，故不是空氣阻力造成的8. （四川卷，8）（17分）i（6分）用如圖所示的裝置測(cè)量彈簧的彈性勢(shì)能。將彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌上，左端固定，右端在o點(diǎn)；在o點(diǎn)右側(cè)的b、c位置各安裝一個(gè)光電門，計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）與兩個(gè)光電門相連。先用米尺測(cè)得b、c兩點(diǎn)間距離s，再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置a，靜止釋放，計(jì)時(shí)器顯示遮光片從b到c所用的時(shí)間t，用米尺測(cè)量a、o之間的距離x。（1）計(jì)算滑塊離開彈簧時(shí)速度大小的表達(dá)式是_。（2）為求出彈簧的彈性勢(shì)能，還需要測(cè)量_。a彈簧原

14、長(zhǎng)b當(dāng)?shù)刂亓铀俣萩滑塊（含遮光片）的質(zhì)量（3）增大a、o之間的距離x，計(jì)時(shí)器顯示時(shí)間t將_。a增大b減小 c不變【答案】（1）（2）c （3）b 9.（浙江卷，21）（10分）某同學(xué)在“探究彈簧和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得圖中彈簧oc的勁度系數(shù)為500n/m。如圖1 所示，用彈簧oc和彈簧秤a、b做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)。在保持彈簧伸長(zhǎng)1.00cm不變的條件下，（1）彈簧秤a、b間夾角為90°，彈簧秤a的讀數(shù)是 n（圖2中所示），則彈簧秤b的讀數(shù)可能為 n。（2）若彈簧秤a、b間夾角大于90°，保持彈簧秤a與彈簧oc的夾角不變，減小彈簧秤b 與彈簧oc的夾角，則彈簧秤a的讀數(shù) 、彈簧秤b的讀數(shù) (填“變大”、“變小”或“不變”)?！敬鸢浮浚?）3.003.02，3.094.1（有效數(shù)不作要求） （2）變大，變大【解析】10. （海南卷，11.）某同學(xué)利用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究物塊速度隨時(shí)間的變化。物塊放在桌面上，細(xì)繩的一端與物塊相連，另一端跨過滑輪掛上鉤碼。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面左端，所用交流電