十年上海物理高考題分類匯編-力學(xué)實驗

1、第十二單元 力學(xué)實驗 1.(2000右圖為用頻閃攝影方法拍攝的研究物體作平拋運動規(guī)律的照片,圖中A 、B 、C 為三個同時由同一點出發(fā)的小球,A A '為A 球在光滑水平面上以速度v 運動的軌跡;B B '為B 球以速度v 被水平拋出后的運動軌跡;C C '為C 球自由下落的運動軌跡,通過分析上述三條軌跡可得出結(jié)論: 。2.(2000用右圖所示裝置做“研究有固定轉(zhuǎn)動軸物體平衡條件”的實驗,力矩盤上各同心圓的間距相等。 (1在用細(xì)線懸掛鉤碼前,以下哪些措施是必要的 (A 判斷力矩盤是否處在豎直平面。 (B 判斷橫桿MN 是否嚴(yán)格保持水平。 (C 判斷力矩盤與轉(zhuǎn)軸間的摩擦是

2、否足夠小。(D 判斷力矩盤的重心是否位于盤中心。 (2在A 、B 、C 三點分別用細(xì)線懸掛鉤碼后,力矩盤平衡,如圖所示,已知每個鉤碼所受的重力為1牛,則此時彈簧秤示數(shù)為 牛。(3現(xiàn)同時撤去B 、C 兩處的鉤碼,而改用一根細(xì)線懸掛5牛的鉤碼,為使力矩盤仍然保持原平衡狀態(tài),且彈簧秤示數(shù)不變,試在圖中用直線畫出該細(xì)線在力矩盤上的懸掛位置。 3.(2002如圖所示為一實驗小車中利用光電脈沖測量車速和行程的裝置的示意圖,A為光源,B為光電接收器,A、B均固定在車身上,C為小車的車輪,D為與C同軸相連的齒輪.車輪轉(zhuǎn)動時,A發(fā)出的光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號,被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號,由電子電路

3、記錄和顯示.若實驗顯示單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)為n,累計脈沖數(shù)為N,則要測出小車的速度和行程還必須測量的物理量或數(shù)據(jù)是_;小車速度的表達(dá)式為v=_;行程的表達(dá)式為s=_. 4.(2003如圖所示,在研究平拋運動時,小球A 沿軌道滑下,離開軌道末端(末端水平時撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S ,被電磁鐵吸住的小球B 同時自由下落。改變整個裝置的高度做同樣的實驗,發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A 、B 兩球總是同時落地。該實驗現(xiàn)象說明了A 球在離開軌道后A .水平方向的分運動是勻速直線運動B .水平方向的分運動是勻加速直線運動C .豎直方向的分運動是自由落體運動D .豎直方向的分運動是勻速直線運動5.(2003如圖所示,在“有

4、固定轉(zhuǎn)動軸物體的平衡條件”實驗中,調(diào)節(jié)力矩盤使其平衡,彈簧秤的該數(shù)為_N。此時力矩盤除受到鉤碼作用力和彈簧拉力外,主要還受 _力和_力的作用,如果每個鉤碼的質(zhì)量均為0.1kg,盤上各圓的半徑分別是0.05m、0.10m、0.15m、0.20m(取,則F2的力矩是_。有同學(xué)在做這個實驗時,發(fā)現(xiàn)順時針力矩之和與逆時針力矩之和存在較大差距。檢查發(fā)現(xiàn)讀數(shù)和計算均無差錯,請指出造成這種差距的一個可能原因,并提出簡單的檢驗方法(如例所示,將答案填在下表空格中 6.(2005科學(xué)探究活動通常包括以下環(huán)節(jié):提出問題,作出假設(shè),制定計劃,搜集證據(jù),評估交流等.一組同學(xué)研究“運動物體所受空氣阻力與運動速度關(guān)系”的

5、探究過程如下:A.有同學(xué)認(rèn)為:運動物體所受空氣阻力可能與其運動速度有關(guān).B.他們計劃利用一些“小紙杯”作為研究對象,用超聲測距儀等儀器測量“小紙杯”在空中直線下落時的下落距離、速度隨時間變化的規(guī)律,以驗證假設(shè).C.在相同的實驗條件下,同學(xué)們首先測量了單只“小紙杯”在空中下落過程中不同時刻的下落距離,將數(shù)據(jù)填入下表中,圖(a是對應(yīng)的位移時間圖線.然后將不同數(shù)量的“小紙杯”疊放在一起從空中下落,分別測出它們的速度時間圖線,如圖(b中圖線1、2、3、4、5所示.D.同學(xué)們對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納后,證實了他們的假設(shè).回答下列提問:(1與上述過程中A、C步驟相應(yīng)的科學(xué)探究環(huán)節(jié)分別是、.(2圖(a中的A

6、B段反映了運動物體在做運動,表中X處的值為.(3圖(b中各條圖線具有共同特點,“小紙杯”在下落的開始階段做運動,最后“小紙杯”做運動.(4比較圖(b中的圖線1和5,指出在 1.01.5s時間段內(nèi),速度隨時間變化關(guān)系的差異:. 7.(2006有一測量微小時間差的裝置,是由兩個擺長略有微小差別的單擺同軸水平懸掛成.兩個單擺擺動平面前后相互平行.(3為了能更準(zhǔn)確地測量微小的時間差,你認(rèn)為此裝置還可做的改進(jìn)是 。 8.(2007在實驗中得到小車做直線運動的s -t 關(guān)系如圖所示。 (1由圖可以確定,小車在AC 段和DE 段的運動分別為 (A AC 段是勻加速運動;DE 段是勻速運動。 (B AC 段是

7、加速運動;DE 段是勻加速運動。 (C AC 段是加速運動;DE 段是勻速運動。 (D AC 段是勻加速運動;DE 段是勻加速運動。(2在與AB 、AC 、AD 對應(yīng)的平均速度中,最接近小車在A 點瞬時速度的是_段中的平均速度。 9.(2007利用單擺驗證小球平拋運動規(guī)律,設(shè)計方案如圖(a 所示,在懸點O 正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P ,當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷;MN 為水平木板,已知懸線長為L ,懸點到木板的距離OO =h (h >L 。 (1電熱絲P 必須放在懸點正下方的理由是:_。表(2將小球向左拉起后自由釋放,最后小球落到木板上的C 點,O C =s ,則小球做平拋運

8、動的初速度為v 0_。 (3在其他條件不變的情況下,若改變釋放小球時懸線與豎直方向的夾角,小球落點與O 點的水平距離s 將隨之改變,經(jīng)多次實驗,以s 2為縱坐標(biāo)、cos 為橫坐標(biāo),得到如圖(b 所示圖像。則當(dāng)=30時,s 為 _m ;若懸線長L =1.0m ,懸點到木板間的距離OO 為_m 。10.(2008在“用單擺測重力加速度”的實驗中。(1某同學(xué)的操作步驟為: a .取一根細(xì)線,下端系住直徑為d 的金屬小球,上端固定在鐵架臺上b .用米尺量得細(xì)線長度lc .在細(xì)線偏離豎直方向5位置釋放小球d .用秒表記錄小球完成n 次全振動所用的總時間t ,得到周期T =t /ne .用公式g =42l

9、 /T 2計算重力加速度按上述方法得出的重力加速度值與實際值相比_(選填“偏大”、“相同”或“偏小”。 (2已知單擺在任意偏角時的周期公式可近似為T =T 01+a sin 2(/2,式中T 0為偏角趨近于0時的周期,a 為常數(shù)。為了用圖像法驗證該關(guān)系式,需要測量的物理量有_;若某同學(xué)在實驗中得到了如圖所示的圖線,則圖像中的橫軸表示_。11.(2009如圖為“用DIS (位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機研究加速度和力的關(guān)系”的實驗裝置。(1在該實驗中必須采用控制變量法,應(yīng)保持_不變,用鉤碼所受的重力作為_,用DIS 測小車的加速度。 (2改變所掛鉤碼的數(shù)量,多次重復(fù)測量。在某次實驗中根據(jù)測得的多

10、組數(shù)據(jù)可畫出a -F 關(guān)系圖線(如圖所示。分析此圖線的OA 段可得出的實驗結(jié)論是_。(單選題此圖線的AB 段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是(A 小車與軌道之間存在摩擦 (B 導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài) (C 所掛鉤碼的總質(zhì)量太大(D 所用小車的質(zhì)量太大(b 12.(2009利用圖(a 實驗可粗略測量人吹氣產(chǎn)生的壓 強。兩端開口的細(xì)玻璃管水平放置,管內(nèi)塞有潮濕小棉球,實驗者從玻璃管的一端A 吹氣,棉球從另一端B 飛出,測得玻璃管內(nèi)部截面積S ,距地面高度h ,棉球質(zhì)量m ,開始時的靜止位置與管口B 的距 離x ,落地點C 與管口B 的水平距離l 。然后多次改變x ,測出對應(yīng)的l ,畫出l 2-x

11、關(guān)系圖線,如圖(b 所示,并由此得出相應(yīng)的斜率k 。(1若不計棉球在空中運動時的空氣阻力,根據(jù)以上測得的物理量可得,棉球從B 端飛出的速度v 0=_。(2假設(shè)實驗者吹氣能保持玻璃管內(nèi)氣體壓強始終為恒定值,不計棉球與管壁的摩擦,重力加速度g ,大氣壓強p 0均為已知,利用圖(b 中擬合直線的斜率k 可得,管內(nèi)氣體壓強p =_。(3考慮到實驗時棉球與管壁間有摩擦,則(2中得到的p 與實際壓強相比_(填偏大、偏小。 13(2010 27.(6分卡文迪什利用如圖所示的扭秤實驗裝置測量了引力常量G 。 (1(多選題為了測量石英絲極微的扭轉(zhuǎn)角,該實驗裝置中采取使“微小量放大”的主要措施 (A 減小石英絲的

12、直徑 (B 增大T 型架橫梁的長度 (C 利用平面鏡對光線的反射 (D 增大刻度尺與平面鏡的距離(2已知T 型架水平橫梁長度為1,質(zhì)量分別為m 、'm 的球,位于同一水平面,當(dāng)橫梁處于力矩平衡狀態(tài),測得m 、'm 連線長度r ,且與水平橫梁垂直;同時測得石英絲的扭轉(zhuǎn)角度為,由此得到扭轉(zhuǎn)力矩k (k 為扭轉(zhuǎn)系數(shù)且已知,則引力常量的表達(dá)式G=_。28.(6分用DIS 研究一定質(zhì)量氣體在溫度不變時,壓強與體積關(guān)系的實驗裝置如圖所示,實驗步驟如下: 把注射器活塞移至注射器中間位置,將注射器與壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機逐一鏈接; 移動活塞,記錄注射器的刻度值V ,同時記錄對應(yīng)的由計算

13、機顯示的氣體壓強值P ; 用1/V P -圖像處理實驗數(shù)據(jù),得出如圖2所示圖線,(1為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變,實驗中采取的主要措施是_;（2）為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是_和_； （3）如果實驗操作規(guī)范正確，但如圖所示的 V - 1/ P 圖線不過原點，則 v0 代表_。 13(2011 26.(5 分如圖，為測量作勻加速直線運動小車的加速度，將寬度均為b的擋光片A、B 固定在小車上，測得二者間距為d。 (1當(dāng)小車勻加速經(jīng)過光電門時，測得兩擋光片先后經(jīng)過的時間 Dt1 和 Dt2 ，則小車加速度 a= 。 (2(多選題為減小實驗誤差，可采取的方法是( (A增大兩擋光片寬

14、度 b (C增大兩擋光片間距 d 答案： （1） (B減小兩擋光片寬度 b (D減小兩擋光片間距 d (2B，C 2 v 2 - vA b b ， vB = ，則 a = B ，因 vA 2d Dt1 Dt2 b2 1 1 - 2 2d (Dt2 (Dt1 2 解析：由題意知：小車經(jīng)過兩遮光板的速度為： v A = vB 被認(rèn)為是 A B 兩點的瞬時速度，故遮光板的寬度越小，越準(zhǔn)確；而增大兩遮光板的距離可使 A 到 B 的速度變化較明顯，誤差小。 27.(5 分在“用單分子油膜估測分子大小”實驗中， (1某同學(xué)操作步驟如下： 取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液； 在量筒中滴入

15、一滴該溶液，測出它的體積； 在蒸發(fā)皿內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定； 在蒸發(fā)皿上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙測量油膜的面積。 改正其中的錯誤： (2若油酸酒精溶液體積濃度為 0.10% ，一滴溶液的體積為 4.8 ´10 ml ，其形成的油膜面積為 -3 40cm2 ，則估測出油酸分子的直徑為 m。 答案：(1在量筒中滴入 N 滴溶液 在水面上先撒上痱子 粉 (2 1.2× -9 10 解析：在量筒中滴入 N 滴該溶液，測出它的體積，則一滴的體積： V = 撒上痱子粉，再滴入酒精溶液，已形成穩(wěn)定的輪廓，測出油酸分子的直徑為 V¢

16、,減小實驗誤差；先 N d= V 0.1% ´ 4.8 ´10-3 = = 1.2 ´10-9 m。 -2 S 40 ´10 14 （2012） （6 分） 28 右圖為“研究一定質(zhì)量氣體在壓強不變的條件下， 體積變化與溫度變化關(guān)系” 的實驗裝置示意圖。粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管 A 臂插入燒瓶，B 臂與玻璃管 C 下 部用橡膠管連接，C 管開口向上，一定質(zhì)量的氣體被水銀封閉于燒瓶內(nèi)。開始 時，B、C 內(nèi)的水銀面等高。 （1） 若氣體溫度升高， 為使瓶內(nèi)氣體的壓強不變， 應(yīng)將 C 管_ （填： “向上”或“向下”移動，直至_； （2） （單選）實驗中多次改變氣

17、體溫度，用 t 表示氣體升高的攝氏溫度，用 h 表示 B 管內(nèi)水銀 面高度的改變量。根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的圖線是 （ ） 29 分）在“利用單擺測重力加速度”的實驗中。 （8 （1）某同學(xué)嘗試用 DIS 測量周期。如圖，用一個磁性小球代替原先的擺球，在單擺 下方放置一個磁傳感器，其軸線恰好位于單擺懸掛點正下方。圖中磁傳感器的引出 端 A 應(yīng)接到_。使單擺做小角度擺動，當(dāng)磁感應(yīng)強度測量值最大時，磁 性小球位于_。 若測得連續(xù) N 個磁感應(yīng)強度最大值之間的時間間隔為 t， 則單擺周期的測量值為_（地磁場和磁傳感器的影響可忽略） 。 （2）多次改變擺長使單擺做小角度擺動，測量擺長 L 及相應(yīng)的周期 T。

18、此后，分別 取 L 和 T 的對數(shù)，所得到的 lgT-lgL 圖線為_（填：“直線”、“對數(shù) 曲線”或“指數(shù)曲線”；讀得圖線與縱軸交點的縱坐標(biāo)為 c，由此得到該地重力加 速度 g=_。 第十二單元 力學(xué)實驗答案 1作平拋運動的物體在水平方向作勻速直線運動，在豎直方向作自由落體運動（或平拋運動是水平 方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的合成） 。 2 （1）A，C，D （2）4 （3） 見右圖 （懸線在轉(zhuǎn)軸右側(cè)豎直方向與第二圓環(huán)相切， 鉤碼不畫不扣分） 。 3車輪半徑和齒輪的齒數(shù)，2，2 4. C 51.9（1.92.0 均可），重，支持，0.1 可能原因 答 轉(zhuǎn)軸摩擦力太大 檢驗方法 安裝力矩盤后，輕輕轉(zhuǎn)