專題12 力學(xué)實(shí)驗(yàn)(仿真押題)-2017年高考物理命題猜想與仿真押題(原卷版)

1、專題12力學(xué)實(shí)驗(yàn)(仿真押題)在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，橡皮條一端固定于A點(diǎn).如圖1所示，同時(shí)使用兩只彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩套將橡皮條的另一端拉至O點(diǎn)分別記錄兩個(gè)拉力的大小和方向，其中一只彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示，則其示數(shù)為N.圖1關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是.細(xì)繩套盡可能短一些橡皮條的伸長(zhǎng)量越大越好拉兩個(gè)細(xì)繩套時(shí)，兩拉力夾角越大越好拉細(xì)繩套時(shí)，拉力應(yīng)盡量與木板平行某同學(xué)通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)得出：力的合成遵循平行四邊形定則.圖2為根據(jù)其中一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的兩個(gè)力行、F2的圖示，請(qǐng)利用平行四邊形定則在圖中作出這兩個(gè)力的合力F合根據(jù)圖示可以確定合力大小為N.在利用如圖3甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)

2、的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn).所用的鉤碼的質(zhì)量都是30g.實(shí)驗(yàn)中，先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度，再將4個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在彈簧的下端，每次掛完鉤碼待彈簧穩(wěn)定后測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度，并將數(shù)據(jù)填在了下面的表中.(彈簧始終未超過(guò)彈性限度，取g=10m/s2)，試完成下列問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234536912鉤碼總質(zhì)量(g)00000彈簧總長(zhǎng)度(cm)678910.00.11.20.31.40請(qǐng)?jiān)趫D乙所示的坐標(biāo)紙中作出彈簧彈力大小F跟彈簧總長(zhǎng)度x之間的函數(shù)關(guān)系圖象.由圖象求得該彈簧的勁度系數(shù)k=N/m(保留兩位有效數(shù)字).某同學(xué)直接利用表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出了鉤碼質(zhì)量m跟彈簧總長(zhǎng)度x之間的函數(shù)關(guān)系圖象是一條直線,該圖象斜率所表

3、示的物理意義是；該圖象在橫軸上截距的物理意義是.為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖4所示的實(shí)驗(yàn)裝置：舷碼盤|o|oUa打點(diǎn)汁時(shí)器圖4以下實(shí)驗(yàn)操作正確的是()將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在砝碼及砝碼盤的牽引下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)線與木板平行先接通電源后釋放小車實(shí)驗(yàn)中小車的加速度越大越好在實(shí)驗(yàn)中，得到一條如圖5所示的紙帶，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=0.1s,且間距、x2、x、x”、xc、x乙已量出分別為3.09cm、3.43cm、3.77cm、4.10cm、4.44cm、4.77cm，則小車的加速度a=3456m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).圖5（3）有一

4、組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，他們?cè)谲壍浪绞窃谲壍纼A斜情況下得kg.及傾斜兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條aF圖線，如圖6所示圖線.到的（填“”或“”）；小車及車中砝碼的總質(zhì)量m=4用如圖7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.氣墊導(dǎo)軌圖7TOC o 1-5 h z（1）計(jì)算滑塊離開(kāi)彈簧

5、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.彈簧原長(zhǎng)B.當(dāng)?shù)刂亓铀俣菴.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?nèi)鐖D8甲所示為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)圖，地面以下為較松軟的泥土實(shí)驗(yàn)時(shí)把一質(zhì)量為m的鐵塊舉到離地面高為H的地方，讓其自由下落，落入泥土中.鐵塊下面貼有力傳感器（質(zhì)量忽略不計(jì)），可測(cè)得泥土中任意深度h處鐵塊受到的阻力Ff,圖乙為計(jì)算機(jī)根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)繪制的擬合圖象（橫軸表示深度h，單位cm,縱軸表示阻力Ff,單位N）.I,甲分析圖象數(shù)據(jù)，可得出鐵塊受到的阻力Ff與深度h的關(guān)系為（選填“Ff=kh2”、“Ff=kh

6、3”或年=kh4”）.某次實(shí)驗(yàn)中，鐵塊下落深度為hi時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，嘗試寫出鐵塊從下落到落地前驗(yàn)證其機(jī)械能守恒定律的方程（比例系數(shù)k為已知）用如圖9所示裝置做“驗(yàn)證動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動(dòng)擋板時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面.圖9（1）為了保證細(xì)繩的拉力等于小車所受的合外力，以下操作必要的是（選填選項(xiàng)前的字母）.在未掛鉤碼時(shí)，將木板的右端墊高以平衡摩擦力在懸掛鉤碼后，將木板的右端墊高以平衡摩擦力調(diào)節(jié)木板左端定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行所加鉤碼的質(zhì)量盡量大一些（2）如圖10是某次實(shí)驗(yàn)中打出紙帶的一部分.0、A、B、C為4個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)沒(méi)有畫出，所用

7、交流電源的頻率為50Hz.通過(guò)測(cè)量，可知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為m/s.圖10（3）甲同學(xué)經(jīng)過(guò)認(rèn)真、規(guī)范地操作，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶也把小車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)打下的點(diǎn)記為O,再依次在紙帶上取等時(shí)間間隔的1、2、3、4、5、6等多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離s及打下各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度v.如圖11是根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的v2-s圖象已知此次實(shí)驗(yàn)中鉤碼的總質(zhì)量為0.015kg，小車中砝碼的總質(zhì)量為0.100kg，取重力加速度g=9.8m/s2，則由圖象可知小車的質(zhì)量為kg（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）.在鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的情況下，乙同學(xué)認(rèn)為小車所受拉力大小等于鉤碼所受重力大小.但經(jīng)

8、多次實(shí)驗(yàn)他發(fā)現(xiàn)拉力做的功總是要比小車動(dòng)能變化量小一些，造成這一情況的原因可能是(選填選項(xiàng)前的字母).滑輪的軸處有摩擦小車釋放時(shí)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太近長(zhǎng)木板的右端墊起的高度過(guò)高鉤碼做勻加速運(yùn)動(dòng)，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力某同學(xué)用如圖12所示的裝置驗(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度為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(guò)光電門的擋光時(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測(cè)出，取v=f作為鋼球經(jīng)過(guò)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AE與動(dòng)能變化大小PAEk，就能驗(yàn)證機(jī)械

9、能是否守恒.k用AEp=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.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端(2)用AEk=|mv2計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小，用刻度尺測(cè)量遮光條寬度，示數(shù)如圖13所示，其讀數(shù)為cm.某次測(cè)量中，計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.0100s,則鋼球的速度為v=m/s.一遮光條|)cm1|1II111II1圖13下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：AEP(X1O-2J)4.8929.78614.6919.5929.38AEk(x10-2J)5.0410.115.120.029.8他發(fā)現(xiàn)表中的AE與AEk之間存在差異，認(rèn)為這是由于空氣阻

10、力造成的.你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)說(shuō)明pk理由.請(qǐng)你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議.如圖甲是“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶，O、A、B、C、D和E為紙帶上六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，加速度大小用a表示.OABcDE11111111111I111111111cm甲(1)OD間的距離為cm.(2)圖乙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的x-t2圖線(x為各計(jì)數(shù)點(diǎn)至同一起點(diǎn)的距離)，斜率表示9某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律:在豎直放置的光滑的塑料米尺上套一個(gè)磁性滑塊m,滑塊可沿米尺自由下落.在米尺上還安裝了一個(gè)連接了內(nèi)阻很大數(shù)字電壓表的多匝線框A,線框平面在水平面內(nèi)，滑塊可穿過(guò)線框，如圖所示.把滑塊從米尺的0

11、刻度線處釋放，記下線框所在的刻度h和滑塊穿過(guò)線框時(shí)的電壓U.改變h,調(diào)整線框的位置，多做幾次實(shí)驗(yàn)，記錄各次的h，U.如果采用圖象法對(duì)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析論證，用圖(選填“Uh”或“U2h”)更容易得出結(jié)論.影響本實(shí)驗(yàn)精確程度的因素主要是(列舉一點(diǎn)即可)10在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中(1)備有器材：A.長(zhǎng)木板；B.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、紙帶；C.細(xì)繩、小車、砝碼;D.裝有細(xì)砂的小桶；E.薄木板；F.毫米刻度尺.還缺少的一件器材是.(2)實(shí)驗(yàn)得到如圖(a)所示的一條紙帶,相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T；B、C間距s2和D、E間距s4已量出，利用這兩段間距計(jì)算小車加速度的表達(dá)式為m，從圖

12、線可得砂和砂桶的總質(zhì)量為kg；(g取10m/s2)同學(xué)乙根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了圖(c)，從圖線可知乙同學(xué)操作過(guò)程中可能.11.某興趣小組的同學(xué)看見(jiàn)一本物理書上說(shuō)“在彈性限度內(nèi)，勁度系數(shù)為k的彈簧，形變量為x時(shí)彈性勢(shì)能為E=+kx2”，為了驗(yàn)證該結(jié)論就嘗試用“研究加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖甲)設(shè)計(jì)了以p2下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟：A.水平桌面上放一長(zhǎng)木板，其左端固定一彈簧，通過(guò)細(xì)繩與小車左端相連，小車的右端連接打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶；將彈簧拉伸x后用插銷鎖定，測(cè)出其伸長(zhǎng)量x；打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源開(kāi)關(guān)后，拔掉插銷解除鎖定，小車在彈簧作用下運(yùn)動(dòng)到左端;選擇紙帶上某處的A點(diǎn)測(cè)出其速度v；取不同的x

13、重復(fù)以上步驟多次，記錄數(shù)據(jù)并利用功能關(guān)系分析結(jié)論.實(shí)驗(yàn)中已知小車的質(zhì)量為m,彈簧的勁度系數(shù)為k,則:紙帶甲小車打點(diǎn)計(jì)時(shí)器彈簧插銷(1)長(zhǎng)木板右端墊一小物塊，其作用是(2)如圖乙中紙帶上A點(diǎn)位置應(yīng)在傾S、s2、s3)的段中取;若E訂如2成立，則實(shí)驗(yàn)中測(cè)量出物理量x與m、k、v關(guān)系式是x=12.圖(a)為測(cè)量物塊與水平桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.實(shí)驗(yàn)步驟如下:細(xì)線光電門B光電門遮光片弋卜4物塊一一亦輕滑輪重物用天平測(cè)量物塊和遮光片的總質(zhì)量M、重物的質(zhì)量m；用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T之間的距離s；調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線水平；讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計(jì)分別測(cè)

14、出遮光片經(jīng)過(guò)光電門A和光電門B所用的時(shí)間和求出加速度a；多次重復(fù)步驟，求a的平均值萬(wàn)；根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動(dòng)摩擦因數(shù)回答下列問(wèn)題：TOC o 1-5 h z1231111111111111111111111111111TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 05101520測(cè)量d時(shí)，某次游標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為1mm)的示數(shù)如圖(b)所示，其讀數(shù)為cm.(2)物塊的加速度a可用d、s、AtA和AtB表示為a=動(dòng)摩擦因數(shù)“可用M、m、a和重力加速度g表示為尸如果細(xì)線沒(méi)有調(diào)整到水平，由此引起的誤差屬于(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)

15、誤差”)13利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M,左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的小球相連；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門，可以測(cè)量遮光片經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的擋光時(shí)間t,用d表示A點(diǎn)到光電門B處的距離，b表示遮光片的寬度，將遮光片通過(guò)光電門的平均速度看作滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度，實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊在A處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng).光電門)12cm2.4呼)2I川刖山川川丨丨丨主尺010圖甲圖乙用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度b,結(jié)果如圖乙所示，滑塊通過(guò)B點(diǎn)的瞬時(shí)速度可表示為某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得傾角0=30。，

16、重力加速度用g表示，滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)m和M組成的系統(tǒng)動(dòng)能20游標(biāo)0.5圖丙由此讀出b=mm.增加量可表示為AEk=，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為AE=，在誤差允許的范圍內(nèi)，kp若AEk=AE則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.kp（4）在上次實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)改變A、B間的距離，作出的v2d圖像如圖丙所示，并測(cè)得M=m，則重力力廿速度g=mis2.14某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖1所示的裝置：水平軌道上安裝兩個(gè)光電門，小車上固定有力傳感器和擋光板，細(xì)線一端與力傳感器連接，另一端跨過(guò)定滑輪掛上砝碼盤實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持軌道和細(xì)線水平，通過(guò)調(diào)整砝碼盤里砝碼的質(zhì)量讓小車做勻速運(yùn)動(dòng)

17、實(shí)現(xiàn)平衡摩擦力0cm121111111111111111111111111111105101520（1）該實(shí)驗(yàn)是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？（回答“是”或“否”）（2）實(shí)驗(yàn)需要用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光板的寬度l,如圖2所示，則1=mm；（3）實(shí)驗(yàn)獲得以下測(cè)量數(shù)據(jù)：小車（含傳感器和擋光板）的總質(zhì)量M，平衡摩擦力時(shí)砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m0，擋光板的寬度1,光電門1和光電門2的中心距離x,某次實(shí)驗(yàn)過(guò)程：力傳感器的讀數(shù)F,小車通過(guò)光電門1和光電門2的擋光時(shí)間分別為、t2.小車通過(guò)光電門2后砝碼盤才落地，重力加速度為g.該實(shí)驗(yàn)對(duì)小車需驗(yàn)證的表達(dá)式（用實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的物理量表示）.15.某研究小組設(shè)計(jì)了一種“用一把尺子測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)”的實(shí)驗(yàn)方案.如圖18所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端與桌面相切），B是質(zhì)量為m的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）.用匯斗圖18第一次實(shí)驗(yàn)，如圖(a)所示，將滑槽末端與桌面右端M對(duì)齊并固定，讓滑塊從滑槽最高點(diǎn)由靜止滑下，最終落在水平地面上的P點(diǎn)，測(cè)出滑槽最高點(diǎn)距離桌面的高度hM距離地面的高度H、M與P間的水平距離x1；第二次