2014年高考真題匯編16：力學(xué)實(shí)驗(yàn)

（3）滑塊最大速度的大?。ㄓ煤椭亓铀俣缺硎荆??！敬鸢浮浚?）如圖所示（2）0.40（0.38、0.39、0.41、0.42均正確）；（3）（2）0.40（0.38、0.39、0.41、0.42均正確）；（3）【解析】（1）在坐標(biāo)紙上，描出各點(diǎn)，然后用直線將各點(diǎn)連接起來，得到F-G圖象，見答案；（2）彈簧稱的示數(shù)就是物體受到的摩擦力，根據(jù)F=μFN=μG，可知圖象的斜率就是動摩擦因數(shù)，找特殊點(diǎn)代入可得μ=0.4；（3）P落地后，滑塊又前進(jìn)了一段距離才停止運(yùn)動，在這段時(shí)間內(nèi)，滑塊做減速運(yùn)動，根據(jù)v2=2a(s-h)，而滑塊的加速度a=μg，代入整理得，最大速度為v=。4.【2014·浙江卷】（10分）在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時(shí)，某同學(xué)把兩根彈簧如圖1連接起來進(jìn)行探究。（1）某次測量如圖2所示，指針示數(shù)為___________cm。（2）在彈性限度內(nèi)，將50g的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧下端，得到指針A、B的示數(shù)LA和LB如表1。用表1數(shù)據(jù)計(jì)算彈簧1的勁度系數(shù)為_________N/m（重力加速度g=10m/s2）。由表1數(shù)據(jù)____________（填“能”或“不能”）計(jì)算出彈簧2的勁度系數(shù)。【答案】（1）15.95cm--16.05cm（2）12.2—12.8N/m能【解析】（1）由圖2可得讀數(shù)為15.95cm--16.05cm；（2）由表1的數(shù)據(jù)結(jié)合根據(jù)胡可定律可得、、，再對三個(gè)k1求平均可得彈簧1的勁度系數(shù)約為12.2—12.8N/m；由掛1個(gè)鉤碼到掛2個(gè)鉤碼彈簧2的形變量為，所以同樣可求彈簧2的勁度系數(shù)。5.【2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ】某實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置如圖（a）所示：一均勻長彈簧豎直懸掛，7個(gè)指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點(diǎn)0、10、20、30、40、50、60圈處；通過旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0刻度；設(shè)彈簧下端未掛重物時(shí)，各指針的位置記為x0；掛有質(zhì)量為0.100kg砝碼時(shí)，各指針的位置記為x；測量結(jié)果及部分計(jì)算結(jié)果如下表所示（n為彈簧的圈數(shù)，取重力加速度為9.80m/s2）.已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧的總?cè)?shù)為60，整個(gè)彈簧的自由長度為11.88cm.P1P2P3P4P5P6x0（cm）2.044.066.068.0510.0312.01x（cm）2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k（N/m）163①56.043.633.828.81/k（m/N）0.0061②0.01790.02290.02960.0347（1）將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：①，②；（2）以n為橫坐標(biāo)，1/k為縱坐標(biāo)，在圖（b）給出的坐標(biāo)紙上畫出1/k-n圖象；【答案】（1）81.70.0122（2）見解析（3）（在到之間均可）（在到之間均可）【解析】（1）；；（2）圖線如圖，（3）③由圖線可知直線的斜率為，故直線方程滿足，即（在到之間均可）④由于60匝彈簧的總長度為11.88cm；則n匝彈簧的原長滿足，代入可得：。（在到之間均可）6．【2014·江蘇卷】（10分）小明通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則。（1）實(shí)驗(yàn)記錄紙如題11-1圖所示，O點(diǎn)為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置，兩彈簧測力計(jì)共同作用時(shí)，拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點(diǎn)；一個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，拉力F3的方向過P3點(diǎn)。三個(gè)力的大小分別為：F1＝3.30N、F2＝3.85N和F3＝4.25N。請根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作圖求出F1和F2的合力。（2）仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)，小明懷疑實(shí)驗(yàn)中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。他用彈簧測力計(jì)先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同，于是進(jìn)一步探究了拉伸過程對橡皮筋彈性的影響。實(shí)驗(yàn)裝置如題11-2圖所示，將一張白紙固定在豎直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O點(diǎn)，下端N掛一重物。用與白紙平行的水平力緩慢地移動N，在白紙上記錄下N的軌跡。重復(fù)上述過程，再次記錄下N的軌跡。兩次實(shí)驗(yàn)記錄的軌跡如題11-3圖所示，過O點(diǎn)作一條直線與軌跡交于a、b兩點(diǎn)，則實(shí)驗(yàn)中橡皮筋分別被拉伸到a和b時(shí)所受拉力Fa、Fb的大小關(guān)系為。（3）根據(jù)（2）中的實(shí)驗(yàn)，可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有哪些?（填寫選項(xiàng)前的字母）A．橡皮筋的長度與受到的拉力成正比B．兩次受到的拉力相同時(shí)，橡皮筋第2次的長度較長C．兩次被拉伸到相同長度時(shí)，橡皮筋第2次受到的拉力較大D．兩次受到的拉力相同時(shí)，拉力越大，橡皮筋兩次的長度之差越大（4）根據(jù)小明的上述實(shí)驗(yàn)探究，請對驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)提出兩點(diǎn)注意事項(xiàng)。?！敬鸢浮浚?）如圖所示，4.7N（4.6到4.9均可）；（2）Fa=Fb；（3）選用橡皮筋；橡皮筋拉伸不宜過長【解析】（1）根據(jù)力的圖示作出力F1和F2的圖示，如答案圖所示，并根據(jù)力的平行四邊形定則作出兩者的合力，用刻度尺量得其長度為單位長度的4.7倍，即合力大小為4.7N（4.6到4.9均可）（2）設(shè)Oab與豎直方向的夾角為θ，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件解得：F=mgtanθ,因此有：Fa=Fb（3）由中分析可知，橡皮筋上的拉力大小為：T＝，因此有Ta＝Tb，顯然圖中Ob＞Oa，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；選項(xiàng)B正確；橡皮筋因老化，每次被拉后，形變已經(jīng)不能完全恢復(fù)，因此兩次受到的拉力相同時(shí)，拉力越大，橡皮筋兩次的長度之差越大故選項(xiàng)D正確；兩次被拉伸到相同長度時(shí)，橡皮筋第2次受到的拉力較小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。（4）有上述分析可知，要確保橡皮筋發(fā)生彈性形變，因此應(yīng)注意選用新的彈性較好的橡皮筋，每次橡皮筋的形變要在彈性限度內(nèi)，即拉伸不宜過長。7.【2014·重慶卷】為了研究人們用繩索跨山谷過程中繩索拉力的變化規(guī)律，同學(xué)們設(shè)計(jì)了如題6圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置，他們將不可伸長輕繩的兩端通過測力計(jì)（不及質(zhì)量及長度）固定在相距為D的兩立柱上，固定點(diǎn)分別為P和Q，P低于Q，繩長為（）。他們首先在繩上距離P點(diǎn)10cm處（標(biāo)記為C）系上質(zhì)量為的重物（不滑動），由測力計(jì)讀出繩PC、QC的拉力大小和，隨后改變重物懸掛點(diǎn)的位置，每次將P到C點(diǎn)的距離增加10cm，并讀出測力計(jì)的示數(shù)，最后得到、與繩長之間的關(guān)系曲線如題6圖4所示，由實(shí)驗(yàn)可知：圖3（1）曲線=2\*ROMANII中拉力最大時(shí)，C與P點(diǎn)的距離為______cm，該曲線為_______（選填：或）的曲線.（2）在重物從P移動到Q的整個(gè)過程中受到最大拉力的是______（選填：P或Q）點(diǎn)所在的立柱。（3）在曲線=1\*ROMANI、=2\*ROMANII相交處，可讀出繩的拉力=N，它與、、和重力加速度的關(guān)系為=。圖4【答案】①60（56～64）TP②Q③4.30（4.25～4.35）【解析】由曲線II的最高點(diǎn)拉力最大，對應(yīng)的橫坐標(biāo)PC=60cm，設(shè)PC和QC與水平的夾角為α和β，對C點(diǎn)的平衡可知，TPcosα=TQcosβ，開始C點(diǎn)靠近P點(diǎn)，因α>β，則，即TP>TQ，結(jié)合兩曲線左側(cè)部分，II曲線考上則為TP的曲線。（2）比較兩圖像的定點(diǎn)大小可知，I曲線的最高點(diǎn)更大，代表Q有最大拉力。（3）兩曲線的交點(diǎn)表示左右繩的拉力大小相等，讀出縱坐標(biāo)為TP=TQ=4.30N，設(shè)CQ繩與立柱的夾角為θ，延長CQ交另立柱上，構(gòu)成直角三角形，則，兩拉力相等構(gòu)成菱形，由里的平衡可知，2TQcosθ=mg，則8.【2014·新課標(biāo)全國卷Ⅰ】某同學(xué)利用圖（a）所示實(shí)驗(yàn)裝置即數(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(yīng)關(guān)系圖，如圖（b）所示，實(shí)驗(yàn)中小車（含發(fā)射器）的質(zhì)量為200g，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長的輕質(zhì)細(xì)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(jì)算機(jī)得到，回答下列問題：圖b（1）根據(jù)該同學(xué)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”）的關(guān)系。（2）由圖（b）可知，圖線不經(jīng)過遠(yuǎn)點(diǎn)，可能的原因是。（3）若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是?！敬鸢浮浚?）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(yuǎn)小于小車質(zhì)量【解析】（1）根據(jù)該同學(xué)描繪的加速度和鉤碼質(zhì)量的圖象是一條曲線而不是直線，所以是非線性關(guān)系。（2）根據(jù)圖b可知當(dāng)鉤碼有一定質(zhì)量，即細(xì)線有一定拉力時(shí)，小車加速度仍為0，說明小車合力等于零，所以可能除拉力外小車還受到摩擦力作用。（3）實(shí)驗(yàn)改進(jìn)部分有兩個(gè)要求，一個(gè)是圖象不過原點(diǎn)，需要平衡摩擦力，所以調(diào)整軌道傾斜角度，二是圖象是曲線，因?yàn)樾≤嚨暮狭醇?xì)線拉力并不等于鉤碼重力，二是拉力，只有當(dāng)時(shí)，F(xiàn)近似等于mg，圖象近似為直線。9.【2014·安徽卷】圖1是“研究平拋物體運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)裝置，通過描點(diǎn)畫出平拋小球的運(yùn)動軌跡。（1）以下實(shí)驗(yàn)過程的一些做法，其中合理的有________.a.安裝斜槽軌道，使其末端保持水平b.每次小球釋放的初始位置可以任意選擇c.每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放d.為描出小球的運(yùn)動軌跡描繪的點(diǎn)可以用折線連接（2）實(shí)驗(yàn)得到平拋小球的運(yùn)動軌跡，在軌跡上取一些點(diǎn)，以平拋起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，測量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y，圖2中y-x圖象能說明平拋小球的運(yùn)動軌跡為拋物線的是_________.（3）圖3是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫出的平拋小球的運(yùn)動軌跡，O為平拋起點(diǎn)，在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C，測得A、B兩點(diǎn)水平距離Δx為40.0cm，則平拋小球的初速度v0為______m/s，若C點(diǎn)的豎直坐標(biāo)y3為60.0cm，則小球在C點(diǎn)的速度為vC=______m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，g取10m/s2）?！敬鸢浮浚?）a、c（2）c（3）2.0；4.0【解析】斜槽末端水平，才能保證小球離開斜槽末端時(shí)速度為水平方向，故a對；為保證小球多次運(yùn)動是同一條軌跡，每次小球的釋放點(diǎn)都應(yīng)該相同，b錯(cuò)c對；小球的運(yùn)動軌跡是平滑曲線，故連線不能用折線，d錯(cuò)。（2）平拋運(yùn)動的水平位移與豎直位移分別滿足的關(guān)系是：x=v0t，y=gt2/2，聯(lián)立可得，可知y-x2圖象是直線時(shí)，說明小球運(yùn)動軌跡是拋物線。（3）由豎直方向分運(yùn)動可知，y=gt2/2，，即，水平初速度為C點(diǎn)的豎直分速度為由運(yùn)動合成可知10.【2014·廣東卷】某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究彈簧彈性勢能與壓縮量的關(guān)系①如圖23（a），將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺，在上端的托盤中依次增加砝碼，測量相應(yīng)的彈簧長度，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表，由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k=N/m。（g取9.80m/s2）砝碼質(zhì)量（g）50100150彈簧長度（cm）8.627.636.66②取下彈簧，將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)，如圖23（b）所示：調(diào)整導(dǎo)軌，使滑塊自由滑動時(shí)，通過兩個(gè)光電門的速度大小。③用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速度v，釋放滑塊過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為。④重復(fù)③中操作，得到v與x的關(guān)系如圖23（c）。由圖可知，v與x成關(guān)系。由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論：對同一根彈簧，彈性勢能與彈簧的成正比?！敬鸢浮浚?）50N/m（49.5到50.5均可）（2）相等（3）動能（4）正比，x2（壓縮量的平方）【解析】（1）根據(jù)F1=mg=kΔx1，F(xiàn)1=2mg=kΔx2，有ΔF=F1-F2=kΔx1-kΔx2，則，同理可以求得：，則勁度系數(shù)為：。（2）使滑塊通過兩個(gè)光電門時(shí)的速度相等，則可以認(rèn)為滑塊離開彈簧后做勻速直線運(yùn)動；（3）彈性勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動能；（4）圖線是過原點(diǎn)的傾斜直線，所以v與x成正比；彈性是能轉(zhuǎn)化為動能，即，即彈性是能與速度平方成正比，又由v與x成正比，則彈性勢能與壓縮量的平方成正比。11.【2014·天津卷】某同學(xué)把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動，以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關(guān)系，此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等。組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。①若要完成該實(shí)驗(yàn)，必需的實(shí)驗(yàn)器材還有哪些。②實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行，他這樣做的目的是下列的哪個(gè)（填字母代號）避免小車在運(yùn)動過程中發(fā)生抖動可使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)清晰可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運(yùn)動可在