2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題復(fù)習(xí)訓(xùn)練 5-12 力學(xué)實驗真題對點練（含解析）

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1、力學(xué)實驗 1．(2018年高考·課標(biāo)全國卷Ⅰ)如圖5－12－18(a)，一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤；一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對齊的裝置，簡化為圖中的指針． 圖5—12—18 現(xiàn)要測量圖5－12－18(a)中彈簧的勁度系數(shù)．當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時，移動游標(biāo)，使其零刻度線對準(zhǔn)指針，此時標(biāo)尺讀數(shù)為1.950 cm；當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時，移動游標(biāo)，再次使其零刻度線對準(zhǔn)指針，標(biāo)尺示數(shù)如圖5－12－18(b)所示，其讀數(shù)為________cm.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80 m/s2，此彈簧的勁度系數(shù)為__

2、____N/m(保留3位有效數(shù)字)． 解析：標(biāo)尺的游標(biāo)為20分度，精確度為0.05 mm，游標(biāo)的第15個刻度與主尺刻度對齊，則讀數(shù)為37 mm＋15×0.05 mm＝37.75 mm＝3.775 cm. 彈簧形變量x＝(3.775－1.950)cm＝1.825 cm， 砝碼平衡時，mg＝kx，所以勁度系數(shù) k＝＝ N/m≈53.7 N/m 答案：3.775　53.7 2．(2017年高考·課標(biāo)全國卷Ⅰ)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器”計量時間．實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖5－12－19(a)所示．實驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車．在小車運

3、動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖5－12－19(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置．(已知滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴) 圖5—12—19 (1)由圖5－12－19(b)可知，小車在桌面上是________(填“從右向左”或“從左向右”)運動的． (2)該小組同學(xué)根據(jù)圖5－12－19(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動．小車運動到圖5－12－19(b)中A點位置時的速度大小為________m/s，加速度大小為________m/s2.(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字) 解析：(1)由于小車在水平桌面上運動時必然受到阻力作用，做勻減速直線運動，相鄰水滴(時間間

4、隔相同)的位置間的距離逐漸減小，所以由題圖(b)可知，小車在桌面上是從右向左運動的．(2)滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴，其滴水的時間間隔為T＝＝ s．根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，可得小車運動到題圖(b)中A點位置時的速度大小為vA＝≈0.19 m/s.由Δx＝aT2和逐差法可得，小車運動的加速度大小為a＝≈0.037 m/s2. 答案：(1)從右向左　(2)0.19　0.037 3．(2018年高考·課標(biāo)全國卷Ⅱ)某同學(xué)用圖5－12－20(a)所示的裝置測量木塊與木板之間的動摩擦因數(shù)．跨過光滑定滑輪的細(xì)線兩端分別與木塊和彈簧秤相連，滑輪和木塊間的細(xì)線保持水平，在木塊上方放置砝碼．

5、緩慢向左拉動水平放置的木板，當(dāng)木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動時，彈簧秤的示數(shù)即為木塊受到的滑動摩擦力的大?。炒螌嶒炈脭?shù)據(jù)在下表中給出，其中f4的值可從圖5－12－20(b)中彈簧秤的示數(shù)讀出． 圖5—12—20 砝碼的質(zhì)量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 滑動摩擦力f/N 2.15 2.36 2.55 f4 2.93 回答下列問題： (1)f4＝________N； (2)在圖5－12－20(c)的坐標(biāo)紙上補齊未畫出的數(shù)據(jù)點并繪出f－m圖線； (3)f與m、木塊質(zhì)量M、木板與木塊之間的動摩擦因數(shù)μ及重力加速度大小

6、g之間的關(guān)系式為f＝__________，f－m圖線(直線)的斜率的表達(dá)式為k＝________； (4)取g＝9.80 m/s2，由繪出的f－m圖線求得μ＝________．(保留2位有效數(shù)字) 解析：(1)由圖(b)可讀出彈簧秤的示數(shù)f4＝2.75 N. (3)摩擦力表達(dá)式f＝μ(M＋m)g，其斜率k＝μg. (4)圖線的斜率k＝＝＝3.9 N/kg. 解得μ≈0.40. 答案：(1)2.75　(2)如圖5—12—21所示 圖5—12—21 (3)μ(M＋m)g　μg　(4)0.40 4．(2017年高考·課標(biāo)全國卷Ⅲ)某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，將畫

7、有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1 mm)的紙貼在桌面上，如圖5－12－22(a)所示．將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(位于圖示部分之外)，另一端P位于y軸上的A點時，橡皮筋處于原長． (1)用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標(biāo)原點O.此時拉力F的大小可由測力計讀出．測力計的示數(shù)如圖5－12－22(b)所示，F(xiàn)的大小為________N. (2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A點；現(xiàn)使用兩個測力計同時拉橡皮筋，再次將P端拉至O點．此時觀察到兩個拉力分別沿圖5－12－22(a)中兩條虛線所示的方向，由測力計的示數(shù)讀出兩個拉力的大小分別為F1＝4.2 N和F2＝

8、5.6 N. (ⅰ)用5 mm長度的線段表示1 N的力，以O(shè)為作用點，在圖5－12－22(a)中畫出力F1、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合； 圖5—12—22 (ⅱ)F合的大小為________N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為________． 若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該實驗驗證了力的平行四邊形定則． 解析：(1)由測力計的讀數(shù)規(guī)則可知，讀數(shù)為4.0 N. (2)(ⅰ)利用平行四邊形定則作圖；(ⅱ)由圖可知F合＝4.0 N，從F合的頂點向x軸和y軸分別作垂線，頂點的橫坐標(biāo)對應(yīng)長度為1 mm，頂點的縱坐標(biāo)長度為20 mm

9、，則可得出F合與拉力F的夾角的正切值為0.05. 答案：(1)4.0　(2)(ⅰ)如圖5—12—23所示 (ⅱ)4.0　0.05 圖5—12—23 5．(2019年高考·課標(biāo)全國卷Ⅰ)某小組利用打點計時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運動進(jìn)行研究．物塊拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖5－12－24所示．已知打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz，紙帶上標(biāo)出的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出．在A、B、C、D、E五個點中，打點計時器最先打出的是________點，在打出C點時物塊的速度大小為________m/s(保留3位有效數(shù)字)；物塊下滑的加速度大小為________m

10、/s2(保留2位有效數(shù)字)． 圖5—12—24 解析：分析可知，物塊沿傾斜長木板做勻加速直線運動，紙帶上的點跡，從A到E，間隔越來越大，可知，物塊跟紙帶的左端相連，紙帶上最先打出的是A點；在打點計時器打C點瞬間，物塊的速度vC＝＝m/s＝0.233 m/s；根據(jù)逐差法可知，物塊下滑的加速度a＝＝m/s2＝0.75 m/s2. 答案：(1)A　(2)0.233　(3)0.75 6．(2019年高考·課標(biāo)全國卷Ⅱ)如圖5－12－25所示，某同學(xué)設(shè)計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的實驗．所用器材有：鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點計時器、頻率50 Hz的交流電源，紙帶等．回答下列問題：

11、 圖5—12—25 (1)鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)μ＝____________(用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示) (2)某次實驗時，調(diào)整木板與水平面的夾角θ＝30°.接通電源，開啟打點計時器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止開始沿木板滑下．多次重復(fù)后選擇點跡清晰的一條紙帶，如圖5－12－26所示．圖中的點為計數(shù)點(每兩個相鄰的計數(shù)點間還有4個點未畫出)．重力加速度為9.80 m/s2.可以計算出鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為________(結(jié)果保留2位小數(shù))． 圖5—12—26 解析：(1)由mgsinθ－μmgcosθ＝ma，解得：μ＝① (2)由逐差法a＝得：

12、 SⅡ＝(76.39－31.83)×10－2 m， T＝0.1 s，SⅠ＝(31.83－5.00)×10－2 m， 故a＝ m/s2＝1.97 m/s2， 代入①式，得：μ＝＝0.35 答案：(1)　(2)0.35 7．(2019年高考·課標(biāo)全國卷Ⅲ)甲乙兩位同學(xué)設(shè)計了利用數(shù)碼相機(jī)的連拍功能測重力加速度的實驗．實驗中，甲同學(xué)負(fù)責(zé)釋放金屬小球，乙同學(xué)負(fù)責(zé)在小球自由下落的時候拍照．已知相機(jī)每間隔0.1 s拍1幅照片． (1)若要從拍得的照片中獲取必要的信息，在此實驗中還必須使用的器材是________．(填正確答案標(biāo)號) A．米尺 B．秒表 C．光電門

13、 D．天平 (2)簡述你選擇的器材在本實驗中的使用方法． 答：__________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________ (3)實驗中兩同學(xué)由連續(xù)3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab＝24.5 cm、ac＝58.7 cm，則該地的重力加速度大小為g＝________m/s2.(保留2位有效數(shù)字) 解析：此實驗用數(shù)碼相機(jī)替代打點計時器，故實驗原理是相同的，仍然需要米尺來測量點與點之間的距離；就本實驗而言，因為是不同照片，所以是測量連續(xù)幾張照片上小球位置之間的距離；加速度求解仍然用逐差法計算，注意是bc與ab之間的距離差． 答案：(1)A (2)將米尺豎直放置，使小球下落時盡量靠近米尺． (3)9.7　g＝＝9.7 m/s2 - 9 -