高三物理（第04期）好題速遞分項解析匯編 專題19 力學實驗（含解析）

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專題 19 力學實驗 1.【淮北一中 2016～2017 學年度高三第三次月考】 （8 分）在用打點計時器驗證機械能守恒 定律的實驗中，使質(zhì)量為 m=1.00kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點， 選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示． O為第一個點， A、 B、 C為從合適位置開始選取連 續(xù)點中的三個點．已知打點計時器每隔 0.02s打一個點，當?shù)氐闹亓铀俣葹?g=9.80m/s2， 那么： （1）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中 O點到 點來驗證機械能守恒定律； （2）從 O點到（1）問中所取的點，重物重力勢能的減少量 △Ep = J，動能增加量 △ Ek= J（結(jié)果取三位有效數(shù)字） ． （3）若測出紙帶上所有各點到 O點之間的距離，根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點的速度 υ 及物體下 落的高度 h，則以 2v 為縱軸，以 h為橫軸畫出的圖線應(yīng)是圖中的 【答案】 （1）B （2）1.88 1.84 （3）A （3）利用 2vh? 圖線處理數(shù)據(jù)，如果 21mghv?，那么圖線應(yīng)該是過原點的直線，斜率 就等于 g．故 A正確. 所以 A正確，BCD 錯誤。 考點：驗證機械能守恒定律 2.【內(nèi)蒙古鄂爾多斯市一中 2017屆高三上學期第四次月考】某物理興趣小組的同學在研究 彈簧彈力的時候，測得彈力的大小 F和彈簧長度 l的關(guān)系如圖 1所示，則由圖線可知： （1）彈簧的勁度系數(shù)為 N/m． （2）為了用彈簧測定兩木塊 A和 B間的動摩擦因數(shù) μ ，兩位同學分別設(shè)計了如圖 2所示的 甲、乙兩種方案． ①為了用某一彈簧測力計的示數(shù)表示 A和 B之間的滑動摩擦力的大小，你認為方案 更 合理． ②若 A和 B的重力分別為 10.0N和 20.0N．當 A被拉動時，彈簧測力計 a的示數(shù)為 6.0N，b 的示數(shù)為 11.0N，c 的示數(shù)為 4.0N，則 A和 B間的動摩擦因數(shù)為 ． 【答案】（1） 30/Nm；（2）①甲； ②0.3 （2）①甲乙兩種方案，在拉著物體 A運動的過程中，拉 A的彈簧測力計由于在不斷地運動， 示數(shù)可能會變化，讀數(shù)不是很準，彈簧測力計 a是不動的，指針穩(wěn)定，便于讀數(shù)，故甲方案 更合理； ②由于彈簧測力計 a示數(shù)為 6.0N，所以 A、 B間的動摩擦因數(shù) 620.3NfF??。 考點：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 【名師點睛】胡克定律公式 Fkx?中，是彈簧伸長或壓縮的長度，不是彈簧的長度．第 （2）關(guān)鍵明確實驗原理，根據(jù)平衡條件和滑動摩擦定律列式求解。 3． 【內(nèi)蒙古鄂爾多斯市一中 2017屆高三上學期第四次月考】某同學設(shè)計了一個如圖 1所示 的裝置測定滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)，其中 A為滑塊，B 和 C是質(zhì)量可調(diào)的砝碼，不計繩 和滑輪的質(zhì)量及它們之間的摩擦，裝置水平放置。實驗中該同學在砝碼總質(zhì)量（m+m′=m 0） 保持不變的條件下，改變 m和 m′的大小，測出不同 m下系統(tǒng)的加速度 a，然后通過實驗數(shù) 據(jù)的分析就可求出滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)。 （1）該同學手中有打點計時器、紙帶、質(zhì)量已知且可隨意組合的砝碼若干、滑塊、一端帶 有定滑輪的長木板、細線，為了完成本實驗，得到所要測量的物理量，還應(yīng)有 ____________。 A．秒表 B．毫米刻度尺 C．天平 D．低壓交流電源 （2）實驗中，該同學得到一條較為理想的紙帶，如圖 2所示，從清晰的 O點開始，每隔 4 個點取一計數(shù)點（中間 4個點沒畫出） ，分別記為 A、B、C、D、E、F，各計數(shù)點到 O點的距 離為 OA=1.61cm，OB=4.02cm，OC=7.26cm，OD=11.30cm，OE=16.14cm，OF=21.80cm，打點計 時器打點頻率為 50Hz，則由此紙帶可得到打 E點時滑塊的速度 v=________m/s，此次實驗滑 塊的加速度 a=__________m/s2。 （結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字） （3）在實驗數(shù)據(jù)處理中，該同學以 m為橫軸，以系統(tǒng)的加速度 a為縱軸，繪制了如圖 3所 示的實驗圖線，結(jié)合本實驗可知滑塊與木板間的動摩擦因數(shù) μ=_________。 （g 取 10m/s2） 【答案】（1）BD；（2）0.52，0.81；（3）0.3 （2）每隔 4個點取一計數(shù)點，相鄰計數(shù)點之間的時間間隔為 0.1s，故用平均速度等于中間 時刻的瞬時速度可得： 221.804/4/4DOFBvmsT????? 同理可求， 016./.36CEAss? 由勻變速運動規(guī)律得： 2CEDv?所以：20.836/0.5/EDCvmss??? 由 2xat??可得： 202.1/.83CFxmst???。 （3）對 ABC系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律可得： ????001gMgmag????????? 所以， am?圖象中，縱軸的截距為 ，故 3， .。 考點：探究影響摩擦力的大小的因素 4.【蘭州市第一中學 2017屆高三上學期期中考試】 （6 分） “驗證力的平行四邊形定則”實 驗中： （1）部分實驗步驟如下，請完成有關(guān)內(nèi)容： A．將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上，另一端綁上兩根細線； B．在其中一根細線上掛上 5個質(zhì)量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖甲所示，記錄： 結(jié)點 O的位置、鉤碼個數(shù)及細線方向； C．將步驟 B中的鉤碼取下，分別在兩根細線上掛上 4個和 3個質(zhì)量相等的鉤碼，用兩 光滑硬棒 B、C 使兩細線互成角度，如圖乙表示，小心調(diào)整 B、C 的位置，使__________，并 記錄鉤碼個數(shù)及細線方向； （2）如果“驗證力的平行四邊形定則”得到驗證，那么圖乙中 cos???_______。 【答案】.（1）橡皮筋下端伸長到 O點 （2） cos???3:4 （2）設(shè)每個鉤碼的質(zhì)量為 m ，水平方向受力平衡，有： ??cos3cs4mg? 解得： 43cos??? 考點：)驗證力的平行四邊形定則。 【名師點睛】明確該實驗的實驗原理，了解具體實驗步驟以及具體的操作，尤其注意在記錄 力時不但要記錄大小還要記錄方向，該實驗采用的是“等效替換” ，兩次拉橡皮筋要到同一 位置。 5.【蘭州市第一中學 2017屆高三上學期期中考試】 （9 分) 為了探究質(zhì)量一定時加速度與力 的關(guān)系。一同學設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。其中 M為帶滑輪的小車的質(zhì)量， m為砂和砂桶 的質(zhì)量。(滑輪質(zhì)量不計) （1）實驗時，一定要進行的操作或保證的條件是________。 A．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量 B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力 C．小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄彈簧測力計 的示數(shù) D．改變砂和砂桶的質(zhì)量，打出幾條紙帶 E．為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量 m遠小于小車的質(zhì)量 M （2）該同學在實驗中得到如圖所示的一條紙帶(相鄰兩計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出)。已 知打點計時器采用的是頻率為 50 Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為________ m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 （3）以彈簧測力計的示數(shù) F為橫坐標，加速度 a為縱坐標，畫出的 a－ F圖象是一條直線， 圖線與橫軸的夾角為 θ ，求得圖線的斜率為 k，則小車的質(zhì)量為________。 A．2tan θ B． C． k D． 1tan θ 2k 【答案】 （1）BCD （2）1.3 （3）D （2）由于兩計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出，故單擺周期為 0.06s，由 可得： （3）對 a-F圖來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，此題，彈簧測力計的示數(shù) 合F21?， 故小車質(zhì)量為 kaFm2??，故選 D。 考點：探究質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系。 6.【遼師大附中 2016—2017學年上學期期中考試】某實驗小組采用如圖 1所示裝置探究鉤 碼和木塊組成系統(tǒng)的動能定理。實驗中，木塊碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面，打點計 時器的工作頻率為 f。用天平測出木塊的質(zhì)量為 M，鉤碼的質(zhì)量為 m。 圖 1 圖 2 （1）在實驗操作過程中，小組某些成員認為： A．連接電磁打點計時器的電源應(yīng)是 0～12 V 的低壓直流電源 B．實驗時，木塊與鉤碼的質(zhì)量一定要滿足 M遠大于 m C．實驗時，需要考慮到摩擦阻力 D．實驗時，先接通電源讓打點計時器打點，再釋放木塊讓鉤碼拉著木塊拖著紙帶運動 你認為以上合理的是____________。(填寫相應(yīng)的字母) （2）如圖 2所示是按照正確的實驗步驟得到的一條紙帶， O、 A、 B、 C、 D、 E為打點計時器 連續(xù)打的六個點(O 為打下的第一點)。用刻度尺測出 O到 D的距離為 s，則 D點的速度為 ______________。(用 s、 f表示) （3）木塊從靜止釋放滑行 s距離過程中，克服摩擦力做的功為_______。(重力加速度為 g) 【答案】 （1）CD （2） f （3） ??281fsmMgs?? （2）紙帶做勻變速直線運動，初速度為 0，(0 為打下的第一點)，所以平均速度等于末 速度的一半， 因此： 41sfvD?，解得： 2sfvD? （3）由動能定理，對鉤碼、木塊有: ??21Df vmMWmgs??,解得：??281fsMmgsWf ??? 。 考點：探 究 “合 力 做 功 與 動 能 變 化 的 關(guān) 系 ”。 7.【遼寧省鞍山市第一中學 2017屆高三上學期第一次模擬考試】 （1）螺旋測微器的讀數(shù)： mm （2）游標卡尺的讀數(shù)： cm。 【答案】 （1）13.870mm （2）5.015cm 考點：螺旋測微器、游標卡尺的使用．菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有 【名師點睛】螺旋測微器是依據(jù)螺旋放大的原理制成的,即螺桿在螺母中旋轉(zhuǎn)一周,螺桿便沿 著旋轉(zhuǎn)軸線方向前進或后退一個螺距的距離.因此,沿軸線方向移動的微小距離,就能用圓周 上的讀數(shù)表示出來.螺旋測微器的精密螺紋的螺距是 0.5mm,可動刻度有 50 個等分刻度,可動 刻度旋轉(zhuǎn)一周,測微螺桿可前進或后退 0.5mm,因此旋轉(zhuǎn)每個小分度,相當于測微螺桿前進或后 退這 0.5/50=0.01mm.可見,可動刻度每一小分度表示 0.01mm,所以以螺旋測微器可準確到 0.01mm.由于還能再估讀一位,可讀到毫米的千分位,故又名千分尺. 公式：主尺（mm) +0.01mm多少格= mm。測量原理：游標卡尺的主尺的最小刻度為 1mm, 游標上共有 10個等 分刻度,全長為 9mm,也就是每個刻度為 0.9mm,比主尺上刻度小 0.1mm. 當測量爪并攏時游標 的零刻度線與主尺的零刻度對齊,此時示數(shù)為 0. 當游標向右移動 0.1mm,這時游標的 1刻度 與主尺的 1刻度對齊. 同理當游標向右移動 0.2mm,這時游標的 2刻度與主尺的 2刻度對齊 游標向右移動 0.3mm,這時游標的 3刻度與主尺的 3刻度對齊 游標向右移動 0.9mm,這時游標 的 9刻度與主尺的 9刻度對齊 游標向右移動 1mm,這時游標的 10刻度與主尺的 10刻度對齊 ，讀數(shù)時不估讀。 8.【遼寧省鞍山市第一中學 2017屆高三上學期第一次模擬考試】為了探究加速度與力、質(zhì) 量的關(guān)系 （1）小亮利用如圖甲所示的實驗方案，探究小車質(zhì)量一定時加速度與合外力之間的關(guān)系， 圖中上下兩層水平軌道，細線跨過滑輪并掛上砝碼盤，將砝碼和砝碼盤的總重作為小車所受 合外力，兩小車尾部細線連到控制裝置上，實驗時通過控制裝置使兩小車同時開始運動，并 同時停止． ①實驗前，下列操作必要的是 A．選用質(zhì)量不同的兩輛小車 B．調(diào)節(jié)定滑輪的高度，使細線與軌道平行 C．使砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量 D．將軌道右端適當墊高，使小車在沒有細線牽引時能在軌道上勻速運動，以平衡摩擦力 ②他測量了兩小車的位移為 x1，x 2，則 1a= ． （2）小明用如圖乙所示的裝置進行實驗 ①打出的一條紙帶如圖丙所示，計時器打點的時間間隔為 0.02s．他從比較清晰的 A點起， 每五個點取一個計數(shù)點，測量出各點到 A點的距離標在紙帶上各點的下方，則小車運動的加 速度為 m/s 2．(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) ②實驗前由于疏忽，小明遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測量得到的 a﹣F 圖象，可能是丁 圖中的圖線 （選填“1” 、 “2”、 “3”） ． ③調(diào)整正確后，他作出的 a﹣F 圖象末端明顯偏離直線，如果已知小車質(zhì)量為 M，某次所掛鉤 碼質(zhì)量為 m，則戊圖中坐標 a1應(yīng)為 ，a 2應(yīng)為 ． 【答案】①BCD；② 2x?； （2）①0.40；②3；③ 1mga?； 2? 【解析】 （1）本實驗需要用砝碼盤和砝碼的重力代替小車所受的合外力，當小車在軌道上滑 動時將會與軌道產(chǎn)生摩擦，那樣合力應(yīng)為砝碼盤和砝碼的重力減去摩擦力，因此需要平衡摩 擦力，即將軌道右端適當墊高，使小車在沒有細線牽引時能在軌道上勻速運動，且應(yīng)該滿足 砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，細線的拉力為小車的合力，要求細線與木板平行， 所以應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細線與木板平行，對小車質(zhì)量是否相同沒有要求，故 A錯誤， BCD正確．小車做初速度為零的勻加速直線運動：由位移與時間關(guān)系：x= 12at2，因運動時 間相等，則位移與加速度成正比．小車 1、2 的加速度之比為： 12ax?。 （2）①每五個點取一個計數(shù)點，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔 T=0.1s，根據(jù)勻變速直線 運動的推論公式△x=aT 2得： ?? 2223.601/0.4/44.CEAxamssT????? 。 ②遺漏了平衡摩擦力這一步驟，就會出現(xiàn)當有拉力時，物體不動的情況，由牛頓第二定律可 知，即 F≠0 時，a=0．故圖線為：3， 考點：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系 9.【遼寧省沈陽市東北育才學校 2017屆高三上學期第二次模擬考試】高中電學實驗的核心 是測電阻，當然所測的對象是不同的，有燈泡的電阻、電阻絲的電阻、電表的電阻、電源的 電阻等；所用的方法也不同，有伏安法、半偏法、等效代替法等，其中最常用的是伏安法， 測量電路如圖所示： （1）為了減小電表內(nèi)阻引起的誤差，如果待測電阻和電表內(nèi)阻未知，可觀察電表的變化； 當開關(guān)由 a點變到接觸 b點時，電流表變化顯著，則開關(guān)應(yīng)接在 點，測量誤差較小。 （2）如果已知待測電阻和電表內(nèi)阻的大約值，為了減小測量誤差，應(yīng)進行的操作：當 xVAR? 時，開關(guān)應(yīng)接在 點。 （3）如果已知電壓表內(nèi)阻的準確值，則開關(guān)應(yīng)接在 點測量沒有系統(tǒng)誤差。 【答案】（1）b；（2）b；（3）a 【解析】（1）當開關(guān)由 a點變到接觸 b點時，電流表變化顯著，說明電壓表分流作用較大， 為減小實驗誤差，電流表應(yīng)采用內(nèi)接法，則開關(guān)應(yīng)接在 b 點。 （2）根據(jù)“內(nèi)大外小”的原則，當 2＞xAVR時，開關(guān)應(yīng)接在 b點。 （3）如果已知電壓表內(nèi)阻的準確值，由歐姆定律可以求出通過電壓表的電流，電流表采用 外接法時可以準確測出通過電阻的電流，則開關(guān)應(yīng)接在 a點測量沒有誤差。 考點：伏安法測電阻 【名師點睛】本題考查了伏安法測電阻電流表內(nèi)外接法的選擇，應(yīng)用伏安法測電阻選擇合適 的電路可以減小系統(tǒng)誤差，要掌握電流表接法的判斷方法。 10.【遼寧省沈陽市東北育才學校 2017屆高三上學期第二次模擬考試】如圖所示為用光電門 測定鋼球下落時受到的阻力的實驗裝置．直徑為 d、質(zhì)量為 m的鋼球自由下落的過程中，先 后通過光電門 A、 B，計時裝置測出鋼球通過 A、 B的時間分別為 tA、 tB．用鋼球通過光電門 的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度．測出兩光電門間的距離為 h，當?shù)氐闹亓?加速度為 g． （1）鋼球下落的加速度大小 a＝________，鋼球受到的空氣平均阻力 Ff＝________． （2）本題“用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度” ，但從嚴格 意義上講是不準確的，實際上鋼球通過光電門的平均速度________（選填“>”或“<” ）鋼 球球心通過光電門的瞬時速度． 【答案】（1） 21()BAdth? ， 2()BAdmgth? ；（ 2）>m；（2）AC；（3）0.45；（4）A 【解析】（1）小車所受的合力等于繩子的拉力，對整體運用牛頓第二定律得：ag?? ， 隔離對 M分析，有： 1gFamM???，當 ?時，可認為小車受到合外力大 小等于砝碼乙和砝碼盤的總重力。 （3）每打五個點取一個計數(shù)點，又因打點計時器每隔 0.2s打一個點，所以相鄰兩計數(shù)點間 的時間 0.1Ts?，根據(jù) 2xaT??，則： 2222450/.45/1.mxs ????? 。 （4）分別對小車與砝碼列出牛頓第二定律，對小車有 FMa，對砝碼有 Fgma?， 兩式聯(lián)立可得 1amgMg???，作圖時應(yīng)作出 1??圖象，故選項 A正確。 考點：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系 12.【江西省贛州市十三縣（市）十四校 2017屆高三上學期期中聯(lián)考】關(guān)于在做“驗證力的 平行四邊形定則”實驗時： （1）下列敘述正確的是（ ） A．兩彈簧測力計的拉力可以同時比橡皮筋的拉力大 B．橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧測力計的拉力是分力 C．兩次拉橡皮筋時，需將橡皮筋結(jié)點拉到同一位置 O．這樣做的目的是保證兩次彈簧測力計 拉力的效果相同 D．若只增大某一只彈簧測力計的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點位置不變，只需調(diào)整另一只 彈簧測力計拉力的大小即可 （2）如圖是李明和張華兩位同學在做以上實驗時得到的結(jié)果，其中哪一個實驗比較符合實 驗事實？（力 F′是用一只彈簧測力計拉時的圖示） 答： ． （3）在以上實驗結(jié)果比較符合實驗事實的一位同學中，造成誤差的主要原因是：（至少寫 出兩種情況） 答： ， ． 【答案】（1）AC； （2）張華； （3）① 1F的方向比真實方向偏左；② 2F的大小比真實值偏小且方向比真實方向偏左 （2）用平行四邊形定則求出的合力可以與橡皮條拉力的方向有偏差，但用一只彈簧測力計 拉結(jié)點的拉力與橡皮條拉力一定在同一直線上，故張華作的符合實驗事實符合實驗事實。 （3）出現(xiàn)誤差的原因主要是測力的大小時出現(xiàn)誤差，或者在做平行四邊形時出現(xiàn)誤差，故 具體情況可能為：① 1F的方向比真實方向偏左；② 2F的大小比真實值偏小且方向比真實方 向偏左；③作圖時兩虛線不分別與 1線和 2線平行。 考點：驗證力的平行四邊形定則 【名師點睛】解答實驗的出發(fā)點為明確實驗原理、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理，明確合力和分力之 間的關(guān)系，同時注意應(yīng)用所學物理基本規(guī)律解決實驗問題。 13.【江西省贛州市十三縣（市）十四校 2017屆高三上學期期中聯(lián)考】某實驗小組用 DIS來 研究物體加速度與力的關(guān)系，實驗裝置如圖甲所示．其中小車和位移傳感器的總質(zhì)量為 M， 所掛鉤碼總質(zhì)量為 m，軌道平面及小車和定滑輪之間的繩子均水平，不計輕繩與滑輪之間的 摩擦及空氣阻力，重力加速度為 g．用所掛鉤碼的重力 mg作為繩子對小車的拉力 F，小車加 速度為 a，通過實驗得到的 Fa?圖線如圖乙所示． （1）保持小車的總質(zhì)量 M不變，通過改變所掛鉤碼的質(zhì)量 m，多次重復(fù)測量來研究小車加速 度 a與 F的關(guān)系．這種研究方法叫 ． （填下列選項前的字母） A．微元法 B．等效替代法 C．控制變量法 D．科學抽象法 （2）若 m不斷增大，圖乙中曲線部分不斷延伸，那么加速度 a趨向值為 ． （3）由圖乙求出 M= kg；水平軌道對小車摩擦力 f= N． 【答案】（1）C；（2） g；（3） 16． ； 08． 考點：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系 14.【湖北省華中師范大學第一附屬中學 2017屆高三上學期期中考試】某實驗小組利用如題 圖甲所示的裝置探究功和動能變化的關(guān)系，他們將寬度為 d的擋光片固定在小車上，用不可 伸長的細線將其通過一個定滑輪與砝碼盤相連，在水平桌面上的 A、 B兩點各安裝一個光電 門，記錄小車通過 A、 B時的遮光時間，小車中可以放置砝碼。 （1）實驗主要步驟如下： ①將木板略微傾斜以平衡摩擦力，使得細線拉力做的功等于合力對小車做的功。 ②將小車停在 C點，在砝碼盤中放上砝碼，小車在細線拉動下運動，記錄此時小車、小車中 砝碼和擋光片的質(zhì)量之和為 M，砝碼盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為 m，小車通過 A、 B時的遮光 時間分別為、 2t，則小車通過 A、 B過程中動能的變化量 Δ E=_______（用字母 M、 、 2t、 d 表示） 。 ③在小車中增減砝碼或在砝碼盤中增減砝碼，重復(fù)②的操作。 ④用游標卡尺測量擋光片的寬度 d （2）下表是他們測得的多組數(shù)據(jù)，其中 是小車、小車中砝碼和擋光片的質(zhì)量之和， |v － v | 是兩個速度的平方差，可以據(jù)此計算出動能變化量 Δ E，取繩上拉力 F大小近似等2 21 cm 于砝碼盤及盤中砝碼的總重力， W是 F在 A、 B間所做的功。表格中 Δ E3＝_______， W3＝__________(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 。 次數(shù) M/kg |v -v |/(m/s)22 21 Δ E/J F/N W/J 1 1．000 0．380 0．190 0．400 0．200 2 1．000 0．826 0．413 0．840 0．420 3 1．000 0．996 Δ E3 1．010 W3 4 2．000 1．20 1．20 2．420 1．21 5 2．000 1．42 1．42 2．860 1．43 （3）若在本實驗中沒有平衡摩擦力，假設(shè)小車與水平長木板之間的動摩擦因數(shù)為 ?。利 用上面的實驗器材完成如下操作：保證小車質(zhì)量不變，改變砝碼盤中砝碼的數(shù)量（取繩上拉 力近似為砝碼盤及盤中砝碼的總重力） ，測得多組 m、 、 2t的數(shù)據(jù)，并得到 m與212???????tt 的關(guān)系圖像，如圖乙所示。已知圖像在縱軸上的截距為 b，直線 PQ的斜率為 k， A、 B兩點的距離為 s，擋光片的寬度為 d，則 ?=_______(用字母 b、 d、 s、 k、 g表示)。 【答案】（1） ])([2121tdtM?；（2） 0.498J， .50；（3） gskbd2 【解析】（1）①小車通過 A時的速度為： 1 ＝Advt， 小車通過 B時的速度為： 2 ＝Bdvt， 則小車通過 A、 B過程中動能的變化量為： 2211＝EMdtt??????????? 。 （2）由各組數(shù)據(jù)可見規(guī)律，有： 21()0.96.48＝ ＝ ＝EMJv???， 觀察 FW?數(shù)據(jù)規(guī)律可得數(shù)值上有： 3.5WJF?。 考點：探究功與速度變化的關(guān)系 15.【陜西省寶雞中學 2017屆高三月考（二）理科綜合】在做“研究勻變速直線運動”的實 驗時，某同學得到一條用電火花計時器打下的紙帶如圖 1所示，并在其上取了 A、B、C、D、E、F、G7 個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點間還有 4個點圖中沒有畫出，電火花計 時器接“220V，50Hz”交流電源 （1）設(shè)電火花計時器的周期為 T，計算 F點的瞬時速度 Fv=______； （2）他經(jīng)過測量并計算得到電火花計時器在打 B、C、D、E、F 各點時物體的瞬時速度如表， 以 A點對應(yīng)的時刻為 t=0，試在圖 2所示坐標系中合理地選擇標度，作出 v-t圖像，并利用 該圖像求出物體的加速度 a=________ 2/ms； （3）如果當時電網(wǎng)中交變電流的電壓變成 210V，而做實驗的同學并不知道，那么加速度的 測量值與實際值相比______。 （填“偏大” 、 “偏小”或“不變” ） 【答案】 （1） 640dT?（2）如圖所示； 20.4/ms（3）不變 （2）作出 v﹣t 圖象如圖所示，注意盡量使描出的點落到直線上，不能落到直線上的點盡量 讓其分布在直線兩側(cè)． 由速度﹣時間圖象的斜率表示加速度，得： 220.31/0.4/5vamsst???? （3）電網(wǎng)電壓變化，并不改變打點的周期，故測量值與實際值相比不變 考點：“研究勻變速直線運動”的實驗 【名師點睛】做分析勻變速直線運動情況時，其兩個推論能使我們更為方便解決問題，一、 在相等時間內(nèi)走過的位移差是一個定值，即 2xaT??，二、在選定的某一過程中，中間時 刻瞬時速度等于該過程中的平均速度 16.【陜西省寶雞中學 2017屆高三月考（二）理科綜合】為了探究質(zhì)量一定時加速度與力的 關(guān)系，一同學設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，其中 M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，n 為砂和砂桶的 質(zhì)量， （滑輪質(zhì)量不計） （1）實驗時，一定要進行的操作或保證的條件是________． A．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量 B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力 C．小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄彈簧測力計 的示數(shù) D．改變砂和砂桶的質(zhì)量，打出幾條紙帶 E．為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量 m遠小于小車的質(zhì)量 M （2）該同學在實驗中得到如圖所示的一條紙帶（相鄰兩計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出） 。已 知打點計時器采用的是頻率為 50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為_______2/ms （結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） （3）以彈簧測力計的示數(shù) F為橫坐標，加速度為縱坐標，畫出的 a-F圖像是一條直線，圖 線與橫軸的夾角為，求得圖線的斜率為 k，則小車的質(zhì)量為________ A． 2tan? B． 1tan? C．k D． 2k 【答案】 （1）CD（2） 2.3/ms（3）D （3）對小車受力分析，由牛頓第二定律可得： 2FMa?，可得： 2F?，即2tankM?? ，解得 D正確， 考點：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系實驗 17.【哈三中 2016—2017學年度上學期高三學年期中考試】用如圖所示裝置做《探究功與速 度變化的關(guān)系》實驗 （1）該實驗釆用了的方法使實驗數(shù)據(jù)處理得以簡化。 A．極限法 B．成倍增加 C．理想化模型 D．等效替代 （2）實驗時，以下說法正確的是 A．該實驗不需要平衡摩擦力 B．橡皮筋每次拉伸的長度應(yīng)越來越長 C．先釋放小車，再接通打點計時器電源 D．每次都應(yīng)選擇紙帶上點跡均勻的部分計算小車速度 【答案】 （1）B（2）D 考點：《探究功與速度變化的關(guān)系》實驗 【名師點睛】實驗原理：橡皮筋的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小車的動能，實驗中改變拉力做功時，為 了能定量，所以用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長度，這樣橡皮筋對小車做的功就有倍數(shù) 關(guān)系；根據(jù)實驗原理與實驗注意事項分析答題． 18.【哈三中 2016—2017學年度上學期高三學年期中考試】在“驗證機械能守恒定律”的實 驗中（所用電源頻率為 50Hz）： （1）某同學用如甲圖所示裝置進行實驗，得到如乙圖所示的紙帶，把第一個點（初速度為 零）記作 O點，測出點 O、A 間的距離為 89.36cm，點 A、C 間的距離為 17.24cm，點 C、E 間 的距離為 18.76cm，已知當?shù)刂亓铀俣葹?9.80m/s2，重錘的質(zhì)量為 m=1.0kg，則打點計時 器在打 O點到 C點的這段時間內(nèi)，重錘動能的增加量為______J，重力勢能的減少量為 ______J。（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字） （2）利用該裝置可以測量重錘下落的加速度 a=____m/s2。（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字） 【答案】 （1）10.1； 10.4（2）9.50 考點：“驗證機械能守恒定律”的實驗 19.【山東省實驗中學 2017屆高三第二次診斷性考試】如圖為“驗證力的平行四邊形定則” 實驗，三個細線套 123L、 、 一端共系于一個結(jié)點，另一端分別系于輕質(zhì)彈簧測力計 A、B 和重物 M上，A 掛于固定點 P，手持 B拉動細線，使結(jié)點靜止于 O點。 （1）某次實驗中 A的指針位置如圖所示，其讀數(shù)為________N； （2）實驗時要讀出 A、B 的示數(shù)，還要再貼與豎直木板的白紙上記錄 O點的位置， _____、______和_________。 （3）下列實驗要求中必要的是__________ A．彈簧測力計需要在實驗前進行校零 B．需要測量重物 M的重力 C．多次實驗時彈簧測力計 B始終保持水平 D．多次實驗時結(jié)點必須在同一點 【答案】 （1）2.00N （2） 123L、 、 的方向（3）AB 【解析】（1）彈簧測力計讀數(shù)，每 1N被分成 5格，則 1格就等于 0.1N．所以讀數(shù)為 2.00N （2）彈簧測力計 A掛于固定點 P，下端用細線掛一重物 M．彈簧測力計 B的一端用細線系于 O點，手持另一端向左拉，使結(jié)點 O靜止在某位置．分別讀出彈簧測力計 A和 B的示數(shù)，并 在貼于豎直木板的白紙上記錄 O點的位置和三條細線的方向． 考點：“驗證力的平行四邊形定則”實驗 【名師點睛】本實驗要掌握彈簧測力計讀數(shù)、減小實驗誤差的方法，對彈簧測力計讀數(shù)時要 先確定其分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與刻度線垂直． 20.【山東省實驗中學 2017屆高三第二次診斷性考試】如圖所示為探究物體運動加速度與物 體質(zhì)量，物體受力關(guān)系的實驗裝置，砂和砂桶質(zhì)量用 m表示，小車和車上所加砝碼總質(zhì)量用 M表示，小車運動加速度用 a表示。 （1）實驗過程中需要適當抬起長木板的一端以平衡小車所受的摩擦力，該步驟中木板被抬 起的角度與小車質(zhì)量_______（選填“有關(guān)”或“無關(guān)” ） （2）在探究加速度與小車受力關(guān)系過程中，甲和乙兩小組分別用下列兩組數(shù)據(jù)進行實驗操 作，其中你認為合理的是_____________（選填“甲”或“乙” ） （3）在探究加速度與小車質(zhì)量過程中，應(yīng)保持______不變，通過增減小車中砝碼改變小車 質(zhì)量 M，實驗測出幾組 a、M 數(shù)據(jù)，下列圖線能直觀合理且正確反映 a-M關(guān)系的是 【答案】 （1）無關(guān)（2）乙（3）砂和砂筒質(zhì)量、C （3）當研究加速度和質(zhì)量的關(guān)系時，需要保持外力恒定，本實驗中砂和砂筒的重力提供小 車運動的外力，故需要保持砂和砂筒質(zhì)量不變，當小車的質(zhì)量遠遠大于砂桶的總質(zhì)量時，砂 桶對小車的拉力近似等于沙桶的總重力，此時 1aM?為直線，當當小車質(zhì)量 M不遠大于重物 質(zhì)量 m時，小車受到的拉力明顯小于重物重力， 圖象向下彎曲，故 C正確； 考點：考查了驗證牛頓第二定律實驗 21.【山東省實驗中學 2017屆高三第一次診斷性考試】如圖所示的裝置可以做許多力學實驗。 以下說法正確的是____(選對 1個得 2分；選對 2個得 4分；選對 3個得 6分。每選錯 1個 扣 3分，最低得分為 0分) A．用此裝置“研究勻變速直線運動”時，必須設(shè)法消除小車和滑軌間的摩擦阻力的影響； B．用此裝置探宄“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，必須調(diào)整滑輪高度使連接小車的細 線與滑軌平行； C．用此裝置探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，每次增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時， 必須重新調(diào)節(jié)木板的傾斜度； D．用此裝置驗證動能定理時，需要平衡摩擦力； E．用此裝置做實驗時，應(yīng)該先接通電源讓打點計時器正常打點后再釋放小車 【答案】BDE 考點：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系 22.【河北省石家莊市第二中學 2017屆高三上學期第二期聯(lián)考】某科技小組用如圖甲所示裝 置驗證動能定理，一端固定有定滑輪且?guī)в锌潭瘸叩膬A斜氣墊導(dǎo)軌固定在水平桌面上，導(dǎo)軌 上 A點處有一總質(zhì)量為 M帶遮光片的長方形滑塊，滑塊用平行斜面的輕細繩通過定滑輪與一 拉力傳感器相連，實驗步驟如下： ①用游標卡尺測出遮光片的寬度 d； ②安裝好實驗器材，給氣墊導(dǎo)軌接上氣源，然后讀出拉力傳感器的示數(shù)，記為 F，同時從氣 墊導(dǎo)軌刻度尺上讀出滑塊與光電門之間的距離 L； ③剪斷細繩，讓滑塊滑向光電門，并記錄滑塊通過光電門的時間 t； ④多次改變滑塊與光電門之間的距離，記錄相應(yīng)的 L與 t的值，結(jié)果如表所示。 請回答下列問題： （1）用游標卡尺測量遮光片寬度 d的測量結(jié)果如圖乙所示，則 d? cm； （2）剪斷細繩后，在滑塊從 A運動至 B的過程中，若動能定理成立，則在本實驗中 21t與 L 的關(guān)系式為 21t? ； （3）以 L為橫坐標， 2t為縱坐標，請在圖丙所示的坐標系中描點，并作出 21Lt?圖像，根 據(jù)你所作的圖像，本實驗 （填“能”或“不能）驗證動能定理。 【答案】⑴1.00；⑵ 2FLMd ⑶如圖所示： 【解析】（1）根據(jù)游標卡尺讀數(shù)規(guī)則：主尺部分為： 10m；標尺部分為：0.m?? 故游標卡尺讀數(shù)為： 10. .mc???； （2）根據(jù)光電門可得，小球到達光電門的速度為： dvt，則從 A到 B根據(jù)動能定理可得：21FLMdt??????? ，則整理可以得到： 221FLMt。 （2）由 22可得 1Lt?成正比例關(guān)系，則由圖像可知可以驗證動能定理，圖像如圖 所示： 考點：探究功與速度變化的關(guān)系 23.【廣東省韶關(guān)市六校 2017屆高三 10月聯(lián)考】某同學“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置 如圖所示，其中電源的頻率為 50Hz。 （1）她想用砂桶的重力表示小車受到的合外力 F，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，她先 做了兩方面的調(diào)整措施： a．用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高，目的是______________________． b．使砂桶的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，目的是使拉小車的力近似等于________________． （2） 實驗中打出的其中一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車的加速度 a＝________m/s 2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 【答案】 （1）a.平衡摩擦力 b．砂桶的重力（2）0.88 （2）由圖示紙帶可知，計數(shù)點間的時間間隔： 0.25.1st??，由勻變速直線運動的推 論： 2xat??可知，加速度： 24128648/3xamt??． ； 考點：“驗證牛頓第二定律”的實驗 【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理以及實驗中的注意事項，在本實驗中，知道兩 個認為：1、認為小車所受的合力等于繩子的拉力；2、認為沙和沙桶的總重力等于小車所受 的合力． 24.【廣東省韶關(guān)市六校 2017屆高三 10月聯(lián)考】如圖甲所示實驗裝置，可以測量滑塊經(jīng)過 斜面底端的瞬時速度． （1）用游標卡尺測量擋光片的寬度 d，示數(shù)如圖乙所示，可讀得 d= cm； （2）讓裝有擋光片的滑塊從斜面上端由靜止釋放，測得它經(jīng)過光電門時擋光片的擋光時間 為 0.002s，則滑塊經(jīng)過斜面底端時的速度 v= m/s（保留二位有效數(shù)字） ；擋光片平行 安裝于滑塊運動的豎直平面，但未與斜面垂直（如圖丙） ， 則速度的測量值比真實值偏 ____（填“大”或“小” ，檔光片足夠長） ． （3）若測得滑塊下滑高度為 h，水平位移為 x，則可得出滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù) μ= ____（用符號 h、v、x 和重力加速度 g表示） ． 【答案】 （1）1.02；（2）5.1 小；（3） 2hvx? 【解析】（1）游標卡尺的讀數(shù)為 10m.10.m.2c?? （2）用滑塊通過的平均速度來代替瞬時速度大小，有： 015./.dvmst?? 擋光片平行安裝于滑塊運動的豎直平面，但未與斜面垂直，當通過光電門時，使得時間變長， 然而在求瞬時速度時，仍用擋光片的寬度與變長的時間的比值，導(dǎo)致瞬時速度變小，則速度 的測量值比真實值偏小； （3）設(shè)下滑位移為，根據(jù)速度-位移公式有： 2val?①，根據(jù)牛頓第二定律有：sincosmgma???? ②，其中 sincoshxll?， ③，聯(lián)立①②③解得：2hvx? ． 考點：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律實驗 25.【大慶中學 2016—2017學年上學期期中考試高三物理試題】某同學使用游標為 10個小 等分刻度的游標卡尺測量一物體的尺寸，得到圖中的游標卡尺的讀數(shù)，由于遮擋，只能看到 游標的后半部分，圖中游標卡尺的讀數(shù)為 mm。 【答案】54.5mm 考點：考查了游標卡尺讀數(shù) 【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵掌握游標卡尺的讀數(shù)方法，固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)， 在讀可動刻度讀數(shù)時不需估讀，同時注意游標卡尺的精確度． 26.【大慶中學 2016—2017學年上學期期中考試高三物理試題】某同學用如圖所示的裝置測 定重力加速度： ①打出的紙帶如圖所示，實驗時紙帶的 端應(yīng)和重物相連接（選填“甲”或“乙” ） 。 ②實驗中在紙帶上連續(xù)打出點 1、2、3、……、9，如圖所示，由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出實驗時 的加速度為 m/s 2(保留兩位有效數(shù)字)。 【答案】乙 9.4 【解析】剛開始時，由于剛開始加速，速度較小，打出的相鄰點間的距離較小，隨著速度越 來越大，點跡間隙越來越大，故乙端連接重物；根據(jù)逐差法可得 223785xgT??，0.2Ts? ，解得 29.4/gms? 考點：測定重力加速度實驗 27.【江西省鷹潭市第一中學 2017屆高三上學期第四次月考】在“探究動能定理”的實驗中， 某同學是用下面的方法和器材進行實驗的，放在長木板的小車，由靜止開始在幾條完全相同 的橡皮筋的作用下沿木板運動，小車拉動固定在它上面的紙帶，紙帶穿過打點計時器，關(guān)于 這一實驗，下列說法中正確的是 A．長木板要適當傾斜，以平衡小車運動中受到的阻力 B．利用紙帶上的點計算小車的速度時，應(yīng)選用紙帶上打點最密集的部分進行計算 C．重復(fù)實驗時，雖然用到橡皮筋的條數(shù)不同，但每次應(yīng)使橡皮筋拉伸的長度相同 D．利用紙帶上的點計算小車的速度時，應(yīng)選用紙帶上打點最稀疏的部分進行計算 【答案】ACD 考點：“探究動能定理”的實驗 【名師點睛】實驗時，先要平衡摩擦力，每次保持橡皮筋的形變量一定，當有 n根相同橡皮 筋并系在小車上時，n 根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時對小車做的功的 n 倍，這個設(shè)計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難，再加上打點計時器測出小車獲 得的最大速度即動能可求． 28.【江西省鷹潭市第一中學 2017屆高三上學期第四次月考】在用“打點計時器驗證機械能 守恒定律”的實驗中，質(zhì)量為 m=1.00kg的重物拖著紙帶豎直下落，打點計時器在紙帶上打 下一系列點，如圖所示，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為 0.04s，P 為紙帶運動的起點，從 P點 到打下 B點的過程中重力勢能的減少量 PE??_____________J，在此過程中物體的動能增量kE?? _____________J， （ 29.8/gms，答案表劉三位有效數(shù)字） 。用 v表示各計數(shù)點的速 度，h 表示各計數(shù)點到 P點的距離，以 v為縱軸，以 h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出 2h? 的 圖線，該圖線的斜率表示某個物理量的數(shù)值時，說明重物下落過程中的機械能守恒，該物理 量是___________。 【答案】2.28J；2.26J；重力加速度 考點：“打點計時器驗證機械能守恒定律” 【名師點睛】對于物理量線性關(guān)系圖象的應(yīng)用我們要從兩方面：1、從物理角度找出兩變量 之間的關(guān)系式 2、從數(shù)學角度找出圖象的截距和斜率，兩方面結(jié)合解決問題． 29.【江西省鷹潭市第一中學 2017屆高三上學期第四次月考】一水平放置的圓盤繞豎直固定 軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上沿半徑開有一條寬度為 2mm的均勻狹縫。將激光器與傳感器上下對準，使 二者間連線與轉(zhuǎn)軸平行，分別置于圓盤的上下兩側(cè)，且可以同步地沿圓盤半徑方向勻速移動， 激光器連續(xù)向下發(fā)射激光束。在圓盤轉(zhuǎn)動過程中，當狹縫經(jīng)過激光器與傳感器之間時，傳感 器接收到一個激光信號，并將其輸入計算機，經(jīng)過處理后畫出相應(yīng)圖線。圖（a）為該裝置 示意圖，圖（b）為所接收的光信號隨時間變化的圖線，橫坐標表示時間，縱坐標表示接收 到的激光信號強度。圖中 31.0ts????， 320.81ts????，利用圖 b中的數(shù)據(jù)可以知道 A．圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為 2.5(/)rads? B．激光器和傳感器沿半徑移動的方向是沿半徑向圓心 C．激光器和傳感器沿半徑移動的方向是沿半徑向外 D．激光器和傳感器沿半徑方向移動的速度大小是 1/4ms? 【答案】ACD 考點：考查了圓周運動規(guī)律的應(yīng)用 30.【河南省南陽市第一中學 2017屆高三上學期第三次月考】用螺旋測微器測圓柱體的直徑 時，示數(shù)如圖甲所示，此示數(shù)為 mm，用 20分度的游標卡尺測量某物 體的厚度時，示數(shù)如圖乙所示，此示數(shù)為 mm。 【答案】 （1）6.1250.002，63.60 【解析】螺旋測微器的固定刻度讀數(shù) 6mm，可動刻度讀數(shù)為 0.0112.5=0.125mm，所以最終 讀數(shù)為：6mm+0.125mm=6.125mm；游標卡尺的主尺讀數(shù)為 6.3cm，游標尺上第 12個刻度與主 尺上某一刻度對齊，因此游標讀數(shù)為 0.0512mm=0.60mm=0.060cm，所以最終讀數(shù)為： 6.3cm+0.060cm=6.360cm=63.60 mm． 考點：考查了游標卡尺，螺旋測微器的讀數(shù) 【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵掌握游標卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)方法，游標卡尺讀數(shù)的方法 是主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度 讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀．